KR100637769B1 - Coke Furnace Combustion Control Method According to General Coal Mixing Ratio - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장입탄 중의 일반탄 배합비에 따른 코크스로 연소제어방법에 관한 것으로서,The present invention relates to a coke oven combustion control method according to the mixing ratio of the general coal in the charged coal,
코크스 제조공정에서 사용되는 코크스로의 연소를 제어하는 방법에 있어서, 코크스로의 장입 석탄에 포함된 일반탄의 배합비가 15%일 때에는 코크스의 최종온도범위가 1000~1050℃, 20%일 때에는 1020~1070℃, 25%일 때에는 1040~1080℃, 30%일 때에는 1050~1100℃, 35%일 때에는 1080~1130℃, 40%일 때에는 1100~1150℃가 되도록 코크스로의 연소를 조절하는 것을 특징으로 하며,In the method of controlling the combustion of coke furnace used in the coke manufacturing process, when the mixing ratio of the general coal contained in the charged coal of the coke oven is 15%, the final temperature range of the coke is 1000 ~ 1050 ℃, 1020 when the 20% It is characterized in that the combustion of the coke oven is controlled to be 1040 to 1080 ° C at 25% to 1070 ° C and 25% to 1050 to 1100 ° C at 30%, 1080 to 1130 ° C at 35%, and 1100 to 1150 ° C at 40%. ,
일반탄을 배합한 석탄을 원료로 하여 코크스로 조업이 이루어질 때에 코크스로에 과잉 공급되는 열량을 감소시키면서도 원하는 코크스 강도를 얻을 수 있도록 함으로써, 코크스 제조시의 원가를 절감하고 코크스 품질을 향상시키며 에너지를 절약할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.Coal is used as a raw material to reduce the amount of heat supplied to the coke oven while operating the coke oven, while reducing the cost of coke production, reducing the cost of coke production, improving coke quality and energy. It provides the effect of saving.
코크스로, 일반탄, 코크스 강도, 배합비, 최종온도범위Coke oven, coal, coke strength, compounding ratio, final temperature range
Description
도 1은 코크스 최종온도와 코크스 강도와의 일반적인 관계를 나타낸 그래프,1 is a graph showing a general relationship between coke final temperature and coke strength,
도 2는 종래의 코크스로 연소제어방법을 나타낸 순서도,2 is a flow chart showing a conventional coke oven combustion control method,
도 3은 본 발명에 의한 코크스로 연소제어방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a coke oven combustion control method according to the present invention.
본 발명은 장입탄 중의 일반탄 배합비에 따른 코크스로 연소제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스로의 장입 석탄 중에 포함된 일반탄의 배합비에 따라 코크스 최종온도가 적절한 범위에 도달하도록 연소를 조절하여, 과잉 공급되는 열량을 감소시키면서도 원하는 코크스 강도를 얻을 수 있도록 함으로써, 코크스 제조시의 원가를 절감하고 코크스 품질을 향상시키며 에너지를 절약할 수 있도록 하는 코크스로 연소제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coke furnace combustion control method according to the coal mixing ratio of the charging coal, and more particularly, to control the combustion so that the coke final temperature reaches an appropriate range according to the mixing ratio of the coal included in the coke coal charged coal. Accordingly, the present invention relates to a coke furnace combustion control method that enables to obtain desired coke strength while reducing an excessive amount of heat supplied, thereby reducing the cost of coke production, improving coke quality, and saving energy.
제철소 등에서 사용되는 상업용 코크스로에 있어서 코크스는 원료석탄을 탄화실로 장입하여, 탄화실 양측 연소실로부터 전열에 의해 15∼20시간 동안 1000℃내외의 고온으로 가열하는 공정을 통해 제조된다. In commercial coke furnaces used in steel mills and the like, coke is manufactured by charging raw coal into a carbonization chamber and heating it to a high temperature of about 1000 ° C. for 15 to 20 hours by heat transfer from both combustion chambers of the carbonization chamber.
상기와 같은 공정에서 장입된 석탄은 연화-용융하여 점결하는 성질을 필수적으로 가져야 하며, 이러한 석탄의 점결성은 코크스 제조시의 기본적인 요구조건이 된다. 보다 상세하게 보면, 코크스 제조공정에서 사용되는 석탄은 점결성이 많은 석탄을 사용할수록 품질이 우수한 즉, 강도가 높은 코크스가 생산된다. Coal charged in the above process must have the property of softening-melting and caking, and the cohesiveness of such coal is a basic requirement in the coke production. In more detail, the coal used in the coke production process, the more coking is used, the better the quality, that is, the higher strength coke is produced.
그런데, 점결성이 많은 석탄은 그만큼 가격이 높기 때문에, 실제 공정에 있어서는 점결성이 거의 없어서 코크스 제조에 적합하지 않은 저가의 석탄(이하 일반탄)을 점결성이 많은 석탄에 일부 혼합 사용하여 원료비를 낮추려는 노력을 하고 있는 실정이나, 상기와 같이 석탄을 혼합 사용하는 경우에는 코크스 품질의 척도인 코크스 강도가 하락하는 문제점이 발생할 수 밖에 없었다. However, since coking coal has a high price, an effort to lower raw material costs by using a mixture of low-cost coal (hereinafter, ordinary coal) which is not suitable for coke production in the actual process due to the low coking property in the coking coal. However, when the coal is mixed and used as described above, there is no problem that the coke strength, which is a measure of the coke quality, decreases.
이러한 문제점을 해결하기 위해 코크스 제조공정에 석탄조습설비인 CMCP(Coal Moisture Control System)나 CDQ(Coke Dry Quenching) 등의 코크스로 부대설비를 도입하여 코크스 강도를 보상하고 있으나, 이러한 부대설비를 도입하기 위해서는 별도의 투자가 요구된다는 문제점이 또한 발생되므로, 코크스로 자체의 공정 개선을 통해 일반탄 사용량을 증가시키면서도 원하는 코크스 강도를 확보할 수 있는 방안이 필요하게 되었다. In order to solve these problems, coke strength is compensated by introducing coke facilities such as coal moisture control system (CMCP) or coke dry quenching (CDQ) in the coke manufacturing process. In addition, a problem that requires a separate investment is also generated, it is necessary to improve the coke oven's own process to increase the amount of coking coal while securing the desired coke strength.
한편, 상기와 같이 코크스로 장입탄에 일반탄을 혼합하여 사용하는 코크스로 조업에 있어서 종래 기술로서 사용되고 있는 코크스로 연소제어방법에 대해 설명한다.On the other hand, the coke oven combustion control method which is used as a prior art in the coke oven operation which mixes and uses a coal by coke oven charge coal as mentioned above is demonstrated.
도 1은 코크스 최종온도와 코크스 강도와의 일반적인 관계를 나타낸 그래프로서, 일반탄 배합비에 따른 코크스 최종온도와 코크스 강도와의 관계를 알아보기 위해 실험로에서 측정한 일반탄 배합비 15~40%일 때의 코크스 최종온도와 코크스 강도의 관계를 나타내고 있다. 1 is a graph showing a general relationship between the coke final temperature and coke strength, when the general coal compounding ratio measured in the experimental furnace to determine the relationship between coke final temperature and coke strength according to the general coal mixture ratio 15 ~ 40% The relationship between coke final temperature and coke strength is shown.
도 1을 참조하면, 각 일반탄 배합비에 따라 코크스 강도가 최대가 되는 코크스 최종온도범위가 존재하며, 이 범위를 벗어나 더 많은 에너지를 공급하면 오히려 코크스 강도가 하락하는 것을 알 수 있다. 또한 일반탄 배합비가 증가할수록 코크스 강도가 최대가 되는 코크스 최종온도범위가 더 높은 온도쪽으로 이동하는 것을 알 수 있다. 그러므로, 일반탄 배합비에 따라 적절한 코크스 최종온도를 관리하는 것이 에너지 절감과 코크스 강도 확보면에서 효율적임을 알 수 있다. Referring to FIG. 1, there is a coke final temperature range in which coke strength is maximized according to each general coal blending ratio, and when more energy is supplied out of this range, the coke strength decreases. In addition, it can be seen that the coke final temperature range, where the coke strength is maximized, moves toward a higher temperature as the ratio of the coal mixture increases. Therefore, it can be seen that managing the appropriate coke final temperature according to the general coal blending ratio is efficient in terms of energy saving and securing coke strength.
도 2는 종래의 코크스로 연소제어방법을 나타낸 순서도로서 종래의 코크스로 조업을 보면, 먼저 작업자가 목표로 하는 연소실 온도를 설정하고 열량공급을 한 후, 연소실 온도를 측정하고 연소실 목표온도설정값과 비교하여 10℃ 이상을 벗어나면 공급되는 열량을 변화시키는 코크스로 연소제어방법을 사용하고 있음을 알 수 있다. 2 is a flowchart illustrating a conventional coke oven combustion control method. Referring to a conventional coke oven operation, first, a target combustion chamber temperature is set by a worker and calories are supplied. Then, a combustion chamber temperature is measured, and a combustion chamber target temperature set value and In comparison, it can be seen that a coke oven combustion control method is used to change the amount of heat supplied when the temperature is more than 10 ° C.
그러나, 이러한 종래의 코크스로 연소제어방법을 사용하면 연소실 목표온도는 일반탄 배합비에 상관없이 단지 가동율에만 좌우되므로 코크스 최종온도 역시 일반탄 배합비에 상관없이 일정하게 된다. 즉, 기존의 코크스로 연소제어는 코크스 최종온도를 측정하지 않으며 단지 측정된 연소실 온도가 목표 연소실 온도와 일치하는 지의 여부만을 연소제어의 핵심 요소로 활용한다.However, when the conventional coke furnace combustion control method is used, the final temperature of the coke is also constant regardless of the general coal compounding ratio since the target temperature of the combustion chamber depends only on the operation rate regardless of the general coal compounding ratio. In other words, the existing coke furnace combustion control does not measure the coke final temperature, and utilizes only the core element of the combustion control as to whether the measured combustion chamber temperature matches the target combustion chamber temperature.
그러므로, 상기와 같은 종래의 코크스로 연소제어방법을 사용할 경우 일반탄 배합비에 따라 코크스 최종온도가 불필요하게 높아져서 과잉의 에너지를 공급하고 도 코크스 강도가 오히려 하락하는 문제점이 발생하게 된다. Therefore, when using the conventional coke furnace combustion control method as described above, the coke final temperature is unnecessarily high according to the general coal blending ratio, so that excessive energy is supplied and coke strength is lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 그 목적은 코크스로의 장입 석탄 중에 포함된 일반탄의 배합비에 따라 코크스 최종온도가 적절한 범위에 도달하도록 연소를 조절하여, 과잉 공급되는 열량을 감소시키면서도 원하는 코크스 강도를 얻을 수 있도록 함으로써, 코크스 제조시의 원가를 절감하고 코크스 품질을 향상시키며 에너지를 절약할 수 있도록 하는 코크스로 연소제어방법을 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above problems, the purpose of which is to adjust the combustion so that the coke final temperature reaches the appropriate range according to the mixing ratio of the ordinary coal contained in the coke to the coke, the amount of heat supplied over By providing a desired coke strength while reducing, it provides a coke furnace combustion control method to reduce the cost of coke production, improve the coke quality and save energy.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 코크스 제조공정에서 사용되는 코크스로의 연소를 제어하는 방법에 있어서, 코크스로의 장입 석탄에 포함된 일반탄의 배합비가 15%일 때에는 코크스의 최종온도범위가 1000~1050℃, 20%일 때에는 1020~1070℃, 25%일 때에는 1040~1080℃, 30%일 때에는 1050~1100℃, 35%일 때에는 1080~1130℃, 40%일 때에는 1100~1150℃가 되도록 코크스로의 연소를 조절하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the method for controlling the combustion of the coke oven used in the coke production process, the final temperature of the coke when the mixing ratio of the ordinary coal contained in the charged coal of the coke oven is 15% Range is 1000 ~ 1050 ℃, 20% 1020 ~ 1070 ℃, 25% 1040 ~ 1080 ℃, 30% 1050 ~ 1100 ℃, 35% 1080 ~ 1130 ℃, 40% 1100 ~ 1150 It is characterized by controlling the combustion to the coke to be ℃.
이하 본 발명 코크스로 연소제어방법에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the coke oven combustion control method of the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명에 의한 코크스로 연소제어방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a coke oven combustion control method according to the present invention.
본 발명의 연소제어방법을 보면, 먼저 작업자는 사용되는 일반탄의 배합비를 프로세스 컴퓨터에 입력하고, 이렇게 입력된 일반탄의 배합비에 따라 표 1에 나타난 최종온도범위로 코크스의 최종온도가 조절되도록 최종온도관리범위를 설정한다. 표 1은 일반탄 배합비에 따라 코크스 강도가 최대가 되는 코크스 최종온도범위를 나타낸 것으로서, 도 1의 실험결과를 이용하여 도출한 것이다.According to the combustion control method of the present invention, the operator first inputs the blending ratio of the used coal to the process computer, and the final temperature of the coke is adjusted to the final temperature range shown in Table 1 according to the input ratio of the coal. Set the temperature control range. Table 1 shows the coke final temperature range in which the coke strength is maximized according to the general coal blending ratio, which is derived using the experimental results of FIG. 1.
다음에 작업자가 가동율에 따라 정해진 연소실 목표온도를 설정하면 연소실로부터 열량이 공급되면서 코크스로의 작업이 이루어지게 된다. Next, when the operator sets the combustion chamber target temperature determined according to the operation rate, the work of the coke oven is performed while the heat is supplied from the combustion chamber.
그 후 코크스의 압출이 시작되면 측정된 최종 코크스온도를 측정하여 프로세스 컴퓨터에 수동 또는 자동으로 전송시키고, 측정된 온도가 상기와 같이 설정된 코크스 최종온도관리범위에서 벗어나면 공급열량을 변화시킨다. 즉, 본 발명에 의한 코크스로 연소제어방법은 일반탄 배합비(=사용량)에 따라 정해지는 코크스 최종온도를 연소제어의 핵심요소로 사용하는 것이다.Thereafter, when the extruding of the coke starts, the measured final coke temperature is measured and transmitted to the process computer manually or automatically, and when the measured temperature is out of the coke final temperature control range set as described above, the supply heat quantity is changed. That is, the coke furnace combustion control method according to the present invention uses the coke final temperature determined according to the general coal compounding ratio (= usage) as a key element of the combustion control.
표 2와 표 3은 상기와 같은 본 발명의 연소제어방법으로 조업이 이루어진 경우와 종래의 연소제어방법에 의해 조업이 이루어진 경우를 비교한 것이다.Table 2 and Table 3 compares the case where the operation is performed by the combustion control method of the present invention as described above and the operation is performed by the conventional combustion control method.
상기의 표 2와 표 3에서 나타난 바와 같이, 동일한 일반탄 배합비와 가동율 하에서 본 발명에 의한 연소제어방법을 사용한 결과 종래의 방법에 비해 연소실 온도가 10~15℃ 하락하였음에도 불구하고 코크스 강도는 거의 같은 수준을 유지하였음을 알 수 있다. 또한 연소실 온도 하락에 의해 공급되는 에너지가 평균 1% 정도 감소되는 효과가 나타났다.As shown in Tables 2 and 3 above, the coke strength is almost the same even though the combustion chamber temperature is reduced by 10-15 ° C. compared to the conventional method, as a result of using the combustion control method according to the present invention under the same general coal mixing ratio and operation rate. It can be seen that the level was maintained. In addition, the energy supplied by the combustion chamber temperature was reduced by 1% on average.
이와 같은 본 발명 장입탄 중의 일반탄 배합비에 따른 코크스로 연소제어방법은, 일반탄을 배합한 석탄을 원료로 하여 코크스로 조업이 이루어질 때에 코크스로에 과잉 공급되는 열량을 감소시키면서도 원하는 코크스 강도를 얻을 수 있도록 함으로써, 코크스 제조시의 원가를 절감하고 코크스 품질을 향상시키며 에너지를 절약할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 장점이 있다.The coke furnace combustion control method according to the general coal blending ratio in the coal briquettes of the present invention obtains the desired coke strength while reducing the amount of heat excessively supplied to the coke oven when the coke oven operation is performed using coal mixed with the coal. By doing so, there is an advantage of providing the effect of reducing the cost of coke production, improve the coke quality and save energy.
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