KR100825646B1

KR100825646B1 - 전로의 후드압 제어장치

Info

Publication number: KR100825646B1
Application number: KR1020010068932A
Authority: KR
Inventors: 이철식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-11-06
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2008-04-25
Also published as: KR20030037846A

Abstract

본 발명은 전로에서 발생된 배가스가 통과하는 후드부에서의 압력을 제어하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 작동축(122)의 내부공(122a)내에 내부관(11)을 내장하고, 상기 내부관(11)의 상단에 유체를 공급하는 유체공급라인(16)을 연통연결하여 유체를 공급하는 급수부(10)와, 상기 내부관(11)을 통하여 공급되는 유체가 분사되는 상,하부노즐공(31)(33)을 상기 조절부재(121)의 상,하부외부면에 복수개 형성하여 상기 조절부재(121) 외부면의 마모를 방지하고, 더스트의 부착을 방지하는 노즐부(30)를 포함하여, 미세먼지 및 물입자가 포합된 배가스가 벤츄리관을 통과하면서 집진덕트를 파손시키거나 배가스유로를 방해하는 것을 최소화하여 후드부에서의 후드압을 최적으로 제어하고, 유독가스를 함유한 배가스의 외부배출을 방지하여 환경오염을 예방하며, 배가스의 2차연소를 방지하며, 작업생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 얻어진다.

전로, 후드압, 유체공급라인, 내부관, 상,하부노즐공

Description

전로의 후드압 제어장치{AN APPARATUS FOR CONTROLLING THE HOOD PRESSURE OF CONVERTER}

도 1은 일반적인 전로에서 발생된 배가스를 처리하는 개략도,

도 2(a)(b)는 종래기술에 따른 후드압 제어장치를 도시한 구성도 및 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치를 도시한 조립상태도,

도 4는 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치를 도시한 사시도,

도 5(a)(b)는 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치에 채용되는 노즐부를 도시한 사시도 및 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치에 채용되는 작동축의 조립구조를 도시한 상세도,

도 7(a)(b)는 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치에 채용되는 중간가이드의 조립구조를 도시한 단면도 및 조립도,

도 8(a)(b)는 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치에 채용되는 하부가이드의 조립구조를 도시한 단면도 및 조립도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ..... 급수부 11 ..... 내부관

12 ..... 연결관 13 ..... 후렉시블호스

14 ..... 압력계 15 ..... 유체공급라인

30 ..... 노즐부 31 ..... 상부노즐공

32 ..... 상부지관 33 ..... 하부노즐공

34 ..... 노즐링 36 ..... 하부지관

101 ... 전로 121 ... 조절부재

124 ... 유압실린더 138 ... 벤츄리관

본 발명은 전로에서 발생된 배가스가 통과하는 후드부에서의 압력을 제어하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 미세먼지 및 물입자가 포합된 배가스가 벤츄리관을 통과하면서 집진덕트를 파손시키거나 배가스유로를 방해하는 것을 최소화하여 후드부에서의 후드압을 최적으로 제어하고, 유독가스를 함유한 배가스의 외부배출을 방지하여 환경오염을 예방하며, 배가스의 2차연소를 방지하며, 작업생산성을 향상시킬 수 있는 전로의 후드압 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 전로(101)는 고철과 용선을 장입하여 산소를 취입함으로써 전로내의 산회반응을 통하여 용선을 용강으로 정련하는 설비로서, 상기 전로(101)에서 용강을 정련하는 과정에서 발생되는 다량의 배가스는 전로상부에 갖추어지는 후드부(102)와 복사부(103)를 거치면서 보일러 순환수와 일부 열교환이 이루어지고, 상기 복사부(103)와 연통된 1차 집진덕트(105)에서는 여러개의 노즐( 미도시)에서 물을 분사하여 배가스중의 분진을 제거한 후 1차실탱크(106)를 거쳐 폐수 처리설비로 보내진다.

또한, 상기 1차 집진덕트(105)를 거친 배가스내의 미세분진은 2차 집진덕트(107)에서 물을 분사하여 제거한 후 2차 실탱크(108)에 모아져서 배출처리되는데, 상기 배가스는 상기 2차 집진덕트(107)의 전단에 설치된 송풍기(109)에 의해서 강제유입되어 배가스내 성분 분석에 따라 상기 송풍기(109)의 전단에 설치된 삼방변(110)의 유로전환에 따라 굴뚝(111)으로 방산배출시키거나 가스홀더(112)에 저장 후 에너지원으로 재사용되는 일련의 배가스처리 공정을 거친다.

한편, 상기 전로(101)에서 용강을 정련할 때 발생되는 배가스의 발생량은 용선과 취입산소와의 반응 및 부원료와 합금철의 투입에 의해 수시로 급변하게 되며, 이러한 배가스의 흐름은 상기 2차 집진덕트(107)에 갖추어지는 후드압 제어장치(100)에 의해서 제어된다.

이러한 후드압 제어장치(100)는 도 2(a)에 도시한 바와같이, 일정길이의 작동축(122)의 하단에 장착되는 원추단면의 조절부재((알에스더블류(RSW : Ring Slit Washer))(121)와, 벤츄리관(138)내에 배치되는 조절부재(121)를 승하강시켜 유로면적를 변경시키는 유압실린더(124) 및 상기 작동축(122)의 승하강을 안내하는 상부, 중간 및 하부부쉬(128)(134)(123), 상기 중간, 하부부쉬(134)를 지지하는 중간, 하부가이드(135)(136)등으로 구성된다.

미설명부호 120은 상기 작동축 2차 집진덕트(107)내에서 지지하는 지지부쉬이며, 123은 상기 조절부재(121)의 하부면중앙에 연결되는 하부축이다.

즉, 상기 후드부(102)에 설치되어 배가스의 압력을 검출하는 센서에서 검출된 압력이 기준압(대기압)보다 높을 경우, 상기 후드압제장치(100)의 유압실린더(124)를 하강작동시켜 작동축(122)의 하단부에 장착된 원추단면의 조절부재(121)를 하강시키면, 상기 2차 집진덕트(107)와 연통되고, 상기 조절부재(121)가 배치되는 벤츄리관(138)의 내부면과 상기 원추단면의 조절부재(121)의 외부면사이의 간격이 벌어지면서 이를 통한 유로 단면적을 크게 하여 더 많은량의 배가스가 흐르게 할수 있는 것이다.

반대로, 상기 후드부(102)에서 측정되는 배가스 압력이 낮을 경우, 상기 유압실린더(124)를 상기와 반대로 상승시켜 작동축(122)의 단부에 조립된 조절부재(121)를 상승이동시키면, 상기 벤츄리관(138)의 내부면과 상기 조절부재(121)의 외부면사이의 간격이 좁아져 유로단면적이 작아지면서 이를 통해 흐르는 배가스의 흐름을 억제한다. 이에 따라, 상기 조절부재(121)의 적절한 승하강작동에 의해서 상기 후드부(102)에서의 배가스 압력을 적절히 유지하도록 조절할수 있는 것이다.

그러나, 상기 전로(101)에서 발생되는 배가스는 냉각 및 집진을 위하여 다량의 물을 연속으로 분사하기 때문에 미세한 먼지 및 물 입자가 배가스와 함께 이동하다가 도 2(b)에 도시한 바와같이, 상기 벤츄리관(138)과 조절부재(121)사이를 통과하면서 유속이 빨라지는데 이때, 상기 조절부재(121)의 표면을 마모시키면서 이를 파손시킨다.

또한, 상기 조절부재(121)하부의 외주테두리에는 점진적으로 결정이 형성되 어 고착더스트 덩어리(M)로 성상되며, 상기 고착더스트 덩어리는 상기 벤츄리관(138)과 조절부재(121)사이의 유로 단면적을 변경시켜 배가스흐름을 방해함과 동시에 상기 벤츄리관(138)하부의 덕트와 간섭되어 마찰을 유발하고, 이러한 마찰은 상기 덕트부의 마모를 초래하면서 펑크를 유발하는 문제점이 있었다.

상기와 같이 종래 후드압 제어장치(100)를 이용한 배가스 제어가 정상적으로 수행되지 못하면, 다량의 분진과 유독가스로 이루어진 배가스가 화염과 함께 분출되어 심각한 환경오염 및 화재등을 유발하였다. 또한, 외부가스의 유입에 따른 용강의 품질을 저하시키고, 상기 배가스의 2차 연소를 유발하여 회수후 에너지원으로 재사용시 발열량을 떨어뜨리는 한편, 마모된 덕트의 수리를 위해서 조업을 일시 중단해야 하는 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 미세먼지 및 물입자가 포합된 배가스가 벤츄리관을 통과하면서 집진덕트를 파손시키거나 유로의 방해를 최소화하여 후드부에서의 후드압을 최적으로 제어하고, 유독가스를 함유한 배가스의 외부배출을 방지하여 환경오염을 예방하며, 배가스의 2차연소를 방지하며, 덕트파손시 정비작업을 조업중단을 방지하여 작업생산성을 향상시킬 수 있는 전로의 후드압 제어장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

일정길이의 작동축하단에 장착되는 원추단면의 조절부재와, 집진덕트에 연통된 벤츄리관내에 배치되는 조절부재를 승하강시키는 유압실린더를 갖추어, 전로에서 발생된 배가스가 통과하는 후드부에 구비된 압력검출센서에 의해서 검출된 배가스압력을 기준압과 비교하고 기준압과의 차이에 따라 상기 유압실린더를 작동시켜서 상기 조절부재를 승하강시킴으로써 상기 조절부재와 벤츄리관사이를 통과하는 배가스의 유로면적를 변경시켜 전로에서 배출되는 배가스압력을 제어하는 장치에 있어서,

상기 작동축의 내부공내에 내부관을 내장하고, 상기 내부관의 상단에 유체를 공급하는 유체공급라인을 연통연결하여 유체를 공급하는 급수부와,

상기 내부관을 통하여 공급되는 유체가 분사되는 상,하부노즐공을 상기 조절부재의 상,하부외부면에 복수개 형성하여 상기 조절부재 외부면의 마모를 방지하고, 더스트의 부착을 방지하는 노즐부를 포함함을 특징으로 하는 전로의 후드압 제어장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치를 도시한 조립상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치를 도시한 사시도이며, 도 5(a)(b)는 본 발명에 따른 전로의 후드압 제어장치에 채용되는 노즐부를 도시한 사시도 및 단면도이다.

본 발명의 장치(1)는 도 3 내지 5에 도시한 바와같이, 2차 집진덕트(107)와 연통된 벤츄리관(138)내에서 승하강되는 원추단면의 조절부재(121)와 상기 벤츄리관(138)사이의 유로면적을 변경시켜 전로(101)에서 발생된 배가스의 압력압력을 제어하는 동안 미세먼지 및 물이 포함된 배가스에 의해서 집전덕트(107), 조절부재(121)가 파손되는 것을 방지하고, 더스트가 고착되는 것을 방지하도록 상기 조절부재(121)의 외부면에 유체를 공급하는 것으로써, 이러한 장치(1)는 급수부(10), 노즐부(30)등으로 구성된다.

즉, 외부에서 유체를 공급하는 급수부(10)는 유압실린더(124)에 의해서 승하강작동되는 중공원통형 작동축(122)의 내부공(122a)내에 중공파이프부재로 이루어진 내부관(11)을 내장하고, 상기 내부관(11)상단으로부터 외부로 연장된 연결관(12)의 단부에는 상기 작동축의 상하작동에 관계없이 유체공급이 가능하도록 신축이 가능한 후렉시블호(13)를 매개로 하여 압력계(14), 조절밸브(15)를 갖는 유체공급라인(16)을 연통설치한다.

그리고, 상기 작동축(122)의 길이중간에는 상기 내부공(122a)내에 배치된 내부관(11)의 좌우유동을 방지하도록 유동방지용 나사부재(18)를 복수개 체결하며, 상기 유압실린더(124)의 로드선단은 상기 작동축(122)의 상단과 연결핀(125), 핀이탈방지부재(125a) 및 베어링부재(126)에 의해서 연결된다.

또한, 상기 조절부재(121)의 마모 및 더스트의 고착을 방지하도록 외부면으로 유체를 분사하는 노즐부(30)는 내부공간을 갖는 조절부재(121)의 상부외주면에 복수개의 상부노즐공(31)을 형성하고, 상기 상부노즐공(31)에 연결되는 상부지관(32)을 상기 내부관(11)으로부터 수평방향으로 연장한다.

그리고, 상기 상부노즐공(31)의 전방에는 이로부터 분사되는 유체가 상기 조절부재(121)의 외부면을 타고 흐르는 유로를 형성하도록 "ㄱ"자형 단면의 차단막(35)을 상기 조절부재(121)의 상부외주면에 환고리형으로 배치한다.

여기서, 상기 조절부재(121)의 상단은 상기 작동축(122)의 하단과 다수개의 볼트부재(122a) 및 너트부재(122b)로서 착탈가능하게 조립되며, 하단에는 다수개의 볼트부재(124a) 및 너트부재(123b)로서 하부축(123)이 착탈가능하게 조립된다.

또한, 상기 조절부재(121)의 하부외주 테두리에는 복수개의 하부노즐공(33)을 관통형성하고, 상기 하부노즐공(33)을 상기 조절부재(121)의 하부 내주테두리에서 감싸는 환고리형 노즐링(34)은 상기 내부관(11)으로부터 연장된 하부지관(36)에 연통연결된다.

이에 따라, 상기 내부관(11)에 연통연결된 하부지관(36)을 통하여 상기 노즐링(34)에 공급된 유체는 상기 조절부재(121)의 하부외주테두리에 형성된 하부노즐공(33)을 통하여 분사되면서 상기 조절부재(121)의 하부면에 더스트가 부착되는 것을 방지하여 배가스의 흐름을 원활하게 한다.

한편, 도 6에 도시한 바와같이, 상기 2차 집진덕트(107)의 외부면에는 상기 작동축(122)의 상하이동을 안내하는 상부부쉬(128)를 볼트(128a)와 너트(128b)로서 장착하는 돔(127)이 용접설치되며, 상기 상부부쉬(128)의 상부에는 볼트(131a)로서 실플레이트(129)가 조립되며, 상기 실플레이트(129)에는 상기 작동축(122)과 상부부쉬사이(128)사이의 틈새로 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 신축성 있는 실카버(130)를 갖추는 한편, 상기 돔(127)의 하부단에는 하부실플레이트(132)를 볼트(132a)와 너트(132b)로서 장착한다.

또한, 상기 작동축(122)은 도 7에 도시한 바와같이, 중간부쉬(134)를 구성하는 원통형 부쉬부재(133)에 상하유동가능하게 조립되며, 중간부쉬(134)는 상기 2차 집진덕트(107)내에 단부가 용접되는 열십자형 중간가이드(135)에 볼트(134a)와 너트(134b)로서 고정설치된다.

그리고, 상기 조절부재(121)의 하부면에 장착되는 하부축(123)은 도 8에 도시한 바와같이, 상기 2차 집진덕트(107)아 연통된 벤츄리관(138)의 내주면에 단부가 용접된 하부가이드(136)의 하부부쉬(137)에 상하유동가능하게 조립되며, 상기 하부부쉬(137)은 상기 하부가이드(136)에 볼트(136a) 및 너트(136b)로서 착탈가능하게 조립된다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

전로에서 발생된 배가스가 통과하는 후드부(102)에서 배가스의 압력을 일정하게 유지하여 후드압을 일정하게 유지하는 작업은, 먼저 전로(101)에서서의 정련작업중 발생된 배가스는 상기 후드부(102)를 통과하면서 압력검출센서(미도시)에 의해서 검출되며, 검출된 배가스압력이 기준압(대기압)보다 높으면, 2차 집진덕트(107)상에 고정설치된 유압실린더(124)를 하강작동시켜 벤츄리관(138)내에 배치된 원추단면의 조절부재(121)와 상기 벤츄리관(138)사이의 간격을 벌려 이를 통과하는 배가스의 유로면적으로 넓혀서 상기 후드부(102)에서의 배가스압력을 낮춘다.

또한, 상기 배가스압력이 기준압(대기압)보다 낮으면, 상기 유압실린더(124)의 상승작동에 의해서 상승되는 조절부재(121)와 벤츄리관(138)사이의 간격을 좁혀 이를 통과하는 배가스의 유로면적을 좁혀서 상기 후드부(102)에서의 배가스압력을 높인다.

이때, 상기 유압실린더(124)에 의해서 승하강되는 작동축(122)이 집집덕트(107)를 통과하는 곳에 제공되는 돔(127)에 내부 가스의 기밀을 유지하면 서 상하안내되도록 조립되어 있으며, 상기 작동축(122)과 실플레이트(129)에 고정되어 있는 실카바(130)에 의해서 상기 작동축(22)의 승하강에 관계없이 축부의 기밀을 유지해 준다.

상기와 같이 후드부(102)에서 발생된 배가스가 1,2차 집진덕트(105)(107)를 통과하면서 이물질을 제거된 다음 벤츄리관(138)을 통과하는 동안, 급수부(10)의 유체공급라인(16)에 연결된 조절밸브(15)를 개방하여 후렉시블호스(13), 연결관(12)을 통하여 상기 작동축(122)의 내부공(122a)에 내장된 내부관(11)내로 유체를 공급한다.

상기 내부관(11)내로 공급된 유체는 관을 타고 하부로 흐르다가 길이중간에 설치된 상부지관(32)에서 좌우양측으로 분기되어 상기 조절부재(121)의 상부외주면에 형성된 상부노즐공(31)을 통하여 분사된다.

이때, 상기 상부노즐공(31)의 전방에는 "ㄱ"단면의 차단판(35)이 환고리형으로 설치되어 있기 때문에, 상기 상부노즐공(31)으로부터 분사된 유체는 상기 차단판(35)에 부딪힌 다음 상기 조절부재(121)의 외부면으로 낙하되면서 배가스가 흘러가는 방향으로 유체가 흐르게 된다.

이러한 경우, 상기 조절부재(121)의 전체 외부면을 타고 하부로 흐르는 유체에 의해서 표면을 보호하고, 윤활작용이 이루어지기 때문에, 관로가 급격히 좁아지면서 유속이 급격히 빨라지는 부위에서 배가스에 포함된 미세분진이 통과하면서 조절부재(121)의 외부면에 부딪혀 표면을 마모시키고, 파손시키는 것을 방지할수 있는 것이다.

또한, 상기 내부관(11)을 통해 계속 하부로 흐르는 유체가 상기 조절부재(121)의 하부단 외주테두리에 복수개 관통형성된 하부노즐공(33)을 통하여 분사되면, 유속이 상대적으로 늦어지는 조절부재(121)의 하부면에 더스트가 부착되지 않도록 하여 고착더스트 덩어리가 형성되는 것을 방지한다.

그리고, 상기 작동축(122)은 중간, 하부가이드(135)(136)에 의해서 좌우수평유동없이 상하유동을 원활하게 수행하며, 상기 유체공급라인(16)에 설치된 조절밸브(15)는 압력계(14)에서 검출되는 유체의 공급압력값이 일정하게 유지되도록 제어된다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 벤츄리관내에 배치된 조절부재를 승하강시키는 작동축에 유체가 공급되는 내부관을 갖추고, 벤츄리관의 유로면적을 가변시키도록 상하작동되는 조절부재의 상,하부면에 공급된 유체가 분사되는 상,하노즐공을 갖춤으로써, 전로 취련중 발생되어 집진처리된 배출되는 배가스의 미세분진이 벤츄리관을 통과하면서 덕트표면을 마모시키는 것을 방지할수 있기 때문에, 설비고장을 예방하고, 정비작업을 위한 조입대기를 방지하여 작업생산성을 향상시킬수 있고, 조절부재의 하부테두리에 더스트가 고착되는 것을 방지할수 있기 때문에, 종래와 같이 고착되어 성성된 더스트덩어리에 의한 배가스흐름의 방해를 최소화하여 최적의 후드압을 제어 할 수 있고, 유독가스(C0 60%내외)와 분진이 다량함유된 고온의 배가스가 분출되어 환경오염을 유발하는 것을 막을 수 있는 한편, 배가스의 2차연소를 방지하여 양질의 가스를 회수하여 사용할 수 있는 효과가 얻어진다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 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.

Claims

일정길이의 작동축(122)하단에 장착되는 원추단면의 조절부재(121)와, 집진덕트(107)에 연통된 벤츄리관(138)내에 배치되는 조절부재(121)를 승하강시키는 유압실린더(124)를 갖추어, 전로에서 발생된 배가스가 통과하는 후드부(102)에 구비된 압력검출센서에 의해서 검출된 배가스압력을 기준압과 비교하고 기준압과의 차이에 따라 상기 유압실린더(124)를 작동시켜서 상기 조절부재(121)를 승하강시킴으로써 상기 조절부재(121)와 벤츄리관(138)사이를 통과하는 배가스의 유로면적를 변경시켜 전로(101)에서 배출되는 배가스압력을 제어하는 장치에 있어서,

상기 작동축(122)의 내부공(122a)내에 내부관(11)을 내장하고, 상기 내부관(11)의 상단에 유체를 공급하는 유체공급라인(16)을 연통연결하여 유체를 공급하는 급수부(10)와,

상기 내부관(11)을 통하여 공급되는 유체가 분사되는 상,하부노즐공(31)(33)을 상기 조절부재(121)의 상,하부외부면에 복수개 형성하여 상기 조절부재(121) 외부면의 마모를 방지하고, 더스트의 부착을 방지하는 노즐부(30)를 포함함을 특징으로 하는 전로의 후드압 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 급수부(10)는 상기 내부관(11)상단으로부터 외부로 연장된 연결관(12)과 그 단부에 상기 작동축(122)의 상하작동에 관계없이 유체공급이 가능하도록 신축이 가능한 후렉시블호(13) 및 이를 매개로 연결되고, 압력계(14), 조절밸브(15)를 갖는 유체공급라인(16)을 갖추어 구성함을 특징으로 하는 전로의 후드압 제어장 치.
제 1항에 있어서,

상기 상부노즐공(31)의 전방에는 이로부터 분사되는 유체가 상기 조절부재(121)의 외부면을 타고 흐르는 유로를 형성하도록 "ㄱ"자형 단면의 차단막(35)을 상기 조절부재(121)의 상부외주면에 환고리형으로 배치함을 특징으로 하는 전로의 후드압 제어장치.
제 1항에 있어서,

상기 작동축(122)의 길이중간에는 상기 내부공(122a)내에 배치된 내부관(11)의 좌우유동을 방지하도록 유동방지용 나사부재(18)를 복수개 체결함을 특징으로 하는 전로의 후드압 제어장치.
제 1항에 있어서

상기 상부노즐공(31)은 상기 내부관(11)으로부터 좌우양측으로 연장된 상부지관(32)에 연통되고, 상기 하부노즐공(33)은 상기 조절부재(121)의 하부 내주테두리에 배치되는 환고리형 노즐링(34)에 감싸지고, 상기 노즐링(34)은 상기 내부관(11)으로부터 연장된 하부지관(36)에 연통연결됨을 특징으로 하는 전로의 후드압 제어장치.