KR101421896B1 - 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템 - Google Patents

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최명석
권영철
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Abstract

소성 풍량을 증가시키고 배가스 순환설비의 후드에서 양압이 걸리는 것을 방지할 수 있는 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템이 소개된다.
본 발명의 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템은 소결대차 라인 상부 일측에 마련된 후드와, 이 후드의 내부 압력을 측정하는 압력계와, 소결대차 라인 하부에 설치되는 복수 개의 윈드박스 중 상기 후드에 상응하는 위치에 설치된 일부 윈드박스와 상기 후드를 매개하는 순환덕트와, 이 순환덕트에 설치된 순환팬을 포함하는 배가스 순환설비; 잔부 윈드박스와 세트링 챔버를 매개로 연결된 메인 블로워; 상기 후드 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하는 압력 조절부; 및 상기 압력계로부터 상기 후드 내부 압력에 관한 신호를 전송받아 상기 압력 조절부를 컨트롤하는 제어부를 포함한다.

Description

배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템{SINTERING AIRFLOW CONTROL SYSTEM USING SINTERING WASTE RECIRCULATION EQUIPMENT}
본 발명은 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배가스 순환설비의 후드 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하는 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 소결공정이 진행되는 소결 시스템은, 무한 궤도를 이루는 레일 상을 주행하는 여러 대의 소결대차(C), 소결대차(C)에 상부광을 적재하는 상부광 호퍼(H), 배합원료가 적재된 소결대차(C)상에 드럼피더(F)의 일정한 절출 속도로 배합원료를 적재시키는 서지호퍼(S), 배합원료가 적재된 소결대차(C)가 통과할 때 배합원료 상부 표면이 착화될 수 있도록 그 내부에는 버너가 설치된 점화로(M), 착화된 소결대차(C)가 핫크러셔(R) 방향으로 진행할 때, 메인 블로워(B)의 흡입 풍량으로 소결대차(C) 상에 적재된 배합원료를 소결시키는 윈드박스(W)와 세트링 챔버(T), 고형으로 소결되어 소결대차(C)에서 배광된 고온의 소결광을 파쇄하는 핫크러셔(R), 통기성 확보를 위해 소결대차(C) 하부에 설치된 그레이트바를 포함하는 바, 소결대차(C)는 소결광을 배광한 후, 리턴부(U)에서 리턴되어 원 위치로 복귀한다.
배합원료가 적재된 소결대차(C)가 점화로(M)를 통과하면, 배합원료 중의 코크스가 착화되고, 소결대차(C)의 하부에 위치한 메인 블로워(B)에서 발생한 강력한 흡인력이 윈드박스(W)를 통하여 소결대차(C) 표면으로 전달되어 형성된 화기가 소결대차(C) 바닥측으로 옮겨지면서 소결대차(C)를 통한 배합원료 소결 작업을 진행한다.
이러한 소결 공정에서 소결광을 제조할 때 품질, 생산성 및 원가 절감을 위해서는 소성 풍량을 증가시켜야 한다.
종래 소성 풍량을 증가시키기 위한 대표적인 방법인 누풍을 저감시키는 것인데, 이를 위하여 이중 댐퍼를 설치하거나, 소결대차 관리하는 등 다양한 방법이 사용되어져 왔다.
또한 배가스 순환 설비를 도입한 이후에는 배가스 순환 설비의 후드를 급광부에서 배광부 측으로 옮겨 소결대차 배드 내의 습윤대 분포 범위를 감소시킴으로써 습윤대에 의한 압력 손실을 낮추는 방식을 사용하기도 하였지만, 소결대차 습윤대를 완전히 제거하는 데에는 한계가 존재한다.
이와 같이, 메인 블로워의 풍량이 고정되어 있는 상태에서 소성 풍량을 증가시키기 위해서는 누풍을 저감하여야 하는데, 고층 후 소결 작업을 진행하는 방식에 따르면 누풍 진행 속도가 상당하므로 이를 저감하기란 매우 어려운 일이다.
특히, 배가스 순환설비 내부로 유입되는 배가스의 양이 많아 소결대차 배드에서 모든 풍량이 통과하지 못하는 경우, 후드 내부에 양압(+압)이 걸리게 되는 바, 배가스 순환설비의 후드 내부로 더 이상 배가스가 유입되지 못 하고, 외부로 누출되어 배가스가 외부로 유출, 배가스 내의 유해 물질로 인한 안전 사고가 발생하는 문제점이 존재한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 배가스 순환설비에 따르면 윈드박스(W)를 선택하여 그 중 일부를 메인 블로워(B)와 다른 순환팬(CF)을 이용하여 흡입, 흡입된 배가스를 소결기 상부로 순환하게 되는 바, 이 방식에 따르면 순환팬(CL) 흡입 풍량 한계에 따른 누풍 방지 효과가 미미하고, 상술한 바와 같이 후드(H) 내 양압 발생에 따라 유해 가스가 누출되는 문제점이 있다.
한국등록실용신안 제0374670호(2005.1.24.)에 개시된 "누풍차단시트와 이를 이용한 소결기용 소결대차의 누풍 차단장치", 한국공개특허 제2006-0065021호(2006.6.14.)에 개시된 "소결대차의 측벽 누풍 차단장치 및 방법" 등 누풍 방지 내지 저감을 위한 다양한 선행기술들이 존재하지만, 이러한 물리적인 방법을 이용하여 누풍을 방지, 저감하는 데에는 한계가 존재하며, 상술한 문제점을 해결할 수는 없는 문제점이 존재한다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
(선행문헌 1) 한국등록실용신안 제0374670호(2005.1.24.) (선행문헌 2) 한국공개특허 제2006-0065021호(2006.6.14.)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 배가스 순환설비의 후드 내부 압력에 따라 배가스 순환설비와 윈드박스를 매개하는 순환덕트로부터 배가스를 배출함으로서 후드 내 양압이 걸리는 것을 방지하는 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템은, 소결대차 라인 상부 일측에 마련된 후드와, 이 후드의 내부 압력을 측정하는 압력계와, 소결대차 라인 하부에 설치되는 복수 개의 윈드박스 중 상기 후드에 상응하는 위치에 설치된 일부 윈드박스와 상기 후드를 매개하는 순환덕트와, 이 순환덕트에 설치된 순환팬을 포함하는 배가스 순환설비; 잔부 윈드박스와 세트링 챔버를 매개로 연결된 메인 블로워; 상기 후드 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하는 압력 조절부; 및 상기 압력계로부터 상기 후드 내부 압력에 관한 신호를 전송받아 상기 압력 조절부를 컨트롤하는 제어부를 포함한다.
상기 압력 조절부는, 상기 순환덕트로부터 배가스를 배기함으로써 상기 후드 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 블로워의 후단으로 연결된 배기라인을 더 포함하고, 상기 압력 조절부는, 그 일단은 상기 순환팬을 중심으로 상기 순환덕트의 후단에 연결되고 그 타단은 상기 배기라인에 연결된 분기라인과, 상기 분기라인 상에 설치된 분기팬과, 상기 분기라인을 개폐하는 제1컨트롤 밸브를 포함하고, 상기 제어부는 상기 압력계로부터 전달받은 상기 후드 내부 압력을 기초로 상기 제1컨트롤 밸브의 개방 정도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 배기라인의 끝단은 청정설비와 연결되고, 상기 배기라인은 상기 분기라인이 합류하는 지점을 중심으로 상기 메인 블로워와 연결되는 제1배기라인과, 상기 청정설비와 연결되는 제2배기라인을 포함하며, 상기 제1배기라인 상에는 제2컨트롤 밸브가 설치되되, 상기 제2배기라인 상에는 제3컨트롤 밸브 및 배기팬이 설치되며, 상기 제어부는, 상기 제1배기라인 및 제2배기라인에 음압이 형성될 수 있도록 상기 제1컨트롤 밸브 및 제2컨트롤 밸브의 개방 각도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 분기팬의 흡입 풍량이 상기 순환팬의 흡입 풍량보다 작게 유지될 수 있도록 상기 제1컨트롤 밸브를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 유효 소성 풍량이 증가하여 생산성이 증가하고, 순환덕트에서 배가스가 누출되는 것을 방지함으로써 배가스 누출시 발생되는 유해가스로 인한 안전 사고를 방지할 수 있는 것은 물론, 환경 오염을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 소결 공정을 나타낸 도면,
도 2는 종래 배가스 흐름을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템의 작동 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템을 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배가스 순환설비를 이용한 소성 풍량 제어 시스템은, 배가스 순환설비(10), 메인 블로워(B), 압력 조절부(20), 제어부(30)를 포함한다.
배가스 순환설비(10)는 후드(12), 압력계(14), 윈드박스(W), 순환덕트(16), 순환팬(18)을 포함하는 바, 후드(12)는 소결대차 라인(CL) 상부 일측에 마련되며, 후드(12) 일측에는 후드(12)의 내부 압력을 측정하는 압력계(14)가 설치된다.
순환덕트(16)는 소결대차 라인(CL) 하부에 설치되는 복수 개의 윈드박스(W) 중 후드(12)에 상응하는 위치에 설치된 일부 윈드박스(W)와 후드(12)를 연결하며, 순환덕트(16) 상에는 순환팬(18)이 설치되는 바, 순환팬(18)이 작동하여 일부 윈드박스(W)로부터 배가스를 흡입하면 배가스는 순환덕트(16)를 따라 유동하여 후드(12)로 유입된다.
순환덕트(16)에 연결되는 일부 윈드박스(W) 이외의 잔부 윈드박스(W)는 세트링 챔버(T)를 매개로 메인 블로워(B)와 연결되는 바, 메인 블로워(B)가 작동하면 잔부 윈드박스(W)로부터 흡입된 배가스가 세트링 챔버(T)를 따라 유동하게 된다.
압력 조절부(20)는 후드(12) 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하기 위한 것이다.
전술한 바와 같이, 순환덕트(16)를 통하여 후드(12) 내부로 유입되는 배가스 모두가 일정 속도로 소결대차 라인(CL)을 통과하지 못하면 후드(12) 내부에 양압이 걸리게 되는데, 본 발명에서는 압력 조절부(20)를 이용하여 후드(12) 내부로 유입되는 배가스의 양을 조절함으로써 후드(12) 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하는 것이다.
제어부(30)는 압력계(14)로부터 후드(12) 내부 압력에 관한 신호를 전송받아 압력 조절부(20)의 작동 여부를 결정하고, 작동 신호를 전송하는 기능을 한다.
압력 조절부(20)는 후드(12) 내부 압력에 따라 순환덕트(16)로부터 배가스를 분기 배출하는 방식으로 후드(12) 내부 압력에 양압이 걸리는 것을 방지할 수 있으며, 후드(12) 내부 압력을 음압으로 유지할 수 있는 방법이라면 상술한 방법에 한정되지 않고 다양한 방법이 도입될 수도 있다.
이하에서는 순환덕트(16)에서 배가스를 분기 배출하는 방식을 일 예로 설명한다.
본 발명의 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템은 메인 블로워(B) 후단으로 연결된 배기라인(OL)을 더 포함하고, 압력 조절부(20)는, 분기라인(22)과, 분기팬(24), 제1컨트롤 밸브(26)를 포함하는 것이 바람직하다.
분기라인(22)의 일단은 순환팬(18)을 중심으로 순환덕트(16)의 후단 즉, 배가스 순환설비(10)와 순환팬(18) 사이에 연결되고, 타단은 배기라인(OL)에 연결된다.
분기라인(22) 상에는 순환덕트(16)로부터 배가스를 배기시킬 수 있도록 흡인력을 발생시키는 분기팬(24) 및 배기된 배가스의 양을 조절하는 제1컨트롤 밸브(26)가 설치된다.
제어부(30)에서는 압력계(14)로부터 전송받은 후드(12) 내부의 압력 신호에 따라 제1컨트롤 밸브(26)의 개방 정도를 조절함으로써 분기라인(22)으로 배출되는 배가스의 양을 조절, 순환덕트(16)에서 후드로 진입하는 배가스의 양을 조절한다.
한편, 배기라인(OL)의 끝단은 청정설비(CB)와 연결되며, 이러한 배기라인(OL)은 분기라인(22)이 합류하는 지점을 중심으로 메인 블로워(B)와 연결되는 제1배기라인(OL1)과, 청정설비(CB)와 연결되는 제2배기라인(OL2)을 포함한다.
또한 제1배기라인(OL1) 상에는 제2컨트롤 밸브(40)가 설치되되, 제2배기라인(OL2) 상에는 제3컨트롤 밸브(50) 및 배기팬(OF)이 설치되는 바, 제어부(30)는 제1배기라인(OL1) 및 제2배기라인(OL2)에 음압이 형성될 수 있도록 제1컨트롤 밸브(26) 및 제2컨트롤 밸브(40)의 개방 각도를 조절한다.
즉, 분기라인(22)을 흐르는 배가스가 역류하지 않고 배기라인(OL)으로 공급되면서 배기라인(OL)을 통하여 청정설비(CB)로 배가스가 배출되기 위해서는 배기라인(OL)은 음압을 유지하여야 한다.
제1배기라인(OL1) 및 제2배기라인(OL2) 내부 압력은 동일 압력으로 유지하는 것이 바람직하다.
제어부(30)는 분기팬(24)의 흡입 풍량이 순환팬(18)의 흡입 풍량보다 작게 유지될 수 있도록 제1컨트롤 밸브(26)의 개방 정도를 조절하여야 하는 바, 분기팬(24)의 흡입 풍량이 더 큰 경우 분기라인(22)으로 유입되는 배가스의 양이 많아져 분기라인(22)에 양압이 걸릴 수 있기 때문이다.
도 3 및 도 4를 참조로, 본 발명의 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템의 작동 과정을 설명한다.
순환팬(18)을 작동시킨 후 후드(12) 내 압력이 미리 설정된 압력에 이를 때까지 순환팬(18)의 알피엠(RPM)을 증가시켜 풍량을 증대한다.
후드(12) 내 압력이 미리 설정한 압력에 이르면 제1컨트롤 밸브(26)를 오픈하고, 분기팬(24)을 작동, 제1컨트롤 밸브(26)를 제어하면서 분기라인(22)을 통해 분기되는 배가스의 양을 조절한다.
또한 제3컨트롤 밸브(50)를 제어하는 메인 블로워(B)를 통해 배기되는 배가스의 양 및 배기라인(OL)의 압력을 조절하고, 제2컨트롤 밸브(40)를 이용하여 배가스 양 증가에 따른 압력 변화를 조절함으로써, 분기라인(22) 및 배기라인(OL)의 압력을 조절, 후드(12) 내 양압이 걸리는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 배가스 순환설비 12 : 후드
14 : 압력계 16 : 순환덕트
18 : 순환팬 20 : 압력 조절부
22 : 분기라인 24 : 분기팬
26 : 제1컨트롤 밸브 30 : 제어부
40 : 제2컨트롤 밸브 50 : 제3컨트롤 밸브
CB : 청정설비 T : 세트링 챔버
OF : 배기팬 CL : 소결대차 라인
W : 윈드박스 B : 메인 블로워
OL : 배기라인 OL1 : 제1배기라인
OL2 : 제2배기라인

Claims (5)

  1. 소결대차 라인 상부 일측에 마련된 후드와, 이 후드의 내부 압력을 측정하는 압력계와, 소결대차 라인 하부에 설치되는 복수 개의 윈드박스 중 상기 후드에 상응하는 위치에 설치된 일부 윈드박스와 상기 후드를 매개하는 순환덕트와, 이 순환덕트에 설치된 순환팬을 포함하는 배가스 순환설비;
    잔부 윈드박스와 세트링 챔버를 매개로 연결된 메인 블로워;
    상기 후드 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하는 압력 조절부; 및
    상기 압력계로부터 상기 후드 내부 압력에 관한 신호를 전송받아 상기 압력 조절부를 컨트롤하는 제어부를 포함하는, 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력 조절부는, 상기 순환덕트로부터 배가스를 배기함으로써 상기 후드 내부에 양압이 걸리는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는, 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 메인 블로워의 후단으로 연결된 배기라인을 더 포함하고,
    상기 압력 조절부는, 그 일단은 상기 순환팬을 중심으로 상기 순환덕트의 후단에 연결되고 그 타단은 상기 배기라인에 연결된 분기라인과, 상기 분기라인 상에 설치된 분기팬과, 상기 분기라인을 개폐하는 제1컨트롤 밸브를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 압력계로부터 전달받은 상기 후드 내부 압력을 기초로 상기 제1컨트롤 밸브의 개방 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 배기라인의 끝단은 청정설비와 연결되고,
    상기 배기라인은 상기 분기라인이 합류하는 지점을 중심으로 상기 메인 블로워와 연결되는 제1배기라인과, 상기 청정설비와 연결되는 제2배기라인을 포함하며,
    상기 제1배기라인 상에는 제2컨트롤 밸브가 설치되되, 상기 제2배기라인 상에는 제3컨트롤 밸브 및 배기팬이 설치되며,
    상기 제어부는, 상기 제1배기라인 및 제2배기라인에 음압이 형성될 수 있도록 상기 제1컨트롤 밸브 및 제2컨트롤 밸브의 개방 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는, 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템.

  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 분기팬의 흡입 풍량이 상기 순환팬의 흡입 풍량보다 작게 유지될 수 있도록 상기 제1컨트롤 밸브를 조절하는 것을 특징으로 하는, 배가스 순환설비를 이용한 소성풍량 제어 시스템.
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