KR101171647B1

KR101171647B1 - 코크스 처리 설비

Info

Publication number: KR101171647B1
Application number: KR1020100131723A
Authority: KR
Inventors: 심후섭
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2012-08-07
Also published as: KR20120070246A

Abstract

본 발명은 코크스를 소화하기 위하여 공급되어, 코크스 호퍼 내부에서 코크스와 함께 섞여있는 처리수를 분리할 수 있는 코크스 처리 설비를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여, 본 발명은 코크스 공정에서 발생된 코크스 및 상기 코크스의 처리수를 동시에 운반하는 컨베이어에 연결되어 있으며, 상기 낙코크스와 처리수를 저장하는 호퍼; 및 상기 호퍼에 연결되어, 상기 코크스와 처리수를 분리하는 수분 분리기를 포함하는 코크스의 처리 설비를 제공한다.

Description

코크스 처리 설비{Water Seperate Device for Coke}

본 발명은 제철소의 코크스 생산 설비에서 발생하는 코크스를 처리하는 설비에 대한 것이다. 구체적으로는 코크스와 이에 혼합된 처리수를 분리하는 코크스 처리 설비에 대한 것이다.

제철소 등에서 사용되는 코크스(Coke)란 고로내에서 열원, 환원제 등의 역할과 함께 통기성을 확보하는 수단으로 사용되는 석탄(Coal)의 일종이다. 도 1 및 도 2 를 참조하면, 이러한 코크스는 코크스 오븐(20)에 의하여 생산된다. 한편, 코크스 오븐(20)의 상부에 위치하는 장입차(50)는 점결성이 있는 석탄을 일정 주기로 장입하고, 이렇게 코크스 오븐(20)에 장입된 석탄은 밀폐된 상태에서 섭씨 1,300℃정도로 간접 가열된 후, 약 18시간의 건류과정을 거친 뒤 적열 코크스(C)로 건류되어 압출차(10)의 램(11)에 의하여 코크스 오븐(20)의 외부로 압출된다. 이때, 코크스 오븐(20)의 외부로 압출되는 적열 코크스(C)는 코크스 오븐(20)의 압출차(10) 반대측에 위치하는 이송차(40)에 의하여 유도되어 버켓에 적재된 후 후공정으로 이송된다.

여기서, 압출차(10)의 램(11)은 코크스 오븐(20) 내에서 적열 코크스(C)의 건류가 완료되면 이를 외부로 인출하기 위하여 사용되는 장치로서, 상기 램(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 램 빔(11a)과 램 슈(11b) 및 램 헤드(11c)로 이루어지고, 상기 램 빔(11a)에는 래크 기어(12)가 형성되며, 이 래크 기어(12)는 피니언 기어(13)와 맞물리고, 이 피니언 기어(13)는 모터(미도시)에 의해 회전한다. 상기 피니언 기어(13)가 모터에 의해 회전함에 따라 상기 램(11)은 전후진 왕복운동을 하게 되며, 상기 램(11)이 코크스 오븐(20)의 내부로 전진 진입할 때 코크스 오븐(20) 내의 적열 코크스(C)가 압출된다.

한편, 상기 압출차(10) 및 이송차(40)에는 상기 오븐 도어(21)를 탈착 또는 장착할 수 있는 도어 개폐 장치(미도시)가 구비된다. 코크스를 압출하기 위해서는 코크스 오븐(20)에 착탈식으로 장착된 오븐 도어(21; 도 2 참고)를 개방해야 하는데, 상기 도어 개폐 장치를 이용하여 상기 오븐 도어(21)를 개방하면 가스 및 더스트(G)가 발생되어 환경 공해를 유발하였다.

또한, 압출 작업시 램 슈 및 램 헤드가 화살표(A) 방향으로 전진할 때 적열 코크스(C)는 코크스 오븐(20)의 외부로 대부분 압출되지만 소량의 적열 코크스(C)는 여전히 코크스 오븐(20)의 바닥에 남아있게 된다. 이렇게 남아있던 코크스 오븐(C)은 램 슈(11b) 및 렘헤드(11c)가 후진할 때 코크스 오븐(20) 밖으로 낙하되고, 낙하된 적열 코크스(C)는 체인 컨베이어(60)에 의해 이송된다.

상기 오븐 도어(21) 개방시 및 상기 램 슈 및 램 헤드 후진시 오븐 도어(21)로부터 낙하되는 적열 코크스(C)가 서비스 플랫폼(30)으로 떨어지는 것을 방지하기 위하여 코크스 쉴드(70)기 사용되며, 코크스 쉴드(70)에서는 처리수를 분사하여 가스와, 더스트 및 적열 코크스(C)를 소화시킨다.

이러한, 코크스(C)는 처리수에 의해서 소화된 후 상기 체인 컨베이어(60)에 적층되어 이송된다. 체인 컨베이어(60)에 의해서 이송된 코크스(C) 및 처리수는 코크스 호퍼(80)으로 이송 및 적치된다.

이렇게 코크스 호퍼(80)에 적치된 코크스(C)는 코크스 호퍼(80)에 부착된 실린더(81) 및 그에 의해 개폐되는 도어(82)에 의해서 주기적으로 차량(90)에 의해서 수거되어 폐기된다.

하지만, 이러한 코크스 호퍼(80)에는 코크스(C) 뿐만 아니라 처리수가 함께 수용되어 있어서, 코크스 호퍼(80)로부터 처리수가 흘러나오거나, 차량(90)으로 코크스 호퍼(80)의 낙코크스를 수거할 때, 처리수가 외부로 누출되게 된다. 이렇게 코크스에서 누출되는 처리수는 코크스 오븐(20)에서 나오는 가스와 더스트가 용해되어 있기 때문에, 환경에 악영향을 미칠 우려가 있다.

특히, 차량(90) 수거시 누출되는 처리수는 정화시설을 거치지 않고 우수와 함께 하수도로 유입되므로, 환경 오염의 우려가 크다.

본 발명은 코크스를 소화하기 위하여 공급되어, 코크스 호퍼 내부에서 코크스와 함께 섞여있는 처리수를 분리할 수 있는 코크스 처리 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 코크스와 함께 섞여있는 수분을 분리하여, 수분은 정화시설로 보내어 정화시키며, 코크스는 재활용하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 지속적으로 공급되지 않는 코크스에도 수분 분리기가 지속적으로 사용되게 하는 것을 목적으로 한다.

발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위하여, 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명은 코크스 공정에서 발생된 코크스 및 상기 코크스의 처리수를 수용하는 호퍼; 및 상기 호퍼에 연결되어, 상기 코크스와 처리수를 분리하는 수분 분리기를 포함하는 코크스 처리 설비를 제공한다.

이 때, 상기 호퍼의 내부에는 상기 코크스 덩어리를 분쇄하는 분쇄 기구가 배치되며, 상기 호퍼와 상기 수분 분리기 사이에는 이송 수단이 배치되어, 상기 호퍼의 밸브로부터 배출되는 상기 코크스와 처리수를 상기 수분 분리기의 유입구로 이송시킬 수 있다.

또, 이 이송 수단은 제 1 이송 스크류; 제 2 이송 스크류; 및 상기 제 1 이송 스크류와 상기 제 2 이송 스크류 사이에 배치되는 저장 수단을 포함하며, 상기 저장 수단에는 조절 밸브가 부착되어, 상기 호퍼로 유입되는 코크스와 처리수의 양과 상기 수분 분리기에서 처리되는 코크스와 처리수의 양의 차이를 완충할 수 있다.

또한, 상기 수분 분리기는 원심 분리기의 일종인 데칸타일 수 있다.

본 발명은 코크스를 소화하기 위하여 공급되어, 코크스 호퍼 내부에서 코크스와 함께 섞여있는 처리수를 분리할 수 있는 코크스 처리 설비를 제공할 수 있다.

본 발명은 코크스와 함께 섞여있는 수분을 분리하여, 수분은 정화시설로 보내어 정화시키며, 코크스는 재활용이 가능하다.

또한, 본 발명은 지속적으로 공급되지 않는 코크스에도 수분 분리기가 지속적으로 사용될 수 있다.

도 1 은 종래 코크스 오븐에서의 장입 및 코크스의 배출이 개략적으로 도시된 개략도이다.
도 2 는 종래 코크스 오븐에서 낙하된 코크스가 처리되는 모습을 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 코크스 처리 설비의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 코크스 처리 설비의 수분 분리기이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에서 종래기술과 동일한 부분, 즉 코크스 오븐 관련 구성은 동일한 도면 부호를 사용하였다.

본 발명에서는 코크스 공정에서 발생된 코크스에 처리수가 혼합된 경우라면, 본 발명의 코크스 처리 설비로 처리가 가능하다. 다만, 아래에서는 코크스 오븐의 바닥에 남아있던 코크스가 램 슈(11b) 및 렘헤드(11c)가 후진할 때 코크스 오븐(20) 밖으로 낙하된 코크스를 처리하는 설비를 일실시예로서 설명하며, 낙하된 코크스는 '낙코크스'로 부르도록 한다.

도 3 에는 본 발명의 코크스 처리 설비(100)의 개략도가 도시되어 있다.

본 발명의 코크스 처리 설비(100)는 낙코크스 호퍼(110), 제 1 이송 스크류(130), 중간 저장 호퍼(140), 제 2 이송 스크류(150) 및 수분 분리기(160)가 순차적으로 연결되어 있다. 처리수와 혼합된 낙코크스는 종래 기술에서 설명한 체인 컨베이어(60, 도 2 참조)로부터 낙코크스 호퍼(110)를 지나 수분 분리기(160)까지 이송되며, 수분 분리기(160)에서 낙코크스와 처리수가 분리되어, 낙코크스는 낙코크스 저장박스(181)으로, 처리수는 저장탱크(182)를 거쳐 정화된다.

낙코크스 호퍼(110)는 낙코크스를 운반하는 체인 컨베이어(60, 도 2 참조)에 상부가 연결되게 배치된다. 낙코크스 호퍼(110)의 상부에는 제 1 가이드(111)가 형성되어, 체인 컨베이어(60)로부터 유입되는 처리수가 혼합된 낙코크스를 제 1 분쇄기(112)로 안내한다.

제 1 가이드(111)의 아래에는 제 1 분쇄기(112)가 배치되며, 제 1 분쇄기(112)주위에는 제 2 가이드(113)가 설치되어, 제 1 분쇄기(112)의 분쇄과정에서 외부로 빠져 나갈려는 낙코크스를 제 2 분쇄기(114)로 안내한다. 제 2 분쇄기는 제 1 분쇄기에서 분쇄된 낙코크스를 재차 분쇄하여, 처리수에 의해 응집된 낙코크스 덩어리가 없도록 한다.

제 1 분쇄기(112), 제 2 분쇄기(114)는 기어 형상으로 도시되지 않은 구동 수단에 의하여 서로 맞물려 돌아가며 그 사이에 들어간 낙코크스를 분쇄한다.

본 발명에서 낙코크스 호퍼(110)로 유입되는 낙코크스는 체인 컨베이어(60; 도 2 참고)에 유입되기 전에 코크스 쉴드(70, 도 2 참고)의 노즐에서 분사된 처리수와 함께 유입되며, 낙코크스와 처리수가 함께 체인 컨베이어(60)를 타고 오는 동안 혹은 체인 컨베이어에 떨어지는 과정에서 낙코크스가 덩어리로 응집된다.

이렇게 응집된 코크스의 크기가 큰 경우에 낙코크스 호퍼(110)에서 혹은 낙코크스 호퍼(110) 이후에 연결되는 이송 스크류(130, 150)에서 이송이 되지 않으며, 낙코크스 호퍼(110) 또는 이송 스크류(130, 150) 내부를 막아 고장을 야기할 수 있으므로, 제 1 및 제 2 분쇄기(112, 114)를 통하여 확실하게 분쇄한다.

제 2 분쇄기(114)의 하부에는 낙코크스 호퍼(110)의 배출구(116)가 위치되며, 제 2 분쇄기(114)를 통과한 낙코크스는 배출구(116)로 유입된다. 배출구(116)에는 개도 조절이 가능한 밸브(115)가 배치되어, 낙코크스 호퍼(110)로부터 제 1 이송 스크류(130)로 넘어가는 낙코크스의 양을 조절하는 것이 가능하다.

상기 낙코크스 호퍼(110)의 배출구(116)에는 제 1 이송 스크류(130)가 연결되어 있다. 제 1 이송 스크류는 케이스(131), 구동수단으로서의 모터(132)와 그에 연결된 축(133) 및 축(133)에 연결된 스크류(135)로 구성되며, 낙코크스 호퍼(110)의 배출구(116)와 연결된 유입구(136)으로부터 낙코크스가 유입되어 중간 저장 호퍼(140)의 상부에 연결된 유출구(137)로 유출된다.

제 1 이송 스크류(130)의 유출구(137)로부터 유출되는 낙코크스는 중간 저장 호퍼(140)로 유입된다. 중간 저장 호퍼(140)는 호퍼 본체(141)와 유출구(142)로 형성되며, 유출구(142)에는 개도 조절이 가능한 밸브(143)가 배치된다. 중간 저장 호퍼(140)의 유출구(142)는 제 2 이송 스크류(150)의 유입구(156)와 연결되어 있다.

중간 저장 호퍼(140)는 제 1 이송 스크류(130)로부터 공급되는 낙코크스의 공급량과 수분 분리기(160)에서 처리수를 낙코크스로부터 분리시키는 처리량과의 차이가 생기는 것을 잠시 저장한다. 특히, 낙코크스의 경우 코크스 오븐(20; 도 1 참조)이 열릴 때에만 발생하므로, 코크스 오븐(20)이 열리지 않는 경우에는 낙코크스 역시 발생하지 않는다. 따라서, 제 1 이송 스크류(130)를 타고 유입되는 낙코크스 양은 불균일하나, 중간 저장 호퍼(140)는 낙코크스를 저장하면서 제 2 이송 스크류(150)로 지속적으로 낙코크스를 공급한다.

중간 저장 호퍼(140)의 유출구(142)와 연결된 유입구(156)를 가지는 제 2 이송 스크류(150)는 제 1 이송 스크류(130)과 유사하게 케이스(151)와 모터(152) 및 도시되지는 않았지만 모터(152)에 연결된 축 및 스크류(미도시)를 포함하며, 중간 저장 호퍼(140)의 유출구(142)로부터 유입된 낙코크스를 수분 분리기(160)로 이송한다.

제 2 이송 스크류(150)의 유출구(157)는 수분 분리기(160)의 유입구(162)에 연결된다.

수분 분리기(160)는 다양한 방식의 수분 분리기가 사용될 수 있으나, 본 발명에서는 원심 분리기의 일종인 데칸타를 사용하였다. 데칸타를 사용하는 경우에, 낙코크스에 혼합된 처리수를 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 코크스가 뭉치지 않아서 재활용하기에도 유리하다.

수분 분리기(160)의 유입구(162)가 배치된 쪽을 전방이라고 하며, 그 반대측을 후방이라고 할 때, 본 발명의 수분 분리기(160)는 케이스(161) 내부에 전방에 비하여 후방의 직경이 큰 원통형 본체(170)가 배치되며, 이 원통형 본체(170)의 전방 및 후방에 베어링(166)이 배치된다. 전방 베어링(166)의 전방에는 V형 홈을 가지는 풀리(169)가 배치되며, 후방 베어링 뒤에는 기어 박스 (165)가 배치될 수 있다.

풀리(169) 하방에는 밸트로 연결된 구동 수단(예를 들면, 모터, 도시되지 않음)가 배치되어, 구동 수단의 회전력에 의하여 풀리(169) 및 그에 연결된 원통형 본체(170)가 함께 회전된다.

원통형 본체(170)가 회전함에 따라서, 낙코크스와 그에 혼합된 처리수는 원심력에 의해서 분리되며, 낙코크스는 원통형 본체(170) 내부에 배치된 스크류(172, 도 4 참조)에 밀려 원통형 본체(170) 전방 측의 개구(175; 도 4 참조) 나온다. 처리수와 분리된 낙코크스는 코크스 출구(165)를 통하여 저장박스(181)에 보관된다.

한편, 원통형 본체(170)가 회전함에 따라서 분리된 처리수는 배출구(164)를 통하여 저장 탱크(182)에 저장된 후 정화 시설로 공급된다.

도 4 에는 본 발명의 수분 분리기(160)의 단면도가 도시되어 있다.

도 4 에서 보이듯이, 케이스(161) 내부에 원통형 본체(170)가 배치되며, 원통형 본체(170)는 축(173)과 축(173)에 연결된 스크류(172) 및 축(173) 내부에 형성되며 유입구(162; 도 3 참조)에 연결된 유입 라인(171)을 포함한다. 유입 라인(171)은 원통형 본체(170) 길이 방향 중간 부분에서 축(173) 내부에서 축(173) 외부로 연통하는 연통구(174)를 통하여 처리수와 혼합된 낙코크스를 공급한다.

원통형 본체(170)는 V형 풀리(169)에 의해 전달되는 구동 수단으로부터의 회전력에 의해 회전되며, 그에 따라서, 원통형 본체(170) 내부의 처리수가 혼합된 낙코크스도 함께 회전된다. 회전에 의한 원심력으로 처리수와 낙코크스는 분리되며, 처리수는 후방의 수출구(177)을 통하여 배출되며, 처리수가 분리된 낙코크스는 전방측의 개구(175)를 통하여 배출된다.

위와 같이, 본 발명은 낙코크스에 혼합되어 있는 처리수는 환경에 악영향을 준다는 점은 수분 분리기(160)를 통하여 처리수와 낙코크스를 분리하여, 처리수를 정화 시설로 돌리게 하여 해결하였다. 또한, 이와 같이, 낙코크스로부터 처리수를 분리시킴으로써, 낙코크스 자체도 재활용가능하다.

또, 처리수와 혼합된 낙코크스는 응집되어서 바로 수분 분리기(160)로 공급하기도 어렵고, 이송 스크류(130, 150)를 통하여 이송하기도 어렵다는 점은 낙코크스 호퍼(110)에 분쇄기(112, 114)를 배치하여 곱게 갈아서 이송 및 수분 분리를 용이하게 하여 해결하였다.

또한, 처리수와 혼합된 낙코크스는 지속적으로 유입되지 않고 코크스 오븐이 열린 때에만 공급된다는 점은 중간 저장 호퍼(140)를 배치하여 낙코크스 공급량과 수분 분리 처리량의 완충 역할을 하게 함으로써 해결하였다.

나아가, 본 발명에서는 낙코크스 호퍼(110)의 분쇄기(112, 114)의 구동 수단(미도시), 낙코크스 호퍼(110)의 밸브(115), 중간 저장 호퍼(140)의 밸브(143), 제 1 및 제 2 이송 스크류(130, 150)의 모터(132, 152) 및 수분 분리기(160)의 구동 수단(미도시)을 제어부(190)에 연결하여, 각각을 제어할 수 있게 하였을 뿐만 아니라, 낙코크스가 많은 경우 및 적은 경우에도 유동적으로 대처할 수 있게 구성하였다.

즉, 낙코크스가 많은 경우에는 분쇄기의 속도, 이송 송도, 및 밸브 개도, 수분 분리기의 구동 수단의 회전 속도를 함께 조절함으로써, 처리량을 늘릴 수 있으며, 낙코크스가 적은 경우에는 이와 반대로 조절함으로써, 처리량을 줄이는 것도 가능하다.

100: 코크스 처리 설비 110: 낙코크스 호퍼
112, 114: 제 1, 제 2 분쇄기 115: 밸브
130: 제 1 이송 스크류 140: 중간 저장 호퍼
143: 밸브 150: 제 2 이송 스크류
160: 수분 분리기 170: 원통형 본체
181: 저장 박스 182: 저장 탱크
190: 제어부

Claims

코크스 공정에서 발생된 코크스 및 상기 코크스의 처리수를 수용하는 호퍼; 및
상기 호퍼에 연결되어, 상기 코크스로부터 처리수를 분리하는 수분 분리기를 포함하는 코크스 처리 설비.
제 1 항에 있어서,
상기 호퍼의 내부에는 상기 코크스 덩어리를 분쇄하는 분쇄 기구가 배치되며,
상기 호퍼와 상기 수분 분리기 사이에는 이송 수단이 배치되어, 상기 호퍼의 밸브로부터 배출되는 상기 코크스와 처리수를 상기 수분 분리기의 유입구로 이송시키는 것을 특징으로 하는 코크스 처리 설비.
제 2 항에 있어서,
상기 이송 수단은 제 1 이송 스크류; 제 2 이송 스크류; 및 상기 제 1 이송 스크류와 상기 제 2 이송 스크류 사이에 배치되는 저장수단을 포함하며,
상기 저장 수단에는 조절 밸브가 부착되어, 상기 호퍼로 공급되는 코크스와 처리수 양과 상기 수분 분리기에서 처리되는 코크스와 처리수 양의 차이를 완충하는 것을 특징으로 하는 코크스 처리 설비.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수분 분리기는 데칸타인 것을 특징으로 하는 코크스 처리 설비.