KR100490739B1 - 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테이브 내부 배관을 통해 공급되는 냉각 순환수의 온도 제어를 통해 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 한 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치에 관한 것이다.

본 발명은 강화계 헤드탱크에서 유도된 냉각순환수가 강화계 펌프에 의해 토출되어 급수 메인배관 및 강화계 스테이브 급수배관과 노구계 스테이브 급수배관을 거쳐 순환되고 자동밸브와 연결된 열교환기를 통해 상기 냉각순환수의 온도를 제어하는 장치에 있어서, 노구계 스테이브 급수배관에 설치된 스프링형 에어실린더 밸브와; 상기 에어실린더 밸브에 연결된 제어부와; 배수온도계를 구비하고 상기 강화계 헤드탱크와 연결된 유입배관에 설치된 자기순환 펌프 흡입배관과; 상기 자기순환 펌프 흡입배관에 설치된 노구계 자기순환펌프와; 상기 노구계 자기순환펌프에 연결설치된 토출측 자동밸브와; 상기 노구계 스테이브 급수배관에 설치된 급수온도계의 온도값을 검출하는 검출부와; 상기 노구계 스테이브 급수배관에 온도 콘트롤 밸브에 연결된 PID 조절계와; 상기 제어부의 신호에 따라 냉각순환수의 온도와 유량을 표시하는 고로 컴퓨터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치{Temperature control apparatus for throat stave cooling circulation water}

본 발명은 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치에 관한 것으로, 특히 스테이브(Stave) 고로의 고로본체 내부에서 발생하는 고열로부터 고로에 부착된 노구 스테이브와 철피를 보호하기 위하여 스테이브 내부 배관을 통해 공급되는 냉각 순환수의 온도 제어를 통해 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 한 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치에 관한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 강화계 헤드탱크(1)에서 유도된 냉각순환수는 강화계 펌프(4)에 의해 토출되어 급수 메인배관과 강화계 스테이브 급수배관 즉, 출선구(6), 코너하부(7), 서펜타인(serpentine)(8), 코너상부(9) 스테이브 급수배관 및 노구계 스테이브 급수배관(10)을 거쳐서 노구계 스테이브(11a)(11b) 내부에 삽입된 스테이브 내부 배관(24a)(24b)을 거치는 과정에서 대기중 산소와 결합하여 용존 산소화되는 것을 방지하기 위하여 밀폐된 강화계 헤드탱크(1)로 보내지게 된다.

이 과정에서 과열된 냉각 순환수는 강화계 헤드탱크(1) 하부에 설치된 열교환기(3)에서 냉각되며, 상기 열교환기(3)는 강화계 펌프(4)에 부착된 온도계(미도시)와 케이블을 통해 담수(15)측 배관에 설치된 자동밸브(14)와 연결되어 있어 작업자가 설정하는 값에 따라 냉각 순환수의 온도가 제어된다.

상기 냉각 순환수의 온도는 조업 상황에 따라 달라지며 정상 조업시 강화계 스테이브에 대한 급수온도는 통상 40℃로 관리된다

이때 이러한 종래의 노구 스테이브에 대한 냉각순환수 제어에 있어서는, 강화계 스테이브 배관(6,7,8,9)과, 노구계 스테이브 배관(10)이 일체형으로 연결되어 있으므로 상기 강화계 펌프(4)에서 토출된 약 40℃의 냉각 순환수가 노구계 스테이브 배관(10)으로 유입될 경우, 도 3에 도시된 것과 같이 노구계 스테이브(11a,11b)는 고로상부에 위치하고 있어서 열 부하를 많이 받지 않는 노구계 스테이브(11a,11b)의 히트로드(heat road) 분포상 상기 노구계 스테이브(11a,11b)가 과냉된다.

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이 경우 고로에서 장입되는 소결광중 알칼리 성분인 산화칼슘, 산화나트륨, 아연등이 노벽에 부착됨으로써 냉각 효율 저하와 함께 고로내부 가스의 편류 현상으로 통기성 악화의 원인이 되며, 노구계 스테이브(11a,11b)의 과냉 방지를 위하여 강화계 펌프(4)에서 토출되는 냉각 순환수의 온도를 80℃이상으로 상승시키면 고로 내부 열부하가 높은 강화계측 스테이브의 과열로 스테이브 파이프 및 연와가 파손 되어 고로의 수명을 저하시키는 문제점이 있었다.

도면 중 미설명 부호 20은 노구계 스테이브 급수헤드관, 21은 급수지관 밸브, 22는 배수지관 밸브, 23은 배수헤드관, 24a,24b는 스테이브 내부 배관, 49는 유입배관이다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 노구계 스테이브 냉각 순환수의 안정된 온도 관리를 통해 냉각효율을 향상시키고 고로 수명과 노황안정을 도모할 수 있는 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 강화계 헤드탱크에서 유도된 냉각순환수가 강화계 펌프에 의해 토출되어 급수 메인배관 및 강화계 스테이브 급수배관과 노구계 스테이브 급수배관을 거쳐 순환되고 자동밸브와 연결된 열교환기를 통해 상기 냉각순환수의 온도를 제어하는 장치에 있어서, 분리된 구조를 갖는 상기 노구계 스테이브 급수배관에 설치된 스프링형 에어실린더 밸브와; 상기 에어실린더 밸브에 연결된 제어부와; 배수온도계를 구비하고 상기 강화계 헤드탱크와 연결된 유입배관에 설치된 자기순환 펌프 흡입배관과; 상기 자기순환 펌프 흡입배관에 설치된 노구계 자기순환펌프와; 상기 노구계 자기순환펌프에 연결설치된 토출측 자동밸브와; 상기 노구계 스테이브 급수배관에 설치된 급수온도계의 온도값을 검출하는 검출부와; 상기 노구계 스테이브 급수배관에 온도 콘트롤 밸브에 연결된 PID 조절계와; 상기 제어부의 신호에 따라 냉각순환수의 온도와 유량을 표시하는 고로 컴퓨터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치가 제공된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이를 참조하면 상기 강화계 펌프(4)로부터 급수 메인배관(2a)을 통해 유입되는 냉각 순환수의 유입을 차단하기 위해 정상 운전시 폐쇄(close)되고, 정전시 개방(open)되는 스프링형 에어 실린더 밸브(44)가 상기 노구계 스테이브 급수 배관(10)에 취부되어 있고, 상기 에어 실린더 밸브(44)를 전기 케이블로 연결하여 제어하기 위한 제어부(90)가 상기 에어 실린더 밸브(44)에 연결되어 있다.

또한, 상기 급수 메인배관(2a)이 분리되어 강화계 또는 노구계 냉각 순환수가 분리,공급되어지고 상기 유입배관(49)에 자기순환 펌프 흡입배관(46)이 설치되어 있으며, 상기 자기순환 펌프 흡입배관(46) 일측에 배수온도계(45)가 설치되어 있다.

또한, 상기 노구계 스테이브(11a,11b)의 냉각 순환수가 자기 순환이 가능하도록 노구계 자기순환펌프(40a,40b)가 상기 자기순환 펌프 흡입배관(46)과 제어부 (90)사이에 설치되어 있고, 상기 노구계 자기순환펌프(40a,40b)와 제어부(90) 사이에 토츨측 자동밸브(41a)(41b)가 설치되어 있으며, 설정된 노구계 냉각 순환수 온도 제어를 위해 상기 분리된 노구계 스테이브 급수배관(10)에 급수온도계(43)가 설치되어 검출부(80)를 통해 상기 제어부(90)와 연결되고, 이 모든 시스템은 제어부(90)를 통해 고로 컴퓨터(100)로 전송되어 온도와 유량이 표시된다.

상기 노구계 자기순환펌프(40a,40b)와 토출측 자동밸브(41a,41b)가 작동중일 때는 적색, 정지 및 폐(close)시에는 녹색, 고장(fault)은 노랑색으로 표시되며 상기 급수배관(10)에 설치된 온도 콘트롤 밸브(42)에 연결된 PID 조절계(70)를 통해 디스플레이되어 노황의 변동에 따라 작업자가 임의대로 노구계 스테이브용 냉각 순환수 온도를 설정할수 있도록 되어 있다.

도면 중 미설명 부호 47은 연결배관, 48은 체크밸브, 51은 노구계 펌프 흡입측, 52는 노구계 펌프 토출측, 53은 노구계 순환수 토출배관 취합부, 54는 노구계 순환수 리턴배관 취합부이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 작업자가 노구계 자기순환 펌프(40a,40b)의 선택 스위치(미도시)를 AUTO로 선택하면 상기 제어부(90)를 통해 고로 컴퓨터(100)의 화면에 디스플레이되고, 작업자가 노구계 자기순환 펌프(40a)(40b)를 기동시, 상기 토출측 자동밸브(41a,41b)가 개방되어 토출하고, 냉각 순환수는 급수지관 밸브(21), 노구계 스테이브(11a,11b), 배수 헤드관(23),자기순환 펌프 흡입배관(46)을 통해 자기순환된다.

상기 과정에서 노구계 스테이브의 냉각 순환수가 과열되어 급수 온도계(43)의 값이 설정온도 이상을 나타내면 급수 온도계(43)에서 검출부(80)와 연결된 제어부(90)를 통해 온도 콘트롤 밸브(42)로 전송하고, 전송된 데이터 값을 받아 상기 온도 콘트롤 밸브(42)가 개방되며, 노구계 냉각 순환수 온도 보다 낮은 강화계 냉각 순환수를 과열된 노구계 냉각 순환수가 설정치로 떨어질때까지 공급하고 공급된 만큼의 유량은 강화계 헤드탱크(1)로 배수되며, 급수 온도계(43)가 검출부(80)와 제어부(90)를 통해 노구계 냉각 순환수 온도를 설정치 이하로 전송하면 온도 콘트롤 밸브(42)는 폐쇄되고. 노구계 스테이브 순환냉각수는 다시 자기순환 하게 된다.

한편, 정전시에는 강화계 디젤 엔진(5) 펌프가 기동되면서 정상 조업시 강화계 스테이브 냉각 순환수 차단용으로 폐쇄되어 있던 에어 실린더 밸브(44)의 에어통입이 중단 되면서 스프링(미도시)의 장력에 의해 에어 실린더 밸브(44)가 개방되어 강화계 스테이브 냉각 순환수를 노구계 스테이브(11a,11b)로 공급한다.

또한, 상기 온도 콘트롤 밸브(42)는 고로컴퓨터(100)에 0~100℃까지 설정이 가능한 PID 조절계(70)에 의해 디스플레이되어 고로내부의 온도차이와 노황변동에 따라 작업자가 설정값을 지정하여 입력할 경우, 급수 온도계(43)가 검출한 온도가 설정치 이상이 되면 온도의 값 만큼 출력값(밸브의 궤도)이 디지털로 표시되고, 설정치 이하가 되면 출력값은 ‘0(제로)’로 되어 손쉽게 고로 내부의 온도제어가 가능하게 된다.

이하에서와 같이 본 발명에 따르면 강화계 및 노구계 스테이브의 냉각방식이 분리형으로 이루어짐에 따라 노구 스테이브 순환냉각수의 온도를 노황의 변동에 따라 작업자가 임의대로 설정함으로써 노구계의 온도를 높게 관리할 수 있으므로 냉각효율이 향상되고, 노벽의 과냉으로 인한 광석층 알칼리 성분의 노벽 부착을 방지하며, 가스의 편류현상을 방지하여 노황안정과 스테이브 고로의 수명연장을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 스테이브 고로에 있어서의 강화계 및 노구계 스테이브의 냉각순환수 계통도.

도 2는 종래 노구계 스테이브의 냉각순환수 상세계통도.

도 3은 고로 내부의 히트 로드(Heat Road) 분포도.

도 4는 본 발명에 따른 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치의 설치상태를 나타낸 계통도.

도 5는 본 발명에 따른 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치의 계통도.

도 6은 본 발명에 따른 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치의 동작에 따른 흐름도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 강화계 헤드탱크 3 : 열교환기

4 : 강화계 펌프 11a,11b : 노구계 스테이브

40a,40b : 노구계 자기순환 펌프

44 : 스프링형 에어실린더 밸브

70 : PID 조절계 80 : 검출부

90 : 제어부 100 : 고로 컴퓨터

Claims (1)

1. 강화계 헤드탱크에서 유도된 냉각순환수가 강화계 펌프에 의해 토출되어 급수 메인배관 및 강화계 스테이브 급수배관과 노구계 스테이브 급수배관을 거쳐 순환되고 자동밸브와 연결된 열교환기를 통해 상기 냉각순환수의 온도를 제어하는 장치에 있어서,

   분리된 구조를 갖는 상기 노구계 스테이브 급수배관에 설치된 스프링형 에어실린더 밸브와;

   상기 에어실린더 밸브에 연결된 제어부와;

   배수온도계를 구비하고 상기 강화계 헤드탱크와 연결된 유입배관에 설치된 자기순환 펌프 흡입배관과;

   상기 자기순환 펌프 흡입배관에 설치된 노구계 자기순환펌프와;

   상기 노구계 자기순환펌프에 연결설치된 토출측 자동밸브와;

   상기 노구계 스테이브 급수배관에 설치된 급수온도계의 온도값을 검출하는 검출부와;

   상기 노구계 스테이브 급수배관에 온도 콘트롤 밸브에 연결된 PID 조절계와;

   상기 제어부의 신호에 따라 냉각순환수의 온도와 유량을 표시하는 고로 컴퓨터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 노구 스테이브 냉각순환수 온도 제어장치.