KR20070101639A

KR20070101639A - 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구

Info

Publication number: KR20070101639A
Application number: KR1020060032896A
Authority: KR
Inventors: 이해양
Original assignee: 주식회사 서울엔지니어링
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-17
Also published as: CA2575225A1; KR100783078B1; WO2007117061A1; DE102006040492A1; US20070235910A1; US7550109B2

Abstract

본 발명은 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구에 관한 것으로, 바디부와, 나사부 및 커버부로 이루어지되 상기 바디부에는 바디선단유로와 바디유로를 갖는 바디챔버가 마련되고, 상기 나사부와 커버부에는 제1,2,3,4나사유로를 갖는 선단챔버가 마련된 더블 챔버 스파이럴형 풍구에 있어서; 상기 나사부와 커버부에는 냉각수 공급구와 상기 제1나사유로를 직접 연결하는 터널이 형성된 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명은 풍구의 선단부에 형성된 냉각유로에서 180° 반전부를 제거함으로써 냉각수의 흐름을 단방향으로 하여 흐름의 원활성을 확보하고, 이로 인해 압력손실을 줄일 수 있으며, 냉각수가 풍구 선단까지 전달될 수 있도록 하여 최대의 냉각효율을 달성할 수 있게 된다.

고로, 풍구, 스파이럴, 더블 챔버, 반전부

Description

고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구{DOUBLE CHAMBER SPIRAL TUYERE FOR BLAST FURNACES}

도 1은 종래 기술에 따른 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 횡단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 냉각유로를 보인 요부 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 횡단면도,

도 4는 본 발명에 따른 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 냉각유로를 보인 요부 단면도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....바디부 110....바디선단유로

120....바디메인유로 200....나사부

210....제1나사유로 220....제2나사유로

230....제3나사유로 240....제4나사유로

250....터널 300....커버부

400....하드페이싱 500....토출구

본 발명은 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로 내부로 약 1200℃의 열풍을 공급하는 풍구의 냉각구조를 개선하여 냉각능력을 향상시킴으로써 수명을 연장할 수 있도록 한 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소의 고로는 선철(Pig Iron)을 제조하기 위한 용광로로서, 원료인 철광석(소결광 및 정립광)을 풍구를 통해 공급되는 약 1200℃의 열풍을 이용하여 연료인 코크스를 연소시킴으로써 이 과정에서 발생되는 환원가스를 통해 용융환원시켜 선철을 생산하는 로이다.

이때, 열풍을 공급하기 위해 여러 종류의 풍구가 사용되는데 그 중 더블 챔버 스파이럴형 풍구는 냉각능력이 뛰어나 주로 사용되고 있으며, 이러한 더블 챔버 스파이럴형 풍구는 도 1의 예시와 같이 바디부(10), 나사부(20), 커버부(30)로 구성되고, 필요에 따라 고로 상부로부터 장입 낙하되는 연, 원료와의 충돌에 의한 마모 및 파손을 최소화하기 위한 하드페이싱(40)이 구비되기도 한다.

이러한 풍구는 더블 챔버 형태의 냉각유로를 갖는데, 여기에서 더블 챔버란 풍구가 손상으로 인해 두개의 챔버 중 하나의 챔버에서 누수가 발생할 경우 누수되는 챔버로의 냉각수 공급을 차단하고, 남은 하나의 챔버만으로도 풍구의 기능을 일부 유지할 수 있도록 한 풍구 설계 형태를 말한다.

예컨대, 도 1의 나사부(20)에 위치한 제1나사유로(21), 제2나사유로(22), 제3나사유로(23), 제4나사유로(24)가 하나의 챔버를 형성하여 선단챔버라 일컫고, 바 디부(10)에 위치한 바디선단유로(11), 바디메인유로(12)가 또 하나의 챔버를 형성하여 바디챔버라 일컫는다.

이와 같은 더블 챔버 형태의 풍구는 현재 대다수의 고로에서 이미 채택되고 있는 방식이며, 토출구(50)를 통해 고압의 열풍을 고로 내부로 불어줌으로써 고로 내부에서 코크스 연소를 가능하게 하여 주고, 고온의 조업 조건을 견디기 위해 상기 바디챔버 및 선단챔버에 냉각수를 공급하여 풍구를 냉각시킴으로써 풍구의 열화 및 용손을 최대한 억제하게 된다.

다시 말해, 더블 챔버형 풍구는 용손 등에 의해 풍구 선단챔버가 파손되더라도 해당 챔버만을 폐쇄시킨 상태에서 풍구의 전장을 거의 그대로 유지시켜 바디챔버의 냉각만으로도 계획된 정기수리기간까지 사용가능하다는 장점을 가진다.

그러나 기존의 더블 챔버 스파이럴형 풍구에는 도 2에 도시된 바와 같이, 선단챔버의 제1나사유로(21)와 제2나사유로(22)가 이어지는 부분에서 냉각수의 흐름이 180°바뀌기 때문에 불필요한 압력손실이 초래되는 단점이 있다.

즉, 풍구의 토출구(50)면을 바라볼 때 제1나사유로(21)와 제3나사유로(23)에서는 냉각수가 반시계방향으로 흘러 급수되고, 제2나사유로(22)와 제4나사유로(24)에서는 냉각수가 시계방향으로 흘러 배수되어, 선단챔버 냉각수 흐름이 양방향 순환으로 이루어지기 때문에 반전부(25)에서 180°흐름 반전이 불가피하게 된다.

또한, 선단챔버에서 나사부(20)와 커버부(30)가 접촉되는 접촉면 사이로 통수가 될 경우 급수되는 냉각수가 정상흐름인 제3나사유로(23) → 제1나사유로(21) → 제2나사유로(22) → 제4나사유로(24)의 순으로 흐르지 못하고 숏컷(Shot Cut)이 발생하면서 제3나사유로(23)에서 바로 제4나사유로(24)로 냉각수가 넘어가게 되는 현상이 발생되어 냉각수가 풍구 선단까지 도달하지 못하고 곧바로 배수됨으로써 선단챔버의 유량손실을 초래하여 냉각성능 저하와 그로 인한 풍구 수명 저하를 야기시키게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 따른 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 더블 챔버형 풍구가 가지는 장점은 그대로 활용하면서 종래 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 단점들은 보완되도록 하여 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 냉각성능을 극대화시킬 수 있도록 한 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 바디부와, 나사부 및 커버부로 이루어지되 상기 바디부에는 바디선단유로와 바디유로를 갖는 바디챔버가 마련되고, 상기 나사부와 커버부에는 제1,2,3,4나사유로를 갖는 선단챔버가 마련된 더블 챔버 스파이럴형 풍구에 있어서; 상기 나사부와 커버부에는 냉각수 공급구와 상기 제1나사유로를 직접 연결하는 터널이 형성된 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

이때, 상기 바디챔버는 급수된 냉각수의 고유속 회전 순환을 위해 상기 선단챔버와 대응되는 나선형상으로 형성된 것에도 그 기술적 특징이 있다.

또한, 상기 커버부의 선단면에는 하드페이싱이 부설된 것에도 그 특징이 있 으며, 상기 바디부, 나사부, 커버부를 99.5% 이상의 순동 재질로 형성한 것에도 그 기술적 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 바디부, 나사부, 커버부는 제조된 단품이 조립형성되어 일체화되거나 혹은 주조방식을 통해 일체화된 것에도 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 횡단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 더블 챔버 스파이럴형 풍구의 냉각유로를 보인 요부 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 더블 챔버형 스파이럴형 풍구의 내부는 종래 더블 챔버 스파이럴 풍구와 마찬가지로 제1나사유로(210), 제2나사유로(220), 제3나사유로(230), 제4나사유로(240)로 이루어진 선단챔버와; 바디선단유로(110), 바디메인유로(120)로 이루어진 바디챔버로 구성된다.

이러한 풍구는 보통 바디부(100), 나사부(200), 커버부(300)가 각기 단품으로 만들어진 후 조립되며, 경우에 따라 주조방식을 통해 일체형으로 제조되기도 한다.

이때, 상기 풍구는 고온 고압의 조건에서 사용되어야 하기 때문에 열전달능력이 뛰어나야 하므로 대부분 99.5% 이상의 순동 재질로 제조됨이 바람직하다.

아울러, 상기 풍구에는 기존과 같이 그 선단면에 하드페이싱(400)이 구비될 수 있음은 물론이다.

여기에서, 하드페이싱(400)은 니켈-크롬 재질로 형성됨이 바람직하며, 그 기 능은 상술한 바와 같다.

본 발명은 도 4에 예시된 바와 같이, 선단챔버의 냉각수가 터널(250)과 같은 수로를 통해 제1나사유로(210)로 단번에 급수되도록 구성된다.

따라서, 본 발명에서는 선단챔버로 공급된 냉각수가 제1나사유로(210) → 제2나사유로(220) → 제3나사유로(230) → 제4나사유로(240)와 같이 순차적으로 흘러 풍구의 토출구(500) 면에서 바라보았을 때 양방향 순환이 필요없게 되므로 기존과 같은 180° 흐름 반전부가 없어지게 된다.

아울러, 본 발명에서는 바디챔버의 바디선단유로(110)도 종래 더블 챔버 스파이럴형 풍구와는 달리 유로 단면을 최소화하고 나사부(200)와 동일한 형태의 회전식 순환방식을 채택하도록 함으로써 바디부(100) 선단의 냉각성능을 급격히 향상시키도록 구성된다.

이러한 구성에 의해 본 발명 풍구는 선단챔버 냉각수의 흐름이 터널(250)을 통해 제1나사유로(210)부터 시작되기 때문에 나사부(200)와 커버부(300)가 접촉되는 부분으로 통수가 되더라도 가장 높은 열부하를 받아 최고의 냉각성능이 요구되는 제1나사유로(210)로의 냉각수 급수율을 100% 보장할 수 있게 된다.

따라서, 상기 제1나사유로(21)로의 급수율 손실에 의해 냉각성능 저하를 초래하였던 기존 더블 챔버 스파이럴형 풍구 보다 월등한 냉각 성능을 갖출 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명 풍구는 기존과 달리 180°흐름 반전에 따른 추가 압력 손실이 제거됨으로써 나사부(200)에서의 단일 방향 순환에 따라 선단챔버 냉각수의 흐름이 더욱 원활해지게 된다.

또한, 본 발명 풍구는 바디선단챔버(110)의 유로 단면적을 줄이고 나사부(200)와 동일형식의 회전 순환 방식을 취하게 됨으로써 기존 형태에 비해 바디부(100) 선단에서의 냉각성능도 더욱 향상되게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 풍구의 선단부에 형성된 냉각유로에서 180° 반전부를 제거함으로써 냉각수의 흐름을 단방향으로 하여 흐름의 원활성을 확보하고, 이로 인해 압력손실을 줄일 수 있으며, 냉각수가 풍구 선단까지 전달될 수 있도록 하여 최대의 냉각효율을 달성할 수 있게 된다.

Claims

바디부와, 나사부 및 커버부로 이루어지되 상기 바디부에는 바디선단유로와 바디유로를 갖는 바디챔버가 마련되고, 상기 나사부와 커버부에는 제1,2,3,4나사유로를 갖는 선단챔버가 마련된 더블 챔버 스파이럴형 풍구에 있어서;

상기 나사부와 커버부에는 냉각수 공급구와 상기 제1나사유로를 직접 연결하는 터널이 형성된 것을 특징으로 하는 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구.
청구항 1에 있어서;

상기 바디챔버는 급수된 냉각수의 고유속 회전 순환을 위해 상기 선단챔버와 대응되는 나선형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구.
청구항 1에 있어서;

상기 커버부의 선단면에는 하드페이싱이 부설된 것을 특징으로 하는 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구.
청구항 1에 있어서;

상기 바디부, 나사부, 커버부는 99.5% 이상의 순동 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서;

상기 바디부, 나사부, 커버부는 각기 제조된 단품들이 서로 조립되어 일체화되거나 혹은 주조되어 일체화된 것을 특징으로 하는 고로용 더블 챔버 스파이럴형 풍구.