KR100865239B1 - 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로의 열원제인 코크스의 대체 열원제로 사용되는 미분탄을 고로 내부로 취입하는 장치의 변형 방지를 통해 안정적으로 미분탄을 고로 내부에서 완전연소시키고, 2중 냉각에 의해 그 파손을 방지할 수 있도록 한 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치에 관한 것이다.

본 발명은 고로의 열원제인 코크스를 대체하는 미분탄을 고로 내부로 취입하는 장치에 있어서, 블로우 파이프 냉각수 배관에 삽입된 어댑터의 노내측으로 연결된 냉각 홀더; 상기 어댑터의 외부에 연결된 엘보우(Elbow); 상기 엘보우에 부착된 역류차단밸브; 일단부가 상기 역류차단밸브에 연결되고, 타단부가 냉각용 지관 밸브를 통해 플랙시블 튜브에 연결된 냉각 파이프; 및 상기 냉각 파이프를 고정시키는 고정대;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

고로, 코크스, 미분탄, 미분탄 냉각 튜브, 냉각 파이프

Description

이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치{Apparatus of blowing in fine particle coal for double cooling and complete combustion of fine particle}

도 1은 종래 미분탄 취입장치의 설치상태를 도시한 개략사시도.

도 2는 도 1에 도시된 미분탄 취입장치에 의한 미분탄 취입시 문제 발생 상황도.

도 3은 본 발명에 따른 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치를 도시한 사시도.

도 4는 도 3에 도시된 미분탄 취입장치의 부분사시도.

도 5는 본 발명에 따른 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치의 설치 및 사용상태를 도시한 사시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 송풍환상관 12 : 블로우 파이프

13 : 풍구 20 : 미분탄 취입 랜스

21 : 미분탄 냉각 튜브 22 : 미분탄 취입 튜브

31 : 냉각용 지관 밸브 33 : 냉각 파이프

34 : 역류 차단 밸브 37 : 냉각 홀더

본 발명은 미분탄 취입장치에 관한 것으로서, 특히 고로의 열원제인 코크스의 대체 열원제로 사용되는 미분탄을 고로 내부로 취입하는 장치의 변형 방지를 통해 안정적으로 미분탄을 고로 내부에서 완전연소시키고, 2중 냉각에 의해 그 파손을 방지할 수 있도록 한 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치에 관한 것이다.

일반적으로 제선공정에서 사용되는 에너지의 대부분은 고로의 원료인 철광석과, 연료인 코크스가 많은 비중을 차지하고 있는 바, 코크스는 최종 사용처인 고로에서의 요구조건을 충족하기 위해서 많은 단계의 가공공정이 필요하고, 이 과정에서 환경에 악영향을 유발하는 성분이 다량 배출되며, 원단위가 높아 사용량을 최소화하는게 고로 조업의 전반적인 경향이나, 코크스의 대체 열원제로 사용되는 미분탄 취입방법의 기술적인 정립이 미약하고, 취입장치의 빈번한 파손으로 미분탄 사용량을 높이지 못하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 미분탄 취입은 송풍환상관(10)에서 고로 노내(14)로 고온의 열풍(1200℃)을 취입하는 블로우 파이프(12)에 부착되어 제조설비를 통해 분송된 미분탄을 노내로 취입하게 되며, 미분탄 취입 랜스(20)의 선단부(20-2) 약 600mm가 고온의 열풍에 노출되어 미분탄 냉각 튜브(21)가 열부하를 받게 된다.

상기 열부하 과정에서 미분탄 냉각 튜브(21)는 도 2에 도시된 바와 같이 상 방향(20-3)이나 하방향(20-4)으로 변형이 발생하고, 그 변형 정도가 심해질 경우 풍구(13)의 상,하부를 파손하여 풍구의 냉각수가 노내(14)로 유입되어 냉입(노내의 용융물이 응고되어 용융물을 출선구로 배출시키지 못하는 현상)을 초래하며, 풍구(13)의 파손이 심할 경우 노내(14)의 열풍(압력:4~4.5Kg/cm², 온도:1200℃)이 고로의 외부로 분출되어 설비의 심각한 파손을 초래하게 된다.

또한, 미분탄 냉각 튜브(21)의 변형시 국부적인 열응력 발생으로 파손(20-1)되는 경우가 빈번하여 미분탄을 취입하지 못하는 경우가 발생하고, 이로 인한 고로 원주방향 미분탄 취입 불균형으로 노내(14)에서의 온도편차가 발생하여 노황이 불안정되는 경우가 발생하고 있으며, 상기 여러가지 문제점을 작업자가 육안으로 확인하고, 변형의 정도를 직감으로 판단해야 하므로 정확성이 떨어지는 경우가 많게 된다.

대부분의 고로에서의 미분탄 취입 방식은 제조설비에서 운송된 미분이 미분탄 냉각 튜브(21)로 이송된 산소와 선단부에서 접촉시 연소반응이 일어나 필요한 열원을 확보하는 방식이다. 이때, 연소효율을 향상시키기 위해 산소에 의한 연소방식을 채택하고 있으나 산소공정의 고장으로 산소가 차단되면 백업(BACK-UP)용 유체가 통입되기까지, 약 2~3분동안은 미분탄 냉각 튜브(21)의 냉각이 차단되고, 이 시기에 미분탄 냉각 튜브(21)가 파손되는 경우가 빈번하다.

위와 같이 산소공정의 고장으로 산소 압력 및 유량이 저하되면 미분탄의 취입도 자동적으로 차단되나, 상기 미분탄 냉각 튜브(21) 파손을 작업자가 발견하지 못한 상태에서 산소공정이 정상화되어 미분탄의 재취입이 이루어지면 미분탄이 블로우 파이프(12)의 연와 및 철피를 파손(12-2)시켜 고온의 열풍이 고로 외부로 분출되어 2차 설비사고를 유발하고 있다.

또한, 노내(14)에서의 미분탄 연소반응이 연소대(14-1)의 고온부에서만 가능하므로 미분탄을 완전연소시키기 위해서는 미분탄이 연소대(14-1)에서 많은 시간 정체가 이루어져야 연소시간이 길어져서 완전연소가 가능하나, 고로 노내(14)에서의 열풍의 유로는 순간적으로 노상부로 상승하므로 미분탄도 완전연소가 불가능한상태에서 노내(14)로 통입되므로써, 미분탄이 노벽부에 정체되어 노황이 악화되거나 노벽부에 부하를 가중시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 블로우 파이프 내부에 설치된 냉각 홀더 및 어댑터를 통해 미분탄 냉각 튜브의 변형 및 파손을 방지하고, 고로 연소대에서의 미분탄의 완전 연소를 도모할 수 있는 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치는 고로의 열원제인 코크스를 대체하는 미분탄을 고로 내부로 취입하는 장치에 있어서, 블로우 파이프 냉각수 배관에 삽입된 어댑터의 노내측으로 연결된 냉각 홀더; 상기 어댑터의 외부에 연결된 엘보우(Elbow); 상기 엘 보우에 부착된 역류차단밸브; 일단부가 상기 역류차단밸브에 연결되고, 타단부가 냉각용 지관 밸브를 통해 플랙시블 튜브에 연결된 냉각 파이프; 및 상기 냉각 파이프를 고정시키는 고정대;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에서 상기 냉각 홀더를 통해 냉각된 유체는 냉각 홀더내 유체배관의 노즐(Nozzle)과 퍼지 홀(Purge hole)을 통해 냉각 퍼지유로를 형성하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 미분탄 취입장치의 부분사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치의 설치 및 사용상태를 도시한 사시도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 미분탄 냉각 튜브(21)가 고온의 열부하에 변형되는 것을 방지하고, 풍구(13)의 정중앙부위에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 블로우 파이프(12)내부에 설치된다.

즉, 냉각 홀더(37)는 도 5에 도시된 블로우 파이프 냉각수 배관(12-1)에 삽입된 어댑터(36)의 노내측으로 연결되고, 어댑터의 외부에는 엘보우(Elbow)(35)가 연결된다.

또한, 고온의 열풍이 역류되는 것을 방지하기위해 상기 엘보우(35)에 역류차단밸브(34)가 부착되고, 상기 역류차단밸브(34)에 냉각 파이프(33)의 일단부가 연 결되며, 상기 냉각 파이프(33)의 타단부에는 플랙시블 튜브(Flexible tube)(30)가 냉각용 지관 밸브(31)를 통해 연결되며, 미설명 부호 32는 고정대이다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 유체(에어,냉풍)가 상기 냉각 홀더(37)를 경유하여 통입되면서 상기 어댑터(36)부위를 통과할 때 냉각수 배관(12-1)에 유체의 잠열이 흡수되고, 이로 인해 냉각된 유체가 냉각 홀더(37)로 통입되어 고온의 열풍에서도 냉각 홀더(37)의 파손을 방지한다.

상기 냉각 홀더(37)를 통해 냉각된 유체는 냉각 홀더내 유체배관(37-1)의 노즐(Nozzle)(37-2)과 퍼지 홀(Purge hole)(37-3)을 통해 미분탄 냉각 튜브(21) 선단부까지 냉각 퍼지유로(38)를 형성한다.

기존의 냉각방식은 미분탄 취입 튜브(22)와, 미분탄 냉각 튜브(21)사이에 유체가 통과하면서 냉각과 연소가 이루워졌으나, 본 발명에서는 상기 냉각 홀더(37)에 의해 냉각된 유체를 미분탄 냉각 튜브(21)의 외부에 분사하여 고온의 열풍을 차단하므로써, 2중냉각 방식으로 풍구(13)의 파손을 방지한다.

또한, 상기 미분탄 냉각 튜브(21) 냉각에 사용된 유체가 미분탄 냉각 튜브(21) 선단부에서 미분의 정체 시간을 늘려서 종래 불연소 미분의 발생을 억제하므로써, 미분탄의 완전연소를 유도하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치는 블로우 파이프 내부에 설치된 냉각 홀더를 통해 미분탄 냉각 튜브의 상,하방향으로의 변형 발생 및 이에 따른 풍구의 파손 예방으로 설비사고를 줄이는 효과가 있다.

또한, 미분탄을 안정적이고 지속적으로 고로의 열원제로서 연소대에서 완전연소시켜 취입하므로써 코크스의 사용량 감소로 용선제조원가를 줄이고, 미분탄 냉각 튜브의 2중냉각에 의해 미분탄 취입장치의 수명이 연장되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고로의 열원제인 코크스를 대체하는 미분탄을 고로 내부로 취입하는 장치에 있어서,

   냉각수 배관에 삽입된 어댑터의 노내측으로 연결된 냉각 홀더(Holder);

   상기 어댑터의 외부에 연결된 엘보우(Elbow);

   상기 엘보우에 부착된 역류차단밸브;

   일단부가 상기 역류차단밸브에 연결되고, 타단부가 냉각용 지관 밸브를 통해 플랙시블 튜브에 연결된 냉각 파이프; 및

   상기 냉각 파이프를 고정시키는 고정대를 포함하되,

   상기 냉각 홀더를 통해 냉각된 유체는 냉각 홀더내 유체배관의 노즐(Nozzle)과 퍼지 홀(Purge hole)을 통해 냉각 퍼지유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 이중 냉각 및 미분의 완전 연소를 위한 미분탄 취입장치.
2. 삭제

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