KR20010049082A

KR20010049082A - 노내 상승가스를 이용한 장입물호퍼의 직접 균압방법

Info

Publication number: KR20010049082A
Application number: KR1019990054011A
Authority: KR
Inventors: 김재식
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-15
Also published as: KR100605524B1

Abstract

본 발명은 노내 상승가스를 이용한 장입물호퍼의 직접 균압방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 연,원료 장입시 발생되는 고로 가스를 적절히 배출제어할 수 있는 직접균압밸브 및 직접균압제어밸브를 구비하고, 균압지령이 발령되었을 때 이들을 적절히 개폐함과 동시에 연,원료를 장입하고 장입완료 후에는 이들을 폐쇄함과 아울러 질소퍼지밸브 및 흡입질소밸브를 일정시간동안 개방한 후 폐쇄토록 제어함에 의해 달성된다.

이에 따라, 본 발명은 노정호퍼의 균압 완료후 연,원료 장입시 호퍼의 압력손실을 방지하여 장입물 배출속도를 향상시킴으로써 원활한 용선 배출을 유도하여 그 생산량을 증대시킴은 물론 균압시 필요이상으로 고가의 질소가스를 사용하지 않아도 되기 때문에 생산원가의 절감은 물론 양질의 용선생산에 기여하는 효과를 제공한다.

Description

노내 상승가스를 이용한 장입물호퍼의 직접 균압방법{DIRECT PRESSURE EQUALIZING METHOD OF HOPPER USING IN BLAST FURNACE RISING GAS}

본 발명은 고로에 연,원료를 장입할 때 생기는 가스를 이용하여 직접 균압시키는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로내 장입물을 장입하기 위해 노정호퍼의 압력과 동일 이상의 압력으로 균압시키는 장치에서 고로 가스를 이용하여 직접 균압함으로써 장입속도를 현저히 향상시킬 수 있도록 한 노내 상승가스를 이용한 장입물호퍼의 직접 균압방법에 관한 것이다.

도 1을 참고하여 종래 고로 공정을 살펴보면, 고로 내부의 장입물 용융속도에 따라 광석검출기(2)가 동작되고 이어 광석 장입지령이 발하게 된다.

통상, 장입물은 배압단계-원료수입단계-균압단계-장입단계를 거치도록 운전되는 바, 먼저 원료에서 평량된 광석을 호퍼(15)로 이송시키기 위해 호퍼(15)의 압력을 대기압으로 배압시키는 배압밸브(11)(12)가 동작하게 된다.

배압 진행은 원료의 광석 이송신호, 즉 게이트오픈 신호에 의해 동작하게 되는데 배압밸브(11)(12)가 개방되어 대기압으로 되면 실밸브(SEAL VALVE)(6)가 개방되어 광석을 수입(SWEEP)한 후 폐쇄된다.

1차적으로 배압이 완료되어 광석이 수입되면 고로(1) 노정압력으로 호퍼(15) 내부에 균일압을 가하게 되는데 이는 노정압력이 과다하기 때문에(대략 2600ｇ／㎠) 장입밸브의 동작시 과부하의 원인이 되고 또한 순간적인 압력으로 호퍼(15)를 타격하여 광석을 상부로 비산시키게 되는 현상을 제거하기 위한 것이다.

이러한 균압제어는 배압밸브 및 장입밸브의 폐쇄가 완료되면 더스트배출밸브(8)가 개방되고 1차균압밸브(10)가 개방되어 균압이 이루어지게 된다.

시간설정에 의해 일정시간이 경과되면 상기 1차균압밸브(10)가 폐쇄되고 2차균압밸브(7)가 개방되어 노정압력 대비 +200ｇ／㎠이 되도록 제어하게 된다.

이때 사용되는 균압제어용 가스는 질소이다.

균압이 완료되면 광석검출기(2)로부터 전송된 신호에 의해 장입레벨이 설정되고 장입레벨에 도달되면 장입되게 된다.

장입과정은 고로 내부의 광석분포를 일정하기 하기 위해 정밀한 제어가 이루어져야 하며, 광석분포가 흐트러질 경우에는 노황부조 등의 문제가 야기되므로 주의 하여야 한다.

먼저, 광석검출기(2)가 대기 위치로 올라오면 경동선회슈트(3)가 가동되어 회전하면서 일정각도로 위치하게 되는 바, 이는 광석의 레벨정도 혹은 광석의 종류에 따라 다르게 설정될 수 있다.

상기 경동선회슈트(3)가 일정위치에 이르면 실밸브(4)가 개방되고 유량조절밸브(5)가 일정각도로 개방되게 된다.

이어, 장입물이 장입되게 되는 바, 장입이 완료되면 상술한 바의 역순으로 동작하고 광석검출기(2)는 지속적으로 작동된다.

상술한 과정에서 호퍼(15)의 압력이 노내 상황의 급변으로 설정치 이상 증가하게 되면 비상배압밸브(13)가 개방되어 설비를 보호하게 된다.

그런데, 1차균압후 2차균압이 완료되어 장입물을 장입하게 될 때 여러 가지 요인에 의해 광석이 낙하되면서 호퍼(15) 내부의 압력편차에 의해 압력이 높은곳에서 낮은곳으로 신속하게 이동되게 되며, 이를테면 노내부에서 장입물호퍼 측으로, 비록 2차균압밸브(7)가 개방되어 질소를 순간적으로 보충한다고 하더라도 이를 감당치 못하게 된다.

이러한 현상에 의해 장입물 배출속도가 현저히 느려지게 되어 정상조업에 차질을 일으키며 궁극적으로는 용선 생산량을 저하시키게 된다.

또한, 장입물호퍼의 균압시 필요 이상의 질소를 사용함으로써 노 내부의 환원과정에서 발생되는 부산물인 고로가스(B.F.G:이산화탄소, 일산화탄소, 수소, 질소 등)의 질이 떨어지게 되고, 필요이상의 질소 충입으로 고로가스의 연소성을 저하시키게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 광석을 고로에 장입하는 과정에서 호퍼의 압력손실에 따른 장입시간의 지연, 필요이상의 질소가스를 사용하는 것을 억제하고 노내 가스를 이용하여 직접 균압함으로써 장입물호퍼와 노내부의 압력편차를 최소화하여 장입물의 장입시 노내 이상장입을 방지할 수 있도록 한 노내 상승가스를 이용한 장입물호퍼의 직접 균압방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배압, 균압, 장입밸브를 갖는 노정설비의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 고로 가스를 이용한 직접 균압수단이 구비된 노정설비의 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 직접 균압수단을 제어하기 위한 제어부의 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 직접 균압방법을 예시한 플로우챠트,

도 5는 본 발명과 종래 기술에 따른 노정호퍼의 압력손실 차이를 예시한 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고로, 2 : 광석검출기,

7 : 2차균압밸브, 10 : 1차균압밸브,

12 : 배압밸브, 15 : 호퍼,

16 : 고로 상승가스관, 16a : 노내 환원가스 인출관,

19-1,19-2 : 직접균압밸브, 20 : 직접균압제어밸브,

21-1 : 질소퍼지밸브, 21-2 : 흡입질소밸브,

22 : 대기방산밸브.

상기한 본 발명의 목적은 고로 장입물 배출개시 지령이 발생하면 연,원료 평량 및 이송설비인 원료설비의 이상유무를 판단 연,원료를 배출함과 아울러 배압, 수입완료 후 균압지령을 발령하는 제1단계와; 상기 제1단계 후 1차균압모드, 1,2차균압모드, 직접균압모드중 어느 하나의 균압모드를 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 1차균압모드를 선택하였을 경우에는 1차균압밸브를 개방하여 일정시간동안 균압한 후 균압이 완료되면 연,원료의 장입을 개시하는 제3단계와; 상기 제2단계에서 1,2차균압모드를 선택하였을 경우에는 1차균압밸브를 개방하여 일정시간 경과후 상기 1차균압밸브를 폐쇄하고 이어 2차균압밸브를 개방하여 균압을 진행하고 균압이 완료되면 장입을 개시하는 제4단계와; 상기 제2단계에서 직접균압모드를 선택하였을 경우에는 직접균압밸브를 개방하고 이어 직접균압제어밸브도 개방한 후 균압을 진행하여 균압이 완료되면 장입을 개시하는 제5단계와; 상기 제3,4단계중 어느 한 단계를 수행한 후 장입이 완료되면 해당 단계에서 개방한 각 밸브를 폐쇄한 후 상기 제1단계로 순환되는 제6단계와; 상기 5단계후 장입이 완료되면 각 밸브를 폐쇄 확인한 후 질소퍼지밸브 및 흡입질소밸브를 개방하고 5초 이상이 되면 상기 질소퍼지밸브 및 흡입질소밸브를 폐쇄한 후 상기 제1단계로 순환되는 제7단계를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 노내 가스를 이용한 직접 균압수단이 구비된 노정설비의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 직접 균압수단의 제어과정을 도시한 블럭도이다.

상기 도면들에 따르면, 고로(1) 양측에 설치된 가스상승관(16)의 측면에는 노내 환원가스인출관(16a)이 설치된다.

상기 환원가스인출관(16a)에는 두 개의 직접균압밸브(19-1)(19-2)가 구비된다.

상기 직접균압밸브(19-1)(19-2)는 고로(1) 내부의 노정에서 노내부의 가스인출배관을 호퍼(15)와 연결설치하고 배관내 가스의 흐름을 개,폐 및 실링할 목적으로 설치되며, 직접균압밸브(19-1)(19-2)의 사이에는 직접균압제어밸브(20)가 설치되어 균압을 정밀제어하게 된다.

그리고, 상기 직접균압제어밸브(20)의 입측 및 출측에는 각각 질소퍼지밸브(21-1)가 설치된다.

상기 질소퍼지밸브(21-1)는 고로(1) 내부의 가스는 분진이 많이 포함되어 있으므로 밸브 및 내부 배관 사이에 먼지가 고착되어 실링이 불량하고 밸브의 원활한 동작을 방해하므로 이를 청소하기 위한 것이며, 제거된 분진을 배출시키기 위해 상기 직접균압제어밸브(20)의 출측인 연결되는 배출퍼지밸브(21-2)가 설치된다.

또한, 정기수리시나 비상수리시 혹은 밸브정비시에 내부 가스를 치환하기 위하여 상기 배출퍼지밸브(21-2)측과 인접하여 대기방산밸브(22)가 설치된다.

상술한 밸브들을 제어하기 위하여, 연,원료처리공장을 제어하는 원료피엘시( 이하 'PLC:PROGRAM LOGIC CONTROLLER'라 함)(34)와 연,원료처리공장에서 공급된 장입물을 노내로 장입하기 위해 수입(SWEEP), 배압, 균압, 장입계통의 각 밸브를 제어하는 노정PLC(35)가 상호 통신하면서 게이트위치(32), 게이트구동(33) 신호를 교환하고, 상기 신호와 노내의 호퍼압력, 밸브위치(36-1)(36-2)(36-3) 신호들이 각각의 PLC를 경유하여 비지니스컴퓨터(40)로 입력되고 운전자의 입력신호, 즉 균압모드제어신호(38), 수입지령(39), 배압지령(41)에 따라 연산판단하여 제어를 실행하도록 하는 전기적 신호체계가 구비된다.

도 4는 본 발명에 따른 제어흐름을 도시한 플로우챠트로서, 도 4를 참조하여 본 발명의 균압방법을 설명한다.

고로 장입물 배출개시 지령이 발생하면 연,원료 평량 및 이송설비인 원료설비의 이상유무를 판단하게 된다(S1).

판단결과 이상이 있을시에는 조치후 다시 판단토록 하고, 이상이 없을때에는 연,원료중 선택된 광석의 호퍼게이트가 개방되면서 광석을 배출하게 되며 배출된 광석을 수입되는 과정을 거친다(S3).

배출된 광석이 수입되기 전에 광석 수입 준비를 위하여 배압지령이 발생하고 배압계통밸브가 동작하게 되며 배압이 완료되었는지를 판단하여 완료되면 수입과정을 진행토록 한다(S2).

상기 과정후 수입이 완료여부를 판단하여 완료되었다면 균압지령을 발령하고 완료되지 않았다면 수입이 완료될 때까지 지속적으로 판단하는 과정을 수행한다(S4)(S5).

균압지령이 발령되면 균압종류를 선택하게 되는 바, 균압종류는 1차균압; 1,2차균압, 직접균압모드중 어느 하나를 선택할 수 있게 된다(S6).

만약, 1차균압을 선택하게 되면 배압 및 장입밸브가 폐쇄된 상태에서 더스트배출밸브가 개방되면서 1차균압밸브가 개방되는 것으로 이는 기존 균압방식이다(S7).

상기 균압모드 선택과정에서 1,2차균압모드가 선택되면 배압 및 장입밸브가 폐쇄된 상태에서 더스트배출밸브가 개방되면서 1차균압밸브가 일정시간동안 개방된 후 폐쇄되고 이어 2차균압밸브가 개방되는 것으로 2차균압시 질소가스를 사용하며 이또한 기존의 균압방식중 하나이다(S8).

상기 균압모드 선택과정에서 직접균압모드(노정호퍼의 압력손실을 방지하기 위함임)가 선택되면 직접균압밸브가 먼저 개방된 후 이어 직접균압제어밸브도 개방되는 것으로 이는 본 발명에 따른 방식이다(S9).

상술한 과정을 통해 일정시간동안 균압이 실시된 후 균압제어밸브를 통해 노저호퍼의 압력을 검출하여 균압의 적절성 여부를 판단하게 되는 바, 균압이 적절치 못했다면 적절히 균압될 때까지 판단하고 균압이 적절하였다면 광석검출기로부터 전송된 신호에 따라 장입레벨에 도달되면 장입을 개시한다(S10)(S11).

장입개시 후 완료여부를 판단하여 장입완료시 균압선택모드시 선택된 모드에 따라 각 밸브를 폐쇄하는 과정을 수행하게 된다(S12).

즉, 1차균압모드를 선택하였을 경우에는 1차균압밸브를 폐쇄시킨 후 최초 원료설비의 정상여부를 판단하는 과정으로 순환된다(S13).

만약, 1,2차균압모드를 선택하였을 경우에는 2차균압밸를 폐쇄시킨 후 최초 원료설비의 정상여부를 판단하는 과정으로 순환된다(S14).

또한, 직접균압모드를 선택하였을 경우에는 직접균압밸브를 폐쇄한 후 직접균압제어밸브를 폐쇄하며, 이어 양밸브가 모드 폐쇄되었는지를 확인하여 양밸브가 모두 폐쇄되었다면 질소퍼지밸브를 개방과 동시에 흡입질소밸브를 개방하고나서 양밸브가 5초이상 개방되었는지를 판단하게 된다(S15)(S16)(S17)(S18).

이 과정에서는 노내부로 연,원료가 장입되는 과정에서 발생한 분진을 제거하게 된다.

상기 판단과정이 충족되면 상기 질소퍼지밸브 및 흡입질소밸브를 모두 폐쇄한 후 초기 원료설비의 이상유무를 검출하는 단계로 순환된다(S19).

이와 같이 제어함으로써 노정호퍼의 균압완료후 연,원료 장입시 발생되는 호퍼의 압력손실을 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명 전, 후의 연,원료 장입시 압력변화를 나타낸 그래프로서, 도시와 같이 기존에는 압력변화의 편차가 심했던 반면 본 발명의 경우에는 거의 동일압으로 편차없이 유지되고 있음을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 노내 상승가스를 이용한 장입물호퍼의 직접 균압방법은 노정호퍼의 균압 완료후 연,원료 장입시 호퍼의 압력손실을 방지하여 장입물 배출속도를 향상시킴으로써 원활한 용선 배출을 유도하여 그 생산량을 증대시키는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 균압시 필요이상으로 고가의 질소가스를 사용하지 않아도 되기 때문에 생산원가의 절감은 물론 양질의 용선생산에 기여하는 효과도 제공한다.

Claims

고로 장입물 배출개시 지령이 발생하면 연,원료 평량 및 이송설비인 원료설비의 이상유무를 판단 연,원료를 배출함과 아울러 배압, 수입완료 후 균압지령을 발령하는 제1단계와;

상기 제1단계 후 1차균압모드, 1,2차균압모드, 직접균압모드중 어느 하나의 균압모드를 선택하는 제2단계와;

상기 제2단계에서 1차균압모드를 선택하였을 경우에는 1차균압밸브를 개방하여 일정시간동안 균압한 후 균압이 완료되면 연,원료의 장입을 개시하는 제3단계와;

상기 제2단계에서 1,2차균압모드를 선택하였을 경우에는 1차균압밸브를 개방하여 일정시간 경과후 상기 1차균압밸브를 폐쇄하고 이어 2차균압밸브를 개방하여 균압을 진행하고 균압이 완료되면 장입을 개시하는 제4단계와;

상기 제2단계에서 직접균압모드를 선택하였을 경우에는 직접균압밸브를 개방하고 이어 직접균압제어밸브도 개방한 후 균압을 진행하여 균압이 완료되면 장입을 개시하는 제5단계와;

상기 제3,4단계중 어느 한 단계를 수행한 후 장입이 완료되면 해당 단계에서 개방한 각 밸브를 폐쇄한 후 상기 제1단계로 순환되는 제6단계와;

상기 5단계후 장입이 완료되면 각 밸브를 폐쇄 확인한 후 질소퍼지밸브 및 흡입질소밸브를 개방하고 5초 이상이 되면 상기 질소퍼지밸브 및 흡입질소밸브를 폐쇄한 후 상기 제1단계로 순환되는 제7단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 노내 상승가스를 이용한 장입물호퍼의 직접 균압방법.