KR20160073977A - 열풍로 설비 - Google Patents

열풍로 설비 Download PDF

Info

Publication number
KR20160073977A
KR20160073977A KR1020167011838A KR20167011838A KR20160073977A KR 20160073977 A KR20160073977 A KR 20160073977A KR 1020167011838 A KR1020167011838 A KR 1020167011838A KR 20167011838 A KR20167011838 A KR 20167011838A KR 20160073977 A KR20160073977 A KR 20160073977A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
blast furnace
gas
heat
hot air
Prior art date
Application number
KR1020167011838A
Other languages
English (en)
Inventor
타카시 카쵸
노리마사 마에카와
Original Assignee
신닛떼쯔 수미킨 엔지니어링 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛떼쯔 수미킨 엔지니어링 가부시끼가이샤 filed Critical 신닛떼쯔 수미킨 엔지니어링 가부시끼가이샤
Publication of KR20160073977A publication Critical patent/KR20160073977A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
    • C21B9/14—Preheating the combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/16—Arrangements of tuyeres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/22—Arrangements of heat-exchange apparatus

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

열풍로 설비는, 열풍로; 열풍로에 연소용 공기를 보내는 연소용 공기관; 고로에서 배출된 고로 가스를 열풍로의 연료 가스로서 열풍로로 보내는 연료 가스관; 열풍로에서 배출된 배출 가스를 굴뚝으로 보내는 연도관; 연도관에 연결되며, 열교환을 통해 열풍로의 배출 가스로부터 회수한 열에 의해 연소용 공기 및 연료 가스 중 하나를 예열하는 제1 예열 수단; 및 고로 가스의 일부를 연소시키는 제1 가열기를 가지며, 해당 제 1 가열기에서 발생한 열에 의해 연소용 공기 및 연료 가스 중 다른 하나를 예열하는 제2 예열 수단;을 구비한다.

Description

열풍로 설비{HOT BLAST FURNACE FACILITY}
본 발명은 고로(高爐)로 보내는 공기를 가열하는 열풍로 설비에 관한 것이다.
종래에 고로로 보내는 공기(고로용 공기)를 가열하는 열풍로 설비가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 설비에서는, 고로용 공기가 블로워(blower)에 의해 승압되어 열풍로에 보내지고, 열풍로를 통과하여 고로로 보내진다. 블로워와 열풍로를 접속시키는 배관에는 열교환기가 연결되어 있다. 이 열교환기에서는, 블로워에 의한 승압에 의해 온도가 상승한 공기로부터 열이 회수된다. 또한, 열풍로에서 배출되는 배출 가스는 굴뚝으로 보내진다. 굴뚝과 열풍로를 접속시키는 배관에도 다른 열교환기가 연결되어 있다. 이 열교환기에서는 열풍로의 배출 가스로부터 열이 회수된다. 특허문헌 1에 기재된 설비에서는, 상술한 열교환기에서 회수된 열에 의해 열풍로로 공급되는 연료 가스 및 연소용 공기가 예열된다.
일본 특개평 9－287013호공보
상술한 바와 같은 열풍로 설비에서는, 고로에서 배출된 고로 가스(BFG; Blast Furnace Gas)가 연료 가스로서 열풍로로 공급되는 경우가 있다. 고로 가스의 열량은 비교적 낮기 때문에, 열량이 부족한 경우에는 다른 연료(예를 들어, 액화 석유 가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas), 코크스로 가스(COG; Coke Oven Gas) 등)가 고로 가스에 첨가된다. 액화 석유 가스는 비교적 고가이며, 코크스로 가스는 다른 설비에서도 이용되기 때문에, 고로 가스에 대한 다른 연료의 첨가량은 적은 것이 바람직하다.
특허문헌 1에 기재된 설비에서는, 상술한 열교환기에서 회수된 열에 의해 연료 가스 및 연소용 공기가 예열되기 때문에 다른 연료의 첨가량을 저감시킬 수 있지만, 이러한 첨가량을 더욱 저감시킬 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있는 열풍로 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면의 열풍로 설비는, 고로용 공기를 가열하는 열풍로 설비로서, 고로용 공기를 가열하는 열풍로; 열풍로에 연소용 공기를 보내는 연소용 공기관; 고로에서 배출된 고로 가스를 열풍로의 연료 가스로서 열풍로로 보내는 연료 가스관; 열풍로에서 배출된 배출 가스를 굴뚝으로 보내는 연도관(煙道管); 연도관에 연결되는 동시에 연소용 공기관 및 연료 가스관 중 하나의 관에 연결되며, 열교환을 통해 열풍로의 배출 가스로부터 회수한 열에 의해 연소용 공기 및 고로 가스 중 하나를 예열하는 제1 예열 수단; 및 고로 가스의 일부를 연소시키는 제1 가열기를 가지고, 연소용 공기관 및 연료 가스관 중 다른 하나의 관에 연결되며, 제1 가열기에서 발생한 열에 의해 연소용 공기 및 고로 가스 중 다른 하나를 예열하는 제2 예열 수단;을 구비한다.
본 발명의 일 측면의 열풍로 설비에서는, 연소용 공기 및 고로 가스 중 하나가 열풍로의 배출 가스로부터 회수된 열에 의해 예열되고, 또한 연소용 공기 및 고로 가스 중 다른 하나가 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 예열된다. 고로 가스를 연소시켜 발생한 연소열을 이용하면, 연소용 공기 또는 고로 가스를 비교적 높은 온도까지 가열하는 것이 가능해진다. 따라서, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있다.
제1 예열 수단은, 연도관에 연결된 제1 열교환기; 하나의 관에 연결된 제2 열교환기; 제1 열교환기와 제2 열교환기를 접속시키며, 제1 열교환기에서 열을 회수한 액체 상태의 열매체를 제2 열교환기로 보내는 열매관(熱媒管); 및 열매관에 연결되며, 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 열에 의해 액체 상태의 열매체(熱媒體)를 가열하는 제2 가열기;를 가질 수 있다. 이 경우, 연소용 공기 및 고로 가스 중 하나는, 열풍로의 배출 가스로부터 회수된 열에 더해, 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 열에 의해 가열된다. 상술한 바와 같이, 고로 가스를 연소시켜 발생한 연소열을 이용하면, 연소용 공기 또는 연료 가스를 비교적 높은 온도까지 가열하는 것이 가능하기 때문에 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있다.
제1 예열 수단은, 연도관에 연결된 고온부; 및 하나의 관에 연결된 저온부;를 가지며, 고온부에서 증발한 매체를 저온부로 보내는 동시에 저온부에서 응축한 매체를 고온부로 보내는 히트 파이프(heat pipe)식 열교환기일 수 있다. 히트 파이프식 열교환기를 이용하는 경우, 액체 상태의 열매체를 순환시켜 열교환을 실시하는 경우에 비해 열매체를 보내기 위한 배관 등이 불필요하기 때문에, 설비를 간소화할 수 있다.
제2 예열 수단은, 다른 하나의 관에 연결된 제3 열교환기; 및 제1 가열기와 제3 열교환기를 접속시키며, 제1 가열기에서 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 가스를 제3 열교환기로 보내는 가열 가스관;을 가질 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 제1 가열기에서 발생한 가스와, 연소용 공기 또는 고로 가스 간의 열교환을 제3 열교환기에서 실시하는 것이 가능해진다. 이 경우, 예를 들어 열교환에 석유계 탄화 수소 등의 열매체를 이용하는 경우에 비해 연소용 공기 또는 고로 가스를 높은 온도까지 예열하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따르면, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있는 열풍로 설비를 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다.
도 2는 제2 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다.
도 3은 제3 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다.
도 4는 제4 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다.
도 5는 제5 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다.
도 6은 비교예에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다.
이하, 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 설명에 있어서 동일 요소 또는 상당 요소에는 동일한 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.
［제1 실시 형태］
도 1은 제1 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다. 열풍로 설비(1A)는 고로(미도시)로 보내는 공기(고로용 공기)를 가열한다. 열풍로 설비(1A)는 복수(여기서는 3개)의 열풍로(2), 연소용 공기관(3), 연료 가스관(4), 연도관(5), 제1 예열 수단(6A), 제2 예열 수단(7A) 및 고로용 공기관(8)을 구비한다.
열풍로(2)는 고로용 공기를 가열한다. 열풍로(2)는 연소실(21), 축열실(22) 및 연락관(連絡管)(23)을 갖는다. 연소실(21)은 연료 가스를 연소시킨다. 연소실(21)은 연소용 공기관(3) 및 연료 가스관(4)과 접속되어 있다. 축열실(22)은 연소실(21)에서 발생한 배출 가스로부터 열을 회수하여 축열한다. 축열실(22)은 연락관(23)을 통해 연소실(21)과 연통되어 있으며, 연소실(21)에서 발생한 배출 가스가 연락관(23)으로부터 도입된다. 열풍로(2)에는 고로용 공기를 고로로 보내는 배관(24)이 설치되어 있다. 열풍로(2)에서의 연소 온도는, 예를 들어 1450℃ 정도이다.
연소용 공기관(3)은 연소용 공기를 각 열풍로(2)로 보낸다. 연소용 공기관(3)에는 연소용 공기를 송풍하는 연소용 공기 송풍기(31)가 접속되어 있다. 연소용 공기관(3)은 열풍로(2)의 수에 따라 복수(여기서는 3개)로 분기되어 있다. 연소용 공기관(3)의 분기된 각 부분은 연소실(21)에 접속되어 있으며, 연소용 공기 송풍기(31)로부터 내보내진 공기를 연소용 공기로서 연소실(21)로 보낸다. 연소용 공기관(3)의 분기된 각 부분에는 밸브(V)가 설치되어 있다. 연소용 공기 송풍기(31)로부터 연소용 공기관(3)으로 도입되는 연소용 공기의 온도(예열 전의 연소용 공기의 온도)는, 예를 들어 구역에 따라 다르며 10~50℃ 정도이다.
연료 가스관(4)은 고로에서 배출된 고로 가스(BFG)를 연료 가스로서 각 열풍로(2)로 보낸다. 연료 가스관(4)은 고로와 접속되어 있다. 연료 가스관(4)은 열풍로(2)의 수에 따라 복수(여기서는 3개)로 분기되어 있다. 연료 가스관(4)의 분기된 각 부분은 연소실(21)에 접속되어 있어, 고로 가스를 연소실(21)로 보낸다. 연료 가스관(4)의 분기된 각 부분에는 밸브(V)가 설치되어 있다.
고로 가스의 열량은, 예를 들어 2.93~3.56MJ/m3 정도이다. 고로로부터 연료 가스관(4)으로 도입되는 고로 가스의 온도(예열 전의 고로 가스의 온도)는, 예를 들어 10~50℃ 정도이다. 아울러, 본 발명에 있어서 열량이란 고위(高位) 발열량이다.
연도관(5)은 열풍로(2)에서 배출된 배출 가스를 굴뚝(9)으로 보낸다. 연도관(5)은 굴뚝(9)과 접속되어 있다. 연도관(5)은 열풍로(2)의 수에 따라 복수(여기서는 3개)로 분기되어 있으며, 각 축열실(22)과 접속된다. 연도관(5)의 분기된 부분의 각각에는 밸브(V)가 설치되어 있다.
제1 예열 수단(6A)은 열교환을 통해 열풍로(2)의 배출 가스로부터 회수한 열에 의해 연소용 공기를 예열한다. 제1 예열 수단(6A)은 제1 열교환기(61), 열매관(62), 제2 열교환기(63) 및 펌프(64)를 갖는다.
제1 열교환기(61)는 연도관(5)에 연결되어 있다. 제2 열교환기(63)는 연소용 공기관(3)에 연결되어 있다. 열매관(62)은 제1 열교환기(61)와 제2 열교환기(63)를 접속시키며, 제1 열교환기(61)와 제2 열교환기(63) 사이에서 액체 상태의 열매체(예를 들어, 석유계 탄화 수소 등)를 순환시킨다. 열매관(62)은 열매체를 제1 열교환기(61)로부터 제2 열교환기(63)로 보내는 왕로(往路) 열매관(62a), 및 열매체를 제2 열교환기(63)로부터 제1 열교환기(61)로 보내는 복로(復路) 열매관(62b)을 포함한다. 펌프(64)는 열매체를 압송(壓送)한다. 펌프(64)는 복로 열매관(62b)에 연결되어 있다.
왕로 열매관(62a)에는 제1 열교환기(61)와 제2 열교환기(63) 사이에 밸브(V)가 설치되어 있다. 복로 열매관(62b)에는 제1 열교환기(61)와 펌프(64) 사이에 복수의 밸브(V, V)가 설치되어 있다. 또한, 복로 열매관(62b)에는 펌프(64)와 제2 열교환기(63) 사이에 복수의 밸브(V, V)가 설치되어 있다.
제1 열교환기(61)에서는, 연도관(5)을 흐르는 열풍로(2)의 배출 가스와 열매관(62)을 흐르는 열매체 간에 열교환이 이루어진다. 이로써, 연도관(5)을 흐르는 열풍로(2)의 배출 가스의 열이 열매관(62)을 흐르는 열매체에 의해 회수된다. 제2 열교환기(63)에서는, 열매관(62)을 흐르는 열매체와 연소용 공기관(3)을 흐르는 연소용 공기 간에 열교환이 이루어져, 열매관(62)을 흐르는 열매체의 열(열풍로(2)의 배출 가스로부터 회수된 열)에 의해 연소용 공기관(3)을 흐르는 연소용 공기가 예열된다.
제2 예열 수단(7A)은 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 열(연소열)에 의해 고로 가스를 예열한다. 제2 예열 수단(7A)은 연료 가스 분기관(71), 버너(제1 가열기)(72), 버너용 공기관(73), 버너용 공기 송풍기(74), 가열 가스관(75) 및 제3 열교환기(76)를 갖는다.
연료 가스 분기관(71)은 연료 가스관(4)에서 분기된 관이다. 연료 가스 분기관(71)은 버너(72)와 접속되어 있다. 연료 가스 분기관(71)은 연료 가스관(4)을 흐르는 고로 가스의 일부를 버너(72)로 보낸다. 연료 가스 분기관(71)에는 유량 조정 댐퍼(D)가 설치되어 있다. 버너(72)는 연료 가스 분기관(71)에서 보내진 고로 가스를 연소한다.
버너용 공기관(73)은 버너(72)와 버너용 공기 송풍기(74)를 접속시킨다. 버너용 공기 송풍기(74)는 버너(72)에서의 연소용 공기를 송풍한다. 버너용 공기관(73)은 버너용 공기 송풍기(74)로부터 내보내진 공기를 버너(72)로 보낸다. 버너용 공기관(73)에는 유량 조정 댐퍼(D)가 설치되어 있다. 가열 가스관(75)은 버너(72)와 제3 열교환기(76)를 접속시킨다. 이로써, 가열 가스관(75)은 버너(72)에서 고로 가스를 연소시켜 발생한 배출 가스를 제3 열교환기(76)로 보낸다.
제3 열교환기(76)는 연료 가스관(4)에 연결되어 있다. 제3 열교환기(76)에서는, 버너(72)의 배출 가스와 연료 가스관(4)을 흐르는 고로 가스 간에 열교환을 실시한다. 버너(72)의 배출 가스의 열(고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열)에 의해 연료 가스관(4)을 흐르는 고로 가스가 예열된다. 제3 열교환기(76)는 굴뚝(10)과 접속되어 있으며, 열교환에 사용된 버너(72)의 배출 가스가 굴뚝(10)으로 보내진다.
고로용 공기관(8)은 고로용 공기를 열풍로(2)로 보낸다. 고로용 공기관(8)은 고로용 공기 송풍기(81)와 접속되어 있다. 고로용 공기관(8)은 열풍로(2)의 수에 따라 복수(여기서는 3개)로 분기되어 있으며, 각 축열실(22)과 접속된다. 고로용 공기관(8)의 분기된 각 부분에는 밸브(V)가 설치되어 있다. 고로용 공기관(8)은 고로용 공기 송풍기(81)로부터 내보내진 공기를 고로용 공기로서 축열실(22)의 각각으로 보낸다.
이상과 같은 열풍로 설비(1A)에서는, 예를 들어 복수의 열풍로(2) 중 일부(예를 들어, 2개)의 열풍로(2)에서 축열이 이루어지는 동시에, 나머지(예를 들어, 1개)의 열풍로(2)에서 고로용 공기의 가열이 이루어진다.
구체적으로는, 축열이 이루어지는 열풍로(2)에서는, 연소실(21)에 연소용 공기관(3)으로부터 연소용 공기가 도입되는 동시에 연료 가스관(4)으로부터 고로 가스가 도입되어 고로 가스가 연소된다. 연소실(21)에서 발생한 배출 가스는 연락관(23)을 통해 축열실(22)로 도입되어, 배출 가스의 열이 축열실(22)에 의해 회수된다. 축열실(22)을 통과한 배출 가스는 연도관(5)을 통해 굴뚝(9)으로 보내진다.
이 때, 제1 예열 수단(6A)에서는, 제1 열교환기(61)에서 열풍로(2)의 배출 가스와 열매체 간에 열교환이 이루어진다. 이로써, 열풍로(2)의 배출 가스의 열이 회수된다. 또한, 제2 열교환기(63)에서 열매체와 연소용 공기 간에 열교환이 이루어진다. 이로써, 연소용 공기가 예열된다. 그리고 예열된 연소용 공기가 연소실(21)로 도입된다.
또한, 제2 예열 수단(7A)에서는, 버너(72)에서 연료 가스 분기관(71)으로부터 보내진 고로 가스가 연소된다. 제3 열교환기(76)에서 버너(72)의 배출 가스와 고로 가스 간에 열교환이 이루어진다. 이와 같이 하여 고로 가스가 예열된다. 그리고 예열된 고로 가스가 연소실(21)로 도입된다.
예를 들어, 고로 가스의 열량이 3.56MJ/m3 정도인 경우, 연소용 공기를 70℃ 이상, 고로 가스를 70℃ 이상까지 예열하면, 고로 가스에 다른 연료를 첨가하지 않아도 된다. 즉, BFG의 연소(BFG 전연(專燃))만으로 열풍로 설비를 가동할 수 있다. 또한, 예를 들어 고로 가스의 열량이 2.93MJ/m3 정도인 경우, 연소용 공기를 355℃ 이상, 고로 가스를 355℃ 이상까지 예열하면, 고로 가스에 다른 연료를 첨가하지 않아도 된다. 이와 같이 고로 가스의 열량에 따라 최적 설계를 실시하는 것이 고려된다.
고로용 공기의 가열이 이루어지는 열풍로(2)에서는 고로용 공기관(8)으로부터 축열실(22)로 고로용 공기가 도입된다. 그리고 축열실(22)에 축열된 열에 의해 가열된 고로용 공기가 배관(24)으로부터 고로로 보내진다. 그리고 고로용 공기의 가열이 이루어지고 있는 열풍로(2)의 축열량이 소정 이하로 감소되면, 고로용 공기의 가열을 실시하는 열풍로(2)와 축열을 실시하는 열풍로(2)가 전환된다.
이상, 본 실시 형태의 열풍로 설비(1A)에서는, 연소용 공기가 열풍로(2)의 배출 가스로부터 회수된 열에 의해 예열되며, 또한 고로 가스가 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 예열된다. 고로 가스를 연소시켜 발생한 연소열을 이용하면, 고로 가스를 비교적 높은 온도까지 가열할 수 있다. 따라서, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있다. 즉, 고로 가스와는 다른 연료의 소비량을 저감시킬 수 있다.
여기서, 제1 예열 수단(6A)의 열매체는 상술한 바와 같이, 예를 들어 석유계 탄화 수소 등이며, 너무 가열하면 변질되어 점도 등이 변화할 우려가 있다. 때문에, 제1 예열 수단(6A)의 열매체는 소정 온도 이하에서 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 예를 들어 연소용 공기 및 고로 가스를 모두 예열하는 예열 수단의 경우, 연소용 공기 및 고로 가스를 비교적 낮은 온도까지밖에 예열할 수 없다.
반면 본 실시 형태에서는, 연소용 공기를 예열하는 제1 예열 수단(6A) 및 고로 가스를 예열하는 제2 예열 수단(7A)을 구비한다. 제2 예열 수단(7A)은 연료 가스관(4)에 연결된 제3 열교환기(76), 및 버너(72)와 제3 열교환기(76)를 접속시키며, 버너(72)에서 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 가스를 제3 열교환기(76)로 보내는 가열 가스관(75)을 갖는다. 본 실시 형태의 제2 예열 수단(7A)에서는 석유계 탄화 수소 등의 열매체를 이용하지 않고, 버너(72)에서 발생한 배출 가스와 고로 가스 간에 열교환을 실시함으로써 고로 가스를 예열한다. 때문에, 석유계 탄화 수소 등의 열매체를 이용하는 경우에 비해 고로 가스를 높은 온도까지 예열할 수 있다.
［제2 실시 형태］
제2 실시 형태의 열풍로 설비에 대해 설명한다. 도 2는 제2 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다. 본 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1B)가 제1 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1A)(도 1 참조)와 다른 점은, 제1 예열 수단(6B)에서는 연소용 공기 대신 고로 가스가 예열된다는 점 및 제2 예열 수단(7B)에서는 고로 가스 대신 연소용 공기가 예열된다는 점이다.
구체적으로, 열풍로 설비(1B)에서는, 제1 예열 수단(6B)의 제2 열교환기(63)가 연소용 공기관(3) 대신 연료 가스관(4)에 연결되어 있다. 제2 예열 수단(7B)의 제3 열교환기(76)는 연료 가스관(4) 대신 연소용 공기관(3)에 연결되어 있다.
열풍로 설비(1B)에서는, 제1 예열 수단(6B)의 제2 열교환기(63)에서 열매체와 고로 가스 간에 열교환이 이루어짐으로써 고로 가스가 예열된다. 또한, 제2 예열 수단(7B)의 제3 열교환기(76)에서, 버너(72)에서 발생한 배출 가스와 연소용 공기 간에 열교환이 이루어짐으로써 연소용 공기가 예열된다.
본 실시 형태의 열풍로 설비(1B)에서는, 고로 가스가 열풍로(2)의 배출 가스로부터 회수된 열에 의해 예열된다. 또한, 연소용 공기가 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 예열된다. 고로 가스를 연소시켜 발생한 연소열을 이용하면, 연소용 공기를 비교적 높은 온도까지 가열할 수 있다. 따라서, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있다. 즉, 고로 가스와는 다른 연료의 소비량을 저감시킬 수 있다.
제2 예열 수단(7B)에서는 석유계 탄화 수소 등의 열매체를 이용하지 않고, 버너(72)의 배출 가스와 연소용 공기 간에 열교환을 실시함으로써 연소용 공기를 예열한다. 때문에, 석유계 탄화 수소 등의 열매체를 이용하는 경우에 비해 연소용 공기를 높은 온도까지 예열할 수 있다.
［제3 실시 형태］
제3 실시 형태의 열풍로 설비에 대해 설명한다. 도 3은 제3 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다. 본 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1C)가 제1 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1A)(도 1 참조)와 다른 점은, 제1 예열 수단(6C)이 제2 가열기(65)를 갖는다는 점이다.
구체적으로, 제2 가열기(65)는 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 열매체를 가열한다. 제2 가열기(65)는 왕로 열매관(62a)에 연결되어 있다. 제2 가열기(65)는 버너(65a) 및 열교환부(65b)를 포함한다.
버너(65a)에서는 고로 가스의 일부 및 연소용 공기가 도입되어 고로 가스가 연소된다. 열교환부(65b)에서는, 버너(65a)에 의해 가열된 가스와 제1 열교환기(61)로부터 보내진 열매체 간에 열교환이 이루어진다. 이와 같이 하여 버너(65a)에 의해 가열된 가스의 열에 의해 열매체가 가열된다. 그리고 가열된 열매체가 제2 열교환기(63)로 보내진다.
왕로 열매관(62a)에서 제2 가열기(65)의 상류부에는 펌프(66)가 연결될 수 있다.
본 실시 형태의 열풍로 설비(1C)는 제1 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1A)와 동일한 효과를 갖는다. 또한, 열풍로 설비(1C)에서 연소용 공기는, 열풍로(2)의 배출 가스로부터 회수된 열에 더해, 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 가열된다. 따라서, 연소용 공기를 비교적 높은 온도까지 가열할 수 있어, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있다. 즉, 고로 가스와는 다른 연료의 소비량을 저감시킬 수 있다.
［제4 실시 형태］
제4 실시 형태의 열풍로 설비에 대해 설명한다. 도 4는 제4 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다. 본 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1D)가 제2 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1B)(도 2 참조)와 다른 점은, 제1 예열 수단(6D)이 제2 가열기(65)를 갖는다는 점이다. 제2 가열기(65)의 구성은 제3 실시 형태(도 3 참조)와 같다.
본 실시 형태의 열풍로 설비(1D)는 제2 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1B)와 같은 효과를 갖는다. 또한, 열풍로 설비(1D)에서 고로 가스는, 열풍로(2)의 배출 가스로부터 회수된 열에 더해, 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 가열된다. 따라서, 고로 가스를 비교적 높은 온도까지 가열할 수 있어, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있다. 즉, 고로 가스와는 다른 연료의 소비량을 저감시킬 수 있다.
［제5 실시 형태］
제5 실시 형태의 열풍로 설비에 대해 설명한다. 도 5는 제5 실시 형태에 따른 열풍로 설비를 나타내는 구성도이다. 본 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1E)가 제1 실시 형태에 따른 열풍로 설비(1A)(도 1 참조)와 다른 점은, 제1 예열 수단(6E)이 히트 파이프식 열교환기라는 점이다.
구체적으로, 제1 예열 수단(6E)은 고온부(67) 및 저온부(68)를 갖는다. 고온부(67)는 연도관(5)에 연결되어 있다. 저온부(68)는 연소용 공기관(3)에 연결되어 있다. 고온부(67)와 저온부(68) 사이에서는 휘발성을 갖는 매체가 순환한다.
고온부(67)에서는, 열풍로(2)의 배출 가스와 액체 상태의 매체 간에 열교환이 이루어져, 열풍로(2)의 배출 가스의 열에 의해 매체가 증발한다. 증발한 매체는 저온부(68)로 보내진다. 저온부(68)에서는, 기체 상태의 매체와 연소용 공기 간에 열교환이 이루어져, 기체 상태의 매체의 열에 의해 연소용 공기가 예열된다. 열을 빼앗긴 매체는 응축되어 고온부(67)로 보내진다.
본 실시 형태의 열풍로 설비(1E)에서는, 연소용 공기가 열풍로(2)의 배출 가스로부터 회수된 열에 의해 예열되며, 또한 고로 가스가 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 예열된다. 따라서, 고로 가스가 비교적 높은 온도까지 가열되어, 고로 가스에 첨가되는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있다.
제1 예열 수단(6E)은 연도관(5)에 설치된 고온부(67) 및 연소용 공기관(3)에 설치된 저온부(68)를 가지며, 고온부(67)에서 증발한 매체를 저온부(68)로 보내는 동시에 저온부(68)에서 응축한 매체를 고온부(67)로 보내는 히트 파이프식 열교환기이다. 제1 예열 수단(6E)에서는, 액체 상태의 열매체를 순환시켜 열교환을 실시하는 경우에 비해 열매체를 보내기 위한 배관 등이 불필요하기 때문에, 설비를 간소화할 수 있다.
이상, 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명이 반드시 상술한 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
각 요소의 구성, 개수 및 재질 등은 상기 실시 형태에서의 구성, 개수 및 재질 등으로 한정되지 않으며, 적절히 변경 가능하다.
[실시예]
이하, 본 발명의 내용을 실시예 및 비교예를 참조하여 보다 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.
［평가 계산］
상술한 도 1~4의 열풍로 설비(1A~1D)에 대해, 실제 운전 데이터와 유사한 전제 조건을 바탕으로 각종 온도를 산출했다(실시예 1~4). 또한, 도 6의 비교예에 따른 열풍로 설비(100)에 대해 각종 온도를 산출했다(비교예).
도 6에 나타나 있는 바와 같이, 비교예에 따른 열풍로 설비(100)는 고로 가스의 연소를 이용한 예열 수단(제2 예열 수단, 제2 가열기)을 구비하지 않는다. 열풍로 설비(100)에서는, 연료 가스관(4)에 제1 예열 수단(60)이 갖는 제4 열교환기(69)가 설치되어 있다. 제4 열교환기(69)에는 왕로 열매관(62a)에서 분기된 관 및 복로 열매관(62b)에서 분기된 관이 접속되어 있다. 열풍로 설비(100)에서는 제1 예열 수단(60)에 의해 연소용 공기 및 고로 가스가 모두 예열된다.
각 예에 있어서, 상기 전제 조건은 이하와 같다. 비교예에서는, 고로 가스만으로는 열풍로에서 필요한 연소 온도를 얻을 수 없었기 때문에, 고로 가스에 코크스로 가스(COG)를 첨가했다(상세히는 후술함). 계산 결과를 표 1에 나타낸다.
예열전의 연소용 공기의 온도： 20℃
예열전의 고로 가스의 온도： 40℃
열풍로에서의 연소 온도： 1450℃
열풍로의 배출 가스의 제1 열교환기 통과 전의 온도： 250℃
열풍로의 배출 가스의 제1 열교환기 통과 후의 온도： 150℃
제1 예열 수단의 열매체의 제1 열교환기 통과 전의 온도： 100℃
제1 예열 수단의 열매체의 제1 열교환기 통과 후의 온도： 200℃
제1 예열 수단의 열매체의 제2 가열기 통과 후의 온도： 300℃(실시예 3, 4만)
고로 가스의 열량 ： 2.96MJ/m3
코크스로 가스의 열량： 16.72MJ/m3(비교예만)
비교예 실시예1
(도1)		 실시예2
(도2)		 실시예3
(도3)		 실시예4
(도4)
예열 후의
연소용 공기의 온도(℃)
125
200
560
250
480
예열 후의
고로 가스의 온도(℃)
125
410
200
385
250
COG 첨가율(%) 8.0 - - - -
표 1에 나타나 있는 바와 같이, 실시예 1~4에서는, 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 연소열에 의해 연소용 공기 및 고로 가스 중 적어도 하나를 예열함으로써, 코크스로 가스를 첨가하지 않음에도 불구하고 비교예에 비해 연소용 공기 및 고로 가스 모두를 높은 온도까지 예열할 수 있었다.
제1 예열 수단의 열매체는, 상술한 바와 같이, 예를 들어 석유계 탄화 수소 등이며, 너무 가열하면 변질되어 점도 등이 변화할 우려가 있다. 따라서, 제1 예열 수단의 열매체는 300℃ 이하에서 사용했다. 그러므로, 제1 예열 수단에 의해 연소용 공기 및 고로 가스 모두가 예열되는 비교예에서는, 실시예 1~4에 비해 예열 후의 연소용 공기 및 고로 가스 모두 온도가 낮았다. 때문에, 비교예에서는 열풍로에서 필요한 연소 온도(1450℃)를 얻기 위해 고로 가스보다 높은 열량을 갖는 코크스로 가스를 고로 가스에 첨가할 필요가 있었다.
본 발명에 따르면, 고로 가스에 첨가하는 다른 연료의 양을 저감시킬 수 있는 열풍로 설비를 제공할 수 있다.
1A~1E: 열풍로 설비
2: 열풍로
3: 연소용 공기관
4: 연료 가스관
5: 연도관
6A~6E: 제1 예열 수단
7A, 7B: 제2 예열 수단
9: 굴뚝
61: 제1 열교환기
62: 열매관
63: 제2 열교환기
65: 제2 가열기
67: 고온부
68: 저온부
72: 버너(제1 가열기)
75: 가열 가스관
76: 제3 열교환기

Claims (4)

  1. 고로용 공기를 가열하는 열풍로 설비에 있어서,
    상기 고로용 공기를 가열하는 열풍로;
    상기 열풍로에 연소용 공기를 보내는 연소용 공기관;
    상기 고로에서 배출된 고로 가스를 상기 열풍로의 연료 가스로서 상기 열풍로로 보내는 연료 가스관;
    상기 열풍로에서 배출된 배출 가스를 굴뚝으로 보내는 연도관(煙道管);
    상기 연도관에 연결되는 동시에 상기 연소용 공기관 및 상기 연료 가스관 중 하나의 관에 연결되며, 열교환을 통해 상기 열풍로의 상기 배출 가스로부터 회수한 열에 의해 상기 연소용 공기 및 상기 고로 가스 중 하나를 예열하는 제1 예열 수단; 및
    상기 고로 가스의 일부를 연소시키는 제1 가열기를 가지고, 상기 연소용 공기관 및 상기 연료 가스관 중 다른 하나의 관에 연결되며, 상기 제 1 가열기에서 발생한 열에 의해 상기 연소용 공기 및 상기 고로 가스 중 다른 하나를 예열하는 제2 예열 수단;을 구비하는 열풍로 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 예열 수단은,
    상기 연도관에 연결된 제1 열교환기;
    상기 하나의 관에 연결된 제2 열교환기;
    상기 제 1 열교환기와 상기 제 2 열교환기를 접속시키며, 상기 제 1 열교환기에서 열을 회수한 액체 상태의 열매체(熱媒體)를 상기 제 2 열교환기로 보내는 열매관(熱媒管); 및
    상기 열매관에 연결되며, 상기 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 열에 의해 상기 액체 상태의 열매체를 가열하는 제2 가열기를 갖는 열풍로 설비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 예열 수단은, 상기 연도관에 연결된 고온부 및 상기 하나의 관에 연결된 저온부를 가지며, 상기 고온부에서 증발한 매체를 상기 저온부로 보내는 동시에 상기 저온부에서 응축한 상기 매체를 상기 고온부로 보내는 히트 파이프식 열교환기인 열풍로 설비.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 예열 수단은,
    상기 다른 하나의 관에 연결된 제3 열교환기; 및
    상기 제 1 가열기와 상기 제 3 열교환기를 접속시키며, 상기 제 1 가열기에서 상기 고로 가스의 일부를 연소시켜 발생한 가스를 상기 제 3 열교환기로 보내는 가열 가스관;을 갖는 열풍로 설비.
KR1020167011838A 2013-10-16 2014-10-09 열풍로 설비 KR20160073977A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013215443A JP5468172B1 (ja) 2013-10-16 2013-10-16 熱風炉設備
JPJP-P-2013-215443 2013-10-16
PCT/JP2014/077100 WO2015056630A1 (ja) 2013-10-16 2014-10-09 熱風炉設備

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160073977A true KR20160073977A (ko) 2016-06-27

Family

ID=50619524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167011838A KR20160073977A (ko) 2013-10-16 2014-10-09 열풍로 설비

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3059328A4 (ko)
JP (1) JP5468172B1 (ko)
KR (1) KR20160073977A (ko)
CN (1) CN105637103A (ko)
RU (1) RU2016115812A (ko)
WO (1) WO2015056630A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107227382A (zh) * 2017-07-31 2017-10-03 中冶京诚工程技术有限公司 一种高炉的热风炉***
JP2020180719A (ja) * 2019-04-24 2020-11-05 スチールプランテック株式会社 ヒートパイプ式排熱回収設備及び該ヒートパイプ式排熱回収設備を備えた熱風炉設備
JP7303924B1 (ja) 2022-04-15 2023-07-05 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 電子機器、電子機器の製造方法、及びキーボード装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09287013A (ja) 1996-04-22 1997-11-04 Nisshin Steel Co Ltd 熱風炉の熱利用装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5718431Y2 (ko) * 1978-10-27 1982-04-17
JPS5565309A (en) * 1978-11-07 1980-05-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Recovering method for waste heat of hot blast stove
DE3126494C2 (de) * 1981-07-04 1986-10-09 Krupp Koppers GmbH, 4300 Essen Verfahren zum Betrieb einer Winderhitzeranlage
DE3248623C1 (de) * 1982-12-14 1991-06-20 Didier-Werke Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und Vorrichtung zum Vorwaermen der Verbrennungsmedien,insbesondere fuer die Beheizung von Winderhitzern fuer Hochoefen
JPS605815A (ja) * 1983-06-23 1985-01-12 Nippon Steel Corp 熱風炉排熱回収設備
DE4220489C1 (en) * 1992-06-23 1993-09-23 Gea Luftkuehler Gmbh, 4630 Bochum, De Operating air heater plant - using boiler heated closed circuit to preheat air and fuel feeds to reducing high value combustion fuels
JP2000297311A (ja) * 1999-04-14 2000-10-24 Nippon Steel Corp 高炉用熱風炉排熱回収設備
JP2002266012A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Nippon Steel Corp 高炉用熱風炉排熱回収設備
CN1269973C (zh) * 2004-10-10 2006-08-16 北京科技大学 一种高风温高炉热风炉煤气、助燃空气预热方法
CN101363067A (zh) * 2008-09-27 2009-02-11 袁长胜 联合式双预热装置
CN101928797A (zh) * 2010-07-29 2010-12-29 江苏中天能源设备有限公司 高炉高风温节能减排组合式预热***
CN202390462U (zh) * 2011-11-29 2012-08-22 上海雷林工程技术有限公司 设有附加燃烧炉的煤气、空气异步双预热***

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09287013A (ja) 1996-04-22 1997-11-04 Nisshin Steel Co Ltd 熱風炉の熱利用装置

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016115812A (ru) 2017-11-21
CN105637103A (zh) 2016-06-01
WO2015056630A1 (ja) 2015-04-23
RU2016115812A3 (ko) 2018-05-03
JP5468172B1 (ja) 2014-04-09
EP3059328A4 (en) 2017-06-28
EP3059328A1 (en) 2016-08-24
JP2015078407A (ja) 2015-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102369396B (zh) 氧/燃料燃烧***中的工艺温度控制
JP4661993B1 (ja) ボイラシステム
KR20160073977A (ko) 열풍로 설비
CN101490214B (zh) 一种改进的用于精炼和石化应用的火焰加热器单元
CN102759108A (zh) 并联式空煤气双预热辐射管预热***及预热方法
KR20120030427A (ko) 열 회수 모듈
CN201525853U (zh) 一种高风温长寿型两级双预热装置
CN102759106A (zh) 串联式空煤气双预热辐射管预热***及空气煤气预热方法
CN103782101B (zh) 载热体锅炉
CN1172008C (zh) 高炉用煤气和助燃空气预热装置及其方法
JP2002266012A (ja) 高炉用熱風炉排熱回収設備
CN104833210A (zh) 余热回收烧结点火炉
CN104964305A (zh) 一种管式加热炉低热值燃料气稳定燃烧方法
CN103993110A (zh) 新型高炉喷吹煤粉喷前预热工艺
CN213977550U (zh) 一种富油脱苯加热***
CN213300142U (zh) 一种抽炉烟***
CN103667685B (zh) 一种烧结点火炉煤气的串联预热方法及其***
CN204005993U (zh) 一种低污染辐射管
JPH09287013A (ja) 熱風炉の熱利用装置
CN105121362B (zh) 带热回收的炉内燃烧方法
CN205152253U (zh) 废热回收装置和热风炉设备
JPH0987750A (ja) ストリップの加熱方法および加熱装置
CN205077087U (zh) 一种多用途的热风炉高温预热***
CN104896738B (zh) 一种方便维修的串联式水套加热炉
CN102226645A (zh) 高速烧嘴脉冲隧道炉

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application