KR101365545B1 - 고로에서 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 고로에서 복수 개의 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법에 있어서, (a) 상기 각 스테이브에 공급되는 급수의 온도를 측정하는 단계; (b) 상기 열부하를 측정하는 단계; (c) 상기 측정된 급수의 온도가 운전 관리기준 범위 내에 있고, 상기 측정된 열부하가 설정값 이하인 경우, 노체계 자동밸브를 개방하고, 노저계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 스테이브에 주입되는 유량조절밸브를 100% 개방하여 운전하는 단계; (d) 상기 측정된 급수의 온도가 상기 운전 관리기준 범위 내에 있고, 상기 측정된 열부하가 상기 설정값보다 큰 경우, 상기 노체계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 노저계 자동밸브를 개방하고, 상기 유량조절밸브를 30% 개방하여 운전하는 단계; 및 (e) 상기 측정된 급수의 온도가 상기 운전 관리기준 범위보다 크고, 상기 측정된 열부하가 상기 설정값보다 큰 경우, 노체계 자동밸브를 개방하고, 노저계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 스테이브에 주입되는 유량조절밸브를 100% 폐쇄하여 운전하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 각 영역별로 열부하 상승 초기에 스테이브를 냉각시킬 수 있다.
노체, 스테이브, 냉각, 열부하

Description

고로에서 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법{METHOD FOR CONTROLLING HEAT LOAD OF STAVE IN SHAFT FURNACE}
본 발명은 고로에서 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히, 스테이브의 각 영역별로 냉각수를 공급하여 열부하를 조기에 안정화시킬 수 있는, 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고로 노체 냉각시스템은 냉각반 유형과 스테이브(stave) 유형으로 구분되며, 최근 들어서는 스테이브 쿨러 냉각방식이 주로 채용되고 있다.
상기 스테이브 쿨러 냉각방식은 1950년대에 구소련에서 개발되어 1969년 일본 나고야 3고로에 적용된 1세대(1st Generation) 스테이브 이래로 점차 냉각성 및 내마모성이 개선되어, 현재는 4세대 스테이브까지 실용화되었다.
현재 본 출원인의 2고로 노체 스테이브 냉각 시스템은 보쉬(bosh), 벨리(belly), 샤프트(shaft) 부의 7단에, 코퍼 스테이브(copper stave)를 적용한 폐루프 냉각 회로(Close Loop Cooling Circuit)로 구성되어 있다.
그런데, 노체에 열부하 발생 시 국부적인 스테이브의 열응력으로 인해 냉각수의 온도가 급격히 상승하여, 현장에서 수동조작으로 냉각수의 유량을 조절함으로 써 스테이브의 열부하를 제어하는 것이 사실상 어렵고, 이에 따라, 열부하의 상승 초기에 열부하를 제어하지 못하여, 해당 스테이브의 손상을 가중시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 스테이브의 열부하 상승 초기에 냉각시킬 수 있는 스테이브의 열부하를 제어시키는 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따라, 고로에서 복수 개의 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법에 있어서, (a) 상기 각 스테이브에 공급되는 급수의 온도를 측정하는 단계; (b) 상기 열부하를 측정하는 단계; (c) 상기 측정된 급수의 온도가 운전 관리기준 범위 내에 있고, 상기 측정된 열부하가 설정값 이하인 경우, 노체계 자동밸브를 개방하고, 노저계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 스테이브에 주입되는 유량조절밸브를 100% 개방하여 운전하는 단계; (d) 상기 측정된 급수의 온도가 상기 운전 관리기준 범위 내에 있고, 상기 측정된 열부하가 상기 설정값보다 큰 경우, 상기 노체계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 노저계 자동밸브를 개방하고, 상기 유량조절밸브를 30% 개방하여 운전하는 단계; 및 (e) 상기 측정된 급수의 온도가 상기 운전 관리기준 범위보다 크고, 상기 측정된 열부하가 상기 설정값보다 큰 경우, 노체계 자동밸브를 개방하고, 노저계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 스테이브에 주입되는 유량조절밸브를 100% 폐쇄하여 운전하는 단계를 포함하는, 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법은, 스테이브의 열 부하 상승 초기에 냉각시킬 수 있다.
본 발명에 따른 고로 노체에서 스테이브(31)의 열부하(heat load)를 제어하기 위한 방법은, 노체에서 열부하가 발생하여 운전설정값 대비 편차(허용치)를 상회하는 경우에 자동제어밸브에 의하여 2차냉각용 연수를 적정 테이블값으로 강제 공급하여 부하를 제어하는 방법, 및 열부하가 집중되는 영역(zone)에 미스트(mist)를 직접 분사하여 열부하를 조기에 안정화단계로 소멸시키는 방법이다.
2차냉각수 강제공급 방법은 다음의 3가지 운전방법으로 실시된다.
먼저, 도 1 및 도 3을 참조하면, 일상 조업시 운전방법은 [표 1]에서와 같이 영역별 노체계 자동밸브(1, 2, 5, 6, 9, 10, 17, 18, 21, 22)는 기존과 동일하게 개방하여 운전하고 노저계 자동밸브(3, 4, 7, 8, 15, 16, 19, 20, 23, 24)는 폐쇄하여 운전한다.
[표 1]
1 영역 2 영역 3 영역 4 영역
개방 폐쇄 개방 폐쇄 개방 폐쇄 개방 폐쇄
1, 2 3, 4 5, 6 7, 8 9, 10 11, 12 13, 14 15, 16
5 영역 6 영역 TCV 2차열교환기
개방 폐쇄 개방 폐쇄 70% 개방 개방 개방 폐쇄
17, 18 19, 20 21, 22 23, 24 26(수동) 25(자동) 29, 30 27, 28
본체 급수온도 관리기준인 35±5℃ 범위 내에서 운전이 되지 않고, 노체 열부하 15,000 Mcal/Hr 이상시 또는 배수온도 △t 7+5℃ 이상시는 영역별로 원주방향별 온도편차 발생 부위측의 노저계 자동밸브(3, 4, 7, 8, 15, 16, 19, 20, 23, 24) 를 조정하여 본체 열부하 조정이 가능하도록 한다.
원주방향 별 열부하 상승시 운전방법은 노저냉동기(20)의 차가운 냉각수를 이용하여 본체계 급수온도를 2차 냉각후 노저 영역에 냉각수를 공급하도록 한다.
다음, 배수온도 △t 5+5℃ 이상의 영역이 발생할 경우는 [표 2]에서와 같이 1개 영역에 노저계 자동밸브(3, 4, 7, 8, 15, 16, 19, 20, 23, 24)를 먼저 개방 후, 24초 이후에 노체계 자동밸브(1, 2, 5, 6, 9, 10, 17, 18, 21, 22)를 폐쇄하여 노체 단별 유량제어로 노체의 열부하를 제어하도록 한다.
[표 2]
1 영역 2 영역 3 영역 4 영역
개방 폐쇄 개방 폐쇄 개방 폐쇄 개방 폐쇄
3, 4 1, 2 7, 8 5, 6 11, 12 9, 10 15, 16 13, 14
5 영역 6 영역 TCV 2차열교환기
개방 폐쇄 개방 폐쇄 70% 개방 30% 개방 개방 폐쇄
19, 20 17, 18 23, 24 21, 22 26(수동) 25(자동) 27,29,30 28
다음, 본체 열부하 상승시 운전방법은 고로본체 전반적으로 열부하가 상승하면, 즉 본체 급수온도 관리기준인 35±5℃ 범위를 상회하거나 노체 열부하가 15,000 Mcal/Hr 이상 시, 또는 전반적으로 배수온도 △t 7+5℃ 이상일 경우 [표 3]에서와 같이, TCV(26)를 먼저 폐쇄한 후에 입구 수동 조절밸브(25)를 반드시 30% 이내에서 폐쇄(70% 개방)하여 제어한다.
[표 3]
1 영역 2 영역 3 영역 4 영역
개방 폐쇄 개방 폐쇄 개방 폐쇄 개방 폐쇄
1, 2 3, 4 5, 6 7, 8 9, 10 11, 12 13, 14 15, 16
5 영역 6 영역 TCV 2차열교환기
개방 폐쇄 개방 폐쇄 70% 개방 폐쇄 개방 폐쇄
17, 18 19, 20 21, 22 23, 24 26(수동) 25(자동) 27,28,29,30 -
또한, 노체 열부하 제어 운전방법에서 자동 운전기능은 아래와 같다.
■ TCV set 값 100% 개방 : 정상제어
- 스테이브 입구 유량조절밸브(25) 100% 개방
- 1차 냉각수 공급밸브(1, 2) 100% 개방
- 2차 냉각수 공급밸브(3, 4) 100% 폐쇄
(1차 냉각수 공급밸브 개방 후 24초 경과시)
- 2차 열교환기 입구 자동밸브(27) 100% 폐쇄
- 영역별 제어용 자동밸브(28) 100% 폐쇄
■ TCV set 값 30% 개방 : 영역별 열부하제어
- 2차 열교환기 입구 자동밸브(27) 100% 개방
- 영역별 제어용 자동밸브(28) 100% 폐쇄
- 2차 냉각수 공급밸브(3, 4) 100% 개방
- 스테이브 입구 유량 조절밸브(25) 30% 개방
- 1차 냉각수 공급밸브(1, 2) 100% 폐쇄
(2차 냉각수 공급밸브 개방 후 24초 경과시)
■ TCV set 값 0% 개방 : 전체 열부하제어
- 2차 열교환기 입구 자동밸브(27) 100% 개방
- 영역별 제어용 자동밸브(28) 100% 개방
- 1차 냉각수 공급밸브(1, 2) 100% 개방
- 스테이브 입구 유량 조절밸브(25) 100% 폐쇄
- 2차 냉각수 공급밸브(3, 4) 100% 폐쇄
(1차 냉각수 공급밸브 개방 후 24초 경과시)
한편, 도 2를 참조하면, 미스트 분무 방법은 노저계 자동밸브(3, 4, 7, 8, 15, 16, 19, 20, 23, 24)의 각 접점에서 인출된 개도량 신호에 따라 각 영역별 자동제어밸브를 동조 구동하여 용광로 철피로 전이된 열부하를 제거하는 방법을 가진다.
즉, 노체 철피에 미스트를 분사하는 방법은 상기 각 표에서 설정된 영역별 노저계 자동밸브(3, 4, 7, 8, 15, 16, 19, 20, 23, 24)의 개도지시량과 동일한 개도량으로 각각의 자동제어밸브(3-1, 8-1, 12-1, 16-1, 20-1, 24-1)에 신호를 주어 미스트량을 조절하게 된다.
상기 설명한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시되었다.
따라서, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 노체 스테이브 열부하 제어장치의 자동제어밸드 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 노체 스테이브 열부하 제어장치의 미스트 분사 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 노체 스테이브 열부하 제어장치의 전체흐름도이다.

Claims (4)

  1. 고로에서 복수 개의 스테이브의 열부하를 제어하기 위한 방법에 있어서,
    (a) 상기 각 스테이브에 공급되는 급수의 온도를 측정하는 단계;
    (b) 상기 열부하를 측정하는 단계;
    (c) 상기 측정된 급수의 온도가 운전 관리기준 범위 내에 있고, 상기 측정된 열부하가 설정값 이하인 경우, 노체계 자동밸브를 개방하고, 노저계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 스테이브에 주입되는 유량조절밸브를 100% 개방하여 운전하는 단계;
    (d) 상기 측정된 급수의 온도가 상기 운전 관리기준 범위 내에 있고, 상기 측정된 열부하가 상기 설정값보다 큰 경우, 상기 노체계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 노저계 자동밸브를 개방하고, 상기 유량조절밸브를 30% 개방하여 운전하는 단계; 및
    (e) 상기 측정된 급수의 온도가 상기 운전 관리기준 범위보다 크고, 상기 측정된 열부하가 상기 설정값보다 큰 경우, 노체계 자동밸브를 개방하고, 노저계 자동밸브를 폐쇄하고, 상기 스테이브에 주입되는 유량조절밸브를 100% 폐쇄하여 운전하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 급수 온도에 대한 운전 관리기준 범위는 30℃ 내지 40℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열부하에 대한 설정값은 15,000Mcal/Hr 인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은,
    (f) 상기 노저계 자동밸브의 개방 및 폐쇄에 동조하여 노체 철피에 미스트(mist)를 직접 분사하여 냉각시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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