KR200203237Y1 - 고로의 출선구 압입장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고로의 출선구 압입 장치에 대한 것으로, 압력계와 벤트 밸브가 구비되어 압입재의 압입경로에 존재하는 공기를 배출하기 위한 공기 배출용 배관, 압입재 이송용 호스와 연결되는 커플러와 압력밸브를 포함하고 압입재를 출선구로 이송하는 압입용 배관, 상기 압입용 배관과 상기 공기 배출용 배관이 임의의 각도로 각각 형성된 연결공을 통하여 연결되고 머드 건의 노즐 부분에 결합되는 노즐 팁, 상기 머드 건의 노즐과 상기 팁 사이에 설치되어 압입재가 노즐 팁 후면으로 유출되는 것을 막는 차단판을 포함한다.

Description

고로의 출선구 압입장치{Pressing-in apparatus of tap hole in blast furnace}

본 고안은 고로의 출선구 압입장치에 대한 것으로 보다 상세하게는 출선공 내부 손상 부위를 압입재로 수선할 때 머드 건을 출선구에 밀착시키고 압입재 압입 시 출선구 접합면에서 유출을 방지하고 출선공 내부에 원활하게 압입재를 압입할 수 있도록 된 출선구 압입장치에 관한 것이다.

통상 고로에서 철광석을 용해시켜 선철을 제조하게 된다. 철광석은 코크스, 석회석과 함께 용광로에 넣어 하부의 입구에서부터 열풍을 불어 넣어서 연소시키고, 약 1500℃로 가열하면 광석이 용해하여 노의 하부에 괸다. 이것을 출탕하여 주괴로 만든 것이 선철이며 상기 출탕은 고로의 소정 위치에 설치된 출선구를 통하여 이루어진다.

상기 용해한 쇳물을 노로부터 유출시키는 출선구는 일반적으로 대형로는 항상 개방하여 조금씩 흐르게 하고 있으며, 소형로는 지금의 2회분 정도를 노의 바닥에 축적하였다가 간헐적으로 출탕시킨다.

대부분의 출선구는 철광석을 용해할 때에는 그 통로를 폐쇄시킨 상태가 되고 상기 출탕시에는 폐쇄된 출선구를 굴착하여 용융물을 배출시키는 통상의 용도로 이용하게 된다.

출탕의 목적을 위해서는 폐쇄된 출선구를 전부 사용하지 않고 출선구의 원래 직경보다 작은 구멍을 뚫어 출선공을 형성시키게 된다.

그러나, 고로의 출선구는 상기 출선구 개공 작업시 강한 타격으로 출선공의 내부에 많은 손상이 생기게 된다. 이는 출선구는 내화물인 연와재에 형성되어 있어 소정 이상의 충격에는 크랙이 발생하기가 쉽다. 상기 손상 부위는 방치하면 여러 가지 문제가 야기되는데 노내의 용융물, 발생된 개스의 유출이나 열의 유출로 인해서 노 내의 온도를 검출하는 출선구 주위에 설치된 써모커플(thermocouple)에 영향을 주게 되고 이로 인하여 노의 과열로 판단하게 되고 작업이 중지되고 작업차질로 인한 생산량의 감소까지도 수반하게 된다.

따라서, 상기 출선구 주위의 세트 연와의 크랙이 생긴 손상 부위를 주기적으로 수선해 주어야 할 필요성이 있다.

상기 출선공의 내부에 생긴 손상을 수선하기 위해서는 카본 페이스트나 몰타르등의 부정형 내화물을 세트 연와의 손상부위 등에 보강하여야 하는데 종래에는 이를 위해 출선구를 통한 압입 방법은 없었으며 이 때문에 출선구 내부 출선공과 근접한 세트 연와 부위는 사용년수가 증가할수록 손상되어 노내에서 발생되는 개스와 용융물에 의하여 출선구 주위 온도는 상승하게 되고 상기 온도 상승으로 인하여 생산량 감소 등의 문제가 발생하였다.

따라서, 상기의 문제점을 해소하기 위해서는 출선공 내부에 압입재의 압입 작업을 원활히 수행할 수 있는 출선구를 통한 압입 장치의 필요성이 존재하였다.

따라서, 본 고안은 상술한 문제점을 근본적으로 제거하기 위하여 머드 건과 출선구의 접합부에서 압입재가 새어 나오지 않게 기밀을 유지하면서 출선공 내부에 압입을 실시하여 세트(set) 연와의 손상 부위를 보강하여 출선공 주위온도를 안정시켜서 효과적인 출선구 관리를 하여 생산성 향상과 압입작업의 효율을 높일 수 있는 고로의 출선구 압입 장치를 제공하고자 함에 있다.

도1은 본 고안에 따른 출선구 압입 장치의 개략도이다.

도2는 도1의 출선구 압입 장치의 노즐 팁의 부분상세도이다.

도3은 본 고안에 따른 출선구 압입장치를 머드 건에 설치한 사용 상태도이다.

도4는 본 고안에 따른 출선구 압입 장치가 사용되는 출선공 내부 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 노즐 팁 20 : 머드 건

30 : 압입용 배관 31 : 압력 밸브

32 : 연결용 커플러 40 : 벤트용 배관

41 : 벤트 밸브 42 : 압력계

50 : 차단판 60, 70 : 관통구

80 : 출선공 90 : 출선공 내부

110 : 출선구

본 고안에 따른 고로의 출선구 압입장치는, 압력계와 벤트 밸브가 구비되어 압입재의 압입경로에 존재하는 공기를 배출하기 위한 공기 배출용 배관; 압입재 이송용 호스와 연결되는 커플러와 압력밸브를 포함하고 압입재를 출선구로 이송하는 압입용 배관, 상기 압입용 배관과 상기 공기 배출용 배관이 임의의 각도로 각각 형성된 연결공을 통하여 연결되고 머드 건의 노즐 부분에 결합되는 노즐 팁, 상기 머드 건의 노즐과 상기 팁 사이에 설치되어 압입재가 노즐 팁 후면으로 유출되는 것을 막는 차단판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 압입 장치의 노즐 팁(10)을 나타낸다. 상기 노즐은 노내의 용융물을 배출시키고 출선구를 폐쇄하는 머드 건(20)의 선단 부분으로 출선구에 대응한 것이다.

상기 노즐 팁(10)에는 도2에서 보는 바와 같이 팁 내부로 관통하는 2개의 관통구(60, 70)가 형성되어 있는데 노즐 팁의 단면에서 볼 때 각각 45도 각도로 이격되어 관통구(60, 70)가 위치하고 있다.

상기 2개의 관통구(60,70) 중 그 하나는 압입용 배관(30)을 노즐 팁과 결합시키기 위한 것이고, 나머지 하나는 압입 장치 내부에 에어(air)를 배출시키는 벤트(vent)용 배관(40)을 결합시키기 위한 것이다.

상기 관통구가 45도 각도로 이격시켜 배관 위치와 각도를 다르게 하여 설치한 이유는 압입용 배관(30)과 벤트용 배관(40)이 서로 간섭되지 않게 함과 동시에 출선구 하부의 대탕도와 출선구 보호벽의 간섭을 방지하여 압입 작업시 작업자의 작업 능률을 높이기 위한 것이다.

압입용 배관(30)은 고로의 세트(set) 연와의 목지부(틈새)등의 손상부위를 보강하기 위해서 카본 페이스트 혹은 몰타르 등의 부정형 내화물로 된 압입재를 출선공 내부로 압입할 수 있도록 압입재 탱크(도시 안됨)에서부터 노즐 팁 내부로 전송하는 배관이다.

상기 압입용 배관(30)에는 압입재 탱크와의 결합을 위한 커플러(coupler)(32)와 압입재의 양을 조절하는 밸브(31)가 설치되어 있다.

한편, 상기 벤트용 배관(40)은 압입작업시 압입장치의 팁 내부나 압입작업 직전의 출선공에 존재하는 내부 공기를 배출하여 압입재의 압입 작업을 원활하게 하기 위한 것이다.

상기 벤트용 배관(40)에는 공기 배출용 밸브(41)와 상기 팁(10) 내부의 압력을 측정하여 점검할 수 있는 압력계(42)를 포함한다.

상기 압입용 배관(30)과 벤트용 배관(40)은 상기 노즐 팁(10)과 결합되는데, 바람직하게는 결합되는 관통구가 니플(nipple) 형태로 이루어질 수 있다. 배관의 재질 또한 목적에 따라 금속제나 합성재료 등으로 다양하게 이용될 수 있다.

한편, 도2 및 도3을 참조하면, 도3은 머드 건 본체(20)에 본 고안에 따른 압입 장치를 부설한 것으로 본체와 압입 장치의 연결은 도면에 도시하지는 않았으나 좌, 우에 연결핀으로 연결된다.

따라서, 머드 건을 출선구(110) 쪽으로 이동하여 출선구 접합면과 접촉시 일정한 면압을 유지하여 압입재가 밖으로 유출되는 것을 방지하게 된다. 상기 면압은 통상 280bar 정도 유지된다.

또한, 상기 압입 장치의 노즐 팁과 머드 건의 노즐부와의 상기 연결에 부가하여 도2에 도시된 바와 같이, 노즐 팁(10) 후면에 압입재 차단판(50)을 부착시켜서 압입 작업시 압입재가 뒤로 밀림을 방지하는 역할을 한다.

상기 압입재 밀림 방지용 차단판(50)은 용접 등의 다양한 방법으로 상기 노즐 팁(10)에 결합 가능하다.

도4는 본 고안에 따른 압입 장치의 작용 상태를 도시한 단면도이다. 상기 도면에서 배관은 편의상 도시하지 안혹 생략하여 팁 부분만 나타내었다.

도시된 도면에서 출선구 접합면(110)에서 고로 내부 관통시점까지 출선구 심도라고 하는데 출선구 심도는 통상적으로 평균 2700 ~ 2800 mm 로 관리하고 대형 고로의 경우에는 3000 ~ 3500 mm 로 관리되고 있다.

본 고안에 따른 머드 건을 이용한 압입장치(10)로 세트 연와의 손상부분을 수리하기 위하여 출선공을 통한 압입재의 압입 작업을 할 때의 상세한 과정은 다음과 같다.

우선, 1단계 작업으로 머드 건(20)을 출선구(110) 측으로 선회시켜 출선공(80)을 부정형 내화물인 머드재로 충전시킨 후 약 50 ~ 60 분 정도 소성시키도록 한다.

2단계 작업으로 머드 건(20)을 후퇴시킨 후 머드 건(20)과 결합된 노즐 팁 부분을 취외하고 도3과 같이 본 고안의 압입 장치를 취부 하도록 한다.

다음 3단계 작업으로는, 고로 내 용융된 용선을 출선시키기 위해 사용하는 개공기를 이용하여 개공 비트(52ø)로 출선공(80)을 출선구 심도 약 2500 mm 지점까지 굴착하도록 한다.

4단계 작업으로는 본 고안의 압입 장치(10)를 취부한 머드 건을 출선구(110) 측으로 선회시켜 출선구 접합면과 밀착시킨 후 압입용 배관(30)의 커플러(32)와 압입재 탱크의 커플러(도시 안됨)를 연결한 후 압입용 밸브(31)를 오픈시켜 출선공 굴착 부위(90)에 약 20 ~ 25 kg/㎠의 압력을 유지하며 압입재를 압입하며, 압입재의 압입 전후에 팁 내부 혹은 출선공에 존재하여 압입을 방해하는 공기를 배출시키기 위해서 벤트(vent) 밸브(41)를 오픈하도록 한다.

이어서, 밀충진된 카본 페이스트 등의 압입재가 출선공 내부에서 완전 소성되도록 약 2 ~ 3 시간의 소성시간을 준다. 출선공 내부(90) 압입재 소성이 완료된 다음에는 머드 건(20)을 후퇴시키고 출선구 건조를 약 2시간 행한 다음 출선 작업을 행하게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 고로에서의 출선구 압입 장치는 출선구 개공작업시 강한 타격으로 인한 출선공 내부의 크랙으로 인한 손상 부위에 압입재를 출선공 내부로 밀 충진하여 내부 손상 부위를 복구시키면서 출선공 전체를 밀 충진할 수 있는 효과가 있으며 압입 작업시 출선구에 근접하여 작업할 필요가 없어 작업자의 안전을 확보할 수 있고 출선공 주위 온도를 안정화시켜 노저 측벽부 온도 안정화로 생산성 향상에 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 고안은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (1)

1. 압력계와 벤트 밸브가 구비되어 압입재의 압입경로에 존재하는 공기를 배출하기 위한 공기 배출용 배관;

   압입재 이송용 호스와 연결되는 커플러와 압력밸브를 포함하고 압입재를 출선구로 이송하는 압입용 배관;

   상기 압입용 배관과 상기 공기 배출용 배관이 임의의 각도로 각각 형성된 연결공을 통하여 연결되고 머드 건의 노즐 부분에 결합되는 노즐 팁;

   상기 머드 건의 노즐과 상기 팁 사이에 설치되어 압입재가 노즐 팁 후면으로 유출되는 것을 막는 차단판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 출선구 압입장치.