KR101572390B1

KR101572390B1 - 고로 벽 보호장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101572390B1
Application number: KR1020140166636A
Authority: KR
Inventors: 황명환; 서정현; 김정섭; 이종민
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2015-11-26

Abstract

고로 벽 보호장치 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호장치는, 고로 벽 내측에 설치되어 고로 내부의 열이 고로 벽으로 전달되는 것을 억제하는 스테이브(stave), 스테이브의 내측 표면에 형성되는 보호 내화물, 보호 내화물이 스테이브에 고정되도록 스테이브와 보호 내화물 사이에 설치되는 결합부재, 및 인접하는 적어도 한 쌍의 결합부재 사이에 개재되는 앵커 플레이트를 포함한다.

Description

고로 벽 보호장치 및 그 제조방법{PROTECTION DEVICE FOR BLAST FURNACE STRUCTURE WALL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고로 벽 보호장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

고로 조업에서 고로 본체의 관리는 노의 수명과 관련하여 경제적 측면에서 매우 중요하다. 노체를 냉각하는 방법으로는 스테이브 방식 등이 이용된다.

스테이브 방식은 고로 본체의 수평방향으로 스테이브(stave)를 설치하여 냉각하는 방식이다. 특히 스테이브는 구리로 형성되며, 열전달이 우수한 구리 재질을 이용하여 냉각수를 순환시켜 냉각을 하게된다.

스테이브가 마모에 의해 파손되면 냉각 기능을 상실하게 되며, 고로를 고온의 내부 물질 등으로부터 보호할 수 없게 된다. 손상된 스테이브는 새로운 스테이브로 교체되거나 다른 냉각시스템으로 대체 되어야 한다. 새로운 스테이브로 교체하기 위해서는 장시간 고로를 멈춰야 하는 문제가 있다.

관련한 기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0070370호(2010.06.25, 고로용 스테이브 쿨러)가 있다.

본 발명의 실시예들은, 스테이브를 고로 벽에 설치 또는 이동 중에 보호 내화물이 스테이브에서 탈락되는 것을 방지할 수 있는 고로 벽 보호장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 고로 벽 내측에 설치되어 고로 내부의 열이 상기 고로 벽으로 전달되는 것을 억제하는 스테이브(stave); 상기 스테이브의 내측 표면에 형성되는 보호 내화물; 상기 보호 내화물이 상기 스테이브에 고정되도록 상기 스테이브와 상기 보호 내화물 사이에 설치되는 결합부재; 및 인접하는 적어도 한 쌍의 상기 결합부재 사이에 개재되는 앵커 플레이트를 포함하는 고로 벽 보호 장치가 제공된다.

상기 앵커 플레이트는 상기 스테이브의 가장자리 영역에 설치될 수 있다.

상기 앵커 플레이트는, 상기 스테이브의 내측 표면에 구비된 결합홈에 삽입되는 지지부; 상기 지지부로부터 외측으로 연장되는 연장부; 및 상기 연장부로부터 소정의 각도로 돌출되는 돌기부를 포함할 수 있다.

상기 결합홈은 도브테일(dovetail) 형상의 단면을 포함할 수 있으며, 상기 지지부는 상기 결합홈에 삽입되도록 상응하는 형상을 가질 수 있다.

상기 돌기부는 "Y"자 형태를 포함할 수 있다.

상기 결합부재는 내화벽돌로 이루어지며, 상기 앵커 플레이트는 철을 포함하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 내측 표면에 결합홈이 형성된 스테이브를 제공하는 단계; 상기 스테이브의 결합홈에 결합부재를 삽입하는 단계; 인접하는 적어도 한 쌍의 상기 결합부재 사이에 개재되도록 앵커 플레이트를 상기 결합홈에 삽입하는 단계; 및 상기 결합부재와 상기 앵커 플레이트가 매립되도록 상기 스테이브의 내측 표면에 보호 내화물을 형성하는 단계를 포함하는 고로 벽 보호장치의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 결합부재와 앵커 플레이트를 이용하여 스테이브를 고로 벽에 설치 또는 이동 중에 보호 내화물이 스테이브에서 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치가 설치된 고로를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치의 결합부재를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치의 앵커 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호장치의 제조방법을 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 벽 보호장치 및 그 제조방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치가 설치된 고로를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치를 확대하여 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치의 결합부재를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치의 앵커 플레이트를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 고로(10)는 고로 벽(11), 고로 내화물(12) 및 스테이브(110)를 포함할 수 있다. 고로 벽(11)은 철로 되어 있다. 스테이브(110)는 구리(Cu)로 형성되며, 고로 벽(11)과 스테이브(110) 사이에 고로 내화물(12)이 개재될 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치(100)은, 스테이브(110), 보호 내화물(120), 결합부재(130) 및 앵커 플레이트(140)을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 결합부재와 앵커 플레이트를 이용하여 고로 벽의 스테이브의 내구성을 강화시킴으로써 스테이브를 고로 벽에 설치 또는 이동 중에 보호 내화물이 스테이브에서 탈락되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 스테이브 및 고로 벽을 효과적으로 보호할 수 있다.

이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 고로 벽 보호 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

스테이브(110)는 내부에 냉각관홀(미도시)과 냉각관(111) 및 냉각채널(112)을 포함한다. 냉각채널(112)은 냉각수가 흐르는 통로이며, 냉각관홀(미도시)은 냉각수를 공급하고 배출하는 냉각관(111)이 결합될 수 있는 홀이다. 냉각관홀(미도시)은 스테이브(110) 일부와 고로 벽(11)을 관통하여 형성되며, 냉각관(111)은 냉각채널(112)과 연결될 수 있다.

보호 내화물(120)은 스테이브(110)의 내측 표면(113)을 따라 형성되는 내화물이다. 보호 내화물(120)은 스테이브(110)를 고로(10)의 내부 열로부터 보호하는 역할을 하며, 이외에도 마모된 스테이브(110)의 더 큰 마모와 손상을 방지하는 역할을 한다. 보호 내화물(120)은 이후에 설명될 결합부재(130) 및 앵커 플레이트(140)에 의하여 스테이브(110)의 내측 표면(113)에 견고하게 고정될 수 있다.

보호 내화물(120)은 고로 내화물(12)과 동일한 내화물일 수 있으며, 스프레이를 통하여 분사되는 방식으로 형성될 수 있다. 참고로, 본 발명에서 내측 표면(113)이라 함은 도 2에 도시된 바와 같이 고로(10)의 내부를 향하는 스테이브(110)의 표면을 지칭하는 것이다.

결합부재(130)는 보호 내화물(120)이 스테이브(110)에 고정되도록 도 2에 도시된 바와 같이 스테이브(110)와 보호 내화물(120) 사이에 설치되는 부재이다. 도 3을 참조하면, 결합부재(130)는 도브테일(dovetail) 형상의 단면을 갖는 부재일 수 있다. 본 실시예의 경우는 도 3을 기준으로 볼 때, 결합부재(130)의 횡단면 중심부를 기준으로 그 상하 양측에 도브테일 형상의 단부가 형성될 수 있다.

한편, 스테이브(110)의 내측 표면(113)에는 결합홈(114)이 형성될 수 있다. 결합홈(114)은 도 3에 도시된 바와 같이 결합부재(130)의 도브테일 단부에 상응하는 형상의 도브테일 단면을 가질 수 있다. 따라서, 도브테일 단면을 갖는 결합부재(130)가 도브테일 단면을 갖는 결합홈(114)에 삽입됨으로써, 결합부재(130)가 스테이브(110)의 내측 표면(113)에 결합될 수 있다.

이렇게 결합부재(130)가 스테이브(110)의 내측 표면(113)에 결합된 상태에서, 상기 내측 표면(113)에 보호 내화물(120)을 분사하는 방식으로 형성함으로써, 결합부재(130)에 의하여 보호 내화물(120)이 스테이브(110)에 보다 견고하게 결합 고정될 수 있다.

한편, 결합부재(130)는 도브테일 단면을 갖는 내화벽돌 형태로 제작될 수 있다. 즉, 미리 벽돌 형태로 제작된 결합부재(130)를 이용하여 보호 내화물(120)을 스테이브(110) 표면에 고정시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 앵커 플레이트(140)는 인접하는 적어도 한 쌍의 결합부재(130) 사이에 개재될 수 있다. 이 경우, 인접하는 한 쌍의 결합부재(130) 사이에 개재된 앵커 플레이트(140)는 내측 표면(114)에 보호 내화물(120)이 형성됨에 따라 보호 내화물(120) 내에 매립되게 된다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, 앵커 플레이트(140)가 도 2에 도시된 바와 같이 스테이브(110)의 가장자리 영역에 설치됨으로써 스테이브(110)의 내측 표면(114)에 형성되는 보호 내화물(120)의 결합강도를 강화시킬 수 있다. 또한, 앵커 플레이트(140)를 이용하여 스테이브(110)와 보호 내화물(120)의 간의 결합 내구성을 향상시킴으로써, 스테이브(110)를 포함하는 고로 벽 보호 장치(100)를 고로 벽(11)에 설치하는 중에 또는 이동 중에 충격이 가해지더라도 보호 내화물(120)이 파손되거나 스테이브(110) 표면에서 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

이를 위해, 앵커 플레이트(140)는 지지부(141)와 연장부(142) 및 돌기부(143)을 포함할 수 있다.

앵커 플레이트(140)에서, 지지부(141)는 도브테일 형상의 결합홈(114)에 상응하는 형상을 갖는 부분으로, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 내측 표면(113)의 결합홈(114)에 삽입될 수 있다.

연장부(142)는 상기 지지부(141)로부터 외측으로 연장되는 부분이며, 돌기부(143)는 이러한 연장부(142)로부터 소정의 각도로 돌출되는 부분이다. 도 4를 참조하면, 돌기부(143)는 한 쌍이 연장부(142)의 단부로부터 경사지게 돌출될 수 있다. 즉, 돌기부(143)는 연장부(142)의 단부에서 "Y"자 형태로 돌출될 수 있다. 이러한 앵커 플레이트(140)는 철을 포함하는 금속 재질로 이루어질 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따르면, "Y"자 형태의 돌기부(143)를 구비한 앵커 플레이트(140)가 스테이브(110)의 모서리 영역에 위치한 보호 내화물(120)을 견고하게 지지함으로써, 보호 내화물(120)의 양단부 모서리가 충격에 의해 파손되는 것을 최소화할 수 있다.

또한 본 실시예에 따르면, 스테이브에 의하여 고로가 고온의 환경으로부터 1차적으로 보호될 수 있으며, 스테이브가 손상된 경우에는 앵커 플레이트를 이용하여 스테이브의 손상 확대를 막음으로써 고로가 2차적으로 보호될 수 있다.

이상으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치에 대하여 설명하였다. 다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호 장치의 제조방법에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호장치의 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호장치의 제조방법을 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 벽 보호장치의 제조방법은, 내측 표면(113)에 결합홈(114)이 형성된 스테이브(110)를 제공하는 단계(S10); 스테이브(110)의 결합홈(114)에 결합부재(130)를 삽입하는 단계(S20); 인접하는 적어도 한 쌍의 결합부재(130) 사이에 개재되도록 앵커 플레이트(140)를 결합홈(114)에 삽입하는 단계(S30); 및 결합부재(130)와 앵커 플레이트(140)가 매립되도록 스테이브(110)의 내측 표면(113)에 보호 내화물(140)을 형성하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 내측 표면(113)에 결합홈(114)이 형성된 스테이브(110)가 제공될 수 있다(S10). 스테이브(110)의 결합홈(114)에는 결합부재(130) 및 앵커 플레이트(140) 중 적어도 하나 이상이 삽입될 수 있다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 결합부재(130)가 스테이브(110)의 결합홈(114)에 삽입될 수 있다(S20).

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 앵커 플레이트(140)가 적어도 한 개의 결합부재(130)가 삽입된 결합홈(114)에 삽입될 수 있다. 다음으로, 또 다른 하나의 결합부재(130)가 상기 앵커 플레이트(140)가 삽입된 결합홈(114)에 연달아 삽입될 수 있다. 즉, 앵커 플레이트(140)는 인접하는 적어도 한 쌍의 결합부재(130) 사이에 개재되도록 결합홈(114)에 삽입될 수 있다(S30).

본 실시예에 따르면, 앵커 플레이트(140)가 도 8에 도시된 바와 같이 스테이브(110)의 가장자리 영역에 위치하도록 설치될 수 있다. 도 8의 경우는 복수의 앵커 플레이트(140)가 스테이브(110)의 상하 양단부에 설치된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않는다. 참고로, 도 8은 상술한 과정을 반복함으로써, 결합부재(130)와 앵커 플레이트(140) 중 적어도 하나 이상이 각각의 결합홈(130)에 삽입된 경우를 도시하고 있다.

보호 내화물(140)을 형성하는 단계(S40)는 스테이브(110)의 내측 표면(113)을 따라 보호 내화물(140)을 형성하는 단계이다. 보호 내화물(140)은 고로 내화물(12)과 동일한 물질일 수 있다. 이때, 보호 내화물(140)은 결합부재(130) 및 앵커 플레이트(140)가 보호 내화물(140) 내에 매립되도록 내측 표면(113)에 형성될 수 있다.

보호 내화물(140)은 분사 방식으로 형성될 수 있으며, 스프레이 장치를 고로 내부에 넣은 후 스테이브(110)의 내측 표면(113)에 보호 내화물(140)을 분사할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 결합부재와 앵커 플레이트를 이용하여 고로 벽의 스테이브의 내구성을 강화시킴으로써 스테이브를 고로 벽에 설치 또는 이동 중에 보호 내화물이 스테이브에서 탈락되는 것을 방지할 수 있으며, 설치가 완료된 이후에도 스테이브 및 고로 벽을 효과적으로 보호할 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: 고로 벽
12: 내화물
100: 고로 벽 보호 장치
110: 스테이브
111: 냉각관
112: 냉각채널
113: 내측 표면
114: 결합홈
120: 보호 내화물
130: 결합부재
140: 앵커 플레이트
141: 지지부
142: 연장부
143: 돌기부

Claims

고로 벽 내측에 설치되어 고로 내부의 열이 상기 고로 벽으로 전달되는 것을 억제하는 스테이브(stave);
상기 스테이브의 내측 표면에 형성되는 보호 내화물;
상기 보호 내화물이 상기 스테이브에 고정되도록 상기 스테이브와 상기 보호 내화물 사이에 설치되는 결합부재; 및
인접하는 적어도 한 쌍의 상기 결합부재 사이에 개재되는 앵커 플레이트를 포함하는 고로 벽 보호 장치.
제1항에 있어서,
상기 앵커 플레이트는 상기 스테이브의 가장자리 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 고로 벽 보호 장치.
제1항에 있어서,
상기 앵커 플레이트는,
상기 스테이브의 내측 표면에 구비된 결합홈에 삽입되는 지지부;
상기 지지부로부터 외측으로 연장되는 연장부; 및
상기 연장부로부터 소정의 각도로 돌출되는 돌기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 벽 보호 장치.
제3항에 있어서,
상기 결합홈은 도브테일(dovetail) 형상의 단면을 포함하며,
상기 지지부는 상기 결합홈에 삽입되도록 상응하는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고로 벽 보호 장치.
제3항에 있어서,
상기 돌기부는 "Y"자 형태를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 벽 보호 장치.
제1항에 있어서,
상기 결합부재는 내화벽돌로 이루어지며,
상기 앵커 플레이트는 철을 포함하도록 형성되는 고로 벽 보호 장치.
내측 표면에 결합홈이 형성된 스테이브를 제공하는 단계;
상기 스테이브의 결합홈에 결합부재를 삽입하는 단계;
인접하는 적어도 한 쌍의 상기 결합부재 사이에 개재되도록 앵커 플레이트를 상기 결합홈에 삽입하는 단계; 및
상기 결합부재와 상기 앵커 플레이트가 매립되도록 상기 스테이브의 내측 표면에 보호 내화물을 형성하는 단계를 포함하는 고로 벽 보호장치의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 앵커 플레이트는 상기 스테이브의 가장자리 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 고로 벽 보호 장치의 제조방법.