KR20090030794A - 환상관 지지 구조의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 전체 개보수 공정을 크게 단축하여 용선 생산의 중단을 최소화 할 수 있는 환상관 지지 구조 및 그 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 본 발명에서는, 상하 방향으로 설치된 필라들과 상기 필라들의 상부를 연결하는 박스 빔을 포함하고, 고로 둘레에 설치된 박스 거더; 상기 박스 거더와 환상관 둘레를 감싸는 행거 브래킷을 연결하여 환상관을 박스 거더에 고정하는 텐션 로드; 및 상기 박스 거더의 이웃한 필라와 상기 환상관을 연결하여 환상관의 진동을 차단하는 스태빌라이저 로드를 포함하는 고로 환상관 지지 구조를 제공한다.

환상관, 고로 개보수, 공기 단축

Description

환상관 지지 구조 및 그 시공 방법{Supporting structure for bustil pipe and method of carrying out the same}

본 발명은 환상관(bustil pipe) 지지 구조 및 그 시공 방법에 관한 것으로 서, 더욱 상세하게는 용선(溶銑)을 생산하는 고로의 둘레에 배치되어 조업 중에 뜨거운 공기를 고로 내에 주입하는 송풍 지관(blow pipe)에 뜨거운 공기를 공급하는 기능을 하는 환상관을 지지하는 지지 구조와 그 시공 방법에 관한 것이다. 여기서, 용선 이라함은, 용융된 선철을 얻는 공정 또는 그 용융된 선철을 의미한다. 다만, 본 발명은 용선을 생산하는 공정 그 자체와 직접적으로 연관되기 보다는 그 공정이 이루어지는 고로의 시공 또는 개보수 공사 있어서의 공기 단축에 유리한지지 환상관 지지 구조 및 그 시공 방법과 관련된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 고로 조업은 고로 상부로부터 장입물(철광석 및 코크스)을 노내에 장입하고, 노하부에 설치되는 풍구(110f)를 통해 고온의 열풍을 불어 넣어 노내에서 환원용융반응을 일으킴으로써 용선을 생산하게 된다.

이 과정에서 고로(50)에 장입되는 철광석 및 코크스(114)가 노하부에서 코크스(114) 연소 및 철광석의 환원용융에 따라 노하부로 강하하면서 발생되는 노체내부연와와의 마찰 작용이나 고로 하부에서 코크스의 연소, 철광석의 용융환원과정 중에 발생된 가스가 고로 상부로 배출되기 위하여 상승하면서 노체 연와 표면과 접촉 시에 발생되는 화학적 침식반응에 의해 고로(50) 노체 내부에 설치되는 내화연와는 손상을 받게 된다.

이러한 내화연와에 대한 손상이 지속되면 고로는 수명을 다하게 되고 일정 시점이 되면 고로 내외부에 대한 정체적인 개보수를 위해 고로 조업을 중단하게 된 다. 고로 조업을 중단하게 되면 고로의 용선 생산이 멈추게 되는 것이기 때문에 그 기간을 단축하는 것은 용선 생산 업체에 있어서는 대단히 중요한 과업이 아닐 수 없다. 이러한 고로 개보수 과정에는 고로 하부 둘레에 배치되는 환상관의 개보수 작업이 동반된다. 환상관의 개보수는 고로 내외부의 개보수 작업과 연계되어 진행되어야 하며, 전체적인 고로 개보수 일정을 단축할 수 있는 환상관 시공 방법의 개발에 대한 필요성이 대단히 크다.

본 발명은 고로 전체 개보수 공정을 크게 단축하여 용선 생산의 중단을 최소화 할 수 있는 환상관 지지 구조 및 그 시공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은,

상하 방향으로 설치된 필라들과 상기 필라들의 상부를 연결하는 박스 빔을 포함하고, 고로 둘레에 설치된 박스 거더;

상기 박스 거더와 환상관 둘레를 감싸는 행거 브래킷을 연결하여 환상관을 박스 거더에 고정하는 텐션 로드; 및

상기 박스 거더의 이웃한 필라와 상기 환상관을 연결하여 환상관의 진동을 차단하는 스태빌라이저 로드를 포함하는 고로 환상관 지지 구조를 제공함으로써 달성된다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은, 고로 둘레에 환상관을 시공하는 방법에 있어서,

설치될 환상관 피이스의 일부에 행거 브래킷을 설치하고, 설치될 환상관 피이스의 전체에 리프트 러그를 설치하는 단계(a);

행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스를 리프트 러그에 와이어 로프를 연결하여 인양하는 단계(b);

인양된 환상관 피이스의 행거 브래킷과 박스 거더를 길이 조정이 가능한 텐션 로드로 연결하여 고정하는 단계(c);

상기 단계(a)에서 리프트 러그만 설치된 환상관 피이스를 인양하고, 상기 단계(c)에서 박스 거더에 고정 연결된 환상관 피이스들과 서로 용접하여 연결하는 단계(d); 및

양단이 박스 거더의 이웃한 두 개의 필라에 각각 고정되고, 그 중앙부가 환상관에 접하는 스태빌라이저 로드를 설치하는 단계(e)를 포함하고,

상기 단계(a)에서,

설치될 환상관 피이스 중 절반에는 행거 브래킷이 두 개씩 설치되고,

행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스에는 하나의 리프트 러그가 용접에 의해 설치되며,

행거 브래킷이 설치되지 않은 환상관 피이스에는 두 개의 리프트 러그가 용접에 의해 설치되고,

행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스상기 리프트 러그는 환상관 피이스 중 일부에만 용접에 의해 설치되며,

상기 단계(b)에서,

인양 작업은 윈치 또는 크레인에 의해 이루어지고,

상기 단계(c)에서,

상기 텐션 로드는 상기 박스 거더의 상단으로부터 하단을 관통하여 설치되고, 두 개 이상이 상기 행거 브래킷과 상기 박스 거더를 연결하는데 사용되며,

상기 텐션 로드의 길이 조정은 텐션 로드를 박스 거더 상단에서 고정하는 너트의 회전에 의해 이루어지고,

상기 단계(d)에서,

박스 거더에 고정 연결된 환상관 피이스는 상기 텐션 로드의 길이를 조정하여 높이 및 균형을 조정한 후 용접되며,

상기 단계(d)에서,

리프트 러그만 설치된 환상관 피이스는 소정의 거리로 이격되고 그 사이의 거리를 조정할 수 있는 두 개의 도르래들의 외측을 와이어 로프가 둘러싼 상태에서 위치에 의해 인양되는 환상관 시공 방법을 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 단계(e)에서는 상기 도르래들 사이의 거리를 조정하여 리프트 러그만 설치된 환상관 피이스들의 높이 및 균형을 조절할 수도 있다.

여기서, 송풍지관들을 각각 인양하여 환상관에 용접하여 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 고로의 신축 또는 개보수 과정에서 고로 외측의 철피 시공 공정과 고로 둘레의 환상관 시공 공정을 동시에 진행할 수 있어 공기를 획기적으로 단축할 수 있다. 이에 따라 주기적으로 개보수를 시행해야 하는 고로의 휴지기를 대폭 감축할 수 있어 고로를 가동하지 않는 기간 동안의 용선 생산 손실을 획기적으로 줄일 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명에 따른 환상관 지지 구조를 개략적으로 보여주는 단면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 IV-IV 방향에서 본 환상관의 평면도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 2의 V-V 방향에서 본 박스 거더의 가로 빔들의 평면도가 도시되어 있고, 도 5에는 스태빌라이저 로드가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 환상관 지지 구조는, 환상관(30)을 지지하는 박스 거더 조립체(10), 텐션 로드(20) 및 스태빌라이저 로드(40)를 포함한다.

상기 박스 거더 조립체(10)는 상하 방향으로 설치된 4개의 필라(10b)들과 상기 필라(10b)들의 상부를 연결하는 네 개의 가로 빔(10a)을 포함하고, 고로(50) 둘레에 설치된다. 상기 박스 거더 조립체(10)에는 이웃한 가로 빔들을 대각선으로 서로 연결하는 네 개의 보조 빔(10c)이 더 설치될 수 있다. 상기 보조 빔(10c)에는 각각 2개씩의 텐션 로드 고정용 브래킷(10d)이 설치되어 상기 텐션 로드(20)들 이 각각 연결된다.

상기 텐션 로드(20)는 환상관(30)을 상기 박스 거더의 보조 빔(10c)에 지지하는 기능을 하는 것으로, 상기 보조 빔(10c)과 환상관 둘레를 감싸는 행거 브래킷(25)을 연결한다. 상기 행거 브래킷(25)은 상기 환상관의 둘레를 전체적으로 감싼다. 도 2에서는 가로 빔(10a)에 텐션 로드(20)들이 연결되는 것과 같이 도시되어 있으나, 도 2의 관점에서는 보조 빔(10c)이 보이지 않기 때문에 이와 같이 도시한 것이고, 실제로는 도 4의 보조 빔(10c)의 브래킷(10d)이 설치된 위치에 결합된다.

도 3에 도시된 것과 같이, 상기 스태빌라이저 로드(40)는 상기 박스 거더의 필라(10b), 상기 환상관(30) 및 상기 박스 거더의 다른 필라(10b)를 서로 연결한다. 상기 환상관(30)에서 상기 스태빌라이저 로드(40)와 연결되는 부분에는 연결 브래킷이 더 설치되어 상기 스태빌라이저 로드(40)의 일단부(41)는 필라(10b)에 고정되고, 타단부(41')는 환상관에 고정될 수 있다. 또는 도 3에 도시된 것과는 달리, 스태빌라이저 로드(40)의 양단부는 각각 이웃한 필라(10b)에 고정되고, 스태빌라이저 로드의 턴버클부(42)가 환상관에 연결될 수도 있다.

상기 스태빌라이저 로드(40)는 도 5에 도시된 것과 같이 턴버클의 형태로 만들어져서 중앙의 턴버클부를 회전시키면서 환상관의 중심을 잡는데 사용될 수 있다.

상기 스태빌라이저 로드(40)는 환상관(30)을 텐션 로드(20)들이 위에서 잡아주는 구조에서 좌우 방향으로 흔들리는 진동을 차단하는 기능을 한다.

도 6에는 본 발명의 환상관 지지 구조의 장점을 설명하기 위한 비교예의 환상관 지지 구조가 도시되어 있다.

도 6에 도시된 것과 같이, 비교예의 환상관 지지 구조는 환상관(30)을 아래로부터 지지하는 지지빔(60)을 포함한다. 상기 지지빔(60)은 고로(50) 본체에 연결되는 테이블 형태로 만들어지며, 수평부(62), 보강부(63) 및 받침부(61)를 구비할 수 있다. 상기 받침부는 환상관의 단면이 원형인 것에 대응하여 중앙부가 오목한 형태로 만들어질 수 있다.

한편, 고로가 일정한 수명을 다한 후에는 고로의 개보수 작업을 통해 고로 내측의 내화물(미도시)과 고로 외측의 철피(미도시)를 새로 교체하고 환상관의 교체도 함께 이루어지게 된다. 이와 같은 비교예의 지지구조에 있어서는, 기존의 철피를 해체하고 새로운 철피를 시공하는 공정이 완료되기 전에는 환상관의 설치 작업이 이루어질 수 없다. 따라서 전체 고로 보수 공정이 길어질 수밖에 없다. 고로 보수 기간은 고로를 사용하지 못하는 기간으로 그 기간이 단 며칠 지연되는 것만으로도 철강 업체의 입장에서는 용선을 생산할 수 없어서 기간에 따라 손실이 어마어마하게 커질 수 있다. 반면에 본 발명에 따른 환상관 지지 구조와 같이 철피 시공과 별개로 시공될 수 있는 지지 구조를 적용할 경우에는 용선 생산 가능 기간을 증가시켜 손실을 최소화할 수 있다. 따라서, 비교예의 구조를 사용하는 경우에 비교하면, 본원의 환상관 지지 구조는 고로 개보수 공정을 크게 단축시킬 수 있는 획기적인 구조라고 하겠다.

이하에서는 본 발명의 환상관 지지 구조를 시공하는 방법에 대해 설명한다.

기본적으로 환상관의 설치는 환상관을 여러 개(예를 들어 8개)의 피이스로 제작하고 이것을 서로 용접하여 이루어진다. 따라서, 이를 위한 준비로 다음과 같은 작업이 이루어진다.

설치될 환상관 피이스의 일부에 행거 브래킷을 설치하고, 설치될 환상관 피이스의 전체에 리프트 러그를 설치한다. 이 공정은 환상관 피이스를 인양하기 위한 준비로서, 설치될 환상관 피이스가 8개인 경우, 설치될 환상관 피이스 중 네 개에는 행거 브래킷이 두 개씩 설치되고, 행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스에는 하나의 리프트 러그가 용접에 의해 설치되며, 행거 브래킷이 설치되지 않은 환상관 피이스에는 두 개의 리프트 러그가 용접에 의해 설치되고, 상기 리프트 러그는 환상관 피이스에 용접에 의해 설치된다.

위와 같은 준비가 완료되면, 그 다음은, 행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스를 리프트 러그에 와이어 로프를 연결하여 인양한다. 인양 작업은 윈치 또는 크레인에 의해 이루어질 수 있다.

행거 브래킷이 부착된 환상관 피이스의 인양이 완료되면, 인양된 환상관 피이스의 행거 브래킷과 박스 거더를 길이 조정이 가능한 텐션 로드로 연결하여 고정한다. 상기 텐션 로드는 상기 박스 거더의 상단으로부터 하단을 관통하여 설치되고, 두 개 이상이 상기 행거 브래킷과 상기 박스 거더를 연결하는데 사용되며, 상기 텐션 로드의 길이 조정은 텐션 로드를 박스 거더 상단에서 고정하는 너트의 회전에 의해 이루어질 수 있다.

그 다음에는 앞서 리프트 러그만 설치한 환상관 피이스를 인양하고, 먼저 인양되어 박스 거더에 고정된 환상관 피이스들과 서로 용접하여 환상관을 완성한다. 박스 거더에 고정 연결된 환상관 피이스는 상기 텐션 로드의 길이를 조정하여 높이 및 균형을 조정하고, 새로 인양한 환상관 피이스들은 인양에 사용된 크레인 등으로 높이 및 균형을 조정한 후 용접을 시행한다.

그 다음에는 스태빌라이저 로드를 사용하여 박스 거더의 필라와 환상관을 연결한다. 스태빌라이저 로드의 연결이 완료되면 송풍지관들을 각각 인양하여 환상관에 용접하여 설치한다.

위에서 설명한 시공 방법을 고로 개보수 공정에 적용하기 위해서는 기본적으로 다음의 환상관 철거 단계가 더 포함되어야 한다.

환상관 철거 단계는 철거될 환상관에 절단할 부분을 마킹하고, 환상관의 각 절단부의 중앙부에 리프트 러그를 용접하여 설치하며, 상기 리프트 러그에 와이어 로프를 연결하여 절단될 환상관을 지지한 후, 환상관을 절단하고 절단된 환상관 피이스를 하강시켜 제거하는 순서로 이루질 수 있다.

지금까지 본 발명을 설명함에 있어, 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 정상적인 고로 조업 중의 고로 내부의 모습과 환상관의 위치를 모식적으로 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 환상관 지지 구조를 보여주는 단면도.

도 3은 도 2의 IV-IV 방향에서 본 환상관의 평면도

도 4는 도 2의 V-V 방향에서 본 박스 거더의 평면도.

도 5는 스태빌라이저 로드의 구성을 보여주는 도면.

도 6은 비교예의 환상관 지지 구조를 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 박스 거더 조립체 10a: 박스 거더 가로 빔

10b: 박스 거더 필라 10c: 박스 거더 보조 빔

10d: 텐션 로드 고정용 브래킷 20: 텐션 로드

25: 행거 브래킷 30: 환상관

30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h: 환상관 피이스

31: 송풍 지관 연결부 32: 환상관 용접 라인

33: 송풍 지관 40: 스태빌라이저 로드

41, 41': 로드 단부 42: 턴버클부

50: 고로 110a: 용융물

110b: 출선구 110c: 연화융착대

110f: 풍구 113: 노저바닥부

114: 코크스

Claims (4)

1. 상하 방향으로 설치된 필라들과 상기 필라들의 상부를 연결하는 박스 빔을 포함하고, 고로 둘레에 설치된 박스 거더;

   상기 박스 거더와 환상관 둘레를 감싸는 행거 브래킷을 연결하여 환상관을 박스 거더에 고정하는 텐션 로드; 및

   상기 박스 거더의 이웃한 필라와 상기 환상관을 연결하여 환상관의 진동을 차단하는 스태빌라이저 로드를 포함하는 고로 환상관 지지 구조.
2. 고로 둘레에 환상관을 시공하는 방법에 있어서,

   설치될 환상관 피이스의 일부에 행거 브래킷을 설치하고, 설치될 환상관 피이스의 전체에 리프트 러그를 설치하는 단계(a);

   행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스를 리프트 러그에 와이어 로프를 연결하여 인양하는 단계(b);

   인양된 환상관 피이스의 행거 브래킷과 박스 거더를 길이 조정이 가능한 텐션 로드로 연결하여 고정하는 단계(c);

   상기 단계(a)에서 리프트 러그만 설치된 환상관 피이스를 인양하고, 상기 단계(c)에서 박스 거더에 고정 연결된 환상관 피이스들과 서로 용접하여 연결하는 단계(d); 및

   양단이 박스 거더의 이웃한 두 개의 필라에 각각 고정되고, 그 중앙부가 환 상관에 접하는 스태빌라이저 로드를 설치하는 단계(e)를 포함하고,

   상기 단계(a)에서,

   설치될 환상관 피이스 중 절반에는 행거 브래킷이 두 개씩 설치되고,

   행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스에는 하나의 리프트 러그가 용접에 의해 설치되며,

   행거 브래킷이 설치되지 않은 환상관 피이스에는 두 개의 리프트 러그가 용접에 의해 설치되고,

   행거 브래킷이 설치된 환상관 피이스상기 리프트 러그는 환상관 피이스 중 일부에만 용접에 의해 설치되며,

   상기 단계(b)에서,

   인양 작업은 윈치 또는 크레인에 의해 이루어지고,

   상기 단계(c)에서,

   상기 텐션 로드는 상기 박스 거더의 상단으로부터 하단을 관통하여 설치되고, 두 개 이상이 상기 행거 브래킷과 상기 박스 거더를 연결하는데 사용되며,

   상기 텐션 로드의 길이 조정은 텐션 로드를 박스 거더 상단에서 고정하는 너트의 회전에 의해 이루어지고,

   상기 단계(d)에서,

   박스 거더에 고정 연결된 환상관 피이스는 상기 텐션 로드의 길이를 조정하여 높이 및 균형을 조정한 후 용접되며,

   상기 단계(d)에서,

   리프트 러그만 설치된 환상관 피이스는 소정의 거리로 이격되고 그 사이의 거리를 조정할 수 있는 두 개의 도르래들의 외측을 와이어 로프가 둘러싼 상태에서 위치에 의해 인양되는 환상관 시공 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 단계(e)에서는 상기 도르래들 사이의 거리를 조정하여 리프트 러그만 설치된 환상관 피이스들의 높이 및 균형을 조절하는 것을 특징으로 하는 환상관 시공 방법.
4. 제2항에 있어서,

   송풍지관들을 각각 인양하여 환상관에 용접하여 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환상관 시공 방법.

Images