KR200398444Y1 - 전기로 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기로 냉각장치에 관한 것으로, 수냉파이프와, 상기 수냉파이프를 연결하는 캡 및 수냉파이프의 외주에 설치되는 앵커로 구성되는 전기로 냉각장치에 있어서, 상기 캡은 수냉파이프와 유사한 재질을 사용하여 금형에서 냉간 프레스 단조로 제작되고, 상기 앵커는 양종단이 개방된 원통이 축방향으로 일정각만큼 절단되어 절단면이 상부를 향하도록 수냉파이프에 용접되어 부착되는 전기로 냉각장치를 제공하여, 수냉파이프의 캡연결구조를 견고하게 함과 아울러 축방향으로 일정각만큼 절단된 파이프형 앵커를 사용하여 캐스타블이 견고하게 지지되고 사용중 캐스타블의 파손이 발생되지 않도록 한다.

Description

전기로 냉각장치{COOLING UNIT OF ELECTRIC FURNACE}

본 고안은 전기로 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수냉파이프의 캡연결구조를 견고하게 함과 아울러 축방향으로 일정각만큼 절단된 파이프형 앵커를 사용하여 캐스타블이 견고하게 지지되고 사용중 캐스타블의 파손이 발생되지 않도록 하는 전기로의 냉각장치에 관한 것이다.

전기로의 내부에는 고온 용강으로부터 전기로의 벽체 또는 철피를 보호하기 위한 구조물이 설치되었는데 종래에는 단순히 내화물을 사용하여 왔으나, 최근에는 주로 수냉파이프를 사용한 냉각장치를 사용하고 있다.

상기한 냉각장치의 구성을 살펴보면, 우선 냉각수가 흐르고 일정간격으로 배열설치된 고온배관용 탄소강 재질의 수냉파이프와, 냉각수가 수냉파이프를 순차적으로 흐를 수 있도록 인접한 복수개의 수냉파이프 종단을 연결하는 캡과, 상기한 수냉파이프의 외주에 설치되어 캐스타블 또는 슬러그가 부착되도록 하는 앵커로 구성된다.

그런데, 통상 캡은 주물작업을 통해서 제작한 후 수냉파이프와 용접하기 때문에, 주물작업과정에서 발생되는 기포 및 수냉파이프와의 용접부위에 크랙이 진전되어 물이 누수됨에 따라 빈번한 보수 및 교체작업이 전기로 작업생산성에 큰 지장을 초래하였다. 또한, 상기한 크랙 등을 적절히 보수하지 않을 경우 누수된 냉각수가 전기로 내부로 유입되면서 전기분해된 수소가스에 의하여 전기로 내부에서 폭발이 발생하는 등의 큰 위험성을 내포하고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 캡의 재질을 SS400(철 및 강의 JIS표준)로 채택하여 금형을 제작하고 열간 단조작업을 하여 생산하고 있으나, 이는 작업 과정이 번거롭고, 변형과 깨짐 현상이 발생됨과 아울러 압력 강도가 일정하지 않은 문제점이 있었다.

그리고, 상기한 앵커의 경우 일직선의 막대를 'V'형 혹은 'Y'형으로 수냉파이프의 외주에 용접으로 장착하여 사용하였으나, 상기한 앵커의 열팽창율이 캐스터블에 비하여 상대적으로 크기 때문에 앵커의 선단으로 팽창계수의 차에 의한 응력이 집중되어 캐스터블에 균열이 발생되거나 심할 경우 캐스터블 덩어리가 떨어지게 되는 문제점 등이 여전히 남아 있다..

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 수냉파이프의 캡연결구조를 견고하게 함과 아울러 축방향으로 일정각만큼 절단된 파이프형 앵커를 사용하여 캐스타블이 견고하게 지지되고 사용중 캐스타블의 파손이 발생되지 않도록 하는 전기로의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 전기로 냉각장치의 특징은 수냉파이프와, 상기 수냉파이프를 연결하는 캡 및 수냉파이프의 외주에 설치되는 앵커로 구성되는 전기로 냉각장치에 있어서, 상기 캡은 수냉파이프와 유사한 재질을 사용하여 금형에서 냉간 프레스 단조로 제작되고, 상기 앵커는 양종단이 개방된 원통이 축방향으로 일정각 만큼 절단되어 절단면이 상부를 향하도록 수냉파이프에 용접되어 부착된다.

상기한 구성에서 앵커의 용접으로 부착되는 단부는 수냉파이프와 정밀도있게 맞물리도록 수냉파이프의 외주면에 맞게 만곡형성된다.

상기한 바와 같은 특징을 갖는 본 고안의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

도 1은 본 고안에 따른 전기로 냉각장치를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1에서 캡의 구조를 나타내는 분리사시도이며, 도 3a는 앵커를 나타내는 사시도이고 도 3b는 앵커의 평면도이다.

본 고안에 따른 전기로의 냉각장치는 크게 다수개가 일정간격으로 배열설치되는 수냉파이프(10)와, 프레스 단조되어 인접한 수냉파이프(10)를 연결하는 복수의 캡(20) 및 양측이 개방된 파이프를 축방향으로 일정각만큼 절단하여 형성되고 수냉파이프(10)의 외주에 설치되는 복수의 앵커(30)로 구성된다.

상기한 구성에서 캡(20)은 수냉파이프(10)와 유사한 재질(예를들면 JIS 철 및 강의 규격에 있어 일러, 압력용기용 탄소강에 사용하는 SB410을 사용함)을 사용하고 금형을 제작하여 냉간(상온상태) 프레스 단조로 제작되는데, 수냉파이프(10)의 단부가 캡의 상단부와 밀착되어 냉각수가 흐를 수 있도록 하기 위하여 상부는 개방되어 양측이 수냉파이프(10)의 치수와 대응되는 치수를 갖도록 형성되고, 그 단부는 우선 선반에 의하여 평면가공된 후 20-40°(바람직하게는 30°) 경사를 갖도록 면치되며, 수냉파이프 설치시 중심의 공간부는 차단판(22)으로 차단하게 되는데, 상기 차단판(22)의 하단부는 캡(20)의 상단부와 대칭되게 경사로 면치된다. 아울러 상기한 수냉파이프(10)의 단부 역시 캡(20)의 상단부와 대칭되게 경사로 면치된다.

상기한 앵커(30)는 양종단이 개방된 원통의 측면이 일정각(90°)만큼 절단되어 절단면이 상부를 향하도록 수냉파이프(10)에 부착되는데, 앵커(30)의 수냉파이프(10)와 부착부위는 수냉파이프(10)의 외주에 대응되도록 만곡형성되어 용접작업중 정밀도 있게 결합되도록 한다.

그리고, 상기한 앵커(30)는 일정한 간격으로 설치되는데 인접한 수냉파이프(10)와는 그 설치위치가 지그재그가 되도록 설치된다.

이상과 같이 구성된 냉각장치의 설치예를 살펴보면, 우선 캡(20)의 상단으로 복수개의 수냉파이프(10)를 위치시키고, 상기 수냉파이프(10)의 경사단부와 캡(20)의 경사단부에 의하여 발생되는 공간으로 수냉파이프(10) 혹은 캡(20)과 동일한 재질의 재료를 사용하여 용접하여 수냉파이프(10)와 캡(20)을 부착한다.

이후, 상기 앵커(30)의 만곡부(32)를 상기 수냉파이프(10)의 외주면과 밀착시킨 후, 앵커(30)와 수냉파이프(10)를 용접하여 앵커(30)를 설치하는데, 상기 앵커(30)는 수냉파이프(10)의 외주에 일정간격으로 다수개가 배열설치된다.

상기한 바와 같이 구성된 냉각장치는 전기로에 설치되어 전기로의 철피를 보호하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안의 전기로 냉각장치는 캡이 수냉파이프와 유사한 재질로 이루어지고 냉간 프레스 단조 후 선반으로 평면가공 및 면치 작업만 하면 되고, 용접부위 또한 재질이 유사하므로, 사용중 열팽창계수의 차이로 인한 크랙이나 파손이 발생하지 않게 되므로 폭발사고등의 안전사고가 방지되고 유지 보수에 인력과 비용이 적게드는 효과가 있다.

또한, 냉간 프레스 단조에 의하여, 상기 캡은 경제성과 생산속도가 높고 기계가공이 적으며, 기계적 성질이 좋고, 산화, 탈탄이 없으므로 표면 다듬질이 원활하고 치수 정도가 좋고 중량이 경감된다.

아울러, 상기한 앵커는 상부가 개방된 파이프형으로 형성되어 있어서 캐스터블의 지지력이 높아지고, 사용중 열팽창계수의 차로 인한 캐스터블의 크랙이 발생하지 않게 되며, 크랙이 발생하더라도 상기한 앵커가 캐스터블을 잡고 있으므로 크랙 덩어리가 떨어지는 등의 문제점은 발생하지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 전기로 냉각장치를 나타내는 평면도

도 2는 도 1에서 캡의 구조를 나타내는 분리사시도

도 3a는 앵커를 나타내는 사시도

도 3b는 앵커의 평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 수냉파이프 20 : 캡

22 : 차단판 30 : 앵커

32 : 만곡부

Claims (3)

1. 수냉파이프와, 상기 수냉파이프를 연결하는 캡 및 수냉파이프의 외주에 설치되는 앵커로 구성되는 전기로 냉각장치에 있어서,

   상기 캡은 수냉파이프와 유사한 재질을 사용하여 금형에서 냉간 프레스 단조로 제작되고,

   상기 앵커는 양종단이 개방된 원통이 축방향으로 일정각만큼 절단되어 절단면이 상부를 향하도록 수냉파이프에 용접되어 부착되는 것을 특징으로 하는 전기로 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 앵커의 용접으로 부착되는 단부는 수냉파이프와 정밀도있게 맞물리도록 수냉파이프의 외주면에 맞게 만곡형성되는 것을 특징으로 하는 전기로 냉각장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 캡은 상온에서 냉간 프레스 단조된 후 상단부가 선반에 의하여 평면가공된 후 20-40° 경사를 갖도록 면치되며, 수냉파이프의 하단부 역시 동일한 각도로 면치가공되고, 상기 수냉파이프가 복수개 설치되었을 경우 중간에 발생되는 공간은 동일한 각도로 면치가공된 차단판을 위치시킨 후, 면치가공부에 의하여 발생된 공간으로 용접작업을 하여 수냉파이프와 연결하는 것을 특징으로 하는 전기로 냉각장치.