KR101789569B1 - 전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전로 배가스 처리 장치는 전로의 노구 상측에 위치되어, 상기 전로에서 발생된 배가스를 집진 처리하는 제 1 집진기, 전로의 노구 상측에 위치되어, 전로에서 발생된 배가스를 집진 처리하며, 내부로 유입된 가스의 온도를 측정하는 제 1 측온계를 구비하는 제 2 집진기, 제 1 측온계에서 측정된 제 1 측정 온도에 따라, 상기 제 1 집진기의 흡입력을 조절하여, 상기 제 1 집진기로의 배가스 유입을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.
따라서, 부피가 큰 배가스가 제 2 집진기로 유입되는 것을 줄여, 제 2 집진기로 집진되지 못하고, 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다. 또한 종래에 비해 제 2 집진기에서 처리 가능한 또는 집진 가능한 배가스량이 향상되는 효과가 있으며, 이에 따라 배가스가 집진되지 못하고 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법{APPARATUS FOR DISPOSING AN EXHAUST GAS IN A CONVERTER AND EXHAUST GAS TREATMENT METHOD}

본 발명은 전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로 외부로 배가스가 방출되는 것을 최소화 또는 방지하는 전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법에 관한 것이다.

전로 조업은 통상적으로, 전로로 산소를 취입하여 용선을 취련하는 단계, 용선을 출강하는 단계 및 배재(排滓)(출강후 노내 슬래그를 버리는 작업) 순으로 진행된다.

여기서 용선 취련 단계는 주원료인 고철(Scrap)과 용선(Hot metal)을 전로에 장입하고 랜스를 이용하여 전로 내에 산소를 공급함으로써 산화반응을 통해 용선중의 불순물인 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 유황(S), 티타늄(Ti) 등을 제거하는 작업을 수행하는 조업니다.

또한, 취련 작업 중에는 생석회, 경소백운석, 소결광, 형석 등이 전로로 공급되어, 슬래그를 형성함으로써 규소(Si), 인(P), 망간(Mn), 티타늄(Ti) 등의 불순물이 제거될 수 있도록 한다.

한편, 전로로 고철 및 용선을 장입할 때, 고철중에 함유된 산화철과 유증기에 의해, 화염 및 배가스가 발생된다. 또한, 전로로 고철 및 용선 장입 완료 후, 산소를 취입하여 전로 정련을 실시할 때에도 정련 조업에 의한 가스가 발생된다.

이렇게 전로로 고철 및 용선의 장입시에 발생되는 화염 및 배가스와, 전로 정련시에 발생되는 배가스는 환경 오염의 원인이 되기때문에 전로에 집진 장치를 설치하여, 배가스를 집진시키고 있다.

전로로 고철 및 용선 장입 시에 발생되는 화염 및 배가스를 집진시키기 위한 집진 장치는 전로의 상측에 설치된 노전 덕트, 노전 덕트에 연결된 집진 덤프, 집진 덤프에 연결된 집진기, 집진기에 연결된 모터를 포함한다. 이러한 집진 장치에 의하면, 전로로 고철 및 용선 장입 시에 발생되는 화염 및 배가스가 모터의 동작에 의한 흡입력에 의해 노전 덕트를 거쳐 집진 덤프로 이동한다. 이후, 집진 덤프를 통과한 배가스는 집진기로 이동하는데, 집진기에서 배가스 중 함유된 더스트를 분리시키고, 배가스는 모터에 의해 연돌로 이동한다.

또한, 산소의 취입에 의한 산화반응을 통해서 발생되는 또는 부생되는 일산화탄소 등과 같은 배가스는 전로에 연동되어 설치된 집진 장치에 의해 집진된다. 여기서 집진 장치는 전로의 상측에 설치된 후드, 후드의 후단에 설치된 제 1 집진부, 2차 집진기를 통과한 배가스를 다시 집진하는 2차 집진기, 2차 집진기의 후단에 연결된 송풍기(IDF), 송풍기의 후단에 설치된 연돌, 냉각기 및 가스 홀더를 포함한다.

이러한 집진 장치에 의하면, 전로로부터 발생된 배가스가 송풍기의 회전에 의해 가스 홀더가 위치한 방향으로 이동한다. 즉, 전로로부터 배기된 배가스는 후드를 거쳐 제 1 집진부로 이동하는데, 제 1 집진부에서는 배가스를 향해 미스트를 뿌려, 배가스 중 입자 또는 파우더(가루) 형태의 더스트를 하부로 떨어뜨려 집진시킨다. 그리고 제 1 집진부를 통과한 배가스는 일명 전기 집진기인 2차 집진기로 이동하는데, 2차 집진기에서는 전기 분배판에 의한 정전 효과를 이용하여 미세 더스트를 집진시킨다. 2차 집진기를 통과한 배가스 중, CO 함량이 적어 재상용이 불가능한 배가스는 연돌로 배출되고, CO 함량이 많아 가능한 배가스는 냉각기로 이동되어 온도가 감소된 후, 가스 홀더로 이동하여 저장된다. 반면, 2차 집진기를 통과한 배가스 중 이후 재사용이 불가능한 가스는 연돌로 배출된다.

그런데, 최근 고철 사용량의 증대, 전로 전련 조업시에 "1차 정련-중간 배제-2차 정련"을 실시하는 2차 조업 형태로 바뀌면서, 아래와 같은 문제점이 발생되었다.

먼저, 고철량이 많아지면서, 전로로 용선 장입 중에 발생되는 화염 및 가스를 충분히 집진시키지 못하고, 화염이 외부로 유출되는 문제점이 있다. 또한, 전로 정련 중에 투입되는 부원료(예컨대, 광석 또는 생석회) 등이 투입시에 발생되는 배가스량을 예측하지 못해, 순간적으로 발생되는 배가스를 집진하지 못하고 외부로 유출시키는 문제가 있다.

이렇게 외부로 유출된 배가스는 환경 오염을 발생시킬 뿐만 아니라, 조업 공장 상부로 상승되어, 배가스 중 함유된 더스트 등이 조업 설비 등으로 떨어지면서, 설비 고정을 일으키는 문제가 되고 있다.

한국공개특허 KR 2011-0024829

본 발명은 전로 외부로 배가스가 방출되는 것을 최소화 또는 방지하는 전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법을 제공한다.

본 발명은 전로로의 용선 장입, 정련 및 부원료 투입 시에 배가스가 전로 외부로 방출되는 것을 최소화 또는 방지할 수 있는 전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법을 제공한다.

본 발명은 배가스의 부피를 줄여, 배가스의 집진이 용이하도록 하는 전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 전로 배가스 처리 장치는 전로의 노구 상측에 위치되어, 상기 전로에서 발생된 배가스를 집진 처리하는 제 1 집진기; 상기 전로의 노구 상측에 위치되어, 상기 전로에서 발생된 배가스를 집진 처리하며, 내부로 유입된 가스의 온도를 측정하는 제 1 측온계를 구비하는 제 2 집진기; 상기 제 1 측온계에서 측정된 제 1 측정 온도에 따라, 상기 제 1 집진기의 흡입력을 조절하여, 상기 제 1 집진기로의 배가스 유입을 제어하는 제어 유닛;을 포함한다.

상기 제 1 집진기는 전로의 노구 상측에 대응 위치되어, 상기 전로로부터 발생된 배가스를 흡입하는 후드를 포함하고, 상기 제 1 집진기의 후단에 연결되어, 상기 제 1 집진기로의 배가스 흡입력을 제공하는 송풍기를 포함하며, 상기 제 2 집진기는 상기 전로 노구 상측의 일측에 위치되어, 상기 배가스를 흡입하는 덕트부를 포함하고, 상기 덕트부 내부에 상기 제 1 측온계가 설치되며, 상기 제어 유닛은 상기 송풍기의 동작을 제어하여, 상기 제 1 집진기의 흡입력을 조절한다.

상기 제 2 집진기는 상기 덕트부 내부에 설치되어, 상기 덕트부 내부로 유입된 배가스를 냉각시켜 부피를 줄이는 냉각 부재를 구비하는 가스 온도 조절부를 포함한다.

상기 제 2 집진기는, 상기 덕트부의 후단에 연결되어, 상기 덕트부로 유입된 배가스 집진하는 집진부; 및 상기 덕트부 내부에서, 상기 배가스가 상기 집진부로 이동하는 이동 경로 상에서 상기 제 1 측온계와 이격되도록 설치되는 제 2 측온계;를 포함하고, 상기 가스 온도 조절부는 상기 냉각 부재로 냉매를 분사하는 냉매 분사부를 포함한다.

상기 제어 유닛은, 상기 제 1 측온계에서 측정된 제 1 측정 온도와 제 1 기준 온도를 비교하여, 상기 제 1 측정 온도에 따라, 상기 송풍기의 회전수를 조절하는 제 1 제어부; 및 상기 제 2 측온계에서 측정된 제 2 측정 온도와 제 2 기준 온도를 비교하여, 상기 제 2 측정 온도에 따라 상기 냉매 분사부의 동작을 제어하여 냉매 분사량을 조절하는 제 2 제어부;를 포함한다.

상기 제 1 제어부는 상기 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도 이상인 경우, 상기 송풍기의 회전수를 증가시키고, 상기 제 2 제어부는 상기 제 2 측정 온도가 제 2 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 부재로 분사되는 냉매 분사량을 증가시킨다.

상기 덕트부는, 일단이 상기 전로 노구 상측의 일측에 위치하도록 설치된 노전 덕트; 및 상기 노전 덕트와 상기 집진부 사이를 연결하도록 설치된 집진 덕트;를 포함하고, 상기 냉각 부재는 상기 노전 덕트 내에 설치된다.

상기 집진 덕트에 설치되어, 상기 집진 덕트의 개도율을 조절하여, 상기 노전 덕트와 집진부 간의 연통 여부 및 연통 정조를 제어하는 연통 조절부를 포함한다.

상기 제어 유닛은, 상기 전로로 고철 및 용선의 장입, 상기 전로로 산소를 취입하는 용선 정련, 전로 경동 및 정립, 슬래그 배제, 부원료 투입, 상기 전로 내 용강을 래들로 이송하는 각각의 조업시에 상기 송풍기 및 연통 조절부의 동작을 제어하여, 상기 송풍기의 회전수 및 집진 덕트의 개도율을 조절하는 제 3 제어부를 포함한다.

상기 전로로 용선 및 고철을 장입시키는 과정; 상기 전로로 용선 및 고철을 장입하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정; 상기 전로로 산소를 취입하여 상기 전로 내 용선을 정련하는 과정; 및 상기 용선을 정련하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정;을 포함하고, 상기 전로로 용선 및 고철을 장입하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는데 있어서, 상기 전로의 노구 상측의 제 1 집진기와, 제 2 집진기를 동작시켜, 상기 배가스를 상기 제 1 및 제 2 집진기로 집진시키는 과정; 상기 제 2 집진기 내부로 유입된 배가스의 온도를 측정하여 제 1 측정 온도를 획득하는 과정; 및 측정된 상기 제 1 측정 온도에 따라 상기 제 1 집진기의 배가스 흡입력을 제어하는 과정;을 포함한다.

측정된 상기 제 1 측정 온도에 따라 상기 제 1 집진기의 배가스 흡입력을 제어하는데 있어서, 측정된 상기 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 제 1 집진기에 연결된 송풍기의 회전수를 증가시켜, 상기 제 1 집진기의 배가스 흡입력을 증가시킨다.

상기 제 2 집진기로 유입된 배가스가 집진부로 이동하는 경로 중에 냉각 부재를 설치하여, 상기 제 2 집진기로 유입된 배가스를 냉각시켜, 냉각 전에 비해 부피를 감소시키는 과정을 포함한다.

상기 제 1 기준 온도는 90℃ 내지 110℃이며, 상기 제 1 측정 온도가 상기 제 1 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 75% 내지 80%로 조절한다.

상기 제 2 집진기로 상기 배가스가 흡입되어 집진되는 데 있어서, 상기 배가스는 일단이 상기 노구 상측에 일측에 위치된 노전 덕트를 통해 흡입되어, 상기 노전 덕트의 후단에 연결된 집진 덕트 내부를 통과한 후, 상기 집진 덕트의 후단에 연결된 집진부에서 집진되며, 상기 노전 덕트로 유입된 배가스는 상기 집진부로 집진되기 전에 상기 냉각 부재에 의해 냉각되고, 상기 제 1 측정 온도를 획득하는데 있어서, 상기 노전 덕트 내부에 설치된 제 1 측온계에 의해 측정된다.

상기 전로로 고철 및 용선 장입시에, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 40 내지 45%로 조절하고, 상기 집진 덕트의 개도율을 100%로 오픈한다.

상기 용선을 정련하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정은, 용선 취련 초기에 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 65%로 하고, 상기 집진 덕트의 개도율을 60 내지 70%로 하는 과정; 상기 용선으로 부원료를 투입하는 시점으로부터 2 내지 7% 이전 시점에서, 상기 송풍기의 회전수를 최대로 조절하는 과정; 상기 용선의 1차 정련이 종료되어, 상기 전로를 경동시켜 슬래그를 배제할 때, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 40 내지 45%로 하고, 상기 집진 덕트의 개도율을 100%로 하는 과정; 및 슬래그의 배제가 완료된 상기 전로를 정립시킬 때, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 75 내지 80%로 하는 과정;을 포함한다.

상기 용선을 정련하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정은, 상기 전로를 정립이 완료된 후, 상기 전로로 산소를 취입을 개시하여, 2차 정련 시작 시점부터, 용선 정련 말기 시점 전까지, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 65%로 하고, 상기 집진 덕트의 개도율을 60 내지 70%로 하는 과정; 및 용선 정련 말기 시점에서부터 용선 정련 종료 시점까지 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 70%로 하고, 상기 집진 덕트의 개도율을 30 내지 40%로 하는 과정;을 포함한다.

상기 전로로 용선 및 고철을 장입하고, 상기 전로로 산소를 취입하여 상기 용선을 정련하는데 있어서, 상기 용선 및 고철의 장입 과정 및 상기 용선의 정련 과정 중에, 상기 냉각 부재를 지나간 배가스의 온도를 측정하여 제 2 측정 온도를 획득하는 과정; 및 상기 제 2 측정 온도와 제 2 기준 온도를 비교하여, 상기 제 2 측정 온도가 상기 제 2 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 부재에 분사되는 냉매 분사량을 증가시키는 과정;을 포함한다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 노구로 배출되는 배가스의 온도를 측정하여, 온도가 기준 온도 이상이면, 제 1 집진와 연결된 송풍기의 회전수를 증가시켜, 온도가 높은 배가스가 제 1 집진기로 유입되어 흡입될 수 있도록 유도한다. 이에, 부피가 큰 배가스가 제 2 집진기로 유입되는 것을 줄여, 제 2 집진기로 집진되지 못하고, 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제 2 집진기의 노전 덕트로 배가스가 유입되면, 배가스를 냉각시켜, 배가스의 부피를 줄인다. 따라서, 종래에 비해 제 2 집진기에서 처리 가능한 또는 집진 가능한 배가스량이 향상되는 효과가 있으며, 이에 따라 배가스가 집진되지 못하고 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전로 배가스 처리 장치의 요부를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전로 배가스 처리 장치에서 제어 유닛에 의한 제어를 설명하기 위해, 제어 유닛, 제 1 및 제 2 측온계, 가스 분석기, 송풍기, 가스 온도 조절부, 연통 제어부, 부원료 투입부, 산소 취입 밸브 및 랜스 구동부 간의 연동 및 연결 관계를 블록하여 개념적으로 도시한 도면
도 3은 전로로 고철 및 용선 장입시에 배가스 처리 방법을 순서적으로 도시한 도면
도 4 내지 도 6은 전로에 산소를 취입하는 용선 정련 중 및 용선 정련 종료 후 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 방법을 순서적으로 도시한 도면
도 7은 전로로 고철 및 용선 장입시와, 용선 정련 중 및 용선 정련 종료 후까지 제 2 측정 온도에 따른 노전 덕트 내 가스 온도 조절부의 동작을 나타낸 순서도

이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 발명은 전로로부터 발생되는 배가스를 집진하는 설비 및 이를 이용한 집진 방법으로서, 보다 구체적으로는 전로 외부로 배가스가 방출되는 것을 최소화 또는 방지하는 전로 배가스 처리 장치 및 배가스 처리 방법이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전로 배가스 처리 장치의 요부를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전로 배가스 처리 장치에서 제어 유닛에 의한 제어를 설명하기 위해, 제어 유닛, 제 1 및 제 2 측온계, 가스 분석기, 송풍기, 가스 온도 조절부, 연통 제어부, 부원료 투입부, 산소 취입 밸브 및 랜스 구동부 간의 연동 및 연결 관계를 블록하여 개념적으로 도시한 도면이다.

전로(10)는 용선 및 고철과 같은 금속 용융물이 수용되는 내부공간을 가지는 용기로서, 상측은 개방되어 있고(이하, 노구(11)), 측부에는 용강이 배출되는 출강구가 마련된다.

또한, 전로(10)의 하부에서는 금속 용융물의 교반을 위한 불활성 가스가 취입되는 노즐이 삽입 설치된다. 이에, 전로(10)는 주입된 금속 용융물에 산소 등의 산화성 가스를 불어넣어 금속 용융물에 포함되는 불순물을 단시간 내에 제거하여 양질의 금속 용융물을 생산할 수 있다. 그리고 전로의 상측에는 전로 내 용선 처리를 위한 부원료가 투입되는 수단으로서, 예컨대, 호퍼 및 피더를 구비하는 부원료 투입부(미도시)가 설치된다.

랜스(20)는 전로(10)로 산소를 취입하는 수단으로서, 랜스 구동부(40)에 연결되어 승하강이 가능하며, 용선 정련 시에 전로의 노구(11)를 통해 전로(10) 내부로 삽입된다. 이러한 랜스(20)에는 도시되지는 않았지만, 상기 랜스(20)로 산소를 공급하는 산소 공급 라인(31)이 연결되고, 산소 공급 라인(31) 상에는 산소 공급 라인(31)과 랜스(20) 간의 연통을 제어하는 산소 취입 밸브(32)가 설치된다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 전로 조업 시에 발생하는 배가스를 처리하는 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 장치에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전로 배가스 처리 장치는 전로(10)의 노구(11) 상측에 대응 설치된 후드를 구비하여, 상기 후드(110)를 통해 흡입된 배가스를 집진하는 제 1 집진기(100)와, 제 1 집진기(100)의 후단에 연결되어 전로(10) 배가스가 제 1 집진기(100)로 흡입되어 이동될 수 있도록 유도하기 위해 흡입력을 발생시키는 송풍기(50)와, 일단이 전로(10) 노구(11) 상측에서 상기 노구(11)의 적어도 일측 또는 노구(11)의 측 방향에 위치되어, 전로(10) 노구(11)의 외부 상측의 측방향으로 배기되는 배가스를 흡입하여 집진하는 제 2 집진기(200)와, 제 1 집진기(100), 송풍기(50), 제 2 집진기(200)와 연동되어, 전로(10)의 고철 및 용선 장입 단계, 부원료 투입 단계, 전로(10)로 산소를 취입하는 용선 정련 단계의 진행 경과 및 배가스의 온도에 따라, 제 1 및 제 2 집진기(100, 200)의 동작과 송풍기의 회전을 조절하는 제어 유닛(300)을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전로 배가스 처리 장치는 제 1 집진기(100)의 후단에 연결되어, 이동된 배가스 중 성분을 분석하는 가스 분석기(60), 가스 분석기(60)로부터 양 방향으로 분기되도록 연결되어, 제 1 집진기(100)를 통과한 배가스 중, 재활용되지 못하는 배가스가 배출되는 연돌(70) 및 재활용이 가능한 배가스를 냉각시키는 냉각기(80), 냉각기(80)에서 냉각된 배가스가 저장되는 가스 홀더(90)를 포함한다.

제 1 집진기(100) 및 제 2 집진기(200)를 비교하면, 제 1 집진기에 비해 제 2 집진기가 상대적으로 처리 또는 집진될 수 있는 용량이 작다.

상술한 제 1 집진기(100), 송풍기(50), 가스 분석기(60), 연돌(70), 냉각기(80) 및 가스 홀더(90)는 일반적인 제강 공정에서 통상적으로 사용되는 것이므로, 간단하게 설명한다.

제 1 집진기(100)는 주로 전로 노구의 바로 상측으로 배기되는 배가스를 흡입하여 집진한다. 이러한 제 1 집진기(100)는 전로(10)의 노구(11) 상측에 대응 설치된 후드(110)와, 후드(110)의 후단에 연결되어, 후드(110)를 통과하여 이동된 배가스를 1차로 집진하는 제 1 집진부(120), 제 1 집진부(120)의 후단에 연결되며, 제 1 집진부(120)를 통과한 배가스를 2차 집진하는 제 2 집진부(130)를 포함한다.

제 1 집진부(120)는 후드(110)로 부터 이동된 배가스의 통과가 가능한 내부 공간을 가지며, 후드(110)와 제 2 집진부(130) 사이를 연결하도록 설치된다. 제 1 집진부(120)는 그 내부 공간으로 이동된 배가스에 물과 증기 또는 미스트를 분사하여, 배가스를 냉각시킨다. 예컨대, 900℃의 배가스를 100℃ 내지 200℃로 감소시킨다. 이러한 배가스 냉각에 의해, 배가스 내 분진(더스트) 중 상대적으로 중량이 큰 분진(또는 거친 입자의 분진)이 하측으로 떨어짐으로써 집진된다.

제 2 집진부(130)는 제 1 집진부(120)를 통과한 배가스의 통과가 가능한 내부 공간을 가지며, 제 1 집진부(120)의 후단에 설치된다. 제 2 집진부(130)는 전기 집진 설비로서, 제 1 집진부(120)를 통과한 배가스에 포함된 미세 입자의 분진(즉, 더스트)을 포집한다. 이러한 제 2 집진부(130)의 내부에는 복수의 전기 분배판이 일 방향으로 나열되어 있고, 상기 전기 분배판에 의한 정전 효과에 의해, 미세 분진(더스트)이 집진된다.

송풍기(50)는 흡입력을 발생시켜, 전로(10)의 배가스가 제 1 집진기로 흡입될 수있는 흡입력 또는 송풍 압력을 제공한다. 즉, 송풍기(50)는 후드(110), 제 1 집진부(120), 제 2 집진부(130)를 통과하도록 이동하고, 송풍기(50)의 후단에 설치된 가스 분석기(60), 연돌(70) 및 냉각기(80) 등으로 이동될 수 있도록 한다. 이러한 송풍기(50)는 복수의 블레이드, 블레이드와 연결되어 블레이드를 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 구성일 수 있다. 그리고 송풍기(50)는 제 2 집진부(130)와 가스 분석기(60) 사이에 설치될 수 있으며, 적어도 복수의 블레이드가 제 2 집진부(130)와 가스 분석기(60) 사이를 연결하는 배관 내부에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다.

제 2 집진기(200)는 일단이 전로(10) 노구(11)의 바로 상측 외부에서 상기 노구(11)의 측 방향에 위치하도록 설치된 덕트부(210), 덕트부(210)의 내부에서 덕트부(210)의 연장 경로 방향으로 이격 설치되어, 덕트부(210)의 이동된 배가스의 온도를 측정하는 제 1 및 제 2 측온계(230a, 230b), 덕트부(210) 내부에서 제 1 측온계(230a)와 제 2 측온계(230b) 사이에 위치되어, 덕트부(210) 내부로 이동된 배가스의 온도를 감소시켜 상기 배가스의 부피를 줄이는 가스 온도 조절부(220), 덕트부(210)의 후단에 연결되어 상기 덕트부(210)를 통과하여 제공된 배가스 중 분진(더스트)를 집진하는 집진부(이하, 제 3 집진부(250)), 제 3 집진부(250)와 연결되어 덕트부(210) 및 제 3 집진부(250)에 배가스 흡입력을 제공하는 흡입 구동부(260)를 포함한다. 여기서 흡입 구동부(260)는 예컨대 모터(motor)일 수 있다.

덕트부(210)는 일단이 전로(10) 노구(11)의 바로 상측 외부에서 상기 노구(11)의 측 방향에 위치하도록 설치된 노전 덕트(211), 일단이 노전 덕트(211)에 연결되고 타단이 제 3 집진부(250)에 연결되도록 설치된 집진 댐퍼(212), 집진 댐퍼(212) 내부에 설치되어 노전 덕트와 집진부 사이의 연통 및 개도율을 조절하는 연통 제어부(240)를 포함한다.

노전 덕트(211)는 배가스의 이동이 가능한 내부 공간을 가지는 배관 형태로서, 그 일단이 전로(10) 노구(11)의 상측에서, 노구(11)에 비해 측방향에 위치하도록 설치됨으로써, 노구(11) 외측으로 배기되는 배가스를 흡입한다. 예컨대, 노전 덕트(211)의 일단은 노구(11) 상측에 대응 위치되는 제 1 집진기(100)의 후드(110)의 측면에 연결되도록 설치될 수 있다.

제 1 측온계(230a)는 노전 덕트(211) 내부에 설치되는데, 배가스가 집진 댐퍼(212)를 향해 이동하는 경로 상에서 가스 온도 조절부(220) 이전에 위치하도록 설치된다. 이에, 제 1 측온계(230a)는 배가스가 냉각 부재에 의해 냉각되기 전의 배가스의 온도를 측정한다.

여기서 제 1 측온계(230a)에서 측정되는 측정 온도(이하, 제 1 측정 온도)는, 온도가 높아 부피가 큰 배가스가 제 2 집진기(200)로 이동되는 것을 줄이고, 제 1 집진기(100)로 이동되어 흡입될 수 있도록, 제 1 집진기(100)의 송풍기(50)의 동작을 제어하기 위해 측정되는 온도이다.

즉, 본 발명에서는 온도가 높아 부피가 큰 배가스의 경우, 제 1 집진기(100)로 이동되어 집진되도록 하여, 제 2 집진기(200)에서의 부피가 큰 배가스가 집진되어 집진 용량을 초과하는 부하를 줄임으로써, 전로(10) 노구(11) 외측으로 배가스 또는 화염이 분출되는 것을 방지할 수 있다.

다른 말로 하면, 제 1 집진기(100)의 흡입력을 높여, 온도가 높아, 부피가 큰 배가스가 제 1 집진기(100)에 비해 상대적으로 집진 용량이 적은 제 2 집진기(200) 방향으로 흡입되는 량을 줄여, 제 2 집진기(200)로 흡입되지 못하여 전로(10) 노구(11) 외측으로 로 배가스 또는 화염이 분출되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에서는 제 1 측온계에서 측정되는 제 1 측정 온도와 비교되는 기준 온도(제 1 기준 온도)를 90℃ 내지 110℃로 하며, 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도(90℃ 내지 110℃)를 초과하면, 제 1 집진기(100)의 배가스 흡입력을 증가시킨다. 즉, 송풍기(50)의 회전 속도 또는 회전수를 증가시켜, 제 1 집진기(100)로 흡입되는 배가스량을 늘린다.

가스 온도 조절부(220)는 노전 덕트(211)로 흡입된 배가스를 냉각시켜, 배가스의 부피를 줄임으로써, 냉각 전보다 제 2 집진기(200)에서 보다 많은 양의 배가스의 처리 즉, 집진이 가능하도록 한다. 이러한, 가스 온도 조절부(220)는 노전 덕트(211) 내부에 설치된 냉각 부재(221), 냉각 부재(221)를 향해 냉매 예컨대 에어(air)를 분사하는 냉매 분사부(222)를 포함한다.

냉각 부재(221)는 냉매 분사부(222)로부터 분사되는 냉매에 의해 소정 온도 이하로 냉각되어, 노전 덕트(211)로 흡입되어 냉각 부재(221)가 설치된 방향으로 이동하는 통과하도록 이동하는 배가스를 냉각시켜 또는 온도를 낮춰, 냉각 전에 비해 배가스의 부피를 줄인다.

실시예에 따른 냉각 부재(221)는 열의 흡수가 가능한 금속 또는 합급 등으로 이루어질 수 있으며, 예컨대 보일러 강일 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 냉각 부재(221)를 거친 배가스가 제 2 집진기(200)에서 집진 가능하도록 충분히 부피가 줄어들도록 냉각시키는데, 실시예에서는 배가스가 40℃ 내지 60℃의 온도로 냉각되도록 상기 냉각 부재의 온도를 조절한다.

냉매 분사부(222)는 노전 덕트(211) 내부에서 냉각 부재(221)와 대향하여 위치되며, 상기 냉각 부재(221)의 연장 방향으로 나열 배치된 복수의 노즐, 복수의 노즐과 연결되도록 설치되어, 복수의 노즐 각각으로 냉매 예컨대, 에어를 공급하는 냉매 공급 라인을 포함하는 구성일 수 있다.

물론, 냉매 분사부(222)는 상술한 구성 및 형상에 한정되지 않고, 냉각 부재(221)를 향해 냉매를 분사할 수 있는 다양한 수단 또는 구성이 적용될 수 있다.

집진 댐퍼(212)는 노전 덕트(211)와 제 3 집진부(250) 사이를 연결하도록 설치되며, 상기 노전 덕트(211) 및 제 3 집진부(250)와 연통 가능한 내부 공간을 가진다.

연통 제어부(240)는 노전 덕트(211)와 제 3 집진부(250) 사이의 연통을 제어한다. 이러한 연통 제어부(240)는 집진 댐퍼(212)의 폭 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성되며, 상기 집진 댐퍼(212)의 폭 방향으로 이동 가능하여 집진 댐퍼(212)의 개도율을 조절하는 연통 조절 부재(241), 연통 조절 부재(241)와 연결되어 연통 조절 부재(241)를 이동시키는 연통 구동부(242)를 포함한다.

연통 조절 부재(241)는 집진 댐퍼(212)의 연장 방향 또는 노전 덕트(211)와 제 3 집진부(250)가 나열된 방향과 교차하는 방향으로 연장 형성되어, 집진 댐퍼(212)의 폭 방향으로 이동 가능하다. 연통 조절 부재(241)의 연장 길이는 적어도 집진 댐퍼(212)의 내경과 같거나 크다.

연통 구동부(242)는 연통 조절 부재(241)를 집진 댐퍼(212)의 연장 방향 또는 노전 덕트(211)와 제 3 집진부(250)가 나열된 방향과 교차하는 방향 또는 덕트의 폭 방향으로 이동시킨다. 즉, 연통 구동부(242)는 연통 조절 부재(241)를 집진 댐퍼(212)가 위치한 방향으로 밀거나, 집진 댐퍼(212)의 외측으로 당기는 수평 이동을 통해, 집진 댐퍼(212)의 개도율이 조절된다.

연통 조절 부재(241)는 연통 구동부(242)에 의해 집진 댐퍼(212)의 폭 방향으로 수평 이동되는데, 연통 조절 부재(241)가 집진 댐퍼(212)의 내경을 꽉 채우도록 이동되면, 집진 댐퍼(212)가 100% 닫힌것으로 개도율은 0% 이다. 반대로 연통 조절 부재(241)가 집진 댐퍼(212)의 외측으로 이동하여, 상기 집진 댐퍼(212) 내부에 연통 조절 부재(241)가 위치하지 않는 경우, 집진 댐퍼(212)는 100% 열린 것으로, 개도율은 100%이다. 또한, 연통 조절 부재(241)의 일부가 집진 댐퍼(212) 내부에 위치하도록 위치되면, 집진 댐퍼(212)는 일부가 오픈된 상태로, 그 오픈된 면적에 따라 개도율이 0 초과 100% 미만으로 결정된다. 따라서, 연통 조절 부재(241)의 수평 이동을 조절함으로써, 집진 댐퍼(212)의 개도율을 조절할 수 있다.

물론, 연통 구동부(242)는 상술한 구성 및 형상에 한정되지 않고, 노전 덕트(211)와 제 3 집진부(250) 간에 위치된 집진 댐퍼(212)의 개도율을 조절할 수 있는 수단이라면, 어떠한 수단이 적용되어도 무방하다.

제 3 집진부(250)는 집진 댐퍼(212)를 통과한 배가스 중 분진(즉, 더스트)를 집진하는 것으로, 제 1 집진부(120) 또는 제 2 집진부(130)와 동일한 방법으로 배가스 중 분진을 집진할 수 있다.

제어 유닛(300)은 제 1 집진기(100), 송풍기(50), 제 2 집진기(200), 가스 분석기(60), 랜스 구동부(40) 및 산소 취입 밸브(32)와 연동되어, 전로(10)의 각 조업 단계, 배가스의 온도에 따라, 제 1 집진기(100), 송풍기(50), 제 2 집진기(200), 랜스 구동부(40) 및 산소 취입 밸브(32)의 동작을 제어한다.

제어 유닛(300)은 전로(10)에서의 조업에 대한 신호 또는 데이타, 배가스 배기 중 제 1 및 제 2 집진기(100, 200), 송풍기(50)의 각 동작 상태 및 가스 분석기(60)에서의 분석 데이타가 입력되는 입력부(310), 입력부(310)로 입력된 신호 또는 데이타에 따라 제 1 및 제 2 집진기(100, 200), 송풍기(50), 랜스(20)의 구동을 제어하는 제어부(320)를 포함한다.

입력부(310)에는 제 1 및 제 2 측온계(230a, 230b)에서 측정된 배가스의 온도(이하, 제 1 및 제 2 측정 온도), 송풍기(50)의 회전수 또는 회전 속도, 냉매 분사부의 냉매 분사량, 집진 댐퍼(212)의 개도율에 대한 데이타가 입력된다.

입력부(310)는 제 1 및 제 2 측온계(230a, 230b), 송풍기(50), 가스 온도 조절부(220)의 냉매 분사부(222), 가스 분석기(60)와 연동되어, 제 1 및 제 2 측온계(230a, 230b)에서 측정된 배가스의 온도(이하, 제 1 및 제 2 측정 온도), 송풍기(50)의 회전수 또는 회전 속도, 냉매 분사부(222)의 냉매 분사량, 집진 댐퍼(212)의 개도율, 가스 분석기(60)에서 분석된 배가스 중 성분 농도에 대한 데이타가 입력된다.

또한, 입력부(310)는 랜스 구동부(40) 및 산소 취입 밸브(32)와 연동되어, 랜스 구동부(40)의 승하강 신호 및 산소 취입 밸브(32)의 동작 신호가 입력된다. 그리고, 전로(10)로 산소가 취입되기 시작하면 정련 시작 신호가 입력부로 입력되고, 산소 취입 시간 경과에 따라 전로 정련 시간 경과 및 정련 시점 데이타가 실시간으로 입력부(310)에서 검출되어 저장된다. 또한, 전로로 고철 및 용선이 장입될 때, 장입 신호 역시 입력부로 입력된다.

제어부(320)는 입력부(310)에 입력, 저장된 신호 및 데이타에 따라, 제 1 및 제 2 집진기(200)와, 송풍기(50)의 동작과, 랜스 구동부(40), 산소 취입 밸브(32), 부원료 투입부의 동작을 제어한다.

보다 구체적으로 제어부(320)는, 제 1 측온계(230a)에서 측정된 제 1 측정 온도에 따라 송풍기(50)의 회전수를 조절하는 제 1 제어부(320a)와, 제 2 측온계(230b)에서 측정된 제 2 측정 온도에 따라 가스 온도 조절부(220)의 동작을 조절하는 제 2 제어부(320b)와, 고철 및 용선 취입, 용선 정련, 슬래그 배제, 정련 종료, 전로 경동, 전로(10) 내 용선을 래들로 이동하는 등의 전로 조업 상황에 따라 제 1 내지 제 3 집진부(120, 130, 250), 송풍기(50), 연통 구동부(242), 흡입 구동부(260), 랜스 구동부(40), 산소 취입 밸브(32)의 동작을 제어하는 제 3 제어부(320c)를 포함한다.

제 1 제어부(320a)는 제 1 측온계(230a)에서 측정되어 입력부에 입력된 제 1 측정 온도에 따라 송풍기(50)의 회전수를 조절하여, 제 1 집진기(100) 또는 제 2 집진기(200)로 이동되는 배가스량을 조절한다. 즉, 제 1 제어부(320a)는 제 1 측온계(230a)에서 측정된 제 1 측정 온도를 제 1 기준 온도와 비교하여, 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도 이상이면, 송풍기(50)의 회전 속도를 기존에 비해 상승시켜 온도가 높은 배가스가 제 1 집진기(100)로 이동되는 량을 증가시키며, 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도 미만이면, 현 송풍기의 회전수를 유지시킨다.

상술한 바와 같이, 통상적으로 가스 또는 기체는 그 온도가 높을수록 그 부피가 증가하고, 반대로 온도가 낮을수록 부피가 감소한다. 또한, 제 1 집진기(100)에서 처리 또는 집진 가능한 배가스량에 비해 제 2 집진기(200)에서 처리 또는 집진 가능한 배가스량이 작다.

그리고, 전로(10)의 노구(11) 외부의 측방향으로 배가스가 배출되면, 이는 제 2 집진기(200)의 노전 덕트(211)를 통해 흡입되는데, 배가스의 온도가 높은 경우, 상기 배가스의 부피가 커, 계속해서 높은 온도의 배가스가 배출되면 제 2 집진기(200)로 흡입되지 못하고 전로(10) 노구(11) 외부로 배가스가 배출될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 전로(10)의 노구(11) 외부의 측방향으로부터 온도가 높은 배가스가 높은 배기되는 경우, 상기 배가스가 상대적으로 처리 용량이 큰 제 1 집진기(100)로 흡입될 수 있도록 회전수를 조절한다.

실시예에서는 제 1 기준 온도를 90 내지 110℃로 하며, 제 1 제어부는 전로로부터 방출되어 제 2 집진기(200)의 노전 덕트(211)로 이동된 배가스의 측정 온도(제 1 측정 온도)가 제 1 기준 온도 이상인 경우, 송풍기(50) 회전 속도를 증가시키며, 예컨대, 최대 회전수의 75% 내지 85%의 회전수로 조절한다. 여기서 최대 회전수는 후술되는 부원료 투입시의 회전수이다.

반대로, 제 1 제어부(320a)는 전로(10)로부터 방출되어 제 2 집진기(200)의 노전 덕트로 이동된 배가스의 측정 온도(제 1 측정 온도)가 제 1 기준 온도 미만인 경우, 최대 회전수의 40% 내지 45%로 한다.

여기서 최대 회전수는 후술되는 부원료 투입시의 회전수이다.

제 2 제어부(320b)는 제 2 측온계(230b)에서 측정된 제 2 측정 온도에 따라 가스 온도 조절부(220)의 동작을 제어하여, 노전 덕트(211)를 통과하여 집진 댐퍼(212)로 이동하는 배가스의 부피를 줄임으로써, 제 2 집진기(200)에서 배가스의 집진이 용이하도록 한다. 즉, 제 2 제어부(320b)는 제 2 측온계(230b)로부터 측정된 제 2 측정 온도에 따라 노전 덕트(211) 내에 설치된 냉매 분사부(222)에서의 냉매 분사량을 조절한다.

보다 구체적으로 설명하면, 가스 온도 조절부(220)를 거쳐 또는 통과한 배가스는 제 2 측온계(230b)에 의해 온도(제 2 측정 온도)가 측정되는데, 제 2 측정 온도가 제 2 기준 온도 이하가 되지 않으면, 냉매 분사부의 밸브를 더 오픈하는 등의 냉매 분사부(222)의 동작을 조절하여, 냉각 부재(221)로 분사되는 냉매량을 증가시킨다. 반대로, 제 2 측정 온도가 제 2 기준 온도 이하인 경우, 냉매 분사부의 현상태를 유지하거나, 밸브를 닫는다.

제 3 제어부(320c)는 전로(10)로 고철 및 용선 장입 단계, 전로로 산소를 취입하여 용선 성분을 조정하는 용선 정련 단계, 전로(10)의 경동 단계, 전로(10)의 정립 단계, 정련 종료 단계, 전로(10)의 용강을 래들로 이송하는 단계, 래들로의 용강 이송이 종료되는 단계에 따라, 제 1 및 제 2 집진기(100, 200), 송풍기(50), 랜스 구동부(40) 및 산소 취입 밸브(32)의 동작을 제어한다.

도 3은 전로로 고철 및 용선 장입시에 배가스 처리 방법을 순서적으로 도시한 도면이다. 도 4 내지 도 6은 전로에 산소를 취입하는 용선 정련 중 및 용선 정련 종료 후 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 방법을 순서적으로 도시한 도면이다. 도 7은 전로로 고철 및 용선 장입시와, 용선 정련 중 및 용선 정련 종료 후까지 제 2 측정 온도에 따른 노전 덕트 내 가스 온도 조절부의 동작을 나타낸 순서도이다.

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 배가스 처리 장치를 이용한 배가스 처리 방법을 설명한다.

먼저, 도 3을 참조하여, 전로로 고철 및 용선을 투입할 때 발생하는 배가스를 처리하는 방법을 설명한다.

고철 및 용선이 준비되면 이를 전로 내로 투입 또는 장입시킨다(S110). 전로로 고철 및 용선이 장입될 때, 장입 신호는 제어 유닛(300)의 입력부(310)로 입력되며, 입력부(310)의 신호는 제 3 제어부(320c)로 전달된다. 그러면 제 3 제어부(320c)는 연통 제어부(240)의 개도율을 100%로 조절하고(S121), 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 40% 내지 45%로 조절한다(S122). 이때, 제 3 제어부(320c)는 연통 제어부(240)의 연통 구동부(242)의 동작을 제어하여, 연통 조절 부재(241)를 집진 댐퍼(212) 외측 방향으로 이동시켜, 집진 댐퍼(212) 내에 연통 조절 부재(241)가 위치하지 않도록 함으로써, 집진 댐퍼(212) 내부가 100% 오픈되도록 한다. 또한, 제 3 제어부(320c)는 송풍기의 구동부(52)의 동작을 제어하여 블레이드(21)의 회전수를 최대 회전수의 40% 내지 45%로 조절한다.

한편, 고철 및 용선 장입 시에 또는 산소 취입 전에 송풍기(50)의 회전수가 최대 회전수의 45%를 초과하게 하면, 송풍기(50)가 손상될 수 있으며, 40% 미만인 경우 고철 및 용선 장입시 발생되는 배가스가 제 1 집진기(100) 또는 제 2 집진기(200)로 집진되지 못하고, 외부로 유출되는 문제가 발생될 수 있다.

이렇게, 전로(10) 내로 고철 및 용선을 장입하면, 전로(10)로부터 배가스 및 화염이 발생된다. 배가스는 전로(10)의 노구(11)로부터 배출되는데, 노구(11)의 바로 상측으로 배출되는 배가스는 제 1 집진기(100)의 후드(110)로 흡입되어 제 1 및 제 2 집진부(120, 130)에 의해 집진되고, 제 1 및 제 2 집진부(120, 130)를 통과하여 분진이 제거된 배가스는 연돌(70)로 배출되거나, 가스 홀더(90)에 저장된다.

또한, 노구(11)의 외측 방향으로 배출되는 배가스는 제 2 집진기(200)의 노전 덕트(211)로 흡입되어 제 3 집진부(250)에 의해 집진되고, 분진이 제거된 배가스는 제 3 집진부(250)에 연결된 연돌(미도시)로 이동되어 배출된다.

그리고, 제 2 집진기의 노전 덕트로 배가스가 흡입되면, 노전 덕트 내부에 설치된 제 1 측온계에 의해 배가스 온도가 측정된다. 제 1 측온계에서 측정된 제 1 측정 온도는 입력부로 입력되고, 제 1 제어부는 제 1 측정 온도와 제 1 기준 온도를 비교한다(S130). 그리고 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도 예컨대, 90℃ 내지 110℃를 초과하면, 배가스의 부피가 너무 크기 때문에 제 2 집진기에서의 집진에 무리가 생가거나, 집진 효율이 떨어져, 전로 외부로 화염 및 배가스가 분출될 수 있다. 따라서, 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도를 초과하면, 현 상태에 비해 제 1 집진기로 이동되는 배가스량을 늘려야 한다. 이를 위해, 제 1 제어부는 현 상태의 송풍기의 회전수(최대 회전수의 40% 내지 45%)에서 상기 송풍기의 회전수를 증가시키는데, 최대 회전수의 75% 내지 80%로 조절한다(S140).

이렇게 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 75% 내지 80%로 조절하면, 조절 하기 전(송풍기의 회전수를 최대 회전수의 40% 내지 45%)에 비해 노구(11)의 측방향으로 배기되는 배가스가 제 1 집진기(100)의 후드(110)로 흡입되는 양이 증가한다. 따라서, 부피가 큰 배가스가 제 2 집진기(200)를 향해 이동하는 량이 감소하여, 제 2 집진기(200)에 의해 집진되지 못하고 전로(10) 외부로 분출되는 화염 및 배가스를 줄이거나, 최소화 또는 방지할 수 있다.

반대로 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도 이하이면, 현재 송풍기(50)의 회전수(최대 회전수의 40% 내지 45%)를 유지한다.

한편, 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도를 초과할 때, 송풍기(50)의 회전수가 최대 회전수의 80%를 초과하게 되면, 흡입력이 너무 커 고철 및 용선 장입 중에 발생되는 배가스 중 분진(더스트)이 연돌(70)로 배출될 수 있다. 반대로, 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도를 초과할 때, 송풍기(50)의 회전수가 최대 회전수의 75% 미만이 되면, 부피가 큰 배가스가 제 1 집진기(100)로 흡입되는 힘이 부족하고, 큰 부피로 인해 제 2 집진기(200)로도 집진되지 못하여, 전로 외부로 분출될 수 있는 문제가 있다.

또한, 이렇게 전로(10)로 고철 및 용선을 장입하는 동안, 노전 덕트(211) 내 설치된 가스 온도 조절부(220)의 냉매 분사부(222)는 냉각 부재(221)로 냉매를 분사하여 상기 냉각 부재를 냉각시킨다(도 7참조, S610). 이에, 배가스 중 노전 덕트(211)로 이동된 배가스는 상기 노전 덕트(211) 내 설치된 가스 온도 조절부(220)의 냉각 부재(221)를 거치면서 냉각된다. 즉, 배가스가 냉매에 의해 냉각된 냉각 부재(221)를 거치면서 온도가 감소되며, 이에 따라 배가스의 부피가 줄어, 제 2 집진기(200)에서 집진이 용이해 진다.

이렇게 배가스가 노전 덕트(211)로 이동되어 냉각 부재(221)를 거쳐 제 2 측온계(230b)까지 이동하면, 제 2 측온계(230b)는 배가스의 온도를 측정한다(도 7의 S620). 이때, 제 2 측온계(230b)에서 측정된 제 2 측정 온도가 제 2 기준 온도 이하이면, 배가스의 부피를 충분히 감소시킨 것이므로, 냉각 부재(221)로 분사되는 냉매량을 현상태로 유지시키거나, 냉매 분사부(222)의 밸브를 닫는다(S640). 반대로 제 2 측온계(230b)에서 측정된 제 2 측정 온도가 제 2 기준 온도를 초과하면, 냉매 분사부(222)를 조절하여 냉각 부재(221)로 분사되는 냉매량을 증가시킨다(S640).

이렇게 본 발명에서는 전로(10)에 고철 및 용선 장입시에 제 1 측온계(230a)에서 측정된 제 1 측정 온도에 따라 송풍기(50)의 회전수를 조절함으로써, 종래에 비해 전로 노구(11)의 외측으로 배기되는 배가스가 제 1 집진기(100)로 집진되는 량이 증가한다. 또한, 노전 덕트(211)로 유입된 배가스의 부피를 줄여, 제 2 집진기(200)에서의 집진이 보다 용이하도록 한다. 따라서, 전로(10)로 고철 및 용선 장입시에 전로(10) 노구(11) 외부로 배가스가 방출되는 것을 종래에 비해 줄이거나, 최소화하거나, 방지할 수 있다.

전로(10)로 고철 및 용선 장입이 종료되면, 장입 종료 신호는 입력부(310)로 입력된다. 이에 제 3 제어부(320c)는 랜스 구동부(40)를 이용하여 랜스(20)의 끝단이 전로 내부에 위치하도록 랜스(20)를 하강시키고, 산소 취입 밸브(32)를 오픈시켜 전로 내 용선으로 산소를 취입시켜 용선 중 성분을 조절하는 정련을 실시한다. 여기서, 용선 정련 조업은 1차 정련, 전로 경동, 슬래그 배재, 전로 정립, 2차 정련 및 용선 이동(또는 출강)으로 나누어진다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 전로(10)로 산소 취입이 시작된 후에 산소 취입이 종료되는 시점을 100% 시점이라고 할 때, 산소 취입 시작(개시) 시점부터 25% 내지 32% 시점까지의 구간을 1차 정련 구간, 32%를 초과하는 시점부터 100% 시점까지를 2차 정련 구간이라 정의한다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 전로 정련 조업 중 배가스의 처리 방법을 설명한다.

먼저, 전로(10)로 고철 및 용선 장입이 완료되면, 이 신호는 입력부로 전달되며, 이에 제 3 제어부(320c)는 랜스 구동부(40)를 동작시켜, 랜스(20)를 전로(10) 내로 하강시키고, 산소 취입 밸브(32)를 열어 산소를 취입하기 시작한다(S210). 산소가 취입되기 시작하면 정련이 시작되며, 정련 시작 신호는 입력부(310)로 입력된다. 그리고, 산소 취입 신호가 입력부로 입력되면, 제 3 제어부(320c)는 연통 제어부(240)의 개도율을 60% 내지 70%로 조절하고(S221), 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 60% 내지 65%가 되도록 조절한다(S222). 이렇게 연통 제어부(240)의 개도율을 60% 내지 70%, 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 60% 내지 65%로 조절하는 것은, 산소 취입 시작 시점(정련 시작 시점)부터 정련 시점 8 내지 12% 시점까지 유지한다.

여기서, 정련 시작 시점부터 8 내지 12% 시점에서의 연통 조절부의 개도율(60% 내지 65%)은 고철 및 용선 장입시에 비해 낮은 개도율인데, 이렇게 개도율을 감소시키는 것은 정련 시작 시점부터 정련 시점 8 내지 12% 시점까지의 배가스 발생량이 고철 및 용선 장입시에 비해 작기 때문이다.

정련 시작 시점부터 8 내지 12% 시점까지 송풍기의 회전수가 최대 회전수의 65%를 초과하도록 조절하면, 분진이 함유된 상태로 연돌(70)로 배출될 수 있다. 반대로, 정련 시작 시점부터 8 내지 12% 시점까지 송풍기(50)의 회전수가 최대 회전수의 60% 미만이면, 전로(10)로 용선 및 고철 투입시에 발생되는 배가스 및 화염이 제 1 및 제 2 집진기(100, 200)로 집진되지 못하고, 노구 외측으로 방출되는 문제가 발생될 수 있다.

또한, 정련 초기 예컨대, 8 내지 12% 중 어느 하나의 시점 이후에 산소와 탄소 간의 반응이 본격적으로 시작되는데, 입력부(310)는 8 내지 12% 중 어느 하나의 시점 이후부터 랜스에서의 산소 취입량을 이용하여 배가스량을 산출하고, 제 3 제어부(320c)는 산출된 배가스량에 따라 송풍기의 회전 속도를 조절한다.

그리고, 용선의 정련을 위해, 전로로 철산화물 또는 일산화탄소를 함유한 산화물로 이루어진 부원료가 투입하는데(S240), 상술한 산화물을 함유한 부원료 투입시에 배가스가 다량 발생된다. 이에, 산화물을 함유한 부원료가 투입될때에 송풍기(50)의 회전수를 증가시켜 흡입력을 증가시킬 필요가 있으며, 부원료 투입 전에 미리 송풍기의 회전수를 증가시키는 것이 효과적이다.

본 발명에서는 산화물을 함유한 부원료의 투입 시점의 2% 내지 7% 시점 전에 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수로 조절한다(S230). 이때, 연통 제어부(240)의 개도율은 60 내지 70%로 유지한다. 이후 부원료 투입 시점이 되면, 산화물을 함유한 부원료를 투입한다(S240).

부원료가 투입되는 동안 부원료와 용선 및 산소 간의 반응에 의해 발생된 배가스는 제 1 집진기(100) 또는 제 2 집진기(200)를 통해 집진되는데, 제 1 집진기(100)의 송풍기(50)의 회전수를 최대함으로써, 제 1 집진기(100)로 흡입되어 집진되는 배가스량을 증가시켜, 배가스가 전로 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 부원료 투입이 종료되면, 산소의 취입에 의해 발생되는 배가스량에 따라 송풍기(50)의 회전수를 조절한다(S250). 즉, 입력부(310)는 랜스(20)로 취입되는 산소 취입량을 이용하여 부생되는 배가스량을 산출하고, 제 3 제어부(320c)는 산출된 배가스량에 따라 송풍기(50)의 회전수를 조절한다. 이때, 배가스량이 증가할 수록 송풍기(50) 회전수를 증가시키고, 배가스량이 감소할수록 송풍기(50)의 회전수를 감소시키는 경향을 가지도록 조절한다.

전로(10)로 산소를 취입하여 정련을 실시한 후, 정련 시점이 25% 내지 32%에 도달하면, 산소 취입을 종료시켜(S260), 1차 정련을 종료한다.

이후, 산소 취입이 종료되면, 전로(10)를 경동시켜 슬래그를 배제한다(S310). 또한, 전로(10)가 경동되면, 연통 제어부(240)의 개도율을 100%로 조절하고(S321), 송풍기(50)의 회전수는 최대 회전수의 40% 내지 45%로 조절한다(S322). 여기서 연통 제어부(240)의 개도율을 100%로 하는 것은, 전로(10)가 경동되면, 용선 중 탄소와 슬라그 중 산소가 반응하면서, 배가스 배출이 많아지기 때문에, 노전 덕트(211)를 통해 제 3 집진부(250)로 집진시키기 위함이다.

슬래그 배제가 종료되면, 전로(10)를 정립시키며(S331), 전로(10)를 정립시키면서 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 75% 내지 80%가 되도록하고(S332), 연통 조절부의 개도율은 100%로 유지한다. 이로 인해, 전로(10)의 정립 시에, 전로(10) 정립 중에 배가스 중 분진이 전로 외부로 배출되는 것을 방지하기 위함이다.

전로(10)의 정립이 완료되면, 제 3 제어부(320c)는 연통 제어부(240)의 개도율을 60% 내지 70%로 조절하고(S341), 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 65%로 조절한다(S342).

그리고, 제 3 제어부(320c)는 랜스 구동부(40)를 동작시켜 랜스(20)를 전로(10)로 하강시키고, 산소 취입 밸브(32)를 오픈시켜 전로(10)로 산소 취입을 시작하여(S410) 2차 정련을 시작한다. 그리고 2차 정련이 시작된 후(정련 32% 초과 시점부터) 제 3 제어부(320c)는 정련 42% 시점까지 연통 제어부(240)의 개도율을 60 내지 70%로 조절하고(S421), 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 65%로 조절한다(S422).

다음으로, 정련 42% 초과 시점부터 90% 미만 시점까지, 배가스의 발생량에 따라 송풍기의 회전수를 조절한다(S430). 즉, 전로(10)로 취입되는 산소 취입량을 이용하여 부생되는 배가스량을 산출하고, 산출된 배가스량에 따라 송풍기(50)의 회전수를 조절한다. 이때, 배가스량이 증가할수록 송풍기(50) 회전수를 증가시키고, 배가스량이 감소할수록 송풍기(50)의 회전수를 감소시키는 경향을 가지도록 조절한다.

이후, 제 3 제어부(320c)는 정련 90% 이상 시점부터 정련 100%(정련 종료) 시점까지 연통 조절부의 개도율을 30 내지 40%로 조절하고(S441), 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 70%로 조절한다(S442).

정련 시점 100%에 도달하면, 제 3 제어부(320c)는 산소 취입 밸브(32)를 닫고, 랜스(20)를 상승시켜 정련을 종료하며, 정련 종료 신호는 입력부(310)로 입력된다.

그리고, 산소 취입 종료와 함께 연통 제어부(240)의 개도율을 30% 내지 40%로 조절하고(S511), 송풍기(50) 회전수를 최대 회전수의 60 내지 70%로 조절한다(S512).

그리고, 전로(10) 내에서 정련된 용선 즉, 용강을 래들(미도시)로 이송시키는데(S521), 용강이 래들로 이동시에 송풍기(50)의 회전수를 정련 90% 이상 시점에서의 송풍기 회전수(최대 회전수의 60 내지 70%)와 동일하도록 조절한다(S522).

이어서, 래들로의 용강 이송이 종료되면(S531), 송풍기(50)의 회전수를 최대 회전수의 40 내지 50%로 조절한다(S532).

그리고 이렇게 용선으로 산소를 취입하는 용전 정련 중, 전로(10)의 경동 및 정립, 정련이 완료된 전로의 용강을 래들로 이동시에, 상술한 도 7과 같은 과정을 반복적으로 수행하여, 제 2 집진기(200)로 유입된 배가스를 냉각시켜 부피를 줄인다.

이와 같이 본 발명에서는 노구로 배출되는 배가스의 온도를 측정하여, 온도가 기준 온도 이상이면, 제 1 집진기(100)와 연결된 송풍기(50)의 회전수를 증가시켜, 온도가 높은 배가스가 제 1 집진기(100)로 유입되어 흡입될 수 있도록 유도한다. 이에, 부피가 큰 배가스가 제 2 집진기(200)로 유입되는 것을 줄여, 제 2 집진기(200)로 집진되지 못하고, 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제 2 집진기(200)의 노전 덕트(211)로 배가스가 유입되면, 배가스를 냉각시켜, 배가스의 부피를 줄인다. 따라서, 종래에 비해 제 2 집진기(200)에서 처리 가능한 또는 집진 가능한 배가스량이 향상되는 효과가 있으며, 이에 따라 배가스가 집진되지 못하고 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (18)

1. 전로의 노구 상측에 위치되어, 상기 전로에서 발생된 배가스를 집진 처리하는 제 1 집진기;
   상기 전로의 노구 상측에 위치되어, 상기 전로에서 발생된 배가스를 집진 처리하며, 내부로 유입된 가스의 온도를 측정하는 제 1 측온계를 구비하는 제 2 집진기;
   상기 제 1 측온계에서 측정된 제 1 측정 온도에 따라, 상기 제 1 집진기의 흡입력을 조절하여, 상기 제 1 집진기로의 배가스 유입을 제어하는 제어 유닛;
   상기 제 1 집진기의 후단에 연결되어, 상기 제 1 집진기로의 배가스 흡입력을 제공하는 송풍기;
   를 포함하고,
   상기 제 2 집진기는 상기 전로 노구 상측의 일측에 위치되어, 상기 배가스를 흡입하는 덕트부를 포함하고, 상기 덕트부 내부에 상기 제 1 측온계가 설치되며,
   상기 제어 유닛은 상기 송풍기의 동작을 제어하여, 상기 제 1 집진기의 흡입력을 조절하는 전로 배가스 처리 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 집진기는 전로의 노구 상측에 대응 위치되어, 상기 전로로부터 발생된 배가스를 흡입하는 후드를 포함하는 전로 배가스 처리 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 2 집진기는 상기 덕트부 내부에 설치되어, 상기 덕트부 내부로 유입된 배가스를 냉각시켜 부피를 줄이는 냉각 부재를 구비하는 가스 온도 조절부를 포함하는 전로 배가스 처리 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제 2 집진기는,
   상기 덕트부의 후단에 연결되어, 상기 덕트부로 유입된 배가스 집진하는 제 3 집진부; 및
   상기 덕트부 내부에서, 상기 배가스가 상기 제 3 집진부로 이동하는 이동 경로 상에서 상기 제 1 측온계와 이격되도록 설치되는 제 2 측온계;
   를 포함하고,
   상기 가스 온도 조절부는 상기 냉각 부재로 냉매를 분사하는 냉매 분사부를 포함하는 전로 배가스 처리 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제어 유닛은,
   상기 제 1 측온계에서 측정된 제 1 측정 온도와 제 1 기준 온도를 비교하여, 상기 제 1 측정 온도에 따라, 상기 송풍기의 회전수를 조절하는 제 1 제어부; 및
   상기 제 2 측온계에서 측정된 제 2 측정 온도와 제 2 기준 온도를 비교하여, 상기 제 2 측정 온도에 따라 상기 냉매 분사부의 동작을 제어하여 냉매 분사량을 조절하는 제 2 제어부;
   를 포함하는 전로 배가스 처리 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제 1 제어부는 상기 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도 이상인 경우, 상기 송풍기의 회전수를 증가시키고,
   상기 제 2 제어부는 상기 제 2 측정 온도가 제 2 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 부재로 분사되는 냉매 분사량을 증가시키는 전로 배가스 처리 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 덕트부는,
   일단이 상기 전로 노구 상측의 일측에 위치하도록 설치된 노전 덕트; 및
   상기 노전 덕트와 상기 제 3 집진부 사이를 연결하도록 설치된 집진 댐퍼;
   를 포함하고,
   상기 냉각 부재는 상기 노전 덕트 내에 설치된 전로 배가스 처리 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 집진 댐퍼에 설치되어, 상기 집진 댐퍼의 개도율을 조절하여, 상기 노전 덕트와 제 3 집진부 간의 연통 여부 및 연통 정도를 제어하는 연통 조절 부재를 포함하는 전로 배가스 처리 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제어 유닛은,
   상기 전로로 고철 및 용선의 장입, 상기 전로로 산소를 취입하는 용선 정련, 전로 경동 및 정립, 슬래그 배제, 부원료 투입, 상기 전로 내 용강을 래들로 이송하는 각각의 조업시에 상기 송풍기 및 연통 조절 부재의 동작을 제어하여, 상기 송풍기의 회전수 및 집진 댐퍼의 개도율을 조절하는 제 3 제어부를 포함하는 전로 배가스 처리 장치.
10. 전로로 용선 및 고철을 장입시키는 과정;
    상기 전로로 용선 및 고철을 장입하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정;
    상기 전로로 산소를 취입하여 상기 전로 내 용선을 정련하는 과정; 및
    상기 용선을 정련하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 전로로 용선 및 고철을 장입하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는데 있어서,
    상기 전로의 노구 상측의 제 1 집진기와, 제 2 집진기를 동작시켜, 상기 배가스를 상기 제 1 및 제 2 집진기로 집진시키는 과정;
    상기 제 2 집진기 내부로 유입된 배가스의 온도를 측정하여 제 1 측정 온도를 획득하는 과정; 및
    측정된 상기 제 1 측정 온도에 따라 상기 제 1 집진기의 배가스 흡입력을 제어하는 과정;
    을 포함하고,
    측정된 상기 제 1 측정 온도에 따라 상기 제 1 집진기의 배가스 흡입력을 제어하는데 있어서,
    측정된 상기 제 1 측정 온도가 제 1 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 제 1 집진기에 연결된 송풍기의 회전수를 증가시켜, 상기 제 1 집진기의 배가스 흡입력을 증가시키는 전로 배가스의 처리 방법.
11. 삭제
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 2 집진기로 유입된 배가스가 제 3 집진부로 이동하는 경로 중에 냉각 부재를 설치하여, 상기 제 2 집진기로 유입된 배가스를 냉각시켜, 냉각 전에 비해 부피를 감소시키는 과정을 포함하는 전로 배가스의 처리 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 1 기준 온도는 90℃ 내지 110℃이며,
    상기 제 1 측정 온도가 상기 제 1 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 75% 내지 80%로 조절하는 전로 배가스의 처리 방법.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 집진기로 상기 배가스가 흡입되어 집진되는 데 있어서,
    상기 배가스는 일단이 상기 노구 상측에 일측에 위치된 노전 덕트를 통해 흡입되어, 상기 노전 덕트의 후단에 연결된 집진 댐퍼 내부를 통과한 후, 상기 집진 댐퍼의 후단에 연결된 제 3 집진부에서 집진되며,
    상기 노전 덕트로 유입된 배가스는 상기 제 3 집진부로 집진되기 전에 상기 냉각 부재에 의해 냉각되고,
    상기 제 1 측정 온도를 획득하는데 있어서,
    상기 노전 덕트 내부에 설치된 제 1 측온계에 의해 측정되는 전로 배가스의 처리 방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 전로로 고철 및 용선 장입시에, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 40 내지 45%로 조절하고, 상기 집진 댐퍼의 개도율을 100%로 오픈하는 전로 배가스의 처리 방법.
16. 청구항 14에 있어서,
    상기 용선을 정련하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정은,
    용선 취련 초기에 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 65%로 하고, 상기 집진 댐퍼의 개도율을 60 내지 70%로 하는 과정;
    상기 용선으로 부원료를 투입하는 시점으로부터 2 내지 7% 이전 시점에서, 상기 송풍기의 회전수를 최대로 조절하는 과정;
    상기 용선의 1차 정련이 종료되어, 상기 전로를 경동시켜 슬래그를 배제할 때, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 40 내지 45%로 하고, 상기 집진 댐퍼의 개도율을 100%로 하는 과정; 및
    슬래그의 배제가 완료된 상기 전로를 정립시킬 때, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 75 내지 80%로 하는 과정;
    을 포함하는 전로 배가스의 처리 방법.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 용선을 정련하면서, 상기 전로로부터 발생되는 배가스를 흡입하여 집진하는 과정은,
    상기 전로를 정립이 완료된 후, 상기 전로로 산소를 취입을 개시하여, 2차 정련 시작 시점부터, 용선 정련 말기 시점 전까지, 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 65%로 하고, 상기 집진 댐퍼의 개도율을 60 내지 70%로 하는 과정; 및
    용선 정련 말기 시점에서부터 용선 정련 종료 시점까지 상기 송풍기의 회전수를 최대 회전수의 60 내지 70%로 하고, 상기 집진 댐퍼의 개도율을 30 내지 40%로 하는 과정;
    을 포함하는 전로 배가스의 처리 방법.
18. 청구항 12 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전로로 용선 및 고철을 장입하고, 상기 전로로 산소를 취입하여 상기 용선을 정련하는데 있어서,
    상기 용선 및 고철의 장입 과정 및 상기 용선의 정련 과정 중에, 상기 냉각 부재를 지나간 배가스의 온도를 측정하여 제 2 측정 온도를 획득하는 과정; 및
    상기 제 2 측정 온도와 제 2 기준 온도를 비교하여, 상기 제 2 측정 온도가 상기 제 2 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 냉각 부재에 분사되는 냉매 분사량을 증가시키는 과정;
    을 포함하는 전로 배가스의 처리 방법.

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