KR20140032698A - 고로의 용손 스테이브 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로의 철피 내측에 설치되고 내부에 냉각수 통로가 형성되는 스테이브의 용손 부위를 보수하는 방법에 있어서, (a) 상기 냉각수 통로에 공급되는 냉각수를 차단하는 단계와, (b) 상기 냉각수 통로가 용손 부위에 인접한 보수 영역과 냉각수가 유동되는 유동 영역으로 구획되도록 냉각수 통로의 내부로 구획 부재를 삽입하는 단계와, (c) 상기 보수 영역으로 금속 보수재를 충진시키는 단계와, (d) 상기 유동 영역에 냉각수를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고로의 용손된 스테이브의 냉각수 통로에 구획 부재를 삽입하여 신규 냉각수 유동로를 형성하고 상기 냉각수 유동로의 외부를 액상의 금속 보수재로 충진시켜 스테이브의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

고로의 용손 스테이브 보수방법 {METHOD FOR REPAIRING THE DAMAGED STAVE OF BLAST FURNACE}

본 발명은 고로의 용손 스테이브 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고로의 용손된 스테이브의 냉각수 통로에 구획 부재를 삽입하여 신규 냉각수 유동로를 형성하고 상기 냉각수 유동로의 외부를 액상의 금속 보수재로 충진시켜 스테이브의 수명을 연장시킬 수 있는 고로의 용손 스테이브 보수방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로는 상부로 철광석과 코크스를 번갈아 가면서 장입하고 하부의 풍구를 통해 약 1100 ~ 1200°C의 공기(이하, 열풍이라 함)를 송풍하여, 그 결과 생성되는 쇳물(용선)을 풍구 아래에 형성된 용선배출구를 통해 연속적으로 배출하는 설비이다.

고로 조업에 있어서, 상기 풍구로 들어간 열풍은 연료인 코크스와 반응하여 약 2,200 ~ 2400°C의 고열을 만들며, 이 고열을 이용하여 장입된 원료인 철광석을 녹여 용선을 생산한다.

도 1을 참조하면, 고로(10)의 본체 철피(11)의 내부면에는 고로(10) 내부에서 발생되는 고열로부터 철피(11)를 보호하기 위하여 그 내부에 냉각수를 순환 공급시키는 냉각수 통로(12)가 형성된 스테이브(13)가 복수 개 설치되고, 스테이브(13)와 철피(11) 사이에는 내화물인 캐스타블(14)이 충진된다.

스테이브(13)의 냉각수 통로(12) 양단에는 철피(11)를 관통하는 냉각수 라인 즉, 냉각수 공급관(15) 및 냉각수 배출관(16)이 각각 연결된다.

냉각수 공급부(미도시)로부터 냉각수 공급관(15)을 통해 공급되는 냉각수는 냉각수 통로(12)를 통과한 후 냉각수 배출관(16)으로 배출되며, 그 결과 고로(10) 내부에서 가해지는 열로부터 스테이브(13)를 냉각시켜 보호하게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 고로 조업 시 고로(10) 내부에 노출된 스테이브(13)는 조업 시간이 증가함에 따라 열부하 또는 용융물의 하강에 따른 마찰로 인해 마모가 진행되어 스테이브(13)의 두께가 얇아지게 되며 이는 스테이브(13)에 대한 열부하를 증가시키므로 스테이브(13)의 마모 진행을 촉진시키게 된다.

스테이브(13)의 마모 상태가 심하게 되어 냉각수 통로(12) 주위에 크랙 등의 용손 부위(A)가 발생하게 되면, 용손 부위(A)를 통해서 냉각수가 고로(10) 내부로 유입될 수 있다.

이 경우 고로(10)의 조업 환경을 변화시켜 노황을 불안정하게 형성하므로 고로(10) 생산량을 저하시키고, 스테이브(13)의 냉각 능력을 저하시켜 고로(10)의 철피(11)를 파손시키게 된다.

종래에는 스테이브(13)의 마모가 심하게 진행되어 냉각수가 고로(10)의 내부로 유입되더라도 이를 보수하는 별도의 방법이 없어 고로(10) 전체를 교체하여야 했었다.

일반적으로, 고로(10)는 매우 고가의 설비이므로 고로(10)의 수명이 짧아질수록 생산 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 고로(10)의 수명을 연장시킬 수 있는 보수방법이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고로의 용손된 스테이브의 냉각수 통로에 구획 부재를 삽입하여 신규 냉각수 유동로를 형성하고 상기 냉각수 유동로의 외부를 액상의 금속 보수재로 충진시켜 스테이브의 수명을 연장시킬 수 있는 고로의 용손 스테이브 보수방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 고로의 철피 내측에 설치되고 내부에 냉각수 통로가 형성되는 스테이브의 용손 부위를 보수하는 방법에 있어서, (a) 상기 냉각수 통로에 공급되는 냉각수를 차단하는 단계와, (b) 상기 냉각수 통로가 용손 부위에 인접한 보수 영역과 냉각수가 유동되는 유동 영역으로 구획되도록 냉각수 통로의 내부로 구획 부재를 삽입하는 단계와, (c) 상기 보수 영역으로 금속 보수재를 충진시키는 단계와, (d) 상기 유동 영역에 냉각수를 공급하는 단계에 의해 달성된다.

또한, 상기 구획 부재는 냉각수 통로의 너비에 대응되는 너비를 갖는 금속 플레이트일 수 있다.

또한, 상기 금속 플레이트의 양측에 설치되어 상기 냉각수 통로의 내면과 각각 접촉되는 가스켓을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 구획 부재는 냉각수 통로의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 파이프일 수 있다.

이에 의해, 고로의 용손된 스테이브의 냉각수 통로에 구획 부재를 삽입하여 신규 냉각수 유동로를 형성하고 상기 냉각수 유동로의 외부를 액상의 금속 보수재로 충진시켜 스테이브의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 및 2는 종래 기술에 대한 도면이다.
도 3 내지 5는 본 발명에 따른 고로의 용손 스테이브 보수방법의 작업 단계를 순서대로 도시한 도면이다.
도 6 및 7은 본 발명에 따른 고로의 용손 스테이브 보수방법의 구획 부재가 냉각수 통로에 삽입된 상태를 도시한 부분 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 고로의 용손 스테이브 보수방법은, 도 3 내지 7에 도시된 바와 같이, 냉각수 통로(12)에 공급되는 냉각수를 차단하는 단계와, 냉각수 통로(12)가 용손 부위(A)에 인접한 보수 영역(B)과 냉각수가 유동되는 유동 영역(C)으로 구획되도록 냉각수 통로(12)의 내부로 구획 부재(100, 100')를 삽입하는 단계와, 보수 영역(B)으로 금속 보수재(120)를 충진시키는 단계와, 유동 영역(C)에 냉각수를 공급하는 단계를 포함한다.

먼저, 스테이브(13)에 용손 부위(A)가 발생하게 되면, 냉각수 통로(12)로 공급되는 냉각수를 차단하여 냉각수가 고로(10) 내부로 유입되는 것을 차단한다.

이때, 냉각수의 공급 중지가 장시간 지속되면, 스테이브(13)에 대한 열부하가 상승하게 되며, 심한 경우 철피(11)에 균열이 발생할 수 있으므로 냉각수의 공급 재개가 신속하게 이루어져야 한다.

이를 위하여 냉각수 통로(12)의 내부에 구획 부재(100)를 삽입한다.

구획 부재(100)는 냉각수 통로(12)의 너비에 대응되는 너비를 갖는 소정 두께의 금속 플레이트로 마련될 수 있다. 상기한 구획 부재(100)는 냉각수 통로(12)의 길이에 대응되는 길이로 형성되어 냉각수 통로(12)에 삽입되고, 삽입된 구획 부재(100)에 의해 냉각수 통로(12)가 용손 부위(A)에 인접한 보수 영역(B)과 냉각수가 유동할 수 있는 유동 영역(C)으로 구획된다.

이때, 구획 부재(100)의 양측에는 가스켓(110)이 설치되어 냉각수 통로(12)의 내부 면과 접촉하게 된다. 상기한 가스켓(110)은 후술한 금속 보수재(120)가 보수 영역(B)을 충진할 때, 유동 영역(C)로 금속 보수재(120)가 유입되는 것을 차단한다.

구획 부재(100)를 냉각수 통로(12)의 내부로 삽입하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 와이어(미도시)의 일단을 냉각수 통로(12)의 냉각수 공급관(15) 측으로 삽입하여 냉각수 배출관(16) 측으로 빼낸다.

그 후, 와이어의 상기 일단을 구획 부재(100)에 연결한 후 냉각수 공급관(15) 측의 와이어를 잡아당기면 구획 부재(100)는 냉각수 통로(12)의 내부로 당겨져 삽입된다.(도 3 및 4 참조)

구획 부재(100)에는 냉각수 통로(12)의 절곡된 형상에 대응하여 구획 부재(100)가 절곡 될 수 있도록 절취부를 형성한다. 절취부는 V자 형으로 형성될 수 있지만 그 형상은 이에 한정되지 않는다.

구획 부재(100)가 냉각수 통로(12)의 내부에 삽입된 상태에서 구획 부재(100)의 양단부를 잡아당기면 냉각수 통로(12)의 절곡된 영역에 해당되는 절취부가 접혀지게 된다.

상술한 바와 같이, 냉각수 통로(12)의 내부에 구획 부재(100)가 삽입되면, 보수 영역(B)을 금속 보수재(120)로 충진한다.(도 5 참조)

금속 보수재(120)는 액상 금속으로 이루어지고, 바람직하게는 동(Cu) 성분을 포함하는 액상 금속으로 이루어진다.

금속 보수재(120)는 보수재 공급부(미도시)로부터 냉각수 공급관(15)에 설치되어 있는 공급 밸브(미도시)를 경유하여 냉각수 통로(12)의 보수 영역(B)으로 유입된다.

상기 보수재 공급부로부터 금속 보수재(120)의 공급이 지속됨으로써, 금속 보수재(120)는 보수 영역(B)을 충진시키면서 냉각수 통로(12)의 타단부에 연결되어 있는 냉각수 배출관(16)에 설치되어 있는 배출 밸브(미도시) 측으로 배출된다.

이때, 금속 보수재(120)가 냉각수 통로(12)의 보수 영역(B)에 충진되는 동안 스테이브(13)의 용손 부위(A)를 통해 고로(10) 내부로 유출될 수 있다. 이와 같이 용손 부위(A)를 통해 유출되는 금속 보수재(120)는 응고되어 스테이브(13)의 두께를 증가시키며 이는 스테이브(13)의 마모 부분을 보강하게 된다.

금속 보수재(120)의 충진 과정이 완료되면, 유동 영역(C)에 냉각수를 공급한다. 유동 영역(C)을 통해 공급되는 냉각수에 의해서 스테이브(13)에 작용하는 열부하를 감소시키게 된다.

한편, 구획 부재(100')는 냉각수 통로(12)의 너비보다 작은 직경을 갖는 파이프로 마련될 수도 있다.(도 7 참조)

이때, 구획 부재(100')의 내부는 냉각수가 유동할 수 있는 유동 영역(C)이 되고, 외부는 보수하고자 하는 보수 영역(B)이 된다.

상기한 구획 부재(100')는 상술한 구획 부재(100)와 그 형상만이 다를 뿐, 냉각수 통로(12)에 삽입되어 냉각수 통로(12)를 보수 영역(B)과 유동 영역(C)으로 구획하는 것은 동일하다.

상기한 구획 부재(100')가 냉각수 통로(12)에 삽입되면, 보수 영역(B)에 금속 보수재(120)를 충진하여 용손 부위(A)를 보수하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 고로의 용손 스테이브 보수방법은 고로의 용손된 스테이브의 냉각수 통로에 구획 부재(100, 100')를 삽입하여 신규 냉각수 유동로를 형성하고 상기 냉각수 유동로의 외부를 액상의 금속 보수재로 충진시켜 스테이브의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적인 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

10 : 고로 11 : 철피
12 : 냉각수 통로 13 : 스테이브
14 : 캐스타블 15 : 냉각수 공급관
16 : 냉각수 배출관 100, 100' : 구획 부재
110 : 가스켓 120 : 금속 보수재

Claims (4)

1. 고로의 철피 내측에 설치되고 내부에 냉각수 통로가 형성되는 스테이브의 용손 부위를 보수하는 방법에 있어서,
   (a) 상기 냉각수 통로에 공급되는 냉각수를 차단하는 단계와;
   (b) 상기 냉각수 통로가 용손 부위에 인접한 보수 영역과 냉각수가 유동되는 유동 영역으로 구획되도록 냉각수 통로의 내부로 구획 부재를 삽입하는 단계와;
   (c) 상기 보수 영역으로 금속 보수재를 충진시키는 단계와;
   (d) 상기 유동 영역에 냉각수를 공급하는 단계를 포함하는 고로의 용손 스테이브 보수방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구획 부재는 냉각수 통로의 너비에 대응되는 너비를 갖는 금속 플레이트인 것을 특징으로 하는 고로의 용손 스테이브 보수방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 금속 플레이트의 양측에 설치되어 상기 냉각수 통로의 내면과 각각 접촉되는 가스켓을 더 포함하는 고로의 용손 스테이브 보수방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 구획 부재는 냉각수 통로의 단면적보다 작은 단면적을 갖는 파이프인 것을 특징으로 하는 고로의 용손 스테이브 보수방법.

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