KR101510546B1 - 고로 장입물 장입방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 고로 장입물 장입방법은, 고로의 노체 열부하를 저감시키도록, 상기 노체 내측의 벽부에 위치되는 코크스층에 소립소결광이 혼합되도록 장입한다.
이와 같이 본 발명은, 노체 내측의 벽부에 위치되는 코크스층에 소립소결광이 혼합되도록 장입하는 장입방법을 취함으로써, 고로의 노체 열부하를 저감시킴에 따라 노체 열부하를 적정하게 제어할 수 있다.

Description

고로 장입물 장입방법{Method for charging materials into blast furnace}

본 발명은 고로 장입물 장입방법으로서, 고로의 노체 열부하를 저감시킴에 따라 노체 열부하를 적정하게 제어하는 고로 장입물 장입방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적으로 고로에 코크스가 장입되는 과정을 나타낸 개략도이다.

도면을 참조하면, 고로(10)의 연료인 코크스(21)가 코크스 저장조(40)에서 선별기(41)로 투입되어 입자 크기에 따라 분류된 후 컨베이어(20)를 통해 코크스 웨잉호퍼(31)(32)에 투입된다.

한편 용선(13)의 원료인 소결광은 광석 저장조(50)에서 선별기(51)로 투입되어 역시 입자 크기에 따라 분류된 후, 각각 컨베이어(20)를 통해 대립소결광(22)은 대립소결광 서지호퍼(33)(34)에, 소립소결광(23)은 소립소결광 웨잉호퍼(35)에 투입된다.

이때, 통상 상기 코크스 웨잉호퍼(31)(32)에 저장된 연료를 각각 1뱃치(batch)라 하고, 1뱃치와 1뱃치를 합하여 고로(10)에 투입할 연료를 1차지(charge)라 한다.

이후, 고로(10)에서 필요로 하는 연료 및 원료의 양을 기초로 하여 평량값이 계산되면 코크스(21), 대립소결광(22), 및 소리광석(23)은 컨베이어(20)에 의하여 장입호퍼(18)에 장입된다. 그리고 대기상태를 유지하다가 고로(10) 내부의 환원반응을 통해 장입물이 강하되어 장입 기준선(14)에 도달하면 제어밸브(17)가 개방되면서 코크스(21), 대립소결광(22), 및 소립소결광(23)의 순서로 연속 장입된다.

이때, 장입물은 선회슈트(16)에 의하여 로벽을 기준으로 중심방향으로 11단계로 구분된 노치(notch) 단위로 미리 정해진 위치에 뿌려지는데, 선회슈트(16)의 선회 회전수와 노치의 이동은 고로(10) 내부의 노황과 장입되어 있는 연료, 원료의 특성에 따라 달라진다. 예를 들어 코크스(21)의 경우에는 제1 노치에서 3회전하면서 연료를 뿌린 후 계속해서 제5 노치까지 선회하면서 장입을 하고, 대립소결광(22)은 고로(10) 내부 반경방향으로 균일하게 장입하여 풍구(12)를 통한 고온 가스의 통기성 및 가스 이용율이 우수한 융착대(C)를 구성토록 장입하며, 노벽 측에는 환원성 및 통기성이 우수한 소립소결광(23)을 안착시켜 노벽부 불활성대 생성을 방지하면서 노벽 보호를 할 수 있도록 고로(10) 상부에서 교대로 장입하여 층을 형성하도록 장입하는 것이다.

도 2는 도 1의 종래기술에 따른 고로 장입물 장입방법으로 고로 내부에 장입물이 장입된 것을 나타낸 도면이고, 도 3(a)은 도 2의 A를 나타낸 확대도이고, 도 3(b)는 도 2의 B를 나타낸 확대도이다.

도면을 참조하면, 고로(10) 내에서 장입물은 소결광과 코크스(21)를 번갈아서 장입하여 층상이 되도록 장입하고 있다.

이때, 입자가 상대적으로 작은 소립소결광(23)은 벽부에 장입하고 입자가 상대적으로 큰 대립소결광(22)은 중간부에 장입하여 벽부에서 소립소결광(23)으로 인해서 통기성이 적게 함으로써, 노체(10a) 측으로 고온 가스(G)의 흐름이 과도하게 흐르는 것을 방해하여 노체(10a)를 보호하게 된다. 이것은 입도가 작은 소립소결광(23)인 경우 드래그 힘이 증가하여 가스(G)가 통과하기 어렵게 되고, 따라서 입도가 큰 대립소결광(22)이 위치하고 있는 통기성이 좋은 중간부로 고온 가스(G)가 흐르게 하는 것이다. 따라서 종래에는 노체(10a)에 가스(G)가 과도하게 흘러서 노체(10a)에 열부하가 증가하는 경우 소립소결광(23)의 양을 증대시켜서 노체(10a)에 가스(G)가 흐르는 양을 줄여 노체(10a) 열부하를 줄이는 방법을 사용하고 있다.

그러나 이 방법은 계속적으로 양을 늘리는 경우 벽부에서 광석의 두께가 두꺼워져서 융착대(11)의 두께가 과도하게 두꺼워져서 광석이 미쳐 환원되지 못하게 되어 하부 불활성화의 원인으로 작용되는 단점이 있다.

이를 방지하고자 가스(G)의 흐름이 원활한 대립의 코크스(21)를 노내 측으로 내진하거나, 대립소결광(22)을 벽부로 외진하는 방법이 있으나, 이 경우 전체적인 융착대(11)의 형상이 변하여 조업에 악영향을 미치는 문제점이 있어서 조업자가 쉽게 취할 수 있는 방법이 아니다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 고로의 노체 열부하를 저감시킴에 따라 노체 열부하를 적정하게 제어할 수 있는 고로 장입물 장입방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 장입물 장입방법은, 고로의 노체 열부하를 저감시키도록, 상기 노체 내측의 벽부에 위치되는 코크스층에 소립소결광이 혼합되도록 장입한다.

구체적으로, 본 발명은 상기 소립소결광을, 상기 코크스층에서 상기 노체로부터 상기 노체의 중심으로 반경방향의 1/3지점까지 혼합되도록 장입하는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명응ㄴ 상기 소립소결광을, 상기 코크스층에서 코크스에 대한 부피비 기준으로 최대 50% 이하로 혼합되도록 장입하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 상기 노체의 열부하가 설정된 기준수치의 2배 이상되는 비상 시, 상기 코크스층에 해당되는 부분에 상기 노체로부터 상기 노체의 중심으로 반경방향의 1/3지점까지 상기 소립소결광만을 전량 채우고 이어서 코크스를 채우는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 고로 장입물 장입방법은, 노체 내측의 벽부에 위치되는 코크스층에 소립소결광이 혼합되도록 장입하는 장입방법을 취함으로써, 고로의 노체 열부하를 저감시킴에 따라 노체 열부하를 적정하게 제어할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 일반적으로 고로에 코크스가 장입되는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 종래기술에 따른 고로 장입물 장입방법으로 고로 내부에 장입물이 장입된 것을 나타낸 도면이다.
도 3(a)은 괴상대인 도 2의 A를 나타낸 확대도이고, 도 3(b)는 융착대 측부인 도 2의 B를 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 장입물 장입방법으로 고로 내부에 장입물이 장입된 것을 나타낸 도면이다.
도 5(a)는 괴상대인 도 4의 A를 나타낸 확대도이고, 도 5(b)는 융착대인 도 4의 B를 나타낸 확대도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 장입물 장입방법으로 고로의 열부하가 제어되는 것을 나타낸 그래프이다.

본 발명의 고로 장입물 장입방법은, 노체 열부하를 적정하게 제어하기 위해 고로의 노체 열부하를 저감시킬 수 있도록, 노체 내측의 벽부에 위치되는 코크스층에 소립소결광이 혼합되도록 장입하는 장입방법을 취하는 것을 기술적 특징으로 한다.

참고로, 상기 노체는 고로의 외부 철판과, 상기 철판 내측에 배치되는 내화벽돌을 지칭하며, 노체 내측의 벽부는 노체 내측의 가장자리 부분을 지칭한다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 종래기술과 본 발명의 차이점을 명확하게 설명하기 위해 종래의 고로 장입물 장입방법에 따른 한계점을 도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 종래기술에 따른 고로 장입물 장입방법으로 고로 내부에 장입물이 장입된 것을 나타낸 도면이고, 도 3(a)은 괴상대인 도 2의 A를 나타낸 확대도이고, 도 3(b)는 융착대인 도 2의 B를 나타낸 확대도이다.

도면을 참조하면, 종래에는 노체(10a)에 열부하가 생기는 경우 소립소결광(23)과 대립소결광(22)의 양을 늘려서 벽부에 장입하거나 벽부에 코크스(21)의 양을 줄여서 노체(10a)로 가는 고온 가스(G)의 양을 줄여서 노체(10a) 열부하를 막는 방법을 사용하였다. 그러나, 과도한 광석의 벽부 장입은 융착대(11)의 두께를 크게 하여 광석의 환원이 원활하게 되지 않게 되는 소위, 하부 불활성화에 빠져서 조업이 원활하지 않게 되는 문제를 일으키게 된다.

특히, 융착대(11)에서 생기는 코크스층인 코크스 슬릿(S, cokes slit)은 없어지지 않아서 아무리 광석의 양을 증대하여도 노체(10a) 열부하가 감소하지 않게 되는 경우가 허다하여 결국은 풍량을 감소시켜서 벽부에 가해지는 열부하를 줄이는 작업을 하게 된다.

그러나, 이 경우 풍량감소로 인해서 생산량이 감소하게 되는 문제점이 있게 된다. 이러한 코크스 슬릿(S)을 벽부에서 없애기 위해서 코크스(21)를 노내 측으로 내진하는 경우 과도한 중심류 발달로 가스(G) 이용율이 저하하여 조업효율이 저하되고, 또한 벽부에서 하부 불활성화가 동일하게 발생하여 조업이 불안정하게 되는 문제점이 있게 된다.

이에 따라, 본 발명은 코크스(21)나 소결광의 장입패턴을 변화시키지 않고, 노체(10a)의 벽부로 장입되는 코크스(21)에 소립소결광(23)을 혼합시켜 장입하는 방법을 취한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 장입물 장입방법으로 고로 내부에 장입물이 장입된 것을 나타낸 도면이고, 도 5(a)는 괴상대인 도 4의 A를 나타낸 확대도이고, 도 5(b)는 융착대인 도 4의 B를 나타낸 확대도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 고로 장입물 장입방법은 고로(10)의 노체(10a) 열부하를 저감시키도록, 노체(10a) 내측의 벽부에 위치되는 코크스층(21a)에 소립소결광(23)이 혼합되도록 장입한다.

즉, 본 발명은 도 5(a)에 도시된 노체(10a) 상부와 도 5(b)에 도시된 노체(10a) 하부에서 장입물이 위치된 바와 같이, 노체(10a) 내측의 벽부에 위치되는 코크스층(21a)에 소립소결광(23)이 혼합된 상태가 되도록 한다.

이를 위해, 소립소결광(23)이 장입호퍼를 거치면서 골고루 혼합되어 장입됨으로서 고로(10)의 장입물이 쌓이는 부분에서 노체(10a) 벽부 측의 코크스층(21a) 사이에 위치하게 됨에 따라, 코크스(21)를 통한 가스(G)의 흐름을 제어하는 역할을 하게 된다.

종래에는 도 3에 도시된 바와 같이 대립소결광(22)에만 소립소결광(23)이 존재할 뿐 코크스층(21a)에는 소립소결광(23)이 존재하지 않기 때문에, 다량의 가스(G)가 코크스 슬릿(S)을 빠져나가서 고온의 가스(G)가 직접 노체(10a)에 작용하여 노체(10a) 열부하를 증가시키게 된다.

그러나, 본 발명에 의해 코크스층(21a)에 소립소결광(23)이 위치하는 경우, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 고온의 가스(G)에 의해 소결광이 융착된 융착대(11)( Cohesive zone) 부분에 있어서는 코크스층(21a)의 코크스(21) 사이에서 소립소결광(23)이 융착됨으로써, 코크스층(21a)에서의 코크스 슬릿(S)을 통해서 벽부 측으로 가려고 하는 가스(G)의 흐름을 방해하게 된다.

또한, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 소결광이 고체상태인 괴상대(15)(lump zone) 부분에 있어서도 대립의 코크스층(21a)에 소립의 소립소결광(23)이 위치하게 됨으로써, 통기성이 저하하게 되고 그에 따라서 벽부 측으로 고온가스(G) 흐름이 저감하게 된다.

구체적으로, 본 발명은 상기 소립소결광(23)을 코크스층(21a)에서 노체(10a)로부터 상기 노체(10a)의 중심으로 반경방향의 1/3지점까지 혼합되도록 장입하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 소립소결광(23)이 노체(10a)로부터 상기 노체(10a)의 중심으로 반경방향의 1/3을 넘어서는 지점까지 코크스층(21a)에 혼합되어 장입되면, 고온의 가스(G)가 노체(10a) 중심부에서만 흐르게 됨으로써, 환원되지 않는 광석이 늘어남에 따라 생산량이 감소하게 된다.

한편, 코크스층(21a)에 혼합되는 소립소결광(23)의 양은 노체(10a) 열부하 관리 기준대비 초과되는 열부하량에 따라서 조절하게 된다.

구체적으로, 본 발명은 상기 소립소결광(23)을, 상기 코크스층(21a)에서 코크스(21)에 대한 부피비 기준으로 최대 50% 이하로 혼합하도록 장입하는 것이 바람직하다.

상기 코크스층(21a)의 코크스(21)와 소립소결광(23)의 입경비가 0.1정도이기 때문에, 부피 기준으로 소립소결광(23)을 30~40% 혼합하게 되면 공극율은 약 0.5에서 0.35정도로 감소하게 된다. 이 경우 코크스층(21a)에 코크스(21)만 장입하는 경우에 비해서 노체(10a) 벽부 측으로의 가스(G)의 흐름이 약 70%정도로 감소하게 된다

또한, 부피 기준으로 상기 코크스층(21a)에 소립소결광(23)을 10~20%를 장입하는 경우는 코크스(21)만 장입하는 경우에 비해서 노체(10a) 벽부 측으로의 가스(G)의 흐름이 50%정도로 감소하게 된다.

따라서, 열부하 정도에 따라서 코크스층(21a)의 코크스(21)에 혼합하는 소립소결광(23)의 양을 부피 기준 40%까지 점점 증대시켜 조업하되, 노체(10a)의 열부하 추이를 보면서 그 양을 가감하되 부피 기준으로 최대 50%가 넘지 않아야 한다.

만약 소립소결광(23)의 부피 비율이 50%가 넘게 되면 벽부 측으로 공급되는 환원가스(G)가 급감하여 벽부 측의 소립소결광(23)의 환원을 지연시키고, 미 환원광의 노저 유입으로 노하부의 열이 급격하게 감소하므로써, 소위 노하부 불활성화내지는 용선온도 저하에 따른 노열 미확보로 고로(10) 조업상태, 즉 노항에 악영향을 미치는 문제점이 발생하게 된다.

그러나, 본 발명은 상기 노체(10a)의 열부하가 설정된 기준수치의 2배 이상되는 비상 시, 코크스층(21a)에 해당되는 부위에서 노체(10a)로부터 상기 노체(10a)의 중심으로 반경방향의 1/3지점까지 소립소결광(23)만을 전량 채우고 이어서 코크스(21)를 채움으로써, 비상 시 열부하를 신속하게 저감시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 장입물 장입방법으로 고로의 열부하가 제어되는 것을 나타낸 그래프이다.

도면을 참조하면, 노체(10a)의 열부하가 높은 상태에서 본 발명의 고로 장입물 장입방법에 따라 벽부의 코크스층(21a)에 부피기준으로 소립소결광(23)을 10% 혼합시켜 장입하기 시작하면, 시간이 지남에 따라 노체(10a)의 열부하가 점차적으로 떨어지게 된다.

이어서 벽부의 코크스층(21a)에 소립소결광(23)을 혼합시켜 장입하는 것을 중단하게 된 후에도, 장입이 융착대(11)에 도달후 일정 기간 동안은 노체(10a)의 열부하 낮은 상태를 유지하게 된다.

그러나, 벽부의 코크스층(21a)에 소립소결광(23)을 혼합시켜 장입하는 것을 중단한 다음 일정 기간 이후에는 노체(10a)의 열부하가 다시 높아지는데, 이는 코크스층(21a)에 소립소결광(23)을 혼합하여 장입하지 않는 경우에 비해서 본 발명의 고로 장입물 장입방법에 의해 열부하가 크게 감소되는 것을 알 수 있다.

결과적으로, 상기와 같은 본 발명은 노체(10a) 내측의 벽부에 위치되는 코크스층(21a)에 소립소결광(23)이 혼합되도록 장입하는 장입방법을 취함으로써, 고로(10)의 노체(10a) 열부하를 저감시킴에 따라 노체(10a) 열부하를 적정하게 제어할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10 : 고로 10a : 노체
11 : 융착대 15 : 괴상대
21 : 코크스 22 : 대립소결광
23 : 소립소결광 21a : 코크스층
C : 가스 S : 코크스 슬릿

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 고로의 노체 열부하를 저감시키도록, 상기 노체 내측의 벽부에 위치되는 코크스층에 소립소결광이 혼합되도록 장입하며,
   상기 소립소결광을, 상기 코크스층에서 상기 노체로부터 상기 노체의 중심으로 반경방향의 1/3지점까지 혼합되도록 장입하고,
   상기 소립소결광을, 상기 코크스층에서 코크스에 대한 부피비 기준으로 최대 50% 이하로 혼합되도록 장입하는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 장입방법.
   
4. 고로의 노체 열부하를 저감시키도록, 상기 노체 내측의 벽부에 위치되는 코크스층에 소립소결광이 혼합되도록 장입하며,
   상기 소립소결광을, 상기 코크스층에서 상기 노체로부터 상기 노체의 중심으로 반경방향의 1/3지점까지 혼합되도록 장입하고,
   상기 노체의 열부하가 설정된 기준수치의 2배 이상되는 비상 시, 상기 코크스층에 해당되는 부분에 상기 노체로부터 상기 노체의 중심으로 반경방향의 1/3지점까지 상기 소립소결광만을 전량 채우고 이어서 코크스를 채우는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 장입방법.
   

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