KR20020029782A - 금속로용 구리 냉각판 - Google Patents

Abstract

종래 기술에 따르면, 구리냉각판(10)은 용해로의 노 장갑판(15)에 탄력적으로 고정되며, 가스가 냉각제관들(13, 14)과 상기 노 장갑판(15) 사이에 보상기(16)를 설치하여 서로 용접시킴으로써 상호 기밀하게 연결하는 형태로 구성되어 있다. 이러한 구성은 교대로 발생하는 열부하로 인한 장치의 파손을 방지한다. 본 발명에 의하면, 적어도 하나의 고정점 고정 엘리먼트(11)는 상기 냉각제관들(13, 14)에 인접하여 형성된다. 그 결과로, 적어도 보상기(16)의 설치대수를 줄이는 효과를 제공하며 또한 비용을 절감시키는 효과를 가져온다.

Description

금속로용 구리 냉각판{COPPER COOLING PLATE FOR METALLURGICAL FURNACES}

노 냉각 시스템의 냉각판을 상이한 유형으로 노 장갑판의 내부 표면에 고정하는 점이 공지되어 있다. 노의 작동에 의해 제한되는 열 부하가 상이한 경우 교대로 이루어지는 냉각판의 열적 팽창의 결과로 냉각판의 고정부의 유형은 매우 중요한 의미를 갖는다.

그러므로 DE 27 43 380 A1으로부터는 나사를 이용하여 고로의 주철로 제조되는 냉각판들을 고로의 노 외장에 고정하는 점이 공지되어 있다. 상기 냉각판들에는 하나의 밀봉 후드가 제공되어 있다. 상기의 고정 유형의 경우 단점으로서는 냉각판의 열부하가 높은 경우 상기 고정 나사들이 팽창하고, 냉각판들은 노 중심 방향으로 이동할 수 있으며, 그럼으로써 고온의 노 가스가 냉각판들과 노 외장 사이의 간극을 통해 관류하며, 노 외장부는 통제할 수 없는 방식으로 가열된다는 것이다.

그러므로 DE 31 00 321 C1에는 노 외장 관통부의 영역 내에서 이격되어 냉각제 관들을 둘러싸는 보호관들을 냉각판들 내에 삽입하면서, 동시에 노 외장부 내 개구부들은 노 가스가 배출되지 않도록 밀폐되며, 상기 보호관들 중 적어도 하나의 보호관은 노 외장부에 고정 용접됨으로써 고정 베어링의 역할을 하며, 그리고 동일한 평면에 위치하는 추가 보호관들은 수평으로 변위 가능한 베어링으로서 설계되어 있는 점이 제안된다. 또한 상기의 고정 베어링의 역할을 하는 보호관들의 반대편에 위치하는 적어도 하나의 보호관은 수직으로 변위 가능한 베어링으로서 설계되며, 동일한 평면에 위치하는 추가 보호관들은 이동식 베어링으로서 설계되어 있다. 각각의 냉각제 관은 하나의 디스크를 통해 하나의 금속 보상기와 연결되어 있으며, 바람직하지 못한 노 가스 배출을 방지할 수 있도록 보호관들을 이용하여 냉각판들의 고정 위치를 밀폐하기 위해, 상기 금속 보상기는 보호 하우징에 의해 둘러싸여 있으며, 기밀방식으로 직접적으로 혹은 하나의 플루 소켓(flue socket)을 통해 노 외장부에 용접되어 있다.

DE 296 08 464 U1으로부터는 오직 냉각판들의 냉각제 관들을 이용하여서만 상기 냉각판들을 노 외장부에 고정하는 점이 공지되어 있다. 이러한 경우 냉각제 관들은 노 외장부 내 보어들을 통해 안내되며, 한편에서는 관형 피팅부에 용접되는 하나의 보상기를 이용하여, 다른 한편에서는 보상기와 냉각제 관 사이의 하나의 용접점을 이용하여 탄성을 가지는 방식으로 노 외장부와 연결된다.

본 발명은 고로(blast furnace), 용해로 혹은 용해 환원로와 같이 내화 라이닝 및 외부 노 장갑판(furnace armor plate)이 제공되어 있는 금속로용 구리 냉각판에 관한 것이다. 상기 구리 냉각판은 냉각제에 의해 관류되며, 노 장갑판과 내화 벽돌 라이닝 사이에 배치되어 있으며, 동시에 냉각제를 공급 및 배출하기 위한 구리 냉각판의 냉각제관들(coolant pipe)은 노 장갑판을 통과하여 외부 방향으로 안내되어 있으며, 노 장갑판과는 기밀 방식으로 용접되어 있다.

구리 혹은 저합금식 구리합금으로 구성되며, 자신의 내부에는 냉각제 덕트들이 배치되어 있으며, 압연, 단조 혹은 주조에 의해 제조되는 구리 냉각판들(소위 Cu-Staves)은 보통의 경우 상부측면에 4개의 냉각제 관들과 하부 측면에 4개의 냉각제 관들을 가지며, 동시에 그럼에도 불구하고 존재하는 냉각제 덕트들의 수에 상응하게 냉각제 관들은 상기 수량보다 적거나 많을 수 있다.

도 1은 상부에 배치되는 하나의 고정점 고정 요소와 구리 냉각판의 연결측면에 대한 평면도이며;

도 2는 도 1에 따르는 노 장갑판을 포함하는 구리 냉각판의 측면도이며;

도 3은 구리 냉각판의 중심에 배치되는 2개의 고정점 고정 요소들과 구리 냉각판의 연결측면에 대한 평면도이며;

도 4는 도 3에 따르는 노 장갑판을 포함하는 구리 냉각판의 측면도이다.

본 발명의 목적은 노 외장부에 대한 구리 냉각판용 고정부를 제공하며, 그럼으로써 더욱 큰 비용 없이도 구리 냉각판들을 설치 및 분해할 수 있도록 하며, 상기 구리 냉각판들로 하여금 그렇지 않았을 경우 통상 사용되는 보상기들의 일부를 포기할 수 있도록 하고, 또한 교대로 발생하는 열 부하에 대해서도 저항성을 갖도록 하는 점을 허용하는 것에 있다.

상기 목적은, 청구항 제 1항의 특징들을 가지는 최초에 언급한 유형의 구리 냉각판의 경우, 이 구리 냉각판들이 추가로 노 장갑판과 용접되는 냉각제 관들을 통해 고정하기 위해서 노 장갑판과 용접되는 고정점 고정 요소, 예컨대 고정 볼트를 통해 노 장갑판과 연결되어 있음으로 해서 해결된다. 이때 본 발명에 따라 2가지 기본적인 고정 변형예들을 생각해 볼 수 있는데, 즉 냉각판들의 각각의 크기와 냉각제 덕트 내지 냉각제 관들의 수량에 따라 적용될 수 있다.

예를 들어, 고정 볼트 혹은 또 다른 고정 요소에 구리 냉각판을 매다는 것이 가능하다. 상기 고정 볼트 내지 고정 요소는 노 외장부를 관통하는 상부 및/또는 하부 냉각제 관들에 바로 근접하여 위치한다. 이때 상기 고정 요소는 노 외장부및 구리 냉각판과 연결되어 있으며, 그럼으로써 고정 요소는 모든 공간상의 방향에 있어서 고정점으로서 작용하게 된다. 한편에서는 냉각제 관들에 고정 요소가 바로 인접하는 것뿐 아니라 다른 한편에서는 구리의 매우 낮은 열적 팽창으로 인해 결과적으로 온도 변동에 근거하여 기대되는 열적 팽창은 상대적으로 고정 요소와 인접한 냉각제 관들 사이에서 극미하게 나타나며, 그로 인해 상기 냉각제 관들에서 보상기들을 사용하지 않는 것이 가능하게 된다. 또한 상기 냉각제 관들은 직접적으로, 다시 말해 보상기들 없이, 노 외장부와 용접될 수 있으며, 그로 인해 추가 고정점을 나타내게 된다. 잔여 냉각제 관들은 지금까지와 같이 통상적으로 보상기들을 이용하여 노 장갑판에 고정되며, 그로 인해 모든 공간 방향에 있어서 이완점을 나타낸다. 그 외에도 구리 냉각판은 추가 이완점들에서 그에 해당되는 고정 요소들을 이용하여, 예컨대 나사들을 이용하여 노 장갑판과 연결되며, 그로 인해 열적 팽창에 근거하여 수직/수평 방향으로 이동이 가능하게 된다.

구리 냉각판의 고정부에 대한 추가 변형예에 있어서는, 냉각판에 대략 냉각판 중심에 적어도 하나의 고정점 고정 요소가 제공된다. 그런 다음 추가의 이완점 고정 요소가 제공되는 구리 냉각판은 완전하게 보상기 없이 노 장갑판에 용접될 수 있으며, 동시에 모든 냉각제 관들은 추가 고정점으로서 작용하게 된다. 상기 방식으로 존재하는 고정점들 사이에서 기대되는 열적 팽창은 매우 극미하며, 그럼으로써 상기 열적 팽창은 무시될 수 있으며, 그로 인해 더 이상 보상기들이 필요하지 않게 된다. 보상기들의 생략은 감소된 조립 및 용접 비용으로 인해 현저한 잇점을 나타내는데, 왜냐하면 보상기는 한편에서는 노 장갑판에, 다른 한편에서는 구리 냉각판의 플루 소켓에 기밀방식으로 용접되어야 하기 때문이다.

본 발명에 따른 보상기 없이도 기능하는 그러한 냉각제 관들은 기밀방식으로 외부에서부터 직접적으로 노 장갑판에 용접되며, 하나의 홀 탬플릿(hole template)을 이용하여 배치되거나 혹은 단순한 원통형 포트를 이용하여 고정되며, 상기 포트는 구리 냉각판의 몸체에 대한 용접된 냉각제 관의 고정점과의 간격을 여전히 확대시킨다.

그러므로 본 발명에 따른 구리 냉각판의 고정부를 이용하여, 금속로, 특히 고로 혹은 기타 용해로 및 용해 환원로 내에 있어서 더욱 간단하고, 신속하면서도 비용 저렴하게 구리 냉각판들을 설치할 수 있다.

본 발명의 잇점, 특징 및 장점은 다음에서 개략적 도면들에 도시된 실시예들로부터 더욱 자세하게 설명되며, 동시에 동일한 구조부품은 동일한 도면번호를 갖는다.

도 1과 도 2에 있어서는 평면도(도 1) 및 측면도(도 2)로 4개의 냉각제 덕트들(도시생략)을 포함하여 하나의 구리 냉각판(10)이 도시되어 있다. 상기 덕트들의 냉각제 관들(13, 14)은 냉각제의 공급 및 배출을 위해 구리 냉각판(10)의 상단부 및 하단부에 배치되어 있다. 상부 냉각제 관(13)에 바로 근접하여서는 고정점 고정 요소(11)로서 하나의 고정 볼트가 배치되어 있으며, 상기 볼트는 하나의 디스크(17)를 이용하여 노 장갑판(15)에 용접되어 있다.

냉각제 관들(13)에 대해 고정점 고정 요소(11)를 위치 상 근접시킴으로써 상기 냉각제 관들(13)은 그렇지 않았을 경우 통상적인 보상기들 없이 하나의 디스크(17)를 이용하여 직접적으로 노 장갑판(15)과 용접될 수 있다.

위치 상 고정점 고정 요소(11)로부터 너무 멀리 떨어져 위치하는 하단 냉각제 관들은 변경사항 없이 보상기들(16)을 이용하여 노 장갑판(15)과 연결되어 있다.

또한 본 실시예에 있어서는 고정 나사들인, 다수 개의 이완점 고정 요소들(12)은 노 장갑판(15)에 구리 냉각판(10)을 추가 고정하기 위해 구리 냉각판(10)의 표면에 걸쳐 대칭을 이루어 분포하는 방식으로 배치되어 있다. 노 장갑판(15)에 구리 냉각판(10)을 본 발명에 따라 고정함으로써, 열적 팽창에 의해 발생하는 힘은 문제없이 수용되며, 동시에 상부 냉각제 관(13)과 고정 볼트(11)는 고정점으로서, 하부 냉각제 관(15)은 보상기들(16)과 더불어 모든 공간상 방향으로 이완점으로서, 그리고 고정 나사들(12)은 수직/수평 방향으로 마찬가지로 이완점으로서 작용한다.

도 3과 도 4 내에는 평면도(도 3) 및 측면도(도 4)로서 추가 고정 유형 내지 구리 냉각판(10')의 실시예가 본 발명에 따른 노 장갑판(15)과 연결되어 도시되어 있다. 상기 실시예에 있어서는 2개의 고정점 고정 요소들(11)(고정 볼트)이 구리 냉각판(10')의 중심에 배치되어 있다. 추가적으로 도 1 및 도 2 의 실시예에서와 같이 추가 이완점 고정 요소들(12)(고정 나사)이 제공되어 있다. 도 3과 도 4 내 도시되는 상기의 고정 변형예의 경우 모든 보상기들이 사용되지 않을 수 있다. 왜냐하면 열적 팽창이 상대적으로 고정점 고정 요소들과 상부 및 하부 냉각제 관들(13)의 고정위치들 사이에서 매우 극미하며, 그럼으로써 상기 열적 팽창은 무시될 수 있기 때문이다. 그러므로 구리 냉각판(10')의 고정부는 상기 변형예의 경우 고정 볼트들(11) 및 용접된 냉각제 관들(13, 14)의 고정점들과 고정 나사들(12)의 이완점들(수직/수평 방향의)로 구성된다.

본 발명은 도시된 실시예에만 제한되는 것이 아니라, 특히 고정점 및 이완점 고정 요소들의 수량 및 배치 그리고 볼트 내지 나사로서의 그 설계와 관련하여서 구리 냉각판들의 각각의 크기에 따라, 그럼으로써 발명의 의미에서 보상기들의 생략이 가능하다면, 그에 상응하는 변형예들이 가능하다.

Claims (5)

1. 고로, 용해로 혹은 용해 환원로와 같이 내화 라이닝 및 외부 노 장갑판이 제공되어 있는 금속로용 구리 냉각판으로서, 이 구리 냉각판은 냉각제에 의해 관류되면서 노 장갑판과 내화 벽돌 라이닝 사이에 배치되어 있으며, 동시에 구리 냉각판의 냉각제 관들은 냉각제를 공급 및 배출하기 위해 노 장갑판을 통과하여 외부 방향으로 안내되며, 노 장갑판과는 기밀방식으로 용접되어 있는 구리 냉각판에 있어서,

   상기 구리 냉각판들(10, 10')은 추가로 노 장갑판(5)과 용접된 냉각제 관들(13, 14)에 의한 고정을 위해 노 장갑판(15)과 용접된 적어도 하나의 고정점 고정 요소(11), 예컨대 고정 볼트에 의해 노 장갑판(15)과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 구리 냉각판.
2. 제 1 항에 있어서, 구리 냉각판들(10, 10')이 추가로 수평 및 수직 방향으로 상기 구리 냉각판들(10, 10')의 열적 팽창 이동을 허용하는 적어도 하나의 이완점 고정 요소(12), 예컨대 고정 나사에 의해 노 장갑판(15)과 고정되는 방식으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 구리 냉각판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 고정점 고정 요소(11)가 구리 냉각판들(10, 10')의 상단부 및/또는 하단부 내에 있어서 냉각제 관들(13,14)과 바로 근접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 구리 냉각판.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나 또는 그 이상의 고정점 고정 요소(11)가 구리 냉각판들(10, 10')의 중심에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 구리 냉각판.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 냉각제 관들(13, 14)의 적어도 일부분이 보상기의 사용 없이 직접적으로 노 장갑판(15)과 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 구리 냉각판.