KR102031423B1

KR102031423B1 - 고로

Info

Publication number: KR102031423B1
Application number: KR1020170161657A
Authority: KR
Inventors: 김동영; 신명찬; 김찬형; 이시원; 김민열
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-10-11
Also published as: KR20190062957A

Abstract

내부 공간을 가지는 고로 본체 및 상기 고로 본체의 하단부에 연결되어 상기 고로 본체의 내부에서 발생되는 이상 고압의 가스를 상기 고로 본체의 하단부로부터 상대적으로 압력이 낮은 영역으로 제공하는 압력 조절부를 포함하며, 상기 압력 조절부는 상기 고로 본체의 외형을 형성하는 철피를 관통하여 배치되는 압입 니플에 연결되는 고로가 개시된다.

Description

고로{Blast furnace}

본 발명은 고로에 관한 것이다.

고로는 노내에 1000~1200℃의 열풍을 송풍해서 장입된 코크스를 연소시켜 철광석을 환원 용해시키는 설비다. 그리고, 노저부의 노내압은 약 6bar가 발생하며, 출선구를 통해 출선되는 용선의 온도는 1500℃ 이상으로 고로는 고온/고압이 작용하는 압력용기로 볼 수 있다.

이러한 고로의 일반적인 수명은 13~15년인데 노체 내부 벽돌 손상이 심해지면 조업을 중지하고 내화벽돌, 철피 및 기타 부속 설비 등 노후화된 설비를 교체한다.

철피 내부에서 설계 압력을 초과하는 이상 압력이 발생되는 경우 철피에 발생응력이 설계 강도를 초과하게 되어 균열 및 변형 등 손상이 발생된다. 이와 같은 철피 균열 시 CO Gas 등이 지속적으로 배출되어 작업자의 안전을 위협하고, 균열 성장등의 우려로 정상적인 조업이 불가능하여 복구를 위해 휴풍을 실시해야 한다.

결국, 철피 균열 복구에는 상당시간 소요되며 복구 공정 중 조업 불가로 인한 용선 생산이 불가능하여 생산성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 철피 손상을 저감시킬 수 있는 구조의 개발이 필요한 실정이다.

국내 등록특허공보 제10-0825637호

철피 손상을 방지할 수 있는 고로가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고로는, 내부 공간을 가지는 고로 본체; 및 상기 고로 본체의 하단부에 연결되어 상기 고로 본체의 내부에서 발생되는 이상 고압의 가스를 상기 고로 본체의 하단부로부터 상대적으로 압력이 낮은 영역으로 제공하는 압력 조절부;를 포함하며, 상기 압력 조절부는 상기 고로 본체의 외형을 형성하는 철피를 관통하여 배치되는 압입 니플에 연결되되, 상기 압력 조절부는 일단이 상기 고로 본체의 하단부에 배치되는 압입 니플에 연결되고 타단이 상기 고로 본체의 풍구 주위에 배치되는 압입 니플에 연결되어 고로 본체의 하단부에 이상 압력이 발생되는 경우 고압의 가스를 고로 본체의 상단부로 제공하는 순환관; 및 상기 순환관에 설치되며 일정 압력 이상의 가스를 배출시키는 안전 밸브;를 구비하고, 상기 압력 조절부는 상기 순환관에 설치되며 상기 안전 밸브의 전단에 배치되면서 상기 순환관 내부의 압력을 감지하여 상기 안전 밸브의 작동 압력을 설정토록 제공되는 압력 게이지를 더 구비할 수 있다.

상기 고로 본체는 상기 철피와, 상기 철피의 내측에 배치되는 스테이브와, 상기 스테이브의 내측에 배치되며 상기 철피가 형성하는 내부 공간의 하단부에 배치되는 내화벽돌 및 상기 철피를 관통하도록 배치되는 상기 압입 니플을 포함할 수 있다.

상기 고로 본체는 상기 철피와 상기 스테이브의 사이에 배치되는 제1 충진재를 더 구비할 수 있다.

상기 고로 본체는 상기 스테이브와 상기 내화벽돌 사이에 배치되는 제2 충진재를 더 구비할 수 있다.

상기 고로 본체는 상기 철피를 관통하여 상기 스테이브에 연결되도록 배치되는 냉각부재를 더 구비할 수 있다.

삭제

상기 압력 조절부는 상기 순환관에 설치되며 상기 가스의 유동 경로 상 상기 안전 밸브의 전단에 배치되는 볼 밸브를 더 구비할 수 있다.

상기 압력 조절부는 상기 순환관에 설치되며 상기 가스의 유동 경로 상 상기 안전 밸브의 후단에 배치되는 체크 밸브를 더 구비할 수 있다.

삭제

철피 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 인체 유독가스 배출을 방지할 수 있어 작업자 안전을 확보할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 내화물 손상으로 특정부위의 압력 증가 모니터링을 통한 내화물 손상 위치 확인이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고로를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이다.
도 3은 도 2의 일부분을 나타내는 확대도이다.
도 4는

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고로를 나타내는 개략 구성도이고, 도 2는 도 1의 A부를 나타내는 확대도이고, 도 3은 도 2의 일부분을 나타내는 확대도이고, 도 4는 압력 조절부를 설명하기 위한 구성도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 고로(100)는 고로 본체(110) 및 압력 조절부(160)를 포함하여 구성될 수 있다.

고로 본체(110)는 고로(100)의 외형을 형성한다. 한편, 고로 본체(110)는 일예로서, 철피(112), 내화벽돌(114), 스테이브(116), 제1 충진재(118) 및 제2 충진재(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

철피(112)는 본체외벽을 구성하며, 내화벽돌(114), 스테이브(116) 등 고로 본체(110)들의 틀(주형)로 기능한다.

또한, 내화벽돌(114)은 철피(112)의 내측면에 축조되며 내화물로 이루어진다.

한편, 스테이브(116)는 고로 본체(110)의 내화벽돌(114)의 안정화를 위하여 철피(112)와 내화벽돌(114) 사이에 배치된다. 또한, 스테이브(116)는 고로 본체(110)의 내부에서 발생되는 고열로부터 철피(112)의 보호를 위하여 내화벽돌(114)과 함께 고로 본체(110)에 구비될 수 있다. 그리고, 스테이브(116)는 냉각능력의 향상을 위하여 구리 및/또는 구리와 주철의 조합으로 제조된 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 제1 충진재(118)는 철피(112)와 스테이브(116) 사이에 배치되며, 제2 충진재(120)는 스테이브(116)와 내화벽돌(114) 사이에 배치된다. 또한, 제1,2 충진재(118,120)는 탄성을 가진 내화물 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 제1,2 충진재(118,120)는 고열로부터 전달되는 열에 의해 스테이브(116) 또는/및 내화벽돌(114)이 변형되는 경우에도 이를 완충시키는 역할을 수행한다.

그리고, 고로 본체(110)에는 철피(112)를 관통하여 스테이브(116)에 연결되는 냉각부재(122)를 더 포함할 수 있다. 냉각부재(122)는 고로 본체(110)에 복수개가 설치될 수 있으며, 내부를 통해 냉각수가 유동될 수 있다. 즉, 냉각수가 유동되는 냉각부재(122)를 통해 철피(112) 및 스테이브(116)를 냉각시킬 수 있다.

또한, 고로 본체(110)에는 철피(112)를 관통하도록 배치되는 압입 니플(124)을 더 구비할 수 있다. 니플(124)은 제1,2 충진재(118,120)를 충진시키기 위해 구비되며 복수개가 냉각부재(122)와 간섭되지 않도록 배치될 수 있다. 나아가, 압입 니플(124)은 일단이 상기 철피(112)로부터 노출되도록 돌출 배치될 수 있다.

그리고, 고로 본체(110)에는 외부 공기가 고로 본체(110)의 내부로 유입되도록 하는 풍구(126)를 구비할 수 있다.

압력 조절부(160)는 고로 본체(110)에 설치되어 고로 본체(110)의 내부 압력이상에 의한 철피(112)의 파손을 방지하는 역할을 수행한다. 한편, 압력 조절부(160)는 순환관(162), 볼 밸브(164), 안전 밸브(166), 압력 게이지(168), 체크 밸브(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

순환관(162)은 고로 본체(110)의 하단부에 배치되는 압입 니플(124)에 일단이 연결되고, 타단이 고로 본체(110)의 상단부에 배치되는 풍구(126)에 인접 배치되는 압입 니플(124)에 연결된다. 즉, 순환관(162)은 고로 본체(110)의 하단부에 이상 압력이 발생되는 경우 고압의 가스를 고로 본체(110)의 상단부로 제공하는 역할을 수행한다. 그리고, 상기한 바와 같이, 순환관(162)은 고로 본체(110)의 하단부와 상단부에 구비되는 압입 니플(124)에 연결된다.

볼 밸브(164)는 순환관(162)에 설치되며 안전 밸브(166)의 이상 작동 또는 안전 밸브(166)의 교체 필요시 순환관(162)을 차단시키는 역할을 수행한다. 즉, 안전 밸브(166)의 정상 작동 시에는 볼 밸브(164)는 순환관(162)을 개방시킨 상태를 유지한다.

한편, 안전 밸브(166)는 가스의 유동 경로 상 볼 밸브(164)의 후단에 배치되며, 설정된 압력보다 높은 압력의 가스가 순환관(162)을 통해 유동하는 경우 순환관(162)을 개방하여 고압의 가스가 순환관(162)을 따라 고로 본체(110)의 상부로 제공되도록 하는 역할을 수행한다.

일예로서, 안전 밸브(166)에는 압력 조절 스프링(미도시)이 구비되어 설정 압력이 조절될 수 있을 것이다. 다만, 이에 한정되지 않으며 안전 밸브(166)에는 유압 시스템이 연결되어 안전 밸브(166)의 설정 압력이 조절될 수도 있을 것이다.

압력 게이지(168)는 가스의 유동 경로 상 볼 밸브(164)의 전단에 배치되어 고로 본체(110)로부터 배출되는 가스의 압력을 감지하는 역할을 수행한다. 일예로서, 작업자는 압력 게이지(168)로부터 감지되는 압력을 모니터링한 후, 모니터링된 압력에 따라 안전율을 반영하여 안전 밸브(166)의 작동 압력을 설정할 수 있다.

체크 밸브(170)는 순환관(162)의 타단측에 배치되며, 순환관(162)의 타단측으로부터 일단측으로 가스가 유동되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

상기한 바와 같이, 압력 조절부(160)를 통해 고로 본체(110)의 저부에 발생되는 내화물 손상으로 인한 이상 압력의 가스 배출로 발생되는 철피(112) 파손을 방지할 수 있다.

이에 대하여 보다 자세하게 살펴보면, 고로 본체(110)의 저부 내화물이 손상되는 경우 내화물의 손상에 의해 발생되는 틈새가 고온 가스의 유동 경로로 제공된다. 이와 같이, 내화물 손상에 의해 발생되는 틈새로 가스가 유동하는 경우 고압의 이상 압력을 가질 수 있다.

이와 같은, 고압의 이상 압력을 가진 가스가 철피(112)에 도달할 경우 철피(112)의 파손 및 변형이 발생될 수 있다.

하지만, 철피(112)를 관통하도록 배치되는 압입 니플(124)에 압력 조절부(160)가 설치되므로 고압의 이상 압력을 가진 가스가 압력 조절부(160)를 통해 고로 본체(110)의 내부공간 상단으로 제공된다.

이에 따라, 고압의 이상 압력을 가진 가스에 의한 철피(112)의 파손 및 변형을 방지할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

100 : 고로 110 : 고로 본체
112 : 철피 114 : 내화벽돌
116 : 스테이브 118 : 제1 충진재
120 : 제2 충진재 160 : 압력 조절부
162 : 순환관 164 : 볼 밸브
166 : 안전 밸브 168 : 압력 게이지
170 : 체크 밸브

Claims

내부 공간을 가지는 고로 본체; 및
상기 고로 본체의 하단부에 연결되어 상기 고로 본체의 내부에서 발생되는 이상 고압의 가스를 상기 고로 본체의 하단부로부터 상대적으로 압력이 낮은 영역으로 제공하는 압력 조절부;
를 포함하며,
상기 압력 조절부는 상기 고로 본체의 외형을 형성하는 철피를 관통하여 배치되는 압입 니플에 연결되되,
상기 압력 조절부는 일단이 상기 고로 본체의 하단부에 배치되는 압입 니플에 연결되고 타단이 상기 고로 본체의 풍구 주위에 배치되는 압입 니플에 연결되어 고로 본체의 하단부에 이상 압력이 발생되는 경우 고압의 가스를 고로 본체의 상단부로 제공하는 순환관; 및 상기 순환관에 설치되며 일정 압력 이상의 가스를 배출시키는 안전 밸브;를 구비하고,
상기 압력 조절부는 상기 순환관에 설치되며 상기 안전 밸브의 전단에 배치되면서 상기 순환관 내부의 압력을 감지하여 상기 안전 밸브의 작동 압력을 설정토록 제공되는 압력 게이지를 더 구비하는 고로.
제1항에 있어서, 상기 고로 본체는
상기 철피;
상기 철피의 내측에 배치되는 스테이브;
상기 스테이브의 내측에 배치되며 상기 철피가 형성하는 내부 공간의 하단부에 배치되는 내화벽돌; 및
상기 철피를 관통하도록 배치되는 상기 압입 니플;
을 포함하는 고로.
제2항에 있어서,
상기 고로 본체는 상기 철피와 상기 스테이브의 사이에 배치되는 제1 충진재를 더 구비하는 고로.
제3항에 있어서,
상기 고로 본체는 상기 스테이브와 상기 내화벽돌 사이에 배치되는 제2 충진재를 더 구비하는 고로.
제3항에 있어서,
상기 고로 본체는 상기 철피를 관통하여 상기 스테이브에 연결되도록 배치되는 냉각부재를 더 구비하는 고로.
삭제
제1항에 있어서,
상기 압력 조절부는 상기 순환관에 설치되며 상기 가스의 유동 경로 상 상기 안전 밸브의 전단에 배치되는 볼 밸브를 더 구비하는 고로.
제1항에 있어서,
상기 압력 조절부는 상기 순환관에 설치되며 상기 가스의 유동 경로 상 상기 안전 밸브의 후단에 배치되는 체크 밸브를 더 구비하는 고로.
삭제