KR101051255B1 - 전기로 연소탑의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로 연소탑의 내부에 에어 커튼 기능을 갖도록 함으로써 2차 연소시 발생되는 화염으로부터 열 충격 및 물리적 충격을 완화시킬 수 있도록 한 전기로 연소탑의 냉각장치에 관한 것이다.

그 구성은 전기로의 배가스중 불완전 연소된 성분을 태우기 위한 연소탑과, 연소탑을 통해 점화된 배가스를 지연 통과시키면서 냉각시키기 위한 냉각탑과, 냉각탑로부터 배출된 가스에 압력을 가해 배출 경로와 굴뚝을 통해 외부로 배출시키기 위한 펌프와, 배출 경로를 따라 압송되는 가스의 일부를 연소탑의 내부로 재순환시켜 상부에서 하부로 분사하는 에어 커튼수단으로 구성된다.

이에 따르면 전기로 연소탑의 내피 손상을 예방하여 연소탑의 교체 및 보수주기를 연장시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

Description

전기로 연소탑의 냉각장치{GAS COOLING SYSTEM FOR COMBUSTION GAS OF ELECTRIC ARC FURNACE}

본 발명은 전기로 연소탑의 냉각장치에 관한 것으로, 특히 전기로의 배가스 배출경로를 통해 외부로 배출되는 배가스를 에어 커튼방식으로 연소탑의 내부로 재순환시켜 연소탑의 내피를 화염으로부터 보호할 수 있도록 한 전기로 연소탑의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기로 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로 전기로의 루프 상부로 수직 연결된 3개의 전극봉에 고전압을 인가하면 고열의 아크열이 발생되면서 전기로 내의 고철을 용해하게 된다.

이때 용해열을 얻거나 용강의 온도를 높이기 위해 산소가 취입된다.

취입된 산소는 강중의 탄소와 반응하여 열을 발생시키게 되는 데, 강과의 반응에 따른 부산물로서 일산화탄소를 포함한 다량의 폐가스가 발생하게 되고, 폐가스와 먼지, 용융 슬래그 등은 루프 상부의 가스포트링에 연결된 엘보와 엘보에 연결되는 오픈가스덕트를 지나 집진설비로 보내지게 된다.

이 과정에서 불완전 연소된 가스는 연소탑의 내부에서 2차 연소가 일어나게 되며, 이는 연소탑 가스덕트 입측에 설치된 유입구를 지나면서 유입구 전면에 형성된 공기 유입구에서 유입되는 공기중의 산소와 반응하여 2차연소가 이루어지게 된다.

2차연소가 이루어진 배가스는 연소탑의 배출구를 통과하고, 이어서 냉각탑에서 냉각된 후 믹싱을 하여 필터에서 더스트를 걸른 후에 펌프의 압송력을 이용하여 굴뚝을 통해 외부로 배출된다.

기존 연소탑은 2차 연소시 발생되는 화염에 의한 열충격과 고온의 더스트에 의한 열적, 물리적 충격에 대비하여 이중구조로 구성되며, 이중구조의 내측에 내화물소재의 내피가 배치되고, 내화물의 외측에 스틸 소재의 외피로 구성되는 구조를 갖는다.

하지만, 종래 연소탑은 2차 연소가 일어나는 과정에서 특정부위(배가스 유입구와 수평선상에 위치하며 마주보는 내피 부위)에 집중적으로 열적,물리적 충격이 전달됨에 따라 자주 손상이 발생되어 주기적으로 내피교환 및 보수작업을 수행해야 하는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 연소탑의 특정 부위에 에어 커튼수단을 구비하여 2차 연소시 발생되는 화염 및 고온의 더스트에 의한 열적, 물리적 충격을 완화시켜 연소탑 내피의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 전기로 연소탑의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기로의 배가스중 불완전 연소된 성분을 태우기 위한 연소탑과,

상기 연소탑을 통해 점화된 가스를 냉각시키기 위한 냉각탑과,

상기 냉각탑로부터 배출된 가스를 배출 경로를 따라 굴뚝을 통해 외부로 배출시키도록 압송하는 펌프와,

상기 배출 경로를 따라 압송되는 가스의 일부를 상기 연소탑의 내부로 재순환시켜 상부에서 하부로 분사하는 에어 커튼수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 에어 커튼수단은 상기 연소탑의 상부 일측에 배치되는 복수의 가스 주입구와,

일단부가 상기 가스 주입구에 각각 연결되고 타단부가 상기 배출 경로에 연결되는 배가스 연결관을 구비한 것이다.

본 발명은 전기로 연소탑의 내부에 에어 커튼 기능을 갖도록 함으로써 2차 연소시 발생되는 화염으로부터 열 충격 및 물리적 충격을 완화시킬 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 전기로 연소탑의 내피 손상을 예방하여 연소탑의 교체 및 보수주기를 연장시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 전기로 연소탑의 냉각장치는, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 그 구성은 전기로(10)의 배가스중 불완전 연소된 성분을 태우기 위한 연소탑과, 연소탑(20)을 통해 점화된 가스를 지연 통과시키면서 냉각시키기 위한 냉각탑(30)과, 냉각탑(30)로부터 배출된 가스에 압력을 가해 배출 경로와 굴뚝(70)을 통해 외부로 배출시키기 위한 펌프(40,60)와, 배출 경로를 따라 압송되는 가스의 일부를 연소탑(20)의 내부로 재순환시켜 상부에서 하부로 분사하는 에어 커튼수단으로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 에어 커튼수단은 연소탑(20)의 상부 일측에 배치되는 복수의 가스 주입구(110)와, 일단부가 가스 주입구(110)에 각각 연결되고 타단부가 배출 경로에 연결되는 배가스 연결관(120)을 구비한 것이다.

가스 주입구(110)는 연소탑(20)의 내부와 연통되는 파이프 형태로 구성되어 배가스 연결관(120)과 배관 연결되는 구조로 되어 있다.

또한 가스 주입구(110)는 배가스 연결관(120)을 통해 공급된 가스가 수직 하방에 위치하는 연소탑(20)의 배출구(24)측으로 분사되도록 가이드하는 기능을 갖는 다.

연소탑(20)은 기존과 동일하게 상부 타측에 전기로에서 배가스가 유입되는 유입구(22)가 배치되고, 하부 일측에 2차 연소된 후의 배가스가 배출되는 배출구(24)가 배치되어 있다.

배가스 연결관(120)은 연소탑(20)에서 2차 연소된 고온의 가스가 냉각탑을 거쳐 냉각된 후의 배출 경로와 연결되어 일부가 연소탑(20)의 가스 주입구(110)측으로 공급되도록 연결된 구조를 갖는다.

그리고, 도면에는 미도시되어 있지만, 배가스 연결관(120)은 배가스 연결관(120)의 유로 내부를 개폐시키는 공지의 밸브가 더 구비된다.

이는 배가스의 재순환시기를 경제성을 고려하여 전기로 운전 주기중 일정 구간에만 제한하기 위한 것이며, 실제 전기로 배가스가 발생하는 시기인 전기로 스크랩 주입후 아크에 의해 용해가 시작되어 화염이 발생하는 시점부터 슬래그 포밍(정련)이 생기기 전까지로 제한하기 위함이다.

펌프(40,60)는 냉각탑과 필터(50) 사이 및 필터(50)와 굴뚝(70) 사이에 각각 배치된다.

미 설명 부호 "80"는 전기로의 상측에 이격되게 배치되어 분진을 집진하는 집진 후드를 나타낸 것이다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 전기로 연소탑의 냉각장치는, 전기로(10)의 운전 주기중 스 크랩이 아크에 의해 용해됨에 따라 화염이 생성되어 배가스가 발생되면, 불완전 연소된 배가스가 덕트와 유입구(22)를 통해 연소탑(20)의 내부로 유입되어 공기와 접촉되면서 2차 연소가 일어나게 된다.

이어서, 2차 연소된 배가스는 배출구(24)를 통해 냉각탑으로 공급되고, 냉각탑에서 지연 배출되면서 냉각된 후에 일부는 정상적인 배출 경로를 따라 펌프(40,60)의 압송력에 의해 굴뚝(70)으로 압송되어 외부로 배출되고, 다른 일부는 배가스 연결관(120)을 통해 가스 주입구(110)측으로 공급되어 연소탑(20)의 내부로 공급된다.

이때 가스 주입구(110)를 통해 연소탑(20)의 내부로 공급된 가스는 연소탑(20)의 유입구(22) 측에서 연소되는 화염과 연소탑(20)의 일측 내피 사이에 수직 하방으로 분사되어 에어 커튼의 기능을 수행하게 된다.

이에 따라 가스 주입구(110)를 통해 분사된 가스는 연소탑(20)의 내부에서 2차 연소되는 화염과 배가스의 온도보다 상대적으로 낮은 온도가 공급되므로, 연소실 내의 화염과 배가스의 온도를 낮추는 냉각기능을 수행함과 아울러, 연소탑(20)의 특정 부위(일측 내피)의 손상을 방지하는 기능을 갖는다.

또한, 에어 커튼의 기능을 수행하는 가스는 연소탑(20) 내의 유입구(22)와 배출구(24)간의 유체 흐름을 가이드하여 배가스의 원활한 흐름을 유도하는 기능을 겸할 수 있다.

그리고, 필터(50)측에 공급되는 가스의 온도가 연소탑(20)내에서 균일한 온도로 냉각되어 공급되므로, 집진기의 안정적인 운전이 가능하게 되는 이점을 갖는 다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 배가스 재순환시기를 조절하여 밸브를 이용하여 배가스 연결관(120)의 유로를 개폐시킬 수 있으므로, 전기로의 운전 주기중 일정 기간만 배가스가 재순환되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 연소탑의 냉각장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 연소탑을 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명의 사용상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 전기로 20 : 연소탑

30 : 냉각탑 40,60 : 펌프

110 : 가스 주입구 120 : 배가스 연결관

Claims (2)

1. 일측 하부에 배가스가 배출되는 배출구(24) 및 타측 상부에 전기로(10)로 부터 배가스가 공급되는 유입구(22)를 구비하고, 상기 유입구(22)를 통해 공급된 배가스중 불완전 연소된 성분을 태우기 위한 연소탑(20);

   상기 배출구(24)와 연결되고, 상기 연소탑(20)을 통해 점화된 가스를 냉각시키기 위한 냉각탑(30);

   상기 냉각탑(30)로부터 배출된 가스를 배출 경로를 따라 굴뚝(70)을 통해 외부로 배출시키도록 압송하는 펌프(40,60);

   상기 연소탑(20)의 일측 상부에 형성된 복수의 가스주입구(110);

   일단부가 상기 가스 주입구(110)에 연결되고 타단부가 상기 배출 경로에 연결되어, 상기 배출 경로를 따라 압송되는 냉각 가스의 일부를 상기 연소탑(20)의 일측 상부에서 하부로 분사하여 상기 일측 내피를 상기 배가스의 열로부터 보호하는 배가스 연결관(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로 연소탑의 냉각장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 배가스 연결관(120)은,

   유로 내부를 개폐시켜 배가스의 재순환을 제어하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로 연소탑의 냉각장치.

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