KR100423511B1 - 고로 장입물 장입방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 노벽하부의 온도가 저온으로 유지될 때 코크스와, 대립소결광과, 소립소결광의 고로 장입물을 장입하는 방법에 관한 것으로서, 고로 내부에 코크스층, 대립소결광층 및 소립소결광층이 순차적으로 적층되어 있는 제1장입물층을 형성하는 단계와, 상기 제1장입물층 상에 제1코크스층, 대립소결광층, 제2코크스층 및 소립소결광층이 순차적으로 적층되어 있는 제2장입물층을 형성하는 단계로 이루어지고, 상기 제2코크스층은 고로 노벽에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하므로, 노벽 하부가 저온으로 장기간 유지됨으로써 발생될 수 있는 통기 저항의 증가, 하부 내벽 내화물에 부착물의 생성, 연화융착대 하부의 부피 팽창으로 인한 반용융물의 낙하 또는 노내 프로파일의 변화로 인한 장기 노황부조를 개선할 수 있다.

Description

고로 장입물 장입방법{Method for charging the charging materials into the blast furnace}

본 발명은 고로의 노체중 노벽하부가 저온 상태로 장기간 유지될 때 발생될 수 있는 부착물의 생성, 통기저항의 증가, 미환원 용융물의 낙하에 의한 풍구용손 등의 문제점을 예방할 수 있는 고로 장입물 장입방법에 관한 것이고, 특히 고로 벽부에 인접하여 대립소결광층 상에 코크스를 장입하여 노벽하부의 온도를 향상시킬 수 있는 고로 장입물 장입방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로조업은 원료빈에서 절출된 철광석 및 소결광의 원료와 코크스의 연료를 고로에 장입하여 용선을 생산하는 조업이다. 즉, 벨레스(bell-less) 고로에서 장입물의 장입과정이 개략적으로 도시되어 있는 도 1을 참조하면, 연료 및 원료 저장조(20)로부터 불출된 코크스는 입도선별기(20-1)를 통하여 약 35 내지 55mm까지의 입도로 선별되고, 선별된 코크스는 이송벨트(20-2)를 통해 코크스 웨잉호퍼(weighing hopper; 20-3, 20-4)에 분산 저장된다. 그리고, 대립 소결광석은 입도선별기를 통해 약 12 내지 30mm까지의 입도로 선별된 후 8개조의 대립광석 웨잉호퍼(30)에 분산 저장되고, 이 후에 이송벨트(30-2)를 통해 대립광석 저장조인대립광석 서지호퍼(surge hopper; 30-3, 30-4)에 분산 저장된다. 또한, 소립소결광은 입도선별기를 통해 약 5 내지 12mm 정도의 입도로 선별된 후 소립광석 웨잉호퍼(41)에 일시저장된다.

그리고, 고로에서 요구하는 정도로 평량된 연료 및 원료는 고로(10)에 장입될 수 있도록 대형장입 이송벨트(17)를 통해 노정부의 장입물 호퍼(hopper; 11, 11-1)로 이송되어 저장된다. 이 후에, 장입개시 신호에 의하여, 코크스(20-5)와, 대립소결광(30-5)과, 소립소결광(40)의 순서대로 고로에 연속 장입된다. 이때, 고로(10) 내부의 중심온도 상승과 노심 코크스(dead man coke) 부위에 입도가 양호한 상태의 코크스 공급을 위하여, 코크스(20-5)와 대립소결광(30-5)를 장입한 후 고로 중심에 약 3 내지 5톤 정도 코크스를 노내 상황에 따라 장입한다.

이러한 연료 및 원료의 장입물은, 노내부에서의 노황 여건상 고로 내부에 장입되는 연료 및 원료의 특성에 따른 장입모드에 의해, 노상부의 중심에 위치한 선회슈트(13)를 통하여 노벽부로부터 노중심까지 반경방향으로 일정하게 분할된 노치, 예를 들어 11개의 노치에 뿌려진다.

대립소결광(30-5)은 고로 내부의 반경방향으로 균일하게 장입되어 통기성 및 가스이용 효율이 우수한 연화융착대(10-6)를 형성하고, 소립소결광(40)은 환원성 및 통기성이 우수한 특성을 이용하여 노벽부근에 안착되어 노벽부 불활성대 생성을 방지한다. 이러한 장입물은 고로 상부에서 교대로 장입되어 층을 이루도록 하고, 고로 하부에서는 열풍로 설비로부터 고온의 열풍이 풍구(10-2)를 통해 고로 내부로 송풍된다. 고로 내부에서는 열풍에 의한 철광석의 환원 및 용융반응에 의해용선(10-3)이 생산된다.

이러한 고로조업은 고로내부에서의 연료 및 원료의 분포상태, 즉 프로파일(profile)이 안정되고 가스의 흐름, 즉 통기성이 전체적으로 양호한 조건 하에서 철광석이 환원되고 용융되어야만 경제적으로 수행될 수 있다.

그러나, 최근 고로의 가동년수가 증가하고 고미분탄 취입조업을 병행함에 따라, 노벽 하부로의 노내가스 흐름이 원할하지 않아 연화융착대 하부의 부피가 커지고, 이러한 상황이 장기화될 경우 노벽 하부의 내벽 내화물에 부착물이 생성된다. 이러한 부착물은 통기저항을 증가시키고 또한 미환원 용융물의 낙하에 의한 풍구(10-2)의 손상 뿐만 아니라 장기적으로는 장입물 프로파일의 변화 등의 문제점을 야기시킨다.

상술된 바와 같이, 노벽 하부의 온도가 저온 상태로 장기간 지속되면, 연화융착대 하부의 부피가 팽창함으로써 고로 하부의 용적이 감소하게 되고 또한 하부의 통기저항이 증가하게 되어 노벽 하부 내벽 내화물에 부착물이 생성되어 장기 노황부조로 진행된다. 또한, 연화융착대 하부에 충분히 열을 전달할 수 없어 미환원 용융물이 낙하하여 풍구(10-2)를 손상시키게 된다. 이러한 경우에는 즉시 열풍 공급을 중지하여 손상된 풍구를 교체하여야 하므로 고로 생산량의 손실을 가져오게 된다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여, 노벽 하부가 저온 상태로 장기간 지속하게 되면, 노벽 하부의 온도를 상승시켜 통기저항을 개선하고 또한 노황을 안정 상태로 유지하기 위하여 생산량을 감소하며, 용선을 생산하기 위해 고로에 투입되는환원제 및 열원의 연료비를 증가시키는 조업을 수행한다.

예를 들어, 노벽 하부가 저온 상태로 장기간 지속되면, 장입모드를 변경하여 노벽측으로 장입되는 코크스의 장입량을 증가시키거나 노벽측으로 장입되는 광석의 장입량을 감소시킴으로써, 노벽 하부에서 벽측으로의 가스 흐름을 원활하게 유도하였다. 또는, 장입되는 광석의 총량을 감소시켜 상대적으로 코크스층이 증가하도록 하거나 전체적인 노열 레벨을 상승시켜 연화융착대 하부에도 충분한 열이 전달할 수 있도록 하였다.

그러나, 상술된 방식에 의해서도 노벽 하부에서 벽측으로의 가스 흐름을 원할하게 하여 노벽 온도를 일정온도 이상으로 상승시키거나 내벽 내화물에 부착된 부착물을 효과적으로 제거하지 못하였고 고로의 전체적인 연료비 상승과 생산량의 감소를 수반하였다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고로 장입물의 정상 장입패턴의 중간에 노벽측으로 코크스를 장입할 수 있도록 하는 밴드 코크스(band coke) 장입수단을 설치하여 노벽 하부 벽측으로의 가스 흐름이 원활할 수 있도록 하여 노내 프로파일을 정상적으로 유지하고 고로 생산량 감소를 방지할 수 있으며 또한 고로의 수명을 연장시킬 수 있는 고로 장입물 장입방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 고로 장입물의 장입상태를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 종래 실시예에 따라 장입물의 장입할 때 고로 내부의 상황을 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따라서 장입물을 고로 내부에 장입할 때 장입물의 장입상태를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따라서 장입물을 고로 내부에 장입할 때 고로 내부의 상황을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 장입물의 장입제어 상태를 도시한 블럭도.

도 6은 본 발명에 따른 장입물의 장입제어 순서를 도시한 순서도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 고로

10-6 : 연화융착대

20-5 : 코크스

42 : 코크스층

43 : 대립소결광층

44 : 소립소결광층

46 : 밴드 코크스

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 고로 노벽하부의 온도가 저온으로 유지될 때 코크스와, 대립소결광과, 소립소결광의 고로 장입물을 장입하는 방법은 고로 내부에 코크스층, 대립소결광층 및 소립소결광층이 순차적으로 적층되어 있는 제1장입물층을 형성하는 단계와, 상기 제1장입물층 상에 제1코크스층, 대립소결광층, 제2코크스층 및 소립소결광층이 순차적으로 적층되어 있는 제2장입물층을 형성하는 단계로 이루어지고, 상기 제2코크스층은 고로 노벽에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

먼저, 기설정된 평량값에 따라서 코크스(20-5)와, 대립소결광(30-5)과, 소립소결광(40)의 평량을 개시하여, 이들을 코크스 웨잉호퍼(20-3, 20-4)와, 대립소결광 서지호퍼(30-3, 30-4)와, 소립소결광 웨잉호퍼(41)에 각각 입조시켜 저장하고 배출대기시킨다(도 1 참조).

그리고, 장입제어용 노정 PLC(50)를 통한 장입순서에 의해 코크스와, 대립소결광과, 소립소결광을 순차적으로 노내로 장입한다. 즉, 1차적으로 코크스(20-5)와, 대립소결광(30-5)과, 소립소결광(40)의 장입이 완료되면, 2차 장입순서에 의해 코크스 1차지(charge) 및 대립소결광 1차지(charge)를 순차적으로 노정 장입호퍼로 수입하여 노내로 장입한다. 이 후에, 노벽 하부의 온도를 상승시킬 수 있도록 밴드 코크스 장입용 코크스를 1배치(batch) 장입한다.

즉, 장입호퍼 밴드 코크스 수입신호 발생 및 인식수단(53)으로부터 수입신호가 발생되면, 원료 PLC(60)에서 이를 인식하여 하나의 웨잉호퍼(20-3 또는 20-4)로부터 코크스를 불출시키도록 지시한다. 이와 같이 불출된 밴드 코크스 장입용 코크스는 로정의 선택된 장입호퍼(11 또는 11-1)로 수입되고 코크스 1차지(charge)로 인식될 수 있도록 한다. 밴드 코크스(46) 1배치 장입시 상대적으로 많은량이 노벽측으로 장입될 수 있도록 코크스 배출량을 제어한다.

즉, 최초 정상 장입시 중심 코크스의 장입순서에서 밴드 코크스(46)가 노벽측으로 장입될 수 있도록 하고, 고로 노벽부의 코크스 장입량을 일시적으로 증가시켜 노벽측으로의 가스흐름이 원활할 수 있도록 한다.

본 발명에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 밴드 코크스 장입기능 선택에 의한 밴드 코크스(46) 장입모드에서, 연료 및 원료는 다음과 같이 순차적으로 장입된다.

즉, 선회슈트(13)가 선회동작하는 동안 노내부에 설정된 노치별로 코크스(20-5), 대립소결광(30-5), 소립소결광(40), 코크스(20-5), 대립소결광(30-5), 밴드 코크스(46), 소립소결광(40)의 순서로 연속하여 장입되며, 이들은 고로 내부에 순차적으로 적층되어 있는 코크스층(42)과, 대립소결광층(43)과, 소립소결광층(44)을 형성하고, 밴드 코크스(46)는 노벽에 인접하여 대립소결광층(43)과 소립소결광층(44) 사이에 적층된다.

이때, 도 4에 실선 화살표로 표시된 바와 같이, 밴드 코크스 장입용 코크스를 고로에 장입하여 노벽측 코크스층(42)의 부피를 증가시킴으로써 노벽측으로 노내 가스 흐름을 원활하게 할 수 있다.

또한, 연화융착대 하부(10-9)에서의 충분한 열전달이 가능하게 되어, 미환원 용융물 낙하에 의한 풍구(10-2) 손상을 방지할 수 있으며, 연화융착대 하부(10-9)의 부피 감소로 고로 하부의 용적을 증가시켜 고로 하부의 통기 저항을 감소시키고 노벽 하부에서의 내벽 내화물에 부착물 생성을 방지한다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 고로 장입물 장입방법을 설명한다.

먼저, 노정 PLC(50)에서는 노정에서의 밴드 코크스 장입순서 인식수단(51)과, 노정 장입호퍼로의 밴드 코크스 배출요구수단(52)으로부터의 신호를 수신하여 전기신호 통신제어기(75)와 상호 연관관계를 갖고 이들을 제어한다.

원료 PLC(60)에서는 원료 평량수단으로부터 밴드 코크스 장입용으로 설정된 코크스 1배치를 노정장입호퍼에서의 장입순서에 맞게 코크스 웨잉호퍼에 평량대기할 수 있도록 제어한다. 밴드 코크스 배출시 배출신호를 송신하여 밴드 코크스가 고로에 장입되도록 한다.

이때, 평량값 설정 프로세스 컴퓨터(80)는 밴드 코크스 장입시 코크스 평량값의 설정과 밴드 코크스 장입기간 장입량을 관리할 수 있도록 구성된다. 또한, 상술한 노정 PLC(50) 및 원료 PLC(60)와 상호 연관관계를 갖고 이들을 제어할 수 있도록 구성된다.

도 6을 참조하면, 고로 노벽하부 온도가 장기간 저온상태, 즉 노벽 온도 1, 2, 3단 평균온도가 55℃ 이하로 3일 이상 지속되는 상태로 유지되면, 밴드 코크스 장입을 선택(70)한다. 이러한 선택은 전기신호 통신제어기(81)를 통해 노정 PLC(50)에 제공된다. 이러한 과정이 완료되면, 상술된 바와 같이, 밴드 코크스 장입용 장입순서와 장입모드를 인식하여 프로세스 컴퓨터(80)에 설정된 평량값에 따라 코크스 웨잉호퍼에 전달한다.

노정 PLC(50)로부터 밴드 코크스 장입신호가 제공되면 원료 PLC(60)가 이를 인식하여 코크스를 고로에 장입하게 한다.

노정 장입호퍼에서는 밴드 코크스가 소립소결광층(43)과 코크스층(44) 사이에 적층되도록, 고로 내부로 코크스를 노벽에 인접하여 장입시킨다. 이때, 밴드 코크스 배출량의 제어는 노내부 장입각도 설정수단에 입력된 데이타에 따라 장입물의 장입순서와 장입각도를 조절한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 노벽 하부가 저온으로 장기간 유지됨으로써 발생될 수 있는 통기 저항의 증가, 하부 내벽 내화물에 부착물의 생성, 연화융착대 하부의 부피 팽창으로 인한 반용융물의 낙하 또는 노내 프로파일의 변화로 인한 장기 노황부조를 개선할 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (3)

1. 고로 노벽하부의 온도가 저온으로 유지될 때 코크스와, 대립소결광과, 소립소결광의 고로 장입물을 장입하는 방법에 있어서,

   고로 내부에 코크스층, 대립소결광층 및 소립소결광층이 순차적으로 적층되어 있는 제1장입물층을 형성하는 단계와,

   상기 제1장입물층 상에 제1코크스층, 대립소결광층, 제2코크스층 및 소립소결광층이 순차적으로 적층되어 있는 제2장입물층을 형성하는 단계로 이루어지고,

   상기 제2코크스층은 고로 노벽에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 장입방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2장입물층은 고로 노체 하부의 평균온도가 55℃ 이하에서 3일 동안 유지될 때 형성하는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 장입방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2코크스층은 고로 노벽에 인접하는 환상의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물 장입방법.