KR102112537B1 - 고로 노체 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 노체 냉각 장치로서, 본 발명의 일 실시예에 따르는 고로 노체 냉각 장치는 노체의 철피에 대면하여 교체 가능하게 설치되는 냉각부재, 상기 철피의 외부에서 상기 철피를 관통하여 주입되고, 상기 냉각부재와 상기 철피 사이의 틈새를 메워 시공되는 부정형 내화물, 및 상기 냉각부재로부터 상기 철피를 향해 돌출되도록 상기 냉각부재에 설치되며, 에어 공급에 의해 체적이 팽창되어 상기 부정형 내화물의 시공영역 경계 부위에 위치한 틈새를 씰링하는 씰링 튜브를 포함하며, 냉각부재와 철피 사이의 틈새를 통한 열풍 유입을 방지하고, 냉각부재의 설치 및 교체 이후에 이들 사이로 시공된 부정형 내화물의 외부 유출을 방지할 수 있다.

Description

고로 노체 냉각 장치{COOLING APPARATUS FOR BODY OF BLAST FURNACE}

본 발명은 고로 노체 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노체의 안정화를 도모하고, 고로의 생산성을 향상시킬 수 있는 고로 노체 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 용광로(이하, '고로'라 함)는 연속적으로 쇳물(이하, '용선'이라 함)을 생산하는 설비이다.

구체적으로는, 고로의 상부로는 철광석과 코크스를 번갈아 가면서 장입 하고, 고로의 하부로는 열풍을 불어 넣어 풍구 아래에 존재하는 용선 배출구를 통해 용선을 배출한다.

열풍은 코크스와 반응하여 고열을 만든다. 그리고 이 고열을 이용하여 철광석을 녹이는데, 이와 같은 과정을 통해 용선이 생산된다.

일반적으로 고로는 노체 외부를 형성하는 철피와, 노체 내부의 고온의 내용물로부터 철피를 보호하는 냉각부재와, 노체 내부의 열을 차단하는 내화물을 포함하였다.

그런데 고로의 조업 연수가 증가함에 따라 철피를 보호해주는 냉각부재에 마모 또는 손상이 발생될 수 있다. 이 경우, 냉각수가 고로의 내부로 침수되는 등 각종 문제가 유발되었다. 그 결과, 고로 내부의 장입물 분포가 흐트러지며, 노황불안정으로 정상적인 조업을 할 수 없는 심각한 상황이 발생될 수 있었다. 따라서, 냉각부재가 마모 또는 손상 되면, 이를 분리한 후 다시 설치하는 교체 작업이 요구되었다.

하지만, 냉각부재의 교체 작업 시 작업자가 고로의 내부로 직접 진입하여 작업할 수 없기 때문에, 전반적인 교체 작업은 모두 철피의 바깥쪽에서 수행될 수 밖에 없었다. 이에 따라, 냉각부재의 교체 시 냉각부재와 철피 사이의 형성된 틈새를 통해 내화물을 시공하는데 어려움이 있었으며, 나아가 시공 후의 내화물이 외부로 유출되어 흘러내리는 등의 문제가 있었다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1413591호(2014.07.01. 공고일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 고로 노체 내화지지용 냉각장치에 관하여 개시되어 있다. 이에 개시된 종래의 고로 노체 내화지지용 냉각장치는 노체에 압입 설치되어 냉각을 통해 철피의 손상을 방지한다. 다만, 종래의 선행문헌에는 냉각 장치의 교체 시 노체 안정화를 도모하고, 냉각 장치의 설치 시 발생 가능한 각종 문제점을 해결하는 방안에 관하여는 전혀 제시하고 있지 않다.

본 발명의 목적은 고로의 노체 안정화를 도모하고, 고로의 생산성을 향상시킬 수 있는 고로 노체 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 냉각부재와 철피 사이에 형성된 틈새로 부정형 내화물을 시공하는 작업을 안전하고 용이하게 수행할 수 있는 고로 노체 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 철피 외부에서 냉각부재와 철피 사이의 틈새로 부정형 내화물을 손쉽게 주입할 수 있으며, 부정형 내화물이 시공되는 동안 외부로 유출되지 않도록 자체 씰링 기능을 갖는 고로 노체 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치는, 노체의 철피에 대면하여 교체 가능하게 설치되는 냉각부재; 상기 철피의 외부에서 상기 철피를 관통하여 주입되고, 상기 냉각부재와 상기 철피 사이의 틈새를 메워 시공되는 부정형 내화물; 및 상기 냉각부재로부터 상기 철피를 향해 돌출되도록 상기 냉각부재에 설치되며, 에어 공급에 의해 체적이 팽창되어 상기 부정형 내화물의 시공영역 경계 부위에 위치한 틈새를 씰링하는 씰링 튜브;를 포함한다.

이때, 상기 씰링 튜브의 일단부는 상기 냉각부재에 설치되어 위치가 고정되고, 상기 씰링 튜브의 타단부는 에어 공급 시 상기 철피를 향해 체적이 팽창될 수 있다.

또한, 상기 냉각부재는 상기 철피와 대면하는 일면을 통해 도브테일 홈을 구비하며, 상기 씰링 튜브의 일단부는 상기 도브테일 홈에 대응하는 형상을 가지며 상기 도브테일 홈에 삽입되어 위치가 고정될 수 있다.

또한, 상기 씰링 튜브의 타단부는 체적 팽창 시 상기 철피에 소정 면적으로 밀착되는 밀착 면을 구비할 수 있다. 에어 공급에 의해 씰링 튜브의 타단부는 철피를 향하여 더욱 돌출되도록 체적 팽창되는데, 그 결과 씰링 튜브의 타단부는 철피와 마주하는 면에 소정 면적의 밀착 면을 갖도록 밀착되는 형상을 가지게 된다. 이로써, 틈새로 주입되어 시공되는 부정형 내화물이 시공영역의 경계 부위 외측으로 유출되는 현상을 완벽히 차단할 수 있어, 씰링 기능이 강화될 수 있다.

또한, 상기 철피의 외부에서 상기 씰링 튜브의 체적 팽창에 필요한 에어를 공급하는 에어 공급부; 및 상기 에어 공급부와 상기 씰링 튜브 사이에 연결되며, 상기 에어 공급부에서 공급된 에어를 상기 씰링 튜브의 내부로 주입하는 에어 공급 라인;을 더 포함한다.

또한, 상기 에어 공급 라인에 구비되며, 상기 부정형 내화물의 시공에 필요한 설정시간 동안 상기 씰링 튜브의 내부로 주입된 공기의 역류 배출을 방지하는 역류방지부;를 더 포함한다. 틈새로 주입된 부정형 내화물은 시공 후 설정시간(예: 4~5시간 등)이 경과되면 서서히 굳어지는데, 역류방지부는 설정시간 동안 주입된 공기가 씰링 튜브로부터 배출되는 것을 차단한다. 그 결과 부정형 내화물의 시공에 필요한 시간 동안 씰링 튜브의 체적 팽창을 유지시켜 부정형 내화물의 외부 유출을 방지할 수 있다.

또한, 상기 철피를 두께 방향으로 관통하여 상기 틈새까지 연통하도록 설치되며, 상기 부정형 내화물을 상기 틈새로 주입하는 내화물 시공배관을 더 포함한다. 내화물 시공배관은 부정형 내화물을 틈새로 주입시키는 기능과 함께 에어 공급 라인을 씰링 튜브까지 연결시켜주는 통로를 제공하는 역할을 가질 수 있다. 다시 말해, 에어 공급 라인은 내화물 시공배관을 통해 철피를 관통하여 연결되며, 부정형 내화물이 시공되는 틈새를 따라 씰링 튜브까지 연결될 수 있다.

또한, 상기 내화물 시공배관의 입구에 연결되며, 상기 내화물 시공배관으로부터 소정 각도로 경사지게 배치되어 상기 부정형 내화물을 유입시키는 경사연결배관;을 더 포함한다.

또한, 상기 냉각부재의 내부에 마련되며 냉각수가 유동하는 냉각수 유로; 상기 철피의 외부와 상기 냉각수 유로의 입구 사이에 연결되며, 상기 철피의 외부로부터 공급된 냉각수를 상기 냉각수 유로의 입구로 공급하는 냉각수 공급관; 및 상기 냉각수 유로의 출구와 상기 철피의 외부 사이에 연결되며, 상기 냉각수 유로의 출구로부터 배출된 냉각수를 상기 철피의 외부로 배출하는 냉각수 배출관;을 더 포함한다.

또한, 냉각부재에서 철피와 마주하는 면의 반대편을 통해 냉각부재의 초기 마모를 방지하는 정형 내화물(이를 '정형 브릭'이라 함)이 더 구비될 수 있다.

본 발명에 의하면, 냉각부재의 교체 작업 시 냉각부재와 철피 사이의 틈새로 부정형 내화물을 시공하여 열풍의 유입을 방지하여, 노체 안정화를 도모하고, 고로의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 철피 외부로부터 철피를 관통하여 틈새까지 연결되는 배관을 이용하여, 부정형 내화물을 안전하고 간편하게 주입 및 시공 할 수 있어, 작업 안정성을 높이고, 작업자의 수고를 경감시켜줄 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 냉각부재에 간편하게 설치 가능한 씰링 튜브로의 에어 공급을 통해 시공된 부정형 내화물의 외부 유출을 차단할 수 있다. 다시 말해, 철피 외부에서 에어를 공급하는 간단한 조작만으로 부정형 내화물의 시공 영역 경계에 위치한 틈새를 씰링하여 부정형 내화물이 틈새 외부로 흘러나가는 것을 미연에 방지할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치와 이를 포함하는 고로를 간략히 도시한 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치에서 부정형 내화물(Castable Refractories)을 주입하여 시공하는 모습을 보여주는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치의 세부 구성도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치에서 씰링 튜브의 작동관계를 설명하기 위한 작동도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치에서 에어 공급에 의해 팽창된 씰링 튜브가 철피에 밀착된 후 부정형 내화물이 주입되어 시공되는 과정을 보여주는 작동도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명을 구현함에 있어서 설명의 편의를 위하여 구성요소를 세분화하여 설명할 수 있으나, 이들 구성요소가 하나의 장치 또는 모듈 내에 구현될 수도 있고, 혹은 하나의 구성요소가 다수의 장치 또는 모듈들에 나뉘어져서 구현될 수도 있다.

용광로는 철광석과 코크스를 장입 하여 고열을 이용하여 환원반응에 의해 용선을 생산하는 설비를 말한다. 용광로는 통상적으로 고로라는 명칭을 사용한다.

고로는 노체의 외부를 형성하는 철피와, 고로 내부의 고온의 내용물로부터 철피를 보호하는 냉각부재를 포함하는데, 냉각부재는 고로의 조업 연수가 증가함에 따라 마모 또는 손상 된다. 이 경우 고로 내부의 장입물 분포가 흐트러지며, 노황불안정으로 정상적인 조업이 어려워지는 문제가 있다. 따라서, 냉각부재는 교체 작업이 요구된다.

본 발명은 냉각부재의 교체 작업 시 냉각부재와 철피 사이에 형성된 틈새를 통해 열풍이 유입되는 것을 방지하고, 이와 함께 내화물의 시공 시 자체 씰링 기능을 갖는 고로 노체 냉각 장치에 관한 것이다.

이하의 설명에서, '고로' 또는 '노'는 용광로를 가리키며, '노체'는 용광로의 몸체 또는 본체를 의미한다. '냉각부재'는 철피를 보호하도록 설치되는 교체 가능한 부재이며, '부정형 내화물'은 Castable Refractories을 말하는데, '부정형 캐스터블'과 혼용하여 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치와 이를 포함하는 고로를 간략히 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 고로 노체 냉각 장치는 철피(10)를 보호하는 냉각부재(110)와, 냉각부재(110)와 철피(10) 사이로 고로의 열풍이 유입되는 것을 차단하는 부정형 내화물(130)을 포함한다.

고로(1)는 용광로를 말하는데, 철광석과 코크스를 장입한 후 고열을 이용해 용선을 생산하는 설비이다.

철피(10)는 고로(1)의 본체, 즉 노체의 외부에 형성된다.

냉각부재(110)는 고로의 내부에 장입된 고온의 내용물로부터 철피(10)를 보호한다.

그런데 냉각부재(110)는 마모 또는 손상이 발생될 경우 기존의 냉각부재를 분리하여 다시 설치하는 교체 작업이 요구된다. 이와 같이, 냉각부재(110)가 철피(10)에 설치되는 경우, 냉각부재(110)와 철피(10) 사이에는 틈새가 형성되는데, 이 틈새를 통해 고로(1)의 열풍이 유입되는 문제가 있을 수 있다.

부정형 내화물(130)은 냉각부재(110)와 철피(10) 사이에 형성된 틈새를 통해 시공되어, 열풍이 틈새 공간으로 유입되는 것을 차단한다.

이에 따라, 부정형 내화물(130)은 고온의 열풍이 틈새로 유입되어 철피(10)에 열 부하를 주어 변형 또는 파손되는 문제를 방지한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치(100)는 노체의 철피(10)에 대면하여 교체 가능하게 설치되는 냉각부재(110)를 포함한다.

여기서, 냉각부재(110)의 일면은 철피(10)에 마주하는 면이며, 냉각부재(110)의 타면에는 정형 내화물(또는 이를 '정형 브릭'이라 함)(190)이 설치된다.

정형 내화물(190)은 냉각부재(110)의 초기 마모를 보호하는 역할을 한다.

예컨대, 정형 내화물(190)은 냉각부재(110)의 타면에 전체적으로 설치되어 냉각부재(110)의 마모 및 손상을 보호해 줄 수 있다.

그리고 냉각부재(110)는 일면을 통해 철피(10)와 마주하여 대면하도록 설치된다.

이때, 냉각부재(110)와 철피(10) 사이에는 소정의 틈새(11)가 형성된다. 그리고 이 틈새(11)를 통해 고온의 열풍이 유입되어 철피(10)의 변형 및 파손을 유발시키는 것이다. 따라서, 전술한 부정형 내화물(130)은 이 틈새(11)로 주입 및 시공되어 틈새(11)를 메워 열풍의 유입을 차단한다.

한편, 냉각부재(110)는 철피(10)의 외부로부터 도입된 냉각수의 유동에 의해 냉각될 수 있다.

이를 위해, 냉각부재(110)의 내부에는 냉각수(W, 도 4 참조)가 유동하는 냉각수 유로(150, 도 4 참조)가 마련될 수 있다.

이와 함께, 냉각수 유로(150, 도 4 참조)로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관(151)과 냉각수 유로(150, 도 4 참조)를 통해 배출된 냉각수를 외부로 배출하는 냉각수 배출관(153)을 더 포함한다.

구체적인 예로서, 냉각수 공급관(151)은 철피(10)의 외부로 일부가 돌출되는 형상을 가지는데, 돌출된 부위를 통해 외부로부터 냉각수를 손쉽게 공급할 수 있다. 그리고 냉각수 공급관(151)은 철피(10)를 관통하여 냉각수 유로(150, 도 4 참조)의 입구까지 연결된다.

또한, 냉각수 배출관(153) 역시 철피(10)의 외부로 일부가 돌출되는 형상을 가지는데, 돌출된 부위를 통해 냉각수의 외부 배출이 용이해질 수 있다. 그리고 냉각수 배출관(153)은 철피(10)를 관통하여 냉각수 유로(150, 도 4 참조)의 출구까지 연결된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치에서 부정형 내화물(Castable Refractories)을 주입하여 시공하는 모습을 보여주는 단면도이다.

도 3을 참조하면, 냉각부재(110)가 철피(10)와 대면하여 설치된 후에는 냉각부재(110)와 철피(10) 사이에는 소정의 틈새(11)가 형성되는데, 이 틈새(11)를 메우도록 부정형 내화물(130)이 시공될 수 있다.

부정형 내화물(130)은 철피(10)의 외부에서 철피(10)를 두께방향으로 관통하여 주입된다. 이를 위해, 부정형 내화물(130)을 시공하기 위해 물을 혼합한 반 액체상태의 내화물(C)를 틈새(11)로 공급하기 위한 배관들이 필요하다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 고로 노체 냉각 장치(100)는 내화물 시공배관(140)과, 경사연결배관(145)을 더 포함한다.

내화물 시공배관(140)은 철피(10)를 두께 방향으로 관통하여 틈새(110)까지 연통하도록 설치되는 배관이다.

다시 말해, 내화물 시공배관(140)의 입구(143)는 철피(10)의 외부로 소정 길이를 갖도록 돌출되며, 내화물 시공배관(140)의 출구(141)는 틈새(11)와 연통하는 구조를 가진다.

이에 따라, 철피(10)의 외부에서 내화물 시공배관(140)을 이용하여 물이 혼합한 반 액체상태의 내화물(C)를 틈새(11)까지 손쉽게 공급할 수 있다.

경사연결배관(145)은 내화물 시공배관(140)의 입구(143)에 연결된다.

경사연결배관(145)은 내화물 시공배관(140)으로부터 소정 각도로 상향으로 경사지게 배치될 수 있다.

경사연결배관(145)은 수평으로 연결된 내화물 시공배관(140)의 배치 형태로 인하여 반 액체상태의 내화물(C)을 공급할 때 발생될 수 있는 불편을 해소하기 위한 것으로, 반 액체상태의 내화물(C)을 손쉽게 유입시킬 수 있다.

이와 같이 구성됨에 따라, 경사연결배관(145)을 통해 유입된 반 액체상태의 내화물(C)은 내화물 시공배관(140)을 통해 틈새(11)에 시공되어 부정형 내화물(130)을 형성한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치의 세부 구성도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치에서 씰링 튜브의 작동관계를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치(100)는 냉각부재(110)와 부정형 내화물(130)과 함께, 부정형 내화물(130)의 시공 시 이의 외부 유출을 방지하는 씰링 튜브(160)를 포함한다.

씰링 튜브(160)는 냉각부재(110)로부터 철피(10)를 향해 돌출되는 형상을 가진다. 그리고 씰링 튜브(160)는 외부로부터 에어를 공급받아 체적이 팽창될 수 있는 소재 및 형상을 가진다.

구체적으로 설명하면, 씰링 튜브(160)는 부정형 내화물(130)의 시공 영역 경계 부위에 위치하는데, 상기 위치에서 설치된 상태를 유지하도록 냉각부재(110)의 일면에 위치가 고정될 수 있다.

씰링 튜브(160)에 관하여 도 5를 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 5를 참조하면, 씰링 튜브(160)의 일단부(1602)는 냉각부재(110)에 설치되어 위치가 고정된다. 그리고 씰링 튜브(160)의 타단부(1601)는 에어 공급 시 체적이 팽창되어 철피(10)의 마주하는 면을 향해 돌출하여 밀착되는 형상을 가진다.

냉각부재(110)에는 철피와 대면하는 일면에 도브테일 홈(113)이 구비된다.

씰링 튜브(160)의 일단부(1602)는 도브테일 홈(113)에 대응하는 형상을 가지며 도브테일 홈(113)에 삽입되어 위치가 고정될 수 있다.

그리고 씰링 튜브(160)의 타단부(1601)는 체적 팽창 시 철피(10)에 소정 크기의 면적으로 밀착되는 밀착 면(1603)를 구비할 수 있다.

즉, 에어가 공급되면 씰링 튜브(160)의 타단부(1601)는 철피를 향하여 더욱 돌출하도록 체적이 팽창된다.

그 결과 씰링 튜브(160)의 타단부(1601)는 철피(10)에 밀착 면(1603)을 통해 밀착되며, 밀착 면(1603)을 통해 씰링 효과가 강화될 수 있다.

이로써, 부정형 내화물(130, 도 4 참조)이 시공영역의 경계 부위 외측으로 유출되는 현상을 완벽히 차단할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치(100)는 씰링 튜브(160)의 체적 팽창을 위해 에어를 공급하는 에어 공급부(163)와, 에어 공급 라인(161)을 포함한다.

에어 공급부(163)는 철피(10)의 외부에서 씰링 튜브(160)의 체적 팽창에 필요한 에어를 공급한다.

에어 공급 라인(161)은 에어 공급부(163)와 씰링 튜브(160) 사이에 연결되며, 에어 공급부(163)에서 공급된 에어를 씰링 튜브(160)의 내부로 주입한다.

예를 들어, 에어 공급 라인(161)은 철피(10)를 통과하여 냉각부재(110)의 일면에 설치된 씰링 튜브(160)까지 연결될 수 있다. 이를 위해, 에어 공급 라인(161)은 내화물 시공배관(140)을 통해 철피를 관통하는 구조를 가질 수 있다.

이와 같이, 내화물 시공배관(140)은 반 액체상태인 내화물(C)을 틈새로 주입시키는 기능과 함께 에어 공급 라인(161)을 씰링 튜브(160)까지 연결시켜주는 통로를 제공하는 기능도 제공할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치(100)는 역류방지부(170, 도 5 참조)를 더 포함한다.

도 5를 참조하면, 에어 공급 라인(161)에 역류방지부(170)가 구비된다.

역류방지부(170)는 부정형 내화물(130, 도 4 참조)의 시공에 필요한 설정시간 동안 씰링 튜브(160) 내부로 주입된 공기가 빠져 나오는 것을 방지한다. 다시 말해, 역류방지부(170)는 부정형 내화물(130, 도 4 참조)이 시공되어 굳어지기 위해 필요한 시간 동안 씰링 튜브(160)에 채워진 공기가 외부로 배출되는 것을 방지하여 씰링 튜브(160)의 체적 팽창이 유지되도록 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치의 작동 관계를 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 노체 냉각 장치에서 에어 공급에 의해 팽창된 씰링 튜브가 철피에 밀착된 후 부정형 내화물이 주입되어 시공되는 과정을 보여주는 도면이다.

도 6을 참조하면, 냉각부재(110)의 일면에 마련된 도브테일 홈(113, 도 5 참조)을 이용하여 씰링 튜브(160)를 설치한다.

다음으로, 부정형 내화물(130)의 시공 전에 씰링 튜브(160)에 에어를 공급하여 씰링 튜브(160)의 체적을 팽창시킨다. 그 결과, 씰링 튜브(160)는 철피(10)에 밀착하여 소정 크기의 면적을 갖는 밀착 면(1603)을 구비하게 된다. 이로써, 씰링 튜브(160)는 부정형 내화물(130)의 시공영역 경계 부위에 위치한 틈새를 완벽하게 차단하게 된다.

그 다음으로, 경사연결배관(145)으로 반 액체상태인 내화물(C)을 유입시켜 내화물 시공배관(140)을 통해 틈새로 주입한다. 이와 같이 부정형 내화물(130)의 시공 후 일정 시간(예: 4 ~ 5 시간 등)이 경과되면 부정형 내화물(130)이 서서히 굳어지게 된다. 이때, 역류방지부(170)는 부정형 내화물(130)이 서서히 굳어지는 동안 씰링 튜브(160)로 공급된 공기가 외부로 배출되는 것을 방지하여, 씰링 튜브(160)의 체적이 수축되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 냉각수를 순환시키는 냉각수 유로가 연결된 냉각부재를 이용하여 노체 철피의 열 부하를 차단하고 노체 안정화를 통해 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

나아가, 노체 철피를 보호하는 냉각부재의 교체 이후에 철피와 냉각부재 사이의 틈새로 부정형 내화물을 시공하여 열풍 유입을 방지할 수 있어, 노체 안정화를 도모하고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

더 나아가, 노체 철피를 보호하는 냉각부재의 설치 이후에 철피와 냉각부재 사이에 시공된 부정형 내화물의 외부 유출을 막도록 자체 씰링 기능을 가질 수 있는 효과가 있다.

특히, 노체 철피의 바깥쪽에서 에어를 공급하는 간단한 조작만으로도 부정형 내화물의 외부 유출을 방지할 수 있어 작업이 손쉬우며 부정형 내화물의 외부 유출로 인한 각종 문제를 미연에 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 고로(또는 용광로)
10: 철피
11: 틈새
100: 고로 노체 냉각 장치
110: 냉각부재
113: 도브테일 홈
130: 부정형 내화물
140: 내화물 시공배관
141: 내화물 시공배관 출구
143: 내화물 시공배관 입구
145: 경사연결배관
150: 냉각수 유로
151: 냉각수 공급관
153: 냉각수 배출관
160: 씰링 튜브
1601: 씰링 튜브의 타단부
1602: 씰링 튜브의 일단부
1603: 밀착 면
161: 에어 공급 라인
163: 에어공급부
170: 역류방지부
190: 정형 내화물(또는 정형 브릭)

Claims (8)

1. 노체의 철피에 대면하여 교체 가능하게 설치되는 냉각부재;
   상기 철피의 외부에서 상기 철피를 관통하여 주입되고, 상기 냉각부재와 상기 철피 사이의 틈새를 메워 시공되는 부정형 내화물; 및
   상기 냉각부재로부터 상기 철피를 향해 돌출되도록 상기 냉각부재에 설치되며, 에어 공급에 의해 체적이 팽창되어 상기 부정형 내화물의 시공영역 경계 부위에 위치한 틈새를 씰링하는 씰링 튜브;
   를 포함하는 고로 노체 냉각 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 씰링 튜브의 일단부는,
   상기 냉각부재에 설치되어 위치가 고정되고,
   상기 씰링 튜브의 타단부는,
   에어 공급 시 상기 철피를 향해 체적이 팽창되는 것을 특징으로 하는
   고로 노체 냉각 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 냉각부재는,
   상기 철피와 대면하는 일면에 도브테일 홈을 구비하며,
   상기 씰링 튜브의 일단부는,
   상기 도브테일 홈에 대응하는 형상을 가지며, 상기 도브테일 홈에 삽입되어 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는
   고로 노체 냉각 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 철피의 외부에서 상기 씰링 튜브의 체적 팽창에 필요한 에어를 공급하는 에어 공급부; 및
   상기 에어 공급부와 상기 씰링 튜브 사이에 연결되며, 상기 에어 공급부에서 공급된 에어를 상기 씰링 튜브의 내부로 주입하는 에어 공급 라인;
   을 더 포함하는 고로 노체 냉각 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 에어 공급 라인에 구비되며, 상기 부정형 내화물의 시공에 필요한 설정시간 동안 상기 씰링 튜브의 내부로 주입된 공기의 역류 배출을 방지하는 역류방지부;
   를 더 포함하는 고로 노체 냉각 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 철피를 두께 방향으로 관통하여 상기 틈새까지 연통하도록 설치되며, 상기 부정형 내화물을 상기 틈새로 주입하는 내화물 시공배관;
   을 더 포함하는 고로 노체 냉각 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 내화물 시공배관의 입구에 연결되며, 상기 내화물 시공배관으로부터 소정 각도로 경사지게 배치되어 상기 부정형 내화물을 유입시키는 경사연결배관;
   을 더 포함하는 고로 노체 냉각 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 냉각부재의 내부에 마련되며 냉각수가 유동하는 냉각수 유로;
   상기 철피의 외부와 상기 냉각수 유로의 입구 사이에 연결되며, 상기 철피의 외부로부터 공급된 냉각수를 상기 냉각수 유로의 입구로 공급하는 냉각수 공급관; 및
   상기 냉각수 유로의 출구와 상기 철피의 외부 사이에 연결되며, 상기 냉각수 유로의 출구로부터 배출된 냉각수를 상기 철피의 외부로 배출하는 냉각수 배출관;
   을 포함하는 고로 노체 냉각 장치.

Images