KR100984100B1

KR100984100B1 - 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법

Info

Publication number: KR100984100B1
Application number: KR1020030065246A
Authority: KR
Inventors: 이종대; 이재열; 김재형; 추민호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2010-09-28
Also published as: KR20050028729A

Abstract

본 발명은 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법에 관한 것으로, 로터리킬른의 예열영역인 프리히터내에 설치된 다수개의 푸셔에 대응하여 설치된 레벨센서에 의해 석회석의 충진레벨을 측정하여 계장제어기로 전송하는 제1단계와; 상기 로터리킬른의 후드부에 설치된 부압계에 의해 부압을 측정하여 계장제어기로 전송하는 제2단계와; 운전자가 최적의 조업경험으로 설정한 부압을 기준으로 하여 상기 로터리킬른의 후드부에 형성된 부압값과 비교 연산하여 부압 편차값을 산출하는 제3단계와; 상기 제3단계에서 산출된 부압 편차값이 설정기준값을 초과하면 상기 계장제어기의 의하여 프리히터의 원석 충진레벨을 상,하한 관리값으로 설정시키는 제4단계와; 상기 제4단계에서 설정된 충진레벨값을 기준으로 하여 상기 로터리킬른의 단부인 후드부의 부압편차를 재측정하도록 하여 프리히터내 충진레벨을 가변시키는 제5단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 로터리킬른의 부압을 안정되게 유지하도록 프리히터내 충진 레벨을 제어시켜 예열 원석의 소성을 향상하며, 또한 킬른내 부착광 형성을 방지함으로써 생석회의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

로터리킬른, 부압, 통기성, 생석회, 소성

Description

로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법{QUICK LIME MANUFACTURING METHOD BY CONTROLLING OF MINUS PRESSURE IN ROTARY KILN}

도 1은 종래 로터리 킬른의 생석회 제조공정을 보인 개략도,

도 2는 종래 로터리 킬른의 프리히터 확대 단면도,

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 로터리킬른의 요부 사시도,

도 4는 본 발명의 방법을 설명하기 위한 플로우챠트,

도 5은 본 발명에 따른 생산량과 원석 충진 레벨의 상관관계를 나타낸 그래프.

♧ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♧

100:원료저장호퍼 101a~f:벨트콘베이어

102:수세기 104:선별기

105a,b:수세저장호퍼 106:로터리킬른

107a:그리즐리바 108:프리히터

109a~j:푸셔 116:흡입팬

120:가스버너 201:레벨센서

본 발명은 석회석를 900℃ 이상의 고온으로 소성하여 생석회를 제조하는 로터리킬른에 관한 것으로, 특히 프리히터의 통기성을 향상시켜 킬른내 부압을 용이하게 형성하고, 예열 원석의 소성을 향상하며, 킬른내 부착광 형성을 방지하여 생산성향상을 도모할 수 있도록 한 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법에 관한 것이다.

종래 생석회 제조과정에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 저장호퍼(100a~d)내에 저장되어 있던 원료는 벨트콘베이어(101a,b), 수세기(DRUM WASHER)(102) 및 선별기(104)를 통해 킬른(106)의 입구측에 마련된 수세저장호퍼(105a,b)로 이송되어 저장된다.

이어, 수세저장호퍼(105a,b)에 입조된 석회석은 프리히터(108)에서 예열된 후 푸셔(109a~j)에 의해 생산량에 따라 일정한 간격으로 로터리킬른(106) 내부로 순차 장입되게 된다.

이때, 상기 로터리킬른(106)과 일체로 통로가 형성된 대형 흡입팬(116)과 연소공기덕트(111a)를 통해서 연소공기를 공급한 후 상기 로터리킬른(106)내 삽입된 가스버너(120)에 착화가 이루어지고, 서서히 로터리킬른(106)의 내부온도를 증가시켜 적정 소성온도로 승온하게 된다.

이후, 로터리킬른(106)내에 석회석을 장입하고 900℃ 이상으로 가온하게 되 면 석회석중의 탄산칼슘(CaCO₃)이 열분해되어 기상인 이산화탄소(CO₂)가 날아가고 고상인 생석회(CaO)가 잔류하는 탈탄산 작용에 의해 순수한 생석회가 제조되며, 이 탈탄산 정도에 따라 생석회의 품질이 좌우되어 고품질을 요구하는 제선 및 제강공정에서 유용하게 사용된다.

그런데, 상기 로터리킬른(106)내 소성조건에 따라 얻어지는 생석회의 물리화학적특성, 즉 공극율, 비중, 비표면적, 활성도 등이 크게 변화하기 때문에 생석회의 용도에 맞는 적합한 소성조건(소성온도 및 시간)에서 소성하여 생석회를 제조해야만 한다.

예컨대, 제강공정에서 사용되는 생석회는 공극율 및 활성도가 높고 반응성이 양호한 품질이 요구되기 때문에 과소성되지 않도록 가능한 낮은 온도로 단시간 가열해야 하고, 내화재로서 사용되는 백운석은 소성온도를 높이고 소성시간을 길게하여 공극율 및 활성도값이 낮아지도록 과소성시켜야 하는 것이 그것이다.

그러나, 40~50m 이상되는 대형 로터리킬른(106)에 있어 내부에 형성되는 900℃ 이상의 고온 열에너지를 포함하는 배기가스를 용이하게 배출시키지 못함으로써 온도상승에 따른 소성온도 관리가 어렵고, 뿐만 아니라 이러한 배기가스는 상기 프리히터(108)내 원석층을 통과하게 되어 있어 로터리킬른(106)내의 부압을 적절히 관리하기가 매우 어렵다는 단점이 유발되었다.

아울러, 로터리킬른(106)내 유속저하로 인한 화염 단부에 링 모양의 대형 부착광이 로벽에 융착되어 덩어리진 채로 탈락되는 현상이 유발되어 제품을 배출하는 그리즐리바(GRIZZLY BAR)(107a)의 막힘현상을 초래함으로써 생산성하락은 물론 작업자의 업무부하를 가중시키는 등 여러가지 문제점이 잔존하고 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 로터리킬른의 프리히터 원석층후를 부압에 따라 장입층을 제어하여 이 프리히터의 원석층의 통기성을 향상시켜 킬른내 부압을 용이하게 형성하고, 예열 원석의 소성을 향상시키면서 부착광의 형성도 방지하여 생석회의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 로터리킬른의 예열영역인 프리히터내에 설치된 다수개의 푸셔에 대응하여 설치된 레벨센서에 의해 석회석의 충진레벨을 측정하여 계장제어기로 전송하는 제1단계와; 상기 로터리킬른의 후드부에 설치된 부압계에 의해 부압을 측정하여 계장제어기로 전송하는 제2단계와; 운전자가 최적의 조업경험으로 설정한 부압을 기준으로 하여 상기 로터리킬른의 후드부에 형성된 부압값과 비교 연산하여 부압 편차값을 산출하는 제3단계와; 상기 제3단계에서 산출된 부압 편차값이 설정기준값을 초과하면 상기 계장제어기의 의하여 프리히터의 원석 충진레벨을 상,하한 관리값으로 설정시키는 제4단계와; 상기 제4단계에서 설정된 충진레벨값을 기준으로 하여 상기 로터리킬른의 단부인 후드부의 부압편차를 재측정하도록 하여 프리히터내 충진레벨을 가변시키는 제5단계를 포함하 여 구성된 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법을 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 로터리킬른의 요부 사시도이다.

도시와 같이, 본 발명의 제조방법을 수행하기 위하여 종래와 같은 생석회 제조장치중의 하나인 프리히터(108)의 상단면에 그 주연을 따라 각 푸셔(109a~j)와 대응되는 개수로 다수의 레벨센서(201a~j)가 추가된다.

상기 레벨센서(201a~j)에 의하여 측정되는 측정치는 생석회 제조장치를 제어하는 종래 계장제어기에 입력되어서 생석회 제조장치가 본 발명의 방법에 의하여 제어된다.

상기 계장제어기에는 원석의 충진 및 장입 제어수단이 구비되어 있으며, 또한 명령이나 데이터를 입력시키기 위한 입력수단과 신호변환수단이 연결되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 제조방법을 도 4의 플로우챠트를 참조하여 설명한다.

먼저, 로터리킬른(106)에서 생석회를 제조하기 위하여 운전자는 생산량과 적정 부압 그리고 상,하한의 원석 충진 관리레벨을 설정하고 설정된 값에 따라서 계장제어기에 데이터를 입력한 후 프리히터(108)에 석회석을 충진한다(S11,S12).

상기 프리히터(108)내 원석인 석회석의 충진이 완료되었는지를 판단하여 완료되지 않았다면 원석충진제어기를 가동하여 재충진을 시도하고, 충진이 완료되었다면 로터리킬른(106)을 가동시킨다(S13,S131,S14).

로터리 킬른(106)이 가동되고 또한 흡입팬(116)과 함께 집진설비가 가동된다(S15).

그리고, 상기 로터리킬른(106)의 단부에 설치된 버너(120)에 가스(Coke Oven Gas)와 연소공기가 공급되어 연소가 실시되고 곧이어 적정온도에 도달하면 푸셔(109a~j)가 가동되어 상기 로터리킬른(106)내 원석을 장입하게 되어 소성이 진행된다(S16,S17).

상기 프리히터(108)에서 푸셔(109a~j)의 직상부에 배설된 레벨센서(201a~j)를 통해 충진된 원석의 레벨을 측정한다(S18).

동시에, 상기 로터리킬른(106)은 900℃ 이상의 고온을 유지하기 위한 연소용 공기와 동시에 상기 로터리킬른(106)에서 배출된 고온의 생석회를 냉각시키기 위한 공기가 접하는 부위인 후두부에 장착된 부압계에서 상기 로터리킬른(106)에 형성되는 부압을 측정한다(S19).

상기와 같이 부압계와 레벨센서(201a~j)에 의하여 측정된 부압정보와 레벨 정보는 A/D신호기를 통해 신호변환된 후 계장제어기로 전송된다(S20,S21).

상기 계장제어기에서는 상기 부압계로부터 입력되는 부압값을 이용하여 부압 편차를 산출한다(S22,S23).

즉, 운전자가 조업경험에서 얻은 가장 적정한 설정값과 조업중 형성되는 부압 측정값의 편차를 연산하여 측정값 = 설정값(-1.0) ±0.5㎜H₂O의 편차가 발생되는 경우에는 정상상태로서 현 조업상태를 유지한다(S231).

그러나, 설정값(-1.5㎜H₂O)을 초과하여 편차가 발생할 때에는 다음 단계로 이행한다(S24).

다시 말하면, 부압 편차값이(설정값-1.5㎜H₂O) 보다 낮을 경우에는 상기 로터리킬른(106)내 통기성이 양호하고 열에너지가 낭비되는 상태이므로 이것을 해소하기 위하여 프리히터(108)내 원석 충진층을 보다 높게 예를들어, -0.5㎜H₂O씩 초과할 때마다 충진층의 레벨 설정값을 +1.9%씩 증가시키게 되며, 그 반대로 부압편차값이(설정값-0.5㎜H₂O) 보다 클 경우에는 상기 로터리킬른(106)내 통기성이 불량하고 로터리킬른(106) 외부로 분진이 비산되는 상태이므로 이것을 해소하기 위하여 프리히터(108)내 원석 충진층을 보다 낮게 예를들어, +0.5㎜H₂O씩 초과할 때마다 충진층의 레벨 설정값을 -1.9%씩 감소시키게 되며, 이에 따라 상기 프리히터(108)내 변동된 원석의 레벨은 레벨센서(201a~j)에 의해 측정되어 계장제어기로 전송된다(S24~S29).

이렇게 상기 프리히터(108)내 변동된 레벨은 즉시 계장제어기에 의해 원석 충진 및 장입 제어수단을 이용하여 항상 요구하는 설정값으로 유지되며(레벨설정값과 측정값의 비교, 다시 부압편차 측정, 측정결과 허용오차범위 내라면 동일과정을 반복수행하도록 하고 그렇지 않다면 다시 판단된 부압편차에 따라 레벨기준값에 설정값을 더하여 레벨기준을 변경시키는 과정을 수행하게 됨(S30,S31,S32)) 배기가스 온도가 350℃이하 범위에서 제어되도록 한다.

상기와 같이 로터리킬른(106)의 부압을 항상 일정하게 유지하도록 계장제어기에 전송된 부압값에 의해 프리히터(108) 원석 충진층의 레벨을 변동하기 위한 동일한 과정이 반복된다.

이러한 제조방법을 따름으로써 예열 원석의 소성을 향상시키고 로터리킬른내 부착광 형성과 로에서 비산되는 분진을 방지하여 생석회의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

[실시예]

본 발명의 실시예에 사용된 원석은 10~40mm 이하의 국내산 석회석이었고, 비교적 로터리킬른내 충진되는 원석의 입도를 고르게 유지하도록 수세저장 호퍼내 레벨을 일정하게 유지하면서 킬른내 유입되는 유량 및 흡입팬에서의 댐퍼를 일정하게 유지하고 생산량을 300~420t/d까지 변동시켜가면서 충진레벨과 부압을 측정하여 산출하였다.

그리고, 이러한 조건하에서 제조된 생석회의 품질을 측정하여 하기 표 1에 표시하였다.

상기의 표 1에서 보는 것과 같이, 부압과 댐퍼 흡입개도 그리고 소성도를 일정하게 유지하는 가운데 생산량을 변동시키면서 프리히터(108)의 충진레벨을 기초로 하여 회귀분석한 결과 아래와 같은 상관식으로 상관도가 매우 높은 상태임을 알 수 있었다.

또한, 하기한 상관식에 의한 생산량과 프리히터(108)내 원석 충진레벨의 상관관계를 도 5의 그래프로 나타내었다.

(상관식)

y = -0.191x + 151.62 (R² = 0.9923)

여기에서, y는 생산량, x는 프리히터(108)내 원석 충진레벨을 나타낸다.

이때, 상기 상관식에 사용된 생산량과 원석 충진레벨과의 데이터는 가능한 다양한 조업조건이 변화할 때 측정하는 것이 필요하며, 실제로 후드부의 부압 변동시간을 고려하여 1분 간격으로 측정하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 상관도의 입증으로 실제 생석회 제조 조업중에 생산량의 증가에 따라서 부압이 양호하게 유지되었으며, 종래 방법과 본 발명에 의한 방법에서의 생산량 증가 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2에서 보는 것과 같이, 본 발명의 방법을 적용한 경우에 부압이 안정되게 유지되어 종래 방법에 의한 생산량(390t/d 이하)보다 많이 증가됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 로터리킬른의 부압을 안정되게 유지하도록 프리히터내 충진 레벨을 제어시켜 예열 원석의 소성을 향상하며, 또한 킬른내 부착광 형성을 방지함으로써 생석회의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims

로터리킬른의 예열영역인 프리히터내에 설치된 다수개의 푸셔에 대응하여 설치된 레벨센서에 의해 석회석의 충진레벨을 측정하여 계장제어기로 전송하는 제1단계와;

상기 로터리킬른의 후드부에 설치된 부압계에 의해 부압을 측정하여 계장제어기로 전송하는 제2단계와;

운전자가 최적의 조업경험으로 설정한 부압을 기준으로 하여 상기 로터리킬른의 후드부에 형성된 부압값과 비교 연산하여 부압 편차값을 산출하는 제3단계와;

상기 제3단계에서 산출된 부압 편차값이 설정기준값을 초과하면 상기 계장제어기의 의하여 프리히터의 원석 충진레벨을 상,하한 관리값으로 설정시키는 제4단계와;

상기 제4단계에서 설정된 충진레벨값을 기준으로 하여 상기 로터리킬른의 단부인 후드부의 부압편차를 재측정하도록 하여 프리히터내 충진레벨을 가변시키는 제5단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제3단계에서 부압 편차값이 설정기준값 내라면 그 상태로 조업을 계속유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제4단계는 설정기준값이 -1.0 ±0.5㎜H₂O의 범위에서 +0.5㎜H₂O씩 초과할 때마다 충진층의 레벨 설정값을 -1.9%씩 감소시키고, -0.5㎜H₂O씩 초과할 때마다 충진층의 레벨설정값을 +1.9%씩 증가시켜 배기가스 온도 350℃ 이하 범위에서 조업하는 것을 특징으로 하는 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제5단계에서 계속적인 부압편차가 유발되면 초기 부압편차를 구하여 프리히터내 충진레벨을 변경하는 과정으로 피이드백되어 재수행되도록 회귀시키는 것을 특징으로 하는 로터리킬른에서 로내 부압제어에 의한 생석회 제조방법.