KR100448600B1 - 혼합가스용 버너와 시오지 버너 이중연소에 의한 코크스로열내온도 관리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 연소실내 노즐 플레이트에 혼합가스를 공급하고, COG 공급라인(5)을 혼합가스 공급라인(6)에 연결하여 플루(flue)(3)에 있는 혼합가스용 버너와 COG 버너에서 동시에 혼합가스를 연소시켜, 혼합가스용 버너는 온도상승용으로 사용하고 COG 버너에 공급되는 연료가스 유량을 밸브(7)를 사용하여 조절하여 원하는 열내온도 분포가 이루어지도록 함으로써, COG 공급라인과 COG 전용 버너를 열내온도 유지에 활용하여 보다 쉽게 열내온도를 유지시켜 작업자의 부하를 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법은 한 배터리(battery) 내에 약 60여 개의 연소실 중 원하는 열내온도 기준을 벗어난 연소실의 비율이 약 5% 정도로 감소하는 효과를 가지며, 더불어 열내온도 관리가 잘 이루어짐에 따라 코크스 품질을 나타내는 수치인 코크스강도가 종래의 86.2에서 86.5로 증가하였으며, 동시에 건류에 필요한 소비열량도 기존의 608kcal/kg에서 597kcal/kg으로 감소하는 효과를 가져와 본 발명에 의한 효과가 상당히 우수함을 알 수 있다.

Description

혼합가스용 버너와 시오지 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법{Method for controlling coke oven temperature by double combustion of mixed gas burner and COG burner}

본 발명은 코크스로 열내온도 관리방법에 관한 것으로, 특히 평상시에 사용하지 않는 COG(Coke Oven Gas) 공급라인과 COG 전용 버너를 열내온도 유지에 활용하여 보다 쉽게 열내온도를 유지시켜 작업자의 부하를 감소시키기에 적당하도록 한 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법에 관한것이다.

일반적으로 코크스는 고로에서 열원제, 환원제, 통기성 유지제로 사용하기 위해 석탄을 코크스로(Coke Oven)에서 고온건류하는 과정을 거쳐 제조되는 다공질의 회백색 고체이다. 그리고 코크스로는 내화벽돌로 축조된 로(Oven)로써 탄화실과 연소실로 이루어졌으며, 탄화실 내에 원료탄을 장입하여 연소실에서 열원인 연료가스를 연소시켜 발생된 열을 탄화실에 전달시켜 석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 설비이다. 또한 배터리(Battery)는 연소실, 탄화실, 축열실로 구성되며 이러한 로가 한 세트화된 것을 말한다.

도1은 일반적인 코크스로의 평면도이다.

도1에 예시된 바와 같이 코크스로는 석탄을 가열하여 코크스를 제조하는 설비로서 연소실(1)과 탄화실(2)로 이루어져 있는데, 탄화실(2)에 석탄을 넣고 연소실(1)에서 열원인 연료가스를 연소시켜 발생된 열을 탄화실(2)에 전달시켜 코크스를 제조한다. 코크스로는 한 개의 배터리에 연소실과 탄화실이 교대로 위치하며 수십 또는 백여개의 연소실과 탄화실로 구성되어 있다. 제철소에서는 경제성 문제 때문에 각각의 연소실을 개별적으로 제어할 수 있는 시스템을 갖추지 못하고, 배터리 전체에 공급되는 연료가스 유량을 제어하는 시스템을 사용하고 있다. 한 연소실(1)은 약 34개의 플루(flue)로 불리우는 소연소실(이하 "플루"라 함)(3)이 있으며, 각 탄화실(2)은 건류가 완료된 코크스의 압출을 용이하게 하기 위하여 도1에 도시한 바와 같이 코크스를 미는 쪽(이하 푸셔 사이드(pusher side)라 함) 보다 밀리는 쪽(이하 코크 사이드(coke side)라 함)이 넓게 되어 있어 푸셔 사이드 보다 코크 사이드에 더 많은 석탄이 들어가게 된다.

도2는 도1에서 코크스로내 각 플루(3)의 온도 분포를 나타낸 그래프이다.

도2에 나타낸 바와 같이 코크스로 연소실내 각 플루(3)의 온도는 푸셔 사이드쪽 플루의 온도를 코크 사이드쪽 플루의 온도 보다 낮게 유지하여 건류완료 시점에 탄화실 중심부위의 온도가 동일하게 되어야 한다.

이와 같이 한 연소실내 34개의 플루의 온도분포를 열내온도라 한다. 이 열내온도가 불량할 경우 특정부위의 코크스온도가 지나치게 높거나 낮아져 코크스품질이 하락할 수 있기 때문에 작업자가 수시로 열내온도를 측정하여 적정온도를 유지하고 있다.

만일 열내온도 분포가 불량할 경우 각 플루(3)에 공급되는 연료가스의 유량을 조절하는 기능을 가진 노즐플레이트(4)의 크기를 변화시켜 적정온도를 유지하도록 한다. 즉, 노즐플레이트(4)는 각 플루(3)에 공급되는 연료가스의 유량을 조절하는 역할을 하는 것이다.

그러나 종래에는 연소실과 플루의 개수가 너무 많고 또한 노즐플레이트의 크기를 변화시키는 일이 고온, 분진 등에 의해 작업이 어려워 작업자에게 상당히 부하를 주고 있는 문제점을 가지고 있다.

도3은 종래 코크스로 열내온도 관리방법을 보인 도면이다.

평상시에 코크스로에서 사용하는 연료가스는 코크스로에서 발생하는 COG(Coke Oven Gas)와 고로에서 발생하는 BFG(Blast Furnace Gas)를 혼합한 혼합가스를 사용한다.

그런데, 고로의 상황이 비정상이어서 BFG의 공급이 중단되는 경우가 가끔 발생되어 COG만을 연소시키는 경우가 있다.

따라서 각 플루(3)에는 혼합가스용 버너와 COG 전용 버너 두 대가 설치되어, 평상시에는 COG 공급라인(5)을 차단하고 혼합가스 공급라인(6)을 통해 혼합가스를 공급받는 혼합가스용 버너만을 사용하고, 특별한 경우에만 COG 전용 버너를 사용한다. 작업자는 열내온도를 측정하여 온도분포가 관리하고자 하는 기준에서 벗어나면 해당 플루(3)의 노즐플레이트(4)의 크기를 변화시키게 된다.

그러나 이때 노즐플레이트 크기를 조절하는 작업이 고온이고 분진이 많기 때문에 작업하기가 상당히 어려운 문제점이 있었다. 또한 작업해야할 플루의 개수가 많은 경우 일일이 노즐플레이트를 조절하는 것은 매우 어려운 문제이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 평상시에 사용하지 않는 COG 공급라인과 COG 전용 버너를 열내온도 유지에 활용하여 보다 쉽게 열내온도를 유지시켜 작업자의 부하를 감소시킬 수 있는 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법은,

연소실내 노즐플레이트에 혼합가스를 공급하고, COG 공급라인을 혼합가스 공급라인에 연결하여 플루에 있는 혼합가스용 버너와 COG 버너에서 동시에 혼합가스를 연소시켜, 혼합가스용 버너는 온도상승용으로 사용하고 COG 버너에 공급되는 연료가스 유량을 밸브를 사용하여 조절하여 원하는 열내온도 분포가 이루어지게 함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

도1은 일반적인 코크스로의 평면도이고,

도2는 도1에서 코크스로내 각 플루의 온도 분포를 나타낸 그래프이며,

도3은 종래 코크스로 열내온도 관리방법을 보인 도면이고,

도4는 본 발명의 일실시예에 의한 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법을 보인 도면이다.

* 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 *1 : 연소실 2 : 탄화실 3 : 플루4 : 노즐플레이트 5 : COG 공급라인6 : 혼합가스 공급라인 7 : 밸브

이하, 상기와 같은 본 발명 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명의 일실시예에 의한 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법을 보인 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 연소실내 노즐플레이트(4)에 혼합가스를 공급하고, COG 공급라인(5)을 혼합가스 공급라인(6)에 연결하여 플루(3)에 있는 혼합가스용 버너와 COG 버너에서 동시에 혼합가스를 연소시켜, 혼합가스용 버너는 온도상승용으로 사용하고 COG 버너에 공급되는 연료가스 유량을 밸브를 사용하여 조절하여 원하는 열내온도 분포가 이루어지도록 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명은 코크스로 연소실의 각 플루(3)내 노즐플레이트(4) 크기를 똑같이 하거나 기존 크기 그대로 변화시키지 않은 상태에서 혼합가스는 그대로 공급하고, 평상시에 사용하지 않는 COG 공급라인(5)을 혼합가스 공급라인(6)에 연결하여 플루(3)에 있는 혼합가스용 버너와 COG 버너에서 동시에 혼합가스를 연소시키는 것이다.

여기서 혼합가스용 버너는 기존의 방법대로 연소시켜 어느 정도의 온도를 유지하도록 하며 COG 버너가 열내온도 분포를 유지하는 역할을 하는 것이다.

즉, COG 버너에는 유량을 조절하는 밸브(7)가 각각 붙어 있어 연료가스 유량조절이 무척 용이하다. 따라서 혼합가스를 사용하여 연소시킨 후 열내온도를 측정 한 후, 불량 온도의 플루가 발견되면 해당 플루의 COG 버너의 유량조절 밸브(7)만 조작하면 해당 플루의 온도를 원하는 온도로 상승/하락시킬 수 있게 된다.

따라서, 작업자는 밸브(7)를 수동 또는 전기적인 신호에 의해 조작함으로써 특정 플루의 온도를 쉽게 조절할 수 있다.

이처럼 본 발명은 평상시에 사용하지 않는 COG 공급라인과 COG 전용 버너를 열내온도 유지에 활용하여 보다 쉽게 열내온도를 유지시켜 작업자의 부하를 감소시키게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법은, 본 발명의 방법에 의한 효과와 종래의 방법에 의한 효과를 비교하여 나타낸 하기 표1에 나타난 바와 같이, 원하는 열내온도 분포를 유지하기 위한 작업자의 작업이 종래와 비교하여 무척 쉽고 설비 또한 간단하고 효율적인 효과가 있다.

표1에서 보여지는 바와 같이 본 발명은 코크스로의 한 배터리 내에 약 60여 개의 연소실 중 원하는 열내온도 기준을 벗어난 연소실의 비율이 종래의 방법으로는 약 34% 정도였는데 본 발명에 의한 방법을 사용하였을 경우 약 5% 정도로 감소하는 효과를 발생시킨다.

더불어, 본 발명에 의해 열내온도 관리가 잘 이루어짐에 따라 코크스 품질을 나타내는 수치인 코크스강도가 종래의 86.2에서 86.5로 증가하였으며, 동시에 건류에 필요한 소비열량도 기존의 608kcal/kg에서 597kcal/kg으로 감소하는 효과를 가져와 본 발명에 의한 효과가 상당히 우수함을 알 수 있다.〈표1〉 본 발명 방법과 종래 방법의 효과비교

Claims (1)

1. 코크스로 연소실의 각 플루(3)내 노즐플레이트(4)에 혼합가스를 공급하고, COG 공급라인(5)을 혼합가스 공급라인(6)에 연결하여 플루(3)에 있는 혼합가스용 버너와 COG 버너에서 동시에 혼합가스를 연소시켜, 혼합가스용 버너는 온도상승용으로 사용하고 COG 버너에 공급되는 연료가스 유량을 밸브(7)를 사용하여 조절하여 원하는 열내온도 분포가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 혼합가스용 버너와 COG 버너 이중연소에 의한 코크스로 열내온도 관리방법.