KR20140008490A - A nozzle that spray coolant for steelmaking equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 제철분야에서 1000℃ 이상의 고온에 노출된 전기로 노벽, 노 두껑 및 집진덕트와 같은 제철설비의 철판을 보호하기 위한 분사냉각방식에 관한 것으로서, 자세하게는 설비의 철판에 열이 직접적으로 가해져 열로부터 손상을 입을 수 있는데 그 손상을 방지하기 위하여 열이 가해지는 철판의 반대면에 냉각수를 분사시키기 위한 냉각수 분사체에 관한 것이다. The present invention relates to a spray cooling method for protecting the iron plate of the steel plant such as furnace wall, furnace lid and dust collecting duct exposed to high temperature of 1000 ℃ or more in the field of steelmaking, in detail heat is directly applied to the iron plate of the facility The present invention relates to a coolant spray body for spraying coolant to the opposite side of an iron plate to which heat is applied to prevent damage from heat.
주로 제철설비에서 1000℃ 이상의 고온가스에 노출되는 전기로 노벽, 노 뚜껑 및 집진덕트와 같은 구조물을 보호하기 위한 방법으로 종래에는 고온가스에 노출되는 면의 구조를 밀폐된 미로 형태의 수로나 하나의 통로를 가지는 연속된 파이프의 집합면을 만들어 고압으로 냉각수를 통과하게 하는 구조를 채택해 왔다.It is a method for protecting structures such as furnace walls, furnace lids, and dust collecting ducts, which are mainly exposed to hot gases above 1000 ℃ in steel making facilities. It has been adopted to make a conduit of continuous pipes having passages and to pass the coolant at high pressure.
그러나 냉각수의 고압 흐름으로 인해 고온가스에 의해 일부 냉각면이 손상을 입어 크랙 또는 구멍이 날 경우 냉각수가 다량 분출되어 조업을 중단해야 하거나 용강에 접촉할 경우 상당한 폭발로 인한 설비의 회손 및 안전사고의 우려가 생길 뿐만 아니라, 다량의 냉각수 공급이 필요하고, 수로의 일부분에 찌꺼기 등이 쌓여서 수로가 막힐 경우 냉각수 공급이 안 되어 냉각설비가 파손되는 등 문제점이 발생 하였다.However, the high pressure flow of the coolant causes damage to some of the cooling surfaces due to hot gas, which causes cracks or holes, causing large amounts of coolant to be ejected and interrupting operation, or in case of contact with the molten steel. In addition to the concern, a large amount of cooling water supply is required, and if a part of the waterway accumulates and the water is blocked, the cooling water is not supplied and the cooling facility is damaged.
이런 문제점을 해결하기 위해 고온가스에 노출된 철판의 바깥면에 일정한 간격을 띄워 다수의 분사체을 배치하여 해당 철판 전체면에 빈틈없이 냉각수를 분사하고 흘러내린 냉각수를 모아 배출하는 방법을 사용함으로써 냉각면에 구멍이 생길 경우에도 소량의 냉각수만 누수 됨으로써 폭발의 위험이 적어지고, 냉각수 공급량도 줄이는 등 문제점을 극복해 왔다.In order to solve this problem, by arranging a plurality of injectors at regular intervals on the outer surface of the iron plate exposed to hot gas, the cooling surface is sprayed on the entire surface of the iron plate without any gap, and the flowing coolant is collected and discharged. Even when a hole is formed, a small amount of coolant is leaked, thereby reducing the risk of explosion and reducing the amount of coolant supplied.
기존의 분사냉각방식에 사용하던 분사체는 분사구멍이 협소하여 작은 입자크기의 이물질에도 막힘 현상이 빈번히 발생하였으며, 분사유량의 분포가 한쪽에 국부적으로 집중되어 냉각대상 철판면을 균일하게 냉각하기 어려운 문제점이 있었다. 결국 이런 문제점들은 고온가스로부터 냉각에 취약한 부분을 형성하게 되고 최종적으로 열에 의한 크랙이나 구멍 발생으로 이어져 설비의 수리나 교체로 이어지게 되는 한계를 지니고 있었다.The spraying body used in the conventional spray cooling method has a narrow injection hole, so that clogging occurs frequently even in small particles of foreign matter, and it is difficult to uniformly cool the steel plate to be cooled because the distribution of the injection flow is locally concentrated on one side. There was a problem. Eventually, these problems had a limit to form a vulnerable part to cooling from hot gas and finally lead to the generation of cracks or holes due to heat, leading to repair or replacement of equipment.
따라서, 본 발명의 주 목적은 분사냉각방식에 사용되는 분사체가 균일한 냉각수 분사유량 분포를 가지며, 충분한 열전달이 가능한 분사유량을 달성할 수 있는 냉각수 입자크기가 형성 되도록 하고, 이물질에 의한 분사체의 막힘 현상을 최소화할 수 있도록 하는데 있다. Therefore, the main object of the present invention is to ensure that the injector used in the spray cooling method has a uniform cooling water injection flow rate distribution, to form a coolant particle size that can achieve the injection flow rate capable of sufficient heat transfer, The purpose is to minimize clogging.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제철설비용 냉각수분사체는, In order to achieve the above object, the cooling water spraying body for steelmaking equipment of the present invention is
1000℃ 이상의 고온가스와 접촉하는 철판을 냉각시키기 위해 설치되며, 동과 같은 금속으로 되어 있는 분사체바디;와 상기 분사체바디의 일측에 관통하지 않는 나선형구멍;과 상기 나선형구멍의 내측 벽에는 냉각수의 회전을 유도하는 복수의 회전가이드홈;과 나선형구멍의 개방부에는 분사캡을 결합할 수 있는 나사산;과 나선형 구멍의 중심축과 수직으로 냉각수 파이프와 결합될 수 있도록 파이프 결합 나사산이 구비 되어 있으며, 상기 파이프 나사산과 나선형 구멍 사이에는 상하 대각이며 원통형 구멍에 접선하는 회전 유도 구멍이 구비 되어 있다. 또한 분사체 바디와 결합 되는 분사캡은 중앙에 분사홀과 분사면이 곡선을 이루는 것을 특징으로 한다. It is installed to cool the iron plate in contact with the hot gas of 1000 ℃ or more, the injection body made of a metal such as copper; and a spiral hole that does not penetrate one side of the injection body; and the cooling water in the inner wall of the spiral hole A plurality of rotation guide grooves for inducing the rotation of the spiral hole and the opening of the spiral hole; and a screw thread for coupling the injection cap; and a pipe coupling thread to be coupled to the coolant pipe perpendicular to the central axis of the spiral hole. Between the pipe thread and the helical hole, there is a rotation induction hole which is diagonal up and down and tangential to the cylindrical hole. In addition, the injection cap coupled to the injector body is characterized in that the injection hole and the injection surface is curved in the center.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제철설비용 냉각수분사체는 1000℃ 이상의 고온에 노출된 철판을 보호할 목적으로 일정 간격으로 빈틈 없이 설치되며 철판에 열응력이 가해지는 반대쪽에서 상기 철판을 향해 물방울 입자의 형태로 냉각수를 100°이상의 분사각도로 분사하여 냉각대상 철판에 부딪혀 신속하게 냉각효과를 촉진하고, 분사면을 세척, 스케일 층 생성 억제의 효과를 거둘 수 있다.As described above, the cooling water spraying body for steelmaking facilities of the present invention is installed without gaps at regular intervals for the purpose of protecting the iron plate exposed to high temperature of 1000 ° C. or higher, and water droplet particles are directed toward the iron plate from the opposite side to which the thermal stress is applied to the iron plate. By spraying the cooling water at a spray angle of 100 ° or more in the form of to hit the cooling target steel plate to quickly promote the cooling effect, it is possible to achieve the effect of suppressing the formation of scale layer by washing the spray surface.
또한 노즐에서 분사되는 냉각수의 유량분포를 균일하게 하여 냉각분사 취약지점을 배제시킴으로써 국부적 열응력 집중으로 인한 분사냉각면의 손상을 최소화 할 수 있다.In addition, it is possible to minimize damage to the spray cooling surface due to localized thermal stress concentration by excluding the weak point of cooling spray by uniformizing the flow distribution of the coolant sprayed from the nozzle.
아울러 분사체 내부에 이물질이 끼임으로써 냉각수가 적정량 만큼의 유량이 분사되지 않거나 최악의 경우 냉각수가 단수 됨으로써 철판의 냉각면이 심각한 손상을 입는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다. In addition, the foreign matter is trapped inside the injection body, the flow rate of the cooling water is not sprayed by the appropriate amount, or in the worst case is the cooling water of the singular has the effect that it can suppress the serious damage to the cooling surface of the iron plate.
도 1은 본 발명의 제철설비용 냉각수분사체를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 제철설비용 냉각수분사체를 나타낸 분해도.
도 3은 본 발명의 제철설비용 냉각수분사체를 나타낸 횡단면도.
도 4는 본 발명의 제철설비용 냉각수분사체를 나타낸 종단면도.1 is a perspective view showing a cooling water spray body for steelmaking equipment of the present invention.
2 is an exploded view showing a cooling water spray body for steelmaking equipment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a cooling water spray for steelmaking facility of the present invention.
Figure 4 is a longitudinal sectional view showing a cooling water spray body for steelmaking equipment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 제철설비용 냉각수분사체를 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the cooling water spray body for steelmaking facilities according to an embodiment of the present invention.
도 1, 도2, 도3, 도4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제철설비용 냉각수분사체는 냉각수파이프(30)와 결합할 수 있는 파이프 나사산이 형성된 냉각수유입부(14);와 상기 냉각수유입부(14)의 중심축과 수직으로 일측 단부가 관통된 나선형구멍(15);과 상기 나선형구멍(15) 내측벽에 냉각수의 회전을 유도하는 소용돌이 형태의 회전가이드홈(11)이 형성되며, 냉각수유입부(14)의 중심축 지점에서 나선형구멍(15)에 접선하여 천장부(17)로 향하는 냉각수유도관(12)이 형성되고, 외면이 육각으로 되어 있고 분사체 바디(10)와 결합하기 위해 나사산 구조를 취하며 중심부에 분사홀(21)이 형성된 분사캡(20)은 분사면(23)이 곡면 구조를 가지게 하여 냉각수가 100°이상의 분사각도를 달성할 수 있다. 그리고 분사면(23)의 끝지점에 단면이 직각삼각형인 분사홈(24)을 마련하여 냉각수가 분사캡(20)에서 이탈되는 경계가 되도록 하여 일정한 분사각도를 형성하도록 한다. 1, 2, 3, and 4, the cooling water spraying body for steelmaking facilities according to an embodiment of the present invention is a cooling
상기 제철설비용 냉각수분사체는 1000℃ 이상의 고온가스에 노출된 제철설비의 철판을 냉각하기 위해 복수로 이루어진 냉각수 공급 배관의 가지 말단에 설치되며, 철판을 경계로 고온가스가 존재하는 공간의 반대쪽에서 냉각대상 철판면을 향해 냉각수를 100° 이상의 각도를 취하며 콘형태로 분사하게 된다. 냉각면 전체를 빈틈없이 냉각하기 위해서 분사체는 냉각면에 보통 250mm~300mm 정도 간격을 띄워 분사체간 일정한 간격을 유지하도록 설치 하여 콘형태의 분사 패턴이 중첩이 되게 함으로써 일부 분사체가 이물질에 의해 막히더라도 철판에 냉각수가 분사되지 않는 부분을 배제할 수 있다.The cooling water spraying body for the steelmaking facility is installed at a branch end of a plurality of cooling water supply pipes for cooling the iron plate of the steelmaking facility exposed to the hot gas of 1000 ° C. or higher, and on the opposite side of the space where the hot gas exists around the iron plate. Cooling water is sprayed in the shape of a cone at an angle of 100 ° or more toward the surface of the iron plate to be cooled. In order to cool the entire cooling surface tightly, the spraying bodies are usually spaced about 250mm ~ 300mm on the cooling surface so as to maintain a constant gap between the spraying bodies so that the cone-shaped spraying patterns overlap, so that some spraying bodies may be blocked by foreign substances. The part where the coolant is not sprayed on the steel plate can be excluded.
일정 압력으로 냉각수파이프(30)에서 냉각수유입부(14)에 도달한 냉각수는 냉각수유도관(12)을 지나 나선형구멍(15)에 도달한다.The coolant that reaches the
한편 나선형구멍(15) 내측벽을 따라 복수의 회전가이드홈(11)이 형성되는데, 1차적으로 냉각수유도관(12)을 통하여 회전력을 부여 받은 냉각수는 복수의 회전가이드홈(11)에 의하여 냉각수가 국부적으로 분사되는 현상을 억제한다. 또한 냉각수는 나선형구멍(15)에서 회전가이드홈(11)이 형성됨에 따라 자연스럽게 생긴 돌기부에 부딪혀 최적의 입자굵기가 형성된다.On the other hand, a plurality of
이렇게 나선형구멍(15)을 통과한 냉각수는 분사캡(20)을 통해 분사된다. 상기 분사캡(20)은 나사결합 구조로 분사체바디(10)와 결합되며 가운데에 분사홀(21)이 존재하는데 이 분사홀(21)은 분사면(23)과 곡면 구조로 하여 100° 이상의 분사각도를 형성할 수 있게 한다.The cooling water passing through the
따라서, 분사체바디(10)내부의 회전가이드홈(11)에 의한 냉각수의 회전분사형성으로 인해 냉각대상 철판면에 균일한 유량으로 분사할 수 있고, 나선형구멍(15)의 내부가 비어있어 이물질에 의한 막힘 현상을 최소화하여 냉각대상 철판 전체 면을 고르게 냉각함으로써 열응력 집중부 발생에 의한 파손을 줄일 수 있고, 이에 따른 유지보수 비용 및 시간을 절약하고 설비의 수명도 증가시키는 이점이 있다.Therefore, due to the rotational spray formation of the cooling water by the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하고, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not limited to the specific embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Anyone of ordinary skill in the art can make various modifications, as well as such modifications are within the scope of the claims.
10 : 분사체바디 11 : 회전가이드 홈
12 : 냉각수유도관 13 : 파이프 결합나사산
14 : 냉각수유입부 15 : 나선형 구멍
16 : 분사체바디 나사산 17 : 천장부
20 : 분사캡 21 : 분사홀
22 : 분사캡 나사산 23 : 분사면
24 : 분사홈 30 : 냉각수파이프10: injection body 11: rotation guide groove
12: cooling water induction pipe 13: pipe coupling thread
14
16: injection body thread 17: ceiling
20: injection cap 21: injection hole
22: injection cap screw thread 23: spray surface
24: injection groove 30: cooling water pipe
Claims (3)
분사체바디(10)와 일체로 일측단부가 개방되어 내부에 파이프결합나사산(13)이 형성되어 있고, 중심축(18)이 분사체바디 중심축(19)과 수직으로 내부통로를 가지는 냉각수유입부(14);와
분사체바디(10)와 냉각수유입부(14)를 연결하는 통로로 냉각수유입부(14) 중심축(18)의 격막부(13-b)부터 시작해 나선형구멍(15)과 접선을 이루며 천장부로 향하는 냉각수유도관(12);과
외부육각형태로 중심에 원형의 분사홀(21);과 상기 분사홀에 연장하여 외부로 퍼져나가는 형태의 분사면(23)과; 노즐바디 중심축(18)에 동축으로 결합되는 나사산이 형성된 분사캡(20)을 가지는 것을 특징으로 하는 제철설비용 냉각수분사체.
A nozzle body 10 having a central axis 18 therein, an upper sealed ceiling 17; and a lower open injection body thread 22; and an inner helical hole 15; and
One side end is integrally formed with the injector body 10 so that the pipe coupling screw thread 13 is formed therein, and the central shaft 18 has the internal passage perpendicular to the injector body central axis 19. Part 14; and
It is a passage connecting the jet body 10 and the coolant inlet 14, starting from the diaphragm 13-b of the central axis 18 of the coolant inlet 14, and tangential to the spiral hole 15 to the ceiling. Head for cooling water induction pipe 12; And
A circular injection hole 21 at the center in the form of an outer hexagon; and an injection surface 23 extending to the injection hole and spreading outward; Cooling water spray body for steelmaking equipment, characterized in that it has a spray cap 20 is formed with a screw thread coaxially coupled to the nozzle body central axis (18).
The spiral hole (15) according to claim 1 coincides with the central axis (19) and starts at the point of contact between the cylindrical surface and the ceiling (17) and forms an angle of 40 ° to 60 ° with the central axis to the injection cap screw thread (22). Cooling water spraying body for steel facilities, characterized in that it has four to six rotation guide grooves 11 along the cylindrical surface (11b).
According to claim 1, the injection cap 20 is formed in the center with a circular injection hole 21 and the injection hole in the form of a curved spraying surface 23, the outward on the circumference of the end of the curved surface Cooling water injection body for steelmaking equipment, characterized in that it has a right triangle injection groove (24).
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