KR100406415B1

KR100406415B1 - 코렉스 용융로용 더스트 버너

Info

Publication number: KR100406415B1
Application number: KR10-1999-0049344A
Authority: KR
Inventors: 박용준; 조성문; 김창섭; 서보욱
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 1999-11-09
Publication date: 2003-11-19
Also published as: KR20010045861A

Abstract

본 발명은 코렉스(COREX)설비의 용융로 및 환원로의 가스로 부터 포집된 더스트(DUST)를 용융로에 재취입하여 연소시키는 버너에 관한 것으로, 내열/내마모성 재질을 구비하여 냉각수의 통입이 없는 상태의 상온에서 02 대류 냉각식을 사용하여 효과적으로 버너의 수명증가와 안정적인 조업을 할수 있도록 개선된 코렉스 용융로용 더스트 버너에 관한 것이다.

본 발명은, 더스트와 N2가스가 통과하는 중앙의 내관; 상기 내관을 외부에서 감싸는 이중관 형태로 배치되고, 그 내부로는 산소가 공급되는 외관; 상기 내관과 외관의 선단부에 장착되어 산소를 1차및 2차흐름으로 분할시켜 분사시키는 노즐부재;를 갖추고, 상기 노즐부재는 그 선단의 더스트및 N2 가스 분사공 외측으로 다수개의 1차 다공노즐을 형성하여 와류형의 산소화염을 형성하고, 상기 1차 다공노즐의 외측으로 2차 원형 슬릿노즐을 형성하여 상기 와류형 산소화염의 외측에서 직선형의 산소화염을 형성하며, 상기 와류형 산소화염의 후류측에서 미연소된 더스트를 2차 연소시키는 코렉스 용융로용 더스트 버너를 제공한다.

Description

코렉스 용융로용 더스트 버너{DUST BURNER FOR MELTING FURNACE OF COREX}

일반적으로 코렉스 설비(200)의 용융로 및 환원로에서 발생하는 가스중에는 다량의 더스트(성분:Coal 47%, Fe 35%, 기타 18%, 온도:800℃, 평균입도:110㎛, 밀도:620㎏/㎥)가 함유되어 있어 대기공해 방지차원에서 이를 포집 한후, 용융로에 취입 연소시키고 있으며, 이때, 사용되는 장치를 더스트버너(100)라 한다. 상기 더스트버너(100)는 도 10에 도시된 바와 같이, 코렉스(200) 용융 환원로(210)의 대기공해 방지 목적외에도, 더스트연소시 발생되는 연소열과 용융로(210)의 분위기가스(조성:CO 62%, H2: 22.65%, CH4 3.24%, CO2 5.83%, 기타 6.29%)의 연소열을 이용하여 용융로 로온(1050℃)을 일정하게 유지하기위한 중요한 장치이다.

제 1도는 종래의 기술에 따른 더스트버너(100)의 개략도로서, 상기 더스트 버너는 가장 안쪽의 내관(111)으로는 더스트와 이의 운송을 위한 N2가스(이송 가스)가, 제 1중간관(113)과 제 2중간관(114)의 환상부로는 더스트 및, 용융로의 가연성 가스 연소에 필요한 02가 공급되고 버너의 열손상 보호 목적으로 외관(111),(113),(114),(116)들이 위치되고, 그 사이로 냉각수가 통입되고 있으며, 그 유로는 제 3및 제 4중간관(112)와 (115)에 의해 분할되어 냉각수는 총 4 유로(Pass)로 버너를 냉각시킨다.

이러한 종래의 더스트 버너(100)들의 각 부위의 재질은 표1에 기재되어 있으며, 사용되는 매체(Utility)들은 아래의 표2 와 같다.

구분	외경(mm)	두께(mm)	내경(mm)	길이(mm)	재질
구분	외경(mm)	두께(mm)	내경(mm)	길이(mm)	끝단부	중간부	입구부
내관	(11)	101.6	16.0	69.6	2625	Cu 99.9%	SUS304	SUS304
	(12)	127.0	4.5	118.0	2625	STPG38	STPG38	STPG38
	(13)	159.0	6.3	146.4	2127	Cu 99.9%	SUS316	SUS316
외관	(14)	193.7	8.0	177.7	2127	Cu 99.9%	SUS316	SUS316
	(15)	219.1	5.0	209.1	1735	STPG38	STPG38	STPG38
	(16)	273.0	20.0	233.0	1735	Cu 99.9%	Cu 99.9%	STKM18C

구분	유량	온도	압력
더스트	639 Kg/Hr	800℃	7.5 Kg/㎠
N2	241 Nm³/Hr	20℃	7.5 Kg/㎠
02	3000 Nm³/Hr	20℃	7.5 Kg㎠
냉각수	30 Ton/Hr	35~45℃	6 Kg/㎠

그러나, 상기와 같은 종래의 더스트 버너(100) 주요부인 노즐은 열전도도가 일반강의 10배수준인 99.9%의 순수 구리재질이어서 냉각수 통입시 고열노출에 대한 내구성은 양호하지만, 경도가 일반강의 25% 수준, 내열강의 20%수준이다.

따라서 제 2도에서와 같이 110m/s의 고속으로 분사되는 02의 운동량에 의해서 내부에서는 마모성 입자를 가진 더스트가 노즐선단부쪽으로 회오리되면서 내부노즐의 선단부를 마모시키고, 외부에서는 가연성 분위기가스와 더불어 부유되는 노내 더스트들이 02분사부쪽으로 역흡입되어 외부 노즐에 마모부(109)를 형성시킨다.

이와 같이, 실제로 손상된 종래의 더스트 버너의 노즐부와 그 시험편을 전문 연구기관에 의뢰하여 현미경조직 시험을 하여 보면, 그 손상부가 고열에 의한 조직 변형없이 냉각수 통입부와 동일한 조직을 보여 마모에 의한 손상임을 알 수 있다.또한, 상기와 같은 종래의 더스트버너는 냉각수가 공급되기 때문에, 노즐부가 급속히 손상됨에 따라 냉각수가 용융로내로 누출(Leak)될 우려가 있으며, 그 사용 수명이 대략 12주(3개월)로 정비 및 교체비가 과다한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 버너의 더스트연소 성능을 향상시키고, 노즐부 손상원인인 노즐부 와류유동을 감소시킬수 있도록 구성함으로서 그 수명증가와 안정적인 코렉스조업을 할수 있도록 개선된 코렉스 용융로용 더스트 버너를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 코렉스 용융로용 더스트 버너를 도시한 단면도;

도 2는 종래의 기술에 따른 코렉스 용융로용 더스트 버너에서 노즐 손상부를 확대 도시한 구조도;

도 3은 종래의 기술에 따른 코렉스 용융로용 더스트 버너의 화염분사 형태를 도시한 모식도;

도 4는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 더스트 버너를 도시한 단면도;

도 5는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 더스트 버너의 노즐 팁부를 상세히 도시한 확대도;

도 6은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 더스트 버너의 화염분사 형태를 도시한 모식도;

도 7은 종래의 버너와 본 발명의 버너들의 노즐 팁부의 구조를 도시한 것으로서,

a)는 분사공으로 더스트만을 분사한 경우의 화염구조;

b)는 16개의 사각 슬릿 1차노즐과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐을 갖춘 노즐의 화염 구조;

c)는 4개의 사각 슬릿 1차노즐과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐을 갖춘 노즐의화염구조;

d)는 16개의 원형 구멍의 1차노즐과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐을 갖춘 노즐의 화염구조;

e)는 16개의 원형 구멍의 1차노즐과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐을 갖춘 노즐의 화염구조;

f)는 16개의 원형 구멍의 1차노즐과, 하나의 원형 슬릿 2차노즐을 갖춘 노즐의 화염구조;

도 8은 본 발명에 따른 더스트 버너의 연소개념을 설명하기 위한 구성도;

도 9는 본 발명에 따른 더스트 버너의 내열성능 시험의 결과 데이터를 도시한 그래프도;

도 10은 본 발명이 적용되는 코렉스 용융 환원로를 도시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1..... 더스트 버너 17..... 내관

18.... 외관 19..... 1차 다공 원형노즐

20.... 2차 슬릿 노즐 21..... 지지대

30.... 노즐부재 33..... 더스트+N2 분사공

200... 코렉스(COREX) 210.... 용융로

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 코렉스(COREX)설비의 용융로 및 환원로의 가스로 부터 포집된 더스트(DUST)를 용융로에 재취입하여 연소시키는 버너에 있어서, 더스트와 N2가스가 통과하는 중앙의 내관; 상기 내관을 외부에서 감싸는 이중관 형태로 배치되고, 그 내부로는 산소가 공급되는 외관; 상기 내관과 외관의 선단부에 장착되어 산소를 1차및 2차흐름으로 분할시켜 분사시키는 노즐부재;를 갖추고, 상기 노즐부재는 그 선단의 더스트및 N2 가스 분사공 외측으로 다수개의 1차 다공노즐을 형성하여 와류형의 산소화염을 형성하고, 상기 1차 다공노즐의 외측으로 2차 원형 슬릿노즐을 형성하여 상기 와류형 산소화염의 외측에서 직선형의 산소화염을 형성하며, 상기 와류형 산소화염의 후류측에서 미연소된 더스트를 2차 연소시킴을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 더스트 버너를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

제 4도는 본 발명에 따른 더스트 버너의 개략도이며, 제 5도는 본 발명의 더스트 버너의 노즐부 상세도이다.

본 발명의 더스트 버너는 코렉스(COREX)설비의 용융로 및 환원로의 가스로 부터 포집된 더스트(DUST)를 용융로에 재취입하여 연소시키기 위한 것이다.

본 발명의 더스트 버너(1)는 더스트와 N2가스가 통과하는 중앙의 내관(17)을 갖추고, 상기 내관(17)을 외부에서 감싸는 이중관 형태로 배치되어 그 내부로 산소가 공급되는 외관(18)을 구비한다. 상기에서 본 발명의 더스트 버너(1)는 더스트와 그 이송용 N2 가스가 스테인레스(SUS310S) 재질의 내관(17)을 통해 용융로내로 이송되고, 상기 내관(17)은 향후 코렉스 생산량 증가에 따른 더스트 취입량(현 대비 150%수준까지)과 그 이송유속 및 관내압손, 내구성, KS공칭규격을 고려하여 관의 크기(DIMENSION)을 설정한다.

그리고, 더스트및 용융로내 가연성 분위기 가스의 연소에 필요한 02는 스테인레스(SUS310S) 재질의 외관(18)을 통해 공급되며, 설비의 최대공급량과 이송속도, 관내압손, 내구성, KS공칭규격을 고려하여 관의 크기(DIMENSION)을 설정한다.

그리고, 상기 내관(17)과 외관(18)의 선단부에 장착되어 산소를 1차및 2차흐름으로 분할시켜 분사시키는 노즐부재(30)를 갖추고, 상기 노즐부재(30)는 그 선단의 더스트및 N2 가스 분사공(33) 외측으로 다수개의 1차 다공노즐(19)을 형성하고, 상기 1차 다공노즐(19)의 외측으로 2차 원형 슬릿노즐(20)을 형성하도록 구성된다. 상기 노즐 부재(30)는 고열 및 마모성 연소유동 환경에 노출되는 것으로, 표 3과 같은 내열, 내마모성 재질인 모레스2(MORE2)를 사용하고, 02의 2단 분할분사 구조에 의해 더스트를 1차 연소 시킨뒤, 완전연소되지 않은 미연소분을 다시 2차연소시킴으로써 더스트의 연소성능 향상과, 연소시 발생되는 화염의 급격한 온도상승을 억제함으로써 균일한 화염온도 분포를 형성할수 있으며, 더스트와 함께 분사되는 N2 가스의 NOX전환가능성을 감소시켜 대기공해를 방지한다.

또한, 본 발명에 사용된 더스트 버너(1)의 노즐부재(30) 재질은 표 4와 같은 종래의 버너 및 본 발명의 노즐부재(30) 온도계산 결과에 의해 선정한다. 상기 더스트버너(1)의 화염온도는 순산소부하 연소이론에 의하면 2200℃~2800℃정도의 값이다.

성분(Wt.%)	최고사용온도	밀도	열전도도	상온경도	인장강도
Ni 49.67,Cr 31.2, Si 0.62W 17.9, C 0.33Mn 0.28	1250℃	9130Kg/㎥	24.544Kcal/mHr℃	200HB	274MPa(900℃)132MPa(1100℃)78MPa(1200℃)

화염온도,Tf(℃)	노즐부재 온도,Tb(℃)
화염온도,Tf(℃)	종래(구리재질＋02및 냉각수 냉각)	본 발명(내열강재질＋02대류냉각)
2000	50.1	530.3
2250	53.8	609.8
2500	59.7	711.4
2750	65.2	835.1
3000	73.6	978.4
3250	84.0	1136.6

상기에서 알수 있듯이 내열, 내마모성 재질인 모레스2(MORE2)는 1250℃의 사용온도를 가지지만, 노즐부재(30)의 선단온도는 화염온도가 3250℃인경우에, 최고온도 1136.6℃이므로 충분한 강도가 있는 것이다. 따라서 이러한 재료로서 노즐부재(30)를 구성하면 충분한 내열강도를 가질 수 있는 것이다.

한편, 상기 02가 분사되는 1차 원형 다공노즐(19)과 2차 슬릿노즐(20)의 사양은 종래의 더스트버너와는 달리 1,2차 분할되며, 버너연소시 생성되는 용융로내 유동현상은 종래과 동일하게 해주기 위해 그 분사유속을 설정하게 되며, 그에 따라 1,2차 노즐(19)(20)의 단면적을 설정한다. 상기 1차 다공의 원형 노즐(19)의 크기 및 갯수는 취입되는 더스트의 이론적인 완전연소에 필요한 02량이 분사되도록 원주 둘레에 16개를 형성한다.

그리고, 2차 슬릿 노즐(20)은 1차 다공의 원형노즐(19)에 의해 미연소된 O2와 더스트의 나머지량의 연소와 더불어, 가연성 분위기가스와 반응하여 로온유지에 필요한 02량이 분사되도록 그 크기가 정해진다.

상기 1차 다공 원형노즐(19)의 축방향 분사각도(θ1)는 도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 더스트 버너(100)에서의 더스트와 02 혼합거리를 고려하고, 더불어 02가 더스트와 혼합이 잘되게 하기 위해 더스트＋N2의 축방향 운동량과, 1차 다공 원형노즐(19)의 02 반경방향 운동량이 같게끔 설계한 결과 6~7°로 하며, 원주방향 분사와류각도(α)는 더스트와의 혼합강도를 높이고, 더스트 연소시 발생되는 원주방향 와류유동을 축방향으로 분산시키기 위해 와류(Swirl)강도값 0.24~0.32이 되도록 13.4~17.6°로 설정한다.

한편, 2차 02분사용 슬릿 노즐(20)의 각도(θ2)는 미연소된 더스트의 완전연소를 위해 2차 02와 더스트의 기하학적인 혼합 길이(L2)가 2배의 L1이 되게 4~5°로 한다. 그리고, 1차 02분사용 다공 원형노즐(19)의 유로 길이(L3)와 2차 02분사용 슬릿노즐(20)의 유로 길이(L4)는 1,2차 노즐의 동일한 분사유속을 위한 동일한 압손을 고려하여 L3:L4=1:1.1236로 한다.

미설명 부호 (21)은 모레스 2(MORE2) 재질의 지지대로서 2차 02 슬릿노즐(20)의 원주방향 간격을 일정하게 유지하기 위해 원주방향으로 4개를 설치한다. 본 발명의 더스트버너(1)의 전체길이 및 취부방법은 종래 버너의 그것과 동일하게 한다.

한편, 도 7에는 본 발명에 따른 여러가지 다른 형태의 더스트 노즐들과 그들 화염의 형태가 도시되어 있다.

도 7의 a)는 분사공(33)으로 더스트만을 분사한 경우의 화염구조를 도시한 것으로, 이는 화염이 분산되어 바람직하지 않은 것이었다.

도 7의 b)는 16개의 사각 슬릿 1차노즐(19)과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐(20)을 갖춘 노즐의 화염구조를 도시한 것으로, 이는 1차 사각슬릿 노즐 분사각도는 2.5°이고, 2차 4개의 분할 슬릿노즐의 각도는 0°이며, 화염구조는 대체적으로 양호하나, 1차및 2차노즐의 제작성이 불량한 것이었다.

도 7의 c)는 4개의 사각 슬릿 1차노즐(19)과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐(20)을 갖춘 노즐의 화염구조를 도시한 것으로, 이는 1차 4개의 사각슬릿 노즐 분사각도는 2.5°이고, 2차 4개의 분할 슬릿노즐의 각도는 0°이며, 화염구조는 대체적으로 양호하나, 이 또한 1차및 2차노즐의 제작성이 불량한 것이었다.

도 7의 d)는 16개의 원형 구멍의 1차노즐(19)과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐(20)을 갖춘 노즐의 화염구조를 도시한 것으로, 이는 1차 16개의 원형 노즐 분사각도는 2.5°이고, 2차 4개의 분할 슬릿노즐의 노즐 폭이 1.9mm, 각도는 0°이며, 화염구조는 대체적으로 양호하나, 이 또한 2차노즐의 제작성이 불량한 것이었다.

도 7의 e)는 16개의 원형 구멍의 1차노즐(19)과, 4개의 분할 슬릿 2차노즐(20)을 갖춘 노즐의 화염구조를 도시한 것으로, 이는 1차 16개의 원형 노즐 분사각도는 2.5°이고, 2차 4개의 분할 슬릿노즐의 노즐 폭이 1.5mm, 각도는 0°이며, 화염구조는 대체적으로 양호하나, 이 또한 2차노즐의 제작성이 불량한 것이었다.

도 7의 f)는 16개의 원형 구멍의 1차노즐(19)과, 하나의 원형 슬릿 2차노즐(20)을 갖춘 노즐의 화염구조를 도시한 것으로, 이는 1차 16개의 원형 노즐 분사각도는 5.5°이고 나선 방향의 와류형성각도는 15°이며, 2차 하나의 원형 슬릿노즐의 각도는 4°인 것으로, 그 화염구조가 양호하고, 1차및 2차노즐의 제작성이 상대적으로 매우 양호한 것이었다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.

제 8도는 본 발명의 실시 연소화염 형태를 도시한 그림으로, 1차 02 원형 노즐(19)에 의한 선회화염 모양과 2차 슬릿노즐(20)에 의한 2차 연소화염을 관찰할수 있다.

상기 도 8에 도시된, 본 발명에 따른 더스트 버너(1)의 기본적인 연소 방식에서, 더스트와 그 이송용 N2 가스는 스테인레스(SUS310S) 재질의 내관(17)을 통해 용융로내로 이송되고, 분사공(33)을 빠져 나가면서 그 원주방향으로 와류유동을 하는 1차 O2에 혼합되어 더스트와 O2가 1차 연소된다. 그리고, 이러한 더스트와 1차 O2의 외주측에는 2차 슬릿 노즐(20)로 부터 분사된 가연성 분위기 가스와 2차 O2가 배치되고, 상기 더스트와 1차 O2의 후류측에서 미연소분의 더스트가 2차 O2에 의해서 혼합 연소된다.

상기와 같이 1,2차에 걸쳐서 연소되어지는 본 발명의 효과를 보다 구체적으로 파악하기 위하여 길이 3m, 내경1m인 실험로를 이용하여 일련의 실험을 실행하였다. 본 실험에 사용되었던 실험로는 실제 코렉스의 용융로보다 150℃ 더 높은 1200℃분위기 온도의 실험로내(분위기온도 측정지점은 버너 화염영향이 없는 실험로 내벽표면＋20mm)에 버너(1)를 노출시키고 버너 내관(17)으로 더스트＋N2를 통입하며, 1차및 2차노즐(19),(20)로는 02를, 버너(1)주위는 COG 가스를 분사시켜 실제 용융로와 유사한 연소조건에서의 1시간 연소시켰다.

그리고, 버너에 공급되는 모든 공급원을 차단한 상태에서 실험로의 개방후, 자연냉각 1시간(노즐부온도 150℃이하)의 시험을 1주기로 반복 시험을 수행하였으며, 노즐부재(30)온도는 버너 끝단 20mm 외관 표면에 열전대(미도시)를 장착하여 측정하였다.

그 결과로서, 본 발명의 더스트 버너(1)는 50회 연소가열/급속냉각 시험(실제 용융로 운전 100시간/1회×50회=5000시간 정도에 해당함)을 거친후, 노즐부재(30)의 손상이 관찰되지 않아 종래와 같이 냉각수를 공급하지 않은 상태에서도 충분한 내구성이 있음이 입증되었다. 제 9도는 그 시험 데이타의 일부분으로서 로분위기 온도가 1200℃인 경우, 노즐부 온도는 980℃정도로 02의 대류 냉각효과을 보여준다. 즉, 1시간(3600초)의 가열동안 로분위기 온도가 1200℃까지 상승하여도, 노즐부 온도는 980℃정도로 유지되었으며, 그 후로 1시간의 냉각후 재차 1시간을 가열하였고, 이때에도 로분위기 온도가 1200℃로 상승하였으며, 노즐부 온도는 980℃정도로 유지되며, 이러한 시험을 50회 반복한 결과 노즐부재(30)의 손상이 관찰되지 않아 충분한 내구성을 갖는 것으로 관찰 된 것이다.

이는 종래와 같이 냉각수를 공급하지 않아도 된다는 것을 나타내며, 연소용가스로서 공급되는 02의 대류 냉각효과에 의해서 노즐부재(30)가 적정한 온도로 유지될 수 있는 것이다.

그리고, 더스트 연소성능은 실험실적인 규모에서 약 800℃정도의 고온 더스트상태유지, 균일한 입도 미치 시험시간에 따른 화염온도측정 불가 등의 문제로 정량화하기는 어려우나 1차및 2차에 걸친 연소작동으로 장시간 연소되어 종래의 더스트 버너대비 동등이상일 것으로 예상된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 냉각수를 통입하지 않음에 따른 냉각수의 용융로 누출관련 기회손실비절감(종래 기회손실비용 실적:1160만원/시간×4시간/년=4640만원/년)과 설비위험요소의 해소, 내마모/내열재질 사용과 연소와류현상 감소형 노즐구조에 따른 버너 수명의 연장(현시험단계까지 종래버너 수명의 최소 2.5배)과 버너제작비용 하락(종래 품의 70%수준)에 따른 정비비의 절감, 냉각수사용 비용 절감등의 원가절감이 기대된다. 또한 저중량에 따른 정비성 향상과, 더스트연소성능의 향상및 Nox 발생량 저감기술의 채용으로 환경공해 방지를 더 한층 강화할수 있다.

Claims

코렉스(COREX)설비의 용융로 및 환원로의 가스로 부터 포집된 더스트(DUST)를 용융로에 재취입하여 연소시키는 버너에 있어서,

더스트와 N2가스가 통과하는 중앙의 내관(17); 상기 내관(17)을 외부에서 감싸는 이중관 형태로 배치되고, 그 내부로는 산소가 공급되는 외관(18); 상기 내관(17)과 외관(18)의 선단부에 장착되어 산소를 1차및 2차흐름으로 분할시켜 분사시키는 노즐부재(30);를 갖추고, 상기 노즐부재(30)는 그 선단의 더스트및 N2 가스 분사공(33) 외측으로 다수개의 1차 다공노즐(19)을 형성하여 와류형의 산소화염을 형성하고, 상기 1차 다공노즐(19)의 외측으로 2차 원형 슬릿노즐(20)을 형성하여 상기 와류형 산소화염의 외측에서 직선형의 산소화염을 형성하며, 상기 와류형 산소화염의 후류측에서 미연소된 더스트를 2차 연소시킴을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 더스트 버너.
제 1항에 있어서, 상기 1차 다공 원형노즐(19)의 축방향 분사각도(θ1)는 02가 더스트와 혼합이 잘되게 하기 위해 더스트＋N2의 축방향 운동량과, 1차 다공 원형노즐(19)의 02 반경방향 운동량이 동일하도록 6~7°로 형성되며, 원주방향 분사와류각도(α)는 더스트와의 혼합강도를 높이고, 더스트 연소시 발생되는 원주방향 와류유동을 축방향으로 분산시키기 위해 13.4~17.6°로 설정되어짐을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 더스트 버너.
제 1항에 있어서, 상기 2차 02분사용 슬릿 노즐(20)의 각도(θ2)는 미연소된 더스트의 완전연소를 위해 2차 02와 더스트의 기하학적인 혼합 길이(L2)가 2배의 L1이 되도록 4~5°로 설정되어짐을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 더스트 버너.
제 1항에 있어서, 상기 1차 02분사용 다공 원형노즐(19)의 유로 길이(L3)와 2차 02분사용 슬릿노즐(20)의 유로 길이(L4)는 1,2차 노즐의 동일한 분사유속을 위한 동일한 압손을 고려하여 L3:L4=1:1.1236로 설정되어짐을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 더스트 버너.