KR100232300B1 - 고로 장입물의 장입방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패러럴 벙커(Parallel bunker)를 장입장치로 갖는 밸리스 톱 고로에 있어서 벙커하부의 경사면을 따라 낙하하는 장입물의 수직강하로 유도하는 센트럴슈트(Central Chute)를 회전형으로 하여 센트럴슈트를 통과하는 장입물의 무게중심선을 센트럴슈트 중심선과 일치시켜 노내 원주방향의 퇴적층 편차를 줄여 원주방향의 광석과 코크스층후비와 가스류분포를 개선하는 고로 장입물의 장입방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 고로 장입물의 장입방법은 패러럴 벙커를 장입장치로 갖는 밸리스 톱 고로의 장입방법에 있어서, 센트럴 슈트의 실린더부를 회전시키되 그 회전속도는 고로 원주방향의 퇴적층 높이편차가 ±10% 이하가 되도록 하고, 장입슈트를 통과하는 장입물의 미분농도(장입물의 장입시 평균입경대비 15% 미만) 증가가 2% 이하를 만족하도록 하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 고로 장입물의 장입장치는 패러럴 벙커를 장입장치로 갖는 밸리스 톱 고로에 있어서, 센트럴 슈트(6)의 실린더부(11)에 기어(10)를 부착하여 구동모터(9)에 의해 상기 실린더부(11)가 회전할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

고로 장입물의 장입방법 및 장치

제1도는 고로 상부의 개요도.

제2도는 본 발명에서 제안된 센트럴슈트의 개요도.

제3도는 본 발명의 방법과 기존의 센트럴슈트 사용시 장입물 퇴적층의 원주방향 높이 편차를 나타낸 도표.

제4도는 본 발명의 센트럴슈트 회전속도와 퇴적층의 원주방향높이 편차 및 장입슈트 통과시 미분발생농도와의 상관성을 나타낸 도표.

제5도는 본 발명의 센트럴슈트 회전속도에 따른 노내반경방향의 입도분포도.

제6도는 본 발명의 센트럴슈트와 기존의 센트럴슈트 사용시 원주방향의 상대가스유속을 나타낸 도표이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 컨베이어 벨트 2 : 선택 슈트

3,4 : 벙커 5 : 조절변

6 : 센트럴슈트 7 : 선회슈트

8 : 샤프트 상부 9 : 구동모터

10 : 기어 11 : 실린더부

본 발명은 패러럴 벙커(Parallel bunker)를 장입장치로 갖는 벨리스 톱(Bell-Less top) 고로에 있어서 벙커하부의 경사면을 따라 낙하하는 장입물을 수직강하로 유도하는 센트럴슈트(Central Chute)를 회전형으로 하여 센트럴슈트를 통과하는 장입물의 무게중심선을 센트럴슈트 중심선과 일치시켜 노내 원주방향의 퇴적층 편차를 줄여 원주방향의 광석과 코크스층후비와 가스류분포를 개선하는 고로 장입물의 장입방법 및 장치에 관한 것이다.

고로에서 사용되는 밸리스 톱 장입장치는 노정의 벙커 형태에 따라 센터 휘더(Center feeder)와 패러럴 벙커의 두가지 형태로 나뉘어진다. 이중 센터 휘더를 노정 벙커로 갖는 장입장치는 벙커의 배출물 중심선이 노중심선과 일치하여 노상부에 퇴적하는 장입물의 원주방향 높이가 균일하여 고로 조업시 이상적인 퇴적층의 형상은 얻을 수 있으나, 벙커로부터 배출되는 장입물의 초기와 말기의 입도 편차가 작기 때문에 노내 반경방향의 입도편석도 크지 못하여 노내 반경방향의 가스류분포를 제어하는데 적합하지 못하고, 벙커가 수직으로 설치되어 있는 장입물의 배치(Batch)수가 제한되는 단점을 갖고 있다. 이와는 반대로 패러럴 벙커를 갖는 장입장치는 장입물의 원주방향 높이 차이가 발생하여 퇴적층이 불균일한 단점은 있으나, 벙커로부터 배출되는 장입물의 배출초기와 말기의 입도편차가 센터 휘더 벙커보다 크기 때문에 노내반경방향 입도편석을 크게 하여 노반경 방향의 가스류분포 제어 폭이 크고, 장입배치수 증가에 따라 3개, 4개까지 벙커의 수를 늘리더라도 원활한 장입을 할 수 있는 장점을 갖고 있다.

상기와 같은 센터 휘더와 패러럴 벙커의 장단점 중 센터 휘더의 단점인 배출시 시계열적인 입도편차를 크게 하는 방법들은 일본 특개소 60-43414, 일본 특개소 61-157604, 일본 특개평 5-230509와 같은 하부벙커 내부에 여러 가지 형태의 가설물을 설치하여 하부벙커에 장입되는 장입물 퇴적층의 형태를 조절하거나, 하부벙커로부터 배출되는 형태를 조작하는 방법에 의하여 노내반경방향의 입도편석을 제어하는 방법들이 사용되고 있으나, 어떠한 형태의 가설물을 설치하여도 패러럴 벙커 수준의 노내 입도편석이 얻어지지 못하는 한계를 보이고 있다.

따라서, 고로 조업시 매우 중요한 노황관리 수단인 노내반경방향의 가스류분포 조정 폭을 크게하기 위해서는 패러럴 벙커가 센터 휘더 벙커보다 장점을 갖고 있기 때문에, 패러럴 벙커의 단점인 노내 원주방향의 불균일한 퇴적층 높이를 완화할 수 있는 방법들이 제안되고 있다.

오쿠다 등(철과강, 86-S917)은 제1도와 같이 센트럴슈트 내부에 후로우 콘트롤 게이트(Flow control gate)를 설치하여 장입시 센트럴 슈트내에 일정 높이의 장입물이 차 있게 함으로서 장입물의 중심선과 노중심선을 일치시켜 원주방향의 장입물 퇴적층의 편차를 70-140mm까지 줄일 수 있는 방법을 제안하였다. 하지만, 이 방법은 센트럴슈트안에 새로운 게이트를 설치하고 센트럴슈트안의 장입물의 일정높이를 유지하기 위하여 게이트를 조절하여야 하므로 게이트가 없는 경우에 비하여 장입시간이 2배이상 늘어나고, 배출시간 변동에 따라 벙커로부터 배출되는 장입물의 경시적인 입도변동이 수시로 변하는 문제점을 갖고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 사와다 등(철과강, 78(1992), 1337)은 제2도와 같이 센트럴슈트의 구경에 영향을 미치지 않도록 센트럴슈트의 실린더 상부를 깔때기와 만나는 지점에서 상부로 돌출시키고, 이 돌출길이를 조정하여 벙커로부터 배출되는 장입물이 돌출부로 충돌하면서 장입물의 무게중심선이 노중심선과 일치되게 하여 노내 원주방향의 장입물 퇴적층 높이의 편차를 줄이는 방법을 제안하였다. 그러나, 이 방법도 오쿠다 등의 방법보다 작기는 하지만 장입시간이 늘어나는 문제점과, 상당한 강도를 갖는 광석에 의한 돌출부 마모로 무게중심선의 변동이 조업중 연속적으로 일어나게 되는데 이를 보완할 방법이 없는 미비점을 갖고 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명에서는 패러럴 벙커를 갖는 고로에서 기존에 설치되어 있는 센트럴슈트의 구경을 축소하는 가설물의 설치나, 소모성 구성품의 부착이 없이 센트럴슈트의 실린더부를 일정한 회전속도로 회전시키는 방법에 의하여 장입물의 무게중심과 노중심선을 일치시켜 노내 원주방향의 퇴적층 높이 편차를 감소시키고 고로 장입물의 장입방법 및 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 패러럴 벙커를 장입장치로 갖는 밸리스 톱 고로의 장입방법에 있어서, 센트럴슈트의 실린더를 회전시키되 그 회전속도를 고로 원주방향의 퇴적층 높이 편차가 ±10% 이하가 되도록 하고, 장입슈트를 통과하는 장입물의 미분농도(장입물의 장입시 평균입경대비 15% 미만) 증가가 2% 이하를 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 고로 장입물의 장입방법과, 패러럴 벙커를 장입장치로 갖는 밸리스 톱 고로에 있어서, 센트럴슈트(6)의 실린더부에 기어(10)를 부착하여 구동모터(9)에 의해 회전할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고로 장입물의 장입장치를 제공한다.

이하 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명한다.

제1도는 패러럴 벙커를 갖는 고로 상부의 개요도이다. 컨베이어 벨트(1)를 타고 이송되어 온 코크스, 대립광석, 소립광석은 선택 슈트(Selection Chute)(2)에 의하여 제1벙커(3), 제2벙커(4)로 순차적으로 장입되어 노정에서 대기한다. 벙커(3)(4) 하부에는 조절변(5)이 설치되어 있어 장입물의 배출 속도가 제어되고, 제1벙커(3)와 제2벙커(4) 사이의 중심선상에는 벙커하부의 경사진 배출부를 따라 포물선 낙하하는 장입물을 수직낙하로 유도하는 센트럴슈트(6)가 설치되어 있다. 센트럴슈트(6)를 통과한 장입물은 선회슈트(7)에 의하여 샤프트 상부(8)로 장입되게 된다.

제2도는 본 발명에서 제안된 센트럴슈트(6)의 개요도를 나타낸 것이다. 센트럴슈트(6)중 기존의 고정식 실린더부를 구동모터(9)와 기어(10)를 이용하여 회전할 수 있는 구동형 실린더부(11)로 바꾸었다. 센트럴슈트(6)의 실린더부(11)를 회전시켜 줌으로써 실린더부와 충돌하는 장입물에 원심력을 부여하여 벙커 하단부의 경사진 배출부를 따라 낙하하는 장입물의 무게중심선이 센트럴슈트 중심선으로부터 편심되는 현상을 억제할 수 있다.

제3도는 기준의 센트럴슈트를 사용한 경우와 본 발명에서 제안된 센트럴슈트를 사용한 경우 동일한 장입조건하에서 원주방향의 퇴적층 높이 편차를 나타낸 것이다. 이때, 노상부 퇴적층의 원주방향 높이는 0, 90, 180, 270°의 4곳에서의 실측하였으며 퇴적층 높이의 편차는 다음식(1)과 같은 방법으로 계산한다.

HD=(Ho-Hi)/Σ(Ho-Hi)/n------(1)

여기서, HD : 각 측정점에서의 퇴적층 높이편차,

Ho : 장입기준선(m),

Hi : 각 측정점의 스톡레벨 기준선으로부터의 높이(m)

n : 원주방향 퇴적층 높이 측정점의 수를 나타낸다.

이하 실시에를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

본 발명을 구현하기 위하여 1660㎥의 내용적을 갖는 실시고로의 1/12 축소 고로 상부 장입장치를 제작하여 센트럴슈트의 회전속도와 노상부 장입물 퇴적층의 원주방향 높이 편차와의 상관성을 조사하였다. 이때, 퇴적층 원주방향 높이편차 감소에 따른 원주방향 가스류분포의 개선효과는 열선유속계(Hot anemometer)를 사용하여 퇴적층 직상부의 0, 90, 180, 270°의 4곳에서 실측하였다.

표 1은 본 발명의 시험조건을 나타낸 것으로 장입슈트의 경동각도와 장입량을 일정하게 하고 센트럴슈트의 회전속도만을 변경하였다.

제4도는 센트럴슈트의 회전속도와 노상부 장입물 퇴적층의 원주방향 높이 편차와 장입슈트를 거쳐 노내로 장입되는 장입물의 미분농도를 나타낸 것으로, 센트럴슈트의 회전속도가 분당 36회 이상이면 장입물 퇴적층의 높이편차가 ±8% 이내로 작아지는 것과, 센트럴슈트의 회전속도가 분당 45회 이상이면 미분농도(장입시 평균입경대비 15%미만의 입자)가 직선적으로 증가하는 것을 확인하였다.

제5도는 센트럴슈트의 회전속도에 따른 노내반경방향의 장입물의 입도분포를 나타낸 것으로, 센트럴슈트의 회전속도가 분당 50회 이상이면 반경방향 0.4-0.6R 정도되는 부위의 입도가 기존의 고정형 센트럴슈트를 사용한 경우에 비하여 작아져 노내가스류분포가 변동하였다.

상기 제4도, 제5도의 사실로부터 센트럴슈트의 회전속도를 증가시키면 퇴적층의 원주방향 높이편차를 줄일 수 있어 노내 원주방향의 가스류분포와 장입물의 강하속도분포를 안정화하는 효과가 있으나, 센트럴슈트의 회전속도가 일정치 이상으로 증가시키면 자유낙하하는 장입물과 회전하는 센트럴슈트 실린더벽 및 장입슈트와의 충격력이 증가하면서 장입물중 미분발생량이 증가하여 노내입도분포 구조에 변화를 초래하여 가스류분포에 이상변동을 가져오는 역효과가 발생함을 확인하였다.

제6도는 본 발명에서 제안된 센트럴슈트의 회전속도를 분당 40회로 한 경우와 기존의 고종식 센트럴슈트를 사용한 경우에 원주방향의 상대가스유속을 비교한 것으로, 기존의 방법에 비하여 원주방향의 가스류분포가 현저하게 개선된 것을 확인하였다.

상술한 바와같이 본 발명은 고로조업시 패러럴 벙커를 장입장치로 갖는 고로에 있어서 기존의 고정식 센트럴슈트를 구동모터로 기동하는 회전형 센트럴슈트로 바꾸고, 이때 센트럴슈트의 회전속도를 고로 상부 장입물의 퇴적층 높이편차가 ±10%이하, 장입슈트를 통과하는 장입물의 장입시 평균입경 대비 15% 미만의 미분농도 증가가 2% 이하를 만족하는 경우에 노내 반경방향의 입도분포에 영향을 주지 않고 원주방향의 장입물의 광석과 코크스의 층후비분포, 가스류분포가 개선되는 효과가 있다.

[표 1]

Claims (2)

1. 패러럴 벙커를 장입장치로 갖는 밸리스 톱 고로의 장입방법에 있어서, 센트럴슈트의 실린더부를 회전시키되 그 회전속도는 고로 원주방향의 퇴적층 높이편차가 ±10% 이하가 되도록 하고, 장입슈트를 통과하는 장입물의 미분농도 증가가 2% 이하를 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 고로 장입물의 장입방법.
2. 패러럴 벙커를 장입장치로 갖는 밸리스 톱 고로에 있어서, 센트럴슈트(6)의 실린더부(11)에 기어(10)를 부착하여 구동모터(9)에 의해 상기 실린더부(11)가 회전할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 고로 장입물의 장입장치.