KR20200055289A - 코크스오븐의 보수용 단열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치는, 외부로부터 코크스오븐의 탄화실 내부까지 바닥에 배치된 레일; 및 상기 레일 상에서 이동되며, 상기 코크스오븐에서 연소실과 탄화실을 나누는 노벽의 보수 시 단열이 이루어지도록, 근접한 다른 연소실 측의 노벽을 가리는 단열유닛;을 포함한다.

Description

코크스오븐의 보수용 단열장치{INSULATION APPARATUS FOR REPAIRING OF COKE OVEN}

본 발명은 코크스오븐의 보수용 단열장치로서, 코스크오븐의 보수 시 사용되는 코크스오븐의 보수용 단열장치에 관한 것이다.

코크스오븐은 석탄을 장입한 후 1200℃ 이상의 고온으로 가열하는 건류과정을 통해 코크스를 생산하는 설비이다.

이러한 코크스오븐은 일반적으로는 수십~수백의 로(연소실 및 탄화실)가 병렬로 늘어서 있는 형태를 가지고 있으며, 국내에는 모두 동일한 형식을 갖고 있다.

이때, 코크스오븐의 단열을 실시하게 되는 탄화실은 4~7m의 높이, 400~500mm의 폭, 14~17m의 길이를 가지는 형태를 가지며, 유사한 크기의 연소실과 병렬로 구성되어 있다.

일반적으로 공업로는 사용 중 내화물에 문제가 발생하는 경우 조업을 중단하고 냉각하여 보수하는 방법을 사용한다.

그러나, 코크스오븐은 탄화실과 연소실이 병렬로 늘어선 형태를 가지고 있으므로, 내화물에 문제가 발생하는 경우에도 주변 로의 계속된 가동이 필요하고, 이를 해결하기 위하여 고온의 열간에서 보수를 실시해야 하는 경우가 많다.

코크스오븐의 내장재로는 주로 실리카질, 점토질의 내화물이 사용되고 있으며, 특히 코크스오븐의 연소가 일어나는 연소실과 석탄의 건류가 일어나는 탄화실 부위는 실리카질 내화물이 주를 이룬다. 이러한 실리카질 내화물은 온도에 따른 상전이가 발생하는 특징을 가지고 있으며, 열충격에 취약하여 열간에서의 보수가 곤란한 문제점을 가지고 있다.

또한, 열간 보수를 위해서는 해체부위를 제외한 인접부위의 온도 저하를 억제하기 위하여 단열을 실시하여야 함에 따라, 현재에는 내화벽돌로 이루어진 벽에 인력으로 세라믹울을 부착하는 형태로 진행되고 있는데, 폭이 400mm~500mm인 협소한 공간에서의 작업으로 인하여 단열이 완전하게 이루어지게 하는 것이 어렵고, 아울러 작업자의 안전사고의 위험성이 크다.

대한민국 등록특허공보 제10-0925631호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 코크스오븐의 보수 시 단열작업이 자동으로 이루어지면서 안전사고를 방지하는 코크스오븐의 보수용 단열장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치는, 외부로부터 코크스오븐의 탄화실 내부까지 바닥에 배치된 레일; 및 상기 레일 상에서 이동되며, 상기 코크스오븐에서 연소실과 탄화실을 나누는 노벽의 보수 시 단열이 이루어지도록, 근접한 다른 연소실 측의 노벽을 가리는 단열유닛;을 포함한다.

여기에서, 상기 단열유닛은, 벽체프레임; 상기 벽체프레임의 적어도 일면에 접하는 단열패널; 및 상기 벽체프레임에 상기 단열패널을 고정시키는 고정부재;를 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 벽체프레임은 복수 개가 상하연결되어 배치되며, 두 개의 상기 벽체프레임이 서로 연결되도록, 상기 벽체프레임은 상하부 각각에 형성된 플랜지부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 단열패널은 복수 개의 부분패널모듈이 연결되어 이루어질 수 있다.

이때, 상기 단열패널은 세라믹울을 포함한 내화재질로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 고정부재는, 상기 단열패널을 지지하면서 상기 벽체프레임에 연결고정된 메쉬를 구비할 수 있다.

또한, 상기 고정부재는, 핀부가 상기 단열패널을 관통하여 상기 벽체프레임에 연결되고, 상기 핀부에 연결된 헤드부가 상기 단열패널을 압박하는 고정핀을 더 구비할 수 있다.

한편, 상기 벽체프레임은, 상기 노벽의 측면과 대응되는 형상을 가진 테두리부; 및 상기 테두리부에 연결되어 상기 테두리부의 내측공간을 가로지르는 내측보강부;를 구비할 수 있다.

이에 더하여, 상기 벽체프레임의 고온변형을 차단하도록 상기 벽체프레임의 양면에 변형방지판이 장착될 수 있다.

그리고, 상기 단열유닛은 하단부에 주행바퀴가 장착되며, 상기 레일은, 상부개구부가 형성된 받침채널; 및 상기 주행바퀴가 안착되어 좌우이동 제한되고 길이방향으로 롤링이동되도록, 상기 받침채널의 내측에 설치된 환봉;을 구비할 수 있다.

나아가, 상기 단열유닛을 상기 레일 상에서 이동시키는 구동유닛;을 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 구동유닛은, 상기 단열유닛과 연결된 와이어; 및 상기 와이어가 연결되며, 상기 와이어를 권취 및 권출시키는 윈치;를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치는 레일 상에서 이동하는 구조를 취하여, 코크스오븐에서 연소실과 탄화실을 나누는 노벽의 보수 시 단열이 이루어지도록, 근접한 다른 연소실 측의 노벽을 가리는 단열유닛이 구성됨으로써, 작업자가 탄화실 내에서 보수작업이 가능함에 따라 노벽을 전체적으로 원활하면서도 용이하게 보수할 수 있고, 근접한 다른 연소실의 연소가 계속적으로 유지되는 상태에서 보수가 가능함에 따라 코크스오븐의 생산성 저하를 방지할 수 있으며, 작업자의 안전사고를 방지할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 상기 노벽은 실리카질 내화물로 이루어지는데, 이러한 실리카질 내화물은 온도에 따라 상전이가 발생함에 따라 열충격에 취약함으로써, 노벽 보수 시 열손실이 발생하게 되면 열충격에 의해 손상이 발생하게 됨에 따라, 본 발명은 상술된 단열유닛에 의하여 근접한 다른 연소실 측의 노벽을 가려서 단열보호함으로써, 근접한 다른 연소실 측 노벽이 열충격에 의해 손상을 받는 것을 방지할 수 있는 장점을 지닌다.

도 1은 본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치를 나타낸 정면도이다.
도 2는 도 1의 코크스오븐의 보수용 단열장치를 나타낸 측면도이다.
도 3의 도 2의 A를 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 1의 코크스오븐의 보수용 단열장치가 구동유닛에 의해 탄화실 내로 이동된 것을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명하기로 한다. 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 코크스오븐의 보수용 단열장치를 나타낸 측면도이며, 도 3의 도 2의 A를 나타낸 확대도이고, 도 4는 도 1의 코크스오븐의 보수용 단열장치가 구동유닛에 의해 탄화실 내로 이동된 것을 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치는 레일(100)과, 단열유닛(200)을 포함한다.

여기에서, 상기 레일(100)은 외부로부터 코크스오븐의 탄화실(20) 내부까지 바닥에 배치된다.

또한, 상기 단열유닛(200)은 레일(100) 상에서 이동되며, 코크스오븐에서 연소실(10)과 탄화실(20)을 나누는 노벽(W)의 보수 시 단열이 이루어지기 위해, 근접한 다른 연소실(10) 측의 노벽(W)을 가리도록 구성된다.

종래에는 코크스오븐의 열간 보수를 하는 경우에도 인접 로(연소실 및 탄화실)의 연속적인 고온 유지가 필요하기 때문에 단열이 필수적인 작업이다.

코크스오븐의 입구부 또는 출구부의 보수를 위해서 사람이 직접 고온의 로 입구부 또는 출구부에 들어가서 세라믹울을 고온의 벽에 부착하는데, 연소실과 탄화실은 400~500mm 폭의 좁은 형태이기 때문에 이러한 단열작업은 안전사고의 위험이 큰 문제점이 있다.

특히, 로의 입출구부의 시공을 위해서는 입출구부에만 들어가면 되지만, 대규모의 로 보수를 위해서는 로의 내측 부분까지 단열을 위한 작업이 필요하기 때문에, 단열작업이 더욱더 위험해진다. 물론, 이러한 안전사고의 위험을 줄이기 위해서는 인접한 로의 가열공정을 중단할 수 있지만 이러한 경우 생산적인 측면에서 상당한 손실이 발생하게 되는 한계점이 있다.

그리고, 코크스오븐에서 로벽의 내장재로서 실리카질 내화물이 주로 사용되는데, 이러한 실리카질 내화물은 온도에 따라 상전이가 발생하기 때문에, 열충격에 취약하여 코크스오븐의 보수 시 로벽에 대한 단열이 잘 이루어지지 않게 되면 로벽이 손상되는 문제점도 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치는 레일(100)을 따라 탄화실(20) 내부까지 이동되는 단열유닛(200)이 구성됨으로써, 근접한 로의 연속적인 고온 유지가 가능하고 작업자의 안전사고를 예방할 수 있으며, 나아가 로벽을 열충격을 최소화하여 로벽의 손상을 방지할 수 있다.

이러한 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 단열유닛(200)은 레일(100) 상에 안착되어 레일(100)을 따라 이동할 수 있도록, 하단부에 주행바퀴(290)가 장착된다.

이때, 상기 레일(100)은 받침채널(110)과 환봉(120)을 구비할 수 있다.

상기 받침채널(110)은 코크스오븐의 외부로부터 탄화실(20) 내부까지 바닥에 길게 배치되며, 상부개구부(110a)가 형성된다.

아울러, 상기 환봉(120)은 단열유닛(200)의 주행바퀴(290)가 안착되는 부분으로서 받침채널(110)의 내측에 설치된다.

이러한 환봉(120)은 주행바퀴(290)의 센터홈(290a)에 인입되어 주행바퀴(290)의 좌우이동을 제한하면서 주행바퀴(290)가 길이방향으로 롤링이동되도록 한다.

이에 더하여, 본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치는 구동유닛(300)을 더 포함할 수 있다.

상기 구동유닛(300)은 단열유닛(200)을 레일(100) 상에서 이동시키도록 구성된다.

이러한 구동유닛(300)은 일례로서 와이어(310)와 윈치(320)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 와이어(310)는 단열유닛(200)과 연결되며, 상기 윈치(320)는 와이어(310)가 연결되어 와이어(310)를 권취 및 권출시키도록 구성되어, 종국적으로 단열유닛(200)을 이동시키는 역할을 수행한다.

아울러, 매우 협소한 로의 출구 측 외부공간에서 와이어(310) 및 윈치(320)가 기능에 무리가 가지 않도록 적정한 배치구조를 이루기 위해서는, 와이어(310)를 방향전환하도록 도르래(330)가 설치될 수 있다.

이에 따라, 상기 단열유닛(200)은 탄화실(20) 내에 윈치(320)의 구동에 의해 와이어(310)를 매개로 당겨져서 탄화실(20)의 입구를 통해 내부로 이동할 수 있으며, 로 보수가 완료된 후에는 코크스오븐의 부속설비인 압출기(push car) 또는 별도의 중장비에 의해 당겨져서 탄화실(20)의 입구를 통해 빠져나올 수 있다.

한편, 상기 단열유닛(200)은 레일(100) 상에서 이동되며, 코크스오븐에서 연소실(10)과 탄화실(20)을 나누는 노벽(W)의 보수 시 단열이 이루어지도록, 근접한 다른 연소실(10) 측의 노벽(W)을 가리도록 배치된다.

구체적으로, 상기 단열유닛(200)은 벽체프레임(210), 단열패널(220), 및 고정부재(230)를 구비할 수 있다.

여기에서, 상기 벽체프레임(210)은 테두리부(211)와 내측보강부(212)를 구비할 수 있다.

이때, 상기 테두리부(211)는 단열유닛(200)이 노벽(W)의 측면 전체를 가릴 수 있도록 노벽(W)의 측면과 대응되는 형상을 가지는데, 일례로서 사각구조의 노벽(W) 측면과 대응되도록 도면에 도시된 바와 같이 사각형 구조를 취할 수 있다.

또한, 상기 내측보강부(212)는 벽체프레임(210)의 내구성을 보강하면서 아울러 단열유닛(200)을 견고하면서도 안정적으로 지지하도록, 테두리부(211)에 연결되어 테두리부(211)의 내측공간을 가로지르는 구조를 취한다.

이에 더하여, 상기 벽체프레임(210)의 양면에는 벽체프레임(210)의 고온변형을 차단하도록 변형방지판(219)이 장착될 수 있다.

상기 단열유닛(200)은 약 1000℃의 고온을 가진 노벽(W)을 가리는데, 이러한 고온에서 벽체프레임(210)이 열변형되지 않도록 벽체프레임(210)의 양면에 변형방지판(219)이 설치될 수 있다.

그리고, 상기 탄화실(20)은 4m 내지 7m의 높이로 형성될 수 있는데, 이에 따라 높은 높이를 가진 노벽(W)에 대응되게 단열유닛(200)도 상하길이가 길게 형성되어야 한다.

이를 위해, 상기 벽체프레임(210)은 복수 개가 상하연결되어 배치되며, 이때 두 개의 벽체프레임(210)이 서로 연결되도록 상하부 각각에 형성된 플랜지부(213)를 구비할 수 있다. 즉, 상기 플랜지부(213)를 매개로 하여 두 개의 벽체프레임(210)을 결합시킬 수 있다.

한편, 상기 단열패널(220)은 벽체프레임(210)의 적어도 일면에 접하는데, 단열기능을 높이도록 도면에 도시된 바와 같이 벽체프레임(210)의 양면에 접하는 구조를 취할 수 있다.

이러한 단열패널(220)은 복수 개의 부분패널모듈이 연결되어 이루어질 수 있다.

상기 노벽(W)은 실질적으로 상당히 높기 때문에, 이를 가리는 단열패널(220) 또한 큰 크기를 가짐에 따라 이러한 단열패널(220)을 단순히 하나의 일체형 형태로 만든다면 제조 및 운반에 있어서 어려운 점이 많으며 손상의 위험도 큰 한계가 있다.

이에 따라, 상기 단열패널(220)은 제조공장에서 복수 개의 부분패널모듈로 제조된 후, 단열유닛(200)이 최종적으로 만들어지는 장소로 운반된 후 복수 개가 결합될 수 있다.

그리고, 상기 단열패널(220)은 내열성의 세라믹울을 포함한 내화재질로 이루어짐으로써, 단열효과를 증대시킬 수 있다.

한편, 상기 고정부재(230)는 벽체프레임(210)에 단열패널(220)을 고정시키도록 구성된다.

여기에서, 상기 고정부재(230)는 메쉬(231)를 구비할 수 있다.

이러한 메쉬(231)는 단열패널(220)을 지지하면서 벽체프레임(210)에 연결고정된다.

이때, 상기 메쉬(231)는 일례로서 도면에 도시된 바와 같이, 우측에 배치된 단열패널(220)의 우측면을 덮으면서 벽체프레임(210)에 연결고정됨으로써, 우측에 배치된 단열패널(220)이 벽체프레임(210)의 우측면에 견고하면서도 안정적으로 접하여 고정될 수 있도록 한다.

참고로, 상기 메쉬(231)는 노벽(W) 측에 배치되는 좌측 단열패널(220)의 좌측면에는 설치되지 않는데, 이는 철로 된 메쉬(231)가 노벽(W)을 손상시키는 것을 방지하기 위함이다.

그리고, 상기 고정부재(230)는 고정핀(232)을 더 구비할 수 있다.

이러한 고정핀(232)은 핀부가 단열패널(220)을 관통하여 벽체프레임(210)에 연결되고, 핀부에 연결된 헤드부가 단열패널(220)을 압박하는데, 이를 통해 도면에 도시된 바와 같이 좌측에 배치된 단열패널(220)이 벽체프레임(210)의 좌측면에 견고하면서도 안정적으로 접하여 고정될 수 있다.

참고로, 상기 벽체프레임(210)고라 좌측에 배치된 단열패널(220) 사이에는 메쉬(231)가 배치되어 좌측에 배치된 단열패널(220)을 더욱더 안정적으로 지지할 수 있으며, 이때 상기 고정핀(232)의 핀부는 벽체프레임(210) 또는 메쉬(231)에 끝단이 연결될 수 있다.

한편, 상술된 바와 같이 구성되는 단열유닛(200)은 탄화실(20) 내부에 이동배치된 후, 코크스오븐의 철구조물에 용접 등의 방법을 통해 고정됨으로써, 흔들림을 방지하여 작업자의 안전사고를 방지하면서 작업공간도 안정적으로 확보할 수 있다.

결과적으로, 본 발명에 따른 코크스오븐의 보수용 단열장치는 레일(100) 상에서 이동하는 구조를 취하여, 코크스오븐에서 연소실(10)과 탄화실(20)을 나누는 노벽(W)의 보수 시 단열이 이루어지도록, 근접한 다른 연소실(10) 측의 노벽(W)을 가리는 단열유닛(200)이 구성됨으로써, 작업자가 탄화실(20) 내에서 보수작업이 가능함에 따라 노벽(W)을 전체적으로 원활하면서도 용이하게 보수할 수 있고, 근접한 다른 연소실(10)의 연소가 계속적으로 유지되는 상태에서 보수가 가능함에 따라 코크스오븐의 생산성 저하를 방지할 수 있으며, 작업자의 안전사고를 방지할 수 있다.

또한, 상기 노벽(W)은 실리카질 내화물로 이루어지는데, 이러한 실리카질 내화물은 온도에 따라 상전이가 발생함에 따라 열충격에 취약함으로써, 노벽(W) 보수 시 열손실이 발생하게 되면 열충격에 의해 손상이 발생하게 됨에 따라, 본 발명은 상술된 단열유닛(200)에 의하여 근접한 다른 연소실(10) 측의 노벽(W)을 가려서 단열보호함으로써, 근접한 다른 연소실(10) 측 노벽(W)이 열충격에 의해 손상을 받는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 연소실 20 : 탄화실
W : 노벽
100 : 레일 110 : 받침채널
110a : 상부개구부 120 : 환봉
200 : 단열유닛 210 : 벽체프레임
211 : 테두리부 212 : 내측보강부
213 : 플랜지부 219 : 변형방지판
220 : 단열패널 230 : 고정부재
231 : 메쉬 232 : 고정핀
290 : 주행바퀴 290a : 센터홈
300 : 구동유닛 310 : 와이어
320 : 윈치 330 : 도르래

Claims (12)

1. 외부로부터 코크스오븐의 탄화실 내부까지 바닥에 배치된 레일; 및
   상기 레일 상에서 이동되며, 상기 코크스오븐에서 연소실과 탄화실을 나누는 노벽의 보수 시 단열이 이루어지도록, 근접한 다른 연소실 측의 노벽을 가리는 단열유닛;
   을 포함하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 단열유닛은,
   벽체프레임;
   상기 벽체프레임의 적어도 일면에 접하는 단열패널; 및
   상기 벽체프레임에 상기 단열패널을 고정시키는 고정부재;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 벽체프레임은 복수 개가 상하연결되어 배치되며,
   두 개의 상기 벽체프레임이 서로 연결되도록, 상기 벽체프레임은 상하부 각각에 형성된 플랜지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 단열패널은 복수 개의 부분패널모듈이 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 단열패널은 세라믹울을 포함한 내화재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 고정부재는, 상기 단열패널을 지지하면서 상기 벽체프레임에 연결고정된 메쉬를 구비하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 고정부재는, 핀부가 상기 단열패널을 관통하여 상기 벽체프레임에 연결되고, 상기 핀부에 연결된 헤드부가 상기 단열패널을 압박하는 고정핀을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
8. 제2항에 있어서,
   상기 벽체프레임은,
   상기 노벽의 측면과 대응되는 형상을 가진 테두리부; 및
   상기 테두리부에 연결되어 상기 테두리부의 내측공간을 가로지르는 내측보강부;
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 벽체프레임의 고온변형을 차단하도록 상기 벽체프레임의 양면에 변형방지판이 장착된 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 단열유닛은 하단부에 주행바퀴가 장착되며,
    상기 레일은,
    상부개구부가 형성된 받침채널; 및
    상기 주행바퀴가 안착되어 좌우이동 제한되고 길이방향으로 롤링이동되도록, 상기 받침채널의 내측에 설치된 환봉;
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 단열유닛을 상기 레일 상에서 이동시키는 구동유닛;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 구동유닛은,
    상기 단열유닛과 연결된 와이어; 및
    상기 와이어가 연결되며, 상기 와이어를 권취 및 권출시키는 윈치;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 코크스오븐의 보수용 단열장치.
    

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