KR20200011942A - 코크스로를 수리하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
세라믹 벽돌로 형성된 오븐 챔버를 갖는 코크스 오븐을 수리하기 위한 시스템 및 방법. 대표적인 시스템은 오븐 챔버에 삽입 가능한 단열 인클로저를 포함하고 작업자가 작업할 수 있는 내부 영역을 형성하는 착탈식 단열 패널을 포함한다. 단열 인클로저는 확장 형태와 밀집 형태 사이에서 움직여질 수 있고 인클로저를 확장 형태로 움직이면 단열 인클로저와 오븐 챔버의 벽 간의 거리가 감소될 것이다. 패널을 제거하면 세라믹 벽돌이 노출되어 오븐 챔버가 여전히 뜨거운 동안에 내부 영역 내의 작업자가 벽돌에 접근하여 오븐 챔버를 수리할 수 있다. 로딩 장치는 단열 인클로저를 들어 올려 오븐 챔버에 삽입한다. 단열 인클로저는 긴 내부 영역을 형성하도록 추가 단열 인클로저에 결합될 수 있다.
Description
본 기술은 코크스 오븐에 관한 것으로, 특히 오븐 수명을 개선하고 오븐으로부터의 코크스 수율을 증가시키기 위해 코크스 오븐을 수리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
코크스는 강철 생산 시 철광석을 녹이고 환원시키는 데 사용되는 고체 탄소 연료 및 탄소 공급원이다. 코킹 오븐은 수년 동안 석탄을 금속 코크스로 변환시키는 데 사용되어 왔다. "톰슨 코킹 공정"으로 알려진 일 공정에서, 코크스는 엄밀히 제어된 대기 조건 하에서 24 내지 48시간 동안 매우 높은 온도로 가열되고 밀폐된 오븐에 미분탄을 일괄 공급함으로써 생성된다. 코킹 공정 동안, 미세하게 파쇄된 석탄은 소정의 다공성 및 강도를 갖는 용융된 코크스 덩어리를 탈휘발화시켜 형성한다. 코크스 생산은 배치 공정이기 때문에, 다수의 코크스 오븐이 동시에 작동된다.
코크스 오븐은 통상적으로 알루미나, 실리카, 및/또는 다른 세라믹 재료를 포함하는 내화 벽돌로 구성된다. 이러한 내화 벽돌은 고온을 견딜 수 있으며 통상적으로 장시간 열을 유지한다. 그러나, 내화 벽돌은 부서지기 쉽고 균열될 수 있어, 코크스 오븐의 코크스 생성 능력을 저하시킨다. 코크스 오븐을 수리하기 위해, 작업자는 자주 코크스 오븐에 들어가 파손된 벽돌을 교체할 필요가 있다. 코크스 오븐은 작업자가 들어가기에 부적합한 매우 높은 온도에서 작동하여 작업자가 코크스 오븐에 수월하게 들어갈 수 있으려면 코크스 오븐의 온도를 낮출 필요가 있다. 그러나, 코크스 오븐 내의 온도는 통상적으로 오븐을 잠재적으로 손상시킬 수 있는 정도로 지나치게 낮아지지 않아야 한다.
코크스 오븐이 제작되면, 벽돌 팽창이 가능하도록 오븐 크라운 내의 벽돌 사이에 가연성 스페이서가 배치된다. 오븐이 가열되면, 스페이서가 연소되고 벽돌은 열 팽창으로 인해 팽창된다. 그러나, 오븐은 통상적으로 열량 안정 온도(즉, 실리카가 일반적으로 부피 안정적이고 팽창 또는 수축하지 않는 이상의 온도) 아래로 떨어지지 않아야 한다. 벽돌이 이 온도 아래로 떨어지면, 벽돌은 수축되기 시작한다. 스페이서는 연소되므로, 종래의 크라운은 냉각 시 수 인치까지 수축될 수 있다. 이는 크라운 벽돌을 전위시켜서 잠재적으로 붕괴하기 시작하게 하는 데 충분할 수 있는 움직임이다. 그러므로, 벽돌을 열량 안정 온도 이상에서 유지하기 위해서는 충분한 열이 오븐에서 유지되어야 한다. 그러나, 열량 안정 온도는 작업자가 코크스 오븐에 수월하게 들어가기에는 너무 뜨겁다. 따라서, 코크스 오븐을 열량 안정 온도 이하로 냉각시킬 필요 없이 작업자가 코크스 오븐에 수월하게 들어갈 수 있는 개선된 시스템이 필요하다.
도 1은 본 기술의 구현예에 따라 구성된 수평 열 회수/비회수 코크스 플랜트의 부분적인 등각 절개도이다.
도 2는 전방 도어가 제거된 두 오븐의 등각도이다.
도 3a는 본 기술의 구현예에 따라 구성되고 도 2의 오븐 챔버에 삽입될 수 있는 확장 형태(expanded configuration)로 되어 있는 단열 인클로저의 등각도이다.
도 3b는 본 기술의 구현예에 따라 구성되고 밀집 형태(compact configuration)로 되어 있는 도 3a의 단열 인클로저의 등각도이다.
도 4는 본 기술의 구현예에 따른 오븐 챔버에 삽입되고 함께 결합되는 도 3a 및 도 3b에 도시된 다수의 단열 인클로저의 등각도이다.
도 5는 오븐 챔버에 삽입되는 도 3a 및 도 3b에 도시된 단열 인클로저의 등각도이다.
도 6은 본 기술의 구현예에 따른 단열 인클로저를 사용하여 오븐 챔버를 수리하는 방법이다.
도 2는 전방 도어가 제거된 두 오븐의 등각도이다.
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도 5는 오븐 챔버에 삽입되는 도 3a 및 도 3b에 도시된 단열 인클로저의 등각도이다.
도 6은 본 기술의 구현예에 따른 단열 인클로저를 사용하여 오븐 챔버를 수리하는 방법이다.
본 기술의 수개의 구현예는 코크스 오븐이 고온인 중에 코크스 오븐을 수리하는 데 사용되는 시스템 및 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 본 기술은 수평 비열 회수 또는 열 회수 코크스 오븐에서 밀집된 형태와 확장된 형태 사이에서 움직여질 수 있는 단열 인클로저(insulated enclosure)를 포함할 수 있지만, 이러한 응용 분야에 한정되지 않고 다른 유사한 응용 분야에 적용될 수 있다. 단열 인클로저는 밀집 형태로 코크스 오븐 내에 배치될 수 있으며 작업자가 인클로저 내에서 일어서서 움직일 수 있도록 확장 자세로 확장될 수 있다. 단열 인클로저는 가열된 오븐 측벽, 플로어, 및/또는 크라운으로부터 인클로저의 내부를 단열시키는 인클로저의 둘레 주위에 위치된 착탈식 단열 패널을 포함할 수 있다. 단열 패널은 제거 가능하여 작업자가 코크스 오븐의 부분에 접근하여 손상된 부분을 세척 또는 수리할 수 있다. 단열 인클로저는 모듈화되어 인클로저를 서로 다른 크기의 오븐에 적용시킬 수 있다. 이러한 접근법은, 코크스 오븐이 장기간 사용되지 않을 것을 필요로 할 수 있고 및/또는 흔히 코크스 오븐을 형성하는 벽돌이 냉각됨에 따라 균열되거나 위치에서 벗어나는 것을 초래할 수 있는, 코크스 오븐을 냉각시키지 않고 코크스 오븐을 수리할 수 있다. 따라서, 단열 인클로저는 코크스 오븐에서 발생되는 고온으로부터 작업자를 보호할 수 있어 작업자가 오븐을 수리하는 동안 코크스 오븐이 높은 온도에서 유지될 수 있다. 추가 구현예에 따르면, 단열 인클로저는 작업자가 작동 사이클 사이에서 오븐의 내부에 빠르게 접근할 수 있게 한다.
개시된 기술의 수개의 구현예의 특정 세부 사항은 특정한 대표적인 구성을 참조하여 아래에서 설명된다. 개시된 기술은 오븐, 코크스 제조 설비, 및 다른 적합한 구성을 갖는 단열 및 열 차폐 구조물에 따라 실시될 수 있다. 잘 알려져 있고 흔히 코크스 오븐 및 열 차폐물과 관련되지만 현재 개시된 기술의 일부 중요한 양태를 불필요하게 모호하게 할 수 있는 구조물 또는 공정을 설명하는 특정 세부 사항은 명확성을 위해 다음의 설명에서 제시되지 않는다. 게다가, 다음의 개시 내용이 개시된 기술의 서로 다른 양태의 일부 구현예를 제시하지만, 본 기술의 일부 구현예는 본 섹션에서 설명된 것과 다른 구성 및/또는 구성요소를 가질 수 있다. 이와 같이, 본 기술은 도 1 내지 도 6을 참조하여 아래에 설명된 추가 요소를 구비하고 및/또는 요소 중 수개를 구비하지 않은 일부 구현예를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 환원 환경에서 석탄으로부터 코크스를 생성하는 코크스 플랜트(100)가 도시되어 있다. 일반적으로, 코크스 플랜트(100)는 적어도 하나의 오븐(101)을 포함하며, 이와 함께, 오븐으로부터 하류에 유체 연통되게 위치되며 적절한 덕트에 의해 오븐에 유체 연통되게 연결되는 열 회수 증기 발생기와 공기 질 제어 시스템(예를 들어, 배기 또는 연도 가스 탈황 시스템)을 포함한다. 본 개시 내용의 양태에 따르면, 코크스 플랜트는 열 회수 또는 비열 회수 코크스 오븐, 또는 수평 열 회수 또는 수평 비회수 코크스 오븐을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 코크스 플랜트(100)는 복수의 오븐(101), 및 흡입 덕트(103)로 각각의 오븐(101)에 유체 연통되게 연결되는 공통 터널(102)을 포함한다. 냉각된 가스 덕트는 냉각된 가스를 열 회수 증기 발생기로부터 연도 가스 탈황 시스템으로 운반한다. 유체 연통되게 연결되고 더 하류에 위치되는 것은 미립자를 수집하기 위한 백 하우스, 시스템 내의 공기 압력을 제어하기 위한 적어도 하나의 드래프트 팬, 및 냉각 처리된 배기 가스를 환경으로 배출하기 위한 메인 가스 스택이다. 증기 라인은 열 회수 증기 발생기와 열병합 플랜트를 상호 연결하여 회수된 열이 활용될 수 있다. 또한, 코크스 플랜트(100)는 비상 상황에서 고온의 배기 가스를 대기로 분출하는 데 사용될 수 있는 바이패스 배기 스택(104)에 유체 연통되게 연결될 수 있다.
도 1은 명확성을 위해 섹션이 절개된 4개의 오븐(101)을 도시하고 있다. 각 오븐(101)은 바람직하게는 플로어(111), 전방 도어(114), 바람직하게는 전방 도어(114)에 대향하는 후방 도어(115), 전방(114) 및 후방(115) 도어의 중간에서 플로어(111)로부터 상방으로 연장되는 2개의 측벽(112), 및 크라운(113)에 의해 형성되는 오븐 챔버(110)를 포함하는데, 크라운(113)은 오븐 챔버(110)의 상면을 이룬다. 오븐(101) 내부의 공기 흐름 및 압력을 제어하는 것은 코킹 사이클의 효율적인 작동에 매우 중요할 수 있으므로 오븐(101)은 공기를 오븐(101)으로 허용하는 하나 이상의 공기 유입구(119)를 포함한다. 각 공기 유입구(119)는 오븐(101)으로의 주요 공기 흐름의 양을 변화시키기 위해 완전 개방 및 완전 폐쇄 사이의 임의 개수의 위치에 위치될 수 있는 에어 댐퍼를 포함한다. 도시된 구현예에서, 오븐(101)은 오븐 챔버(110)로의 공기 흐름을 제어하도록 구성된, 전방 도어(114)에 결합된 공기 유입구(119) 및, 오븐(101)의 플로어(111) 아래에 위치된 바닥 연도(118)에 결합된 공기 유입구(119)를 포함한다. 대안적으로, 하나 이상의 공기 유입구(119)는 크라운(113)을 통해 및/또는 흡입 덕트(103) 내에 형성된다. 작동 시, 오븐 챔버(110) 내에 위치된 석탄으로부터 방출된 휘발성 가스는 크라운(113)에서 수집되고 전체 시스템의 하류에서 하나 또는 양 측벽(112)에 형성된 다운코머 채널(117)로 이송된다. 다운코머 채널(117)은 위치된 바닥 연도(118)와 오븐 챔버(110)를 유체 연통되게 연결한다. 바닥 연도(118)는 플로어(111) 아래에 우회 경로를 형성하고, 석탄으로부터 방출된 휘발성 가스는 바닥 연도(118)에서 연소될 수 있어서, 열을 발생시켜 코크스로 석탄의 환원을 지원한다. 다운코머 채널(117)은 하나 또는 양 측벽(112)에 형성된 흡입 채널(116)에 유체 연통되게 연결된다. 바닥 연도(118)에 결합된 공기 유입구(119)는 바닥 연도(118)를 대기에 유체 연통되게 연결할 수 있고, 바닥 연도 내에서 연소를 제어하는 데 사용될 수 있다. 또한, 오븐(101)은 작업자가 전방 도어 및 오븐 챔버(110)에 접근하기 위해 일어서서 걸을 수 있게 전방 도어(114)에 인접한 플랫폼(105)을 포함할 수 있다.
작동 시, 코크스는 먼저 오븐 챔버(110)로 석탄을 로딩하고, 산소 고갈 환경에서 석탄을 가열하고, 석탄의 휘발성 분획을 제거한 후, 오븐(101) 내의 휘발성 물질을 산화시켜 발생된 열을 포집 및 활용함으로써 오븐(101)에서 생성된다. 석탄 휘발성 물질은 48시간 코킹 사이클에 걸쳐 오븐 내에서 산화되고 열을 방출하여 코크스로 석탄의 탄화를 재생 수행한다. 코킹 사이클은 전방 도어(114)가 개방되고 석탄이 플로어(111)에 충전될 때 시작된다. 플로어(111) 상의 석탄은 석탄 층으로 알려져 있다. (이전 코킹 사이클로 인해) 오븐으로부터의 열은 탄화 사이클을 시작한다. 바람직하게는, 코킹 공정에 의해 생성된 것 외의 추가적인 연료는 사용되지 않는다. 석탄 층으로 전달된 총 열의 대략 절반이 발광 프레임 및 복사 오븐 크라운(113)으로부터 석탄 층의 상면으로 하향 방사된다. 열의 나머지 절반은 플로어(111)로부터의 전도에 의해 석탄 층으로 전달되는데, 이는 바닥 연도(118)에서 가스의 휘발로부터 대류식으로 가열된다. 이러한 방식으로, 석탄 입자의 소성 흐름의 탄화 공정 "파" 및 고강도 응집성 코크스 형성물은 동일한 속도로 석탄 층의 상부 및 하부 경계 양자부터 진행되는데, 바람직하게는 약 45-48시간 후 석탄 층의 중심에서 만나게 된다.
플로어(111), 측벽(112), 및 크라운(113)은 통상적으로 고온을 견딜 수 있고 통상적으로 장기간 열을 유지하는 세라믹 벽돌(예를 들어, 내화 벽돌)로 형성된다. 일부 구현예에서, 벽돌은 실리카 및/또는 알루미나를 포함하는 세라믹 재료로 형성된다. 측벽(112)은 교번 배열로 함께 적층된 벽돌을 포함할 수 있고 크라운(113)은 아치형으로 배열된 벽돌을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 벽돌은 부서지기 쉽고 때로는 파손될 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 지게차나 기타 기계, 도구 등으로) 벽돌에 부딪치면 벽돌이 부서질 수 있다. 또한, 벽돌은 장기간에 걸쳐 반복적으로 가열 및 냉각되기 때문에 벽돌은 열 팽창 및 수축에 의해 야기되는 내부 응력으로 인해 때로는 파손될 수 있다. 벽돌은 또한 벽돌의 대향 측면 간의 온도 차이로 인해 파손될 수 있고, 이는 온도 구배로 인해 내부 응력이 형성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 구현예에서, 측벽(112)을 형성하는 벽돌 중 일부는 오븐 챔버(110)와 흡입 및 다운코머 채널(116 및 117) 사이에 위치될 수 있고, 오븐 챔버(110) 내의 공기와 흡입 및 다운코머 채널(116 및 117) 내의 공기 간의 온도 차이는 때로는 이러한 벽돌의 파손을 초래할 수 있다.
도 2는 전방 도어가 제거되고 측벽(112)에 형성된 복수의 크랙(106)을 갖는 두 오븐(101)의 등각도이다. 도시된 구현예에서, 크랙(106)은 일반적으로 수직이고 측벽(112)의 두께를 통해 완전히 연장되어 흡입 채널 및 다운코머 채널은 오븐 챔버(110)와 유체 연통하고 공기는 크랙(106)을 통과할 수 있다. 다른 구현예에서, 크랙(106)은 측벽(112)을 통해 완전히 연장되지 않을 수 있고, 크라운(113)에 형성될 수 있고 및/또는 플로어(111)에 형성될 수 있다. 이러한 크랙(106)의 존재는 오븐 챔버(110) 내의 온도 및 오븐(101)의 기류 조절 능력에 영향을 줄 수 있고, 이는 오븐(101)의 효율에 영향을 미칠 수 있으며 석탄을 코크스로 전환시키는 오븐(101)의 능력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 오븐(101)의 작동 효율 및 효율성을 유지하기 위해, 오븐(101)은 파손된 벽돌을 교체함으로써 수리될 수 있다.
그러나, 오븐 챔버(110)는 통상적으로 작업자가 수월하게 작업하기에는 너무 뜨거워서 추가적인 단열 및 냉각 시스템이 필요하다. 본 기술의 대표적인 구현예에서, 단열재를 포함하는 단열 인클로저는 오븐 챔버(110) 내에 위치되어 작업자는 오븐 챔버(110)에 수월하게 들어가서 세척, 수리 또는 유지 보수가 필요한 크랙(106) 및 오븐(101)의 임의의 다른 부분에 접근할 수 있다. 단열재는 벽돌에 의해 방출된 열이 인클로저에 유입되는 것을 방지할 수 있어, 인클로저 내의 온도는 오븐(101)이 주변 온도 아래로 완전히 냉각될 필요 없이 작업자가 오븐(101)을 수월하게 작업하고 수리할 수 있도록 충분히 낮은 온도에서 유지될 수 있다. 도 3a는 단열 인클로저(120)의 정면도를 도시하고 있다. 단열 인클로저(120)는 천장부(122), 플로어부(124), 및 대향 측부(123)에 의해 형성된 내부 영역(121)을 포함한다. 천장부(122)는 제1 각진 부분(125a)을 포함할 수 있고 플로어부(124)는 제2 각진 부분(125b)을 포함할 수 있다. 단열 인클로저(120)는 프레임(126) 및 프레임(126)에 제거 가능하게 결합된 복수의 패널(130)로 형성될 수 있다. 패널들(130)은 프레임(126)에 대하여 위치되고 고정되어 천장부(122), 플로어부(124), 및 측부(123)를 형성할 수 있고, 패널들(130) 각각은 오븐(101)에 의해 발생된 열이 내부 영역(121)으로 유입되는 것을 방지하도록 구성된 단열재를 포함할 수 있다.
패널(130) 각각은 단열부(131) 및 단열부에 결합된 배킹부(132)를 포함할 수 있고, 패널(130)은 단열부(131)가 내부 영역(121)으로부터 (즉, 측벽(112), 크라운(113), 및 플로어(111)를 향해) 멀어지도록 프레임(126)에 결합될 수 있다. 배킹부(132)는 금속으로 형성될 수 있고 작업자가 패널(130)을 제어하고 조작하도록 사용할 수 있는 핸들을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 단열부(131)는 고온 단열 울(HTIW), 세라믹 블랭킷 재료, 카올린사 등으로 형성될 수 있다. 다른 구현예에서, 단열부(131)는 세라믹 타일로 이루어진 강성 단열재를 포함한다. 이러한 구현예 중 어느 하나에서, 단열부(131)는 일반적으로 배킹부(132)의 형상에 대응하도록 크기와 형상이 이루어진다.
단열 인클로저(120)가 확장 형태로 있을 때, 측부(123)는 패널(130)의 상부 에지와 오븐 챔버(110)로부터의 열이 내부 영역(121)으로 통과할 수 있는 제1 각진 부분(125a) 사이에 갭(133)을 포함할 수 있다. 단열 인클로저(120)가 확장 위치에 있을 때 갭(133)을 통과할 수 있는 열의 양을 방지하거나 적어도 제한하기 위해, 단열 인클로저(120)는 또한 갭(133)을 커버하는 단열재(129)를 포함할 수 있다. 단열재(129)는 천장부(122)에 결합된 세라믹 블랭킷 재료로 형성될 수 있다. 단열재(129)는 제1 각진 부분(125a) 위에 걸쳐지고 갭(133)을 지나 연장되어 패널(130)을 적어도 부분적으로 커버할 수 있다. 작업자가 단열재(129)에 의해 차단된 측벽(112)의 선택된 부분에 접근할 필요가 있을 때, 단열재(129)는 측벽(112)의 선택된 부분을 노출시키도록 옆으로 밀려나 방해되지 않게 고정될 수 있다. 일부 구현예에서, 단열재(129)는 갭(133)의 일부를 각각 커버하는 복수의 스트립을 포함한다. 이러한 구현예에서, 스트립은 개별적으로 조작되고 방해되지 않게 고정될 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 단열재(129)는 전체 갭(133)을 커버하는 커튼을 포함할 수 있다. 커튼은 프레임(126)에 부착된 로드에 움직여질 수 있게 결합될 수 있어서 커튼은 단열 인클로저(120)의 전체 길이를 따라 슬라이딩하여 갭(133)을 완전히 커버할 수 있다.
도시된 구현예에서, 제1 각진 부분(125a)은 측부(123)와 대략 45°의 각도를 이루고 제2 각진 부분(125b)은 측부(123)와 대략 45°의 각도를 이룬다. 그러나, 다른 구현예에서, 제1 및 제2 각진 부분(125a 및 125b)은 측부(123)와 일부 다른 각도를 이룰 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 및 제2 각진 부분(125a 및 125b)은 측부(123)와 45° 미만의 각도를 이룰 수 있다. 또 다른 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 제1 각진 부분(125a)이 제2 각진 부분(125b)과 측부(123)와 상이한 각도를 이룰 수 있도록 형성될 수 있다. 일반적으로, 단열 인클로저(120)는 각진 부분(125a 및 125b)이 오븐 챔버의 크기 및 형상에 대응하도록 형성될 수 있다.
단열 인클로저(120)는 제1 확장 형태와 제2 밀집 형태 사이에서 움직여질 수 있다. 도 3a에 도시된 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 확장 형태로 되어 있다. 이러한 구성에서, 내부 영역(121)은 작업자가 단열 인클로저(120) 내에서 수월하게 일어서서 움직이기에 충분히 큰 높이(H1)를 가질 수 있다. 그러나, 단열 인클로저(120)를 제2 밀집 형태로 오븐 챔버(110)에 삽입하면, 단열 인클로저는 오븐 챔버의 크라운 및/또는 측벽에 우발적으로 부딪치는 일이 없이 배치될 수 있다. 따라서, 단열 인클로저(120)는 그 단열 인클로저(120)가 오븐 챔버에 삽입될 때에 밀집 형태로 되어 있을 수 있고, 원하는 자세로 확장될 수 있다. 도 3b는 밀집 형태의 단열 인클로저(120)를 도시하고 있다. 이러한 구성에서, 내부 영역(121)은 높이(H1)보다 작은 높이(H2)를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 단열 인클로저를 오븐 챔버에 삽입할 때 오븐 챔버의 크라운 및/또는 측벽에 부딪칠 위험이 감소될 수 있다.
단열 인클로저(120)를 제1 확장 형태와 제2 밀집 형태 사이에서 용이하게 움직여지도록 하기 위해, 단열 인클로저(120)는 프레임(126)에 상호적으로 연결된 하나 이상의 조절 가능한 잭(128)을 포함할 수 있다. 잭(128)은 연장 위치와 단축 위치 사이에서 움직여질 수 있다. 구체적으로, 하나 이상의 잭은 단열 인클로저(120)가 확장 형태로 있을 때 연장 위치에 있을 수 있고 단열 인클로저(120)가 컴팩트 형태로 있을 때 단축 위치에 있을 수 있다. 단열 인클로저(120)를 확장 형태로 움직이기 위해, 잭(128)은 천장부(122)를 플로어부(124)로부터 멀어지게 상승시킴으로써 연장 위치로 이동할 수 있어서, 내부 영역(121)의 높이를 제1 높이(H1)로 증가시킨다. 반대로, 단열 인클로저(120)를 밀집 형태로 움직이기 위해, 잭(128)은 천장부(122)를 플로어부(124)를 향해 하강시킴으로써 단축 위치로 이동할 수 있어서, 내부 영역(121)의 높이를 제2 높이(H2)로 감소시킨다. 도시된 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 단열 인클로저(120)의 4개의 코너에 위치된 4개의 잭(128)을 포함한다. 그러나, 다른 구현예에서, 단열 인클로저는 단열 인클로저의 중앙에 위치된 단일 잭(128)을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 잭(128)은 연장 위치와 단축 위치 사이에서 잭(128)을 이동시키기 위해 유체를 이용하는 유압 또는 공압 잭일 수 있다. 다른 구현예에서, 잭(128)은 작업자가 핸들 또는 레버를 사용하여 연장 위치와 단축 위치 사이에서 잭(128)을 이동시킬 필요가 있는 기계식 잭일 수 있다. 단열 인클로저(120)가 확장 형태 또는 컴팩트 형태로 있을 때, 잠금 기구가 선택된 구성에 천장부를 고정하는 데 사용될 수 있다.
도시된 구현예에서, 단열 인클로저(120)를 확장 형태와 밀집 형태 사이에서 움직이는 것은 단열 인클로저(120)의 높이 및 지붕부(122)와 크라운 간의 거리 모두가 단열 인클로저(120)의 폭 또는 측부(123)와 측벽 간의 거리에 영향을 주지 않으면서 변하게 한다. 그러나, 다른 구현예에서, 단열 인클로저(120)를 확장 형태와 밀집 형태 사이에서 움직이는 것은 단열 인클로저(120)의 폭 및 측부(123)와 측벽 간의 거리 모두를 변하게 할 수 있다. 이러한 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 프레임(126)에 결합되고 2개의 측부(123)를 슬라이딩시키는 데 사용되는 하나 이상의 수평 지향 잭(128)을 포함할 수 있어서, 단열 인클로저(120)의 폭을 증가시킨다.
단열 인클로저(120)는 또한 플로어부(124)에 인접한 프레임(126)에 일체로 결합된 지지 레일(127)을 포함할 수 있다. 지지 레일(127)은 오븐 챔버의 플로어와 접촉하도록 구성된 편평한 바닥면을 갖는 긴 금속 부품으로 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 단열 인클로저(120)가 오븐 챔버에 삽입될 때, 단열 인클로저(120)는 지지 레일(127) 상의 플로어를 따라 슬라이딩할 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 오븐 챔버의 플로어를 따라 단열 인클로저(120)를 용이하게 이동시키기 위하여 단열 인클로저(120)는 휠, 연속 트랙(즉, 탱크 트레드), 또는 다른 기구를 포함할 수 있다.
단열 인클로저(120)가 오븐 챔버(110)의 입구에 위치될 때, 작업자는 단열 인클로저(120)를 사용하여 입구 근처의 오븐 챔버(110)의 부분에 접근하여 작업할 수 있다. 그러나, 오븐 챔버(110)는 단열 인클로저(120)보다 길 수 있고, 입구로부터 멀리 오븐 챔버(110)의 선택된 부분에 접근하려면 단열 인클로저(120)가 입구로부터 떨어져 위치될 필요가 있을 수 있다. 작업자가 이러한 선택된 부분에 수월하게 접근하여 작업하기 위해서, 다수의 단열 인클로저(120)가 오븐 챔버(110)에 삽입되어 서로 인접하고 함께 결합될 수 있다.
도 4는 오븐 챔버(110) 내에 함께 결합되어 위치된 복수의 단열 인클로저(120)의 등각도를 도시하고 있다. 도시된 구현예에서, 복수의 단열 인클로저(120)는 전방측에서 후방측으로 오븐 챔버(110)를 통해 완전히 연장된다. 이러한 배열로, 다수의 단열 인클로저(120)는 오븐 챔버(110)의 길이와 실질적으로 동일한 길이를 갖는 긴 내부 영역(121)을 형성할 수 있다. 더 나아가, 전방 및 후방 도어(즉, 도 1에 도시된 전방 도어(114) 및 후방 도어(115))는 오븐(101)의 외부로부터의 공기가 긴 내부 영역(121)을 통해 흘러 작업자에게 추가적인 냉각을 제공할 수 있도록 개방 및/또는 제거될 수 있다.
그러나, 다른 구현예에서, 다수의 단열 인클로저(120)는 입구 근처의 오븐 챔버(110)의 부분이 입구로부터 더 먼 부분에 있지 않는 동안 단열 인클로저(120)에 의해 커버되도록 오븐 챔버(110)로 가는 길의 일부까지 단지 연장될 수 있다. 그러나, 입구로부터 더 먼 오븐 챔버(110)의 부분은 여전히 높은 온도에 있고 열을 발생시킨다. 따라서, 입구로부터 가장 먼 단열 인클로저(120)는 내부 영역(121)으로 유입되는 열량을 감소시키기 위해 격벽을 형성하는 단열 벽부를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 벽부는 착탈식 패널(130)을 포함할 수 있거나 비착탈식 단열 구조를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 단열 벽부는 단열 인클로저(120)의 단부 위에 걸린 천장부(122)에 결합된 부드럽고 유연한 단열재로 형성될 수 있다.
다수의 단열 인클로저(120)를 함께 결합하기 위해, 단열 인클로저(120) 각각은 인접한 단열 인클로저(120) 상의 정렬 기구와 정합하도록 구성된 정렬 기구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 단열 인클로저(120)를 배열 및 위치시키는 데 도움을 줄 수 있는 가이드를 포함할 수 있다. 정렬되면, 단열 인클로저(120)는 볼트, 클램프, 또는 다른 연결 장치를 사용하여 함께 결합될 수 있다.
도시된 구현예에서, 가장 가까운 단열 인클로저(120)의 측부(123) 중 하나를 형성하는 패널(130) 중 하나는 프레임(126)으로부터 분리되어, 측벽(112)을 노출시키고 단열 인클로저(120) 내의 작업자가 측벽(112)을 형성하는 벽돌에 접근하여 이와 상호 작용할 수 있다. 따라서, 프레임(126)으로부터 측부(123)를 형성하는 패널(130)을 분리하면 작업자는 오븐 챔버(110)의 측벽(112)을 수리할 수 있다. 유사하게, 프레임(126)으로부터 플로어부(124)를 형성하는 패널(130)을 분리하면 작업자가 플로어(111)를 수리할 수 있도록 오븐 챔버(110)의 플로어(111)를 노출시킬 수 있다. 예를 들어, 오븐(101)의 작동 동안, 경화된 코크스는 플로어(111)를 형성하는 벽돌에 부착될 수 있고 오븐 챔버(110)로부터 코크스를 제거하면 때로는 이러한 벽돌의 부분이 파손되어 코크스로 제거될 수 있고, 이에 의해 플로어(111)가 편평하지 않게 될 수 있다. 따라서, 프레임(126)으로부터 플로어부(124)를 형성하는 패널(130)을 분리하면 플로어(111)를 노출시킬 수 있고 플로어(111)가 수리될 수 있도록 작업자가 벽돌에 접근할 수 있다.
단열 인클로저(120)는 작업자가 임의의 선택된 수리 기술을 사용하여 오븐 챔버(110)를 수리하게 할 수 있다. 예를 들어, 작업자는 오븐 챔버(110)의 노출된 부분으로부터 손상되거나 오정렬된 벽돌을 선택적으로 제거하고 제거된 벽돌을 새로운 벽돌로 교체할 수 있다. 작업자는 또한 임의의 벽돌을 제거하지 않고 오븐 챔버를 수리할 수 있다. 예를 들어, 오븐 챔버(110) 내의 낮아진 온도는 내화물의 주조 능력 및 성능을 향상시킬 수 있으므로 작업자는 파손된 벽돌을 교체하는 대신에 플로어(111)를 편평하게 하기 위해 플로어(111)에서 파손되거나 오정렬된 벽돌 위에 내화물을 주조할 수 있다. 실리카 용접 및 숏크리트와 같은 다른 수리 기술이 오븐 챔버(110)를 수리하는 데 또한 사용될 수 있다.
단열 인클로저(120)는 플로어(111), 측벽(112), 및/또는 크라운(113)으로부터 제거된 벽돌을 오븐 챔버(110) 밖으로 운반하는 이송 시스템을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 이송 시스템은 내부 영역(121)으로 연장되는 컨베이어 벨트를 포함할 수 있다. 작업자는 벽돌을 컨베이어 벨트에 놓을 수 있고 컨베이어 벨트는 벽돌을 오븐 챔버(110) 밖으로 운반할 수 있다. 컨베이어 벨트 장치는 작업자가 오븐 챔버(110)를 점검 또는 수리하는 중에 사용하기 위해 벽돌 및/또는 다른 공급물을 단열 인클로저(120) 내로 운반하는 데에도 사용될 수 있다.
단열 인클로저(120)는 또한 내부 영역(121) 내의 온도 조절을 돕도록 구성된 추가적인 냉각 및 단열 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 단열 인클로저(120)는 오븐(101)의 외부로부터 내부 영역(121)으로 차가운 공기를 순환시키고 및/또는 내부 영역(121) 내부로부터 단열 인클로저(120)의 외부로 따뜻한 공기를 송풍하는 팬을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 팬은 단열 인클로저(120) 내에 위치될 수 있거나 단열 인클로저(120)의 외부에 위치될 수 있다. 복수의 단열 인클로저(120)가 함께 결합되고 오븐 챔버(110)를 통해 연장되는 구현예에서, 팬은 오븐 챔버(110)의 일단에서 다른 쪽으로 공기를 송풍할 수 있다. 팬은 또한 내부 영역(121) 내의 공기 압력을 조절 및 제어할 수 있다. 다른 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 오븐 챔버(110)의 외부로부터 내부 영역(121)으로 차가운 공기를 유입하는 파이프를 포함할 수 있다. 파이프는 단열될 수 있고 공기 압축기 또는 팬에 결합되어 파이프를 통해 차가운 공기를 밀 수 있다. 또한, 일부 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 플로어부(124)에 연결된 유체 멤브레인을 포함할 수 있다. 유체 멤브레인은 유체 공급원에 결합될 수 있고, 유체 펌프는 유체 멤브레인을 통해 유체를 순환시켜 유체 멤브레인 상 또는 그 근처에서 작업자의 발을 냉각시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 단열 인클로저(120)는 오븐(101)이 충전되지 않았을 때 오븐 챔버(110)가 완전히 냉각될 필요 없이 오븐 챔버(110)를 점검 및 수리하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 단열 인클로저(120)가 오븐 챔버(110)에 삽입될 때 벽돌은 여전히 뜨거울 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 벽돌은 오븐(101)이 충전될 때 2000℉ 이상일 수 있고 오븐이 충전되지 않을 때 대략 1000℉일 수 있다. 그러나, 오븐이 너무 오랫동안 충전되지 않고 벽돌이 세라믹 재료의 열량 안정 온도 아래로 냉각되면, 벽돌이 수축할 수 있는데, 이는 벽돌이 정렬을 벗어나고 오븐 챔버(110)가 추가적인 수리를 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 크라운(113)을 형성하는 벽돌이 열량 안정 온도 아래로 냉각되면 벽돌은 단열 인클로저(120)를 향해 수축 및 하강할 수 있어, 크라운(113)이 붕괴될 수 있다. 따라서, 천장부(122)는 벽돌이 단열 인클로저(120) 내의 작업자에게 떨어지는 것을 방지함으로써 안전 기능을 제공할 수 있다.
벽돌이 열량 안정 온도 아래로 냉각되는 것을 방지하는 데 도움을 주기 위해, 일부 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 단열 인클로저(120)의 외면에 결합되고 열을 크라운(113), 측벽(112), 및 플로어(111)로 향하도록 위치되는 하나 이상의 외부 가열 장치를 포함할 수 있다. 이러한 구현예 중 일부에서, 외부 가열 장치는 전기 가열 장치일 수 있다. 다른 구현예에서, 외부 가열 장치는 하나 이상의 화학 버너를 포함할 수 있다. 외부 가열 장치는 열을 벽돌로 향하게 하여 오븐 챔버(110)가 수리되는 동안 벽돌이 수축되지 않도록 열량 안정 온도 이상으로 벽돌을 유지시킬 수 있다. 따라서, 외부 가열 장치는 작업자가 벽돌이 수축되지 않고 장기간 오븐 챔버(110)에서 작업할 수 있도록 도울 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 외부 가열 장치를 포함하지 않는다. 대신에, 오븐 챔버(110)의 온도는 단열 인클로저(120)가 오븐 챔버(110)에 삽입될 때 모니터링되어, 온도가 열량 안정 온도에 접근할 때 단열 인클로저(120)가 제거될 수 있다. 인접한 오븐으로부터 바닥 연도(118)를 통해 열이 추가되어 수리되는 오븐을 벽돌을 안정적으로 유지하기에 충분한 온도로 되돌릴 수 있다. 대안적으로, 단열 인클로저(120)가 제거될 수 있고, 오븐 챔버 내의 온도가 선택된 온도에 도달할 때까지 오븐은 전술한 수단 중 임의의 수단에 의해 가열될 수 있다. 이러한 방식으로, 단열 인클로저(120)는 단지 짧은 기간 동안 오븐 챔버(110) 내에 있을 수 있어서, 벽돌이 열량 안정 온도 아래로 냉각되어 수축되는 것을 방지할 수 있다. 오븐 챔버(110)가 선택된 온도에 도달하면, 단열 인클로저(120)는 오븐 챔버(110)에 재삽입되어 추가 수리가 이루어질 수 있다. 필요한 모든 수리가 완료될 때까지 이러한 공정은 반복될 수 있다.
단열 인클로저(120)는 위치 결정 장치를 사용하여 오븐 챔버(110)에 삽입될 수 있다. 일부 구현예에서, 위치 결정 장치는 지게차를 포함한다. 도 5는 지게차(140)를 사용하여 오븐 챔버(110)에 삽입되는 단열 인클로저(120)의 등각도를 도시하고 있다. 도시된 구현예에서, 지게차(140)는 단열 인클로저(120)의 천장부(122)와 맞물림으로써 단열 인클로저를 들어 올린다. 다른 구현예에서, 지게차(140)는 단열 인클로저(120)의 무게를 지지하기 위해 단열 인클로저(120)의 다른 부분과 맞물릴 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 지게차(140)는 플로어부(124)와 맞물리거나 측부(123)를 따라 위치된 장착 지점과 맞물릴 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 단열 인클로저(120)는 다른 위치 결정 장치를 사용하여 오븐 챔버(110)에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 굴삭기와 같은 건설 장비가 단열 인클로저(120)를 들어 올리고 위치시키는 데 사용될 수 있다. 또 다른 구현예에서, 위치 결정 장치는 이동 구조물(예를 들어, 철도 차량) 및 푸싱 기구(예를 들어, 램)를 포함할 수 있다. 단열 인클로저(120)는 이동 구조물 상에 위치될 수 있고, 이동 구조물이 오븐 챔버(110)로의 입구와 정렬될 때 푸싱 기구로 오븐 챔버(110) 내로 밀릴 수 있다.
위치 결정 장치는 또한 오븐 챔버(110)로부터 단열 인클로저(120)를 제거하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 지게차(140)가 단열 인클로저(120)를 오븐 챔버(110)에 삽입하는 데 사용되는 구현예에서, 지게차(140)는 단열 인클로저(120)를 오븐 챔버(110) 밖으로 들어 올려 당길 수 있다. 유사하게, 푸싱 기구는 오븐 챔버(110) 밖으로 단열 인클로저(120)를 당기는 데 사용될 수 있다. 단열 인클로저(120)는 프레임에 결합된 부착 기구를 포함할 수 있고, 부착 기구는 푸싱 기구에 결합된 제2 부착 기구에 해제 가능하게 결합될 수 있고, 푸싱 기구는 부착 기구를 사용하여 오븐 챔버(101) 밖으로 단열 인클로저(120)를 당기는 데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 부착 기구는 단열 인클로저(120)를 푸싱 기구에 부착하기 위해 서로 연동되는 칼라를 포함한다. 일부 구현예에서, 부착 기구는 또한 단열 인클로저(120)를 오븐 챔버 내로 밀어 넣는 데 사용될 수 있다.
도 6은 오븐 챔버 내의 온도가 높은 온도 아래로 떨어지지 않으면서 코크스 오븐용 오븐 챔버를 수리하기 위해 단열 인클로저를 사용하는 방법(600)을 도시하고 있다. 단계 605에서, 오븐 챔버에서 수리가 필요한 임의의 부분이 있는지 점검된다. 이러한 부분은 시각적으로 진단될 수 있는, 플로어부의 크랙 또는 파손된 벽돌, 측벽, 및/또는 정렬에서 벗어난 크라운 또는 벽돌과 같은 결함을 포함할 수 있다. 이러한 부분은 파손되거나 결함이 있는 것으로 보이지는 않지만 오래되어 새로운 벽돌로 교체될 필요가 있는 오래된 벽돌을 포함할 수도 있다.
단계 610에서, 오븐 챔버의 전방 및/또는 후방 도어가 제거된다. 오븐 챔버의 식별된 부분이 오븐 챔버의 전방 근처에 있으면, 전방 도어만 제거될 수 있는 반면, 오븐 챔버의 식별된 부분이 오븐 챔버의 후방 근처에 있으면, 후방 도어만 제거될 수 있다. 그러나, 식별된 부분이 오븐 챔버의 중간에 있고 및/또는 오븐 챔버의 전후방 양자 근처에 있다면, 전방 및 후방 도어 양자가 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 오븐 챔버 내에서 냉각 속도를 증가시키기 위해 오븐 챔버가 소정 온도에 도달하기 전에 전방 및/또는 후방 도어가 제거될 수 있다.
단계 615에서, 오븐 충전물이 제거되고 오븐은 소정 온도로 냉각될 수 있다. 일부 코크스 오븐은 2000℉보다 큰 온도에서 작동할 수 있어, 단열 인클로저는 작업자를 열로부터 보호할 필요가 있다. 따라서, 작업자가 오븐 챔버에 들어가기 전에 오븐 챔버가 냉각될 수 있도록 오븐은 꺼져야 한다. 그러나, 코크스 오븐은 통상적으로 코크스를 형성하는 데 보충 열원을 사용하지 않고, 대신에 오븐 챔버를 가열하기 위해 연소될 때 석탄에 의해 생성된 열에 의존한다. 그 결과, 코크스 오븐을 냉각시키는 단계는 보통 새로운 석탄을 부가하지 않고 오븐 챔버에서 코크스를 제거하는 단계를 포함한다. 코크스 오븐에서 충전물이 제거된 후, 온도가 소정 온도에 도달할 때까지 오븐 챔버는 냉각될 수 있다. 일부 구현예에서, 소정 온도는 벽돌의 열량 안정 온도와 유사할 수 있어서 벽돌은 실질적으로 수축되지 않는다. 예를 들어, 벽돌이 실리카로 형성되는 구현예에서, 오븐 챔버는 온도가 대략 1200℉에 도달할 때까지 냉각될 수 있다. 그러나, 벽돌이 알루미나로 형성되는 구현예에서, 오븐 챔버는 1200℉ 미만의 온도로 냉각될 수 있다. 일반적으로, 소정 온도는 오븐의 유형 및 벽돌의 조성에 기초하여 선택될 수 있어서, 오븐 챔버가 냉각됨에 따라 벽돌은 실질적으로 수축 및 변형되지 않는다.
단계 620에서, 하나 이상의 단열 인클로저가 오븐 챔버에 삽입될 수 있다. 하나 이상의 단열 인클로저는 프레임에 결합된 착탈식 단열 패널을 포함할 수 있고, 하나 이상의 단열 인클로저가 하나 이상의 식별된 부분 위에 위치될 때까지 기계 장치(예를 들어, 지게차 또는 푸싱 기구)를 사용하여 오븐 챔버에 삽입될 수 있다. 단계 620a에서, 단열 인클로저는 커플링 기구를 포함할 수 있고, 커플링 기구를 사용하여 서로 결합되어 오븐 챔버의 전방 및/또는 후방 입구로부터 식별된 부분으로 통로를 형성할 수 있다.
단열 인클로저는 밀집 형태와 확장 형태 사이에서 움직여질 수 있으며, 밀집 형태로 있을 때 오븐 챔버에 삽입될 수 있다. 단계 625에서, 하나 이상의 잭을 사용하여 단열 인클로저를 밀집 형태로부터 확장 형태로 움직여질 수 있다. 일부 구현예에서, 단열 인클로저를 확장 형태로 움직이는 것은 단열 인클로저의 높이를 증가시켜서 단열 인클로저의 천장부가 오븐 챔버의 크라운에 더 가깝게 되고 작업자가 단열 인클로저 안에서 보다 편안하게 일어서서 작업할 수 있도록 할 수 있다. 다른 구현예에서, 단열 인클로저를 확장 형태로 움직이는 것은 단열 인클로저의 폭을 증가시켜서 단열 인클로저의 측부가 오븐 챔버의 측벽에 더 가깝게 되도록 할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 단열 인클로저를 확장 형태로 움직이는 것은 단열 인클로저의 높이 및 폭 양자를 증가시킬 수 있다.
단계 625a에서, 단열 인클로저는 단열 인클로저 내의 작업자에게 추가적인 냉각을 제공하는 데 사용되는 냉각 장치 및 오븐 챔버가 수리되는 중에 벽돌이 냉각 및 수축되지 않도록 벽돌을 가열하기 위해 단열 인클로저의 외부에 결합된 외부 가열 장치를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 냉각 장치는 팬, 단열 인클로저를 통해 냉각 유체를 순환시키는 유체 멤브레인, 오븐 외부로부터 차가운 공기를 유입할 수 있는 단열 파이프 등을 포함할 수 있는 반면, 외부 가열 장치는 전기 히터 및/또는 화학 버너를 포함한다. 대안적인 구현예에 따르면, 인접한 작동 오븐으로부터의 열은 바닥 연도를 통해 수리 또는 세척되는 오븐으로 전달될 수 있다. 단열 인클로저가 확장 형태에 있으면 냉각 장치 및 외부 가열 장치는 활성화될 수 있다.
단계 630에서, 하나 이상의 단열된 착탈식 패널이 프레임으로부터 분리되어 오븐의 하나 이상의 식별된 부분을 노출시킬 수 있다. 패널은 단열 인클로저의 측부, 천장부, 및 플로어부를 따라 배열될 수 있어서 오븐 챔버의 측벽, 플로어, 및/또는 크라운에 있는 식별된 부분이 단열 인클로저 내의 작업자에 의해 접근될 수 있다.
단계 635에서, 오븐 챔버의 하나 이상의 식별된 부분이 수리된다. 하나 이상의 식별된 부분을 수리하는 단계는 손상된 벽돌을 교체하고, 플로어에서 비균일 표면에 내화물을 주조하고, 실리카 벽돌을 함께 용접하고, 및/또는 숏크리트를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 세척 및 수리 기술도 사용될 수 있다.
단계 640에서, 식별된 부분을 수리한 후, 단열된 착탈식 패널은 프레임에 재부착되어 현재 수리된 식별된 부분을 커버한다.
단계 645에서, 단열 인클로저는 확장 형태로부터 밀집 형태로 움직여질 수 있다.
단계 650a에서, 단열 인클로저는 선택적으로 서로 분리되고 오븐 챔버로부터 제거될 수 있다(예를 들어, 지게차 또는 푸싱 기구를 사용함). 단계 650에서, 단열 인클로저는 오븐으로부터 제거될 수 있다. 일부 구현예에서, 단열 인클로저는 밀집 형태로 움직여지기 전에 서로 분리될 수 있는 반면, 다른 구현예에서는 단열 인클로저가 밀집 형태로 움직여진 후에 서로 분리될 수 있다.
단계 655에서, 오븐은 석탄으로 충전될 수 있다. 단계 660에서, 전방 및/또는 후방 도어가 오븐 챔버에 재부착된다. 일부 구현예에서, 오븐을 가열하는 단계는 오븐 챔버 내로 석탄을 증착하고 도어를 폐쇄하여 오븐 챔버 내의 잠열이 석탄을 연소시켜 오븐이 다시 가열되게 하는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 추가의 열원 또는 인접한 오븐으로부터의 열이 오븐 챔버를 높은 온도로 다시 가열하는 데 사용될 수 있다.
전술한 내용으로부터, 개시된 기술의 수개의 구현예가 예시의 목적으로 본원에서 설명되었지만, 기술을 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 단열 인클로저는 확장 형태 또는 밀집 형태에 있을 수 있지만 확장 형태와 밀집 형태 사이에서 움직여질 수는 없다. 단열 인클로저는 임의의 적합한 유형의 단열재를 사용하여 단열될 수 있고 임의의 적절한 냉각 기구를 사용하여 냉각될 수 있다. 보다 일반적으로, 단열 인클로저는 작업자가 오븐 챔버 또는 용광로에 접근하여 수리할 수 있도록 임의의 유형의 오븐 또는 용광로에서 사용될 수 있다.
특정 구현예의 맥락에서 설명된 기술의 특정 양태는 다른 구현예에서 조합되거나 제거될 수 있다. 예를 들어, 단열 인클로저는 단열 없이 형성될 수 있고 및/또는 일부 패널은 제거될 수 없다. 또한, 개시된 기술의 일부 구현예와 관련된 이점이 본원에서 설명되었지만, 상이한 특성을 갖는 구성이 또한 이러한 이점을 발휘할 수 있으며, 모든 구성이 반드시 기술의 범위 내에 있도록 이러한 이점을 발휘할 필요는 없다. 따라서, 본 개시 및 관련 기술은 본원에 명시적으로 나타내거나 설명되지 않은 다른 구성을 포함할 수 있다. 다음의 실시예는 본 기술의 추가적인 대표적 설명을 제공한다:
1.
플로어부와 천장부에 의해 그리고 상기 플로어부와 상기 천장부 사이에서 연장되는 대향하는 제1 측부 및 제2 측부에 의해 형성되는 내부 영역을 갖는 단열 인클로저로서,
프레임부; 및
프레임부에 해제 가능하게 결합된 복수의 패널을 포함하고,
복수의 패널은 플로어부, 천장부, 및 제1 및 제2 측부를 적어도 부분적으로 형성하고,
패널들 각각은 단열부 및 단열부에 결합된 배킹부를 포함하고,
단열 인클로저가 제1 형태와 제2 형태 사이에서 움직여질 수 있고,
상기 내부 영역은 단열 인클로저가 제1 형태로 있을 때의 제1 높이와, 단열 인클로저가 제2 형태로 있을 때의 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 포함하는, 단열 인클로저.
2.
실시예 1에 있어서,
단열 인클로저가 제1 형태로 있을 때의 천장부와 제1 측부 간의 제1 갭 및 천장부와 제2 측부 간의 제2 갭; 및
제1 및 제2 갭을 덮는 천장부에 결합된 단열재를 더 포함하는, 단열 인클로저.
3.
실시예 1에 있어서,
상기 프레임부에 결합된 적어도 하나의 잭을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 잭은 단열 인클로저를 제1 형태와 제2 형태 사이에서 움직이도록 구성되는, 단열 인클로저.
4.
실시예 3에 있어서, 적어도 하나의 잭은 기계식 잭을 포함하는, 단열 인클로저.
5.
실시예 1에 있어서,
단열 인클로저의 외부로부터 내부 영역으로 차가운 공기를 순환시키는 데 사용되는 냉각 장치를 더 포함하는, 단열 인클로저.
6.
실시예 1에 있어서,
열을 생성하는 데 사용되는 외부 가열 장치를 더 포함하고, 외부 가열 장치는 단열 인클로저의 외면에 결합되며, 생성된 열을 내부 영역으로부터 멀어지게 지향시키도록 위치되는, 단열 인클로저.
7.
실시예 1에 있어서, 내부 영역은 단열 인클로저가 제1 형태로 있을 때의 제1 폭과, 단열 인클로저가 제2 형태로 있을 때의, 제1 폭보다 작은 제2 폭을 포함하는, 단열 인클로저.
8.
실시예 1에 있어서, 단열부는 세라믹 재료를 포함하고 배킹부는 금속을 포함하는, 단열 인클로저.
9.
플로어와 크라운에 의해 그리고 상기 플로어와 상기 크라운 사이에서 연장되는 측벽들에 의해 형성된 오븐 챔버를 가지며 상기 플로어, 상기 크라운, 및 상기 측벽들을 형성하는 복수의 벽돌을 포함하는 코크스 오븐을 수리하는 방법으로서,
오븐 챔버에 단열 인클로저를 삽입하는 단계 - 여기서, 단열 인클로저는 프레임부에 제거 가능하게 결합된 복수의 패널을 포함하며, 제1 형태와 제2 형태 사이에서 움직여질 수 있음 -;
단열 인클로저가 제1 형태로 있을 때 단열 인클로저를 오븐 챔버에 삽입하는 단계를 포함하는, 단열 인클로저를 오븐 챔버에 삽입하는 단계;
단열 인클로저를 제1 형태로부터 제2 형태로 움직이는 단계;
패널들 중 적어도 하나를 프레임부에서 분리하여 플로어, 크라운, 및 측벽들 중 적어도 하나를 노출시키는 단계;
벽돌 중 적어도 하나를 수리하는 단계;
적어도 하나의 패널을 프레임부에 재부착하는 단계;
단열 인클로저를 제1 형태로 움직이는 단계; 및
오븐 챔버에서 단열 인클로저를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
10.
실시예 9에 있어서, 단열 인클로저는 제1 단열 인클로저를 포함하고, 단열 인클로저를 오븐 챔버에 삽입하는 단계는 제1 단열 인클로저를 오븐 챔버에 삽입하는 단계를 포함하고, 당해 방법이,
단열 인클로저를 제1 형태로부터 제2 형태로 움직이기 전에, 제1 단열 인클로저에 인접한 오븐 챔버에 제2 단열 인클로저를 삽입하는 단계; 및
제1 단열 인클로저를 제2 단열 인클로저에 결합시키는 단계를 포함하는, 방법.
11.
실시예 10에 있어서,
프레임부는 제1 프레임부를 포함하고,
복수의 패널은 제1 복수의 패널을 포함하고,
제2 단열 인클로저는 제2 프레임부에 결합된 제2 복수의 패널을 포함하고,
제2 단열 인클로저는 제1 형태로부터 제2 형태로 움직여질 수 있고,
단열 인클로저를 제1 형태로부터 제2 형태로 움직이는 단계는 제1 단열 인클로저 및 제2 단열 인클로저를 제1 형태로부터 제2 형태로 움직이는 단계를 포함하는, 방법.
12.
실시예 9에 있어서,
단열 인클로저를 오버 챔버에 삽입하기 전에, 오븐 챔버의 일 부분을 식별하는 단계를 더 포함하고,
단열 인클로저를 오븐 챔버에 삽입하는 단계는 식별된 부분 위에 단열 인클로저를 위치시키는 단계를 포함하고,
적어도 하나의 패널을 프레임부에서 분리하여 플로어, 크라운, 및 측벽 중 적어도 하나를 노출시키는 단계는 식별된 부분을 노출시키기 위해 적어도 하나의 패널을 분리하는 단계를 포함하고,
식별된 부분은 적어도 하나의 벽돌을 포함하는, 방법.
13.
실시예 9에 있어서,
적어도 하나의 벽돌은 제1 벽돌을 포함하고,
적어도 하나의 벽돌을 수리하는 단계는 제1 벽돌을 제2 벽돌로 교체하는 단계를 포함하는, 방법.
14.
실시예 9에 있어서, 코크스 오븐은 제1 온도에서 석탄을 연소시키도록 구성되고, 코크스 오븐을 둘러싸는 공기는 제1 온도보다 낮은 제2 온도에 있고, 당해 방법이,
단열 인클로저를 오븐 챔버에 삽입하기 전에, 오븐 챔버를 제1 온도로부터 제1 온도보다 낮고 제1 온도보다 높은 제3 제2 온도로 냉각시키는 단계; 및
오븐 챔버에서 단열 인클로저를 제거한 후, 오븐 챔버를 제1 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는, 방법.
15.
플로어와 크라운에 의해 그리고 상기 플로어와 상기 크라운 사이에서 연장되는 측벽들에 의해 형성된 오븐 챔버를 가지며 상기 플로어, 상기 크라운, 및 상기 측벽들을 형성하는 복수의 벽돌을 포함하는 코크스 오븐을 수리하기 위한 오븐 수리 시스템으로서,
오븐 챔버에 삽입 가능하고, 플로어부와 천장부에 의해 그리고 상기 플로어부와 상기 천장부 사이에서 연장되는 대향하는 제1 및 제2 측부에 의해 형성되는 내부 영역을 갖는, 단열 인클로저이로되,
프레임부, 및
프레임부에 제거 가능하게 결합된 복수의 패널을 포함하되,
복수의 패널은 플로어부, 천장부, 및 제1 및 제2 측부를 적어도 부분적으로 형성하고,
패널들 각각은 단열부 및 단열부에 결합된 배킹부를 포함하는, 단열 인클로저; 및
단열 인클로저를 오븐 챔버 내로 삽입하는 위치 결정 장치를 포함하는, 오븐 수리 시스템.
16.
실시예 15에 있어서, 단열 인클로저는 제1 단열 인클로저를 포함하고 내부 영역은 제1 내부 영역을 포함하고, 당해 오븐 수리 시스템이,
오븐 챔버에 삽입 가능한 제2 단열 인클로저를 더 포함하고,
위치 결정 장치는 제2 단열 인클로저를 오븐 챔버 안에 제1 단열 인클로저에 인접하게 삽입하도록 구성되고,
제2 단열 인클로저는 제1 단열 인클로저에 결합 가능하고,
제2 단열 인클로저는 제2 내부 영역을 포함하고,
제1 내부 영역과 제2 내부 영역은 제1 단열 인클로저와 제2 단열 인클로저가 서로 결합될 때 서로 유체 연통되게 연결되는, 오븐 수리 시스템.
17.
실시예 15에 있어서,
단열 인클로저는 제1 형태와 제2 형태 사이에서 움직여질 수 있고,
천장부는 단열 인클로저가 제1 형태로 있을 때의 제1 거리 및 단열 인클로저가 제2 형태로 있을 때의 제1 거리보다 큰 제2 거리만큼 크라운으로부터 분리되는, 오븐 수리 시스템.
18.
실시예 17에 있어서,
천장부의 외면에 결합된 단열재를 더 포함하고, 천장부는 단열 인클로저가 제1 형태로 있을 때 갭들에 의해 측부로부터 분리되고 단열재는 갭들을 지나 연장되는, 오븐 수리 시스템.
19.
실시예 15에 있어서, 단열 인클로저가 오븐 챔버에 삽입될 때, 플로어부는 오븐의 플로어에 인접하게 위치되고, 제1 측부는 측벽의 제1 부분에 인접하게 위치되고, 제2 측부는 측벽의 제2 부분에 인접하게 위치되고, 천장부는 크라운에 인접하게 위치되는, 오븐 수리 시스템.
20.
실시예 15에 있어서,
복수의 패널은 프레임부로부터 제거되도록 구성된 제1 패널을 포함하고,
제1 패널이 프레임부로부터 분리될 때 벽돌 중 적어도 하나는 내부 영역으로 노출되는, 오븐 수리 시스템.
본 개시 내용은 본원에 원용되어 포함된 임의의 자료가 본 개시 내용과 상충되는 범위까지 지배한다. 본원에 사용된 바와 같이, "A 및/또는 B"에서와 같이 "및/또는"이라는 문구는 A 단독, B 단독, 및 A와 B 양자를 지칭한다. 하기 실시예는 본 기술의 추가적인 대표적 특징을 제공한다.
Claims (20)
- 플로어부와 천장부에 의해 그리고 상기 플로어부와 상기 천장부 사이에서 연장되는 대향하는 제1 및 제2 측부에 의해 형성되는 내부 영역을 갖는 단열 인클로저(insulated enclosure)로서,
프레임부; 및
상기 프레임부에 해제 가능하게 결합된 복수의 패널을 포함하고,
상기 복수의 패널은 상기 플로어부, 상기 천장부, 및 상기 제1 및 제2 측부를 적어도 부분적으로 형성하고,
상기 패널들 각각은 단열부 및 상기 단열부에 결합된 배킹부를 포함하고,
상기 단열 인클로저는 제1 형태(configuration)와 제2 형태 사이에서 움직여질 수 있고,
상기 내부 영역은 단열 인클로저가 상기 제1 형태로 있을 때의 제1 높이와, 단열 인클로저가 상기 제2 형태로 있을 때의 상기 제1 높이보다 낮은 제2 높이를 포함하는, 단열 인클로저. - 제1항에 있어서,
단열 인클로저가 상기 제1 형태로 있을 때의 상기 천장부와 상기 제1 측부 간의 제1 갭 및 상기 천장부와 상기 제2 측부 간의 제2 갭; 및
상기 제1 및 제2 갭을 덮는 상기 천장부에 결합된 단열재를 더 포함하는, 단열 인클로저. - 제1항에 있어서,
상기 프레임부에 결합된 적어도 하나의 잭을 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 잭은 단열 인클로저를 상기 제1 형태와 상기 제2 형태 사이에서 움직이도록 구성되는, 단열 인클로저. - 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 잭은 기계식 잭을 포함하는, 단열 인클로저.
- 제1항에 있어서,
단열 인클로저의 외부로부터 상기 내부 영역으로 차가운 공기를 순환시키는 데 사용되는 냉각 장치를 더 포함하는, 단열 인클로저. - 제1항에 있어서,
열을 생성하는 데 사용되는 외부 가열 장치를 더 포함하고,
상기 외부 가열 장치는 단열 인클로저의 외면에 결합되며, 생성된 열을 상기 내부 영역으로부터 멀어지게 지향시키도록 위치되는, 단열 인클로저. - 제1항에 있어서,
상기 내부 영역은 단열 인클로저가 상기 제1 형태로 있을 때의 제1 폭과, 상기 단열 인클로저가 상기 제2 형태로 있을 때의, 상기 제1 폭보다 작은 제2 폭을 포함하는, 단열 인클로저. - 제1항에 있어서, 상기 단열부는 세라믹 재료를 포함하고, 상기 배킹부는 금속을 포함하는, 단열 인클로저.
- 플로어와 크라운에 의해 그리고 상기 플로어와 상기 크라운 사이에서 연장되는 측벽들에 의해 형성된 오븐 챔버를 가지며, 상기 플로어, 상기 크라운, 및 상기 측벽들을 형성하는 복수의 벽돌을 포함하는 코크스 오븐을 수리하는 방법으로서,
상기 오븐 챔버에 단열 인클로저를 삽입하는 단계 - 여기서, 상기 단열 인클로저는 프레임부에 제거 가능하게 결합된 복수의 패널을 포함하며, 제1 형태와 제2 형태 사이에서 움직여질 수 있음 -;
상기 단열 인클로저가 상기 제1 형태로 있을 때 상기 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버에 삽입하는 단계를 포함하는, 상기 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버에 삽입하는 단계;
상기 단열 인클로저를 상기 제1 형태로부터 상기 제2 형태로 움직이는 단계;
상기 패널들 중 적어도 하나를 상기 프레임부에서 분리하여 상기 플로어, 상기 크라운, 및 상기 측벽들 중 적어도 하나를 노출시키는 단계;
상기 벽돌 중 적어도 하나를 수리하는 단계;
상기 적어도 하나의 패널을 상기 프레임부에 재부착하는 단계;
상기 단열 인클로저를 상기 제1 형태로 움직이는 단계; 및
상기 오븐 챔버에서 상기 단열 인클로저를 제거하는 단계를 포함하는, 코크스 오븐을 수리하는 방법. - 제9항에 있어서, 상기 단열 인클로저는 제1 단열 인클로저를 포함하고, 상기 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버에 삽입하는 단계는 상기 제1 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버에 삽입하는 단계를 포함하고, 당해 방법이,
상기 단열 인클로저를 상기 제1 형태로부터 상기 제2 형태로 움직이기 전에, 상기 제1 단열 인클로저에 인접한 상기 오븐 챔버에 제2 단열 인클로저를 삽입하는 단계; 및
상기 제1 단열 인클로저를 상기 제2 단열 인클로저에 결합시키는 단계를 포함하는, 코크스 오븐을 수리하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 프레임부는 제1 프레임부를 포함하고,
상기 복수의 패널은 제1 복수의 패널을 포함하고,
상기 제2 단열 인클로저는 제2 프레임부에 결합된 제2 복수의 패널을 포함하고,
상기 제2 단열 인클로저는 상기 제1 형태로부터 상기 제2 형태로 움직여질 수 있고,
상기 단열 인클로저를 상기 제1 형태로부터 상기 제2 형태로 움직이는 단계는 상기 제1 단열 인클로저 및 상기 제2 단열 인클로저를 상기 제1 형태로부터 상기 제2 형태로 움직이는 단계를 포함하는, 코크스 오븐을 수리하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 단열 인클로저를 상기 오버 챔버에 삽입하기 전에, 상기 오븐 챔버의 일 부분을 식별하는 단계를 더 포함하고,
상기 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버에 삽입하는 단계는 상기 식별된 부분 위에 상기 단열 인클로저를 위치시키는 단계를 포함하고,
상기 적어도 하나의 패널을 상기 프레임부에서 분리하여 상기 플로어, 상기 크라운, 및 상기 측벽 중 적어도 하나를 노출시키는 단계는 상기 식별된 부분을 노출시키기 위해 상기 적어도 하나의 패널을 분리하는 단계를 포함하고,
상기 식별된 부분은 상기 적어도 하나의 벽돌을 포함하는, 코크스 오븐을 수리하는 방법. - 제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 벽돌은 제1 벽돌을 포함하고,
상기 적어도 하나의 벽돌을 수리하는 단계는 상기 제1 벽돌을 제2 벽돌로 교체하는 단계를 포함하는, 코크스 오븐을 수리하는 방법. - 제9항에 있어서, 상기 코크스 오븐은 제1 온도에서 석탄을 연소시키도록 구성되고, 상기 코크스 오븐을 둘러싸는 공기는 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도에 있고, 당해 방법이,
상기 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버에 삽입하기 전에, 상기 오븐 챔버를 상기 제1 온도로부터 상기 제1 온도보다 낮고 상기 제1 온도보다 높은 제3 제2 온도로 냉각시키는 단계; 및
상기 오븐 챔버에서 상기 단열 인클로저를 제거한 후, 상기 오븐 챔버를 상기 제1 온도로 가열하는 단계를 더 포함하는, 코크스 오븐을 수리하는 방법. - 플로어와 크라운에 의해 그리고 상기 플로어와 상기 크라운 사이에서 연장되는 측벽들에 의해 형성된 오븐 챔버를 가지며, 상기 플로어, 상기 크라운, 및 상기 측벽들을 형성하는 복수의 벽돌을 포함하는 코크스 오븐을 수리하기 위한 오븐 수리 시스템으로서,
상기 오븐 챔버에 삽입 가능하고, 플로어부와 천장부에 의해 그리고 상기 플로어부와 상기 천장부 사이에서 연장되는 대향하는 제1 및 제2 측부에 의해 형성되는 내부 영역을 갖는, 단열 인클로저(insulated enclosure)이로되,
프레임부, 및
상기 프레임부에 제거 가능하게 결합된 복수의 패널을 포함하되,
상기 복수의 패널은 상기 플로어부, 상기 천장부, 및 상기 제1 및 제2 측부를 적어도 부분적으로 형성하고,
상기 패널들 각각은 단열부 및 상기 단열부에 결합된 배킹부를 포함하는, 단열 인클로저; 및
상기 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버 내로 삽입하는 위치 결정 장치를 포함하는, 오븐 수리 시스템. - 제15항에 있어서, 상기 단열 인클로저는 제1 단열 인클로저를 포함하고 상기 내부 영역은 제1 내부 영역을 포함하고, 당해 오븐 수리 시스템이,
상기 오븐 챔버에 삽입 가능한 제2 단열 인클로저를 더 포함하고,
상기 위치 결정 장치는 상기 제2 단열 인클로저를 상기 오븐 챔버 안에 상기 제1 단열 인클로저에 인접하게 삽입하도록 구성되고,
상기 제2 단열 인클로저는 상기 제1 단열 인클로저에 결합 가능하고,
상기 제2 단열 인클로저는 제2 내부 영역을 포함하고,
상기 제1 내부 영역과 상기 제2 내부 영역은 상기 제1 단열 인클로저와 제2 단열 인클로저가 서로 결합될 때 서로 유체 연통되게 연결되는, 오븐 수리 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 단열 인클로저는 제1 형태와 제2 형태 사이에서 움직여질 수 있고,
상기 천장부는 상기 단열 인클로저가 상기 제1 형태로 있을 때의 제1 거리 및 상기 단열 인클로저가 상기 제2 형태로 있을 때의 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리만큼 상기 크라운으로부터 분리되는, 오븐 수리 시스템. - 제17항에 있어서,
상기 천장부의 외면에 결합된 단열재를 더 포함하고, 상기 천장부는 상기 단열 인클로저가 상기 제1 형태로 있을 때 갭들에 의해 상기 측부로부터 분리되고, 상기 단열재는 상기 갭들을 지나 연장되는, 오븐 수리 시스템. - 제15항에 있어서, 상기 단열 인클로저가 상기 오븐 챔버에 삽입될 때, 상기 플로어부는 상기 오븐의 플로어에 인접하게 위치되고, 상기 제1 측부는 상기 측벽의 제1 부분에 인접하게 위치되고, 상기 제2 측부는 상기 측벽의 제2 부분에 인접하게 위치되고, 상기 천장부는 상기 크라운에 인접하게 위치되는, 오븐 수리 시스템.
- 제15항에 있어서,
상기 복수의 패널은 상기 프레임부로부터 제거되도록 구성된 제1 패널을 포함하고,
상기 제1 패널이 상기 프레임부로부터 분리될 때 상기 벽돌 중 적어도 하나는 상기 내부 영역으로 노출되는, 오븐 수리 시스템.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |