KR101510507B1 - 건식소화설비의 균일냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 건식소화설비의 균일냉각장치는, 건식소화설비의 쿨링챔버에 유입된 냉각가스가 순환되기 위해 배출되는 순환배출덕트; 및 상기 순환배출덕트에 제공되되, 상기 쿨링챔버 내의 코크스가 균일하게 냉각되도록 냉각가스의 배기량을 조절하는 배기조절수단;을 포함한다.
이와 같이 본 발명은, 냉각가스의 배기량을 조절하는 배기조절수단이 구성됨으로서, 건식소화설비 내에 냉각가스의 편류가 발생하더라도 쿨링챔버 내의 코크스를 균일하게 냉각시키도록 공급된 냉각가스의 잔류시간을 조절할 수 있다.
이에 따라, 일부 코크스가 충분히 냉각되지 않고 건식소화설비에서 나옴에 따라 후단에 배치된 벨트컨베이어에서 발생되는 열화를 방지할 수 있다.
나아가, 건식소화설비의 쿨링챔버에서 배출되는 냉각가스의 배기량을 조절하는 과정에서, 냉각가스를 냉각함에 따라 순화되어 다시 공급되는 냉각가스의 냉각능을 높일 수 있다.

Description

건식소화설비의 균일냉각장치{Apparatus for even cooling cokes of cokes dry quenching equipment}

본 발명은 건식소화설비의 균일냉각장치로서, 쿨링챔버 내의 코크스를 균일하게 냉각시키기 위해 공급된 냉각가스의 잔류시간을 조절하고 냉각가스의 냉각능도 높이는 건식소화설비의 균일냉각장치에 관한 것이다.

도 1은 건식소화설비와 하측의 이송설비를 나타낸 개략도이며, 도 2는 도 1의 이송설비를 나타낸 확대도이고, 도 3은 도 2의 이송설비에서 벨트 컨베이가 열화되어 손상된 것을 나타낸 도면이다.

또한, 도 4는 도 1의 건식소화설비의 쿨링챔버를 나타낸 내부 평면도이며, 도 5는 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 6은 도 4의 B-B'선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 건식소화(CDQ : Cokes Dry Quenching)설비는 오븐에서 압출되어져 나온 적열코크스(1)를 질소가스를 이용하여 냉각하는 설비이다.

이러한 건식소화설비(4)는 질소냉각 방식을 이용하기 때문에 기존의 소화탑을 이용한 습식소화냉각방식과 비교하여 코크스의 열충격을 완화시켜 약 0.5%의 냉간강도 상승의 효과를 가지고 있다.

상기 건식소화설비(4)는 도 1에 도시된 바와 같이, 프리챔버(Pre-chamber)(4a)와 쿨링챔버(Cooling Chamber)(4b)로 나뉘며, 프리챔버(4a)에 코크스가 장입되고 장입된 코크스는 쿨링챔버(4b)에서 순환가스에 의해 냉각된다.

그런 다음, 도 1 및 도 2에 도시된 쿨링챔버(4b) 하단의 회전실링밸브(Rotary Sealing Valve, RSV)(6)를 통해서 약 200℃이하의 건식 소화된 코크스(2)가 배출되고, 배출된 코크스는 진동이송기(6)와 회전실링밸브(7)를 거쳐 하단에 있는 벨트컨베이어(8)를 통해 고로(미도시)에 이송되게 된다.

상기 건식소화설비(4) 내의 쿨링챔버(4b) 하부에서 120℃의 순환 냉각가스가 주변류와 중심류에서 통해 나오는데, 이러한 냉각가스는 약 1,030℃ ~ 1,050℃의 적열코크스(1)와 접촉하여 냉각을 하게 되고, 쿨링챔버(4b) 하단의 회전실링밸브(6)를 통하여 200℃이하의 온도로 배출되어야 한다.

그러나, 건식소화설비(4) 내 장입되는 적열코크스(1)가 1,050℃보다 높거나 쿨링챔버(4b) 내 코크스 유동에 의하여 순환가스의 편류가 발생되어 국부적으로 적열코크스(1) 냉각이 이루어지는 등의 적열코크스(1)가 충분히 소화되지 못한 경우, 회전실링밸브(6)에서 절출되는 코크스의 온도는 200℃가 넘게 된다.

이와 같이 건식이 불충분하게 이루어진 200℃이상의 코크스가 벨트컨베이어(8)에 실릴 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 벨트컨베이어(8)는 열화되어 끊어져 버리게 되어 건식소화설비(4)에서 코크스를 배출하지 못하게 되며, 결과적으로 전체적인 건식소화설비(4)가 중지되는 문제가 발생한다.

또한, 기존의 건식소화설비(4) 조업은 회전실링밸브(6)에서 배출되는 절출코크스의 온도를 통해 절출량을 조절하는 방식이며, 절출코크스 온도에 따른 순환가스의 온도를 조절하는 별도의 설비 및 제어하는 로직(Logic)을 가지고 있지 않다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 쿨링챔버 내의 코크스를 균일하게 냉각시키기 위해 공급된 냉각가스의 잔류시간을 조절하도록 냉각가스의 배기량을 조절하며, 냉각능도 높이는 배기조절수단이 구성되는 건식소화설비의 균일냉각장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식소화설비의 균일냉각장치는, 건식소화설비의 쿨링챔버에 유입된 냉각가스가 순환되기 위해 배출되는 순환배출덕트; 및 상기 순환배출덕트에 설치되어, 상기 쿨링챔버 내의 코크스가 균일하게 냉각되도록 냉각가스의 배기량을 조절하는 배기조절수단;을 포함한다.

구체적으로, 상기 배기조절수단은, 냉각가스의 배출유량을 조절하도록 상기 순환배출덕트에 회전하게 설치된 회전부재; 및 상기 순환배출덕트에 장착되되 상기 회전부재의 회전축이 연결되어, 상기 회전부재의 개방정도를 조절하도록 상기 회전축의 회전구동력을 제공하는 구동부재;를 구비하는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 쿨링챔버에는 수용되는 코크스의 온도를 감지하도록 온도측정부재가 장착되며, 상기 온도측정부재 및 구동부와 전기적으로 연계된 제어부는, 상기 온도측정부재에 의해 감지된 온도측정치에 따라 냉각가스의 배출량을 조절하도록, 상기 구동부재를 작동제어하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 회전부재는, 순환되어 재사용되는 상기 냉각가스의 냉각능을 높이도록, 배출되는 냉각가스를 냉각시키는 냉각유로가 내부에 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전부재는, 상기 순환배출덕트를 차단한 상태에서도 냉각가스가 배출되도록 복수 개의 통과홀이 형성된 것이 바람직하다.

아울러, 상기 회전부재는, 냉각가스의 배출 유동성 및 냉각능을 높이도록 메쉬구조인 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 회전부재는, 상기 순환배출덕트의 유로를 따라 복수 개가 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 건식소화설비의 균일냉각장치는, 냉각가스의 배기량을 조절하는 배기조절수단이 구성됨으로서, 건식소화설비 내에 냉각가스의 편류가 발생하더라도 쿨링챔버 내의 코크스를 균일하게 냉각시키도록 공급된 냉각가스의 잔류시간을 조절할 수 있다.

이에 따라, 일부 코크스가 충분히 냉각되지 않고 건식소화설비에서 나옴에 따라 후단에 배치된 벨트컨베이어에서 발생되는 열화를 방지할 수 있는 효과를 가진다.

나아가, 건식소화설비의 쿨링챔버에서 배출되는 냉각가스의 배기량을 조절하는 과정에서, 냉각가스를 냉각함에 따라 순화되어 다시 공급되는 냉각가스의 냉각능을 높일 수 있는 장점을 지닌다.

도 1은 건식소화설비와 하측의 이송설비를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 이송설비를 나타낸 확대도이다.
도 3은 도 2의 이송설비에서 벨트 컨베이가 열화되어 손상된 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 건식소화설비의 쿨링챔버를 나타낸 내부 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A'선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B'선에 따른 단면도이다.
도 7은 도 1의 쿨링챔버에 설치된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식소화설비의 균일냉각장치를 나타낸 개략도이다.
도 8(a)는 도 7의 건식소화설비의 균일냉각장치에서 회전부재가 순환배출덕트 내에서 닫혀진 상태를 나타낸 정면도이고, 도 8(b)는 도 8(a)의 상태를 나타낸 평면도이다.
도 9(a)는 도 7의 건식소화설비의 균일냉각장치에서 회전부재가 순환배출덕트 내에서 개방된 상태를 나타낸 정면도이고, 도 9(b)는 도 9(a)의 상태를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 건식소화설비의 균일냉각장치는, 건식소화설비 내에 냉각가스의 편류가 발생하더라도 쿨링챔버 내의 코크스를 균일하게 냉각시키기 위해 공급된 냉각가스의 잔류시간을 조절하도록 냉각가스의 배기량을 조절하며, 나아가 냉각능도 높이는 배기조절수단이 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 7은 도 1의 쿨링챔버에 설치된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 건식소화설비의 균일냉각장치를 나타낸 개략도이며, 도 8은 도 7의 건식소화설비의 균일냉각장치에서 회전부재가 순환배출덕트 내에서 닫혀진 상태를 나타낸 정면도 및 평면도이고, 도 9는 도 7의 건식소화설비의 균일냉각장치에서 회전부재가 순환배출덕트 내에서 개방된 상태를 나타낸 정면도 및 평면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 건식소화설비에 설치되는 순환배출덕트(10)와, 상기 순화배출덕트(10)에 제공되는 배기조절수단(20)을 포함한다.

이때, 상기 건식소화설비에 대해 도 1을 참조하여 간단히 설명하면, 오븐에서 압출된 적열코크스(1)가 버켓(3)에 담겨 크레인에 의해 건식소화설비(4) 위치로 이동시킨 후, 건식소화설비(4) 내에 장입시켜 적열코크스(1)를 냉각시키기 위한 제반 업무를 수행하며, 적열코크스(1)에서 회수된 열은 보일러(미도시)를 운전하여 증기를 생산한다

상기와 같은 건식소화설비(4)는 적열코크스(1)를 냉각시키기 위해 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각가스가 중심류(5a)와 주변류(5b)를 통해 내부로 유입되어 적열코크스(1)를 냉각시킨 후, 순환을 위해 순환배출덕트(10)를 통해 배출되어 열을 버린 후 다시 중심류(5a)와 주변류(5b)를 통해 유입되는 과정을 반복한다.

이때, 쿨링챔버(4b) 내 코크스 유동에 의하여 순환가스의 편류가 발생되어 국부적으로 적열코크스(1) 냉각이 이루어지는 등의 일부 적열코크스가 충분히 소화되지 못한 경우가 발생하는데, 이를 방지하기 위해 일부 적열코크스도 충분히 냉각될 수 있도록 건식소화설비(4)에 유입된 냉각가스가 일정 시간 이상 머무를 수 있게 해야 한다.

이를 위해, 본 발명은 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 건식소화설비(4) 쿨링챔버(4b) 내의 코크스가 균일하게 냉각되도록 냉각가스의 배기량을 조절하는 배기조절수단(20)을 제공한다.

상기 배기조절수단(20)은 순환배출덕트(10)에 설치된 회전부재(21)와, 상기 회전부재(21)를 회전구동시키는 구동부재(미도시)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 회전부재(21)는 냉각가스의 배출유량을 조절하도록 순환배출덕트(10)에 회전하게 설치된다.

또한, 상기 구동부재는 순환배출덕트(10)에 장착되되 상기 회전부재(21)의 회전축(21a)이 연결되어, 회전부재(21)의 개방정도를 조절하도록 회전축(21a)의 회전구동력을 제공하는 역할을 수행한다.

여기에서, 상기 회전부재(21)가 구동부재에 의해 회전구동되는 구조를 도 7을 참조하여 살펴보기로 한다.

상기 회전부재(21)는 상하부에 각각 회전축(21a)이 순환배출덕트(10) 측으로 돌출되어 형성되고, 순환배출덕트(10)는 상기 회전축(21a)이 삽입되어 위치고정될 수 있도록 체결홈(10b)이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 구동부재는 비록 도시되지는 않았지만 일례로서 구동모터가 활용될 수 있으며, 구동모터인 경우 상기 회전부재(21)의 회전축(21a)과는 구동축으로 스크류축(25)이 기어체결될 수 있고, 이에 따라 구동모터가 작동되어 스크류축(25)이 회전하면 이와 연동되어 나사기어가 형성된 회전축(21a)이 회전하게 된다.

다른 일례로서, 상기 구동부재가 실린더부재가 활용될 수 있으며, 실린더부재인 경우 상기 회전부재(21)의 회전축(21a)과는 랙기어가 형성된 실린더로드(25)가 기어체결될 수 있고, 이에 따라 실린더부재가 작동되어 실린더로드(25)가 신축왕복운동을 하게되면 이와 연동되어 피니언기어가 형성된 회전축(21a)이 회전하게 된다.

그리고, 상기 회전부재(21)는 건식소화설비 내에서 배출된 후 순환되어 재사용되는 냉각가스의 냉각능을 높이도록, 배출되는 냉각가스를 냉각시키는 냉각유로(22)가 내부에 형성될 수 있다.

즉, 상기 냉각유로(22)는 회전부재(21) 내에 구비되며, 회전축(21a)에 회전되면서도 실링체결된 냉각유체라인(24)과 연결될 수 있다. 상기 냉각유체라인(24)을 통해 공급된 냉각유체는 회전부재(21) 내의 냉각유로(22)를 따라 유동한 후 다시 냉각유체라인(24)을 통해 배출될 수 있으며, 물론 다시 순화되어 활용될 수 있다.

또한, 상기 회전부재(21)는 순환배출덕트(10)를 차단한 상태에서도 냉각가스가 배출되도록 복수 개의 통과홀(21b)이 형성될 수 있다.

이는 회전부재(21)가 순환배출덕트(10)에 수직으로 배치되어 순환배출덕트(10)를 차단한 배치구조를 이루더라도, 건식소화설비 내의 냉각가스가 외부로 배출될 수 있도록 하기 위함이다. 즉, 일정한 체적을 가진 건식소화설비 내로 계속해서 유입되는 냉각가스는 지속적으로 일정량 이상이 외부로 배출되어야 하기 때문이다.

나아가, 상기 회전부재(21)는 냉각가스의 배출 유동성 및 냉각능을 높이도록 메쉬구조인 것이 바람직하다.

즉, 상기 회전부재(21)가 메쉬구조를 취함으로써 복수 개의 통과홀(21b)이 균일한 배치구조를 이룸으로써 배출 유동성을 높일 수 있고, 아울러 메쉬구조를 형성하는 회전부재(21) 내에 상술된 냉각유로(22)가 형성됨으로써 배출되는 냉각가스의 균일한 냉각을 가능하게 함에 따라 냉각효율을 높일 수 있다.

이에 더하여, 상기 회전부재(21)는 순환배출덕트(10)의 유로(10a)를 따라 복수 개가 배치될 수 있으며, 이는 건식소화설비 내의 냉각가스에 대한 배기조절제어를 보다 정확하면서도 효율적으로 할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 건식소화설비의 쿨링챔버에 수용되는 코크스의 온도를 감지하도록 장착된 온도측정부재(미도시)를 더 구비할 수 있다.

아울러, 상기 온도측정부재 및 구동부와 전기적으로 연계된 제어부는, 온도측정부재에 의해 감지된 온도측정치에 따라 냉각가스의 배출량을 조절하도록, 상기 회전부재(21)를 회전구동시키는 구동부재를 작동제어할 수 있다.

여기에서, 상기 온도측정부재는 건식소화설비의 측벽에 설치되되 내부의 코크스 온도를 보다 정확하게 측정할 수 있도록, 비록 도시되지는 않았지만, 바람직하게 도 1 및 도 5에 도시된 중심류의 둘레에 일정 간격으로 4개 장착되고, 주변류의 둘레에 일정 간격으로 4개가 장착되어 총 8개 장착될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 냉각가스의 배기량을 조절하는 배기조절수단(20)이 구성됨으로서, 건식소화설비 내에 냉각가스의 편류가 발생하더라도 쿨링챔버 내의 코크스를 균일하게 냉각시키도록 공급된 냉각가스의 잔류시간을 조절할 수 있다.

이에 따라, 일부 코크스가 충분히 냉각되지 않고 건식소화설비에서 나옴에 따라 후단에 배치된 벨트컨베이어에서 발생되는 열화를 방지할 수 있다.

나아가, 건식소화설비의 쿨링챔버에서 배출되는 냉각가스의 배기량을 조절하는 과정에서, 냉각가스를 냉각함에 따라 순화되어 다시 공급되는 냉각가스의 냉각능을 높일 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 순환배출덕트 10a : 유로
10b : 체결홈 20 : 배기조절수단
21 : 회전부재 21a : 회전축
21b : 통과홀 22 : 냉각유로
24 : 냉각유체라인 25 : 스크류축 또는 실린더로드

Claims (7)

1. 건식소화설비의 쿨링챔버에 유입된 냉각가스가 순환되기 위해 배출되는 순환배출덕트(10); 및 상기 순환배출덕트(10)에 설치되어, 상기 쿨링챔버 내의 코크스가 균일하게 냉각되도록 냉각가스의 배기량을 조절하는 배기조절수단(20);을 포함하며,
   상기 배기조절수단(20)은, 냉각가스의 배출유량을 조절하도록 상기 순환배출덕트(10)에 회전하게 설치된 회전부재(21); 및 상기 순환배출덕트(10)에 장착되되 상기 회전부재(21)의 회전축(21a)이 연결되어, 상기 회전부재(21)의 개방정도를 조절하도록 상기 회전축(21a)의 회전구동력을 제공하는 구동부재;를 구비하며,
   상기 회전부재(21)는, 순환되어 재사용되는 상기 냉각가스의 냉각능을 높이도록, 배출되는 냉각가스를 냉각시키는 냉각유로(22)가 내부에 구성되되 상기 회전축(21a)에 회전되면서도 실링체결된 냉각유체라인(24)과 연결배치된 것을 특징으로 하는 건식소화설비의 균일냉각장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 쿨링챔버에는 수용되는 코크스의 온도를 감지하도록 온도측정부재가 장착되며,
   상기 온도측정부재 및 구동부와 전기적으로 연계된 제어부는, 상기 온도측정부재에 의해 감지된 온도측정치에 따라 냉각가스의 배출량을 조절하도록, 상기 구동부재를 작동제어하는 것을 특징으로 하는 건식소화설비의 균일냉각장치.
   
4. 삭제
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 회전부재(21)는,
   상기 순환배출덕트(10)를 차단한 상태에서도 냉각가스가 배출되도록 복수 개의 통과홀(21b)이 형성된 것을 특징으로 하는 건식소화설비의 균일냉각장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 회전부재(21)는,
   냉각가스의 배출 유동성 및 냉각능을 높이도록 메쉬구조인 것을 특징으로 하는 건식소화설비의 균일냉각장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 회전부재(21)는,
   상기 순환배출덕트(10)의 유로(10a)를 따라 복수 개가 배치된 것을 특징으로 하는 건식소화설비의 균일냉각장치.
   

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