KR0143324B1

KR0143324B1 - 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치

Info

Publication number: KR0143324B1
Application number: KR1019950018810A
Authority: KR
Inventors: 김명환
Original assignee: 김종진; 포항종합제철주식회사
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1998-08-17
Also published as: KR970001562A

Abstract

본 발명은 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치에 관한 것으로, 특히 배기덕트중에 누적된 더스트를 불활성 가스를 공급하여 부유시켜 제거하므로서 배기 효율을 높인 더스트 처리장치에 관한 것으로, 배기덕트와 진공장치를 포함하며 진공에 의하여 탈가스를 실시하는 장치에 있어서, 상기 배기덕트 내의 하부에 설치된 불활성가스 공급관과, 상기 불활성가스 공급관에 불활성 가스를 공급하기 위하여 불활성 가스 공급원과 불활성가스 공급관에 연결된 파이프와, 가스 분사를 위하여 상기 불활성가스 공급관에 지그재그 형태로 부착된 다수 개의 노즐을 포함하여 구성되어, 배기덕트에 누적된 더스트를 제거함으로써 진공능력을 향상시키며 누적된 더스트 처리를 위한 수리 기간이 단축되는 효과를 얻을 수 있고, 처리중 발생된 더스트를 재사용 방법으로 즉시 처리함으로서 진공탈가스 처리시 진공능력 증대 및 원료절감의 효과가 있다.

Description

진공탈가스 설비의 더스트 처리장치

본 발명은 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치에 관한 것으로, 특히 배기덕트중에 누적된 더스트를 불활성 가스를 공급하여 부유시켜 제거하므로서 배기 효율을 높인 더스트 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철업 분야에서의 분진 발생은 어쩔 수 없는 상황이고 그것을 효과적으로 제거하기 위한 여러 장치가 각 제철 및 제강 공정에서 요구되고 있다. 예를들면 소결공정에서는 분철광석, 부원료 및 열원인 분코크스 등이 혼합된 배합원료를 소결기 대차상에서 점화로에 의해 표면점화 후 하방으로 강제흡인하여 연속적으로 소결이 진행되며, 흡인된 공기는 소결분진과 함께 집진기를 거쳐 배출된다. 이때 소결분진중 미분 입자는 전기집진에서 정전기력에 의해 집진되고 소결 건식 전기집진 더스트의 입도 및 구성성분은 거의 100㎛ 이하의 극히 미분들로 이루어져 있으며, 더스트중 철 성분은 약 40-50wt%이고, 주로 철산화물(Fe₂O₃) 및 칼슘페라이트의 형태로 존재한다.

한편, 알칼리 화합물은 소결기 충전층의 구조에 의하여 소결기 후반부에서 급격히 발생하고, 일부는 산화되어 K₂O, Na₂O 형태로 존재하는 것도 있으며, 주로 KC1, Nacl, (K,Na)₂SO₄등의 수용성 염화물과 유산염의 형태로 더스트중 약 10wt% 정도 존재한다고 알려져 있다.

또한, 소결 원료중 알칼리 화합물원은 철광석 맥석중에 존재하는 알칼리 장석에 기인하는 것으로 알려져 있다.

이와같이 알칼리 성분의 함량이 높고, 극히 미분인 소결 건식집진 더스트를 제선원료로 직접 사용시에는 소결광의 환원분화성의 약화, 소결전기집진 효율의 저하, 소결 생산성과 품질의 저하 및 고로 노벽부착물 형성에 따른 연와 손상과 노황부조의 원인이 되므로 현재는 전량 매립폐기되고 있는 실정이며, 이에 따른 환경오염 유발의 원인이 되고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 연속식 소결공정중 발생되는 소결 건식전기집진 더스트의 재활용에 있어서 유해원소인 알칼리성분을 습식싸이클론을 이용하여 제거함으로써 현재 전량 매립폐기되고 있는 소결 건식전기집진 더스트를 제선원료화하는 방법이 제안되고 있다.(본원 출원인의 선출원인 1994년 특허출원 제 34238호 참조)

제철 공정에서의 분진제거는 상술한 바와 같이 어느 정도 화학적으로 제거하고 있으나, 제강 공정에서의 분진발생, 특히 진공 탈가스 설비에서는 효율적으로 분진을 제거하지 못하고 있는 실정이다.

일반적으로 전로에서 1차 정련되어 래들(ladle)에 출강된 용강은 노외에서 2차정련되어지며, 이러한 방법중 하나가 진공순환 탈가스법인 알에이치(RH)방법이다.

상기 진공순환 탈가스법은 래들에 출강된 용강을 진공순환 탈가스 장치로 이동시킨 후, 흡상관과 하강관을 용강속에 침적하고 진공배출구로 배기하면서 흡상관의 도중에서 환류가스를 취입하게 되면, 용강은 포말의 형태로 흡상관 내를 상승하여 진공조내로 비산되어 탈가스 된다. 그리고 탈가스 된 용강은 하강관을 통해 래들로 떨어진다.

상기와 같은 진공탈가스 방법에서 진공조 내부로의 산소취입(Oxygen Blowing)은 종래 도 1의 (a),(b)에서와 같이 산소를 진공조(10) 하부 측면에 설치된 노즐(110),(110')을 통해 취입하거나 또는 진공조(100) 상방에 수냉랜스(104)를 설치하고 이를 통해 진공조(10) 내부에 취입하여 용강(3)의 탈탄을 행하였다.

또한, 미탈산강의 처리시에도 상기한 방법으로 산소를 진공조(10) 내에 취입하여 일산화탄소와 산소를 반응시켜 이산화탄소를 생성시킴으로써 진공조(10) 내부의 온도보상을 하였다.

그러나, 상기한 산소취입방법은 탈가스 처리시 발생되는 과도한 스플래쉬(splash)로 인하여 진공조(10) 내벽에 지금이 부착되거나 또는 노즐(110),(110')이 막혀 조업이 중단되는 사례가 빈발하였으며, 수냉랜스(104) 또한 기밀성불량 및 노즐선단부 손상등의 결함이 발생하여 조업의 불안정을 초래하였다.

이와같은 문제점을 해결하기 위하여, 진공조(10)의 상부 내측벽에 설치하여 산소을 취입함으로서 지금 생성의 억제 및 진공조내 온도 보상이 용이한 방법이 제안되었다. 즉, 진공조(10) 상부 내측벽와 소정각도를 유지하며 동일 높이로 하향 설치된 여러개의 노즐과, 이 노즐을 통해 분사되는 산소의 유량과 압력을 조절하는 산소유량 조절밸브와 산소밸브 차단변으로 구성하므로서 원할한 산소 취입이 이루어지도록 하였다. 부호 102는 래들, 103은 용강, 105는 진공배출구, 106은 환류가스라인, 107은 미탈산강의 반응구역을 각각 나타난다.

그러나, 진공탈가스 설비는 고압의 스팀을 이용하여 진공을 만들어서 가스를 제거하는 장치인데, 이와같은 진공은 용강의 환류 속도를 좌우하는 중요한 것으로서, 제 2도를 참조하면 진공탈가스 처리시 진공조(10)내에서 발생되는 용강 스플래쉬에 의한 용강 더스트와 용강의 성분 조정을 위해 투입하는 합금철 더스트가 일부분은 진공장치에 의해 가스쿨러(30)를 거쳐 진공장치(40)로 배출되나, 비중이 무거운 더스트는 배기덕트(20)의 A부분에 누적되어 간다.

상기 A부분에 누적된 더스트는, 배기덕트(20)의 내부를 협소하게 하며 이로인하여 배기능력의 저하를 가져오고 이 누적이 더욱 진행되면 누적된 더스트를 어떻게 처리하여야 하는가 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 진공탈가스 작업중 필연적으로 발생되는 더스트 진공 흡입라인인 배기덕트에 누적되어 진공관 협소에 따른 진공능력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 불활성가스를 주입 분사하여 더스트를 효율적으로 제거할 수 있도록 한 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1의 (a),(b)는 각각 종래 진공순환 탈가스 장치의 하방 산소취입 상태 및 상방 산소취입 상태를 나타낸 개략적 상태도,

도 2는 일반적인 진공탈가스 설비의 배기덕트 시스템을 나타낸 개략 사시도,

도 3는 본 발명의 불활성가스 공급관이 설치된 배기덕트의 단면도,

도 4는 도 3의 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:진공조 20:배기덕트

30:가스쿨러 40:진공장치

70,80:불활성가스 공급관 72,82:노즐

90:연결 파이프

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배기덕트(20)와 진공장치(40)를 포함하며 진공에 의하여 탈가스를 실시하는 장치에 있어서, 상기 배기덕트(20) 내의 하부에 설치된 불활성가스 공급관(70)(80)과, 상기 불활성가스 공급관(70)(80)에 불활성 가스를 공급하기 위하여 불활성 가스 공급원과 불활성가스 공급관(70)(80)에 연결된 연결 파이프(90)와, 가스 분사를 위하여 상기 불활성가스 공급관(70)(80)에 지그재그 형태로 부착된 다수 개의 노즐(72)(82)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 불활성가스 공급관(70)(80)이 설치된 배기덕트(20)를 나타낸 단면도로서, 이 도면은 도 2의 A부분을 확대하여 나타낸 것으로, 이 굴곡진 부분에 더스트가 쌓이는 것을 방지하기 위하여, 상기 진공조(10)에 연결된 배기덕트(20)의 바닥부에 근접하여 배치한 2개의 불활성 가스 공급관(70)(80)을 설치하였다.

이 불활성가스 공급관(70)(80)에는 측부에 가스 분사를 위한 노즐(72)(82)이 각각 다수개 지그재그형상으로 부착되어 있다. 상기 불활성가스 공급관(70)(80)의 갯수는 도시한 2개에 한정되는 것은 아니며 배기덕트(20)의 크기에 따라 적절한 갯수를 설정할 수 있음은 당연하다.

또한, 상기 노즐(72)(82)의 배치형태도 도시한 지그재그 형태에 한정되는 것은 아니고, 누적된 더스트에 불활성가스를 분사하여 효과적으로 부유시킬 수 있는 형상이면 어느 것이나 가능하다.

부호 90은 상기 불활성가스 공급관(70)(80)에 불활성 가스(N2)를 공급하기 위하여 일끝단부는 도시하지 않은 불활성 가스원에 연결되고, 다른 끝단부는 상기 불활성가스 공급관(70)(80)에 연결된 연결 파이프이다.

한편, 상기 불활성가스 공급관(70)(80)에의 가스 공급은 도시하지 아니한 자동밸브의 개폐에 의하여 제어된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치의 작동상태에 대하여 설명한다.

먼저, 미리 설정된 시퀀스 제어에 따라 연결 파이프(90)의 끝단에 있는 자동밸브가 열리어 불활성 가스로서의 질소 가스를 상기 불활성가스 공급관(70)(80)으로 흘려보낸다.

이 질소 가스는 각각의 노즐(72)(82)을 통하여 분사되어 더스트를 상기 불활성가스 공급관(70)(80)의 상부쪽으로 즉, 배기덕트(20)의 상부로 띄워 준다.

이때, 상기 배기덕트(20)의 내부에는 진공상태에 있으므로, 질소 가스와 더스트가 함께 후단측으로 빨려나간다.

이 과정중 더스트는 더스트 포집수단으로서의 가스쿨러(30)에서 필터링되어 하부로 낙하 집진된다.

즉, 본 발명은 진공탈가스 처리시에 진공도가 보통 0∼40Torr이기 때문에, 진공 처리중 발생된 더스트를 띄워주면 진고압에 의해 흡입되는 원리를 이용한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치를 사용하면, 배기덕트에 누적된 더스트를 제거함으로써 진공능력을 향상시키며 누적된 더스트 처리를 위한 수리 기간이 단축되는 효과를 얻을 수 있고, 처리중 발생된 더스트를 재사용 방법으로 즉시 처리함으로서 진공탈가스 처리시 진공능력 증대 및 월료절감의 효과가 있다.

또한, 누적된 더스트는 상술한 바와같이 합금철 성분이 함유된 것으로서 철성분이 98%이상 차지하고 있어 이를 가스쿨러에서 포집하여 재사용할 수 있다.

Claims

배기덕트(20)와 진공장치(40)를 포함하며 진공에 의하여 탈가스를 실시하는 장치에 있어서, 상기 배기덕트(20) 내의 하부에 설치된 불활성가스 공급관(70)(80)과, 상기 불활성가스 공급관(70)(80)에 불활성 가스를 공급하기 위하여 불활성 가스 공급원과 불활성가스 공급관(70)(80)에 연결된 연결 파이프(90)와, 가스 분사를 위하여 상기 불활성가스 공급관(70)(80)에 지그재그 형태로 부착된 다수개의 노즐(72)(82)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 진공탈가스 설비의 더스트 처리장치.