KR100762457B1 - 고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법에 관한 것으로, 대립소결광 저장조중 1조, 4조, 6조, 8조에는 펠렛광석이 지정 입조되도록 하고, 나머지 저장조인 2조, 3조, 5조, 7조에는 소결광석이 지정 입조되도록 하는 단계와; 상기 입조된 펠렛광석과 소결광을 입도별로 분급 및 평량하여 입도 10~30mm까지의 대립펠렛광석을 포함한 대립소결광은 대립소결광 중계조 1측에 저장하고, 나머지 대립소결광은 대립광석 중계조 2측에 각각 저장하는 단계와: 상기 단계에서 대립으로 분급된 펠렛광석 및 소결광을 제외한 입도 10mm 이하의 소립펠렛광석과 소립소결광은 소립소결광 저장조로 보낸 후 그 하부의 입도분급기에서 다시 입도별로 분급하는 단계와; 소립펠렛광석은 노벽측으로 소립소결광과 함께 장입되게 하여 고로 내부로 장입후 융점의 차이로 펠렛광석이 용융시에 소결광과 펠렛광석의 엉킴현상으로 인한 통기장애 요인을 제거하는 단계와; 상기 단계와 유사하게 대립광석을 고로 내에 장입시 우선적으로 펠렛광석이 벽측으로 장입되게 하여 고로 안쪽으로 펠렛광석이 유입되지 않토록 하고 반경방향으로 골고루 분포할 수 있도록 하여 통액성 불량을 방지하는 단계로 이루어진다.

이에 따라 본 발명은 통기성 개선과 동시에 통액성도 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법{PELLET ORE CHARGING METHOD FOR IMPROVEMENT PECULIARITY OF PASSING GAS AND MOLTEN IRON IN BLAST FURNACE}

도 1은 펠렛광석 분할장입에 따른 연,원료의 평량 및 배출과정을 보인 개략적인 공정도,

도 2는 펠렛광석 분할장입에 따른 고로 내부의 상황을 보인 개략적인 공정도,

도 3은 슬래그의 염기도 변화에 따른 점도변화를 나타낸 그래프,

도 4는 펠렛광석의 분할장입 전,후의 노내 통기도 변화를 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1-1A : 코크스 입도선별기 1-1B~1I : 대립광석 입도분급기

1-5A : 대립펠렛광석 1-5B : 대립소결광

1-8 : 소립소결광 1-18 : 고로

1-23 : 소립펠렛광석 2-7 : 소결광석

2-8,2-9 : 펠렛광석

본 발명은 고로 내부 가스의 흐름을 효과적으로 제어하여 통기성을 개선과 함과 동시에 고로 내부의 반경방향별로 염기도를 효과적으로 제어하여 통액성도 향상시킬 수 있도록 한 고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법에 관한 것이다.

일반적인 벨레스(BELL-LESS)고로에서의 연,원료 장입방법은 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 연,원료저장조(10-1~8,20-1~8,20-A~H)로부터 불출된 코크스 및 소결광이 입도선별기(1-1A, 1-1B)를 통하여 1차로 분급(SCREEN)되는 바, 대립(大粒)광석은 10~ 30mm 크기로 분급되어 사용되고, 코크스의 경우에는 30mm 이상의 크기로 분급되어 고로(1-18)에 장입된다.

종래에는 고로(1-18)에서 요구하는 철광석 및 연료의 설정값을 평량하는 평량과정을 거쳐 평량된 연,원료를 고로(1-18)에 장입하기 위하여 장입용 대형벨트컨베이어(1-10)를 통해 이송한 후 노정부의 장입물 호퍼(1-12,1-13)로 수입하여 대기한 상태에서 고로(1-18) 내부의 철광석이 환원반응을 통해 장입물이 강하하여 장입기준선(1-17)에 도달하게 되면 장입개시 신호가 발생하게 되어 코크스 1차지(charge), 대립소결광 1차지, 소립소결광 1차지의 순서로 연속적으로 장입하게 된다.

또한, 고로 내부의 중심가스(2-1) 증가와 노심 코크스(Deadman Coke) 부위의 입도를 크게하여 노심 통액성을 개선하고 또한, 통기성을 개선하게 하는 코크스 중심장입을 코크스, 대립소결광 장입완료 후 중심장입용 코크스를 매 차지 또는 2차 지에 1회씩 약3~5톤의 코크스를 고로중심부에 장입하게 된다.

이때, 장입패턴은 소결광의 경우 소결공장에서 분광석을 용융과 확산의 과정을 거쳐 소결광을 제조한 후에 냉각과 파쇄공정을 거쳐 약12~30mm 크기로 입도선별하여 고로의 소결광저장조(10-1~8)에 저장하고 있다가 소결광 저장조 하단의 입도분급기(1-1B~1I)에서 재스크린하여 12mm 이상의 소결광은 대립광석으로 장입하고, 10mm 이하의 소결광은 소립으로 분류하여 소립소결광저장조(1-9)에 2차로 다시 저장한 후 5mm 이상을 다시 선별하고, 대립소결광과 별도로 구분하여 벽측에 흐르는 가스 제어를 위해 입도별로 구분하여 고로 벽측에 장입하게 된다.

고로 사용 원료로서 분철광석의 경우 분철광석의 입도가 과도하게 작을경우에는 소결광을 제조하기 어렵기 때문에 소결광을 제조할 때 분광석 최소 0.125mm 이하의 입도가 20％이하로 유지되어져야 하는 입도규격제한 범위가 발생하게 된다.

최근에는 정립광을 생산하기 위한 괴광석 생산수급 및 소결광을 생산하기 위한 분광석의 수급현황이 점진적으로 줄어들고 있어 부득이하게 소결광을 제조할수 없는 극미분광의 발생이 늘어나고 극 미분광을 원료로 하는 펠렛광석(PELLET ORE) 사용비가 점진적으로 증가되어질수 밖에 없는 실정이다.

따라서, 펠렛광석의 사용량이 증가하면 할수록 펠렛광석의 입도형태 특성상 펠렛광석은 구의형태를 보이고 있기 때문에 고로에 장입시에 고로 안쪽으로 굴러들어가서 유입되어 지는 현상이 증가할 수밖에 없는 상황이 자주발생한다.

이는, 펠렛광석이 노중심으로 유입되면 고로 내측으로 흐르는 중심가스(2-1)가 억제되어 고로 내부로 흐르는 가스가 벽측으로 흐르게 되고, 주변가스가 증가되 어 고로 노체 벽면의 연와손상이 가속화되어 고로 장수명화에 많은 악영향을 미치게할 뿐만 아니라 노내가스를 효율적으로 이용할 수 없어 고로 조업시 연료비 상승과 풍압상승에 의한 풍량확보 불가로 생산성 저하 등을 초래하게 된다.

또한, 펠렛광석의 경우에는 용선을 생산한 후 부가적으로 발생한 슬래그중에 석회석 성분인 CaO와 규석성분인 SiO₂ 성분의 구성비인 염기도가 0.5~1.0％를 유지하고 있기 때문에 펠렛광석이 안쪽으로 지나치게 유입량이 많아지면 고로 내부 슬래그의 염기도 저하에 의한 용융물의 유동성 저하와 함께 통액성이 함께 나빠지는 문제점을 나타내게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 펠렛광석의 사용량 증가시에 고로 중심부로 펠렛광석 유입량 증가에 따른 중심가스의 억제와 함께 주변가스의 증가로 노체열부하 증가 및 그에 따른 노체 연와마모, 통기성 악화 및 통기 장애, 펠렛광석이 국부적으로 증가함에 따른 국부적인 염기도 저하로 인한 용융물의 통액성 불량 등의 문제점 해결하여 고로의 수명을 연장할 수 있도록 한 고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은 대립소결광 저장조중 1조, 4조, 6조, 8조에는 펠렛광석이 지정 입조되도록 하고, 나머지 저장조인 2조, 3조, 5조, 7조에는 소결광석이 지정 입조되도록 하는 단계와; 상기 입조된 펠렛광석과 소결광을 입도별로 분급 및 평량하여 입도 10~30mm까지의 대립펠렛광석을 포함한 대립소결광은 대립소결광 중계조 1측에 저장하고, 나머지 대립소결광은 대립광석 중계조 2측에 각각 저장하는 단계와: 상기 단계에서 대립으로 분급된 펠렛광석 및 소결광을 제외한 입도 10mm 이하의 소립펠렛광석과 소립소결광은 소립소결광 저장조로 보낸 후 그 하부의 입도분급기에서 다시 입도별로 분급하는 단계와; 소립펠렛광석은 노벽측으로 소립소결광과 함께 장입되게 하여 고로 내부로 장입후 융점의 차이로 펠렛광석이 용융시에 소결광과 펠렛광석의 엉킴현상으로 인한 통기장애 요인을 제거하는 단계와; 상기 단계와 유사하게 대립광석을 고로 내에 장입시 우선적으로 펠렛광석이 벽측으로 장입되게 하여 고로 안쪽으로 펠렛광석이 유입되지 않토록 하고 반경방향으로 골고루 분포할 수 있도록 하여 통액성 불량을 방지하는 단계로 이루어진 고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 장입방법을 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 펠렛(PELLET)광석의 입도별 장입을 위해 부원료 저장조(20-A~H)중 1개조를 지정하여 저장하고 분급 과정없이 골내부로 장입되던 펠렛광석을 그 사용량이 15% 이상 증가함에 따라 소결광석의 저장조 중에서 소결광과 함께 평량이 용이하도록 원료공장으로부터 소결광저장조 1조(20-1), 4조(20-4), 6조(20-6), 8조(20-8)에 지정입조시켜 대기토록 한다.

즉, 펠렛광석 사용을 위해 기존에 사용하던 소경광저장조 4개를 펠렛광석만 을 전용 입조시킬 수 있도록 지정하여 입조하게 된다.

상기 4개의 저장조 1조, 4조, 6조, 8조로 입조된 펠렛광석은 저장조 하단에 설치된 입도선별기(1-1B,1E,1F,1I)에서 분급되어 입도 10~30mm와, 10mm 이하의 두 종류로 분류되고, 소결광저장조 2조, 3조, 5조, 7조(20-2,3,5,8)에 저장된 나머지 소결광도 각 저장조 하단에 설치된 입도선별기(1-1C,1D,1G,1H)에서 분급되어 입도 10~30mm와, 10mm 이하의 두 종류로 각각 분류되며 입도 10~30mm 까지의 대립펠렛광석(1-5A)과 입도 10~30mm 까지의 대립소결광(1-5B)은 대립광석저장조 1측(1-5)과 2측(1-6)에 저장된다.

이때, 대립광석 중계조 1측(1-5) 하단에는 대립펠렛광석(1-5A)이 위치하도록 하고, 대립광석 중계조 2측(1-6)에는 펠렛광석이 섞이지 않은 대립소결광(1-5B)이 저장되도록 하여 대립광석의 장입순서가 되면 대립광석 중계조에서 광석을 불출하여 각각 장입벨트(1-10)를 타고 첫번째로 불출 되어진 대립광석 중계조 1측(1-5)의 펠렛광석(1-5A)이 장입벨트(1-10)의 상단에 우선 불출되도록 하여 노정호퍼(1-12, 1-13) 둘 중의 하나에 입조되면서 대립펠렛광석(1-5A)은 노정호퍼(1-12) 맨하단에 먼저 위치하게 된다.

다음에, 두번째로 불출되어진 대립소결광(1-5B)은 노정호퍼(1-12) 하부의 대립펠렛광석(1-5A)의 상단에 위치되어져 노정호퍼(1-12)에서 균압과정을 거쳐 고로 내부로 장입된다.

대립펠렛광석(1-5A)의 경우 고로에 장입시 노정호퍼 맨 하단부에 위치하고 있기 때문에 처음 장입되어지는 위치가 노벽측으로 장입되도록 구성하여 광석장입 시 펠렛광석이 벽측으로 유도되게 된다.

또한, 분급된 10mm 이하의 소립펠렛광석(1-23)과 소립소결광(1-8)은 소립소결광저장조(1-9)에 구분저장 되었다가 그 하부의 입도분급기(1-9B)에서 다시 입도별로 분급된다. 여기서, 5~10mm의 소립펠렛광석(1-23)과 소립소결광(1-8)은 소립소결광 중계조(1-7)에서의 평량요구량 만큼 배출하게 되며, 이때 소립펠렛광석(1-23)과 소립소결광(1-8)은 혼합된 상태로 소립소결광 중계조(1-7)로 보내져 고로 내부로 장입되게 된다.

이와 같은 방법으로 고로 내부로 장입된 장입물은 도 2의 우측 하단에 표시된 형태로 코크스층(3-4), 대립소결광층(3-3), 소립소결광층(3-2)으로 구분되어 각각의 층상을 유지하면서 강하되게 된다.

이때, 대립소결광층(3-3)의 벽측부에는 10~30mm까지의 대립펠렛광석(1-5A)이 포함되어 있고, 소립소결광층(3-2)에는 5~10mm까지의 소립펠렛광석(1-23)이 골고루 포함되어 있게 된다.

종래 소립소결광(1-8)만을 고로 벽측에 장입하게 되었을 경우 펠렛광석대비 염기도(펠렛광석의 염기도: 0.2~1.20, 소결광의 염기도: 1.7~1.8)차이에 따른 슬래그 융점이 상승되고, 광석 자체의 융점(펠렛광석: 1,100~1,200℃, 소결광: 1300℃전후)차이에 의해 소립소결광(1-8)의 사용비 증대시에는 고로 하부에서의 통기성 및 통액성 불량으로 인한 노체하부의 불활성화 경향이 있었으나, 본 발명에서는 소립펠렛광석(1-23)과 소립소결광(1-8)을 벽측에 혼합하여 장입하므로써 염기도 저하에 의한 슬래그의 융점 저하로 노체하부 불활성화현상에 대한 해소가 가능하게 되었다.

한편, 상기 소립펠렛광석(1-23)과 소립소결광(1-8)을 분급하는 과정에서 발생된 나머지 5mm이하의 분소결광석과 분펠렛광석은 소결공장으로 되돌려 보내지도록 함이 바람직한 바, 통상적으로 5~10％ 가량의 5mm 이하 분펠렛광석이 발생되어 고로 내부로 장입되던 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.

도 3은 용선온도 1370~1530℃ 및 슬래그중 Al₂O₃ 12 ~ 15％ 범위에서 각각의 염기도에 따른 점도를 나타낸 것으로 이를 참조하면, 각각의 성분에서 염기도가 1.21 전후의 범위에서 점도가 가장 낮게 유지되는 것을 확인할 수 있고, 또한 슬래그 염기도가 1이하 또는 1.3 이상에서는 점도가 급상승하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 상기에서 언급한 바와 같이 펠렛광석의 경우 염기도가 0.5~1.0％이고 소결광의 경우 염기도가 1.7~1.8을 보여주고 있기 때문에 각각의 성분이 단독으로 존재할 경우 점도가 급상승하여 슬래그의 유동성이 급격히 악화되어지는 결과를 보여준다.

본 발명의 장입방법에 따르면 도 4에 도시된 바와 같이, 펠렛광을 분할장입하기 전의 통기상태(7-1)를 보면 펠렛광의 사용비가 적음에도 불구하고 노내 통기성(K)이 높게 나타나는 현상을 알 수 있고, 분할장입 후의 노내 통기성(7-2) 변화를 보여주고 있는 경우를 보면 펠렛의 사용비가 증가하였으나 노내 통기성(K)은 펠렛분할 장입전에 비교하여 낮게 유지됨을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 펠렛광석 장입방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 펠렛광석을 다량(15%이상) 사용시에 고로 중심부로의 펠렛광석이 유입되는 것을 방지하고 중심가스의 억제에 따른 고로 통기성 악화방지 및 송풍량 확보를 통한 생산성 증대 및 조업의 안정성을 확보하는 장점을 제공한다.

둘째, 펠렛광석의 입도별 분급을 통한 고로 내부로의 분광석 유입방지를 통해 고로 내부의 통기성 개선과 더블어 주변가스의 효율적인 제어를 동시에 유지할수 있게 되는 장점이 있다.

세째, 고로 펠렛광석의 중심부 유입방지를 통해 펠렛광석의 반경방향에서의 분포 균일화 및 펠렛광석과 소결광의 용융특성 차이에 의한 엉킴을 방지하여 통기성 개선효과와 함께 반경방향에서의 염기도를 균일화시키는 장점이 있다.

네째, 용선의 통액성과 슬래그 통액성을 개선하여 국부적인 통액성 불량에 따른 출선재 배출 불량을 방지하는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 대립소결광 저장조중 1조(20-1), 4조(20-4), 6조(20-6), 8조(20-8)에는 펠렛광석이 지정 입조되도록 하고, 나머지 저장조인 2조(20-2), 3조(20-3), 5조(20-5), 7조(20-7)에는 소결광석이 지정 입조되도록 하는 단계와;

   상기 입조된 펠렛광석과 소결광을 입도별로 분급 및 평량하여 입도 10~30mm까지의 대립펠렛광석(1-5A)을 포함한 대립소결광(1-5B)은 대립소결광 중계조 1측(1-5)에 저장하고, 나머지 대립소결광은 대립광석 중계조 2측(1-6)에 각각 저장하는 단계와:

   상기 저장하는 단계에서 대립으로 분급된 펠렛광석 및 소결광을 제외한 입도 10mm 이하의 소립펠렛광석(1-23)과 소립소결광(1-8)은 소립소결광 저장조(1-9)로 보낸 후 그 하부의 입도분급기(1-9B)에서 다시 입도별로 분급하는 단계와;

   소립펠렛광석(1-23)은 노벽측으로 소립소결광(1-8)과 함께 장입되게 하여 고로 내부로 장입후 융점의 차이로 펠렛광석이 용융시에 소결광과 펠렛광석의 엉킴현상으로 인한 통기장애 요인을 제거하는 단계와;

   대립광석을 고로 내에 장입시 우선적으로 펠렛광석이 벽측으로 장입되게 하여 고로 안쪽으로 펠렛광석이 유입되지 않토록 하고 반경방향으로 골고루 분포할 수 있도록 하여 통액성 불량을 방지하는 단계로 이루어진 고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 입도분급기(1-9B)에서 재분급될 때 입도 5~10mm 크기의 펠렛광석 및 소결광은 소립소결광 중계조(1-7)로 보내도록 하고, 나머지 5mm 이하의 분펠렛광석 및 분소결광은 소결공장으로 리턴시키도록 하는 것을 특징으로 하는 고로내 통기성 및 통액성 개선을 위한 펠렛광석 장입방법.

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