KR100650558B1

KR100650558B1 - 고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법

Info

Publication number: KR100650558B1
Application number: KR1020050096693A
Authority: KR
Inventors: 고광섭
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-11-29

Abstract

본 발명은 노체 냉각시스템의 냉각수 배관에 고전압 펄스 및 여과를 수행함으로써 고로 노체 냉각시스템의 배관 내부에 잔류된 스케일 및 현탁물질을 용이하게 제거할 수 있도록 한 것으로, 고로 노체를 냉각하는 냉각수에 함유된 스케일 및 현탁물질을 제거하는 방법에 있어서; 상기 냉각수가 흐르는 배관상에 DC 25,000~30,000V의 고전압 펄스를 인가하는 단계와; 상기 배관상에 사이즈 25㎛의 스크린을 설치하고, 펌프압력 6kg/cm², 스크린 압력 5.5 kg/cm²을 조건으로 하여 운전하는 단계로 이루어진 고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법을 제공한다.

본 발명은 고로 노체 냉각능력을 향상시켜서 고로 조업의 안정화와 고로 노체 연와 및 철피의 장수명화를 제공한다.

Description

고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법{REMOVING METHOD FOR SCALE AND SUSPENDED SOLIDS IN THE BLAST FURNACE COOLING SYSTEM}

도 1은 일반적인 고로 노체 냉각수의 순환과정을 보인 개략적인 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 처리설비의 예시적인 구성블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 여과시스템의 예시적인 사진,

도 4는 본 발명에 따른 전자장 용수처리설비 적용전,후의 배관내 스케일 상태를 보인 예시적인 사진,

도 5a,b는 도 4의 내관내 스케일을 XRD 분석한 결과 그래프,

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 여과시스템을 이용한 현탁물질 제거에 관한 관계 그래프.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

10....고로 20....냉각탑

100....전자장 용수처리설비 110,120....전극봉

130....배럴 140....컨트롤박스

200....여과설비 210....입구

220....출구 230....스크린

본 발명은 고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노체 냉각시스템의 냉각수 배관에 고전압 펄스 및 여과를 수행함으로써 고로 노체 냉각시스템의 배관 내부에 잔류된 스케일 및 현탁물질을 용이하게 제거할 수 있도록 한 고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법에 관한 것이다.

도 1과 같이, 일반적으로 고로(10) 내에 축조된 연와의 수명연장과 고로(10) 철피를 보호하기 위하여 냉각반(Cooling Plate)을 노벽에 삽입하여 냉각하고 있으며, 이때 냉각수량은 대략 10,000~11,000 Ton/hr 정도가 순환 사용된다.

이러한 냉각반에 사용되는 냉각수는 주로 담수이며, 냉각반의 재질은 99.9% 이상의 순동(Cu)재이다.

그리고, 냉각반의 위치는 종방향 각 단의 간격이 약 300~400mm를 갖고 어긋나게 배열되며, 횡방향으로는 중심간격에서 약 1000mm를 갖고 사용범위에 따라 다르나 대략 약 1000~1500개 정도 설치된다.

이때, 냉각수는 종방향 3~5단을 직렬로 연결하여 1연의 냉각수량이 3~5 Ton/hr 정도이다.

그런데, 고로(10) 노체 냉각반을 순환하는 냉각수에는 현탁물질(Suspended Solids:입경이 2mm이하이며 물에 용해되지 않는 물질)입자가 배관내에서 적층성장 하여 막힘현상을 일으키는 문제가 나타났다.

이를 방지하기 위해, 종래에는 냉각탑(20) 후단에서 보충수(30)와 부식억제제(40)를 투입시켜 고로(10) 각 냉각반으로 순환시키도록 하고 있다.

하지만, 부유물 등의 퇴적을 근본적으로 제거할 수 없었고, 결국에는 냉각능력 저하에 따른 냉각반 손상을 초래하게 되었다.

따라서, 종래에는 필수불가결하게 손상된 냉각반을 자주 교체하여야 하였는 바, 이와 같은 정비에 소요되는 시간이 훨씬 과다하게 소요되고 있어 설비 운전에 어려움을 겪고 있음은 물론 생산성 하락을 초래하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 노체 냉각반의 냉각수 배관에 고전압 펄스 및 여과작업을 수행함으로써 고로 노체 냉각반 내부 배관에 퇴적되는 스케일 및 현탁성분을 동시에 제거함으로써 고로 노체 냉각능력을 향상시켜 고로 조업의 안정화와 고로 노체 연와 및 철피의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 고로 노체를 냉각하는 냉각수에 함유된 스케일 및 현탁물질을 제거하는 방법에 있어서; 상기 냉각수가 흐르는 배관상에 DC 25,000~30,000V의 고전압 펄스를 인가하는 단계와; 상기 배관상에 사이즈 25㎛의 스크린을 설치하고, 펌프압력 6kg/cm², 스크린 압력 5.5 kg/cm²을 조건으로 하여 운전하는 단계로 이루어진 고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법을 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 처리설비의 예시적인 구성블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 여과시스템의 예시적인 사진이며, 도 4는 본 발명 적용전,후의 배관내 스케일 상태를 보인 예시적인 사진이고, 도 5a,b는 도 4의 내관내 스케일을 XRD 분석한 결과 그래프이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 여과시스템을 이용한 현탁물질 제거에 관한 관계 그래프이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 제거방법을 위해 사용되는 설비는 도 1의 순환배관중 냉각탑(20) 진입후 임의의 개소에 설치되는 전자장 용수처리설비(100)이다.

상기 전자장 용수처리설비(100)는 배관(P) 상에 애노드 및 캐소드 전극봉(110,120)이 삽설되고, 상기 전극봉(110,120)은 배럴(130)에 고정되며, 상기 배럴(130)은 컨트롤박스(140)와 연결된 구성으로 이루어진다.

그리하여, 상기 전극봉(110,120)을 통해 고전압 펄스, DC 25,000~30,000V를 인가하여 배관(P) 내부에 퇴적된 이물질을 배관(P)으로부터 분리 제거토록 한 것이다.

또한, 본 발명에서는 도 3과 같은 여과설비(200)를 상기 배관(P)의 적소에 설치하여 순환되는 냉각수가 여과설비(200)의 입구(210)를 통해 유입된 후 스크린(230)을 거쳐 출구(220)로 배출되도록 함으로써 물에 녹지 않는 부유물질을 걸러 낼 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 스크린(230)은 대략 25㎛의 스크린 사이즈를 갖도록 함이 바람직한 바, 이는 냉각수에 부유되는 물질이 대략 150㎛를 전후한 크기이기 때문에 이를 걸러 낼 수 있도록 한 것이다.

특히, 여과의 효율성을 달성하기 위하여 펌프압력은 6kg/cm², 스크린 압력5.5kg/cm²정도로 유지시킴이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 설비들은 단독으로 사용될 수도 있으나 바람직하게는 두개를 동시에 설치하여 사용함이 더욱 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

(실시예 1)

본 발명 전자장 용수처리설비를 이용하여 30,000V(DC)로 운전을 수행하였다.

운전하면서 현장 정수시 1개월 지난 후 전자장 용수처리설비를 설치한 배관과 미설치한 배관을 일부 절단하여 배관내 스케일성분을 육안관찰과 습식분석 및 XRD 분석을 하였다.

확인결과, 도 4에서와 같이, 전자장 용수처리설비를 설치한 배관과 미설치한 배관의 스케일 형성은 육안으로도 명확히 확인할 수 있듯이 본 발명 적용후의 배관 내부가 부유물질에 의한 퇴적정도가 매우 적은 것을 볼 수 있었다.

나아가, XRD를 이용한 분석결과, 도 5a,b 및 하기한 표 1과 같이, Ca화합물이 7.61중량%에서 1.28중량%로 80% 이상 제거되어 전자장 용수처리설비의 스케일 방지효과가 매우 우수함을 알 수 있었다.

뿐만 아니라, 전자장 용수처리설비를 설치하지 않은 배관의 경우에는 Fe₂O₄(Magnetite), Fe₂O₃(Hematite), FeO(OH)(Lepidocracite)가 주종을 이루고 있고, 전자장 용수처리설비를 설치한 배관내부 퇴적물의 경우에는 Fe₂O₄(Magnetite) 성분만 나타난 것을 볼 수 있어 그 처리의 우수성을 확인할 수 있었다.

시료명	분석항목(중량%)
시료명	T-Fe	CuO	SiO₂	Al₂O₃	P₂O₅	CaO	MgO
미설치	45.70	tr	4.64	2.68	4.02	7.61	0.36
설치	57.32	0.16	1.27	0.50	5.47	1.28	0.12
시료명	분석항목(중량%)
시료명	ZnO	MnO	Na₂O	K₂O	T-C	S	lg-LOSS
미설치	tr	0.15	0.079	0.17	6.60	0.28	14.78
설치	0.44	0.19	0.013	0.029	1.13	0.80	7.98

(여기에서, tr은 '미검출'을 의미하고, lg-LOSS는 '휘발성물질'을 의미하며, T-C, T-Fe 등은 '토탈카본, 토탈철'을 의미한다)

(실시예 2)

고로의 노체 냉각시스템 냉각탑 전단에 여과설비를 설치하여 노체 냉각시스템내 현탁물질을 연속적으로 제거하는 실험을 수행하였다.

이때, 스크린 사이즈는 25㎛, 펌프압력 6kg/cm², 스크린 압력 5.5 kg/cm²일때 역세주기 5분, 역세수량이 310L, 통과수량80 ~ 90 m³/hr 로 나타나 가장 양호한 운전조건임을 알 수 있었으며, 또한 이 조건으로 약 1개월간 현장실험을 수행하였다.

실험결과, 도 6에서와 같이 운전일자(Operation Time) 증가에 따라 역세주기가 약 2분에서 7.4분으로 증가하였고, 이때 최대 처리 유량은 93 m³/hr로 나타났다.

뿐만 아니라, 도 7에서 나타난 바와 같이 역세수의 현탁물질(SS) 농도는 운전일자 증가에 따라 증가하였고, 여과설비에 의한 현탁물질 제거효과는 유입수의 현탁물질 농도 6.25 mg/L에서 처리수의 현탁물질 농도1.62 mg/L로 약 70% 이상 감소됨을 확인하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 고로 노체 냉각능력을 향상시켜서 고로 조업의 안정화와 고로 노체 연와 및 철피의 장수명화를 제공한다.

Claims

고로 노체를 냉각하는 냉각수에 함유된 스케일 및 현탁물질을 제거하는 방법에 있어서;

상기 냉각수가 흐르는 배관상에 DC 25,000~30,000V의 고전압 펄스를 인가하는 단계와;

상기 배관상에 사이즈 25㎛의 스크린을 설치하고, 펌프압력 6kg/cm², 스크린 압력 5.5 kg/cm²을 조건으로 하여 운전하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고로 냉각시스템내 스케일 및 현탁물질 제거방법.