KR100360112B1 - 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법에 관한 것으로, 본 발명은 연료 및 원료 공급, 수입, 충압, 선회슈트 제어, 및 장입제어 과정을 통해서 고로에 연료 및 원료를 장입하는 방법에 있어서, 고로본체 온도감지센서의 검출온도를 입력받아 체하부(밸리부)온도가 온도관리범위에 포함되지 여부를 판단하는 제1단계; 제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우, 노체온도가 저하추세인가를 판단하는 제2단계; 상기 제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우와, 상기 제2단게에서 저하추세가 아닐 경우에는 정상 장입모드로 진입하는 제3단계; 상기 제2단게에서 저하추세일 경우에는 온도관리 장입모드로 진입하는 제4단계;를 포함하며, 이와같은 본 발명에 의하면, 고로 노체온도 급격한 저하시에 고로 노벽부에 코크스를 장입함으로서, 고로본체의 철피를 통한 열소모를 차단시켜 노체온도를 신속히 상승시켜, 생산량의 변화없이 고로조업의 안정을 도모할 수 있도록 하다.

Description

노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법{METHOD FOR CHARGING IN STAVE BLAST FURNACE}

본 발명은 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법에 관한 것으로, 특히 고로 노체온도 급격한 저하시에 고로 노벽부에 코크스를 장입함으로서, 고로본체의 철피를 통한 열소모를 차단시켜 노체온도를 신속히 상승시켜, 생산량의 변화없이 고로조업의 안정을 도모할 수 있도록 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법에 관한 것이다.

일반적으로, 스테이브 냉각방식을 채택한 고로조업에 있어서 노체온도는 냉각반 냉각방식을 채택한고로보다 변동이 심하고 이로 인해 고로조업의 노내 가스류변동을 수반하여 장기간노황이 악화되는 사례가 많으며, 이러한 스테이브고로조업의 특징은 냉각반 고로보다 고로본체철피를 보화기 위해 설치된 스테이브의 전열면적이 냉각반 보다 수십배 많아 고로 철피밖으로 방산되는 열소모가 많다. 따라서 고로본체보호의 개념에서는 바람직하지만 고로조업에 있어서 노체온도의 안정은 떨어짐을 스테이브고로조업에서 많은 경험을 했다.

도 1은 종래 고로장입물(광석 및 코크스)장입물 공정도이이고, 도 2는 종래 스테이브 고로의 장입순서도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 고로 조업은 도 2의 S21~S29에 보인 바와같이, 저장호퍼(1-17~1-19)의 연료 및 원료를 장입벨트(1-14)에 공급하고, 이 장입벨트(1-14)에 의해 노정호퍼(1-7)에 수입된후, 슈트경동(1-6)이 1노치에서 10노치까지 선회하는 동안에 이 슈트경동(1-6)을 통해서 노정호퍼의 저장된 장입물이 고로내부로 장입되는 것이다.

이때, 원료빈(1-21,1-22)에서 절출된 소결광과 코크스(1-13)를 반경방향으로 균일하게 장입하여 연화융착대(1-1)를 만들고, 이렇게 장입된 장입물은 고로 상부에서 강하하면서 풍구(1-4)를 통해서 들어간 고온의 바람과 산소가 만들어낸 가스와 반응하여 광석은 환원되어 용선으로 되고 나머지는 슬래그로 되어 고로 출선구로 배출된다.

그런데, 스테이브 냉각방식을 채택한 고로에서는 고로본체를 통해서 방산되는 열이 많기 때문에, 노체온도가 냉각반 냉각방식을 채택한 고로보다 온도저하 속도가 빨라 특별한 제어를 하지 않으면 노하부 벽부에 부착물이 형성되어 노황이 악화된다.

따라서, 스테이브 고로조업에 있어서, 가장 큰 문제점은 노체온도가 심하게 저하하여 노벽에 부착물이 형성되면, 노체온도가 점점 저하하고 부식물은 더욱 성장하여 고로노황이 장기간 나빠지면 생산성이 저하하여 비효율적인 고로조업이 수행되며, 결국은 고로조업을 안정되게 하기 위해 많은 시간이 소요된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 고로 노체온도 급격한 저하시에 고로 노벽부에 코크스를 장입함으로서, 고로본체의 철피를 통한 열소모를 차단시켜 노체온도를 신속히 상승시켜, 생산량의 변화없이 고로조업의 안정을 도모할 수 있도록 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 고로 장입물 공정도이다.

도 2는 종래 스테이브 고로의 장입순서도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스테이브 고로의 장입 공정도이다.

도 4는 본 발명을 수행하기 위한 스테이브 고로의 장입 제어장치의 구성도이다.

도 5는 본 발명에 따른 스테이브 고로의 장입순서도이다.

도 6a, 6b는 본 발명에 따른 스테이브 고로의 장입물 형상도이다.

도 7은 본 발명의 전후의 노체온도 분포 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1-13 : 코크스(COKE:C1,2) 1-14 : 장입밸트(belt conveyor)

1-15 : 대립소결광(OL ). 1-16 : 소립소결광(OS )

1-17코크스 호퍼(C1,2) 1-18 : 대립 소결광 호퍼

1-19 : 소립 소결광 호퍼 1-20 : 중계조 빈(Relay bin)

1-21 : 광석 저장조 (BIN) 1-22 : 코크스 저장조 (BIN)

41 : 고로본체 온도감지센서 42 : 장입제어수단

43 : 연료/원료 공급제어수단 44 : 벨트제어수단

45 : 밸브제어수단 46 : 슈트경동 제어수단

47 : 출력수단

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 방법은 연료 및 원료 공급, 수입, 충압, 선회슈트 제어, 및 장입제어 과정을 통해서 고로에 연료 및 원료를 장입하는 방법에 있어서, 고로본체 온도감지센서의 검출온도를 입력받아 체하부(밸리부)온도가 온도관리범위에 포함되지 여부를 판단하는 제1단계; 제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우, 노체온도가 저하추세인가를판단하는 제2단계; 상기 제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우와, 상기 제2단게에서 저하추세가 아닐 경우에는 정상 장입모드로 진입하는 제3단계; 상기 제2단게에서 저하추세일 경우에는 온도관리 장입모드로 진입하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 수행하기 위한 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입물 장입장치에 대해서 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 스테이브 고로의 노체온도 상승을 위한 장입물 공정도이고, 도 4는 본 발명을 수행하기 위한 스테이브 고로의 장입물 제어장치의 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명을 수행하기 위한 스테이브 고로의 장입물 장입장치는 고로 벽체의 하부에서 상부까지 설치되어 고로본체의 온도를 검출 고로본체 온도감지센서(41)(S1~S12)와, 상기 고로본체 온도감지센서(41)로부터의 검출온도가 온도관리범위에 포함되지 않고, 그리고 검출온도가 저하추세에 있을 경우 온도관리 모드로 진입하여 코크스층, 소결층(또는 광석층)(이하, 소결층이하 함)을 교대로 장입하는 정상 장입모드를 수행하고, 온도관리범위에 포함되거나 저하추세에 있지 않을 경우에는 정상모드로 진입하여 장입을 코코스층, 혼합층(1-2번노치에는 코크스, 2번이후 노츠에는 소결광(또는 광석층))을 교대로 장입하는 온도관리 장입모드를 수행하는 주제어자치인 장입제어수단(42)과, 상기 장입제어수단(42)의 제어에 따라 연료 및 원료의 공급을 제어하는 연료/원료 공급제어수단(43)과, 상기 장입제어수단(42)의 제어에 따라 연료 및 원료를 노정호퍼로 이송하는 벨트를 제어하는 벨트제어수단(44)과, 상기 장입제어수단(42)의 제어에 따라 노정호퍼의 각 밸브를 정해진 시간에 동작시키는 밸브제어수단(45)과, 상기 장입제어수단(42)의 제어에 따라 슈트를 제어하는 슈트경동 제어수단(46)과, 상기 장입제어수단(42)의 제어에 따라 장입 상황에 대한 정보를 화면 또는 용지에 출력하는 출력수단(47)을 포함한다.

상기 연료/원료 공급제어수단(43)은 코크스 호퍼(C1,2)(1-17), 대립 소결광 호퍼(Large Sinter Hopper)(1-18), 소립 소결광 호퍼(Small Sinter Hopper)(1-19), 중계조 빈(Relay bin)(1-20), 광석 저장조 (BIN)(1-21) 및 코크스 저장조 (BIN)(1-22)에 각각 저장되어 있는 연료 및 원료를 하부의 벨트(1-14)로의 공급을 제어한다.

상기 벨트제어수단(44)은 상기 연료 및 원료를 노정호퍼(1-7)로 수입시키기 위해 이송하는 장입백트(1-14)의 동작을 제어한다. 상기 밸브제어수단(45)는 호퍼상부실링밸브(upper seal valve)(1-8), 플랩게이트(Flap gate)(1-9) 및 호퍼 하부실링 밸브(Low Seal Valve)(1-10)의 동작을 제어한다. 그리고, 상기 슈트경동 제어수단(46)은 고로의 노벽부에서 중심부로 1노치부터 10노치로 구분하고, 이 구분된 1노치부터 선회하면서 10노치까지 선회하면서 고로에 연료 및 원료를 고르게 장입하기 위한 슈트경동을 제어한다.

도 5는 본 발명에 따른 스테이브 고로의 노체온도 상승을 위한 장입순서도이고, 도 6a, 6b는 본 발명에 따른 스테이브 고로의 장입물 형상도이며. 도 7은 본 발명의 전후의 노체온도 분포 그래프이다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 고로장입 제어장치는 정상 장입모드와 온도관리 장입모드로 구분되어 장입을 수행하는데, 정상 장입모드는 종래에 수행해 오던 장입모드로서, 이 정상 장입모드에서는 코크스 1층을 장입하고, 그 위에 소결광을 장입하며, 이와같이 코크스층과 소결층을 교대로 장입한다. 이에 반해, 본 발명에 의해 추가된 온도관리 장입모드에서는 코크스 1층을 장입하고, 그 위에 혼합층을 장입하며, 이와같이 이와같이 코크스층과 혼합층을 교대로 장입한다.

여기서, 혼합층은 코크스와 소결광을 포함하는 의미로서, 구체적으로는 1번및 2번 노치에는 코크스을 장입하여 고로의 벽부에 코크스를 장입하고, 2번 이후의 노치에는 소결광을 장입하여 고로의 중심부에는 소결광을 장입하는 것이다.

먼저, 본 발명에 관련된 장입 제어장치에서는 고로의 장입이 시작되면, 처음에 코크스 1층을 장입하는데, 이는 전술한 바와같이, 도 5에 도시된 S51단계에서 S55단계에 보인 바와같이, 장입제어수단(42)의 제어에 따라 연료/원료 공급제어수단(43), 벨트제어수단(44), 밸브제어수단(45) 및 슈트경동 제어수단(46)이 순차적으로 동작하면서, 고로에 코크스를 장입하게 된다.

이후, 본 발명의 장입제어수단(42)에서는 고로본체 온도감지센서(41)로부터의 검출온도에 따라 그 다음의 장입을 정상 장입모드로 수행할 것인지, 아니면 온도관리 장입모드로 수행할 것인지를 판단하여 판단된 모드에서 장입을 제어하게 된다.

이에 대해서 도 3 내지 도 7을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제1단계에서는 고로본체 온도감지센서의 검출온도를 입력받아 체하부(밸리부)온도가 온도관리범위, 예를들어, 90~140℃의 범위에 포함되지 여부를 판단한다.

그 다음, 제2단계에서는 제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우, 노체온도가 저하추세인가를 판단한다.

그 다음, 제3단계에서는 상기 제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우와, 상기 제2단게에서 저하추세가 아닐 경우에는 정상 장입모드로 진입하며, 이 제3단계의 정상 장입모드는 한층에 코크스를, 다른 한층에 소결광(또는 광석)을 교대로 장입하도록 제어한다.

그 다음, 제4단계에서는 상기 제2단계에서 저하추세일 경우, 즉 검출온도가 온도관리범위에 포함되지 않음과 동시에, 저하추세에 있는 경우에는 온도관리 장입모드로 진입한다.

상기 제4단계의 온도관리 장입모드는 한층에 코크스(제1 코크스층)를 장입하고, 그리고, 다른 한층(제1 코크스층의 위층)중 노벽부에는 코크스를, 다른 한층(제1 코크스층의 위층)의 노중심부에는 소결광(또는 광석)을 장입하고, 이러한 한층과 다른 한층을 교대로 장입하도록 제어하며, 이때, 다른 한층중 노벽부에는 코크스를 장입하는데, 노치별로 코크스 장입량을 다르게 제어할 수 있다. 이와같이 장입하면, 고로에서의 도 6a, 6b에 도시한 바와같은 장입물 형성을 보면, 고로 노벽에는 항상 코크스가 장입되게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 제4단계의 온도관리 장입모드에서, 다른 한층중 1과 2번 노치에는 코크스를, 다른 한층의 2번 이후의 노치에는 소결광(또는 광석)을 장입하며, 여기서, 온도의 상승 효과를 높이기 위해 다른 한층중 1번 노치에는 2번 노치보다 상대적으로 많은 량의 코크스를 장입한다.

한편, 도 7을 참조하면, 정상 장입모드에서의 장입과, 온도관리 장입모드에서의 장입을 비교할 수 있는데, 1층의 1번노치에서 8번노치까지 코크스를 장입하고, 2층의 1번노치에서 10번노치까지 광석을 장입하는 정상 장입모드에 비해서, 1층의 1번노치에서 8번노치끼지 정상모드와 같이 코크스를 장입하고, 2층의 1번과 2번 노치에 코크스를 장입하고, 이 2층의 2번노치에서 7번 노치까지 광성를 장입하는 온도관리 장입모드에서는 고로의 온도가 상승하고 있음을 확인할 수 있다.

다시 설명하면, 노정로부터 코크스(1-13), 소결광(1-15) 을 차례대로 장입하여 층을 형성하여, 환원, 용융을 거쳐 용선을 생산하는 정상적인 고로조업에 있어서, 본고안의 시스템에 의해 노체하부온도인 밸리부온도가 관리범위 온도(90~140℃)를 벗어나고, 이 온도가 저하추세이면 노하부에 부착물이 형성되어 노하부불활성이라는 장기적인 노황 악화를 방지하기 위해 벨레스 장입장치의 장입 선회슈트(Rotating Chute)에 의해 장입될 때 코크스를 장입하고 난 다음 소결광을 장입하기전에 소결광빈(1-17)에 코크스를 장입하여 고로벽부 코크스 장입후 소결광를 장입한다.

즉, 중계조빈(1-20)의 코크스빈(1-17)에 코크스가 장입되어 장입밸트(1-14)상에 실려 노정호퍼(1-7)에 저장된다. 저장된 코크스가 장입되면 소결광빈(1-18)에 소결광이 저장되기전에 코크스빈(1-170에 코크스가 저장되어 절출이 되면서 밸트(1-14)에 실려 노정호퍼에 저장된다. 노정호퍼(1-7)에 저장된 코크스는 장입순서가 되면 장입이 되고 이어서 중계조에 저장된 소결광은 다시 장입밸트(1-14)에 실려 노정호퍼에 저장되고 장입된다. 이렇게 하여 장입은 코크스, 코크스, 소결광순으로 계속하여 이루어진다.

이와같이, 본 발명에서는 노벽부에는 코크스만 장입되고 소결광은 노벽부에서 고로중심장향으로 쌓이게 된다. 이렇게 쌓인 장입물은 노내를 강하하여 내려온다. 이를 통해서, 노체온도는 상승하기 시작하여 정상적인 온도범위 이내에서 유지될 까지 진행된다.

상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 고미분탄 취입시 노체온도가 급격히 저하하였을 때 노벽부에 쌓인 코크스를 통하여 고온의 가스가 노체온도를 조기에 상승시켜 스테이브고로의 노체온도 저하를 방지하고 안정되게 유지시켜 고로조업의 안정을 도모하는 효과가 있는 것이다.

이외에도 노체온도가 저하하여 노벽에 부착물이 형성되면 통기저항을 나쁘게 하는데 본고안의 방법을 통하여 해소 할수 있고 노벽의 부착물이 제거되는 효과가있다

이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims (6)

1. 연료 및 원료 공급, 수입, 충압, 선회슈트 제어, 및 장입제어 과정을 통해서 고로에 연료 및 원료를 장입하는 방법에 있어서,

   고로본체 온도감지센서의 검출온도를 입력받아 체하부(밸리부)온도가 온도관리범위에 포함되지 여부를 판단하는 제1단계;

   제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우, 노체온도가 저하추세인가를 판단하는 제2단계;

   상기 제1단계에서 온도관리범위에 포함되는 경우와, 상기 제2단게에서 저하추세가 아닐 경우에는 정상 장입모드로 진입하는 제3단계;

   상기 제2단게에서 저하추세일 경우에는 온도관리 장입모드로 진입하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법,
2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 정상 장입모드는

   한층에 코크스를, 다른 한층에 소결광(또는 광석)을 교대로 장입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제4단계의 온도관리 장입모드는

   한층에 코크스를 장입하고, 그리고, 다른 한층중 노벽부에는 코크스를, 다른한층의 노중심부에는 소결광(또는 광석)을 장입하고, 이러한 한층과 다른 한층을 교대로 장입하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제4단계의 온도관리 장입모드는

   다른 한층중 노벽부에는 코크스를 장입하는데, 노치별로 코크스 장입량을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 제4단계의 온도관리 장입모드는

   다른 한층중 1과 2번 노치에는 코크스를, 다른 한층중 2번 이후의 노치에는 소결광(또는 광석)을 장입하는 것을 특징으로 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 제4단계의 온도관리 장입모드는

   다른 한층중 1번 노치에는 2번 노치보다 상대적으로 맣은 량의 코크스를 장입하는 것을 특징으로 하는 노체온도 상승을 위한 스테이브 고로의 장입방법.