KR20190110309A

KR20190110309A - 고로 압력 측정장치

Info

Publication number: KR20190110309A
Application number: KR1020180032131A
Authority: KR
Inventors: 허만현; 이영석
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2019-09-30
Also published as: KR102065061B1

Abstract

고로 압력 측정장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 고로의 관통 홀에 삽입되고, 상기 고로의 내측에 연결되는 수용공간을 형성하는 하우징부; 상기 하우징부에 결합되고, 상기 고로의 내측 압력을 측정하는 압력계; 상기 하우징부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 관통 홀의 내측까지 연장되는 스크류 컨베이어; 및 상기 스크류 컨베이어를 회전시키는 구동부를 포함하는 고로 압력 측정장치가 제공될 수 있다.

Description

고로 압력 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING PRESSURE IN BLAST FURNACE}

본 발명은 고로 압력 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로의 노벽에 형성된 압력공을 통해 고로의 내측 압력을 측정할 수 있는 고로 압력 측정장치에 관한 것이다.

제철소의 제선공정은 철광석을 녹여 선철을 만드는 공정을 의미한다. 이와 같은 제선공정은 고로(blast furnace)에서 이루어지는 것이 일반적이다. 고로의 상부에서 철광석과 코크스를 장입하고 고로의 하부에서 열풍을 불어넣으면, 코크스가 연소하면서 발생하는 열과 환원가스에 의해 철광석이 용융 및 환원되어 선철이 만들어진다.

한편, 고로의 조업 상황을 감시하기 위하여 고로의 내측 압력을 실시간으로 측정할 필요가 있다.

이를 위해, 고로의 노벽에는 복수의 압력공이 관통하여 형성될 수 있다. 복수의 압력공은 고로의 높이 방향과 원주 방향을 따라 상호간에 이격되게 배치되고, 각각의 압력공에는 압력계가 설치되어 고로의 내측 압력 분포를 실시간으로 확인할 수 있다. 하지만, 압력공에는 장입물과 내화물의 마찰에 의해 생성된 분진 등과 같은 이물질이 고착될 수 있고, 그로 인해 압력공이 막혀 압력 측정이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 발생할 수 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1696653호(2017.01.16, 고로 압력 공 막힘 방지장치)

본 발명의 실시예들은 고로의 내측 압력을 측정하는데 사용되는 관통 홀의 막힘을 억제할 수 있는 고로 압력 측정장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 고로의 관통 홀에 삽입되고, 상기 고로의 내측에 연결되는 수용공간을 형성하는 하우징부; 상기 하우징부에 결합되고, 상기 고로의 내측 압력을 측정하는 압력계; 상기 하우징부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 관통 홀의 내측까지 연장되는 스크류 컨베이어; 및 상기 스크류 컨베이어를 회전시키는 구동부를 포함하는 고로 압력 측정장치가 제공될 수 있다.

상기 구동부는 상기 수용공간에 유입된 이물질이 상기 고로의 내측으로 배출되게 하는 방향으로 상기 스크류 컨베이어를 회전시킬 수 있다.

상기 수용공간에 퍼징 가스를 공급하는 제1 배관을 더 포함할 수 있다.

상기 스크류 컨베이어는, 상기 하우징부에 회전 가능하게 결합되는 회전축; 및 상기 회전축의 외주면에 나선형으로 결합되고, 상기 수용공간 중 상기 관통 홀의 내측에 배치되는 제1 블레이드를 포함할 수 있다.

상기 회전축은 상기 고로의 내측에 배치되는 첨단을 포함할 수 있다.

상기 스크류 컨베이어는, 상기 회전축의 외주면에 방사형으로 결합되고, 상기 수용공간 중 상기 관통 홀의 외측에 배치되는 복수의 제2 블레이드를 더 포함하고, 상기 구동부는, 상기 제2 블레이드에 퍼징 가스를 분사하는 제3 배관을 포함할 수 있다.

상기 구동부는, 상기 제3 배관에 설치되어 기 설정된 시간 동안 개방하는 다이어프램 밸브; 및 상기 다이어프램 밸브를 기 설정된 주기로 구동하는 타이머를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 고로의 내측 압력을 측정하는데 사용되는 관통 홀에 하우징부를 삽입하고, 관통 홀의 내측 공간까지 연장되게 스크류 컨베이어를 배치한 후, 관통 홀에 유입된 이물질이 고로의 내측 공간으로 배출되게 하는 방향으로 스크류 컨베이어를 회전시킴으로써, 이물질이 장기간 축적되어 관통 홀을 막는 현상을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 I - I에서 절단하여 나타낸 도면이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 결합 또는 연결이라 함은, 각 구성요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성요소가 각 구성요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성요소에 각 구성요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성요소의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명에 따른 고로 압력 측정장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치를 개략적으로 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 I - I에서 절단하여 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치는 하우징부, 압력계(300), 스크류 컨베이어(400), 구동부(500) 및 입출력부(600)를 포함할 수 있고, 하우징부는 파이프부재(100) 및 하우징(200)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 하우징부가 파이프부재(100)와 하우징(200)의 별개 파트로 이루어진 것으로 설명하고 있지만, 이에 한정되지 않고 파이프부재(100)와 하우징(200)이 일체로 된 하나의 파트로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 하우징부의 수용공간은 파이프부재(100)의 내측 공간과 하우징(200)의 내측 공간을 모두 포함하는 공간을 의미할 수 있다.

파이프부재(100)는 고로의 노벽(10)에 형성되는 관통 홀(20)에 삽입될 수 있다.

고로의 노벽(10)은 고로의 외측 공간에 접하는 철피(11)와 고로의 내측 공간에 접하는 내화물(13)을 포함할 수 있다.

파이프부재(100)의 제1 단은 관통 홀(20)의 제1 단을 넘어 고로의 외측 공간까지 연장될 수 있고, 파이프부재(100)의 제2 단은 관통 홀(20)의 제2 단까지 연장될 수 있다.

하우징(200)은 파이프부재(100)와 마찬가지로 관형 부재일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

하우징(200)의 제1 단은 블라인드 플랜지(210)에 의해 폐쇄될 수 있다.

하우징(200)의 제2 단은 파이프부재(100)의 제1 단에 결합될 수 있다. 이를 위해, 파이프부재(100)의 제1 단에는 제1 플랜지(110)가 형성될 수 있고, 하우징(200)의 제2 단에는 제2 플랜지(220)가 형성될 수 있으며, 제1 플랜지(110)와 제2 플랜지(220)는 상호간에 접촉한 상태에서 볼트 등의 체결부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.

하우징(200)은 제1 배관(230)을 통해 퍼징 가스 저장탱크(240)에 연결될 수 있다.

제1 배관(230)에는 유량조절 밸브(250)가 설치될 수 있다.

퍼징 가스 저장탱크(240)에 저장된 퍼징 가스, 예를 들어 질소 가스는 제1 배관(230)을 통해 하우징(200)의 내측 공간에 공급될 수 있고, 고로의 내측 공간으로 유동하여 고로의 내측 공간에서 생성되는 분진과 같은 이물질이 파이프부재(100)의 내측 공간으로 유입되는 것을 억제할 수 있다.

퍼징 가스 저장탱크(240)의 내측 압력은 퍼징 가스의 역류를 방지하기 위하여 고로의 내측 압력보다 클 수 있다.

압력계(300)는 제2 배관(310)을 통해 파이프부재(100) 또는 하우징(200)에 결합될 수 있다.

압력계(300)는 파이프부재(100) 또는 하우징(200)의 내측 공간에 연결됨으로써 파이프부재(100) 및 하우징(200)의 내측 공간에 연결되는 고로의 내측 공간의 압력을 측정할 수 있다.

스크류 컨베이어(400)는 회전축(410), 제1 블레이드(420) 및 복수의 제2 블레이드(430)를 포함할 수 있다.

회전축(410)은 하우징(200)에 회전 가능하게 결합되어 적어도 파이프부재(100)의 제2 단까지 연장될 수 있다. 일 예시로서, 하우징(200)의 내주면과 회전축(410)의 외주면 사이에는 회전축(410)을 회전 가능하게 지지하는 베어링(411)이 개재될 수 있다.

베어링(411)은 하우징(200)과 회전축(410)에 각각 결합되는 한 쌍의 베어링 블록(413) 사이에 배치되어 회전축(410)의 축 방향 병진 운동을 억제할 수 있다.

회전축(410)은 파이프부재(100)의 제2 단을 넘어 고로의 내측 공간으로 돌출되는 첨단(417)을 포함할 수 있다.

첨단(417)은 고로의 내측 공간으로 돌출된 면적을 최소화할 수 있는 한편, 고로 노벽(10)의 내주면에 고착된 이물질이 파이프부재(100)의 제2 단을 폐쇄하는 것을 억제할 수도 있다.

제1 블레이드(420)는 회전축(410)의 외주면에 나선형으로 결합될 수 있고, 파이프부재(100)의 제1 단에서 제2 단까지 연장될 수 있다.

제1 블레이드(420)는 회전축(410)과 함께 회전하여 파이프부재(100)의 내측 공간에 유입된 이물질을 고로의 내측 공간으로 배출시킬 수 있을 뿐만 아니라, 파이프부재(100)의 내주면에 고착된 이물질을 파쇄할 수도 있다. 이를 위해, 파이프부재(100)의 내측 공간은 회전축(410)이 중심에 배치되는 원형 단면을 가질 수 있고, 파이프부재(100)의 내경은 제1 블레이드(420)의 회전 반경과 실질적으로 동일하거나 약간 클 수 있다.

제1 블레이드(420)는 하우징부의 수용공간 중 관통 홀(20)의 내측 공간에 배치되는 반면, 제2 블레이드(430)는 하우징부의 수용공간 중 관통 홀(20)의 외측 공간에 배치될 수 있다.

복수의 제2 블레이드(430)는 회전축(410)의 외주면에 방사형으로 결합될 수 있다. 즉, 복수의 제2 블레이드(430)는 도 2에 도시된 것처럼 회전축(410)의 원주 방향을 따라 상호간에 이격되게 배치될 수 있다.

구동부(500)는 파이프부재(100)의 내측 공간에 유입된 이물질이 고로의 내측 공간으로 배출되게 하는 방향으로 스크류 컨베이어(400)를 회전시킬 수 있다. 즉, 구동부(500)에 의한 회전 방향은 제1 블레이드(420)의 나선 방향에 따라 달라질 수 있다.

구동부(500)는 제3 배관(510), 다이어프램 밸브(520) 및 타이머(530)를 포함할 수 있다.

제3 배관(510)은 하우징(200)과 퍼징 가스 저장탱크(240)를 연결하여 하우징(200)의 내측 공간에 퍼징 가스를 분사할 수 있다.

제3 배관(510)에서 분사된 퍼징 가스는 제2 블레이드(430)에 충돌하여 스크류 컨베이어(400)를 회전시킬 수 있다. 특히, 제2 블레이드(430)의 퍼징 가스 충돌 면은 오목한 형상으로 형성됨으로써 스크류 컨베이어(400)의 회전력을 극대화시킬 수 있다.

제3 배관(510)에서 분사된 퍼징 가스는 제2 블레이드(430)에 충돌한 후에 고로의 내측 공간을 향해 유동함으로써 스크류 컨베이어(400)에 의한 이물질 배출 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 베어링(411)은 제2 블레이드(430)의 전후에서 각각 회전축(410)을 지지할 수 있고, 이 경우 고로의 내측 공간에 가깝게 배치된 베어링 블록(413)에는 제3 배관(510)에서 분사된 퍼징 가스가 통과할 수 있는 유로(415)가 형성될 수 있다.

다이어프램 밸브(520)는 제3 배관(510)에 설치되어 제3 배관(510)을 기 설정된 시간 동안 개방할 수 있고, 타이머(530)는 다이어프램 밸브(520)를 기 설정된 주기로 구동할 수 있다.

다이어프램 밸브(520)는 타이머(530)에 의해 구동되면 제3 배관(510)을 기 설정된 시간 동안만 개방한 후에 폐쇄할 수 있다.

입출력부(600)는 압력계(300)에서 수신한 측정값을 작업자에게 보여주는 출력장치와, 작업자가 타이머(530)의 주기를 수동으로 입력할 수 있는 입력장치를 포함할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

10: 노벽 11: 철피
13: 내화물 20: 관통 홀
100: 파이프부재 110: 제1 플랜지
200: 하우징 210: 블라인드 플랜지
220: 제2 플랜지 230: 제1 배관
240: 퍼징 가스 저장탱크 250: 유량조절 밸브
300: 압력계 310: 제2 배관
400: 스크류 컨베이어 410: 회전축
411: 베어링 413: 베어링 블록
415: 유로 417: 첨단
420: 제1 블레이드 430: 제2 블레이드
500: 구동부 510: 제3 배관
520: 다이어프램 밸브 530: 타이머
600: 입출력부

Claims

고로의 관통 홀에 삽입되고, 상기 고로의 내측에 연결되는 수용공간을 형성하는 하우징부;
상기 하우징부에 결합되고, 상기 고로의 내측 압력을 측정하는 압력계;
상기 하우징부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 관통 홀의 내측까지 연장되는 스크류 컨베이어; 및
상기 스크류 컨베이어를 회전시키는 구동부를 포함하는 고로 압력 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 상기 수용공간에 유입된 이물질이 상기 고로의 내측으로 배출되게 하는 방향으로 상기 스크류 컨베이어를 회전시키는 고로 압력 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 수용공간에 퍼징 가스를 공급하는 제1 배관을 더 포함하는 고로 압력 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 스크류 컨베이어는,
상기 하우징부에 회전 가능하게 결합되는 회전축; 및
상기 회전축의 외주면에 나선형으로 결합되고, 상기 수용공간 중 상기 관통 홀의 내측에 배치되는 제1 블레이드를 포함하는 고로 압력 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 회전축은 상기 고로의 내측에 배치되는 첨단을 포함하는 고로 압력 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 스크류 컨베이어는,
상기 회전축의 외주면에 방사형으로 결합되고, 상기 수용공간 중 상기 관통 홀의 외측에 배치되는 복수의 제2 블레이드를 더 포함하고,
상기 구동부는,
상기 제2 블레이드에 퍼징 가스를 분사하는 제3 배관을 포함하는 고로 압력 측정장치.
제6항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 제3 배관에 설치되어 기 설정된 시간 동안 개방하는 다이어프램 밸브; 및
상기 다이어프램 밸브를 기 설정된 주기로 구동하는 타이머를 더 포함하는 고로 압력 측정장치.