KR101626442B1 - 적열 코크스 반출 가이드 케이지 - Google Patents

Abstract

적열 코크스 반출 가이드 케이지가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지는 적열 코크스를 압출하기 위한 내부공간을 형성하는 상부프레임, 하부프레임, 및 측벽프레임을 구비하는 케이지몸체를 포함하는 적열 코크스 반출 가이드 케이지에 있어서, 측벽프레임은 측벽의 골조를 형성하는 찬넬프레임과, 찬넬프레임에 다층으로 마련되어 측벽프레임의 내벽면을 형성하는 가이드찬넬들을 포함하고, 가이드찬넬은 길이 방향으로 적어도 일 지점에서 유격결합부를 매개로 연계된다.

Description

적열 코크스 반출 가이드 케이지{Hot coke export to guide Cage}

본 발명은 적열 코크스 반출 가이드 케이지에 관한 것으로, 코크스 오븐에서 적열된 코크스를 압출할 때 코크스 오븐의 출구에 인접하여 적열된 코크스의 반출을 안내하는 적열 코크스 반출 가이드 케이지에 관한 것이다.

일반적으로 철강은 용선(쇳물)을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 용강(용탕)의 철이 고체가 되는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정을 통해 제조된다.

철광석으로 강철을 만드는 공정 중 앞 단계인 선철을 만드는 공정을 제철 또는 제선(製銑)이라 하고, 선철로 강철을 만드는 공정을 제강이라 한다.

연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키며 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.

슬래브는 후판 압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열간 압연기로 통과하면서 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어지며, 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 가공되며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.

한편, 상술한 제선 공정을 행하기 위해서는 고로 또는 전기로가 사용된다. 고로는 철광석으로부터 용선을 추출하는 로이고, 전기로는 유도 전류가 일으키는 열을 이용하여 고철을 용선으로 만드는 로이다.

고로에서 제철의 주연료로 사용되는 코크스는 석탄, 특히 점결탄을 건류하여 덩어리 형태로 만든 것으로서, 통상적으로는 코크스 오븐에서 제조된다.

한국 공개특허 제10-2013-0015075(2013.02.13.) 상기 문헌은 코크스 오븐에 관한 것으로서, 도 1을 참조하면 코크스 오븐(1)에 장입구(2)를 통해 유입된 원료탄은 건류되어 압출기(3)의 램(4)에 의해 배출되며, 트랜스퍼카에 의해 가이드 케이지(5)를 따라 배출되면서 소화차(6)에 담겨져 다음 공정으로 이송된다. 그런데, 코크스의 생산 과정 중 저수분 작업으로 인해 적열 코크스는 압출 시 막힘 현상이 발생할 수 있는데, 이 경우 탄화실 내에 적열 코크스의 인출작업을 실시하면서 가이드 케이지 내의 적열코크스에 대한 코크스 붕괴작업을 실시하고, 적열코크스의 인출 작업이 완료되면 램을 다시 전진시켜서 오븐 내의 잔류 코크스와 가이드 케이지 내의 잔류 코크스를 압출한다. 그러나, 종래 적열 코크스 처리 과정에서 가이드 케이지 내에 쌓여 있는 적열 코크스를 처리하기 위해서는 오랜 시간이 요구되는데, 이 처리 과정에서 적열코크스의 고열에 의해 가이드 케이지가 변형되거나 심한 경우 파손될 수 있었다. 이러한 가이드 케이지의 변형은 결국 정상 작업을 불가능하게 하고 정비에 따른 생산 원가를 증가시키는 등의 여러 문제를 발생시켰다.

본 발명의 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지는 적열 코크스의 반출 작업시 고열이 코크스 적재 공간의 내측면에 전도되어도 열변형이 최소화하도록 하여 측벽을 구성하는 프레임의 열에 대한 내구력을 향상시키고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 적열 코크스를 압출하기 위한 내부공간을 형성하는 상부프레임, 하부프레임, 및 측벽프레임을 구비하는 케이지몸체를 포함하는 적열 코크스 반출 가이드 케이지에 있어서, 측벽프레임은 측벽의 골조를 형성하는 찬넬프레임과, 찬넬프레임에 다층으로 마련되어 측벽프레임의 내벽면을 형성하는 가이드찬넬들을 포함하고, 가이드찬넬은 길이 방향으로 적어도 일 지점에서 유격결합부를 매개로 연계되는 적열 코크스 반출 가이드 케이지가 제공될 수 있다.

또한, 상기 가이드찬넬은 상기 찬넬프레임에 지지되며 다수개가 상하 방향으로 적층되어 상기 측벽프레임의 내벽면을 형성하고, 상기 가이드찬넬은 길이방향을 따라 적어도 두 개로 분리 마련되며, 연결시 소정 거리 이격해서 결합하고 이격된 부위는 상기 유격결합부에 의해 지지되어 적어도 상기 가이드찬넬의 열팽창 보상을 가능하게 한다.

또한, 상기 가이드찬넬은 제1가이드찬넬과 제2가이드찬넬을 포함하며, 상기 유격결합부는 상기 제1가이드찬넬의 단부로부터 외부로 연장 마련되는 연결편과, 상기 제2가이드찬넬의 단부에 상기 연결편이 끼워지도록 마련되는 끼움편을 포함할 수 있다.

또한, 상기 연결편은 가이드찬넬의 바닥면으로부터 연장 마련되는 연결로드를 포함하고, 상기 연결로드는 적어도 제1가이드찬넬과 제2가이드찬넬의 이격 거리보다 길게 마련될 수 있다.

또한, 상기 연결편은 단부에 상기 끼움편의 삽입을 안내하기 위한 경사면을 포함하고, 상기 끼움편은 경사면을 수용하도록 절곡 마련될 수 있다.

또한, 상기 찬넬프레임은 수직 찬넬프레임과 수평 찬넬프레임을 포함하고, 상기 수직 찬넬프레임은 가이드찬넬의 길이방향으로 연장 형성된 스토퍼를 포함하며, 상기 가이드찬넬은 상기 스토퍼에 길이방향으로 끼워지는 스토퍼편을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지는 다수개가 상하로 적층되어 측벽프레임의 내측면을 형성하는 가이드찬넬을 길이방향을 따라 적어도 두 개로 분리 마련하여 마모 및 변형으로 인한 가이드찬넬의 교체 시 고중량으로 인한 작업의 안전성 및 능률을 효과적으로 높일 수 있다.

또한, 본 발명이 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지는 분리 마련되는 제1가이드찬넬과 제2가이드찬넬의 연결 부위에 유격결합부를 마련하여 제1,2가이드찬넬을 소정 거리 이격하여 연결함으로써 적열 코크스의 열이 내측면에 전도되어 발생하는 열팽창을 최소화하여 측벽프레임의 열에 대한 내구력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지가 적용되는 코크스 오븐을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지의 측벽프레임을 일부 분해 및 확대 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지의 측벽프레임 및 측벽프레임의 가이드찬넬을 확대 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지의 가이드찬넬 일단에 마련되는 유격결합부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지의 가이드찬넬 타단에 마련되는 찬넬고정부를 도시한 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지를 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시 예에 따른 적열 코크스 반출 가이드 케이지는 내부 공간에 적열 코크스를 수용할 수 있도록 마련되는 케이지몸체(100)와, 케이지몸체(100)의 상부에 마련되어 케이지몸체를 트랜스퍼카에 탑재되도록 하는 트롤리(200)를 포함한다.

케이지몸체(100)는 내부에 장방형의 공간을 형성할 수 있도록 상측면을 이루는 상부프레임(110)과, 하측면을 이루는 하부프레임(120)과, 상부프레임(110)과 하부프레임(120)을 이격하여 양측면에서 연결하는 한 쌍의 측벽프레임(130)을 포함한다. 측벽프레임(130)은 서로 대칭 구조로 상부프레임(110)과 하부프레임(120)의 좌,우측면에 각각 배치되므로, 케이지몸체(100)는 전방에서 후방으로 관통하는 공간을 형성한다.

트롤리(200)는 케이지몸체(100)의 상부프레임(110)에 마련된다. 트롤리(200)는 상부프레임(110)의 상면에 마련되는 탑프레임(210)과, 탑프레임(210)에 마련되는 드라이버 휠(230)을 포함한다.

탑프레임(210)은 상부프레임(110)으로부터 수직하게 연장 마련되는 수직프레임(212)과, 상부프레임(110)과 이격해서 수평을 이루는 수평프레임(214)을 포함한다.

수직프레임(212)은 복수개가 일정 간격으로 마련되는데, 바 형태의 프레임을 케이지몸체(100)와 별도로 마련하여 용접 또는 볼팅 설치하거나 케이지몸체(100)의 측벽프레임(130) 중 골격을 형성하는 찬넬프레임을 상측으로 일체로 연장하여 마련할 수도 있다.

수평프레임(214)은 복수의 수직프레임(210)을 하나로 연결하도록 판 형상으로 마련되며, 그 위에 좌우 한 쌍이 서로 대칭 배치되어 한 조를 이루는 복수의 드라이버 휠(230)이 마련된다.

드라이버 휠(230)은 케이지몸체(100)가 트랜스퍼카에 탑재되도록 하여 레일(미도시)을 따라 선택적으로 전방 또는 후방으로 주행하도록 한다. 복수의 드라이버 휠(230) 중 적어도 하나의 드라이버 휠(230)은 유압실린더(232)을 포함하여, 입출되는 유압에 의해 길이가 신축되면서 케이지몸체(100)의 이동에 필요한 구동력을 제공한다.

한편, 케이지몸체(100)의 하부프레임(120) 일측에는 케이지몸체(100)로부터 반출되는 코크스를 지정 낙하지점에 용이하게 낙하할 수 있도록 안내하는 활송부(122)가 마련되고, 활송부(122)에 대향하는 상부프레임(110) 일측에는 코크스의 낙하 각도를 45도 ~ 60도 정도로 안내하여 버킷내 균일 적재가 이루어지도록 하는 서브플레이트(112)가 마련될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 실시 예에 따른 케이지몸체(100)의 측벽프레임(130)을 분해 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, 측벽프레임(130)은 측벽의 뼈대를 형성하는 찬넬프레임(132)과, 찬넬프레임(132)에 지지되어 측벽프레임의 내벽면을 형성하는 가이드찬넬(134)과, 가이드찬넬(134)이 외부로 노출되지 않도록 찬넬프레임(132)의 외측에 마련되는 찬넬커버(136)를 포함한다.

찬넬프레임(132)은 가벼우면서 강성이 유지될 수 있도록 그 단면이 'ㅁ'형인 복수의 금속 프레임을 수직 및 수평으로 교차 배치하여 마련된다. 즉, 수직 찬넬프레임과 수평 찬넬프레임을 포함하는 찬넬프레임(132)은 도시된 바와 같이 전체적으로 격자 형태를 가지게 되며, 이 격자 공간에 사각 형태의 찬넬커버(136)를 장착하여 외부를 폐쇄한다.

이때, 찬넬커버(136)의 장착이 용이하도록 하고 내벽면을 이루는 가이드찬넬(134)과 이격되도록 찬넬프레임(132)의 격자 공간의 내측 모서리에는 삼각형의 리브(133)를 마련할 수 있다.

가이드찬넬(134)은 도 3에 확대 도시한 바와 같이 단면이 'ㄷ'형상을 가지는 바 형태로 마련되며, 바닥면(134a)의 반대측 개구면이 찬넬프레임(132)의 외측을 향하도록 배치하고 폭방향 좌우측면(134b,134c)이 상하 방향을 향하도록 한 후 다수개를 상하로 적층함으로써 측벽프레임(130)의 내벽면을 형성할 수 있다.

도 5 및 도 6은 본 실시 예에 따른 가이드 케이지의 내측면을 형성하는 가이드찬넬을 보다 자세히 설명하기 위한 도면이다.

도면들을 참조하면 가이드찬넬(134)은 길이방향을 따라 적어도 두 개의 제1가이드찬넬(135)과 제2가이드찬넬(137)로 분리 마련될 수 있으며, 마주보는 제1가이드찬넬(135)과 제2가이드찬넬(137)의 단부(135d,137d)에는 유격결합부(140)가 마련된다.

가이드찬넬(134)은 실제 크기가 100W×6553L×5T이며 중량이 80Kg 이상 나가는 금속 소재이기 때문에, 이 가이드찬넬(134)을 케이지몸체(100)에 그대로 설치할 경우 조업 시 작업자의 재해 발생 위험이 높고 작업 능률이 저하될 수 있다.

따라서, 본 실시 예에서는 가이드찬넬(134)을 적어도 제1가이드찬넬(135)과 제2가이드찬넬(137)로 분리 마련하여 설치 및 교체 작업 등이 용이하도록 하며, 나아가 분리된 제1가이드찬넬(135)과 제2가이드찬넬(137)은 연결할 때 마주하는 단부(135d,137d)가 일정 거리 이격되도록 하고 이격된 단부에는 유격결합부(140)를 각각 마련하여, 가이드찬넬의 길이 방향으로 적어도 이격된 일 지점에서 유격결합부(140)를 매개로 연계되도록 한다. 따라서, 적열 코크스에서 방출하는 열에 의해 가이드찬넬(134)이 열변형되더라도 유격결합부(140)가 이격된 부위에서 열팽창을 보상할 수 있기 때문에 가이드찬넬의 변형 및 그로 인한 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.

유격결합부(140)는 도 5 및 도 6에 확대 도시한 바와 같이 제1가이드찬넬(135)의 후단에 마련되는 연결편(142)과, 제2가이드찬넬(137)의 전단에 마련되는 끼움편(146)을 포함한다.

연결편(142)은 가이드찬넬(134)과 마찬가지로 'ㄷ' 자 형태로 마련되며, 가이드찬넬(134)의 내부에 수용될 수 있도록 가이드찬넬(134)보다 약간 작게 마련된다. 연결편(142)은 제1가이드찬넬(135)의 바닥면(135a) 내측면에 가이드찬넬(134)과 동일한 방향으로 일단이 고정 마련되고 타단은 외부로 노출되도록 연장 형성된다. 또한, 연장된 연결편(142)의 단부는 개구된 외측으로 경사면(143)을 형성하고 있어서, 제1가이드찬넬(135)의 후단과 제2가이드찬넬(137)의 전단 연결 시 제2가이드찬넬(137)의 끼움편(146) 삽입이 용이하도록 가이드한다.

끼움편(146)은 제2가이드찬넬(137)의 바닥면 내측에 마련되며, 결합될 제1가이드찬넬(135)를 향해 'ㄱ'자 형태로 절곡 마련된다. 제1가이드찬넬(135)의 후단과 제2가이드찬넬(137)의 전단 연결 시 끼움편(146)은 제1가이드찬넬(135)의 경사면(143) 인입이 용이하도록 안내한다.

연결편(142)과 끼움편(146)은 제1가이드찬넬(135)의 후단과 제2가이드찬넬(137)의 전단 연결 시 양단부(135d,137d)가 서로 접촉하지 않고, 소정 이격 거리(T)의 유격을 가지도록 하여 결합된다. 이는 적열 코크스에 의해 가이드찬넬의 길이가 가변(열변형: 찬넬의 길이 팽창)되더라도 변형될 수 있는 공간을 유격결합부(140)를 이용하여 미리 마련함으로써 측벽프레임(130)의 파손을 최소한으로 예방하기 위함이다.

연결편(142)은 변형이 일어나더라도 제1가이드찬넬(135)과 제2가이드찬넬(137)의 연결이 유지될 수 있도록 제1가이드찬넬의 바닥면(135a)으로부터 연장되며 적어도 이격 거리(T)보다 길게 마련되는 연결로드(144)를 가지며, 끼움편(146)도 변형이 일어나더라도 연결편(142)의 경사면(143)이 절곡 내측에 위치하도록 충분한 길이의 절곡헤드(147)를 갖는다.

한편, 연결편(142)과 끼움편(146)이 마련되지 않은 제1가이드찬넬(135)의 전단 및 제2가이드찬넬(137)의 후단 측에는 도 5 및 도 7에 확대 도시된 바와 같이 찬넬고정부로서 찬넬프레임(132)에 마련되는 스토퍼(138)와, 이 스토퍼(138)에 결합 고정되는 스토퍼편(139)이 마련된다.

스토퍼(138)는 찬넬프레임(132)의 내측면에 가이드찬넬(134)의 길이 방향으로 돌출하도록 연장 마련되며, 끝단은 연결편(142)과 마찬가지로 가이드면(138a)을 포함한다. 스토퍼편(139)은 가이드찬넬(134)의 개구면에 마련되는 것으로, 가이드찬넬(134)의 폭방향 좌우측면(134b,134c)을 연결하여 'ㄷ'자 형태의 가이드찬넬을 'ㅁ'자 형태를 가지도록 한 것이다.

이러한 찬넬고정부의 스토퍼편(139)은 제1가이드찬넬(135)과 제2가이드찬넬(137)에 적어도 하나 이상이 마련되어 격자형 찬넬프레임(132)의 수직 찬넬프레임에 마련되는 스토퍼(138)에 견고하게 결합될 수 있다.

따라서, 가이드찬넬(134)을 측벽프레임(130)에 설치하기 위해서는 먼저, 찬넬프레임(132)의 스토퍼(138)와 제1가이드찬넬(135)의 스토퍼편(139)을 연결하고, 이어서 제1가이드찬넬(135)의 연결편(142)과 제2가이드찬넬(137)의 끼움편(146)을 연결한다.

제2가이드찬넬(137)의 끼움편(146) 반대측 끝단에는 도시하지는 않았지만 볼팅을 통해 가이드찬넬(134)을 측벽프레임(130)에 고정하는 체결부가 마련되어 있기 때문에, 최종적으로 제1가이드찬넬(135)과 제2가이드찬넬(137)은 찬넬프레임(132)에 유격결합부 및 찬넬고정부를 통해 견고하게 고정될 수 있으며, 두 개로 분리 마련되는 제1,2가이드찬넬(134)은 다수개가 상하로 적층되어 측벽프레임(130)의 내측면을 용이하게 형성할 수 있다.

100..케이지몸체 130..측벽프레임
132..찬넬프레임 134..가이드찬넬
135..제1가이드찬넬 136..찬넬커버
137..제2가이드찬넬 138..스토퍼
139..스토퍼편 140..유격결합부
142..연결편 146..끼움편

Claims (6)

1. 적열 코크스를 압출하기 위한 내부공간을 형성하는 상부프레임, 하부프레임, 및 측벽프레임을 구비하는 케이지몸체를 포함하는 적열 코크스 반출 가이드 케이지에 있어서,
   상기 측벽프레임은 측벽의 골조를 형성하는 찬넬프레임과, 상기 찬넬프레임에 다층으로 마련되어 측벽프레임의 내벽면을 형성하는 가이드찬넬들을 포함하고,
   상기 가이드찬넬은 길이 방향으로 적어도 일 지점에서 유격결합부를 매개로 연계되며,
   상기 가이드찬넬은 상기 찬넬프레임에 지지되며 다수개가 상하 방향으로 적층되어 상기 측벽프레임의 내벽면을 형성하고,
   상기 가이드찬넬은 길이방향을 따라 적어도 두 개로 분리 마련되며, 연결시 소정 거리 이격해서 결합하고 이격된 부위는 상기 유격결합부에 의해 지지되어 적어도 상기 가이드찬넬의 열팽창 보상을 가능하게 하되,
   상기 가이드찬넬은 제1가이드찬넬과 제2가이드찬넬을 포함하며,
   상기 유격결합부는 상기 제1가이드찬넬의 단부로부터 외부로 연장 마련되는 연결편과, 상기 제2가이드찬넬의 단부에 상기 연결편이 끼워지도록 마련되는 끼움편을 포함하는 적열 코크스 반출 가이드 케이지.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 연결편은 가이드찬넬의 바닥면으로부터 연장 마련되는 연결로드를 포함하고,
   상기 연결로드는 적어도 제1가이드찬넬과 제2가이드찬넬의 이격 거리보다 길게 마련되는 적열 코크스 반출 가이드 케이지.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 연결편은 단부에 상기 끼움편의 삽입을 안내하기 위한 경사면을 포함하고,
   상기 끼움편은 경사면을 수용하도록 절곡 마련되는 적열 코크스 반출 가이드 케이지.
6. 제 1항, 제 4항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 찬넬프레임은 수직 찬넬프레임과 수평 찬넬프레임을 포함하고,
   상기 수직 찬넬프레임은 가이드찬넬의 길이방향으로 연장 형성된 스토퍼를 포함하며,
   상기 가이드찬넬은 상기 스토퍼에 길이방향으로 끼워지는 스토퍼편을 포함하는 적열 코크스 반출 가이드 케이지.

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