KR101300682B1 - Tuyere and blast furnace using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 풍구 및 이를 포함한 용광로에에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 풍구는 배출구와 유입구를 갖는 취입 통로를 형성하는 풍구 몸체와, 상기 배출구를 둘러싸도록 상기 풍구 몸체 내부에 형성된 분사 챔버와, 상기 풍구 몸체의 일부를 관통하여 상기 분사 챔버와 상기 배출구를 연결하는 분사 노즐, 및 상기 풍구 몸체 내부에 삽입되어 상기 분사 챔버를 외부와 연결하는 연결관을 포함한다.An embodiment of the present invention relates to a tuyere and a blast furnace including the same, the tuyere according to an embodiment of the present invention is formed in the tuyere body forming a blow passage having an outlet and an inlet, and formed inside the tuyere body to surround the outlet An injection chamber, an injection nozzle penetrating a portion of the tuyere body to connect the injection chamber and the discharge port, and a connection pipe inserted into the tuyere body to connect the injection chamber to the outside.

Description

풍구 및 이를 포함한 용광로{TUYERE AND BLAST FURNACE USING THE SAME}FUYERE AND BLAST FURNACE USING THE SAME}

본 발명의 실시예는 풍구 및 이를 포함한 용광로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열성을 향상시킨 풍구 및 이를 포함한 용광로에 관한 것이다.Embodiment of the present invention relates to a tuyere and a furnace comprising the same, and more particularly to a tuyere and improved heat resistance and a furnace comprising the same.

일반적으로 용광로는 다수개의 풍구를 원주 방향으로 가지고 있고, 대부분의 용광로는 이 풍구를 통하여 열풍과 미분탄을 취입하고 있다. 이렇게 취입된 미분탄은 열풍중의 산소와 결합하여 연소하면서 용광로의 열원으로 작용하게 된다. In general, furnaces have a plurality of tuyere in the circumferential direction, and most of the furnaces inject hot air and pulverized coal through the tuyere. The pulverized coal blown in this way is combined with oxygen in the hot air to burn and act as a heat source of the furnace.

종래에는, 한국 공개 특허 제1999-0042048호에 개시된 바와 같이, 미분탄 취입 랜스(lance)를 이용하여 미분탄을 취입하였다. 하지만, 미분탄 취입 랜스가 섭씨 1200도 이상의 고온의 열풍이 지나가는 위치에 설치되어 쉽게 손상되고, 이로 인하여 복합 송풍 및 용광로내 용융물의 역류를 효과적으로 억제하기 어려워지는 문제점이 있다.Conventionally, pulverized coal was blown using a pulverized coal blowing lance as disclosed in Korean Laid-open Patent No. 1999-0042048. However, the pulverized coal injection lance is installed at a position where hot air of a high temperature of 1200 degrees Celsius or more passes, and is easily damaged, thereby making it difficult to effectively suppress the reverse flow of the composite blower and the melt in the furnace.

본 발명의 실시예는 내열성을 향상시키고 용융물의 역류를 효과적으로 억제할 수 있는 풍구 및 이를 포함한 용광로를 제공한다.Embodiments of the present invention provide a tuyere and a furnace comprising the same that can improve the heat resistance and effectively suppress the backflow of the melt.

본 발명의 실시예에 따르면, 풍구는 배출구와 유입구를 갖는 취입 통로를 형성하는 풍구 몸체와, 상기 배출구를 둘러싸도록 상기 풍구 몸체 내부에 형성된 분사 챔버와, 상기 풍구 몸체의 일부를 관통하여 상기 분사 챔버와 상기 배출구를 연결하는 분사 노즐, 및 상기 풍구 몸체 내부에 삽입되어 상기 분사 챔버를 외부와 연결하는 연결관을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the tuyere may include a tuyere body forming a blow passage having an outlet and an inlet, an injection chamber formed inside the tuyere body to surround the outlet, and a portion of the tuyere body through the injection chamber. And a spray nozzle connecting the outlet, and a connection pipe inserted into the tuyere body to connect the spray chamber to the outside.

상기 분사 노즐은 복수개가 형성되며, 상기 배출구를 따라 방사상으로 배치될 수 있다.The injection nozzle may be formed in plural and may be disposed radially along the outlet.

상기 풍구 몸체는 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수 통로를 더 포함할 수 있다.The tuyere body may further include a coolant passage through which coolant flows.

상기 풍구 몸체는 중공 원기둥, 중공 원뿔대, 중공 각기둥, 및 중공 각뿔대 중 하나 이상이 형상을 포함할 수 있다.The tuyere body may include one or more of a hollow cylinder, a hollow truncated cone, a hollow prismatic pole, and a hollow pyramid.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 용광로는 내화연와로 축조된 벽체와, 상기 벽체를 관통하면서 방사상으로 형성된 복수의 구멍들, 그리고 상기 복수의 구멍들에 각각 끼워진 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 풍구를 포함한다.Further, according to an embodiment of the present invention, the furnace has a wall constructed with a refractory wire, a plurality of holes formed radially while penetrating the wall, and each of the holes 1 to 4, respectively It contains the tuyere of any one of Claims.

상기 풍구의 상기 취입 통로를 통해 열풍이 유입되고, 상기 풍구의 상기 분사 노즐을 통해 천연 가스, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함하는 복합 유체가 유입될 수 있다.Hot air may be introduced through the blowing passage of the tuyere, and a complex fluid including at least one of natural gas, oxygen, and water may be introduced through the injection nozzle of the tuyere.

본 발명의 실시예에 따르면, 풍구 및 이를 포함한 용광로는 향상된 내열성을 가질 뿐만 아니라 용융물의 역류를 효과적으로 억제할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the tuyere and the furnace including the same may not only have improved heat resistance but also effectively suppress the backflow of the melt.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 풍구를 포함한 용광로의 부분 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the tuyere according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in Fig.
3 is a partial cross-sectional view of the furnace including the tuyere of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면은 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. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.It is noted that the drawings are schematic and are not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures, and any dimensions are merely illustrative and not restrictive. When referring to a part as "above" another part, it may be directly above another part or may be accompanied by another part in between.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically illustrate ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the illustration are expected. Thus, the embodiment is not limited to any particular form of the depicted area, but includes modifications of the form, for example, by manufacture.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구(101) 및 이를 포함한 용광로(200)를 설명한다.Hereinafter, the tuyere 101 and the furnace 200 including the same will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구(101)는 풍구 몸체(10), 분사 챔버(15), 분사 노즐(17), 및 연결관(30)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the tuyere 101 according to the embodiment of the present invention includes a tuyere body 10, an injection chamber 15, an injection nozzle 17, and a connection pipe 30.

풍구 몸체(10)는 배출구(11)와 유입구(19)를 갖는 취입 통로를 형성하며, 풍구 몸체(10) 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수 통로(18)가 더 형성될 수 있다.The tuyere body 10 forms a blowing passage having an outlet 11 and an inlet 19, and a cooling water passage 18 through which the coolant flows may be further formed inside the tuyere body 10.

냉각수 통로(18)는 고속의 냉각수가 흐를 수 있도록 하는 통로를 제공한다. 냉각수 통로(18)를 통과하는 냉각수에 의해 풍구 몸체(10)가 냉각되고 열화가 억제된다. 특히, 다른 부분보다 더 열화되기 쉬운 풍구 몸체(10)의 선단은 빠르게 통과하는 냉각수에 의하여 더 큰 냉각 용량으로 냉각됨으로서 열화에 의한 변형을 효과적으로 방지하여 더욱 안정적으로 열풍의 취입을 가능케 한다.The coolant passage 18 provides a passage for allowing a high speed of coolant to flow. By the cooling water passing through the cooling water passage 18, the tuyere body 10 is cooled and deterioration is suppressed. In particular, the tip of the tuyere body 10, which is more prone to deterioration than other parts, is cooled to a larger cooling capacity by a fast passing coolant, thereby effectively preventing deformation due to deterioration, thereby enabling more stable blowing of hot air.

분사 챔버(15)는 풍구 몸체(10)가 형성하는 취입 통로의 배출구(11)를 둘러싸도록 풍구 몸체(10) 내부에 형성된다. 분사 노즐(17)은 풍구 몸체(10)의 일부를 관통하여 분사 챔버(15)와 취입 통로의 배출구(11)를 연결한다. 연결관(30)은 풍구 몸체(10) 내부에 삽입되어 분사 챔버(15)를 외부와 연결한다. 그리고 분사 노즐(17)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수개가 형성되며, 배출구(11)의 내주면을 따라 방사상으로 배치된다.The injection chamber 15 is formed inside the tuyere body 10 to surround the outlet 11 of the blowing passage formed by the tuyere body 10. The injection nozzle 17 penetrates a part of the tuyere body 10 to connect the injection chamber 15 and the outlet 11 of the blowing passage. The connector 30 is inserted into the tuyere body 10 to connect the injection chamber 15 to the outside. As shown in FIG. 2, a plurality of injection nozzles 17 are formed, and are arranged radially along the inner circumferential surface of the discharge port 11.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구(101)를 포함하는 용광로(200)를 설명한다.Hereinafter, the furnace 200 including the tuyere 101 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

도 3에 도시한 바와 같이, 용광로(200)는 내화연와로 축조된 벽체(210)와, 벽체(210)를 관통하면서 방사상으로 형성된 복수의 구멍들(211)과, 복수의 구멍들(211)에 각각 끼워진 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구(101)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the blast furnace 200 includes a wall 210 constructed with a refractory wire, a plurality of holes 211 formed radially through the wall 210, and a plurality of holes 211. Included in each of the tuyere 101 according to an embodiment of the present invention.

풍구(101)의 취입 통로의 유입구(19)에는 열풍 취입 파이프(400)가 연결될 수 있다. 이와 같이, 풍구(101)의 취입 통로를 통해 용광로 내부로 열풍(HA)이 유입된다. The hot air blowing pipe 400 may be connected to the inlet 19 of the blowing passage of the tuyere 101. In this way, hot air HA flows into the furnace through the blowing passage of the tuyere 101.

풍구(101)의 연결관(30)으로는 천연 가스, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함하는 복합 유체(CF)가 유입된다. 연결관(30)으로 유입된 복합 유체(CF)는 분사 챔버(15)를 거쳐 복수의 분사 노즐들(17)을 통해 배출구(11)의 내주면을 따라 고르게 분사된다. 여기서, 분사 챔버(15)는 연결관(30)을 통해 유입된 복합 유체(CF)가 각각의 분사 노즐들(17)로 고르게 분사될 수 있게 한다.The complex fluid CF including at least one of natural gas, oxygen, and water is introduced into the connection pipe 30 of the tuyere 101. The complex fluid CF introduced into the connecting pipe 30 is evenly injected along the inner circumferential surface of the outlet 11 through the plurality of injection nozzles 17 via the injection chamber 15. Here, the injection chamber 15 allows the composite fluid CF introduced through the connection pipe 30 to be evenly injected to the respective injection nozzles 17.

분사 노즐(17)을 통해 분사된 복합 유체(CF)와 취입 통로를 통과하는 열풍(HA)은 용광로(200) 내부로 혼입된다.The composite fluid CF injected through the injection nozzle 17 and the hot air HA passing through the blowing passage are mixed into the furnace 200.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 풍구(101) 및 이를 포함한 용광로(200)는 향상된 내열성을 가질 뿐만 아니라 용융물의 역류를 효과적으로 억제할 수 있다.By such a configuration, according to an embodiment of the present invention, the tuyere 101 and the furnace 200 including the same may not only have improved heat resistance but also effectively suppress the backflow of the melt.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구(101) 및 이를 포함한 용광로(200)는 랜스(lance)와 같이 고온의 열풍에 취약한 구성을 설치할 필요가 없다. 또한, 분사 노즐(17)이 형성된 풍구 몸체(10)의 배출구(11) 주변은 냉각수 통로(18)를 통과하는 냉각수에 의해 냉각되므로, 분사 노즐(17)을 비롯하여 풍구(101)의 전체적인 내열성을 향상시킬 수 있다.Specifically, the tuyere 101 and the blast furnace 200 including the same according to an embodiment of the present invention do not need to install a configuration vulnerable to high temperature hot air, such as a lance (lance). In addition, since the surroundings of the outlet 11 of the tuyere body 10 in which the injection nozzle 17 is formed are cooled by the cooling water passing through the cooling water passage 18, the overall heat resistance of the tuyere 101 including the injection nozzle 17 is improved. Can be improved.

또한, 복수의 분사 노즐들(17)이 풍구 몸체(10)가 형성하는 취입 통로의 배출구(11)의 내주면을 따라 방사상으로 고르게 분포되므로, 복합 유체(CF)를 열풍(HA)과 효과적으로 혼입할 수 있으며, 용광로(200) 내부의 용융물이 역류하는 것도 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, since the plurality of injection nozzles 17 are evenly distributed radially along the inner circumferential surface of the outlet 11 of the blowing passage formed by the tuyere body 10, the composite fluid CF may be effectively mixed with the hot air HA. The reverse flow of the melt in the furnace 200 may be effectively suppressed.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구(101)를 통해 열풍(HA)과 혼입된 복합 유체(CF)는 용광로(200)에서 효과적으로 완전 연소될 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예와 같이, 풍구 몸체(10)의 배출구911)의 외주면을 따라 형성된 복수의 분사 노즐들(17)을 통해 천연 가스 등을 포함하는 복합 유체(CF)가 열풍(HA)과 고르게 혼합되어 용광로 내부로 송풍되기 때문이다.In addition, the composite fluid CF mixed with the hot air HA through the tuyere 101 according to the embodiment of the present invention may be effectively completely burned in the furnace 200. This is, as in an embodiment of the present invention, through the plurality of injection nozzles 17 formed along the outer circumferential surface of the outlet 911 of the tuyere body 10, the composite fluid CF containing natural gas is hot air (HA) This is because it is evenly mixed with and blown into the furnace.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the following claims. Those who are engaged in the technology field will understand easily.

10: 풍구 몸체 11: 배출구
15: 분사 챔버 17: 분사 노즐
18: 냉각수 통로 19: 유입구
30: 연결관 101: 풍구
200: 용광로10: vent body 11: outlet
15: injection chamber 17: injection nozzle
18: coolant passage 19: inlet
30: connector 101: blowhole
200: furnace

Claims (6)

배출구와 유입구를 갖는 취입 통로를 형성하는 풍구 몸체;
상기 배출구를 둘러싸도록 상기 풍구 몸체 내부에 형성된 분사 챔버;
상기 풍구 몸체의 일부를 관통하여 상기 분사 챔버와 상기 배출구를 연결하는 분사 노즐; 및
상기 풍구 몸체 내부에 삽입되어 상기 분사 챔버를 외부와 연결하는 연결관
을 포함하고,
상기 분사 노즐은 복수개가 형성되며, 상기 배출구의 내면을 따라 방사상으로 배치되고,
상기 풍구 몸체는 냉각수가 흐를 수 있는 냉각수 통로를 포함하는 풍구.A tuyere body defining a blowing passage having an outlet and an inlet;
An injection chamber formed inside the tuyere body to surround the outlet;
An injection nozzle passing through a part of the tuyere body to connect the injection chamber with the discharge port; And
A connecting pipe inserted into the tuyere body to connect the injection chamber to the outside
/ RTI >
A plurality of injection nozzles are formed, are disposed radially along the inner surface of the outlet,
The tuyere body comprises a tuyere passage through which the coolant flows. 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 풍구 몸체는 중공 원기둥, 중공 원뿔대, 중공 각기둥, 및 중공 각뿔대 중 하나 이상이 형상을 포함하는 풍구.In claim 1,
The tuyere body is a tuyere, one or more of the hollow cylinder, hollow truncated cone, hollow prismatic column, and hollow pyramid. 내화연와로 축조된 벽체;
상기 벽체를 관통하면서 방사상으로 형성된 복수의 구멍들; 및
상기 복수의 구멍들에 각각 끼워진 제1항 또는 제4항에 기재된 풍구
를 포함하는 용광로.Walls constructed of refractory lead;
A plurality of holes formed radially through the wall; And
The wind hole according to claim 1 or 4 fitted in the plurality of holes, respectively.
Furnace comprising a. 제5항에서,
상기 풍구의 상기 취입 통로를 통해 열풍이 유입되고,
상기 풍구의 상기 분사 노즐을 통해 천연 가스, 산소, 및 물 중 하나 이상을 포함하는 복합 유체가 유입되는 용광로.The method of claim 5,
Hot air is introduced through the blowing passage of the tuyere,
A furnace into which a complex fluid comprising at least one of natural gas, oxygen, and water is introduced through the injection nozzle of the tuyere.
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