KR102037032B1 - 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법 - Google Patents

고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 제철소 고로공장의 휴지 및 재가동시 발생하는 먼지 및 인체에 매우 유해한 배출 가스를 처리하는데 적용하여 공해를 방지 또는 저감할 수 있는 고로공장의 공해방지 및 저감을 위해 고로공장 휴지시에는 탑블리더밸브로부터 발생하는 먼지(Dust)는 제거하고 유해한 가스는 청정 BFG 배관으로 회수하고, 고로공장 재가동시에는 탑블리더밸브로 방출되는 다소의 산소가 함유된 가스는 먼지(Dust)를 제거하고 BFG는 대기로 일부 방출 또는 화이어 스택(Fire Stack)에서 태워 인체에 해로운 요소를 제거하여 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감이 가능한 가스 처리장치 및 방법을 제공한다.

Description

고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법 {gas treatment for the prevention of pollution from top bleeder valves of blast furnace plant}
본 발명은 제철소 고로공장의 휴지 및 재가동시 발생하는 먼지 및 인체에 매우 유해한 배출 가스를 처리하는데 적용하여 공해를 방지 또는 저감할 수 있는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 철강산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심 기간산업이다.
고로공장에서 일반적으로 사용되는 제철 공정 공법으로는, 철광석과 코크스 등의 재료를 용광로(고로) 내에 장입하고 풍구(風口)를 통해 고온의 열풍(Hot Air), 산소 등의 기체를 주입한 후 철광석을 환원시킴으로써 용선(선철, Pig iron)을 제조하는 용광로 공정(고로 공정)이 있다. 이때 풍구로 취입된 열풍과 산소는 고로 내에서 코크스와 미분탄을 연소시켜 환원가스를 발생시키고, 이러한 고온의 환원가스는 고로 내부에서 상승하면서 철광석을 승열 및 환원시키며 높은 온도에 의해 하부에서 철광석이 용융된다. 이렇게 생성된 용선(선철, Pig iron)과 슬래그는 일정한 시간마다 고로 하부 출선구를 통해 외부로 배출된 후, 용선 운반차(TLC)에 수선되어 제강 공정으로 이송되는 것이다.
한편, 도 1은 이러한 고로공장의 일반적인 고로가스(BFG) 처리 구성도를 참고하면 고로공장(용선을 제조하는 용광로) 상부에는 탑블리더밸브(Top Bleeder Valve)가 설치되며 이에 고로공장을 계획적으로 정지하는 경우, 고로공장을 재가동하는 경우, 고로공장의 노정압력이 규정한 이상으로 상승할 경우에 열리도록 동작하게 된다. 이하 각각의 경우를 구체적으로 설명한다.
우선 고로공장을 정지하는 경우를 설명한다. 탑블리더밸브(4)는 고로(1)의 가동을 정지할 경우 운전 매뉴얼에 정해진 고로 노정 압력에 도달하게 되면 가스저장소(Gas Holder)(3)와 고로공장과의 차단을 수봉변(U-Seal)(30) 또는 가스 차단 밸브로 실시한 후 고로(1)로 보내어지는 송풍기(2)의 송풍압력(예를 들어 0.6 Bar)은 탑블리더밸브(4)를 열어 고로 내부에 존재하는 먼지가 포함된 가스(Gas)를 탑블리더밸브(4)를 통해 외부로 배출하게 된다. 이 경우 수봉변(U-Seal)(30)은 Gas 차단하기 위하여 물을 이용하여 U-Seal 전, 후단 부를 완전히 차단하는 방안이다.
다음으로 고로공장을 재가동하는 경우를 설명한다. 고로공장의 수리 후 또는 재가동할 경우 송풍기(2)로부터 고로(1) 내부로 바람을 보내면 고로 내부에서 먼지(Dust)를 포함한 가스(Gas)가 이미 개방된 상태의 탑블리더밸브(4)를 통하여 배출된다. 이때, 탑블리더밸브(4)를 통해 배출되는 가스(Gas) 내에는 산소를 비롯한 여러 성분의 가스(Gas)가 존재하며, 가스 저장소(3)의 가스(Gas)내에는 산소(O2)의 농도가 약 1% 이하로 도달할 때까지 먼지가 포함된 가스(Gas)가 탑블리더밸브(4)를 통해 외부로 배출하게 된다. 이때 자동 가스 분석계(10)를 통하여 BFG 가스(Gas)내 산소(O2)의 농도가 1% 이하인지 확인한다. 또한 안전을 위하여 고로 가스(이하, 'BFG'라 한다.)가 흐르는 관에서 작업자에 의해 수동 가스 분석개소(11)에서 산소농도를 측정한다. 가스 저장소(3)와 고로(1) 사이의 가스를 차단하는 수봉변(U-Seal)(30) 내부의 물을 드레인(Drain)하게 되면 자동으로 고로(1)측 BFG가 가스 저장소(3)로 연결되게 된다. 이때, 수봉변(U-Seal)(30) 내부의 물이 완전히 빠진 것이 확인되면 고로(1)측으로부터 먼지(Dust)가 포함된 BFG가 방산되는 상태에서 탑블리더밸브(4)는 닫히게 되며, 이에 고로(1)는 정상적으로 운전을 하게 된다.
그리고, 고로공장 가동 중 노정 압력이 설정치 이상으로 올라가는 경우를 설명한다. 고로(1)에는 고로공장 생산량 크기에 따라 복수의 탑블리더밸브(4)를 설치하여, 각 탑블리더밸브(4)의 정해진 노정 압력 이상으로 상승할 때 탑블리더밸브(4)를 열어 압력이 정상으로 낮아질 경우 닫히는 역할도 하게 된다. 이때 상기 탑블리더밸브(4)는 통상 고로(1) 상부에 직접 설치되어 고로 내부의 먼지(Dust)를 함유한 BFG를 대기중으로 내보내는 고로용 탑블리더밸브(4-a, 4-b, 4-d)와, 가스 청정 설비를 통해 먼지(Dust)가 제거된 후 사용하는 세미클린 가스(Semi-Clean Gas)용 탑블리더밸브(4-c)로 구성된다.
그런데 이러한 도 1과 같은 고로공장의 일반적인 가스 처리 구성은 다음과 같은 문제점이 있다.
우선 고로(1) 상부에 설치된 탑블리더밸브(4)(4-a, 4-b, 4-d)를 열면 고로 내부의 먼지(Dust)를 함유한 BFG가 압력으로 대기중으로 내보내지게 된다. 이때, 수봉변(U-Seal)(30)은 물을 이용하여 고로(1)측과 가스 저장소(3)측을 완전히 차단하게 되어, 고로(1)에서 발생하는 먼지(Dust)를 함유한 BFG는 대기중으로 나가게 된다. 이 경우 고로(1)는 갑작스럽게 정지할 수가 없고 고로(1) 내부의 상황을 고려하여 점진적으로 송풍기 압력을 낮추면서 압력을 대기압까지 낮추게 된다.
따라서 탑블리더밸브(4-a, 4-b, 4-d)는 먼지(Dust)를 포함한 BFG가 대기중으로 나가게 되면 먼지에 의한 주변 환경을 오염시키게 된다. 미세먼지를 포함한 먼지는 입도 크기에 따라 고로공장 주변에 떨어지거나 아니면 더 높게 멀리 날아가 오염을 증가시키게 된다. 이와 같이 탑블리더밸브(4-a, 4-b, 4-d)를 통해 분출되는 BFG는 환경단체로부터 반복적으로 고발 당하는 원인이 되기도 한다. 이에 매년 반복되는 미세먼지에 대한 규제가 강화되는 시점에서 먼지(Dust)가 포함한 BFG가 대기중으로 방출되는 것은 대단히 시급하게 개선되어야 할 사안이다.
또한, 고로 가스(BFG)는 맹독성임에도 지상에서 높은 곳에서 대기 중으로 나가게 되면 지상에서는 직접 사람이 BFG를 흡입하지 않으므로 해롭지는 않지만, 탑블리더밸브(4) 주변 사람에게는 치명적인 사고를 발생시킬 수가 있다.
아울러 고로(1)에서 발생하는 BFG는 열량이 2,400 ~ 2,800Kcal로 이를 대기 중으로 방출할 경우 에너지 손실이 발생하게 된다. 정상적으로 BFG를 가스 저장소(3)에 연결하기 전까지는 에너지를 대기 중으로 낭비하게 된다.
이러한 가스처리에 관한 선행기술로서 등록특허 제10-0461556호(참고문헌 1), 등록특허 제10-1228766호(참고문헌 2)가 제안된 바 있다.
참고문헌 1 : 등록특허 제10-0461556호 참고문헌 2 : 등록특허 제10-1228766호
따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 제철소 고로공장의 휴지 및 재가동시 발생하는 먼지 및 인체에 매우 유해한 배출 가스를 처리하는데 적용하여 공해를 방지 또는 저감할 수 있는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
특히 본 발명은 고로공장 휴지시에는 탑블리더밸브로부터 발생하는 먼지(Dust)는 제거하고 유해한 가스는 청정 BFG 배관으로 회수하고, 고로공장 재가동시에는 탑블리더밸브로 방출되는 다소의 산소가 함유된 가스는 먼지(Dust)를 제거하고 BFG는 대기로 일부 방출 또는 화이어 스택(Fire Stack)에서 태워 인체에 해로운 요소를 제거하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은; 고로에 설정된 노정 압력 이상으로 상승시 개방되는 탑블리더밸브가 구비되며, 고로에서 유입된 BFG가 건식 집진기와 습식 집진기를 통과하면서 BFG 내부의 먼지(Dust) 중 상당부는 제거된 상태로 상기 탑블리더밸브로 안내하도록 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)이 습식 집진기와 연결되는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치에 있어서, 상기 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)과 가스 저장소를 연결하는 BFG 회수용 가스라인에 BFG 부스터가 구비되고 상기 BFG 부스터의 전단에는 전단 차단 밸브가 구비되고, 상기 BFG 부스터의 후단에는 후단 차단 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치를 제공한다.
이때, 상기 BFG 회수용 가스라인의 후단과 파이어 스택(Fire Stack) 사이에는 BFG 소각용 가스라인이 연결되고, 상기 BFG 소각용 가스라인에는 파이어 스택용 차단 밸브가 구비되며, 상기 BFG 소각용 가스라인은 가스 저장소와 연결되며 그 연결부위에 가스 연결용 차단 밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)과 BFG 회수용 가스라인의 후단을 연결하는 제1 압력조정용 가스라인이 구비되고, 상기 제1 압력조정용 가스라인에는 압력을 검출하는 압력(Pressure) 발신기와 릴리프 밸브(Relief Valve)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 BFG 회수용 가스라인의 전단과 후단을 연결하는 제2 압력조정용 가스라인이 구비되고, 상기 제2 압력조정용 가스라인(5d)에는 압력 조정을 위한 조정 전단 차단 밸브와, 조정 밸브 및 조정 후단 차단 밸브가 차례대로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은; 고로 내부의 먼지를 함유한 BFG를 대기중으로 내보내는 고로용 탑블리더밸브와, 가스 청정 설비를 통해 먼지(Dust)가 제거된 후 사용하는 세미클린 가스(Semi-Clean Gas)용 탑블리더밸브의 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리 방법에 있어서, 송풍기로부터 공급되는 압축 공기를 열풍로설비를 거치면서 가열하여 고로에 공급하는 열풍의 압력을 줄이는 제1단계; 습식 집진기와 연결되는 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)과 가스 저장소를 연결하는 BFG 회수용 가스라인에 구비되는 BFG 부스터를 가동 후 상기 BFG 부스터의 전단 및 후단에 구비되는 전단 차단 밸브와 후단 차단 밸브를 개방하여 고로에서 나오는 BFG 양만큼을 가스 저장소로 회수하는 제2단계; 열풍변을 차단하여 상기 고로에 공급되는 열풍을 완전 차단하고 상기 BFG 부스터의 팬(Fan)을 정지한 후 상기 전단 차단 밸브와 후단 차단 밸브를 폐쇄(Close)하는 제3단계; 및 상기 탑블리더밸브를 개방하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리방법도 제공한다.
또한, 본 발명은; 고로 내부의 먼지(Dust)를 함유한 BFG를 대기중으로 내보내는 탑블리더밸브의 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리 방법에 있어서, 고로와 열풍로설비 사이에 구비되는 역류밸브(Back Draught Valve)를 닫은 후 열풍로설비 출력단에 구비되는 열풍변을 개방하여 열풍은 고로로 보내는 제1단계; 습식 집진기와 연결되는 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)과 가스 저장소를 연결하는 BFG 회수용 가스라인에 구비되는 BFG 부스터의 전단 및 후단에 구비되는 전단 차단 밸브와 상기 BFG 회수용 가스라인의 후단과 파이어 스택(Fire Stack) 사이에 연결되는 BFG 소각용 가스라인에 구비되는 파이어 스택용 차단 밸브를 개방하고, 상기 BFG 소각용 가스라인과 가스 저장소 사이의 연결부위에 구비되는 가스 연결용 차단 밸브는 닫은 상태에서 상기 BFG 부스터를 가동하여 BFG를 파이어 스택에서 태워 대기중으로 배출하는 제2단계; 및 자동 가스 분석계를 통하여 분석되는 BFG내 산소(O2)의 농도가 1% 이하이면 상기 파이어 스택용 차단 밸브는 닫고 상기 가스 연결용 차단 밸브는 개방하여 BFG가 가스 저장소로 흐르게 하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리방법도 제공한다.
또한, 본 발명은; 고로 내부의 먼지(Dust)를 함유한 BFG를 대기중으로 내보내는 탑블리더밸브의 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리 방법에 있어서, 습식 집진기와 연결되는 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)과 BFG 회수용 가스라인의 후단을 연결하는 제1 압력조정용 가스라인에 구비되는 압력(Pressure) 발신기에서 압력을 감지하는 제1단계; 및 압력(Pressure) 발신기서 감지되는 압력이 기준치 이상이면, 상기 BFG 회수용 가스라인의 전단과 후단을 연결하는 제2 압력조정용 가스라인에 차례대로 구비되는 조정 전단 차단 밸브와 조정 밸브 및 조정 후단 차단 밸브 중에 조정 전단 차단 밸브와 조정 후단 차단 밸브를 개방하고 조정 밸브를 제어하여 압력을 조정하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리방법도 제공한다.
본 발명에 따르면 제철소 고로공장의 휴지 및 재가동시 발생하는 먼지 및 인체에 매우 유해한 배출 가스를 효과적으로 처리할 수 있음은 물론 고로공장 주변 등의 공해를 방지하는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 고로공장 휴지 시에는 탑블리더밸브로부터 발생하는 먼지(Dust)는 제거하고, 유해한 가스는 청정 BFG 배관으로 회수가 가능하고, 고로공장 재가동 시에는 탑블리더밸브로 방출되는 다소의 산소가 함유된 가스중 먼지(Dust)는 제거하고, BFG는 대기로 일부는 방출 또는 파이어스택(Fire Stack)에서 태워 인체에 해로운 영향을 제거함에 따라 공해를 방지하는 매우 유용하다.
도 1은 종래 일반적인 고로공장의 일반적인 가스 처리 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고로공장 휴지시 가스 회수 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고로공장 재가동시 가스 회수 및 처리 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 고로공장 가동 중 이상 압력 발생 시 가스 회수 및 처리 구성도이다.
이하 본 발명에 따른 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치 및 방법을 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 기술되는 실시 예들에 의해 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는, 본 발명에 따른 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치의 구성도로서, 고로공장 시스템의 개선 후 가스 회수 및 처리도이다.
이러한 본 발명은 고로공장(용선을 제조하는 용광로) 상부에 탑블리더밸브(Top Bleeder Valve)(4)가 설치된다.
이때, 고로(1)에는 고로공장 생산량 크기에 따라 복수의 탑블리더밸브(4)를 설치하여, 각 탑블리더밸브(4)의 압력이 설정된 노정 압력 이상으로 상승할 때 탑블리더밸브(4)를 열어 압력이 정상으로 낮아질 경우 닫히는 역할도 하게 된다. 이때 상기 탑블리더밸브(4)는 통상 고로(1) 상부에 직접 설치되어 고로 내부의 먼지(Dust)를 함유한 BFG를 대기중으로 내보내는 고로용 탑블리더밸브(4-a, 4-b, 4-d)와, 가스 청정 설비를 통해 먼지(Dust)가 제거된 후 사용하는 세미클린 가스(Semi-Clean Gas)용 탑블리더밸브(4-c)로 구성된다. 이때, 상기 고로용 탑블리더밸브(4-a, 4-b, 4-d)는 동쪽 탑블리더밸브(East Top Bleeder Valve)(4-a), 중앙 탑블리더밸브(Center Top Bleeder Valve)(4-b), 서쪽 탑블리더밸브(West Top Bleeder Valve)(4-d)로 구분할 수 있다.
한편, 상기 세미클린 가스(Semi-Clean Gas)는 고로(1)에서 유입된 BFG가 건식 집진기(8)와 습식 집진기(9)를 통과하면서 BFG 내부의 먼지(Dust) 중 상당부는 제거된 상태의 가스(Gas)를 의미하는 것으로, 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)(5)은 습식 집진기(9)와 연결된다.
이러한 탑블리더밸브(4)는 도 3 내지 도 5에서와 같이 고로공장을 계획적으로 정지하는 경우, 고로공장을 재가동하는 경우, 고로공장의 노정압력이 규정한 이상으로 상승할 경우에 열리도록 동작하게 된다. 이상에서 별도의 구성에 대한 언급이 없는 경우에는 도 1의 공지의 내용을 그대로 채용하므로 구체적인 내용은 생략한다.
이에 이하에는 고로공장을 계획적으로 정지하는 경우, 고로공장을 재가동하는 경우, 고로공장의 노정압력이 규정한 이상으로 상승하는 각각의 경우를 나누어 구체적으로 설명한다.
우선, 도 2 및 도 3을 참고로 고로공장의 수리 및 생산 조정을 위한 계획적으로 가동을 정지할 경우를 설명한다. 고로공장을 정해진 일정에 맞추어 가동을 정지하는 경우의 아래와 같은 작업순서로 운영한다.
송풍기(2)로부터 고로(1)에 공급되는 열풍로설비를 거치면서 열풍온도가 1,250℃로서 열풍의 압력을 고로(1) 운전상황을 고려하여 서서히 줄여 나간다.
송풍압력계(12)가 개략 0.6 bar에서 고로(1) 내 상부 노정 압력은 0.1 ~ 0.2 bar 정도이고, 압력을 더이상 낮출 경우 가스 저장소(BFG Holder)(3)측 압력이 역류하여 흐르게 된다.
본 발명은 다량의 먼지(Dust)가 함유된 고로가스가 탑블리더밸브(4)를 통해 대기 중으로 나가는 것을 방지하기 위하여 탑블리더밸브(4)의 동작 순서를 재설정한다. 즉, 대기 중으로 방출되는 BFG를 회수하기 위하여 탑블리더밸브(4)의 모든 밸브(4-a, 4-b, 4-c, 4-d)를 개방 전에, 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)(5)과 수봉변(U- Seal)(30) 후단 측 가스 저장소(3)와 연결하는 BFG 회수용 가스라인(5a)을 구비하고, 상기 BFG 회수용 가스라인(5a)에 전단 차단 밸브(15), BFG 부스터(16), 후단 차단 밸브(17)를 설치 가동하여 BFG를 회수할 수 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면 상기 BFG 회수용 가스라인(5a)에 BFG 부스터(16)가 구비되고 상기 BFG 부스터(16)의 전후단에 전단 차단 밸브(15)와 후단 차단 밸브(17)가 각각 구비된다. 이때, 상기 가스 저장소(3)측 BFG 압력은 약 1,200 ~ 1,400mmAq 이므로 BFG 회수용 가스라인(5a)에 설치된 BFG 부스터(16)의 팬(Fan) 압력은 가스 저장소(3)측 BFG 압력 이상이 되어야 한다.
상기 세미클린 가스용 탑블리더밸브(4-c)를 개방하기 전에 BFG 부스터(16)를 가동한다. 이 경우 BFG 부스터(16)의 구동시 팬(Fan)이 회전 구동된다. 이러한 BFG 부스터(16) 가동 후 수봉변(U- Seal)(30)을 서서히 차단하면서 상기 BFG 부스터(16)의 전단 및 후단에 구비되는 전단 차단 밸브(15)와 후단 차단 밸브(17)를 개방한다. BFG 부스터(16) 구동으로 인해 고로(1)에서 나오는 BFG 양만큼을 가스 저장소(3)로 회수가 가능하게 된다.
한편, 상기 고로(1)에 공급되는 열풍이 완전히 차단되고 노정압력이 0 bar가 되면 BFG 부스터(16)의 팬(Fan)을 서서히 정지시킨다. 이때, 고로(1)에 공급되는 열풍이 차단되는 것은 열풍변(6)의 폐쇄(Close)로 이루어 진다. 상기 열풍변(6)이 닫히고 나면 역류밸브(Back Draught Valve)(7)를 개방(Open)하면 고로 내부압력은 0 bar에 도달한다. 그리고 가스(Gas) 성분에 대한 분석을 실시하여 BFG 중에 산소가 기준치가 초과하지 않도록 조치한다. BFG 부스터(16)의 팬(Fan)이 정지되면 그 BFG 부스터(16)의 전단 및 후단에 구비되는 전단 차단 밸브(15)와 후단 차단 밸브(17)를 폐쇄(Close)한다.
이와 같이 BFG 부스터(16)의 팬(Fan)이 정지되고 전단 차단 밸브(15)와 후단 차단 밸브(17)를 폐쇄(Close) 된 다음 탑블리더밸브(4-a, 4-b, 4-c, 4-d)를 순차적으로 개방하면 대기 중으로 고로(1) 내부에 남아있는 BFG 제거를 위하여 공급한 스팀(Steam)과 질소만 배출된다. 경우에 따라 탑블리더밸브(4) 뚜껑 하부에 부착된 먼지(Dust)를 탈락시켜 고로(1) 내부로 떨어뜨릴 수도 있다.
이러한 탑블리더밸브(4)를 개방(Open)한 상태로 유지한다.
다음으로, 도 2 및 도 4를 참고로 고로공장을 재가동하는 경우를 설명한다. 고로공장 휴지(또는 수리작업) 후 재가동을 위해서 아래와 같은 순서로 운영한다.
우선 고로정비 후 재가동시에는 고로(1) 내부에 폭발의 원인이 되는 산소가 존재할 수 밖에 없으므로 이러한 산소를 제거하기 위하여 고로공장의 재가동 전에 반드시 질소 또는 스팀(Steam) 등을 이용하여 고로(1) 내 산소를 제거해야 하며, 이에 충분한 질소나 스팀(Steam) 등을 이용해 고로(1) 내부의 산소를 대기로 내보낸다. 이때 대기 중으로 나가는 것은 고로(1) 내부에 존재하는 일부의 산소, 질소 및 스팀(Steam)이며, 이는 탑블리더밸브(4-a,4-b,4-c,40d)를 통해 대기 중으로 배출되는데 이러한 산소, 질소 및 스팀(Steam), 먼지(Dust)를 비롯한 BFG는 아주 적은 양일 것이다.
한편, 송풍기(2)로부터 공급되는 압축 공기는 열풍로설비(2a)를 거치면서 고로(1)에서 요구하는 온도까지 상승하게 된다.
그리고 고로공장 재가동 직전에, 이미 열려 있는 탑블리더밸브(4-a,4-b,4-c,40d)는 닫는다.
고로공장을 재가동하려면 고로(1)와 열풍로설비(2a) 사이에 구비되는 역류밸브(Back Draught Valve)(7)를 닫은 후 열풍로설비(2a) 출력단에 구비되는 열풍변(6)을 개방하면 열풍은 고로(1)로 보내어져 고로(1) 내부의 광석을 통과하고 BFG 안에는 아직도 산소가 기준치를 초과한 상태이다. 이때 BFG에는 산소 농도는 1% 미만으로 존재하도록 하여야 한다.
이때 상기 BFG 회수용 가스라인(5a)의 후단과 파이어 스택(Fire Stack)(20) 사이에는 BFG 소각용 가스라인(5b)이 연결되고, 상기 BFG 소각용 가스라인(5b)에는 파이어 스택용 차단 밸브(21)가 구비된다. 상기 BFG 소각용 가스라인(5b)은 가스 저장소(3)와 연결되며 그 연결부위에 가스 연결용 차단 밸브(22)가 구비된다.
이에 BFG 부스터(16)의 팬(Fan)을 가동 전에 전단 및 후단 차단 밸브(15,17)와 파이어 스택용 차단 밸브(21)는 개방하고, 가스 연결용 차단 밸브(22)는 닫은 상태에서 고로(1) 상황에 맞추어 BFG 부스터(16)를 가동한다.
이러한 상태에 의하면 BFG는 가스 저장소(3)로 보낼 수 없으므로(산소 농도가 기준치를 초과) 부스터(16)를 가동하여 BFG를 파이어 스택(20)으로 보내 태워 대기 중으로 배출된다. 이때 상기 파이어 스택(20)은 잉여 가스(Gas) 등을 태우는 장치로서, 기존 설비의 파이어 스택(20)을 그대로 사용하거나 파이어 스택(20)을 신규로 설치 운영할 수도 있다.
한편, 자동 가스 분석계(10)를 통하여 BFG 가스(Gas)내 산소(O2)의 농도가 1% 이하인지 확인하며, 안전을 위하여 BFG가 흐르는 관에서 작업자에 의해 수동 가스 분석개소(11)에서 산소 농도를 측정할 수 있는 구성임에 따라, 상기 BFG 내부 산소 농도는 연속적으로 자동 가스 분석계(10)에서 측정하게 된다. 이에 산소 농도가 1% 주변으로 내려가게 되면 작업자가 수동으로 수동 가스 분석개소(11)에서 산소 농도를 측정하여 기준치 이내로 확인하게 되면 정상적인 운전 준비를 조치한다.
정상적인 운전을 위하여 아래와 같은 절차를 따르게 된다. 즉, 파이어 스택(20)으로 흐르던 BFG를 가스 저장소(3)로 흐르게 하여야 하며, 이에 파이어 스택용 차단 밸브(21)는 닫고, 가스 연결용 차단 밸브(22)는 개방하여 BFG가 가스 저장소(3) 측으로 흐르게 한다. 고로공장 정지시 수봉변(U- Seal)(30) 내부의 물을 외부로 드레인(Drain)하게 되면 BFG는 고로(1)에서 발생된 BFG는 건식 집진기(8)와 습식 집진기(9)를 거치면서 깨끗한 BFG가 되어 가스 저장소(3) 측으로 흐른다. BFG 가 U-Seal(30)을 통과하는 것을 확인되면 가스 연결용 차단 밸브(22)를 닫고 동시에 부스터(16)의 팬(Fan)은 정지시키고 전단 및 후단 차단 밸브(15,17)를 닫으면 된다.
다음으로 파이어 스택(20)을 사용하지 않고 세미클린 가스(Semi-Clean Gas)용 탑블리더밸브(4-c)를 열어도 먼지(Dust)는 외부로 나가지 않고 산소가 포함된 BFG만 대기 중으로 배출된다. 물론 경우에 따라서는 파이어 스택(20) 사용을 Co 함유량으로 조정하여 사용하는 Mode도 가능하다.
이후 송풍기(2)를 정상적인 풍량과 풍압으로 운전을 실시한다.
그리고, 도 2 및 도 5를 참고로 고로공장 운전 중 고로 노정압력이 기준치를 초과할 경우를 설명한다. 고로공장 운전 중 갑작스런 고로 노정압력이 발생할 경우를 대비해서 아래와 같은 순서로 운영한다.
이를 위해 상기 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)(5)과 BFG 회수용 가스라인(5a)의 후단을 연결하는 제1 압력조정용 가스라인(5c)을 구비하고, 상기 제1 압력조정용 가스라인(5c)에는 압력을 검출하는 압력(Pressure) 발신기(18)와 릴리프 밸브(Relief Valve)(19)를 구비한다. 또한, 상기 BFG 회수용 가스라인(5a)의 전단과 후단을 연결하는 제2 압력조정용 가스라인(5d)을 구비하고, 상기 제2 압력조정용 가스라인(5d)에는 압력 조정을 위한 조정 전단 차단 밸브(39)와 조정 밸브(40) 및 조정 후단 차단 밸브(41)가 차례대로 구비된다.
이러한 구성에 따라 상기 고로(1) 상부 노정압력이 기준치를 초과한 압력이 발생할 경우 이상 압력을 제거하여 안정화하기 위하여 사전에 설정된 압력에 도달하게 되면 조정 전단 차단 밸브(39)와 조정 후단 차단 밸브(41)를 개방하고 조정 밸브(40)를 제어하여 압력을 조정 및 낮추게 된다.
이때 안전을 고려하여 기준치 이상의 압력에 도달하면 압력(Pressure) 발신기(18)에서 압력을 검출하여 릴리프 밸브(19)를 개방하여 압력을 낮출 수 있다. 이 경우 필요하다면, 릴리프 밸브(19)이외에 기계식 릴리프밸브를 추가로 더 설치하여 안전하게 운영할 수 있다.
아울러 필요할 경우 압력 조정을 보다 용이하게 하려면 조정 전단 차단 밸브(39)와 조정 후단 차단 밸브(41)을 열고 운전을 하면 압력조정의 응답성을 좋게 할 수가 있다. 이는 BFG에서 먼지(Dust)가 충분히 제거된 BFG가 세미클린 가스 라인(5)에 연결된 제2 압력조정용 가스라인(5d)을 통해 조정 밸브(40)에 의한 유량이 흐르면서 압력도 조정이 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
1: 고로 2: 송풍기
3: 가스 저장소 4: 탑블리더밸브
5: 세미클린 가스라인 5a: BFG 회수용 가스라인
5b: BFG 소각용 가스라인 5c: 제1 압력조정용 가스라인
5d: 제2 압력조정용 가스라인 6: 열풍변
7: 역류밸브 8: 건식 집진기
9: 습식 집진기 10: 자동 가스 분석계
11: 수동 가스 분석개소 12: 송풍압력계
15: 전단 차단 밸브 16: BFG 부스터
17: 후단 차단 밸브 18: 압력 발신기
19: 릴리프 밸브 20: 파이어 스택
21: 파이어 스택용 차단 밸브 22: 가스 연결용 차단 밸브
30: 수봉변(U- Seal) 39: 조정 전단 차단 밸브
40: 조정 밸브 41: 조정 후단 차단 밸브

Claims (7)

  1. 고로(1)에 설정된 노정 압력 이상으로 상승시 개방되는 탑블리더밸브(4)가 구비되며, 고로(1)에서 유입된 BFG가 건식 집진기(8)와 습식 집진기(9)를 통과하면서 BFG 내부의 먼지(Dust) 중 상당부는 제거된 상태로 상기 탑블리더밸브(4)로 안내하도록 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)(5)이 습식 집진기(9)와 연결되는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치에 있어서,
    상기 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)(5)과 수봉변(U- Seal)(30) 후단 측 가스 저장소(3)와 연결하는 BFG 회수용 가스라인(5a)에 BFG 부스터(16)가 구비되고 상기 BFG 부스터(16)의 전단에는 전단 차단 밸브(15)가 구비되고, 상기 BFG 부스터(16)의 후단에는 후단 차단 밸브(17)가 구비되되;
    상기 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)(5)과 BFG 회수용 가스라인(5a)의 후단을 연결하는 제1 압력조정용 가스라인(5c)이 구비되고, 상기 제1 압력조정용 가스라인(5c)에는 압력을 검출하는 압력(Pressure) 발신기(18)와 릴리프 밸브(Relief Valve)(19)가 구비되며,
    상기 BFG 회수용 가스라인(5a)의 전단과 후단을 연결하는 제2 압력조정용 가스라인(5d)이 구비되고,
    상기 제2 압력조정용 가스라인(5d)에는 압력 조정을 위한 조정 전단 차단 밸브(39)와, 조정 밸브(40) 및 조정 후단 차단 밸브(41)가 차례대로 구비되는 것을 특징으로 하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 BFG 회수용 가스라인(5a)의 후단과 파이어 스택(Fire Stack)(20) 사이에는 BFG 소각용 가스라인(5b)이 연결되고, 상기 BFG 소각용 가스라인(5b)에는 파이어 스택용 차단 밸브(21)가 구비되며, 상기 BFG 소각용 가스라인(5b)은 가스 저장소(3)와 연결되며 그 연결부위에 가스 연결용 차단 밸브(22)가 구비되는 것을 특징으로 하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 고로(1) 내부의 먼지(Dust)를 함유한 BFG를 대기중으로 내보내는 탑블리더밸브(4)의 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리 방법에 있어서,
    습식 집진기(9)와 연결되는 세미클린 가스라인(Semi-Clean Gas Line)(5)과 BFG 회수용 가스라인(5a)의 후단을 연결하는 제1 압력조정용 가스라인(5c)에 구비되는 압력(Pressure) 발신기(18)에서 압력을 감지하는 제1단계; 및
    압력(Pressure) 발신기(18)에서 감지되는 압력이 기준치 이상이면, 상기 BFG 회수용 가스라인(5a)의 전단과 후단을 연결하는 제2 압력조정용 가스라인(5d)에 차례대로 구비되는 조정 전단 차단 밸브(39)와 조정 밸브(40) 및 조정 후단 차단 밸브(41) 중에 조정 전단 차단 밸브(39)와 조정 후단 차단 밸브(41)를 개방하고 조정 밸브(40)를 제어하여 압력을 조정하는 제2단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로공장의 탑블리더밸브 공해방지 및 저감을 위한 가스 처리방법.
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