KR101642827B1

KR101642827B1 - 고로 냉각장치

Info

Publication number: KR101642827B1
Application number: KR1020150094903A
Authority: KR
Inventors: 심만조; 손기완; 이문환
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-07-26

Abstract

보다 간단한 조작으로 냉각반 내부 유로를 다양하게 변경하여 파손부위로 냉매가 흐르는 것을 차단할 수 있도록, 냉매 공급라인을 따라 연결 설치되어 고로의 노벽을 냉각하는 복수의 냉각반을 포함하고, 상기 냉각반은 내부에 냉매가 흐르는 복수의 냉각유로가 형성된 몸체, 상기 몸체에 형성되고 상기 각 냉각유로와 연통되는 연결구가 간격을 두고 배열 형성된 공통유로, 상기 몸체에 상기 공통유로와 연통되도록 형성되어 냉매를 공급하는 공급로와 냉매를 배출하는 배출로, 및 상기 공통유로를 따라 이동하여 상기 공급로와 배출로 및 각 냉각유로를 선택적으로 연결 또는 차단하는 스풀을 포함하는 고로 냉각장치를 제공한다.

Description

고로 냉각장치{COOLING APPARATUS FOR FURNACE}

고로의 노벽 냉각을 위한 냉각장치의 유로를 보다 용이하게 변경할 수 있도록 된 고로 냉각장치에 관한 것이다.

예를 들어, 고로는 연속적으로 쇳물을 생산하는 설비로서, 내부에 철광석과 코크스 장입하고, 하부로는 열풍을 불어넣어 내부의 철광석을 녹여 쇳물을 생산한다. 상기 고로는 외벽을 구성하는 철피와 철피 내부면에 설치되는 내벽을 포함한다. 내벽은 내화벽돌과 같이 챔버 내부의 고온에 충분히 견딜 수 있는 재질로 이루어진다.

상기 고로는 내부의 고온으로부터 외벽과 내벽을 보호하여 손상을 최소화할 수 있도록 냉각장치가 구비된다. 상기 냉각장치는 고로 노체의 철피 적열 및 연와 마모를 방지하기 위한 것으로, 펌프에 의해 공급된 냉매가 냉각장치의 각 냉각반을 순차적으로 통과한 후 수조로 배출되도록 구성되어 있다. 각 냉각반은 연와 사이에 삽입 설치되어 냉매에 의해 노내의 고온의 열을 외부로 배출시켜줌으로써 노벽 연와의 마모를 방지하는 역할을 한다.

그러나 내벽은 노내로 유입되는 장입물에 의한 마찰, 내부에서 발생되는 열이나 가스등에 의해 마모될 수 있고, 내벽에 위치한 냉각반도 열이나 기타의 원인에 의해 파손될 수 있다. 냉각반이 파손되면 노내로 냉매가 유입되고, 이에 고로의 열손실을 유발할 뿐만 아니라 내부에 저장된 용강과 접촉하여 폭발을 유발할 위험이 있다.

종래의 냉각반은 파손 등으로 냉매가 유출되는 경우 냉각반의 공급라인 자체를 차단하는 구조로, 파손된 냉각반은 물론 공급배관에 연결된 3 ~ 5개의 냉각반 모두에 냉매 공급이 차단되는 문제가 있다. 또한, 나사 접합 방식의 밸브를 이용하여 냉각반의 유로를 접속 변경하는 방식을 사용하기도 하나, 이러한 구조는 조작이 매우 불편하고 작업이 힘든 문제가 있다.

보다 간단한 조작으로 냉각반 내부 유로를 다양하게 변경하여 파손부위로 냉매가 흐르는 것을 차단할 수 있도록 된 고로 냉각장치를 제공한다.

또한, 배관에 연결된 복수개의 냉각반에 대해 개별적으로 냉매의 흐름을 차단하여 손상된 냉각반만을 폐쇄할 수 있도록 된 고로 냉각장치를 제공한다.

본 구현예의 고로 냉각장치는, 냉매 공급라인을 따라 연결 설치되어 고로의 노벽을 냉각하는 복수의 냉각반을 포함하고, 상기 냉각반은 내부에 냉매가 흐르는 복수의 냉각유로가 형성된 몸체, 상기 몸체에 형성되고 상기 각 냉각유로와 연통되는 연결구가 간격을 두고 배열 형성된 공통유로, 상기 몸체에 상기 공통유로와 연통되도록 형성되어 냉매를 공급하는 공급로와 냉매를 배출하는 배출로, 및 상기 공통유로를 따라 이동하여 상기 공급로와 배출로 및 각 냉각유로를 선택적으로 연결 또는 차단하는 스풀을 포함할 수 있다.

상기 공통유로는 몸체의 외측 선단부에 직선형태로 연장 형성되고, 상기 스풀이 공통유로를 따라 직선운동하여 각 연결구의 연결 상태를 변경하는 구조일 수 있다.

상기 스풀은 공통유로를 따라 연장되며 공통유로보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 축부재, 상기 축부재 양 선단에 설치되어 공통유로의 양 선단을 막아 냉매 유출을 차단하는 선단랜드, 및 축부재를 따라 간격을 두고 설치되어 공통유로 내면에 밀착되어 냉매를 차단하고 축부재 이동에 따라 위치가 이동되어 공급로와 배출로 및 각 냉각유로를 선택적으로 연결 또는 차단하는 랜드를 포함할 수 있다.

상기 각 냉각유로는 몸체 내부로 연장되고 양 선단이 공통유로를 따라 이격 형성된 입구와 출구에 각각 연결되어 냉매를 순환하는 구조일 수 있다.

상기 냉각유로는 몸체의 가장자리를 따라 배치되고 양 선단은 공통유로의 양 끝쪽에 형성된 제1 입구와 제1 출구에 연결된 제1 냉각유로, 상기 몸체 안쪽으로 제1 냉각유로에 이웃하여 배치되고 양선단은 공통유로의 상기 제1 입구와 제1 출구사이에 형성된 제2 입구와 제2 출구에 연결된 제2 냉각유로, 상기 제2 냉각유로에 이웃하여 몸체 중심부에 배치되고 양 선단은 상기 제2 입구와 제2 출구 사이에 형성된 제3 입구와 제3 출구에 연결된 제3 냉각유로를 포함할 수 있다.

상기 스풀은 제1 입구와 제2 출구 사이에 배치되는 제1 랜드, 제2 입구와 제3 출구 사이에 배치되는 제2 랜드 및 제3 입구와 제3 출구 사이에 배치되는 제3 랜드를 포함하고, 상기 공급로는 제1 랜드와 제1 입구 사이에 형성되어 제1 입구에 연결되며, 상기 배출로는 제2 랜드와 제3 출구 사이에 형성되어 제3 출구와 연결되어, 냉매가 제1 냉각유로와 제2 냉각유로 및 제3 냉각유로를 차례로 지나는 구조일 수 있다.

상기 냉각장치는 공통유로를 따라 스풀이 이동되어 선단랜드는 제1 입구로 이동하여 제1 입구를 차단하고, 제1 랜드는 제2 출구와 제3 입구 사이로 이동하여 공급로를 제2 출구와 연결하고, 제2 랜드는 제3 출구와 배출로 사이로 이동하여 배출로를 제3 입구와 연결하고, 제3 랜드는 제1 출구와 제2 입구 사이로 이동하여 제2 입구와 제3출구를 연결하여, 제1 냉각유로의 냉매 흐름을 차단하고 냉매를 제2 냉각유로와 제3 냉각유로를 통해 유통시키는 구조일 수 있다.

상기 냉각장치는 상기 공통유로 내에 삽입되어 상기 냉각유로와 공통유로 사이를 차단하고 공급로와 배출로만을 공통유로와 연통시키는 보조스풀을 더 포함할 수 있다.

상기 보조스풀은 공통유로 내면에 밀착되어 냉각유로의 입구와 출구를 차단하고 내부가 빈 파이프, 상기 파이프의 양 선단에 설치되어 파이프 선단과 공통유로 사이를 차단하는 선단부재, 상기 공급로와 배출로 사이 간격에 대응되는 간격으로 상기 파이프의 양 선단부쪽에 외주면을 따라 형성되어 공급로와 배출로에 각각 연통되는 유통홀을 포함할 수 있다.

상기 보조스풀은 공통유로 일측 선단을 통해 삽입되어 스풀을 밀어내고 공통유로 내에 설치되고, 상기 보조스풀의 일측 유통홀은 제3입구와 제3출구 사이에 위치하여 배출로와 연통되며, 타측 유통홀은 제1 입구와 제2 출구 사이에 위치하여 공급로와 연통되는 구조일 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 구현예에 의하면, 냉각반의 유로 변경 조작이 보다 용이하여 필요시 유로 변경 작업을 신속하고 간편하게 수행할 수 있게 된다. 이에, 냉각반 손상시 보다 신속하게 손상된 부위의 냉매를 차단하고 냉매의 흐름을 전환하여, 조업 불량을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 보다 간단한 작업으로 손상된 냉각반 만을 선택적으로 폐쇄시키고, 공급라인에 연결된 다른 냉각반으로는 냉매가 계속 유통되도록 함으로써, 냉각성능을 최대한 유지하면서 냉각반의 손상을 최소화할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 냉각장치가 구비된 고로를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 고로 냉각장치의 냉각반을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 고로 냉각장치의 냉각반 유로 변경 구조를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 고로 냉각장치의 냉각반 유로 차단 구조를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 고로 냉각장치의 냉각반 유로 차단을 위한 보조 스풀을 도시한 단면도이다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 냉각장치가 구비된 고로를 도시한 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 고로(100)는 내부의 고온으로부터 외벽과 내벽을 보호하여 손상을 최소화할 수 있도록 냉각장치(10)가 구비된다. 상기 냉각장치(10)는 펌프에 의해 공급된 냉각수가 유통되는 냉각수 공급라인(20)과, 상기 공급라인(20)을 따라 설치되고 간격을 두고 노벽 연와 내부로 삽입 설치되는 복수의 냉각반(30)을 포함한다.

상기 냉각반(30)은 고로(100)의 철피 내측에 설치되는 정형 내화물인 연와의 마모를 방지하기 위한 냉각시스템으로서 사용된다. 이와 같은 냉각반(30)을 고로(100)의 철피 안쪽으로 축조된 연와 사이에 매설하고 냉각수 공급라인(20)을 통해 냉각수인 냉각수를 유통시켜 연와를 냉각시킨다. 이하 설명에서 도 1의 x축 방향으로 고로(100) 내부쪽 방향을 내측이라 하고 그 반대쪽을 외측이라 한다.

본 실시예에서 복수개의 냉각반(30)은 하나의 유닛을 구성하여 하나의 냉각수 공급라인(20)을 공유하며 설치된다. 이에, 일측 공급라인(20)으로 공급된 냉각수는 유닛을 구성하는 복수개의 냉각반(30)을 순차적으로 지나면서 고로(100) 내벽을 냉각한 후 배출된다.

고로(100) 안으로 장입물을 강하할 때 발생하는 마찰과 고로(100) 내부에서 발생하는 고온 가스에 의한 화학반응에 의해 연와가 침식 및 마모되면서 연와에 설치된 냉각반(30)이 고로(100) 내부에서 노출될 수 있다. 노출된 냉각반(30)은 고로(100) 안에서 발생하는 고열에 의해 냉각반(30) 선단쪽 외면이 열 부하를 집중적으로 받게 되어 용손된다.

본 실시예의 냉각장치(10)는 상기 냉각반(30)이 노출되어 용손되는 경우 내부의 유로를 신속하고 간편하게 변경하여 용손 부위로 냉각수가 흐르는 것을 차단하면서 공급라인(20)으로 계속 냉각수를 흐르도록 한다.

이를 위해, 본 실시예의 냉각반(30)은 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 냉각수가 흐르는 복수의 냉각유로가 형성된 몸체(32)와, 상기 몸체(32)에 형성되고 내면을 따라 상기 각 냉각유로와 연통되는 연결구가 간격을 두고 배열 형성된 공통유로(34), 상기 몸체(32) 외측면을 통해 상기 공통유로(34)에 연통되도록 형성되어 냉각수가 공급되는 공급로(36)와 냉각수가 배출되는 배출로(38), 및 상기 공통유로(34) 내에 슬라이딩가능하게 설치되고 공통유로(34)를 따라 이동하여 상기 공급로(36)와 배출로(38) 및 각 냉각유로를 선택적으로 연결 또는 차단하는 스풀(70)을 포함한다.

상기 냉각반(30)은 외형을 이루는 몸체(32) 내부에 냉각수가 흐르도록 유로가 형성된 구조로 되어 있다. 일측 냉각반(30)으로 유입된 냉각수는 냉각반(30)을 거친 후 다음 냉각반(30)으로 공급된다.

상기 냉각반(30)의 몸체(32)는 고로(100)의 연와에 매몰될 정도의 길이로 형성되어 고로(100) 연와에 밖에서 내부로 삽입 설치된다. 상기 몸체(32)는 두께가 얇은 판 형태의 구조로 이루어질 수 있다. 상기 몸체(32)는 순동(Cu :99.9%이상)으로 구성될 수 있다. 상기 몸체(32)의 형태나 그 재질에 대해서는 다양하게 변형가능하다.

상기 냉각반(30)은 몸체(32) 내부에 일정한 간격으로 복수개의 냉각유로들이 형성된다. 도 2는 상기 몸체(32) 내부에 3개의 냉각유로가 형성된 구조를 예시하고 있다. 본 실시예의 냉각반(30)은 냉각유로의 형성개수에 있어서 3개에 한정되지 않으며 2개 또는 4개 이상 형성될 수 있다. 이하 설명은 도 2와 같이 3개의 냉각유로가 형성된 구조를 예로서 설명한다.

상기 몸체(32) 내부에 3개의 냉각유로가 형성되고, 몸체(32) 외측 선단부에는 내부를 수직으로 관통하여 공통유로(34)가 형성되어 상기 3개의 냉각유로와 연통된다. 상기 각 냉각유로는 몸체(32)의 가장자리에서 중심부를 향해 순차적으로 배치된다. 이하 설명의 편의를 위해 몸체(32) 가장자리에서부터 차례로 제1 냉각유로(40), 제2 냉각유로(50) 및 제3 냉각유로(60)라 칭한다.

상기 공통유로(34)는 몸체(32)의 외측 선단부에 직선형태로 연장 형성된다. 공통유로(34)가 직선 형태로 형성됨으로써, 각 냉각유로와의 연통이 용이하고 공통유로(34) 내부에서 스풀(70)을 보다 용이하게 이동시킬 수 있게 된다. 상기 몸체(32)의 외측면을 관통하여 공급로(36)와 배출로(38)가 공통유로(34) 내부로 연통되도록 형성된다. 상기 공급로(36)를 통해 공통유로(34) 내부로 냉각수가 유입되고 상기 각 냉각유로를 순환한 후 배출로(38)를 통해 배출된다.

상기 공통유로(34)의 내주면에는 상기 각 냉각유로와 연통되는 연결구가 간격을 두고 배열 형성된다. 이에 상기 제1 냉각유로(40)와 제2 냉각유로(50) 및 제3 냉각유로(60)의 각 선단은 연결구를 통해 공통유로(34)와 연결된다. 상기 공통유로(34)에 형성되는 연결구는 각 냉각유로로 냉각수가 공급되는 입구와 냉각수가 나오는 출구를 이룬다. 이하 설명의 편의를 위해 제1 냉각유로(40)와 연결된 입구와 출구를 제1 입구(42)와 제1 출구(44)라 하고, 제2 냉각유로(50)와 연결된 입구와 출구를 제2 입구(52)와 제2 출구(54)라 하고, 제3 냉각유로(60)와 연결된 입구와 출구를 제3 입구(62)와 제3 출구(64)라 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 냉각유로(40)는 몸체(32)의 가장자리를 따라 배치되고 양 선단은 공통유로(34)의 양 끝쪽에 형성된 제1 입구(42)와 제1 출구(44)에 연결된다.

상기 제2 냉각유로(50)는 상기 몸체(32) 안쪽으로 제1 냉각유로(40)에 이웃하여 배치되고 양선단은 공통유로(34)의 상기 제1 입구(42)와 제1 출구(44)사이에 형성된 제2 입구(52)와 제2 출구(54)에 연결된다.

상기 제3 냉각유로(60)는 상기 제2 냉각유로(50)에 이웃하여 몸체(32) 중심부에 배치되고 양 선단은 상기 제2 입구(52)와 제2 출구(54) 사이에 형성된 제3 입구(62)와 제3 출구(64)에 연결된다.

이에, 공통유로(34)로 공급된 냉각수는 제1 입구(42)를 통해 제1 냉각유로(40)로 순환되어 제1 출구(44)로 나오고, 연속해서 제2 입구(52)를 통해 제2 냉각유로(50)로 순환되어 제2 출구(54)로 나온 후, 연속해서 제3 입구(62)를 통해 제3 냉각유로(60)로 순환되어 제3 출구(64)로 나오게 된다. 따라서, 냉각수는 몸체(32) 내부를 바깥쪽 가장자리에서 중심부를 향해 순환하면서 몸체(32) 전체를 돌게 된다.

상기 공통유로(34) 내에 설치된 스풀(70)은 상기와 같이 몸체(32) 내부에서 냉각수를 순환시키며, 필요시 공통유로(34)를 따라 직선운동시킴으로써 각 연결구의 연결 상태를 변환하는 구조로 되어 있다.

상기 스풀(70)은 공통유로(34)를 따라 연장되며 공통유로(34)보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 축부재(71), 상기 축부재(71) 양 선단에 설치되어 공통유로(34)의 양 선단을 막아 냉각수 유출을 차단하는 선단랜드(72,73), 및 축부재(71)를 따라 간격을 두고 설치되어 공통유로(34) 내면에 밀착되어 냉각수를 차단하고 축부재(71) 이동에 따라 위치가 이동되어 공급로(36)와 배출로(38) 및 각 냉각유로를 선택적으로 연결 또는 차단하는 랜드를 포함한다.

상기 축부재(71)는 대략 y축 방향(도 1의 y축 방향 참조)에 대한 몸체(32) 외측 선단부의 길이에 대응되는 길이로 형성된다. 상기 축부재(71)의 양선단에 설치된 선단랜드(72,73)는 공통유로(34)에 끼워져 공통유로(34)의 양 선단을 막는다. 상기 선단랜드(72,73)는 공통유로(34) 내경과 대응되는 크기로 이루어져 공통유로(34) 내면에 밀착되어 기밀을 유지하고, 외력을 가했을 때 공통유로(34) 내면에서 미끄러져 슬라이딩된다. 상기 선단랜드(72,73)는 공통유로(34) 선단을 지나 몸체(32) 외측으로 돌출되는 길이로 형성될 수 있다. 이에, 필요시 몸체(32) 외측으로 돌출된 선단랜드(72,73)에 외력을 가해 스풀(70)을 보다 용이하게 공통유로(34) 내에서 이동시킬 수 있다.

상기 랜드는 공통유로(34) 내경과 대응되는 크기로 이루어져 공통유로(34) 내면에 밀착되어 기밀을 유지한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 스풀(70)은 몸체(32) 내부의 냉각수 순환을 위해 3개의 랜드를 구비한다. 즉, 상기 스풀(70)은 제1 입구(42)와 제2 출구(54) 사이에 배치되는 제1 랜드(74), 제2 입구(52)와 제3 출구(64) 사이에 배치되는 제2 랜드(75) 및 제3 입구(62)와 제3 출구(64) 사이에 배치되는 제3 랜드(76)를 포함한다.

그리고, 상기 공급로(36)는 제1 랜드(74)와 제1 입구(42) 사이에 형성되어 제1 입구(42)에 연결되고, 상기 배출로(38)는 제2 랜드(75)와 제3 출구(64) 사이에 형성되어 제3 출구(64)와 연결된다.

이에, 제1 랜드(74)는 제2 출구(54)와 공급로(36) 사이를 막아, 선단랜드(72)와 제1 랜드(74) 사이에서 공급로(36)와 제1 입구(42)를 연결시킨다. 제2 랜드(75)는 제3 입구(62)와 배출로(38) 사이를 막아, 제1 랜드(74)와 제2 랜드(75) 사이에서 제2 출구(54)와 제3 입구(62)를 연결시키다. 그리고 제3 랜드(76)는 제2 입구(52)와 제3 출구(64) 사이를 막아, 제2 랜드(75)와 제3 랜드(76) 사이에서 제3 출구(64)와 배출로(38)를 연결시킴과 더불어 제3 랜드(76)와 선단랜드(73) 사이에서 제1 출구(44)와 제2 입구(52)를 연결시킨다.

따라서, 공급로(36)를 통해 공통유로(34)로 들어온 냉각수는 제1 랜드(74)와 선단랜드(72) 사이에서 공급로(36)와 연결되어 있는 제1 입구(42)를 통해 제1 냉각유로(40)로 순환되어 제1 출구(44)로 나오게 된다. 제1 출구(44)로 나온 냉각수는 제3 랜드(76)와 선단랜드(73) 사이에서 제1 출구(44)와 연결되어 있는 제2 입구(52)를 통해 제2 냉각유로(50)로 순환되어 제2 출구(54)로 나오게된다. 제2 출구(54)로 나온 냉각수는 제1 랜드(74)와 제2 랜드(75) 사이에서 제2 출구(54)와 연결되어 있는 제3 입구(62)를 통해 제3 냉각유로(60)로 순환되어 제3 출구(64)로 나오게 된다. 그리고 제3 출구(64)로 나온 냉각수는 제2 랜드(75)와 제3 랜드(76) 사이에서 제3 출구(64)와 연결되어 있는 배출로(38)를 통해 냉각반(30) 외부로 배출된다. 이와 같이 공통유로(34)에 설치된 스풀(70)을 통해 각 유로가 차단 및 연결되어 냉각수는 제1 냉각유로(40)와 제2 냉각유로(50) 및 제3 냉각유로(60)를 차례로 지나게 된다.

여기서, 본 장치(10)는 상기 공통유로(34)를 따라 스풀(70)을 이동시키는 것으로 필요시 제1 냉각유로(40)를 통한 냉각수의 흐름을 차단할 수 있게 된다. 즉, 본 장치(10)는 연와 탈락 등으로 냉각반(30) 몸체(32)의 내측이 노출되어 가장자리에 손상이 가해졌을 때, 몸체(32) 가장자리쪽으로 냉각수가 흐르지 않도록 한다.

도 3은 스풀(70)의 이동에 따라 냉각반(30)의 유로가 변경된 상태를 도시하고 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스풀(70)이 공통유로(34) 내에서 도면의 y축 방향을 따라 위로 이동되면 스풀(70)에 구비된 랜드와 선단랜드의 위치가 달라지게 된다. 스풀(70)의 이동은 예를 들어 스풀(70)의 선단랜드(72)에 망치 등으로 타격함으로써, 간편하게 이루어질 수 있다. 선단랜드(72)의 돌출 정도나 몸체(32)의 공통유로(34) 내에 삽입된 상태로부터 스풀(70)의 이동량을 정확히 조절할 수 있다.

스풀(70)이 공통유로(34) 내에서 설정량만큼 이동되면, 선단랜드(72)는 제1 입구(42) 위치로 이동하게 된다. 제1 랜드(74)는 제2 출구(54)와 공급로(36) 사이 위치에서 제2 출구(54)와 제3 입구(62) 사이로 이동하게 된다. 제2 랜드(75)는 제3 입구(62)와 배출로(38) 사이에서 제3 출구(64)와 배출로(38) 사이로 이동하게 된다. 제3 랜드(76)는 제2 입구(52)와 제3 출구(64) 사이에서 제1 출구(44)와 제2 입구(52) 사이로 이동하게 된다.

이에, 선단랜드(72)는 제1 입구(42)를 차단하게 된다. 제1 랜드(74)는 제2 출구(54)와 제3 입구(62) 사이를 막아 선단랜드(72)와 제1 랜드(74) 사이에서 공급로(36)를 제2 출구(54)와 연결하게 된다. 제2 랜드(75)는 제3 출구(64)와 배출로(38) 사이를 막아 제1 랜드(74)와 제2 랜드(75) 사이에서 배출로(38)를 제3 입구(62)와 연결하게 된다. 그리고 제3 랜드(76)는 제1 출구(44)와 제2 입구(52) 사이를 막아 제2 랜드(75)와 제3 랜드(76) 사이에서 제2 입구(52)와 제3출구를 연결시킴과 더불어 제3 랜드(76)와 선단랜드(73) 사이에서 제1 출구(44)를 차단하게 된다.

따라서, 제1 냉각유로(40)의 제1 입구(42)와 제1 출구(44)는 선단랜드(72)와 제3 랜드(76)에 의해 차단되어 제1 냉각유로(40)를 통한 냉각수의 흐름이 차단된다. 그리고, 공급로(36)를 통해 공통유로(34)로 들어온 냉각수는 제1 랜드(74)와 선단랜드(72) 사이에서 공급로(36)와 연결되어 있는 제2 출구(54)를 통해 제2 냉각유로(50)로 순환되어 제2 입구(52)로 나오게 된다. 이 때, 제2 출구(54)는 제2 냉각유로(50)의 입구 역할을 하며, 제2 입구(52)는 출구 역할을 하게 된다.

제2 입구(52)로 나온 냉각수는 제2 랜드(75)와 제3 랜드(76) 사이에서 제2 입구(52)와 연결되어 있는 제3 출구(64)를 통해 제3 냉각유로(60)로 순환되어 제3 입구(62)로 나오게된다. 이 때, 제3 출구(64)는 제3 냉각유로(60)의 입구 역할을 하며 제3 입구(62)는 출구 역할을 하게 된다. 그리고 제3 입구(62)로 나온 냉각수는 제2 랜드(75)와 제1 랜드(74) 사이에서 제3 입구(62)와 연결되어 있는 배출로(38)를 통해 냉각반(30) 외부로 배출된다. 이와 같이 스풀(70) 이동에 따라 공통유로(34)에 연결된 제1 냉각유로(40)가 차단되고 냉각수는 제2 냉각유로(50) 및 제3 냉각유로(60)만을 지나게 된다. 따라서, 냉각반(30) 손상시 보다 신속하게 손상된 부위의 냉매를 차단하고 냉매의 흐름을 전환하여, 조업 불량을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예의 냉각장치(10)는 냉각반(30)의 추가적인 손상으로 냉각반(30) 몸체(32) 가장자리 냉각유로 뿐아니라 중앙부쪽의 냉각유로도 손상된 경우 냉각반(30) 전체의 냉각수 흐름을 차단하는 구조로 되어 있다.

이를 위해, 본 장치(10)는 상기 공통유로(34) 내에 삽입되어 상기 냉각유로와 공통유로(34) 사이를 차단하고 공급로(36)와 배출로(38)만을 공통유로(34)와 연통시키는 보조스풀(80)을 더 포함한다.

도 4와 도 5를 참조하여 보조스풀(80)에 의한 냉각유로 차단 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 보조스풀(80)은 공통유로(34) 내면에 밀착되어 냉각유로의 입구와 출구를 차단하고 내부가 빈 파이프(82)와, 상기 파이프(82)의 양 선단에 설치되어 파이프(82) 선단과 공통유로(34) 사이를 차단하는 선단부재(84), 상기 공급로(36)와 배출로(38) 사이 간격에 대응되는 간격으로 상기 파이프(82)의 양 선단부쪽에 외주면을 따라 형성되어 공급로(36)와 배출로(38)에 각각 연통되는 유통홀(86)을 포함한다.

상기 보조스풀(80)은 몸체(32)의 공통유로(34)에 설치된 스풀(70)과 별도로 구비되어 필요시 공통유로(34) 내에 삽입되어 사용될 수 있다. 상기한 구조외에 상기 보조스풀(80)은 상기 스풀(70)의 일측 선단에 일체로 연결된 구조일 수 있다.

상기 보조스풀(80)의 파이프(82)는 내부가 빈 관 구조물로, 공통유로(34)의 내경과 대응되는 크기로 이루어져 공통유로(34) 내면에 밀착되어 기밀을 유지한다. 상기 파이프(82)의 양 선단에 설치된 선단부재(84)는 공통유로(34)의 내경과 대응되는 크기로 이루어져 공통유로(34) 내면에 기밀을 유지하며 밀착된다. 파이프(82)는 선단부재(84)에 의해 막혀 공통유로(34)와 차단된다.

상기 파이프(82)의 길이는 대략 공급로(36)와 배출로(38) 사이 길이보다 충분히 긴 길이로 형성되어, 공급로(36)와 배출로(38)와 접할 수 있도록 되어 있다. 상기 파이프(82)의 양 선단부쪽에 공급로(36)와 배출로(38) 사이 간격에 맞춰 유통홀(86)이 각각 형성되어 공급로(36)와 배출로(38)에 연통된다.

상기 유통홀(86)은 공급로(36)와 배출로(38)와 대응되는 직경의 구멍으로 파이프(82) 외주면을 따라 간격을 두고 연속적으로 형성된 구조일 수 있다.

상기 보조스풀(80)은 공통유로(34) 일측 선단을 통해 삽입되어 스풀(70)을 밀어내고 공통유로(34) 내에 설치된다. 상기 보조스풀(80)의 일측 유통홀(86)은 제3입구와 제3출구 사이에 위치하여 배출로(38)와 연통되며, 타측 유통홀(86)은 제1 입구(42)와 제2 출구(54) 사이에 위치하여 공급로(36)와 연통된다.

이에, 보조스풀(80)이 공통유로(34) 내에 삽입되면 파이프(82)의 전면이 공통유로(34) 내면에 밀착되어 공통유로(34)에 형성된 입구와 출구가 파이프(82)에 의해 막히게 되며, 파이프(82)에 형성된 유통홀(86)이 공급로(36)와 배출로(38)와 연결된다. 도 4에서 파이프(82)의 선단부재(84)가 공통유로(34)에 형성된 제1 입구(42)와 제3 출구(64)를 막고 있고, 파이프(82)의 외면은 제2출구와 제3 입구(62)를 막고 있어, 공통유로(34)와 제1 냉각유로(40) 내지 제3 냉각유로(60)의 연결은 완전히 차단된다.

따라서, 공급로(36)를 통해 공급되는 냉각수는 제1 냉각유로(40) 내지 제3 냉각유로(60) 어디로도 공급되지 못하고, 오직, 파이프(82)를 통해서만 유통된다.

이에, 냉각수는 공급로(36)와 연결되어 있는 파이프(82) 일측 선단부의 유통홀(86)을 통해 파이프(82) 내부로 유입되어 타측 선단부의 유통홀(86)을 통해 연결되어 있는 배출로(38)로 배출된다. 이와 같이, 보조스풀(80)을 몸체(32) 내에 삽입하는 것으로 간단하게 냉각반(30) 전체의 냉각수 흐름을 차단하여 손상된 냉각반(30)을 통해 냉각수가 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 냉각반(30)의 냉각수 흐름을 차단하더라도, 냉각수는 보조스풀(80)을 통해 차단된 냉각반(30)을 거쳐 유통되므로, 동일 공급라인(20)에 설치된 복수의 냉각반(30)에서 손상된 냉각반(30) 만을 선택적으로 폐쇄시키고, 공급라인(20)에 연결된 다른 냉각반(30)으로는 냉매를 계속 유통시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 냉각장치 20 : 공급라인
30 : 냉각반 32 : 몸체
34 : 공통유로 36 : 공급로
38 : 배출로 40 : 제1 냉각유로
42 : 제1 입구 44 : 제1 출구
50 : 제2 냉각유로 52 : 제2 입구
54 : 제2 출구 60 : 제3 냉각유로
62 : 제3 입구 64 : 제3 출구
70 : 스풀 71 : 축부재
72,73 : 선단랜드 74 : 제1 랜드
75 : 제2 랜드 76 : 제3 랜드
80 : 보조스풀 82 : 파이프
84 : 선단부재 86 : 유통홀

Claims

냉매 공급라인을 따라 연결 설치되어 고로의 노벽을 냉각하는 복수의 냉각반을 포함하고,
상기 냉각반은 내부에 냉매가 흐르는 복수의 냉각유로가 형성된 몸체,
상기 몸체에 형성되고 상기 각 냉각유로와 연통되는 연결구가 간격을 두고 배열 형성된 공통유로, 상기 몸체에 상기 공통유로와 연통되도록 형성되어 냉매를 공급하는 공급로와 냉매를 배출하는 배출로, 및 상기 공통유로를 따라 이동하여 상기 공급로와 배출로 및 각 냉각유로를 선택적으로 연결 또는 차단하는 스풀을 포함하고,
상기 공통유로는 몸체의 외측 선단부에 직선형태로 연장 형성되고,
상기 복수의 냉각유로는 각각 몸체 내부로 연장되고 양 선단이 공통유로를 따라 이격 형성된 연결구에 각각 연결되어 냉매를 순환하는 구조이고,
상기 스풀이 공통유로를 따라 직선운동하여 각 연결구의 연결 상태를 변경하는 구조의 고로 냉각장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 스풀은 공통유로를 따라 연장되며 공통유로보다 상대적으로 작은 직경을 갖는 축부재, 상기 축부재 양 선단에 설치되어 공통유로의 양 선단을 막아 냉매 유출을 차단하는 선단랜드, 및 축부재를 따라 간격을 두고 설치되어 공통유로 내면에 밀착되어 냉매를 차단하고 축부재 이동에 따라 위치가 이동되어 공급로와 배출로 및 각 냉각유로를 선택적으로 연결 또는 차단하는 랜드를 포함하는 고로 냉각장치.
삭제
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 냉각유로는 몸체의 가장자리를 따라 배치되고 양 선단은 공통유로의 양 끝쪽에 형성된 제1 입구와 제1 출구에 연결된 제1 냉각유로, 상기 몸체 안쪽으로 제1 냉각유로에 이웃하여 배치되고 양선단은 공통유로의 상기 제1 입구와 제1 출구사이에 형성된 제2 입구와 제2 출구에 연결된 제2 냉각유로, 상기 제2 냉각유로에 이웃하여 몸체 중심부에 배치되고 양 선단은 상기 제2 입구와 제2 출구 사이에 형성된 제3 입구와 제3 출구에 연결된 제3 냉각유로를 포함하는 고로 냉각장치.
제 5 항에 있어서,
상기 스풀은 제1 입구와 제2 출구 사이에 배치되는 제1 랜드, 제2 입구와 제3 출구 사이에 배치되는 제2 랜드 및 제3 입구와 제3 출구 사이에 배치되는 제3 랜드를 포함하고, 상기 공급로는 제1 랜드와 제1 입구 사이에 형성되어 제1 입구에 연결되며, 상기 배출로는 제2 랜드와 제3 출구 사이에 형성되어 제3 출구와 연결되어, 냉매가 제1 냉각유로와 제2 냉각유로 및 제3 냉각유로를 차례로 지나는 구조의 고로 냉각장치.
제 6 항에 있어서,
상기 냉각장치는 공통유로를 따라 스풀이 이동되어, 선단랜드는 제1 입구로 이동하여 제1 입구를 차단하고, 제1 랜드는 제2 출구와 제3 입구 사이로 이동하여 공급로를 제2 출구와 연결하고, 제2 랜드는 제3 출구와 배출로 사이로 이동하여 배출로를 제3 입구와 연결하고, 제3 랜드는 제1 출구와 제2 입구 사이로 이동하여 제2 입구와 제3출구를 연결하여, 제1 냉각유로의 냉매 흐름을 차단하고 냉매를 제2 냉각유로와 제3 냉각유로를 통해 유통시키는 구조의 고로 냉각장치.
제 5 항에 있어서,
상기 공통유로 내에 삽입되어 상기 냉각유로와 공통유로 사이를 차단하고 공급로와 배출로만을 공통유로와 연통시키는 보조스풀을 더 포함하는 고로 냉각장치.
제 8 항에 있어서,
상기 보조스풀은 공통유로 내면에 밀착되어 냉각유로의 입구와 출구를 차단하고 내부가 빈 파이프, 상기 파이프의 양 선단에 설치되어 파이프 선단과 공통유로 사이를 차단하는 선단부재, 상기 공급로와 배출로 사이 간격에 대응되는 간격으로 상기 파이프의 양 선단부쪽에 외주면을 따라 형성되어 공급로와 배출로에 각각 연통되는 유통홀을 포함하는 고로 냉각장치.
제 9 항에 있어서,
상기 보조스풀은 공통유로 일측 선단을 통해 삽입되어 스풀을 밀어내고 공통유로 내에 설치되고, 상기 보조스풀의 일측 유통홀은 제3입구와 제3출구 사이에 위치하여 배출로와 연통되며, 타측 유통홀은 제1 입구와 제2 출구 사이에 위치하여 공급로와 연통되는 구조의 고로 냉각장치.