KR20010056260A - Expansion Tube having a Cooling Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열풍로 설비의 각 연락 배관에 설치되는 신축관에 관한 것으로, 특히, 열응력에 의한 변형 및 손상이 방지되도록 냉각 장치가 구비된 신축관에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible pipe installed in each communication pipe of the hot stove facility, and more particularly, to a flexible pipe provided with a cooling device to prevent deformation and damage caused by thermal stress.
일반적으로 고온의 열풍을 생성하는 열풍로는 도 1에 도시된 바와 같이 연소실(14)과 축열실(10)을 포함하여 이루어진다. 고온의 열풍은 소정의 시간, 예를들어 50 여분의 연소 과정을 거쳐 생성되며, 연소에 의해 얻어진 열은 축열실(10)에 저장된다. 이후, 축열실(10)에 저장된 1200 ℃ 정도의 열풍이 고로에 공급되도록 하기 위해서는 송풍기를 가동시켜 축열실(10) 하부에 위치하는 연결관을 통해 외부로부터 바람이 공급되도록 하는데, 이때 고온의 축열실(10)에 저장된 열풍은 축열실(10)의 돔(Dome; 11), 연락관(12) 및 연소실(14)을 순차적으로 경유하여 고로에 최종적으로 공급된다.In general, the hot air path for generating a high temperature hot air comprises a combustion chamber 14 and the heat storage chamber 10 as shown in FIG. High temperature hot air is generated after a predetermined time, for example, 50 extra combustion processes, and heat obtained by combustion is stored in the heat storage chamber 10. Subsequently, in order to supply hot air of about 1200 ° C. stored in the heat storage chamber 10 to the blast furnace, a fan is operated to supply wind from the outside through a connection pipe located under the heat storage chamber 10. The hot air stored in the chamber 10 is finally supplied to the blast furnace via the dome 11, the communication pipe 12, and the combustion chamber 14 of the heat storage chamber 10 sequentially.
상기와 같이 구성된 열풍로의 모든 배관 내벽에는 내화연와가 설치되어 배관이 고압의 열응력에 견딜 수 있도록 하며, 각 연락 배관의 소정 구간에는 열풍 통과시 외란의 요인에 의한 폭발을 포함하는 열응력에 견딜 수 있도록 신축관(20)이 설치된다.Fireproof lead is installed on all inner walls of the hot stove configured as above to allow the pipe to withstand high pressure thermal stress, and the predetermined section of each contact pipe is subject to thermal stress, including explosion caused by disturbance factors during the passage of hot wind. Stretch tube 20 is installed to withstand.
상기 신축관(20)은 약 1200 ℃의 열풍을 고로에 공급하는 열풍로 설비의 연결관(12)에 설치되어 조업중 반복되는 가열, 냉각에 따른 관의 팽창 또는 수축을 흡수하여 설비의 변형이 방지되도록 하는 주요 부품으로, 얇은 철판으로 이루어진 관의 표면에는 반복된 요철(凹凸) 형태의 주름(20a)이 형성된다.The expansion pipe 20 is installed in the connection pipe 12 of the hot blast furnace equipment for supplying hot air of about 1200 ℃ to the blast furnace to absorb the expansion or contraction of the pipe due to repeated heating, cooling during operation deformation of the facility As the main component to be prevented, the surface of the tube made of a thin iron plate is formed wrinkles (20a) in the form of repeated irregularities (凹凸).
도 2에 도시한 종래의 신축관(20)은 연결배관(15)의 중간부에 설치되며, 송풍시 1200℃의 고온과 연소시의 상온 조건에서 수축과 팽창을 연속적으로 반복한다. 그러므로 신축관(20)은 조기에 변형되거나 균열에 의해 손상될 수 있는데, 신축관(20)의 내부를 통해 흐르는 고온과 고압의 열풍이 손상 부위를 통해 외부로 누출되는 경우 아주 작은 구멍(Pin Hole)이 형성될 수 있고, 시간의 흐름에 비례하여 빠른 시간내에 손상 부위가 확대되는 경우 고로에 공급되던 열풍이 역류되어 대형 설비의 고장이 유발된다. 그리고 이로 인해 고로에서의 조업이 중단되어야 한다. 이러한 문제점이 최근 광양 3고로에서 이미 발생된 바 있다.The conventional expansion pipe 20 shown in Figure 2 is installed in the middle of the connecting pipe 15, and continuously repeats the contraction and expansion in the high temperature conditions of 1200 ℃ during blowing and room temperature during combustion. Therefore, the expansion pipe 20 may be damaged by the early deformation or cracking, very small holes (Pin Hole when the hot air of high temperature and high pressure flowing through the interior of the expansion pipe 20 leaks to the outside through the damage site) ) Can be formed, and if the damaged part is enlarged within a short time in proportion to the passage of time, the hot air supplied to the blast furnace is reversed to cause a breakdown of the large installation. And this should stop working at the blast furnace. This problem has already occurred in Gwangyang 3 blast furnace recently.
따라서 이러한 문제점의 발생을 방지하기 위하여 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 신축관(20)의 주름(20a)에 수개의 냉각용 고무 호스(16)를 각각 설치하고 냉각제 공급관(17)으로부터 신축관(20)의 표면으로 냉기가 공급되도록 하였는데, 이 경우 대기 상태에서 냉기가 공급되기 때문에 냉각 효과가 낮으며, 원주 방향에서 특정 부위에만 냉기가 공급되기 때문에 높은 냉각 효과를 얻기 위해서는 여러개의 냉각용 고무 호스(16)를 설치해야 한다.Accordingly, in order to prevent the occurrence of such a problem, conventionally, as shown in FIG. 2, several cooling rubber hoses 16 are respectively installed in the pleats 20a of the expansion pipe 20 and the expansion pipe from the coolant supply pipe 17 is installed. Cold air is supplied to the surface of (20). In this case, the cooling effect is low because cold air is supplied in the atmospheric state. Hose 16 must be installed.
한편, 온도 차이에 따른 열변형에 의해 신축관(20) 표면의 들뜸이 발생되고, 이와 같은 신축관(20) 표면의 파손은 빠르게 확대되기 때문에 대형 파열로 인한 설비사고가 초래된다.On the other hand, due to the heat deformation caused by the temperature difference, the surface of the expansion tube 20 is generated, such breakage of the surface of the expansion tube 20 is rapidly enlarged, causing equipment accidents due to large rupture.
따라서 본 발명은 신축관의 표면에 형성된 주름의 요부에 냉각관강재를 설치하고, 상기 냉각관강재를 통해 냉각제가 흐르도록 하므로써 상기한 단점을 해소할 수 있는 냉각 장치를 구비한 신축관을 제공하는 데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention provides a flexible tube having a cooling device that can solve the above-mentioned disadvantages by installing a cooling tube steel material in the recess of the corrugation formed on the surface of the expansion tube, and the coolant flows through the cooling tube steel material. Its purpose is to.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연결 배관의 중간부에 접속되며, 관의 표면에는 요철 형태의 주름이 형성된 신축관에 있어서, 상기 신축관의 원주와 동일한 형태를 가지며, 상기 주름의 요부에 설치되고, 각각의 상부 및 하부에는 냉각제 주입구 및 배출구가 각각 형성된 다수의 냉각관강재와, 상기 냉각관강재의 양단부에 냉각제의 유출이 방지되도록 설치된 냉각제 유출 방지 플러그와, 상기 냉각관강재의 상부에 설치된 냉각관을 포함하여 이루어진다. 또한, 상기 다수의 냉각관강재는 각각의 상부 및 하부에 연결된 결속 플레이트를 구비하며, 상기 결속 플레이트에 삽입되는 결속 볼트에 의해 서로 결합되도록 구성되고, 상기 냉각관강재는 각각의 상부 및 하부에 형성된 냉각제 주입구 및 배출구가 서로 엇갈리도록 결합되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is connected to the intermediate portion of the connecting pipe, the surface of the pipe in the concave-convex corrugation is formed, the same shape as the circumference of the expansion tube, A plurality of cooling pipe steels having coolant inlets and outlets respectively formed at upper and lower portions thereof, a coolant leakage preventing plug installed at both ends of the cooling pipe steel to prevent the leakage of coolant, and an upper portion of the cooling pipe steels; It includes a cooling tube installed. In addition, the plurality of cooling tube steels have binding plates connected to the upper and lower portions, respectively, and are configured to be coupled to each other by a binding bolt inserted into the binding plate, and the cooling tube steels are formed at each of the upper and lower portions. Coolant inlet and outlet are characterized in that coupled to cross each other.
도 1은 본 발명이 적용되는 열풍로를 설명하기 위한 구조도.1 is a structural diagram for explaining a hot stove to which the present invention is applied.
도 2는 종래의 냉각 장치가 구비된 신축관을 설명하기 위한 구조도.Figure 2 is a structural diagram for explaining a conventional expansion tube equipped with a cooling device.
도 3 은 본 발명에 따른 신축관의 구조도.Figure 3 is a structural diagram of the expansion pipe according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 신축관을 설명하기 위한 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view for explaining the expansion tube according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 신축관의 결합 상태를 설명하기 위한 단면도.5 is a cross-sectional view for explaining a coupling state of the expansion pipe according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 축열실 11: 축열실 돔10: heat storage room 11: heat storage room dome
12: 연락관 13: 연소실 돔12: liaison 13: combustion chamber dome
14: 연소실 15 및 31: 연결배관14: combustion chamber 15 and 31: connection piping
16: 고무 호스 17: 냉각제 공급관16: rubber hose 17: coolant supply line
19: 내화연화 20 및 40: 신축관19: refractory softening 20 and 40: expansion pipe
20a 및 32: 주름 21 및 36: 결속 플레이트20a and 32: corrugation 21 and 36: binding plate
21a 및 36: 결속볼트 29: 냉각관21a and 36: binding bolt 29: cooling pipe
30: 냉각관강재 30a: 제 1 냉각관강재30: cooling tube steel 30a: first cooling tube steel
30b: 제 2 냉각관강재 31: 연결 배관30b: 2nd cooling pipe steel 31: connection piping
34 및 33a: 냉각제 주입구 32a 및 33: 냉각제 배출구34 and 33a: coolant inlet 32a and 33: coolant outlet
35: 냉각제 유출 방지 플러그35: coolant leakage plug
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 신축관을 설명하기 위한 구조도로서, 표면에 요철 형태로 이루어진 주름(32)을 갖는 신축관(40)이 연결배관(31)의 중간부에 설치되며, 상기 신축관(40)과 연결배관(31)의 내벽에는 배관이 고압의 열응력에 견딜 수 있도록 내화연와(19)가 설치된다. 또한, 상기 주름(32)의 요부(凹部)에는 도 4에 도시된 바와 같이 냉각관(29)을 지지하도록 반원 형태로 이루어진 냉각관강재(30)가 설치된다.3 is a structural diagram for explaining the expansion pipe according to the present invention, the expansion pipe 40 having a corrugation 32 made of irregularities on the surface is installed in the middle of the connection pipe 31, the expansion pipe ( 40) and the inner wall of the connection pipe 31 is provided with a refractory lead 19 so that the pipe can withstand high-temperature thermal stress. In addition, as shown in FIG. 4, the recessed portion of the corrugation 32 is provided with a cooling tube steel material 30 having a semicircular shape to support the cooling tube 29.
본 발명의 실시예에 사용되는 상기 냉각관강재(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 냉각관강재(30a)와 제 2 냉각관강재(30b)로 이루어지며, 상하부에 각각 형성된 결속 플레이트(21)에 삽입되는 결속 볼트(21a)에 의해 상기 신축관(40)의 원주와 동일한 형태 즉, 원형으로 결속된다. 또한, 상기 제 1 냉각관강재(30a)와 제 2 냉각관강재(30b) 각각의 양단부에는 냉각제의 유출을 방지하기 위한 냉각제 유출 방지 플러그(35)가 설치된다.The cooling pipe steel 30 used in the embodiment of the present invention is made of a first cooling pipe steel material (30a) and the second cooling pipe steel material (30b), as shown in Figure 5, the binding plate formed in each of the upper and lower By the binding bolt 21a inserted in the 21, the same shape as that of the circumference of the expansion pipe 40, that is, is circularly bound. In addition, coolant leakage preventing plugs 35 for preventing the leakage of the coolant are installed at both ends of each of the first cooling pipe steel material 30a and the second cooling pipe steel material 30b.
상기 냉각관강재(30)는 열에 의한 변형이 적고 열전도율이 우수한 동합금으로 이루어지며, 상기 주름(32)의 표면과 완전히 접촉되는 동일한 형상을 이루도록 제작된다. 이는 접촉면적의 증가에 따른 최대의 냉각효과를 얻기 위한 것으로, 들뜸과 같은 고온에 의한 신축관(40) 표면의 변형을 방지하기 위한 것이다.The cooling pipe steel 30 is made of a copper alloy with low thermal deformation and excellent thermal conductivity, and is manufactured to have the same shape in full contact with the surface of the corrugation 32. This is to obtain the maximum cooling effect according to the increase of the contact area, and to prevent deformation of the surface of the flexible tube 40 due to high temperature such as lifting.
상기 냉각관강재(30) 상부에는 동(銅)으로 이루어진 냉각제 주입용 냉각관(29)이 설치되는데, 상기 제 1 냉각관강재(30a)의 상부 및 하부에는 각각 냉각제 주입구(34) 및 냉각제 배출구(32a)가 형성되고, 상기 제 2 냉각관강재(30b)의 상부 및 하부에는 각각 냉각제 배출구(33) 및 냉각제 주입구(33a)가 형성된다. 이와 같이 냉각제의 주입 위치를 다르게 형성하므로써 신축관(40) 표면의 냉각 효과가 전체적으로 균등하게 되어 신축관(40) 고유의 탄력성이 유지되도록 한다.A coolant injection cooling tube 29 made of copper is installed at an upper portion of the cooling tube steel material 30, and a coolant injection hole 34 and a coolant discharge port are respectively provided at an upper portion and a lower portion of the first cooling tube steel material 30a. 32a is formed, and a coolant discharge port 33 and a coolant injection port 33a are formed at an upper portion and a lower portion of the second cooling tube steel material 30b, respectively. In this way, by forming the injection position of the coolant differently, the cooling effect on the surface of the flexible tube 40 is equalized as a whole to maintain the elasticity of the flexible tube 40 inherent.
또한, 상기 제 1 냉각관강재(30a)와 제 2 냉각관강재(30b)가 서로 직교되는 상부 및 하부에는 신축관(40) 표면의 들뜸이 방지되도록 결속 플레이트(36)를 설치하고 볼트(37)를 이용하여 고정시킨다.In addition, the binding plate 36 is installed on the upper and lower portions of the first cooling tube steel material 30a and the second cooling tube steel material 30b perpendicular to each other to prevent lifting of the surface of the expansion pipe 40 and the bolts 37 ) To fix it.
본 발명은 대형 신축관(40)에 형성된 주름(20a) 표면의 원주를 따라 제 1 냉각관강재(30a)와 제 2 냉각관강재(30b)가 원형으로 결속되도록 한다. 이때, 상기 제 1 냉각관강재(30a)와 제 2 냉각관강재(30b)의 이탈이 방지되도록 하는 동시에 신축관(40) 표면의 들뜸이 방지되도록 하기 위하여 상기 제 1 냉각관강재(30a)와 제 2 냉각관강재(30b)의 양단부에 결속 플레이트(21)를 형성하고, 결속 볼트(21a)를 이용하여 상기 결속 플레이트(21)를 고정시킨다.The present invention allows the first cooling tube steel 30a and the second cooling tube steel 30b to be bound in a circle along the circumference of the surface of the corrugation 20a formed in the large stretch tube 40. In this case, the first cooling pipe steel (30a) and the first cooling pipe steel (30a) and the separation of the second cooling pipe steel (30b) and at the same time to prevent the lifting of the surface of the expansion pipe (40) and The binding plate 21 is formed in the both ends of the 2nd cooling pipe steel material 30b, and the said binding plate 21 is fixed using the binding bolt 21a.
상기 냉각관강재(30)는 필요에 따라 그 수를 두개 내지는 세개 정도로 할 수 있으며, 상기 냉각관강제(30) 내부로 공급되는 냉각제로는 온도의 특성에 따라 공기, 질소, 물 등을 이용할 수 있다.The cooling pipe steel 30 may be two to three as needed, and as the coolant supplied into the cooling pipe steel 30, air, nitrogen, water, or the like may be used depending on the characteristics of the temperature. have.
상술한 바와 같이 본 발명은 신축관의 표면에 형성된 주름의 요부에 냉각관강재를 설치하고, 상기 냉각관강재를 통해 냉각제가 흐르도록 하여 신축관의 온도 상승을 제한함으로써 온도변화에 따른 신축관의 손상 또는 파열이 방지될 수 있다. 따라서 안정작인 조업, 설비의 수명 연장 및 정비 시간의 단축으로 인해 생상성이 향상될 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, a cooling tube steel is installed in the main portion of the corrugation formed on the surface of the expansion tube, and the coolant flows through the cooling tube steel to limit the temperature rise of the expansion tube so that Damage or rupture can be prevented. Therefore, there is an effect that productivity can be improved due to stable operation, extension of equipment life and shortening of maintenance time.
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Cited By (2)
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KR100447892B1 (en) * | 2000-12-06 | 2004-09-08 | 주식회사 포스코 | The exchangeable connecting pipe of hot stove having cooling ability |
KR100782687B1 (en) * | 2001-08-06 | 2007-12-07 | 주식회사 포스코 | An apparatus for preventing the surface of mixer pot from forming hot spot thereon by using the differential pressure control method |
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- 1999-12-14 KR KR1019990057646A patent/KR100550771B1/en not_active IP Right Cessation
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KR100782687B1 (en) * | 2001-08-06 | 2007-12-07 | 주식회사 포스코 | An apparatus for preventing the surface of mixer pot from forming hot spot thereon by using the differential pressure control method |
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