KR100868506B1 - Combustion device for oxygen in electro furnace - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 가스포트링을 통해 전기로 내부로 가열된 카본 가루를 투입하여 미반응 산소와 반응시킴으로써 미반응 산소가 가스포트링을 통해 빠져나가는 것을 방지할 수 있도록 된 전기로의 미반응 산소 연소장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to put the carbon powder heated into the electric furnace through the gas port ring to react with the unreacted oxygen to prevent the unreacted oxygen from escaping through the gas port ring to burn the unreacted oxygen in the furnace In providing a device.
이에 본 발명은 전기로에서 배출되는 흄의 고열을 이용하여 분체 카본을 가열하기 위한 카본 예열수단과, 예열된 상기 분체 카본을 가스포트링을 통하여 전기로 내측에 분사시키기 위한 카본 분사수단을 포함하는 전기로의 미반응 산소 연소장치를 제공한다.The present invention is an electric furnace including a carbon preheating means for heating the powdered carbon using the high heat of the fume discharged from the electric furnace, and a carbon injection means for injecting the preheated powdered carbon into the electric furnace through a gas port ring It provides an unreacted oxygen combustion device.
하우징, 호퍼, 카본, 이송관, 분배관, 분사홀Housing, Hopper, Carbon, Transfer Pipe, Distribution Pipe, Injection Hole
Description
도 1은 본 발명에 따른 미반응 산소 연소장치가 설치된 전기로를 도시한 일부 절개 사시도,1 is a partially cutaway perspective view showing an electric furnace in which an unreacted oxygen combustion device according to the present invention is installed;
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 미반응 산소 연소장치 일부 구성을 도시한 상세도,2 and 3 is a detailed view showing a part of the configuration of the unreacted oxygen combustion apparatus according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 미반응 산소 연소장치의 작동 상태도이다.4 is an operating state diagram of the unreacted oxygen combustion apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 전기로 20 : 루프10: electric furnace 20: loop
30 ; 가스포트링 40 : 엘보우30; Gas port ring 40: Elbow
50 : 덕트 60 : 하우징50: duct 60: housing
61 : 호퍼 62 : 공급관61: hopper 62: supply pipe
63 : 이송관 64 : 밸브63: transfer pipe 64: valve
65 : 구동실린더 66 : 차단판65: driving cylinder 66: blocking plate
70 : 분배관 71 : 분사홀70: distribution pipe 71: injection hole
72 : 연결홀 73 : 가스관72: connection hole 73: gas pipe
본 발명은 전기로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기로 내부로 취입된 산소를 완전히 연소시켜 산소가 루프의 가스포토링을 통해 빠져나가는 것을 방지할 수 있도록 된 전기로의 미반응 산소 연소장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electric furnace, and more particularly, to an unreacted oxygen combustion apparatus of an electric furnace that is capable of completely burning oxygen injected into an electric furnace to prevent oxygen from escaping through gas photoling of a loop. .
일반적으로 전기로는 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로 전기로의 루프 상부로 수직 연결된 3개의 전극봉에 고전압을 인가하면 고열의 아크열이 발생되면서 전기로 내의 장입된 스크랩을 용해하게 된다. 이때 스크랩 용해 과정에서 발생되는 다량의 폐가스와 먼지, 흄 등을 포집하기 위하여 루프 상에는 가스포트링이 설치되며 가스포트링에 연속해서 오픈가스 엘보우와 슬리브 및 오픈가스덕트가 설치되어 최종적으로 먼지나 흄을 집진기로 보내게 된다.In general, an electric furnace refers to a furnace for heating and dissolving a metal or alloy using electricity. When a high voltage is applied to three electrodes vertically connected to an upper part of a loop of an electric furnace, high-temperature arc heat is generated to dissolve charged scraps in the electric furnace. Done. At this time, a gas port ring is installed on the roof to collect a large amount of waste gas, dust, and fume generated during the melting process of the scrap, and open gas elbows, sleeves, and open gas ducts are installed in succession to the gas port ring. Will be sent to the dust collector.
그리고 전기로에는 스크랩이 용해되어 용탕이 일부 형성되는 시점부터 산소를 취입하게 되는 데, 이를 위해 전기로 하부 일측면으로는 산소를 불어넣기 위한 산소랜스가 설치되어 약 10N㎥/steel-ton 정도의 양이 전기로 내부로 투입된다.And the scrap is dissolved in the electric furnace and oxygen is blown from the time when the molten metal is formed. For this purpose, an oxygen lance for blowing oxygen is installed at one side of the lower part of the electric furnace, which is about 10N㎥ / steel-ton. This electricity is put into the furnace.
상기 전기로로 투입된 산소의 반응효율은 약 70% 내외이고 나머지는 가스포트링을 통해 덕트로 배출된다.The reaction efficiency of oxygen introduced into the electric furnace is about 70% and the rest is discharged to the duct through the gas port ring.
그런데, 종래의 전기로는 미반응된 산소가 상기와 같이 가스포트링을 통해 빠져나갈 때, 전극과 스크랩 사이에서 발생되는 비산불꽃이 함께 가스포트링으로 흡입되어져 가스포트링과 덕트 내측에서 고온으로 산화되는 문제점이 있다.However, in the conventional electric furnace, when unreacted oxygen escapes through the gas port ring as described above, the flying flame generated between the electrode and the scrap is sucked into the gas port ring and oxidized to a high temperature inside the gas port ring and the duct. There is a problem.
즉, 비반응된 산소와 비산불꽃이 함께 덕트쪽으로 빨려들어감에 따라 가스포 트링과 덕트 내에서 비산불꽃이 산소와 반응하여 급속히 산화되면서 많은 열을 순식간에 발생시키게 되고 이에 따라 가스포트링이나 덕트가 고온에 파손되는 것이다.That is, as the unreacted oxygen and the flying flame are sucked together toward the duct, the flying flame reacts with the oxygen rapidly in the gas port ring and the duct to rapidly oxidize and generate a lot of heat. It is broken at high temperatures.
특히 냉각튜브가 구성된 부위에서 이와 같은 현상이 자주 발생되어 냉각튜브 파손의 원인이 되며 냉각수가 누수되어 추가적인 문제를 발생시키게 된다.In particular, such a phenomenon occurs frequently in the region where the cooling tube is formed, which causes the cooling tube breakage, and the cooling water leaks, which causes additional problems.
또한, 종래의 전기로는 가스포트링이 설치된 부위의 스크랩은 상대적으로 다른 곳의 스크랩보다 열원이 확보되지 못하여 늦게 용해되므로 전기로 벽체에 부착되는 현상이 많이 발생되고 이는 전기로 용강 성분이 불균일한 원인이 된다.In addition, since the scrap of the portion where the gas port ring is installed in the conventional electric furnace does not have a heat source that is relatively secured compared to the scrap of the other place, the phenomenon of attaching to the wall of the electric furnace occurs frequently, which causes the non-uniformity of the molten steel component of the electric furnace. Becomes
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가스포트링을 통해 전기로 내부로 가열된 카본 가루를 투입하여 미반응 산소와 반응시킴으로써 미반응 산소가 가스포트링을 통해 빠져나가는 것을 방지할 수 있도록 된 전기로의 미반응 산소 연소장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, by putting the carbon powder heated into the electric furnace through the gas port ring to react with the unreacted oxygen to escape the unreacted oxygen through the gas port ring It is an object of the present invention to provide an unreacted oxygen combustion apparatus of an electric furnace that can be prevented.
또한, 본 발명은 카본 가루와 산소에 의한 산화반응시 발생되는 열을 이용하여 스크랩 상부를 가열할 수 있도록 된 전기로의 미반응 산소 연소장치를 제공함에 또다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an unreacted oxygen combustion apparatus of an electric furnace that is capable of heating the upper portion of a scrap by using heat generated during oxidation of carbon powder and oxygen.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전기로에서 배출되는 흄의 고열을 이용하여 분체 카본을 가열하기 위한 카본 예열수단과, 예열된 분체 카본을 가스포트링을 통하여 전기로 내측에 분사시키기 위한 카본 분사수단을 포함 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the carbon preheating means for heating the powder carbon using the high heat of the fume discharged from the electric furnace, and the preheated powder carbon to the inside of the electric furnace through the gas port ring It includes a carbon injection means for.
따라서 일정온도로 가열된 분체 카본이 전기로로 투입되어 가스포트링을 통해 빠져나가려는 산소와 반응하여 산화됨으로써 미반응 산소가 엘보우 또는 덕트 내측에서 산화되는 것을 방지할 수 있게 된다.Therefore, the powdered carbon heated to a certain temperature is introduced into the electric furnace and reacted with oxygen to be released through the gas port ring, thereby oxidizing the unreacted oxygen inside the elbow or the duct.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 미반응 산소 연소장치가 설치된 전기로를 도시한 일부 절개 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 미반응 산소 연소장치 일부 구성을 도시한 상세도이며, 도 4는 본 발명에 따른 미반응 산소 연소장치의 작동 상태도이다.1 is a partial cutaway perspective view showing an electric furnace in which an unreacted oxygen combustion device is installed according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are detailed views showing some components of the unreacted oxygen combustion device according to the present invention. The operating state diagram of the unreacted oxygen combustion device according to the present invention.
상기한 도면에 의하면, 전기로(10)의 상부를 덮는 루프(20) 상에는 전기로(10)에서 스크랩과 부원료를 녹일 때 발생되는 폐가스와 먼지, 용융 슬래그 등의 흄가스를 집진설비로 보내기 위한 가스포트링(30)이 설치되며, 상기 흄가스는 가스포트링(30)에 연결된 엘보우(40)와 이 엘보우(40)에 연결되는 오픈 가스 덕트(50)를 지나 집진설비로 보내지게 된다.According to the above drawings, on the
여기서 본 발명은 상기 엘보우(40)에 설치되어 엘보우(40)를 통과하는 흄의 고열을 이용하여 분체 카본을 예열시키기 위한 카본 예열수단과, 상기 가스포트링(30)에 설치되어 상기 예열수단을 통해 예열된 카본을 가스포트링(30)을 통해 전기로(10) 내부로 분사시키기 위한 카본 분사수단을 포함한다.The present invention is the carbon preheating means for preheating the powdered carbon using the high heat of the fume passing through the
상기 예열수단은 도 2에 도시된 바와 같이 엘보우(40) 상부에 연통되도록 설 치되어 고온의 흄이 유통되는 하우징(60)과, 하우징(60) 내부에 설치되는 분체 카본 호퍼(61), 상기 하우징(60) 상단을 통하여 상기 호퍼(61) 상단으로 연결되어 분체 카본을 공급하기 위한 공급관(62), 상기 호퍼(61) 하단에 설치되고 하우징(60) 일측을 통해 상기 가스포트링(30)쪽으로 연장되는 카본 이송관(63)을 포함한다.The preheating means is installed so as to communicate with the upper portion of the
상기 공급관(62)과 이송관(63) 내부에는 각각 분체 카본의 유통을 제어하기 위한 밸브(64)가 설치된다. 상기 밸브(64)는 구동실린더(65)에 연결되어 구동실린더(65)의 신축작동에 따라 각 관의 개폐량을 조절할 수 있는 구조로 되어 있다.Inside the
또한, 상기 엘보우(40)를 통과하는 흄이 하우징(60) 내부로 유도되어 하우징(60)을 거쳐 빠져나가도록 하기 위하여 상기 하우징(60) 내부에는 호퍼(61) 하단에서 엘보우(40)까지 연장되는 차단판(66)을 수직설치한다.In addition, the fume passing through the
따라서 흄은 차단판(66)에 의해 하우징(60) 하부에서 상부를 거쳐 다시 하부로 빠져나가게 되므로 호퍼(61)와의 접촉시간이 늘어나 카본 예열을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 것이다.Therefore, since the fume is discharged from the lower portion of the
한편, 예열된 분체 카본을 전기로(10) 내부로 분사시키기 위한 상기 분사수단을 살펴보면, 상기 가스포트링(30) 상단을 따라 설치되고 상기 이송관(63)과 연결되는 환형의 분배관(70)과, 상기 가스포트링(30) 내주면 하단을 따라 일정간격을 두고 형성되는 카본 분사홀(71), 상기 분배관(70)에 연통되고 상기 가스포트링(30)의 내부를 통해 상기 각 분사홀(71)에 연결되는 연결홀(72) 및, 상기 이송관(63) 일측에 연결설치되어 카본 분사를 위한 고압의 불활성가스를 공급하기 위한 불활성가스관(73)을 포함한다.
Meanwhile, looking at the injection means for injecting the preheated powder carbon into the
따라서 이송관(63)을 통해 공급된 카본은 고압으로 공급되는 불활성가스에 의해 분배관(70)과 연결홀(72)로 보내져 가스포트링(30)에 형성된 분사홀(71)을 통해 전기로(10) 내부로 분사되어 미반응 산소와 산화반응하게 되는 것이다.Therefore, the carbon supplied through the
바람직하게는 도 3에 도시된 바와 같이 분배관(70)과 분사홀(71)을 연결하는 연결홀(72)이 가스포트링(30)의 중심을 향해 경사진 구조로 되어 카본이 가스포트링(30) 중심을 향해 분사되도록 한다.Preferably, as shown in FIG. 3, the
이러한 구조는 카본을 가스포트링(30) 내측으로 집중시켜 원뿔형 막을 형성시킴으로써 미반응 산소가 빠져나가기 더욱 힘들게 만들어준다.Such a structure makes carbon more difficult to escape by concentrating carbon into the
이하 본 발명의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter will be described the operation of the present invention.
전기로(10) 조업이 개시되면 조업 중 발생된 고열의 흄가스는 가스포트링(30)을 통해 빠져나가고 이 과정에서 호퍼(61)에 저장된 분체 카본을 가열시키게 된다.When the operation of the
즉, 분체 카본은 공급관(62)을 통해 하우징(60) 내의 호퍼(61)에 저장되고 고온의 흄가스는 가스포트링(30)을 통해 엘보우(40)로 빠져나가면서 차단판(66)에 의해 하우징(60) 내부를 순환하며 빠져나가고 이때 하우징(60) 내의 호퍼(61)에 저장되어 있는 분체 카본이 고온의 흄가스에 의해 가열되는 것이다.That is, the powdered carbon is stored in the
그리고 전기로(10) 조업 중 산소랜스(80)를 통해 산소가 취입되면 가열된 분체 카본은 이송관(63)에 설치된 구동실린더(65)의 작동에 따라 밸브(65)가 개방되면서 이송관(63)을 따라 분배관(70)으로 공급된다. 그리고 이송관(63) 하부쪽에 연결된 불활성가스관(73)을 통해 이송관(63)으로 유입되는 고압의 불활성가스에 의해 전기로(10) 내부로 분사된다.When oxygen is blown through the
즉, 불활성가스는 분배관(70)에서 각 연결홀(72)을 통해 분사홀(71)로 고압분사되고 이때 분체 카본 역시 상기 불활성가스에 편승하여 분사홀(71)을 통해 전기로(10) 내부로 고압 분사되는 것이다.That is, the inert gas is injected at high pressure into the
분사홀(71)을 통해 분사되는 분체 카본은 전기로(10)에 장입되어 있는 스크랩 상부에서 미반응된 산소와 반응하게 된다.The powdered carbon injected through the
여기서 상기 분체 카본은 일정 온도로 가열되어 있기 때문에 산소와 만나자마자 반응하여 산화되고 또한, 분체 카본은 가스포트링(30) 중심을 향해 분사됨으로써 원뿔형태의 막을 이루게 되고 산소는 이 막에 부딪혀 대부분 반응하게 되므로 미반응 산소가 가스포트링(30)을 통해 빠져나갈 수 없게 되는 것이다.Here, the powdered carbon is reacted and oxidized as soon as it meets with oxygen because it is heated to a certain temperature, and the powdered carbon is sprayed toward the center of the
한편, 이러한 산화반응은 스크랩 바로 위에서 이루어지므로 산화반응 시 발생되는 열이 스크랩 상부를 가열하게 된다.On the other hand, since the oxidation reaction is performed directly above the scrap, heat generated during the oxidation reaction heats the upper part of the scrap.
전기로(10)에 용해 작업 및 산소 취입 작업이 일정한 수준 이상 진행되어 대부분의 스크랩이 용해되어 용탕으로 형성되면 분체 카본 투입을 중단한다.When the melting operation and the oxygen blowing operation in the
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기로의 미반응 가스 연소장치에 의하면, 전기로 내부에서 미반응 가스를 모두 반응 시킬 수 있게 되어 산소와 비산 불꽃에 의한 가스포트링이나 엘보우, 덕트 등에 설치되는 수냉파이프의 파손을 방지할 수 있고, 취입산소의 효율을 최대로 높일 수 있게 된다.According to the unreacted gas combustion apparatus of the electric furnace according to the present invention as described above, it is possible to react all of the unreacted gas in the interior of the electric furnace, the water-cooled pipe installed in the gas port ring, elbow, duct, etc. Can be prevented and the efficiency of the blown oxygen can be maximized.
또한, 스크랩 상부를 가열하여 미용해 스크랩의 발생을 줄일 수 있는 부가적 인 효과를 얻게 된다.In addition, by heating the upper part of the scrap to obtain an additional effect that can reduce the occurrence of scrap.
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