KR101804829B1

KR101804829B1 - 열풍로의 축로 방법

Info

Publication number: KR101804829B1
Application number: KR1020167004327A
Authority: KR
Inventors: 아키라 시이노; 카즈미 쿠라요시; 노리마사 마에카와
Original assignee: 신닛떼쯔 수미킨 엔지니어링 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-08-06
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2017-12-05
Also published as: JP5469774B1; EP3031933A4; RU2615383C1; BR112016002453B1; EP3031933A1; BR112016002453A2; KR20160040594A; TW201518666A; JP2015030907A; WO2015019704A1; CN105452491A; TWI608210B; EP3031933B1

Abstract

노체가 철피(4)와, 상기 철피(4)의 내측에 형성된 라이닝(5)을 갖고, 상기 라이닝(5)이 상기 철피(4)의 내측에 설치된 캐스터블(51)과, 상기 캐스터블(51)의 내측에 설치된 단열 벽돌(52)과, 상기 단열 벽돌(52)의 내측에 설치된 내화 벽돌(53)을 갖는 열풍로의 축로 방법으로서, 상기 철피(4)의 내측에 간격을 두고 상기 단열 벽돌(52) 및 상기 내화 벽돌(53)을 설치하고, 상기 철피(4)와 상기 단열 벽돌(52) 사이에 상기 캐스터블(51)을 주입하여 고화시킨다.

Description

열풍로의 축로 방법{HOT-BLAST STOVE CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 열풍로의 축로 방법에 관한 것이고, 고로에 열풍을 공급하는 열풍로를 축로하는 방법에 관한 것이다.

종래, 제철용 고로에 열풍을 공급하기 위한 설비로서 열풍로가 사용되고 있다.

열풍로는 고로 1기에 대해서 복수(3~5기)기가 설치되고, 이 중 어느 하나에서 축열을 행함과 아울러 다른 고로로의 열풍 공급을 행함으로써 고로에 끊임없이 열풍을 공급할 수 있도록 되어 있다.

각각의 열풍로는 가열용 버너가 설치된 연소실과, 축열 매체로서의 체커 벽돌이 충전된 축열실을 갖는다. 그리고, 축열 동작으로서 연소실에서 연료를 연소시켜 열풍을 생성하고, 이 열풍을 축열실에 통과시켜 축열실의 내부에 적재된 체커 벽돌에 축열해 둔다. 또한, 송풍 동작으로서 외기를 축열실에 통과시켜 가열하여 1200℃~1400℃ 정도로 가열된 열풍을 고로로 공급하는 것이다.

이러한 열풍로로서는 연소실과 축열실이 별도의 노체에 구축된 외연식과, 동일한 노체에 일괄적으로 수용된 내연식이 사용되고 있다.

도 24에는 일례로서 외연식 열풍로(1)가 나타내어져 있다. 열풍로(1)는 연소실과 축열실이 별체로 된 외연식이며, 연소실 노체(2)와 축열실 노체(3)의 2개의 노체를 갖는다. 또한, 도시한 열풍로(1)는 고로 1기에 대해서 복수기 설치되는 것 중 1개분이다.

연소실 노체(2)의 내부에는 노저 부분에 버너(21)가 형성되어 있다. 버너(21)는 연료 가스 도입부(22)에 도입되는 연료 가스와, 공기 도입부(23)에 도입되는 공기를 혼합시키고, 연소시켜 노정을 향해 흐르는 고온의 연소 가스를 생성한다.

연소실 노체(2)의 측면에는 고로에 이르는 열풍 공급부(24)가 설치되어 있다. 연소실 노체(2)는 연결관(25)에 의해 노정 부분이 축열실 노체(3)의 노정 부분과 연결되어 있다.

축열실 노체(3)의 내부에는 축열 매체로서의 체커 벽돌(31)이 적재되어 있다. 체커 벽돌(31)은 축열실 노체(3)의 노저 부분으로부터 노정 근처까지 간극 없이 적재되어 있다. 체커 벽돌(31)은 각각에 다수의 통기 구멍이 관통 형성되고, 또한 각각의 통기 구멍이 서로 연통되도록 적재되어 있다. 따라서, 적재된 다수의 체커 벽돌(31)에 있어서는 축열실 노체(3)의 노저 부분으로부터 노정 부분까지 통기 가능하다.

축열실 노체(3)의 노저 부분에는 외부로 개방된 흡배기구(32)가 형성되어 있다.

이러한 열풍로(1)에서는 다음과 같이 축열 및 송풍을 행한다.

축열 동작 시에는 버너(21)로 연료 가스를 연소시켜 연소실 노체(2)를 상승하는 연소 가스를 발생시키고, 이 연소 가스를 연결관(25)으로부터 축열실 노체(3)의 내부로 도입한다. 그리고, 도입된 연소 가스를 체커 벽돌(31)에 통과시켜 하향으로 통과시키고, 그 동안에 연소 가스의 열을 체커 벽돌(31)에 축열한다. 체커 벽돌(31)을 통과한 연소 가스는 흡배기구(32)로부터 배출된다.

송풍 동작 시에는 외기를 흡배기구(32)로부터 축열실 노체(3)의 내부로 흡입하고, 흡입한 외기를 체커 벽돌(31)에 통과시켜 상향으로 통과시키고, 그 동안에 체커 벽돌(31)에 축열된 열로 외기를 가열하여 열풍을 생성하고, 이 열풍을 연결관(25)으로부터 연소실 노체(2)의 내부로 도입하여 열풍 공급부(24)로부터 고로로 공급한다.

이러한 열풍로(1)에 있어서 연소실 노체(2) 및 축열실 노체(3)는 모두 외각이 원통 형상의 철피(4)로 형성되고, 그 내측에는 노 내의 고온으로부터 철피를 보호하기 위한 라이닝(5)이 형성된다.

도 25에는 연소실 노체(2)의 라이닝(5)이 나타내어져 있다.

라이닝(5)은 철피(4)의 내면에 형성된 캐스터블(51), 그 내측에 적재된 단열 벽돌(52), 그 내측에 적재된 내화 벽돌(53)을 갖는다. 내화 벽돌(53)의 내측은 공동으로 되고, 이 공동이 연소실 노체(2) 내의 풍도가 된다.

라이닝(5)에는, 예를 들면 단열 벽돌(52)의 층과 내화 벽돌(53)의 층 사이에 팽창 여유부(54)가 형성된다.

새롭게 축조된 열풍로(1)에 있어서의 점화 시에는 내화 벽돌(53)이 크게 열팽창하고, 노체의 지름 방향 외측으로 변위되어 단열 벽돌(52)에 간섭할 가능성이 있다. 이것에 대하여 단열 벽돌(52)의 층과 내화 벽돌(53)의 층 사이에 노체의 둘레 방향으로 연속되는 팽창 여유부(54)를 형성함으로써 도 26에 나타내는 바와 같이 내화 벽돌(53)의 열팽창을 팽창 여유부(54)에서 허용하는 것이 행해지고 있다(특허문헌 1 참조).

이러한 팽창 여유부(54)를 형성할 경우, 단순한 공극으로 해두면 리크 가스의 통로가 되는 등 바람직하지 않다. 이 때문에 팽창 여유부(54)에서는 공극에 세라믹 파이버나 발포 플라스틱 등의 유연하며 부정형인 충전물(필러)을 충전하고, 또는 발포성 충전재를 주입하고, 발포시켜 구석구석까지 충전시킨 후, 고화시켜 공극 내에 유지하는 것이 행해지고 있다. 발포성 충전재를 고화시킬 경우에도 고화된 발포성 충전재는 충분히 연질로 되어 유연하며 부정형의 충전물과 마찬가지로 내화 벽돌(53)의 열팽창을 방해하는 일이 없다.

이러한 팽창 여유부(54)는 단열 벽돌(52)의 층과 내화 벽돌(53)의 층 사이에 한하지 않고 단열 벽돌(52)의 층과 캐스터블(51) 사이에 형성되는 경우도 있다.

도 27 및 도 28에는 연소실 노체(2)의 라이닝(5)이 다른 구조가 나타내어져 있다.

각 도면에 있어서 단열 벽돌(52)의 층과 내화 벽돌(53)의 층 사이에는 도 25와 같은 팽창 여유부(54)가 형성되어 있지 않다. 한편, 노체의 둘레 방향으로 배열된 내화 벽돌(53)의 사이에는 각각 간극이 비어 있고, 이 간극에 의해 노체의 지름 방향으로 연속되는 팽창 여유부(54)가 형성되어 있다. 이러한 팽창 여유부(54)가 있음으로써 내화 벽돌(53)이 열팽창했을 때에도 팽창대만큼을 허용할 수 있어 내화 벽돌(53)이 지름 방향 외측으로 변위되는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 이러한 팽창 여유부(54)를 채용하면 내화 벽돌(53)과 단열 벽돌(52)을 밀접시켜 적재할 수 있다.

이상은 연소실 노체(2)의 라이닝(5)에 대해서 설명했지만, 축열실 노체(3)의 라이닝(5)도 마찬가지로 구성된다.

도 29에 나타내는 바와 같이 축열실 노체(3)에 있어서는 철피(4)의 내측에, 예를 들면 도 25에 나타내는 라이닝(5)이 형성되고, 그 최내측의 내화 벽돌(53)의 내측에 체커 벽돌(31)이 간극 없이 적재된다.

그런데, 상술한 라이닝(5)의 설치 시에는 연소실 노체(2) 또는 축열실 노체(3)의 내부에 발판을 장착하거나, 또는 곤돌라를 매달아 노 내의 소정 높이의 부위에 있어서 철피(4)의 내측에 캐스터블(51)의 블로잉 작업을 행한다. 이어서, 캐스터블(51)의 내측에 단열 벽돌(52) 및 내화 벽돌(53)을 적재해가는 작업을 행하고 있었다(특허문헌 2 및 특허문헌 3 참조).

일반적으로 단열 벽돌(52) 및 내화 벽돌(53)의 적재는 각각 작업자가 시공하기 쉬운 높이(약 1.2m 정도)의 계층으로 나누어 각 계층의 적재를 순차 반복하도록 하고 있다.

일본 특허 공개 평 8-269514호 공보 일본 특허 공고 소 56-24007호 공보 일본 특허 공개 2009-115444호 공보

상술한 바와 같이 종래의 라이닝(5)의 설치에 있어서는 철피(4)의 내측으로의 캐스터블(51)의 블로잉에 발판 또는 곤돌라를 사용하고 있었기 때문에 캐스터블(51)의 블로잉에 앞서 이들의 장착이 필요하다.

또한, 캐스터블(51)의 블로잉에 사용한 발판 또는 곤돌라는 캐스터블(51)의 내측에 적재되는 단열 벽돌(52) 및 내화 벽돌(53)과 간섭하기 때문에 이들의 적재에 앞서 해체할 필요가 있었다.

즉, 캐스터블(51)의 시공과 단열 벽돌(52) 및 내화 벽돌(53)의 적재 작업 사이에 작업용 발판 또는 곤돌라의 설치 및 해체라는 공정이 필요하여 열풍로(1)의 축로에 걸리는 공사 기간 및 비용의 증대를 피할 수 없었다.

본 발명의 목적은 노체의 라이닝의 시공을 간단하고, 또한 단기간에 행할 수 있는 열풍로의 축로 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 노체가 철피와, 상기 철피의 내측에 형성된 라이닝을 갖고, 상기 라이닝이 상기 철피의 내측에 설치된 캐스터블과, 상기 캐스터블의 내측에 설치된 단열 벽돌과, 상기 단열 벽돌의 내측에 설치된 내화 벽돌을 갖는 열풍로의 축로 방법으로서, 상기 철피의 내측에 간격을 두고 상기 단열 벽돌 및 상기 내화 벽돌을 설치하고, 이 후 상기 철피와 상기 단열 벽돌 사이에 상기 캐스터블을 주입하고, 상기 단열 벽돌이 상기 캐스터블로부터의 헤드 압력에 의한 상기 노체의 지름 방향 내향의 힘을 상기 단열 벽돌로부터 상기 내화 벽돌까지에서 부담하여 상기 단열 벽돌의 어긋남이나 분단을 방지하면서 상기 캐스터블을 고화시키는 것을 특징으로 한다.

이 때, 축로의 순서로서는 철피측으로부터 단열 벽돌을 설치한 후, 내화 벽돌을 설치해도 좋고, 노 내면측으로부터 내화 벽돌을 설치한 후, 단열 벽돌을 설치해도 좋으며, 그 순서는 한정되는 것은 아니고, 이들 단열 벽돌 및 내화 벽돌을 시공한 후에 캐스터블을 주입하여 고화시킨다는 것이다.

이러한 본 발명에서는 캐스터블이 블로잉 시공은 아니므로 철피의 내측에 발판 또는 곤돌라를 설치 및 해체할 필요가 없어 노체의 라이닝의 시공을 간단하고, 또한 단기간에 행할 수 있다.

여기서, 철피와 단열 벽돌 사이에 캐스터블을 주입했을 때, 단열 벽돌이 캐스터블로부터의 하중 또는 타격(캐스터블의 헤드 압력에 의한 상기 노체의 지름 방향 내향의 힘)을 받지만, 이 하중 또는 타격은 단열 벽돌로부터 내화 벽돌까지에서 부담할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면 단열 벽돌만으로 캐스터블로부터의 하중을 받았을 때에 우려되는 적재 완료된 단열 벽돌의 어긋남 또는 분단 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 라이닝은 상기 단열 벽돌과 상기 내화 벽돌 사이, 상기 단열 벽돌끼리의 사이, 상기 내화 벽돌끼리의 사이 중 어느 하나에 팽창 여유부를 갖고, 상기 팽창 여유부에는 상온에서는 소정의 강도를 갖고, 또한 상기 열풍로의 가동 시 노내 온도에서는 소실되는 스페이서가 개재되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는 팽창 여유부에 의해 점화 시의 내화 벽돌의 열팽창을 허용할 수 있다. 한편, 팽창 여유부가 자유롭게 변형 가능한 공간 또는 연질의 충전물뿐이면 본 발명의 필수 기능으로서의 단열 벽돌로부터 내화 벽돌까지의 하중 부담이 얻어지지 않는다. 그러나, 본 발명에서는 스페이서를 개재했기 때문에 본 발명에 필요한 하중 부담이 가능해진다.

즉, 상온에서는 스페이서가 소정의 강도를 갖고, 이 스페이서에 의해 단열 벽돌로부터 내화 벽돌까지의 하중 전달이 가능해진다. 이 때문에 철피와 단열 벽돌 사이에 캐스터블을 주입했을 때에 단열 벽돌이 캐스터블로부터의 하중 또는 타격을 받아도 이 하중 또는 타격을 단열 벽돌로부터 내화 벽돌까지에서 확실히 부담할 수 있다.

또한, 본 발명에는 포함되지 않지만, 단열 벽돌층만을 적재하고, 내화 벽돌을 적재하지 않고 캐스터블을 주입할 수도 있다. 이 경우, 캐스터블 주입에 의한 단열 벽돌층의 변위를 억제하기 위해 단열 벽돌층의 노 내면측에 압박판과 스트러트 등의 지주를 설치하거나, 또는 단열 벽돌의 1회의 적재 높이를 낮게 억제하는 등의 방법으로 시공은 가능하지만, 비효율적이며 비용도 든다.

한편, 점화 후에는 노내 온도의 상승에 따라 스페이서가 용융되는 등 팽창 여유부로부터 소실되기 때문에 팽창 여유부가 소기의 기능을 할 수 있도록 되어 내화 벽돌의 열팽창을 허용할 수 있다.

따라서, 본 발명의 스페이서에 있어서 그 소정의 강도로서는 캐스터블의 주입 시에 부담해야 할 하중보다 큰 강도가 얻어져 있으면 좋고, 본 발명을 적용하는 열풍로에 따라서 적당히 설계하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 상기 스페이서는 열가소성 수지 발포체인 것이 바람직하다.

열가소성 수지 발포체로서는, 예를 들면 완충재로서 다용되는 발포 스티롤, 즉 폴리스티렌 수지(PS) 발포체를 이용할 수 있는 것 외에 다른 열가소성 수지의 발포체를 이용해도 좋다. 다른 열가소성 수지로서는 LDPE(저밀도 폴리에틸렌 수지), HDPE(고밀도 폴리에틸렌 수지), EVA(폴리에틸렌비닐알코올 수지), PP(폴리프로필렌 수지), PVC(폴리염화비닐 수지), PE/PS 블렌드 수지, PMMA(아크릴 수지), ABS(아크릴로니트릴부타디엔스티렌 공중합체 수지) 등을 이용할 수 있다.

이러한 본 발명에서는 스페이서는 열가소성 수지 발포체로 함으로써 본 발명의 스페이서로서의 온도 특성(상온에서 강도가 있으며, 온도 상승에 따라 연화 용융됨)이 얻어짐과 아울러 강도의 조정 및 형상의 가공이 용이하며, 또한 저렴하게 확보할 수 있다.

또한, 스페이서로서는, 예를 들면 상술한 열가소성 수지 발포체를 블록 형상으로 성형한 것을 이용할 수 있다. 또한, 열가소성 수지의 격자 형상, 벌집 형상 구조물 등이어도 좋다. 또한, 스페이서의 재질로서는 열가소성을 갖는 합성 수지 재료에 한하지 않고 종이(골판지 등) 등이어도 좋다.

본 발명에 있어서 상기 팽창 여유부에는 상기 스페이서와 함께 상온에서 연질 또는 부정형인 필러가 개재되어 있는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는 팽창 여유부에 있어서 스페이서가 소실된 후, 필러가 팽창 여유부에 충전된 상태가 된다. 그리고, 내화 벽돌의 열팽창에 따라 팽창 여유부가 축소되었을 때에는 이 변형에 필러가 추종할 수 있고, 내화 벽돌의 열팽창을 허용하면서 내화 벽돌의 간극을 메워 열풍의 침입을 방지할 수 있다.

이러한 필러로서는 내열성을 갖는 세라믹 파이버 등이 바람직하다. 필러는 팽창 여유부의 스페이서가 없는 공동 부분에 채워 두어도 좋고, 스페이서에 형성된 공동이나 오목부에 채워 두어도 좋으며, 또는 스페이서가 합성 수지 성형품일 경우에는 성형 시에 녹여 넣어 두어도 좋다.

본 발명에 있어서 상기 열풍로는 상기 라이닝의 내측에 체커 벽돌이 설치되어 있고, 상기 캐스터블의 주입은 상기 체커 벽돌의 설치 작업 중 또는 설치 작업 후에 행하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는 단열 벽돌 및 내화 벽돌의 설치 후, 체커 벽돌의 설치 작업 중에 캐스터블의 주입을 행함으로써 공정을 중복시켜 전체 공사 기간의 단축을 도모할 수 있다. 또는 체커 벽돌의 설치 후에 행함으로써 체커 벽돌에서 캐스터블의 주입 시의 하중을 부담할 수도 있다.

본 발명에 있어서 상기 노체를 높이 방향으로 정렬되는 복수 구획으로 나누고, 상기 구획마다 상기 캐스터블의 주입을 행하는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는, 예를 들면 단열 벽돌 및 내화 벽돌의 적재를 1.2m마다의 구획에서 행할 경우, 이것에 맞춰 구획을 설정하면 좋다. 이렇게 단열 벽돌 및 내화 벽돌의 적재 구획과 캐스터블의 주입 높이 구획을 맞출 경우, 단열 벽돌 및 내화 벽돌의 적재를 선행하고, 캐스터블의 주입을 행하도록 해도 좋고, 또는 단열 벽돌 및 내화 벽돌의 적재와 캐스터블의 주입을 동시 병행으로 행하도록 해도 좋다.

또한, 캐스터블의 주입 높이가 1.2m 정도이면 상방으로부터 캐스터블 주입부로의 도공구 등의 이물 혼입이나 캐스터블의 유동성을 육안으로 확인하는 것도 용이하다.

본 발명에 있어서 상기 단열 벽돌은 상기 라이닝의 두께 방향으로 복수층으로 설치되고, 각 층의 단열 벽돌의 원주 방향의 가로 줄눈이 서로 어긋나 있는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는 단열 벽돌의 각 층의 줄눈이 어긋나 있기 때문에 캐스터블의 주입에 의한 하중 또는 타격을 받아도 각 줄눈의 어긋남에 의해 하중이 부담되어 단열 벽돌의 어긋남 또는 분단을 방지하는데 효과적이다.

본 발명에 있어서 상기 캐스터블은 프리 플로우값이 200㎜ 이상이며, 300㎜ 이하인 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에서는 프리 플로우값이 200㎜ 이상임으로써 캐스터블의 유동성이 확보되고, 철피와 단열 벽돌 사이의 간극에 주입하는 경우에도 구석구석까지 확실한 충전이 얻어진다. 또한, 프리 플로우값을 300㎜ 이하로 함으로써 주입 시의 캐스터블의 성분 분리에 의한 품질 불량 또는 호스 막힘 등을 방지할 수 있다.

이러한 본 발명에서는 캐스터블이 블로잉 시공이 아니므로 철피의 내측에 발판 또는 곤돌라를 설치 및 해체할 필요가 없어 노체의 라이닝의 시공을 간단하고, 또한 단기간에 행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 상기 제 1 실시형태에서의 단열 벽돌의 1층째의 설치 공정을 나타내는 종단면도이다.
도 3은 상기 제 1 실시형태에서의 단열 벽돌의 2층째의 설치 공정을 나타내는 종단면도이다.
도 4는 상기 제 1 실시형태에서의 개재물의 설치 공정을 나타내는 종단면도이다.
도 5는 상기 제 1 실시형태에서의 내화 벽돌의 설치 공정을 나타내는 종단면도이다.
도 6은 상기 제 1 실시형태에서의 캐스터블의 주입 공정을 나타내는 종단면도이다.
도 7은 상기 제 1 실시형태의 라이닝의 가동 시의 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 8은 상기 제 1 실시형태에서의 계층마다 캐스터블을 주입할 경우의 시공 순서를 나타내는 종단면도이다.
도 9는 상기 제 1 실시형태에서의 복수 계층을 한데 모아 캐스터블을 주입할 경우의 시공 순서를 나타내는 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 12는 상기 제 3 실시형태의 라이닝을 나타내는 평단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시형태의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시형태의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 15는 본 발명의 제 6 실시형태의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 16은 상기 제 6 실시형태의 라이닝을 나타내는 평단면도이다.
도 17은 본 발명에서 이용 가능한 스페이서의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 18은 본 발명에서 이용 가능한 스페이서의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 19는 본 발명에서 이용 가능한 스페이서의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 20은 본 발명에서 이용 가능한 스페이서의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 21은 본 발명에서 이용 가능한 스페이서의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 22는 본 발명에서 이용 가능한 스페이서의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 23은 본 발명에서 이용 가능한 스페이서의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 24는 종래의 외연식 열풍로를 나타내는 종단면도이다.
도 25는 종래의 연소실의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 26은 종래의 연소실의 라이닝의 가동 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 27은 종래의 연소실의 라이닝의 다른 형태를 나타내는 종단면도이다.
도 28은 종래의 연소실의 라이닝의 다른 형태를 나타내는 평단면도이다.
도 29는 종래의 축열실의 라이닝을 나타내는 종단면도이다.
도 30은 본 발명의 제 7 실시형태의 라이닝을 나타내는 평단면도이다.
도 31은 본 발명에서 스페이서로서 사용하는 발포 스티롤의 선정을 나타내는 그래프이다.
도 32는 본 발명의 실시예 1의 시공을 나타내는 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.

[제 1 실시형태]

본 실시형태는 상술한 열풍로(1)(도 24 참조)의 연소실 노체(2)(도 25 참조)에 대해서 그 축로를 행하는 것이다.

본 실시형태에서는 특히 노체(연소실 노체(2))에 설치되는 라이닝(5)에 대해서 본 발명에 의거하는 독자적인 구조 및 시공 순서를 채용하고 있다.

도 1에 있어서 라이닝(5)은 철피(4)의 내면에 형성된 캐스터블(51), 그 내측에 적재된 2층의 단열 벽돌(52), 그 내측에 적재된 1층의 내화 벽돌(53)을 갖는다. 또한, 단열 벽돌(52)의 층과 내화 벽돌(53)의 층 사이에 팽창 여유부(54)를 갖는다.

이들 캐스터블(51), 단열 벽돌(52), 내화 벽돌(53) 및 팽창 여유부(54)는 상술한 도 24의 라이닝(5)의 구성과 마찬가지인 것이다.

단, 본 실시형태에서는 캐스터블(51)의 주입 순서 및 팽창 여유부(54)의 구성이 독자적인 것으로 되어 있다.

본 실시형태의 캐스터블(51)은 앞서 설치된 단열 벽돌(52)과 철피(4) 사이의 간극에 주입되어 고화된다. 즉, 기존의 캐스터블(51)의 시공과 같은 발판의 설치 및 복수 높이에서 블로잉 작업을 반복할 필요가 없다.

본 실시형태의 캐스터블(51)은 기본 성분은 기존의 캐스터블과 마찬가지이지만, 단열 벽돌(52)과 철피(4) 사이로의 주입을 바이브레이터를 사용하지 않고 구석구석까지 확실히 행하기 위해 그 유동성을 나타내는 프리 플로우값이 200~300㎜가 되도록 조정되어 있다.

캐스터블(51)의 시공에 있어서는 그 내면에 시공되어 있는 단열 벽돌에 캐스터블(51)의 수분이 급수되어 유동성이 저하된다. 이러한 단열 벽돌로의 급수를 방지하기 위해 단열 벽돌의 접촉면으로 사전에 발수 처리를 행하는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 처리는 비용 상승이 된다. 이러한 사전 처리를 하지 않고 시공을 가능하게 하기 위해서는 프리 플로우값이 200㎜~300㎜가 되도록 조정하는 것이 유효하다.

여기서, 프리 플로우값이 200㎜ 이하이어도 바이브레이터를 사용함으로써 캐스터블 시공은 가능하다. 그러나, 바이브레이터의 사용은 진동에 의한 단열 벽돌의 줄눈 절단이나 위치 어긋남 등의 원인이 되기 때문에 바이브레이터는 사용하지 않는 것이 바람직하다.

본 실시형태에서는 상술한 바와 같이 단열 벽돌의 표면으로의 발수 처리를 행하지 않고 직접 단열 벽돌의 표면에 캐스터블을 시공함으로써 캐스터블과 단열 벽돌이 강고하게 접착되어 양자간의 간극이 없어져 열풍로 내의 열풍이 철피나 캐스터블면으로 침입하는 역풍을 방지할 수도 있다.

아울러, 상술한 캐스터블(51)의 주입을 가능하게 하기 위해 팽창 여유부(54)는 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53)의 간극에 스페이서(55) 및 필러(56)를 개재하여 구성되어 캐스터블(51)의 주입에 의한 헤드 압력의 하중을 단열 벽돌(52)로부터 내화 벽돌(53)로 전달 가능하다.

스페이서(55)는 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53)의 간극을 수평 방향으로 연속적으로 연장되는 장척의 블록이다.

스페이서(55)는 단면 형상이 직사각형으로 되고, 스페이서(55)의 노체 외측면은 단열 벽돌(52)의 내면에 밀접되고, 스페이서(55)의 노체 내측면은 내화 벽돌(53)의 외측면에 밀접된다. 단열 벽돌(52) 및 내화 벽돌(53)의 밀접이 확보되도록 스페이서(55)의 노체 지름 방향은 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53)의 간격 치수와 동등하게 설정되어 있다.

스페이서(55)는, 예를 들면 발포 스티롤 수지로 성형된 블록이며, 단열 벽돌(52)로부터의 하중을 내화 벽돌(53)로 전달 가능하게 하기 위해 발포 스티롤 수지제의 블록 중에서도 경질, 즉 어느 정도 이상의 강성을 갖는 것으로 된다.

발포 스티롤의 강성(압축 탄성률)을 선정할 때에는 다음과 같은 순서를 채용한다.

도 31에 압축 탄성률과 스페이서 삽입 비율의 관계를 나타낸다.

여기서, 발포 스티롤의 삽입 비율이란 도 12와 같이 팽창대 전부를 발포 스티롤로 했을 경우가 100%이며, 도 1과 같이 높이 방향에서 460㎜마다 46㎜의 발포 스티롤을 넣으면 10%가 된다.

즉, 도 31의 곡선(P1)에 나타내는 바와 같이 높이 방향에서 2m마다 캐스터블을 시공하고, 높이 460㎜마다 46㎜의 발포 스티롤을 넣을 경우에 필요한 압축 탄성률은 80㎏/㎠(785N/㎠) 이상이 된다. 또한, 곡선(P2)에 나타내는 바와 같이 높이 방향에서 1m마다 캐스터블을 시공하고, 높이 460㎜마다 46㎜의 발포 스티롤을 넣을 경우에 필요한 압축 탄성률은 50㎏/㎠(490N/㎠) 이상이 된다.

이렇게 발포 스티롤 수지성 스페이서(55)는 삽입 비율과 캐스터블 주입 높이에 의해 스페이서 자체가 찌그러지지 않도록 재질을 선정할 필요가 있다.

이러한 스페이서(55)가 배치되는 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53)의 간극은 노체가 원통 형상일 경우, 수평 방향으로는 원호 형상으로 만곡되게 된다. 상술한 바와 같이 스페이서(55)는 장척이지만 경질이기 때문에 그대로는 시공(예를 들면, 단열 벽돌(52)의 내면에 임시 고정시키는 것) 등이 어려운 가능성이 있다. 이 때문에 본 실시형태에서는, 예를 들면 다음과 같은 원호 형상 대응을 행하는 것이 바람직하다.

도 17과 같이 발포 스티롤 수지로 성형된 박판(55A)을 복수개 적층한 것을 사용한다. 미리 만곡시킨 상태의 박판(55A)을 적층하여 일체화시킴으로써 미리 원호 형상으로 만곡된 스페이서(55)를 얻을 수 있다.

도 18과 같이 발포 스티롤 수지로 단면 형상이 직사각형이며, 직선적으로 연장되는 기재(55B)를 성형해 두고, 그 일방의 면에 다수의 소정 폭의 절입(55C)을 넣어 둔다. 스페이서(55)로서 이용할 때에는 절입(55C)의 측을 내측으로 하여 만곡시킴으로써 잘라낸 절입(55C)만큼 기재(55B)를 구부리기 쉽게 할 수 있다. 또한, 절입(55C)의 측을 외측으로 하여 만곡시킬 수도 있다.

도 19와 같이 도 18과 마찬가지인 기재(55B)를 성형해 두고, 이것을 길이 방향에 대하여 경사진 절단면으로 절단함으로써 평면 형상이 등변 사다리꼴이 된 소편(55D)을 다수개 형성한다. 이들 소편(55D)을 등변 사다리꼴 아랫변이 외측, 윗변이 내측이 되도록 배열함으로써 전체적으로 원호 형상의 스페이서(55)로 할 수 있다.

팽창 여유부(54)에 있어서 상술한 스페이서(55)는 복수의 높이에서 간헐적으로 배치되고, 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53)의 간극에 있어서는 상하로 인접하는 스페이서(55)의 사이에 공동 부분이 남는다. 이들 스페이서(55) 사이의 공동 부분에는 필러(56)가 충전되어 있다.

필러(56)는 내열성을 갖는 세라믹 파이버 등이며, 외력에 의해 형상 및 두께 치수를 임의로 변형 가능하다.

필러(56)는 열풍로를 가동시켜 내화 벽돌(53)이 열팽창된 후, 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53) 사이에 남는 간극을 메울 수 있는 정도의 양을 설치해 둔다.

또한, 팽창 여유부(54)에 있어서 스페이서(55)가 단열 벽돌(52) 또는 내화 벽돌(53)의 표면과 밀접하는 면적의 비율(스페이서(55)의 밀접 면적의 동 면적과 필러(56)가 수용되는 공동에 면하는 면적의 합계에 대한 비율)은, 예를 들면 10~50%로 된다.

이 비율을 작게 하면 스페이서(55)의 필요량을 작게 할 수 있어 재료 비용을 저감할 수 있다. 단, 단열 벽돌(52)로부터 내화 벽돌(53)로 전달하는 하중이 좁은 면적에 집중되기 때문에 스페이서(55)의 재료의 강성을 높게 할 필요가 있다.

이 비율을 크게 하면 단열 벽돌(52)로부터 내화 벽돌(53)로의 하중을 넓은 면적으로 전달할 수 있어 스페이서(55)의 재료의 강성의 높이를 완화할 수 있다.

또한, 스페이서(55)의 비율에 대해서는 팽창 여유부(54)를 전부 스페이서(55)로 구성하여 비율이 100%가 되도록 해도 좋고(후술하는 제 4 실시형태 참조), 그 중간의 50~99%로 해도 좋다.

[제 1 실시형태의 시공 순서]

본 실시형태에 있어서의 라이닝(5)의 시공 순서는 이하와 같다.

우선, 도 2와 같이 연소실 노체(2)의 철피(4)의 내측에 소정 간격을 두고 1층째의 단열 벽돌(52)을 구축한다.

이어서, 도 3과 같이 1층째의 단열 벽돌(52)의 내측에 밀접한 상태로 2층째의 단열 벽돌(52)을 구축한다. 이 때, 2층째의 단열 벽돌(52)은 줄눈이 1층째의 단열 벽돌(52)의 가로 줄눈에 대하여 높이 방향으로 서로 어긋나 있다.

또한, 각 층의 단열 벽돌(52)끼리의 사이 및 1층째 및 2층째의 사이에는 각각 접착용 모르타르 등이 적용되어 상호 고착되어 있다.

이어서, 도 4와 같이 2층째의 단열 벽돌(52)의 내측면의 소정 높이 위치에 수평 방향으로 연장되는 스페이서(55)를 설치해 간다. 설치 시에는 양면 점착 테이프 등을 사용하여 스페이서(55)를 단열 벽돌(52)의 내측면에 임시 고정 등 해둔다.

또한, 상하로 인접하는 스페이서(55)의 사이에는 필러(56)를 채워 둔다. 필러(56)는 자루 등에 채운 상태로 설치하는 등 해도 좋고, 양면 점착 테이프 등으로 상측의 스페이서(55) 또는 단열 벽돌(52)의 내측면에 임시 고정해두는 것 등이 바람직하다.

이어서, 도 5와 같이 스페이서(55)의 내측에 밀접한 상태로 내화 벽돌(53)을 구축한다. 이 때, 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53) 사이에 스페이서(55)를 끼워 넣고, 압축력을 가함으로써 스페이서(55)가 단열 벽돌(52) 및 내화 벽돌(53)과 밀접하도록 해둔다.

이어서, 도 6과 같이 철피(4)의 내면과 1층째의 단열 벽돌(52)의 외면 사이의 간극에 캐스터블(51)을 주입하여 고화시킨다.

캐스터블(51)의 주입은 상방으로부터 흘려 떨어뜨리도록 해도 좋고, 도 6과 같이 철피(4)를 관통하는 주입관(41)을 사용하여 하방으로부터 서서히 주입하도록 해도 좋다.

이상과 같은 순서에 의해 캐스터블(51), 단열 벽돌(52), 내화 벽돌(53) 및 팽창 여유부(54)를 포함하는 라이닝(5)이 형성된다.

또한, 열풍로가 가동 중인 상태가 되면 도 7과 같이 노 내의 열에 의해 스페이서(55)가 용융되어 팽창 여유부(54)로부터 소실되고, 필러(56)가 내화 벽돌의 팽창에 의해 수축된 팽창 여유부(54)에 충전된 상태가 된다.

[제 1 실시형태의 효과]

이러한 본 실시형태에 의하면 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.

본 실시형태에서는 캐스터블(51)이 블로잉 시공이 아니므로 캐스터블(51)의 블로잉을 위해 철피(4)의 내측에 발판 또는 곤돌라를 설치하고, 단열 벽돌(52)의 설치 전에 해체한다는 번잡한 작업을 생략할 수 있다. 이것에 의해 노체의 라이닝(5)의 시공을 간단하고, 또한 단기간에 행할 수 있다.

본 실시형태에서는 2층의 단열 벽돌(52)에 있어서 1층째의 가로 줄눈과 2층째의 가로 줄눈을 서로 어긋나게 배치했으므로 캐스터블(51)의 주입에 의한 하중(캐스터블(51)의 헤드 압력에 의한 노체의 지름 방향 내향의 힘)에 의해 1층째의 단열 벽돌(52)이 노 내측으로 변위되려고 해도 2층째의 단열 벽돌(52)의 중간 부분에서 변위가 억제된다.

또한, 각 층의 단열 벽돌(52)끼리의 사이 및 단열 벽돌(52)의 1층째와 2층째의 사이는 각각 접착용 모르타르 등으로 상호 고착되어 있기 때문에 캐스터블(51)의 주입에 의한 하중을 분산시킬 수 있다.

따라서, 단열 벽돌(52) 자체로도 캐스터블(51)의 주입에 의한 하중 또는 타격에 대한 강도를 높일 수 있다.

본 실시형태에 있어서 라이닝(5)은 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53) 사이에 팽창 여유부(54)를 갖고, 팽창 여유부(54)에는 상온에서는 소정의 강도를 갖고, 또한 열풍로의 가동시 노내 온도에서는 소실되는 스페이서(55)가 개재되도록 했다.

이 스페이서(55)는 축로 단계, 즉 열풍로로서의 가동 전에는 소정의 강도를 갖는 상태로 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53) 사이에 개재되고, 캐스터블(51)의 주입 시에 단열 벽돌(52)에 가해지는 하중(캐스터블(51)의 헤드 압력에 의한 노체의 지름 방향 내향의 힘)을 내화 벽돌(53)까지 전달할 수 있다.

즉, 철피(4)와 단열 벽돌(52) 사이에 캐스터블(51)을 주입했을 때, 단열 벽돌(52)은 캐스터블(51)로부터의 헤드 압력에 의한 하중 또는 타격(노체의 지름 방향 내향의 힘)을 받는다. 그러나, 이 하중 또는 타격은 팽창 여유부(54)에 설치된 스페이서(55)를 통해 단열 벽돌(52)로부터 내화 벽돌(53)로 전달할 수 있다. 따라서, 단열 벽돌(52)로부터 내화 벽돌(53)까지의 충분히 큰 질량의 부분에서 확실히 부담할 수 있다.

이 때문에, 예를 들면 스페이서(55) 및 내화 벽돌(53)이 없는 상태, 즉 캐스터블(51)로부터의 하중을 단열 벽돌(52)로만 받았을 때에 적재 완료된 단열 벽돌(52)에 염려되는 어긋남 또는 분단 등 캐스터블(51)의 주입에 기인하는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 스페이서(55)는, 예를 들면 발포 스티롤 수지제이기 때문에 점화 후의 열풍로 가동 시에는 노 내의 열에 의해 소실되어 내화 벽돌(53)의 열팽창(노체의 지름 방향 외향의 변위)을 허용할 수 있다.

즉, 열풍로의 점화 후에는 노내 온도의 상승에 따라 스페이서(55)가 용융되어 팽창 여유부(54)로부터 소실된다. 이 때문에 팽창 여유부(54)가 소기의 기능을 달성할 수 있게 되어 내화 벽돌(53)의 열팽창을 허용할 수 있다.

본 실시형태에서는 스페이서(55)로서 폴리스티렌 수지 발포체(발포 스티롤)를 이용함으로써 스페이서(55)로서의 온도 특성(상온에서 강도가 있으며, 온도 상승에 따라 연화 용융됨)이 얻어짐과 아울러 강도의 조정 및 형상의 가공이 용이해지며, 또한 저렴하게 확보할 수 있다.

본 실시형태에 있어서 팽창 여유부(54)에는 스페이서(55)와 함께 상온에서 연질 또는 부정형인 필러(56)를 개재했다. 이 때문에 팽창 여유부(54)에 있어서 스페이서(55)가 소실된 후, 필러(56)가 팽창 여유부(54)에 충전된 상태가 된다. 그리고, 내화 벽돌(53)의 열팽창에 따라 팽창 여유부(54)의 간극이 축소되었을 때에는 이 변형에 필러(56)가 추종할 수 있어 내화 벽돌(53)의 열팽창을 허용하면서 팽창 여유부(54)의 간극을 메워 열풍의 침입을 방지할 수 있다.

본 실시형태에서는 필러(56)로서 내열성을 갖는 세라믹 파이버를 사용했기 때문에 내화 벽돌(53)의 열팽창에 확실히 추종할 수 있음과 아울러 가동 시의 열에 의한 열화를 최소한으로 억제할 수 있다.

[제 1 실시형태의 캐스터블 주입 순서의 변형]

상술한 제 1 실시형태에 있어서 캐스터블(51)의 주입은 간단히 단열 벽돌(52), 팽창 여유부(54)의 스페이서(55) 및 필러(56), 내화 벽돌(53)을 설치한 후로 했다. 그러나, 실시 시에는 캐스터블(51)의 주입은 소정 높이의 계층마다 행해도 좋고, 소정 높이의 계층의 복수층에 대하여 일괄적으로 행해도 좋다.

여기서, 소정 높이의 계층이란 작업원이 단열 벽돌(52), 팽창 여유부(54)의 스페이서(55) 및 필러(56), 내화 벽돌(53)을 시공하는데 적합한 1.2m 정도의 높이분이다.

도 8에는 캐스터블(51)의 주입을 계층마다 행할 경우의 순서가 나타내어져 있다.

도 8에 있어서 연소실 노체(2)에는 복수의 계층(계층(C1~C3)을 포함)이 설정되어 있다. 이들 계층(C1~C3)에 있어서는 부호 1~15로 나타내는 순서로 철피(4)의 내측에 라이닝(5)을 시공한다.

우선, 계층(C1)에 있어서 철피(4)의 내측에 소정 간격을 두고 단열 벽돌(52)을 2층으로 설치하고(부호 1 및 부호 2), 그 내측에 팽창 여유부(54)(스페이서(55) 및 필러(56))를 설치하고(부호 3), 그 내측에 내화 벽돌(53)을 설치한다(부호 4). 그리고, 철피(4)와 단열 벽돌(52) 사이에 캐스터블(51)을 주입한다(부호 5). 그 후, 프레임 발판(1.2m만큼의 단관 장착 또는 비티 발판 등)을 가설한다.

이어서, 계층(C2)에 있어서 마찬가지로 단열 벽돌(52)(부호 6 및 부호 7), 팽창 여유부(54)(부호 8) 및 내화 벽돌(53)(부호 9)을 설치하여 캐스터블(51)을 주입한다(부호 10). 그 후, 마찬가지인 프레임 발판을 가설한다.

또한, 계층(C3)에 있어서 마찬가지로 단열 벽돌(52)(부호 11 및 부호 12), 팽창 여유부(54)(부호 13) 및 내화 벽돌(53)(부호 14)을 설치하여 캐스터블(51)을 주입한다(부호 15).

또한, 각 계층(C1~C3)에 있어서 캐스터블(51)의 주입은 각 계층의 단열 벽돌(52)의 상면에 작업자가 올라가 상방으로부터 주입해도 좋고, 각 계층(C1~C3)의 하부에 철피(4)를 관통하는 주입관(41)을 설치하여 주입해도 좋다.

이러한 계층마다의 주입을 행하면 캐스터블(51)의 주입 높이를 작게 할 수 있으므로 캐스터블 주입부로의 도공구 등의 이물 혼입이나 캐스터블의 유동성을 작업자가 육안으로 확인할 수 있어 확실한 충전을 행할 수 있다.

도 9에는 캐스터블(51)의 주입을 복수 계층에 대하여 일괄적으로 행할 경우의 순서가 나타내어져 있다.

도 9에 있어서 연소실 노체(2)에는 복수의 계층(계층(C1~C4)을 포함)이 설정되어 있다. 이들 계층(C1~C4)에 있어서는 부호 1~17로 나타내는 순서로 철피(4)의 내측에 라이닝(5)을 시공한다.

우선, 계층(C1)에 있어서 철피(4)의 내측에 소정 간격을 두고 단열 벽돌(52)을 2층으로 설치하고(부호 1 및 부호 2), 그 내측에 팽창 여유부(54)(스페이서(55) 및 필러(56))를 설치하고(부호 3), 그 내측에 내화 벽돌(53)을 설치한다(부호 4). 그 후, 프레임 발판(1.2m분의 단관 장착 또는 비티 발판 등)을 가설한다.

이어서, 계층(C2)에 있어서 마찬가지로 단열 벽돌(52)(부호 5 및 부호 6), 팽창 여유부(54)(부호 7) 및 내화 벽돌(53)(부호 8)을 설치한다.

이 상태에서 철피(4)와 단열 벽돌(52) 사이의 계층(C1) 및 계층(C2)의 2계층에 일괄적으로 캐스터블(51)을 주입한다(부호 9). 그 후, 마찬가지인 프레임 발판을 가설한다.

이어서, 계층(C3)에 있어서 마찬가지로 단열 벽돌(52)(부호 10 및 부호 11), 팽창 여유부(54)(부호 12) 및 내화 벽돌(53)(부호 13)을 설치한다. 그 후, 마찬가지인 프레임 발판을 가설한다.

또한, 계층(C4)에 있어서 마찬가지로 단열 벽돌(52)(부호 14 및 부호 15), 팽창 여유부(54)(부호 16) 및 내화 벽돌(53)(부호 17)을 설치한다.

이 상태에서 철피(4)와 단열 벽돌(52) 사이의 계층(C3) 및 계층(C4)의 2계층에 일괄적으로 캐스터블(51)을 주입한다(부호 18).

또한, 계층(C1, C2) 및 계층(C3, C4)으로의 캐스터블(51)의 주입은 각각의 상단의 계층(C2, C4)의 단열 벽돌(52)의 상면에 작업자가 올라가 상방으로부터 주입해도 좋고, 하단의 계층(C1, C3)의 하부에 철피(4)를 관통하는 주입관(41)을 설치하여 주입해도 좋다.

이러한 계층마다의 주입을 행하면 캐스터블(51)의 주입을 복수 계층에 대하여 일괄적으로 행할 수 있으므로 캐스터블(51)의 주입 작업의 횟수를 저감하여 작업 효율의 향상을 도모할 수 있다.

[제 1 실시형태의 스페이서(55)의 변형]

상술한 제 1 실시형태에 있어서는 팽창 여유부(54)의 소정 높이마다 간헐적으로 스페이서(55)를 설치하고, 그 사이의 공간에 필러(56)를 충전하는 구성으로 했다. 그러나, 스페이서(55)의 체적을 확장함과 아울러 그 표면에 오목부 등을 형성하고, 거기에 필러(56)를 수용하는 구성으로 해도 좋다.

도 20에 있어서 스페이서(55)는 직육면체상의 본체를 갖고, 이 본체의 표면에는 오목부(55E)가 형성되고, 이 오목부(55E)에는 필러(56)가 충전되어 있다. 이러한 스페이서(55)를 사용하면 스페이서(55)를 설치하는 작업에서 동시에 필러(56)의 설치까지가 행해지게 되어 작업 공정을 간략화하여 효율 향상을 도모할 수 있다.

도 21에 있어서 스페이서(55)는 단면 E자 형상이며, 길이 방향으로 연속되는 본체를 갖고, 일방의 표면에 연속되는 오목홈(55F)에 필러(56)가 충전되어 있다. 이러한 스페이서(55)를 사용해도 스페이서(55)를 설치하는 작업에서 동시에 필러(56)의 설치까지가 행해지게 되어 작업 공정을 간략화하여 효율 향상을 도모할 수 있다.

이러한 필러(56)가 수용 가능한 스페이서(55)로서는 블록 형상의 본체에 오목부(55E) 또는 오목홈(55F)을 형성한 것에 한하지 않고 스페이서(55)의 본체를 블록 이외의 형상으로 해도 좋다.

도 22에 있어서 스페이서(55)의 본체는 소정의 강성을 갖는 열가소성 수지의 축재(55G)를 종횡으로 엇걸어 격자 형상으로 한 것이며, 격자의 내측 공간에 필러(56)가 유지되어 있다.

도 23에 있어서 스페이서(55)의 본체는 소정의 강성을 갖는 열가소성 수지의 벌집 구조체(55H)로 구성되고, 그 내측 공간에 필러(56)가 유지되어 있다.

이러한 도 22 또는 도 23의 스페이서(55)에 있어서는 열풍로의 점화 전에는 축재(55G) 또는 벌집 구조체(55H)가 소정의 강성을 유지하고 있기 때문에 도 1에 나타내는 단열 벽돌(52)의 하중을 내화 벽돌(53)로 전달하는 기능을 확보할 수 있다.

한편, 열풍로의 점화 후에는 노 내의 열에 의해 축재(55G) 또는 벌집 구조체(55H)가 연화 또는 용융되고, 이것에 의해 내화 벽돌(53)의 열팽창을 허용할 수 있다.

그리고, 팽창 여유부(54)로서 축재(55G)의 격자 내 또는 벌집 구조체(55H) 내에 유지되어 있던 필러(56)가 잔류하고, 이들에 의해 상술한 제 1 실시형태의 팽창 여유부(54)(간헐적인 스페이서(55) 및 필러(56))와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

[제 2 실시형태]

본 실시형태는 상술한 열풍로(1)(도 24 참조)를 구성하는 축열실 노체(3)(도 10 참조)의 축로를 행하는 것이다.

도 10에 있어서 축열실 노체(3)는 앞서 제 1 실시형태에서 설명한 연소실 노체(2)(도 1 참조)와 마찬가지인 구조의 내측에 체커 벽돌(31)을 적재한 것이다. 따라서, 앞서 설명한 연소실 노체(2)와 마찬가지인 구조에 대해서는 설명을 생략한다.

또한, 본 실시형태의 축로 순서로서는 앞서 제 1 실시형태에서 설명한 순서(도 2~도 7 참조) 후, 내화 벽돌(53)의 내측에 체커 벽돌(31)의 설치를 추가하는 것이다. 따라서, 앞서 설명한 연소실 노체(2)와 마찬가지인 순서에 대해서도 설명을 생략한다.

이러한 본 실시형태 의하면 축열실 노체(3)에 있어서도 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지인 효과를 얻을 수 있다.

[제 3 실시형태]

본 실시형태는 상술한 열풍로(1)(도 24 참조)를 구성하는 연소실 노체(2)가 다른 구조(도 11 및 도 12 참조)인 축로를 행하는 것이다.

도 11 및 도 12에 있어서 라이닝(5)은 철피(4)의 내면에 형성된 캐스터블(51), 그 내측에 적재된 단열 벽돌(52), 그 내측에 적재된 내화 벽돌(53)을 갖는다. 또한, 노체의 둘레 방향으로 배열된 내화 벽돌(53)의 사이에 지름 방향으로 연속되는 팽창 여유부(54)를 갖는다.

이들 캐스터블(51), 단열 벽돌(52), 내화 벽돌(53) 및 팽창 여유부(54)는 상술한 도 27 및 도 28의 라이닝(5)의 구성과 마찬가지인 것이다.

본 실시형태의 캐스터블(51)은 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지로 앞서 설치된 단열 벽돌(52)과 철피(4) 사이의 간극에 주입되어 고화된다. 이것을 위해 캐스터블(51)은 프리 플로우값이 200~300㎜가 되도록 조정되어 있다.

아울러, 상술한 캐스터블(51)의 주입을 가능하게 하기 위해 팽창 여유부(54)는 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53)의 간극에 스페이서(55) 및 필러(56)를 개재하여 구성되어 있다. 이것에 의해 단열 벽돌(52)로부터의 하중을 내화 벽돌(53)에서 받았을 때에 팽창 여유부(54)가 좁아지는 일 없이 단열 벽돌(52)을 확실히 지지할 수 있다.

스페이서(55)는 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지인 경질 발포 스티롤로 성형된 단면 직사각형이며, 봉 형상의 블록이다. 이 스페이서(55)는 내화 벽돌(53)끼리의 간극에 수평이며, 또한 지름 방향을 따라 설치되어 있다.

스페이서(55)는 양측의 내화 벽돌(53)로 압박된 상태로 설치되고, 이것에 의해 양측의 내화 벽돌(53)의 표면에 각각 밀접되어 있다.

팽창 여유부(54)에 있어서 상술한 스페이서(55)는 복수의 높이에서 간헐적으로 배치되고, 내화 벽돌(53)끼리의 간극에 있어서는 상하로 인접하는 스페이서(55)의 사이에 공동 부분이 남는다. 이들 스페이서(55)의 사이의 공동 부분에는 필러(56)가 충전되어 있다.

필러(56)는 열풍로를 가동시켜 내화 벽돌(53)이 열팽창된 후, 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53)에 남는 간극을 메울 수 있는 정도의 양을 설치해둔다.

우선, 철피(4)의 내측에 간격을 두고 2층의 단열 벽돌(52)을 설치하고, 그 내측에 내화 벽돌(53)을 설치한다. 내화 벽돌(53)을 적재할 때에는 1개의 내화 벽돌(53)을 적재한 후, 그 측면에 팽창 여유부(54)(스페이서(55) 및 필러(56))를 설치하고, 이것을 사이에 두도록 인접하는 내화 벽돌(53)을 적재해 간다.

이들을 반복하여 단열 벽돌(52), 내화 벽돌(53) 및 팽창 여유부(54)를 설치할 수 있으면 철피(4)와 단열 벽돌(52) 사이의 간극에 캐스터블(51)을 주입한다. 캐스터블(51)의 주입에 대해서는 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지이다.

이러한 본 실시형태에 의해서도 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 캐스터블(51)의 주입은 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지로 계층마다 행할지 복수 계층을 일괄적으로 행할지를 선택할 수 있다.

[제 4 실시형태]

본 실시형태는 상술한 제 1 실시형태와 대략 마찬가지인 구성을 갖지만, 팽창 여유부(54)의 구성이 다른 것이다.

도 13에 있어서 본 실시형태의 연소실 노체(2)는 제 1 실시형태와 마찬가지로 철피(4)의 내측에 라이닝(5)을 갖고, 라이닝(5)은 캐스터블(51), 단열 벽돌(52), 내화 벽돌(53) 및 팽창 여유부(54)를 갖는다.

본 실시형태의 라이닝(5)에 있어서의 팽창 여유부(54) 이외의 요소의 상세 및 라이닝(5)의 설치 순서는 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지이기 때문에 중복되는 설명을 생략하고, 이하에는 팽창 여유부(54)에 관한 상위에 대해서 설명한다.

상술한 제 1 실시형태의 팽창 여유부(54)가 도 1과 같이 소정 간격으로 배열된 스페이서(55)와 그 사이에 충전된 필러(56)로 구성되어 있었다. 이것에 대하여 본 실시형태에서는 도 13과 같이 팽창 여유부(54)의 전체가 스페이서(57)로 구성되어 있다. 즉, 팽창 여유부(54)에 있어서의 스페이서(55)의 비율이 100%로 되어 있다.

본 실시형태의 스페이서(57)로서는 상술한 제 1 실시형태의 스페이서(55)와 마찬가지인 경질 발포 스티롤 수지에 상술한 제 1 실시형태에서 필러(56)로서 사용한 세라믹 파이버를 혼입시킨 것을 사용할 수 있다. 단, 상술한 제 1 실시형태의 스페이서(55)와 완전히 동일한 재질(세라믹 파이버를 포함하지 않음)로 해도 좋다.

즉, 캐스터블(51)을 주입식으로 했으므로 그것을 위한 발판을 생략할 수 있다. 또한, 스페이서(57)에 의해 단열 벽돌(52)로부터 내화 벽돌(53)로의 하중 전달이 행해져 캐스터블(51)의 주입에 따른 헤드 압력에 의한 하중 또는 타격을 확실히 받을 수 있다.

한편, 스페이서(57)는 열풍로의 점화 후에 노 내의 열로 용융되는 등 하여 소실되지만, 스페이서(57)에 혼입된 세라믹 파이버가 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53) 사이에 팽창 여유부(54)로서 잔류하여 제 1 실시형태의 필러(56)(도 1 참조)의 기능을 대체할 수 있어 시공도 제 1 실시형태의 팽창 여유부(54)의 설치보다 용이해진다.

[제 5 실시형태]

본 실시형태는 상술한 열풍로(1)(도 24 참조)를 구성하는 축열실 노체(3)(도 14 참조)의 축로를 행하는 것이다.

도 14에 있어서 축열실 노체(3)는 상술한 제 2 실시형태와 마찬가지로 앞서 제 1 실시형태에서 설명한 연소실 노체(2)(도 1 참조)와 마찬가지인 구조의 내측에 체커 벽돌(31)을 적재한 것이다. 따라서, 상술한 제 2 실시형태와 마찬가지인 구성 및 시공 순서에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다.

상술한 제 2 실시형태에서는 팽창 여유부(54)로서 제 1 실시형태와 마찬가지로 간헐적으로 배치된 스페이서(55)와 그 사이에 충전된 필러(56)를 사용하고 있었다.

이것에 대하여 본 실시형태에서는 상술한 제 4 실시형태와 마찬가지로 팽창 여유부(54)로서 세라믹 파이버가 혼입된 스페이서(57)가 비율 100%로 설치되어 있다.

이러한 본 실시형태에 의하면 축열실 노체(3)에 있어서도 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지인 효과를 얻을 수 있다.

[제 6 실시형태]

본 실시형태는 상술한 열풍로(1)(도 24 참조)를 구성하는 연소실 노체(2)가 다른 구조(도 15 및 도 16 참조)인 축로를 행하는 것이다.

도 15 및 도 16에 있어서 라이닝(5)은 상술한 제 3 실시형태와 마찬가지로 노체의 둘레 방향으로 배열된 내화 벽돌(53)의 사이에 지름 방향으로 연속되는 팽창 여유부(54)를 갖는다.

상술한 제 3 실시형태에서는 팽창 여유부(54)로서 제 1 실시형태와 마찬가지로 간헐적으로 배치된 스페이서(55)와 그 사이에 충전된 필러(56)를 사용하고 있었다.

이러한 본 실시형태에 의하면 지름 방향으로 연속되는 팽창 여유부(54)를 갖는 라이닝(5)에 있어서도 상술한 제 1 실시형태와 마찬가지인 효과를 얻을 수 있다.

[제 7 실시형태]

본 실시형태는 상술한 열풍로(1)(도 24 참조)를 구성하는 연소실 노체(2)가 다른 구조(도 30 참조)인 축로를 행하는 것이다.

상술한 제 4 실시형태(도 13 참조)에서는 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53) 사이에 팽창 여유부(54)를 형성한 것에 대하여 본 실시형태에 있어서는 단열 벽돌(52)의 2층의 사이에 팽창 여유부(54)를 배치한 구성으로 했다. 또한, 팽창 여유부(54)로서는 상술한 제 4 실시형태와 마찬가지로 팽창 여유부(54)의 전체가 스페이서(57)로 구성되어 있다. 즉, 팽창 여유부(54)에 있어서의 스페이서(55)의 비율이 100%로 되어 있다.

본 실시형태의 축로 순서로서는, 우선 내화 벽돌(53)을 2단으로 적재하여(부호 1, 2) 그 내화 벽돌(53)에 압박되도록 단열 벽돌(52)을 1단(부호 3) 적재하고, 그 후 팽창 여유부(54)로서의 스페이서(57)(부호 4)를 설치하여 그 스페이서(57)에 압박되도록 단열 벽돌(52)(부호 5)을 1단으로 적재한다. 그 후, 동일하게 내화 벽돌(53)을 2단(부호 6, 7)으로 적재하여 그것에 압박되도록 단열 벽돌(52)을 1단(부호 8)으로 적재하고, 그 후 스페이서(57)(부호 9)를 설치하여 그것에 압박되도록 단열 벽돌(52)(부호 10)을 적재한다. 그리고, 캐스터블(부호 11)을 주입한다.

이러한 본 실시형태에서는 내측의 내화 벽돌(53)로부터 적재함으로써 단열 벽돌(52)을 내화 벽돌(53) 또는 스페이서(57)에 압박하면서 시공하기 때문에 단열 벽돌(52)을 적재할 때의 작업 능률이 양호해지는 메리트가 있다.

[변형예]

또한, 본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서의 변형 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

본 발명의 적용 대상으로서는 열풍로(1)(도 24 참조)의 연소실 노체(2) 및 축열실 노체(3)에 한하지 않고 다른 형식의 열풍로이어도 좋다.

예를 들면, 내연식 열풍로이면 동일한 노체의 연소실 구획의 노벽 및 축열실 구획의 노벽에 있어서 본 발명을 적용할 수 있다.

각 실시형태에 있어서 라이닝(5)에 있어서의 2층의 단열 벽돌(52)은 1층 또는 3층 이상이어도 좋고, 1층의 내화 벽돌(53)은 2층 이상이어도 좋다.

이들 단열 벽돌(52) 및 내화 벽돌(53)로서는 기존의 것을 적당히 이용할 수 있다.

캐스터블(51)로서는 주입을 행하는 관계 상, 유동성을 나타내는 프리 플로우값이 200~300㎜인 것이 요구되지만, 이들은 배합 상의 조정에 의해 실현하면 좋고, 그 조성 등은 기존의 것을 적당히 이용하면 좋다.

스페이서(55)는 상술한 바와 같이 각종 형태가 이용 가능하며, 이용하는 형태나 그 형태에 있어서의 조건, 치수, 배치 등에 따라서 재료의 특성을 조정하는 것이 바람직하다. 특히, 스페이서(55)로서의 강성이 소정의 값(캐스터블(51)의 주입 시의 하중의 전달에 충분한 강성)이 되도록 조정을 행하는 것이 필요하다.

스페이서(55)의 재질로서는 상술한 경질 발포 스티롤 수지 그 밖의 열가소성 수지 등의 합성 수지 재료에 한하지 않고 종이(골판지 등) 등이어도 좋다.

스페이서(55)를 갖는 팽창 여유부(54)는 단열 벽돌(52)과 내화 벽돌(53) 사이(상술한 제 1 실시형태 등) 또는 내화 벽돌(53) 상호의 사이(상술한 제 3 실시형태 등)에 한하지 않고 2층의 단열 벽돌(52)의 사이이어도 좋다.

요컨대, 팽창 여유부(54)로서는 내화 벽돌(53)의 열팽창을 허용할 수 있으면 좋고, 스페이서(55)로서는 점화 전의 단계에서는 팽창 여유부(54)의 열팽창 허용 기능을 저지하도록 설치하면 좋다.

[실시예 1]

제철소의 외연식 열풍로 신설 공사에 있어서 축열로의 직동부의 축로를 상술한 제 2 실시형태(제 1 실시형태의 내측에 체커 벽돌(31)을 추가한 것)에서 실시했다.

이 실시예에 있어서의 각 부의 상세 및 시공 순서는 다음과 같다.

도 32에 있어서, 우선 연소실 노체(2)의 철피(4)를 설치한 후, 철피(4)로부터 50㎜의 간극 두고 2층의 단열 벽돌을 시공했다.

이어서, 팽창 여유부(54)로서 높이 방향으로 460㎜ 피치로 30㎜×30㎜(두께 및 높이가 30㎜)의 발포 스티롤제의 스페이서(55)를 사이에 두면서 그 간격으로 필러(56)로서 세라믹 파이버를 설치했다.

또한, 팽창 여유부(54)의 내측에 내화 벽돌(53)을 시공하고, 또한 그 내측에 체커 벽돌(31)을 시공하고, 그 후 철피(4)와 단열 벽돌(52) 사이에 캐스터블(51)을 주입했다.

이들 순서에 의한 시공은 1.2m 높이에서 반복하여 시공을 행했다.

이 때, 단열 벽돌(52)의 시공에 있어서는 도 32에 나타내는 바와 같이 철피(4)에 L형 정규(4A)를 원주 방향 16개소에 설치하고, 노심(58)으로부터 단열 벽돌(52)의 내측면의 위치를 L형 정규(4A)에 마킹하고, 그 위치로부터 이미 적재되어 있는 하단의 단열 벽돌(52)의 내측면과의 사이에 수사(4B)로 접속하고, 이 수사(4B)에 맞춰 단열 벽돌(52)을 설치했다. 또한, 이웃하는 L형 정규(4A)의 사이에는 연소실 노체(2)의 철피(4)의 내면과 동일한 곡률의 R형 정규에 의해 곡률을 확인하면서 시공했다.

이어서, 팽창 여유부(54)에는 단열 벽돌(52)의 1단분에 상당하는 높이 460㎜ 피치로 30㎜×30㎜의 발포 스티롤제의 스페이서(55)와 세라믹 파이버제의 필러(56)를 시공했다. 그리고, 그 내측에 내화 벽돌(53), 체커 벽돌(31)을 시공한 후, 단열 벽돌(52)과 철피(4) 사이에 캐스터블(51)을 주입했다.

캐스터블 주입의 방법은 1개소당 약 100㎏(높이 250㎜ 상당)을 시공하고, 이어서 45° 돌린 위치에 마찬가지인 100㎏의 주입을 전체 둘레에서 8개소로부터 반복하여 합계 5주(높이 1250㎜분)의 시공을 행했다.

그 결과, 캐스터블(51)의 충전도 양호하며, 최상단부의 단열 벽돌(52)의 거동을 관찰하면 캐스터블(51)의 하중에 의한 움직임도 없어 양호했다.

또한, 실시예 1에 있어서 그 축로 공사 기간에 대해서는 종래 공법으로 8개월 걸리는 것을 7개월에 완료하여 1개월의 공사 기간 단축을 도모할 수 있었다.

본 발명은 열풍로의 축로 방법에 관한 것이며, 고로에 열풍을 공급하는 열풍로를 축로하는 방법으로서 이용할 수 있다.

1 : 열풍로 2 : 연소실 노체
21 : 버너 22 : 연료 가스 도입부
23 : 공기 도입부 24 : 열풍 공급부
25 : 연결관 3 : 축열실 노체
31 : 체커 벽돌 32 : 흡배기구
4 : 철피 41 : 주입관
4A : L형 정규 4B : 수사
5 : 라이닝 51 : 캐스터블
52 : 단열 벽돌 53 : 내화 벽돌
54 : 팽창 여유부 55 : 스페이서
55A : 박판 55B : 기재
55D : 소편 55E : 오목부
55F : 오목홈 55G : 축재
55H : 벌집 구조체 56 : 필러
57 : 스페이서 58 : 노심
C1~C4 : 계층

Claims

노체는 철피와, 상기 철피의 내측에 형성된 라이닝을 갖고,
상기 라이닝은 상기 철피의 내측에 설치된 캐스터블과, 상기 캐스터블의 내측에 설치된 단열 벽돌과, 상기 단열 벽돌의 내측에 설치된 내화 벽돌을 갖는 열풍로의 축로 방법으로서,
상기 철피의 내측에 간격을 두고 상기 단열 벽돌 및 상기 내화 벽돌을 각각 쌓고, 이 후 상기 철피와 상기 단열 벽돌 사이에 상기 캐스터블을 주입하고, 상기 단열 벽돌이 상기 캐스터블로부터의 헤드 압력에 의한 상기 노체의 지름 방향 내향의 힘을 상기 단열 벽돌로부터 상기 내화 벽돌까지에서 부담하여 상기 단열 벽돌의 어긋남이나 분단을 방지하면서 상기 캐스터블을 고화시키는 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 라이닝은 상기 단열 벽돌과 상기 내화 벽돌 사이, 상기 단열 벽돌끼리의 사이, 상기 내화 벽돌끼리의 사이 중 어느 하나에 팽창 여유부를 갖고, 상기 팽창 여유부에는 상온에서는 소정의 강도를 갖고, 또한 상기 열풍로의 가동 시 노내 온도에서는 소실되는 스페이서가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 스페이서는 열가소성 수지 발포체인 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 팽창 여유부에는 상기 스페이서와 함께 상온에서 연질 또는 부정형인 필러가 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열풍로는 상기 라이닝의 내측에 체커 벽돌이 설치되어 있고,
상기 캐스터블의 주입은 상기 체커 벽돌의 설치 작업 중 또는 설치 작업 후에 행하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노체를 높이 방향으로 정렬되는 복수 구획으로 나누고, 상기 구획마다 상기 캐스터블의 주입을 행하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단열 벽돌은 상기 라이닝의 두께 방향으로 복수층으로 설치되고, 각 층의 단열 벽돌의 원주 방향의 가로 줄눈이 서로 엇갈려 있는 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐스터블은 프리 플로우값이 200㎜ 이상이며, 300㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 열풍로의 축로 방법.