KR102573457B1 - 고로의 노벽 냉각용 스테이브 - Google Patents

Abstract

노 내측에 라이너를 형성한 노벽 냉각용 스테이브에 있어서, 라이너의 온도 상승을 방지하여, 라이너의 수명을 늘릴 수 있는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브를 제공한다. 고로의 노벽 냉각용 스테이브를, 그 내부에 냉각수를 통과시키는 수로를 형성함과 함께 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 스테이브 본체 (1) 와, 스테이브 본체의 노 내측 표면에 수평으로 복수 형성된 수평 홈으로서, 복수의 수평 홈으로 구성된 오목부 및 복수의 수평 홈 사이에 구성된 볼록부를 구성하는 수평 홈 (13) 과, 수평 홈 사이의 볼록부에 수직 방향으로 복수 형성된 수직 홈 (4) 과, 스테이브 본체의 수평 홈에 끼워 맞춰 형성되어 그 선단이 노 내로 돌출하는 복수의 라이너 (2) 를 구비하고 있고, 복수의 라이너 사이의 수직 방향의 간극 (5) 이 수직 홈 (4) 과 수평 방향으로 상이한 위치가 되도록 구성한다.

Description

고로의 노벽 냉각용 스테이브{BLAST FURNACE WALL-COOLING STAVE}

본 발명은 고온에 노출되는 고로 (高爐) 등의 노벽을 냉각시켜 보호하기 위해서 사용되는 노벽 냉각용 스테이브에 관한 것이다.

종래, 고로 노체를 노 (爐) 내 열부하로부터 보호하기 위해서 노벽 냉각용 스테이브 (이하, 스테이브라고도 기재한다) 가 사용되고 있다. 스테이브는, 주철이나 압연 구리, 주물 구리 등으로 제조된 스테이브 본체를 가지며, 스테이브 본체에는 냉각용 수로를 가지고 있다. 스테이브에는 스테이브를 고로에 장착하기 위한 부재나, 스테이브 본체의 표면에 스테이브 본체와는 상이한 종류의 금속이나 내화물제 부재가 장착되는 경우도 있으며, 스테이브 본체, 수로, 스테이브 본체에 장착된 부재 등을 합친 총체가 스테이브라고 불리고 있다. 최근, 고로 노체의 고(高)열부하에 대응하기 위해서, 보다 냉각 능력이 높고 내구성이 있는 스테이브가 요구되어 오고 있다.

그 이유는, 고로의 주된 환원재가 되는 코크스의 제조에 적합한 원료탄의 자원 고갈이 진행되어, 그 코크스 대신에 고로의 풍구로부터 연료탄을 불어넣는 미분탄 취입량을 늘리고 있는 것을 들 수 있다. 미분탄 취입량을 증대시키면, 노 내의 통기 저항이 증대하여, 노벽을 따라 상승하는 기류가 증가하는 결과, 스테이브의 열부하가 커져, 수명도 짧아지기 때문이었다.

이와 같은 노벽 냉각용 스테이브는, 고로 노체의 내측에 노체 철피와 볼트를 사용하여 고정 장착되어 있다. 즉, 도 5 에 그 일례를 나타내는 바와 같이, 스테이브 본체 (51) 는, 고로 노체의 철피 (61) 에 볼트 (52) 와 너트 (53) 를 사용하여 나사고정에 의해 고정되어 있다. 그리고, 스테이브 본체 (51) 의 급배수용 배관 (54-1, 54-2) 은, 고로 노체의 철피 (61) 에 뚫린 구멍 (62) 을 관통하여 형성되어 있고, 급배수용 배관 (54-1, 54-2) 을 통해서 노체 외측으로부터 급수, 배수된다.

노벽 냉각용 스테이브를 개량하는 기술로서, 종래, 고로의 열부하가 높은 지점에 장기간 사용하여 노 내측의 내화물이 손상된 경우에도, 고로 내용물로부터 생성되는 안정된 슬래그 고착층의 형성에 의해 단열되어, 수명을 늘리기 위해서, 스테이브 본체의 노 내측에 고로의 내용물이 퇴적하기 쉬운 홈 형상의 구조를 형성하는 것이 알려져 있다. 또, 열에 의한 스테이브의 변형을 억제하기 위해서 스테이브 본체의 표면에 냉각제 관로의 방향으로 연장하는 홈을 형성하는 것이 알려져 있다 (특허문헌 1). 또, 스테이브를 보호하는 효과를 높이기 위해서, 스테이브 본체의 수평 홈에 감합하는 내열 금속 재료에 의한 라이너를 형성하는 것이 알려져 있다 (특허문헌 2).

일본 공개특허공보 2003-269867호 일본 공개특허공보 2000-119713호

그러나, 상기 특허문헌 1 과 같이, 노 내로부터의 수열 (受熱) 에 의한 신장을 감쇄시켜 변형을 방지하는 복수의 홈 중 수직 홈을 형성한 경우에는, 수직 홈을 따라 상승하는 기류가 존재한다. 그 결과, 기류에 의해 슬래그 고착층이 배제되고, 수직 홈이 존재하는 지점에서는, 그 부분에 슬래그 고착층이 형성되지 않고, 당해 지점으로부터 스테이브로의 입열이 커진다. 따라서, 수직으로 관통하는 홈에 의해 열에 의한 변형을 흡수하는 구조를 취하였다고 해도, 그 홈의 내면으로부터 수열하기 때문에 오히려 온도가 상승하여, 변형 흡수의 효과가 약해져 버리는 문제가 있었다.

또, 상기 특허문헌 2 와 같이, 스테이브의 노 내측에 스테이브에 직접 열이 전해지지 않도록, 라이너를 형성하였다고 해도, 그 라이너 표면이 평활했던 경우에는, 노 내측에 슬래그 고착층이 형성되지 않고, 라이너 표면이 직접 고온의 노 내 기류에 노출된다. 그 때문에, 라이너의 온도가 상승하기 때문에, 라이너의 수명이 짧아져, 스테이브 보호 효과는 한정적인 문제가 있었다. 특히, 라이너를 노 내측으로부터 볼트로 고정시킨 경우에는, 볼트의 온도가 라이너 온도보다 더욱 높아져, 볼트의 수명이 짧아지기 때문에 라이너를 고정시킬 수 있는 기간도 짧아지는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은, 고온에 노출되는 고로 등의 노벽을 냉각시켜 보호하기 위해서 사용되는 노벽 냉각용 스테이브로서, 노 내측에 라이너를 형성한 노벽 냉각용 스테이브에 있어서, 라이너의 온도 상승을 방지하고, 라이너의 수명을 늘릴 수 있는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브를 제공하는 것에 있다.

종래 기술이 안고 있는 전술한 과제를 해결하고, 상기의 목적을 실현하기 위해서 예의 연구한 결과, 발명자들은, 이하에 서술하는 신규 고로의 노벽 냉각용 스테이브를 개발하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은, 고로의 노벽을 내면으로부터 냉각시키는 노벽 냉각용 스테이브로서, 그 내부에 냉각수를 통과시키는 수로를 형성함과 함께 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 스테이브 본체와, 스테이브 본체의 노 내측 표면에 수평으로 복수 형성된 수평 홈으로서, 복수의 수평 홈으로 구성된 오목부 및 복수의 수평 홈 사이에 구성된 볼록부를 구성하는 수평 홈과, 수평 홈 사이의 볼록부에 수직 방향으로 복수 형성된 수직 홈과, 스테이브 본체의 수평 홈에 끼워 맞춰 형성되어 그 선단이 노 내로 돌출하는 복수의 라이너를 구비하고 있고, 복수의 라이너 사이의 수직 방향의 간극이 수직 홈과 수평 방향으로 상이한 위치에 있는 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브이다.

또한, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 고로의 노벽 냉각용 스테이브에 있어서는,

(1) 상기 라이너의 노 내측으로부터 자리파기 구멍 및 자리파기 구멍 내에 관통하는 볼트 구멍을 형성함과 함께, 상기 스테이브 본체의 수평 홈의 저부 (底部) 의 상기 볼트 구멍에 대응하는 위치에 암나사 구멍을 형성하고, 상기 자리파기 구멍 및 상기 볼트 구멍을 통해서 볼트를 노 내측으로부터 삽입 통과시켜 상기 볼트를 상기 암나사 구멍에 고정시킴으로써, 상기 라이너를 상기 수평 홈 안에 끼워 맞춰 형성한 것,

(2) 상기 오목부의 수직 방향의 폭이 상기 볼록부의 수직 방향의 폭보다 커지도록 구성한 것,

(3) 상기 라이너의 재질이 상기 스테이브 본체의 재질보다 고온 강도가 높은 재질로 이루어지는 것,

(4) 상하로 인접하는 상기 라이너의 간극은 수평 방향으로 위치를 다르게 하는 것,

(5) 상하로 인접하는 상기 수직 홈은 수평 방향으로 위치를 다르게 하는 것,

(6) 상하로 인접하는 상기 라이너의 간극은 수평 방향으로 위치를 다르게 함과 함께, 상하로 인접하는 상기 수직 홈은 수평 방향으로 위치를 다르게 하는 것,

이 보다 바람직한 해결 수단이 되는 것으로 생각된다.

본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브에 의하면, 라이너가 노 내로 돌출되어 있으므로 라이너의 사이인 수평 홈 사이의 볼록부 선단부 및 라이너의 기부 (라이너가 스테이브 본체의 오목부에 끼워 맞춰져 있는 부분의 부근) 에도, 열전도율이 낮은 슬래그 고착층이 형성되어 유지된다. 이에 따라, 라이너의 온도 상승을 방해하고. 라이너의 수명을 늘릴 수 있다. 또, 라이너 사이의 수직 방향의 간극을 스테이브 본체의 볼록부에 형성한 수직 홈과 상이한 위치로 하고, 홈이 상하 방향으로 연통하지 않도록 하였으므로, 수직 홈을 따라 상승하는 기류를 방해하여 슬래그 고착층을 유지함과 함께, 라이너끼리의 간극 및 수직 홈 내면으로부터의 수열을 방해하여, 라이너 및 스테이브의 수명을 늘릴 수 있다.

또, 본 발명의 적합예에 의하면, 라이너의 노 내측으로부터 자리파기 구멍 및 자리파기 구멍 내에 관통하는 볼트 구멍을 형성함과 함께, 스테이브 본체의 수평 홈의 저부의 볼트 구멍에 대응하는 위치에 암나사 구멍을 형성하고, 자리파기 구멍 및 볼트 구멍을 통해서 볼트를 노 내측으로부터 삽입 통과시켜 볼트를 암나사 구멍에 고정시키고 있다. 그 때문에, 사용 중에 라이너 위치의 수평 방향으로 이동을 방해하여, 라이너 사이의 수직 방향의 간극이 수직 홈의 위치가 되는 것을 방지함과 함께, 라이너 사이의 간극을 일정하게 유지할 수 있다. 또, 자리파기 구멍 안에 슬래그 고착층이 형성됨과 함께, 라이너와 상면 하면 저면의 삼면에서 끼워 맞추는 스테이브 본체에 의해 효과적으로 냉각되기 때문에, 장기 사용에 의해서도 볼트가 손모되는 일은 없다.

또한, 본 발명의 다른 적합예에 의하면, 상하로 인접하는 라이너 사이의 수평 방향의 간극의 위치를 다르게 함으로써, 라이너 사이의 간극을 관통하여 기류가 빠져나가는 것을 방지하여, 기류에 의한 슬래그 고착층의 배제를 방지함과 함께, 라이너 사이의 수직 방향의 간극 및 수직 홈 내면으로부터의 수열을 방지함으로써, 라이너의 수명을 늘릴 수 있다. 나아가 또한, 본 발명의 또 다른 적합예에 의하면, 상하로 인접하는 수직 홈의 위치를 다르게 함으로써, 수직 홈이 관통하여 기류가 빠져나가는 것을 방지하여, 기류에 의한 슬래그 고착층의 배제를 방지함과 함께, 수직 홈 내면으로부터의 수열을 방지할 수 있어, 스테이브의 수명을 늘릴 수 있다. 또, 상기 인접하는 라이너 사이의 수직 방향의 간극의 위치를 다르게 함과 함께, 상기 상하로 인접하는 수직 홈의 위치를 다르게 한 경우에는, 상기 스테이브의 수명을 늘리는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브의 일례를 노 내측에서 본 도면이다.
도 2 는, 도 1 에 나타내는 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브에 있어서, 라이너를 장착하기 전의 스테이브의 일례를 노 내측에서 본 도면이다.
도 4 는, 도 3 에 나타내는 라이너를 장착하기 전의 스테이브의 A-A 선을 따른 단면도이다.
도 5 는, 종래예에 있어서의 노벽 냉각용 스테이브를 노체 철피에 고정시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브에 대해서 설명한다.

본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브는 : 그 내부에 냉각수를 통과시키는 수로를 형성함과 함께 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 스테이브 본체와 ; 스테이브 본체의 노 내측 표면에 수평으로 연장하도록 복수 형성된 수평 홈으로서, 복수의 수평 홈으로 구성된 오목부 및 복수의 수평 홈 사이에 구성된 볼록부를 구성하는 수평 홈과 ; 수평 홈 사이의 볼록부에 수직 방향으로 연장하도록 복수 형성된 수직 홈과 ; 스테이브 본체의 수평 홈에 끼워 맞춰 형성되어 그 선단이 노 내로 돌출하는 복수의 라이너를 구비하고 있고, 복수의 라이너 사이의 수직 방향으로 연장하는 간극이 수직 홈과 수평 방향에 있어서 상이한 위치가 되도록, 즉 복수의 라이너 사이의 수직 방향으로 연장하는 간극이 수직 홈과 연통하지 않도록 구성되어 있다.

간극이 홈과 연통하지 않도록 한다, 라는 것은, 홈의 상단 또는 하단 중 어느 쪽 또는 양방이 라이너에 의해 상하 방향으로 폐지 (閉止) 되어 있고, 홈을 구성하는 공간은 노 내면 방향으로만 개구되어 있는 상태를 가리킨다. 본 발명에 있어서는, 스테이브 본체에 존재하는 홈의 상하단 중 70 ％ 이상이 폐지되어 있는 것이 바람직하다. 홈의 상하단의 90 ％ 이상이 라이너에 의해 폐지되어 있는 상태가 더욱 바람직하고, 모든 위치에서 폐지되어 있는 것이 가장 바람직하다.

고로의 하부로부터 고온의 송풍을 실시하여 상부에서 발생 가스를 취출하는 고로의 노벽을 내면으로부터 냉각시키는 스테이브에 있어서는, 스테이브 표면을 따른 상방으로 향하는 기체의 흐름의 속도가 커졌을 경우에, 스테이브 내면의 열 전달율이 커져 스테이브의 온도가 상승하기 쉬워진다. 상기 서술한 구성의 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브에서는, 스테이브를 열전도율이 높은 구리 또는 구리 합금성으로 하였으므로, 스테이브의 노 내측 표면에 노 내측 슬래그가 냉각되어 고착층이 형성된다. 이에 따라, 스테이브 자체를 장기에 걸쳐 보호할 수 있다. 또, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브에서는, 스테이브 본체에 형성한 냉각수 통로에 물을 흘려 스테이브를 냉각시킨다.

스테이브 본체의 노 내측 표면에는, 수평으로 복수의 수평 홈을 형성한다. 그리고, 복수의 수평 홈으로 오목부를 구성하고, 복수의 수평 홈 사이 또는, 수평 홈과 스테이브 본체 위 또는 아래의 단부 (端部) 의 사이에 볼록부를 구성한다. 스테이브 본체의 수평 홈에는, 그 상면 하면 저면에 끼워 맞추고 선단이 노 내로 돌출하는 라이너를 형성한다. 라이너의 재질은 스테이브의 재질보다 경도와 고온 강도가 높고 열전도율이 작은 것이 바람직하다. 그 때문에, 스테이브 본체보다 온도가 상승해도 견딜 수 있음과 함께, 스테이브 본체에 전하는 열을 저감할 수 있다. 라이너가 노 내로 돌출되어 있으므로 라이너의 사이인 수평 홈 사이의 볼록부 선단부 및 라이너의 기부에도, 열전도율이 낮은 슬래그 고착층이 형성되어 유지된다. 라이너가 스테이브의 수평 홈과 끼워 맞춰 있는 밑부분은 스테이브에 냉각되어 저온으로 유지되지만, 노 내로 돌출한 선단부는 노 내의 열을 받아 고온이 된다.

스테이브 본체의 수평 홈에 인접하여 존재하는 볼록부에는, 볼록부의 연장 방향과 교차하도록, 홈이 형성된다. 이 홈은, 볼록부의 상단과 하단에 존재하는 수평 홈 또는 스테이브의 단부로 연결되는 개구부를 가지며, 그 개구부끼리를 잇도록 형성된다. 본 발명에 있어서는, 볼록부에 형성되는 홈을 수직 홈이라고 칭하지만, 볼록부의 연장 방향으로 90° 방향으로 한정되지 않는다. 이 홈이 존재함으로써, 온도 변화에 의해 스테이브 본체에 발생하는 열 응력에 의한 변형을 완화할 수 있다. 수직 홈의 폭은 1 ㎜ 이상, 50 ㎜ 이하가 적합하다. 보다 바람직하게는 8 ㎜ 이상, 30 ㎜ 이하이다. 수직 홈의 깊이는, 수평 홈과 동일한 깊이로 할 수 있지만, 그것보다 얕은 홈에서도 효과를 발휘한다. 볼록부의 돌출 높이 (볼록부 상단과 홈의 저면의 거리) 의 1/2 이상 깊이의 홈인 것이 바람직하다. 보다 바람직한 홈의 깊이는 볼록부의 돌출 높이의 3/4 배 ∼ 1 배 정도이다. 또, 볼록부에 형성되는 수직 홈은, 수평 방향으로 100 ㎜ ∼ 500 ㎜ 의 간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 냉각 수로의 피치에 맞추어 수직 홈의 간격은, 150 ㎜ ∼ 300 ㎜ 로 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

각 수평 홈에 끼워 맞춰지는 라이너는 복수로 분할되어 있고, 라이너 사이의 수직 방향의 간극에 의해 열팽창을 흡수하고 있다. 라이너 사이의 간극이 스테이브 본체의 수직 홈과 동일한 수직 위치에 있으면, 간극과 수직 홈이 관통하여 기류가 빠져 나간다. 그 때문에, 기류에 의해 슬래그 고착층을 배제함과 함께, 라이너 사이의 간극 및 수직 홈 내면으로부터 수열하기 때문에 온도가 상승한다. 그러나, 라이너 사이의 간극의 위치 및 수직 홈의 위치를 수평 방향으로 상이한 위치로 한 것으로, 기류가 빠져나가는 것을 방지하여, 효과적으로 열팽창을 흡수시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브의 적합예에 대해서 설명한다.

먼저, 라이너가 스테이브 본체의 수평 홈에 끼워 맞추고 있는 것만으로는, 사용 중에 라이너의 위치가 수평 방향으로 이동함으로써, 라이너 사이의 수직 방향의 간극의 위치가 수직 홈의 위치가 되는 경우가 있다. 그것을 방지함과 함께, 라이너 사이의 간극을 일정하게 유지하기 위해서, 라이너의 노 내측에 자리파기 구멍을 뚫고, 자리파기 구멍의 바닥에 볼트 구멍을 뚫고, 볼트 구멍에 볼트를 관통시켜, 스테이브 본체의 수평 홈에 형성한 암나사 구멍에 고정시킴으로써, 라이너가 수평 방향으로 이동하는 것을 방해할 수 있다. 볼트 자체는 스테이브 본체의 암나사 구멍에 의해 식혀지고, 자리파기 구멍 안에는 열전도율이 낮은 슬래그 고착층이 형성되므로, 볼트의 온도 상승을 피할 수 있다. 또한, 라이너에 뚫는 자리파기 구멍은, 스테이브의 수평 홈 사이의 볼록부 선단보다 노 외측으로 깊게 뚫려 있고, 볼트의 위치는 라이너와 상면 하면 저면의 삼면에서 끼워 맞추는 스테이브 본체에 의해 효과적으로 냉각되기 때문에, 볼트의 온도 상승을 피할 수 있어, 장기 사용에 의해서도 볼트가 손모되는 일은 없다. 본 발명의 라이너의 고정 방법에 의하면, 종래의 라이너의 고정 방법과 비교하여, 라이너의 탈락이나 파손을 효과적으로 방지할 수 있고, 라이너의 수명을 대폭 늘릴 수 있다. 그에 따라, 스테이브의 수명도 대폭 늘릴 수 있다.

다음으로, 스테이브 본체의 오목부의 수직 방향의 폭이 상기 볼록부의 수직 방향의 폭보다 커지도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 수평 홈 사이의 볼록부는 노 내의 열을 직접 받아 수평 홈의 온도보다 고온이 되므로 그 폭을 오목부보다 작게 하여 볼록부의 수열량을 저감할 수 있다. 또, 라이너는 스테이브의 수평 홈 사이의 볼록부의 선단보다 노 내로 돌출되어 있으므로, 상하로 인접하는 라이너의 간극에도 열전도율이 낮은 슬래그 고착층이 형성된다.

또, 라이너의 재질은 스테이브 본체의 재질보다 고온 강도가 높은 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 스테이브 본체보다 고온 강도가 높은 라이너의 재질의 일례로는, 스테인리스 스틸, SS 강 등을 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 상하로 인접하는 라이너 사이의 간극의 수평 방향의 위치를 다르게 함으로써, 라이너 사이의 간극이 관통하여 기류가 빠져나가는 것을 방지하여, 기류에 의한 슬래그 고착층의 배제를 방지함과 함께, 라이너끼리의 간극 및 수직 홈 내면으로부터의 수열을 방지할 수 있다. 라이너 사이의 간극은 5 ㎜ 이상, 500 ㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 라이너 사이의 간극의 수평 방향의 위치를 다르게 한다는 것은, 어느 높이의 라이너 사이의 간극의 직상부 및/또는 직하부에, 인접하는 라이너의 돌출부가 위치하도록 라이너를 배치하는 것이다. 그 때문에, 라이너 사이에 형성하는 간극의 간격은, 홈에 배치하는 라이너의 길이보다 짧은 것이 바람직하다. 라이너 사이의 간극 수의 70 ％ 이상의 간극에 있어서, 그 간극이 상하로 인접하는 라이너의 간극과 수평 방향의 위치가 상이한 것이 바람직하다.

또, 장기 사용에 의해 라이너가 마멸 또는 탈락한 경우에는, 스테이브 본체의 수평 홈에 열전도율이 낮은 슬래그 고착층이 형성된다. 그 경우, 상하로 인접하는 수직 홈의 수평 방향의 위치를 다르게 함으로써, 수직 홈이 관통하여 기류가 빠져나가는 것을 방지하여, 기류에 의한 슬래그 고착층의 배제를 방지함과 함께, 수직 홈 내면으로부터의 수열을 방지할 수 있다.

상하로 인접하는 수직 홈의 수평 방향의 위치를 다르게 한다는 것은, 어느 높이의 스테이브 본체 볼록부에 있어서 그 수직 홈의 개구부의 직상부 및/또는 직하부에 인접하는 스테이브 본체 볼록부가 위치하도록 수직 홈을 배치하는 것이다. 이 경우에도, 70 ％ 이상의 수직 홈에 있어서, 그 수직 홈의 수평 방향의 위치가 인접하는 볼록부의 수직 홈의 위치와 상이한 것이 바람직하다.

또한, 상기 서술한 상하로 인접하는 라이너 사이의 간극의 수평 방향의 위치를 다르게 하는 것, 및, 상기 서술한 상하로 인접하는 수직 홈의 수평 방향의 위치를 다르게 하는 것, 의 양자를 형성함으로써, 슬래그 고착층의 배제 방지를 보다 효과적으로 실시할 수 있다.

실시예

본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브의 일례를 노 내측에서 본 도면이며, 도 2 는, 도 1 에 나타내는 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브의 A-A 선을 따른 단면도이다. 이하, 도 1 및 도 2 를 참조하여, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브의 구성에 대해서 설명한다.

도 1 및 도 2 에 나타내는 예에 있어서, 스테이브 본체 (1) 는, 고로의 둘레 방향으로 다수 늘어놓여지고, 그 재질에는 일례로서 무산소동이 사용되고 있다. 스테이브 본체 (1) 에 절삭 가공에 의해 파인 수평 홈 (13) 에는, 복수의 라이너 (2) 가 라이너 (2) 사이에 수직 방향 (도 중 상하 방향) 의 간극 (5) 을 띄우고 끼워 맞춰져 있고, 육각구멍이 부착된 볼트 (3) 에 의해 체결되어 있다. 그 수평 홈 (13) 의 치수의 일례는, 깊이 (13a) 는 55 ㎜, 수직 방향의 폭은, 저부 (13b) 에서 75 ㎜, 개구부 (13c) 에서 70 ㎜ 로, 속으로 넓은 사다리꼴 형상이다. 그 때문에, 수평 홈 (13) 에 끼워 맞춘 라이너 (2) 가 빠지는 일은 없다. 또, 수평 홈 (13) 에 라이너 (2) 를 끼워 맞춘 후 볼트 (3) 에 의해 수평 방향으로 고정되어 있기 때문에, 라이너 (2) 사이의 수직 방향의 간극 (5) 의 폭은 외력에 의해 변하는 일이 없고, 일례로서 초기의 10 ㎜ 를 유지할 수 있다.

수평 홈 (13) 에 의해 오목부 (21) 가 형성되고, 상하의 수평 홈 (13) 사이에 볼록부 (22) 가 형성된다. 본 예에 있어서, 형성된 볼록부 (22) 에는, 복수의 수직 홈 (4) 이 절삭 가공에 의해, 일례로서, 폭 10 ㎜ 이고 깊이 55 ㎜ 로 형성되어 있다. 복수의 수직 홈 (4) 은, 모두 라이너 (2) 사이의 수직 방향의 간극 (5) 과는 수평 방향으로 어긋난 위치에 배치한다. 그 때문에, 고로의 노 내에 있어서, 수직으로 상승하는 기류가 빠져나가는 일은 없고, 노 내면에 형성된 슬래그 고착층이 라이너 (2) 에 유지된다.

또, 본 발명에서는, 상하로 인접하는 라이너 (2) 의 수직 방향의 간극 (5) 의 수평 방향의 위치, 및, 상하로 인접하는 수직 홈 (4) 의 수평 방향의 위치는 특별히 한정되지 않는다. 그러나, 적합예로서, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상하로 인접하는 라이너 (2) 의 수직 방향의 간극 (5) 은 수평 방향으로 위치를 다르게 하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 라이너 (2) 의 수직 방향의 간극 (5) 을 구성한 경우에는, 라이너 (2) 가 존재하는 경우에 있어서의 수직으로 상승하는 기류가 빠져나가는 것을 보다 적합하게 방지할 수 있다. 또, 적합예로서, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 상하로 인접하는 수직 홈 (4) 의 수평 방향의 위치를 다르게 하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 수직 홈 (4) 을 구성한 경우에는, 장기 사용에 의해, 라이너 (2) 가 마멸 내지 빠져 떨어졌을 경우에도, 상하의 수직 홈 (4) 끼리는 수평 방향으로 어긋난 위치에 있으므로, 수직으로 상승하는 기류가 빠져나가는 일은 없고, 노 내면에 형성된 슬래그 고착층이 유지된다.

도 2 는, 도 1 에 나타내는 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브의 A-A 선을 따른 단면도이다. 도 2 에 나타내는 예에 있어서, 소정 두께의 신동품 (伸銅品) 의 판인 스테이브 본체 (1) 에는, 바닥 쪽이 넓은 수평 홈 (13) 을 파고 있다. 스테이브의 수직 방향으로 배치되어 있는 냉각수 통로 (6) 는, 판의 하단면으로부터 건 드릴에 의해 상방으로 구멍이 뚫리고, 관통하지 않고 멈춘다. 그 상태에서, 냉각수 통로 (6) 에는, 스테이브의 노 외측에 해당되는 배면으로부터 급수구 (7) 와 배수구 (8) 가 냉각수 통로 (6) 와 동 (同) 지름으로 뚫려 있다. 급수구 (7) 에는 고로의 철피를 관통하여 노 외로부터 냉각수를 공급하는 급수관 (9) 을, 배수구 (8) 에는 고로의 철피를 관통하여 노 외로 냉각수를 배출하는 배수관 (10) 을, 각각 필릿 (fillet) 용접에 의해 스테이브 본체 (1) 에 장착되어 있다. 냉각수 통로 (6) 의 하방의 구멍은, 플러그 (11) 를 V 형 개선 (開先) 용접함으로써 봉지 (封止) 한다.

라이너 (2) 는, 스테이브 본체 (1) 에 파인 수평 홈 (13) 을 따라 수평으로 삽입되고, 소정의 위치에서 볼트 (3) 에 의해 체결된다. 볼트 (3) 는, 자리파기 구멍 (12) 의 바닥에 있기 때문에, 육각구멍이 부착된 볼트를 사용하여 육각 렌치로 단단히 조인다. 노 안에서는, 자리파기 구멍 (12) 안에도 슬래그 고착층이 형성되므로, 볼트 (3) 의 머리를 보호할 수 있다. 자리파기 구멍 (12) 은 볼트 (3) 의 온도가 상승하지 않도록, 수평 홈 (13) 사이의 볼록부 (22) 의 선단부보다 깊게 뚫려 있다.

도 3 은, 본 발명의 고로의 노벽 냉각용 스테이브에 있어서, 라이너를 장착하기 전의 스테이브의 일례를 노 내측에서 본 도면이고, 도 4 는, 도 3 에 나타내는 라이너를 장착하기 전의 스테이브의 A-A 선을 따른 단면도이다. 도 3 및 도 4 에 나타내는 예에 있어서, 스테이브 본체 (1) 에는, 프레이즈 가공에 의해 수평 홈 (13) 을 파고 있다. 수평 홈 (13) 의 바닥에는, 라이너 (2) 를 볼트 (3) 와 볼트 고정시키기 위한 암나사 구멍 (14) 을 탭 가공에 의해 뚫는다. 이 암나사 구멍 (14) 은, 냉각수 통로 (6) 에 관통하지 않도록, 냉각수 통로 (6) 를 수평 방향으로 비킨 위치에 형성하고 있다. 절삭 가공과 용접 가공이 끝난 후에, 수평 홈 (13) 에 끼워 맞추는 복수의 라이너 (2) 를 순차 측방으로부터 끼워 넣는다. 암나사 구멍 (14) 과 자리파기 구멍 (12) 과 동심 (同心) 의 볼트 구멍 (23) 의 중심이 일치한 곳에서, 볼트 (3) 에 의해 단단히 조이고, 수평 홈 (13) 을 따라 슬라이딩하는 것을 멈춘다.

본 발명에 관련된 고로의 노벽 냉각용 스테이브는, 노의 하부로부터 고온의 송풍을 실시하여 상부에서 발생 가스를 취출하는 고로의 노벽을 내면으로부터 냉각시키는 스테이브로서 특히 유효하지만, 고로 이외의 샤프트로(爐) 등에 있어서도, 고온에 노출되는 노벽 내부를 냉각시켜 보호하는 용도로서 유효하다.

1 : 스테이브 본체
2 : 라이너
3 : 육각구멍이 부착된 볼트
4 : 수직 홈
5 : 간극
6 : 냉각수 통로
7 : 급수구
8 : 배수구
10 : 배수관
11 : 플러그
12 : 자리파기 구멍
13 : 수평 홈
13a : 깊이
13b : 저부
13c : 개구부
14 : 암나사 구멍
21 : 오목부
22 : 볼록부
23 : 볼트 구멍

Claims (7)

1. 고로 (高爐) 의 노벽을 내면으로부터 냉각시키는 노벽 냉각용 스테이브로서, 그 내부에 냉각수를 통과시키는 수로를 형성함과 함께 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 스테이브 본체와, 스테이브 본체의 노 내측 표면에 수평으로 복수 형성된 수평 홈으로서, 복수의 수평 홈으로 구성된 오목부 및 복수의 수평 홈 사이에 구성된 볼록부를 구성하는 수평 홈과, 수평 홈 사이의 볼록부에 수직 방향으로 복수 형성된 수직 홈과, 스테이브 본체의 수평 홈에 끼워 맞춰 형성되어 그 선단이 노 내로 돌출하는 복수의 라이너를 구비하고 있고, 복수의 라이너 사이의 수직 방향의 간극이, 수직 홈의 상단 또는 하단 중 어느 쪽 또는 양방이 라이너에 의해 상하 방향으로 폐쇄되는 위치에 있는 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 라이너의 노 내측으로부터 자리파기 구멍 및 자리파기 구멍 내에 관통하는 볼트 구멍을 형성함과 함께, 상기 스테이브 본체의 수평 홈의 저부 (底部) 의 상기 볼트 구멍에 대응하는 위치에 암나사 구멍을 형성하고, 상기 자리파기 구멍 및 상기 볼트 구멍을 통해서 볼트를 노 내측으로부터 삽입 통과시켜 상기 볼트를 상기 암나사 구멍에 고정시킴으로써, 상기 라이너를 상기 수평 홈 안에 끼워 맞춰 형성한 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 오목부의 수직 방향의 폭이 상기 볼록부의 수직 방향의 폭보다 커지도록 구성한 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 라이너의 재질이 상기 스테이브 본체의 재질보다 고온 강도가 높은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상하로 인접하는 상기 라이너의 간극은 수평 방향으로 위치를 다르게 하는 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상하로 인접하는 상기 수직 홈은 수평 방향으로 위치를 다르게 하는 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상하로 인접하는 상기 라이너의 간극은 수평 방향으로 위치를 다르게 함과 함께, 상하로 인접하는 상기 수직 홈은 수평 방향으로 위치를 다르게 하는 것을 특징으로 하는, 고로의 노벽 냉각용 스테이브.

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