KR100306592B1 - 고로 열풍로 연소방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로에 고온의 바람을 공급하여 주는 열풍로 설비에 상ㆍ하부온도를 별도로 설정하여 연료가스를 2단계로 통제, 투입하여 열풍로에서 연소시키는 방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 열풍로의 상부온도가 축열연와의 축열한계온도 이상일 경우 상부온도 조절기의 신호를 받은 공기유량 조절기에 의해 연소공기를 증가시키는 상부온도 제어방법과 이 열풍로의 하부온도가 하부지지대의 변형한계온도 이상인 경우 하부온도 조절기의 신호를 받은 연소가스 유량설정기 및 연소가스 유량조절기에 의해 연료가스를 자동으로 감소시키는 하부온도 제어방법을 갖는 고로 열풍로에서 연소시키는 방법에 있어서, 열풍로의 상부온도 관리범위는 축열연와의 축열한계온도 이하로 하고, 하부온도 관리범위는 열풍로 하부지지대 변형한계온도 이하로 설정하여 상ㆍ하부 온도가 설정범위에 도달하는 때 열량가스 연산조절기에 의해 상기 코크스 오븐가스의 유량을 감소시킬 수 있도록 2단계로 연료가스 공급량을 설정하는 것을 특징으로 하는 고로 열풍로 연소방법을 제공한다.

본 발명의 방법에 의하면, 설비 연소관리범위 온도이전에 열풍로 상부쪽 온도와 하부쪽 온도가 탄력적 온도밸런스(BALANCE)로 유지하게 되어 연소가스 열량을 감소시킴으로써 최종적으로 배기로 인한 열량손실을 방지할 수 있다.

Description

고로 열풍로 연소방법

본 발명은 고로에 열풍(1080℃)을 공급하여 주는 열풍로 설비에 상ㆍ하부 관리온도를 별도 설정하여 연료가스를 2단계로 통제, 투입하여 열풍로에서 연소시키는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 열풍로란 제1도에서 도시된 바와 같이 고로 공정중 고로(21) 전단에 설치되어 이 고로(21)에 열풍을 공급하여 고로(21) 내의 철광석을 녹이는 기능을 하는 것이다.

이것을 위하여 열풍로(22)는 연소시간과 송풍시간으로 구분하여 운용되며, 연소시간(통상 104분) 중 열이 축적되고 연소시간이 완료되면 연소를 중지하고 축열실(25)에 축열되어 있는 열에 역으로 송풍기(23)의 바람(냉풍)을 통과시켜 고로에 열풍을 공급(통상 50분)해 주는 시스템으로 구성되어 있다.

제1도에서 미설명 부호 24는 굴뚝이다.

상기에서 연소시간중 연료가스로는 고로에서 환원반응에 의해 얻어지는 고로가스(B.F.G: BLAST FURNACE GAS)와 코크스 생성시 발생되는 가스(C.O.G: COKE OVEN GAS)의 혼합가스(95% + 5%)가 사용되고 있다.

본 발명은 이 연료가스를 열풍로에 공급해 주는 방법의 개발로서, 종래에는 연소시간(통상 104분) 중 연료가스의 유량설정을 연소초기에 운전자가 한번 설정을 하면 일정한 연료가스가 연료종료시까지 투입되었다.

이와 같은 열풍로 연소를 위한 계기장치의 제어구성도는 간략하게 표현한 제2도에서 보여진다.

제2도를 참조하여 종래의 연료가스 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

운전자는 연소가스 유량설정기(1)에 연료가스 공급유량을 설정하면 연소가스 유량조절기(2)는 연료가스의 압력, 온도 등을 감안하여 가스유량을 조절하고 개도발신기(3)를 통해 연료가스는 조정밸브(4)를 통과하여 열풍로로 투입된다.

한편, 연소가스에 혼합되는 연소공기는 조정밸브(7)에 의해 열풍로에 투입되는데, 이는 운전자가 초기에 설정한 공기비율에 따라 연소공기 비율설정기(5), 공기 유량조절기(6) 및 개도발신기(3-1)를 거쳐 자동으로 조절되는 조정밸브(7)를 통하여 열풍로에 투입되는 것이다.

또한 열풍로의 연소 초기에는 많은 연료가스를 투입하게 되어 짧은 시간 내에 열풍로의 상부온도가 급상승하게 되고 시간이 지날수록 온도의 상승폭은 둔화된다.

따라서 종래의 상부온도 제어방법은 상부온도 발신기(8)의 관리온도가 내부연와의 축열특성상 한계온도(1320℃) 이상이 되면 축열연와의 과열을 방지하기 위하여 상부온도 조절기(10)는 연소공기 유량조절기(6)에 신호를 주어 냉각시킬 수 있는 연소공기를 증가시키도록 개도발신기(3-1)를 통해 조정밸브(7)를 열어 상부온도의 열을 배기쪽으로 이동시킴으로써 노내의 열을 밖으로 방산시키게 되므로 연소가스 열량이 대량 손실되는 문제점이 있었다.

하부온도 제어방법은 하부온도 발신기(9)의 관리온도가 관리범위 한계온도(350℃) 이상이 되면 열풍로 하부 지지대의 변형우려가 있으므로 설비안전 관리상 배기가스 하부온도 조절기(11)를 통해 연소가스 유량설정기(1) 및 연소가스 유량조절기(2)에 신호를 주어 조정밸브(4)에 의해 연료가스를 자동으로 감소시키는 시스템으로 구성되어 있다.

또한, 이상에서 설명한 종래의 연소방법은 연소초기에 운전자가 초기에 연소가스의 유량을 한번 설정(1단계)하면 연소종료시(연소시간 통상 104분)까지 일정하게 연소가스를 계속 투입하게 되는 문제점도 있었다.

따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 본 발명의 목적은 배기로 인한 열량의 손실을 방지할 수 있도록 열량가스 연산조절기(12)를 설치하여 상ㆍ하부 온도의 통제온도를 기존의 한계온도보다 낮게 설정하여, 2단계로 연료가스(특히 C.O.G) 공급량을 설정한 열풍로 연소방법을 제공함에 있다.

제1도는 고로에서 열풍로를 설명하기 위한 설비구성도.

제2도는 열풍로에서 연소계기장치의 제어구성도면.

제3도는 본 발명에 따른 고로 열풍로 연소방법의 2단열량 시스템 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 고로 열풍로 연소방법의 2단열량 플로우 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연소가스 유량설정기 2 : 연소가스 유량조절기

5 : 연소공기 비율설정기 6 : 연소공기 유량조절기

8 : 상부온도 발신기 9 : 하부온도 발신기

10 : 상부온도 조절기 11 : 하부온도 조절기

12 : 열량가스 연산조절기 13 : C.O.G 유량조절기

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 열풍로의 상부온도가 축열연와의 축열한계온도 이상일 경우 상부온도 조절기의 신호를 받은 공기유량 조절기에 의해 연소공기를 증가시키는 상부온도 제어방법과 이 열풍로의 하부온도가 하부지지대의 변형한계온도 이상인 경우 하부온도 조절기의 신호를 받은 연소가스 유량설정기 및 연소가스 유량조절기에 의해 연료가스를 자동으로 감소시키는 하부온도 제어방법을 갖는 고로 열풍로에서 연소시키는 방법에 있어서, 열풍로의 상부온도 관리범위는 축열연와의 축열한계온도 이하로 하고, 하부온도 관리범위는 열풍로 하부지지대 변형한계온도 이하로 설정하여 상ㆍ하부 온도가 설정범위에 도달하는 때 열량가스 연산조절기에 의해 상기 코크스 오븐가스의 유량을 감소시킬 수 있도록 2단계로 연료가스 공급량을 설정하는 것을 특징으로 하는 고로 열풍로 연소방법을 제공한다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 제2도는 열풍로에서 연소계기장치의 제어구성을 설명하기 위한 도면이고, 제3도는 본 발명에 따른 고로 열풍로 연소방법의 2단열량 시스템 구성도이고, 제4도는 본 발명에 따른 고로 열풍로 연소방법의 2단열량 플로우 개념도이다.

제2도 내지 제4도를 참조하면, 본 발명에 따른 열풍로 연소방법은, 운전자가 연소가스 유량설정기(1)에서 가스유량을 설정(1단계)하여 연소가스 유량조절기(2)와 개도발신기(3) 및 조정밸브(4)를 통하여 연료가스를 열풍로에 투입하고 연소공기 비율설정기(5)에 공기비율을 설정하는 것은 종래와 동일하다.

그러나, 연소초기에 열풍로 상부온도가 급상승하게 되는데, 온도 관리범위를 축열연와의 한계온도(1320℃)보다 그 이하(1290℃)로 상부온도 조절기(10)에 설정(2단계)하여 상부온도가 관리범위에 도달하게 되면 상부온도 발신기(8)는 상부온도 조절기(10)로 출력신호를 보내 신설된 열량가스 연산조절기(12)로 신호(점선표시)를 주어 연료가스(특히 C.O.G) 자동 감소토록 준비(대기)하게 된다.

또한, 연소시간이 지나 열풍로 하부측 온도가 서서히 증가되어 하부온도 조절기(11)에 설정(2단계)하여 하부온도가 종래 관리범위(350℃)보다 낮게 설정된 관리온도(230℃)에 도달되면 하부온도 발신기(9)는 하부온도 조절기(11)로 출력신호를 보내 상기의 열량가스 연산조절기(12)로 신호를 주게되고 이 열량가스 연산조절기(12)는 먼저 신호를 받은 상부온도 발신기(8)의 만족조건과 하부온도 발신기(9) 만족조건이 형성될 시 최종적으로 C.O.G 유량조절기(13)에 신호를 보내 운전자가 2단계로 설정한 C.O.G 유량(점선표시)이 감소되어 조정밸브(4)를 통과되도록 한다.

만일 C.O.G가 감소된 상태에서 연소도중 열풍로의 상부온도나 하부온도가 연소관리범위 온도(상부: 1290℃, 하부: 230℃)를 벗어날 시 C.O.G량은 다시 처음 운전자가 연소가스 유량설정기(1)에 설정하였던 양으로 복귀된다.

또, 한쪽 온도만 급상승하여 상기 연소관리범위 온도(상부: 1320℃, 하부: 350℃) 범위에 도달되면 연소의 제어는 종전의 상부온도제어와 하부온도제어를 그대로 적용 받게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고로 열풍로 연소방법에 의하면, 설비 연소관리범위 온도이전에 열풍로 상부쪽 온도와 하부쪽 온도가 탄력적 온도밸런스(BALANCE)로 유지하게 되어 연소가스 열량을 감소시킴으로써 최종적으로 배기로 인한 열량손실을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. 열풍로의 상부온도가 축열연와의 축열한계온도 이상일 경우 상부온도 조절기(10)의 신호를 받은 공기유량 조절기(6)에 의해 연소공기를 증가시키는 상부온도 제어방법과 이 열풍로의 하부온도가 하부지지대의 변형한계온도 이상인 경우 하부온도 조절기(11)의 신호를 받은 연소가스 유량설정기(1) 및 연소가스 유량조절기(2)에 의해 연료가스를 자동으로 감소시키는 하부온도 제어방법을 갖는 고로 열풍로에서 연소시키는 방법에 있어서, 열풍로의 상부온도 관리범위는 축열연와의 축열한계온도 이하로 하고, 하부온도 관리범위는 열풍로 하부지지대 변형한계온도 이하로 설정하여 상ㆍ하부 온도가 설정범위에 도달하는 때 열량가스 연산조절기(12)에 의해 상기 코크스 오븐가스의 유량을 감소시킬 수 있도록 2단계로 연료가스 공급량을 설정하는 것을 특징으로 하는 고로 열풍로 연소방법.