KR20140074720A - Fluid bed furnace having complex structure gas distribution portion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 기술적 사상은 유동로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 복합 구조의 가스 분산부를 가지는 유동로에 관한 것이다.Technical aspects of the present invention relate to a flow path, and more particularly, to a flow path having a gas dispersion part of a composite structure.
철강 산업에서 일반적으로 이용되고 있는 고로법은, 철광석을 소결 및 펠레타이징 등의 괴성화 공정을 수행하여야 하며, 유연탄을 코크스로 사전 가공하여야 하는 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 새로운 제철 기술인 FINEX 공법이 도입되어 사용화되었다.In the blast furnace method generally used in the steel industry, compacting processes such as sintering and pelletizing of iron ore are required, and there is a limitation in that bituminous coal must be pre-processed into coke. In order to overcome these limitations, a new steelmaking technology, FINEX method, was introduced and used.
FINEX 공법은 분광 형태의 철광석과 유연탄을 사전 가공을 거치지 않고 그대로 사용할 수 있는 공법이다. 이를 위하여, 하측 부분에서 환원 가스를 분사하여 원료 분광을 내부에서 유동시키면서 환원 처리하는 유동로를 사용한다. 환원 가스의 분사를 위하여 유동로의 하측 부분에는 가스 분산부를 설치하여야 한다. 상기 가스 분산부는 가스 분산 노즐 부재와 상기 가스 분산 노즐 부재를 지지하는 지지 부재로 구성된다.The FINEX method is a method that can use spectroscopic iron ore and bituminous coal as it is without being processed. For this purpose, a flow path is used in which a reducing gas is injected from the lower part to reduce the raw material spectra while flowing therein. For the injection of the reducing gas, a gas dispersion part is to be installed in the lower part of the flow path. The gas dispersion unit is composed of a gas dispersion nozzle member and a support member for supporting the gas dispersion nozzle member.
현재까지 상기 가스 분산 노즐 부재와 상기 지지 부재는 내열성이 큰 세라믹 내화물 구조로서 설치되어 사용하고 있다. 그러나, 유동로 내의 고압 및 고온의 분위기에서 사용되므로, 상기 가스 분산 노즐 부재와 상기 지지 부재를 구성하는 내화물 구조가 사용 중에 파손될 우려가 있다.Up to now, the gas dispersion nozzle member and the support member are installed and used as a ceramic refractory structure having high heat resistance. However, since it is used in an atmosphere of high pressure and high temperature in the flow path, the refractory structure constituting the gas dispersion nozzle member and the support member may be damaged during use.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 고압 및 고온에 분위기에서 안정적인 구조물을 제공할 수 있는 복합 구조의 가스 분산부를 가지는 유동로를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flow path having a gas dispersion part of a composite structure capable of providing a stable structure in an atmosphere at high pressure and high temperature.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are illustrative, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 유동로는, 반응 영역을 가지는 유동로 본체; 상기 반응 영역으로 환원 가스를 분사하는 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분산 노즐 부재; 및 상기 가스 분산 노즐 부재를 하측에서 지지하고, 제1 금속 구조체와 제1 내화물 구조체로 구성된 복합 구조를 가지는 지지 부재;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flow path comprising: a flow path body having a reaction region; A gas distribution nozzle member including a plurality of nozzles for spraying a reducing gas into the reaction zone; And a support member supporting the gas dispersion nozzle member from below and having a composite structure composed of the first metal structure and the first refractory structure.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 내화물 구조체는 상기 제1 금속 구조체를 둘러싸도록 위치할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first refractory structure may be positioned to surround the first metal structure.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 금속 구조체는 상기 유동로 본체의 바닥 부분에 부착될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first metal structure may be attached to the bottom portion of the flow path body.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 유동로 본체의 중심을 기준으로 수평 방향으로 방사형으로 배열될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the support member may be radially arranged in the horizontal direction with respect to the center of the flow path body.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 유동로 본체의 중심으로부터 양측 방향으로 연장되고 제1 길이를 가지는 장형 지지 부재를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the support member may include elongated support members extending in both lateral directions from the center of the flow path body and having a first length.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 지지 부재는 상기 장형 지지 부재로부터 이격되고, 상기 장형 지지 부재와는 다른 방향으로 연장되는 단형 지지 부재를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the support member may include a single support member spaced from the elongate support member and extending in a direction different from the elongate support member.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 단형 지지 부재는, 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 가지는 제1 단형 지지 부재; 및 상기 제2 길이보다 짧은 제3 길이를 가지는 제2 단형 지지 부재;를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the monolithic support member comprises: a first monolithic support member having a second length that is less than the first length; And a second short type supporting member having a third length shorter than the second length.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 단형 지지 부재와 상기 제2 단형 지지 부재는 서로 교번하여 위치할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first and second second support members may be alternately located.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 금속 구조체는 인성을 제공할 수 있고, 상기 제1 내화물 구조체는 내열성을 제공할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the first metal structure may provide toughness, and the first refractory structure may provide heat resistance.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 가스 분산 노즐 부재는 제2 금속 구조체와 제2 내화물 구조체로 구성될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the gas distribution nozzle member may comprise a second metal structure and a second refractory structure.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 내화물 구조체는 상기 제2 금속 구조체를 둘러싸도록 위치할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the second refractory structure may be positioned to surround the second metal structure.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 금속 구조체는 상기 유동로 본체의 측면 부분에 부착될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the second metal structure may be attached to a side portion of the flow path body.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 금속 구조체는 상기 복수의 노즐들을 구성하기 위한 홀들을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the second metal structure may include holes for constructing the plurality of nozzles.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 유동로는, 반응 영역을 가지는 유동로 본체; 및 상기 반응 영역으로 환원 가스를 분사하고, 인성을 제공하는 제1 구조체와 내열성을 제공하는 제2 구조체로 구성된 복합 구조를 가지는 가스 분산부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flow path comprising: a flow path body having a reaction region; And a gas dispersion unit having a composite structure composed of a first structure for injecting a reducing gas into the reaction region and providing toughness and a second structure for providing heat resistance.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 유동로 제조 방법은, 반응 영역을 가지는 유동로 본체를 제공하는 단계; 상기 유동로 본체의 하측에 제1 금속 구조체를 부착하는 단계; 상기 제1 금속 구조체의 상측에 제2 금속 구조체를 부착하는 단계; 상기 제1 금속 구조체의 표면에 제1 내화물 구조체를 부착하여 지지 부재를 형성하는 단계; 및 상기 제2 금속 구조체의 표면에 제2 내화물 구조체를 부착하여 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분산 노즐 부재를 형성하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flow path fabrication method comprising: providing a flow path body having a reaction region; Attaching a first metal structure to a lower side of the flow path body; Attaching a second metal structure to an upper side of the first metal structure; Attaching a first refractory structure to a surface of the first metal structure to form a support member; And attaching a second refractory structure to a surface of the second metal structure to form a gas dispersion nozzle member including a plurality of nozzles.
본 발명의 기술적 사상에 따른 유동로는 금속 구조체와 내화물 구조체로 구성된 복합 구조의 가스 분산부를 포함한다. 상기 금속 구조체는 인성을 제공할 수 있고, 내화물 구조체는 내열성을 제공할 수 있으므로, 고온 및 고압의 가스 분위기에서 상기 가스 분산부는 높은 내구성을 가질 수 있다. 이에 따라, 보수 주기를 연장시킬 수 있고, 내화물 탈락에 의한 조업 중단 횟수를 감소시킬 수 있다.The flow path according to the technical idea of the present invention includes a gas dispersion part having a composite structure composed of a metal structure and a refractory structure. Since the metal structure can provide toughness and the refractory structure can provide heat resistance, the gas dispersion portion can have high durability in a high-temperature and high-pressure gas atmosphere. Accordingly, the repair cycle can be extended, and the number of times of stoppage of operation due to dropout of the refractory material can be reduced.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above are exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로를 절단선 II-II를 따라 절단하여 지지 부재를 도시하는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로의 지지 부재를 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로를 절단선 IV-IV를 따라 절단하여 가스 분산 노즐 부재를 도시하는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로의 가스 분산 노즐 부재를 도시하는 단면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7a 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로 제조 방법을 나타내는 개략도들이다.1 is a sectional view showing a flow path according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing a support member by cutting a flow path according to an embodiment of the present invention along a cutting line II-II.
3 is a plan view showing a support member of a flow path according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view showing a gas distribution nozzle member by cutting a flow path along a cutting line IV-IV according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a gas distribution nozzle member of a flow path according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart illustrating a flow path fabrication method according to one embodiment of the present invention.
7A to 11B are schematic views showing a flow furnace manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. The scope of technical thought is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. The same reference numerals denote the same elements at all times. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로(1)를 도시하는 단면도이다.1 is a sectional view showing a flow path 1 according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 유동로(1)는 반응 영역(11)을 가지는 유동로 본체(10); 및 반응 영역(11)으로 환원 가스를 분사하고, 인성을 제공하는 제1 구조체와 내열성을 제공하는 제2 구조체로 구성된 복합 구조를 가지는 가스 분산부(60)를 포함한다.Referring to Figure 1, the flow path 1 comprises a
구체적으로, 유동로(1)는 유동로 본체(10), 원료 장입구(20), 환원 가스 주입구(30), 가스 분산 노즐 부재(40), 및 지지 부재(50)를 포함한다.Specifically, the flow path 1 includes a
유동로 본체(10)는 내부에 원료인 철광석 분광과 유연탄이 장입되어 반응하는 반응 영역(11)을 형성하는 외형을 가질 수 있다. 유동로 본체(10)는 금속 외피(15)와 내부 내화물(16)로 구성될 수 있다.The
원료 장입구(20)는 유동로 본체(10)의 상측에 설치될 수 있고, 복수일 수 있다. 원료 장입구(20)를 통하여 철광석 분광과 유연탄 등 같은 원료가 반응 영역(11)으로 장입될 수 있다.The
환원 가스 주입구(30)는 유동로 본체(10)의 하측에 설치될 수 있다. 환원 가스 주입구(30)를 수소 등과 같은 환원 가스가 반응 영역(11) 내로 장입될 수 있고, 상기 환원 가스는 상기 원료를 반응 영역(11) 내에서 부유시키고 환원 반응을 유도시킬 수 있다. 상기 환원 가스는 고온일 수 있고, 고압으로 주입될 수 있다.The reducing
가스 분산 노즐 부재(40)는 유동로 본체(10)의 하측에 설치될 수 있다. 가스 분산 노즐 부재(40)는 환원 가스 주입구(30)로부터 주입된 환원 가스를 반응 영역(11) 내로 분산하여 주입시킬 수 있다. 가스 분산 노즐 부재(40)는 복합 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 인성(toughness)을 제공하는 물질로 구성된 제1 구조체와 내열성을 제공하는 제2 구조체를 포함할 수 있다. 상기 제1 구조체는 금속을 포함할 수 있고, 상기 제2 구조체는 내화물을 포함할 수 있다.The gas
여기에서, 인성은 강도 특성과 연신율 특성을 함께 고려한 물질 특성이며, 강도와 연신율의 그래프의 면적으로 특정된다. 내화물의 경우에는 강도가 강한 반면 연신율이 낮으므로 낮은 인성을 가지게 되고, 이에 따라 파괴를 유발하는 취성 특성(brittleness)이 나타나게 된다. 반면, 금속의 경우에는 강도와 함께 연신율이 높으므로 높은 인성을 가지게 되고, 이에 따라 파괴보다는 소성 특성(plasticity)을 나타나게 된다. 따라서, 금속은 내화물에 비하여 구조물의 파괴를 방지할 수 있고, 특히 고온 및 고압의 환경에서 구조물의 파괴를 방지할 수 있다.Here, toughness is a material property that considers the strength characteristic and the elongation characteristic together, and is specified by the area of the graph of strength and elongation. In the case of refractories, the strength is strong, while the elongation is low, resulting in low toughness, resulting in brittleness that causes fracture. On the other hand, in the case of metal, since the elongation rate is high along with the strength, it has a high toughness, resulting in plasticity rather than fracture. Therefore, the metal can prevent the destruction of the structure as compared with the refractory, and can prevent the destruction of the structure particularly in a high temperature and high pressure environment.
지지 부재(50)는 유동로 본체(10)의 하측에 설치될 수 있고, 가스 분산 노즐 부재(40)를 하측에서 지지할 수 있다. 지지 부재(50)는 복합 구조를 가질 수 있고, 예를 들어 인성을 제공하는 물질로 구성된 제1 구조체와 내열성을 제공하는 제2 구조체를 포함할 수 있다. 상기 제1 구조체는 금속을 포함할 수 있고, 상기 제2 구조체는 내화물을 포함할 수 있다.The
가스 분산 노즐 부재(40)와 지지 부재(50)는 상기 환원 가스를 반응 영역(11)에 주입하는 가스 분산부(60)를 구성할 수 있다.The gas
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로(1)를 절단선 II-II를 따라 절단하여 지지 부재(50)를 도시하는 평면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로(1)의 지지 부재(50)를 도시하는 평면도이다.2 is a plan view showing the
도 2 및 도 3을 참조하면, 지지 부재(50)는 가스 분산 노즐 부재(40)를 하측에서 지지하도록 설치될 수 있다.2 and 3, the
지지 부재(50)는 제1 금속 구조체(54)와 제1 내화물 구조체(55)로 구성된 복합 구조를 가질 수 있다. 제1 금속 구조체(54)는 지지 부재(50)에 인성을 제공할 수 있고, 제1 내화물 구조체(55)는 지지 부재(50)에 내열성을 제공할 수 있다. 제1 금속 구조체(54)는 지지 부재(50)의 구조적 안정성을 증가시킬 수 있다. 제1 내화물 구조체(55)는 고온 분위기로부터 제1 금속 구조체(54)를 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 제1 금속 구조체(54)와 제1 내화물 구조체(55)는 함께 하중을 지지하는 기능을 수행할 수 있다.The
제1 금속 구조체(54)는, 예를 들어 주철, 주강, 단조강, 강판, 청동, 황동 등을 포함할 수 있다. 제1 내화물 구조체(55)는 세라믹 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 및 실리콘 탄화물 등을 포함할 수 있다.The
제1 내화물 구조체(55)는 제1 금속 구조체(54)를 둘러싸도록 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 내화물 구조체(55)는 벽돌이나 타일과 같은 형상을 가질 수 있고, 제1 금속 구조체(54)의 표면에 내화물용 접착 부재를 이용하여 부착될 수 있다.The first
도 3에서는 제1 내화물 구조체(55)는 제1 금속 구조체(54)의 전체 표면을 둘러싸도록 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 내화물 구조체(55)가 제1 금속 구조체(54)의 일부 표면 상에만 부착되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.In FIG. 3, the first
제1 금속 구조체(54)는 유동로 본체(10)에 부착되도록 설치될 수 있다. 예를 들어 제1 금속 구조체(54)는 유동로 본체(10)의 바닥 부분에 부착될 수 있다. 제1 금속 구조체(54)는 볼트를 이용하거나, 리벳을 이용하거나, 용접을 이용하여 유동로 본체(10)에 부착될 수 있다. 또는, 제1 금속 구조체(54)는 유동로 본체(10)의 금속 외피(15)와 함께 주조된 일체형 구조체로서 제공될 수 있다.The
지지 부재(50)는 복수의 지지체들로 구성될 수 있고, 다양하게 배열될 수 있다. 지지 부재(50)는 가스 분산 노즐 부재(40)를 효과적으로 지지할 수 있고, 환원 가스의 상측 방향으로의 유동을 원활하게 하는 배열을 가질 수 있다.The
예를 들어, 지지 부재(50)는 유동로 본체(10)의 중심을 기준으로 수형 방향으로 방사형으로 배열될 수 있다. 그러나, 이는 예시적이며 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 지지 부재(50)들 사이의 공간을 통하여 상기 환원 가스가 유동할 수 있다.For example, the
지지 부재(50)는 장형 지지 부재(51), 제1 단형 지지 부재(52), 및 제2 단형 지지 부재(53)을 포함할 수 있다. 장형 지지 부재(51), 제1 단형 지지 부재(52), 및 제2 단형 지지 부재(53)는 각각 도 3을 참조하여 도시된 복합 구조를 가질 수 있다.The
장형 지지 부재(51)는 유동로 본체(10)의 중심으로부터 양측 방향으로 연장될 수 있고, 제1 길이를 가질 수 있다.The
제1 단형 지지 부재(52) 및 제2 단형 지지 부재(53)는 장형 지지 부재(51)로부터 이격되어 위치할 수 있고, 장형 지지 부재(51)와는 다른 방향으로 연장될 수 있다. 제1 단형 지지 부재(52)와 제2 단형 지지 부재(53)는 동일한 길이를 가지거나 또는 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 단형 지지 부재(52)는 장형 지지 부재(51)의 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 가질 수 있고, 제2 단형 지지 부재(53)는 제1 단형 지지 부재(52)의 상기 제2 길이보다 짧은 제3 길이를 가질 수 있다. 제1 단형 지지 부재(52)와 제2 단형 지지 부재(53)는 서로 교번하여 위치할 수 있다.The first and second
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로(1)를 절단선 IV-IV를 따라 절단하여 가스 분산 노즐 부재(40)를 도시하는 평면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로(1)의 가스 분산 노즐 부재(40)를 도시하는 단면도이다. 도 4에서 점선은 가스 분산 노즐 부재(40)의 하측에 위치한 지지 부재(50)를 도시한다.4 is a plan view showing the gas
도 4 및 도 5를 참조하면, 가스 분산 노즐 부재(40)는 지지 부재(50)에 의하여 하측에서 지지하도록 설치될 수 있다. 가스 분산 노즐 부재(40)는 반응 영역(11)으로 상기 환원 가스를 분사하는 복수의 노즐(49)들을 포함할 수 있다.4 and 5, the gas
가스 분산 노즐 부재(40)는 제2 금속 구조체(44)와 제2 내화물 구조체(45)로 구성된 복합 구조를 가질 수 있다. 제2 금속 구조체(44)는 가스 분산 노즐 부재(40)에 인성을 제공할 수 있고, 제2 내화물 구조체(45)는 가스 분산 노즐 부재(40)에 내열성을 제공할 수 있다. 제2 금속 구조체(44)는 가스 분산 노즐 부재(40)의 구조적 안정성을 증가시킬 수 있다. 제2 내화물 구조체(45)는 고온 분위기로부터 제2 금속 구조체(44)를 보호하는 기능을 수행할 수 있다.The gas
제2 금속 구조체(44)는, 예를 들어 주철, 주강, 단조강, 강판, 청동, 황동 등을 포함할 수 있다. 제2 내화물 구조체(45)는 세라믹 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 및 실리콘 탄화물 등을 포함할 수 있다.The
제2 내화물 구조체(45)는 제2 금속 구조체(44)를 둘러싸도록 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 내화물 구조체(45)는 벽돌이나 타일과 같은 형상을 가질 수 있고, 제2 금속 구조체(44)의 표면에 내화물용 접착 부재를 이용하여 부착될 수 있다.The second
도 5에서는 제2 내화물 구조체(45)는 제2 금속 구조체(44)의 전체 표면을 둘러싸도록 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 내화물 구조체(45)가 제2 금속 구조체(44)의 일부 표면 상에만 부착되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.In FIG. 5, the second
제2 금속 구조체(44)는 유동로 본체(10)에 부착되도록 설치될 수 있다. 예를 들어 제2 금속 구조체(44)는 유동로 본체(10)의 측면 부분에 부착될 수 있다. 제2 금속 구조체(44)는 볼트를 이용하거나, 리벳을 이용하거나, 용접을 이용하여 유동로 본체(10)에 부착될 수 있다. 또는, 제2 금속 구조체(44)는 유동로 본체(10)의 금속 외피(15)와 함께 주조된 일체형 구조체로서 제공될 수 있다.The
제2 금속 구조체(44)는 노즐(49)들을 구성하는 홀(48)들을 포함할 수 있고, 제2 내화물 구조체(45)는 홀(48)이 폐쇄되지 않도록 형성됨에 유의한다.It is noted that the
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로 제조 방법(S1)을 나타내는 흐름도이다. 도 6을 참조하여 설명된 제조 공정 단계들의 순서는 예시적이며, 다른 순서로 수행되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.6 is a flow chart illustrating a flow path fabrication method S1 according to an embodiment of the present invention. The order of the manufacturing process steps described with reference to FIG. 6 is exemplary, and the case of being performed in a different order is also included in the technical idea of the present invention.
도 6을 참조하면, 유동로 제조 방법(S1)은, 반응 영역을 가지는 유동로 본체를 제공하는 단계(S10), 상기 유동로 본체의 하측에 제1 금속 구조체를 부착하는 단계(S20), 상기 제1 금속 구조체의 상측에 복수의 노즐들을 포함하는 제2 금속 구조체를 부착하는 단계(S30), 상기 제1 금속 구조체의 표면에 제1 내화물 구조체를 부착하여 지지 부재를 형성하는 단계(S40); 및 상기 제2 금속 구조체의 표면에 제2 내화물 구조체를 부착하여 가스 분산 노즐 부재를 형성하는 단계(S50);를 포함한다.Referring to FIG. 6, the flow path fabrication method S1 includes the steps of providing a flow path body having a reaction region (S10), attaching a first metal structure to a lower side of the flow path body (S20) (S30) attaching a second metal structure including a plurality of nozzles on the first metal structure, attaching a first refractory structure to a surface of the first metal structure to form a support member (S40); And attaching a second refractory structure to the surface of the second metal structure to form a gas dispersion nozzle member (S50).
도 7a 내지 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동로 제조 방법(S1)을 나타내는 개략도들이다. 도 7a 내지 도 11b은 도 1의 유동로(1)에서 하측 부분에 한정하여 확대되어 도시되어 있다. 도 7a, 도 8a, 도 9a, 도 10a, 및 도 11a는 유동로(1)의 단면도들이고, 도 7b, 도 8b, 도 9b, 도 10b, 및 도 11b는 유동로(1)의 평면도들이다.FIGS. 7A and 11B are schematic views showing a flow path manufacturing method (S1) according to an embodiment of the present invention. Figs. 7A to 11B are enlargedly shown on the lower side in the flow path 1 of Fig. Figs. 7A, 8A, 9A, 10A and 11A are sectional views of the flow path 1, and Figs. 7B, 8B, 9B, 10B and 11B are plan views of the flow path 1.
도 6, 도 7a, 및 도 7b를 참조하면, 반응 영역(11)을 가지는 유동로 본체(10)를 제공하는 단계(S10)를 수행한다. 유동로 본체(10)의 최하측에는 환원 가스 주입구(30)가 위치할 수 있다. 현 단계에서 제공되는 유동로 본체(10)는 금속 외피(15)에 한정될 수 있고, 유동로 본체(10)는 내부에 내화물을 축조하기 위한 받침 요소(19)가 위치할 수 있다. 그러나, 금속 외피(15)에 부착된 내부 내화물(16)이 설치되어 유동로 본체(10)를 제공하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.6, 7A, and 7B, step S10 of providing a
도 6, 도 8a, 및 도 8b를 참조하면, 유동로 본체(10)의 하측에 제1 금속 구조체(54)를 부착하는 단계(S20)를 수행한다. 제1 금속 구조체(54)는 볼트를 이용하거나, 리벳을 이용하거나, 용접을 이용하여 유동로 본체(10)에 부착될 수 있다. 제1 금속 구조체(54)는 복수로 구성될 수 있고, 다양하게 배열될 수 있고, 동일한 길이를 가지거나 서로 다른 길이를 가질 수 있다. 제1 금속 구조체(54)는, 예를 들어 주철, 주강, 단조강, 강판, 청동, 황동 등을 포함할 수 있다.6, 8A, and 8B, a step S20 of attaching the
도 6, 도 9a, 및 도 9b를 참조하면, 제1 금속 구조체(54)의 상측에 제2 금속 구조체(44)를 부착하는 단계(S30)를 수행한다. 제2 금속 구조체(44)는 노즐(49)들을 구성하는 홀(48)들을 포함할 수 있다. 제1 금속 구조체(54)는 제2 금속 구조체(44)를 지지할 수 있다.6, 9A, and 9B, a step S30 of attaching a
도 9b에서 점선은 가스 분산 노즐 부재(40)의 하측에 위치한 제1 금속 구조체(54)를 도시한다.The dashed line in Fig. 9b shows the
제2 금속 구조체(44)는 볼트를 이용하거나, 리벳을 이용하거나, 용접을 이용하여 유동로 본체(10)에 부착될 수 있다. 또한, 제2 금속 구조체(44)는, 볼트를 이용하거나, 리벳을 이용하거나, 용접을 이용하여 제1 금속 구조체(54)에 부착될 수 있다. 제2 금속 구조체(44)는, 예를 들어 주철, 주강, 단조강, 강판, 청동, 황동 등을 포함할 수 있다. 제1 금속 구조체(54)와 제2 금속 구조체(44)는 동일한 물질을 포함하거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.The
대안적으로, 제1 금속 구조체(54) 및 제2 금속 구조체(44)는 유동로 본체(10)의 금속 외피(15)와 함께 주조된 일체형 구조체로서 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상술한 단계들(S20, S30)이 생략될 수 있다.Alternatively, the
도 6, 도 10a, 및 도 10b를 참조하면, 제1 금속 구조체(54)의 표면에 제1 내화물 구조체(55)를 부착하여 지지 부재(50)를 형성하는 단계(S40)를 수행한다.6, 10A, and 10B, a first
도 10b에서 점선은 가스 분산 노즐 부재(40)의 하측에 위치한 제1 금속 구조체(54) 및 제1 내화물 구조체(55)를 도시한다. 제2 금속 구조체(44)의 홀(48)은 제1 금속 구조체(54) 및 제1 내화물 구조체(55) 상에도 위치할 수 있으나, 제1 금속 구조체(54) 및 제1 내화물 구조체(55)의 위치를 명확하게 나타내기 위하여 생략되어 있다.The dashed line in Fig. 10B shows the
제1 내화물 구조체(55)는 제1 금속 구조체(54)에 내화물용 접착 부재를 이용하여 부착될 수 있다. 제1 금속 구조체(54)와 제1 내화물 구조체(55)는 지지 부재(50)를 구성할 수 있다.The first
도 6, 도 11a, 및 도 11b를 참조하면, 제2 금속 구조체(44)의 표면에 제2 내화물 구조체(45)를 부착하여 가스 분산 노즐 부재(40)를 형성하는 단계(S50)를 수행한다.6, 11A, and 11B, a step (S50) of attaching the second
도 11b에서 점선은 가스 분산 노즐 부재(40)의 하측에 위치한 제1 금속 구조체(54) 및 제1 내화물 구조체(55)를 도시한다. 제2 금속 구조체(44)의 홀(48)은 제1 금속 구조체(54) 및 제1 내화물 구조체(55) 상에도 위치할 수 있으나, 제1 금속 구조체(54) 및 제1 내화물 구조체(55)의 위치를 명확하게 나타내기 위하여 생략되어 있다.In Fig. 11B, the dashed line shows the
제2 내화물 구조체(45)는 제2 금속 구조체(44)에 내화물용 접착 부재를 이용하여 부착될 수 있다. 제2 금속 구조체(44)와 제2 내화물 구조체(45)는 가스 분산 노즐 부재(40)를 구성할 수 있다. 여기에서, 제2 내화물 구조체(45)는 제2 금속 구조체(44)의 홀(48)들을 폐쇄하지 않도록 형성되어야 하며, 이에 따라 노즐(49)을 형성할 수 있다.The second
상기 지지 부재(50)를 형성하는 단계(S40)와 상기 가스 분산 노즐 부재(40)를 형성하는 단계(S50)는 서로 순서를 바꾸어서 수행하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 또한, 상기 지지 부재(50)를 형성하는 단계(S40)와 상기 가스 분산 노즐 부재(40)를 형성하는 단계(S50)는 동시에 수행되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.The step S40 of forming the
상기 지지 부재(50)를 형성하는 단계(S40) 및/또는 상기 가스 분산 노즐 부재(40)를 형성하는 단계(S50)를 수행하는 중에, 금속 외피(15)와 접촉하는 내부 내화물(16)을 형성할 수 있다.During carrying out the step S40 of forming the
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1: 유동로, 10: 유동로 본체, 11: 반응 영역, 19: 받침 요소,
20: 원료 장입구, 30: 환원 가스 주입구, 40: 가스 분산 노즐 부재,
44: 제2 금속 구조체, 45: 제2 내화물 구조체, 48: 홀, 49: 노즐,
50: 지지 부재, 51: 장형 지지 부재, 52: 제1 단형 지지 부재,
53: 제2 단형 지지 부재, 54: 제1 금속 구조체, 55: 제1 내화물 구조체,
60: 가스 분산부,1: flow path, 10: flow path body, 11: reaction area, 19:
20: feedstock inlet port, 30: reducing gas inlet port, 40: gas dispersion nozzle member,
44: second metal structure, 45: second refractory structure, 48: hole, 49: nozzle,
50: support member, 51: elongated support member, 52: first-stage support member,
53: second-type supporting member, 54: first metal structure, 55: first refractory structure,
60: gas dispersion part,
Claims (17)
상기 반응 영역으로 환원 가스를 분사하는 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분산 노즐 부재; 및
상기 가스 분산 노즐 부재를 하측에서 지지하고, 제1 금속 구조체와 제1 내화물 구조체를 구비하는 복합 구조를 가지는 지지 부재;
를 포함하는 유동로.A flow path body having a reaction zone;
A gas distribution nozzle member including a plurality of nozzles for spraying a reducing gas into the reaction zone; And
A support member supporting the gas dispersion nozzle member from below and having a composite structure including a first metal structure and a first refractory structure;
.
상기 제1 내화물 구조체는 상기 제1 금속 구조체를 둘러싸도록 위치하는, 유동로.The method according to claim 1,
Wherein the first refractory structure is positioned to surround the first metal structure.
상기 제1 금속 구조체는 상기 유동로 본체의 바닥 부분과 일체 형성된, 유동로.The method according to claim 1,
Wherein the first metal structure is formed integrally with a bottom portion of the flow path body.
상기 제1 금속 구조체는 상기 유동로 본체의 바닥 부분에 부착된, 유동로.The method according to claim 1,
Wherein the first metal structure is attached to a bottom portion of the flow path body.
상기 지지 부재는 상기 유동로 본체의 중심을 기준으로 수평 방향으로 방사형으로 배열된, 유동로.The method according to claim 1,
Wherein the support member is radially arranged in a horizontal direction with respect to a center of the flow path body.
상기 지지 부재는 상기 유동로 본체의 중심으로부터 양측 방향으로 연장되고 제1 길이를 가지는 장형 지지 부재를 포함하는, 유동로.The method according to claim 1,
Wherein the support member includes elongated support members extending in both lateral directions from the center of the flow path body and having a first length.
상기 지지 부재는 상기 장형 지지 부재로부터 이격되고, 상기 장형 지지 부재와는 다른 방향으로 연장되는 단형 지지 부재를 포함하는, 유동로.The method according to claim 6,
Wherein the support member comprises a single support member spaced from the elongate support member and extending in a direction different from the elongate support member.
상기 단형 지지 부재는,
상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 가지는 제1 단형 지지 부재; 및
상기 제2 길이보다 짧은 제3 길이를 가지는 제2 단형 지지 부재;
를 포함하는, 유동로.8. The method of claim 7,
The single-
A first short type supporting member having a second length shorter than the first length; And
A second short type supporting member having a third length shorter than the second length;
. ≪ / RTI >
상기 제1 단형 지지 부재와 상기 제2 단형 지지 부재는 서로 교번하여 위치하는, 유동로.9. The method of claim 8,
Wherein the first and second support members are alternately disposed.
상기 제1 금속 구조체는 인성을 제공하고,
상기 제1 내화물 구조체는 내열성을 제공하는, 유동로.The method according to claim 1,
The first metal structure provides toughness,
Wherein the first refractory structure provides heat resistance.
상기 가스 분산 노즐 부재는 제2 금속 구조체와 제2 내화물 구조체를 구비하는, 유동로.The method according to claim 1,
Wherein the gas distribution nozzle element comprises a second metal structure and a second refractory structure.
상기 제2 내화물 구조체는 상기 제2 금속 구조체를 둘러싸도록 위치하는, 유동로.12. The method of claim 11,
And the second refractory structure is positioned to surround the second metal structure.
상기 제2 금속 구조체는 상기 유동로 본체의 측면 부분과 일체 형성된, 유동로.12. The method of claim 11,
And the second metal structure is integrally formed with a side portion of the flow path body.
상기 제2 금속 구조체는 상기 유동로 본체의 측면 부분에 부착된, 유동로.12. The method of claim 11,
And the second metal structure is attached to a side portion of the flow path body.
상기 제2 금속 구조체는 상기 복수의 노즐들을 구성하기 위한 홀들을 포함하는, 유동로.12. The method of claim 11,
Wherein the second metal structure comprises holes for constructing the plurality of nozzles.
상기 반응 영역으로 환원 가스를 분사하고, 인성을 제공하는 제1 구조체와 내열성을 제공하는 제2 구조체로 구성된 복합 구조를 가지는 가스 분산부;
를 포함하는 유동로.A flow path body having a reaction zone; And
A gas distributor having a composite structure composed of a first structure for injecting a reducing gas into the reaction region and providing toughness and a second structure for providing heat resistance;
.
상기 유동로 본체의 하측에 제1 금속 구조체를 부착하는 단계;
상기 제1 금속 구조체의 상측에 제2 금속 구조체를 부착하는 단계;
상기 제1 금속 구조체의 표면에 제1 내화물 구조체를 부착하여 지지 부재를 형성하는 단계; 및
상기 제2 금속 구조체의 표면에 제2 내화물 구조체를 부착하여, 복수의 노즐들을 포함하는 가스 분산 노즐 부재를 형성하는 단계;
를 포함하는 유동로 제조 방법.Providing a flow path body having a reaction zone;
Attaching a first metal structure to a lower side of the flow path body;
Attaching a second metal structure to an upper side of the first metal structure;
Attaching a first refractory structure to a surface of the first metal structure to form a support member; And
Attaching a second refractory structure to a surface of the second metal structure to form a gas dispersion nozzle member including a plurality of nozzles;
≪ / RTI >
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2012
- 2012-12-10 KR KR1020120142990A patent/KR101461472B1/en active IP Right Grant
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