KR19990001337U - 용광로 가스청정을 위한 비숍 스크러버의 공기퍼지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용광로 가스(BFG)의 청정설비인 비숍 스크러버로부터 가스퍼지를 위한 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버의 공기 퍼지장치에 관한 것으로서, 내측상, 하부에 제 1 단 비숍 집수부(140)와 제 2 비숍 집수부(150)를 갖추며, 상기 제 1 단 비숍 집수구(140)의 하부로는 그 하부에 비숍콘(170)을 갖춘 다수의 하강관(160)이 갖추어지고, 외부로 청정화된 가스를 배출시키며 수봉변(120)을 장착한 배출배관(10)을 갖추며, 일측 하부에는 뚜껑(132)을 가지는 맨홀(130)을 갖춘 비숍 스크러버에 있어서, 상기 수봉변(30)을 갖추어 공기퍼지팬(20)과 연결되고, 상기 맨홀(130)에는 맨홀뚜껑(132)의 개폐에 의하여 동작하는 리미트스위치(70)를 장착하며, 상기 하강관(160)은 개폐밸브(60)를 갖추고, 상기 수봉변(120)(30), 차단밸브(13), 공기퍼지팬(20), 개폐밸브(60) 및 리미트스위치(70)는 제어부(90)에 전기적으로 연결됨으로써 공기를 지관(12), 배출배관(10), 비숍 스크러버(110), 맨홀(130)을 거쳐 퍼지함을 특징으로 하여, 퍼지작업을 보다 신속하고 안전하게 수행할 수 있도록 함으로써 설비가동효율을 향상시키고 안전사고를 예방한다.

Description

용광로 가스청정을 위한 비숍 스크러버의 공기퍼지장치

본 고안은 용광로 가스(BFG)의 청정설비인 비숍 스크러버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용광로의 휴지시에 비숍 스크러버를 증기 또는 질소로 퍼지작업 후 공기 치환하는 정비작업을 보다 신속하고 안전하게 수행할 수 있도록 함으로써 설비가동 효율을 향상시키고 안전사고를 예방하도록 된 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버의 공기 퍼지장치에 관한 것이다.

일반적으로 용광로 조업은 철광석과 코우크스를 로내에 장입하여 고온의 열풍을 불어 넣음으로써 환원용융작용에 의해 용선을 생산하게 되는데 이 과정에서 로내에 불어 넣어진 열풍이 환원용융작용을 일으킨 다음 로 상부로 배출되어지며 이러한 배출가스가 바로 용광로 가스이다. 이 가스는 다량의 더스트(Dust)를 함유한 고온의 가스로써 일산화탄소 함량이 21%에 달하는 맹독성 가스이다.

상기한 용광로가스는 열원으로 사용하기 위하여 비숍 스크러버(Bischoff Scrubber)로서 제진을 하게 되며, 이러한 비숍 스크러버는 그 제진방식이 흐르는 가스중에 고속으로 물을 분사시켜 제진하는 것으로 가스 성분중의 더스트를 완전히 제거하여 연료로 사용할 수 있도록 청정가스로 제진하게 되는 바, 이 과정에서 가스 중의 부식성분으로 인한 설비의 부식, 마모 및 설비고장을 일으키게 되므로 이를 보수, 정비하기 위해 정기적으로 용광로를 휴지하거나 돌발적인 휴지상태에서 이를 보수하게 되는 것이다.

이러한 정비작업을 위해서는 용광로가 휴지된 상태에서 도 1에 도시된 바와 같은 비숍 스크러버(110)의 출측인 수봉변(120)을 차단하고, 일정 시간동안 증기 또는 질소로 퍼지(purge)를 실시한 후, 가스 검지를 실시하여 양호(일산화탄소 농도 50ppm이하)한 상태로 판정되는 경우, 용광로의 노정부 관석장입부에 점화를 실시하며, 이어서 비숍 스크러버(110)의 맨홀(130)로부터 뚜껑(132)을 개방하여 공기를 치환한 후, 산소농도를 측정하여 그 농도가 적정치(통상 18%) 이상인 경우 작업자가 직접 비숍 스크러버(110)의 내부에 진입하여 정비작업을 수행하였다. (140) 및 (150)은 제 1 단 비숍 집수부 및 제 2 단 비숍 집수부이고, (160)은 상기 제 1 단 비숍 집수부(140)로부터 제 2 단 비숍 집수부(150)로 내려오는 하강관으로서 이는 제 1 단 비숍 집수부(140)에서 1차로 집진된 가스를 2차로 집진하도록 구성하는 것이며, (17)은 비숍 콘으로서 이는 하강관(160)의 하부측 개도를 개폐하여 조절할 수 있도록 하고, (142)(152)는 제 1 및 제 2 비숍 집수부(140)(150)의 하부에 연결된 드레인배관이다. 그리고, (120a)(120b)는 수봉변에 설치된 레벨스위치이고, (120c)는 수봉변(120) 전류측에 설치된 방산브리더이며, (122)는 방산브리더(120c)의 전류측으로 설치된 바이패스밸브이다.

그러나, 이러한 종래의 가스퍼지 및 공기치환방법은 여러 가지 문제점을 가지게 되는 바, 비숍 스크러버는 내부 구조상 구석의 사각부분이 많아 가스 퍼지와 공기 치환이 완벽하게 이루어지지 못하여 유독가스가 잔류할 뿐만 아니라 자연 대류에 의한 공기 치환을 행하고 있는 것이어서 그 시간이 장시간 소요됨으로써 작업지연과 유독가스에 의한 가스중독사고 등 안전상 매우 위험한 상태이었고, 이러한 문제점의 대책으로 비숍 스크러버 하부 맨홀부에서 강제 통풍팬으로 공기를 불어 넣는 방법이 있으나 역시 비숍 스크러버의 내부 구조상 불어 넣어진 공기가 순환되지 못하고 입구에서 역류함으로써 공기치환이 용이하게 이루어지지 못하는 문제점이 여전히 존재하는 것이었으며, 산소 및 공기마스크를 착용하고 작업하는 방법이 있으나 좁은 공간에서의 중량물 취급 및 용접 등의 작업여건상 이러한 보호구 착용 상태에서는 작업이 지연되거나 그 작업 자체가 불가능한 것이었고, 용광로 노정부에서 어떠한 원인으로 맨홀 추가 개방 등이 발생하면 노정 브리더의 벤트력이 감소되어지거나 소멸되어 비숍 스크러버로 노정가스 역류가 발생함으로써 작업원이 화상을 입는 등 안전사고의 위험이 도사리고 있으며, 이러한 가스퍼지 및 공기치환작업은 인력에 의해 모두 수작업으로 이루어지는 것으로 작업부하가중과 불량한 작업여건상 그 작업의 신뢰성이 저하하는 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 용광로 가스의 청정설비인 비숍 스크러버를 그 휴지시에 증기 또는 질소퍼지작업 후 공기치환하는 정비작업을 보다 신속하고 안전하게 수행할 수 있도록 함으로써 설비 가동효율을 향상시키고 안전사고를 예방하도록 된 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버의 공기 퍼지장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 비숍 스크러버 퍼지를 위한 구성을 개략적으로 도시한 정면도

도 2는 본 고안에 따른 비숍 스크러버 퍼지를 위한 구성을 개략적으로 도시한 정면도

도 3은 본 고안의 구성요소인 가스검지부를 보다 상세하게 도시한 상세 구성도

도 4는 본 고안의 구성요소인 상승관 개폐밸브를 도시한 상세 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 배출배관12 : 지관

13 : 차단밸브20 : 공기퍼지팬

30 : 수봉변30a, 30b : 센서

50 : 가스검지부52 : 가스흡입구

54 : 가스센서수용통54a, 54b : 가스센서

56b : 벤트팬60 : 개폐밸브

70 : 리미트스위치90 : 제어부

110 : 비숍 스크러버120 : 수봉변

130 : 맨홀140, 150 : 비숍 집수구

160 : 하강관

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 고안은, 내측 상, 하부에 제 1 단 비숍 집수부와 제 1 단 비숍 집수부를 갖추며, 상기 제 1 단 비숍 집수부의 하부로는 그 하부에 비숍콘을 갖춘 다수의 하강관이 갖추어지고, 외부로 청정화된 가스를 배출시키며 수봉변을 장착한 배출배관을 갖추며, 일측 하부에는 뚜껑을 가지는 맨홀을 갖춘 비숍 스크러버에 있어서, 상기 수봉변 전방측 배출배관으로부터 분지된 지관은 차단밸브와 수봉변을 갖추어 공기퍼지팬과 연결되고, 상기 맨홀에는 맨홀뚜껑의 개폐에 의하여 동작하는 리미트스위치를 장착하며, 상기 하강관은 개폐밸브를 갖추고, 상기 수봉변, 차단밸브, 공기퍼지팬, 개폐밸브 및 리미트스위치는 제어부에 전기적으로 연결됨으로써 공기를 지관, 배출배관, 비숍 스크러버, 맨홀을 거쳐 퍼지함을 특징으로 하는 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버의 공기 퍼지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 공기 퍼지장치를 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버에 장착한 상태를 도시한 개략 구성도로서, 도 1에서 보여지는 종래 기술과 동일한 구성의 구성요소들에 대하여는 도 1과 동일한 부호를 부여하여 상세한 설명은 피하기로 한다.

비숍 스크러버(110)로부터 청정화되어진 가스를 사용개소로 수송하기 위한 배출배관(10)은 바이패스밸브(122)와 수봉변(120) 사이에 지관(12)을 형성하고, 상기 지관(12)은 그 지관(12)을 통하여 배출배관(10) 측으로 고압의 공기를 퍼지할 수 있도록 된 공기퍼지팬(Air Purge Fan)(20)과 연결되며, 이러한 지관(12)은 공기퍼지팬(20)으로부터의 퍼지공기를 개폐하기 위하여 전동식 차단밸브(13)를 갖추고, 또한 상기 지관(12)에는 차단밸브(13)와 공기퍼지팬(20) 사이에 배출배관(10)의 수봉변(120)과 대략 동일한 구성을 가지는 수봉변(30)을 설치한다.

상기 수봉변(30)은 수봉 및 해봉이 자동으로 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 수봉변(30)의 상한 레벨감지를 위한 센서(30a)측 레벨에 연결될 수봉수 급수배관(32)에 그를 개폐하기 위한 밸브(32a)를 설치하고, 수봉변(30)의 하한 레벨감지를 위한 센서(30b)측 레벨에 연결될 드레인배관(34)에 그를 개폐하기 위한 밸브(34a)를 설치하는 구성을 가진다.

상기 지관(12)의 차단밸브(13)와, 공기퍼지팬(20)과, 센서(30a)(30b)와, 급수배관(32)의 밸브(32a) 및, 드레인배관(34)의 밸브(34a)는 각각 제어부(90)에 전기적으로 연결됨으로써 제어신호를 전송하거나 전송받을 수 있도록 한다. 마찬가지로, 배출배관(10)의 바이패스밸브(122)와, 수봉변(120)의 센서(120a)(120b)도 각각 제어부(90)에 전기적으로 연결된다.

또한, 본 고안은 비숍 스크러버(110)의 제 1 단 비숍 집수부(140) 상, 하부측의 다수 개소에 그 부분의 일산화탄소와 산소의 함량을 검지하기 위한 가스검지부(50)를 각각 장착하는 바, 이는 도 3에 보다 상세하게 도시한 바와 같이 비숍 스크러버(110) 본체의 내부로 삽입되는 가스 흡입구(52)를 가지며, 이러한 가스 흡입구(52)는 그 단부가 하부측으로 향하도록 대략의 ㄱ자형으로 절곡됨으로써 비숍 스크러버(110) 내부의 가스를 보다 용이하게 흡입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 가스 흡입구(52)의 외측 단부는 플랜지(Flange) 이음에 의하여 차단밸브(53)를 매개로 가스센서수용통(54)과 연결되고, 상기 가스센서수용통(54)에는 일산화탄소와 산소를 검지하기 위한 센서(54a)(54b)를 각각 수용하며, 또한 상기 가스센서 수용통(54)의 전류측 단부와 후류측 단부에는 각각 질소 퍼지용 퍼지배관(54c)과 배출배관(54d)가 각각 연결되고, 이러한 배관(54c)(54d)에는 각각 차단밸브(54c')(54d')가 장착된다. 상기 밸브(53)(54c')(54d')와 센서(54a)(54b)는 각각 제어부(90)에 전기적으로 연결된다.

그리고, 상기 가스센서수용통(54)의 타단부측은 내경이 축소된 내경축소배관(56)을 형성하여 일정길이 연장되고, 이러한 내경축소배관(56)에는 가스의 흐름을 차단하기 위한 차단밸브(56a)와, 그 차단밸브(56a)의 후류측으로 가스흡입구(52)를 통하여 가스를 흡입할 수 있도록 하는 벤트팬(Vent Fan)(56b)을 장착하며, 상기 내경축소배관(56)의 외측 단부는 우기시 빗물 등의 침투 등을 방지할 수 있도록 하부측으로 절곡되어지는 것이 바람직하다. 또한 상기 차단밸브(56a)와 벤트팬(56b)은 각각 제어부(90)에 전기적으로 연결되어진다.

또한, 본 고안은 하강관(160)의 상단부에 그 통로를 개폐할 수 있는 개폐밸브(60)를 각각 설치하는 바, 이러한 개폐밸브(60)는 외부측에 위치하여 제어부(90)에 연결됨으로써 그로부터 신호를 받아 구동할 수 있도록 된 구동액튜에이터(62)와, 상기 구동액튜에이터(62)에 연결되고 하강관(160)의 상단부측 내부에 설치되어 상기 구동액튜에이터(62)의 작동시 회전동작에 의하여 그 하강관(160)을 개폐할 수 있도록 된 원판형 디스크(64)로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 맨홀(130)에는 리미트스위치(70)를 설치함으로써 뚜껑(132)이 열리고 닫히는 것을 감지할 수 있도록 한다. 물론, 상기 개폐밸브(60)와 리미트스위치(70)는 각각 제어부(90)에 전기적으로 연결된다.

상기한 구성으로 이루어진 본 고안의 작용을 설명한다.

본 고안은 용광로의 휴지시 비숍 스크러버(110)의 수봉변(120) 측으로 공기를 주입함으로써 그 공기에 의하여 비숍 스크러버(110)의 내부가 청소되고 이러한 공기가 맨홀(130) 측으로 배출되는 것을 특징으로 한다.

즉, 제어부(90)에 설치되어지는 시작버튼(미도시)을 누르게 되면, 그 제어부(90)는 외부신호인 완료신호에 의하여 용광로의 노정점화가 완료되었는지, 센서(120a)(120b)로부터의 신호에 의하여 급속수봉변(120)에서의 수봉이 완료된 상태인지, 리미트스위치(70)의 신호에 의하여 맨홀(130)이 개방되었는지를 점검하여 이들이 모두 예(Yes)로 판명되어지면 수봉변(30)의 드레인배관(34)의 밸브(34a)가 개방되어 해봉이 개시되고, 이후 수봉변(30)의 레벨 센서(30b)에 신호가 발생하면 지관(12)의 차단밸브(13)가 개방되어진다.

계속하여 공기퍼지팬(20)이 가동되면 그로부터 공급되는 고압의 공기가 지관(12)과 배출배관(10)을 통하여 비숍 스크러버(110)의 내부를 퍼지하게 되고, 타이머(미도시)를 이용하여 일정시간 경과후 하강관(160)에 설치되어지는 개폐밸브(60)를 동작시켜 하강관(160)을 차단함으로써 노정부로부터의 역류를 근본적으로 차단하며, 또한 상기 개폐밸브(60)의 닫힘 후 타이머(미도시) 설정에 의한 일정 시간 경과 후에는 가스검지부(50)가 작동을 개시하게 된다.

이러한 가스검지부(50)의 동작순서는 우선 질소퍼지를 위한 배관(54c)(54d)의 밸브(54c')(54d')가 닫히고, 이어서 입구로 차단밸브(53)와 출구측 차단밸브(56a)가 차례로 열리며, 계속하여 벤트팬(56b)이 가동되면 비숍 스크러버(110) 내부의 가스는 가스 흡입구(52)를 통하여 가스센서수용통(54)의 내부를 거쳐 외부로 배출되어지고, 따라서 상기 가스센서수용통(54)의 센서(54a)(54b)에 의하여 가스 중의 일산화탄소 및 산소의 농도가 검지되어지게 된다.

즉, 상기 가스검지부(50)에 의하여 제 1 단 비숍 집수부(140)와 제 2 단 비숍 집수부(150)에서의 일산화탄소 및 산소농도가 적정한지가 검지되어질 수 있고, 마찬가지로 일정 시간 경과 후에는 타이머에 의하여 벤트팬(56b)은 정지된다.

이러한 본 고안에 의하면 종래에는 비숍 스크러버(110)의 내부구조가 가지는 특성상 구석진 사각부분이 많아 가스 퍼지 및 공기치환이 불량하여 유독가스의 잔류현상에 의한 중독사망 등 위험한 문제점이 있었으나 본 고안은 퍼지를 위한 공기의 흐름이 수봉변(120)측으로부터 들어와 맨홀(130)측으로 배출되는 것으로 이는 비숍 스크러버(110)의 내부를 완벽하게 퍼지할 수 있는 것이고, 종래에는 퍼지 및 치환시간이 장시간 소요됨으로써 작업지연 등이 있었고 또한 그 치환방법 자체가 별다른 효과를 가지지 못하였으나 본 고안의 경우 빠른 시간안에 공기퍼지가 가능하게 되며, 종래에는 용광로 노정부의 맨홀 추가 개방 등 기타 사유로 인하여 노정가스의 역류현상과 비숍 스크러버 내부에 가스 잔류시 안전보호구를 착용하고 들어가서 작업을 수행하여야 하고 또한 위급시 작업을 중단하는 것이지만 본 고안은 노정부의 가스역류를 차단할 수 있음은 물론 잔류가스를 완전하게 해소함으로써 안전하고 중단없이 작업을 진행할 수 있는 장점이 있고, 종래에는 치환작업 자체가 모두 수작업에 의존하던 것을 자동으로 수행할 수 있도록 함으로써 보다 신속하고 안전하게 작업이 이루어져 작업부하를 감소시키는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버의 공기 퍼지 장치에 의하면, 용광로 가스의 청정설비인 비숍 스크러버를 청소 및 정비하는 경우 통상의 가스배출부인 배출배관(10)측을 퍼지를 위한 공기주입구로 하고, 통상의 공기퍼지를 위한 주입구인 맨홀(130)을 퍼지공기의 배출구로 설정하는 구성에 의하여, 구석진 사각부위를 보다 완벽하게 청소할 수 있고, 또한 비숍 스크러버(110)의 내부 가스의 농도를 가스검지부(50)에 의하여 자동으로 검지할 수 있도록 하여, 용광로의 휴지시에 비숍 스크러버를 증기 또는 질소로 퍼지작업 후 공기치환하는 정비작업을 보다 신속하고 안전하게 수행할 수 있게 하고, 이는 설비가동효율을 향상시키고 안전사고를 예방하는 실용상의 우수한 효과를 가지는 것이다.

Claims (2)

1. 내측 상, 하부에 제 1 단 비숍집수부(140)와 제 2 단 비숍 집수부(150)를 갖추며, 상기 제 1 비숍 집수부(140)의 하부로는 그 하부에 비숍콘(170)을 갖춘 다수의 하강관(160)이 갖추어지고, 외부로 청정화된 가스를 배출시키며 수봉변(120)을 장착한 배출배관(10)을 갖추며, 일측 하부에는 뚜껑(132)을 가지는 맨홀(130)을 갖춘 비숍 스크러버에 있어서,

   상기 수봉변(120) 전방측 배출배관(10)으로부터 분지된 지관(12)은 차단밸브(13)와 수봉변(30)을 갖추어 공기퍼지팬(20)과 연결되고, 상기 맨홀(130)에는 맨홀뚜껑(132)의 개폐에 의하여 동작하는 리미트스위치(70)를 장착하며, 상기 하강관(160)은 개폐밸브(60)를 갖추고, 상기 수봉변(120)(30), 차단밸브(13), 공기퍼지팬(20), 개폐밸브(60) 및 리미트스위치(70)는 제어부(90)에 전기적으로 연결됨으로써 공기를 지관(12), 배출배관(10), 비숍 스크러버(110), 맨홀(130)을 거쳐 퍼지함을 특징으로 하는 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버의 공기 퍼지장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 비숍 스크러버(110)의 제 1 단 비숍 집수부(140)의 상하부측에는, 비숍 스크러버(110)의 내측으로 위치하는 가스흡입구(52)와, 상기 가스흡입구(52)에 차단밸브(53)를 매개로 연결된 가스센서수용통 (54)과, 상기 가스센서수용통(54) 내부에 갖추어진 가스센서(54a)(54b)와, 상기 가스센서수용통(54)에 연결되며 차단밸브(56a)와 벤트팬(56b)을 갖춘 내경축소배관(56)으로 이루어진 가스검지부(50)를 갖추며, 상기 밸브(53)(56a), 센서(54a)(54b) 및, 벤트팬(56b)은 제어부(90)에 연결됨으로써 비숍 스크러버(110) 내부의 일산화탄소와 산소농도를 검지할 수 있음을 특징으로 하는 용광로 가스 청정을 위한 비숍 스크러버의 공기 퍼지장치.