KR100584724B1 - 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스키드파이프에 신속하고 용이한 시공이 가능함으로써 작업부하를 감소시키고, 가열로 수리주기를 연장할 수 있음으로서 정비작업성을 크게 개선한 가열로의 스키드파이프용 내화물블럭및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 제철공정에서 열연 가열로의 스키드파이프를 보호하는 내화물 블럭에 있어서, 2분할로 성형된 복수의 내화물 반원부재들로 미리 제작되고, 상기 내화물 반원부재들은 내열케스타블과 단열케스타블로 이루어져 있으며, 스키드파이프와 접하게 되는 단열 케스타블의 내부측에는 철띠를 설치하고, 상기 내화물 반원부재들을 관통하는 구멍을 통하여 철띠와 스키드 파이프를 용접결합한 것을 특징으로 하는 가열로 스키드파이프용 내화물 블럭과 그 제조방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 가열로 스키드파이프용 내화물로 블럭 시공방법을 채용함으로써 시공방법이 간단하여 가열로 수리기간을 적어도 2~3일이상을 단축하게 될 뿐 아니라, 시공품질의 향상 및 단열케스타블의 적용으로 앵커의 절손방지 및 내화물 손상 탈락을 억제하여 가열로 내화물 수리주기를 약 1.5배 이상 연장시킬 수 있다.

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Description

가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭 제조방법{REFRACTORY BLOCK MANUFACTURING METHOD FOR SKID PIPE OF HEATING FURNACE}

도 1은 종래의 가열로내 스키드 파이프및 슬라브를 도시한 모식도;

도 2는 종래의 가열로내 스키드 파이프용 내화물 블럭을 시공하는 상태를 도시한 단면도;

도 3은 종래의 가열로내 스키드 파이프용 내화물 블럭에서 내화물이 탈락되는 상태를 도시한 설명도;

도 4는 본 발명에 따른 스키드 파이프용 내화물 블럭의 분해사시도;

도 5는 본 발명에 따른 스키드 파이프용 내화물 블럭을 제조하는 방식을 설명하기 위한 예시도;

도 6은 본 발명에 따른 스키드 파이프용 내화물 블럭및 슬라브의 모식도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10.... 반원부재 20.... 단열 케스타블

30.... 내열 케스타블 40.... 철띠

45.... 앵커 50.... 고정구

60.... 구멍 70.... 용접기

100... 스키드파이프 110... 스키드 파이프부재

112... 냉각수

본 발명은 제철공정에서 열연 가열로의 스키드파이프를 보호하는 내화물 블럭및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 스키드파이프에 신속하고 용이한 시공이 가능함으로써 작업부하를 감소시키고, 가열로 수리주기를 연장할 수 있음으로서 정비작업성을 크게 개선한 가열로의 스키드파이프용 내화물블럭및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 제철공정에서 열연 가열로는 연주공정에서 주조된 슬라브를 압연에 필요한 온도로 가열하는 설비로서, 제 1도에 도시한 바와 같이 슬라브(s)는 냉각수가 흐르는 다수개의 스키드 파이프(100)의 전,후진 및 수직 왕복운동에 의해 이동되는데, 슬라브(s)는 스키드파이프(100)상에서 지지되며, 스키드파이프(100)와 이를 지지하는 기둥(120)은 고열과 슬라브(s)로 부터 흘러내리는 스케일등으로 부터의 열화 손상을 방지하기 위하여 케스타블 부정형 내화물(130)로 파이프 부재(110)의 표면이 시공되어 있다.

일반적으로 상기와 같은 가열로의 스키드파이프용 내화물(130) 시공작업은 제 2도에 도시한 바와 같이, 냉각수(112)가 통입되는 파이프부재(110)의 외주면에 앵커(123)와 세라믹울(125)을 먼저 시공한 후, 그 주위에 중공원통형의 형틀(135) 을 설치하고 압송기로 케스타블 내화물(130)을 주입, 성형하여 내화물 블럭을 만들게 된다. 그러나 이러한 종래의 시공방법은 가열로 수리작업이 협소하고 폐쇄된 공간에서 이루어지기 때문에 작업자에게 작업환경의 부담을 주어 효율을 저하시킨다.

또한, 가열로의 수리작업은 일반적으로 약 1~2년의 주기로 실시되어, 스키드파이프용 내화물(130)은 가열로내의 고온(약 1250℃) 분위기에서 장기간 견딜 수 있도록 시공되어야 한다. 그러나, 상기와 같은 종래의 방식으로는 수리기간의 제한 때문에 시공내화물(130)에 대한 충분한 양생 및 건조시간의 확보가 어렵게 되어 제 3도에서 도시한 바와 같이, 승온중 내부증기압에 의해 케스타블 내화물(130)에 폭열 및 균열이 발생하고, 사용중에는 국부적인 내화물의 탈락을 유발시킨다.

또한, 단열성을 확보하기 위해서 케스타블 내화물(130)과 스키드파이프부재(110)의 중간부분에 삽입된 세라믹울(125)은 그 구조적인 강도의 취약성과 신축성으로 인해 고정된 형상을 가지지 못하고, 강도가 거의 없기 때문에 시공시 치수편차를 발생시키며, 장기간 사용중에는 고온에 의해 소결 및 압착현상을 일으켜 케스타블 내화물(130)에 구조적인 문제점을 발생시킨다. 특히, 가열로의 1200℃ 온도하에서 케스타블 내화물(130) 0.2%, 세라믹울(125) 1% 와 같은 케스타블 내화물과 세라믹울의 선팽창계수 차이로 인하여 장기간 사용시, 경계면으로 침입된 가스에 의해 스키드 파이프부재(110)의 외면과 앵커(123)들에 산화현상이 발생하고, 외부응력에 대해 절손되어 지지력 상실로 내화물 탈락현상이 발생된다.

이와같이 종래의 스키드파이프용 내화물 블럭 및 그 시공방법은 작업부하가 높고, 내화물(130)의 탈락으로 스키드파이프부재(110)안의 냉각수 온도를 상승시켜 조업 불안정을 야기시키며, 가열로 내화물블럭의 수리주기를 단축시켜 원가상승을 초래하는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 협소한 공간에서 단시간에 내화물 블럭의 보수시공이 가능하고, 내화물블럭에 발생하는 구조적 스폴링과 앵커(ANCHOR) 절손 등에 의한 내화물 탈락을 방지하여 가열로의 수리주기를 연장시켜 원가를 절감하고 안정적인 조업을 실시할 수 있도록 개선된 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

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제철공정에서 열연 가열로의 스키드파이프를 보호하는 내화물 블럭의 제조방법에 있어서, 각각 반원형의 곡률을 갖추어 서로 대칭으로 배열되어 원형을 이루는 다수개의 철띠와, 상기 각각의 철띠로 부터 연장하는 다수개의 앵커들을 구비한 고 정구를 마련하는 단계; 상기 고정구에 각각 반원형의 단면구조를 갖는 한쌍의 단열케스타블층을 성형하는 단계; 상기 단열 케스타블층의 외주면에 각각 일체로 형성되는 내열 케스타블층을 성형하여 내화물 반원부재들을 성형하는 단계;및, 상기 내화물 반원부재들을 스키드 파이프에 장착하는 단계;들을 포함함을 특징으로 하는 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭 제조방법을 마련함에 의한다.

그리고 본 발명은 상기 내화물 반원부재들을 스키드 파이프에 장착하는 단계가, 상기 내화물 반원부재들을 관통하여 철띠까지 연장하는 다수개의 구멍을 형성하는 단계;및 상기 성형된 내화물 반원부재들을 스키드 파이프의 외주면에 감싸 배치하고, 상기 구멍을 통하여 철띠와 스키드 파이프를 용접결합시키는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭 제조방법을 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭(1)은 제 4도와 같이 각제철공정에서 열연 가열로의 스키드파이프부재(110)를 보호하는 내화물 블럭이다. 본 발명의 내화물 블럭(1)은 2분할로 성형된 복수의 내화물 반원부재(10)들로 미리 제작되고, 상기 내화물 반원부재(10)들은 내열케스타블(30)과 단열케스타블(20)로 이루어져 있으며, 이들은 각 반원형의 단면구조를 갖추고, 스키드 파이프부재(110)의 외주면에 면접 배치되는 한쌍의 단열케스타블(20)층과 상기 단열 케스타블(20)층의 외주면에 각각 일체로 형성되는 내열 케스타블(30)층을 구비한다. 그리고, 상기 단열케스타블(20)층의 내주면에 각각 삽입되는 다수개의 철띠(40)와 상기 철띠(40)로 부터 연장하여 상기 단열케스타블(20)층과 내열케스타블(30)을 견고히 결속시키도록 삽입되는 다수개의 앵커(45)들을 구비한 고정구(50)를 갖는 바, 상기 고정구(50)는 스키드파이프부재(110)와 접하게 되는 단열케스타블(20)의 내부측에 철띠(40)를 설치하게 된다.

또한, 상기 내화물 반원부재(10)들을 관통하는 구멍(60)을 통하여 철띠(40)와 스키드 파이프부재(110)를 용접결합한 것으로, 상기 구멍(60)은 상기 단열케스타블(20)층과 내열케스타블(30)층을 관통하여 철띠(40)까지 연장하고, 그 내부를 통하여 용접봉이 삽입되어 철띠(40)를 스키드 파이프부재(110)의 외주면에 용접 결합시킴으로서 스키드 파이프부재(110)의 외주면에 내화물 블럭을 형성하는 것이다.

제 4도에 도시한 바와 같이 본 발명의 스키드파이프부재(110)용 내화물 블럭에 있어서, 상기 가열로 내부 분위기가스와 접하는 외부쪽에 위치한 내열케스타블(30)은 일반적으로 가열로 스키드파이프부재(110)에 부정형으로 시공되는 것과 동일한 재질을 사용하며 스키드파이프부재(110)에 체결을 위한 용접용 구멍(60)이 2분할된 블록에 각각 2개씩 단열케스타블(20)과 철띠(40)를 관통하여 형성된다. 2개의 용접부위는 내화물 블럭을 탈락되지 않게 스키드파이프부재(110)에 부착시키기 위한 것으로, 용접용 구멍(60)의 직경은 용접봉의 원활한 삽입이 가능할 수 있도록 20~30mm가 적당하다.

한편, 상기 단열케스타블(20)은 내열케스타블(30)의 내부쪽에 위치하는데, 스키드파이프부재(110) 내부 냉각수에 대한 단열효과를 확보하기 위해 1200℃에서의 열전도율이 0.2~0.4Kcal/mh℃의 것을 사용한다. 열전도율이 0.4Kcal/mh℃ 보다 높은 재질을 사용할 경우 스키드파이프부재(110) 내부에 흐르는 냉각수가 과열되어 조업에 지장을 초래할 수 있으며 열전도율이 0.2Kcal/mh℃ 보다 낮은 경우 일반적으로 강도가 취약하게 된다. 상기 단열케스타블(20)의 두께는 시공체의 강도가 확보될 수 있도록 전체 두께의 약 1/2이 바람직하다.

스키드파이프부재(110)와 접하는 내부측에 위치한 철띠(40)는 내화물 지지용 앵커(45)가 용접되어 내화물 반원부재(10) 전체를 일체화 시킨다. 앵커(45)는 일반적인 Y형,V형,T형 등을 사용하여 형상에 특별한 제한은 없으며, 길이는 스키드파이프부재(110)용 내화물 전체두께의 약 2/3가 바람직하다. 또한 블럭을 스키드파이프부재(110)에 체결할 때 용접용 구멍(60)을 이용하여 용접기(70)로 철띠(40)와 스키드파이프부재(110) 표면을 용접시키기 위하여 철띠(40)에 형성된 구멍(60)의 직경은 약 10mm정도로 하며 용접이 끝난 후, 용접용 구멍(60) 공간은 도 5에 도시된 바와 같이, 압입내화물을 주입하여 폐쇄한다.

이하, 본 발명에 따른 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 스키드파이프용 내화물블럭은 형틀(미도시)을 사용하여 미리 2분할된 블럭을 만들어 충분한 건조를 통해 수분을 완전히 제거시킨 상태로 가열로에 시공한다. 제 4도에 도시된 바와 같이, 먼저 각각 반원형의 곡률을 갖추어 서로 대칭으로 배열되어 원형을 이루는 다수개의 철띠(40)와, 상기 각각의 철띠(40)로 부터 연장하는 다수개의 앵커(45)들을 구비한 고정구(50)를 마련하는 단계가 이루어지며, 이 단계는 철띠(40)에 앵커(45)를 미리 용접하여 고정구(50)를 마련한 다음 내열케스타블(30)과 단열케스타블(20)을 각각 주입하여 사전에 제작하게 된다.

그리고, 상기 고정구(50)에 각각 반원형의 단면구조를 갖는 한쌍의 단열케스타블(20)층을 성형하는 단계와, 상기 단열케스타블(20)층의 외주면에 각각 일체로 형성되는 내열케스타블(30)층을 성형하여 내화물 반원부재(10)들을 성형하는 단계가 이루어지며, 이렇게 제작된 내화물 반원부재(10)들은 종래의 기술과 같이, 세라믹울(125)과 케스타블(130)을 이용하여 가열로내에서 직접 시공한 경우보다, 훨씬 높은 강도(100℃건조강도 10kg/㎠이상)를 발현할 뿐 아니라 정확한 치구로 제작하는 것이 가능하다.

또한 단열케스타블(20)을 세라믹울(125)로 시공한 것에 비해 내열케스타블(30)과의 선팽창율차이가 적고 치밀한 시공체를 형성함에 따라 가열로 가스가 내화물 내부로 침투되는 것을 억제하여 앵커(45)의 산화와 절손이 방지된다.

그리고 마지막으로, 본 발명의 스키드파이프용 내화물을 스키드파이프부재(110) 외부에 시공할 경우, 상기 내화물 반원부재(10)들을 관통하여 철띠(40)까지 연장하는 다수개의 구멍(60)을 형성하는 단계와, 상기 성형된 내화물 반원부재(10)들을 스키드 파이프부재(110)의 외주면에 감싸 배치하고, 상기 구멍(60)을 통하여 철띠(40)와 스키드 파이프부재(110)를 용접결합시키는 단계가 이루어진다. 이 단계들은 제 5도와 같이 2개의 분할된 반원부재(10)중 1개를 먼저 스키드파이프부재(110) 외부에 씌우고 2개의 용접용 구멍(60)에 대해 용접기(70)를 이용하여 스키드파이프부재(110)에 철띠(40)를 부착,용접시킨다. 나머지 1개의 반 원부재(10)는 먼저 시공한 블럭에 대칭되도록 스키드파이프부재(110)의 반대편에 맞추어 부착시키는데 용접용 구멍(60)을 통해 간단히 작업할 수 있어 신속하게 시공할 수 있다.

용접이 끝난 반원부재(10)에 대해서는 용접용 구멍(60)간에 간단히 소형 압입기등을 통해 단열케스타블(20)을 주입하여 냉각수가 흐르는 스키드파이프부재(110)와 외부열기의 유입을 차단한다.

이와같은 내화물블럭의 시공작업을 반복하여 제 6도에 나타낸 것과 같이 스키드파이프부재(110)에 시공하게 되는데, 시공품질이 우수하여 장기간 경과후에도 열적, 기계적 충격에 의한 탈락이나 스케일에 대한 침식손상이 적어 종래의 방법에 비해 약 1.5배 이상 수리주기를 연장하는 것이 가능한 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 가열로 스키드파이프용 내화물로 블럭 시공방법을 채용함으로써 시공방법이 간단하여 가열로 수리기간을 적어도 2~3일이상을 단축하게 될 뿐 아니라, 시공품질의 향상 및 단열케스타블(20)의 적용으로 앵커(45)의 절손방지 및 내화물 손상 탈락을 억제하여 가열로 내화물 수리주기를 약 1.5배 이상 연장시킬 수 있다.

또한 종래의 가열로 내화물 교체수리작업이 고열의 분위기와 협소한 작업공간에서 이루어져 작업환경이 매우 열악하였으나, 본 발명에 의한 간편한 제조방법으로 안전사고등이 예방되고, 스키드파이프용 내화물의 사용수명 향상및, 원가절감 뿐만아니라, 작업환경의 개선과 폐기물 감소의 효과를 나타낸다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 제철공정에서 열연 가열로의 스키드파이프를 보호하는 내화물 블럭의 제조방법에 있어서, 각각 반원형의 곡률을 갖추어 서로 대칭으로 배열되어 원형을 이루는 다수개의 철띠(40)와, 상기 각각의 철띠(40)로 부터 연장하는 다수개의 앵커(45)들을 구비한 고정구(50)를 마련하는 단계; 상기 고정구(50)에 각각 반원형의 단면구조를 갖는 한쌍의 단열케스타블(20)층을 성형하는 단계; 상기 단열케스타블(20)층의 외주면에 각각 일체로 형성되는 내열케스타블(30)층을 성형하여 내화물 반원부재(10) 들을 성형하는 단계;및, 상기 내화물 반원부재(10)들을 스키드 파이프부재(110)에 장착하는 단계;들을 포함함을 특징으로 하는 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭 제조방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 내화물 반원부재(10)들을 스키드 파이프부재(110)에 장착하는 단계가, 상기 내화물 반원부재(10)들을 관통하여 철띠(40)까지 연장하는 다수개의 구멍(60)을 형성하는 단계;및 상기 성형된 내화물 반원부재(10)들을 스키드 파이프부재(110)의 외주면에 감싸 배치하고, 상기 구멍(60)을 통하여 철띠(40)와 스키드 파이프부재(110)를 용접결합시키는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 가열로의 스키드 파이프용 내화물 블럭 제조방법.

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