KR102443132B1 - 고로의 산소 랜싱장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산소를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 산소 공급관(110); 상기 산소 공급관(110)의 내측에 길이방향으로 삽입하여 가스를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 가스 공급관(120); 상기 산소 공급관(110)과 연결하는 산소 제어밸브(130); 상기 가스 공급관(120)과 연결하는 가스 제어밸브(140); 상기 산소 제어밸브(130) 및 가스 제어밸브(140)를 연결하여 제어할 수 있도록 형성하는 제어부(150);를 포함하되, 상기 제어부(150)는 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 가스 토출압력 측정부(151); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 가스 공급유량 측정부(152); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정부(153); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 산소 토출압력 측정부(154); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 산소 공급유량 측정부(155); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 산소 농도 측정부(156); 상기 가스 토출압력 측정부(151), 가스 공급유량 측정부(152), 가스 농도 측정부(153), 산소 토출압력 측정부(154), 산소 공급유량 측정부(155), 산소 농도 측정부(156)의 데이터를 송수신하는 통신부(157); 상기 통신부(157)에 의해 전송된 데이터를 연산처리하기 위한 연산처리부(158); 상기 통신부(150)에 의해 전송된 데이터를 표시하고 작업자가 조작할 수 있도록 형성하는 디스플레이부(159);를 포함하는 고로의 산소 랜싱장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 고로 출선구 내측에 위치한 내화물 또는 지금 등과 같은 응고물을 원활하게 용융시켜 제거할 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 산소 및 가스의 압력 및 공급량과 농도를 정확하게 제어하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 취입하는 가스의 연소효율을 향상시켜 응고물을 쉽게 제거할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

고로의 산소 랜싱장치{Oxygen lancing device of blast furnace}
본 발명은 고로의 산소 랜싱장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스의 연소효율을 향상시켜 고로 출선구 내측에 위치한 내화물 또는 지금 등과 같은 응고물을 원활하게 제거할 수 있도록 하는 고로의 산소 랜싱장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로의 정기 수리 및 유지보수를 위해서 공정을 일시적으로 중지하는 휴풍과정을 실시한다.
이때 고로의 휴풍과정을 통해서 출선구 개공시 응고물이 배출이 되지 않는 냉입현상이 발생하므로 출선구를 개공해도 응고물인 용선 및 슬래그가 출선구를 통해서 전부 배출하지 않고 가스만 분출하게 되므로 결과적으로 응고물의 배출이 불가능하여 조업차질이 발생한다.
종래에는 개공한 출선구에 랜싱장치를 투입하여 산소 및 LPG 등과 같은 가스를 취입함으로써 출선구의 내측에 위치하는 응고물을 제거할 수 있다.
그러나 취입하는 가스의 완전연소 및 연소효율을 저하시켜 응고물을 원활하게 제거할 수 없는 문제를 갖게 되었다.
아울러 작업자가 산소 및 가스의 압력 및 공급량과 농도를 정확하게 제어할 수 없으므로 랜싱작업의 효율성이 떨어지는 문제를 갖게 되었다.
또한, 랜싱작업이 연속적으로 진행하지 못하므로 조업시간의 증가로 작업자의 피로도가 증가하면서 작업효율을 저하시키는 문제를 갖게 되었다.
일본공개특허공보 특개소62-124211호(1987.06.05.) 한국공개특허공보 제10-2011-0101725호(2011.09.16.) 한국등록특허공보 제10-1175452호(2012.08.20.) 한국공개특허공보 제10-2014-0060877호(2014.05.21.)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 작업자가 랜싱장치를 쉽고 편리하게 제어하여 응고물을 원활하게 용융 및 제거할 수 있는 고로의 산소 랜싱장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 취입하는 가스에 첨가제를 투입하여 연소효율을 향상시킬 수 있는 고로의 산소 랜싱장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 고로의 산소 랜싱장치(100)는,
산소를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 산소 공급관(110); 상기 산소 공급관(110)의 내측에 길이방향으로 삽입하여 가스를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 가스 공급관(120); 상기 산소 공급관(110)과 연결하는 산소 제어밸브(130); 상기 가스 공급관(120)과 연결하는 가스 제어밸브(140); 상기 산소 제어밸브(130) 및 가스 제어밸브(140)를 연결하여 제어할 수 있도록 형성하는 제어부(150);를 포함하되,
상기 제어부(150)는 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 가스 토출압력 측정부(151); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 가스 공급유량 측정부(152); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정부(153); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 산소 토출압력 측정부(154); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 산소 공급유량 측정부(155); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 산소 농도 측정부(156); 상기 가스 토출압력 측정부(151), 가스 공급유량 측정부(152), 가스 농도 측정부(153), 산소 토출압력 측정부(154), 산소 공급유량 측정부(155), 산소 농도 측정부(156)의 데이터를 송수신하는 통신부(157); 상기 통신부(157)에 의해 전송된 데이터를 연산처리하기 위한 연산처리부(158); 상기 통신부(150)에 의해 전송된 데이터를 표시하고 작업자가 조작할 수 있도록 형성하는 디스플레이부(159);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 가스 공급관(120)으로 공급하는 가스는 첨가제를 포함하되, 상기 첨가제는 메탄올 40 내지 50 중량부, 인산트리뷰틸 30 내지 40 중량부, 에틸아세테이트 20 내지 30 중량부, 중탄산나트륨 3 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 통신부(157)는 유선통신, 무선이동통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비 (Zigbee) 중 어느 하나의 방식에 의해 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고로 출선구 내측에 위치한 내화물 또는 지금 등과 같은 응고물을 원활하게 용융시켜 제거할 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 산소 및 가스의 압력 및 공급량과 농도를 정확하게 제어하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 취입하는 가스의 연소효율을 향상시켜 응고물을 쉽게 제거할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명 고로의 산소 랜싱장치에 대한 구성을 나타내기 위한 개념도.
도 2는 본 발명에서 제어부를 나타내기 위한 구성도.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 첨부한 도면에 의해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 고로의 산소 랜싱장치에 대한 구성을 나타내기 위한 개념도이고, 도 2는 본 발명에서 제어부를 나타내기 위한 구성도를 도시한 것이다.
본 발명은 산소를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 산소 공급관(110); 상기 산소 공급관(110)의 내측에 길이방향으로 삽입하여 가스를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 가스 공급관(120); 상기 산소 공급관(110)과 연결하는 산소 제어밸브(130); 상기 가스 공급관(120)과 연결하는 가스 제어밸브(140); 상기 산소 제어밸브(130) 및 가스 제어밸브(140)를 연결하여 제어할 수 있도록 형성하는 제어부(150);를 포함하되,
상기 제어부(150)는 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 가스 토출압력 측정부(151); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 가스 공급유량 측정부(152); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정부(153); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 산소 토출압력 측정부(154); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 산소 공급유량 측정부(155); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 산소 농도 측정부(156); 상기 가스 토출압력 측정부(151), 가스 공급유량 측정부(152), 가스 농도 측정부(153), 산소 토출압력 측정부(154), 산소 공급유량 측정부(155), 산소 농도 측정부(156)의 데이터를 송수신하는 통신부(157); 상기 통신부(157)에 의해 전송된 데이터를 연산처리하기 위한 연산처리부(158); 상기 통신부(150)에 의해 전송된 데이터를 표시하고 작업자가 조작할 수 있도록 형성하는 디스플레이부(159);를 포함한다.
특히 상기 산소 공급관(110)과 가스 공급관(120)은 서로 다른 지름 및 길이를 갖는 파이프 형태로 형성하여 외부에서 공급하는 산소 및 가스를 전방으로 토출할 수 있다.
여기서 상기 산소 공급관(110)의 내측에 길이방향으로 상기 가스 공급관(120)을 삽입할 수 있다.
한편, 상기 산소 공급관(110)은 출선구의 내측으로 산소를 공급하여 코크스의 연소효율을 향상시켜 응고물의 통액성 확보할 수 있다.
즉, 상기 산소 공급관(110)은 출선구의 내측으로 산소를 집중적으로 공급하는 산소랜싱작업을 수행한다.
이때 상기 산소 공급관(110)은 상기 산소 제어밸브(130) 및 제어부(150)와 연결하여 산소의 토출압력, 공급유량, 농도를 제어할 수 있다.
아울러 상기 가스 공급관(120)은 출선구의 내측으로 가스를 공급하여 열원을 보강하는 역할을 수행한다.
여기서 상기 가스 공급관(120)은 LPG 가스를 공급하여 상기 산소 공급관(110)을 통해서 공급하는 산소와 혼합하여 코크스의 연소효율을 향상시킴으로써 고로 출선구 내측에 위치한 내화물 또는 지금 등과 같은 응고물을 원활하게 용융 및 제거할 수 있다.
이때 상기 가스 공급관(120)은 상기 가스 제어밸브(140) 및 제어부(150)와 연결하여 가스의 토출압력, 공급유량, 농도를 제어할 수 있다.
아울러 상기 가스 공급관(120)으로 공급하는 가스는 첨가제를 포함하되, 상기 첨가제는 메탄올 40 내지 50 중량부, 인산트리뷰틸 30 내지 40 중량부, 에틸아세테이트 20 내지 30 중량부, 중탄산나트륨 3 내지 5 중량부를 포함한다.
여기서 상기 첨가제는 연소효율을 촉진하여 응고물을 쉽게 제거할 수 있다.
특히 상기 인산트리뷰틸 및 에틸아세테이트는 응고물을 용융시키는 기능을 지닌 용매이다.
예를 들어, 가스의 연소효율을 향상시키기 위해서는 산소와 빨리 결합할 수 있도록 반응속도를 높여야 하는데, 이러한 연소반응은 일반적으로 아래와 같이 표현될 수 있다.
메탄올 연소반응 (45%)
CH3OH + 1.5 O2 → CO2 + 2H2O +6,825[kcal/Nm3]
인산트리뷰틸 연소반응 (35%)
2C12H27O4P + 33½O2 → 24CO2 + 27H2O + P2O4 +81,786[kcal/Nm3]
에틸 아세테이트 연소반응 (20%)
C4H3O2 + 6O2 → 4CO2 + 4H2O +22,044[kcal/Nm3]
메탄 연소반응
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O +8,532[kcal/Nm3]
그리고 상기 인산트리뷰틸은 메탄에 비해 발열량이 약 10배 높기 때문에 메탄 양을 줄이는데 효과적이며, 이 물질은 응고물을 용융시키는 기능을 지닌 용매이다.
또한, 상기 에틸아세테이트는 메탄에 비해 발열량이 2.5배 크기 때문에 메탄 양을 줄이는데 효과적이다.
특히 상기 메탄올은 메탄에 비해 발열량은 약간 낮지만, 다양한 물질을 혼합하는 용매로서 메탄가스, 에틸아세테이트, 인산트리뷰틸 물질을 균일하게 혼합하여 균일한 발열량을 내는데 역할을 한다.
따라서 상기 첨가제는 LPG 가스의 연소시 발생되는 오염물질의 원천적인 저감과 Kerf size 및 Burr의 감소시키고 연소효율을 극대화시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 가스 토출압력 측정부(151), 가스 공급유량 측정부(152), 가스 농도 측정부(153), 산소 토출압력 측정부(154), 산소 공급유량 측정부(155), 산소 농도 측정부(156)는 다양한 형태와 기능을 갖는 센서를 사용할 수 있다.
한편, 상기 통신부(157)는 상기 연산처리부(158) 및 디스플레이부(159)의 데이터를 송수신할 수 있도록 유선 또는 무선통신을 활용할 수 있으며, 무선통신인 경우 이동통신(3G, LTE, 5G 등), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비(Zigbee) 등 다양한 통신방식을 이용할 수 있다.
특히 상기 연산처리부(158)는 데이터를 저장하고, 작업자 및 관리자가 원격지에서도 클라우드 서버에 자유롭게 접속하여 저장되어 있는 데이터를 확인하거나 활용할 수 있다.
이때 상기 연산처리부(158)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(159)는 작업자가 용이하게 상기 산소 제어밸브(130) 및 가스 제어밸브(140)와 제어부(150)를 제어할 수 있도록 다수개의 스위치를 형성하거나 또는 HMI 기반의 터치패널을 적용할 수 있다.
이때 상기 디스플레이부(159)는 비상 정지 스위치는 물론 작동 및 정지상태를 발광 유무로 표시할 수 있는 램프를 포함할 수 있다.
아울러 상기 디스플레이부(159)에 표시되는 데이터는 USB메모리, 외장형 하드디스크, 휴대용 저장드라이버 등과 같은 기록수단에 의해서 저장하여 활용할 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연하다.
100: 고로의 산소 랜싱장치
110: 산소 공급관 120: 가스 공급관
130: 산소 제어밸브 140: 가스 제어밸브
150: 제어부 151: 가스 토출압력 측정부
152: 가스 공급유량 측정부 153: 가스 농도 측정부
154: 산소 토출압력 측정부 155: 산소 공급유량 측정부
156: 산소 농도 측정부 157: 통신부
158: 연산처리부 159: 디스플레이부

Claims (3)

  1. 산소를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 산소 공급관(110); 상기 산소 공급관(110)의 내측에 길이방향으로 삽입하여 가스를 전방으로 토출할 수 있도록 형성하는 가스 공급관(120); 상기 산소 공급관(110)과 연결하는 산소 제어밸브(130); 상기 가스 공급관(120)과 연결하는 가스 제어밸브(140); 상기 산소 제어밸브(130) 및 가스 제어밸브(140)를 연결하여 제어할 수 있도록 형성하는 제어부(150);를 포함하되,
    상기 제어부(150)는 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 가스 토출압력 측정부(151); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 가스 공급유량 측정부(152); 상기 가스 공급관(120)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정부(153); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 토출압력을 측정하기 위한 산소 토출압력 측정부(154); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 공급유량을 측정하기 위한 산소 공급유량 측정부(155); 상기 산소 공급관(110)과 연결하여 농도를 측정하기 위한 산소 농도 측정부(156); 상기 가스 토출압력 측정부(151), 가스 공급유량 측정부(152), 가스 농도 측정부(153), 산소 토출압력 측정부(154), 산소 공급유량 측정부(155), 산소 농도 측정부(156)의 데이터를 송수신하는 통신부(157); 상기 통신부(157)에 의해 전송된 데이터를 연산처리하기 위한 연산처리부(158); 상기 통신부(157)에 의해 전송된 데이터를 표시하고 작업자가 조작할 수 있도록 형성하는 디스플레이부(159);를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 산소 랜싱장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 통신부(157)는 유선통신, 무선이동통신, 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비 (Zigbee) 중 어느 하나의 방식에 의해 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 고로의 산소 랜싱장치.
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Citations (9)

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