KR101572382B1 - 고로 장입물 분산 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

고로 장입물 분산 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 본체; 상기 본체에 결합되고, 고로의 풍구취외부에 삽입되는 제1 가이드 암; 상기 제1 가이드 암에 슬라이딩 가능하도록 결합되어, 단부가 상기 고로의 중앙부까지 연장 가능한 제2 가이드 암; 및 상기 제2 가이드 암의 단부에 결합되는 굴착 비트를 포함하는 고로 장입물 분산 장치를 제공될 수 있다.

Description

고로 장입물 분산 장치 및 방법{APPARATUS AND METHODS FOR DISPERSING BLAST FURNACE BUCKET MATERIAL}

본 발명은 고로 장입물 분산 장치 및 방법에 관한 것이다.

고로 조업은 고로 상부의 장입구를 통해 철광석과 코크스를 장입하고 고로 하부의 풍구취외부를 통해 고온의 열풍을 불어 넣음으로써 이루어질 수 있다. 고온의 열풍은 코크스를 연소시켜 열과 환원가스를 발생시킬 수 있고, 열과 환원가스는 철광석을 환원 용융시켜 용선과 슬래그를 생성할 수 있고, 용선과 슬래그는 고로 하부의 출선구를 통해 배출될 수 있다.

고로의 외벽은 철피로 이루어질 수 있다. 고로의 내벽은 고온과 환원가스에 견딜 수 있는 고강도 내화물로 이루어질 수 있다. 철피와 내화물 사이에는 고온으로부터 철피와 내화물을 보호하는 냉각 장치가 설치될 수 있다. 하지만, 고로의 경년이 증가할수록 내화물의 손상 및 마모가 진행됨으로써 냉각 장치가 고로 내부로 돌출되어 파손되는 경우가 빈번하게 발생할 수 있고, 그로 인해 철피의 적열 및 균열이 발생하여 조업 불안 요인이 될 수 있다. 이러한 불안 요인을 최소화하기 위한 고로 노벽 보수 방법에는 고로 외부에서 내부로 구멍을 뚫고 그 구멍을 통해 압입재를 투입하는 방법과 고로 상부에서 스프레이 본체를 삽입하여 노벽을 보수하는 방법이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0031301호(2004. 04. 13, 고로 노벽 보수방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예들은 고로 하부 노벽을 보수하기 전에 고로 중앙부에 적재된 장입물을 분산시킬 수 있는 고로 장입물 분산 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본체; 상기 본체에 결합되고, 고로의 풍구취외부에 삽입되는 제1 가이드 암; 상기 제1 가이드 암에 슬라이딩 가능하도록 결합되어, 단부가 상기 고로의 중앙부까지 연장 가능한 제2 가이드 암; 및 상기 제2 가이드 암의 단부에 결합되는 굴착 비트를 포함하는 고로 장입물 분산 장치를 제공될 수 있다.

상기 제1 가이드 암 및 상기 제2 가이드 암에 결합되어, 상기 제2 가이드 암을 상기 제1 가이드 암의 길이 방향으로 이송하는 유압 실린더를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 가이드 암에는 상기 고로의 내부로 유체를 분사하는 복수의 유체 배출구가 형성될 수 있다.

상기 제1 가이드 암 및 상기 제2 가이드 암의 내부에는 상기 유체를 이송하는 유로가 형성될 수 있다.

상기 유체는 공기를 포함할 수 있다.

상기 굴착 비트는 삼각형의 수직 종단면을 가질 수 있다.

상기 본체의 하부에는 복수의 이동 바퀴가 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 고로 내부에서 풍구가 노출될 수 있는 높이까지 고로 장입물을 감척하는 감척단계; 상기 풍구를 취외하는 취외단계; 상기 고로의 풍구취외부를 통해 제1 가이드 암을 삽입하는 삽입단계; 및 상기 제1 가이드 암에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제2 가이드 암을 상기 고로의 중앙부까지 연장시켜, 상기 제2 가이드 암의 단부에 결합되는 굴착 비트에 의해 상기 고로의 중앙부에 적재된 장입물을 분산시키는 분산단계를 포함하는 고로 장입물 분산 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 고로 장입물 분산 장치를 이용하여 고로 중앙부에 적재된 장입물을 분산시킴으로써, 고로 하부 노벽에 보수재를 분사하는 스프레이 장치가 더 낮은 위치까지 하강할 수 있어 노벽 하부까지 노벽 보수작업을 실시할 수 있다.

도 1은 스프레이 장치를 이용한 고로 노벽 보수작업을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 장입물 분산 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 장입물 분산 장치를 제2 가이드 암이 연장된 상태로 나타낸 도면이다.
도 4는 제1 가이드 암 및 제2 가이드 암의 내부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고로 장입물 분산 방법을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 고로 장입물 분산 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

고로 공정은 고로 상부의 장입구를 통해서 연료인 코크스와 원료인 철광석을 장입하고 고로 하부에 있는 풍구를 통해서 고온의 열풍을 불어 넣어 코크스를 연소시켜 열과 환원가스를 만들고, 이렇게 발생된 열과 환원가스는 노내의 철광석을 환원 용융시켜 용선과 슬래그를 생성하게 된다. 이때 용융물은 고로 하부의 출선구를 통해서 배출이 된다.

이러한 고로는 외부가 철피로 되어 있고 내부에는 고온의 열과 가스에 견딜수 있도록 고강도 내화물이 축조되어 있고, 내화물에는 냉각장치가 삽입되어 내화물을 냉각시키므로 고온으로부터 내화물과 철피를 보호하게 된다.

그러나 고로의 경년이 증가할 수록 내화물의 손상 및 마모가 진행되어 냉각 장치의 돌출이 많아지게 되어 냉각장치의 파손이 많아지며, 이에 따라 철피의 적열 및 균열이 발생하여 조업 불안 요인이 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 고로 외부에서 내부로 구멍을 뚫고 그 구멍을 통해 압입재를 노내로 투입하는 방법과 고로 상부에서 스프레이 장치를 삽입하여 노벽을 보수하는 기술이 있다.

도 1은 스프레이 장치를 이용한 고로 노벽 보수작업을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 고로 노벽 보수작업은, 고로(10) 상부에서 와이어 로프에 스프레이 장치(20)를 고로(10) 내부로 하강 투입한 다음, 스프레이 장치(20)에 형성된 분사 노즐을 이용하여 보수재를 노벽의 내면에 축조된 내화물 표면으로 분사할 수 있다.

하지만, 고로(10) 중앙부에 쌓여 있는 베드 코크(Bed Coke)와 노내 열을 최소화 하기 위해 장입하는 밸러스트(Ballast)로 인해 고로(10) 중앙부의 장입물 높이가 높아질 수 있다. 따라서, 스프레이 장치(20)를 이용하여 고로(10) 노벽의 하부, 예를 들어 B1단 내지 B3단까지 보수재를 분사하기 위해서는, 스프레이 장치(20)를 고로(10) 내부로 투입하기 전에, 본 발명에 따른 고로 장입물 분산 장치 및 방법을 이용하여 고로(10) 중앙부의 장입물을 분산시켜 장입물의 높이를 낮춰줄 필요가 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 장입물 분산 장치를 나타낸 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 장입물 분산 장치를 제2 가이드 암이 연장된 상태로 나타낸 도면, 도 4는 제1 가이드 암 및 제2 가이드 암의 내부를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 장입물 분산 장치(30)는 본체(100), 제1 가이드 암(200), 제2 가이드 암(300), 유압 실린더(400) 및 굴착 비트(500)를 포함할 수 있다.

본체(100)의 하부에는 복수의 이동 바퀴(110)가 설치될 수 있다.

본체(100)는 이동 바퀴(110)를 이용하여 고로(10) 외부의 작업장에서 이동할 수 있다.

제1 가이드 암(200)은 본체(100)에 결합될 수 있다.

제1 가이드 암(200)은 일단에서 본체(100)에 결합되고, 타단까지 수평 연장될 수 있다.

제1 가이드 암(200)이 고로(10)의 풍구취외부(11)에 삽입됨으로써, 제1 가이드 암(200)의 타단은 고로(10)의 내부에 배치될 수 있다.

제1 가이드 암(200)의 내부에는 유체를 이송하는 제1 유로(210)가 형성될 수 있다.

제1 가이드 암(200)에는 제1 유로(210)에 연결되는 유체 주입구(220)가 형성될 수 있다. 유체, 예를 들어 공기는 유체 주입구(220)를 통해 제1 유로(210)로 주입될 수 있다. 한편, 유체 주입구(220)를 통해 주입되는 공기는 공기 탱크에 의해 공급될 수 있다.

제2 가이드 암(300)은 제1 가이드 암(200)에 슬라이딩 가능하도록 결합될 수 있다.

제2 가이드 암(300)은 유압 실린더(400)에 의해 제1 가이드 암(200)의 길이 방향으로 왕복 운동할 수 있다. 그 결과, 도 3에 도시된 것처럼, 제2 가이드 암(300)의 단부는 고로(10)의 중앙부까지 연장될 수 있다.

제2 가이드 암(300)의 내부에는 유체를 이송하는 제2 유로(310)가 형성될 수 있다.

제2 유로(310)는 제1 유로(210)와 연결될 수 있다.

제2 가이드 암(300)에는 제2 유로(310)에 연결되는 유체 배출구(320)가 형성될 수 있다.

그 결과, 유체 주입구(220)를 통해 주입된 공기는 제1 유로(210) 및 제2 유로(310)를 차례로 거쳐 유체 배출구(320)를 통해 고로(10) 내부로 분사됨으로써, 고로(10) 내부의 약 300℃ 이상의 열기에 의해 고로 장입물 분산 장치(30)가 과열되어 손상되는 것을 방지할 수 있다.

유압 실린더(400)는 제2 가이드 암(300)을 제1 가이드 암(200)의 길이 방향으로 이송할 수 있다.

이를 위해, 유압 실린더(400)는 제1 가이드 암(200) 및 제2 가이드 암(300)에 동시에 결합될 수 있다. 구체적으로, 유압 실린더(400)는 제1 가이드 암(200)에 결합되는 실린더부(410) 및 제2 가이드 암(300)에 결합되어 실린더부(410)에 의해 수평으로 왕복 운동하는 피스톤 로드(420)를 포함할 수 있다.

굴착 비트(500)는 제2 가이드 암(300)의 단부에 결합될 수 있다.

굴착 비트(500)는 제2 가이드 암(300)의 단부가 고로(10)의 중앙부까지 연장되면 고로(10)의 중앙부에 쌓인 장입물의 내부로 삽입될 수 있고, 제2 가이드 암(300)이 유압 실린더(400)에 의해 왕복 운동하면 고로(20)의 중앙부에 쌓인 장입물을 노벽 측으로 분산시킬 수 있다.

굴착 비트(500)는, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 장입물의 내부로 용이하게 삽입될 수 있도록 삼각형의 수직 종단면을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고로 장입물 분산 방법을 나타낸 도면이다.

한편, 본 발명의 다른 실시에에 따른 고로 장입물 분산 방법에는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 장입물 분산 장치(30)가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고로 장입물 분산 방법에 사용되는 고로 장입물 분산 장치(30)의 구체적인 구성요소에 대한 설명은 전술한 바와 같으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시에에 따른 고로 장입물 분산 방법은 감척단계(S100), 취외단계(S110), 삽입단계(S120) 및 분산단계(S130)를 포함할 수 있다.

먼저, 고로 내부에서 풍구가 노출될 수 있는 높이까지 고로 장입물을 감척할 수 있다(S100).

고로 중앙부는 베드 코크 및 밸러스트로 의해 장입물 높이가 높아질 수 있다는 것은 전술한 바와 같다.

다음으로, 고로의 풍구를 취외할 수 있다(S110).

고로의 풍구를 취외함으로써, 고로의 풍구취외부를 통해 고로의 내부는 외부로 노출될 수 있다.

한편, 고로의 풍구를 취외하기에 앞서 휴풍을 실시할 수 있다.

다음으로, 고로의 풍구취외부를 통해 제1 가이드 암(200)을 고로 내부로 삽입할 수 있다(S120).

이때, 제2 가이드 암(300)은 도 2에 도시된 것처럼 연장되지 않은 상태를 유지할 수 있다. 즉, 고로 주변의 협소한 작업공간을 고려하여 제2 가이드 암(300)이 연장되지 않은 상태에서 본체(100)의 이동 및 제1 가이드 암(200)의 삽입 작업이 이루어질 수 있다.

다음으로, 제2 가이드 암(300)을 고로의 중앙부까지 왕복 운동시킴으로써, 제2 가이드 암(300)의 단부에 결합되는 굴착 비트(500)에 의해 고로의 중앙부에 적재된 장입물을 분산시킬 수 있다. 그 결과, 스프레이 장치(20)를 고로 중앙부의 장입물에 예를 들어 1m 이내로 근접시키지 않고도 고로 노벽의 하부, 예를 들어 B1단 내지 B3단까지 보수재를 분사할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 고로
11: 풍구취외부
20: 스프레이 장치
30: 고로 장입물 분산 장치
100: 본체
110: 이동 바퀴
200: 제1 가이드 암
210: 제1 유로
220: 유체 주입구
300: 제2 가이드 암
310: 제2 유로
320: 유체 배출구
400: 유압 실린더
410: 실린더부
420: 피스톤 로드
500: 굴착 비트

Claims (8)

1. 본체;
   상기 본체에 결합되고, 고로의 풍구취외부에 삽입되는 제1 가이드 암;
   상기 제1 가이드 암에 슬라이딩 가능하도록 결합되어, 단부가 상기 고로의 중앙부까지 연장 가능한 제2 가이드 암; 및
   상기 제2 가이드 암의 단부에 결합되는 굴착 비트를 포함하고,
   상기 제1 가이드 암 및 상기 제2 가이드 암에 결합되고, 상기 제2 가이드 암을 상기 제1 가이드 암의 길이 방향으로 왕복 이동시켜 상기 고로에 쌓인 장입물을 노벽 측으로 분산시키는 유압 실린더를 더 포함하고,
   상기 제1 가이드 암 및 상기 제2 가이드 암의 내부에는 상기 유체를 이송하는 유로가 형성되고,
   상기 제1 가이드 암에는 상기 유로에 연결되는 유체 주입구가 형성되며,
   상기 제2 가이드 암에는 상기 고로의 내부로 유체를 분사하는 복수의 유체 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 분산 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 유체는 공기를 포함하는 고로 장입물 분산 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 굴착 비트는 삼각형의 수직 종단면을 가지는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 분산 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 본체의 하부에는 복수의 이동 바퀴가 형성되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 분산 장치.
   
8. 고로 내부에서 풍구가 노출될 수 있는 높이까지 고로 장입물을 감척하는 감척단계;
   상기 풍구를 취외하는 취외단계;
   상기 고로의 풍구취외부를 통해 제1 가이드 암을 삽입하는 삽입단계;
   상기 제1 가이드 암에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 제2 가이드 암을 상기 고로의 중앙부까지 연장시키고, 상기 제2 가이드 암을 왕복운동시켜 상기 제2 가이드 암의 단부에 결합되는 굴착 비트에 의해 상기 고로의 중앙부에 적재된 장입물을 분산시키는 분산단계; 및
   상기 제1 가이드 암과 상기 제2 가이드 암의 유로에 유체를 주입하여 상기 제2 가이드 암의 유체 배출구를 통해 상기 고로의 내부로 유체를 배출시키는 유체배출단계를 포함하는 고로 장입물 분산 방법.

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