KR101350470B1 - Ｃｄｑ 더스트 고로 취입 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코크스 공정에서 포집된 CDQ(Coke Dry Quenching) 더스트를 고로에 취입하는 방법에 있어서, (a) 상기 CDQ 더스트를 입상화 시키지 않은 더스트 상태 그대로 더스트 저장부에 저장하는 단계; (b) 상기 더스트 저장부에 저장된 상기 CDQ 더스트를 호퍼부에 일정량 입조시키는 단계; (c) 소결 공정에서 주 원료로 사용되는 PCI의 비율에 따라 상기 CDQ 더스트의 비율을 설정하는 단계; 및 (d) 설정된 적정 비율량의 상기 CDQ 더스트를 상기 PCI의 고로 투입과 동시에 고로 열풍구를 통해 상기 고로에 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법을 개시한다. 상기와 같은 CDQ 더스트 고로 취입 방법은 코크스 공정에서 CDQ 더스트를 별도로 입상화 공정을 거치지 않고 더스트 상태 그대로 기존 사용중인 PCI와 동시에 고로 본체 하부의 열풍구를 통해 투입함으로써, 고로의 열원 추가 확보와 비용절감, 소결 생산성 향상 및 소결광 성분 편차 개선 등의 효과가 있다.

Description

ＣＤＱ 더스트 고로 취입 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BLAST FURNACE BLOWING OF CDQ DUST}

본 발명은 코크스 공정에서 발생한 CDQ 더스트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코크스 공정에서 포집된 CDQ 더스트를 소결공정에서 고로 본체에 취입하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로는 상부에서 철광석, 코크스 및 부원료를 장입하고 하부에서 열풍을 송풍하여 하강하는 철광석과 상승하는 환원가스가 접촉 반응함으로써 철광석을 환원시켜 용선을 생산한다. 이때, 코크스는 고로내의 열량확보와 환원가스의 발생을 위하여 사용되는데, 오븐에서 제조된 코크스를 건조, 냉각하는 코크스 공정 중 발생하는 미분의 분진, 예컨대 CDQ(Coke Dry Quenching) 더스트를 집진설비를 이용하여 포집한 후 임가공하여 소결공정에 투입하여 사용하게 된다. 예컨대, 코크스 CDQ를 재활용 하기 위해 미분의 원료를 타 공정으로 이송시켜 기타 첨가제를 믹싱 및 가공하여 입상화 제품을 만든다. 이를 사용하기 위해 트럭으로 소결공정으로 이송 후 덤핑하여 사용한다.

그러나, 종래에는 CDQ 더스트를 입상화 하기 위해 별도의 공정을 거쳐 트럭이송 후 사용하므로 고가의 임가공비가 지출되어, 소결 제조원가가 상승하는 요인이 발생한다.

또한, 임가공 제품의 분화가 발생되어 소결광을 제조하기 위한 소결기 내에서 통기 악화의 요인과, 타 열원 예컨대, 무연탄과 혼합 사용으로 열량 차이에 의한 조업 변동이 발생되어 사용량 대비 생산성이 저하되는 문제가 발생한다.

따라서, 소결공정에서 사용하고 있는 CDQ 더스트를 별도로 임가공하지 않고 고로에 직접 열원으로 사용하여 비용 절감, 소결 생산성 향상 및 소결광 성분 편차를 개선할 필요가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 코크스 공정에서 포집된 CDQ 더스트를 별도로 입상화 공정을 거치지 않고 고로 본체에 직접 취입하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 코크스 공정에서 포집된 CDQ(Coke Dry Quenching) 더스트를 고로에 취입하는 장치에 있어서, 상기 CDQ 더스트가 입상화 공정을 거치지 않고 더스트 상태 그대로 저장되는 더스트 저장부; 상기 더스트 저장부와 연결되며, 상기 더스트 저장부에 저장된 상기 CDQ 더스트가 일정량 입조되는 호퍼부; 상기 호퍼부의 출구측에 설치되며, 소결 공정에서 주 원료로 사용되는 PCI의 비율에 따라 상기 CDQ 더스트의 비율을 설정하도록 조절하는 조절밸브; 및 상기 호퍼부와 상기 고로 사이를 연결하며, 상기 조절밸브에 의해 설정된 적정 비율량의 상기 CDQ 더스트를 상기 PCI의 고로 투입과 동시에 고로 열풍구를 통해 상기 고로에 투입하는 CDQ 지입배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치를 개시한다.

또한, 상기 조절밸브는 상기 PCI의 탄종에 대한 열량 비율에 맞춰 상기 CDQ 더스트의 일정비를 설정하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치를 개시한다.

또한, 상기 CDQ 지입배관은 상기 PCI를 상기 고로에 취입하는 PCI 지입배관과 별도의 경로로 설치되는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치를 개시한다.

또한, 본 발명은 상기 더스트 저장부와 상기 호퍼부 사이에 설치되며, 상기 더스트 저장부에 저장된 후 배출되는 상기 CDQ 더스트를 가열하여 상기 호퍼부에 입조시키는 예열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치를 개시한다.

또한, 본 발명은 코크스 공정에서 포집된 CDQ(Coke Dry Quenching) 더스트를 고로에 취입하는 방법에 있어서, (a) 상기 CDQ 더스트를 입상화 시키지 않은 더스트 상태 그대로 더스트 저장부에 저장하는 단계; (b) 상기 더스트 저장부에 저장된 상기 CDQ 더스트를 호퍼부에 일정량 입조시키는 단계; (c) 소결 공정에서 주 원료로 사용되는 PCI의 비율에 따라 상기 CDQ 더스트의 비율을 설정하는 단계; 및 (d) 설정된 적정 비율량의 상기 CDQ 더스트를 상기 PCI의 고로 투입과 동시에 고로 열풍구를 통해 상기 고로에 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법을 개시한다.

또한, 상기 (b)단계에서, 상기 더스트 저장부에 저장된 상기 CDQ 더스트를 예열부에서 가열한 후 상기 호퍼부에 입조시키는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법을 개시한다.

또한, 상기 (c) 단계에서, 상기 PCI의 탄종에 대한 열량 비율에 맞춰 상기 CDQ 더스트의 일정비를 설정하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법을 개시한다.

또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 CDQ 더스트는 상기 PCI를 상기 고로에 취입하는 PCI 지입배관과 별도로 CDQ 지입배관을 통해 상기 고로에 취입하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법을 개시한다.

본 발명에 따른 CDQ 더스트의 고로 취입 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

(1) 본 발명은 코크스 공정에서 CDQ 더스트를 별도로 입상화 공정을 거치지 않고 더스트 상태 그대로 기존 사용중인 PCI와 동시에 고로 본체 하부의 열풍구를 통해 투입함으로써, 입상화에 대한 비용절감 및 고로 사용에 대한 경제성으로 고로 환원제를 보완 및 대처할 수 있다.

(2) 본 발명은 코크스 CDQ 더스트를 고로에 직접 열원으로 사용함으로써, 고로의 열원 추가 확보와 비용절감, 소결 생산성 향상 및 소결광 성분 편차 개선 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDQ 더스트를 기존 PCI와 동시에 고로에 취입하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 CDQ 더스트 고로 취입 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 CDQ 더스트 고로 취입 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDQ 더스트를 기존 PCI와 동시에 고로에 취입하는 과정을 도시하는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 고로 조업은 용선을 생산하기 위하여 고로(1) 상부에서는 철광석, 코크스 및 부원료를 장입하고, 고로(1) 하부에서는 열풍과 함께 파쇄된 미분탄(PCI)를 투입한다. 이때, 코크스는 고로(1)내의 열량확보와 환원가스의 발생을 위해 사용되고, PCI는 고로(1) 노열을 확보하기 위해 고로(1) 내에 지속적으로 투입하게 된다.

본 발명에서는 기존의 PCI 고로 취입과 동시에 별도의 지입배관을 이용하여 코크스 공정에서 포집된 CDQ(Coke Dry Quenching) 더스트를 입상화 공정을 고치지 않고 더스트 상태 그대로 고로(1)에 투입하여 직접 열원으로 사용한다.

먼저, 기존의 PCI 고로 취입 과정을 설명하면(도 1의 10 참조), 야드(Yard)에 적치된 PCI용 석탄을 원료석탄 호퍼(11)에 저장한 후 공급기(12)를 통해 밀(Mill)(13) 내부로 보낸 후 200mesh(0.075mm) 이하가 80% 이상이 되도록 롤러(Roller)로 파쇄한다. 그리고 파쇄된 석탄을 배가스(14)와 함께 이송하여 백필터(Bag Filter)(15)를 거쳐 석탄보관 호퍼(16)에 저장된다. 저장된 석탄은 다시 3개의 공급탱크(17)에 주기적으로 채워진 후 질소(18)와 압축공기(19)의 압력으로 분배기(20)까지 압송되고, 분배기(20)에서 송풍구(22) 숫자에 맞도록 균일 분배된 지관을 통과한 후 송풍구(22)에 설치된 취입랜스를 통해 고로(1)내로 취입된다. 고로(1)내에 취입된 PCI는 송풍공기와 순산소와 반응하여 1kg 당 7200 ~ 7400kcal의 열량과 환원가스를 방출하여 용선을 생산하게 된다.

다음으로, 본 발명에서 고로(1)의 열원확보를 위해 추가되는 CDQ 더스트 고로 취입 과정은 기존 PCI 고로 취입(10)과 동시에 별도의 CDQ 더스트 고로 취입 장치(100)를 통해 진행되며, 본 발명의 CDQ 더스트 고로 취입 장치(100)에 대하여 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 CDQ 더스트 고로 취입 장치를 도시하는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 CDQ 더스트 고로 취입 장치(100)는 더스트 저장부(110), 호퍼부(120), 예열부(130), 조절밸브(140) 및 CDQ 지입배관(150)을 포함한다.

더스트 저장부(110)는 코크스 공정에서 포집된 CDQ 더스트가 입상화 공정을 거치지 않고 더스트 상태 그대로 저장되는 저장 용기이다. 또한, 더스트 저장부(110)의 출구측에는 후술할 호퍼부(120)에 CDQ 더스트를 일정량 입조시킬 수 있도록 개폐밸브(111)가 설치된다.

호퍼부(120)는 더스트 저장부(110)와 지입배관(113)으로 연결되며, 더스트 저장부(110)에 저장된 CDQ 더스트가 일정량 입조되는 깔대기 모양의 용기이다.

예열부(130)는 더스트 저장부(110)와 호퍼부(120) 사이의 지입배관(113) 상에 설치되며, CDQ 더스트로 인한 지입배관(113)의 막힘을 방지하기 위하여 더스트 저장부(110)에 저장된 후 개폐밸브(111)에 의해 배출되는 CDQ 더스트를 예열하여 호퍼부(120)에 입조시킨다.

조절밸브(140)는 호퍼부(120)의 출구측에 설치되며, 소결 공정에서 주 원료로 사용되는 PCI의 비율에 따라 CDQ 더스트의 비율을 설정하도록 조절하는 밸브이다. 이때, 조절밸브(140)는 PCI의 탄종에 대한 열량 비율에 맞춰 CDQ 더스트의 일정비를 설정하도록 조절할 수 있다. 조절밸브(140)를 이용하여 적정 비율의 CDQ 더스트 설정에 대해서는 후술할 CDQ 더스트 고로 취입 방법의 설명에서 표 1 내지 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

CDQ 지입배관(150)은 호퍼부(120)와 고로(1) 사이를 연결하며, 조절밸브(140)에 의해 설정된 적정 비율량의 CDQ 더스트를 기존 PCI의 고로 투입(도 1의 10)과 동시에 고로 열풍구(22)를 통해 고로(1)에 투입하는 배관이다. 또한, CDQ 지입배관(150)은 PCI를 고로(1)에 취입하는 PCI 지입배관(도 1의 21)과 별도의 배관경로로 설치된다.

또한, CDQ 지입배관(150)은 송풍기(151) 및 피드 호퍼(Feed Hopper)(153)와 연결되어 CDQ 더스트를 고로 열풍구(22)를 통해 고로(1)에 투입할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 CDQ 더스트 고로 취입 장치(100)는 코크스 공정에서 포집된 CDQ 더스트를 입상화 공정을 거치지 않고 더스트 상태 그대로 기존 사용중인 PCI를 고로(1)에 투입하는 과정처럼(도 1의 10 참조) CDQ 더스트를 호퍼부(120)에 일정량을 입조시킨 후 PCI사용량에 대한 CDQ 더스트의 비율을 산정하여 별도의 지입배관을 이용하여 고로 열풍구(22)를 통해 고로(1)에 취입시켜 고로 열원재로 사용한다.

이하, 본 발명에 따른 CDQ 더스트 고로 취입 방법을 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 코크스 공정에서 포집된 CDQ 더스트를 입상화 시키지 않은 더스트 상태 그대로 더스트 저장부(110)에 저장한다(S101).

이어, 더스트 저장부(110)에 저장된 CDQ 더스트를 더스트 저장부(110)의 출구측 개폐밸브(111)를 이용하여 배출시키고, 호퍼부(120)까지 예열부(130)를 이용하여 CDQ 더스트를 예열하여 CDQ 더스트로 인한 지입배관(113)의 막힘을 방지한다(S102).

이어, 예열부(130)에 의해 예열된 CDQ 더스트를 호퍼부(120)에 일정량 입조시킨다(S103).

이어, 소결 공정에서 주 원료로 사용되는 PCI의 비율에 따라 CDQ 더스트의 적정 비율을 설정한다(S104). 이때, PCI의 탄종에 대한 열량 비율에 맞춰 CDQ 더스트의 일정비를 설정할 수 있다.

아래 표 1 및 2는 PCI 성상 및 CDQ 더스트 성상을 비교한 도표이고, 표 3 및 4는 PCI와 CDQ 더스트의 적정 비율 배합표이다.

< PCI 성상 및 CDQ 더스트 성상 비교 >

< PCI와 CDQ 더스트의 적정 비율 배합표 >

본 실시예에서는 PCI와 CDQ 더스트의 상기 배합표에 의거하여 고로(1)에 사용함으로써, 고로(1)에서 필요로 하는 사용 스펙 오차 범위 내에서 CDQ 더스트를 2% 사용하여 배합 실시하였다.

마지막으로, 설정된 적정 비율량의 CDQ 더스트를 PCI의 고로(1) 투입과 동시에 고로 열풍구(22)를 통해 고로(1)에 투입한다(S105). 이때, CDQ 더스트는 PCI를 고로(1)에 취입하는 PCI 지입배관(21)과 별도로 CDQ 지입배관(150)을 통해 고로(1)에 취입한다.

따라서, 본 발명은 코크스 공정에서 CDQ 더스트를 별도로 입상화 공정을 거치지 않고 더스트 상태 그대로 기존 사용중인 PCI와 동시에 고로 본체 하부의 열풍구를 통해 투입함으로써, 입상화에 대한 비용절감 및 고로 사용에 대한 경제성으로 고로 환원제를 보완 및 대처할 수 있다. 또한, 코크스 CDQ 더스트를 고로에 직접 열원으로 사용함으로써, 고로의 열원 추가 확보와 비용절감을 할 수 있고, 소결 생산성을 향상시킬 수 있으며, 소결광 성분 편차를 개선할 수 있다.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 또한, 본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

100 : CDQ 더스트 고로 취입 장치
110 : 더스트 저장부
120 : 호퍼부
130 : 예열부
140 : 조절밸브
150 : CDQ 지입배관

Claims (8)

1. 코크스 공정에서 포집된 CDQ(Coke Dry Quenching) 더스트를 고로에 취입하는 장치에 있어서,
   상기 CDQ 더스트가 입상화 공정을 거치지 않고 더스트 상태 그대로 저장되는 더스트 저장부;
   상기 더스트 저장부와 연결되며, 상기 더스트 저장부에 저장된 상기 CDQ 더스트가 일정량 입조되는 호퍼부;
   상기 호퍼부의 출구측에 설치되며, 소결 공정에서 주 원료로 사용되는 PCI의 비율에 따라 상기 CDQ 더스트의 비율을 설정하도록 조절하는 조절밸브; 및
   상기 호퍼부와 상기 고로 사이를 연결하며, 상기 조절밸브에 의해 설정된 적정 비율량의 상기 CDQ 더스트를 상기 PCI의 고로 투입과 동시에 고로 열풍구를 통해 상기 고로에 투입하는 CDQ 지입배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조절밸브는 상기 PCI의 탄종에 대한 열량 비율에 맞춰 상기 CDQ 더스트의 일정비를 설정하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 CDQ 지입배관은 상기 PCI를 상기 고로에 취입하는 PCI 지입배관과 별도의 경로로 설치되는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는,
   상기 더스트 저장부와 상기 호퍼부 사이에 설치되며, 상기 더스트 저장부에 저장된 후 배출되는 상기 CDQ 더스트를 가열하여 상기 호퍼부에 입조시키는 예열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 장치.
5. 코크스 공정에서 포집된 CDQ(Coke Dry Quenching) 더스트를 고로에 취입하는 방법에 있어서,
   (a) 상기 CDQ 더스트를 입상화 시키지 않은 더스트 상태 그대로 더스트 저장부에 저장하는 단계;
   (b) 상기 더스트 저장부에 저장된 상기 CDQ 더스트를 호퍼부에 일정량 입조시키는 단계;
   (c) 소결 공정에서 주 원료로 사용되는 PCI의 비율에 따라 상기 CDQ 더스트의 비율을 설정하는 단계; 및
   (d) 설정된 적정 비율량의 상기 CDQ 더스트를 상기 PCI의 고로 투입과 동시에 고로 열풍구를 통해 상기 고로에 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 (b)단계에서,
   상기 더스트 저장부에 저장된 상기 CDQ 더스트를 예열부에서 가열한 후 상기 호퍼부에 입조시키는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계에서,
   상기 PCI의 탄종에 대한 열량 비율에 맞춰 상기 CDQ 더스트의 일정비를 설정하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 (d) 단계에서,
   상기 CDQ 더스트는 상기 PCI를 상기 고로에 취입하는 PCI 지입배관과 별도로 CDQ 지입배관을 통해 상기 고로에 취입하는 것을 특징으로 하는 CDQ 더스트 고로 취입 방법.

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