KR100431602B1 - 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법에 관한 것으로, 사전감척, 본감척, 가압조업, 휴풍, 노저출선, 주수냉각의 순서로 이루어지는 고로 종풍조업시 노내 잔류된 용융물의 배출을 촉진시키는 방법에 있어서, 상기 본감척시 풍온, 풍구선단온도는 사전감척시보다 100℃ 내외로 낮게 유지하되 조습은 10g/Nm³내외로 높게 유지하다가 감척레벨이 완료된 이후에는 반대로 풍온, 풍구선단온도는 사전감척시보다 100℃ 내외로 높여주고 조습은 10g/Nm³내외로 낮추어 배출용이성을 확보하는 단계와; 상기 본감척 말기에 노내 장입물의 안착이 잘되도록 풍량을 5500Nm³/min에서 3000Nm³/min까지 낮추는 저풍량을 유지하면서 일시적으로 노내 풍량을 증대시키는 것을 반복적으로 다수회 수행하는 단계와; 감척레벨에 도달되면 가압용 장입물을 장입하여 장입물의 하중을 증대시키는 단계와; 상기 단계들을 거쳐 노저출선을 위한 출선구 개공시 개공각도를 통상보다 낮게 유지하고 심도를 길게 하여 노내 용융물을 배출하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 감척조업 말기에 풍량, 풍온, 조습, 노정압, 장입방법, 출선구 심도 등의 조업지수를 최적으로 조정하여 노내부에 있는 용선을 효율적으로 배출함으로서 고로 해체시간 단축 및 해체 작업부하를 최소화할 수 있다.

Description

고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법{DRAIN PROMOTION METHOD OF MELTING MATTER EXISTING IN THE BLAST FURNACE WHEN AIR DROPPING}

본 발명은 고로 개수를 위한 종풍조업에 있어 노내부 용융물의 배출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 감척조업 말기에 풍량, 풍온, 조습, 노정압, 장입방법, 출선구 심도 등의 조업지수를 최적으로 조정하여 노내부에 있는 용선을 효율적으로 배출함으로서 고로 해체시간 단축 및 해체 작업부하를 최소화하고 개수 공사기간을 단축할 수 있도록 한 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로공정은 도 1에 나타낸 것과 같이, 원료 저장빈(Bin)에 저장되어 있던 장입물을 장입컨베이어벨트(1)를 통해 고로(2) 상부의 장입구로 운반한 후 고로(2) 내부로 장입한 다음 고로(2) 하부에 있는 풍구(4)를 통해 고온의 열풍을 불어 넣어 줌으로써 풍구(4) 주위에 있는 코크스를 연소시켜 열과 환원가스를 만들어 열과 환원가스는 노내의 철광석을 환원시키고 연화융착대(3)에서 고체상태의 장입물을 용융시켜 용선과 슬라그를 생성시키며 이 용융물은 고로(2) 하부의 출선구(6)를 통해서 배출되는 일련의 공정을 말한다.

이와 같은 고로공정이 정상적일 경우에는 상기와 같은 작업이 연속적으로 수행되게 되며, 고로(2) 사용기간이 증가함에 따라 노내부 및 부대설비의 손상이 증가되기 때문에 대규모의 보수작업(개수)이 요구되게 된다.

보수작업을 위해서는 노내의 장입물을 비우고 불을 끄는 종풍작업을 실시하게 된다.

여기에서, 고로 개수를 위한 종풍조업은 도 2의 도시와 같이 첫째, 고로 내부에 있는 장입물을 비우는 감척조업을 실시하고, 둘째 노저부에 있는 용선을 배출하기 위해 출선구 하부에 구멍을 뚫어 노저출선을 하게 되며, 세째 노내부의 장입물에 물을 뿌려 냉각시키는 작업이 수행되고, 네째 노내부에 있는 냉각된 장입물을 제거하는 작업을 거쳐 이루어진다.

그런데, 노저 출선시 충분한 용선이 배출되지 않으면 노내부에 잔류된 장입물을 냉각하는데에 있어 많은 양의 물을 필요로 하게 되며, 소요시간도 장시간 요구되게 된다.

뿐만 아니라, 장입물 제거작업시 용선 이외의 내용물은 장비에 의해 쉽게 제거가 되는 반면에 노하부에 잔류되어 있는 용선은 냉각되었을 경우 발파작업에 의해서 조금씩 제거되기 때문에 많은 위험과 시간이 필요하게 되어 해체에 따른 작업시간을 증가시키는 원인이 된다. 따라서 개수작업을 위한 종풍조업시 노내부 용선을 최대한 배출시키는 것이 아주 중요하다.

이를 실현시키기 위해 종래에는 도 3에서와 같이, 출선구(6) 아래에서 몇차례에 걸쳐 노내부 쪽으로 구멍을 뚫어 출선구(6) 하부에 있는 용융물을 배출시키는 방법을 사용하였다. 그러나 이 방식은 개공을 하는 위치를 잘 선정했을 경우에는 노내부 용융물의 배출이 우수하나 개공 위치가 잘못 선정 되었을 경우에는 노내부에 용융물이 남게 되어 후속작업(노내부 냉각작업)을 어렵게 함은 물론 개공작업이매우 어렵고 위험하며, 작업시 많은 화염과 분진이 발생하는 문제점이 있었다.

다른 방법으로, 저풍량(1500N㎥/min) 상태에서 노내부 압력을 일정압력(1.0kg/㎠) 이상으로 유지함으로서 출선구(6)를 통해서 노내부의 용선을 배출시키는 방법이 있으나 이 방법은 고로 설비기준 및 조업여건 등에 의해 노내부 압력을 일정 압력 이상으로 유지하기 여려운 난점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 한계점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 감척조업 말기에 풍온 및 조습양을 조정함으로서 노내부 온도를 상승시키고, 풍량 및 노정압을 가감함으로서 노내부 장입물을 안착시켜 용융물 배출이 잘 되도록 하며, 가압용 장입물 장입방법을 효율적으로 개선함으로서 순조로운 장입물 안착이 되도록 유도하여 안정된 하중을 주도록 하고, 출선구 심도를 가능한 길게 하여 노내부 용융물의 배출이 용이하도록 하여 고로 해체시간 단축 및 해체 작업부하를 최소화할 수 있도록 한 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 고로의 조업상황도,

도 2는 감척전후의 장입물 배치도,

도 3은 감척완료후 노저 출선상태를 보인 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 감척말기의 노저부 용융물 승온과정을 보인 타이밍도,

도 5는본 발명에 따른 감척말기의 노내 장입물의 안착 및 노내 압력 증대과정을 보인 타이밍도,

도 6은 본 발명에 따른 가압용 장입물의 장입시점을 보인 예시도,

도 7은 본 발명에 따른 가압용 장입물의 장입시 노하부 용융물을 보인 흐름도,

도 8은 본 발명에 따른 가압용 장입물의 장입방법을 보인 표,

도 9는 본 발명에 따른 용융물 배출강화를 위한 출선구 심도를 보인 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1....장입벨트컨베이어 2....장입물

3....연화융착대 4....풍구

6....출선구

본 발명의 상기한 목적은, 사전감척, 본감척, 가압조업, 휴풍, 노저출선, 주수냉각의 순서로 이루어지는 고로 종풍조업시 노내 잔류된 용융물의 배출을 촉진시키는 방법에 있어서, 상기 본감척시 풍온, 풍구선단온도는 사전감척시보다 100℃ 내외로 낮게 유지하되 조습은 10g/Nm³내외로 높게 유지하다가 감척레벨이 완료된이후에는 반대로 풍온, 풍구선단온도는 사전감척시보다 100℃ 내외로 높여주고 조습은 10g/Nm³내외로 낮추어 배출용이성을 확보하는 단계와; 상기 본감척 말기에 노내 장입물의 안착이 잘되도록 풍량을 5500Nm³/min에서 3000Nm³/min까지 낮추는 저풍량을 유지하면서 일시적으로 노내 풍량을 증대시키는 것을 반복적으로 다수회 수행하는 단계와; 감척레벨에 도달되면 가압용 장입물을 장입하여 장입물의 하중을 증대시키는 단계와; 상기 단계들을 거쳐 노저출선을 위한 출선구 개공시 개공각도를 통상보다 낮게 유지하고 심도를 길게 하여 노내 용융물을 배출하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법을 제공함에 의해 달성된다.

먼저, 본 발명은 다음과 같은 몇가지 개념을 토대로 하여 설명된다.

첫째, 노하부 및 노저부의 온도를 상승시켜 노내 용융물의 배출이 용이하도록 한다.

둘째, 노내부의 장입물을 안착시키고 가압하여 노저부 용융물의 배출을 촉진시킨다.

세째, 노내부에 안착된 장입물 위에 장입물을 장입하여 추가적인 하중을 줌으로서 노저부의 용융물 배출을 촉진시킨다.

네째, 출선구의 심도를 최대한 길게 하여 노저에 고여 있는 용융물의 배출이 용이하도록 한다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 4에서와 같이, 고로의 개수를 위한 종풍조업은 사전감척, 본감척, 가압조업, 휴풍, 노저출선, 주수냉각의 순서로 이루어진다.

여기에서, 개수 공사기간에 크게 영향을 미치는 노내부 용융물의 배출이 아주 중요하다.

본 발명에서는 용융물의 배출을 촉진시키기 위해 본감척 구간에서는 감척시 노정온도를 낮게 관리하고 장입물의 강하를 안정되게 유지시키기 위해 TF(풍구 선단온도)를 낮게 유지(약 2150~2250℃) 함에 큰 특징을 갖는다.

이를 위해, 풍온을 낮게 유지하고, 조습을 높게 유지하도록 한다.

그런데, 목표로 하는 감척레벨이 완료된 이후에는 노내부의 온도를 올리기 위해 TF를 반대로 높게 유지(2300~2350℃)해야 한다.

그러기 위해서는, 풍온을 가능한 높게 유지하고, 조습을 낮게 유지를 함으로서 노하부 및 노저부의 장입물 및 용융물의 온도를 상승시켜 출선구를 통해서 배출이 용이토록 할 수 있다.

아울러, 가압조업시에는 출선구를 통한 용융물의 배출을 강화시키기 위해 가압출선 전용 출선구를 지정(#2,4TH)하여 가압조업 전부터 사용함으로서 출선구 주위 활성화에 의한 용융물 배출이 촉진되도록 함이 바람직하다.

또한, 도 5에서와 같이, 본감척 말기에는 고로 내부에 있는 장입물의 안착이 잘 되도록 하기 위해 가능한 저풍량(3000N㎥/min) 상태로 유지하면서 일시적으로 노내부에 풍량을 증대하고 노내부 압력을 가하여 고로 하부의 용융물의 배출이 촉진 되도록 할 수 있다.

여기에서, 노내부 압력 증가는 노정압을 증대시켜서 조정할 수 있고, 추가적인 풍량저하(2500N㎥/min)를 실시하여 고로 내부의 장입물이 더욱 잘 안착되도록 한 상태에서 일시적인 풍량 및 노내부 압력을 증대하여 노저부의 용융물 배출이 촉진 되도록 한다.

이와 같이, 저풍량 상태에서 일시적으로 풍량 및 압력을 증대하는 방법을 반복함으로서 고로 하부에 고여 있는 용융물의 배출이 촉진되게 된다.

아울러, 도 6에서와 같이 목표로 하는 감척레벨에 도달한 이후 가압용 장입물을 장입함으로서 장입물의 하중을 추가로 증대시켜 용융물 배출이 촉진되도록 함이 바람직하다.

여기에서, 가압용 장입물은 노내부에 장입시 연소 또는 용융에 의해 향후 작업에 악영향을 가능한 적게 미치는 것을 선택함이 바람직한 바, 예컨대 코크스는 추가 장입이후 고로 내부에서 연소시 슬래그 성상 및 용융물의 온도 등에 크게 악영향을 주지 않는 장점이 있으나 무게대비 체적이 크기 때문에 노내부 장입시 감척레벨이 증가하는 문제점이 있다. 따라서, 많은 양을 장입하기가 어려운 문제점이 있으므로 이를 보완할 수 있는 코크스보다 비중이 크고 융점이 높은 규석을 추가 장입함이 바람직하다.

특히, 규석은 고로 내에서 가능한 용융을 최소화하기 위해 코크스 장입 이후에 장입함을 원칙으로 한다.

코크스 및 규석의 장입방식은 도 8에 나타낸 것과 같이, 장입시 장입슈트의 경동각도 및 회전수를 해당 장입물에 맞게 설정하여 각기 다르게 적용함으로써 본발명을 보다 효율적으로 달성할 수 있게 된다.

이때, 경동각도 및 회전수를 보인 장입모드는 다수회의 시험을 통해 가장 바람직한 모델을 제시한 것이며, 조업조건과 장입물의 특성에 따라 언제든지 변할 수 있는 값이다.

아울러, 상기 장입물은 노하부 용융물에 일정한 하중이 미치도록 장입함이 바람직한 바, 최종 노내부 장입물 형상은 도 2에 나타낸 것과 같이 고로 하부에 코크스가 위치하고 그 위에 규석이 쌓이는 형상이 특히 바람직하다.

풍량 및 압력조정, 가압용 장입물 장입시 노하부에 있는 용융물은 도 7에 나타낸 것과 같이 노저벽을 통해서 출선구(6)로 배출되게 된다.

특히, 노하부에 있는 용융물을 가능한 많이 배출시키기 위해 도 9와 같이 출선구 개공각도를 10°에서 11.2°로 하향하여 개공하고 심도를 길게 유지함이 바람직하다.

여기에서, 출선구 심도는 출선구 외부에서 용융물이 있는 출선구 내부까지 거리를 의미한다.

통상의 조업에서는 출선구 심도(출선구 면~ 노내부)가 3500mm 정도로 관리되나 본 발명에서는 4200mm까지 증대시켜 용융물 배출량이 증가되도록 한다.

이렇게 함으로서 278톤의 추가 용융물 배출이 가능하게 되며, 출선구 심도를 증대시키기 위해 머드재 충진량을 증가시킬 수 있다.

이때, 출선구 심도는 도 4에서와 같이 가압조업시 사용되는 출선구(#2,4TH)를 본감척 말기부터 연속적으로 사용하여 단계적으로 출선구 심도가 증가되도록 함이 특히 바람직하다.

실제조업에서는 노내부 장입물 및 용융물의 승온작업 이후에 실시되는 작업 즉, 풍량 및 압력조정, 가압용 장입물의 장입, 출선구 심도 조정 등은 비슷한 시간대에 반복적으로 적용이 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 초기에 노내부 장입물 및 용융물의 온도를 상승시켜 유동성을 개선시킴으로서 출선구를 통한 배출이 용이하도록 하고, 풍량 및 노정압을 조정하여 고로 내부에 있는 장입물이 안착되도록 하며, 가압용 코크스 및 규석을 장입하여 노하부에 추가적인 하중을 가하여 출선구를 통한 용융물 배출이 촉진되도록 함으로써 휴풍이후 노하부에 잔류 용융물이 거의 없게 되어 노내부 장입물 냉각시간 및 제거작업 시간을 최소화시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 사전감척, 본감척, 가압조업, 휴풍, 노저출선, 주수냉각의 순서로 이루어지는 고로 종풍조업시 노내 잔류된 용융물의 배출을 촉진시키는 방법에 있어서,

   상기 본감척시 풍온, 풍구선단온도는 사전감척시보다 100℃ 내외로 낮게 유지하되 조습은 10g/Nm³내외로 높게 유지하다가 감척레벨이 완료된 이후에는 반대로 풍온, 풍구선단온도는 사전감척시보다 100℃ 내외로 높여주고 조습은 10g/Nm³내외로 낮추어 배출용이성을 확보하는 단계와;

   상기 본감척 말기에 노내 장입물의 안착이 잘되도록 풍량을 5500Nm³/min에서 3000Nm³/min까지 낮추는 저풍량을 유지하면서 일시적으로 노내 풍량을 증대시키는 것을 반복적으로 다수회 수행하는 단계와;

   감척레벨에 도달되면 가압용 장입물을 장입하여 장입물의 하중을 증대시키는 단계와;

   상기 단계들을 거쳐 노저출선을 위한 출선구 개공시 개공각도를 통상보다 낮게 유지하고 심도를 길게 하여 노내 용융물을 배출하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가압용 장입물은 코크스 또는 규석인 것을 특징으로 하는 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 코크스가 장입될 때에는 장입슈트를 통해 2노치에서 10노치까지 각각 4,0,3,0,3,0,3,0,3의 회전수로 장입되도록 하고,

   상기 규석이 장입될 때에는 2노치에서 10노치까지 2,2,2,2,2,1,1,1,1의 회전수로 장입되도록 한 것을 특징으로 하는 고로 종풍시 노내 용융물 배출 촉진방법.