KR20120011047A - 킬른, 내화물의 시공 방법 및 내화물 블록 - Google Patents

Abstract

이 킬른은, 원통 형상의 킬른 본체와, 상기 킬른의 내면에 배치된 철피와, 상기 철피의 내측에 배치되고, 복수의 내화물 블록을 포함하는 라이닝 내화물을 구비하고, 상기 복수의 내화물 블록 각각은 상기 킬른의 중앙측에 노출되는 육각 형상의 가동면측 단부면과, 상기 킬른의 외주측에 배치되고 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖고, 상기 복수의 내화물 블록은, 상기 킬른의 직경 방향을 따라 상기 가동면측 단부면의 위치를 규정의 기준 위치에 맞추어 배치되고, 상기 복수의 내화물 블록은, 상기 철피 내면의 원주 방향을 따라 배열되고, 허니콤 형상으로 적층되어 있다.

Description

킬른, 내화물의 시공 방법 및 내화물 블록{KILN, METHOD FOR PRODUCING REFRACTORY, AND REFRACTORY BLOCK}

본 발명은, 철강 제조용의 전로나 고로, 레이들 등의 킬른, 내화물의 시공 방법 및 내화물 블록에 관한 것이다.

본원은, 2009년 5월 19일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2009-120853호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

철강 제조용의 전로를 비롯한 정련 킬른에 있어서는, 노체(爐體)의 내측의 철피면에 우선 영구장이라 칭해지는 직사각 형상의 퍼머넌트 벽돌(permanent brick)을 노 저부, 노 벽부에 시공한다. 그 후, 퍼머넌트 벽돌의 상면에 직사각 형상의 웨어 벽돌을 눌러 덮어, 노 바닥부의 전체면에 깐다. 노 바닥부에의 웨어 벽돌의 시공 완료 후, 노 저부 하부로부터 노벽 상부로, 노벽을 따라, 1단씩 동일 평면 상에 퍼머넌트 벽돌에 눌러 덮어 시공해 가는 것이 축로(築爐)의 기본적 수순이다.

이러한 축로 작업의 효율을 향상시키기 위해, 종래 다양한 제안이 이루어져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1, 2 참조).

특허 문헌 1은, 반송 수단에 의해 공급된 벽돌을 소정의 위치로 가까이 대기 위한 이동을, 원활하고 또한 신속하게 행할 수 있는 벽돌 적재 장치에 관한 것이다.

특허 문헌 2에서는, 서로 형상이 다른 2종의 벽돌을 미리 정해진 소정의 순서로 대략 원주 상에 복수단 배치하는 벽돌 적재 방법이 제안되어 있다.

즉, 상기 특허 문헌 1, 2에서는, 단면 직사각 형상의 벽돌을 1개씩, 퍼머넌트 벽돌면에 압박하여 축조하고 있다.

일본 특허 출원 공개 평8-5262호 공보 일본 특허 출원 공개 제2005-9707호 공보

그러나 특허 문헌 1, 2와 같은 구성에서는, 각 단에 있어서 벽돌의 원주 방향의 위치 결정을 할 필요가 있어, 축로에 장시간을 갖는다고 하는 문제가 있다. 또한, 직사각 형상의 벽돌을 사용하는 경우, 각 벽돌은, 양 옆의 벽돌과의 사이에서의 구속력에 의해 지지되어 있는 상태이다. 이로 인해, 직립 상태에서의 축로가 완료된 후, 예를 들어 노를 전후로 틸팅할 때, 벽돌간의 구속이 약한 개소가 있으면, 틸팅시에 벽돌의 누락 현상이 발생하는 등의 문제가 있다. 한 번 이러한 누락 현상이 발생하면, 노를 다시 직립 상태로 복귀시켜, 순차 상부로부터 벽돌을 제거하고, 누락부를 원래의 위치로 복귀시키고, 다시 각 벽돌의 압입을 행하여, 다시 축로할 필요가 있다. 이로 인해, 축로에 장시간을 필요로 하게 된다.

또한, 직사각 형상의 벽돌을 사용하는 경우, 상기한 바와 같은 누락을 억제하기 위해, 퍼머넌트 벽돌면에의 압박을 강화하는 것이 중요하다. 이때, 퍼머넌트 벽돌이 철피에 압박됨으로써 철피가 변형되어 버릴 우려가 있다. 또한, 철피가 변형된 채 내화물 블록을 배치하면, 줄눈 벌어짐이 발생해 버릴 우려도 있다.

본 발명의 목적은, 용이하고 또한 단시간에 축로 가능한 킬른, 내화물의 시공 방법 및 내화물 블록을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 각 형태는, 이하의 구성을 갖는다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 킬른은, 원통 형상의 킬른 본체와, 상기 킬른의 내면에 배치된 철피와, 상기 철피의 내측에 배치되고, 복수의 내화물 블록을 포함하는 라이닝 내화물을 구비하고, 상기 복수의 내화물 블록 각각은, 상기 킬른의 중앙측에 노출되는 육각 형상의 가동면측 단부면과, 상기 킬른의 외주측에 배치되고 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖고, 상기 복수의 내화물 블록은, 상기 킬른의 직경 방향을 따라 상기 가동면측 단부면의 위치를 규정의 기준 위치에 맞추어 배치되고, 상기 복수의 내화물 블록은, 상기 철피 내면의 원주 방향을 따라 배열되고, 허니콤 형상으로 적층되어 있다.

(2) 상기 (1)의 킬른에서, 상기 내화물 블록과 상기 철피 사이에, 부정형 내화물 또는 내화물 분체가 충전되어 있어도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)의 킬른에서, 상기 내화물 블록이, 열팽창을 흡수하는 열팽창 흡수 부재를 개재하여 배치되어 있어도 된다.

(4) 상기 (1) 또는 (2)의 킬른에서, 상기 내화물 블록이, 금속판과 상기 금속판의 일면으로부터 돌출되는 금속제의 파지부를 포함하여 접착제 및 볼트를 사용하여 고정된 블록 배치용 지그를 더 가져도 된다.

(5) 본 발명의 일 형태에 관한 내화물의 시공 방법은, 원통 형상의 킬른의 철피 내면에 내화물을 라이닝 시공하는 내화물의 시공 방법이며, 상기 킬른 육각 형상의 가동면측 단부면과 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖는 내화물 블록과, 상기 내화물 블록을 상기 가동면측 단부면과 상기 배면측 단부면을 각각 2개의 사다리꼴로 등분하는 절단 평면으로 절단한 형상의 절반 분할 블록을 사용하고, 복수의 상기 내화물 블록을, 상기 킬른의 직경 방향을 따라 상기 가동면측 단부면의 위치를 규정의 기준 위치에 맞추도록 배열하고, 복수의 상기 내화물 블록을 상기 원주 방향을 따라, 또한 허니콤 형상으로 적층한다.

(6) 상기 (5)의 내화물의 시공 방법에서, 상기 내화물 블록이, 금속판과 상기 금속판의 일면으로부터 돌출되는 금속제의 파지부를 포함하여 접착제 및 볼트를 사용하여 고정된 블록 배치용 지그를 갖고, 상기 파지부를 파지함으로써 상기 내화물 블록을 들어올려 배치해도 된다.

(7) 본 발명의 일 형태에 관한 원통 형상의 킬른의 철피 내면의 라이닝용 내화물 블록은, 육각 형상의 가동면측 단부면과 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖는다.

본 발명에 따르면, 대략 원통 형상의 킬른 형성에, 육각 형상의 가동면측 단부면과 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖는 내화물 블록을 사용한다. 이로 인해, 숙련된 시공자가 아니어도, 각 단에 있어서 내화물 블록을 소정 간격마다 배치하여, 하단의 설치 완료된 내화물 블록 사이에 작업중인 단의 내화물 블록을 끼워 넣는 것만으로 원주 방향의 위치 결정을 할 수 있다.

또한, 종래의 직사각 형상의 내화물 블록을 사용하는 경우, 수직면에서 내화물 블록끼리를 접촉시킨다. 이로 인해, 내화물 블록의 자중에 의해 원주 방향의 구속력을 발생시킬 수 없다. 이로 인해, 원주 방향의 구속력은 설치 상태(설치 간격)로 정해지게 되어, 이 구속력을 대략 일정하게 하는 것이 곤란하다.

이에 대해, 본 발명에서는, 내화물 블록을 허니콤 형상으로 적층함으로써, 수직면에 대해 경사지는 면에서 내화물 블록끼리를 접촉시킨다. 이로 인해, 내화물 블록의 자중에 의해 원주 방향의 구속력을 발생시킬 수 있고, 또한 이 구속력을 설치 상태(설치 간격)에 관계없이 대략 일정하게 할 수 있다. 따라서, 킬른을 틸팅시켰을 때의 내화물 블록의 누락 현상을 방지할 수 있다. 이것에 더하여, 내화물 블록을 가동면측 단부면의 위치를 기준으로 하여 배치할 수 있으므로, 내화물 블록을 퍼머넌트 벽돌에 압박할 필요가 없다. 따라서, 철피의 변형이나 그것에 수반되는 줄눈 벌어짐의 발생을 방지할 수 있고, 용이하고 또한 단시간에 축로 가능한 킬른, 그 시공 방법 및 내화물 블록을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 킬른의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 허니콤 블록의 평면도
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 허니콤 블록의 내측 단부면측으로부터의 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 절반 분할 블록과 허니콤 블록의 배치 상태를 킬른의 내부로부터 본 도면.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 허니콤 블록의 배치 상태의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 관한 내화물 시공 장치가 전로 내에 삽입된 상태를 설명하는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물 시공 장치의 구조를 도시하는 정면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물 시공 장치의 구조를 도시하는 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물의 시공 방법의 수순을 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물의 시공 방법의 수순을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물의 시공 방법의 수순을 설명하기 위한 모식도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물의 시공 방법의 수순을 설명하기 위한 모식도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물의 시공 방법의 수순을 설명하기 위한 모식도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 내화물의 시공 방법의 수순을 설명하기 위한 모식도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태의 변형으로 되는 내화물의 시공 방법을 도시하는 모식도이다.

본 발명에서는, 원통 형상의 킬른의 철피 내면의 라이닝 내화물 블록으로서, 예를 들어 불소성 벽돌이나 소성 벽돌을 사용할 수 있다. 소성 벽돌을 사용하는 경우, 통상의 직사각 형상의 벽돌의 제작 후에 기계 가공함으로써 육각 형상의 내화물 블록을 얻을 수 있다. 또한, 불소성 벽돌을 사용하는 경우, 육각 형상의 몰드의 제작 후에 부정형 내화물을 주입하여, 양생, 건조, 가열 처리를 함으로써 내화물 블록을 얻을 수 있다. 또한, 단면 사다리꼴 형상의 블록을 복수 접합함으로써 육각 형상으로 한 내화물 블록을 사용해도 된다. 또한, 내화물 블록의 가동면(이후「내측」이라고 기재하는 경우가 있음) 단부면이나 배면측(이후「외측」이라고 기재하는 경우가 있음) 단부면은 평면, 원호면, 곡면 중 어느 것이라도 좋다. 또한, 내화물 블록의 각 단부면(가동면 또는 배면)에 있어서의 원주 방향으로 돌출되는 정점의 각도를 120°전후, 구체적으로는 115°내지 125°로 설정하는 것이 바람직하다. 125°보다도 크게 하면, 원주 방향으로의 구속력을 충분히 발생시킬 수 없고, 115°미만인 경우, 상기 정점을 포함하는 부분에 작용하는 자중이 커져 파손되어 버릴 우려가 있기 때문이다.

또한, 본 발명에서 대상으로 하는 원통 형상의 킬른이라 함은, 반드시 완전한 원통일 필요는 없고, 대략 원통 형상의 킬른이라도 좋다.

그리고 본 발명에서는, 상기 내화물 블록이 허니콤 형상으로 적층되어 있다. 이로 인해, 예를 들어 일부의 내화물 블록이 결손되어도, 인접한 내화물 블록이 누락되는 일이 없다. 이로 인해, 내화물 블록을 철피측으로 압박할 필요가 없어, 상기 내측 단부면의 위치를 기준으로 하여 내화물 블록을 배치할 수 있다.

여기서, 종래 기술과 같이, 직사각 형상의 내화물 블록을 철피 내면에 설치한 퍼머넌트 벽돌에 압박하면서, 즉 외측 단부면을 기준으로 하여 위치 결정하는 경우, 통상 시공자가 위치하는 내측 단부면측으로부터 외측 단부면을 확인하는 것은 곤란하다. 이로 인해, 적절하게 위치 결정할 수 없을 우려가 있다. 또한, 이러한 경우, 퍼머넌트 벽돌이 철피에 압박됨으로써 철피가 변형되어 버릴 우려가 있다. 또한, 철피가 변형된 상태에서 내화물 블록을 배치하면, 줄눈 벌어짐이 발생해 버릴 우려가 있다.

이에 대해, 내측 단부면의 위치를 기준(이하, 내측 치수 기준이라 함)으로 하여 배치함으로써, 시공자가 배치 위치를 용이하게 확인할 수 있어, 철피를 파손하는 일 없이 킬른을 축로할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 내화물 블록과 상기 철피 사이에는, 부정형 내화물 또는 내화물 분체가 충전되어 있는 구성이 바람직하다.

여기서, 내화물 블록과 철피 사이에 퍼머넌트 벽돌을 설치한 경우, 벽돌 사이의 공극을 통해 복사에 의해 킬른 내부의 열이 철피로 전달되어 철피 온도가 상승하여, 노체로부터의 열의 대기 방산량이 증가해 버린다. 이 경우, 대기 방산된 열을 보충하기 위해 불필요한 에너지를 소비할 필요가 있다.

이에 대해, 부정형 내화물이나 마그네시아의 내화물 분체를 충전함으로써, 노체로부터의 열의 대기 방산량이 증가하는 것을 방지할 수 있어, 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 철피가 과열에 의해 변형되거나 하는 것을 방지할 수 있어, 안정된 킬른으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 내화물 블록은, 열팽창을 흡수하는 열팽창 흡수 부재를 개재하여 배치되어 있는 구성이 바람직하다.

여기서, 열팽창 흡수 부재로서는, 가축성을 갖는 것이면 좋고, 예를 들어 골판지 등의 시트, 카본질 파이버로 이루어지는 페이퍼 등을 사용할 수 있다. 또한, 내화물 블록의 외주면에 열팽창 흡수 부재를 피복한 후 상기 내화물 블록을 배치하는 수순을 채용해도 된다. 또한, 배치 완료된 내화물 블록의 노출되어 있는 면에 열팽창 흡수 부재를 설치하고 나서 새로운 내화물 블록을 배치하는 수순을 채용해도 된다.

본 발명에 따르면, 킬른 가동시의 열을 열팽창 흡수 부재에서 흡수함으로써, 내화물 블록에 작용하는 응력을 작게 할 수 있어, 내화물 블록의 수명 장기화를 도모할 수 있다.

본 발명의 내화물의 시공 방법은, 원통 형상의 킬른의 철피 내면에 내화물을 라이닝 시공하는 내화물의 시공 방법이며, 상기 킬른의 중앙측에 노출되는 육각 형상의 가동면측 단부면과 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖는 내화물 블록과, 이 내화물 블록을 상기 가동면측 단부면과 상기 배면측 단부면이 절반으로 되도록 절단한 단면 사다리꼴 형상의 절반 분할 블록을 사용하고, 상기 절반 분할 블록을, 상측 저면보다도 하측 저면 쪽이 긴 단면 사다리꼴 형상의 절반 분할 블록으로 하여, 상기 킬른의 반경 방향의 위치로서 상기 가동면측 단부면의 위치를 기준으로 하여 배치하고, 또한 상기 철피 내면의 원주 방향을 따라 소정 간격마다 배열하고, 상기 내화물 블록을 상기 원주 방향을 따라 배열하고, 또한 허니콤 형상으로 적층하고, 상기 적층된 내화물 블록의 정상부는, 상기 절반 분할 블록을, 하측 저면보다도 상측 저면 쪽이 긴 단면 사다리꼴 형상의 절반 분할 블록으로 하여, 상기 원주 방향을 따라 소정 간격마다 배열한다.

본 발명에 따르면, 킬른을 용이하고 또한 단시간에 축로할 수 있다. 또한, 절반 분할 블록을 최초에 배치하고 나서 내화물 블록을 순차 배치함으로써, 편평한 저면부에 각 블록을 용이하게 밀착시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 내화물의 시공 방법에서는, 금속판과 상기 금속판의 일면으로부터 돌출되는 금속제의 파지부를 갖는 블록 배치용 지그를 준비하고, 이 블록 배치용 지그의 금속판을 접착제로 상기 내화물 블록의 내측 단부면과 상기 절반 분할 블록의 내측 단부면에 접착하는 동시에 볼트 고정하고, 상기 파지부를 파지함으로써 상기 내화물 블록과 상기 절반 분할 블록을 들어올려 배치하는 구성이 바람직하다.

여기서, 접착제만으로 블록 배치용 지그를 내화물 블록에 편측 지지 고정하는 경우, 충분한 고정력을 얻기 어렵다. 또한, 볼트 고정만으로 편측 지지 고정하는 경우, 양자간에 간극이 생겨 버려 충분한 고정력을 얻기 어렵다. 상기한 모든 경우돈 운반 중에 내화물 블록이 낙하해 버릴 우려가 있다. 그로 인해, 본 발명에서는, 접착제와 볼트 고정을 병용함으로써, 편측 지지 고정으로도 보다 충분한 고정력을 얻을 수 있다. 따라서, 파지부를 시공 기계 등으로 파지해도 내화물 블록을 낙하시키는 일 없이 배치할 수 있고, 축로 작업의 기계화를 용이하게 도모할 수 있어, 작업 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 블록 배치용 지그를 금속제로 하고 있으므로, 초기의 킬른의 예열이나 가동시에 이 지그를 용해시킬 수 있다. 킬른이 금속을 정련하기 위한 것이면, 용해한 지그를 금속원으로서 이용할 수 있어, 킬른의 기능에 영향을 미치는 일이 없다.

본 발명의 내화물 블록은, 원통 형상의 킬른의 철피 내면의 라이닝용 내화물 블록이며, 상기 킬른의 중앙측에 노출되는 육각 형상의 가동면측 단부면과 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖는다.

본 발명의 내화물 블록을 사용함으로써, 용이하고 또한 단시간에 킬른을 축로할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

[킬른의 전체 구성]

도 1에는, 킬른(1)의 평면도가 도시되어 있다. 이 킬른(1)은, 하면이 노 저부(21)에 의해 폐색된 원통 형상의 철피(2)를 구비하고 있다.

철피(2)의 내부에는, 절반 분할 블록(3)과, 내화물 블록으로서의 허니콤 블록(4)이 설치되어 있다. 여기서, 도 1에 있어서, 모든 절반 분할 블록(3)과 허니콤 블록(4)에 번호를 부여하고 있지 않지만, 링 형상으로 배치된 대소의 사다리꼴 중, 큰 사다리꼴이 절반 분할 블록(3)을 나타내고, 작은 사다리꼴이 허니콤 블록(4)을 나타내고 있다. 절반 분할 블록(3)과 허니콤 블록(4)은, 동일한 성분의 내화물에 의해 구성되어 있다. 절반 분할 블록(3)은, 철피(2)의 저부와 정상부에 있어서, 원주 방향을 따라 소정 간격마다 배열되어 있다. 또한, 허니콤 블록(4)을 배치할 때, 킬른(1)의 반경 방향의 위치 결정을 행하는 데 있어서, 가동면측 단부면으로서의 내측 단부면(32, 42)의 위치를 기준으로 하여 배치를 행한다. 또한 각 허니콤 블록(4)은 원주 방향을 따라 배열되고, 또한 허니콤 형상으로 적층되어 있다. 즉, 특정한 1단의 허니콤 블록(4)의 주위 방향의 위치와, 그것에 인접하는 상부, 또는 하부의 1단의 허니콤 블록(4)의 주위 방향의 위치는, 허니콤 블록(4)의 폭의 절반 어긋나도록 배치된다.

또한, 철피(2)와, 절반 분할 블록(3) 및 허니콤 블록(4) 사이에는, 간격이 약 230㎜인 간극(S)이 형성되어 있다. 이 간극(S)에는, 내화물 분체(5)로서 예를 들어 입경 1㎜ 내지 5㎜의 마그네시아 입자가 충전되어 있다. 또한, 절반 분할 블록(3)의 외주면(31)과 허니콤 블록(4)의 외주면(41)에는, 열팽창 흡수 부재로서의 두께 2㎜의 모조지(6)가 부착되어 있다.

[허니콤 블록의 구성]

허니콤 블록(4)은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 외주면(41)과, 킬른(1)의 라이닝 내면에 노출되는 육각 형상의 내측 단부면(42)과, 이 내측 단부면(42)보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면으로서의 외측 단부면(43)을 갖는다. 허니콤 블록(4)의 높이 치수, 폭 치수, 깊이 치수는, 킬른(1)의 폭 치수나 높이 치수, 허니콤 블록(4)의 원주 방향이나 높이 방향으로의 설치 개수 등에 따라 적절한 크기로 설정할 수 있다. 또한, 내측 단부면(42)과 외측 단부면(43)에 있어서의 좌우로 돌출되는 정상부의 각도 θ는, 115°내지 125°로 하는 것이 바람직하고, 120°로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 킬른(1)의 시공시에 있어서, 허니콤 블록(4)의 내측 단부면(42)에는, 철제의 허니콤 블록 배치용 지그(70)가 고정된다. 이 허니콤 블록 배치용 지그(70)는, 내측 단부면(42)보다도 작은 금속판인 예를 들어 두께 5㎜의 철판(71)과, 이 철판(71)의 일면의 대략 중앙으로부터 예를 들어 직경 50㎜의 둥근 막대 형상으로 돌출되는 파지부(72)를 구비하고 있다. 그리고 허니콤 블록 배치용 지그(70)는, 철판(71)이 Al-Mg 합금을 5질량％ 함유하는 페놀 수지의 접착제(74)에 의해 내측 단부면(42)에 접착되는 동시에, 4개의 볼트(75)에 의해 볼트 고정됨으로써, 허니콤 블록(4)에 편측 지지 고정되어 있다. 또한, 철판(71)의 크기는, 내측 단부면(42)과 동일해도 되지만, 시공시에 인접하는 허니콤 블록(4)의 내측 단부면(42)끼리가 밀착하는 것과, 작업성을 고려하면, 도 2, 도 3에 도시하는 바와 같이 내측 단부면(42)보다도 작은 것이 바람직하다.

[내화물의 시공 방법]

킬른(1)을 시공할 때에는, 우선 열팽창 흡수 부재로서의 모조지(6) 및 도 4에 도시하는 절반 분할 블록 배치용 지그(76)가 설치된 절반 분할 블록(3)과, 열팽창 흡수 부재로서의 모조지(6) 및 허니콤 블록 배치용 지그(70)가 설치된 허니콤 블록(4)을 준비한다. 여기서, 절반 분할 블록 배치용 지그(76)는, 사다리꼴 형상의 철판(77)과, 파지부(78)를 구비하고 있다. 철판(77)이 도시하지 않은 접착제와 볼트(75)에 의해 내측 단부면(32)(도 1 참조)에 편측 지지 고정되어 있다.

다음에, 도시하지 않은 시공 기계에 의해 파지부(78)를 파지함으로써, 도 4에 도시하는 바와 같이, 절반 분할 블록(3)을 철피(2)의 노 저부(21)에 소정 간격마다 배치한다. 이때, 절반 분할 블록(3)을 내측 치수 기준으로 배치한다. 즉, 절반 분할 블록(3)의 내측 단부면(32)의 위치가 소정의 기준 위치에 맞추어지도록 절반 분할 블록(3)을 배치한다. 이에 의해, 절반 분할 블록(3)과 철피(2) 사이에 확실하게 간극(S)을 형성할 수 있어, 양자의 충돌을 확실하게 방지할 수 있다.

이후, 시공 기계에 의해 파지부(72)를 파지함으로써, 허니콤 블록(4)을 절반 분할 블록(3) 사이에 내측 치수 기준으로 배치한다. 이때, 허니콤 블록(4)을 절반 분할 블록(3) 사이에 끼워 넣는 것만으로, 특별한 위치 결정 작업을 하는 일 없이, 허니콤 블록(4)의 원주 방향의 위치 결정이 적절하게 이루어진다. 이후, 도 5에도 도시하는 바와 같이, 허니콤 블록(4)을 원주 방향 및 상하 방향으로 내측 치수 기준으로 허니콤 형상으로 배치해 간다.

그리고 최상단의 허니콤 블록(4)을 배치 종료하면, 허니콤 블록(4) 사이에 절반 분할 블록(3)을 노 저부에 배치하였을 때의 방향과 반대로 배치하여 상면을 평탄 형상으로 한다. 이후, 간극(S)에 내화물 분체(5)를 충전하여, 킬른(1)의 축로가 종료된다.

또한, 축로 종료 시점에서는, 허니콤 블록 배치용 지그(70)와 절반 분할 블록 배치용 지그(76)가 킬른(1) 내에 남아 있지만, 초기의 킬른(1)의 예열이나 가동시에 용해시킬 수 있어, 킬른의 기능에 영향을 미치는 일이 없다.

이상의 시공 방법을 이용하여, 실제로 킬른(1)을 축로한 바, 종래의 직사각 형상의 벽돌을 사용하는 경우에 비해, 약 10분의 1의 공사 기간에 축로할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 킬른(1)을 약 4000차지(사이클) 가동한 후, 허니콤 블록(4)을 확인한 바, 어느 쪽의 허니콤 블록(4)도 누락되어 있지 않은 것을 확인할 수 있었다.

이와 같이 기계 장치를 사용하여 허니콤 블록을 시공하면, 인력으로 허니콤 블록을 시공하는 경우보다도 질량이 큰 허니콤 블록을 사용할 수 있어(500㎏/개 이상도 가능), 허니콤 블록의 사이즈를 확대할 수 있고, 또한 시공 작업의 자동화, 효율화를 도모할 수 있다. 또한, 시공 단위인 내화물을 약 500㎏/개 이상으로 함으로써, 내화물간의 줄눈 수를 종래의 1/10 이하로 할 수 있는 것 등으로부터 기계 시공이 바람직하다.

또한, 본 발명의 내화물 블록(허니콤 블록)의 시공 장치의 다른 형태로서, 도 6 내지 도 8에 기재된 장치를 사용할 수도 있다. 이 장치를 사용하는 경우는, 내화물 블록에는 도 3의 파지부(72) 대신에, 암나사부를 내화물 블록의 내면측에 형성한다.

도면에 기재된 시공 장치는, 내화물 블록 보유 지지 기구, 축 방향 이동 기구, 반경 방향 이동 기구 및 선회 기구를 구비하는 것이다.

내화물 블록 보유 지지 기구는, 내화물 블록을 보유 지지하는 기구이며, 선단에 수나사부가 형성되어, 내화물 블록의 내측면에 형성된 암나사부와 나사 결합함으로써 보유 지지하는 것이 가능해지고, 수동식 또는 유압식 액추에이터 등에 의해 내화물을 올리고 내릴 수 있다.

또한, 이 내화물 블록 보유 지지 기구는, 내화물 블록의 설치시에, 내화물 블록의 자세를 조정할 수 있는 기구를 부가할 수 있다.

축 방향 이동 기구는, 내화물 블록 보유 지지 기구에 의해 보유 지지한 내화물을, 정련 용기의 원통축 방향을 따라 이동시키는 기구이며, 유압식 액추에이터를 사용할 수 있다.

반경 방향 이동 기구는, 내화물 블록 보유 지지 기구에 의해 보유 지지한 내화물 블록을, 정련 용기의 반경 방향으로 이동시키는 기구이며, 유압식 액추에이터를 사용할 수 있다.

선회 기구는, 내화물 블록 보유 지지 기구에 의해 보유 지지한 내화물 블록을, 정련 용기의 내측면의 원주 방향을 따라 이동시키는 기구이며, 예를 들어 이너 기어가 형성된 링 형상의 프레임과, 회전축에 링 형상의 프레임에 맞물리는 피니언 기어가 장착된 회전 모터를 구비한 구성을 채용할 수 있다.

이하, 본 시공 장치를 사용하였을 때의 일 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 6에는, 본 발명의 실시 형태에 관한 킬른 중에서도 특히 전로(11)의 철피(2)의 내면에 내화물로서의 허니콤 형상의 내화물 블록(4)을 시공하고 있는 상태가 도시되어 있다.

본 실시 형태에서는, 시공의 용이성으로부터, 전로(11)의 노 전방의 공간과 전로(11)의 틸팅 기능을 이용하여, 전로(11)를 노 전방측으로 틸팅시킨 상태에서 허니콤 블록(4)을 시공한다. 그러나 종래부터 실시되어 있는 직립 상태에서, 개구부인 상부로부터, 본 발명의 축로 장치를 사용해도 상관없다.

허니콤 블록(4)의 시공은, 전로(1)의 개방이 가능한 저부를 개방한 상태에서 내부에 장입되는 내화물 블록 시공 장치(8)에 의해 행해진다. 또한, 본 발명의 내화물 블록 시공 장치(8)에서 시공할 수 있는 정련 용기는, 전로(11)에 한정되지 않고, 레이들 등의 대략 원통 형상의 정련 용기이면, 그 종류는 상관없다.

도 7 및 도 8에는, 내화물 블록 시공 장치(8)의 구체적인 구조가 도시되어 있다. 도 7은 전로(11)의 원통 형상체의 원통의 축 방향으로부터 본 내화물 블록 시공 장치(8)의 정면도이고, 도 8은 내화물 블록 시공 장치(8)의 측면도이다.

내화물 블록 시공 장치(8)는, 전로(11)의 내부에 설치되고, 허니콤 블록(4)을 보유 지지한 상태에서 선회 이동, 축 방향 이동, 반경 방향 이동을 행함으로써 전로(11)의 철피(2) 내면에 시공하는 장치이며, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 선회 기구(9), 반경 방향 이동 기구(100), 축 방향 이동 기구(110) 및 내화물 보유 지지 기구(120)를 구비한다.

선회 기구(9)는, 대략 원통 형상의 전로(11)의 원통 중심을 축으로 하여 전로(11)의 내측면 원주 방향으로 허니콤 블록(4)을 이동시키는 기구이며, 링 프레임(91), 지지 롤러(92), 회전 모터(93) 및 카운터 웨이트(94)를 구비한다.

링 프레임(91)은, 링 형상의 강제 프레임이며, 링의 내주연에는 이너 기어가 형성되어 있다.

지지 롤러(92)는, 전로(11)의 철피(2)의 내면에 복수 고정 설치되고, 링 프레임(91)을 전로(11) 내에서 회전 가능하게 지지한다.

회전 모터(93)는, 링 프레임(91)을 회전시키는 유압식 구동 장치이며, 회전 모터(93)의 구동축에 기어가 설치되고, 이 기어가 링 프레임(91)의 이너 기어와 맞물려 있어, 회전 모터(93)를 구동시키면, 링 프레임(91)은 전로(11)의 원통 중심을 축으로 하여 회전한다.

카운터 웨이트(94)는, 링 프레임(91)의 회전 중심을 중심으로 하여, 내화물 블록 보유 지지 기구(120)의 대략 반대측에 설치되어 있고, 내화물 블록 보유 지지 기구(120)가 허니콤 블록(4)을 보유 지지하였을 때의 웨이트 밸런스로서 기능한다.

반경 방향 이동 기구(100)는, 내화물 블록 보유 지지 기구(120)에 의해 보유 지지한 허니콤 블록(4)을 전로(11)의 원통 반경 방향으로 이동시키는 기구이며, 선회 기구(9) 상에 설치되고, 유압 실린더(101) 및 지지 아암(102)을 구비한다.

유압 실린더(101)는, 선회 기구(9)의 링 프레임(91) 상이며, 링 프레임(91)의 회전 중심을 중심으로 하는 직경 방향 위치에 2기 설치되어 있다.

지지 아암(102)은, 대략 평행하게 배치되는 한 쌍의 미끄럼 이동부와, 한 쌍의 미끄럼 이동부의 단부끼리를 대략 반원 형상으로 연결하고, 축 방향 이동 기구(11)가 설치되는 아암부를 구비한다. 2기의 유압 실린더(101)가 미끄럼 이동부를 미끄럼 이동시킴으로써, 지지 아암(102)은 전로(11)의 원통 반경의 방향으로 미끄럼 이동한다. 또한, 지지 아암(102)의 형상은 이것에 한정되지 않고, 비대칭의 편아암형의 것이나 링크형의 것을 채용할 수 있다.

축 방향 이동 기구(110)는, 내화물 블록 보유 지지 기구(120)에 의해 보유 지지한 허니콤 블록(4)을 전로(11)의 원통의 축 방향으로 이동시키는 기구이며, 반경 방향 이동 기구(100)의 지지 아암(102)의 원통의 반경 방향 선단에 설치되어 있고, 유압 실린더(101)로 구성되어 있다.

내화물 블록 보유 지지 기구(120)는, 허니콤 블록(4)을 보유 지지하는 기구이며, 축 방향 이동 기구(110)의 전로(11)의 원통의 축 방향 단부에 설치되어 있고, 센터 핀(121), 롤링 잭(122), 보유 지지 실린더(123) 및 보유 지지판(124)을 구비한다.

센터 핀(121)은, 허니콤 블록(3)의 대략 중앙에 나사 체결 등에 의해 장착되고, 허니콤 블록(3)의 하중을 지지하는 부분이며, 센터 핀(121)의 선단에는, 유니버설 조인트 등의 회전 가능한 조인트를 통해 수나사부가 설치되어 있다.

롤링 잭(122)은, 허니콤 블록(4)의 시공시에 허니콤 블록(4)을 배면으로부터 압박하거나 끌거나 하여, 허니콤 블록(4)의 자세를 미세 조정하는 부분이며, 수동식 유압 실린더로 구성되어 있다.

보유 지지 실린더(123)는, 허니콤 블록(4)의 단부를 보유 지지하는 부분이며, 센터 핀(121)과 마찬가지로, 보유 지지 실린더(123)의 선단에는, 유니버설 조인트 등의 회전 가능한 조인트를 통해 수나사부가 설치되어 있다.

보유 지지판(124)(71, 77의 금속판은 평판임)은, 측면 L자 형상의 판형상체이며, 수직 상태에서 허니콤 블록(4)의 하중을 지지한다.

전술한 선회 기구(9), 반경 방향 이동 기구(100), 축 방향 이동 기구(110) 및 내화물 블록 보유 지지 기구(120)에는, 각종 유압 액추에이터, 유압 모터 등이 사용되고 있지만, 이들 구동원의 능력은, 보유 지지력, 회전력, 회전 속도, 반경 방향 이동 속도, 축 방향 이동 거리의 힘 및 속도를 고려한 설계가 필요해진다.

내화물 블록 보유 지지 기구(120)의 보유 지지력은, 허니콤 블록(4)의 조립시, 보유 지지한 허니콤 블록(4)을 매달아 올릴 수 있고, 허니콤 블록(4)을 외측으로 압입할 수 있고, 또한 시공한 허니콤 블록(4)의 위치 조정할 수 있는 힘이면 된다.

다음에, 전술한 내화물 시공 장치(8)에 의한 허니콤 블록(4)의 시공 수순을, 도 9 내지 도 14를 사용하여 설명한다.

우선, 허니콤 블록(4)의 전로(11)의 노 내 설치 위치까지의 운반으로서는, 허니콤 블록(4)의 스톡야드에 임시 배치한 허니콤 블록(4)을, 축전지 기관차(storage battery locomotive)로 신축관 내의 반송 대차에 의해 노 내 설치 위치까지 반송한다.

그 후, 허니콤 블록(4)의 세트 위치까지 반송한 허니콤 블록(4)을 신축관 내 크레인에 의해 허니콤 블록(4)의 공급 장치에 실어, 내화물 시공 장치(8)에 의해 보유 지지할 수 있는 위치까지 이동시킨다.

허니콤 블록(4)의 노 내 설치가 종료되면, 도 9에 도시되는 바와 같이, 이미 시공된 허니콤 블록(4) 상에 시공하려고 하는 허니콤 블록(4)을 배치하여, 전술한 내화물 보유 지지 기구(120)의 센터 핀(121), 보유 지지 실린더(123)(도 9 내지 도 13에서는 부호 생략)의 수나사부를 허니콤 블록(4)의 연결판의 구멍에 삽입하여 너트로 체결하여, 허니콤 블록(4)을 보유 지지한다.

다음에, 도 14에 도시되는 바와 같이, 축 방향 이동 기구(7)를 조작하여, 시공할 허니콤 블록(4)을 전로(11)의 원통의 축 방향[지면(紙面) 직교 방향 전방측]으로 이동시킨다. 그리고 도 11에 도시되는 바와 같이, 선회 기구(9)를 조작하여, 허니콤 블록(4)을 원하는 시공 위치로 선회시킨다. 허니콤 블록(4)을 선회시키면, 도 12에 도시되는 바와 같이, 반경 방향 이동 기구(100)를 조작하여, 허니콤 블록(4)을 시공 위치로 이동시킨다. 이때, 내화물 보유 지지 기구(120)의 롤링 잭(122)(도 9 내지 도 13에서는 부호 생략)을 조작하면서, 허니콤 블록(4)의 자세를 조정하여, 허니콤 블록(4)을 적절한 위치로 안내한다. 허니콤 블록(4)의 설치가 종료되면, 도 15에 도시하는 바와 같이, 내화물 보유 지지 기구(120)의 보유 지지 실린더(123)를 제거한다.

그리고 허니콤 블록(4)의 설치마다 배면 및 허니콤 블록(4) 사이의 간극에, 충전제를 압입한다. 또한, 충전제의 압입 펌프는, 더블 피스톤 타입의 압송압이 높은 것이 바람직하고, 내화물 블록 시공 장치(8)에 일체적으로 설치해도 된다. 이후, 이것을 반복하여, 전로(11)의 원주 방향으로 허니콤 블록(4)을 순차 시공해 간다. 단, 마지막 1개에 대해서는, 허니콤 블록(4)의 형상을 고려하면, 원주 방향으로부터 허니콤 블록(4)을 이동시켜 삽입할 수 없으므로, 도 14에 도시하는 바와 같이, 전로(11)의 원통의 축 방향으로부터 허니콤 블록(4)을 삽입한다[도면에서는 간략화하기 위해, 허니콤 블록(4)의 형상을 판 형상으로 기재하고 있음].

이러한 허니콤 블록(4)은, 1개의 시공 단위로 되는 1링(1바퀴분)을 9 내지 10개로 구성하는 것이, 시공 능률, 줄눈 수의 감소라고 하는 본 발명의 목적을 달성하는 데 있어서 바람직하다. 또한, 상기 형태에서는, 허니콤 블록 표면에 암나사를 설치하고, 내화물 블록 보유 지지 기구(8)에 있어서는 수나사를 설치하여, 양자를 나사 결합하여 허니콤 블록(4)을 보유 지지하고 있지만, 이 대신에, 허니콤 블록(4)에 도 3에 도시하는 파지부(72)를 설치하고, 내화물 블록 보유 지지 기구(8)에는 파지부(72)를 파지하는, 통 형상의 파지체 등을 설치하여 보유 지지해도 상관없다.

(실시 형태의 변형)

전술한 제1 실시 형태에서는, 전로(11)를 노 전방의 공간에서 대략 90도 틸팅시킨 상태에서 허니콤 블록(4)의 시공을, 내화물 블록 시공 장치(8)에 의해 시공하고 있었지만, 본 발명의 내화물 블록 시공 장치(8)는 이러한 시공 방법에 한정되는 것은 아니다.

즉, 도 15에 도시되는 바와 같이, 전로(11)를 직립 상태로 하여, 내화물 시공 장치(8)를 상하 방향으로 승강시켜 하방으로부터 허니콤 블록(4)을 쌓아 올려 가는 시공 방법도 가능하다. 이 경우, 내화물 블록 시공 장치(8)를 승강 기구(81) 상에 설치하는 것이 바람직하다.

실시예

350t의 전로(1)를, 도 6과 같이, 노 전방 90도로 틸팅 고정하고, 장입벽측에 순차 본 발명의 내화물 시공 장치(8)가 전진 가능한 레일이 구비된 허니콤 블록(4)을 설치한 후, 노 저면측으로부터 순차 대형의 허니콤 블록(4)을, 상기 내화물 블록 시공 장치(8)를 사용하여 설치해 가는 동시에, 허니콤 블록(4)에 설치된 개구부로부터, 허니콤 블록(4)과 철피 사이의 간극에 충전제를 압입하면서, 노 전방측으로 내화물 시공 장치(8)를 후퇴시켜, 허니콤 블록(4)을 순차 설치해 갔다.

출강(出鋼) 구멍부에 대해서는, 이미 슬리브가 매설된 내화물 블록을 설치함으로써 고정밀도로 신속하게 설치하였다.

그 결과, 종래의 일반적인 벽돌을 전로(11)의 내부로 반송하고, 내부에서 인력에 의해 벽돌을 시공하는 경우에 비해, 축로 공정수를 1/10로 할 수 있었다. 또한, 손모도 지수를 15％ 감소시킬 수 있고, 라이닝 수명도 2할 증가시킬 수 있었다.

본 발명의 실시예에서는, 축로 시간, 축로 공정수가 대폭 저감되어, 시공 능률이 극히 높은 것이 확인되었다.

허니콤 블록(4)의 질량도 420㎏/개로 종래의 35㎏/개의 것보다도 극히 큰 것으로 할 수 있어, 결과적으로 줄눈의 수를 대폭 저감할 수 있었으므로, 손모 속도 지수, 라이닝 수명도 대폭 향상되었다. 또한, 손모 속도 지수라 함은, 손모 치수를 사용 히트 횟수로 나눈 수치를, 종래의 비교예를 100으로 하여 지수화한 값이다. 또한, 라이닝 수명이라 함은, 전로(11)의 내부에 허니콤 블록(4)이나 종래의 벽돌을 시공하여 라이닝 처리를 행한 후, 다음 라이닝 처리가 필요해질 때까지의 전로(11)의 실제 조업 횟수이다.

또한, 도 15와 같이 전로(11)를 직립시킨 상태에서 시공한 경우라도, 전술한 실시예와 대략 마찬가지의 결과를 얻을 수 있는 것이 확인되었다.

본 발명에 따르면, 숙련된 시공자가 아니어도, 각 단에 있어서 내화물 블록을 소정 간격마다 배치하여, 하단의 설치 완료된 내화물 블록 사이에 작업중인 단의 내화물 블록을 끼워 넣는 것만으로 원주 방향의 위치 결정을 할 수 있다. 이로 인해, 공사 기간을 대폭 단축할 수 있다.

1 : 킬른
11 : 전로
2 : 철피
3 : 절반 분할 블록
4 : 허니콤 블록(내화물 블록)
44 : 연결판
45 : 내화물 본체
46 : 연결편
47 : 구멍
48 : 볼트
49 : 핀
490 : 훅
5 : 내화물 분체
6 : 모조지(열팽창 흡수 부재)
32, 42 : 내측 단부면(가동면측 단부면)
43 : 외측 단부면(배면측 단부면)
70 : 허니콤 블록 배치용 지그
71, 77 : 철판(금속판)
72, 78 : 파지부
74 : 접착제
76 : 절반 분할 블록 배치용 지그
8 : 내화물 블록 시공 장치
81 : 승강 기구
9 : 선회 기구
91 : 링 프레임
92 : 지지 롤러
93 : 회전 모터
94 : 카운터 웨이트
100 : 반경 방향 이동 기구
101 : 유압 실린더
102 : 지지 아암
110 : 축 방향 이동 기구
120 : 내화물 블록 보유 지지 기구
121 : 센터 핀
122 : 롤링 잭
123 : 보유 지지 실린더
124 : 보유 지지판

Claims (7)

1. 원통 형상의 킬른 본체와,
   상기 킬른의 내면에 배치된 철피와,
   상기 철피의 내측에 배치되고, 복수의 내화물 블록을 포함하는 라이닝 내화물을 구비하는 킬른이며,
   상기 복수의 내화물 블록 각각은, 상기 킬른의 중앙측에 노출되는 육각 형상의 가동면측 단부면과, 상기 킬른의 외주측에 배치되고 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖고,
   상기 복수의 내화물 블록은, 상기 킬른의 직경 방향을 따라 상기 가동면측 단부면의 위치를 규정의 기준 위치에 맞추어 배치되고,
   상기 복수의 내화물 블록은, 상기 철피 내면의 원주 방향을 따라 배열되고, 허니콤 형상으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는, 킬른.
2. 제1항에 있어서, 상기 내화물 블록과 상기 철피 사이에, 부정형 내화물 또는 내화물 분체가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는, 킬른.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내화물 블록은, 열팽창을 흡수하는 열팽창 흡수 부재를 개재하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 킬른.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내화물 블록은, 금속판과 상기 금속판의 일면으로부터 돌출되는 금속제의 파지부를 포함하여 접착제 및 볼트를 사용하여 고정된 블록 배치용 지그를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 킬른.
5. 원통 형상의 킬른의 철피 내면에 내화물을 라이닝 시공하는 내화물의 시공 방법이며,
   상기 킬른 육각 형상의 가동면측 단부면과 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖는 내화물 블록과,
   상기 내화물 블록을 상기 가동면측 단부면과 상기 배면측 단부면을 각각 2개의 사다리꼴로 등분하는 절단 평면으로 절단한 형상의 절반 분할 블록을 사용하고,
   복수의 상기 내화물 블록을, 상기 킬른의 직경 방향을 따라 상기 가동면측 단부면의 위치를 규정의 기준 위치에 맞추도록 배열하고,
   복수의 상기 내화물 블록을 상기 원주 방향을 따라, 또한 허니콤 형상으로 적층하는 것을 특징으로 하는, 내화물의 시공 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 내화물 블록이, 금속판과 상기 금속판의 일면으로부터 돌출되는 금속제의 파지부를 포함하여 접착제 및 볼트를 사용하여 고정된 블록 배치용 지그를 갖고,
   상기 파지부를 파지함으로써 상기 내화물 블록을 들어올려 배치하는 것을 특징으로 하는, 내화물의 시공 방법.
7. 원통 형상의 킬른의 철피 내면의 라이닝용 내화물 블록이며, 육각 형상의 가동면측 단부면과 상기 가동면측 단부면보다도 큰 육각 형상의 배면측 단부면을 갖는 것을 특징으로 하는, 내화물 블록.
   

Images