KR100466173B1 - 노후된 고로의 고출선비 조업 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 내부의 가스 흐름을 활성화 시켜 줄 수 있도록 하는 연화 융착대를 형성할 수 있도록 하는 방법을 제공하여, 노벽 연와가 손상된 노말기 고로에 있어서도, 내부에 일정한 주변류 가스 흐름과 통기성을 제공할 수 있도록 하여 고로 내부의 가스류 편류에 의한 급격한 노체 온도 변동 및 열부하를 억제할 수 있도록 함에 따라 장입물 표면 온도의 안정화를 이룰 수 있도록 함은 물론이고, 고로 출선량 상승과 고로의 장기적인 사용을 도모할 수 있도록 한 노후된 고로의 고출선비 조업 방법에 관한 것으로,

특히, 고로 중심으로 부터 6개 이상의 노치별 경동 각도를 취할 수 있도록 선회 슈트(12)를 제어하고, 상기 선회 슈트(12)에 공급되는 코크스(32)와 대립 광석(34) 및 소립 광석(36)을 코크스 대 광석 비율이 고로(1) 내부 반경 방향으로 균일하게 유지할 수 있는 층 두께를 취할 수 있게 광량을 조절 공급함은 물론이고, 고로 내의 철광석과 코크스의 퇴적형상의 경사각이 0도에서 25도 이하의 평탄한 층 형태로 분포될 수 있게 광량을 조절 공급할 수 있도록 광량 조절변(10)을 제어하며, 상기 광석과 코크스의 경동 각도 노치가 3개 이상 겹쳐지도록 하여 장입을 이룰 수 있도록 제어하는 방법을 통해 고로(1) 내부의 가스 흐름을 활성화 시켜 줄 수 있도록 하는 연화 융착대(2)를 형성함을 특징으로 한다.

Description

노후된 고로의 고출선비 조업 방법{HI PRODUCTION METHOD OF DITERIORATION BLAST FURNACE}

본 발명은 노후된 고로의 고출선비 조업 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고로 내부의 가스 흐름을 활성화 시켜 줄 수 있도록 하는 연화 융착대를 형성할 수 있도록 하는 방법을 제공하여, 노벽 연와가 손상된 노말기 고로에 있어서도, 내부에 일정한 주변류 가스 흐름과 통기성을 제공할 수 있도록 하여 고로 내부의 가스류 편류에 의한 급격한 노체 온도 변동 및 열부하를 억제할 수 있도록 함에 따라 장입물 표면 온도의 안정화를 이룰 수 있도록 함은 물론이고, 고로 출선량 상승과 고로의 장기적인 사용을 도모할 수 있도록 한 노후된 고로의 고출선비 조업 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로 공장에서는 장입 벨트로 이송된 코크스와 철광석(소결광 및정립광)은 교호로 노정 장입 장치를 통해 노내에 장입되고, 송풍기에서 보내온 냉풍은 열풍로를 거쳐 Max 1,250℃까지 승온시켜서 환상관을 통해 각 풍구로 균등하게 송풍되면 풍구 선단에서 코크스가 연소된다.

풍구 앞에서 코크스 및 미분탄의 연소에 의해 생성된 고온의 CO, CO₂, N₂, H₂의 혼합 가스는 노상층부를 통과하면서 철광석을 가열 환원 및 용해시킨다.

용해된 용융물(용선 & 슬래그)은 노저를 흘러내려 노상에 고이며, 노상에 고인 용융물은 출선구를 통하여 배출되어 대탕도에서 비중차에 의해 분리되고 부상된 슬래그는 2 블록을 오버 플로우하여 재탕도를 거쳐 드라이 피트에서 괴재처리 되거나 또는 수재설비에서 수재로 제조되어 고로 시멘트 원료로 시판된다.

이와 같은 조업을 행하는 고로 공장에서 원료 및 장입 설비는 용선의 품질과 출선량에 매우 중요한 역할을 하는데 이를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

고로의 연료, 원료인 코크스, 소결광 및 정립광은 코크스 공장 및 원료 공장(소결 & 원료 처리)으로부터 고로 원료 저장조에 저장되고, 고로 원료 설비인 입도 선별, 평량, 수송 장치에 의해 요구되는 입도의 코크스, 광석(소결광 및 부원료) 등을 선별, 평량하여 벨트 컨베이어를 통해 고로 상부인 노정 호퍼에 공급하게 되며, 노정 장입 장치인 균배합 장치, 노내 장입물 레벨 검측 장치, 노내 장입물 분포 장치에 의해 고로내에 장입하게 된다.

여기서, 고로 내에 장입하여 용선을 생산하기 까지의 과정을 첨부 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 6은 일반적인 고로 공장의 생산 공정도를 도시한 개략 정면도로서, 이는 원료빈에서 절출된 광석과 소결광을 장입 벨트 컨베이어(14)를 통하여 고로(1) 상부로 이송한 뒤, 플랩 게이트(18)와 호퍼 상부 실링 밸브(HOPPER UPPER SEAL VALVE:(16))를 거쳐 노정 호퍼(8)에 저장한다.

그리고, 소결광 입도별 장입이 가능한 선회 슈트(ROTATION CHUTE:(12))를 통해 설정된 각 노치별 경동 각도(TILTING ANGLE)로 제어하여 고로 내부에 코크스((입도:35~50mm):(32))와, 대립 광석((입도:12~50mm):(34)) 및, 소립 광석((입도:5~12mm):(36)) 순으로 균일하게 장입 분포시켜 연화 융착대(2)를 형성시킨다.

한편, 상기 연화 융착대(2)를 형성하기 위해 장입 분포되는 장입물 중, 소립 광석(36)은 노벽측으로만 안착되도록 장입되게 된다.

이와 같이 장입 분포하여 연화 융착대(2)를 형성한 이후에는 고로(1) 하부에 위치한 열풍로 설비에서 보내온 고온의 열풍을 풍구(4)를 통해 고로(1) 내부에 송풍하여 철광석의 환원 및 용융 반응을 일으켜 용선(6)을 생산하게 되는 것이다.

이러한, 고로 조업은 고로(1) 내부의 프로필(PROFILE)이라 할 수 있는 연화 융착대(2)를 안정적으로 형성해 주어야지만 가스의 흐름 즉, 통기성을 전체적으로 양호하게 이룰 수 있게 되어 고로(1) 내부 상황을 안정시킬 수 있게 되고, 철광석의 환원 및 용융을 경제적으로 수행할 수 있게 되며, 생산량의 증대는 물론이고, 고로의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 고로는 사용 기간의 경과에 따라 고로 몸체를 형성하고 있는 내화 연와에 발생되게 되는 자연적인 마모 현상에 의해, 가동시 고로 내부에 장입되는 장입물이 부분적으로 혼합층을 형성하게 되어 가스의 흐름을 균일하게 이루지 못하는 문제의 원인을 발생시켰다. 이는 고열의 연소 가스를 고로 몸체의 약한 부위로 집중시켜 냉각 장치를 손상시킴은 물론이고, 이러한 부위의 연와 마모를 더욱 촉진시키는 문제를 발생시켰다.

도 3은 종래 장입물 분포 형상과, 본 발명에 의한 장입물 분포 형상을 비교 도시한 그래프도이고, 도 7은 종래의 고출선비 조업시의 고로 내부에 장입된 장입물 일부분의 분포 상태를 발췌 도시한 개략도로서, 노내 반경 방향으로 국부적인 코크스와 철광석 비가 높은 부위를 형성하고 있기 때문에 가동시 가스 흐름의 편류 발생이 심화되어 가스류의 변동과 약화를 수반하여 노내 상황을 불안정하게 지속 시켜, 철광석의 환원 및 용융을 경제적으로 수행할 수 없게 되며, 생산량의 저하는 물론이고, 고로의 수명을 단축시키는 등의 문제를 발생시키게 된다.

이와 같은 문제는 특히 오래된 고로(약 10년 이상 가동한 고로)에서 심각하게 발생되고 있다.

따라서, 이러한 문제를 개선하기 위한 종래의 방법으로는, 일본 특개공 95-150209에서와 같이 통상의 코크스보다 마찰 각이 큰 코크스를 고로 중심부에 장입하는 방법을 제시하고 있다.

그러나, 이 방법은 마찰각이 큰 코크스를 별도로 제작하여야 하므로, 별도의 공정이 필요할 뿐만 아니라, 마찰각이 큰 코크스를 장입함으로서, 오히려 노심의 경사각이 커져 노심 영역이 확대되는 문제와, 과다한 중심류 만을 발달시키는 문제를 발생시켰다.

또한, 국내에서는 노구 반경 방향의 중심부에 통상의 코크스와 입도가 동일한 코크스를 대립 소결광 다음에 장입하여 중심 가스류를 활성화시키는 방법을 제시하고 있다.

그러나, 이 방법은 노벽으로부터 짧은 테라스 형성을 통한 광석과 코크스 층의 혼합층 형성 조업에 있어서는 중심 가스류를 활성화시킬 수 있도록 하는 긍정적인 효과가 있는 반면, 노벽부로는 가스류를 차단시키게 되어 노체 하부의 장기 불활성에 의해 노벽에 다량의 부착물을 생성시키는 등의 문제를 발생시켰다.

결과적으로 이러한 종래의 기술들로는 사용 기간에 따라 성능이 변모하는 고로의 성능에 적정하게 노심의 활성화를 이룰 수 있도록 하는 효과적인 형태의 연화 융착대를 제공하지 못하는 문제를 내포하고 있는 실정이었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서 그 목적은, 노벽 연와의 손상이 진행된 노말기 고로 내부에 일정한 주변류 가스 흐름과 통기성을 제공할 수 있도록 하는 연화 융착대를 제공하여 고로 내부의 가스류 편류에 의한 급격한 노체 온도 변동 및 열부하를 억제할 수 있도록 함에 따라 장입물 표면 온도의 안정화를 이룰 수 있도록 함은 물론이고, 고로 출선량 증대와 고로의 장기적인 사용을 도모할 수 있도록 하는 노후된 고로의 고출선비 조업 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 노정 호퍼로부터 코크스와 대립 광석 및 소립 광석을 공급받아 선회 슈트를 통해 고로 내부로 분포를 교대로 취해 장입을 시켜 층상을 취하는 연화 융착대를 형성한 후 이에 열원을 가해 용선을 생산하는 고로 조업에 있어서,

고로 중심으로부터 6개 이상의 노치별 경동 각도를 취할 수 있도록 선회 슈트를 제어하고, 상기 선회 슈트에 공급되는 코크스와 대립 광석 및 소립 광석을 코크스 대 광석 비율이 고로 내부 반경 방향으로 균일한 코크스 대 광석 비를 유지할 수 있는 층 두께를 취할 수 있게 광량을 조절 공급함은 물론이고, 고로 내의 철광석과 코크스의 퇴적형상의 경사각이 0도에서 25도 이하의 평탄한 층 형태로 분포될 수 있게 광량을 조절 공급할 수 있도록 광량 조절변을 제어하며, 상기 광석과 코크스의 경동 각도 노치가 3개 이상 겹쳐지도록 하여 장입을 이룰 수 있도록 제어하는 방법을 통해 고로 내부의 가스 흐름을 활성화 시켜 줄 수 있도록 하는 연화 융착대를 형성함을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 장입물의 분포 형상을 개략적으로 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 의해 분포 장입된 장입물의 요부 형태를 발췌 도시한 개략 단면도,

도 3은 종래 장입물 분포 형상과, 본 발명에 의해 장입된 장입물 분포 두께비를 비교 도시한 그래프도,

도 4는 종래 장입물과, 본 발명에 의해 장입된 장입물 표면에 발생하게 되는 가스 온도를 비교 도시한 그래프도,

도 5는 종래의 장입물과 본 발명에 의해 장입된 장입물을 적용시켜 가동시킨 고로의 일일 출선량을 비교 도시한 그래프도,

도 6은 일반적인 고로 공장의 생산 공정도를 도시한 개략 정면도,

도 7은 종래의 고출선비 조업시의 고로 내부에 장입된 장입물 일부분의 분포 상태를 발췌 도시한 발췌 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 :고로 2 :연화 융착대

4 :풍구 6 :용선

8 :노정 호퍼 10 :광량 조절변

12 :선회 슈트 14 :벨트 콘베이어

16 :호퍼 상부 실링 밸브 18 :플랩 게이트

20 :코크스 저장 호퍼 22 :코크스 빈

24 :대립 광석 저장 호퍼 26 :대립 광석 빈

28 :소립 광석 저장 호퍼 30 :소립 광석 빈

32 :코크스 34 :대립 광석

36 :소립 광석

이하, 본 발명인 노후된 고로의 고출선비 조업 방법을 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 장입물 분포 형상을 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 의해 분포 장입된 장입물의 요부 형태를 발췌 도시한 개략 단면도로서,

고로(1) 중심으로부터 6개 이상의 노치별 경동 각도를 취할 수 있도록 선회 슈트(12)를 제어하고,

상기 선회 슈트(12)에 공급되는 코크스(32)와 대립 광석(34) 및 소립 광석(36)을 고로 내부 반경 방향으로 균일한 코크스 대 광석 비를 유지할 수 있는 층 두께를 취할 수 있게 광량을 조절 공급함은 물론이고, 고로 내의 철광석과 코크스의 퇴적형상의 경사각이 0도에서 25도 이하의 평탄한 층 형태로 분포될 수 있게 광량을 조절 공급할 수 있도록 광량 조절변(10)을 제어하며,

상기, 광석과 코크스의 경동 각도 노치가 3개 이상 겹쳐지도록 하여 장입을 이룰 수 있도록 제어하는 방법을 취해,

노벽 연와의 손상이 진행된 노말기 고로(1) 내부에 일정한 주변류 가스 흐름과 원활한 통기를 이룰 수 있도록 하는 연화 융착대(2)를 형성할 수 있게 된다.

이와 같이 노벽 연와의 손상이 진행된 노말기 고로 내부에 일정한 주변류 가스 흐름과 원활한 통기를 이룰 수 있는 연화 융착대를 형성할 수 있는 본 발명의 작용을 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 종래 장입물 분포 형상과, 본 발명에 의해 장입된 장입물 분포 두께비를 비교 도시한 그래프도이고, 도 4는 종래 장입물과, 본 발명에 의해 장입된 장입물 표면에 발생하게 되는 가스 온도를 비교 도시한 그래프도이며, 도 5는 종래의 장입물과 본 발명에 의해 장입된 장입물을 적용시켜 가동시킨 고로의 일일 출선량을 비교 도시한 그래프도로서, 광석 및 코크스를 고로(1) 내부에 장입할 경우, 고로 중심으로 부터 일측으로 약 10개의 노치별 경동 각도를 취할 수 있도록 형성되어 있는 선회 슈트(12)가 고로 중심으로부터 6개 이상의 노치별 경동 각도를 취해 코크스(32)와 대립 광석(34) 및 소립 광석(36)을 순차적으로 고로(1) 내부에 교대로 분포시켜 장입을 시키게 된다.

이때, 상기 선회 슈트(12)에 공급되는 코크스(32)와 대립 광석(34) 및 소립 광석(36)은 광량 조절변(10)에 의해 고로(1) 내부 반경 방향으로 균일한 코크스 대 광석 비를 유지할 수 있는 층 두께를 취할 수 있게 광량이 조절 공급됨은 물론이고, 고로 내의 철광석과 코크스의 퇴적형상의 경사각이 0도에서 25도 이하의 평탄한 층 형태를 취할 수 있게 광량이 조절되어 공급된다.

한편, 상기 장입 과정에서 광석과 코크스의 경동 각도 노치는 3개 이상 겹쳐지며 장입을 이루게 되어, 고로(1) 내부의 가스 흐름을 활성화 시켜 줄 수 있도록 하는 연화 융착대(2)를 형성하게 된다.

이와 같은 방법을 취해 연화 융착부를 형성하게 되는 본 발명은, 상술한 바와 같이 고로(1) 내부 반경 방향으로 균일한 코크스 대 광석 비를 유지할 수 있는 층 두께를 취함은 물론이고, 고로 내의 철광석과 코크스의 퇴적형상의 경사각이 0도에서 25도 이하의 평탄한 층 형태의 연화 융착대(2)를 형성하게 되므로, 연원료의 성상변동에 대한 적응성이 뛰어나고, 노벽부 가스류가 항상 일정 수준 이상 확보하여 균일한 가스 분포로 고로(1) 내부의 상황을 안정되게 함으로 출선량이 현저하게 향상시킬 수 있는 작용을 이루게 된다.

여기서, 상기 층의 형태를 고로 내의 철광석과 코크스의 퇴적형상의 경사각이 0도에서 25도 이하의 평탄한 층 형태로 한정한 이유는 경사각이 0도에 가까울수록 혼합층 형성이 작아지기 때문에 본 발명에 의한 층상 유지 효과를 기대할 수 있기 때문이며, 반면 경사각이 25도 초과 시에는 혼합층 형성량이 7% 이상으로 고로 내부 반경 방향으로 균일한 가스 흐름을 얻을 수 없기 때문이다.

또한, 고로 중심으로부터 6개 이상의 노치별 경동 각도를 취해 코크스(32)와 대립 광석(34) 및 소립 광석(36)을 순차적으로 고로(1) 내부에 교대로 분포시켜 장입을 취하는 이유는 5개 이하의 노치별 경동 각도를 취해 코크스(32)와 대립 광석(34) 및 소립 광석(36)을 분포시켜 고로(1) 내부에 장입시킬 경우에는 광석과 코크스 층의 길이가 짧아져서 장입물의 형상에 경사각을 형성시켜 혼합층을 다량으로 또는 부분적으로 많이 발생시키게 되어 균일한 가스 흐름을 기대할 수 없도록 하기 때문이다.

또한, 광석과 코크스 노치가 3개 이상 겹치도록 하여 장입을 이룰 수 있도록 한정한 이유는, 2개 노치 이하로 겹칠 경우에는 코크스의 마지막 두 노치를 직접 부딪히게 하여, 가장 많은 량의 혼합층을 형성시켜 본 고안에서 추구하고자하는 효과를 전혀 기대할 수 없도록 하는 문제를 발생시키는 문제와, 노말기 고로(1)에서는 가스 편류를 조장하여 노체 열부하의 원인과 같은 문제 등을 발생시키기 때문이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 고로 내부의 가스 흐름을 활성화 시켜 줄 수 있도록 하는 연화 융착대를 형성할 수 있도록 하는 방법을 제공하여, 노벽 연와가 손상된 노말기 고로에 있어서도, 내부에 일정한 주변류 가스 흐름과 통기성을 제공할 수 있도록 하여 고로 내부의 가스류 편류에 의한 급격한 노체 온도 변동 및 열부하를 억제할 수 있도록 함에 따라 장입물 표면 온도의 안정화를 이룰 수 있도록 함은 물론이고, 고로 출선량 상승과 고로의 장기적인 사용을 도모할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 노정 호퍼로부터 코크스와 대립 광석 및 소립 광석을 공급받아 선회 슈트를 통해 고로 내부로 분포를 교대로 취해 장입을 시켜 층상을 취하는 연화 융착대를 형성한 후 이에 열원을 가해 용선을 생산하는 고로 조업에 있어서,

   상기 고로(1) 중심으로부터 6개 이상의 노치별 경동 각도를 취할 수 있도록 선회 슈트(12)를 제어하고, 상기 선회 슈트(12)에 공급되는 코크스(32)와 대립 광석(34) 및 소립 광석(36)을 고로 내부 반경 방향으로 균일한 코크스 대 광석 비를 유지할 수 있는 층 두께가 되도록 광량을 조절하여 공급하되, 고로 내의 철광석과 코크스의 퇴적형상의 경사각이 0도에서 25도 이하의 평탄한 층 형태로 분포될 수 있게 광량을 조절 공급할 수 있도록 광량 조절변(10)을 제어하며, 상기 광석과 코크스의 경동 각도 노치가 3개 이상 겹쳐지도록 하여 장입을 이룰 수 있도록 제어하는 방법을 통해 고로(1) 내부의 가스 흐름을 활성화 시켜 줄 수 있도록 하는 연화 융착대(2)를 형성함을 특징으로 하는 노후된 고로의 고출선비 조업 방법.