KR101641772B1 - 고로 노벽 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노벽의 손상된 부위에 토출된 비정형 보수재를 조기에 건조시켜, 보수된 내화물의 조기 강도를 발현시키고 보수 작업에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 고로 노벽 보수방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고로 노벽 보수방법은 고로 외부에서 내부 방향으로 철피를 천공하여 압입공을 형성하는 과정; 상기 압입공에 노즐을 삽입하고, 상기 노즐을 통하여 상기 고로 내부로 비정형 보수재를 토출시키는 과정; 고로 내부로 압입된 상기 비정형 보수재의 조기 강도를 발현시킬 수 있도록, 상기 비정형 보수재를 건조시키는 과정; 및 상기 노즐을 제거하고, 압입공을 밀봉하는 과정;을 포함한다.

Description

고로 노벽 보수방법 {CONSERVATION METHOD OF BLAST FURNACE WALL}

본 발명은 고로 노벽 보수방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노벽의 손상된 부위에 토출된 비정형 보수재를 조기에 건조시켜, 보수된 내화물의 조기 강도를 발현시키고 보수 작업에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 고로 노벽 보수방법에 관한 것이다.

일반적인 고로 공정은 노 상부에 위치한 장입구를 통해 코크스와 철광석을 장입하고, 고로 하부에 위치한 풍구를 통해 고온의 열풍을 불어 넣어 코크스를 연소시킴으로써 열과 환원가스를 생성시키고, 이 열과 환원가스는 노내의 철광석을 환원용융시켜 용선과 슬라그를 생성시키고, 여기서 발생되는 용융물은 고로 하부에 위치한 출선구를 통해 배출된다.

이때, 고로 하부에 위치한 풍구를 통해 약 1100℃의 열풍이 들어와 이 풍구 선단에서 CO 가스와 반응하고 그 최고 온도는 약 2300℃에 이르며, 압력은 고로 크기에 따라 다르나 2.5 ~ 5kg/cm² 정도로 고압분위기가 된다.

한편, 고로의 본체구조는 그 외부가 철피로 둘러싸여 있으며, 내부에는 고온 및 가스에 견딜 수 있는 고강도 내화물로 축조되고, 이 내화물 사이에는 냉각반이 삽입되어 냉각을 시켜 고온으로부터 내화물 및 철피를 보호하게 된다.

이러한 과정에서, 고로에 장입되는 철광석 및 코크스가 노 하부에서 코크스 연소 및 철광석의 환원용융에 따라 노 하부로 강하하면서 발생되는 노체 내부의 내화물과의 마찰, 또는 고로 하부에서 코크스 연소 및 철광석의 용융환원 과정 중에 발생된 가스가 고로 상부로 배출되기 위하여 상승하면서 내화물 표면과 접촉시에 발생되는 화학적 침식반응에 의해 고로 내부에 설치되는 내화물은 손상을 받게 된다.

고로 노경년이 증가할수록, 내화물의 손상 및 마모가 진행되어 점점 그 두께가 얇아지게 되어 그 외부에 둘러싸인 철피를 적열 및 균열시키는 등 고로의 수명을 단축시키는 원인이 되었다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 노벽의 보수가 필요하고, 그 시기는 내화물의 사용 수명이 5 ~ 6개월인 것을 감안하여 최소한 6개월에 한 번씩은 노벽 보수를 실시해야 한다.

종래, 노벽을 보수하는 방법으로는 노벽 스프레이(Spray)와 노체압입 등의 방법이 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래 노벽 스프레이 방법을 이용한 고로 노벽 보수작업을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 노벽 스프레이 방법은 고로(1) 내의 장입물(13)을 노벽 보수하고자 하는 부위까지 강하시키고, 그 상부면에 밀봉재(14)를 덮은 상태에서, 고로(1) 내로의 진입이 가능하도록 매니플레이터(manipulator)(22)의 와이어로프(23)에 연결된 스프레이 장치(21)를 상기 고로(1) 내부로 투입시킨 후, 스프레이 장치(21)를 이용하여 보수재를 노벽의 내부면에 축조된 내화물(12) 표면으로 분사한다.

이때, 고로(1) 외부에 설치된 저장조(24)에 저장된 보수재는 피드건(25) 및 공급호스(26)를 통하여 상기 스프레이 장치(21)까지 공급하며, 스프레이 장치(21)는 원주방향을 따라 선회하면서 고압으로 내화물을 분사하여 보수 작업을 실시한다.

도 2는 고로 내부에서 내화물 전방에 형성된 부착물을 보여주는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 내화물(12) 전방에 석순(石筍) 형태 등의 부착물(15)이 형성된 경우 종래 노벽 스프레이 방법으로 내화물(12)을 보수하는 것이 실질적으로 불가능하여 부착물(15)이 형성된 부위의 내화물(12)을 보수하지 못하여 철피(11)를 적열 및 균열시키는 등 고로(1)의 수명을 단축시키는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 이러한 보수 작업에 소요되는 시간은 고로 휴지 시간까지 고려하면 대략 35 ~ 50시간 정도의 긴 시간을 필요로하여, 긴 휴풍 작업으로 인해 재송풍 후 노열확보 등의 어려움과 조업 불안정성으로 인해 정상조업까지 달성될 때 최소 48시간 이상 소요되고, 생산성이 저하되는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 보수하고자 하는 부위의 철피(11)에 구멍을 뚫고, 그 구멍을 통해 압입재를 노내로 투입하는 압입 노즐에 대해서는 " 노체 보수용 압입노즐 (한국 공개특허 10-2011-0054658)" 등에서 구체적으로 공지되어 있다.

그러나, 압입재 즉, 내화물이 완전히 건조되기까지 장시간이 소요되며, 이에 따라, 고로의 유지 및 보수 작업에 장시간이 소요되어 생산성이 저하되는 문제점을 해결하지 못하였다.

또한, 압입 노즐을 통해 공급되는 내화물은 비정형 보수재로써, 신속히 건조시키지 않는 경우, 내화물이 조기에 강도의 발현이 어려우며, 중력에 의해 노 하부로 흘러내려 보수된 내화물의 두께 차를 유발하는 등 내화물 보수된 내화물의 품질이 고르지 못하여 보수 주기를 단축시키는 문제점을 가지고 있었다.

한국 공개특허 10-2011-0054658 ( 2011. 05. 25.)

본 발명은 손상된 내화물 전방에 부착물이 형성되더라도 손상부위를 보수할 수 있는 고로 노벽 보수방법을 제공한다.

또한, 보수된 부위의 조기 강도를 발현시켜 보수부위 내화물에 크랙 등 파손을 최소화하여 고로의 수명을 향상시키고, 보수 작업에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 고로 노벽 보수방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른, 고로 노벽 보수방법은 고로 외부에서 내부 방향으로 철피를 천공하여 압입공을 형성하는 과정; 상기 압입공에 노즐을 삽입하고, 상기 노즐을 통하여 상기 고로 내부로 비정형 보수재를 토출시키는 과정; 고로 내부로 압입된 상기 비정형 보수재의 조기 강도를 발현시킬 수 있도록, 상기 비정형 보수재를 건조시키는 과정; 및 상기 노즐을 제거하고, 압입공을 밀봉하는 과정;을 포함한다.

상기 비정형 보수재를 건조시키는 과정은, 상기 철피, 철피 내측에 시공되는 내화물 및 상기 철피와 내화물 사이 중 적어도 하나에 설치된 열선에 전원공급장치를 연결하여 상기 열선을 승온시키고, 상기 열선의 전도에 의하여 상기 철피를 가열시키는 것이 바람직하다.

상기 열선은 구리재질로 형성되고, 지그재그 형상으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 비정형 보수재를 건조시키는 과정은, 상기 철피의 온도가 400 ~ 800℃가 되도록 가열시키는 것이 바람직하다.

상기 비정형 보수재는, 상기 고로 노체부의 내화물과 동일한 탄화규소(SiC)계 내화물인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 고로 내부의 내화물의 손상부위에 비정형 보수재를 주입하여 고로 내부에 석순형의 부착물이 형성되더라도 내화물의 보수작업을 실시할 수 있는 효과가 있다.

또한, 또한, 철피 내부에 설치된 열선을 승온시켜 열선의 전도에 의하여 철피를 가열시켜 보수 부위의 내화물을 신속하게 건조시켜 보수 부위의 조기 강도를 발현시켜 크랙 등 결함이 발생되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 내화물의 손상부위에 부착된 비정형 보수재를 건조시킴으로써, 고로의 유지 및 보수 작업에 소요되는 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 노벽 스프레이 방법을 이용한 고로 노벽 보수작업을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 고로 내부에서 내화물 전방에 형성된 부착물을 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 고로 노벽 보수방법의 순서도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 고로 노벽 보수방법을 설명하기 위한 개략도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 철피 내부에 설치된 열선을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시 예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 고로 노벽 보수방법의 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 고로 노벽 보수방법을 설명하기 위한 개략도이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 고로 노벽 보수방법은 고로(1) 외부에서 내부로 관통되는 압입공을 형성하는 과정과 압입공에 노즐(100)을 삽입하여 고로(1) 내벽 즉, 내화물(12)의 표면에 비정형 보수재(C)를 토출시키는 과정과 고로(1) 내벽에 부착된 비정형 보수재(C)를 건조시키는 과정 및 압입공을 밀봉하는 과정을 포함한다.

압입공을 형성하는 과정은 고로(1) 내부에 비정형 보수재(C)를 주입할 수 있도록, 내화물(12)이 손상된 부위의 외면을 감싸는 철피(11)를 천공시킨다.

이때, 압입공의 직경은 노즐(100)의 외경과 동일한 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 노즐(100)을 통해 고로(1) 내부로 주입되는 비정형 보수재(C)가 압입공과 노즐(100) 사이로 빠져나오는 것을 방지함으로써, 비정형 보수재(C)가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

고로(1) 내부로 관통되는 압입공 형성이 완료되면, 압입공에 노즐(100)을 삽입하고, 노즐(100)을 통해 내화물(12)이 손상된 고로(1)의 내벽으로 비정형 보수재(C)를 토출시켜 손상된 내화물(12) 표면에 도포한다.

비정형 보수재(C)가 손상된 내화물(12)의 표면에 모두 도포되면, 비정형 보수재(C)의 공급을 중단하고, 고로(1) 내벽에 도포된 비정형 보수재(C)를 건조시킨다.

철피(11), 철피(11) 내측에 시공되는 내화물(12) 및 상기 철피(11)와 내화물(12) 사이 중 적어도 하나에 설치된 열선(200)과 열선(200)에 전원을 인가하는 전원공급장치(300)를 이용하여 철피(11)를 가열하여 비정형 보수재(C)를 건조시킨다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열선(200)은 노즐(100)을 통하여 고로(1) 내부로 비정형 보수재(C) 주입시, 비정형 보수재(C)와 함께 노즐(100)을 통하여 고로(1) 내부로 삽입하여 비정형 보수재(C)를 직접 가열하여 건조시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 철피 내부에 설치된 열선을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열선(200)은 양단이 전원공급장치(300)와 연결될 수 있도록 철피(11) 외부로 돌출되되, 철피(11) 내부, 철피(11) 내측에 시공되는 내화물(12) 및 상기 철피(11)와 내화물(12) 사이 중 적어도 하나에 지그재그 형상으로 배치되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 열선(200)과 철피(11)의 접촉면적을 늘여 철피(11)를 빠르게 승온시킴으로써, 비정형 보수재(C)를 신속하게 건조시킬 수 있기 때문이다. 이에, 내화물 보수 작업에 소요되는 시간을 단축시키고, 비정형 보수재(C)의 조기 강도를 발현시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 고로(1)의 외면을 감싸는 철피(11)는 일정 면적으로 구획되고, 일정간격으로 구획된 각각의 철피(11) 내부에 각각 하나의 열선(200)이 설치되는 것이 바람직하다.

이에, 비정형 보수재(C)가 도포된 부분의 열선(200)만을 승온시켜 비정형 보수재(C)를 건조시킴으로써, 비정형 보수재(C) 건조시 열선(200)을 승온시키기 위한 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이때, 열선(200)은 구리재질로 형성되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 구리는 열전도도가 높아 철피(11)를 신속하게 가열할 수 있으며, 비교적 가격이 저렴하여 초기 투자비용을 감소시킬 수 있기 때문이다.

이때, 철피(11)의 온도가 400 ~ 800℃가 되도록 가열시키는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 비정형 보수재(C)를 400℃ 미만의 온도로 건조시키는 경우, 고로(1) 내의 용융물(1500℃)과 접촉시 균열이 발생되며 장시간이 소요되는 문제점을 가지고 있었으며, 건조 온도가 800℃를 초과하는 경우 비정형 보수재(C) 중의 수분이 급격하게 증발되면서 균열을 유발하여 보수면의 품질이 저하되는 문제점을 가지고 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 비정형 보수재(C)는 탄화규소(SiC)계 내화물을 사용하는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 고로(1)의 내화물(12)과 동일한 재질을 사용함으로써, 비정형 보수재(C)와 파손된 내화물(12) 간의 결합력을 향상시켜, 보수 작업을 용이하게 실시하고 고로(1)의 수명을 향상시킬 수 있기 때문이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 고로 11: 철피
12: 내화물 15: 부착물
100: 노즐 200: 열선
300: 전원공급장치 C: 비정형 보수재

Claims (5)

1. 고로 외부에서 내부 방향으로 철피를 천공하여 압입공을 형성하는 과정;
   상기 압입공에 노즐을 삽입하고, 상기 노즐을 통하여 상기 고로 내부로 비정형 보수재를 토출시키는 과정;
   고로 내부로 압입된 상기 비정형 보수재의 조기 강도를 발현시킬 수 있도록, 상기 철피에 접촉하도록 설치된 열선에 전원공급장치를 연결하여 상기 열선을 승온시키고, 상기 열선의 전도에 의하여 상기 철피를 가열하여 상기 비정형 보수재를 건조시키는 과정; 및
   상기 노즐을 제거하고, 압입공을 밀봉하는 과정;을 포함하는, 고로 노벽 보수방법.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 열선은 구리재질로 형성되고, 지그재그 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는, 고로 노벽 보수방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 비정형 보수재를 건조시키는 과정은,
   상기 철피의 온도가 400 ~ 800℃가 되도록 가열시키는 것을 특징으로 하는, 고로 노벽 보수방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 비정형 보수재는,
   상기 고로 노체부의 내화물과 동일한 탄화규소(SiC)계 내화물인 것을 특징으로 하는, 고로 노벽 보수방법.
   

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