KR101685881B1

KR101685881B1 - 슬래그 역류 차단 장치

Info

Publication number: KR101685881B1
Application number: KR1020160077449A
Authority: KR
Inventors: 김보현; 김기욱; 김방원; 박승홍; 오구록
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2016-12-12

Abstract

슬래그 역류 차단 장치에 관한 발명이 개시된다. 본 발명에 따른 슬래그 역류 차단 장치는: 고로; 고로로 열풍을 공급하는 송풍관; 송풍관과 고로 사이에 설치되고, 송풍관의 열풍을 고로 내부로 주입시키는 블로우파이프; 및 블로우파이프의 하부에 연통되고, 블로우파이프에서 역류되는 고로의 슬래그를 수용하는 슬래그 수용부를 포함한다.

Description

슬래그 역류 차단 장치{APPARATUS FOR PREVENTING COUNTERFLOW OF SLAG}

본 발명은 슬래그 역류 차단 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송풍기 설비 고장 또는 고로(blast furnace)의 휴지시 고로 내의 슬래그가 블로우파이프로 역류하는 것을 차단하는 슬래그 역류 차단 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로 조업에 있어서, 연료인 코크스와 원료인 철광석은 고로의 상부로부터 장입되고, 송풍기에 의해 발생되는 고온의 열풍은 블로우파이프를 거쳐 고로의 하부의 풍구를 통해 송풍 주입된다. 고로 내부로 주입된 고온의 열풍은 철광석과 환원반응하여 쇳물과 슬래그를 생성한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2002-0041710호(2002.06.03 공개, 발명의 명칭: 풍구 내 용융물 역류 차단 장치)에 개시되어 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 송풍기 설비 고장 또는 고로의 휴지시 고로 내의 슬래그가 블로우파이프로 역류하는 것을 차단하는 슬래그 역류 차단 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 슬래그 역류 차단 장치는: 고로; 상기 고로로 열풍을 공급하는 송풍관; 상기 송풍관과 상기 고로 사이에 설치되고, 상기 송풍관의 열풍을 상기 고로 내부로 주입시키는 블로우파이프; 및 상기 블로우파이프의 하부에 연통되고, 상기 블로우파이프에서 역류되는 상기 고로의 슬래그를 수용하는 슬래그 수용부를 포함한다.

본 발명에서 상기 슬래그 수용부는, 상기 블로우파이프와 연통되는 연통관이 형성되는 상부수용부; 및 상기 상부수용부와 탈착 가능하게 연결되는 하부수용부를 포함한다.

본 발명에서 상기 상부수용부의 내측면에 고정되고, 상기 하부수용부의 내측면과 접촉하는 가이드판을 더 포함한다.

본 발명에서 상기 가이드판은 체결부재에 의해 상기 하부수용부와 착탈 가능하게 결합된다.

본 발명에서 상기 하부수용부의 하부를 지지하고, 중공형으로 형성되는 이송수단 삽입부를 더 포함한다.

본 발명에서 상기 블로우파이프는, 상기 연통관과 연통되는 제1연통홀부와, 상기 송풍관과 연통되는 제2연통홀부를 포함하고, 상기 제1연통홀부는 상기 제2연통홀부 보다 상기 고로로부터 더 이격되게 배치된다.

본 발명에서 상기 슬래그 수용부의 내벽은 내화물로 도포된다.

본 발명에 따른 슬래그 역류 차단 장치는 고로 조업 중 송풍기 설비 고장 또는 고로의 휴지시 고로에서 블로우파이프로 역류하는 슬래그를 슬래그 수용부에서 수용함으로써, 조업 중단 없이 재가동이 가능하여 생산성이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 슬래그 수용부에서 역류하는 슬래그를 수용함으로써, 주변 설비의 고장 발생을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 슬래그 수용부에 수용된 슬래그를 지게차 등의 이송수단을 이용하여 간단하게 이송할 수 있으므로, 슬래그의 재활용 또는 폐기가 용이하게 이루어질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 정단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치에서 슬래그 수용부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치에서 슬래그 수용부의 정단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치에서 슬래그 수용부의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 작동도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 정단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치에서 슬래그 수용부의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치에서 슬래그 수용부의 정단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치에서 슬래그 수용부의 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 작동도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치는 고로(10), 송풍관(20), 블로우파이프(30), 슬래그 수용부(40)를 포함한다.

고로(10)는 철광석으로부터 선철(銑鐵)를 만드는데 사용되는 노(爐)로서, 고로(10)의 상부로부터 연료인 코크스와 원료인 철광석이 장입되고, 열풍로(미도시)에 의해 발생되는 고온의 열풍이 블로우파이프(30)를 거쳐 고로(10)의 하부의 풍구(11)를 통해 송풍 주입된다. 고로(10) 내부로 주입된 고온의 열풍은 철광석과 환원반응하여 쇳물(용탕, molten metal)과 슬래그(slag)(S)를 생성한다.

슬래그(S)는 고로(10)에서 조업 중 발생되는 찌꺼기로서, 송풍기(미도시) 설비 고장 또는 고로(10)의 휴지시, 쇳물과 함께 고로(10)의 풍구(11)에서 블로우파이프(30)로 역류한다.

송풍관(20)은 고로(10)로 고온의 열풍을 공급하는 것으로, 일단(도 1 기준 상단)이 고로(10)의 외주면을 감싸는 환상관(25)에 연통되고, 타단(도 1 기준 하단)이 블로우파이프(30)와 연통된다. 송풍관(20)은 블로우파이프(30)의 단부와 플랜지에 의해 결합될 수 있다. 송풍관(20)은 고로(10)를 향해 하향 경사지게 형성된다.

환상관(25)은 고로(10)에 열풍을 공급하는 것으로, 효율적인 열풍 공급을 위하여 고로(10)를 환형으로 둘러싸는 형태로 설치된다. 환상관(25)은 송풍기(미도시)와 열풍로(미도시)에 의해 고온 고압으로 형성된 열풍을 고로(10)로 공급한다. 송풍기는 대기의 공기를 흡입하여 고압의 바람을 생성하는 설비이고, 열풍로는 송풍기에서 생성된 고압의 바람을 고압의 바람으로 승온하는 설비이다. 환상관(25)은 송풍기와 열풍로에 의해 1100 ~ 1200 ℃의 열풍이 공급된다.

블로우파이프(30)는 송풍관(20)과 고로(10) 사이에 설치된다. 블로우파이프(30)의 단부(도 2 기준 우측단부)에는 풍구 삽입부(35)가 형성된다. 블로우파이프(30)의 풍구 삽입부(35)는 풍구(11)에 삽입되고, 블로우파이프(30)를 통해 유입된 송풍관(20)의 열풍은 풍구 삽입부(35)를 통해 고로(10)의 내부로 주입된다.

블로우파이프(30)의 일면(도 1 기준 상부면)은 송풍관(20)과 연통되고, 타단(도 1 기준 우측단)은 고로(10)의 풍구(11)에 삽입된다.

풍구(11)는 고로(10)의 일면(도 1 기준 좌측면)에 개구되게 형성되어, 블로우파이프(30)로부터 주입되는 열풍이 고로(10)의 내부로 유입되게 하는 통로이다.

슬래그 수용부(40)는 블로우파이프(30)의 하부에 연통되고, 블로우파이프(30)에서 역류되는 고로(10)의 슬래그(S)를 수용한다. 슬래그 수용부(40)는 내부에 고온의 슬래그(S)를 수용하므로, 슬래그 수용부(40)의 내벽 손상을 방지하기 위해서, 슬래그 수용부(40)의 내벽은 내화물로 도포 또는 코팅 처리된다.

내화물은 알루미나, 탄화규소, 코크스, 질화규소철, 금속실리콘, 실리카, 키아나이트(kyanite) 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 내화물은 알루미나, 탄화규소, 코크스, 질화규소철, 금속실리콘, 실리카, 키아나이트 등을 포함하여 조성됨으로써, 슬래그(S)에 대한 내식성과 고온에서의 용적 안정성을 유지할 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 슬래그 수용부(40)는 상부수용부(41), 가이드판(43), 하부수용부(45), 이송수단 삽입부(47)를 포함한다.

상부수용부(41)는 상부에 블로우파이프(30)와 연통되는 연통관(42)이 형성되는 것이고, 하부수용부(45)는 상부수용부(41)와 탈착 가능하게 연결된다. 상부수용부(41)와 하부수용부(45)를 서로 연결하면 내부 공간이 빈 상자형태로 형성된다.

송풍기 설비 고장 또는 고로(10)의 휴지시 고로(10) 내의 슬래그(S)가 쇳물과 함께 역류하는 경우, 슬래그(S)는 풍구(11)를 통해 블로우파이프(30)로 역류되고, 블로우파이프(30)에서 역류된 슬래그(S)는 상부수용부(41)의 연통관(42)을 통해 유입되어 하부수용부(45)에 적층된다.

상부수용부(41) 또는 하부수용부(45)에는 외부에서 적층된 슬래그(S)의 양을 확인할 수 있는 확인창(미도시)이 형성된다. 확인창을 통해 슬래그(S)가 일정 양이 적층되면 슬래그(S)를 외부로 불출한다.

블로우파이프(30)는 연통관(42)과 연통되는 제1연통홀부(31)와, 송풍관(20)과 연통되는 제2연통홀부(33)를 포함한다. 여기서 제1연통홀부(31)는 제2연통홀부(33) 보다 고로(10)로부터 더 이격되게 배치된다. 즉, 제1연통홀부(31)과 연통되는 연통관(42)은 제2연통홀부(33)와 연통되는 송풍관(20) 보다 고로(10)로부터 더 이격되게 배치된다.

따라서 송풍관(20)을 통해 유입되는 열풍은 제2연통홀부(33)를 통해 고로(10)의 풍구(11)로 유입되고, 제1연통홀부(31)를 통해 슬래그 수용부(40)로 유입되지 않으므로, 열풍 손실이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

가이드판(43)은 사각판으로 형성되는 것으로, 일면(도 3 기준 상부면)이 상부수용부(41)의 내측면에 고정되고, 타면(도 3 기준 하부면)이 상부수용부(41)의 하측으로 노출되어 하부수용부(45)의 내측면과 접촉한다. 가이드판(43)은 상부수용부(41)와 볼팅 또는 용접 등의 방식에 의해 고정될 수 있다. 또는 가이드판(43)은 상부수용부(41)에 일체로 형성될 수 있다.

가이드판(43)에는 복수개의 체결공(44)이 형성되고, 체결공(44)과 하부수용부(45)가 체결부재(50)에 의해 체결된다. 가이드판(43)은 체결부재(50)의 체결 상태에 따라 하부수용부(45)로부터 착탈된다. 체결부재(50)는 볼트, 나사 등으로 이루어진다.

이송수단 삽입부(47)는 하부수용부(45)의 하부면에 길이 방향으로 형성된다. 이송수단 삽입부(47)는 하부수용부(45)의 하부면을 지지할 수 있도록 하부수용부(45)의 하부면의 길이방향을 따라 일정 거리 이격된 한 쌍으로 형성된다. 이송수단 삽입부(47)는 내부가 빈 중공형으로 형성된다.

하부수용부(45)는 체결부재(50)의 체결 상태가 풀림으로써 가이드판(43)과 분리되면, 이송수단인 지게차의 포크가 이송수단 삽입부(47)에 삽입된다. 이송수단 삽입부(47)는 지게차의 포크가 삽입되는 크기로 형성된다.

지게차는 슬래그(S)를 수용한 하부수용부(45)를 슬래그(S)의 재처리 또는 폐기를 위한 장소로 이송한다. 슬래그(S)는 하부수용부(45)에서 분리된 후 재처리 또는 폐기처분된다.

도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 역류 차단 장치의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.

송풍기 설비 고장 또는 고로(10)의 휴지시, 쇳물과 함께 슬래그(S)가 고로(10)의 풍구(11)에서 블로우파이프(30)로 역류한다. 역류하는 슬래그(S)는 블로우파이프(30)와 연통된 연통관(42)을 통해 상부수용부(41)와 하부수용부(45)에 형성된 내부 공간으로 유입된다.

하부수용부(45)에 일정 양의 슬래그(S)가 적층되면, 하부수용부(45)와 가이드판(43)을 연결하는 체결부재(50)의 조임을 푼다. 체결부재(50)의 풀림에 의해 하부수용부(45)는 상부수용부(41)와 가이드판(43)으로부터 분리된다.

지게차의 포크가 하부수용부(45)의 하부에 형성된 이송수단 삽입부(47)에 삽입되고, 지게차는 하부수용부(45)를 상승시켜 슬래그(S)의 재처리 또는 폐기를 위한 장소로 이동한다.

슬래그(S)를 하부수용부(45)에서 분리한 후, 하부수용부(45)는 가이드판(43)에 체결부재(50)의 조임에 의해 상부수용부(41)에 연결된 상태를 유지하면서 고로(10)에서의 역류에 대비한다.

본 발명에 따른 슬래그 역류 차단 장치는 고로(10) 조업 중 송풍기 설비 고장 또는 고로(10)의 휴지시 고로(10)에서 블로우파이프(30)로 역류하는 슬래그(S)를 슬래그 수용부(40)에서 수용함으로써, 고로(10)의 조업 중단 없이 재가동이 가능하여 생산성이 향상될 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 슬래그 수용부(40)에서 역류하는 슬래그(S)를 수용함으로써, 주변 설비의 고장 발생을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 슬래그 수용부(40)에 수용된 슬래그(S)를 지게차 등의 이송수단을 이용하여 간단하게 이송할 수 있으므로, 슬래그(S)의 재활용 또는 폐기가 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10: 고로 11: 풍구
20: 송풍관 25: 환상관
30: 블로우파이프 31: 제1연통홀부
33: 제2연통홀부 35: 풍구 삽입부
40: 슬래그 수용부 41: 상부수용부
42: 연통관 43: 가이드판
44: 체결공 45: 하부수용부
47: 이송수단 삽입부 50: 체결부재
S: 슬래그

Claims

고로;
상기 고로로 열풍을 공급하는 송풍관;
상기 송풍관과 상기 고로 사이에 설치되고, 상기 송풍관의 열풍을 상기 고로 내부로 주입시키는 블로우파이프; 및
상기 블로우파이프의 하부에 연통되고, 상기 블로우파이프에서 역류되는 상기 고로의 슬래그를 수용하는 슬래그 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 역류 차단 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬래그 수용부는,
상기 블로우파이프와 연통되는 연통관이 형성되는 상부수용부; 및
상기 상부수용부와 탈착 가능하게 연결되는 하부수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 역류 차단 장치.
제2항에 있어서,
상기 상부수용부의 내측면에 고정되고, 상기 하부수용부의 내측면과 접촉하는 가이드판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 역류 차단 장치.
제3항에 있어서,
상기 가이드판은 체결부재에 의해 상기 하부수용부와 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 슬래그 역류 차단 장치.
제2항에 있어서,
상기 슬래그 수용부는, 상기 하부수용부의 하부를 지지하고, 중공형으로 형성되는 이송수단 삽입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 역류 차단 장치.
제2항에 있어서,
상기 블로우파이프는, 상기 연통관과 연통되는 제1연통홀부와, 상기 송풍관과 연통되는 제2연통홀부를 포함하고,
상기 제1연통홀부는 상기 제2연통홀부 보다 상기 고로로부터 더 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 슬래그 역류 차단 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬래그 수용부의 내벽은 내화물로 도포되는 것을 특징으로 하는 슬래그 역류 차단 장치.