KR100815701B1 - Method for forecasting sharp drop of pressure of melter-gasifier and method for controlling the pressure in ironmaking process using non-coking and fine ore - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정중 특히 배가스 체계를 중심으로 도시한 공정도1 is a process diagram mainly showing the exhaust gas system of the molten iron manufacturing process using the coal and powdered iron ore according to the present invention
도 2는 용융로내 압력을 공정 가동 기간으로 나타낸 그래프2 is a graph showing the pressure in the furnace as a process run
도 3은 용융로 압력 급감과 버퍼탱크의 압력 급감의 상관 관계를 나타낸 그래프 3 is a graph showing the correlation between the pressure drop in the melting furnace and the pressure drop in the buffer tank
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10.... 배가스 회수라인 20.... 가스저장탱크(버퍼탱크)10 .... exhaust
110.... 유동로 120.... 환원로110 .... Flow
140.... 용융로 G1,G2,G3,G4.... 가스 순환 라인140 .... Melting Furnace G1, G2, G3, G4 .... Gas Circulation Line
Ge1,Ge2.... 배가스 라인 Ge1, Ge2 .... exhaust gas line
본 발명은 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에서 용융로의 압력이 급감되는 것을 예측하는 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측 방법 및 용융로 압력 제어방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 용융로 압력 급감을 배가스 회수탱크의 압력 급감으로 예측하고, 회수탱크의 압력이 급감하면 환원로로 공급되는 가스(환원가스) 공급량을 조절하여 용융로 압력 운영을 항상 안정적으로 구현하도록 한 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측방법과 용융로 압력 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a melting furnace pressure drop prediction method and a melting furnace pressure control method of the molten iron manufacturing process to predict that the pressure of the melting furnace drops sharply in the molten iron manufacturing process using ordinary coal and fine iron ore, the exhaust gas recovery in more detail In the process of manufacturing molten iron using ordinary coal and ferrous iron ore, which predicts the pressure drop in the tank, and when the pressure in the recovery tank decreases, the gas (reduced gas) supplied to the reduction furnace is controlled to ensure stable operation of the furnace pressure. The present invention relates to a melting furnace pressure drop prediction method and a melting furnace pressure control method.
알려진 용철제조공법중 대표적인 고로공법은, 코크스 제조설비 등의 원료 예비 처리설비가 필요하고, 이와 같은 부대 설비의 구축에 막대한 비용이 들어가는 문제가 있다.A typical blast furnace method among known molten iron manufacturing methods requires a raw material preliminary treatment facility such as a coke production facility, and there is a problem that a huge cost is required for the construction of such ancillary facilities.
또한, 이와 같은 고로공법은 코크스 제조설비의 가동시 발생되는 환경오염물질의 처리를 위한 환경오염 방지설비에도 막대한 비용이 들어간다.In addition, such a blast furnace method is a huge cost to the environmental pollution prevention equipment for the treatment of environmental pollutants generated during the operation of the coke production equipment.
따라서, 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하며, 철원으로서는 전세계 광석생산량의 80% 이상을 점유하고 있는 분철광석을 직접 사용하여 용철을 제조하는 일반탄 및 분철광석을 사용하는 용철제조공정은 알려져 있는데, 대표적인 것으로 파이넥스(FINEX) 공정 등이 알려져 있다.Therefore, a process for manufacturing molten iron using plain coal and iron ore, which directly uses molten iron as a fuel and a reducing agent and directly uses molten iron ore, which accounts for more than 80% of the world's ore production, is used as an iron source. For example, FINEX process is known.
예컨데, 파이넥스 공정의 주요 설비로 다단의 유동로와 환원로로 이루어 진 유동 환원로와 석탄충진층이 형성되어 있는 용융로로 구성된다. For example, the main equipment of the FINEX process consists of a flow reduction furnace consisting of multiple stages and a reduction furnace, and a melting furnace in which a coal filling layer is formed.
따라서, 최상단의 반응기(유동로)에 장입되는 상온의 광석은 다단 유동로들과 환원로를 거치면서 용용로로부터 공급되는 고온의 환원가스와 접촉함으로서 승온및 90% 이상의 환원이 이루어진 고온의 환원분광으로 전환됨과 동시에, 상기와 같이 환원된 분광은 석탄층진층이 형성되어 있는 용융로에 연속적으로 장입되어 그 내부의 석탄층진층에서 용융됨으로서, 용선으로 전환되어 용융로에서 배출된다.Therefore, the ore at room temperature charged in the uppermost reactor (flow furnace) is heated at high temperatures and reduced at least 90% by contacting the hot reducing gas supplied from the furnace through the multistage flow furnaces and the reduction furnace. At the same time, the reduced spectroscopy is charged into the molten furnace in which the coal bed is formed and melted in the coal bed therein, thereby being converted to molten iron and discharged from the furnace.
또한, 상기 용융로에는 로상부에서 괴상의 일반탄이 연속적으로 공급되어 로내부에 일정한 높이의 석탄충진층을 형성하게 되며, 상기 충진층내로 상기 충진층 외벽 하단에 형성되어 있는 복수개의 풍구를 통해 산소가 취입되어 충진층내 석탄이 연소되고 연소가스가 충진층을 상승하면서 고온의 환원기류로 전환되어 유동로와 환원로에 순환 공급된다. In addition, the smelting furnace is continuously supplied with the bulk of coal from the upper part of the furnace to form a coal filling layer of a certain height in the furnace, oxygen through a plurality of air holes formed in the bottom of the outer wall of the filling layer into the filling layer. Coal is charged and the coal in the packed bed is burned and the combustion gas is converted into a high temperature reducing air stream as it rises up the packed bed and circulated and supplied to the flow path and the reducing furnace.
그런데, 이와 같은 용융로에서 발생되어 유동로와 환원로로 공급되는 고온의 환원가스는 일반탄의 연소 및 가스화에 의해 생성되고, 그 생성량은 원료석탄의 성상 및 조업이상에 따라 상당히 변동된다.However, the high temperature reducing gas generated in such a melting furnace and supplied to the flow furnace and the reducing furnace is generated by combustion and gasification of ordinary coal, and the amount of generation varies considerably depending on the properties and operation abnormalities of the raw coal.
예를 들어, 용융로 조업에 따라 상기 고온 환원 가스량의 변동폭은 심한 경우에는 평균 가스 생성량의 20 ~ 50% 정도에 이르며 이러한 극심한 가스변동이 상당히 짧은 시간내에 발생될 수 있다.For example, depending on the operation of the furnace, the fluctuation amount of the hot reducing gas amount is about 20 to 50% of the average gas production amount in severe cases, and such extreme gas fluctuation may occur in a considerably short time.
결국, 가스유량의 변동은 유동로, 환원로 및 용융로로 순환 공급되는 고온의 환원 가스량의 급격한 증가나 감소현상으로 이어 지고, 이와 같은 가스 유량의 급속한 변화 특히, 가스 유량의 급감은 유동로나 환원로내의 광석 유동층을 붕괴시키는 유동층 붕괴로 발전될 수 있다.As a result, the fluctuation of the gas flow rate leads to a sudden increase or decrease in the amount of hot reducing gas circulated and supplied to the flow furnace, the reduction furnace and the melting furnace, and such a rapid change in the gas flow rate, in particular, the sudden decrease in the gas flow rate is caused by the flow furnace or the reduction furnace. It can be developed into a fluidized bed collapse that disrupts the ore fluidized bed within.
또한, 용융로의 내부 압력이 일정하게 유지하는 역활을 하는 가스 순환량이나 압력 급감은 용융로의 조업을 불안정하게 하는 조업상 상당한 문제를 야기시키게 된다.In addition, the amount of gas circulating or the pressure drop, which plays a role of keeping the internal pressure of the melting furnace constant, causes a considerable problem in operation which makes the operation of the melting furnace unstable.
그런데, 이와 같은 용융로의 압력 급감을 미리 예측하는 것은 쉽지 않다.However, it is not easy to predict in advance the pressure drop of such a melting furnace.
예를 들어, 용융로의 내부 압력을 도 2와 같이 수치적으로 파악할 수는 있지만, 용융로의 내부 압력이 언제 급감할 지를 예측하는 것은 쉽지 않고, 이와 같은 용융로 압력 예측 방법이 제안된 바는 없는 것이다.For example, although the internal pressure of the melting furnace can be grasped numerically as shown in FIG. 2, it is not easy to predict when the internal pressure of the melting furnace will drop, and such a melting pressure prediction method has not been proposed.
더욱이, 용융로 압력 급감을 예측하고, 이를 토대로 용융로 내부 압력을 제어하는 방법이 제안된 바도 없는 것이다.Moreover, no method of predicting the pressure drop in the furnace and controlling the pressure inside the furnace has been proposed.
이에 따라서, 본 발명의 출원인은 용융로 내부 압력의 변화가 배가스 배출량의 급격한 변동과 연관이 있음을 인지하고, 배가스를 회수하는 탱크의 압력 현상을 파악하여 용융로의 내부 압력 급감을 예측하는 방법과 이를 토대로 용융로 압력을 제어하는 방법을 제안하게 된 것이다.Accordingly, the Applicant of the present invention recognizes that the change in the internal pressure of the furnace is related to the rapid fluctuation of the exhaust gas discharge, and grasps the pressure phenomenon of the tank for recovering the exhaust gas and predicts the internal pressure drop of the melting furnace based on the method. It was proposed a method of controlling the furnace pressure.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적 측면은, 용융로에서 배출되는 배가스의 회수를 위한 가스저장탱크의 압력 급감을 인지하여 용융로의 압력 급감을 예측 가능하게 하는 일반탄 및 분철광석을 사용하는 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in order to improve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to recognize the pressure drop of the gas storage tank for the recovery of the exhaust gas discharged from the melting furnace to predict the pressure drop of the melting furnace and The present invention provides a method for predicting the pressure drop of a melting furnace in a molten iron manufacturing process using iron ore.
또한, 본 발명의 다른 목적 측면은 용융로 압력 급감을 예측하고, 이를 바탕으로 용융로의 압력이 급감되기 전에 용융로 압력에 영향을 미치는 환원로로 공급되는 가스(환원가스) 공급유량을 조절하여 용융로 압력 제어와 로 운영을 안정적으로 구현하도록 한 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 제어방법을 제공하는 데에 있다.In addition, another object of the present invention is to predict the pressure drop of the melting furnace, and based on this control the pressure of the gas (reduction gas) supplied to the reduction furnace affecting the pressure of the furnace before the pressure of the melting furnace is reduced by controlling the furnace pressure The purpose of the present invention is to provide a melting furnace pressure control method for molten iron manufacturing process using ordinary coal and ferrous iron ore to ensure stable operation of the furnace.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면의 일 실시예로서 본 발명은, 유동로, 환원로 및 용융로를 포함하여 일반탄 및 분철광석을 이용 용철을 제조하는 용철제조공정에 있어서, 상기 용융로에서 발생되는 배가스를 회수 저장하는 가스저장탱크의 내부 압력을 실시간 측정하는 단계; 및,
상기 실시간 측정되는 가스저장탱크의 내부 압력 급감시 상기 용융로의 내부 압력 급감을 예측하는 단계;
를 포함하여 구성된 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측 방법을 제공한다.As an embodiment of the technical aspect to achieve the above object, the present invention, in the molten iron manufacturing process for producing molten iron using ordinary coal and fine iron ore, including a flow furnace, a reducing furnace and a melting furnace, Real-time measurement of the internal pressure of the gas storage tank for recovering and storing the exhaust gas generated from the gas; And,
Predicting the internal pressure drop of the melting furnace when the internal pressure drop of the gas storage tank is measured in real time;
It provides a method for predicting the pressure drop of the melting furnace of the molten iron manufacturing process using a coal and fine iron ore composed.
또는, 기술적인 일 측면의 다른 실시예로서 본 발명은, 유동로, 환원로 및 용융로를 포함하여 일반탄 및 분철광석을 이용 용철을 제조하는 용철제조공정에 있어서, 상기 용융로에서 발생되는 배가스를 회수 저장하는 가스저장탱크의 내부 압력을 실시간 측정하는 단계; 및,
상기 실시간 측정되는 가스저장탱크의 내부 압력이 설정압력 이하로 내려가면 상기 용융로의 내부 압력 급감을 예측하는 단계;
를 포함하여 구성된 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측 방법을 제공한다. Alternatively, the present invention as another embodiment of the technical aspect, in the molten iron manufacturing process for producing molten iron using a coal and fine iron ore, including a flow furnace, a reducing furnace and a melting furnace, recovering the exhaust gas generated in the melting furnace Measuring the internal pressure of the gas storage tank to be stored in real time; And,
Predicting the internal pressure drop of the melting furnace when the internal pressure of the gas storage tank to be measured in real time falls below a set pressure;
It provides a method for predicting the pressure drop of the melting furnace of the molten iron manufacturing process using a coal and fine iron ore composed.
한편, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 유동로, 환원로 및 용융로를 포함하여 일반탄 및 분철광석을 이용 용철을 제조하는 용철제조공정에 있어서, 상기 용융로에서 발생되는 배가스를 회수 저장하는 가스저장탱크의 내부 압력을 실시간 측정하는 단계;
상기 실시간 측정되는 가스저장탱크의 내부 압력이 설정압력 이하로 내려가면 상기 용융로의 내부압력 급감을 예측하는 단계; 및,
상기 용융로의 내부압력 급감 예측시 상기 용융로와 환원로 중 어느 하나 또는 이들 모두에 공급되는 환원가스량을 조정하여 상기 용융로의 내부 압력을 제어하는 단계;
를 포함하여 구성된 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 제어 방법을 제공한다.On the other hand, as another technical aspect of the present invention, in the molten iron manufacturing process for manufacturing molten iron using ordinary coal and fine iron ore, including a flow furnace, a reduction furnace and a melting furnace, gas storage for recovering and storing the exhaust gas generated in the melting furnace Measuring the internal pressure of the tank in real time;
Predicting the internal pressure drop of the melting furnace when the internal pressure of the gas storage tank to be measured in real time falls below a set pressure; And,
Controlling the internal pressure of the melting furnace by adjusting the amount of reducing gas supplied to any one or both of the melting furnace and the reducing furnace when the internal pressure drop of the melting furnace is predicted;
It provides a melting furnace pressure control method of the molten iron manufacturing process using a coal and powdered iron ore configured to include.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
다만, 이하의 도면에서 용철제조설비는 100단위의 도면부호로 나타내고, 배가스 순환 체계와 관련된 설비는 10 단위의 도면부호로 나타내며, 가스 순환이나 배가스라인은 첫자를 'G'로 하여 나타낸다.However, in the following drawings, the apparatus for manufacturing molten iron is indicated by the reference numeral of 100 units, the equipment related to the exhaust gas circulation system is indicated by the reference numeral of 10 units, and the gas circulation or the exhaust gas line is indicated by the first letter 'G'.
또한, 도 1에서는 일반탄 및 분철광석을 직접 사용하여 용철을 제조하는 대표적인 공정으로서 파이넥스(FINEX) 공정의 배가스 체계를 중점으로 도시하고 있다.In addition, FIG. 1 illustrates a flue gas system of a FINEX process as a representative process for manufacturing molten iron using direct coal and powdered iron ore.
다만, 본 발명의 용융로 압력 급감 예측 방법과 상기 압력 제어 방법에 대하여 설명하기 전에, 용융로의 압력 급감 예측과 연관이 되는 배가스 회수 체계에 대하여 살펴본다.However, before describing the melting pressure drop prediction method and the pressure control method of the present invention, the exhaust gas recovery system associated with the pressure drop prediction of the melting furnace will be described.
먼저, 도 1에서 도시한 바와 같이, 다단 유동로(110)와 환원로(120)의 유동환원로(130)및, 석탄충진층이 형성되어 있는 용융로(140)로 구성된 용철제조공정에서, 최상단의 반응기(유동로)에 연속적으로 장입되는 상온의 광석은 유동로(110)들과 환원로(120)를 차례로 거치면서 용용로(140)로부터 공급되는 고온의 환원가스와 접촉함으로서 승온 및 90% 이상의 환원이 이루어진 고온의 환원분광으로 전환됨과 동시에, 상기와 같이 환원된 분광은 석탄층진층이 형성되어 있는 용융로(140)내 연속적으로 장입되어 그 내부의 석탄층진층에서 용융됨으로서 용철로 제조된다.First, as shown in Figure 1, in the molten iron manufacturing process consisting of a
그리고, 용융로(140)에는 로상부에서 괴상의 일반탄이 연속적으로 공급되어 로내부에 일정한 높이의 석탄충진층을 형성하게 되며, 상기 충진층내로 상기 충진층 외벽 하단에 형성되어 있는 복수개의 풍구를 통해 산소가 취입되어 충진층내 석탄이 연소되고 연소가스가 충진층을 상승하면서 고온의 환원기류로 전환되어 유동로(110)와 환원로(120)에 공급되도록 용융로(140)에서 배출된다. In addition, the smelting
즉, 용융로(140)의 가스 배출관(142)에서 배출된 환원가스는 싸이클론(150)을 거쳐 각각의 용융로, 환원로 및 유동로측 가스순환라인(G1)(G2)(G3)('가스도관'이라고도 한다)을 통하여 각각의 로에 공급된다.That is, the reducing gas discharged from the
그런데, 상기 유동로(G2라인), 환원로(G1라인) 및 용융로(G3라인)로 공급되는 고온의 환원가스량은 앞에서 설명한 바와 같이, 단시간내에 급격한 변동이 발생된다.However, as described above, the amount of high-temperature reducing gas supplied to the flow furnace (G2 line), reduction furnace (G1 line), and melting furnace (G3 line) is rapidly changed in a short time.
따라서, 이와 같은 환원 가스량의 급격한 감소나 증가는 유동로(110)와 환원로(120)내의 광석 유동층을 일시적으로 붕괴시키거나, 용융로의 내부 압력을 일정하게 유지하는 것도 어렵게 하여 용융로의 조업을 불안정하게 하기 때문에, 환원가스의 회수를 통한 안정적인 유동층 확보나 용융로의 안정적인 가동을 유지하는 것이 필요하다.Therefore, such a rapid decrease or increase in the amount of reducing gas makes it difficult to temporarily collapse the ore fluidized beds in the
이때, 용융로(140)에서 배출되는 배가스(excess gas)중 일부를 압력제어밸브(154)을 통하여 용융로측 배가스라인(Ge1)으로 배출 되도록 하여, 환원로(120)와 유동로(110)로 순환되는 환원가스의 급속한 변동을 제어한다.At this time, a part of the exhaust gas discharged from the
즉, 압력이나 유량의 변동분을 용융로측 배가스라인(Ge1)으로 배출하면서, 일정한 유량과 압력만이 유동로(110)와 환원로(120)에 공급되도록 하는 것이다.That is, while discharging the change in pressure or flow rate to the furnace side exhaust gas line (Ge1), only a constant flow rate and pressure are supplied to the
그러나, 이경우에 실제 조업시 철광석을 환원시킬 환원가스가 안정적으로 공급되지 못하는 경우가 발생된다.However, in this case, there is a case that the reducing gas to reduce the iron ore in the actual operation is not supplied stably.
따라서, 도 1에서 도시한 바와 같이, 유동로(110)에서 배출되는 배가스중 일부를 유동로측 배가스라인(Ge2)에서 분기한 가스순환라인(G4)을 통하여 환원에 불필요한 CO2 를 CO2 제거기(166)에서 제거한 상태로 용융로 가스 배출관(142)에 순환 공급한다.Therefore, as shown in Figure 1, the unnecessary CO 2 in the reduction through the
그러나, 이를 통하여도 추가적인 가스 보충이 충분하지 않아 환원로나 유동로에 순환되는 환원가스량이 부족한 상태가 해소되지 않아, 용융로측 배가스라인(Ge1)의 배가스를 배출시키지 않고 회수하여 저장하였다가 필요시 사용하는 방법이 추가되었다. However, through this, additional gas supplementation is not sufficient, so the state of insufficient reducing gas circulated in the reduction furnace or the flow passage is not solved, so that the exhaust gas of the furnace side exhaust gas line (Ge1) is recovered and stored without being used when necessary. How to do it was added.
이때, 도 1(이하의 도 2 및 도 3에도 적용됨)에서 미설명 부호인 152,162는 용융로측과 유동로측 각 배가스라인(Ge1)(Ge2)에서 배가스 온도를 낮추기 위한 냉각설비이고, 154는 압력제어밸브이고, 164는 유량제어밸브이다.In this case,
즉, 도 1과 같이, 용융로측 배가스라인(Ge1)에 연계되고 용융로 가스배출관(142)으로 배가스를 순환 공급하는 배가스 회수라인(10)를 설치하고, 상기 배가스 회수라인(10)에 배가스가 유입 저장되는 가스저장탱크(20) 즉, 버퍼탱크를 설치하여 여기에 배가스를 저장하여 앞에서 설명한 환원가스 부족량을 보상한다.That is, as shown in FIG. 1, an exhaust
이때, 바람직하게는, 상기 가스저장탱크(20)의 배가스 회수라인의 하류측에 압축기(30)를 설치하는데, 이와 같은 압축기는 탱크에서 배가스를 용융로측에 순환 공급할때, 고압으로 공급하는 역할을 한다.At this time, preferably, the
한편, 본 발명의 상기 가스저장탱크(20)인 버퍼탱크는 용융로측 배가스라인(Ge1)에서 저압상태의 배가스가 그대로 유입 저장되므로, 저압 저용량 탱크의 구축 사용이 가능하다.On the other hand, the buffer tank of the
또한, 배가스 회수라인(10)에서 압축기(30)의 하류측과 상기 버퍼탱크 사이에는 버퍼탱크에서의 가스 배출량을 미세 조정토록 고압가스를 탱크에 역공급하는 고압가스 역공급관(40)이 연결될 수 있고, 이와 같은 고압가스 역공급관(40)에는 제어밸브(42)가 구비될 수 있다.In addition, between the downstream side of the
한편, 상기 배가스 회수라인(10)은 앞에서 설명한 바와 같이, 유동로측 배가스라인(Ge2)에서 분기되어 용융로 가스배출관(142)과 연결되는 순환라인(G4)에 연결되고, 회수된 배가스는 가스저장탱크(20)에 저장되고 압축기에서 압축된 고압의 배가스가 상기 가스 배출관(142)과 싸이클론(150)을 거쳐 연계되는 용융로(G3 라인), 유동로(G1 라인) 및 환원로(G2 라인)에 각각 순환 공급된다.Meanwhile, as described above, the exhaust
따라서, 유동로나 환원로에서의 유동층 붕괴를 방지하고, 용융로의 내부 압력을 일정하게 유지시키게 된다.Therefore, the fluidized bed collapse in the flow furnace or the reduction furnace is prevented, and the internal pressure of the melting furnace is kept constant.
한편, 도 1에서와 같이, 상기 배가스 회수라인(10)의 압축기 하류측에는 고압 가스의 순환 공급을 제어하는 하나 이상의 제어밸브(14)가 구비되어 있고, 상기 배가스 회수라인(10)의 가스저장탱크 상류측에도 제어밸브(12)가 구비되어 있다.On the other hand, as shown in Figure 1, the downstream of the compressor of the exhaust
따라서, 이하에서는 지금까지 설명한 용철제조공정의 배가스 순환 체계를 토대로 본 발명의 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측 방법에 대하여 살펴본다.Therefore, hereinafter, the method for predicting the melting furnace pressure drop in the molten iron manufacturing process using the general coal and the iron ore of the present invention will be described based on the exhaust gas circulation system of the molten iron manufacturing process described so far.
먼저, 도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용융로 압력 급감 예측은, 용융로(140)에서 발생되는 배가스를 회수하는 용융로측 배가스라인(Ge1)에서 분기되는 배가스 회수라인(10)에 구비된 가스저장탱크(20) 즉, 버퍼탱크의 내부 압력이 급감하면, 에컨데 설정 압력 이하로 내려가면, 용융로의 내부 압력이 급감될 것이라고 예측하는 것에 그 특징이 있다.First, as shown in FIG. 1, in the melting furnace pressure drop prediction of the present invention, the gas provided in the exhaust
한편, 이와 같이 용융로의 내부 압력 급감을 배가스 회수라인의 가스저장탱크(20)의 내부 압력 상태와 연계하여 예측하는 이유는 다음과 같다.Meanwhile, the reason for predicting the internal pressure drop of the melting furnace in connection with the internal pressure state of the
예를 들어, 도 2는 용융로 압력 급감 현상을 그래프로 나타내고 있고, 도 3에서는 용융로(140)와 버퍼탱크인 가스저장탱크(20)의 압력 급감 상관 관계를 그래프로 나타내고 있다. For example, FIG. 2 graphically illustrates the melting pressure drop in the melting furnace, and FIG. 3 graphically illustrates the pressure drop correlation between the melting
이와 같은 도 2 및 도 3의 그래프는 본 건의 출원인이 구축 가동하고 있는 용철제조공정, 예컨데 파이넥스 공정의 실 조업 가동중 얻은 데이터이다.2 and 3 are data obtained during the actual operation of the molten iron manufacturing process, for example, the Finex process, which is being constructed and operated by the present applicant.
즉, 도 2에서 도시한 바와 같이, 용융로의 내부 압력은 가스유량의 변동에 영향을 받는데, 가스유량이나 압력을 도 1의 배가스 순환 체계를 통하여 도 2와 같 이 일정하게 유지하지만, 압력이 급감하는 현상(도 2의 'P')이 발생된다.That is, as shown in Figure 2, the internal pressure of the melting furnace is affected by the fluctuation of the gas flow rate, the gas flow rate or pressure is kept constant as shown in Figure 2 through the exhaust gas circulation system of Figure 1, but the pressure drops sharply Phenomenon occurs ('P' in FIG. 2).
그런데, 상기 도 2의 압력 그래프에서 가장 압력 값이 최소값 인 'P'포인트 즉, 압력이 급감하는 포인트에서 가스저장탱크(20)의 내부 압력상태를 연계하면 도 3과 같은 그래프를 구할 수 있다.However, when the internal pressure state of the
예컨데, 도 3과 같이, 용융로 내부 압력이 급감하기 시작하는 'P1' 포인트에서 일정시간 'T'(예를 들어 그래프를 기준으로 하면 30분정도)전에 가스저장탱크(20)의 내부 압력은 'P2' 포인트에서 강하되기 시작한다.For example, as shown in FIG. 3, the internal pressure of the
그리고, 'P1'을 기준으로 할때 용융로 내부 압력은 정상 압력이나 버퍼탱크의 내부 압력은 2.0 bar에서 1.3 bar 정도로 급감하게 된다.And, based on 'P1', the internal pressure of the melting furnace decreases from the normal pressure or the internal pressure of the buffer tank to about 1.3 bar from 2.0 bar.
다음, 용융로 압력의 최하값과 버퍼탱크의 압력 최하값은 거의 같은 시간에 발생됨을 알 수 있다.Next, it can be seen that the lowest value of the furnace pressure and the pressure lowest value of the buffer tank occur at about the same time.
따라서, 도 3에서와 같이, 가스저장탱크(20) 즉, 버퍼탱크의 수용 압력이 2.0 bar 인 경우 1.1 ∼ 1.3 bar 정도가 되면, 가스저장탱크의 내부 압력 급감을 인지하고, 용융로의 내부 압력도 급감될 것이라고 예측할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 3, when the storage pressure of the
결국, 본 발명은 용융로의 내부 압력이 언제 급감할 것이라는 것을 지금까지 예측하는 것이 불가능하였지만, 기존의 설비를 이용하여 간단하게 이를 구현하고, 이를 통하여 용융로 내부 압력이 급감됨에 따른 조업 불안정도 예방하게 할 수 있게 할 것이다.As a result, the present invention has not been possible to predict when the internal pressure of the melting furnace will drop so far, but by simply using the existing equipment to implement this, through this to prevent the operation instability caused by the pressure drop in the melting furnace Will make it possible.
이때, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 가스저장탱크(20)인 버퍼탱크에는 압력 측정수단(50) 즉, 압력센서가 일지점에 설치되어 있고, 상기 압력센서를 설비 제어부(60)에 연계시키면, 가스저장탱크의 내부 압력 측정값이 실시간 파악될 수 있다.In this case, as shown in Figure 1, the buffer tank of the
예를 들어, 상기 제어부(60)에 모니터 등의 디스플레이(미도시)를 연결하면 설비 가동자는 실시간으로 버퍼탱크의 내부 압력을 파악할 수 있다.For example, when a display (not shown) such as a monitor is connected to the
한편, 상기 가스저장탱크(20)의 설정 압력은 기준압력으로서 그 이하로 내려가면, 용융로의 압력이 급속 하강할 것이라 예측하는 기준 압력인데, 도 3을 근거로 하면 가스저장탱크(20)인 버퍼탱크의 가스 수용압력 대비 65% 압력일 수 있다.On the other hand, the set pressure of the
예를 들면, 도 1 및 도 3과 같이, 가스저장탱크(20)의 수용압력이 2 bar 인 경우, 용융로 압력이 급감하기 시작하는 P1에서의 대략 버퍼탱크인 가스저장탱크(20)의 압력이 1.3 bar (또는 1.1 bar) 이하가 되면, 이를 설정압력으로 하여 그 이하인 경우 용융로 내부 압력이 급감할 것이라고 예측하는 것이다.For example, as shown in Figs. 1 and 3, when the receiving pressure of the
물론, 이와 같은 근거는 앞에서 설명한 바와 같이, 실제 조업중 얻은 데이터를 근거로 한 것이다.Of course, this evidence is based on data obtained during actual operations, as described earlier.
이때, 상기 가스저장탱크(20)인 버퍼탱크의 설정압력이 탱크 수용압력의 65% 보다 높게 되면, 실제는 정상적인 조업환경인데도 용융로의 내부 압력이 급감할 것이라는 잘못된 예측을 할 수 있으므로, 도 3의 그래프와 같은 데이터를 근거로 상기의 설정압력을 정하는 것이 바람직하다.At this time, if the set pressure of the buffer tank, which is the
다음, 용융로의 내부 압력이 급감할 것이라는 것을 예측하면, 용융로 내부 압력을 제어할 수 있다.Next, by predicting that the internal pressure of the melting furnace will drop sharply, the pressure inside the melting furnace can be controlled.
예를 들어, 도 1에서 도시한 바와 같이, 회수되는 배가스를 저장하는 가스저장탱크(20)의 내부 압력이 설정압력 이하로 내려가면, 용융로의 압력이 급감될 것이라고 예측하여, 미리 용융로(140)와 환원로(120)중 어느 하나 또는 이들 모두에 공급되는 환원가스량을 조정하여 용융로(140)의 내부 압력을 제어하는 것이다.For example, as shown in FIG. 1, when the internal pressure of the
이때, 도 1과 같이, 상기 버퍼탱크인 가스저장탱크(20)의 내부 압력 측정수단(50)인 압력센서가 연결된 제어부(60)와 용융로 가스배출관(142)과 연계되어 환원가스를 용융로 및 환원로에 공급하는 가스순환라인(G3)(G1)에 구비된 제어밸브(70)(72)들과 연계 가동시킨다.At this time, as shown in Figure 1, in connection with the
따라서, 가스저장탱크(20)의 내부 압력이 실시간으로 압력센서에서 측정되어 제어부(60)에 전달되면, 제어부(60)에서는 미리 입력된 설정압력과 지속적으로 비교하여, 설정압력 이하로 판단하면, 용융로의 내부 압력이 급감될 것이라고 판단하여 환원로에 공급되는 환원가스량(G1라인)을 연계된 제어부(60)는 제어밸브(70)의 가동을 제어하여 용융로 내부 압력이 급감되지 않게 한다.Therefore, when the internal pressure of the
예를 들어, 환원로(120)에 공급되는 환원가스량이 정상적일때 45,000 N㎥/h정도이면 29,000 N㎥/h 정도로 가스환원량을 낮추어 용융로의 내부 압력이 급감되지 않도록 제어한다.For example, when the amount of reducing gas supplied to the
결국, 본 발명의 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측 방법 및 용융로 압력 제어방법은 기존 용철제조설비를 그대로 이용하면서, 간단하게 용융로 내부 압력 급감을 예측할 수 있고, 이를 통하여 용융로 내부 압력을 안정적으로 유지시키게 하는 것이다.As a result, in the melting furnace pressure drop prediction method and the melting furnace pressure control method of the molten iron manufacturing process using the coal and powdered iron ore of the present invention, it is possible to simply predict the internal pressure drop of the melting furnace while using the existing molten iron manufacturing equipment, and through this, the melting furnace. It keeps the internal pressure stable.
즉, 용융로의 안정적인 가동으로 일반탄 및 분철광석을 이용 용철을 제조하는 용철제조공정의 생산성을 높일 수 있는 것이다.That is, it is possible to increase the productivity of the molten iron manufacturing process for manufacturing molten iron using ordinary coal and iron ore by the stable operation of the melting furnace.
이와 같이 본 발명인 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 압력 급감 예측 방법에 의하면, 용융로 압력제어 후 배출되는 배가스의 회수를 위한 가스저장탱크의 압력 급감 현상을 인지하여 용융로 압력 급감을 사전에 예측하는 것을 가능하게 한다.As described above, according to the method of predicting the pressure drop of the melting furnace in the molten iron manufacturing process using the ordinary coal and the fine iron ore, the pressure drop of the gas storage tank for recovering the exhaust gas discharged after the pressure control of the furnace is recognized in advance. Makes it possible to predict.
또한, 본 발명의 용융로 압력 제어방법에 의하면, 용융로 압력 급감 전에 미리 환원로로의 가스(환원가스) 공급량을 조절하여 용융로 압력 운영을 안정적으로 구현하는 것을 가능하게 한다.In addition, according to the furnace pressure control method of the present invention, it is possible to stably implement the furnace pressure operation by controlling the gas (reduction gas) supply amount to the reduction furnace in advance before the furnace pressure drop.
결국, 본 발명은 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정의 용융로 가동을 안정적으로 유지하여 조업 생산성을 향상시키는 우수한 효과를 제공한다.As a result, the present invention provides an excellent effect of stably maintaining the operation of the melting furnace of the molten iron manufacturing process using ordinary coal and fine iron ore to improve the operating productivity.
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments so far, it will be appreciated that the invention can be varied and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
Claims (8)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060123763A KR100815701B1 (en) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | Method for forecasting sharp drop of pressure of melter-gasifier and method for controlling the pressure in ironmaking process using non-coking and fine ore |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009084751A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Posco | Method for forecasting sharp drop of pressure of melter-gasifier and method for controlling the pressure in ironmaking process |
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2006
- 2006-12-07 KR KR1020060123763A patent/KR100815701B1/en not_active IP Right Cessation
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