KR200282918Y1 - 코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 코크스 오븐의 탄화실 내부에서 발생되는 가스를 유도하는 장치에 관한 것으로,

오븐도어(130)의 하단을 감싸는 리테이너리드(134)에는 일정크기의 관통공(11)을 형성하고, 이에 입구가 접해져 상기 탄화실(110)내부의 가스가 유입되는 원통형의 노즐(12)을 갖추며, 상기 노즐(12)의 일단은 플랜지(13)를 매개로 'U'자형 가스포집관(14)과 연결되며, 상기 가스포집관(14)의 각 분배관(14a),(14b)에는 유니온너트(15)를 매개로 교체가능하도록 유도배출관(16)을 각각 장착하고, 상기 유도배출관(16)의 상단은 상기 오븐도어(130)의 도어몸체(131)외부면 상부에 천공된 연결공(16a)에 연결되는 한편, 상기 유도배출관(16)의 길이중간에는 관내부에 형성되는 타르를 제거할 수 있도록 퍼지밸브(17)를 장착한 제 1가스유도부(10)와, 상기 오븐도어(130)의 내측에는 원형공(29a)이 관통형성된 다수개의 벽돌부재(29)를 수직하게 일정높이 축조한 방화연와(20a)를 갖추고, 상기 방화연와(20a)와 단열연와(132)사이에 상기 탄화실(110)하부로부터 상부로 가스를 유도배출하는 가스유로(22)가 형성된 제 2가스유도부(20)를 갖추어 구성하는 코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치를 제공한다.

Description

코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치

본 고안은 코크스 오븐의 탄화실 내부에서 발생되는 가스를 유도하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 탄화실내부에서 발생되는 가스를 상승관측으로 원할하게 유도할수 있는 복수개의 유로가 형성되도록 연와를 축조하고, 관부재를 갖추어 와류현상 및 내부압력상승을 예방하여 오븐도어에 미치는 압력을 약화시키고, 오븐도어 및 도어프레임을 통한 가스유출을 방지할 수 있는 코크스오븐 탄화실의 가스유도장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 코크스 오븐설비(100)는 도 1에 도시한 바와같이, 코올(Coal)(9)이 장입구(112)를 통하여 장입되는 탄화실(110)을 갖추고, 상기 탄화실(110)에 갖추어지는 총 132문중 오븐도어(Oven Door)(130)는 상기 탄화실(110) 양측면에 코올과 코크스오븐가스(Coke Oven Gas)(이하 가스라 함)가 외부로 누출되지 않도록 자동누봉식 도어구조로 갖추어지며, 측면에 설치된 오븐도어(130)는 이송카(Transfer Car)(미도시)에 의해서, 그리고 푸쉬(Push)측에 설치된 오븐도어(130)는 푸셔기(Pusher)(미도시)에 의해서 추출 및 교체작업을 반복적으로 수행할수 있도록 닫혀지고, 열려지는 것이다.

그리고, 상기 오븐도어(130)는 도 2에 도시한 바와같이, 주철로 이루어진 도어몸체(131)와, 그 내부면에 축조되는 단열연와(132)와, 내화성이 강한 다수개의 벽돌부재를 축조한 방화연와(133)로 이루어져 있고, 측면에 설치되는 오븐도어(130)는 오븐루프( Oven Roof)까지 라인업( Line-Up )되어 있는 반면에, 푸셔측에 설치된 오븐도어(130)는 레벨러도어( Leveller Door )(133a)의 바닥까지만 라인업되어 있다. 그리고, 일정높이 축조되는 상기 방화연와(133)는 도어몸체(131)전체에 고정된 금속재질의 홀더에 의해서 고정된다.

이러한 코크스 오븐설비(100)를 이용한 고강도 코크스의 생산은 내화물로 이루어진 높이 7m, 폭 43m의 탄화실(110)내부로 장입구(112)를 통하하여 통상 32톤 가량의 분코올을 장입한 다음, 17 내지 19시간 동안 약 1300℃상태로 장입된 코올(9)을 고온건류하여 코크스화하고, 여기서, 상기 탄화실(110)에서 발생하는 가스는 상승관(150)을 통하여 가스포집부(160)를 지나 화성공정으로 보내지는 것이다.

그러나, 코크스오븐설비(100)의 가동율이 높아지면서 탄화실(110)내로의 코올장입량이 많아지면, 단위시간당 가스발생량도 많아져 화성정제의 효율을 저하시키고, 퓨셔카에 의한 평탄작업시 되돌아 오는 분코올과 건류과정에서 장입된 코올(9)의 붕괴로 인해 가스유로( Gas Way )가 밀폐되기 때문에, 상기 상승관(150)을 통하여 외부로 배출되어야할 가스가 탄화실(110)내부에 머물면서 내부압력의 상승을 가중시키고, 이로 인하여 도어프레임조인트(140)와 장입구(112)부위에서 와류현상이 발생되면서 응력이 오븐도어(130)에 집중되어 보수주기를 증가시키고, 조기손상을 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 코크스건류과정에서 형성되는 다량의 타르( Tar )가 도어프레임(141)의 가스유로를 차단하여 탄화실(110)내부의 가스가 와류현상에 의해서 화염과 더불어 외부로 유출되거나, 오브도어(130)의 장,탈착을 곤란하게 하는 한편, 대기환경을 오염시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 목적은 탄화실내부에서 발생되는 가스를 상승관측으로 원할하게 유도할수 있는 복수개의 유로가 형성되도록 벽돌부재를 축조하고, 관부재를 갖추어 와류현상 및 내부압력상승을 예방하여 오븐도어에 미치는 압력을 약화시키고, 오븐도어 및 도어프레임을 통한 가스유출을 방지할 수 있는 코크스오븐 탄화실의 가스유도장치를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 코크스오븐설비를 도시한 작업상태도,

도 2(a)는 일반적인 오븐도어의 내부측으로 도시한 사시도,

도 2(b)는 일반적인 오븐도어의 측면을 도시한 종단면도,

도 3(a)는 본 고안에 따른 코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치를 구성하는 제 1가스유도부를 도시한 사시도,

도 3(b)는 본 고안에 따른 코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치를 구성하는 제 2가스유도부를 도시한 사시도,

도 4(a)는 본 고안에 따른 제 1가스유도부를 도시한 부분상세도,

도 4(b)는 본 고안에 따른 제 2가스유도부를 도시한 부분상세도,

도 5는 본 고안에 따른 제 2가스유도부를 도시한 축조상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

9 ...... 코올 10 ..... 제 1가스유도부

11 ..... 관통공 12 ..... 노즐

13 ..... 플랜지 14 ..... 가스포집관

15 ..... 유니온너트 16 ..... 유도배출관

17 ..... 퍼지밸브 20 ..... 제 2가스유도부

22 ..... 가스유로 110 .... 탄화실

130 .... 오븐도어 150 .... 상승관

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 고안은, 장입구를 통하여 코올이 장입되는 탄화실과, 가스가 배출되는 상승관 및 다수개의 오븐도어를 갖추어 코크스를 제조하는 코크스오븐설비에 있어서,

상기 오븐도어의 하단을 감싸는 리테이너리드에는 일정크기의 관통공을 형성하고, 이에 입구가 접해져 상기 탄화실내부의 가스가 유입되는 원통형의 노즐을 갖추며, 상기 노즐의 일단은 플랜지를 매개로 'U'자형 가스포집관과 연결되며, 상기 가스포집관의 각 분배관에는 유니온너트를 매개로 교체가능하도록 유도배출관을 각각 장착하고, 상기 유도배출관의 상단은 상기 오븐도어의 도어몸체외부면 상부에 천공된 연결공에 연결되는 한편, 상기 유도배출관의 길이중간에는 관내부에 형성되는 타르를 제거할 수 있도록 퍼지밸브를 장착한 제 1가스유도부와,

상기 오븐도어의 내측에는 원형공이 관통형성된 다수개의 벽돌부재를 수직하게 일정높이 축조한 방화연와를 갖추고, 상기 방화연와와 단열연와사이에 상기 탄화실하부로부터 상부로 가스를 유도배출하는 가스유로가 형성된 제 2가스유도부를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

본 고안에 따른 코크스오븐 탄화실의 가스유도장치(1)는 도 3 내지 5도에 도시한 바와같이, 탄화실(110)내로 장입된 코올(9)의 건류과정시 발생되는 가스에 의해서 오븐도어(130)의 장,탈착을 곤란하게 하거나, 가스의 유출, 이에 따른 환경공해유발을 방지할 수 있도록 오븐도어(130)의 내,외부에 가스의 흐름을 유도할수 있는 통로를 각각 형성한 것으로서, 이러한 장치(1)는 제 1가스유도부(10)와 제 2가스유도부(20)로 이루어져 있다.

즉, 상기 오븐도어(130)의 외부측에 갖추어지는 제 1가스유도부(10)는 도 3과 4에 도시한 바와같이, 상기 오븐도어(130)의 하단을 감싸는 리테이너리드( Retainer Lid )(134)의 하부면 중앙부위에 일정크기의 관통공(11)을 천공형성하는바, 이러한 관통공(11)에는 입구가 접해져 상기 탄화실(110)내부에서 발생되는 가스를 하부로 부터 상부로 초기 유입시킬수 있는 원통형의 노즐(12)을 갖추고, 상기 노즐(12)의 일단에는 플랜지(13)를 매개로 'U'자형 가스포집관(14)을 연결구성한다.

그리고, 상기 가스포집관(14)의 각 분배관(14a),(14b)에는 유니온너트(15)로서 유도배출관(16)을 각각 교체가능하도록 각각 장착하고, 상기 유도배출관(16)은 별도의 지지대(미도시)에 의해서 확고히 지지고정되며, 상기 유도배출관(16)의 각 상단은 탄화실(110)의 상부공간과 연통되도록 상기 오븐도어(130)의 도어몸체(131) 외부면 상부에 천공형성된 연결공(16a)과 연결됨에 따라, 상기 노즐(12)을 통해 유입된 탄화실(110)내부의 하부측 가스는 상기 관통공(11)과 연결구성되고, 오븐도어(130)외측에 설치된 상기 유도배출관(16)을 통하여 탄화실(110)내부의 상부측으로 압력차에 의해서 자동송풍된 다음, 상기 탄화실(110)상에 설치된 상승관(150), 가스포집부(160)를 연속경유하여 화성공정으로 보내지는 것이다.

또한, 상기 유도배출관(16)의 외부면은 온도편차에 의하여 관내부에 형성되는 타르가 응고되지 않도록 보온을 하며, 알루미늄재질로 이루어져 순도에 따라 기밀성 분위기가 유지되어야 하는 한편, 길이중간에는 관내부를 흐르는 가스의 유속을 조절하여 내부에 형성된 타르( Tar )를 간단히 제거할 수 있도록 퍼지밸브(Purge Valve )(17)를 갖추어 구성한다.

한편, 상기 오브도어(130)의 내측에 갖추어지는 제 2가스유도부(20)는 제 3와 5도에 도시한 바와같이, 방산열을 차단하기위한 단열연와(132)의 내측면에 일정높이 수직하게 축조되는 방화연와(20a)에 갖추어지는바, 이러한 방화연와(20a)는 원형공(29a)이 관통형성된 여러형태의 벽돌부재(29)를 사전에 설정된 층순번대로 수직하게 다수열로 축조하여 상기 단열연와(132)와 방화연와(20a)사이에 가스유로(22)를 형성함으로써, 이를 통하여 상기 탄화실(110)내부에서 발생되는 가스를 하부로 부터 상부로 유도한 다음 상기와 마찬가지로 상승관(150) 및 가스포집부(160)로 원할하게 압송할수 있는 것이다.

그리고, 상기 가스유로(22)의 상단은 일정높이 축조된 상기 방와연와(20a)의 좌,우측방향으로 분기되어 하방으로 기울지도록 형성됨으로써, 장입구(112)를 통한 코올(9)의 장입시나 푸셔카에 의한 장입코올의 평탄작업시 분코올이 상기 가스유로(22)내로 유입되어 유로를 차단하는 것을 사전에 방지하여 가스의 원할한 배송을 보장할 수 있는 것이다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

즉, 코크스오븐설비(100)에 갖추어진 탄화실(110)내부로 장입구(112)를 통하여 장입된 코올(9)은 탄화실(110)내부에서 고온의 건류과정을 거치면서 코크스화되는데, 이러한 건류과정에서 발생되는 가스는 오븐도어(130)의 내,외부측에 설치된 제 1,2가스유도부(10),(20)를 통하여 탄화실(110)내 상,하부의 압력차에 의해서 하부공간으로부터 상부공간으로 배송되는 것이다.

먼저, 상기 제 1가스유도부(10)를 통한 가스의 흐름은 상기 오븐도어(130)의 하단을 감싸는 리테이너리드(134)의 관통공(11)을 통해 노즐(12)로 유입된 가스가 이에 연결된 가스포집관(14)의 양 분배관(14a),(14b), 유도배출관(16)으로 유도되는 것이다.

이때, 상기 유도배출관(16)의 상단은 오븐도어(130)의 외부면 상측에 천공형성된 연결공(16a)과 연통구성되기 때문에, 상기 탄화실(110)내의 하부에서 발생된 가스는 탄화실(110)내의 상부측으로 공급되면서 장입된 코올(9)의 붕괴로 인하여 내부압력이 상승되고, 와류가 발생되는 탄화실(110)하부공간에서의 압력상승을 최대한 억제하면서 적정한 압력을 유지할 수 있는 것이다.

그리고, 여러형태를 갖는 다수개의 벽돌부재(29)를 일정높이로 축조하여 형성된 방화연와(20a)와 단열연와(132)사이에는 하단이 탄화실과 연통되고, 상단이 방화연와(20a)의 양측면으로 경사지게 분기된 가스유로(22)를 형성함에 따라, 상기 제 1가스유도부(10)의 유도배출관(16)을 통한 가스의 흐름유도와 더불어, 상기 탄화실(110)내부에서 발생된 가스를 상부흡입압력에 의한 가스배송방식으로 탄화실하부공간에서 상부공간측으로 유도한 다음, 상승관(150), 가스포집부(160)를 거쳐 화성공정으로 원할하게 공급할수 있는 것이다.

상술한 바와같이 본 고안에 따른 코크스 오븐 탄화실의 가스 유도장치에 의하면, 오븐도어(130)의 내,외부에 가스를 유로의 막힘염려없이 탄화실하부에서 상부로 유도공급할 수 있는 제 1,2가스유도부(10),(20)를 갖추어 탄화실(120)내부의 압력을 일정하게 유지하면서 가스와류현상을 억제할수 있기 때문에, 발생가스에 의한 오븐도어(130)의 스트레스를 줄여 가스오븐설비(100)의 사용수명을 종래에 비하여 연장할 수 있고, 가스 및 화염누출을 방지하여 대기환경오염을 예방할 수 있는 한편, 설치 및 분해작업이 간편하여 사용 및 설비유지가 매우 간편해지는 효과가 얻어진다.

Claims (1)

1. 장입구(112)를 통하여 코올(9)이 장입되는 탄화실(110)과, 가스가 배출되는 상승관(150) 및 다수개의 오븐도어(130)를 갖추어 코크스를 제조하는 코크스오븐설비에 있어서,

   상기 오븐도어(130)의 하단을 감싸는 리테이너리드(134)에는 일정크기의 관통공(11)을 형성하고, 이에 입구가 접해져 상기 탄화실(110)내부의 가스가 유입되는 원통형의 노즐(12)을 갖추며, 상기 노즐(12)의 일단은 플랜지(13)를 매개로 'U'자형 가스포집관(14)과 연결되며, 상기 가스포집관(14)의 각 분배관(14a),(14b)에는 유니온너트(15)를 매개로 교체가능하도록 유도배출관(16)을 각각 장착하고, 상기 유도배출관(16)의 상단은 상기 오븐도어(130)의 도어몸체(131)외부면 상부에 천공된 연결공(16a)에 연결되는 한편, 상기 유도배출관(16)의 길이중간에는 관내부에 형성되는 타르를 제거할 수 있도록 퍼지밸브(17)를 장착한 제 1가스유도부(10)와,

   상기 오븐도어(130)의 내측에는 원형공(29a)이 관통형성된 다수개의 벽돌부재(29)를 수직하게 일정높이 축조한 방화연와(20a)를 갖추고, 상기 방화연와(20a)와 단열연와(132)사이에 상기 탄화실(110)하부로부터 상부로 가스를 유도배출하는 가스유로(22)가 형성된 제 2가스유도부(20)를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 코크스오븐 탄화실의 가스 유도장치.