KR20000028284A - 용광로 내부의 통기성 판단방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용광로 부위별로 통기저항지수를 산출하여 용광로 내부의 통기성을 판단하는 방법에 관한 것으로, 용광로에 설치된 조업지수 검출수단을 통해 노정압력 및 풍압을 검출하는 단계; 용광로 압력 검출단에 설치된 압력계(11∼18)에 의해 용광로 내부의 각 압력 검출단의 압력을 검출하는 단계; 검출된 노정 압력과 풍압 및 용광로 각 검출단의 압력에 관한 정보에 의해 제어장치에서 용광로 내부의 통기저항지수를 각 부위별로 상부 통기저항지수(UK), 중부 통기저항지수(MK), 하부 통기저항지수(LK)로 구분하여 산출하는 단계를 구비하는 구성이다. 본 발명에 의하면, 용광로 내부의 통기저항지수를 각 부위별로 구분하여 산출함으로써 용광로 내부의 통기성을 용이하게 판단할 수 있어서 최적의 노황을 유지할 수 있고 용광로 수명을 연장할 수 있다.
Description
본 발명은 용광로 부위별로 통기저항지수를 산출하여 용광로 내부의 통기성을 판단하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용광로 내부 부위별로 검출된 내부 압력과 노정압력 및 풍압과 같은 조업지수를 이용하여 각각 상부 통기저항지수(UK), 중부 통기저항지수(MK), 하부 통기저항지수(LK)로 구분하여 용광로 내부의 부위별로 통기저항지수를 산출하여 용광로 내부의 통기성을 용이하게 판단할 수 있도록 하여 최적의 노황을 유지할 수 있도록 한 용광로 내부의 통기성 판단 방법에 관한 것이다.
일반적으로 도 1 도시와 같이, 용광로(10) 조업시 송풍기(30)로부터 공급된 압력 3.8∼4.1 ㎏/㎠, 유량 6000 ∼6300 N㎥/min 의 바람을 열풍로(40)에서 약 1200℃까지 승온한후에 열풍라인(3)과 풍구(1)를 통해 용광로 내부로 취입하게 되며, 이때 생산성을 향상시키고 경제적인 조업을 실시하기 위해 열풍 외에 미분탄과 산소를 풍구를 통해 함께 용광로 내부로 취입한다.
또한, 용광로(10)의 상부로부터는 원료 설비에서 평량된 연료인 코크스와 원료인 철광석이 장입 설비를 통해 순차적으로 고로 내부로 장입되며 장입된 철광석과 코크스는 각각 층상을 이루면서 용광로 하부로 강하한다.
이러한 철광석과 코크스가 칸칸이 치밀하게 충전되어 있는 장입물 사이로 열풍로(40)에서 공급된 열풍이 통과하면서 가스화하여 환원 및 용융 반응을 일으켜 용선(2)이 생성되고 생성된 용선은 용광로 하부의 바닥부로 모아져 출선구를 통해 용광로 외부로 배출됨으로써 용선의 생산이 이루어진다.
이때 대형 용광로에서의 생산성 향상 및 송풍량을 증가시키기 위해 용광로 내부의 압력과 송풍 유량을 각각 3.8 ∼4.1 ㎏/㎠, 6000 ∼6300 N㎥/min 로 유지하기 위해 고압 조업을 실시하고 있는데, 이는 용광로 상부의 압력을 높일 수 있어야만 가능하다.
즉, 송풍량을 증가시키기 위하여 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber)(50) 내부에 설치된 노정압 제어용 콘(Cone)(51)의 개도를 통해 장입물 사이를 통과하여 가스화되어 나가는 가스량 및 유속을 제어하여 노정 압력을 증가시킬 수 있게 되며, 통상 2.5∼2.7 ㎏/㎠ 의 압력으로 조업을 실시한다.
이러한 일련의 과정중 열풍이 용광로 내부를 통과하면서 받는 압력을 풍압(PB)이라 하고, 또한 열풍이 용광로 내부의 각 인자들을 통과하면서 받는 마찰 저항을 통기저항지수(K)라 하는데, 풍압은 열풍 라인(3)의 압력 검출수단에 의해 검출되고 통기저항지수는 각 조업지수에 의해 계산되어지며, 용광로 내부 상황을 판단하기 위해 노체 온도계, 노내 압력 검출단의 압력계(11∼18) 등 각종 계측 센서들이 조업에 활용되고 있고, 이중 특히 노내 압력계는 용광로 하부로부터의 열풍이 장입물 사이 충진층을 통과하면서 노상부로 가스화되어 나가는 동안의 송풍 압력의 변화를 측정하기 위해 압력 검출단에 각각 설치되어 있다.
이러한 용광로 조업은 용광로 내부의 연료 및 원료의 분포 상태가 안정되고 가스 흐름이 전체적으로 양호한 조건하에서 철광석이 환원 및 용융되며, 용광로 바닥부에 모여진 용선이 노외로 양호하게 배출되어야만 경제적인 조업 수행이 가능함과 동시에 생산성 향상과 고로의 수명 연장을 도모할 수 있다.
그러나, 최근 용광로의 경제적 조업을 위해 값비싼 연료인 코크스 대신 상대적으로 저렴한 일반탄을 분쇄하여 만든 미분탄과 저품위 철광석의 사용 비율을 점차적으로 늘려가면서 용광로 조업을 수행하고 있으며, 고미분탄 취입 조업 기술과 저품위 철광석의 사용 증대가 용광로의 용선 생산 원가를 줄일 수 있는 최고의 경쟁력을 갖출 수 있게 하지만 용광로 내부로 미분을 다량 투입하는 것과 저품위 철광석을 사용하여 조업하는 것은 용광로 내부의 균일한 가스의 흐름을 방해하여 통기 저항이 증가되는 문제가 수반된다.
즉, 용광로내 미분탄 취입비와 저품위 철광석 사용량의 증대로 고로의 경쟁력을 확보하는 긍정적인 점은 있으나 상대적으로 적은 량의 코크스가 장입되어 고로 내부의 환원 가스가 흘러가는 통로인 코크스층(4)이 얇아지고 철광석의 분화 증가로 통기 저항이 증가하게 되는 것이다.
이와 같이 고로 내부의 통기 저항이 증가되는 경우 용광로 노내 상황의 불안정이 야기되고 결국 생산량 저하 및 각종 조업 불안정이 일어나며 경우에 따라서는 대형 사고를 초래할 수도 있다.
따라서, 용광로 내부에서의 통기 저항을 정확하게 판단하여 상승 요인을 신속하게 제거하여 주는 것이 용광로 조업의 관건이라 할 수 있다.
용광로 내부의 통기 저항을 판단하기 위한 종래기술로는 풍압(PB)과 노정압(PT), 용광로 보쉬부(5)에서의 가스 발생량(VBG:Bosh Gas Volume), 대기압력의 인자를 이용한 다음과 같은 조업 공정식(1)을 사용하여 용광로 내부 전체 통기 저항을 판단하여 증가시에는 총체적인 조업 액션 즉, 연료와 원료 성상의 개선, 장입물의 분포 조정, 노바닥부에서의 용선 배출의 강화 등을 통하여 통기 저항을 감소시키는 방법으로 조업하여 오고 있다.
여기서, PB 는 용광로 내부 압력(풍압)(단위:㎏/㎠)이며, PT 는 용광로 노정부의 압력(단위:㎏/㎠)이고, VBG 는 용광로 보쉬부에서의 가스 발생량(N㎥/min)이며, 1033(㎏/㎠)은 대기압력을 의미한다.
그러나, 상기 조업 공정식을 사용하여 용광로 내부의 전체 통기 저항을 판단하는 방법은 용광로내 미분탄 취입비와 저품위 철광석 사용량의 증대, 장입물 분포 상황의 변화, 출선 상황의 변화 등 여러 요인들에 민감하게 반응하지 못하여 용광로 내부의 부위별 통기 저항 변화에 신속하게 대응하지 못하게 되어 조업 불안정을 초래하게 되고 생산량 저하 및 용광로 수명 저하를 초래하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 용광로 내부의 부위별로 상부와 중부 그리고 하부의 통기저항지수를 각각 측정 판단하여 각 부위에서의 통기저항 증가요인을 신속하게 제거하여 노황 안정을 도모함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있는 용광로 내부의 부위별 통기저항 판단 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 용광로 조업 개념을 보이기 위한 도면,
도 2 는 용광로 내부의 압력 검출단의 배치를 보이기 위한 도면,
도 3 은 본 발명 방법의 실시를 보이기 위한 순서도,
도 4 는 본 발명을 실현하기 위한 장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1: 풍구 2: 용선 3: 열풍라인 4: 코크스층 5: 보쉬부
6: 장입물 표면 10: 용광로 11∼18: 노내압력 검출단
20: 상부 환원영역 21: 중부 괴상대 22: 하부 탕류대
30: 송풍기 40: 열풍로 50: 스크레버 51: 노정압 제어콘
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용광로 내부의 통기성 판단 방법은, 용광로에 설치된 조업지수 검출수단을 통해 노정압력 및 풍압을 검출하는 단계; 용광로 압력 검출단에 설치된 압력계(11∼18)에 의해 용광로 내부의 각 압력 검출단의 압력을 검출하는 단계; 검출된 노정 압력과 풍압 및 용광로 각 검출단의 압력에 관한 정보에 의해 제어장치에서 용광로 내부의 통기저항지수를 각 부위별로 상부 통기저항지수(UK), 중부 통기저항지수(MK), 하부 통기저항지수(LK)로 구분하여 산출하는 단계를 구비하는 구성이다.
또한 본 발명에서 상부 통기저항지수(UK)는,
(여기서, SP6 는 노내 제 6 검출단에 설치된 압력계(16)로부터 검출된 압력(단위:㎏/㎠)이며, PT 는 용광로 노정부의 압력(단위:㎏/㎠)이고, VBG 는 용광로 보쉬부(5)에서의 가스 발생량(N㎥/min))에 의해 산출되고,
중부 통기저항지수(MK)는,
(여기서, SP4 는 노내 제 4 검출단에 설치된 압력계(14)로부터 검출된 압력(단위:㎏/㎠))에 의해 산출되며,
하부 통기저항지수(LK)는,
(여기서, PB 는 용광로 내부 압력(풍압)(단위:㎏/㎠))
에 의해 산출된다.
이하에서는 본 발명을 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 상세하게 설명한다.
본 발명에서는 도 4 도시와 같이, 조업자가 용광로의 부위별 통기저항지수를 눈으로 용이하게 확인할 수 있고, 각부위의 통기저항지수를 계산하여 조업자에게 상시 전달할 수 있는 프로세서 컴퓨터와 같은 제어장치(70)를 설치한다.
또한, 도 2 도시와 같이 노내압력 검출수단으로, 용광로 내부의 상부 환원 영역(20)의 압력을 검출하도록 용광로 노벽을 관통하여 압력계(16∼18)를 설치하고 이어지는 중간부 괴상대(21)의 내부 압력을 검출하도록 압력계(14∼16)를 설치하며, 하부 탕류대의 압력을 검출하도록 압력계(11∼14)를 설치하며, 제어장치(70)는 이들 각 압력 검출단별로 설치된 용광로 내부 압력 검출용 압력계(11∼18)로부터의 압력에 대한 신호를 받아 용광로 내부를 각각 상부 환원 영역(압력 검출단 6단에서 8단까지)(20), 및 중부 괴상대(압력검출단 4단에서 6단까지)(21), 그리고 하부 탕류대(압력검출단 1단에서 4단까지)(22)로 구분하여 각 부위의 압력을 인식할 수 있도록 구성한다.
도 3 도시와 같이, 조업지수 검출수단인 용광로 노정부에 설치된 압력계를 통해 항상적으로 검출된 노정압력과 열풍라인(3)에 설치된 압력계를 통해 검출된 풍압에 대한 신호도 제어장치(70)로 보내져 모니터로 나타내진다.
제어장치(70)에서는 프로그램된 상부 통기저항지수(UK) 관계식과, 중부 통기저항지수(MK) 관계식과 하부 통기저항지수(LK) 관계식에 의거하여 입력된 압력에 대한 정보에 의거하여 용광로 내부의 부위별로 각각 상부 통기저항지수, 중부 통기저항지수, 하부 통기저항지수를 산출하는데, 그 과정을 설명하면 다음과 같다.
우선, 상부 통기저항지수(UK)를 구하는 과정을 설명하면, 용광로 상부 압력인 노정 압력(PT)과 제 6 검출단의 압력계(16)로부터 보내져온 압력(SP6)의 차이를, 대기압력을 고려하여 용광로 보쉬부(5)에서의 가스발생량(VBG)의 상수로 나누어 제 6 압력검출단으로부터 장입물 표면(6) 까지의 상부 환원영역(20)의 통기저항지수(UK)를 구한다.
이를 식으로 나타내면 다음과 같다.
여기서, SP6 는 노내 제 6 검출단에 설치된 압력계(16)로부터 검출된 압력(단위:㎏/㎠)이며, PT 는 용광로 노정부의 압력(단위:㎏/㎠)이고, VBG 는 용광로 보쉬부(5)에서의 가스 발생량(N㎥/min)이다.
다음에, 중부 괴상대(21)의 통기저항지수(MK)를 구하는 과정을 설명하면, 용광로 노내부의 제 6 검출단의 압력계(16)로부터 보내져온 압력(SP6)과 제 4 검출단의 압력계(14)로 검출한 압력(SP4)의 차이를, 대기압력을 고려하여 용광로 보쉬부(5)에서의 가스발생량(VBG)의 상수로 나누어 제 4 검출단으로부터 제 6 압력검출단까지의 중부 괴상대(21)의 통기저항지수(MK)를 구한다.
이를 식으로 나타내면 다음과 같다.
여기서, SP4 는 노내 제 4 검출단에 설치된 압력계(14)로부터 검출된 압력(단위:㎏/㎠)이다.
이어서, 하부 탕류대(22)의 통기저항지수(LK)를 구하는 과정을 설명하면, 용광로 노내부의 제 4 검출단의 압력계(14)로부터 보내져온 압력(SP4)과 열풍라인(3)에서 검출하는 용광로 하부에서의 압력(PB)의 차이를 대기압력을 고려하여 용광로 보쉬부(5)에서의 가스발생량(VBG)의 상수로 나누어 열풍라인(3)으로부터 노내 제 4 검출단까지의 하부 탕류대(22)의 통기저항지수(LK)를 구한다.
이를 식으로 나타내면 다음과 같다.
여기서, PB 는 용광로 내부 압력(풍압)(단위:㎏/㎠)이다.
이와 같이, 제어장치(70)에서는 프로그램된 관계식(2 내지 4)에 의거하여 압력계(11∼18)로부터 보내져온 각 압력 검출단의 압력에 대한 정보와 노정 압력 및 풍압에 대한 정보를 기초로 용광로 내부의 통기저항지수를 각 부위별로 산출한다.
또한, 제어장치에서는 이와같이, 용광로 내부를 상부 환원영역(20)과 중부 괴상대(21)와 하부의 탕류대(22)로 구분하여 각 부위별로 통기저항지수를 산출함과 동시에, 이를 모니터로 나타내어 운전자가 용광로 내부의 통기저항을 각 부위별로 인식할 수 있고, 이들 각 부위의 통기저항지수를 기초로 용광로 내부의 전체 통기저항을 판단한다.
조업자는 이와 같이 제어장치의 모니터를 통해 나타난 용광로 각 부위의 통기저항지수 변화를 인식하여 필요 조업 내용을 판단한다.
따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 용광로 내부의 부위별 통기저항 판단 방법에 의하면, 제어장치의 모니터를 통해 나타난 용광로 각 부위의 통기저항지수 변화를 인식하여 연료 및 원료 조건의 변화와 장입물 분포 제어 문제, 용광로 바닥부에서의 용선 배출 문제 등에 대해 선택적으로 신속하게 대응하여 최적의 노황을 유지하고 용광로의 수명 연장을 도모할 수 있는등 유용한 효과가 얻어진다.
Claims (2)
- 용광로 내부의 통기성을 판단하기 위하여, 용광로에 설치된 조업지수 검출수단을 통해 노정압력 및 풍압을 검출하는 단계;용광로 압력 검출단에 설치된 압력계(11∼18)에 의해 용광로 내부의 각 압력 검출단의 압력을 검출하는 단계;검출된 노정 압력과 풍압 및 용광로 각 검출단의 압력에 관한 정보에 의해 제어장치에서 용광로 내부의 통기저항지수를 각 부위별로 상부 통기저항지수(UK), 중부 통기저항지수(MK), 하부 통기저항지수(LK)로 구분하여 산출하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 용광로 내부의 통기성 판단 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상부 통기저항지수(UK)는,(여기서, SP6 는 노내 제 6 검출단에 설치된 압력계(16)로부터 검출된 압력(단위:㎏/㎠)이며, PT 는 용광로 노정부의 압력(단위:㎏/㎠)이고, VBG 는 용광로 보쉬부(5)에서의 가스 발생량(N㎥/min))에 의해 산출되고,중부 통기저항지수(MK)는,(여기서, SP4 는 노내 제 4 검출단에 설치된 압력계(14)로부터 검출된 압력(단위:㎏/㎠))에 의해 산출되며,하부 통기저항지수(LK)는,(여기서, PB 는 용광로 내부 압력(풍압)(단위:㎏/㎠)) 에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 용광로 내부의 통기성 판단 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19981030 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |