KR20120021384A - 전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법 - Google Patents

전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법 Download PDF

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Abstract

판 형상의 몸체와, 상기 몸체의 일면에 일정 간격으로 배치되는 복수의 파이프와, 상기 복수의 파이프들 각각의 양단에 결합되어, 상기 복수의 파이프들의 내부가 연결되어 통하도록 하는 U자형 연결구와, 상기 복수의 파이프 사이에 채워지는 보강재를 포함하는, 전기로용 수냉 판넬에 관한 것이다.

Description

전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법{WATER COOLING PANEL FOR ELECTRIC FURNACE AND INSTALLATION METHOD THEREOF}
본 발명은 전기로에서 용강에 접하지 않는 부분을 냉각수로 냉각시키는 전기로용 수냉 판넬에 관한 것이다.
전기로의 노체는 노저부, 측벽부, 노 덮개로 구성되어 있다. 노체 외피는 철판으로 만들어져 있으며, 철판 내면에는 내화물이 시공되어 있다. 그러나 용강이 직접 접촉하지 않는 부분은 내화물 대신 수냉 판넬이 설치되어 있다. 노저부의 철피는 내화물의 용기 기능을 하고 있으며, 대형 전기로에서는 반구형 형태가 일반적이다. 측벽부는 원통 형상이며, 철피 표면에는 보강용 형강이 부착되어 있다.
수냉 판넬은 철강재료 또는 동 재료를 사용하며, 자켓 형태와 파이프 형태 두 종류가 있다. 열 부하가 큰 용강 근방에는 열전도율이 우수한 동제 수냉 판넬을 설치하고, 그 외 열 부하가 적은 부분에는 강재의 수냉 판넬을 설치한다.
본 발명의 목적은, 고온의 분위기에서 장시간 사용이 가능한 전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기로용 수냉 판넬은, 판 형상의 몸체와, 상기 몸체의 일면에 고정되도록 설치되며, 냉각수가 흐를 수 있도록 내부가 관통되도록 연결되어 있는 배관 유닛과, 상기 몸체에 상기 배관 유닛이 형성된 공간의 나머지 부분에 채워지며, 상기 배관 유닛의 일부를 덮도록 형성되는 보강재를 포함할 수 있다.
상기 배관 유닛은, 일정 간격을 두고 다단으로 평행하게 배치되는 복수의 파이프와, 상기 복수의 파이프 각각의 양단에 결합되어 내부에 유로를 형성하도록 복수의 파이프들을 연결하는 U자 형태의 연결구를 포함할 수 있다.
상기 일정 간격은, 파이프 외경의 50%~120%인 것을 포함할 수 있다.
상기 보강재는 캐스타블인 것을 포함할 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기로용 수냉 판넬의 설치방법은, 몸체를 준비하는 단계와, 몸체에 배관 유닛을 설치하는 단계와, 상기 배관 유닛이 설치된 공간의 나머지 부분에 보강재를 채워넣는 단계와, 상기 배관 유닛이 좌우로 길게 배치되도록 하여 전기로의 내벽에 설치하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 몸체에 배관 유닛을 설치하는 단계는, 일정 간격을 두고 다단으로 평행하게 배치되는 복수의 파이프와, 상기 복수의 파이프 내부를 연결하는 유로를 형성하도록 상기 복수의 파이프 각각의 양단에 U자형 연결구를 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 몸체에 배관 유닛를 배치하는 단계는, 상기 복수의 파이프들 사이의 간격이 상기 파이프 외경의 50%~120%가 되도록 조절하여 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보강재는 캐스타블인 것을 포함할 수 있다.
상기 몸체에 복수의 파이프를 배치하는 단계는, 상기 U자형 연결구의 형태를 넓히거나 좁히도록 하여 상기 배치되는 복수의 파이프들 사이의 간격을 조절할 수 있는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법에 의하면, 고온의 분위기에서 장시간 사용이 가능하며, 슬래그 코팅성이 향상되어 로내 에너지 손실을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 전기로를 설명하기 위한 전기로의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬의 개략적인 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬의 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬의 설치방법에 대한 개략적인 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일?유사한 구성에 대해서는 동일?유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
본 상세한 설명에서는, 로 중 전기로에 본 발명에 따른 일 실시예인 전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법이 적용된 예를 설명한다. 전기로뿐만 아니라 다른 로 등에도 본 발명이 적용될 수 있음은 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
전기로는 주원료인 고철을 장입하여 교류 또는 직류의 흑연 전극 간에 일어나는 전기 아크(Arc)에 의해서 고철을 용융하는 전기 용융로이다. 전기로는 교류형 전기로와 직류형 전기로로 구분되고 용량도 10톤/배치(ton/batch) 이하의 소형에서 155톤/배치(ton/batch) 이상 대형이 가능하다.
도 1은 본 발명과 관련된 전기로를 설명하기 위한 전기로의 개략적인 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 전기로(100)의 노체(10)는 고철이나 다른 부자재를 장입할 수 있도록 선회가 가능한 상부, 강판제 철판과 내부에 축조된 내화벽으로 이루어진 하부로 구분된다. 전기로(100)는 전열(電熱)을 이용하여 피용융재인 스크랩(고철)을 가열하는 노이다. 발열방식에 따라 저항로(抵抗爐)?아크로?유도로(誘導爐)로 나뉜다.
본 도면에 예시된, 아크로는 노체(10) 안에 놓인 피용융재와 3개의 전극(20) 사이에서 발생하는 아크 형태의 전류를 피용융재에 인가하도록 형성된다. 아크로의 전원은 3상 교류이며, 용량은 수백 내지 수천 kW에 이른다. 가열된 피용융재인 스크랩은 용융되어 용강(M)을 형성한다. 전기로(100)에서 스크랩이 용융되어 형성된 용강(M)은 출강구(30)를 통해 노체(10)와 별도로 구비되는 래들로 출강 된다.
전기로(100)의 노체(10) 내부의 측벽에는 수냉 판넬(40)이 설치된다. 구체적으로, 노체(10)의 측벽 중 용강(M)과 접하지 않는 부분에는 내화물 대신 수냉 판넬(40)을 설치하여 냉각하는 것이 일반적이다. 이러한 수냉 판넬(40)은, 내부에 계속하여 냉각수가 흘러 용강(M)의 열기로 인해 데워지는 로체(10) 측벽의 온도를 조절할 수 있다. 또한, 수냉 판넬(40)의 표면에는 용강(M) 상측에 부유하는 슬래그(S)가 계속하여 튀어 오르면서 코팅될 수 있다. 이러한 슬래그(S) 코팅층은 고온의 분위기로부터 수냉 판넬(40)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬의 개략적인 정면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬의 개략적인 단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬(40)은, 몸체(41)와, 배관 유닛(42)과, 보강재(45)로 이루어질 수 있다.
몸체(41)는 판 형상으로 일정 두께를 갖는 것일 수 있다. 몸체(41)는 강철판재 등으로 이루어지는 것일 수 있다. 몸체(41)는 전기로의 측벽의 형상에 따라 휘어진 형태의 판 형상일 수도 있다.
배관 유닛(42)은 복수의 파이프(42a)과, 연결구(42b)로 이루어진다.
파이프(42a)는 복수 개로서, 몸체(41)의 일면에 일정 간격을 갖도록 고정될 수 있다. 복수의 파이프(42a)는 하나하나가 평행하게 다단으로 배열되는 것일 수 있다. 파이프(42a)는 내부에 냉각수가 흐를 수 있도록 관통된 형태의 봉 형상일 수 있다. 파이프(42a)는 몸체(41)의 곡률에 따라 휘어진 형태일 수도 있다. 파이프(42a)는 몸체(41)에 용접하여 고정 형성될 수 있다. 또한, 파이프(42a)는 몸체(41)에 접착제를 사용하여 부착시켜 고정되도록 할 수도 있다. 파이프(42a)는 몸체(41)에 부정형 내화물 등 부어서 굳히는 재료를 사용하여 고정되도록 부착시킬 수도 있다. 복수의 파이프(42a)는 일정 간격을 가지고, 일렬로 늘어선 형태로서, 파이프(42a)와 파이프(42a) 사이에 고정구(43)가 형성될 수 있다. 고정구(43)는 파이프(42a)와 파이프(42a) 사이의 간격을 일정하게 유지시키고, 파이프(42a)의 휘어짐을 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 슬래그(S) 코팅층의 수명을 연장할 수 있는 지지대의 역할을 할 수도 있다. 고정구(43)는 파이프(42a) 외측면에 바(bar) 형태로 고정되는 것일 수 있다. 고정구(43)는 파이프(42a) 외측면에 복수로 형성되는 것일 수 있다. 고정구(43)는 파이프(42a)의 외측면에 볼트 등으로 조여져 고정되는 것일 수 있다.
하나의 파이프(42a)와 그 하단에 형성되는 또 하나의 파이프(42a) 사이의 간격이 파이프(42a)의 외경 대비 50%~120%인 것일 수 있다. 파이프(42a) 사이의 간격이 파이프(42a) 외경의 50% 미만이면 슬래그(S)가 파이프(42a) 사이에 코팅되었을 때 붕괴가 잘되며, 그 사이의 간격이 좁아 슬래그(S) 코팅 자체도 잘 이루어지지 않을 수 있다. 파이프(42a) 사이의 간격이 120% 초과이면, 수냉 판넬 자체의 부피가 커지기 때문에 전기로 내로 고철을 장입할 수 있는 용량이 감소하여 작업 효율이 감소될 수 있다.
연결구(42b)는 파이프(42a)와 파이프(42a)를 연결하는 역할을 하는 것일 수 있다. 연결구(42b)는 U자의 형태로 일렬로 배열되어 있는 복수의 파이프(42a) 각각의 끝단부에 결합되는 것일 수 있다. 구체적으로, 연결구(42b)는 U자로 형성되어 하나의 파이프(42a)와 또 하나의 파이프(42a)의 끝단에 덮어씌워 고정하는 것일 수 있다. 연결구(42b)는 파이프(42a)와 파이프(42a)를 연결하되 그 내부를 계속하여 관통되도록 만들어주는 것일 수 있다. 연결구(42b)는 내부에 흐르는 냉각수가 새어나오지 않도록 파이프(42a)에 용접하여 결합하는 것일 수 있다. 또한, 연결구(42b)는 파이프(42a)의 끝단에 접착제 등으로 밀봉되도록 고정하는 것일 수 있다. 연결구(42b)는 파이프(42a)의 끝단에 부정형 내화물 등 부어서 굳히는 재료를 사용하여 고정되도록 결합시키는 것일 수도 있다.
보강재(45)는 파이프(42a)와 파이프(42a) 사이의 공간에 채워지는 것일 수 있다. 보강재(45)는 몸체(41)와 파이프(42a)를 고온의 열기에서 보호하는 역할을 할 수 있다. 또한, 보강재(45)는 향후 슬래그(S) 코팅층이 쉽게 형성될 수 있도록 하는 역할을 할 수도 있다. 보강재(45)는 몸체(41)에 결합된 파이프(42a)의 일부와 연결구(42b) 및 고정구(43)를 일부 덮을 수 있도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 보강재(45)는 몸체(41)에 결합된 파이프(42a)의 일부와 연결구(42b) 및 고정구(43)를 전체를 덮을 수 있도록 형성될 수 있다. 보강재(45)는 부정형 내화물일 수 있다. 예를 들어, 보강재(45)는 캐스타블일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬의 설치방법에 대한 개략적인 순서도이다.
본 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 전기로용 수냉 판넬의 설치방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
몸체(41)를 준비한다(S10). 몸체(41)는 설치될 전기로의 측벽의 형태에 따라 휘어지는 각도 등을 조절하여 형성하는 것일 수 있다. 몸체(41)는 고온에 견디기 위한 내열재료일 수 있다. 예를 들어, 몸체(41)는 강철판재 등으로 형성될 수도 있다. 다음으로, 몸체(41)의 일면에 배관 유닛(42)을 설치한다.
배관 유닛(42)을 설치하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 복수의 파이프(42a)를 일정 간격으로 일렬로 늘어놓아 배치한다(S20). 이때, 파이프(42a) 사이의 간격은 파이프(42a) 외경의 50%~120%인 것이 좋다. 파이프(42a) 사이의 간격이 파이프(42a) 외경의 50% 미만이면 슬래그(S)가 파이프(42a) 사이에 코팅되었을 때 붕괴가 잘되며, 그 사이의 간격이 좁아 슬래그(S) 코팅 자체도 잘 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 파이프(42a) 사이의 간격이 120% 초과이면, 수냉 판넬 자체의 부피가 커지기 때문에 전기로 내로 고철을 장입할 수 있는 용량이 감소하여 작업 효율이 감소될 수 있기 때문이다. 이와 같은 간격을 유지하면서 각각의 파이프(42a) 끝단에는 U자형의 연결구(42b)를 고정되도록 결합하여 파이프(42a)와 파이프(42a) 내부가 관통되도록 연결한다. 연결구(42b)는 용접하여 고정할 수 있고, 접착제를 사용할 수도 있으며, 또 다른 밀봉제 등을 사용할 수도 있다.
파이프(42a) 사이의 간격은 U자형 연결구(42b)의 넓이와 형태 등에 따라 조절이 가능할 수 있다. 예를 들어, U자의 폭이 넓은 연결구(42b)를 사용하면 파이프(42a) 사이의 간격도 넓어질 수 있고, 폭이 좁은 형태의 U자형 연결구(42b)를 사용하면 파이프(42a) 사이의 간격도 좁아질 수 있다.
다음으로, 배관 유닛(42)이 설치된 공간의 나머지 부분에 보강재를 채워넣을 수 있다(S30). 배관 유닛(42)을 형성하는 복수의 파이프(42a) 사이의 공간마다 보강재(45)를 채워넣을 수 있다. 보강재(45)는 파이프(42a) 사이사이의 공간에 채워져 파이프(42a)의 일부를 덮을 수 있다. 또한, 파이프(42a)와 파이프(42a) 사이에 형성된 고정구(43)를 덮도록 형성될 수 있다. 보강재(45)는 부정형 내화물일 수 있다. 예를 들어, 보강재(45)는 캐스타블일 수 있다. 파이프(42a)와 파이프(42a) 사이의 공간에 캐스타블을 부어서 굳힘으로써 보강재(45)의 시공을 완료할 수 있다.
다음으로, 보강재(45)가 설치까지 완료된 수냉 판넬을 전기로의 측벽에 설치할 수 있다(S40). 구체적으로, 전기로의 측벽에는 파이프(42a)가 좌우로 긴 형태로 배치되어 일정 간격을 두고 상하로 복수개가 늘어서도록 형성된 수냉 판넬을 설치할 수 있다. 이러한 설치 형태는 도 3에 간략히 도시하였다. 전기로의 측벽에 파이프(42a)들이 가로로 길게 늘어선 형태로 형성된 수냉 판넬을 설치함으로써, 향후 슬래그(S) 코팅이 보다 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기와 같은 전기로용 수냉 판넬 및 그 설치방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 전기로 10 : 노체
20 : 전극 30 : 출강구
40 : 수냉 판넬 41 : 몸체
42 : 배관유닛 42a : 파이프
42b : 연결구 43 : 고정구
45 : 보강재 M : 용강
S : 슬래그

Claims (9)

  1. 판 형상의 몸체;
    상기 몸체의 일면에 고정되도록 설치되며, 냉각수가 흐를 수 있도록 내부가 관통되도록 연결되어 있는 배관 유닛; 및
    상기 몸체에 상기 배관 유닛이 형성된 공간의 나머지 부분에 채워지며, 상기 배관 유닛의 일부를 덮도록 형성되는 보강재를 포함하는, 전기로용 수냉 판넬.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배관 유닛은,
    일정 간격을 두고 다단으로 평행하게 배치되는 복수의 파이프; 및
    상기 복수의 파이프 각각의 양단에 결합되어 내부에 유로를 형성하도록 복수의 파이프들을 연결하는 U자 형태의 연결구를 포함하는, 전기로용 수냉 판넬.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 일정 간격은, 파이프 외경의 50%~120%인 것을 포함하는, 전기로용 수냉 판넬.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보강재는 캐스타블인 것을 포함하는, 전기로용 수냉 판넬.
  5. 몸체를 준비하는 단계;
    몸체에 배관 유닛을 설치하는 단계;
    상기 배관 유닛이 설치된 공간의 나머지 부분에 보강재를 채워넣는 단계; 및
    상기 배관 유닛이 좌우로 길게 배치되도록 하여 전기로의 내벽에 설치하는 단계를 포함하는, 전기로용 수냉 판넬 설치방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 몸체에 배관 유닛을 설치하는 단계는,
    일정 간격을 두고 다단으로 평행하게 배치되는 복수의 파이프; 및
    상기 복수의 파이프 내부를 연결하는 유로를 형성하도록 상기 복수의 파이프 각각의 양단에 U자형 연결구를 결합하는 단계를 포함하는, 전기로용 수냉 판넬 설치방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 몸체에 배관 유닛를 배치하는 단계는,
    상기 복수의 파이프들 사이의 간격이 상기 파이프 외경의 50%~120%가 되도록 조절하여 배치하는 단계를 포함하는, 전기로용 수냉 판넬 설치방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 보강재는 캐스타블인 것을 포함하는, 전기로용 수냉 판넬 설치방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 몸체에 복수의 파이프를 배치하는 단계는,
    상기 U자형 연결구의 형태를 넓히거나 좁히도록 하여 상기 배치되는 복수의 파이프들 사이의 간격을 조절할 수 있는 단계를 포함하는, 전기로용 수냉 판넬 설치방법.
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