KR101387331B1

KR101387331B1 - 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치

Info

Publication number: KR101387331B1
Application number: KR1020120047297A
Authority: KR
Inventors: 송병직; 송민재
Original assignee: (주)포스코
Priority date: 2012-05-04
Filing date: 2012-05-04
Publication date: 2014-04-21
Also published as: KR20130123850A

Abstract

본 발명은 코크스 오븐 탄화실의 바닥에 누적되는 카본을 제거함에 있어 코크스 오븐 탄화실 바닥면이 손상되지 않으면서도 상기 코크스 오븐 탄화실 바닥에 누적되는 카본을 완전히 제거할 수 있는 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치에 관한 것으로서, 그 구성은 오븐 탄화실 내부에 누적된 카본을 제거할 수 있도록 선단에 스크래퍼가 설치되며, 상기 오븐 탄화실 내부로 출입하는 프레임 클리너; 상기 프레임 클리너에 수체결되어 수평 방향 구동력을 전달하는 이동수단; 상기 프레임클리너가 상기 오븐 탄화실 바닥면에 근접할 수 있도록 상기 프레임 클리너를 가압하는 누름수단; 및 상기 프레임 클리너에 장착되어 상기 프레임 클리너을 수평 상태로 유지시키는 수평유지수단을 포함한다.

Description

코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치{APPARATUS FOR REMOVING CARBON IN COKE OVEN CARBONIZATION CHAMBER}

본 발명은 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코크스 오븐 탄화실의 바닥에 누적되는 카본을 제거함에 있어 코크스 오븐 탄화실 바닥면이 손상되지 않으면서도 상기 코크스 오븐 탄화실 바닥에 누적되는 카본을 완전히 제거할 수 있도록 항상 스크래퍼의 수평을 유지할 수 있는 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치에 관한 것이다.

코크스 오븐(coke oven)은, 수분이 함유된 석탄을 오븐 탄화실내로 장입하고, 그 장입된 석탄을 1000℃ 이상의 고열로 건류하여 코크스를 제조하는 설비이다.

이와 같은, 코크스 오븐에서 제조된 코크스는 코크스 오븐 도어를 열고 압출기로 압출하여 고로의 열원으로 사용된다.

도 1은 코크스를 제조하는 설비의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐(10)은, 내부에 석탄이 장입되어 건류되는 오븐 탄화실(11)과, 이 오븐 탄화실(11)의 양측에 각각 설치된 오븐도어(12)를 포함한다.

이 코크스 오븐(10)의 일측에는 오븐 탄화실(11)의 코크스를 트렌스퍼카(30) 측으로 밀어내는 압출기(20)가 구비되고, 코크스 오븐(10)의 타측에는 압출기(20)에 의해 압출된 코크스를 버켓(50)으로 가이드하는 트렌스퍼카(30)가 구비되며, 코크스 오븐(10)의 상부에는 석탄을 상기 오븐 탄화실(11)로 장입하는 장입차(40)가 구비된다.

이와 같은 코크스 제조설비에서, 오븐 탄화실(11)에서 코크스가 압출된 후 다시 코크스를 제조하기 위하여 오븐 탄화실(11)에 장입차(40)를 이용하여 석탄을 장입하게 되는바, 도 2에 도시된 바와 같이, 오븐 탄화실(11) 내부에 코크스 압출과정에서 완전히 압출되지 않은 코크스 일부가 누적카본(C)으로 잔존하게 된다.

이러한 누적카본(C)은 누적카본 제거장치를 이용하여 긁어 내게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래 누적카본 제거장치(60)는 오븐도어(12) 입구에 이동수단(70)에 의해 전/후진 되게 설치되어 오븐 탄화실 바닥에 누적된 카본을 제거하는 것으로서, 그 구성은 아래와 같다.

오븐도어(12) 입구에 작동축(62)을 중심으로 상/하 회동되게 설치된 프레임 클리너(61)가 마련되고, 그 프레임 클리너(61)의 선단에는 오븐 탄화실(11)의 바닥에 누적된 카본(C)을 긁어내는 스크래퍼(63)거 설치되며, 프레임 클리너(61)의 상부에는 프레임 클리너(61)를 하방으로 눌러주는 누름수단(80)이 설치되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는, 종래 누적카본 제거장치(60)는 그 후방에 설치된 이동수단(70)에 의해 누름수단(80)이 함께 연동 되면서 전/후진 되어 스크래퍼(63)에 의해 오븐 탄화실(11)의 바닥에 누적된 카본을 긁어내는 것이다.

이때 프레임 클리너(61)의 상부에는 프레임 클리너(61)를 하방으로 눌러주는 누름수단(80)이 설치되어 있기 때문에 프레임 클리너(61)를 지속적으로 눌러줄 수 있게 되고, 그에 따라 프레임 클리너(61)는 오븐 탄화실(11)의 바닥 쪽으로 하향 기울기를 갖도록 유지되어 스크래퍼(63)의 하단이 오븐 탄화실(11)의 바닥면과 긴밀한 접촉이 이루어진 상태에서 긁게 되므로, 스크래퍼(63)의 마모는 물론, 오븐 탄화실(11)의 바닥면 마모가 심화, 손상되는 문제점이 발생하였다.

이와 같이, 스크래퍼(63) 마모가 발생되는 경우, 교환 사용 가능하나, 오븐 탄화실(11)의 바닥면이 마모되면 코크스 오븐의 작동을 중지하고, 보수해야 하므로 그에 따른 철강 생산량에 막대한 지장을 초래하게 됨은 물론, 보수비용이 커서 경제적으로도 막대한 손실을 가져오는 문제점이 있었다.

또한 상기 누적카본 제거장치(60)는 오븐 탄화실(11)의 바닥 쪽으로 하향 기울기를 갖도록 설치되기 때문에 그 기울기 만큼 길이가 짧아져 오븐 탄화실(11)의 바닥에 누적된 카본(C)을 모두 제거하지 못하고 되는바, 도 4에 도시된 바와 같이 일부가 잔존하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 한국공개실용신안 제1998-0015040 (1998. 06. 25), 한국공개실용신안 제2000-0012284 (2000. 07.05), 한국공개특허 제1999- 0051834 (1999. 07.05), 한국등록특허 제1002387호 (2010. 12. 13) 등 다수의 선행기술 문헌에는, 코크스 오븐(10)의 주변에 누적되는 타르 및 카본을 제거하거나 또는 상기 타르 및 카본의 누적을 사전에 방지하는 기술들이 개시되어 있는바, 이는 오븐 탄화실(11) 내부 바닥에 누적되는 카본을 제거할 수 있는 것은 아닌바, 여전히 상술한 누적카본 제거장치(60)의 문제점은 해결되지 않고 있는 실정이다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

(선행기술 1) 한국공개실용신안공보 제1998-0015040 (1998. 06. 25) (선행기술 2) 한국공개실용신안공보 제2000-0012284 (2000. 07.05) (선행기술 3) 한국공개특허 제1999- 0051834 (1999. 07.05) (선행기술 4) 한국등록특허 제1002387호 (2010. 12. 13)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 형성함에 있어, 스크래퍼가 설치된 프레임 클리너가 기울어지지 않고 수평상태를 유지한 상태에서 오븐 탄화실의 바닥에 누적된 카본을 완전하게 제거 함은 물론, 누적카본 제거과정에서 오븐 탄화실의 바닥 및 스크래퍼의 마모를 최소화하여 코크스 오븐 및 스크래퍼의 사용수명을 연장하고 그에 따른 철강생산의 효율성 및 경제성을 개선한 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제의 해결 수단을 위한 구성은, 코크스 오븐의 일측 오븐도어 입구에 설치되어 누름수단에 의해 눌림된 상태로 전/후진 되는 프레임 클리너가 마련되고, 그 프레임 클리너의 선단에는 오븐 탄화실의 바닥에 누적된 카본을 제거하는 스크래퍼가 설치되며, 상기 프레임 클리너의 후방에는 누름수단과 함께 연동되는 이동수단이 설치된 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치에 있어서,

상기 프레임 클리너의 상부에 상기 누름수단에 의해 눌린 프레임 클리너가 항상 수평상태를 유지하도록 하는 수평유지수단을 설치하여 된 것으로 이루어진다.

상기 수평유지수단은, 하부 일부가 상기 프레임 클리너를 관통하며 그 관통된 하부 일부가 프레임 클리너에 위치되어 상하 슬라이딩 되는 복수 개의 가이드로드가 설치되고, 그 가이드로드의 상부는 상기 누름수단과 일체가 되도록 설치된 지지구와 고정 설치되며, 상기 지지구와 프레임 클리너 상면 간의 사이 가이드로드에는 탄성부재가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 프레임 클리너를 관통한 가이드로드의 하단에는 프레임 클리너로부터 이탈되지 못하게 하는 걸림구가 형성되고, 상기 프레임 클리너를 관통한 가이드로드는 장 볼트로써 하단에는 볼트머리가 위치하고, 상부는 지지구와 고정 설치되며, 상기 지지구와 프레임 클리너 상면 간의 사이 장 볼트 부분에는 탄성부재의 탄성력을 조절하는 너트가 설치된 것을 특징으로 한다.

또 상기 가이드로드에 설치된 탄성부재는, 코일스프링이고, 상기 스크래퍼는, 프레임 클리너의 선단으로부터 일정거리 이격되게 연장편을 매개로 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치는 아래와 같은 다양한 이점이 있다.

첫째, 선단에 스크래퍼가 설치된 프레임 클리너가 항상 수평상태를 유지기 때문에 오븐 탄화실의 바닥에 누적된 카본을 제거할 때에 오븐 탄화실의 바닥 및 스크래퍼의 마모를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 코크스 오븐 및 스크래퍼의 사용수명을 연장하고 그에 따른 철강생산의 효율성 및 경제성이 향상되는 이점이 있다.

셋째, 스크래퍼가 프레임 클리너의 선단으로부터 일정거리 이격되게 연장편을 매개로 연장 설치됨으로써 오븐 탄화실 내부의 모든 부분에 누적된 카본을 효과적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 코크스 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 코크스 오븐 탄화실의 바닥에 카본이 누적된 상태를 나타낸 개략도이며,
도 3은 종래 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 이용하여 누적카본을 제거하는 과정을 나타낸 구성도이고,
도 4는 종래 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 이용하여 누적카본을 제거한 후의 상태를 나타낸 구성도이며,
도 5는 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치 구성도이고,
도 6은 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 이용하여 누적카본을 제거하는 과정을 나타낸 구성도이며,
도 7은 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 이용하여 누적카본을 제거한 후의 상태를 나타낸 구성도이다.

이하 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

아래에서 설명되는 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.

도 5는 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치 구성도이고, 도 6은 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 이용하여 누적카본을 제거하는 과정을 나타낸 구성도이며, 도 7은 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치를 이용하여 누적카본을 제거한 후의 상태를 나타낸 구성도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치는, 코크스 오븐(10)의 오븐 탄화실(11) 일측의 오븐도어(12) 입구에 설치되어 오븐 탄화실(11) 바닥에 카본(C)이 누적되면 이를 제거할 수 있는 장치이다.

이러한 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치는, 프레임 클리너(61), 이동수단(70), 누름수단(80) 및 수평유지수단(100)을 포함한다.

프레임 클리너(61)는, 오븐 탄화실(11) 내부로 출입하면서 오븐 탄화실 내부에 누적된 카본(C)을 제거하는바, 그 선단에 설치된 스크래퍼(63)가 누적된 카본(C) 긁어 오븐 탄화실(11) 외부로 배출시키는 것이다.

이러한 프레임 클리너(61)는 수평 방향으로 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 이동수단(70)과 연결되며, 스크래퍼(63)가 오븐 탄화실(11) 바닥면에 근접할 수 있도록 누름수단(80)에 의해 가압된다.

누름수단(80)에 의해 프레임 클리너(60) 상면이 가압된 경우, 프레임 클리너(60)는 수평유지수단(100)에 의해 항상 수평이 유지된다.

한편, 오븐 탄화실(11) 바닥에 누적된 카본(C)을 제거할 경우에는, 이동수단(70) 및 누름수단(80)을 함께 구동시켜 프레임 클리너(61)를 오븐 탄화실(11)의 내부 방향으로 전진시킴과 동시에 프레임 클리너(61) 끝단에 설치된 스크래퍼(63)를 오븐 탄화실(11) 바닥면에 접촉시킨다.

이때 누름수단(80)의 일 실시예인 누름구(82)가 프레임 클리너(61)의 상면을 누르고 있는바, 프레임 클리너(61)의 상면을 누르는 누름구(82)는, 별도 설비에 의해 승강 작동함으로써, 프레임 클리너(61)를 누르는 압력은 조절될 수 있으며, 이러한 별도 설비는 누름구를 승강 작동시킬 수 있는 설비라면 특정 설비에 한정되지 않고, 다양한 설비가 이용될 수 있을 것이다.

한편, 누름구(82)가 프레임 클리너(61)의 상면을 누르게 되면, 이와 동시에 가이드로드(110)가 프레임 클리너(61) 내부로 이동하게 된다.

가이드로드(110) 외주면에는 탄성부재(120)가 권취되어 있는바, 가이드로드(110)가 프레임 클리너(61)로 이동하게 되면, 탄성부재(120)가 압축하게 되고, 복원력에 의해 프레임 클리너(61)의 상면이 눌리게 된다.

따라서, 누름구(82) 및 탄성부재(120)에 의하여 프레임 클리너(61)의 상면이 눌리면서 프레임 클리너(61)의 선단에 설치된 스크래퍼(63)의 하단이 오븐 탄화실(11)의 바닥면과 접촉하게 되는 것이다.

상술한 가이드로드(110) 및 이 가이드로드(110)의 외주면에 권선된 탄성부재(120)는 누름구(82)를 사이에 두고 한 쌍이 설치되는바, 누름구(82)가 프레임 클리너(61) 상면을 가압하는 경우, 프레임 클리너(61)의 균형을 잡아주는 기능을 하게 되다.

따라서, 프레임 클리너(61)가 어느 일측으로 기울어지지 않고 수평상태를 유지함으로써, 스크래퍼(63) 역시 수평 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 스크래퍼(60)가 오븐 탄화실(11) 내부에 위치한 상태에서, 이동수단(70)을 역 방향으로 작동시키면 프레임 클리너(61)가 후진하게 되는바, 스크래퍼(63)의 하단이 오븐 탄화실(11)의 바닥면에 누적된 카본(C)을 긁어내어 누적카본(C)을 완전히 제거할 수 있다.

그리고, 후진되는 프레임 클리너(61)는 스크래퍼(63)와 함께 종래 기울기를 유지하는 상태가 아닌 수평상태를 유지하고 있는 것은 물론, 탄성부재(120)의 복원력에 의해 오븐 탄화실(11)의 바닥 표면만을 긴밀히 긁어주게 되는바, 오븐 탄화실(11)의 바닥 손상(바닥면 폐임)을 방지함은 물론, 스크래퍼(63)의 마모를 최소화할 수 있게 되는 것이다.

이로 인해, 오븐 탄화실(11)의 사용수명은 물론, 스크래퍼(63)의 사용수명을 연장하는 장점이 있는 것이다.

가이드로드(110)의 일측과 누름구(82)의 일측은 서로 지지구(81)를 매개로 견고하게 고정되어 있으며, 가이드로드(110)는 하단이 프레임 클리너(61)의 상면을 관통하는바, 하단은 프레임 클리너(61) 내부에 위치한 상태에서, 상하로 승강하게 된다.

가이드로드(110)의 하단이 프레임 클리너(61)의 내부에서 이탈하는 것이 방지될 수 있도록 프레임 클리너(61)를 관통한 가이드로드(110)의 하단에는 걸림구(111)가 형성된다.

프레임 클리너(61)의 상면 및 지지구(81)에는 각각 너트(113)가 마련되고, 탄성부재(120) 가이드로드(110)에 권선되되 그 양단이 각각의 너트(113)에 고정 결합된다.

이러한 프레임 클리너(61)를 관통한 가이드로드(110)는 장 볼트로 대체될 수 있으며, 이러한 장 볼트의 하단에는 볼트머리(112)가 마련되고, 상부는 지지구(81)와 고정결합되며, 지지구(81) 및 프레임 클리너(61) 상면에는 각각 너트(113)가 마련된다. 이러한 각각의 너트(113)에는 탄성부재(120)의 양 단이 결합됨으로써, 장 볼트의 이동에 따라 탄성부재(120)가 압축되어 프레임 클리너(61)의 상면을 누를 수 있게 되는 것이다.

그리고 가이드로드(110)에 설치된 탄성부재(120)는, 코일스프링으로 함이 바람직하나, 필요에 따라서는 코일스프링 역할을 하는 모든 탄성체를 채택하여 사용해도 무방하다.

또한 스크래퍼(63)는 프레임 클리너(61)의 선단으로부터 일정거리 이격되게 연장편(64)을 매개로 연결 설치되는데, 그 이유는 프레임 클리너(61)의 길이를 연장하여 오븐 탄화실(11)의 내부 깊은 곳까지 진입되어 누적카본(C)을 제거할 수 있도록 하기 위함이다.

이러한 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치는, 프레임 클리너가 항상 수평상태를 유지할 수 있기 때문에, 스크래퍼에 의해 오븐 탄화실의 바닥에 누적된 카본을 제거할 때에 오븐 탄화실의 바닥 및 스크래퍼의 마모를 최소화하여 코크스 오븐 및 스크래퍼의 사용수명을 연장하고 그에 따른 철강생산의 효율성을 기하고 경제성을 발휘할 수 있는 장점이 있다.

또 본 발명의 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치는, 스크래퍼가 프레임 클리너의 선단으로부터 일정거리 이격되게 연장편을 매개로 연장 설치됨으로써 오븐 탄화실 내부의 모든 부분에 누적된 카본을 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

10 : 코크스 오븐 11 : 오븐 탄화실
12 : 오븐도어 60 : 누적카본 제거장치
61 : 프레임 클리너 63 : 스크래퍼
80 : 누름수단 70 : 이동수단
100 : 수평유지수단 110 : 가이드로드
111 : 걸림구 112 : 볼트머리
113 : 너트 120 : 탄성부재

Claims

오븐 탄화실 내부에 누적된 카본을 제거할 수 있도록 선단에 스크래퍼가 설치되며, 상기 오븐 탄화실 내부로 출입하는 프레임 클리너;
상기 프레임 클리너에 체결되어 수평 방향 구동력을 전달하는 이동수단;
상기 프레임 클리너가 상기 오븐 탄화실 바닥면에 근접할 수 있도록 상기 프레임 클리너를 가압하는 누름수단; 및
상기 프레임 클리너에 장착되어 상기 프레임 클리너를 수평 상태로 유지시키는 수평유지수단을 포함하는, 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치.
청구항 1에 있어서,
상기 수평유지수단과 상기 누름수단을 연결하는 지지구를 포함하고,
상기 수평유지수단은, 그 하단은 상기 프레임 클리너 상면을 관통하여 위치하고, 그 상단은 상기 누름수단의 작동에 따라 상기 프레임 클리너의 내부에서 승하강할 수 있도록 상기 지지구를 매개로 상기 누름수단과 연결되는 가이드로드와, 상기 가이드로드의 승하강에 따라 압축, 팽창할 수 있도록 상기 상기 프레임 클리너 외부에 위치한 상기 가이드로드 외주면에 권취된 탄성수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치.
청구항 2에 있어서,
상기 가이드로드가 상기 프레임 클리너에서 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 상기 가이드로드의 하단에는 걸림구가 형성된 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치.
제2항에 있어서,
상기 지지구 및 프레임 클리너의 상면에는 각각 너트가 마련되고, 각각의 너트에는 탄성부재의 양 단이 결합된 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치.
제1항에 있어서,
상기 스크래퍼는, 프레임 클리너의 선단으로부터 일정 거리 이격되어 설치될 수 있도록 상기 프레임 클리너 일단과 연장편을 매개로 연결된 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수평유지수단은 상기 누름수단을 사이에 두고 대응되는 한 쌍이 마련되는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 탄화실 바닥의 누적카본 제거장치.