KR100419171B1

KR100419171B1 - 소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법

Info

Publication number: KR100419171B1
Application number: KR10-1999-0021835A
Authority: KR
Inventors: 조기남; 변상근; 배재호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2004-02-14
Also published as: KR20010002171A

Abstract

본 발명은 소결광 제조시 점화로 내부 끝단부에 융착광이 융착하게 되는 것을 방지하는 방법에 관한 것으로서, 버너(12)에 의한 원료표면의 착화시에는 상기 공기 브로워(15)로 부터 파이프 배관(15a)과 공기분사노즐(19)을 통해 공기를 점화로(7) 내부에 분사하고, 착화가 완료된 후에는 상기 배관(15a)과 공기노즐(19) 내부에 찬 공기를 흐르도록 하여 점화로 내부 끝단부에서의 융착광의 생성을 방지함으로써 융착광에 의한 점화로 내면의 긁힘현상의 발생을 방지하고, 융착광의 제거를 위해 소결기의 동작을 정지시킬 필요가 없어져 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 점화로의 수명을 연장하고, 작업자의 업무부하를 줄일 수 있음과 더불어 안전사고를 방지하게 되는 장점이 있는 것이다.

Description

소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법{METHOD FOR PREVENTING FORMATION OF COATING SINTER IN FURNACE}

본 발명은 소결광 제조시 점화로 내부 끝단부에 융착광이 융착하게 되는 것을 방지하는 방법에 관한 것으로서, 특히 융착광이 융착하게 되는 부분에 공기를 불어 주면서 소결광을 제조하여 융착광의 생성을 방지하는 소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법에 관한 것이다.

일반적으로 소결광을 제조하는 소결조업은 도 1,2에 도시한 바와 같이 가루 상태의 철광석과 부원료 및 코크스(coke)를 오아빈(ore bin ; 1)에 저장한 후 일정량을 절출하여 드럼믹서(drum mix ; 2)에서 수분첨가 및 혼합한 다음 서지호퍼(surge hopper ; 3)에 저장 하고, 상기 서지호퍼(3)에 저장된 원료 및 코크스는 드럼피더(drum feeder ; 4)로 절출하여 소결기(8)에 장입한 후 소결 점화로(7)에서 고온(약 1,200℃)의 불꽃으로 장입원료(13) 상부를 착화 시키고, 배풍기(main blower ; 9)와 가스 메인 닥터(gas main duct ; 6) 및 윈드 박스(wind box ; 5)를 이용 하부로 흡입한 후 고온소성, 가루 철광석을 괴성화 하여 고로에 공급함으로써 고로 조업시 로내부의 통기성을 향상시켜 조업을 용이하게 하는 원료의 사전처리공정이다. 즉, 서지호퍼(surge hopper ; 3)의 배합원료를 소결기(8)에 설치되어 있는 층후검출봉(10a),(10b)의 검출신호에 따라 드럼피더(drum feeder ; 4)의 속도가 제어되어 일정 높이 만큼 원료광석이 드럼피더(4)의 회전에 의해 디플렉트 플레이트(deflector plate ; 11)로 미끄러져 소결기(8)에 장입된 후 점화로(7)까지 진행되면 점화로(7) 상부의 버너(buner ; 12) 화염에 의해 표면이 착화된 원료광석이 배풍기(main blower ; 9)와 가스 메인 닥터(gas main duct ; 6) 및 윈드 박스(wind box ; 5)에 의해 흡입된다.

그러나 이와 같은 소결광을 제조하는 종래 조업은 버너(12)의 화염에 의해 소결기(8) 상부의 광석이 비산하여 점화로(7) 내부 끝단부에 원료광석이 다량 부착되어 융착하게 되는 문제점이 있다.

이러한 점화로(7) 내부에서의 융착광의 생성은 점화로(7) 내부 표면에 긁힘현상을 야기하여 소결광의 품질을 열화시킬 뿐만 아니라 점화로(7) 내부 끝단부의 융착광 생성을 억제하고자 소결기 속도억제 및 융착광 제거시 소결기(8)의 동작정지로 인한 생산성 저하와 융착광 제거작업시 점화로(7) 내 충격에 의한 점화로(7)의 수명단축, 주위 회전체 및 고열로 인한 작업자의 업무부하 증대 및 안전사고의 위험성이 야기되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 소결광 제조시 야기되는 점화로 내 융착광의 생성에의한 각종 문제점들을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 소결조업중 점화로 내에서 버너 화염에 의한 소결기 상부의 원료 비산으로 점화로 내부 끝단부에 융착광 발생으로 인한 점화로 내면의 긁힘현상을 방지하고자 점화시 융착광이 생성되지 않도록 공기를 불어주어 융착광의 발생을 방지하여 점화로 내부면의 긁힘현상의 발생을 억제하고, 소결광의 품질향상 및 생산성 향상 및 융착광 제거작업에 따른 작업자의 업무부하감소와 안전사고를 미연에 방지하는 소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 소결공정을 설명하기 위한 도면,

도 2는 소결기에 원료가 장입되는 상태를 보여주는 점화로의 단면도,

도 3은 직화식 점화로를 나타낸 도면,

도 4는 점화로 끝단부 융착광의 주요 발생부위를 나타낸 평면도,

도 5는 융착광의 형성위치를 나타낸 점화로 부위의 측면 단면도,

도 6은 본 발명에서 채용한 공기분사노즐을 설치한 점화로의 정면 단면도,

도 7은 본 발명에서 채용한 공기분사노즐을 설치한 점화로의 측면 단면도,

도 8은 본 발명에서 채용한 공기분사노즐의 상세도,

도 9는 본 발명에 따른 소결공정의 순서도이다.

〈 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 〉

1 : 오아빈(ore bin) 2 : 드럼믹서(drum mix)

3 : 서지호퍼(surge hopper) 4 : 드럼피더(drum feeder)

5 : 윈드 박스(wind box) 6 : 가스 메인 닥터(gas main duct)

7 : 점화로 8 : 소결기

9 : 배풍기(main blower) 10a,10b : 층후검출봉

11 : 디플렉트 플레이트(deflector plate)

12 : 버너(buner) 12a : 화염

13 : 원료광석(장입원료) 13a : 융착광

14 : 가스 부스터(gas booster) 14a : 파이프 배관

14b : 밸브 15 : 공기 브로워(air blower)

15a : 파이프 배관 15b : 밸브

15c : 압력 게이지 15d : 밸브

15e : 구멍 16 : 소결광 진행방향

17 : 버너 설치부 18 : 융착광

19 : 공기분사노즐 20 : 지지베이스

21 : 노즐고정용 지지베이스 21a : 플렌지

21b : 내열포 22 : 구멍

22a : 파이프 22b : 플렌지

22c : 원통

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법은 점화로(7) 상부측에 지지베이스(20)와 플렌지(21a)로 점화로(7) 내부에 공기분사노즐(19)을 설치하고, 상기 공기분사노즐(19)에 파이프 배관(15a)을 통해 공기 브로워(15)를 연결함과 더불어 상기 파이프 배관(15a)에 유량조절용 밸브(15b, 15d)와 압력 게이지(15c)를 설치한 후에,버너(12)에 의한 원료표면의 착화시에는 상기 공기 브로워(15)로부터 파이프 배관(15a)과 공기분사노즐(19)을 통해 점화로 공급용 공기 를 점화로(7) 내부의 노벽면에 분사하여 그 끝단부의 광석 코팅 부위에까지 도달되도록 유지하고, 착화가 완료된 후에는 상기 배관(15a)과 공기노즐(19) 내부에 찬 공기를 흐르도록 하여 점화로 내부 끝단부에서의 융착광의 생성을 사전에 방지하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명 소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 직화식 점화로를 나타낸 도면으로서, 소결기(8) 상부에 슬리트 버너(12)를 수직으로 설치하여 대기중의 공기를 공기 브로워(15)로 강제 흡입하여 파이프 배관(15a)을 통하여 버너(12)로 보내주고(0∼15,000N㎥/H), 또한 연료인 COG(coke oven gas)는 가스 부스터(gas booster ; 14)로 적정압 및 적정량(0∼1,300N㎥/H)을 파이프 배관(14a)을 통해 공급하여 공연비(공기량 ÷ 가스(COG)량 ÷ 4.1)가 1.0∼3.0로 되어 완전연소에 가깝게 만들어서 소결기(8)에서 소결이 진행될때 상부의 배합원료를 표면착화 시켜주고 있다.

도 4는 소결기(8) 상부의 점화로(7) 끝단부에 비산된 원료가 부착되어 융착광(18)이 형성되는 부위를 소결기(8) 상부에서 본 평면도이고, 도 5는 소결기(8)에서 소결이 진행될때 점화로(7) 내부에 소결기(8) 상부의 버너(12)에서 화염(12a)이 분출되어 소결기(8) 상부 원료광석의 표면이 착화될때 원료가 다량 비산되어 점화로(7) 끝단부에 융착광(13a)이 형성되어 하부로 지속적으로 성장하는 과정을 측면도로서 나타낸 것이다.

도 6은 본 발명에서 채용한 공기분사노즐을 설치한 점화로의 정면 단면도로서, 연소용 강제 공기흡입 장치인 공기 브로워(15)의 점화로(7) 배관라인에서 따로 파이프 배관(15a)을 설치한 후 메인밸브(15d)를 설치하는데 점화로(7) 양측으로 각각 설치한다.

또한 양측 각각의 공기분사노즐(19)에는 분사공기 조절용 밸브(15b)를 설치하고, 점화로(7) 착화 후에는 공기분사노즐(19) 내부로 항상 찬 공기가 흐르도록 밸브(15b)를 오픈하여 공기분사노즐(19)이 냉각되어 고온에 의한 녹아내림(용손)을 방지할 수 있게하며, 점화로(7) 로벽의 구멍(22)은 공기분사노즐(19)지름 보다 크게(55mm) 가공하고, 점화로(7)의 벽 밖에서 플렌지(21a)를 용접한 후 내열포(21b)로 밀봉하여 점화로(7)의 열기가 밖으로 누설되지 않도록 하며,분사공기 압력을 알 수 있는 압력게이지(15c)를 상기 파이프 배관(15a)에 설치하고, 점화로(7)의 상부는 40mm의 구멍(22)을 가공한 후 스테인레스로 제작한 공기분사노즐(19) 고정용 지지 베이스(hangger ; 20)를 설치 고정한 것인데 지지 베이스(20)도 열 팽창에 대비 점화로(7) 구멍(22)의 직경보다 작게 35mm의 파이프(22a)로 제작 상부에 플렌지(22b)를 용접하여 설치하며, 하부에 공기분사노즐(19)을 끼울 수 있는 60mm의 원통(22c)을 제작하여 공기분사노즐(19)을 설치한 것이다.

여기서 메인 유량조절 밸브(15d)의 공급유량은 800N㎥/H이 되도록 하며, 공기분사 압력은 250mmH₂O로 공급되도록 한다.

도 7은 본 발명에서 채용한 공기분사노즐을 설치한 점화로의 측면 단면도로서, 소결기(8)가 소결광 진행방향(16)으로 진행시 버너(12)의 화염(12a)에 의하여비산되는 원료광석은 소결기(8)의 진행방향으로 약 40°의 각도로 비산되어 점화로(7) 끝단부에 부착하여 지속적으로 성장하는 것을 공기분사노즐(19)에서 양측으로 공기를 고속 분사하여 점화로(7)에 원료광석이 부착되는 것을 방지하게 한 것을 나타낸 것이다.

여기서 공기분사노즐(19)은 전방으로는 2열로 형성한 구멍에서 점화로(7)의 천정을 향하게 설치하여 45°각도로 공기를 분사하여 분사한 공기가 점화로(7) 천정과 벽면을 통해 점화로(7) 끝단부 까지 도달하게 하여 융착광(18)이 생성되는 것을 방지하고, 또한 1열로 형성한 구멍은 하부에서 45°각도 전방으로 분사되게 하여 소결기(8) 상부의 원료광석(13)이 비산되는 것을 사전에 방지하게 된다.

도 8은 본 발명에서 채용한 공기분사노즐의 상세도로서, 공기흡입용 공기 브로워(15)에 파이프 배관(15a)을 설치한 후 파이프 배관(15a)에다 유량 조절용 밸브(15b)를 설치함과 더불어 압력 게이지(15c)를 설치하여 분사공기의 압력을 알 수 있게 되며, 공기분사노즐(19)은 길이 1,500mm에 지름 50mm의 200개의 구멍(15e)을 2열로 전면은 2열 후면은 1열로 제작한 것을 상세하게 나타낸 것이다.

여기서 공기분사 노즐(19)은 고온(약 1,200℃)에서도 견딜수 있는 지름 50mm의 스테인레스 파이프로 제작한다.

다음에는 본 발명 점화로 내부 융착광 생성 방지방법을 채용한 소결공정을 도 9를 참조하여 설명한다.

S1단계에서 공기 브로워(15)를 기동시키면, S2단계에서 분사용 공기 콘트롤 밸브를 오픈한 후 S3단계에서 가스 부스터(14)를 기동하고, S4단계에서 점화용 공기밸브를 오픈하여 공기를 유량 5,000N㎥/H로 조정한 후 S5단계에서 가스안전 차단밸브를 오픈하고, S6단계에서 가스 콘트롤 밸브를 자동에서 수동으로 전환한 다음 오픈하고 가스 유량을 400∼500N㎥/H로 조정하여 점화로(7)로 주입한다. 이와 같이 하여 점화로(7)가 착화되면 가스 콘트롤 밸브를 다시 수동에서 자동으로 전환한 후 S7단계에서 점화로(7) 온도값을 셋팅하여 입력하고, S8단계에서 점화로(7)의 온도를 측정하여 점화로(7)의 온도가 600℃ 이상 또는 가스 유량이 600N㎥/H 이상이 되면 그 다음 단계인 S9단계에서 소결기(8)를 기동한다.

소결기(8)가 기동되면 점화로(7)는 온도(1,000∼1,200℃) 셋팅값에 따라 점화로(7) 온도가 자동으로 조절된다. 즉, S9단계에서 소결기(8)가 기동되면 S8단계의 온도를 센서가 감지하여 S7단계의 셋팅온도에 따라 S4단계 및 S6단계를 진행하여 공연비(공기량 ÷ 가스(COG)량 ÷ 4.1)가 1.0 이상이 되도록 조정되어 S8단계의 온도를 조정하게 된다.

이어 S10단계에서 소결기(8)가 그 동작을 정지하게 되면, 정지신호가 S6단계로 주어져 가스 콘트롤 밸브를 조정하여 가스 유량을 200N㎥/H로 조정하고, S11단계로 진행하여 가스 안전 차단밸브를 닫고, S12단계에서 소화되어 소결작업을 종료하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법에 의하면 소결조업중 소결기에 장입된 원료 분광이 점화로 인한 버너화염에 의하여 비산되면서 점화로 끝단부에 융착되는 것을 강제로 공기를 분사시켜 주어방지하게 되므로 융착광에 의한 점화로 내면의 긁힘현상의 발생을 방지하고, 융착광의 제거를 위해 소결기의 동작을 정지시킬 필요가 없어져 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 점화로의 수명을 연장하고, 작업자의 업무부하를 줄일 수 있음과 더불어 안전사고를 방지하게 되는 장점이 있다.

Claims

점화로(7) 상부측에 지지베이스(20)와 플렌지(21a)로 점화로(7) 내부에 공기분사노즐(19)을 설치하고, 상기 공기분사노즐(19)에 파이프 배관(15a)을 통해 공기 브로워(15)를 연결함과 더불어 상기 파이프 배관(15a)에 유량조절용 밸브(15b, 15d)와 압력 게이지(15c)를 설치한 후에,

버너(12)에 의한 원료표면의 착화시에는 상기 공기 브로워(15)로부터 파이프 배관(15a)과 공기분사노즐(19)을 통해 점화로 공급용 공기 를 점화로(7) 내부의 노벽면에 분사하여 그 끝단부의 광석 코팅 부위에까지 도달되도록 유지하고,

착화가 완료된 후에는 상기 배관(15a)과 공기노즐(19) 내부에 찬 공기를 흐르도록 하여 점화로 내부 끝단부에서의 융착광의 생성을 사전에 방지하는 것을 특징으로 하는 소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법.