KR100774220B1

KR100774220B1 - 고로 슬러그용 냉각장치

Info

Publication number: KR100774220B1
Application number: KR1020060059800A
Authority: KR
Inventors: 우종인
Original assignee: 범우이엔지 주식회사
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2007-11-13

Abstract

본 발명은 고로(용광로)의 쇳물에서 분리된 부산물인 슬러그를 수재로 생성하기 위해서 수냉시킬 때 발생하는 오염수증기의 유해물질 포집율이 높아 환경오염감소와 냉각장치를 비롯한 주변 기기의 조기 부식억제에 이롭고, 냉각수의 오염방지에도 기여하여 수처리작업이 불필요하고 수질개선비용도 절감되는 고로 슬러그용 냉각장치를 제공하기 위한 것으로서, 고온을 간직한 채 교반조로 투입되는 슬러그에 물을 뿌려 냉각하면서 교반하는 과정에서 발생하는 오염수증기를 교반조 상부의 냉각탑에서 응집수와 유해물질을 포집하고 나머지 수증기를 대기 중으로 배출하도록 된 고로 슬러그용 냉각장치에 있어서, 냉각탑에 냉각수가 순환하면서 열교환이 이뤄지고 냉각수가 오염수증기와 접촉하지 않는 코일형 열교환기를 설치하여 냉각탑 내에서 수증기의 증량요인이 배제된 가운데 응집율과 포집율을 극대화하여 대기 중으로 방출되는 유해물질을 획기적으로 줄이고, 오염수증기로 인한 냉각수의 오염도 전무하게 한 고로 슬러그용 냉각장치를 특징으로 한다.

고로용 슬러그 냉각장치, 수증기 응축장치, 열교환기.

Description

고로 슬러그용 냉각장치{A COOLING SYSTEM FOR FURNACE SIAG}

도 1은 종래의 슬러그 수재처리설비시스템의 계통도

도 2는 본 발명 일실시예에 의한 고로 슬러그용 냉각장치의 단면도

도 3은 열교환기의 사시도

도 4은 다른 실시예에 의한 고로 슬러그용 냉각장치의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 교반조 5: 냉각탑

6: 열교환기 61: 코일관

62: 지지판

본 발명은 고로(용광로) 슬러그용 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 고로의 쇳물에서 분리된 부산물인 슬러그를 수재(SLAG SAND)설비에서 수냉시킬 때 발생하는 오염수증기를 효과적으로 응축시켜 유해물질 포집율을 개선하여 환경오염 감소와 냉각장치를 비롯한 주변 기기의 조기 부식억제에 유효하고, 냉각수의 오염방지에 따른 수처리작업의 배제 및 수질개선비용의 경감을 도모하기 위한 고로 슬러그용 냉각장치에 관한 것이다.

고로가 설치된 제철소에서는 선철을 생산할 때 쇳물에서 분리되어 부산물로 나오는 고온의 슬러그를 파쇄시켜 수재 및 괘재를 생산한다. 수재는 용광로에서 배출되는 고온의 슬러그를 수재처리설비로 유입시켜 고압의 냉각수로 급냉 파쇄시켜 모래화 한 것으로, 시멘트로 사용되기도 하고 도로포장재로도 사용하기도 한다.

슬러그의 수재화 생산과정은 용광로에서 배출되는 쇳물로부터 분리된 고온의 슬러그를 냉각시키기 위해서 수재처리설비에 수냉식 냉각장치를 설치해 운용한다.

슬러그 냉각장치는 도1과 같이 교반조(1)의 취재상(3)으로 투입되는 고온의 슬러그에 냉각수를 뿌려 1차 냉각하고, 다시 교반조(1)로 투입된 슬러그와 물이 섞여 폭발성 교반반응이 일어날 때 발생하는 수증기는 교반조 상부에 설치된 스프레이식 살수노즐(10)의 냉각수로 냉각시켜 응집수를 포집하고 나머지 수증기는 대기 중으로 방출되는 것이며, 사용된 물은 펌프(12)에 의해서 강제 순환되어 수조(11)에서 냉각되어 다시 살수노즐(10)로 공급되는 것이다.

수재처리설비의 슬러그 냉각장치는 살수노즐의 개체수와 배치방법에 따라 1단형, 종2단형, 횡2단형 등이 있는 데, 이러한 스프레이식 살수방식으로는 수증기에 포함된 H2S(황화수소), SO2(산화황),등의 유해가스가 완벽하게 포집되지 않은 상태로 대기로 방출되기 때문에 환경오염문제를 야기하고, 살수 노즐과 응집수통을 비롯하여 냉각장치 주변의 다른 설비에도 악영향을 끼쳐 조기부식을 초래하기도 한 다.

또, 냉각타워의 살수노즐에서 분사된 냉각수가 냉각탑에 체류하는 시간이 극히 짧기 때문에 냉각효과도 낮고, 내부 구조상 살수노즐과 응집수통 등의 교체 및 유지보수도 불편한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 고로 슬러그를 수냉시킬 때 발생하는 오염수증기의 유해물질 포집율이 높아 에너지절감 및 환경오염감소와 냉각장치를 비롯한 주변 기기의 조기 부식억제에 이롭고, 냉각수의 오염방지에도 기여하여 수처리작업이 불필요하고 수질개선비용도 절감되는 고로 슬러그용 냉각장치를 제공하는 것이다.

이 과제는, 고온을 간직한 채 교반조로 투입되는 슬러그에 물을 뿌려냉각하면서 교반하는 과정에서 발생하는 수증기에 교반조 상부에 배치된 냉각탑에서 응집수와 유해물질을 포집하고 나머지 수증기를 대기 중으로 방출하도록 된 고로 슬러그용 냉각장치에 있어서, 냉각탑에 냉각수가 순환하면서 열교환이 이뤄지고 냉각수가 오염수증기와 접촉하지 않는 코일형 열교환기를 설치하여 냉각탑내에서의 수증기 증량요인이 배제된 가운데 응집율과 포집율을 극대화하여 대기 중으로 방출되는 유해물질을 획기적으로 줄이고, 오염수증기로 인한 냉각수의 오염도 전무하도록 구성한 고로 슬러그용 냉각장치로 달성할 수 있다.

나아가, 상기 열교환기를 탈착식으로 구성하여 제작성, 조립성, 유지보수성도 함께 개선되는 고로 슬러그용 냉각장치도 제공된다.

본 발명은 도2와 같이, 고로에서 슬러그가 유입되는 슬러그 투입구(2)와, 그 하부에 설치되고 스프레이 살수장치가 내장된 취재상(3)과, 교반조에서 처리된 수재를 배출하기 위한 수재상(4)이 구비된 교반조(1)와, 교반조위에 응집수통(7)이 내장된 냉각탑(5)이 설치되어 이루는 수재처리설비에 있어서, 냉각탑(5)에는 상하로 일정한 간격을 두고 복수의 열교환기(6)가 설치되어 있고, 최하층 열교환기의 하방에는 응집수통(7)이 설치되어 있다.

도 3과 함께 설명하면, 열교환기(6)는 냉각탑(5)에 부착하거나 분리할 수 있도록 구성한 탈착형으로서 코일관(61)을 모태로 하고, 냉각탑(5)에 보울트 등의 체결수단으로 부착되는 지지판(62)을 관통한 일단은 냉각수가 들어가는 입구(63)로 하고, 타단은 열교환으로 수온이 높아진 냉각수가 빠져나가는 출구(64)로 한다. 모든 열교환기(6)는 냉각탑(5)이 원통형인 경우에는 방사상으로 배치하고 광폭 각관형의 경우에는 좌우로 일정한 간격을 두고 배치하는 것을 원칙으로 하며, 냉각탑(5) 내에서 코일관(61)의 내측단이 상대편 열교환기의 내측단에 근접하도록 배치할 수 있는 규모로 제작하여 오염수증기가 무단 통과할 수 있는 여지를 되도록 줄이는 것이 유해물질을 포집하는 데 효과적이다.

삭제

열교환기(6)가 탈착형으로 구성됨에 따라 냉각탑(5)의 주벽에 코일관(61)이 출입하기 적합한 크기의 출입공을 갖는 것은 당연하다.

응집수통(7)에는 냉각탑(5) 밖으로 응집수를 인출하기 위한 응결수 배수관(8)이 부착되어 있다.

통상과 마찬가지로 교반조(1)의 슬러그 투입구(2)로 고로에서 배출되는 고온의 슬러그를 투입하면서 취재상(3)으로 물을 공급하여 교반한다. 고온의 슬러그가 물과 섞이면서 수증기가 발생한다. 그 수증기는 슬러그의 유해물질이 물과 반응하여 발생하는 H2S(황화수소) 와 SO2(산화황) 등의 유해가스가 함유된 오염수증기다.

오염수증기는 냉각탑(5)으로 상승하다가 이미 냉각수가 순환되고 있는 열교환기(6)에 접촉되면서 열교환이 이루어진다. 냉각수는 지하수, 해수, 맑은 하천수 등이다. 습기는 열교환기(6) 표면에 물방울로 맺히고 유해물질도 함께 포집된다. 유해물질과 응결수는 응결수통(7)으로 유입되었다가 필요한 때 배수관(8)으로 배수시킨다.

열교환기(6)는 살수노즐에서 살수되는 냉각수의 물방울을 합친 것보다도 표면적이 훨씬 넓고, 오염수증기는 이 같은 열교환기(6)의 표면에 접촉될 뿐 그 속을 흐르는 냉각수와는 접촉되지 않는다. 오염수증기를 냉각할 때 냉각수가 섞임에 따라 수증기가 늘고 늘어난 수증기만큼 유해물질이 섞여 나갈 개연성도 높았던 종래의 살수형 슬러그 냉각장치에 비하면 수증기량이 적고 응집율은 높아 유해물질이 포집될 가능성이 상대적으로 높아진다. 그래서 유해물질이 획기적으로 감소된 맑은 수증기를 대기 중으로 확산 배출시킬 수 있게 되는 것이다.

또, 열교환기(6)는 외부에서 냉각탑(5)에 탈착이 가능하므로 제작, 설치, 유지보수 등 모든 면에서 살수노즐보다 유리하다.

도 4는 코일관(61)이 냉각탑(5)의 중심을 바라보고 상향 경사지게 설치한 경우를 예시한 것이다. 이는 코일관(61)을 순환하는 냉각수와의 열교환으로 코일관(61)의 표면에 응축되는 응집수가 그 표면을 타고 자연스레 냉각탑(5)의 내면쪽으로 흘러내려서 응집수통(7)에 더 많이 모이게 할 때 고려할 사항이다.

본 발명에 사용되는 열교환기는 코일식에 한정하는 것이 아니라 핀을 이용하는 열교환기나 기타 다른 구조의 열교환기를 이용할 수 있으며, 이 경우 각각의 구조에 따른 열교환 효과에서는 약간의 차이가 있을 수 있으나, 종래의 살수노즐을 이용하는 스프레이 방식에 비해서는 월등한 열교환 효과가 있어 채용이 가능한 것이다.

어느 실시예이든 교반조(1) 내부에서 수처리된 수재는 필요한 때 수재상(4)으로 인출하여 콤베어벨트 등과 같은 이송수단으로 이송한다.

이상 설명한대로 냉각탑에 오염수증기에 접촉되지 않는 냉각수가 순환하면서 교반조에서 상승하는 오염수증기를 냉각시키는 열교환기를 장착한 것을 골자로 하는 본 발명은 냉각탑 내에서 오염수증기가 냉각수에 접촉되지 않아 수증기가 늘어나지 않는 가운데 열교환기에 의해 효과적으로 열교환되므로 응집율이 높고 유해물질의 포집도 덩달아 높아져 한결 맑은 수증기를 대기 중으로 확산시킬 수 있고, 수증기를 효과적으로 응축시켜 소량만 방출될 수 있으며, 그 결과 환경오염문제를 야기하지도 않고, 오염수증기로 인한 주변 기기의 부식이 방지되어 설비의 수명이 연장될 수 있다.

또, 열교환기를 순환하는 냉각수도 오염수증기에 접촉하지 않으므로 오염될 개연성이 없는 만큼 냉각수의 수질개선노력도 생략되고 그 비용도 아낄 수 있으며, 오염물질 제거 약품의 사용이 불필요하다.

Claims

고로에서 쇳물과 분리되어 투입되는 슬러그의 투입구(2)와 취재상(3) 과, 처리된 수재를 배출하기 위한 수재상(4)이 구비된 교반조(1) 위에 응집수통(7)을 가진 냉각탑(5)이 설치되고 냉각탑(5) 내부에 일정한 간격을 두고 복수의 열교환기(6)를 설치하는 수재처리설비에 있어서, 후단부에 보울트 등의 체결수단으로 냉각탑(5)에 부착되는 지지판(62)을 가지며, 상기 지지판(62)을 관통한 일단은 냉각수용 입구(63)로 하고 타단은 열교환에 따라 수온이 높아진 냉각수 배출용 출구(64)로 형성한 복수의 코일형 열교환기(6)를 냉각탑(5)에 외부 탈착식으로 설치한것을 특징으로 한 고로 슬러그용 냉각장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열교환기(6)는 코일관(61)의 내측단이 냉각탑(5)의 향심방향으로 경사지게 설치한 것을 특징으로 한 고로 슬러그용 냉각장치.