KR20150123042A - 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치 및 공급 방법 - Google Patents

코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치 및 공급 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치 및 공급 방법에 관한 것으로, 본 발명의 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는, 코크스 오븐의 탄화실 상부에 위치하고, 상기 탄화실 내부에 이산화탄소를 투입하는 이산화탄소 투입부; 및 상기 이산화탄소 투입부와 연결되고, 상기 이산화탄소 투입부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 코크스 오븐의 탄화실 내부에 이산화탄소를 공급하여 탄화실에 형성된 부착카본과 반응시킴으로써, 미활용되는 부착카본을 재활용할 수 있으며, 버려지는 이산화탄소를 자원화할 수 있다.

Description

코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치 및 공급 방법{CARBON DIOXIDE SUPPLYING APPARATUS OF COKES OVEN AND SUPPLYING METHOD THEREOF}
본 발명은 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치 및 공급 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코크스 오븐에 이산화탄소를 공급하는 공급 장치 및 공급 방법에 관한 것이다.
코크스(cokes)는 철과 산소의 화합물인 철광석을 고로 내에서 녹이는 열원인 동시에 철분을 철광석에서 분리시키는 환원제 역할을 한다. 이런 코크스는 코크스 오븐에서 생산된다. 코크스 오븐은 다수의 탄화실이 구비되며, 탄화실에 석탄을 장입한 후, 900℃ 내지 1000℃의 온도로 약 18시간 내지 19시간 동안 외부 공기를 차단시킨 상태에서 가열하여 석탄에 함유된 휘발성분이 제거된 회백색의 코크스를 생산한다.
상기와 같은 과정을 건류 작업이라 하는데, 건류 작업이 끝난 다음, 코크스 오븐의 탄화실에서 코크스를 배출시켜 후속 작업을 통해 코크스를 생산한다. 그런데, 상기와 같은 건류 작업을 거치면서 탄소가 탄화실 내부의 상부측 천정과 측벽에 부착카본이 형성된다. 부착카본은 탄화실의 내벽에 균열을 일으키거나 용융현상을 발생시키는 등의 문제를 일으킨다.
그러므로 탄화실의 수명을 연장하기 위해 상기와 같은 부착카본을 제거하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 이와 관련된 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제10-2013-0052807호(코크스 오븐의 탄화실 카본 제거 장치, 공개일: 2013.05.16)가 있다. 하지만, 선행문헌은 탄화실에 형성된 부착카본을 제거하는 기술만 있을 뿐, 이를 재활용할 수 없는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0052807호(공개일: 2013.05.16)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 탄화실에 형성된 부착카본을 재활용할 수 있는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치 및 공급 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는, 코크스 오븐의 탄화실 상부에 위치하고, 상기 탄화실 내부에 이산화탄소를 투입하는 이산화탄소 투입부; 및 상기 이산화탄소 투입부와 연결되고, 상기 이산화탄소 투입부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부를 포함한다.
이때, 상기 이산화탄소 투입부는, 상기 탄화실 내부에 삽입되는 투입관; 및 상기 투입관의 끝단에 형성된 투입노즐을 포함할 수 있고, 상기 투입노즐은 원추 형상으로 형성되고, 상기 원추 형상에 이산화탄소가 배출되는 배출구가 형성될 수 있다.
그리고 상기 이산화탄소 투입부는, 상기 투입관의 중간에 형성되며 상기 탄화실 내의 화염이 외부로 노출되는 것을 방지하는 방지판을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 투입관 및 투입노즐은 티타늄 또는 텅스텐 재질로 제조될 수 있다.
또한, 상기 이산화탄소 공급부는, 외부에서 공급된 이산화탄소를 상기 이산화탄소 투입부 측으로 공급하는 이산화탄소 공급관; 일 측이 상기 이산화탄소 공급관과 연결되고, 이산화탄소를 이송하는 이산화탄소 연결관; 및 일 측이 상기 이산화탄소 연결관의 타 측과 연결되고, 타 측이 상기 투입연결관과 연결된 투입연결관을 포함한다.
그리고 상기 이산화탄소 공급부는, 상기 이산화탄소 공급관에 설치되고, 상기 이산화탄소 연결관으로 이산화탄소의 공급 여부를 제어하는 밸브를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 이산화탄소 공급관은 외면에 주름 형상으로 형성된 벨로스(bellows)일 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서 상기 벨로스는 서스(SUS: stainless use steel)로 제조된다.
또한, 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는, 상기 탄화실 상부에 위치되고, 상기 이산화탄소 투입부가 상하로 이동할 수 있게 결합된 이송부를 더 포함한다.
이때, 상기 이송부는, 상기 탄화실 상부에 위치된 샤프트; 및 상기 이산화탄소 투입부와 고정 결합되고, 상기 샤프트에 상하로 이동할 수 있게 결합된 가이드를 포함한다.
그리고 상기 이송부는, 상기 가이드가 상기 샤프트에서 상하로 이동되도록 상기 가이드와 연결된 체인을 더 포함하고, 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는 상기 체인과 연결되어, 상기 체인을 통해 상기 가이드를 이동시키는 동력부를 더 포함한다.
또, 상기 탄화실 상부에는 상기 이산화탄소 투입부가 상기 탄화실 내부로 삽입되는 탄화실 연결관이 형성되고, 상기 탄화실 연결관을 개폐하는 도어 개폐부를 더 포함한다. 이때, 상기 도어 개폐부는, 상기 탄화실 연결관을 덮는 덮개; 및 상기 탄화실 연결관이 개폐되도록 상기 덮개를 동작시키는 실린더를 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는, 상기 이송부의 소정의 위치에 설치된 제1 위치센서를 더 포함하고, 상기 모터는 상기 제1 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 하강되면서 소정의 위치를 지나는 것을 감지하면 상기 탄화실 연결관을 개방하도록 동작하며, 상기 제1 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 상승되면서 소정의 위치를 지나는 것을 감지하면 상기 탄화실 연결관을 폐쇄하도록 동작한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는, 상기 이송부의 특정 위치에 설치된 제2 위치센서를 더 포함하고, 상기 이산화탄소 공급부는 상기 이산화탄소 투입부 측으로 이산화탄소의 공급 여부를 제어하는 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 상기 제2 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 하강되면서 특정 위치를 지나는 것을 감지하면 이산화탄소가 상기 이산화탄소 투입부 측으로 공급되도록 제어하고, 상기 제2 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 상승되면서 특정 위치를 지나는 것을 감지하면 이산화탄소가 상기 이산화탄소 투입부 측으로 공급되지 않도록 제어한다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는, 상기 이송부에 고정되고, 상기 이산화탄소 투입부의 상하 이동을 감지하는 하나 이상의 위치센서를 더 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 방법은, 코크스 오븐의 탄화실 상부에 위치하여 상기 탄화실 내부에 이산화탄소를 투입하는 이산화탄소 투입부, 상기 이산화탄소 투입부와 연결되어 상기 이산화탄소 투입부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부 및 상기 이산화탄소 투입부가 상하로 이동될 수 있게 상기 이산화탄소 투입부와 결합된 이송부를 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치를 이용한 코크스 오븐 이산화탄소 공급 방법에 있어서, 상기 이산화탄소 투입부를 하부로 이동시키는 이산화탄소 투입부 하강단계; 상기 이송된 이산화탄소 투입부를 통해 상기 탄화실 내부로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급단계; 및 상기 탄화실에 이산화탄소의 공급이 완료되면, 상기 이산화탄소 투입부를 상부로 이동시키는 이산화탄소 투입부 상승단계를 포함한다.
이때, 상기 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는 상기 탄화실 상부에 상기 탄화실 내부로 삽입된 탄화실 연결관을 계폐하는 도어 개폐부와 상기 이송부의 소정의 위치에 설치된 제1 위치센서를 포함하고, 상기 투입관이 하강되면서 소정의 위치를 지나는 것을 상기 제1 위치센서가 감지하면, 상기 도어 개폐부는 상기 탄화실 연결관을 개방하는 개방단계; 및 상기 투입관이 상승되면서 소정의 위치를 지나는 것을 상기 제1 위치센서가 감지하면, 상기 도어 개폐부는 상기 탄화실 연결관을 폐쇄하는 폐쇄단계를 더 포함한다.
그리고 상기 이산화탄소 공급부는 상기 이산화탄소 투입부 측으로 이산화탄소 공급 여부를 제어하는 밸브를 포함하고, 상기 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는 상기 이송부의 특정 위치에 설치된 제2 위치센서를 포함하며, 상기 투입관이 하강되면서 특정 위치를 지나는 것을 상기 제2 위치센서가 감지하면, 상기 밸브는 상기 투입관 측으로 이산화탄소를 공급하도록 제어하는 공급제어 단계; 및 상기 투입관이 상승되면서 특정 위치를 지나는 것을 상기 제2 위치센서가 감지하면, 상기 밸브는 상기 투입관 측으로 이산화탄소의 공급을 차단하도록 제어하는 차단제어 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 코크스 오븐의 탄화실 내부에 이산화탄소를 공급하여 탄화실에 형성된 부착카본과 반응시킴으로써, 미활용되는 부착카본을 재활용할 수 있으며, 버려지는 이산화탄소를 자원화할 수 있다.
또한, 부착카본과 이산화탄소가 반응될 때, 발생되는 열을 탄화실 내에 그대로 이용할 수 있기 때문에 건류 작업과정에서 탄화실을 가열할 때 보다 적은 연료가 이용되므로 자원을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치의 동작을 나타낸 동작도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치를 도시한 사시도 및 분해사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치(100)는 고정틀(110), 이송부(120), 이산화탄소 투입부(130), 이산화탄소 공급부(140), 동력부(150), 도어 개폐부(160)를 포함한다.
고정틀(110)은 코크스 오븐의 탄화실(CR) 상부에 설치되며, 상부에 외부에서 공급되는 이산화탄소가 인입되는 이산화탄소 인입관(E)이 설치된다. 이산화탄소 인입관(E)은 본 발명의 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치(100)의 상부에 위치하고, 외부에서 인입된 이산화탄소를 다수의 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치(100)로 공급한다. 이산화탄소 인입관(E)을 통해 인입되는 이산화탄소의 양은 하나의 배터리(battery) 당 약 3,000N㎥/hr일 수 있다.
이송부(120)는 고정틀(110)에 고정 설치되며, 샤프트(122), 가이드(124) 및 체인(126)을 포함한다.
샤프트(122)는 밑면보다 높이가 긴 직육면체 형상으로 형성되며, 고정틀(110)에 수직방향으로 고정된다. 그리고 샤프트(122)의 측면에 길이방향으로 가이드(124)가 삽입되어 이동되는 가이드 홈(122a)이 형성된다.
가이드(124)는 일 측이 가이드 홈(122a)에 삽입된 상태로 상하로 이동될 수 있게 샤프트(122)에 결합된다. 그리고 가이드(124)의 타 측은 이산화탄소 투입부(130)와 고정 결합된다.
체인(126)은 가이드 홈(122a) 내에 설치되고, 동력부(150)에 의해 움직이며, 가이드(124)가 상하방향으로 이동될 수 있게 가이드(124)와 결합된다.
이산화탄소 투입부(130)는 탄화실(CR) 내부에 이산화탄소를 공급하기 위해 탄화실(CR) 내부로 삽입된다. 이를 위해 코크스 오븐의 탄화실(CR) 상부는 이산화탄소 투입부(130)가 삽입될 수 있는 탄화실 연결관(CP)이 형성된다. 탄화실 연결관(CP)을 통해 탄화실(CR) 내부로 삽입되는 이산화탄소 투입부(130)는 투입관(132), 투입노즐(134) 및 방지판(136)을 포함한다.
투입관(132)은 내부로 이산화탄소가 이동될 수 있게 중공이 형성된 관으로 구비된다. 그리고 투입관(132) 일 측이 이산화탄소 공급부(140)와 연결된 상태로 가이드(124)에 고정 결합된다. 즉, 투입관(132)은 상하로 이동되는 방향으로 길게 형성된 관이며, 상부 끝단은 이산화탄소 공급부(140)와 연결된다. 또한, 투입관(132)은 가이드(124)에 고정 결합됨에 따라 가이드(124)의 상하 이동에 따라 상하로 이동된다.
투입노즐(134)은 투입관(132)의 타측단에 형성되며, 원추 형상으로 형성된다. 투입노즐(134)의 내부는 투입관(132)과 마찬가지로 이산화탄소가 이동될 수 있게 중공이 형성되며, 이산화탄소가 사방으로 퍼져 배출되도록 원추 형상의 옆면에 다수의 배출구(134a)가 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서의 투입노즐(134)의 이산화탄소 분사 압력은 약 0.5Bar 내지 1.0Bar일 수 있다.
방지판(136)은 투입관(132)의 중간에 형성되며, 탄화실 연결관(CP)의 넓이와 동일한 넓이로 형성된다. 그러므로 이산화탄소 투입부(130)가 탄화실 연결관(CP)을 통해 탄화실(CR)에 삽입되었을 때, 방지판(136)이 개방된 탄화실 연결관(CP) 입구를 막아 탄화실(CR) 내부에서 발생할 수 있는 화염이 외부로 배출되는 것을 방지한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 이산화탄소 투입부(130)는 탄화실(CR) 내부로 삽입되기 때문에 탄화실(CR)의 고온에서 신뢰성을 확보하기 위해 티타늄이나 텅스텐 재질로 제조될 수 있다.
이산화탄소 공급부(140)는 이산화탄소 인입관(E)에서 공급된 이산화탄소를 이산화탄소 투입부(130)에 공급하며, 이산화탄소 공급관(142), 이산화탄소 연결관(144), 투입연결관(146) 및 밸브(148)를 포함한다.
이산화탄소 공급관(142)은 일 측이 이산화탄소 인입관(E)과 연결되며, 이산화탄소 인입관(E)으로부터 이산화탄소를 공급받는다.
이산화탄소 연결관(144)은 이산화탄소 공급관(142)과 투입연결관(146)을 서로 연결하며, 이산화탄소 공급관(142)을 통해 공급된 이산화탄소를 투입연결관(146)으로 이송한다. 본 발명의 일 실시예에서 이산화탄소 투입부(130)는 이송부(120)에서 상하로 이동되기 때문에 이산화탄소 투입부(130)로 이산화탄소가 원활히 공급되도록 하기 위해 형상 변형될 수 있는 관으로 형성된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서 이산화탄소 연결관(144)은 외면에 다수의 주름이 형성된 벨로스(bellows)가 이용된다. 벨로스는 이산화탄소 투입부(130)가 이동되더라도 이산화탄소 투입부(130)의 위치에 따라 휘어질 수 있다. 그리고 벨로스는 주름 형상이 형성됨에 따라 진동 흡수성이 좋으며, 스프링 특성과 내구성이 좋다. 재질은 본 발명의 일 실시예서는 SUS304로 제조된다.
투입연결관(146)은 이산화탄소 연결관(144)을 통해 이송된 이산화탄소를 이산화탄소 투입부(130)로 전달하도록 이산화탄소 투입부(130)의 투입관(132)과 연결된다. 투입관(132)이 상부에서 공급된 이산화탄소를 하부로 이송시키게 구성되고, 이산화탄소 공급관도 상부의 이산화탄소 인입관(E)에서 이산화탄소를 공급받는다. 그러므로 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치(100)의 설치 공간을 줄이기 위해 투입연결관(146)은 절곡된 형상으로 형성된다.
투입연결관(146)이 'ㄷ'자 형상으로 절곡된 형상으로 형성됨으로써, 이산화탄소 연결관(144)은 투입관(132)의 움직임에도 'U'자 형상을 유지할 수 있어 이산화탄소 연결관(144)의 내구성을 높일 수 있다.
밸브(148)는 이산화탄소 공급관(142)에 설치된다. 밸브(148)는 이산화탄소 인입관(E)에서 공급된 이산화탄소를 이산화탄소 투입부(130) 측으로의 공급 여부를 제어한다. 그러므로 밸브(148)를 이용하여 이산화탄소 투입부(130)가 탄화실(CR) 내부에 삽입되었을 때만 밸브(148)를 개방하여 이산화탄소를 이산화탄소 투입부(130)로 공급한다. 상기와 같은 밸브(148)의 제어에 대해서는 후술한다.
동력부(150)는 이송부(120)의 가이드(124)가 상하로 이동하도록 동력을 제공한다. 이를 위해 동력부(150)는 체인(126)과 연결된 모터와 감속기를 포함하고, 모터와 감속기를 보호하기 위한 함체가 더 포함될 수 있다.
모터는 체인(126)과 연결되어, 모터의 구동에 따라 체인(126)이 이동하고, 체인(126)의 이동에 따라 가이드(124)가 상하로 이동된다. 감속기는 모터의 회전속도를 줄이기 위해 구비된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 모터는 지속적으로 구동되지 않고, 정해진 시간에 따라 구동될 수 있다. 즉, 탄화실(CR)에 이산화탄소를 공급하기 위해 모터가 구동되어 이산화탄소 투입부(130)를 하강시킨 다음, 일정시간(예컨대, 약 22시간의 건류 작업의 후반 약 8시간) 동안 모터의 구동이 멈춘다. 이 상태에서 밸브(148)가 개방되어 이산화탄소 인입관(E)에서부터 공급된 이산화탄소가 이산화탄소 투입부(130)를 통해 탄화실(CR)로 공급된다. 그리고 일정시간이 지난 다음, 모터는 다시 구동되어 이산화탄소 투입부(130)를 상승시킨다.
도어 개폐부(160)는 덮개(162)와 실린더(164)를 포함하고, 탄화실 연결관(CP)의 개방된 입구를 덮어 탄화실(CR)을 외부와 차단시킨다. 그리고 동력부(150)의 구동으로 이산화탄소 투입부(130)가 하강하면 도어 개폐부(160)는 탄화실 연결관(CP)의 입구를 개방하도록 동작한다. 즉, 이산화탄소 투입부(130)가 하강하면, 도어 개폐부(160)의 실린더(164)가 구동하여 덮개(162)를 들어 올려 탄화실 연결관(CP) 입구를 개방한다. 그리고 동력부(150)가 다시 구동하여 이산화탄소 투입부(130)의 상승 이동이 완료되면 실린더(164)가 구동하여 덮개(162)를 내려 탄화실 연결관(CP) 입구를 폐쇄한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치(100)는 제1 위치센서(128a)와 제2 위치센서(128b)를 더 포함한다. 제1 및 제2 위치센서(128a, 128b)는 이산화탄소 투입부(130)가 상하로 이동하는 것을 감지한다. 이를 위해 제1 및 제2 위치센서(128a, 128b)는 이송부(120)에 각각 설치된다. 제1 위치센서(128a)는 이송부(120)의 상부에 설치되고, 제2 위치센서(128b)는 이송부(120)의 하부에 설치된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치가 동작하는 것을 도시한 동작도이다. 도 3을 참조하여 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치(100)의 동작에 대해 설명한다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 이산화탄소 투입부(130)가 상승된 상태이며, 도어 개폐부(160)는 탄화실 연결관(CP) 입구를 덮은 상태이다. 그리고 이산화탄소 공급부(140)의 밸브(148)는 폐쇄된 상태이다. 이 상태에서 동력부(150)의 모터가 구동되면, 체인(126)이 회전에 따라 이산화탄소 투입부(130)와 함께 가이드(124)가 하강한다. 가이드(124)가 하강하면서 제1 위치센서(128a)를 지나며, 제1 위치센서(128a)는 가이드(124)의 하강하는 것을 감지하여, 도어 개폐부(160)로 실린더(164)가 동작하도록 신호를 전달한다. 제1 위치센서(128a)로부터 신호가 수신된 도어 개폐부(160)는 실린더(164)가 동작하여 탄화실 연결관(CP) 입구를 개방하도록 덮개(162)를 들어 올린다.
개방된 탄화실 연결관(CP) 입구를 통해 이산화탄소 투입부(130)가 탄화실(CR) 내부로 하강하여 삽입된다. 그리고 이산화탄소 투입부(130)의 방지판(136)이 탄화실 연결관(CP) 입구를 막도록 하강하면, 제2 위치센서(128b)가 이를 감지하여, 감지된 신호를 동력부(150)의 모터와 이산화탄소 공급부(140)의 밸브(148)로 전달한다. 제2 위치센서(128b)에서 신호를 수신한 모터는 구동을 멈춰 이산화탄소 투입부(130)의 하강을 멈춘다.
그리고 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 상태에서, 제2 위치센서(128b)에서 신호를 수신한 밸브(148)는 이산화탄소가 이산화탄소 투입부(130) 측으로 공급되도록 개방한다. 그럼으로써, 이산화탄소 인입관(E)에서부터 이산화탄소는 이산화탄소 투입부(130)를 통해 탄화실(CR) 내부로 공급된다.
탄화실(CR) 내부로 공급된 이산화탄소는 탄화실(CR) 내부에 형성된 부착카본(C)과 고온의 폐열이 발생한다. 그러므로 이산화탄소를 탄화실(CR)에 공급하여 부착카본(C)과 반응시킴에 따라 발생된 반응열(고온 폐열)은 탄화실(CR) 내부의 온도를 높이는데 이용되므로, 탄화실(CR) 내부 온도를 높이기 위한 연료를 줄일 수 있다. 또는 저급의 유연탄 등을 이용하더라도 탄화실(CR) 내부 온도를 종래와 같이 유지할 수 있다.
상기와 같이, 일정시간 동안 탄화실(CR) 내부에 이산화탄소의 공급이 완료되면, 모터가 구동하여 이산화탄소 투입부(130)를 상승시킨다. 이산화탄소 투입부(130)가 상승하면서 제2 위치센서(128b)를 지나며, 제2 위치센서(128b)는 가이드(124)가 상승하는 것을 감지하여, 밸브(148)로 신호를 전달한다. 제2 위치센서(128b)로부터 신호가 수신된 밸브(148)는 이산화탄소 투입부(130)로 공급되는 이산화탄소를 폐쇄한다.
이산화탄소 투입부(130)가 상승되면서 제1 위치센서(128a)의 위치를 지나면, 제1 위치센서(128a)는 이를 감지하여 모터 및 실린더(164)로 신호를 전달한다. 제1 위치센서(128a)에서 신호를 수신한 모터는 구동을 이산화탄소 투입부(130)의 상승을 멈춘다. 그리고 제1 위치센서(128a)에서 신호를 수신한 도어 개폐부(160)는 실린더(164)가 동작하여 탄화실 연결관(CP) 입구를 폐쇄하도록 덮개(162)를 내린다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치
110: 고정틀 120: 이송부
122: 샤프트 122a: 가이드 홈
124: 가이드 126: 체인
128a: 제1 위치센서 128b: 제2 위치센서
130: 이산화탄소 투입부 132: 투입관
134: 투입노즐 134a: 배출구
136: 방지판 140: 이산화탄소 공급부
142: 이산화탄소 공급관 144: 이산화탄소 연결관
146: 투입연결관 148: 밸브
150: 동력부 160: 도어 개폐부
162: 덮개 164: 실린더
E: 이산화탄소 인입관 CP: 탄화실 연결관
C: 부착카본 CR: 탄화실

Claims (20)

  1. 코크스 오븐의 탄화실 상부에 위치하고, 상기 탄화실 내부에 이산화탄소를 투입하는 이산화탄소 투입부; 및
    상기 이산화탄소 투입부와 연결되고, 상기 이산화탄소 투입부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부를 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이산화탄소 투입부는,
    상기 탄화실 내부에 삽입되는 투입관; 및
    상기 투입관의 끝단에 형성된 투입노즐을 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 투입노즐은 원추 형상으로 형성되고, 상기 원추 형상에 이산화탄소가 배출되는 배출구가 형성된 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 이산화탄소 투입부는, 상기 투입관의 중간에 형성되며 상기 탄화실 내의 화염이 외부로 노출되는 것을 방지하는 방지판을 더 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 투입관 및 투입노즐은 티타늄 또는 텅스텐 재질로 제조된 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 이산화탄소 공급부는,
    외부에서 공급된 이산화탄소를 상기 이산화탄소 투입부 측으로 공급하는 이산화탄소 공급관;
    일 측이 상기 이산화탄소 공급관과 연결되고, 이산화탄소를 이송하는 이산화탄소 연결관; 및
    일 측이 상기 이산화탄소 연결관의 타 측과 연결되고, 타 측이 상기 투입연결관과 연결된 투입연결관을 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이산화탄소 공급부는, 상기 이산화탄소 공급관에 설치되고, 상기 이산화탄소 연결관으로 이산화탄소의 공급 여부를 제어하는 밸브를 더 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 이산화탄소 공급관은 외면에 주름 형상으로 형성된 벨로스(bellows)인 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 벨로스는 서스(SUS: stainless use steel)로 제조된 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄화실 상부에 위치되고, 상기 이산화탄소 투입부가 상하로 이동할 수 있게 결합된 이송부를 더 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 이송부는,
    상기 탄화실 상부에 위치된 샤프트; 및
    상기 이산화탄소 투입부와 고정 결합되고, 상기 샤프트에 상하로 이동할 수 있게 결합된 가이드를 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 이송부는, 상기 가이드가 상기 샤프트에서 상하로 이동되도록 상기 가이드와 연결된 체인을 더 포함하고,
    상기 체인과 연결되어, 상기 체인을 통해 상기 가이드를 이동시키는 동력부를 더 포함하는 것을 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 탄화실 상부에는 상기 이산화탄소 투입부가 상기 탄화실 내부로 삽입되는 탄화실 연결관이 형성되고,
    상기 탄화실 연결관을 개폐하는 도어 개폐부를 더 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 도어 개폐부는,
    상기 탄화실 연결관을 덮는 덮개; 및
    상기 탄화실 연결관이 개폐되도록 상기 덮개를 동작시키는 실린더를 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 이송부의 소정의 위치에 설치된 제1 위치센서를 더 포함하고,
    상기 모터는 상기 제1 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 하강되면서 소정의 위치를 지나는 것을 감지하면 상기 탄화실 연결관을 개방하도록 동작하며, 상기 제1 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 상승되면서 소정의 위치를 지나는 것을 감지하면 상기 탄화실 연결관을 폐쇄하도록 동작하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 이송부의 특정 위치에 설치된 제2 위치센서를 더 포함하고,
    상기 이산화탄소 공급부는 상기 이산화탄소 투입부 측으로 이산화탄소의 공급 여부를 제어하는 밸브를 포함하며,
    상기 밸브는 상기 제2 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 하강되면서 특정 위치를 지나는 것을 감지하면 이산화탄소가 상기 이산화탄소 투입부 측으로 공급되도록 제어하고, 상기 제2 위치센서에서 상기 이산화탄소 투입부가 상승되면서 특정 위치를 지나는 것을 감지하면 이산화탄소가 상기 이산화탄소 투입부 측으로 공급되지 않도록 제어하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 이송부에 고정되고, 상기 이산화탄소 투입부의 상하 이동을 감지하는 하나 이상의 위치센서를 더 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치.
  18. 코크스 오븐의 탄화실 상부에 위치하여 상기 탄화실 내부에 이산화탄소를 투입하는 이산화탄소 투입부, 상기 이산화탄소 투입부와 연결되어 상기 이산화탄소 투입부에 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급부 및 상기 이산화탄소 투입부가 상하로 이동될 수 있게 상기 이산화탄소 투입부와 결합된 이송부를 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치를 이용한 코크스 오븐 이산화탄소 공급 방법에 있어서,
    상기 이산화탄소 투입부를 하부로 이동시키는 이산화탄소 투입부 하강단계;
    상기 이송된 이산화탄소 투입부를 통해 상기 탄화실 내부로 이산화탄소를 공급하는 이산화탄소 공급단계; 및
    상기 탄화실에 이산화탄소의 공급이 완료되면, 상기 이산화탄소 투입부를 상부로 이동시키는 이산화탄소 투입부 상승단계를 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는 상기 탄화실 상부에 상기 탄화실 내부로 삽입된 탄화실 연결관을 계폐하는 도어 개폐부와 상기 이송부의 소정의 위치에 설치된 제1 위치센서를 포함하고,
    상기 투입관이 하강되면서 소정의 위치를 지나는 것을 상기 제1 위치센서가 감지하면, 상기 도어 개폐부는 상기 탄화실 연결관을 개방하는 개방단계; 및
    상기 투입관이 상승되면서 소정의 위치를 지나는 것을 상기 제1 위치센서가 감지하면, 상기 도어 개폐부는 상기 탄화실 연결관을 폐쇄하는 폐쇄단계를 더 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 이산화탄소 공급부는 상기 이산화탄소 투입부 측으로 이산화탄소 공급 여부를 제어하는 밸브를 포함하고,
    상기 코크스 오븐 이산화탄소 공급 장치는 상기 이송부의 특정 위치에 설치된 제2 위치센서를 포함하며,
    상기 투입관이 하강되면서 특정 위치를 지나는 것을 상기 제2 위치센서가 감지하면, 상기 밸브는 상기 투입관 측으로 이산화탄소를 공급하도록 제어하는 공급제어 단계; 및
    상기 투입관이 상승되면서 특정 위치를 지나는 것을 상기 제2 위치센서가 감지하면, 상기 밸브는 상기 투입관 측으로 이산화탄소의 공급을 차단하도록 제어하는 차단제어 단계를 포함하는 코크스 오븐 이산화탄소 공급 방법.
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