KR102046497B1 - 고로의 리바운드로스 제거장치 - Google Patents

Abstract

고로 보수 작업시 발생되는 리바운드로스를 고로 내부에 잔류하지 않고 고로 외부로 용이하게 제거할 수 있도록, 외부 온도에 따라 형상이 변형되는 형상기억합금재질의 뼈대를 포함하여 고로 내부 열에 의해 내벽을 향해 펼쳐져 고로의 장입물 상부를 덮고 노벽 보수 작업시 낙하되는 리바운드로스를 수거하는 수거부, 상기 수거부를 냉각하여 펼쳐진 수거부를 접어 외경을 축소시키기 위한 폴딩부, 상기 수거부를 고로로 이동시키기 위한 이동부를 포함하는 고로의 리바운드로스 제거장치를 제공한다.

Description

고로의 리바운드로스 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING REBOUND LOSS IN FURNACE}

고로 노벽 보수 작업시 발생되는 리바운드로스를 제거하기 위한 장치를 개시한다.

일반적으로, 고로 조업 과정에서 고로에 장입되는 철광석 및 코크스가 노 하부로 강하하면서 노벽과의 마찰이 발생된다. 또한, 고로 하부에서 가스가 상부로 상승되면서 노벽 표면과 접촉되어 화학적 침식반응을 일으키게 된다. 이에 고로 내면의 내화물은 지속적인 마찰과 화학적 침식 반응에 의해 손상을 입고 마모된다.

고로를 사용함에 따라 내화물의 마모 손실량이 증가하게 되어 두께가 얇아지면서 노내 고온의 가스 및 장입물에 의한 열 부하가 상승된다. 이에 냉각반에 의한 냉각에도 불구하고 노체 철피 표면에 적열이 발생하고 철피 크랙을 유발하여 고로의 수명을 단축시키게 된다. 따라서 고로의 수명연장을 위해서는 노체 내부에 보수용 내화물을 스프레이하는 주기적인 노벽 보수 작업이 필요하다.

고로 노벽 복수 작업은 스프레이장치를 고로 내부로 투입하여 손상된 노벽부에 고압을 이용하여 보수용 내화물을 분사하여 이루어진다.

이러한 보수 작업 과정에서, 노벽으로 분사된 내화물은 전량 노벽에 부착되지 못하고, 일부는 노벽에서 튕겨져 노내의 장입물에 떨어지는 리바운드로스를 발생한다.

리바운드로스(rebound loss)는 열에 잘 견디는 고 Al2O3 함량의 내화물이기 때문에, 노벽 보수 작업이 끝난 이후에 다시 고로 조업을 실시하였을 때 용선과 함께 고로 내에서 쉽게 용융되어 빠져나오지 못한다. 또한, 리바운드로스 층에 의해 고로의 풍구를 통한 열풍의 통기성이 급격히 저하되어 고로 조업 생산성을 저해하게 된다.

고로 보수 작업시 발생되는 리바운드로스를 고로 내부에 잔류하지 않고 고로 외부로 용이하게 제거할 수 있도록 된 고로의 리바운드로스 제거장치를 제공한다.

본 구현예의 제거장치는, 외부 온도에 따라 형상이 변형되는 형상기억합금재질의 뼈대를 포함하여 고로 내부 열에 의해 내벽을 향해 펼쳐져 고로의 장입물 상부를 덮고 노벽 보수 작업시 낙하되는 리바운드로스를 수거하는 수거부, 상기 수거부를 냉각하여 펼쳐진 수거부를 접어 외경을 축소시키기 위한 폴딩부, 상기 수거부를 고로로 이동시키기 위한 이동부를 포함할 수 있다.

상기 수거부는 중심로드, 중심로드 선단에 원주방향을 따라 배치되고 방사방향으로 연장되어 뼈대를 이루는 복수의 지지로드, 상기 지지로드 사이에 설치되어 리바운드로스를 받는 차단막을 포함할 수 있다.

상기 지지로드는 외부 온도에 따라 형상이 변형되는 형상기억합금재질로 이루어져, 고로 내부 열에 의해 외측으로 펼쳐지도록 변형되고, 폴딩부에 의해 냉각되어 중심로드쪽으로 접혀질 수 있다.

상기 차단막은 중심로드를 중심으로 설치되어 수거부의 바닥을 이루는 중심판, 상기 중심판의 외측 선단에 연결되어 차단막의 주변부를 이루며 플렉시블한 재질로 된 주변판을 포함할 수 있다.

상기 주변판은 방염 섬유 재질로 이루어질 수 있다.

상기 폴딩부는, 상기 중심로드와 지지로드가 내부가 빈 파이프로 이루어지고, 상기 중심로드와 지지로드는 서로 연통되며, 상기 중심로드를 통해 지지로드로 냉각수를 공급하는 냉각수공급부를 포함할 수 있다.

이와 같이 본 구현예에 의하면, 고로의 노벽 스프레이 작업 과정에서 발생되는 리바운드로스를 전량 고로 외부로 제거할 수 있게 된다. 이에, 리바운드로스가 장입물로 떨어져 리바운드로스층을 형성하는 것을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.

따라서, 노벽 보수 후 조업을 재개할 때 가스 흐름을 균일하게 유지하여 통기성을 확보할 수 있게 된다. 또한, 장입물 걸림현상으로 인한 비상작업을 사전에 예방하고, 용선 중 불순물인 규소의 함량이 증가되어 불량한 용융물이 배출되는 것을 줄일 수 있는 등, 고로의 정상조업도를 조기에 달성하여 생산성을 높일 수 있게 된다.

또한, 구조가 단순하고 노내의 화염을 이용함으로써 제조 및 사용이 용이한 잇점이 있다.

또한, 노내 내화물 스프레이시 탈락되는 리바운드로스의 정확한 양을 계량할수 있으므로, 보수한 스프레이 양에 대한 명확한 계산 및 조정이 가능하다.

도 1은 본 실시예에 따라 고로 내에 설치된 리바운드로스 제거장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 리바운드로스 제거장치의 개략적인 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 리바운드로스 제거장치의 작용을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

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. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

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.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따라 고로 내에 설치된 리바운드로스 제거장치를 도시하고 있다.

고로(100)의 노벽에 대한 스프레이 보수를 하기 위해서는 먼저, 고로(100) 내의 장입물을 노벽보수 부위까지 강하시키는 감척 작업을 수행하고, 스프레이장치(200)를 고로(100) 내부로 이동시켜 손상된 노벽 부위에 보수용 내화물을 분사한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 노벽 스프레이 보수 작업시 스프레이장치(200)와 더불어 본 실시예의 리바운드로스 제거장치가 노 내부로 삽입된다.

본 실시예는 스프레이장치(200)의 하부에 위치하여 노 내부 화염의 고열에 의해 노벽쪽으로 펼쳐지고 노 하부의 장입물 상부를 차단하게 된다. 이에, 스프레이장치(200)에 의해 보수용 내화물이 분사되는 과정에서 노벽으로부터 떨어져 낙하되는 리바운드로스가 제거장치에 의해 수거되어 노내 장입물 위로 떨어지는 것을 방지할 수 있게 된다.

이를 위해, 본 실시예의 제거장치는, 외부 온도에 따라 형상이 변형되는 형상기억합금재질의 뼈대를 포함하여 고로(100) 내부 열에 의해 내벽을 향해 펼쳐져 고로(100)의 장입물 상부를 덮고 노벽 보수 작업시 낙하되는 리바운드로스를 수거하는 수거부(10), 수거부(10)를 냉각하여 펼쳐진 수거부(10)를 접어 외경을 축소시키기 위한 폴딩부, 수거부(10)를 고로(100)로 이동시키기 위한 이동부(30)를 포함할 수 있다.

이동부(30)는 예를 들어, 와이어와 구동드럼을 이용한 구조일 수 있다. 이동부(30)는 수거부(10)를 고로(100)의 상부를 통해 상하로 이동시킬 수 있는 구조면 모두 적용가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수거부(10)는 중심로드(11), 중심로드(11) 선단에 원주방향을 따라 배치되고 방사방향으로 연장되어 뼈대를 이루는 복수의 지지로드(12), 지지로드(12) 사이에 설치되어 리바운드로스를 받는 차단막(13)을 포함할 수 있다.

중심로드(11)는 길게 연장된 바 형태의 구조물로, 수거부(10)의 중심에 위치한다. 중심로드(11)를 중심으로 복수개의 지지로드(12)가 원주방향을 따라 간격을 두고 설치된다. 각 지지로드(12)는 중심로드(11)를 중심으로 방사방향으로 뻗어져 설치된다. 지지로드(12) 역시 중심로드(11)와 마찬가지로 길게 연장된 바 형태로 이루어진다. 지지로드(12)의 길이는 완전히 펼쳐졌을 때, 고로(100)의 내벽에 충분히 근접하는 길이로 형성될 수 있다.

이에, 중심로드(11)를 중심으로 배치된 각 지지로드(12)가 고로(100) 내벽쪽으로 펼쳐져 차단막(13)이 장입물 위쪽을 충분히 커버할 수 있게 된다.

본 실시예에서, 지지로드(12)는 외부 온도에 따라 형상이 변형되는 형상기억합금재질로 이루어진다. 이에, 지지로드(12)는 고로(100) 내부 열에 의해 외측으로 펼쳐지도록 변형되고, 폴딩부에 의해 냉각되어 중심로드(11)쪽으로 접혀지도록 변형된다.

본 장치가 고로(100) 내부로 삽입되기 전에는 지지로드(12)가 냉각상태로 폴딩되어 외경이 작아진 상태로 고로(100) 상단을 통해 충분히 고로(100) 내부로 삽입될 수 있다.

고로(100)의 내벽 보수 작업시 고로(100) 내에 남아 있는 장입물은 가연성 가스를 제거하기 위해 점화되어 화염이 발생되는 상태이다. 이에, 고로(100) 내부로 장입된 본 장치는 지지로드(12)가 고로(100) 내부의 화염에 의해 가열되어 펼쳐지게 된다.

여기서, 중심로드(11)와 지지로드(12)는 내부가 빈 파이프 구조일 수 있다. 지지로드(12)는 중심로드(11)의 외주면에 설치되어 중심로드(11)와 연통된다. 이에, 폴딩부는 지지로드(12) 냉각용 냉각수를 중심로드(11)를 통해 각 지지로드(12)로 용이하게 공급할 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 지지로드(12)의 변형 형태는 중심로드(11)를 중심으로 지지로드(12)의 외측 선단이 중심로드(11)를 향해 오그라들면서 아래로 볼록한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 지지로드(12)에 연결되어 있는 차단막(13)이 오목한 용기 형태를 이루면서 차단막(13) 위로 수거된 리바운드로스를 감싸, 수거된 리바운드로스가 차단막(13) 외측으로 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예의 차단막(13)은, 도 2에 도시된 바와 같이 중심로드(11)를 중심으로 설치되어 수거부(10)의 바닥을 이루는 중심판(14), 중심판(14)의 외측 선단에 연결되어 차단막(13)의 주변부를 이루며 플렉시블한 재질로 된 주변판(15)을 포함할 수 있다.

차단막(13)은 지지로드(12)와 지지로드(12) 사이에 설치되어 지지로드(12) 사이를 막아 차단한다. 차단막(13)은 전체가 하나의 부재로 이루어져 지지로드(12)가 차단막(13) 사이에 설치되거나, 각각 분리되어 지지로드(12) 사이에 설치될 수 있다.

중심판(14)은 예를 들어, 스틸 재질로 형성될 수 있다. 중심판(14)의 크기는 다양하게 변형가능하다. 주변판(15)은 지지로드(12) 변형시 지지로드(12)에 계속 결합된 상태를 유지하며, 지지로드(12)와 같이 유연하게 휘어질 수 있도록 섬유 재질로 형성될 수 있다. 또한, 고로(100) 내부의 고열에 견딜 수 있도록 차단판은 예를 들어, 방염 섬유 재질로 이루어질 수 있다.

폴딩부는, 중심로드(11)에 연결되어 중심로드(11)를 통해 지지로드(12)로 냉각수를 공급하는 냉각수공급부(20)를 포함할 수 있다. 언급한 바와 같이, 중심로드(11)와 지지로드(12)는 내부가 빈 파이프 구조로 이루어져, 냉각수는 중심로드(11)의 내부를 통해 지지로드(12)로 공급될 수 있다.

지지로드(12)로 냉각수가 공급됨에 따라 도 3에 도시된 바와 같이, 지지로드(12)에 냉기가 가해져 지지로드(12)가 변형된다. 이에, 지지로드(12)에 설치된 차단막(13)이 용기 형태로 접혀지면서 내부에 수거된 리바운드로스를 감싸고 차단막(13)의 외경을 줄이게 된다.

따라서 펼쳐져 있던 차단막(13)이 접혀져 외경이 줄면서 고로(100)의 상단 입구를 통해 본 장치가 충분히 빠져나갈 수 있게 된다. 이에, 이동부(30)가 구동되어 접혀져 크기가 작아진 본 장치를 용이하게 고로(100)에서 외측으로 이동시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 본 장치를 통해 고로(100) 내벽 보수 과정에서 발생되는 리바운드로스를 모두 수거하여 고로(100) 외측으로 제거할 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 : 수거부 11 : 중심로드
12 : 지지로드 13 : 차단막
14 : 중심판 15 : 주변판
20 : 냉각수공급부 30 : 이동부

Claims (6)

1. 외부 온도에 따라 형상이 변형되는 형상기억합금재질의 뼈대를 포함하여 고로 내부 열에 의해 내벽을 향해 펼쳐져 고로의 장입물 상부를 덮고 노벽 보수 작업시 낙하되는 리바운드로스를 수거하는 수거부,
   상기 수거부를 냉각하여 펼쳐진 상기 수거부를 접어 외경을 축소시키기 위한 폴딩부, 및
   상기 수거부를 고로로 이동시키기 위한 이동부
   를 포함하고,
   상기 수거부는, 중심로드, 상기 중심로드 선단에 원주방향을 따라 배치되고 방사방향으로 연장되어 뼈대를 이루는 복수의 지지로드, 및 상기 지지로드 사이에 설치되어 리바운드로스를 받는 차단막을 포함하고,
   상기 폴딩부는, 상기 중심로드와 상기 지지로드가 내부가 빈 파이프로 이루어지고, 상기 중심로드와 상기 지지로드는 서로 연통되며, 상기 중심로드를 통해 상기 지지로드로 냉각수를 공급하는 냉각수공급부를 포함하는 고로의 리바운드로스 제거장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지로드는 상기 고로 내부 열에 의해 외측으로 펼쳐지도록 변형되고, 상기 폴딩부에 의해 냉각되어 중심로드쪽으로 접혀지는 고로의 리바운드로스 제거장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 차단막은 상기 중심로드를 중심으로 설치되어 상기 수거부의 바닥을 이루는 중심판, 및 상기 중심판의 외측 선단에 연결되어 상기 차단막의 주변부를 이루며 플렉시블한 재질로 된 주변판을 포함하는 고로의 리바운드로스 제거장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 주변판은 방염 섬유 재질로 이루어진 고로의 리바운드로스 제거장치.
   

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