KR19990013674A - 용광로에 대한 공급 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 등온 압축기(3) 또는 (반경 방향) 원심 압축기(11)로부터 유래하고, 경우에 따라서는 산소가 농후한 공기를 용광로(1)에 공급하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

용광로에 대한 공급 방법 및 장치
본 발명은 용광로에 대한 공급 방법 및 장치에 관한 것이다.
용광로의 기저부에는 다량의 공기, 경우에 따라서는 블라스트(blast)로서 명명되는 산소가 농후한 공기가 공급된다. 블라스트는 송풍기로 명명되는 하나 이상의 압축기에 의해서 통상 3 바아 내지 6 바아의 압력까지 압축되는 것이 일반적이다.
이러한 압축기는 단계간(interstage) 압축기를 구비하지 않기 때문에, 이 경우에 수행되는 압축 단계는 단열 유형의 압축 단계로서, 팽창된 에너지의 일부가 블라스트를 가열하는 작용을 하며, 이와 같이 압축된 블라스트에 의해서 송풍기의 온도는 150℃ 내지 250℃로 가열된다.
이 경우에, 블라스트 내에 함유된 물의 양은 주변 공기 중에 함유된 물의 양에 상응한다.
본 발명의 제1 목적은 용광로에 공기를 공급하는 압축기의 에너지 소비량을 감소시키는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 장치에 소요되는 투자 비용을 감소시키는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명에 의하면, 용광로에 사용되는 공기 또는 산소가 농후한 공기의 적어도 일부분이 1회 이상의 등온 압축 단계를 갖는 N회의 압축 단계를 포함하는 압축기로부터 유래하는 것을 특징으로 하는, 용광로에 대한 공급 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 의하면,
- 등온 압축기로부터 유래한 공기, 경우에 따라서는 산소가 농후한 공기를 용광로 상류의 가열 수단으로 급송하고,
- 최종 압축 단계는 등온 압축 단계이며,
- 압축기로부터 유래한 공기의 일부는 공기로부터 1종 이상의 가스를 생성하는 공기 분리 장치로 급송하고,
- 공기 분리 장치로부터 유래한 가스를 용광로에 급송한다.
이외에도, 본 발명에 의하면, 용광로에 사용되는 공기, 경우에 따라서는 산소가 농후한 공기를 압축시키기 위한 수단을 포함하는, 용광로에 대한 공급 장치가 제공되며, 이와 같은 본 발명의 장치는 상기 수단이 1회 이상의 등온 압축 단계를 갖는 N회의 압축 단계를 포함하는 압축기로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 의하면,
- 상기 압축 수단은 원심형 압축기로 이루어지고,
- 압축 수단의 하류와 용광로의 상류에 공기를 가열하기 위한 수단이 장착되며,
- N-1회째 단계의 하류 또는 최종 단계의 하류에 냉동 수단이 장착되고,
- 압축 수단으로부터 유래한 공기를 냉각시키기 위한 수단은 직접 접촉 냉각기 또는 간접 접촉 냉각기로 구성되며,
- 압축 수단으로부터 유래한 공기는 공기로부터 1종 이상의 가스를 생성하는 공기 분리 장치로 급송되고,
- 공기 분리 장치로부터 유래한 가스는 용광로에 급송된다.
이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
도 1에서, 용광로(1)에 사용되는 공기는 단계간 냉각기(5)를 구비한 등온 압축기(3)에서 3 바아 내지 6 바아까지 압축된다.
공기 중에 함유된 수증기의 일부는 상기 냉각기(5)를 통과할 때 응축에 의해서 제거될 것이다. 공기는 약 100℃의 온도 하에 압축기로부터 배출되며, 경우에 따라서는 수냉식 냉각기(6)와 같은 적합한 냉동 시스템에 의해서 냉각될 수 있다.
이와 같이 건조된 공기는 쿠퍼(Cowpers)(7)에서 1000℃까지 가열된 후에, 용광로 내로 주입된다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 등온 압축기(3)으로부터 유래한 공기의 일부는 쿠퍼(7)의 상류에서 제거되어 공기 증류 칼럼을 포함하는 공기 분리 장치(9)로 급송될 수 있다. 상기 장치에 의해 생성된 산소는 용광로에 사용되는 공기를 농축시킬 수 있으며, 쿠퍼(7)에서 이 공기와 함께 가열될 수 있다. 다른 유형의 공기 분리 장치를 사용할 수 있음은 물론이다.
그러므로, 공기 분리 장치(9)에는 등온 압축기로부터 전적으로, 또는 부분적으로 공기가 공급될 수 있다. 상기 압축기는 원심형 압축기일 수 있다.
도 3에서, 용광로에는 단계간 냉동 수단을 갖지 않는 원심 압축기(11)로부터 유래한 공기가 공급된다. 따라서, 압축은 단열 유형의 압축이다.
본 발명의 장점은, 용광로에 의해 생성되는 선철의 제조 비용을 상상히 감소시킬 수 있다는 점이다.
이와 같은 비용 감소에 기여하는 요인으로는 다음을 들 수 있다:
- 주어진 압력 하에서 동일한 공기의 흐름을 압축시키는 데 있어서, 단열 압축기보다 훨씬 작은 에너지를 소비하는 등온 압축기를 사용함으로써 송풍기의 에너지 소비량이 감소되고,
- 통상 상기 용도에 사용하고자 설치되는 축방향 압축기보다 투자 비용 면에서 저렴한 원심 압축기를 선택적으로 사용하며,
- 공기 중에 함유된 수증기의 일부분이 응축됨으로써 블라스트가 부분적으로 건조되기 때문에 용광로에서 코우크스 소비량이 감소된다.
이와 같은 건조 작업에 의하면, 용광로의 용해 영역에서 수증기가 수소로 환원되는 흡열 반응이 방지되므로 코우크스 소비량이 감소된다.
건조 작업은 등온 압축기의 단계간 냉각기를, 그리고 경우에 따라서는 송풍기의 최종 냉각기를(이 냉각기를 설치하는 것이 경제적으로 유리할 경우) 통과하는 공기 중의 수증기를 응축시킴으로써 수행된다.
이 경우에, 공기는 단열 송풍기를 사용할 경우보다 더 낮은 온도에서 쿠퍼 내로 주입될 것이므로, 쿠퍼로부터 배출되는 연도 가스로부터 열을 회수하기 위한 재생기를 구비하는 장치의 경우에는 블라스트를 가열하는 데 필요한 연료 소비량을 증가시키는 결과를 초래할 것이다.
대부분의 경우에, 연도 가스는 250℃ 이상의 온도에서 배기되므로, 등온 압축기로부터 유래하고 경우에 따라서는 냉동된 공기를 쿠퍼에 공급한 결과, 실제로 연도 가스가 배기되는 온도를 감소시킬 수 있지만, 블라스트를 가열하는 데 소요되는 연료 소비량은 증가하지 않거나 극소하게 증가할 것이다.
별법으로서, 이와 동일한 등온 송풍기로부터 공기 분리 유닛에 공기를 공급할 경우에는, 공기 압축에 대한 상승 효과로부터 얻어지는 장점에 기인하여, 용광로의 요건 및/또는 기타 소비자의 요구에 따라서 공기로부터 1종 이상의 가스를 생성시킬 수 있으므로, 전체적인 투자를 감소시킬 수 있고, 따라서 이와 같이 제조되는 가스의 비용을 감소시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 용광로(1)에 대한 공급 방법으로서, 용광로에 사용되는 공기 또는 산소가 농후한 공기의 적어도 일부분이 N회의 압축 단계를 갖는(여기서, N은 1보다 큼) 압축기로부터 유래하는 공급 방법에 있어서,
    상기 압축기가 최종 등온 압축 단계(3) 이외에 1회 이상의 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 공급 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 등온 압축기(3)으로부터 유래한 공기, 경우에 따라서는 산소가 농후한 공기를 용광로 상류의 가열 수단(7)에 급송하는 공급 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 최종 압축 단계가 등온 압축 단계인 공급 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 압축기로부터 유래한 공기의 일부분을 공기로부터 1종 이상의 가스를 생성하는 공기 분리 장치(9)로 급송하는 공급 방법.
  5. 제4항에 있어서, 공기 분리 장치(9)로부터 유래한 공기로부터 얻은 가스를 용광로(1)에 급송하는 공급 방법.
  6. 용광로(1)에 대한 공급 장치로서, 용광로에 사용되고 경우에 따라서는 산소가 농후한 공기를 압축시키기 위한 수단을 포함하고, 상기 수단은 N회의 압축 단계를 갖는(여기서, N은 1보다 큼) 압축기로 구성되는 공급 장치에 있어서,
    상기 압축기가 최종 등온 압축 단계(3) 이외에 1회 이상의 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 공급 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 압축 수단이 원심형 압축기(3)으로 구성되는 공급 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 압축 수단의 하류와 용광로의 상류에 공기를 가열하기 위한 수단(7)을 포함하는 공급 장치.
  9. 제 6항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 최종 압축 단계를 냉동시키기 위한 수단(6)을 포함하는 공급 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 압축 수단으로부터 유래한 공기를 냉동시키기 위한 수단(6)이 직접 접촉 냉각기 또는 간접 접촉 냉각기로 이루어지는 공급 장치.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 압축 수단으로부터 유래한 공기를 공기로부터 1종 이상의 가스를 생성하는 공기 분리 장치(9)로 급송하기 위한 수단을 포함하는 공급 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 공기 분리 장치(9)로부터 유래한 공기로부터 얻은 가스를 용광로(1)에 급송하기 위한 수단을 포함하는 공급 장치.
  13. 용광로(1)에 대한 공급 장치로서, 용광로에 사용되고 경우에 따라서는 산소가 농후한 공기를 압축시키기 위한 수단을 포함하는 공급 장치에 있어서, 상기 수단이 원심형 단열 압축기(11)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공급 장치.
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