KR101185134B1 - 고로의 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법 - Google Patents

Abstract

구조를 단순화하고 비상시 잔류기체를 보다 용이하게 퍼지할 수 있으며, 풍구별 화염온도를 균일화할 수 있고, 연소대 전단의 미분퇴적층 개선을 통해 통기성을 확보하여여 출선구별 용선 온도 편차를 최소화할 수 있도록, 고로의 풍구를 통해 미분탄을 취입하기 위한 미분탄 취입랜스와 이 미분탄 취입랜스로 미분탄을 공급하기 위한 미분탄 분배기를 포함하는 미분탄 취입부와, 상기 풍구를 통해 기체 연료를 취입하기 위한 기체연료 취입랜스와 이 기체연료 취입랜스로 기체 연료를 공급하기 위한 공급부를 포함하는 기체연료 취입부를 포함하고, 상기 미분탄 취입부는 상기 미분탄 분배기가 적어도 두 개의 계열로 구분되어 고로의 풍구에 설치되는 미분탄 취입랜스에 교번적으로 연결되고, 상기 기체연료 취입부는 상기 공급부가 적어도 두 개의 계열로 구분되어 고로의 풍구에 설치되는 기체연료 취입랜스에 교번적으로 연결되는 구조의 고로의 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법을 제공한다.

고로, 취입랜스, 계열, 미분탄, 기체연료

Description

고로의 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법{DEVICE FOR INJECTING FUEL GAS INTO BLAST FURNACE AND METHOD FOR OPERATING BLAST FURNACE USING IT}

본 발명은 코크스 대체재인 천연가스를 고로로 취입하기 위한 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로 공정은 철광석에서 용융된 철을 생산하는 공정이다. 고로 공정에서 연료로 사용되는 미분탄을 대신할 목적으로 천연가스와 같은 기체 연료가 고로의 풍구를 통해 취입된다.

천연가스는 코크스 치환율이 높고, 수소의 생성에 의한 환원성 향상으로 생산성의 증대와 이산화탄소 발생량의 감소 등에 효과가 있다. 따라서 고로에 천연가스를 취입하는 경우 코크스 사용량의 저감 및 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다.

이에 기체 연료를 고로에 취입하는 많은 기술이 개발되어 사용되고 있다. 그러나, 종래의 기술은 설치비가 많이 소요되고, 역화 등의 비상 사태 발생시 불활성가스에 의한 잔류 기체 퍼지를 할 수 없는 단점이 있다.

또한, 기체 연료의 배출 속도에 따라 화염의 연소 초점이 미분탄 랜스 표면 에 형성되어 미분탄 랜스 표면을 열화시키는 현상이 발생된다.

또한, 풍구별 화염온도의 제어가 이루어지지 않아 풍구별로 화염온도를 균일하게 유지하지 못하여 고로 조업에 불균형이 발생된다.

또한, 연소대 주위의 미분퇴적층 상태를 개선시키지 못하여 고로 하부에서 통기성이 악화되는 현상이 발생된다.

이에 구조를 단순화하고 비상시 잔류기체를 보다 용이하게 퍼지할 수 있도록 된 고로의 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법을 제공한다.

또한, 기체 연료 취입시 미분탄 취입 랜스의 파손을 방지할 수 있도록 된 고로의 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법을 제공한다.

또한, 풍구별 화염온도를 균일화할 수 있고, 연소대 전단의 미분퇴적층 개선을 통해 통기성을 확보하여여 출선구별 용선 온도 편차를 최소화할 수 있도록 된 고로의 기체 연료 취입장치 및 이를 이용한 고로 조업 방법을 제공한다.

이를 위해 본 장치는 고로의 풍구를 통해 미분탄을 취입하기 위한 미분탄 취입랜스와 이 미분탄 취입랜스로 미분탄을 공급하기 위한 미분탄 분배기를 포함하는 미분탄 취입부와, 상기 풍구를 통해 기체 연료를 취입하기 위한 기체연료 취입랜스와 이 기체연료 취입랜스로 기체 연료를 공급하기 위한 공급부를 포함하는 기체연료 취입부를 포함하고, 상기 미분탄 취입부는 상기 미분탄 분배기가 적어도 두 개 의 계열로 구분되어 고로의 풍구에 설치되는 미분탄 취입랜스에 교번적으로 연결되고, 상기 기체연료 취입부는 상기 공급부가 적어도 두 개의 계열로 구분되어 고로의 풍구에 설치되는 기체연료 취입랜스에 교번적으로 연결되는 구조일 수 있다.

이에 풍구를 복수개의 계열로 구분하여 연소대 화염온도를 풍구별로 조절할 수 있게 되어 통기성 개선으로 고로 조업 상태를 조절할 수 있게 된다.

여기서 상기 공급부는 고로 외주면을 따라 설치되어 기체연료를 공급하기 위한 기체연료메인관과, 퍼지용 가스를 공급하기 위한 퍼지가스관, 기체연료메인관과 상기 기체연료 취입랜스를 연결하는 공급라인, 상기 퍼지가스관과 상기 공급라인을 연결하는 퍼지가스라인, 상기 공급라인 상에 설치되고 상기 퍼지가스라인과 연결되어 상기 퍼지가스라인을 공급라인에 선택적으로 연결시키기 위한 3-way 밸브를 포함할 수 있다.

상기 공급라인은 기체연료메인관에서 연통 설치되는 공급관과, 이 공급관에서 분기되는 분기관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 각 공급관은 적어도 두 개의 계열로 구분되고, 각 공급관에는 적어도 두 개의 분기관이 분기되어 기체연료 취입랜스에 교번적으로 연결되는 구조일 수 있다.

이에 공급부는 각 기체연료 취입랜스를 복수개의 계열로 구분하여 기체연료를 취입할 수 있게 된다.

또한, 상기 분기관에는 역화 방지를 위한 체크밸브가 더 설치될 수 있다.

이에 역화 등의 비상상황시 기체연료 취입랜스로 퍼지가스가 공급되어 풍구 내 잔류 기체를 퍼지할 수 있게 된다.

상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 풍구 내에서 미분탄 취입랜스의 하부에 위치할 수 있다.

또한, 상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 상기 미분탄 취입랜스의 직경 범위 이내에 위치할 수 있다.

또한, 상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 상기 미분탄 취입랜스의 선단으로부터 이격되어 미분탄 취입랜스 뒤쪽에 위치할 수 있다.

상기 미분탄 취입랜스의 선단으로부터 기체연료 취입랜스 선단 사이의 이격 거리는 미분탄 취입랜스의 표면 온도가 250℃ 이하인 범위에서 기체연료 취입량에 비례하여 조절될 수 있다.

여기서 상기 미분탄 취입랜스는 미분탄과 산소를 같이 취입시키는 구조의 옥시-콜(oxy-coal) 취입랜스일 수 있다.

한편, 본 고로 조업 방법은 고로의 풍구에 설치되는 미분탄 취입랜스와 기체 연료 취입랜스를 통해 미분탄과 기체연료를 취입하는 고로 조업 방법에 있어서, 상기 미분탄 취입이 적어도 두 개의 계열로 구분되고 각 미분탄 취입랜스에 교번적으로 연결되어 미분탄 취입량을 각 계열별로 조절하고, 상기 기체연료 취입이 적어도 두 개의 계열로 구분되고 각 기체연료 취입랜스에 교번적으로 연결되어 기체연료 취입량을 미분탄 취입량에 따라 각 계열별로 조절하는 구조일 수 있다.

여기서 상기 미분탄 취입량에 따라 조절되는 기체연료 취입량은 연소대 화염온도가 전 풍구에서 동일하도록 조절될 수 있다.

또한, 본 조업 방법은 상기 각 풍구별로 미분탄 취입량에 대한 기체연료 취입량을 조절하여 연소대 후단의 퇴적 미분층을 제거할 수 있다.

이에 따라 복수개의 계열로 구분하여 미분탄과 기체연료 취입량을 제어함으로써, 각 풍구별 연소대 온도를 적절하게 조절하여 환원제비를 저감하고, 미분탄의 연소성을 높일 수 있게 된다.

또한, 연소대 전에 형성된 미분 퇴적층을 제거함으로써 통기성을 개선하여 출선구별 용선 온도 편차를 최소화할 수 있고, 노심 활성화로 고로 조업을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

또한, 비상시 잔류기체를 보다 용이하게 퍼지할 수 있어 설비 사고를 방지할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또 는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

사시도를 참조하여 설명된 본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형, 예를 들면 제조 방법 및/또는 사양의 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다. 도면에 도시된 영역은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이들의 형태는 영역의 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것이 아니다.

도 1은 본 실시예에 따른 고로의 기체연료 취입 장치를 도시한 개략적인 도면이다.

상기한 도면에 의하면 본 장치는 고로(100)의 풍구(110)를 통해 미분탄을 취입하기 위한 미분탄 취입부(10)와, 고로(100)의 풍구(110)를 통해 기체 연료를 취입하기 위한 기체연료 취입부(50)를 포함한다. 상기 미분탄 취입부(10)는 풍구(110)에 설치되는 미분탄 취입랜스(12,14)와 이 미분탄 취입랜스(12,14)로 미분 탄을 공급하기 위한 미분탄 분배기(20)를 포함한다.

그리고 상기 기체연료 취입부(50)는 상기 풍구(110)에 설치되는 기체연료 취입랜스(52,54)와 이 기체연료 취입랜스(52,54)로 기체 연료를 공급하기 위한 공급부를 포함한다.

여기서 본 실시예에 의하면, 상기 미분탄 취입랜스(12,14)는 이중관 구조로 산소와 미분탄을 취입할 수 있는 옥시-콜(oxy-coal) 취입랜스로 이루어진다.

또한, 상기 미분탄 취입부(10)는 상기 미분탄 분배기(20)가 적어도 두 개의 계열로 구분되어 고로(100)의 풍구(110)에 설치되는 미분탄 취입랜스(12,14)에 교번적으로 연결된 구조로 되어 있다. 본 실시예에서 상기 미분탄 분배기(20)는 두 개의 계열로 구분되어 미분탄을 해당 미분탄 취입랜스(12,14)로 분배하는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 기체연료 취입부(50)는 상기 공급부가 적어도 두 개의 계열로 구분되어 고로(100)의 풍구(110)에 설치되는 기체연료 취입랜스(52,54)에 교번적으로 연결되는 구조로 되어 있다. 본 실시예에서 상기 공급부는 두 개의 계열로 구분되어 기체연료를 해당 기체연료 취입랜스(52,54)로 분배하는 구조로 되어 있다.

본 실시예에서 상기 고로(100)는 외주면을 따라 40개의 풍구(110)가 설치된 구조로 되어 있다. 이하 설명의 편의를 위해 각 풍구(110)는 고로(100) 외주면을 따라 순차적으로 1번에서부터 40번까지 번호를 부여하고, 1,3,5 등의 홀수 번호의 풍구(110)는 A계열이라하고, 2,4,6 등의 짝수 번호의 풍구(110)는 B계열이라 한다.

따라서 A계열의 미분탄 취입랜스(12)와 B계열의 미분탄 취입랜스(14)는 서로 교대로 배치되어 각 풍구(110)에 설치된다. 마찬가지로 A계열의 기체연료 취입랜스(52)와 B계열의 기체연료 취입랜스(54)도 서로 교대로 배치되어 각 풍구(110)에 설치된다.

본 장치는 풍구(110)를 A계열과 B계열로 구분하여 각 계열별 풍구(110)에 설치된 미분탄 취입랜스(12,14)와 기체연료 취입랜스(52,54)로 미분탄과 기체연료 취입량을 계열별로 제어하게 된다. 이에 연소대 화염온도를 풍구(110)별로 조절할 수 있게 되어 통기성 개선으로 고로(100) 조업 상태를 조절할 수 있게 된다. 도 1에서는 각 계열별로 하나씩의 취입랜스만을 도시하고 있으나, 나머지 각 풍구에 설치되는 취입랜스 모두 각 계열별로 구분되어 설치된다.

여기서 상기 공급부는 고로(100) 외주면을 따라 설치되어 기체연료를 공급하기 위한 기체연료메인관(60)과, 퍼지용 불활성가스를 공급하기 위한 퍼지가스관(62), 기체연료메인관(60)과 상기 기체연료 취입랜스(52,54)를 연결하는 공급라인(70), 상기 퍼지가스관(62)과 상기 공급라인(70)을 연결하는 퍼지가스라인(76), 상기 공급라인(70) 상에 설치되고 상기 퍼지가스라인(76)과 연결되어 상기 퍼지가스라인(76)을 공급라인(70)에 선택적으로 연결시키기 위한 3-way 밸브(80)를 포함한다.

상기 3-way 밸브(80)는 솔레노이드밸브(80)로 제어신호에 따라 구동되어 퍼지가스라인(76)을 차단하여 기체연료메인관(60)을 기체연료 취입랜스(52,54)와 연결하거나, 기체연료메인관(60)과 공급라인(70) 사이를 차단하고 퍼지가스라인(76)을 기체연료 취입랜스(52,54)로 연결하게 된다.

이에 역화 등의 비상상황시 3-way 밸브(80)가 작동되어 기체연료 취입랜스(52,54)로 퍼지가스가 공급되어 풍구(110) 내 잔류 기체를 불활성가스로 퍼지할 수 있게 된다.

본 실시예에서 상기 기체연료메인관(60)은 직경 300mm의 환상관으로 이루어진다. 본 장치는 상기 기체연료메인관(60)으로 기체연료를 공급하는 관로 상에 유량 조절밸브(82)가 설치되어 기체연료메인관(60)으로 공급되는 유체 총량을 제어하는 구조로 되어 있다.

또한, 상기 공급라인(70)은 기체연료메인관(60)에서 연통 설치되는 공급관(72)과, 이 공급관(72)에서 분기되는 두 개의 분기관(74)을 포함한다. 상기 각 공급관(72)은 A계열과 B계열로 구분된다. 각 공급관(72)에서 분기된 두 개의 분기관(74)은 서로 동일한 계열의 분기관(74)으로 인접 풍구(110)가 아니라 하나 건너 그 다음 풍구(110)에 설치된 기체연료 취입랜스에 연결된다.

이에 공급부는 각 기체연료 취입랜스(52,54)를 A계열과 B계열로 구분하여 기체연료를 취입할 수 있게 된다.

본 실시예에서 상기 공급관(72)은 직경 40mm의 관으로 이루어지며, 공급관(72) 일측에는 유량 지시계(도시되지 않음)와 압력계(도시되지 않음)가 설치되어 기체 흐름 상태를 지속적으로 검출할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 분기관(74)은 직경 25mm의 관으로 이루어진다. 상기 각 분기관(74)에는 역화 방지를 위한 체크밸브(84)가 더 설치된다. 그리고 상기 3-way 밸브(80)는 공급라인(70)을 구성하는 공급관(72) 일측에 설치된다.

한편, 도 2와 도 3은 상기 기체연료 취입랜스의 설치 구조를 예시하고 있다.

도시된 바와 같이, 상기 기체연료 취입랜스(52,54)는 미분탄 취입랜스(12,14)와 고로(100)의 수직방향으로 아래 위에서 서로 마주보며 설치되며, 그 선단이 풍구(110) 내에서 미분탄 취입랜스(12,14)의 하부에 위치한다.

또한, 상기 기체연료 취입랜스(52,54)의 선단은 상기 미분탄 취입랜스(12,14)의 직경 범위(D) 이내에 위치한다. 즉, 기체연료 취입랜스(52,54) 선단은 미분탄 취입랜스(12,14)의 양 측단 사이의 범위 내에 위치하는 구조로 되어 있다.

이는 본 장치의 미분탄 취입랜스(12,14)가 이중관 구조로 산소와 미분탄을 같이 취입하는 구조의 취입랜스이기 때문으로, 이러한 구조의 경우 산소의 취입온도가 상온인 상태로 들어가서 미분탄 연소성을 향상시키는 데 한계가 있게 된다.

이에 본 장치는 상기와 같이 기체연료 취입랜스(52,54)의 선단 위치를 설정함으로써 미분탄 연소성을 높일 수 있게 된다.

도 5는 기체연료 취입랜스의 선단 위치에 따른 배출 카본 함량을 도시하고 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 기체연료 취입랜스(52,54)의 선단이 미분탄 취입랜스(12,14)의 바로 중심부 하부에 위치하였을 때 배출 카본 함량이 가장 적다. 그리고 기체연료 취입랜스(52,54)의 선단 위치가 미분탄 취입랜스(12,14)의 중심에서 양측단쪽으로 갈수록 배출 카본 함량이 높아지는 것을 확인할 수 있다.

상기 도 5에서 알 수 있듯이 카본 배출함량이 작을수록 미분탄 연소성이 좋다고 할 수 있으므로, 본 기체연료 취입랜스(52,54)는 미분탄 취입랜스(12,14)의 직경 범위(D) 내에 위치함으로써 미분탄 연소성을 높일 수 있게 된다.

상기 기체연료 취입랜스(52,54)의 선단 위치가 상기 범위(D)를 벗어나게 되면 미분탄 연소성이 향상되지 않는 것은 물론, 풍구(110) 벽보에 화염이 직접 접촉하는 문제가 발생된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 기체연료 취입랜스(52,54)는 그 선단이 상기 미분탄 취입랜스(12,14)의 선단으로부터 소정 거리(L)만큼 이격되어 풍구(110)의 길이방향을 따라 미분탄 취입랜스(12,14) 뒤쪽에 위치할 수 있다. 여기서 뒤쪽이라 함은 풍구(110)의 길이방향을 따라 고로(100) 내부쪽을 앞쪽이라 하였을 때 그 반대쪽을 지칭한다.

기체연료 취입시 발생되는 기체연료 취입랜스(52,54) 선단에서의 화염 초점 온도는 기체연료의 종류 및 랜스 선단 배출속도 그리고 조연제인 산소부화 농도에 의해서 결정된다.

즉, 취입 기체연료의 종류, 취입관의 크기, 산소 부화량에 따라 연소 초점이 다르게 나타나므로, 기체연료 취입랜스(52,54)의 위치는 이에 따라 달라져야 한다.

본 실시예에서 상기 미분탄 취입랜스(12,14)의 선단으로부터 기체연료 취입랜스(52,54) 선단 사이의 이격 거리(도 3의 L)는 미분탄 취입랜스(12,14)의 표면 온도가 250℃ 이하인 범위에서 기체연료 취입량에 비례하여 조절되는 구조로 되어 있다.

도 4는 기체연료가 천연가스인 경우에 있어서 기체연료 투입량에 따른 상기 이격거리를 도시한 그래프이다.

도 4에 도시된 바와 같이 기체연료 취입 조건에 따라 화염 초점 위치가 달라지므로 이에 비례하여 상기 이격거리(L)가 달라지게 된다. 즉, 미분탄 취입랜스는 표면 온도가 250℃이하로 관리되어야 하므로, 천연가스 15kg/t-p 이상을 취입하는 경우 기체연료 취입랜스(52,54)의 선단은 미분탄 취입랜스(12,14)의 선단으로부터 100mm 이내에 위치하여야 하는 것이다.

한편, 도 6은 본 장치에 따른 고로 조업방법으로 계열별로 기체 연료를 사용한 취입 상태를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 고로의 40개의 풍구중 B계열인 짝수번 풍구는 미분탄만 취입되고, A계열인 홀수번 풍구는 미분탄과 더불어 기체연료가 취입된다.

이와같이 각 계열별로 미분탄과 기체연료의 취입이 제어되어, 기체연료가 취입되는 풍구에서는 미분탄 취입량을 줄일 수 있게 된다.

기체연료로 천연가스를 사용하는 경우 천연가스는 연소대 화염온도를 미분탄에 비해서 약 2 ~ 3배 가량 더 감소시킬 수 있으므로, 천연가스가 취입되는 풍구에서는 미분탄 취입량을 줄일 수 있는 것이다. 이에 화염온도를 균일하게 유지하면서도 미분 퇴적층을 제거할 수 있는 것이다.

출선구별 용선온도 및 노벽온도 편차가 발생하거나 연소대 전에 쌓이는 미분 퇴적층이 발달하는 경우 고로 조업 상태가 불안하게 된다. 그러나, 상기와 같이 고로 작업 중 주요 관리 요소인 연소대 화염온도의 열적 상태에 영향을 미치지 않으면서 풍구 근처의 통기성을 개선하여 고로 조업 상태를 안정시킬 수 있는 것이다.

도 7은 본 실시예에 따른 조업 결과로 장입물 강하가 안정적으로 이루어지는 것을 나타내는 그래프이다. 도시된 그래프에서 피크(C)는 장입물 강하속도를 나타내는 것으로 장입물 강하속도 즉, 피크(C)가 일정해야 조업이 안정적이라 할 수 있다.

도 7의 그래프에서 수직 화살표를 기준으로 오른쪽은 연소대 화염온도를 조절하지 않고 천연가스만 홀수 풍구에 15kg/t-p 취입한 경우의 조업 상태이다. 그리고 도 7의 그래프에서 수직 화살표를 기준으로 왼쪽은 도 6과 같이 천연가스를 취입하는 홀수 풍구에서 미분탄을 20kg/t-p 줄이고, 천연가스를 취입하지 않은 풍구에 미분탄 취입량을 20kg/t-p 증대시킨 경우의 장입물 강하 상태를 나타내고 있다.

그래프의 오른쪽과 같이 조절 전에는 장입물 강하가 불안하여 피크(C)가 일정하지 않게 나타남을 알 수 있다. 그러나, 풍구별 화염온도를 균일하게 한 후에는 피크(C)가 균일하여 장입물 강하가 보다 안정적으로 이루어졌음을 알 수 있다.

조업 결과 기체연료인 천연가스 취입 전에 환원제비가 486kg/t-p 소요되었으나, 상기와 같은 조업방법을 통해 천연가스를 취입한 후 환원제비가 483kg/t-p로 약 3kg/t-p 감소하였다.

도 8은 본 실시예에 따른 조업 결과 노하부 통기성 개선과 환원제비 저감 결과를 도시한 그래프이다.

도시된 바와 같이 본 조업방법에 의해 기체연료를 취입한 결과 취입 전과 비교하여 통기성 저항지수가 떨어진 것을 확인할 수 있다. 이에 본 조업방법을 통해 통기성이 개선되고 환원제비가 감소함을 알 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 실시예에 따른 고로의 기체연료 취입 장치를 도시한 개략적인 도면이다.

도 2와 도 3은 본 실시예에 따른 고로의 풍구로 미분탄 취입랜스에 대한 기체연료 취입랜스(52,54)의 위치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

도 4는 본 실시예에 따라 천연가스 취입량에 따른 기체연료 취입랜스의 위치 변화를 도시한 그래프이다.

도 5는 본 실시예에 따라 기체연료 취입랜스의 위치에 따른 배출카본 함량을 도시한 그래프이다.

도 6은 본 실시예에 따라 각 풍구별 기체 연료를 사용한 취입 상태를 도시한 그래프이다.

도 7은 본 실시예에 따른 조업 결과 장입물 강하가 안정적으로 이루어지는 것을 나타내는 그래프이다.

도 8은 본 실시예에 따른 조업 결과 노하부 통기성 개선과 환원제비 저감 결과를 도시한 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 미분탄 취입부 12,14 : 미분탄 취입랜스

20 : 미분탄 분배기 50 : 기체연료 취입부

52,54 : 기체연료 취입랜스

60 : 기체연료메인관 62 : 퍼지가스관

70 : 공급라인 72 : 공급관

74 : 분기관 76 : 퍼지가스라인

80 : 3-way 밸브

Claims (16)

1. 고로의 풍구를 통해 미분탄을 취입하기 위한 미분탄 취입랜스와 이 미분탄 취입랜스로 미분탄을 공급하기 위한 미분탄 분배기를 포함하는 미분탄 취입부와, 상기 풍구를 통해 기체 연료를 취입하기 위한 기체연료 취입랜스와 이 기체연료 취입랜스로 기체 연료를 공급하기 위한 공급부를 포함하는 기체연료 취입부를 포함하고,

   상기 미분탄 취입부는 상기 미분탄 분배기가 적어도 두 개의 계열로 구분되어 고로의 풍구에 설치되는 미분탄 취입랜스에 교번적으로 연결되고,

   상기 기체연료 취입부는 상기 공급부가 적어도 두 개의 계열로 구분되어 고로의 풍구에 설치되는 기체연료 취입랜스에 교번적으로 연결되는 구조의 고로의 기체 연료 취입 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공급부는 고로 외주면을 따라 설치되어 기체연료를 공급하기 위한 기체연료메인관과, 퍼지용 가스를 공급하기 위한 퍼지가스관, 기체연료메인관과 상기 기체연료 취입랜스를 연결하는 공급라인, 상기 퍼지가스관과 상기 공급라인을 연결하는 퍼지가스라인, 상기 공급라인 상에 설치되고 상기 퍼지가스라인과 연결되어 상기 퍼지가스라인을 공급라인에 선택적으로 연결시키기 위한 3-way 밸브를 포함하는 고로의 기체 연료 취입 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 공급라인은 기체연료메인관에서 연통 설치되는 공급관과, 이 공급관에서 분기되는 분기관을 포함하는 고로의 기체 연료 취입 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 각 공급관은 적어도 두 개의 계열로 구분되고, 각 공급관에는 적어도 두 개의 분기관이 분기되어 기체연료 취입랜스에 교번적으로 연결되는 구조의 고로의 기체 연료 취입 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 분기관에는 역화 방지를 위한 체크밸브가 더 설치되는 고로의 기체 연료 취입 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 풍구 내에서 미분탄 취입랜스의 하부에 위치하는 고로의 기체 연료 취입 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 상기 미분탄 취입랜스의 직경 범위 이 내에 위치하는 고로의 기체 연료 취입 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 상기 미분탄 취입랜스의 선단으로부터 이격되어 미분탄 취입랜스 뒤쪽에 위치하는 고로의 기체 연료 취입 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 미분탄 취입랜스의 선단으로부터 기체연료 취입랜스 선단 사이의 이격 거리는 미분탄 취입랜스의 표면 온도가 250℃ 이하인 범위에서 기체연료 취입량에 비례하여 조절되는 고로의 기체 연료 취입 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 미분탄 취입랜스는 미분탄과 산소를 같이 취입시키는 구조의 옥시-콜(oxy-coal) 취입랜스인 고로의 기체 연료 취입 장치.
11. 고로의 풍구에 설치되는 미분탄 취입랜스와 기체 연료 취입랜스를 통해 미분탄과 기체연료를 취입하는 고로 조업 방법에 있어서,

    상기 미분탄 취입이 적어도 두 개의 계열로 구분되고 각 미분탄 취입랜스에 교번적으로 연결되어 미분탄 취입량을 각 계열별로 조절하고,

    상기 기체연료 취입이 적어도 두 개의 계열로 구분되고 각 기체연료 취입랜 스에 교번적으로 연결되어 기체연료 취입량을 미분탄 취입량에 따라 각 계열별로 조절하는 고로의 기체 연료 취입 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 미분탄 취입량에 따라 조절되는 기체연료 취입량은 연소대 화염온도가 전 풍구에서 동일하도록 조절되는 고로의 기체 연료 취입 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 각 풍구별로 미분탄 취입량에 대한 기체연료 취입량을 조절하여 연소대 후단의 퇴적 미분층을 제거하는 고로의 기체 연료 취입 방법.
14. 제 11 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 상기 미분탄 취입랜스의 직경 범위 이내에 위치하는 고로의 기체 연료 취입 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 기체연료 취입랜스는 그 선단이 상기 미분탄 취입랜스의 선단으로부터 이격되어 미분탄 취입랜스 뒤쪽에 위치하는 고로의 기체 연료 취입 방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 미분탄 취입랜스의 선단으로부터 기체연료 취입랜스 선단 사이의 이격 거리는 미분탄 취입랜스의 표면 온도가 250℃ 이하인 범위에서 기체연료 취입량에 비례하여 조절되는 고로의 기체 연료 취입 방법.

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