KR102075641B1 - 노체 보호 냉각 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치는, 고로 철피 상면을 덮도록 조립되는 플레이트 형상으로 구비되고 내부에 냉각수가 흐르는 공간이 형성된 냉각 바디와, 상기 냉각 바디 내부에서 냉각수가 통과하도록 상기 냉각 바디 내부의 공간을 구획하여 냉각 유로를 형성하는 복수의 냉각벽과, 상기 냉각 바디의 일면에 구비되며, 사이에 부정형 내화물이 채워지도록 복수의 공간을 형성하는 복수의 스틸 플레이트, 및 상기 냉각 바디의 일면의 반대면에 구비되며 상기 고로 철피에 고정되는 고정 바를 포함한다.
Description
본 발명은 노체 보호 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 노체의 조안부의 철피를 효과적으로 냉각시키는 노체 보호 냉각 장치 구조에 관한 것이다.
용광로는 크게 철광석과 연료가 환원반응에 의해 용선이 만들어지고, 도 1에 도시된 바와 같이, 용선을 저장하는 노상(온도: 1500℃), 장입물이 용해되는 조안(온도: 1400℃), 노복(온도: 1200℃ 내지 1300℃), 장입물이 환원되는 노흉(온도: 200℃ 내지 1000℃)으로 구분된다.
고온 영역인 조안대에 위치한 철피 보호 냉각 장치(스테이브)가 손상되면 철피 열화가 발생되고, 한계점을 넘으면 용손되어 액체 상태의 용융물이 분출되는 대형사고가 발생되므로, 냉각 장치 관리가 매우 중요하다. 노체 철피 온도 관리는 용광로 조업에 있어 매우 중요한 부분이므로, 상시 온도 상황을 고려하여 조업을 실시한다.
도 2를 참조하면, 기존의 열화 철피의 교체는, 용광로 건설시 설치된 스테이브(20)가 손상되면 냉각수가 노내로 침수되고 냉각 장치 상실로 고로 노내 열이 철(26)피에 전달되어 철피(26)는 열화되어 변형이 가게 되고, 이 때 열화된 철피(26) 부분만 교체를 하게 되는데, 철피(26) 앞면에 부정형 내화물(24)과 냉각반(22)을 시공하여 철피(26) 절개후 교체 설치하는 방식이었다. 스테이브(20)를 교체하는 경우 냉각 배관과 설비 특성상 간섭으로 인해 원상 복원이 되지 못하는 어려움이 있다.
또한, 조업 중 철피 온도가 상승되면 일시적으로 감풍한다든지 조업도를 낮추어 안정화될 때까지 기다렸다가 정상 조업을 실시하는 경우가 발생되므로, 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 철피 손상을 방지함으로써 철피 열화를 방지할 수 있고, 철피 온도를 안정적으로 유지할 수 있는 노체 보호 냉각 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치는, 고로 철피 상면을 덮도록 조립되는 플레이트 형상으로 구비되고 내부에 냉각수가 흐르는 공간이 형성된 냉각 바디와, 상기 냉각 바디 내부에서 냉각수가 통과하도록 상기 냉각 바디 내부의 공간을 구획하여 냉각 유로를 형성하는 복수의 냉각벽과, 상기 냉각 바디의 일면에 구비되며, 사이에 부정형 내화물이 채워지도록 복수의 공간을 형성하는 복수의 스틸 플레이트, 및 상기 냉각 바디의 일면의 반대면에 구비되며 상기 고로 철피에 고정되는 고정 바를 포함하고, 상기 복수의 냉각벽은, 일단이 상기 냉각 바디의 내측면에 고정되며, 상기 냉각 바디의 내측면으로부터 중심부를 향해 돌출되도록 형성된다.
상기 냉각 바디의 내부에는, 바닥면에 형성되어 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 상기 냉각수 유입구가 형성된 부위와 이격된 바닥면에 형성되어 냉각수가 유출되는 냉각수 유출구를 포함할 수 있다.
상기 복수의 냉각벽은, 상기 냉각수 유입구로부터 유입된 냉각수가 지그재그 형태로 흘러 상기 냉각수 유출구로 유출되도록 서로 이격되어 형성될 수 있다.
상기 복수의 냉각벽의 일단이 상기 냉각 바디의 내측면에 고정된 부위에는, 상기 냉각수가 통과하도록 상기 냉각벽을 관통하는 복수의 유로 개구가 형성될 수 있다.
상기 냉각 바디 및 복수의 냉각벽은 구리(copper)로 형성될 수 있다.
상기 냉각 바디 및 냉각벽은 주조에 의해 형성될 수 있다.
상기 복수의 스틸 플레이트 사이의 부정형 내화물은 상기 냉각 바디의 일면으로부터 75mm 내지 85mm 의 두께로 채워질 수 있다.
상기 냉각 바디에는 상기 냉각수의 온도를 감지하는 온도 감지 수단이 장착될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고온 영역의 용해대의 철피 손상을 방지함으로써 용광로 철피 열화를 방지할 수 있고, 철피 온도도 매우 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 철피 열화 방지를 통해 조업을 안정적으로 수행할 수 있도록 하여 생산성 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 용광로 본체를 이루는 각부 주요 부분을 나타내는 도면이다.
도 2는 기존의 스테이브 손상시 철피를 보수하는 상황을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치가 고로 철피와 조립된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 B-B 선을 따라 자른 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각벽을 관통하는 복수의 유로 개구가 형성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각수의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 기존의 스테이브 손상시 철피를 보수하는 상황을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치가 고로 철피와 조립된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 B-B 선을 따라 자른 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각벽을 관통하는 복수의 유로 개구가 형성된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각수의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치 구조에 관하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치가 고로 철피와 조립된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치(100)는 냉각 바디(110)와, 복수의 스틸 플레이트(130)와, 고정 바(140)를 포함한다.
냉각 바디(110)는 고로 철피(200) 상면을 덮도록 조립되는 플레이트 형상으로 구비된다. 또한, 냉각 바디(110)는 일정한 두께를 가지고, 내부에 냉각수가 흐르는 공간이 형성되어 있다. 냉각 바디(110)는 냉각 효율이 우수한 구리(Copper) 재질로 형성될 수 있으며, 주조에 의해 형성될 수 있다.
냉각 바디(110)의 일면에는 복수의 스틸 플레이트(130)가 일정한 간격으로 구비되어 있으며, 복수의 스틸 플레이트(130) 사이의 복수의 공간을 형성한다. 복수의 스틸 플레이트(130) 사이의 복수의 공간에는 1차 보호층을 형성하도록 부정형 내화물이 채워질 수 있다. 부정형 내화물은 냉각 바디(110)의 일면으로부터 약 75mm 내지 약 85mm의 두께로 채워질 수 있으며, 복수의 스틸 플레이트(130)의 높이는 약 100mm 이상으로 형성될 수 있다.
고정 바(140)는 냉각 바디(110)의 일면의 반대면에 구비되며, 냉각 바디(110)를 고로 철피(200)에 고정시킨다. 고정 바(140)는 냉각 바디(110)에 일체로 형성될 수도 있고, 냉각 바디(110)와 분리되도록 형성될 수도 있다. 또한, 냉각 바디(110)에는 고정 바(140)와 별도로, 조립된 냉각 바디(110)와 고로 철피(200)를 노체 벽에 고정시키는 고정 수단이 구비될 수 있다.
도 5는 도 4의 B-B 선을 따라 자른 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각수의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각벽을 관통하는 복수의 유로 개구가 형성된 모습을 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치에서 냉각수의 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치(100)는, 냉각 바디(110) 내부에 냉각벽(120)을 구비한다. 냉각벽(120)은 복수개로 구비되며, 서로 일정 간격 이격되어 있다. 냉각벽(120)은 냉각 바디(110)와 마찬가지로, 구리로 형성될 수 있으며, 주조에 의해 형성될 수 있다.
복수의 냉각벽(120)은 냉각 바디(110) 내부에서 냉각수가 통과하도록 냉각 바디(110) 내부의 공간을 구획하여 냉각 유로를 형성한다. 복수의 냉각벽(120)은 일단이 냉각 바디(110)의 내측면에 고정되며, 냉각 바디(110)의 내측면으로부터 중심부를 향해 돌출되도록 형성된다.
냉각 바디(110)의 내부의 바닥면에는, 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(112)가 형성되어 있어, 냉각수 유입구(112)로부터 냉각수가 냉각 바디(110) 내부로 유입된다. 냉각수 유입구(112)가 형성된 부위와 이격된 바닥면에는 냉각수 유출구(114)가 형성되어 있어, 냉각 바디(110) 내부를 흐르는 냉각수가 냉각수 유출구(114)를 통해 외부로 유출된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 냉각벽(120)은, 냉각수 유입구(112)로부터 유입된 냉각수가 지그재그 형태로 흘러 냉각수 유출구(114)로 유출되도록 서로 이격되어 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 냉각벽(120)의 일단이 냉각 바디(110)의 내측면에 고정된 부위에는, 냉각수가 통과하도록 냉각벽(120)을 관통하는 복수의 유로 개구(122)가 형성되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 냉각수 유입구(112)로부터 유입된 냉각수는 복수의 냉각벽(120)에 의해 구획되는 공간으로 지그재그 형태로 흘러 냉각수 유출구(114)를 통해 외부로 흘러나가며, 냉각수는 복수의 유로 개구(122)를 통해 유로 방향이 전환되며 냉각수 유출구(114)를 향해 흘러갈 수 있다.
복수의 냉각벽(120)의 일단이 냉각 바디(110)의 내측면에 고정된 부위에는, 고열에 의한 스팀화 현상에 의한 공동화 현상이 발생되어 국부적으로 열을 받게 되는데, 복수의 유로 개구(122)를 통해 유로 방향을 전환시킴으로써 상기 부위에 열이 집중되는 것을 방지하여, 상기 부위를 보호할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 노체 보호 냉각 장치(100)의 온도 변화를 감지하기 위하여, 냉각 바디(110)에는 냉각수의 온도를 감지하는 온도 감지 수단이 장착될 수 있다. 온도 감지 수단은 온도계를 사용할 수 있으며, 노체 보호 냉각 장치(100)의 온도 변화를 모니터링하는 수단을 구비할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 노체 보호 냉각 장치를 적용함으로써, 고온 영역의 용해대의 철피 손상을 방지함으로써 용광로 철피 열화를 방지할 수 있고, 철피 온도도 매우 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 철피 열화 방지를 통해 조업을 안정적으로 수행할 수 있도록 하여 생산성 향상에 기여할 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 노체 보호 냉각 장치 110: 냉각 바디
112: 냉각수 유입구 114: 냉각수 유출구
120: 냉각벽 122: 유로 개구
130: 스틸 플레이트 140: 고정 바
200: 고로 철피
112: 냉각수 유입구 114: 냉각수 유출구
120: 냉각벽 122: 유로 개구
130: 스틸 플레이트 140: 고정 바
200: 고로 철피
Claims (8)
- 고로 철피 상면을 덮도록 조립되는 플레이트 형상으로 구비되고 내부에 냉각수가 흐르는 공간이 형성된 냉각 바디;
상기 냉각 바디 내부에서 냉각수가 통과하도록 상기 냉각 바디 내부의 공간을 구획하여 냉각 유로를 형성하는 복수의 냉각벽;
상기 냉각 바디의 일면에 구비되며, 사이에 부정형 내화물이 채워지도록 복수의 공간을 형성하는 복수의 스틸 플레이트; 및
상기 냉각 바디의 일면의 반대면에 구비되며 상기 고로 철피에 고정되는 고정 바를 포함하고,
상기 복수의 냉각벽은 일단이 상기 냉각 바디의 내측면에 고정되며, 상기 냉각 바디의 내측면으로부터 중심부를 향해 돌출되도록 형성되고,
상기 복수의 냉각벽의 일단이 상기 냉각 바디의 내측면에 고정된 부위에, 상기 냉각벽을 관통하며 상기 냉각수가 통과하는 복수의 유로 개구가 형성되는 노체 보호 냉각 장치. - 제 1 항에서,
상기 냉각 바디의 내부에는,
바닥면에 형성되어 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 상기 냉각수 유입구가 형성된 부위와 이격된 바닥면에 형성되어 냉각수가 유출되는 냉각수 유출구를 포함하는 노체 보호 냉각 장치. - 제 2 항에서,
상기 복수의 냉각벽은,
상기 냉각수 유입구로부터 유입된 냉각수가 지그재그 형태로 흘러 상기 냉각수 유출구로 유출되도록 서로 이격되어 형성되는 노체 보호 냉각 장치. - 삭제
- 제 1 항에서,
상기 냉각 바디 및 복수의 냉각벽은 구리(copper)로 형성되는 노체 보호 냉각 장치. - 제 1 항에서,
상기 냉각 바디 및 냉각벽은 주조에 의해 형성되는 노체 보호 냉각 장치. - 제 1 항에서,
상기 복수의 스틸 플레이트 사이의 부정형 내화물은 상기 냉각 바디의 일면으로부터 75mm 내지 85mm 의 두께로 채워지는 노체 보호 냉각 장치. - 제 1 항에서,
상기 냉각 바디에는 상기 냉각수의 온도를 감지하는 온도 감지 수단이 장착되는 노체 보호 냉각 장치.
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