KR101580550B1 - 고로로 미분탄을 공급하는 방법 - Google Patents

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KR101580550B1
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Abstract

본 발명은 노벽(furnace wall, 16) 개구에 설치된 송풍구(tuyere, 15)를 통과하여 환형관(bustle pipe, 12)으로부터 고로의 노저(furnace hearth)로 열풍을 공급하기 위한 송풍 지관(tuyere stock, 14)을 제공하며; 상기 송풍구(15)로 미분탄을 공급하기 위한 미분탄 취입 랜스(pulverised coal injection lance, 18)를 제공하고, 상기 미분탄 취입 랜스(18)는 상기 미분탄을 이송하기 위한 내부 파이프(inner pipe, 20)와 상기 내부 파이프(20) 주위에 동축선상으로 구비되고 연소가스를 이송하기 위한 외부 파이프(outer pipe, 22)를 포함하며, 상기 내부 파이프(20)는 연소가스로부터 미분탄을 분리하기 위한 격벽(separation wall)을 형성하고, 상기 미분탄 취입 랜스(18)는 송풍구(15)에 구비되는 랜스팁(lance tip, 24)을 포함하며; 상기 랜스팁(24)에서 상기 미분탄과 상기 연소가스를 미분탄과 연소가스의 혼합물로 형성되도록 하며; 상기 송풍구(15)에서 상기 미분탄과 연소가스의 혼합물을 연소시키는 것을 포함하고; 상기 랜스팁(24)에서 불꽃의 연소 여부를 모니터링하고; 및 상기 랜스팁(24)에서 불꽃이 연소하지 않는다는 판단에 따라 상기 미분탄 취입 랜스(18)를 통해 연소가스의 흐름을 일시적으로 감소시켜 불꽃을 재점화하는 것을 포함하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법을 제공한다.

Description

고로로 미분탄을 공급하는 방법{METHOD FOR FEEDING PULVERISED COAL INTO A BLAST FURNACE}
본 발명은 고로로 미분탄을 공급하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미분탄을 이송하기 위한 내부 파이프와 상기 내부 파이프와 동일한 중심축을 가지고 연소가스를 이송하기 위한 외부 파이프를 가진 미분탄 취입 랜스(injection lance)를 통한 방법이다.
미분탄 취입 랜스는 일반적으로 고로로 코크스(coke)의 대체물인 미분탄을 취입하기 위해 사용된다. 미분탄은 공기압으로 랜스를 통과하여 이송되고, 송풍구에 산화 분위기로 공급되며, 이를 통해 열풍은 고로에 공급된다. 미분탄을 완전연소시키기 위해, 연소 반응은 가능한한 랜스팁(lance tip)에 근접하여 개시되어야 한다. 소위 옥시콜 랜스(oxycoal lance)는 미분탄을 이송하기 위한 내부 파이프와 내부 파이프와 동일한 중심축을 가지고 일반적으로 순수 산소인 연소가스를 이송하기 위한 외부 파이프로 구성된다. 랜스팁에서 순수한 산소의 존재는 랜스팁에서 연소 반응을 개시하기 위한 연소 조건을 향상시킨다.
반면, 랜스팁에서의 불꽃은 안정하지 않고, 산발적으로 일어난다. 몇몇 경우에서, 불꽃은 도움없이 자동적으로 점화될 수 있다. 단, 보증되는 것은 아니다. 미분탄의 연소가 랜스팁에서 발생하지 않으면 불꽃은 꺼지기 때문에 미분탄과 산소는 고로에 공급되지만, 미분탄의 완전연소를 보증하지는 않는다.
랜스팁에서의 연소효율을 향상시키기 위해 수많은 해결책들이 제안되었고, 일반적으로 미분탄과 산소의 혼합을 향상시킴으로써 연소효율을 향상시킨다. 예를 들어, EP 1060272호에는 미분탄의 연소를 향상시키고, 랜스팁에 공급되는 산소에 소용돌이 움직임을 부여하기 위해 동축 파이프 사이에 유동 스웰러(flow swirler)를 제공하여 불꽃을 유지시키는 것이 기재되어 있다. 그러나, 유동 스웰러의 효과는 랜스 구조에 의해 좌우된다. 만약, 나선각(spiral angle)이 너무 크면 산소는 미분탄으로부터 멀어지는 방향으로 향하고, 연소효율은 감소된다. 만약, 나선각이 너무 작으면 연소효율의 향상을 기대하기 어렵다.
또한, EP 1060272호에는 유체 흐름의 저항을 감소시키고 랜스팁에서 산소와 미분탄의 혼합을 향상시키기 위해 랜스팁 근처에 다수의 딤플(dimple)을 가진 내부 파이프의 외부 표면벽을 제공하는 것이 기재되어 있다.
상기 시스템이 특정 조건들에서 연소효율을 향상시키는데 적합할 수 있지만, 상기 효과는 보증되지 않고, 불꽃이 유지되지 못하는 위험요소가 존재한다.
결과적으로 본 발명의 목적은 용광로에 미분탄을 공급하는 향상된 방법을 제공하는 데 있다. 상기 목적은 청구항 1에 기재된 방법에 의해 해결될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 노벽(furnace wall) 개구에 설치된 송풍구(tuyere)를 통과하여 환형관(bustle pipe)으로부터 고로의 노저(furnace hearth)로 열풍을 공급하기 위한 송풍 지관(tuyere stock)을 제공하며; 상기 송풍구로 미분탄을 공급하기 위한 미분탄 취입 랜스(pulverised coal injection lance)를 제공하고, 상기 미분탄 취입 랜스는 상기 미분탄을 이송하기 위한 내부 파이프(inner pipe)와 상기 내부 파이프 주위에 동축선상으로 구비되고 연소가스를 이송하기 위한 외부 파이프(outer pipe)를 포함하며, 상기 내부 파이프는 연소가스로부터 미분탄을 분리하기 위한 격벽(separation wall)을 형성하고, 상기 미분탄 취입 랜스는 송풍구에 구비되는 랜스팁(lance tip)을 포함하며; 상기 랜스팁에서 상기 미분탄과 상기 연소가스를 미분탄과 연소가스의 혼합물로 형성되도록 하며; 및 상기 송풍구에서 상기 미분탄과 연소가스의 혼합물을 연소시키는 것을 포함하고, 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 모니터링하고; 및 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는다는 판단에 따라 상기 미분탄 취입 랜스를 통해 연소가스의 흐름을 일시적으로 감소시켜 불꽃을 재점화하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법을 제공한다.
불꽃의 연소는 모니터되고, 불꽃이 꺼지자마자 랜스팁으로의 연소가스 흐름은 감소한다. 본 발명자들은 상기 송풍구에서 미분탄의 향상된 연소를 빠르게 회복시키기 위해 연소가스의 공급을 소량 감소시키거나 방해하여 상기 랜스팁에서 불꽃이 재점화되게 하는 방법을 개발하였다.
또한, 본 발명자들은 상기 압력 강하가 상기 랜스팁에서의 연소반응에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소될 때 상기 송풍구에서 열이 발생하며, 온도 증가로 인한 고로의 팽창은 상기 송풍구에서 큰 압력 강하를 발생시킨다. 상기는 열풍 유량을 약간 감소시키므로 상기 송풍 지관의 하강관(downcomer)에서 압력은 떨어진다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 사용된 장치의 단면도이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 고로로 미분탄을 공급하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 노벽(furnace wall) 개구(openning)에 설치된 송풍구(tuyere)를 통과하여 환형관(bustle pipe)으로부터 고로의 노저(furnace hearth)로 열풍(hot blast air)을 공급하기 위한 송풍 지관(tuyere stock)을 제공하며;
상기 송풍구로 미분탄을 공급하기 위해 미분탄 취입 랜스(pulverised coal injection lance)를 제공하고, 상기 미분탄 취입 랜스는 상기 미분탄을 이송하기 위한 내부 파이프와 상기 내부 파이프 주위에 동축선상으로 구비되고 연소가스를 이송하기 위한 외부 파이프를 포함하며, 상기 내부 파이프는 연소가스로부터 미분탄을 분리하기 위한 격벽을 형성하고, 상기 미분탄 취입 랜스는 상기 송풍구에 구비되는 랜스팁(lance tip)을 포함하며;
상기 랜스팁에서 상기 미분탄과 상기 연소가스를 미분탄과 연소가스의 혼합물로 형성되도록 하며; 및
상기 송풍구에서 상기 미분탄과 연소가스의 혼합물을 연소시키는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 추가적으로 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 모니터링(monitoring)하고; 및
상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는다는 판단에 따라 상기 미분탄 취입 랜스를 통해 연소가스의 흐름을 일시적으로 감소시켜 불꽃을 재점화하는 것을 포함한다.
불꽃의 연소는 모니터되고, 불꽃이 꺼지자마자 랜스팁으로의 연소가스 흐름은 감소한다. 본 발명자들은 상기 송풍구에서 미분탄의 향상된 연소를 빠르게 회복시키기 위해 연소가스의 공급을 소량 감소시키거나 방해하여 상기 랜스팁에서 불꽃이 재점화되게 하는 방법을 개발하였다.
또한, 미분탄 취입 랜스를 통과하는 연소가스의 흐름을 일시적으로 감소시키는 동안 상기 미분탄 취입 랜스를 통과하는 미분탄의 흐름은 유지된다.
상기 랜스팁에서 불꽃 연소를 모니터링하는 것은 바람직하게 연속적으로 수행된다. 그러므로, 상기 고로로 주입되는 불연소된 미분탄량을 최소화하기 위해 가능한한 빨리 불꽃은 재점화될 수 있다.
상기 랜스팁에서 불꽃 연소를 모니터링하는 것은 바람직하게 송풍구 차단 감지 수단(tuyere blockage detection means)에 의해 수행된다. 상기와 같은 송풍구 차단 감지 수단의 사용은 고로에 이미 설치된 장치들이고 불꽃의 모니터링을 가능하게 한다. 추가적인 감지기들(detectors)이 필요하지 않으므로, 추가적인 설치 및 유지를 위한 비용이 소모되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명은 상기 랜스팁의 송풍구 상부를 지난 열풍에서의 압력 강하(pressure drop)를 측정하기 위한 압력 센서(pressure sensors)를 가진 송풍구 차단 감지 수단을 제공하며; 및
송풍 지관 전부분에 걸쳐 압력 강하를 모니터링하고, 이를 토대로 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하는 것을 포함한다.
상기 송풍 지관에서의 압력 강하를 측정하기 위한 수단의 사용은 현재 상기 송풍구의 차단을 감지하기 위해 사용된다. 사실, 상기 고로로 상기 송풍구 출구(exit)가 차단될 수 있다. 만약, 상기 차단이 발생하고 추가적으로 미분탄이 상기 송풍구로 취입되면 상기 송풍 지관은 미분탄으로 가득 차게 된다. 상기 송풍구의 차단이 감지될 때 갑작스러운 압력 강하가 나타나고 상기 송풍 지관이 미분탄으로 가득 차게 되는 것을 방지하기 위해 미분탄과 연소가스의 취입은 중단된다.
또한, 본 발명자들은 상기 압력 강하가 상기 랜스팁에서의 연소반응에 영향을 미치는 것을 발견하였다. 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소될 때 상기 송풍구에서 열이 발생하며, 온도 증가로 인한 고로의 팽창은 상기 송풍구에서 큰 압력 강하를 발생시킨다. 상기는 열풍 유량을 약간 감소시키므로 상기 송풍 지관의 하강관(downcomer)에서 압력은 떨어진다.
따라서, 압력 강하의 증가는 상기 랜스팁에서 불꽃이 더 이상 연소하지 않는 것을 나타낸다.
일반적으로 송풍구 차단을 감지하기 위해 사용되는 압력 강하를 측정하기 위한 수단은 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소를 모니터링하는데 사용될 수 있다.
압력 강하는 환형관(bustle pipe)과 상기 랜스팁의 송풍 지관 상부 사이에서 측정될 수 있다. 압력 강화 측정 수단은 예를 들어, 상기 랜스팁의 송풍 지관 상부에 구비된 압력 감지기를 포함한다. 추가적으로, 벤츄리관(Venturi tube)은 상기 랜스팁의 송풍 지관 상부에 구비될 수 있고, 상기 압력 감지기와 연결될 수 있다.
상기에서 측정된 압력 강하를 기반한 신호는 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하기 위해 신호 처리 알고리즘(signal processing algorithm)으로 사용될 수 있다.
압력 강하가 결정된 양만큼 증가하면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 압력 강하가 결정된 시간 동안 결정된 양만큼 증가하면 상기 랜스팁에서 불꽃은 연소하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 상기 압력 강하가 수많은 변수들에 의해 영향을 받기 때문에 압력 강하 신호는 일반적인 동작 조건에서도 많은 변수를 가진다. 그러므로, 압력 강하가 특정량만큼 증가하였는지, 특정 시간 동안 증가하였는지 또는 두가지 경우 모두에 의해 증가하면 불꽃은 연소하지 않는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 고로로 미분탄을 공급하는 방법은 고로의 노저로 열풍을 공급하기 위한 수평 블로우 파이프(blow pipe)를 가진 송풍 지관을 제공하고;
상기 블로우 파이프로 축정렬로 구비된 광도 감지기(light intensity detector)를 가진 송풍구 차단 감지 수단(tuyere blockage detection means)을 제공하며; 및
상기 송풍구에서 광도를 모니터링하고, 이를 토대로 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하는 것을 포함한다.
상기 송풍구에서 광도를 측정하기 위한 수단의 사용은 상기 송풍구의 차단을 감지하기 위해 사용된다. 상기 송풍구로부터 광도의 큰 감소가 감지되는 경우 상기 송풍구는 차단되고, 그러므로 미분탄과 연소가스의 취입은 상기 송풍 지관과 환형관이 미분탄으로 채워지는 것을 방지하기 위해 중단된다.
또한, 광도의 감소는 상기 랜스팁에서 불꽃이 더이상 연소하지 않는 것을 나타낸다. 상기 송풍구에서 불꽃의 존재는 상기 송풍구에서 빛을 발생시킨다. 그러므로, 불꽃의 부재는 상기 송풍구에서 광도를 감소시킨다.
일반적으로 송풍구 차단을 감지하는데 사용되는 광도 측정 수단은 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소를 모니터링하는데 사용할 수 있다.
상기 송풍구에서 광도가 결정된 양만큼 감소하면 상기 랜스팁에서의 불꽃은 연소하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기 송풍구에서 광도가 결정된 시간동안 결정된 양만큼 감소하면 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 고로로 미분탄을 공급하는 방법은 고로의 노저에 열풍을 공급하기 위한 수평 블로우 파이프를 가진 송풍 지관을 제공하고;
상기 블로우 파이프로 축정렬로 구비된 카메라를 가진 송풍구 차단 감지 수단을 제공하며; 및
상기 송풍구에서 이미지를 모니터링하고, 이를 토대로 상기 미분탄 취입 랜스의 팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하는 것을 포함한다.
상기 송풍구로부터 이미지를 모니터링하기 위한 수단의 사용은 상기 송풍구의 차단을 감지하는데 사용된다. 상기 송풍구가 차단된 경우 상기 송풍구로부터 이미지의 특징이 변화하며, 변화된 특징에 따라 미분탄과 연소가스 취입은 상기 송풍 지관과 환형관이 미분탄으로 채워지는 것을 방지하기 위해 중단된다.
또한, 상기 송풍구로부터 이미지 특징의 변화는 상기 랜스팁에서의 불꽃이 더 이상이 연소하지 않는 것으로 해석될 수 있다.
일반적으로 송풍구 차단을 감지하는데 사용되는 상기 송풍구로부터 이미지를 모니터링하는 수단은 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 상기 송풍구로부터 이미지가 결정된 고안에 따라 변화하면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 상기 송풍구로부터 이미지가 결정된 파라곤 이미지(paragon image)와 충분한 유사성으로 가지면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기 송풍구로부터 이미지는 바람직하게 이미지 처리 알고리즘(image processing algorithm)으로 분석된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 고로로 미분탄을 공급하는 방법은 고로의 노저(furnace hearth)로 열풍을 공급하기 위한 수평 블로우 파이프를 가진 송풍 지관을 제공하며;
상기 블로우 파이프로 축정렬로 구비된 예를 들어, 고온계(pyrometer)와 같은 온도 측정 수단을 제공하고; 및
상기 송풍구 내 또는 근처에 온도를 모니터링하고, 이를 토대로 미분탄 취입 랜스의 팁에서의 불꽃 연소 여부를 판단하는 것을 포함한다.
고온계는 각각의 송풍구와 연결될 수 있고, 상기 송풍구 앞의 노(furnace)에서 불꽃의 온도를 측정할 수 있다. 온도 신호는 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 모니터링을 가능하게 한다. 온도가 결정된 양만큼 하강하거나 결정된 시간 동안 결정된 한계수준 이하로 남으면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기와 같은 미분탄 취입 랜스와 관련되어 사용되는 연소 가스는 바람직하게는 산소이다.
이상과 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 기술사상이 보호되는 범위이내에서 응용될 수 있다.
도 1은 고로벽(16) 개구부를 통해 고로의 노저로 열풍을 공급하기 위한 다수의 송풍 지관들(14)과 고로를 둘러싸는 환형관(12)을 가진 열풍 시스템(10)을 나타낸다. 상기 송풍 지관들(14)은 상기 환형관(12)으로부터 상기 고로까지 열풍을 공급하기 위한 내화물로 라이닝된 강판(refractory-lined steel tubes)들이다. 송풍 지관들은 다운커머(downcomer)로 언급되는 기울어진 제1 부분(14')과 블로우 파이프로 언급되는 수평의 제2 부분(14'')을 일반적으로 포함한다. 상기 제2 부분(14'')은 고로벽(16)에서 개구부에 설치된 송풍구(15)의 오목한 말단과 기밀을 유지하기 위해 고안되고 구비된 볼록한 구형 노즈(spherical nose)를 가진다. 상기 제1 부분(14')은 수평 부분(14'')에 대하여 기울어져 구비되고, 상기 환형관(12)으로부터 제2 부분(14'')까지 열풍을 유도하기 위한 환형관(12)과 연결된다.
미분탄 취입 랜스(18)는 고로로 미분탄을 취입하기 위해 제공된다. 상기 랜스(18)는 옥시콜(oxycoal) 타입이고 미분탄을 이송하기 위한 내부 파이프(20)와 상기 내부 파이프(20) 주위에 동축선상으로 구비되고 연소가스를 이송하기 위한 외부 파이프(22)를 포함한다. 상기 미분탄과 연소가스가 상기 미분탄 취입 랜스(18)의 랜스팁(24)에서 혼합이 허용될 때까지 상기 내부 파이프(20)는 상기 랜스(18)를 통틀어 상기 연소가스로부터 미분탄을 분리하기 위한 격벽(seperation wall)을 형성한다.
상기 미분탄 취입 랜스(18)는 랜스팁(24)이 상기 송풍구(15)의 출구영역(26)에 위치하는 것과 같은 방식으로 구비되고, 노벽(16) 개구 근처에 구비된다.
작동에서, 열풍은 상기 환형관(12)으로부터 상기 고로의 노저로 상기 송풍 지관(14)을 통해 공급된다. 추가적으로, 미분탄과, 일반적으로 산소인 연소가스는 상기 송풍 지관(14)의 제2 부분(14'')으로 상기 미분탄 취입 랜스(18)를 통해 공급된다. 상기 랜스팁(24)에서, 상기 미분탄은 산소와 결합하게 되고 혼합물을 형성한다. 상기와 같은 연소 조건에 따라 혼합물은 점화되고, 상기 송풍구(15) 내 상기 랜스팁(24)에서 불꽃은 연소한다. 바람직하게 상기 미분탄은 상기 송풍구(15) 내에서 완전연소된다.
상기 랜스팁(24)에서의 불꽃은 안정하지 않으며, 산발적으로 일어나기 때문에 불꽃은 재점화가 필요하다. 불꽃의 재점화는 상기 랜스(18)를 통해 공급된 산소량을 일시적으로 감소시킴으로써 이루어진다. 상기는 연소 조건을 변화시키고 산소공급이 회복될 때 불꽃은 재점화된다. 연소가스 흐름의 일시적 감소는 상기 랜스팁(24)에서 가열(heating) 및/또는 난류(turbulence)를 야기시킬 수 있고, 불꽃의 재점화를 조장한다.
본 발명에 따른 상기 랜스팁(24)에서의 불꽃의 연소 유무 결정은 상기 송풍구(15)의 차단 결정을 위해 사용되는 시스템에 기반한다. 상기 시스템은 이미 고로 장치에 설치되어 있으므로, 추가적인 경비가 발생하지 않는다.
상기 차단 감지 시스템은 예를 들어, 상기 송풍 지관(14)의 제1 부분(14')을 지난 열풍에서 압력 강하를 측정하는 수단을 포함할 수 있고, 이러한 효과에 따라 상기 제1 부분(14')은 벤츄리 타입의 크로스 섹션 리덕션(cross-section reduction, 28)을 포함할 수 있다.
상기 차단 감지 시스템은 대안 또는 추가적으로 상기 송풍 지관(14)의 제2 부분(14'')으로 축정렬로 구비된 감지 수단(30)을 포함한다. 상기 송풍 지관(14)의 상기 제1 부분(14')과 제2 부분(14'')이 결합하는 밴드(bend, 32)에서, 상기 감지 수단(30)이 구비될 수 있는 말단에 축방향 연장관(extension pipe, 34)을 포함할 수 있다.
상기 감지 수단(30)은 상기 송풍구(15)에서 광도를 측정하기 위한 광도 감지기일 수 있다. 광도의 감소는 랜스팁(24)에서 불꽃이 더 이상 연소하지 않는 것으로 해석할 수 있다.
상기 감지 수단(30)은 상기 송풍구(15)로부터 이미지를 모니터링하기 위한 카메라일 수 있다. 캡쳐된 이미지는 이미지 처리기(image processor)로 분석될 수 있다. 또한, 상기 송풍구(15)에서 몇몇 이미지 특성들의 변화는 상기 랜스팁(24)에서의 불꽃이 더 이상 연소하지 않는 것으로 해석될 수 있다.
10: 고로 시스템(hot blast system) 20: 내부 파이프(inner pipe)
12: 환형관(bustle pipe) 22: 외부 파이프(outer pipe)
14: 송풍 지관(tuyere stock) 24: 랜스팁(lance tip)
16: 고로 노벽(blast furnace wall) 26: 출구 영역(exit region)
14': 기울어진 제1 부분(angled first portion)
28: 크로스 섹션 리덕션(cross-section reduction)
14'': 수평형 제2 부분(horizontal second portion)
30: 감지 수단(detection means)
15: 송풍구(tuyere) 32: 밴드(bend)
18: 미분탄 취입 랜스(pulverised coal injection lance)
34: 축방향 연장관(axial extension pipe)

Claims (16)

  1. 노벽(furnace wall) 개구에 설치된 송풍구(tuyere)를 통과하여 환형관(bustle pipe)으로부터 고로의 노저(furnace hearth)로 열풍을 공급하기 위한 송풍 지관(tuyere stock)을 제공하며;
    상기 송풍구로 미분탄을 공급하기 위한 미분탄 취입 랜스(pulverised coal injection lance)를 제공하고, 상기 미분탄 취입 랜스는 상기 미분탄을 이송하기 위한 내부 파이프(inner pipe)와 상기 내부 파이프 주위에 동축선상으로 구비되고 연소가스를 이송하기 위한 외부 파이프(outer pipe)를 포함하며, 상기 내부 파이프는 연소가스로부터 미분탄을 분리하기 위한 격벽(separation wall)을 형성하고, 상기 미분탄 취입 랜스는 송풍구에 구비되는 랜스팁(lance tip)을 포함하며;
    상기 랜스팁에서 상기 미분탄과 상기 연소가스를 미분탄과 연소가스의 혼합물로 형성되도록 하며; 및
    상기 송풍구에서 상기 미분탄과 연소가스의 혼합물을 연소시키는 것을 포함하고,
    상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 모니터링(monitoring)하고; 및 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는다는 판단에 따라 상기 미분탄 취입 랜스를 통해 연소가스의 흐름을 일시적으로 감소시키고, 그 동안 상기 미분탄 취입 랜스를 통과한 미분탄의 흐름은 유지되어, 불꽃을 재점화하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 랜스팁에서 연소불꽃의 모니터링은 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 랜스팁에서의 연소불꽃 모니터링은 송풍구 차단 감지 수단(tuyere blockage detection means)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 랜스팁의 송풍구 상부 부분을 지난 열풍에서의 압력 강하를 측정하기 위한 압력 센서를 가진 송풍구 차단 감지 수단을 제공하며; 및
    송풍 지관 전부분에 걸쳐 압력 강하를 모니터링하고, 이를 토대로 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하는 것을 포함하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 압력 강하는 상기 환형관과 랜스팁의 송풍 지관 상부 사이에서 측정되는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 압력 강하가 결정된 양만큼 증가하면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 압력 강하가 결정된 시간 동안 결정된 양만큼 증가하면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 고로의 노저로 열풍을 공급하기 위한 수평 블로우 파이프(blow pipe)를 가진 송풍 지관을 제공하고;
    상기 블로우 파이프로 축정렬로 구비된 광도 감지기(light intensity detector)를 가진 송풍구 차단 감지 수단(tuyere blockage detection means)을 제공하며; 및
    상기 송풍구에서 광도를 모니터링하고, 이를 토대로 상기 랜스팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하는 것을 포함하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 송풍구에서 광도가 결정된 양만큼 감소하면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 송풍구에서 광도가 결정된 시간 동안 결정된 양만큼 감소하면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 고로의 노저로 열풍을 공급하기 위한 수평 블로우 파이프를 가진 송풍 지관을 제공하고;
    상기 블로우 파이프로 축정렬로 구비된 카메라(camera)를 가진 송풍구 차단 감지 수단을 제공하며;
    상기 송풍구에서 이미지를 모니터링하고, 이를 토대로 상기 미분탄 취입 랜스의 팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하는 것을 포함하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 송풍구에서의 이미지가 결정된 고안에 따라 변화하면 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 송풍구에서의 이미지가 결정된 파라곤 이미지(paragon image)와 충분한 유사성을 가지면 상기 랜스팁에서 불꽃이 연소하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 송풍구에서의 이미지는 영상 처리 알고리즘(image processing algorithm)으로 분석되는 것을 특징으로 하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
  16. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 고로의 노저로 열풍을 공급하기 위한 수평 블로우 파이프를 가진 상기 송풍 지관을 제공하고;
    상기 블로우 파이프로 축정렬로 구비된 온도 측정 수단(temperature measurement means)을 제공하며; 및
    상기 송풍구 내 또는 주위의 온도를 모니터링하고, 이를 토대로 상기 미분탄 취입 랜스의 팁에서 불꽃의 연소 여부를 판단하는 것을 포함하는 고로로 미분탄을 공급하는 방법.
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