KR20210090952A - 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스트랜드잭을 이용하여 작업대를 리프팅함으로써 윈치나 곤돌라를 이용하는 종래의 방식에 비해 안전하면서 이동통로의 간섭이 없는 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법에 관한 것이다.
본 발명의 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치는 고로의 내부에 장착되는 데크부와, 상기 데크부의 설치된 지지축에 결합되어 상기 지지축을 중심으로 일정한 반경을 형성하며 회전이 가능한 다수의 회전암을 포함하는 작업대와, 작업대를 상하로 이동시키기 위한 리프팅부를 구비한다.

Description

스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법{safe working device for blast furnace using strand jack and repair method of blast furnace}

본 발명은 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스트랜드잭을 이용하여 작업대를 리프팅함으로써 윈치나 곤돌라를 이용하는 종래의 방식에 비해 안전하면서 이동통로의 간섭이 없는 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로 공정은 상부의 장입구를 통해서 연료인 코크스와 원료인 철광석을 장입하고, 고로 하부에 있는 풍구를 통해서 고온의 열풍을 불어 넣어 코크스를 연소시켜 열과 환원가스를 만들고, 열과 환원가스는 노내의 철광석을 환원용융시켜 용선과 슬라그를 생성하게 되며, 용선은 고로 하부의 출선구를 통해서 배출이 되도록 구성되며, 그에 의하여 용선의 연속적인 생산을 가능하게 한다.

이러한 고로는 외부가 철피로 이루어지고, 내부는 고온 및 가스에 견딜 수 있는 고강도의 내화물로 축조되고, 또한 내화물 사이에 냉각반을 삽입하는 것에 의하여 냉각시킬 수 있도록 함으로써 고온으로부터 내화물과 철피를 보호할 수 있도록 구성된다.

따라서 고로의 설치시 고로의 내벽에 내화물을 축조할 필요가 있다. 또한, 고로 사용연한이 증가할수록 내화물의 손상 및 마모가 진행되거나 및/또는 냉각반 돌출이 심하게 되고, 냉각반 파손량이 증가하게 되며, 철피를 적열 및 균열시켜 조업 불안 요인이 되곤 한다. 따라서 이러한 문제를 해소하기 위해서는 노벽 보수가 필요하다.

고로의 내벽에 내화물을 축조하거나 보수시 고로의 내부에 리프팅이 가능한 작업대를 설치하고, 고로의 출선구 측으로 내화물을 반입시킨다. 작업대를 들어올리기 위해 주로 사용되는 윈치나 곤돌라 방식은 작업대를 이동시키는 경우에 중량이 무거운 내화물의 위치 선정을 위해서 작업자가 개입되어야만 하는데, 이 경우 작업자는 안전사고에 노출되는 위험이 발생한다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0068718호에는 고로의 내화물 축조용 장치가 개시되어 있다.

상기 공개특허기술은 고로의 내부에 놓인 데크를 리프팅장치를 이용하여 들어올리는 구성을 구비하고 있으며, 리프팅장치로 곤도라를 이용하고 있다. 하지만 이러한 곤도라 방식은 고로의 내부에 곤도라를 지지시켜야 하므로 시공이 복잡하고 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 리프팅장치를 설치하기 위한 용접 개소의 증가, 이동통로에서 간섭의 문제가 발생하여 위험요인이 증가한다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0068718호: 고로의 내화물 축조용 장치

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 스트랜드잭을 이용하여 작업대를 리프팅함으로써 윈치나 곤돌라를 이용하는 종래의 방식에 비해 안전하면서 이동통로의 간섭이 없는 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치는 고로의 내부에 장착되는 데크부와, 상기 데크부의 설치된 지지축에 결합되어 상기 지지축을 중심으로 일정한 반경을 형성하며 회전이 가능한 다수의 회전암을 포함하는 작업대와; 상기 작업대를 상하로 이동시키기 위한 리프팅부;를 구비하고, 상기 리프팅부는 상기 고로의 오프테이크 노즐을 통해 상기 고로의 내부로 삽입되어 상기 데크부에 연결되는 와이어로프와, 상기 고로의 상부에 설치되어 상기 와이어로프를 올리거나 내리는 스트랜드잭과, 상기 스트랜드잭에 유압을 제공하는 유압파워팩을 구비한다.

상기 와이어로프는 연결유닛에 의해 상기 데크부에 연결되며, 상기 연결유닛은 상기 데크의 상부에 설치되는 연결브라켓트와, 상기 와이어로프의 단부에 결합되는 앵커가 장착되며 상기 연결브라켓트와 탈부착이 가능하도록 결합되는 커넥팅부를 구비한다.

상기 연결브라켓트는 상기 데크에 고정되며 원형의 관통홀이 형성된 판상의 고정플레이트와, 상기 관통홀에 삽입되어 상기 고정플레이트에 결합되며 중앙에 원형의 삽입홀이 형성된 몸체부와, 상기 고정플레이트의 양측에 각각 설치되어 상기 고정플레이트를 지지하는 측면지지플레이트를 구비한다.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고로의 개수방법은 데크부와, 상기 데크부의 설치된 지지축에 결합되어 상기 지지축을 중심으로 일정한 반경을 형성하며 회전이 가능한 다수의 회전암을 포함하는 작업대를 고로의 내부에 설치하는 단계와; 상기 고로의 상부에 스트랜드잭을 설치하는 단계와; 상기 스트랜드잭을 경유하는 와이어로프를 상기 고로의 오프테이크 노즐을 통해 상기 고로의 내부로 늘어뜨려 상기 데크부에 연결시키는 단계와; 작업높이에 따라 상기 스트랜드잭으로 상기 와이어로프를 견인하여 상기 작업대의 높이를 변화시키는 단계;를 포함한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스트랜드잭을 이용하여 작업대를 리프팅함으로써 윈치나 곤돌라를 이용하는 종래의 방식에 비해 안전하면서 이동통로의 간섭이 없다.

또한, 용접개소를 줄일 수 있으며 시공이 빠르고 간편하다.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 고로용 안전작업장치가 설치된 고로의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 도 1에 적용된 고로의 상부 모습을 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 1에 적용된 작업대의 모습을 나타낸 정면도이고,
도 4는 도 3의 요부를 발췌한 분리사시도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 작동을 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치와 이를 이용한 고로의 개수방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치는 고로(1)의 내부에 설치되는 작업대(10)와, 작업대(10)를 상하로 이동시키기 위한 리프팅부를 구비한다.

작업대(10)는 고로(1)의 내부에 장착되는 데크부(11)와, 데크부(11)의 설치된 지지축(15)에 결합되는 다수의 회전암(20)을 포함한다.

데크부(11)는 원형으로 형성된다. 이러한 데크부(11)는 다수의 H빔을 이용하여 형성될 수 있다.

고로(1)는 높이에 따라 내부의 크기가 달라지므로 고로(1)의 내측에는 데크부와 연결되는 지지대(7)가 설치될 수 있다. 지지대(7)는 고로(1)의 내측면을 따라 환형으로 형성된다. 지지대(7)는 고로(1)의 2개 이상의 부위에 설치될 수 있다.

데크부(11)의 중앙에는 지지축(13)이 설치되고, 지지축(13)에 다수의 회전암(20)이 결합된다.

회전암들(20)은 지지축(13)에 상하 방향으로 차례로 결합된다. 도시된 예에서는 하나의 지지축(13)에 3개의 회전암(20)이 결합된 모습을 나타내고 있다. 회전함들(20)은 지지축(13)을 중심으로 일정한 반경을 형성하며 회전이 가능하다. 그리고 각 회전암(20)은 텔레스코프 방식으로 길이 조절이 가능하게 구성될 수 있다.

회전암(20)에는 작업자의 안전을 위해 난간(21)이 설치될 수 있다. 난간(21)은 회전암(20)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동방식으로 이동이 가능하다.

각 회전암(20)에는 내화벽돌(연와)를 이송시키기 위한 호이스트(23)가 장착된다. 호이스트(23)에 의해 무거운 내화벽돌을 적절한 위치로 이송시킬 수 있다.

회전암(20)을 회전시키기 위한 회전수단으로서 데크부(11)의 하부에 설치된 지지레일(15)과, 회전암(20)의 상부에 설치되며 지지레일(15)에 결합되는 한쌍의 롤러(27)를 포함하는 활차(25)와, 롤러(27)를 회전시키기 위한 모터(29)를 구비한다.

지지레일(15)은 데크부(11)의 하부에 일정한 반경으로 이루어진 원형의 궤도를 따라 형성된다. 지지레일(15)에는 각 회전암(20)의 활차(25)가 결합된다.

활차(25)는 회전암(20)의 상부에 설치된다. 활차(25)는 지지레일(15)을 따라 이동이 가능하도록 구성된다. 활차(25)는 지지레일(15)에 결합되는 한쌍의 롤러(27)를 포함한다. 한쌍의 롤러(27)는 지지레일(15)의 좌우 양측면에 결합된다.

모터(29)는 활차(25)에 장착되어 롤러(27)를 회전시킨다. 따라서 모터(29)가 작동하면 롤러(27)가 회전하면서 지지레일(15)을 따라 이동한다. 이에 따라 회전암(20)은 함께 이동한다.

상술한 회전수단은 회전암(20)을 회전시킴과 동시에 회전암(20)을 지지하는 역할을 동시에 한다.

작업대는 리프팅부에 의해 상하로 이동된다. 종래에는 작업대를 이동시키기 위한 리프팅 장치로 주로 윈치나 곤도라가 사용되었다. 하지만, 종래의 리프팅 방식은 시공이 복잡하고 어려울 뿐만 아니라 리프팅장치를 설치하기 위한 용접 개소의 증가, 이동통로에서 간섭의 문제가 발생하여 위험요인이 증가하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 스트랜드잭을 이용한 리프팅 방식을 적용한다. 도시된 리프팅부는 고로(1)의 오프테이크 노즐(3)을 통해 고로(1)의 내부로 삽입되어 데크부(11)에 연결되는 와이어로프(30)와, 고로(1)의 상부에 설치되어 와이어로프(30)를 올리거나 내리는 스트랜드잭(40)과, 스트랜드잭(40)에 유압을 제공하는 유압파워팩(50)을 구비한다.

와이어로프(30)는 오프테이크 노즐(3)을 통해 고로(1)의 외부에서 내부 방향으로 삽입된다. 와이어로프(30)는 다수의 가닥이 한 조를 이룬다. 도시된 예에서는 3가닥의 와이어로프(30)가 한조를 이루고 있다. 한 조의 와이어로프(30)의 단부는 앵커(35)에 결합된다.

고로(1)의 상부에는 다수의 오프테이크(off take) 노즐(3)이 설치된다. 오프테이크 노즐(3)은 고로의 내부에서 발생된 가스를 배출시키는 통로이다. 각 오프테이크 노즐(3) 마다 한 조의 와이어로프(30)가 삽입되어 데크부와 연결된다. 따라서 데크부(11)는 다수의 부위에 와이어로프(30)가 연결된다. 도시된 예에서 4개의 오프테이크 노즐(3)을 통해 와이어로프(30)가 고로(1)의 내부로 삽입되므로 데크부(11)는 90도 간격으로 4개의 부위에 와이어로프(30)가 연결된다.

와이어로프(30)는 연결유닛에 의해 데크부(11)에 연결된다.

연결유닛은 데크(11)의 상부에 설치되는 연결브라켓트(60)와, 와이어로프(30)의 단부에 결합되는 앵커(35)가 장착되며 연결브라켓트(60)와 탈부착이 가능하도록 결합되는 커넥팅부(70)를 구비한다.

연결브라켓트(60)는 데크(11)에 고정되는 판상의 고정플레이트(61)와, 고정플레이트(61)에 결합되며 중앙에 원형의 삽입홀(65)이 형성된 몸체부(63)와, 고정플레이트(61)의 양측에 각각 설치되어 고정플레이트(61)를 지지하는 측면지지패널(67)을 구비한다.

커넥팅부(70)는 앵커(35)가 고정되는 고정박스(71)와, 고정박스(71)의 양측에 결합되어 하방으로 일정길이 연장되어 나란하게 배치되는 한쌍의 포크(73)와, 포크(75)에 탈부착이 가능하도록 결합되는 걸림봉(77)으로 이루어진다.

한쌍의 포크(73)에는 원형의 관통홀(75)이 형성된다. 관통홀(75)에 걸림봉(77)이 삽입된다.

걸림봉(77)을 포크(73)로부터 분리한 후 한쌍의 포크(73) 사이로 연결브라켓트(60)의 몸체부(63)를 삽입한다. 그리고 걸림봉(77)을 포크(73)의 관통홀(75)과 몸체부(63)의 삽입홀(65)로 통과시키면 커넥팅부(70)가 연결브라켓트(60)와 결합된다.

스트랜드잭(40)은 고로(1)의 상부에 설치된다. 스트랜드잭(40)은 고로(1)의 오프테이트 노즐(3) 주위에 설치된다.

스트랜드잭(strand jack)은 유압 잭의 일종으로서 정밀하게 구동 가능하며, 스트랜드 잭의 수를 조절하여 무거운 중량물의 리프팅이 가능하다. 스트랜드 잭은 유압에 의해 상하로 반복 이동하면서 와이어로프를 리프팅시킨다.

고로(1)의 상부에는 스트랜드잭(40)을 설치하기 위한 고정프레임(45)이 설치된다. 그리고 스트랜드잭(40) 주위에는 와이어로프(30)의 이동을 안내하기 위한 로프가이드(47)가 설치된다. 또한, 도시되지 않았지만 와이어로프(30)의 리프팅시 고로의 상부로 올라오는 와이어로프를 감아 놓을 수 있는 로프권취기가 더 설치될 수 있다.

유압파워팩(HPU; Hydraulic Power Pack)(50)은 스트랜드잭(40)에 유압을 제공하여 와이어로프(30)를 인양하는 힘을 발생시킨다. 유압파워팩(40)은 고로(1)의 상부에 설치될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스트랜드잭(40)을 이용하여 작업대(10)를 리프팅함으로써 윈치나 곤돌라를 이용하는 종래의 방식에 비해 안전하면서 이동통로의 간섭이 없다.

이하, 상술한 본 발명의 고로용 안전작업장치를 이용한 고로의 개수방법에 대하여 설명한다.

먼저, 고로(1)의 내부에 작업대(10)를 설치한다. 이동대차를 이용하여 고로의 출선구를 통해 고로(1)의 내부로 자재를 운반한 후 고로의 내부에서 작업대(10)를 조립할 수 있다.

다음으로, 작업대(10)를 상하로 이동시키기 위한 리프팅부를 고로에 설치한다.

고로(1)의 상부에 고정프레임(45)을 설치한 후 고정프레임(45)에 스트랜드잭(40)과 로프가이드(47)를 설치한다. 그리고 스트랜드잭(40)에 유압을 제공하기 위한 유압파워팩(50)을 고로(1)의 상부에 설치한 후 스트랜드잭(40)과 유압파워팩(50)을 호스로 연결한다.

스트랜드잭(40)과 연결된 와이어로프(30)를 고로(1)의 오프테이크 노즐(3)을 통해 고로(1)의 내부로 늘어뜨린 후 연결유닛을 이용하여 와이어로프(30)를 작업대(10)의 데크부(11)에 연결시킨다.

이와 같이 와이어로프가 작업대와 연결되면 스트랜드잭으로 와이어로프를 견인하여 작업대의 높이를 변화시키면서 고로의 내부에서 필요한 작업을 할 수 있다. 이러한 작업의 일 예로 고로의 내벽 개수를 들 수 있다. 또한, 고로의 설치나 해체시 고로의 내화벽돌을 축조하거나 철거하는 작업을 예로 들 수 있다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 고로 10: 작업대
11: 데크부 20: 회전암
30: 와이어로프 40: 스트랜드잭
50: 유압파워팩

Claims (4)

1. 고로의 내부에 장착되는 데크부와, 상기 데크부의 설치된 지지축에 결합되어 상기 지지축을 중심으로 일정한 반경을 형성하며 회전이 가능한 다수의 회전암을 포함하는 작업대와;
   상기 작업대를 상하로 이동시키기 위한 리프팅부;를 구비하고,
   상기 리프팅부는 상기 고로의 오프테이크노즐을 통해 상기 고로의 내부로 삽입되어 상기 데크부에 연결되는 와이어로프와, 상기 고로의 상부에 설치되어 상기 와이어로프를 올리거나 내리는 스트랜드잭과, 상기 스트랜드잭에 유압을 제공하는 유압파워팩을 구비하는 것을 특징으로 하는 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 와이어로프는 연결유닛에 의해 상기 데크부에 연결되며,
   상기 연결유닛은 상기 데크의 상부에 설치되는 연결브라켓트와, 상기 와이어로프의 단부에 결합되는 앵커가 장착되며 상기 연결브라켓트와 탈부착이 가능하도록 결합되는 커넥팅부를 구비하는 것을 특징으로 하는 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 연결브라켓트는 상기 데크에 고정되며 원형의 관통홀이 형성된 판상의 고정플레이트와, 상기 관통홀에 삽입되어 상기 고정플레이트에 결합되며 중앙에 원형의 삽입홀이 형성된 몸체부와, 상기 고정플레이트의 양측에 각각 설치되어 상기 고정플레이트를 지지하는 측면지지플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 스트랜드잭을 이용한 고로용 안전작업장치.
4. 데크부와, 상기 데크부의 설치된 지지축에 결합되어 상기 지지축을 중심으로 일정한 반경을 형성하며 회전이 가능한 다수의 회전암을 포함하는 작업대를 고로의 내부에 설치하는 단계와;
   상기 고로의 상부에 스트랜드잭을 설치하는 단계와;
   상기 스트랜드잭을 경유하는 와이어로프를 상기 고로의 오프테이크노즐을 통해 상기 고로의 내부로 늘어뜨려 상기 데크부에 연결시키는 단계와;
   작업높이에 따라 상기 스트랜드잭으로 상기 와이어로프를 견인하여 상기 작업대의 높이를 변화시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 개수방법.
   

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