KR101760579B1 - 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치 - Google Patents

코크스 오븐 도어용 클리닝 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하면서 스크래퍼로 긁어 고착물을 제거하는 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치는 프레임; 트랜스퍼카에 설치되어 상기 프레임을 코크스 오븐 도어의 전면 방향으로 이동시키는 이동부; 상기 프레임에 승강 가능하게 설치되어 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 부착된 고착물을 긁어 제거하는 스크래핑 유닛; 및 상기 프레임의 외주면을 따라 이동되면서 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하는 샌딩 유닛;을 포함한다.

Description

코크스 오븐 도어용 클리닝 장치{CREANING APPARATUS FOR COKES OVEN DOOR}
본 발명은 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하면서 스크래퍼로 긁어 고착물을 제거하는 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고로에서 용선을 생산할 때 투입되는 부원료인 코크스(Cokes)는 고로 내에서 열원, 환원제 등의 역할과 함께 통기성을 확보하는 수단으로 이용되는 석탄 숯의 일종으로써, 코크스 오븐에서 생산된다.
도 1은 일반적인 코크스 오븐 조업공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 코크스 오븐에서 트랜스퍼카로 적열 코크스를 압출하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 코크스 생산과정은 점결성이 있는 석탄을 코크스 오븐(1)의 노상부에서 장입차(Charging Car, 40)를 이용하여 네 개의 장입구를 통하여 코크스 오븐(1)의 탄화실(30)로 장입한 뒤 코크스 오븐(1)을 밀폐시킨 상태에서 섭씨 1,300도로 간접 가열하여 약 18시간 동안 건류시킨다. 완성된 적열 코크스는 압출차(Pusher Car, 10)에 의해 코크스 오븐 밖의 트랜스퍼카(20) 방향으로 압출(Pushing)되어 버켓(50)에 장입된다.
상기와 같이 코크스를 생산하는 과정에서 다량의 타르 성분이 발생되며, 이러한 타르 성분은 코크스 오븐(1)의 양측에 구비된 코크스 오븐 도어(31) 측면에 부착되어 고착물을 형성한다.
코크스 오븐 도어(31)의 측면에 부착된 고착물은 코크스 오븐(1)과 코크스 오븐 도어(31)의 밀착을 방해하여 건류과정에서 탄화실(30) 내부에서 에서 발생된 코크스 오븐 가스(COG)를 대기 중으로 유출시켜 대기환경을 오염시키고, 탄화실(30) 내부 온도를 떨어뜨려 생산되는 적열 코크스(C)의 품질을 저하시키는 원인이 된다.
종래 코크스 오븐 도어(31)에 부착된 고착물을 제거하기 위해 스크래퍼 장치 등을 이용하여 고착물을 긁어내 제거하는 방법을 사용하였으나, 고착물이 강하게 고착된 경우 제거가 어려우며, 부착물 제거과정에서 코크스 오븐 도어(31)를 손상시키는 문제점이 있었다.
또한, 코크스 오븐 도어(31)에 고압의 물을 분사하여 고착물을 제거하는 방법을 사용하는 경우, 고온으로 가열된 코크스 오븐 도어(31)를 급냉시켜 코크스 오븐 도어(31)에 설치된 내화연와 손상을 유발하고, 다량의 수증기를 발생시켜 작업자의 시야확보를 어렵게 함에 따라 안전사고를 유발할 수 있는 문제점이 있으며, 동절기에 물이 파이프 내부에서 동결되어 사용 불가능하거나 동파를 유발하는 문제점을 가지고 있었다.
공개특허공보 제10-2010-0060863호(2010. 06. 07.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 코크스 오븐 도어에 부착된 고착물 제거와 클리닝 효과를 향상시킬 수 있는 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치를 제공한다.
또한, 코크스 오븐 도어에 부착된 고착물 제거시 가열된 코크스 오븐 도어의 내화연와 등이 급냉되어 손상되는 것을 방지하고, 사계절 사용 가능한 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치는 프레임; 트랜스퍼카에 설치되어 상기 프레임을 코크스 오븐 도어의 전면 방향으로 이동시키는 이동부; 상기 프레임에 승강 가능하게 설치되어 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 부착된 고착물을 긁어 제거하는 스크래핑 유닛; 및 상기 프레임의 외주면을 따라 이동되면서 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하는 샌딩 유닛;을 포함한다.
상기 이동부는, 일측은 상기 트랜스퍼카에 설치되고 타측에는 상기 프레임이 고정되어 상기 프레임을 코크스 오븐 도어의 전면 방향으로 이동시키는 제1 실린더; 상기 제1 실린더의 로드 단부에 고정된 제1 터치바; 및 상기 제1 터치바에 접촉되어 상기 제1 실린더의 신장을 제한하도록 상기 제1 실린더가 신장되는 방향으로 이격되어 설치된 한 쌍의 제1 리미트 스위치;를 포함할 수 있다.
상기 스크래핑 유닛은, 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 부착된 고착물을 긁어 제거하도록 상기 프레임에 승강 가능하게 설치된 복수의 스크래퍼; 및 상기 트랜스퍼카에 설치되어 상기 프레임을 승강시키는 제2 실린더;를 포함할 수 있다.
상기 샌딩 유닛은, 상기 프레임의 외주면을 따라 이동 가능하게 설치되어 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하는 분사부; 상기 분사부에 모래를 공급하는 모래 공급부; 상기 분사부를 통해 모래를 분사할 수 있도록 에어를 공급하는 에어 공급부; 및 상기 프레임의 외주면을 따라 상기 분사부를 이동시키는 노즐 구동부;를 포함할 수 있다.
상기 분사부는, 상기 프레임의 외주면을 따라 이동하면서 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하는 노즐; 상기 노즐로 모래를 분사할 수 있도록, 상기 모래 공급부 및 에어 공급부로부터 공급받은 모래와 에어를 혼합하여 이동시키는 오리피스; 및 상기 오리피스와 노즐을 연결하는 분사 유로;를 포함할 수 있다.
상기 모래 공급부는, 모래가 저장되는 모래 탱크; 및 상기 모래 탱크 하부에 설치되어 상기 오리피스로 모래를 공급하는 스크류;를 포함할 수 있다.
상기 에어 공급부는, 상기 오리피스에 에어를 공급하는 에어 탱크; 및 상기 분사 유로를 따라 모래를 이송시킬 수 있도록, 상기 오리피스로 공급되는 에어의 압력을 조절하는 압력조절 밸브;를 포함할 수 있다.
상기 노즐 구동부는, 상기 프레임의 모서리부에 설치된 복수의 스프로킷; 상기 노즐을 이동시킬 수 있도록, 일측에 상기 노즐이 고정되며, 상기 스프로킷에 걸려 상기 프레임의 외주면을 따라 이동되는 체인; 및 상기 스프로킷 중 하나에 연결되어 상기 체인을 회전시키는 구동모터;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 노즐 구동부는, 상기 노즐에 설치된 제2 터치바; 및 상기 노즐의 이동을 제한할 수 있도록, 상기 프레임 상부에 소정간격 이격되어 배치된 한 쌍의 제2 리미트 스위치;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사계절 사용 가능하며 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하여 부착된 고착물을 효과적으로 제거함으로써, 생산되는 적열 코크스의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 코크스 오븐 도어의 밀착력을 향상시켜 코크스 오븐 가스 누출을 방지하여 환경관리가 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 코크스 오븐 조업공정을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 코크스 오븐에서 트랜스퍼카로 적열 코크스를 압출하는 모습을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임과 이동부의 설치를 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크래핑 유닛의 작동을 보여주는 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌딩 유닛을 설명하기 위한 도면이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐과 체인의 결합을 보여주는 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 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.
본원발명은 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 모래를 분사하면서 코크스 오븐 도어(31)의 측면을 긁어 내화물 등 파손을 최소화하면서 부착된 고착물 제거와 클리닝 효과를 향상시키는 것을 주요 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치를 보여주는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치는, 프레임(100)과 프레임(100)을 코크스 오븐 도어(31)의 전방으로 이동시키는 이동부(200)와 트랜스퍼카(20)측 탄화실(30)에 설치되는 코크스 오븐 도어(31)의 측면의 고착물을 긁어 제거하는 스크래핑 유닛(300) 및 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 모래를 분사하는 샌딩 유닛(400)을 포함한다.
프레임(100)은 코크스 오븐 도어(31)에 대응되는 형상으로 코크스 오븐 도어(31)의 외주면을 감쌀 수 있도록 코크스 오븐 도어(31)에 비하여 크게 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임과 이동부의 설치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동부(200)는 트랜스퍼카(20)에 의해 분리된 코크스 오븐 도어(31)의 전방으로 프레임(100)을 이동시킬 수 있도록 일측이 트랜스퍼카(20)에 고정되어 코크스 오븐 도어(31)의 전방으로 그 단부에 프레임(100)이 고정된 로드가 인출되는 제1 실린더(210)와 제1 실린더(210)의 신장 방향으로 소정간격 이격되어 배치된 한 쌍의 제1 리미트 스위치(230) 및 프레임(100)의 이동을 제한하도록 로드의 단부에 설치되어 제1 리미트 스위치(230)에 접촉되는 한 쌍의 제1 터치바(220)를 포함한다.
이에, 제1 실린더(210)가 그 로드 단부에 설치된 제1 터치바(220) 및 한 쌍의 제1 리미트 스위치(230)에 의하여 신장 및 수축이 제한되면서 프레임(100)을 이동시켜 코크스 오븐 도어(31)의 전면에 밀착 또는 이격시킨다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크래핑 유닛의 작동을 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 스크래핑 유닛(300)은 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 부착된 고착물을 긁어 제거하도록 프레임(100) 측면에 설치되는 복수의 스크래퍼(310)와 스크래퍼(310)를 승강시키는 제2 실린더(320)를 포함한다.
각각의 스크래퍼(310)는 일단이 프레임(100)의 외주면에 고정되고 타단이 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 접촉되도록 설치되며, 프레임(100)의 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 설치된다.
이때, 스크래퍼(310)는 제2 실린더(320)에 의하여 승강되는 거리보다 적은 간격이 이격되어 설치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 코크스 오븐 도어(31)의 측면 전체를 긁어 고착물을 제거할 수 있어야 하기 때문이다.
제2 실린더(320)는 트랜스퍼카(20)에 고정 설치되며, 프레임(100)이 제2 실린더의 로드 단부에 결합된다. 이에, 제2 실린더(320)를 신장 또는 수축시킴에 따라 프레임(100)이 수직 방향으로 왕복 운동되면서 그 외주면을 따라 이격 설치된 복수의 스크래퍼(310)가 코크스 오븐 도어(31)의 측면을 긁어 고착물을 제거하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샌딩 유닛을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐과 체인의 결합을 보여주는 도면이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 샌딩 유닛(400)은 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 모래를 분사하여 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 부착된 카본 또는 타르 고착물의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
샌딩 유닛(400)은 프레임(100)의 외주면에 이동 가능하게 설치되어 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 모래를 분사하여 고착물을 타격하여 제거하는 분사부(410)와 분사부(410)에 모래를 공급하는 모래 공급부(420)와 모래를 분사할 수 있도록 분사부(410)에 에어를 공급하는 에어 공급부(430) 및 분사부(410)를 이동시키는 노즐 구동부(440)를 포함한다.
분사부(410)는 프레임(100)의 외주면을 따라 이동하면서 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 모래를 분사하는 노즐(411)과 모래 공급부(420)와 에어 공급부(430)로부터 공급받은 모래와 에어를 혼합시켜 이동시키는 오리피스(412) 및 오리피스(412)와 노즐(411)을 연결하는 분사 유로(413)로 구성된다.
오리피스(412)는 일단이 에어 공급부(430)에 연결되고, 그 측면 형성된 모래 유입구에 모래 공급부(420)가 연결되어 에어 공급부(430)에서 공급받은 에어와 모래 공급부(420)에서 공급받은 모래를 혼합하여 타단을 통해 배출시킨다.
이때, 분사 유로(413)는 오리피스(412)의 타단에서 배출되는 모래와 에어를 노즐(411)을 통해 배출하도록 오리피스(412)와 노즐(411)을 연결시키며, 프레임(100)을 따라 이동되는 노즐(411)의 이동에 영향을 주지 않도록 플렉시블(Flexible)한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
모래 공급부(420)는 그 내부에 모래가 저장된 모래 탱크(421)와 모래 탱크(421) 하부에 설치되어 오리피스(412)의 측면에 형성된 모래 유입구에 모래를 공급하는 스크류(422)를 포함한다.
이때, 스크류(422)의 회전속도를 증감함에 따라, 모래 탱크(421)에서 배출되어 오리피스(412) 측면에 형성된 모래 유입구로 공급되는 모래의 량을 증감할 수 있다.
에어 공급부(430)는 일단이 오리피스(412)에 연결되어 오리피스(412) 내부로 에어를 공급하는 에어 탱크(431)와 오리피스(412)에 공급되는 에어의 압력을 조절하는 압력조절 밸브(432)를 포함한다.
이에, 모래의 량에 따라 압력조절 밸브(432)의 개폐 정도를 조절하여 오리피스(412)로 공급되는 에어의 량을 가감한다.
노즐 구동부(440)는 복수의 스프로킷(441)과 스프로킷(441)에 걸려 이동되는 체인(442) 및 체인(442)을 회전시키는 구동모터(443)를 포함한다.
복수의 스프로킷(441)은 프레임(100)의 모서리부에 각각 설치되고, 체인(442)은 복수의 스프로킷(441)에 걸려 프레임(100)의 외주면을 따라 회전되도록 설치되며, 구동모터(443)는 스프로킷(441) 중 하나에 연결되어 체인(442)을 회전시킨다.
이에, 구동모터(443)가 정방향 또는 역방향으로 회전하면서 체인(442)을 외주면을 따라 회전시키며, 이때 노즐(411)이 체인(442)의 일측에 고정 설치되어 노즐(411)이 체인(442)을 따라 프레임(100)의 외주면을 따라 이동되면서 코크스 오븐 도어(31)의 측면에 고착물을 제거하게 된다.
보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 구동부(440)는 프레임(100)의 상부에 소정간격 이격되어 배치된 한 쌍의 제2 리미트 스위치(445)와 제2 리미트 스위치(445)에 접촉되어 노즐(411)의 이동을 제한하는 제2 터치바(444)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에, 제2 터치바(444)가 제2 리미트 스위치(445)에 접촉함에 따라 구동모터(443)의 회전방향을 반대로 전환시켜 줌으로써, 노즐(411)이 코크스 오븐 도어(31)의 측면을 따라 반복적으로 이동시켜 코크스 오븐 도어(31)에 부착된 고착물 제거와 클리닝 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 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.
C: 적열 코크스 1: 코크스 오븐
10: 압출차 20: 트랜스퍼카
30: 탄화실 31: 코크스 오븐 도어
40: 장입차 50: 버켓
100: 프레임 200: 이동부
210: 제1 실린더 220: 제1 터치바
230: 제1 리미트 스위치 300: 스크래핑 유닛
310: 스크래퍼 320: 제2 실린더
400: 샌딩 유닛 410: 분사부
411: 노즐 412: 오리피스
413: 분사 유로 420: 모래 공급부
421: 모래 탱크 422: 스크류
430: 에어 공급부 431: 에어 탱크
432: 압력조절 밸브 440: 노즐 구동부
441: 스프로킷 442: 체인
443: 구동모터 444: 제2 터치바
445: 제2 리미트 스위치

Claims (8)

  1. 프레임;
    트랜스퍼카에 설치되어 상기 프레임을 코크스 오븐 도어의 전면 방향으로 이동시키는 이동부; 및
    상기 프레임의 외주면을 따라 이동되면서 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하는 샌딩 유닛;을 포함하고,
    상기 이동부는, 일측은 상기 트랜스퍼카에 설치되고 타측에는 상기 프레임이 고정되어 상기 프레임을 코크스 오븐 도어의 전면 방향으로 이동시키는 제1 실린더; 상기 제1 실린더의 로드 단부에 고정된 제1 터치바; 및 상기 제1 터치바에 접촉되어 상기 제1 실린더의 신장을 제한하도록 상기 제1 실린더가 신장되는 방향으로 이격되어 설치된 한 쌍의 제1 리미트 스위치;를 포함하는, 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임에 승강 가능하게 설치되어 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 부착된 고착물을 긁어 제거하는 스크래핑 유닛;을 더 포함하는 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 스크래핑 유닛은,
    상기 코크스 오븐 도어의 측면에 부착된 고착물을 긁어 제거하도록 상기 프레임에 승강 가능하게 설치된 복수의 스크래퍼; 및
    상기 트랜스퍼카에 설치되어 상기 프레임을 승강시키는 제2 실린더;를 포함하는, 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 샌딩 유닛은,
    상기 프레임의 외주면을 따라 이동 가능하게 설치되어 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하는 분사부;
    상기 분사부에 모래를 공급하는 모래 공급부;
    상기 분사부를 통해 모래를 분사할 수 있도록 에어를 공급하는 에어 공급부; 및
    상기 프레임의 외주면을 따라 상기 분사부를 이동시키는 노즐 구동부;를 포함하는, 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 분사부는,
    상기 프레임의 외주면을 따라 이동하면서 상기 코크스 오븐 도어의 측면에 모래를 분사하는 노즐;
    상기 노즐로 모래를 분사할 수 있도록, 상기 모래 공급부 및 에어 공급부로부터 공급받은 모래와 에어를 혼합하여 이동시키는 오리피스; 및
    상기 오리피스와 노즐을 연결하는 분사 유로;를 포함하는, 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 노즐 구동부는,
    상기 프레임의 모서리부에 설치된 복수의 스프로킷;
    상기 노즐을 이동시킬 수 있도록, 일측에 상기 노즐이 고정되며, 상기 스프로킷에 걸려 상기 프레임의 외주면을 따라 이동되는 체인; 및
    상기 스프로킷 중 하나에 연결되어 상기 체인을 회전시키는 구동모터;를 포함하는, 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 노즐 구동부는,
    상기 노즐에 설치된 제2 터치바; 및
    상기 노즐의 이동을 제한할 수 있도록, 상기 프레임 상부에 소정간격 이격되어 배치된 한 쌍의 제2 리미트 스위치;를 더 포함하는, 코크스 오븐 도어용 클리닝 장치.
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