KR101574777B1 - 내화벽돌 라이너 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 내화벽돌 라이너 유닛은 베이스 플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상면측에 설치되는 내화벽돌과, 상기 베이스 플레이트에 대해 내화벽돌을 고정하는 내화벽돌고정부와, 상기 베이스 플레이트의 하면에 설치되어 상기 베이스플레이트를 구조물의 내벽에 설치 및 고정하기 위한 고정부를 포함한다.

Description

내화벽돌 라이너 유닛{firebrick liner unit}

본 발명은 내화벽돌 라이너 유닛에 관한 것으로, 더 상세하게는 제철, 제강을 위한 시설물에 있어서, 내화물 즉, 내화벽돌을 용이하게 시공할 수 있도록 한 내화벽돌 라이너 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, 용광로 또는 그 외의 다른 야금로 내에는 내화벽돌이 설치되며, 이 내화벽돌을 냉각하기 위해 냉각 스테이브를 포함한다.

이러한 스테이브를 포함하는 내화벽돌이 편평하거나 만곡된 스테이브/냉각기를 사용할 때, 스테이브는 구조 편차를 허용하기 위해 각 쌍의 인접한 스테이브들 사이에 램 간격을 가지며 로내에 설치된다. 이들 램 간격은 그 뒤 간격의 측면에서 스테이브/벽돌 구조물들 간의 간격을 폐쇄하기 위해 내화 재료로 충전된다. 이 램 간격을 충전한 내화물은 전형적으로 종래의 스테이브/벽돌 구조물을 포함하는 로 라이닝 내에서 취약한 부분이다.

현재 정해진 내화벽돌 설계는 이의 수직 두께에 걸쳐서 상대적으로 얇다. 이러한 얇은-넥형 벽돌은 얇은 넥 부분에서 파괴되기 쉽고, 이에 따라 벽돌 파편과 조각이 로내로 떨어져서 로라이닝과 그 외의 다른 벽돌 및 스테이브와 충돌하고 이를 손상시킬 수 있다.

미국 특허 제4,269,397호(스트림플(Strimple))에는 내화물의 측정된 고정 두께로 한정되는 일련의 종래의 장치가 게시되어 있다.

내화물이 마모되는 고온의 금속이 로의 스틸 쉘과 접촉을 이룰 때, 고온의 금속은 잠재적으로 쉘을 통하여 마모되며 이에 따라 로 블로아웃의 형태의 문제를 야기시킨다. 용광로 블로아웃은 로의 수명 및 특성 모두를 저하시킨다. 블로아웃은 용융된 금속이 용기의 스킨과 내화물 층 내의 크랙을 통하여 새어나오기 시작 할 때 야기될 수 있다. 크랙은 충격으로부터의 예상치 못한 손상을 통해 또는 내화물 층의 마모를 야기시킬 수 있다. 용융된 금속의 온도는 1000℃(1832 ℉)를 초과하고, 특정 로의 내부 온도는 2200℃(4000 ℉)에 도달될 수 있다. 블로아웃이 발생될 때, 용융된 금속은 이의 경로 내에서 거의 모든 것의 파괴가 야기되도록 로로부터 물과 같이 유동할 수 있다. 이러한 블로아웃은 로 작업자들의 안전사고를 유발시킬 수 있다.

상대적으로 낮은 온도의 로의 상부 스택은 하부 스택 영역 및 바닥 영역만큼 쉽사리 마모되지 않수 있다. 하부 스택 영역 및 바닥 영역은 마모가 심한데, 이는 이들 위치에서 산화철이 정화 반응이 수행되고 그 뒤 연화되기 시작하여 용융되고 최종적으로 로의 바닥에 대한 코크(coke)를 통하여 액체 철과 같이 흐르기 때문이다.

이러한 용광로와 그 외의 다른 야금로 내에 설치되는 내화벽돌은 산화, 부식, 특히 용융 금속의 노출에 의해 마모되고 파열되므로, 주기적으로 수리되고, 교환되어야 한다. 이러한 유지 및 보수를 위한 작업은 많은 시간이 필요하고, 노동집약적이며 비교적 많은 비용이 소요된다.

미국특허 제 3,672,649 는 벽돌의 사용으로부터 출발한다. 용광로 강철 벽으로부터 정해진 간격으로 떨어져 용광로에서 다수의 주형 고리가 연속적으로 설치된다. 제 1 고리가 설치된 후, 강철 벽과 주형 고리 사이에 내화 라이닝 물질을 작업자가 직접 붓는다.

상기와 같이 직접 라이닝 물질을 붓는 과정은 아주 노동집약적이고 이 과정을 완료하는데 장시간이 걸린다. 비록 모놀리식 내화 라이닝이 형성될지라도, 상술한 수동 과정을 종료하는데 필요한 단들과 예비 성형된 내화 벽돌의 필요성을 없애는 것이 바람직하다.

미국 특허 제 3,672,649에서, 원하는 모놀리식 내화 라이닝을 형성하는 기술적 구성이 게시되어 있다. 대한민국 특허등록 제 0066207호에는 내화용기 라이닝의 내구성을 증가시키기 라이닝 축조방법에 게시되어 있으며, 대한민국 특허공고 제 1981-002042호에는 AOD로의 라이닝의 수명연장 방법이 게시되어 있다.

미국특허 제 3,672,649호 대한민국 특허등록 제 0066207호

본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는 제철, 제강분야에 있어서, 내부내화물이 타설되는 구조물에 라이너 방식의 내화벽돌을 이용함으로서 내화벽돌의 시공성을 향상시킬 수 있는 내화벽돌 라이너 유닛을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 내화벽돌 라이너 유닛은

베이스 플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상면측에 설치되는 내화벽돌과, 상기 베이스 플레이트에 대해 내화벽돌을 고정하는 내화벽돌고정부와, 상기 베이스 플레이트의 하면에 설치되어 상기 베이스플레이트를 구조물의 내벽에 설치 및 고정하기 위한 고정부를 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 내화벽돌고정부는 상기 내화벽돌의 상면측으로부터 제 1홀부와, 이 제 1홀부의 직경보다 작은 직경의 제 2홀부로 이루어진 관통홀이 형성되고 제 1홀부와 제 2홀부의 경계주위에 걸리는 헤드부와, 이 헤드부로부터 연장되어 베이스플레이트에 결합되는 연장결합부를 가지는 고정부재가 베이스 플레이트에 삽입되고 상기 베이스 플레이트를 관통하여 하면측으로 돌출되는 연장결합부의 단부에 나사결합되는 조임부재를 구비하며, 상기 제 1홀부에 마감처리재가 충전되어 이루어진다.

본 발명의 내화벽돌 라이너 유닛은 제철, 제강에 사용되는 구조물 즉, 내부에 내화벽이 설치되는 구조물에 있어서, 내화벽의 일부 손상 시 부분적인 교체가 가능하며, 교환이 용이하므로 유지보수에 따른 작업공수를 향상시킬 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 내화벽돌 라이너 유닛은 설치 시 구조물의 철피와 일정한 간격을 유지하여 공기에 의한 단열층을 형성할 수 있으므로 철피가 과도하게 가열되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내화벽돌 라이너 유닛의 분리사시도,
도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 내화벽돌 라이너 유닛의 일부절제 사시도,
도 3은 구조물의 철피에 내화벽돌 라이너 유닛이 설치된 분리사시도,
도 4는 도 3에 도시된 내화벽돌 라이너 유닛의 측단면도,
도 5은 다른 실시예의 구조물 철피에 내화벽돌 라이너 유닛이 설치된 분리사시도,
도 6는 도 5에 도시된 내화벽돌 라이너 유닛의 측단면도.

본 발명은 내화벽돌 라이너 유닛의 일 실시예를 도 1 내지 도 3에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명의 내화벽돌 라이너 유닛(10)은 제철, 제강에 사용되는 구조물 즉, 내부에 내화벽이 설치되는 구조물에 있어서, 내화벽의 일부 손상 시 부분적인 교체가 가능하며, 단열성 및 유지보수에 따른 작업공수를 향상시킬 수 있는 것으로, 철판 또는 프레임으로 이루어진 구조물의 철피(100)의 내부에 설치된다.
이러한 내화벽돌 라이너 유닛(10)은 베이스 플레이트(11)와, 상기 베이스플레이트(11)의 상면측에 내화벽돌고정부(30)에 의해 설치되는 내화벽돌(40)을 구비한다.

상기 베이스플레이트(11)는 내화벽돌(100)을 지지함과 아울러 구조물의 철피(100)에 내화벽돌(40)을 고정하기 위한 것으로, 다각형 형상의 금속판으로 이루어질 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.

그리고 상기 베이스플레이트(11)에 설치되는 내화벽돌(40)은 단위벽돌(41)들이 조적되어 이루어질 수 있는데, 가능한 한 단위벽돌(41)의 조적에 따른 줄눈이 노출되지 않도록 함이 바람직하다. 상기 내화벽돌(40)은 벽돌들이 조합되어 이루어지지 않고, 단일블록으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 베이스플레이트(11)에 대해 내화벽돌(40)을 고정하는 내화벽돌 고정부(30)는 상기 내화벽돌(40)의 상면으로부터 소정의 깊이로 인입되는 제 1홀부(31)와, 이 제 1홀부(31)로부터 제1홀부(31)의 직경보다 작은 직경의 제 2홀부(31)로 이루어진 관통홀(33)이 내화벽돌(40)을 관통하도록 형성된다. 그리고 내화벽돌(40)에 형성된 제 1홀부(31)와 제 2홀부(32)을 관통하여 삽입되며 제 1홀부(31)와 제 2홀부(32)의 경계부위에 걸리는 헤드부(34a)와 이 헤드부(34a)로부터 연장되어 베이스플레이트(11)의 관통공(11a)에 삽입되어 하면 돌출되는 연장결합부(34b)를 가지는 고정부재(34)를 구비한다. 그리고 베이스플레이트(11)의 관통하여 하면으로 돌출된 연장결합부(34b)의 단부에는 조임부재(35)가 나사결합 된다.

상기 제 1홀부(31)에는 고정부재(34)의 헤드부가 로 내의열기에 노출되지 않도록 마감처리재(36)가 충전된다. 상기 제 1홀부(31)에 충전된 마감처리재(36)는 내화벽돌(40)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 베이스플레이트(11)의 하면에는 상기 베이스플레이트(11)를 구조물(100)의 내벽에 설치 및 고정하기 위한 고정부(50)를 더 구비한다.

상기 고정부(50)은 베이스플레이트(11)의 하면에 고정되며 구조물의 철피(100)에 형성된 고정홀(101)에 삽입되는 베이스고정부재(51)와, 상기 베이스고정부재(51)에 나사결합 되는 메인조임부재(52)를 구비한다. 상기 고정부재는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 베이스플레이트(11)을 구조물의 철피(100)에 고정할 수 있는 구조이면 가능하다. 이 고정부(50)에 의해 베이스 플레이트(11)를 고정하는 과정에서 상기 내화벽돌고정부(30)의 연장결합부(34b)와 결합되는 조임부재(35)는 베이스플레이트(11)의 하면과 구조물(100)의 상에 공간을 성형하게 되는데, 이 공간은 단열층으로 작용하게 된다.

한편, 상기 베이스플레이트(11)의 하면에는 베이스플레이트(11)와 구조물 철피(100)의 사이에 형성되는 공간 내에서의 단열효과를 높이기 위하여 공기의 유동을 방지하는 공기유동방지유닛(60)이 설치될 수 있다.

상기 공기유동방지유닛(60)은 내화벽돌 라이너 유닛(10)을 구조물에 설치 시 단부가 구조물의 표면과 근접 또는 밀착될 수 있도록 설치되는 수평깃(61)과 수평깃(61)에 대해 수직방향으로 설치되는 수직깃(62)을 포함한다. 상기 수평깃과 수직깃은 인접되게 설치되는 내화벽돌 라이너유닛(10)의 수평깃, 및 수직깃과 인접되게 설치되어 상기 베이스플레이트(11)과 구조물(100) 사이의 공간을 구획할 수 있도록 함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 내화벽돌 라이너 유닛(10)은 로 또는 가열공간을 구획하는 구조물의 철피(100)의 내면에 설치된다. 즉, 상기 내화벽돌 라이너유닛(10)은 베이스플레이트(11)의 하면에 설치되는 베이스 고정부재(51)를 고정홀(110)에 삽입한다. 그리고 구조물 철피(100)의 후면으로 돌출된 메인조임부재(52)를 고정부재(51)와 결합하여 고정함으로써 상기 구조물 철피(100)에 대한 내화벽돌 라이너 유닛을 고정한다. 상술한 바와 같은 방법으로 구조물 철피(100)의 내벽에 내화벽돌 라이너 유닛을 설치함으로써 구조물의 내벽에 내화 벽돌을 설치할 수 있다.

특히, 상술한 바와 같이 구조물 철피(100)에 내화벽돌 라이너 유닛(10)을 설치하는 과정에서 상기 구조물(100)의 내벽과 베이스플레이트(11)의 사이에는 공간부가 형성되게 되는데, 이 공간부는 내화벽돌(40)의 후면측에 단열층으로 작용하게 된다. 그리고 상기 베이스플레이트(11)의 하면 측에는 공기유동방지유닛(60)인 수평깃(61)과 수평깃(62)에 의해 공간부를 구획하고, 공기의 유동을 줄일 수 있으므로 단열효과를 높일 수 있다.

그리고 본 발명의 내화벽돌 라이너 유닛은 구조물 철피(100)의 내부에 고정할 수 있도록 구조물화되어 있으므로 작업성이 용이하고, 부분적으로 파손된 내화벽돌을 용이하게 교체할 수 있으므로 유지 보수가 용이하다. 또한 베이스플레이트(11)에 대해 내화벽돌을 고정부재에 의해 고정하고 있으므로 내부화염의 와류 또는 기계적인 충격등으로 인하여 내화벽돌이 탈락되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명의 내화벽돌 라이너 유닛은 제철, 제강분야, 소각로 등의 내화물 시설을 위한 구조물에 널리 적용 가능하다.

10; 내화벽돌 라이너 유닛
11;베이스 플레이트
30; 내화벽돌 고정유닛
40; 내화벽돌
50;고정부
100; 구조물

Claims (3)

1. 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 상면측에 설치되는 내화벽돌과, 상기 베이스플레이트에 대해 내화벽돌을 고정하는 내화벽돌고정부와, 상기 베이스 플레이트의 하면에 설치되어 상기 베이스플레이트를 구조물의 내벽에 설치 및 고정하기 위한 고정부를 포함하며,
   상기 내화벽돌고정부는 상기 내화벽돌의 상면측으로부터 제 1홀부와, 이 제 1홀부의 직경보다 작은 직경의 제 2홀부로 이루어진 관통홀이 형성되고,
   제 1홀부와 제 2홀부의 경계주위에 걸리는 헤드부와 이 헤드부로부터 연장되는 연장결합부를 가지는 고정부재가 구비되며,
   상기 고정부재의 연장결합부가 베이스 플레이트를 관통하여 하면측으로 돌출되고, 이 돌출된 연장결합부의 단부에 조임부재가 나사결합되며, 상기 제 1홀부에 마감처리재가 충전되어 이루어진 것을 특징으로 하는 내화벽돌 라이너 유닛.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스플레이트의 하면에 공기유동방지유닛이 더 구비되며, 이 공기유동 방지유닛은 베이스플레이트의 하면에 수평방향으로 설치되는 수평깃과 수직방향으로 설치되는 수직깃을 구비하여 적층 시 베이스플레이트와 구조물 사이의 공간을 구획한 것을 특징으로 하는 내화벽돌 라이너 유닛.

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