KR20010055348A - Prevention device from drooping lance for injection of pulverized coal - Google Patents

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KR20010055348A
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김재식
허금식
조봉래
하성기
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이구택
포항종합제철 주식회사
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00Blast furnaces
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/16Arrangements of tuyeres

Abstract

PURPOSE: An apparatus for preventing a sag of a lance comprising a girder for supporting a lance and one or more supporting legs of the hydrodynamically designed girder is provided, which can prevent unexpected damage of a tuyere by maintaining the fast velocity of a moving fluid in the tuyere without changing to the tuyere having a small diameter. CONSTITUTION: The titled apparatus comprises a girder for supporting a lance and one or more supporting legs of the hydrodynamically designed girder, wherein the girder and the leg are made of a mixture of SiC-C and Fe-Si-N. The apparatus has an effect on preventing a sag of a lance even in a state where the lance is not cooled using the girder.

Description

고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치{PREVENTION DEVICE FROM DROOPING LANCE FOR INJECTION OF PULVERIZED COAL}Deflection device of lance for blowing pulverized coal of blast furnace {PREVENTION DEVICE FROM DROOPING LANCE FOR INJECTION OF PULVERIZED COAL}

본 발명은 고로의 풍구에 설치된 미분탄 취입용 랜스의 처짐을 방지하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 랜스를 떠받치는 거더 및 유체역학적으로 설계된 거더의 다리를 이용하여 랜스의 처짐을 방지함과 동시에 풍구에서의 유속을 증가시켜 풍구의 손상을 방지하는 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for preventing sagging of pulverized coal blown lances installed in the blast furnace blast furnace, and more particularly, by preventing the sagging of the lance by using the girder supporting the lance and the legs of the hydrodynamically designed girders. The present invention relates to a device for preventing sagging of pulverized coal injection for increasing the flow velocity at the tuyere to prevent damage to the tuyere.

고로조업 중에는 장입물로부터 용선 및 슬래그가 생성되어 노의 하부로 강하하여 축적되고 노 하부에 축적된 용융물은 출선구를 통해 연속적으로 배출된다. 대형고로의 경우에는 보통 4개의 출선구가 있으며, 이중에서 대각선 방향의 2개의 출선구를 번갈아가며 이용하여 노 하부에 축적된 용융물을 노 외부로 배출한다.During blast furnace operation, molten iron and slag are generated from the charges, which are accumulated in the lower part of the furnace, and the melt accumulated in the lower part of the furnace is continuously discharged through the exit port. In the case of large blast furnaces, there are usually four exits, of which two alternate exits in diagonal directions are used to discharge the melt accumulated in the lower part of the furnace.

도 6은 고로조업 중의 노 내 현상을 도시한 고로의 종단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 고로(21)의 상부를 통해 철광석과 코크스가 투입되고 고로(21)의 하부에 있는 복수개의 풍구(22)를 통해서는 송풍기(23)로부터 발생되어 열풍로를 거치면서 승온된 바람이 송풍지관(24)에 의해 유도되어 약 220 m/sec의 속도로 투입된다.6 is a longitudinal sectional view of the blast furnace showing the phenomenon in the furnace during blast furnace operation. As shown in FIG. 6, iron ore and coke are introduced through the upper part of the blast furnace 21, and are generated from the blower 23 through the plurality of wind holes 22 in the lower part of the blast furnace 21 to pass through the hot stove. While the wind is raised by the blower tube 24 is introduced at a speed of about 220 m / sec.

일반적으로 고로에서 사용되는 주연료는 코크스이지만 원가절감과 대기오염의 방지를 위해서 보조연료로서 미분탄을 풍구에 설치된 미분탄 취입용 랜스를 통해 취입하여 사용하고 있다. 미분탄을 취입하기 위한 랜스는 그 일부가 고온의 바람에 항상 노출되어 있기 때문에 랜스가 열화되어 아래로 처지는 현상이 발생한다. 미분탄 취입용 랜스가 아래로 처지면 미분탄 중에 혼합되어 있던 암모니아가 구리(Cu)로 제작된 풍구와 반응하여 풍구를 침식하기 때문에, 조업의 안정성을 확보하기 위해서는 반드시 랜스의 처짐을 방지해야 할 필요가 있다.In general, the main fuel used in the blast furnace is coke, but in order to reduce costs and prevent air pollution, the pulverized coal is blown through the pulverized coal blowing lance installed in the pit. The lance for blowing pulverized coal is partially exposed to high temperature wind, so the lance deteriorates and sags downward. When the pulverized coal blowing lance sags downward, the ammonia mixed in the pulverized coal reacts with the tuyere made of copper (Cu) to erode the tuyere. Therefore, it is necessary to prevent sagging of the lance in order to secure operational stability. have.

랜스의 처짐을 방지하기 위해 종래에는 이중관을 도입하여 내부관으로는 미분탄을 취입하고 외부관으로는 산소 또는 냉각공기를 흘려보내고 있다. 그러나, 냉각공기는 냉각효과가 전혀 없기 때문에 순산소를 취입하여 랜스를 냉각시키는데, 순산소가 랜스를 냉각시키는 효과를 발휘하기 위해서는 일정량 이상의 취입량을 확보해야 한다. 그러나, 순산소의 제조설비가 고장나거나 또는 취입라인이 막히는 등 조업자가 감시하지 못하는 상황에서 순산소의 취입량이 확보되지 않아 종종 랜스의 처짐현상이 발생하는 문제점이 있었다.In order to prevent sagging of the lance, conventionally, a double tube is introduced to blow pulverized coal into the inner tube and oxygen or cooling air to the outer tube. However, since the cooling air has no cooling effect, pure oxygen is blown to cool the lance. In order for the pure oxygen to exert the effect of cooling the lance, a certain amount of blown air must be secured. However, there is a problem that the lance deflection phenomenon often occurs because the amount of intake of oxygen is not secured in a situation in which the manufacturer does not monitor, such as a failure of the manufacturing facilities of the oxygen or clogged blowing line.

한편, 풍구를 통해 투입되는 바람에 의해 고로의 내부는 여러 영역으로 구분된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 로의 상부에서 강하하는 철광석 및 코크스가 연소되는 지점과 하부의 풍구(22)에서 상승하는 바람이 상호교차되는 지점에서는 연화융착대(25)가 형성된다. 그리고 풍구(22) 선단에는 고속의 바람에 의해 공동이 형성되고 그 공동 내부에 코크스와 미분탄이 연소하는 연소대(26)가 형성된다.On the other hand, the interior of the blast furnace is divided into several areas by the wind introduced through the wind hole. As illustrated in FIG. 6, a soft fusion zone 25 is formed at the point where iron ore and coke descending from the upper part of the furnace are burned and the wind rising from the lower tuyere 22 crosses each other. At the tip of the tuyere 22, a cavity is formed by high-speed wind, and a combustion zone 26 in which coke and pulverized coal is burned is formed inside the cavity.

풍구에서의 유속은 연소대의 형상을 결정하는데 영향을 미친다. 만약, 풍구에서의 유속이 느릴 경우 연소대의 길이가 짧아진다. 그런데, 고로의 내부에서 생성되는 용융물의 약 70%가 연소대의 끝부분을 통해 하부로 강하하기 때문에, 연소대의 길이가 짧아지면 강하하는 용융물의 상당량이 풍구로 근접하게 된다. 용융물이 풍구에 근접하여 체류하는 시간이 길어지면 결국에는 풍구의 냉각능력이 한계에 다다라 풍구가 용손되고, 이로 인해 대량의 냉각수가 노의 내부로 침수되는 치명적인 결과가 초래된다. 이를 방지하기 위해 풍구에서의 유속을 빠르게 유지해야할 필요가 있다.Flow velocity in the tuyere affects the shape of the combustion zone. If the flow velocity in the tuyere is slow, the length of the combustion zone is shortened. However, since about 70% of the melt produced in the blast furnace drops downward through the end of the combustion zone, when the length of the combustion zone becomes short, a considerable amount of the falling melt approaches the air vent. The longer the melt stays close to the tuyere, the more the tuyere's cooling capacity reaches its limit and the tuyere is melted, resulting in a fatal result of flooding the coolant with a large amount of coolant. In order to prevent this, it is necessary to keep the flow velocity in the tuyere fast.

풍구에서의 빠른 유속을 유지하기 위해 종래에는 풍구의 직경을 줄이는 방법이 사용되고 있으나 풍구의 평균 수명이 400일 정도이기 때문에 조업상의 필요에 의해 수시로 풍구의 직경을 줄임으로써 탄력적으로 유속을 제어하는 것은 불가능하였다.Conventionally, a method of reducing the diameter of the tuyere is used to maintain a fast flow rate at the tuyere. However, since the average life of the tuyere is about 400 days, it is impossible to control the flow rate flexibly by reducing the diameter of the tuyere from time to time. It was.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결한 것으로, 그 목적은 랜스가 충분히 냉각되지 않을 경우에도 랜스가 처지지 않고, 풍구를 작은 직경으로 교체하지 않고도 풍구에서의 빠른 유속을 유지함으로써, 풍구의 돌발적인 손상을 방지하여 생산의 기회손실을 최소화하는 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치를 제공하는 데 있다.The present invention solves the problems described above, the object is that the lance does not sag even when the lance is not sufficiently cooled, and by maintaining a high flow rate in the tuyere without replacing the tuyere with a small diameter, the sudden break of the tuyere The present invention provides a device for preventing sagging of pulverized coal blowing lances in a blast furnace, which prevents damage in a small manner and minimizes an opportunity loss of production.

도 1은 일반적인 고로에서 송풍지관 및 미분탄 취입용 랜스가 설치된 풍구의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a tuyere equipped with a blower pipe and a pulverized coal blowing lance in a typical blast furnace.

도 2는 본 발명에 따른 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치를 도시한 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing a deflection prevention device of the lance for blowing pulverized coal in accordance with the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치가 설치된 풍구의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the tuyere provided with a deflection prevention device of the lance for blowing pulverized coal in accordance with the present invention.

도 4는 연소대 내에서의 유체의 흐름 및 미분탄의 퇴적 형상을 도시한 연소대의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the combustion zone showing the flow of fluid in the combustion zone and the deposit shape of pulverized coal.

도 5는 본 발명에 따른 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치로 인해 변화되는 연소대의 형상이 도시된 연소대의 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing the shape of the combustion zone is changed due to the sag prevention device of the pulverized coal blowing lance of the blast furnace according to the present invention.

도 6은 일반적인 고로조업 중의 노 내 현상을 도시한 고로의 종단면도이다.6 is a longitudinal sectional view of the blast furnace showing the phenomenon of the furnace in a typical blast furnace operation.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치는 랜스를 떠받치는 거더 및 유체역학적으로 설계된 거더의 지지 다리로 구성되는데, 이 때 거더 및 다리는 보통 세라믹 재질로 이루어진다.In order to achieve the object as described above, the sagging prevention device of the pulverized coal blowing lance according to the present invention is composed of a girder holding the lance and a support leg of a hydrodynamically designed girder, wherein the girder and the leg is usually made of a ceramic material Is made of.

그리고, 다리는 1개 이상, 바람직하게는 4개이며, 다리의 표면이 한 쪽 모는 둥글고 다른 쪽 모는 뾰족한 유선형을 단면으로 가지는 곡면으로 이루어짐으로써 다리를 지나는 바람의 속도가 증가되고, 상기 유선형의 둥근 모와 뽀족한 모를 연결한 가상의 선이 다리의 중심축에 대해 나선이 되도록 다리를 형성하여 상기 다리를 지나는 바람이 회전력을 가지는 것이 바람직하다.At least one leg is preferably four, and the surface of the leg is round and the other side is curved, having a pointed streamline in cross section, thereby increasing the speed of the wind passing through the leg. It is preferable to form a bridge such that the imaginary line connecting the mother and the sharp mother is a spiral with respect to the central axis of the leg so that the wind passing through the leg has rotational force.

이하, 본 발명에 따른 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치에 대해첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the sag prevention device of the pulverized coal injection lance of the blast furnace according to the present invention will be described in detail.

앞에서 언급한 바와 같이 고로의 풍구를 통해서 바람이 유입되는데, 그 과정을 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 송풍지관 및 미분탄 취입용 랜스가 설치된 풍구의 단면도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 송풍기로부터 발생된 바람은 송풍지관(1)에 의해 풍구(2)로 유도되고 풍구(2)를 통과하여 고로의 내부로 유입된다. 유입된 바람에 의해 형성되는 연소대(3)의 크기는 노 내에 투입된 철광석 및 코크스의 하중과 풍구를 통해 투입되는 바람이 균형을 이루면서 결정하고, 연소대(3)의 형상에 따라 로 내부에서의 용융물 적하거동이 달라진다.As mentioned above, wind is introduced through the blast furnace blast furnace, and the process will be described with reference to FIG. 1 as follows. FIG. 1 is a cross-sectional view of a tuyere provided with a blower pipe and a lance for blowing pulverized coal. As shown in FIG. 1, wind generated from the blower is guided to the tuyere 2 by the blower pipe 1 and the tuyere 2 is It passes through and flows into the blast furnace. The size of the combustion zone (3) formed by the introduced wind is determined by balancing the load of iron ore and coke introduced into the furnace with the wind introduced through the tuyere, and according to the shape of the combustion zone (3) The melt dropping behavior is different.

또한, 미분탄의 수송관(4)에 연결되어 있는 미분탄 취입용 랜스(5)는 송풍지관(1)의 말단에 설치되어 있으며, 랜스(5)의 선단부는 풍구(2) 내부에 있다. 풍구(2)를 통과하는 바람의 양은 분당 180 Nm3이고 온도는 1200℃ 정도이며, 이러한 풍구(2) 내부의 빠른 유속과 고온 분위기에 노출되어 있는 미분탄 취입용 랜스(5)에는 큰 열부하가 가해지기 때문에, 충분히 냉각되지 않은 상태에서 30분 이상 경과하면 랜스(5)가 변형되어 아래로 처지는 현상이 발생한다.In addition, the pulverized coal blowing lance 5 connected to the pulverized coal transport pipe 4 is provided at the end of the blower pipe 1, and the tip of the lance 5 is inside the tuyere 2. The amount of wind passing through the tuyere (2) is 180 Nm 3 per minute and the temperature is about 1200 ℃, a large heat load is applied to the pulverized coal blowing lance (5) exposed to the high flow rate and high temperature atmosphere inside the tuyere (2). Since 30 minutes or more pass in the state which is not fully cooled, the lance 5 will deform | transform and sag down.

미분탄 취입용 랜스(5)가 하부로 처지면 미분탄 중에 혼합되어 있던 암모니아가 구리(Cu)로 제작된 풍구와 반응하여 풍구(2)를 침식해버리기 때문에, 조업의 안정성을 확보하기 위해서는 반드시 랜스의 처짐을 방지해야 할 필요가 있다.When the pulverized coal blowing lance 5 sags to the bottom, the ammonia mixed in the pulverized coal reacts with the tuyere made of copper (Cu) and erodes the tuyere 2. It is necessary to prevent sag.

이에 따라 본 발명에서는 미분탄 취입용 랜스가 냉각되지 않은 상태에서도 하부로 처지지 않도록 풍구의 내부에 랜스를 떠받치는 인위적인 받침대인거더(girder)를 설치한다.Accordingly, in the present invention, an artificial pedestal girder that supports the lance is installed in the inside of the tuyere so that the pulverized coal blowing lance does not sag downward even in the uncooled state.

도 2는 본 발명에 따른 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치를 도시한 사시도이며, 도 3은 이러한 랜스의 처짐 방지장치가 설치된 풍구의 단면도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 랜스(5)가 처지지 않도록 랜스(5)를 떠받치는 거더(6)가 풍구(2) 내부에 설치되고, 거더(6)는 1개 이상, 바람직하게는 4개의 다리(7)로 지지된다.Figure 2 is a perspective view showing a deflection prevention device of the pulverized coal injection lance according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the tuyere is installed such a deflection prevention device of the lance. As shown in FIGS. 2 and 3, a girder 6 supporting the lance 5 is installed inside the tuyeres 2 so that the lance 5 does not sag, and the girder 6 has one or more, preferably Is supported by four legs (7).

거더(6) 및 이를 지지하는 다리(7)는 풍구(2) 내부에 설치되기 때문에 내열성과 내마모성이 우수해야 하며, 따라서 거더 및 다리의 재질은 열적 충격을 흡수하기 위해서 냉간과 열간에서 부피팽창이 거의 없는 세라믹 재료인 SiC-C를 주원료로 하고 여기에 통과 유속이 20m/sec의 고속인 점을 고려하여 내마모성이 우수한 Fe-Si-N을 혼합한 재질로 한다.Since the girder 6 and the leg 7 supporting it are installed inside the tuyere 2, they have to be excellent in heat resistance and abrasion resistance. Therefore, the material of the girder and the leg has a volume expansion between cold and hot to absorb thermal shock. The main material is SiC-C, which is almost no ceramic material, and the Fe-Si-N material having excellent abrasion resistance is mixed in consideration of high speed of 20m / sec.

거더(6)를 지지하는 다리(7)는 베르누이의 이론을 적용하여 설계된 구조로서, 다리(7)를 지나는 바람의 속도가 증가하고 회전력이 가미될 수 있도록 구성한다. 베르누이 이론에 의하면 곡면이 긴 부분을 통과하는 유체의 속도가 증가하기 때문에, 다리의 표면을 한 쪽 모는 둥글고 다른 쪽 모는 뾰족한 유선형을 단면으로 가지는 곡면으로 하여 다리를 지나기 이전의 바람보다 지난 이후의 바람의 속도가 빨라지게 한다. 또한, 강한 회전력을 발생시킬 수 있도록 다리의 단면을 유선형의 둥근 모와 뽀족한 모를 연결한 가상의 선이 다리의 중심축에 대해 나선이 되도록 형성하면, 다리를 지나는 바람에는 회전력이 부여된다. 이로 인해 랜스를 통해 유입되는 미분탄과 바람 중의 산소를 강하게 혼합하여 미분탄 중의 탄소를 잘 연소시킬 수 있도록 한다.The bridge 7 supporting the girder 6 is a structure designed by applying Bernoulli's theory, and is configured to increase the speed of the wind passing through the bridge 7 and add rotational force. According to Bernoulli's theory, the velocity of the fluid passing through the long section increases, so that the wind after the bridge passes before the bridge, with one round and one pointed streamline on one side. To speed up. In addition, if the imaginary line connecting the streamlined round hair and the pointed hair is spiral with respect to the center axis of the leg so as to generate a strong rotational force, the rotation force is applied to the wind passing through the leg. This strongly mixes the pulverized coal flowing through the lance with oxygen in the wind so that the carbon in the pulverized coal can be burned well.

한편, 풍구에서의 유속이 증가하면 연소대의 길이가 길어진다. 먼저, 일반적인 고로 내에서의 연소대에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 4는 연소대 내에서의 유체의 흐름 및 미분탄의 퇴적 형상을 도시한 연소대의 단면도이다.On the other hand, when the flow velocity in the tuyere increases, the length of the combustion zone becomes longer. First, with reference to the accompanying drawings for the combustion zone in a general blast furnace as follows. 4 is a cross-sectional view of the combustion zone showing the flow of fluid in the combustion zone and the deposit shape of pulverized coal.

도 4에 도시된 바와 같이, 연소대(3) 내에서의 유체의 주류(8)는 중앙부를 우선 흐른 다음 양분화되어 세부 와류(9)를 형성한다. 이 과정에서 코크스가 세부 와류에 편승하여 회전함과 동시에 연소 및 분화되며, 랜스를 통해 취입되는 미분탄도 연소대 내에서 대부분 연소된다. 분화된 코크스와 미처 타지 못한 미분탄이 연소대의 가장자리 쪽에 모여 치밀한 구역을 형성하는데 이를 난투과층(10)이라 하며 새의 둥지모양을 하고 있어서 버드네스트(bird's nest)라 한다.As shown in FIG. 4, the main stream of fluid 8 in the combustion zone 3 first flows through the central section and then bisected to form a detailed vortex 9. In this process, the coke is burned and differentiated at the same time as it rides on the detailed vortex, and the pulverized coal blown through the lance is also burned in the combustion table. Differentiated coke and unburned pulverized coal gather on the edge of the combustion zone to form a dense zone, which is called a frost permeable layer (10) and is called a bird's nest because it is shaped like a bird's nest.

난투과층(10)이 두꺼워질수록 풍구(2)로부터의 바람이 고로의 중심부까지 전달되지 못하고 노체 하부로 전달되는 이상 현상이 초래된다. 이를 개선하기 위해 풍구(2)를 통과하는 바람의 힘이 이를 충분히 깨뜨릴 수 있도록 하여 바람이 난투과층(10)을 투과하고 고로의 중심부까지 원활히 전달되어 노 내부의 열적 균형을 적절히 유지시키도록 해야한다.As the opaque layer 10 becomes thicker, an abnormal phenomenon in which the wind from the tuyere 2 is not transmitted to the center of the blast furnace is transmitted to the lower part of the furnace body. In order to improve this, the force of the wind passing through the tuyere (2) can be sufficiently broken so that the wind penetrates the impermeable layer 10 and is smoothly transmitted to the center of the blast furnace so that the thermal balance inside the furnace is properly maintained. .

이러한 연소대의 형상이 본 발명에 따른 랜스의 처짐 방지장치로 인해 풍구에서의 유속이 증가하였을 때 변화되는 양상 및 이로 인한 효과를 도 5에 도시하였다. 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 랜스의 처짐 방지장치를 설치함으로써 풍구(2)를 통과하는 바람의 속도가 증가하게 되면, 연소대가 짧고 불룩한 형태(점선으로 도시된 연소대 3)에서 길고 날씬한 형태(실선으로 도시된 연소대 3')로 변화하여 고로의 중심축으로 더욱 강한 열전달 능력을 가지게 된다.The shape of the combustion zone is changed when the flow rate in the tuyere increases due to the device for preventing the deflection of the lance according to the present invention and the effect thereof is shown in FIG. As shown in FIG. 5, when the speed of the wind passing through the tuyere 2 is increased by installing the deflection prevention device of the lance according to the present invention, the combustion zone is short and long in the bulging form (the combustion zone 3 shown in dashed lines). It is changed to a slim shape (combustion zone 3 'shown by a solid line) and has a stronger heat transfer capability to the central axis of the blast furnace.

즉, 본 발명에 따른 랜스의 처짐 방지장치를 설치하지 않은 일반적인 경우, 풍구에서 유속이 랜스의 처짐 방지장치를 설치한 경우보다 느리기 때문에, 용융물의 낙하지점은 도 5에서 점선으로 표시된 굵은 화살표(11) 부분이고 연소대 하부에서 용융물이 체류하는 현상은 점선의 가는 화살표(12)로 표시되어 있다. 반면에, 본 발명에 따른 랜스의 처짐 방지장치를 설치한 경우에는 풍구에서의 유속이 빠르기 때문에, 용융물의 낙하지점이 도 5에서 실선으로 표시된 굵은 화살표(11') 부분이고 용융물의 체류현상은 실선의 가는 화살표(12')로 표시되어 있다.That is, in the general case where the lance deflection prevention device according to the present invention is not installed, since the flow velocity in the tuyere is slower than when the lance deflection prevention device is installed, the dropping point of the melt is shown by the thick arrow 11 indicated by the dotted line in FIG. ) And the melt dwelling in the lower part of the combustion zone is indicated by the thin arrow (12). On the other hand, when the lance deflection prevention device according to the present invention is installed, since the flow velocity in the tuyere is fast, the dropping point of the melt is part of the thick arrow 11 'indicated by the solid line in FIG. 5 and the retention phenomenon of the melt is solid. Is indicated by a thin arrow 12 '.

이것은, 풍구에서의 유속이 느린 경우에는 용융물이 풍구 주변을 벗어나지 못하고 체류하기 때문에 풍구를 용손시킬 위험이 있으며, 또한 연소대의 상부에서 생성된 용융물의 약 70%가 연소대의 선단부를 통과하여 하부로 강하하는데 연소대의 길이가 짧을수록 용융물의 강하량이 풍구측으로 이동하여 풍구가 손상될 위험이 있음을 나타낸다.This means that if the flow velocity in the tuyere is slow, the melt stays in the vicinity of the tuyere, so there is a risk of erosion of the tuyere. Also, about 70% of the melt produced at the top of the furnace falls down through the tip of the furnace. However, the shorter the length of the combustion zone, the more the melt falls to the tuyere, indicating the risk of damaging the tuyere.

반면에 본 발명에 따른 랜스의 처짐 방지장치를 이용함으로써 풍구에서의 유속을 증가시킨 경우에는, 연소대의 길이가 고로의 중심축 쪽으로 증가하여 연소대 하부의 용융물 체류도 중심축으로 이동시킬 수 있고, 상부에서 강하하는 용융물 또한 고로의 중심축 쪽으로 이동시켜 풍구 손상의 위험을 현저히 줄일 수 있다. 또한, 연소대의 길이가 짧은 경우에 비해 고로의 반경방향으로의 온도 분포를 균일하게 조정할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, when the flow rate in the tuyere is increased by using the lance deflection prevention device according to the present invention, the length of the combustion zone increases toward the central axis of the blast furnace, so that the melt retention in the lower portion of the combustion zone can also be moved to the central axis. Melt falling from the top can also move towards the central axis of the blast furnace, significantly reducing the risk of tuft damage. In addition, there is an advantage in that the temperature distribution in the radial direction of the blast furnace can be uniformly adjusted compared to the case where the combustion zone is short.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 랜스를 떠받치는 거더를 이용하여 랜스가 냉각되지 않은 상태에서도 하부로 처지지 않도록 하는 효과가 있다.As described above, in the present invention, the girder holding the lance has an effect of preventing the lance from sagging even in an uncooled state.

또한, 거더를 지지하는 다리의 구조를 유체역학적으로 설계함으로써 이를 통과하는 바람의 속도를 증가시킬 뿐만 아니라, 강한 회전력을 부여하여 취입된 미분탄과 산소의 접촉기회를 증대시킴으로써 연소성을 대폭 개선하는 효과가 있다.In addition, by designing the structure of the bridge supporting the girder hydrodynamically, not only increases the speed of the wind passing through it, but also gives a strong rotational force to increase the contact opportunities of the pulverized coal and oxygen injected, thereby greatly improving the combustibility. have.

따라서, 연소대의 길이가 고로의 중심축 쪽으로 증가되어 연소대의 선단부로 통과하는 용융물을 고로의 중심축 쪽으로 이동시킴으로써 풍구 근처에서 체류하는 용융물의 양을 최소화하여 풍구의 손상을 방지하며, 풍구의 돌발적인 손상으로 인한 사고를 방지하고 생산의 기회손실을 줄임으로써 안정적인 조업을 유지하는 효과가 있다.Therefore, the length of the combustion zone is increased toward the central axis of the blast furnace, thereby moving the melt passing through the tip of the combustion zone toward the central axis of the blast furnace, thereby minimizing the amount of melt remaining near the tuyere, thereby preventing damage to the tuyere. It is effective in maintaining stable operation by preventing accidents caused by damage and reducing the loss of opportunity of production.

Claims (4)

미분탄 취입용 랜스가 설치된 고로에 있어서,In the blast furnace equipped with pulverized coal injection lance, 랜스를 떠받치는 거더 및 상기 거더를 풍구 내에서 지지하는 다리로 구성되는 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치.A device for preventing sagging of the pulverized coal blowing lance of a blast furnace, comprising a girder supporting a lance and a leg supporting the girder in the tuyere. 제 1 항에 있어서, 상기 거더 및 다리가 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치.The apparatus of claim 1, wherein the girder and the leg are made of a ceramic material. 제 1 항에 있어서, 상기 거더 및 다리가 주원료인 SiC-C에 Fe-Si-N을 혼합한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the girder and the leg are made of a material in which Fe-Si-N is mixed with SiC-C, which is a main raw material. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다리는 4개이며, 상기 다리의 표면이 한 쪽 모는 둥글고 다른 쪽 모는 뾰족한 유선형을 단면으로 가지는 곡면으로 이루어짐으로써 다리를 지나는 바람의 속도가 증가되고, 상기 유선형의 둥근 모와 뽀족한 모를 연결한 가상의 선이 다리의 중심축에 대해 나선이 되도록 다리를 형성하여 상기 다리를 지나는 바람이 회전력을 가지는 고로의 미분탄 취입용 랜스의 처짐 방지장치.The wind speed according to any one of claims 1 to 3, wherein the legs are four, and the surface of the legs is rounded on one side and rounded on the other, and has a pointed streamline in cross section. Increased and forming a bridge so that the imaginary line connecting the streamlined round hair and the pointed hair becomes a spiral with respect to the central axis of the bridge, so that the wind passing through the bridge has a rotational force to prevent sagging of the pulverized coal lance for blowing.
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KR100711435B1 (en) * 2001-04-09 2007-04-24 주식회사 포스코 Lance for injecting pulverized coal

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