KR101431638B1

KR101431638B1 - 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템

Info

Publication number: KR101431638B1
Application number: KR1020120154811A
Authority: KR
Inventors: 이찬효
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2014-08-20
Also published as: KR20140084855A

Abstract

본 발명은 송풍기의 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기를 재사용하여, 열풍로에 제공되는 공기를 제어하기 위한 시스템으로서, 방풍구 및 열풍로를 상호 연결하여, 송풍기가 방출하는 배출 공기를 수용하고, 열풍로로 수송하는 관로를 형성하는 파이프부; 파이프부가 수용한 배출 공기의 압력을 승압하여 열풍로로 이송시키는 가압팬부; 파이프부의 관로를 개폐하는 에어밸브부; 열풍로에 위치되어, 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 측정하는 연소 에어 유량 검출부; 및 파이프부에 수용된 배출 공기를 가압하도록 가압팬부를 제어하며, 연소 에어 유량 검출부로부터 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 수신하여, 열풍로에서 요구되는 공기를 제공하도록 에어밸브부를 개폐하는 중앙 제어부를 포함한다.

Description

방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING AIR OF HOT BLAST STOVE BY REUSING DISCHARGED AIR OF BLOWER}

본 발명은 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 송풍기에서 방출해버리는 배출 공기를 열풍로로 유입시켜 재활용하되, 배출 공기의 역류를 막기 위해 가압팬으로 승압시키며, 방출 유량과 연소 에어 유량을 검출하여, 잉여 공기는 배출하도록 하는 열풍로 공기 제어 시스템에 관한 기술 분야이다.

도 1은 고로에 열풍을 공급하기 위해, 기존의 열풍로를 통해 고온의 열풍이 생산되는 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 흡입구로부터 공기를 흡수하여 고로에 열풍을 제공하는 시스템을 제어하기 위한 전산 화면이다.

고로에서 용선을 생산하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이, 고로(1)의 노정에서 실시간으로 코크스와 광석을 투입하고, 고로(1)의 하부 풍구(2)에서 고온의 열풍을 주입한다.

고로(1)에 주입되는 열풍은 열풍로(10)를 통해 생산되는데, 열풍로(10)는 가스(gas)와 에어(air)를 연소실(12)에 주입하여 연소시킨 후 발생된 열을 축열실(11)에서 축열한다.

가스는 BFG와 CO를 혼합하여 도 2의 HE-3를 통과시켜 1차 승온하고 열풍로(10)의 연소실(12)로 이송되며, 에어는 에어팬(air fan)을 통해 에어를 흡입한 후 HE-2를 통과 시킨 후 1차 승온하여 연소실(12)로 이송된다.

그러나 도 1 및 도 2에 의하는 바와 같이, 단순히 에어팬을 통한 공기의 흡입만으로 공기를 공급하는 기술은 에어팬의 성능이 저하되는 경우에는 가스와 에어의 혼합 비율이 맞지 않아 연소실(12)에서의 연소가 불량하게 되는 문제점이 발생하기도 하였다.

또한, 도 1에서 도시된 바와 같이, 송풍기(20)는 일정 유량의 에어를 방출시키는 구조를 취하는바, 이들 방출 공기를 소비하여 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 발생하였다.

본 발명에 따른 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결과제를 가진다.

첫째, 송풍기의 에어팬 성능이 저하되는 경우에도, 열풍로에 공급되는 공기의 유량이 일정할 수 있는 열풍로 공기 제어 시스템을 제공하고자 한다.

둘째, 송풍기를 통해 방출하는 공기를 재활용하여, 에너지 효율을 극대화하고자 한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 송풍기의 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기를 재사용하여, 열풍로에 제공되는 공기를 제어하기 위한 시스템으로서, 상기 방풍구 및 상기 열풍로를 상호 연결하여, 상기 송풍기가 방출하는 상기 배출 공기를 수용하고, 상기 열풍로를 향해 상기 배출 공기를 수송하는 관로(管路)를 형성하는 파이프부; 상기 파이프부에 연결되어, 상기 파이프부가 수용한 배출 공기의 압력을 승압하여 상기 열풍로를 향해 이송시키는 가압팬부; 상기 파이프부에 연결되어, 상기 파이프부의 관로를 개폐하는 에어밸브부; 상기 열풍로에 위치되어, 상기 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 측정하는 연소 에어 유량 검출부; 및 상기 파이프부에 수용된 배출 공기를 가압하도록 상기 가압팬부를 제어하며, 상기 연소 에어 유량 검출부로부터 상기 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 수신하여, 상기 열풍로에서 요구되는 공기를 제공하도록 에어밸브부를 제어하는 중앙 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 상기 파이프부에 연결되어 상기 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기의 유량을 측정하는 방풍 유량 검출부를 더 포함하되, 상기 중앙 제어부는, 상기 방풍 유량 검출부로부터 상기 배출 공기의 유량을 수신하여, 상기 배출 공기의 유량에 따라 배출 공기를 가압하도록 상기 가압팬부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 상기 파이프부에 위치되어, 상기 가압팬부에 의해 승압된, 상기 파이프부의 관로의 공기 압력을 측정하는 압력 센서부; 및 상기 파이프부 내의 공기를 배출하는 에어 퍼지부를 더 포함하되, 상기 중앙 제어부는, 상기 압력 센서부로부터 공기 압력을 수신하여, 상기 공기 압력이 임계 압력 이상이 되면 상기 에어 퍼지부를 제어하여 상기 파이프부 내의 공기를 외부로 배출하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 공기를 흡입하는 상기 송풍기의 팬을 제동하는 흡입 팬 제동부를 더 포함하되, 상기 중앙 제어부는, 상기 방풍 유량 검출부로부터 수신한 상기 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기의 유량에 따라, 상기 흡입 팬을 조정하도록 상기 흡입 팬 제동부를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 송풍기의 방풍구를 통해 배출되는 공기를 재활용 및 승압하여 열풍로로 에어를 공급하는바, 송풍기의 에어 팬 성능이 저하되는 경우에도 일정한 유량의 공기를 제공하는 효과를 가진다.

둘째, 송풍기의 방풍구를 통해 배출되는 공기를 재활용하는바 에너지 효율을 극대화할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 고로에 열풍을 공급하기 위해, 기존의 열풍로를 통해 고온의 열풍이 생산되는 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 흡입구로부터 공기를 흡수하여 고로에 열풍을 제공하는 시스템을 제어하기 위한 전산 화면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템을 상세히 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템(100)은 파이프부(101); 가압팬부(120); 에어밸브부(130); 연소 에어 유량 검출부(150); 및 중앙 제어부(170)를 포함한다.

파이프부(101)는 도 3에 도시된 바와 같이, 방풍구(21) 및 열풍로(10)를 상호 연결하며, 송풍기(20)가 방출하는 배출 공기를 수용하고, 배출 공기를 수송하는 관로를 형성한다.

가압팬부(120)는 파이프부(101)에 연결되어, 파이프부(101)가 수용한 배출 공기의 압력을 승압시킨다. 이후 승압된 공기는 열풍로(10)를 향해 이송된다. 가압팬부(120)는 후술할 중앙 제어부(170)에 의해 제어되며, 파이프부(101)를 통해 수용된 배출 공기를 흡입하고 승압한 후, 열풍로(10)를 향해 이송시키는바, 배출 공기의 역류를 방지하는 기능도 구비한다.

에어밸브부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 파이프부(101)에 연결되어 파이프부(101)의 관로를 개폐하는 역할을 한다. 에어밸브부(130)가 파이프부(101)에 부착되는 부위는 도 3에 도시된 바와 같이 연소실(12)에 인접한 부분의 파이프부(101)에 부착되는 것이 바람직하지만, 반드시 이러한 위치에 한정할 것은 아니며, 관로를 개폐할 수 있다면 파이프부(101) 어느 위치에 부착되어도 무방하다.

에어밸브부(130) 역시 도 3에서 도시된 바와 같이 중앙 제어부(170)에 의해 콘트롤되는 구성이다.

연소 에어 유량 검출부(150)는 열풍로(10) 보다 구체적으로는 연소실(12)에 위치되어, 연소실(12)에서 필요로 하는 공기의 양을 측정한다. 연소실(12)에서 설정된 가스 및 공기(air)의 비율에 상응하도록 연소실(12)에서 요구되는 공기의 양을 측정하여, 중앙 제어부(170)로 전송한다.

중앙 제어부(170)는 파이프부(101)에 수용된 배출 공기를 가압하도록 가압 팬부를 제어하는 구성이며, 동시에 연소 에어 유량 검출부(150)로부터 열풍로(10) 보다 구체적으로는 연소실(12)에서 요구되는 공기의 유량을 수신하여, 요구되는 공기가 제공되도록 에어밸브부(130)를 제어한다.

중앙 제어부(170)는 연소 에어 유량 검출부(150)가 요구하는 공기의 유량만큼 에어밸브부(130)를 제어하여, 방풍구(21)로부터의 배출 공기가 유입되도록 에어밸브부(130)의 밸브를 개방하며, 요구되는 공기의 유량만큼 연소실(12)에 유입되면, 에어밸브부(130)의 밸브가 폐쇄하도록 에어밸브부(130)를 제어한다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템(100)은 방풍 유량 검출부(110)를 더 포함할 수 있다.

방풍 유량 검출부(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 파이프부(101)에 연결되어 방풍구(21)를 통해 배출되는 배출 공기의 유량을 측정한다.

방풍 유량 검출부(110) 역시 중앙 제어부(170)에 의해 제어되는데, 방풍 유량 검출부(110)로부터 배출 공기의 유량을 수신한 중앙 제어부(170)는 배출 공기의 유량에 따라 배출 공기를 가압하도록 가압팬부(120)를 제어한다. 즉, 미량의 배출 공기의 유량이 측정되면, 가압팬부(120)는 필요한 압력만큼 배출 공기를 승압하여 전송하며, 과다한 배출 공기의 유량이 측정되는 경우에는 보다 적은 압력을 가압하여 배출 공기를 전송할 수 있다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템(100)은 압력 센서부(미도시); 및 에어 퍼지부(140; purge)를 더 포함할 수 있다.

압력 센서부는 파이프부에 위치되되, 가압팬부(120)에 의해 승압된, 파이프부(101)의 관로의 공기 압력을 측정하는 것이 바람직하다.

압력 센서부의 압력 센서는 일반적인 공기의 압력을 측정할 수 있는 산업에서 활용되는 기압 센서이면 족하되, 중앙 제어부(170)로 측정된 압력을 데이터 전송할 수 있는 압력 센서임이 바람직하다.

에어 퍼지부(140)는 파이프부(101) 내의 공기가 과다한 압력이 걸리는 경우에 공기를 배출시키기 위한 구성이다.

중앙 제어부(170)는 압력 센서부가 측정한 공기 압력을 수신하여, 공기 압력이 임계 압력 이상이 되면 에어 퍼지부(140)를 제어하여 파이프부(101) 내의 공기가 외부로 배출되도록 한다. 여기서 임계 압력은 본 발명을 실시하고자 하는 자가 임의로 설정할 수 있는 수치로서, 파이프부(101), 에어밸브부(130) 등이 구성 들이 고압의 공기에 파손되지 않을 압력을 고려하여 설정함이 바람직하다.

본 발명에 따른, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템(100)은 흡입 팬 제동부(160)를 더 포함할 수 있다.

흡입 팬 제동부(160)는 공기를 흡입하는 송풍기(20)의 흡입 팬을 제동하는 구성이다.

흡입 팬 제동부(160) 역시 중앙 제어부(170)에 의해 제어되는데, 중앙 제어부(170)는 방풍 유량 검출부(110)로부터 수신한 방풍구(21)를 통해 방출되는 배출 공기의 유량에 따라, 흡입 팬을 조정하도록 흡입 팬 제동부(160)를 제어한다.

또한, 중앙 제어부(170)는 연소 에어 유량 검출부(150)로부터 실시간으로 열풍로(10)에서 요구되는 공기의 양을 수신하여, 열풍로(10)에서 요구되는 공기의 양이 증가하는 경우에는 흡입 팬 제동부(160)를 제어하여, 흡입하는 공기의 양을 증대시키도록 할 수도 있다.

반대로, 열풍로(10)에서 요구되는 공기의 양이 감소하는 경우에는 흡입 팬 제동부(160)를 제어하여, 흡입하는 공기의 양을 감소시키도록 할 수도 있다.

흡입 팬 제동부(160)는 다수의 흡입 팬을 제동할 수도 있는데, 만약, 열풍로(10)에서 요구되는 공기의 양이 감소하는 경우에는 흡입 팬 제동부(160)를 제어하여, 다수의 흡입 팬 중에서 일부는 작동을 중지시키며, 나머지 일부의 흡입 팬만을 가동하여 전력을 절감할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 고로
2: 풍구
10: 열풍로
11: 축열실
12: 연소실
13: 혼냉실
20: 송풍기
21: 방풍구

Claims

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삭제
송풍기의 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기를 재사용하여, 열풍로에 제공되는 공기를 제어하기 위한 시스템에 있어서,
상기 방풍구 및 상기 열풍로를 상호 연결하여, 상기 송풍기가 방출하는 상기 배출 공기를 수용하고, 상기 열풍로를 향해 상기 배출 공기를 수송하는 관로(管路)를 형성하는 파이프부;
상기 파이프부에 연결되어, 상기 파이프부가 수용한 배출 공기의 압력을 승압하여 상기 열풍로를 향해 이송시키는 가압팬부;
상기 파이프부에 연결되어, 상기 파이프부의 관로를 개폐하는 에어밸브부;
상기 열풍로에 위치되어, 상기 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 측정하는 연소 에어 유량 검출부;
상기 파이프부에 수용된 배출 공기를 가압하도록 상기 가압팬부를 제어하며, 상기 연소 에어 유량 검출부로부터 상기 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 수신하여, 상기 열풍로에서 요구되는 공기를 제공하도록 에어밸브부를 제어하는 중앙 제어부;
상기 파이프부에 연결되어 상기 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기의 유량을 측정하는 방풍 유량 검출부;
상기 파이프부에 위치되어, 상기 가압팬부에 의해 승압된, 상기 파이프부의 관로의 공기 압력을 측정하는 압력 센서부; 및
상기 파이프부 내의 공기를 배출하는 에어 퍼지부를 포함하되,
상기 중앙 제어부는,
상기 방풍 유량 검출부로부터 상기 배출 공기의 유량을 수신하여, 상기 배출 공기의 유량에 따라 배출 공기를 가압하도록 상기 가압팬부를 제어하며,
상기 압력 센서부로부터 공기 압력을 수신하여, 상기 공기 압력이 임계 압력 이상이 되면 상기 에어 퍼지부를 제어하여 상기 파이프부 내의 공기를 외부로 배출하도록 하는 것을 특징으로 하는, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템.
송풍기의 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기를 재사용하여, 열풍로에 제공되는 공기를 제어하기 위한 시스템에 있어서,
상기 방풍구 및 상기 열풍로를 상호 연결하여, 상기 송풍기가 방출하는 상기 배출 공기를 수용하고, 상기 열풍로를 향해 상기 배출 공기를 수송하는 관로(管路)를 형성하는 파이프부;
상기 파이프부에 연결되어, 상기 파이프부가 수용한 배출 공기의 압력을 승압하여 상기 열풍로를 향해 이송시키는 가압팬부;
상기 파이프부에 연결되어, 상기 파이프부의 관로를 개폐하는 에어밸브부;
상기 열풍로에 위치되어, 상기 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 측정하는 연소 에어 유량 검출부;
상기 파이프부에 수용된 배출 공기를 가압하도록 상기 가압팬부를 제어하며, 상기 연소 에어 유량 검출부로부터 상기 열풍로에서 요구되는 공기의 양을 수신하여, 상기 열풍로에서 요구되는 공기를 제공하도록 에어밸브부를 제어하는 중앙 제어부;
상기 파이프부에 연결되어 상기 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기의 유량을 측정하는 방풍 유량 검출부; 및
공기를 흡입하는 상기 송풍기의 팬을 제동하는 흡입 팬 제동부를 포함하되,
상기 중앙 제어부는,
상기 방풍 유량 검출부로부터 상기 배출 공기의 유량을 수신하여, 상기 배출 공기의 유량에 따라 배출 공기를 가압하도록 상기 가압팬부를 제어하며,
상기 방풍 유량 검출부로부터 수신한 상기 방풍구를 통해 방출되는 배출 공기의 유량에 따라, 상기 흡입 팬을 조정하도록 상기 흡입 팬 제동부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 방풍구의 배출 공기를 재사용하는 열풍로 공기 제어 시스템.