KR20020025598A

KR20020025598A - 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치

Info

Publication number: KR20020025598A
Application number: KR1020000057522A
Authority: KR
Inventors: 위흥덕
Original assignee: 이구택; 주식회사 포스코
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-04

Abstract

본 발명의 목적은 슬리브의 제한된 공간에 형성되는 공기유입구를 통해 유입되는 공기의 양을 최대로 함으로서 가스덕트 입구에서부터 불완전 연소된 가스를 신속하게 연소시켜 가스덕트의 설비크기를 줄이고, 설비트러블을 방지하며 불완전 연소된 가스의 대기방출을 억제할 수 있도록 된 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 전기로의 가스덕트에 있어서, 가스덕트의 슬리브에 설치되어 외부 공기를 유인하기 위한 공기 유도부와, 공기 유도부를 통해 유도된 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 된 댐퍼링부 및, 댐퍼링부를 통해 유입된 공기의 유입속도을 가속화시켜 유입량을 증가시키기 위한 공기 유입 가속부를 포함하는 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치를 제공한다.

Description

전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치{Device for accelerating inflow of air for gas duct in electric furnace}

본 발명은 전기로 루프와 연결되어 가스가 배출되는 가스덕트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스덕트의 슬리브에 설치되어 덕트 내부로 유입되는 공기를 가속화시키도록 된 전기로 가스덕트의 공기 유입 가속화장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로 전기로의 루프 상부로 수직 연결된 3개의 전극봉에 고전압을 인가하면 고열의 아크열이 발생되면서 전기로 내의 고철을 용해하게 된다. 이때 용해열을 얻거나 용강의 온도를 높이기 위해 산소가 취입된다.

취입된 산소는 강중의 탄소와 반응하여 열을 발생시키게 되는 데, 강과의 반응에 따른 부산물로서 일산화탄소를 포함한 다량의 폐가스가 발생하게 되고, 폐가스와 먼지, 용융 슬래그 등은 루프 상부의 가스포트링에 연결된 엘보와 엘보에 연결되는 오픈가스덕트를 지나 집진설비로 보내지게 된다.

이 과정에서 불완전 연소된 일산화탄소가스는 가스덕트 입측에 설치된 슬리브를 지나면서 슬리브 전면에 형성된 공기 유입구에서 유입되는 공기중의 산소와 반응하여 2차연소가 이루어지게 된다.

2차연소가 이루어진 폐가스는 가스덕트를 지나 냉각기에서 냉각된 후 믹싱을 하여 필터에서 더스트를 걸른 후 굴뚝을 통해 배출된다.

그런데, 2차연소가 이루어지는 가스덕트는 연소중 밸생되는 열을 식히기 위해 냉각배관형태로 이루어지기 때문에, 가스덕트 내부에서 연소되는 가스의 양이 많을수록 냉각수 양도 증가하게 되어 가스덕트 및 냉각수설비가 커지게 되고, 이로 인한 설비트러블이 발생되었다.

즉, 설비 증대에 따른 냉각수 누수가 발생되고, 누수된 냉각수가 필터를 막게되어 폐가스의 집진능률을 저하시키는 원인이 되며, 이와같이 가스덕트에 문제가 발생함으로서 2차연소가 제대로 일어나지 않게 되어 불완전 연소된 일산화탄소가스는 미처리된 상태에서 굴뚝을 통해 대기중으로 배출되는 문제가 발생된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 슬리브의 제한된 공간에 형성되는 공기유입구를 통해 유입되는 공기의 양을 최대로 함으로서 가스덕트 입구에서부터 불완전 연소된 가스를 신속하게 연소시켜 가스덕트의 설비크기를 줄이고, 설비트러블을 방지하며 불완전 연소된 가스의 대기방출을 억제할 수 있도록 된 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 유입 가속화장치의 설치위치를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 공기 유입 가속화장치의 조립 상태도,

도 3은 본 발명에 따른 공기 유입 가속화장치의 조립 상태도,

도 4는 본 발명에 따른 도 2의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 슬리브 11 : 공기유입구

20 : 내부관 21,31,41,51,61 : 홀

22 : 나팔관 30 : 중간링

33 : 중간나팔관 40 : 유도링

42 : 플레이트 43 : 장홀

50 : 외부링 60 : 댐퍼링

62 : 핀 70 : 구동실린더

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가스덕트의 슬리브에장착되어 공기 유입을 가속하시키기 위한 다단계 링으로 이루어진다.

다단계 링은 공기 유입 가속부와, 외부 공기를 유인하는 공기 유도부, 공기의 유입량을 조절하기 위한 댐퍼링부로 이루어진다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부된도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 유입 가속화장치의 설치위치를 도시한 도면이다.

상기한 도면에 의하면, 전기로(100)에서의 용융중에 발생되는 폐가스와 먼지, 용융 슬래그 등은 루프 상부의 가스포트링에 연결된 엘보(110)와 엘보(110)에 연결되는 오픈가스덕트(120)를 지나 집진설비로 보내지게 되는 데, 엘보(110)와 연결되는 가스덕트(120)의 슬리브(10)에 본 장치가 장착되게 된다.

본 발명은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 슬리브(10)에 끼워지고 크기가 각각 다른 다단계 링(20,30,40,50,60)으로 이루어진다. 각 링(20,30,40,50,60)은 외주면을 따라 방사방향으로 일정간격을 두고 공기가 유입되는 홀(21,31,41,51,61)이 형성되는 데, 이 홀(21,31,41,51,61)은 슬리브(10)의 외주면에 형성된 공기유입구(11)와 동일한 위치에 형성되며, 링(20,30,40,50,60)의 중심에 대해 홀(21,31,41,51,61)의 형성 각도는 모두 동일함으로서 각 링(20,30,40,50,60)의 홀은 슬리브(10)의 공기유입구(11)와 상호 일치하게 된다.

각 링(20,30,40,50,60)은 여러개가 한조를 이루어 각각 외부 공기를 유인하기 위한 공기 유도부와, 공기 유도부를 통해 유도된 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 된 댐퍼링부 및, 댐퍼링부를 통해 유입된 공기의 유입속도을 가속화시켜 유입량을 증가시키기 위한 공기 유입 가속부로 구분된다.

공기 유입 가속도부는 슬리브(10) 외주면에 밀착설치되고 슬리브(10)에 형성된 공기유입구와(11)와 일치하는 위치에 홀(21)이 형성된 내부링(20)과, 내부링 (20)의 외측면에서 홀(21)에 부착설치되고 끝단으로 갈수록 크기가 커지도록 된 나팔관(22)으로 이루어진다.

여기서 본 고안의 일실시예에 따르면 내부링(20) 외측에는 내부링(20)과 동일한 구조의 중간링(30)이 삽입되는 데, 중간링(30)에 형성되는 홀(31)의 크기는내부링(20)에 설치된 나팔관의 끝단 크기와 동일하며 중간링(30) 외측에는 상기 나팔관(22)과 동일한 구조의 중간나팔관(33)이 부착설치된다.

중간나팔관(33) 내측크기는 나팔관(22)의 외측 크기와 동일하고 역시 외측으로 갈수록 크기가 커지는 구조로 되어 있다.

따라서 공기는 나팔관(22,33)을 통해 홀(21,31)로 유입되는 데, 공기가 나팔관(22,33)을 통과하는 과정에서 유속이 빨라지면서 공기 유입량이 증가되는 것이다.

상기 유도부는 다단계로 끼워진 관 중에서 최외측에 위치한 유도링(40)으로 이루어지고, 유도링(40) 외주면은 상기한 바와같이 홀(41)이 형성되며, 측면은 각 홀(41)의 형성위치에 원호형태로 만곡된 구조로 되어 있다. 이에 따라 공기의 유입을 증대시키게 된다.

한편, 댐퍼링부는 내측의 가속도부와 외측의 유도부 사이에 설치되는 것으로, 중간링(30) 외측에서 중간나팔관(33) 끝단에 밀착되어 끼워지고 측면에는 중간나팔관(33) 끝단 크기와 동일한 크기로 홀(51)이 형성된 외부링(50)과, 외부링(50) 외측에 회동가능하게 삽입되고 표면에는 외부링(50)의 홀(51)과 동일한 크기의 홀(61)이 형성된 댐퍼링(60) 및, 댐퍼링(60)을 외부링(50)에 대해 회동시켜 홀(51) 개폐량을 선택적으로 조절하기 위한 조절수단을 포함하여 이루어진다.

조절수단은 유도링(40) 하부에 장착되는 구동실린더(70)와, 유도링(40) 하부를 통해 돌출되고 댐퍼링(60)에 돌출설치되어 상기 구동실린더(70)의 피스톤로드 선단에 연결되는 키(62)로 이루어진다.

구동실린더(70) 설치를 위해 유도링(40) 하부에는 플레이트(42)가 부착설치되고, 플레이트(42)에 구동실린더(70) 선단이 힌지결합되며 피스톤로드 선단은 플레이트(42)에 형성된 장홀(43)을 통해 돌출된 키(62)와 역시 힌지결합시킴으로서, 구동실린더(70)를 신축작동함에 따라 댐퍼링(60)이 외부링(50)과 유도링(40) 사이에서 일정량 회동되도록 한다.

미설명된 도면부호 (71)은 구동실린더(70)의 신장정도를 조절하여 댐퍼링 (60)의 개폐량을 제어하기 위한 조절스위치이다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

전기로(100)에서 용해 및 용강 제조 작업이 시작되면 집진모터가 가동하게 되어 전기로(100) 내부에서 발생되는 폐가스와 흄, 더스트가 대천장에 설치된 엘보(110)를 통해 빠져나오게 되고, 연속해서 슬리브(10)와 가스덕트(120)를 지나 집진설비로 보내지게 된다.

이때, 슬리브(10)를 지나면서 본 장치의 링(20,30,40,50,60)을 통해 공기가 급속히 유입되어 폐가스의 2차연소가 활발히 이루어지게 된다.

즉, 작업자가 구동실린더(70)를 작동시켜주게되면 핀(62)으로 연결되어 있는 댐퍼링(60)이 외부링(50)에 대해 회동하게 되어, 댐퍼링(60)에 형성된 홀(61)이 외부링(50)에 형성된 홀(51)에 일치하면서 홀(51)이 개방되게 된다.

댐퍼링(60) 회동에 따라 외부링(50) 홀(51)이 개방됨에 따라, 공기유도링 (40)과 댐퍼링(60) 및 중간링(30)과 내부링(20)에 이르는 모든 홀(21,31,41,51,61)이 개방상태가 된다.

따라서 유도링(40)을 통해 외부의 공기가 홀(21,31,41,51,61)을 통해 빨려들어가 슬리브(10)의 공기유입구(11)를 통해 가스덕트(120) 내부로 유입되게 된다.

유도링(40)은 자체의 형상이 연속적인 파형을 이룸에 따라 좀더 많은 양의 공기를 홀(41)을 통해 유도하게 된다.

한편, 외부링(50)을 지난 공기는 중간링(30)과 내부링(20)에 설치되어 있는 나팔관(22,33)을 지나게 되는 데, 이 과정에서 나팔관(22,33)을 지나면서 공기의 유속이 급격히 빨라지게 되어 유입량이 증대된다.

이러한 현상은 좁은 관을 통과할 때 유속이 빨라지는 베르누이 정리를 적용하여 설명될 수 있는 데, 나팔관(22,33)은 도 4에 도시된 바와 같이 외부링(50)쪽에서 슬리브(10)쪽으로 갈수록 크기가 작아지는 구조로 되어 있기 때문에 나팔관(22,33)을 통과하는 공기는 점점 좁아지는 나팔관(22,33)을 지나 슬리브(10) 내부로 유입되면서 그 유입속도를 최대로 높이게 된다.

이에 따라 슬리브(10)에 형성된 공기유입구(11)만을 통과하는 공기의 양보다 1차로 중간나팔관(33)을 통과하고 2차로 나팔관(22)을 통과하여 최종적으로 슬리브(10)의 공기유입구(11)를 통과하면서 증가된 유속에 의해 유입되는 공기의 양이 더욱 많아지게 되는 것이다.

이와같이 유입속도가 빨라짐에 따라 슬리브(10) 내로 유입되는 공기의 양도 증가되고 따라서 슬리브(10) 입구에서부터 증가된 공기중의 산소에 의해 불완전 연소된 가스가 완전 연소될 수 있게 된다.

한편, 강중에 산소를 취입하지 않는 시기에는 구동실린더(70)를 작동하여 댐퍼링(60)을 회동시킴으로서 외부링(50) 홀(51)의 개도율을 슬리브(10)의 공기유입구(11) 크기에 일치시켜 정상상태의 작업이 진행되도록 한다.

즉, 구동실린더 작동에 따라 외부링(50) 홀(51)의 개도율을 달리할 수 있게 되는 데, 이에 따라 효율적인 2차연소를 수행할 수 있게된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치에 의하면, 공기의 유속을 높여 슬리브 내로 유입되는 공기의 양을 증가시킴으로서, 2차연소가 슬리브 입구쪽에서 활발히 일어나게 되고, 가스덕트 내부에서 발생되는 2차연소를 줄일 수 있게 된다.

따라서 냉각설비 및 전체적인 설비의 크기를 줄일 수 있게 되어 비용 단축 및 설비트러블 방지의 효과가 있다. 또한 연소효율을 높여 대기중으로 방출되는 일산화 탄소의 양을 최대한 억제할 수 있게 되는 것이다.

Claims

전기로의 가스덕트에 있어서,

가스덕트의 슬리브에 설치되어 외부 공기를 유인하기 위한 공기 유도부와, 공기 유도부를 통해 유도된 공기의 유입량을 조절할 수 있도록 된 댐퍼링부 및, 댐퍼링부를 통해 유입된 공기의 유입속도을 가속화시켜 유입량을 증가시키기 위한 공기 유입 가속부를 포함하는 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공기 유입 가속도부는 슬리브 외주면에 밀착설치되고 슬리브에 형성된 공기유입구와와 일치하는 위치에 홀이 형성된 내부링과, 내부링의 외측면에서 홀에 부착설치되고 끝단으로 갈수록 크기가 커지도록 된 나팔관을 포함하는 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 댐퍼링부는 내측의 가속도부와 외측의 유도부 사이에 설치되어 나팔관 끝단에 밀착되고 측면에는 나팔관 끝단 크기와 동일한 크기로 홀이 형성된 외부링과, 외부링 외측에 회동가능하게 삽입되고 표면에는 외부링의 홀과 동일한 크기의 홀이 형성된 댐퍼링 및, 댐퍼링을 외부링에 대해 회동시켜 홀 개폐량을 선택적으로 조절하기 위해 유도링 하부에 장착되는 구동실린더와, 유도링 하부를 통해 돌출되고 댐퍼링에 부착설치되어 상기 구동실린더의 피스톤로드 선단에 연결되는 키를 포함하는 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 유도부는 다단계로 끼워진 관 중에서 최외측에 위치한 유도링으로 이루어지고, 유도링 외주면은 댐퍼링의 홀에 일치하는 크기의 홀이 형성되며, 측면은 각 홀의 형성위치에 원호형태로 만곡된 구조로 된 것을 특징으로 하는 전기로 가스덕트의 공기유입 가속화 장치.