KR20010054885A - A method of judging a inactivity index and flowage at the lower part of blast furnace - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for judging fluid permeability and inactivity index of the lower part of a blast furnace is provided to maintain stable operating conditions of the blast furnace by estimating a particle diameter of coke in the center of the blast furnace which is an index of the inactivity and fluid permeability of the lower part of the blast furnace so as to take a measure for improving quality of coke when the particle diameter of coke is decreased for a long period of time. CONSTITUTION: The method comprises a first step of detecting average particle diameter of charged coke, cold strength of charged coke, hot strength of charged coke and pulverized coal injection amount respectively; a second step of obtaining an average coke particle diameter at the tuyere level based on the average particle diameter of charged coke, cold strength of charged coke, hot strength of charged coke and pulverized coal injection amount detected in the first step; and a third step of judging fluid permeability and inactivity index by the average coke particle diameter at the tuyere level obtained in the second step.

Description

고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법{A method of judging a inactivity index and flowage at the lower part of blast furnace}A method of judging a inactivity index and flowage at the lower part of blast furnace}

본 발명은 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법에 관한 것으로서, 특히 고로 하부의 불활성화 및 통액성의 지표가 되는 노심 코크스 입경지수를 추정 하여 장기간 코크스 입경이 저하될 때, 코크스 품질개선을 위한 조치를 취하므로서 안정된 노황상태를 유지 할 수 있는 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for judging the liquid permeability and inertness of the bottom of the blast furnace, and particularly for estimating the core coke particle index, which is an indicator of inactivation and liquid permeability of the bottom of the blast furnace, when the coke particle size is lowered for a long time, The present invention relates to a method for determining the liquidity and inertness of the bottom of the blast furnace that can maintain a stable aging state by taking measures.

도 1은 일반적인 고로와 주변설비를 나타내는 도면이고, 도 2는 고로 조업시 내부 상황을 나타내는 도면으로서, 일반적으로 고로 조업은 고로(1)하부의 통기 및 통액성이 유지되어야만 경제적 조업이 가능하다. 또한 이를 통하여 생산량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 장기적으로는 고로 수명을 연장시킬 수 있다.1 is a view showing a general blast furnace and peripheral equipment, Figure 2 is a view showing the internal situation during the operation of the blast furnace, generally blast furnace operation is economical operation is possible only if the ventilation and liquidity of the bottom of the blast furnace (1) is maintained. In addition, this can not only increase production, but also extend the life of the blast furnace in the long run.

그러나, 최근 고로는 경제적인 조업 수행을 위하여 값비싼 코크스 대신 상대적으로 저렴한 미분탄 사용비율을 증가하는 한편, 고로에서 생산량 증가는 후공정의 경제적 조업 수행에 크게 기여하기 때문에 가능한 증산하는 조업을 수행하게 되면서, 고로 하부 통액성을 저해하여 노황불안정 및 용선온도 편차발생등에 의한 비경제적 조업수행과 용선품질 변동등의 문제점이 있다.However, in recent years, blast furnaces have increased the use of relatively inexpensive pulverized coal instead of expensive coke for economical operations, while increasing production at blast furnaces contributes to the economic operation of post-processes. In addition, there are problems such as uneconomic operation and fluctuation in charter quality due to unstable instability and charter temperature deviation.

고로는 상부에서 장입된 철광석과 코크스를 하부에서 풍구(1-2)를 통해 공급되는 열풍에 의해 환원 용융시므로서 용선을 생산하는 고온고압의 반응기이다. 광양고로에 서는 용선(1-3)온도를 1510±10℃로 관리하고 있는데, 때로는 어떤 출선구에서는 타 출선구(3-3)보다 용선온도가 수십도 이상 높거나 혹은 낮게 나타나는 용선온도 편차 현상이 발생하는 경우가 있다. 일단 이러한 출선구별 용선온도가 불균일한 현상이 발생하면, 이를 회복하는데는 장시간이 소요되며, 심한 경우 고로 조업을 중단시키기 까지도 한다. 현재는 이러한 용선온도 편차 발생시, 가장 낮은 용선온도를 기록한 출선구를 기준으로 하여 용선온도를 높이기 위한 노열상승 조치를 취한다. 그러나, 이러한 방법은 고로의 연료비를 증대시켜 용선원가를 높이며, 또한 Heart의 전체적인 열레벨을 높여 노저연와 침식을 진전시키는 등 고로조업에 악영향을 끼칠 수 있다.The blast furnace is a high-temperature, high-pressure reactor for producing molten iron by reducing and melting iron ore and coke charged from the upper side by hot air supplied through the tuyere (1-2). In Gwangyang Blast Furnace, the temperature of molten iron (1-3) is controlled to 1510 ± 10 ℃. Sometimes, some of the molten iron temperature fluctuations are higher or lower than the other molten iron (3-3). This may occur. Once such a molten iron temperature is uneven, it takes a long time to recover, and in some cases even stops the blast furnace operation. At this time, when the temperature difference of molten iron occurs, the furnace rise measures are taken to raise the molten iron temperature based on the exit port that recorded the lowest molten iron temperature. However, this method may adversely affect the blast furnace operation by increasing the fuel cost of the blast furnace to increase the cost of the charter, and also to increase the overall heat level of the heart to promote low smoke and erosion.

광양고로는 5고로 가동대비 고출선비, 고 PCR 지향 조업을 하고 있다. 고출선비 조업시 노내 용융물 레벨이 상승하고, 고PCR 조업시 미연소 coal 이 노심에 축적되어 노심내의 용융물의 통액성이 악화되어 노하부의 용융물 배출 불량 및 출선구별 용선온도편차 발생 가능성이 높다. 따라서 조업시 발생할 수 있는 출선구별 온도편차의 해소 및 노하부의 양호한 통액성 확보를 위한 제어방안의 도출이 요구된다.Gwangyang Blast Furnace is operating high-exposure ratio and high PCR-oriented operation. In the case of high ship run operation, the level of melt in the furnace rises, and in the case of high PCR operation, unburned coal accumulates in the core, and the liquidity of the melt in the core deteriorates. Therefore, there is a need for derivation of control measures to resolve the temperature deviation of each exit port during operation and to secure good fluidity of the lower part.

일반적으로 고로 조업은 도 1에 도시된 바와 같이 원료빈(6-4,6-5)에서 추출된 광석과 소결광을 장입 벨트 컨베어(3)를 통하여 고로 꼭대기로 이송한 뒤 플랩 게이트(2-4)와 호퍼상부 실링밸브(2-3)를 거쳐, 노정호퍼(2)에 저장한다.In general, the blast furnace operation transfers the ore and sintered ore extracted from the raw material bins 6-4 and 6-5 to the top of the blast furnace through the charging belt conveyor 3, as shown in FIG. ) And the hopper upper sealing valve (2-3) to store in the top hopper (2).

이후에 소결광 입도별 장입이 가능한 선회슈트(2-2)를 통해 설정된 각 노지별 경동각도로 제어되어 고로내부에 균일하게 장입되어 분포할 수 있도록 코크스(입도: 35∼55mm)장입, 대립 소결광(입도: 12∼50mm)장입, 소립 소결광(입도: 5∼12mm)장입의 장입순서로 코크스를 반경방향으로 균일하게 장입하여 고로상부에서 안정된 가스흐름으로 통기성 및 가스이용율을 극대화하며 중심부 온도가 높고 중간부 및 벽부의 가스흐름이 균일하게 유지도는 연화융착대(1-1)를 만든다.Subsequently, coke (grain size: 35 to 55 mm) was charged and opposed sintered ore so as to be uniformly charged and distributed in the blast furnace, which is controlled at a tilt angle for each field set by the turning chute (2-2) that can be charged by particle size. Particle size: 12 to 50 mm) and small sintered ore (particle size: 5 to 12 mm) in the order of charging coke uniformly in the radial direction to ensure stable gas flow in the upper part of the blast furnace to maximize air permeability and gas utilization rate The uniformity of the gas flow of the part and the wall part makes softening fusion zone 1-1.

한편, 노벽측에는 환원성 및 통기성이 우수한 소립소결광(6-3)을 안착시켜 노벽부 불활성대 생성을 방지하고, 노벽보호를 유도하는 방법으로 고로 상부에서 교대로 장입하여 층을 이루도록하고, 고로 하부에는 열풍로 설비에서 보내온 고온의 열풍을 풍구(1-2)를 통해 고로내부에 송풍하여 철광석의 환원 및 용융반응을 일으켜, 용선(1-3)을 생산하게 된다.On the other hand, on the side of the furnace, a small sintered ore (6-3) having excellent reducibility and air permeability is seated to prevent the generation of inert zones of the furnace wall, and the furnace wall is alternately charged at the top of the blast furnace to form a layer. The hot hot air sent from the hot stove facility is blown into the blast furnace through the tuyere (1-2) to cause the reduction and melting of the iron ore, to produce the molten iron (1-3).

이러한 고로조업은 초기 화입이후, 조업이 개시되면서, 약 1개월후 정상조업도가 달성되면, 출선구하부 측벽부에 상하로 부착된 스탬프재는 대부분 소멸되고, 약 1800mm 의 내와연와만 만은 상태에서 출선조업을 개시하게 된다.In the blast furnace operation, when the operation is started after the initial fire, and normal operation is achieved after about one month, most of the stamping material attached to the side wall part of the exit bottom is extinguished. The operation will begin.

그리고, 고로하부에 존재하는 용선(5-2a)및 슬래그(5-2)는 4방향에서 교대로 실시되는 출선작업에 의하여 약 120분 간격으로 33도, 147도, 213도, 327도의 네방향으로 용융물 배출이 집중적으로 이루어지게되며, 고로연와 융착대에서 생성된 용융물은 고로하부의 노심 코크스를 통과하여 승온되는 과정을 거쳐 노외로 배출하는 과정에서 노심 코크스의 입경 크기가 용융물의 원활한 배출여부를 지배하는 요인이되며, 노심코크스의 입경이 작으면, 작을수록 노심 코크스층내에 용융물이 혼합되는 량이 많으므로 인하여 노심코크스 입경내에 통기성 및 통액성이 극히 불량해져 노황불안정의 용인이 되고 있다. 따라서 통상조업중 고로 상부에서 장입되는 코크스의 입경은 8시간 주기로 분석되는 데이터에 의해서 상시 알 수 있으나, 노심 코크스는 장입되는 코크스 입경에 비례하는 것이 아니라, 당시의 노내 조건 침 코크스 자체가 가지고 있는 상온강도 및 열간강도, 그리고 반응성등과 미분탄 취입량등에 의하여 크게 좌우됨을 고로 하부 풍구부에서의 코크스 샘플링결과 확인할 수 있었다. 따라서 이러한 노심코크스 입도를 통상조업중에 추정하여 판단하고, 장시간 코크스입경이 저하될 시 조속한 코크스 품질개선등 조치를 취하는 것이 중요하다.And the molten iron | metal 5-2a and slag 5-2 which exist in the lower part of the blast furnace are four directions of 33 degree | times, 147 degree | times, 213 degree | times, and 327 degree | times at intervals of about 120 minutes by the taping work performed alternately in four directions. The melt is discharged intensively, and the melt produced at the blast furnace and the fusion zone is heated up through the core coke at the bottom of the blast furnace to be discharged to the outside of the furnace. The smaller the particle size of the core coke is, the smaller the amount of melt is mixed in the core coke layer, resulting in extremely poor air permeability and liquid permeability in the core coke particle diameter, thereby making it unacceptable to yellowing instability. Therefore, the particle size of coke charged from the top of the blast furnace during normal operation can be always determined by the data analyzed by the 8-hour cycle, but the core coke is not proportional to the particle size of the coke charged, but the ambient temperature of the coke coke itself at the time The results of coke sampling at the bottom of the blast furnace were found to depend on strength, hot strength, reactivity, and fine coal injection. Therefore, it is important to estimate the core coke particle size during normal operation, and to take prompt measures to improve the coke quality when the coke particle size decreases for a long time.

이러한 고로 하부의 노심 코크스 입경정도를 추정 판단할 수 있는 종래의 기술은 다음과 같다.The prior art which can estimate the core coke particle size of such a blast furnace is as follows.

첫째, 코크스의 고로당시 입경을 보고 노심코크스 입경을 추정하여 판단하는 방법이 있다. 이러한 방법은 고로의 장입당시 코크스 입경만으로만 단순하게 크면 크고, 작으면 작다는 논리로 판단하게 되어, 장입당시보다는 오히려 영향인자가 큰 강도와 반응성 그리고 그 당시의 미분탄 취입비등이 전혀 고려되지 않는다는 점에서 노심 코크스 입경을 추정 할 수 있는 합리적인 방법이 되지 않고 있다.First, there is a method of estimating the core coke diameter by judging the particle size at the time of blast furnace coke. This method is judged by the logic that large, small and small simply by coke size at the time of charging of the blast furnace. Therefore, the impact factor is not considered at the time of charging, but the strength and reactivity and the pulverized coal injection cost at that time are not considered at all. Has not been a reasonable way to estimate core coke particle size.

둘째, 10 주 주기로 실시하는 정기 수리등 고로 휴풍시에 고로하부의 풍구레벨의 위치에서 코크스 노내 반경장향의 코크스 샘플을 채취하여 코크스 입경을 판단하는 방법이 있으나, 이는 정기수리시에 국한되고, 상시 많은 작업과 자재소비가 많이 소요되고, 통상조업에서 통용될 수 없다는 한계가 있어, 정상조업시의 고로하부 노심 코크스 입경을 판단하는 근본적인 해결책이 되지 못하고 있다.Second, there is a method of determining the coke particle size by taking a coke sample with a radial direction in the coke furnace at the location of the blast furnace level at the bottom of the blast furnace during regular blast furnace maintenance, such as a periodical repair performed every 10 weeks, but it is limited to regular repairs. There is a lot of work and material consumption, there is a limit that can not be used in normal operation, it is not a fundamental solution for determining the core coke diameter of the blast furnace in normal operation.

그러므로 고로 하부 노저부 코크크 입경을 보다 확실하게 판단하여 상시 고로하부의 코크스 입경정도를 판단할 수 있는 방법을 도출하고자 연구한 결과, 도 3에서와 같이 광양 고로에서 최근 7차례 정기수리에 실시한 고로 하부에서의 코크스샘플링을 실시 하였다. 그 결과를 토대로하여 당시의 노내 조건 및 코크스 자체가 가지고 있는 상온강도 및 열간강도, 그리고 반응성 등과 미분탄 취입량등에 의하여 크게 좌우되는 고로 하부 코크스 입경판단 추정식을 개발하여, 노심상황 판단에 가장 중요한 노심코크스 입도를 통상조업중에 추정하여 판단하고, 이를 중요지수화하여 관리하도록 하여, 장기간, 코크스 입경이 저하될 시 조속한 코크크 품질개선등 조치를 조기에 취하여 노심불활성화라는 대형 노황불량 상태에 이르지 않도록 하는 방법을 실시하여, 상기에 열거된 여러가지 문제점을 해결하고자 한다.Therefore, in order to determine the coke particle size of the lower blast furnace bottom part more reliably to determine the coke particle size of the lower part of the blast furnace, as a result of the study, as shown in Fig. Coke sampling from the bottom was performed. Based on the results, we developed an estimation formula for the bottom coke diameter determination based on the furnace conditions at that time, the room temperature strength and hot strength of the coke itself, and the reactivity and pulverized coal injection. Coke particle size is estimated and judged during normal operation, and it is managed to manage it by making it an important index so that coke quality improvement can be taken early when the coke particle size decreases for a long time, so as not to reach a large yellowing fault condition called core inactivation. By implementing the method, various problems listed above are solved.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 풍구레벨 평균코크스 입경을 구하고 이를 통하여 통액성 및 불활성 지수를 간접적으로 판단하는 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단 방법에 의하여 달성된다.The present invention is to achieve the above object, it is achieved by the method of determining the liquid permeability and inert index of the bottom of the blast furnace to obtain the mouthpiece level average coke particle diameter and indirectly determine the liquid permeability and inert index.

상술한 목적은 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법에 있어서, 장입코크스 평균입경, 장입코크스 냉간강도, 장입코크스 열간강도, 미분탄 취입량을 각각 검출하는 제 1단계와, 상기 단계에서 검출되어진 장입코크스 평균입경, 장입코크스 냉간강도, 장입코크스 열간강도, 미분탄 취입량을 기초로 하여 풍구레벨 평균코크스 입경을 구하는 제 2단계와, 상기 제 2단계에서 구해진 풍구레벨 평균코크스 입경에 의하여 통액성 및 불활성 지수를 판단하는 제 3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법에 의하여 달성된다.In the method for determining the liquid permeability and inertness index of the lower part of the blast furnace, the first step of detecting the average amount of charged coke, the charged coke cold strength, the charged coke hot strength, and the amount of pulverized coal injection respectively, and the charge detected in the step The second step of obtaining the mouthball level average coke particle size on the basis of the coke average particle diameter, the charged coke cold strength, the charged coke hot strength, and the amount of pulverized coal blown; It is achieved by the method of determining the liquid permeability and inert index of the bottom of the blast furnace, characterized in that it comprises a third step of determining the index.

도 1은 일반적인 고로와 주변설비를 나타내는 도면.1 is a view showing a typical blast furnace and peripheral equipment.

도 2는 고로 조업시 내부 상황을 나타내는 도면.2 is a view showing an internal situation during blast furnace operation.

도 3은 풍구레벨에서의 노심 코크스 샘플채취 결과에 따른 반경방향의 노심 코크스 입경 분포도.3 is a radial core coke particle size distribution in the radial direction according to the core coke sampling results at the tuyere level.

도 4는 노심코크스 샘플채취 결과에 따른 반경방향의 3mm 이하 노심 코크스 입경 분포도.Figure 4 is a core coke particle size distribution of less than 3mm in the radial direction according to the core coke sampling results.

도 5는 고로 노저부에서의 용선불투과층 생성과 소멸시의 용선의 흐름을 나타내는 도면.5 is a view showing the flow of molten iron at the time of generation and disappearance of the molten iron impermeable layer in the blast furnace bottom part.

도 6은 용선불투과층 형성인자인 노심코크스 입경과 용선 정체량을 나타내는 도면.6 is a graph showing the core coke particle diameter and the molten iron hold-up which are the molten iron impermeable layer forming factors.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 고로 1-1: 연화융착대1: blast furnace 1-1: softening zone

1-2: 풍구 1-3: 용선1-2: blowhole 1-3: molten iron

1-4: 장입기준선 1-5: 괴상대1-4: Charging Baseline 1-5: Block

1-6: 장입물 위치 추적장치 1-7: 체인1-6: Load Position Tracker 1-7: Chain

1-8: 추 2: 노정호퍼1-8: Chu 2: Top Hopper

2-1: 광량조절변 2-2: 장입선회 슈트2-1: Light control valve 2-2: Charge turning chute

2-3: 호파상부 실링밸브 2-4: 이동슈트2-3: Hopper sealing valve 2-4: Transfer chute

3-1: 티탄광석 장입부위 3-2: 장입기준선3-1: Titanium Ore Loading Area 3-2: Charging Baseline

3-3: 출선구 5-2: 노저에 저장된 슬라그3-3: Exit 5-2: Slags Stored in Nozer

5-2a: 노저에 저장된 용선 5-3: 노심 코크스층5-2a: Charterer stored in the furnace 5-3: Core coke layer

5-4: 노저연와 6: 컨베어 벨트5-4: Nozzle and 6: Conveyor Belt

6a: 원료이동 위치 감지센서 6-1: 코크스 저장 호퍼6a: Raw material movement position sensor 6-1: Coke storage hopper

6-2: 대립소결광 저장 호퍼 6-4: 코크스 저장조6-2: Sintered Allergy Storage Hopper 6-4: Coke Storage Tank

6-5: 광석 저장조 6-2a: 고로에 장입된 대립광석6-5: Ore Reservoir 6-2a: Opposing Ore Charged in Blast Furnace

6-3a: 고로에 장입된 소립광석6-3a: Small ore charged in the blast furnace

7-1: 중심부 장입 코크스 7-2: 중괴 코크스7-1: Center Charged Coke 7-2: Heavy Coke

8-1: 용선 불투과층 8-2: 노저 슬래그8-1: molten iron impermeable layer 8-2: nozer slag

8-3: 노저 용선 8-4: 노저 용선불투과층 하부에 정체된 용선층8-3: Melt-off Charter 8-4: Stagnation charter layer underneath

9-1: 노심코크스 평균입경 9-2: 노심코크스 사이로 정체된 용선량비9-1: Average particle size of core coke 9-2: Allowance ratio stagnated between core coke

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 풍구레벨에서의 노심 코크스 샘플채취 결과에 따른 반경방향의 노심 코크스 입경 분포도이고, 도 4는 노심코크스 샘플채취 결과에 따른 반경방향의 3mm 이하 노심 코크스 입경 분포도이고, 도 5는 고로 노저부에서의 용선불투과층 생성과 소멸시의 용선의 흐름을 나타내는 도면이고, 도 6은 용선불투과층 형성 인자인 노심코크스 입경과 용선 정체량을 나타내는 도면이다.3 is a radial core coke particle size distribution in the radial direction according to the core coke sampling results at the tuyere level, Figure 4 is a core coke particle size distribution of less than 3mm in the radial direction according to the core coke sampling results, Figure 5 is a blast furnace bottom section It is a figure which shows the flow of the molten iron at the time of formation and annihilation of a molten iron impermeable layer, and FIG. 6 is a figure which shows the core coke particle diameter and molten iron hold-up amount which are a molten iron impermeable layer formation factor.

본 발명은 용광로에서 용광로의 수명을 좌우하는 노저부의 원활한 용융물 흐름 및 배출을 통하여 상시 노하부에서의 안정된 통기성 및 통액성을 유지하기 위해서는 고로하부에서의 노심 코크스 입경 크기를 관리범위 이상 유지하여야 하므로, 수차례 풍구에서의 코크스 샘플링작업을 통하여 얻어진 결과를 토대로 실조업중에 상시 8시간 마다 노심 코크스의 입경관리를 통하여 노심의 건전한 코크스층 유지를 통한 통기성 및 통액성의 안정유지, 용선 불투과층 생성의 사전방지를 통한 용선온도 편차해소 및 노심불활성을 방지하고자, 실조업 실적에 근거하는 노심 코크스 평균입경 추정식을 산출하여 노심상황을 판단하는 방법에 관한 것이다.In order to maintain stable breathability and fluidity at the bottom of the furnace through smooth melt flow and discharge of the bottom of the furnace, which affects the lifetime of the furnace in the furnace, the core coke particle size at the bottom of the blast furnace must be maintained above the management range. Based on the results obtained through coke sampling at several times, the core coke particle size management is carried out every 8 hours during actual operation to maintain breathability and liquid stability through core coke layer maintenance, and to create a charter impermeable layer. The present invention relates to a method for determining core conditions by calculating core coke average particle size estimation equations based on actual industry performance in order to solve the deviation of the molten iron temperature and prevent core inertia through the preliminary prevention.

본 발명에서는 코크스 샘플링에 의해 채취된 풍구레벨 코크스의 물성분석을 통한 노심 코크스 입경을 조업중에 상시 판단가능토록 하는 노심입경지수 추정식 도출 및 적용을 통한 과학적인 노심상태 분선, 그리고, 노심불투과층 형성등에의한 충진층 형상에 따른 통액성과 온도분포 현상분석을 통하여 노하부 건전 코크스층 유지와 노하부 통액성 악화의 개선방법을 토출하고자 한다.In the present invention, scientific core state segmentation and core impermeable layer through derivation and application of core particle index estimation equation which enables the core coke particle size to be determined at all times during operation by analyzing the physical properties of windball level coke collected by coke sampling. Through the analysis of fluidity and temperature distribution according to the shape of the filling layer due to the formation, this study aims to discharge the method of maintaining the bottom healthy coke layer and improving the lower liquid permeability.

또한, 노정으로부터 대립광석 코크스, 소립소결광을 교대로 장입하여 층을 형성하여 환원, 용융을 거쳐 용선을 생산하는 고로 조업에서, 광양고로에서 최근 7차례 정기수리에 실시한 고로하부에서의 코크스 샘플링을 실시하였다.In addition, in the blast furnace operation in which the opposite ore coke and the small sintered ore are alternately charged from the top of the road to form a layer, which is reduced and melted to produce molten iron, the coke sampling is performed at the bottom of the blast furnace, which has been carried out at the Gwangyang Blast Furnace for seven regular repairs. It was.

그 결과를 토대로하여 당시의 노내조건 및 코크스 자체가 가지고 있는 상온강도 및 열간강도, 그리고 반응성등과 미분탄 취입량등에 의하여 크게 좌우되는 고로 하부 코크스 입경판단 추정식을 개발하여, 노심상황 판단에 가장 중요한 노심 코크스 입도를 통상조업 중에 추정하여 판단한다. 또한 이를 중요지수화하여 관리하도록 하여 장시간 코크스 입경이 저하될 시 조속한 코크스 품질개선등 조치를 조기게 취하여 노심불활성화라는 대형 노황불량 상태에 이르지 않도록 한다.Based on the results, we developed an estimation formula for the bottom coke diameter determination, which is highly dependent on the furnace conditions at that time, the room temperature strength and hot strength of the coke itself, and the reactivity and the pulverized coal injection. The core coke particle size is estimated during normal operation. In addition, it should be managed by making an important index so that coke quality improvement can be taken early when the coke particle size decreases for a long time, so as not to reach the large yellowing defect state called core inactivation.

상기에 열거된 여러가지 문제점을 해결하고자 하는 방법을 기술적 요지로 하여, 도 2에 나타난 바와 같이 장입된 코크스를 품질 및 입경크기를 조업여견과 함께, 종합적으로 판단하여 노심 코크스층(5-3) 입경을 판단하는 추정식을 활용하여 경제적 조업수행과 안정된 노황안정을 도모하고자 한다.As a technical gist of the method for solving the various problems listed above, the coke loaded as shown in FIG. 2 is judged on the basis of the quality and the particle size, together with the operating opinion, to comprehensively determine the core coke layer 5-3. This study aims to promote economic operation and stabilize the stabilization of old age by using the estimation formula to judge the

고로 조업은 노정호퍼(2)에서 배출된 코크스와 소결광은 평상 조업시 장입기준선1.0m(3-2)이되면, 선회슈트(2-2)의 회전에 의하여 교대로 장입하여 층상을 형성하도록 한다.In the blast furnace operation, the coke and the sintered ore discharged from the top hopper (2) are charged at 1.0m (3-2) in the normal operation, and are alternately charged by the rotation of the turning chute (2-2) to form a layer. .

그리고, 풍구(1-2)를 통하여 고온의 열풍을 불어 넣어 코크스를 연소시키면 열원 및 환원가스가 발생되고, 이 열원 및 환원가스에 의해 철광석은 환원, 용융되고, 최종적으로 연화융착대(1-1)이하에서는 용융물이 존재하게 된다.Then, when hot coke is blown by blowing hot coke through the tuyere 1-2, a heat source and a reducing gas are generated, and the iron ore is reduced and melted by the heat source and the reducing gas, and finally a soft fusion zone (1-1-). 1) Below, the melt is present.

이러한 고로조업이 원활하게 이루어지기 위해서는 무엇보다, 고로 노저부의 통기성 및 통액성이 유지되고, 특히, 노심상태가 불활성 상태에 이르지 않아야 한다. 그리기 위해서는 풍구하부인 노심 부분에서의 코크스 입경이 어느정도 이상 유지되어야 한다.In order for the blast furnace operation to be performed smoothly, above all, the air permeability and liquid permeability of the blast furnace bottom part are maintained, and in particular, the core state should not reach an inert state. In order to draw, the coke particle size in the core part of the lower part of the tuyere should be maintained to some extent.

도 3에서 보여지는 바와 같이 풍구 선단부로부터의 거리에 따른 코크스의 평균입경 변화를 그린 것이다. 평균입경은 풍구선단부에서 약 100Cm 까지는 감소한다. 그 이후에 증가하다가 노심쪽에서 다시 감소하는 경향을 보이고 있으며, 전체적인 평균입경은 25mm를 전후로 변동됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, the average particle diameter change of the coke according to the distance from the tip of the tuyere is drawn. The average particle diameter decreases to about 100cm at the tip of the tuyere. After that, it increases and then decreases in the core side, and the overall average particle diameter changes around 25mm.

도 4에서 보여지는 바와 같이 코크스 중의 -3mm의 분율의 변화를 나타낸 것으로서, -3mm 분율은 200 Cm 이후에 급격히 증가하는 추세를 보여준다. 이것은 발생한 분코크스가 가스류에 동반되어 노상부 또는 노심부로 비산하여 풍구 앞 2 ∼3m의 공간에서 축적된 때문이라 추정된다.As shown in Figure 4 shows the change in the fraction of -3mm in the coke, the -3mm fraction shows a rapidly increasing trend after 200 Cm. This is presumably because the generated coke was scattered to the hearth or the core along with the gas flow and accumulated in the space of 2-3m in front of the tuyere.

이러한 경우, 코크스 입경(5-3)이 어느정도 이상 작은 상태로 장기간 유지될 경우에는 융융물 비율 즉(용선+슬래그)/코크스의 비가 높은 값을 나타내며,연화 융착대(1-1) 형성이 낮게 처져 있는 상태에서는 미쳐 승온되지 않은 유동성이 낮은 융융물이 코크스층(5-3)에 정체되게 되는 량이 늘어나게 된다.(도 6)In this case, when the coke particle size (5-3) is maintained for a long time with a small degree or more, it shows a high melt ratio, that is, a ratio of molten iron + slag / coke, and a low softening fusion zone (1-1) formation. In the drooping state, the amount of molten material having low fluidity, which is not heated up, is stagnant in the coke layer 5-3 is increased (Fig. 6).

이렇게 될 경우 주상별 용선 온도편차가 발생하게 되고, 융착대의 처짐현상에 의한 코크스층의 통액성 불량이 나타나게 되어 노황은 점점더 불안정하게 된다.In this case, the molten iron temperature deviation occurs for each column, and the poor liquidity of the coke layer due to the sagging phenomenon of the fusion zone may appear, and the yellowing becomes more and more unstable.

풍구레벨 코크스 입경에 따른 용융물의 노심 코크스(5-3)에 채류된 양을 나타낸 것이다. 여기서, 용융물 채류량은 전체 내용물 중에서 용융물(용선+슬래그)이 차지한 무게 비율로 정의하였다. 도면에서 보여지는 바와 같이 코크스 입경이 작을 수록 용융물의 체류량이 많은 것을 볼 수 있고, 이로부터 코크스 충진층의 통액성이 나쁜 상태임을 알 수 있다.It shows the amount collected in the core coke 5-3 of the melt according to the tuyere level coke particle diameter. Here, the melt retention amount was defined as the weight ratio occupied by the melt (molten iron + slag) in the total contents. As shown in the figure, the smaller the coke particle diameter, the larger the retention amount of the melt, and from this, it can be seen that the liquid permeability of the coke filling layer is poor.

본 연구에서는 풍구레벨에서 채취된 코크스 입경과 조업인자와의 중회귀분석을 통해 다음과 같은 풍구레벨 코크스 입경 추정식인 수학식 1을 도출하였다.In this study, Equation 1, which is the following estimation equation for coke grain size, was derived through coke particle size and co-factors obtained from coke grains.

Dc = 0.11MS + 2.91DI + 0.82CSR - 0.019PCR - 290Dc = 0.11MS + 2.91DI + 0.82CSR-0.019PCR-290

여기서,here,

Dc : 풍구레벨 평균코크스 입경(mm)Dc: Airball level average coke particle size (mm)

MS : 장입코크스 평균입경(mm)MS: Charged coke average particle diameter (mm)

DI : 장입코크스 냉간강도(%)DI: Charged coke cold strength (%)

CSR: 장입코크스 열간강도(%)CSR: charged coke hot strength (%)

PCR: 미분탄 취입량(kg/t-p)PCR: Pulverized coal injection (kg / t-p)

상기식에서 보는 바와 같이 풍구레벨의 코크스 입경은 장입코크스의 입경, 냉간강도, 열간강도 향상에 따라 증가함을 볼 수 있다. 따라서, 장입코크스의 냉간강도, 열간강도 향상을 통하여 풍구레벨에서의 적정 코크스 입경을 확보하는 것이 통액성 개선에 중요하다는 것을 입증하고 있다.As can be seen from the above equation, the coke particle size of the tuyere level can be seen to increase as the particle size, cold strength, and hot strength of the charged coke increase. Therefore, it is proving that it is important to improve the liquid permeability to secure the appropriate coke particle size at the tuyere level by improving the cold strength and hot strength of the charged coke.

여기서, 상기 식에 의한 노심 코크스 입경은 3일전, 즉, 72시간전에 장입 코크스성상과 입경을 적용하게 되며, 21mm 이하로 연속하여 3일 이상(9개 데이터 연속), 그리고 7일간 (21개 데이터)중 5일이상 (15개 데이터 이상)의 경우에는 즉시, 장입코크스(6-1a)품질개선을 시도하여 노심코크스(5-3)의 입경을 보강하여야 한다.Here, the core coke particle diameter according to the above formula is applied 3 days before, that is, 72 hours before the charged coke properties and particle diameter, 3 days or more (9 data continuous), and 7 days (21 data consecutively) less than 21mm In case of more than 5 days (more than 15 data), the quality of charging coke (6-1a) should be improved immediately and the core coke (5-3) should be reinforced.

여기서 상기 수학식 1을 이용하여 노심코크스(5-3)을 판달할 경우 72시간전의 장입 코크스(6-1a)와 상관관계를 도출하는 것으로 한정하는 이유는, 조업분석결과 장입코크스가 노심코크스 입경의 크기에 영향을 미치기 시작하는 것이 장입후, 약 72시간 후이며, 21mm 이하로 연속하여 3일이상 (9개 데이터이상), 그리고 7주일간(21개 데이터)중 5일이상(15개 데이터 이상)일 경우로 한정하게 되었다.Here, when the core coke (5-3) is determined using Equation 1, the reason for limiting the correlation with the charged coke (6-1a) before 72 hours is to derive the correlation. It begins to affect the size of about 72 hours after charging, more than 3 days (more than 9 data) and 21 days or less, and more than 5 days (more than 15 data) of 7 weeks (21 data) ) Is limited to the case.

본 발명은 고로하부의 불활성화 및 통기 및 통액성의 지표가 되는 노심 코크스 입경지수를 추정 판단하여, 장시간 코크스 입경이 저하될 시 조속한 코크스 입경지수를 추정 판단하여 장시간 코크스 입경이 저하될시 조속한 코크스 품질개선등 조치를 조기에 취하는 것이 중요하여 상시, 안정된 노황상태를 유지 할 수 있도록 하여 효과를 거둘 수 있다.The present invention estimates the core coke particle size index, which is indicative of inactivation of the blast furnace, and an indicator of air permeability and liquid permeability, and estimates the coke particle index that is accelerated when the coke particle size decreases for a long time. It is important to take measures such as quality improvement at an early stage, so that it can be effective by maintaining a stable yellowing state at all times.

또한 상기 조업자가 감시 및 판단을 할 수 있도록 하여 고미분탄, 고출선비 조업에 의하여 노심불활성 상태를 미연에 방지함은 물론, 그 이전 현상으로 용선 저투과층 형성 유무도 판단할 수 있게 하는 효과가 있다.In addition, by allowing the operator to monitor and judge, there is an effect of preventing the core inertness due to the operation of the high pulverized coal and the high shipping cost, as well as the determination of the formation of the low permeability layer of the molten iron as a previous phenomenon. .

Claims (4)

고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법에 있어서,In the method of judging liquid permeability and inertness of the blast furnace, 장입코크스 평균입경, 장입코크스 냉간강도, 장입코크스 열간강도, 미분탄 취입량을 각각 검출하는 제 1단계와,A first step of detecting the charged coke average particle diameter, the charged coke cold strength, the charged coke hot strength, and the pulverized coal injection amount, respectively; 상기 단계에서 검출되어진 장입코크스 평균입경, 장입코크스 냉간강도, 장입코크스 열간강도, 미분탄 취입량을 기초로하여 풍구레벨 평균코크스 입경을 구하는 제 2단계와,A second step of obtaining a mouthball level average coke particle size on the basis of the charged coke average particle diameter, charged coke cold strength, charged coke hot strength, and pulverized coal injection amount detected in the above step; 상기 제 2단계에서 구해진 풍구레벨 평균코크스 입경에 의하여 통액성 및 불활성 지수를 판단하는 제 3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법.And a third step of determining a liquid permeability and an inert index based on the windball level average coke particle size obtained in the second step. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 풍구레벨 평균코크스 입경이 작으면 통액성이 저하된다고 판단하고, 상기 풍구레벨 평균코크스 입경이 크면 통액성이 상승된다고 판단하는 것을 특징으로 하는 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단 방법.The liquid permeability and the inertness index determination method of the lower part of a blast furnace are judged that liquid flow property is judged to be low when the said mouthball level average coke particle diameter is small, and it is determined that fluid flowability will rise when the said mouthball level average coke particle size is large. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 풍구레벨 평균코크스 입경은 하기의 수학식 2에 의하여 계산되어지는 것을 특징으로 하는 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단 방법.The method for determining the liquid permeability and inertness index of the blast furnace bottom, characterized in that the mouthball level average coke particle diameter is calculated by the following equation (2). < 수학식 2 ><Equation 2> Dc = 0.11MS + 2.91DI + 0.82CSR - 0.019PCR - 290Dc = 0.11MS + 2.91DI + 0.82CSR-0.019PCR-290 여기서,here, Dc : 풍구레벨 평균코크스 입경(mm)Dc: Airball level average coke particle size (mm) MS : 장입코크스 평균입경(mm)MS: Charged coke average particle diameter (mm) DI : 장입코크스 냉간강도(%)DI: Charged coke cold strength (%) CSR: 장입코크스 열간강도(%)CSR: charged coke hot strength (%) PCR: 미분탄 취입량(kg/t-p)PCR: Pulverized coal injection (kg / t-p) 제 1항 또는 제 3항에 있어서,The method according to claim 1 or 3, 상기 수학식 2에 적용되어진 코크스 입경 및 성상은 72시간 전의 장입코크스 성상 및 입도를 적용하는 것을 특징으로 하는 고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단 방법.The coke particle size and properties applied to Equation (2) is a liquid permeability and inert index determination method of the bottom of the blast furnace, characterized in that the applied coke properties and particle size before 72 hours.
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