KR20010056557A

KR20010056557A - 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법

Info

Publication number: KR20010056557A
Application number: KR1019990058054A
Authority: KR
Inventors: 이상호; 김재식; 한기원; 조봉래
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2001-07-04
Also published as: KR100405905B1

Abstract

본 발명은 고로의 휴지시에 노저연와의 철피에 압입구멍을 설치하고, 이 압입구멍에 압입재로서 유동성이 좋은 중유 또는 중유와 카본 페이스트를 압입하여 상기 고로의 수명을 좌우하는 노저연와의 침식 및 온도상승을 방지할 수 있도록 한 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 고로 조업에 있어서, 상기 고로의 휴지시에 노저연와(4-2)의 기공부(4-1)와 대향접촉하는 노저철피에 압입구멍(5-3)을 설치하고, 상기 압입구멍(5-3)에 중유를 압입하거나, 또는 상기 고로의 노저연와(4-2)의 기공부(4-1)와 대향접촉하는 노저철피에 압입구멍(5-3)을 설치하는 단계와; 상기 단계후, 상기 압입구멍(5-3)에 중유를 압입하여 압입유로를 형성하는 단계와; 상기 단계후, 상기 압입유로를 통해 카본 페이스트를 압입하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 의하여 고로 수명을 좌우하는 출선구 하부의 연와보호 및 기공부의 밀충진을 통하여 노저측벽온도를 제어함으로서, 고로의 생산성 및 수명을 연장시키고, 경제적인 조업 수행을 도모할 수 있는 효과가 제공된다.

Description

유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법{A PROTECTION METHOD OF HEARTH WALL BRICK USING FLUID INJECTION}

본 발명은 고로 조업에 있어서 상기 고로의 휴지시에 노저연와의 철피에 압입구멍을 설치하고, 이 압입구멍에 압입재로서 유동성이 좋은 중유 또는 중유와 카본 페이스트를 압입하여 상기 고로의 수명을 좌우하는 노저연와의 침식 및 온도상승을 방지할 수 있도록 한 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로조업은 출선구 하부의 연와상태가 안정되게 유지되어 온도가 상승하지 않아야 경제적 조업수행이 가능함과 동시에 생산량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 장기적으로는 고로 수명을 연장시킬 수 있다.

그러나, 최근 고로는 경제적인 조업 수행을 위하여 값비싼 코크스 대신 상대적으로 저렴한 미분탄 사용비율을 증가하는 한편, 고로에서 생산량 증가는 후공정의 경제적 조업수행에 크게 기여하기 때문에 가능한 증산하는 조업을 수행하게 되면서 고로하부 측벽부의 연와마모와 함께 연와접합부 및 연와와 스탬프(Stamp) 사이에 생긴 기공(氣空)의 생성으로 노저 측벽연와의 온도상승을 유발하는 문제가 있다.

이와 같은 문제점에 의해 노내 조업 상황 불안정(이하 ‘노황’이라 함) 문제가 제기되었고, 온도저하 및 출선구 연와침식 마모 방지를 위해 생산량을 줄이는 한편, 미분탄 취입비율을 낮추는 조업을 하는 등 비경제적 조업이 이루어질 뿐만 아니라, 결국 노수명 단축이라는 막대한 조업장애를 가져오게 된다.

특히, 고로조업의 경과에 따라 고로화입 개시이후 2년이 경과되는 시점에서부터 고로하부 측벽부 연와는 연속적으로 고로하부에 고여 있는 용선과 슬래그 유동에 의한 연와의 침식 및 마모현상과 함께 일일 10여회 반복되는 출선구 개공작업에 의한 출선구 개공시 용선 및 슬래그 이동 및 충격과, 노저부에서 발생하는 가스가 연와사이에 침투하여, 연와와 연와사이의 기공이 형성되어 연와의 마모 및 침식이 지속적으로 발생하게 된다.

도 1은 일반적인 고로의 장입물 플로우도로서, 고로 조업은 원료빈 (6-4,6-5)에서 절출된 광석과 소결광을 장입 벨트 컨베이어(6)을 통하여 고로(1) 꼭대기로 이송한 뒤 플랩게이트(2-4)와 상부실링밸브(2-3)를 거쳐 노정호퍼(2)에 저장한 후, 소결광 입도별 장입이 가능한 선회슈트(2-2)를 통해 설정된 각 노치별 경동각도(Tilting angle)로 제어되어 고로(1)내부에 균일하게 장입되어 분포할 수 있도록,

코크스(입도 : 35∼55mm)장입, 대립소결광(입도 : 12∼50mm)장입, 소립소결광(입도 : 5∼12mm)장입의 순서로 코크스를 반경방향으로 균일하게 장입하여 고로(1)상부에서 안정된 가스흐름으로 통기성 및 가스이용율을 극대화하며, 중심부 온도가 높고 중간부 및 벽부의 가스흐름이 균일하게 유지되는 연화융착대(1-1)를 만든다.

한편으로, 노벽측에는 환원성 및 통기성이 우수한 소립소결광(6-3)을 안착시켜 노벽부 불활성대 생성을 방지하고 노벽보호를 유도하는 방법으로 고로(1) 상부에서 교대로 장입하여 층을 이루도록 하고, 고로(1) 하부에는 열풍로 설비에서 보내온 고온의 열풍을 풍구(1-2)를 통해 고로(1)내부에 송풍하여 철광석의 환원 및 용융반응을 일으켜 용선(1-3)을 생산하게 된다.

이러한 고로조업은 초기 화입이후, 조업이 개시되면서 약 1개월후 정상조업도가 달성되면 출선구하부 측벽부에 상하로 부착된 스탬프는 대부분 소멸되고 약 1800mm의 내화연와만 남은 상태에서 출선조업을 개시하게 된다.

그리고 고로(1)하부에 존재하는 용선(1-3) 및 슬래그는 4방향에서 교대로 실시되는 출선작업에 의하여 약 120분간 간격으로 33°, 147°, 213°, 327°의 4방향으로 용융물 배출이 집중적으로 이루어지게 되고, 이로 인하여 내부에서의 용선 (1-3)및 슬래그는 이동 및 유동현상이 극심하게 일어나게 되는 한편, 연와사이로 가스가 침투하여 출선구 하부의 연와의 침식 및 마모가 촉진되고 있다.

또한, 고로(1)하부에 존재하는 용융물 및 슬래그와 가스가 연와와 화학반응을 일으켜 연와의 침식이 가속화되고 미세 틈 사이로 가스통로가 형성되어 국부적인 연와침식 및 탈락현상이 일어나 출선구 하부 측벽온도의 급상승 및 점진적인 상승현상을 초래한다.

이러한 현상은 고로조업이 경과되면서, 그리고 광석장입량 대 코크스 장입량이(이하 ‘0/C’라 칭함)가 4.70이상인 조업시와 고출선비 조업시 더욱 심화되고 있다.

이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 출선구 하부의 노벽기술로는,

첫째 : 출선구 상부의 열풍이 들어오는 구멍 즉, 상기 풍구(1-2)에 열풍제어변을 설치하여 바람량을 출선구 상부만 줄여서 그 부위에 용융낙하되는 용선(1-3) 및 슬래그량을 줄이는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법은 대형고로에 원주 방향별로 통상 34개 설치되어 있는 풍구(1-2)의 바람량 차이에 따른 원주방향으로의 노황상태의 차이로 인하여 노황이 불안정해지고, 바람량을 줄인 풍구의 바로 옆 풍구에 부하를 가중되어 풍구가 파손되어 대형사고로 연결될 위험이 있다.

둘째 : 출선구를 폐쇄하고 출선구 내부 보호벽을 형성하는 머드재 충진량을 증가시키거나, 머드재에 산화 티타늄(TiO₂)을 일정비율로 혼합하여 출선구에 충진하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 정상조업중, 고로 하부에 정상조업시의 압력은 4.0kg/㎠이 항시 걸려있고 비중 7.6의 용선과 비중 2.3의 슬래그가 존재하고 있는 상태에서 이루어지는 방법으로 비중 2.0∼2.2의 머드재가 많은 량이 충진되어도 비중이 가볍고, 또한 재질상 출선구 하부로의 접착특성이 강하지 않기 때문에 출선구 하부온도 저하 및 연와침식 방지를 위한 근본적인 해결책이 되지 못하였다.

셋째 : 고로(1)상부로부터 장입되는 장입물중에 TiO₂광석을 혼합하여 장입시켜 고로(1)하부의 용융물의 점성을 증대시켜 노저측벽 연와로의 용융물이 미치는 부하를 줄여서 노저측벽 온도를 제어하는 방법이 있다.

그러나, 이러한 방법은 통상 노저측벽온도 상승시는 출선구 직하부의 한 방향에 국한되어 상승하는 것이 통상적인 현상이다. 그러나, 종래의 장입방법으로는 국부적인 노저온도 상승시에 값비싼 TiO₂광석을 고로(1)내부 전체적인 방향에 걸쳐서 장입할 수 밖에 없기 때문에 경제적인 고로조업이 어려울 뿐만 아니라, 노저 측벽온도가 상승하지 않는 방향에도 TiO₂광석이 장입됨으로 인하여, 용융물 흐름을 방해하여 용융물 배출불량이 나타나서 오히려 노황을 악화시키고, 노저측벽온도 상승부위에만 점성(용융물의 끈적끈적한 성질)을 증대시키는 효과를 얻을 수가 없기때문에 TiO₂광석 장입으로 인한 본래의 효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.

넷째 : 고로휴지시에 압입기를 이용하여 연와외부 철피에 구멍을 뚫어 카본 페이스트(Paste)를 압입하여 연와사이의 기공을 막아서 가스침투를 막아 온도저하를 유도하는 방법이 있으나, 카본 페이스트(Paste)(아래의 표 1 참조)는 점성이 높아 연와사이로 압입하기가 지극히 어려우며, 휘발분이 높아서 1개월 경과후에는 대부분 휘발되어 또다시 기공을 형성하는 악순환이 되풀이 되고있어, 효과적인 노저온도 상승방지대책이 되지 못하는 실정이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 고로 휴지시 점도가 낮은 중유를 노저연와 기공형성부에 압입하여 고로의 수명 및 생산성을 향상시키고, 노저온도의 제어를 용이하게 수행할 수 있는 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 고로의 장입물 플로우도

도 2는 고로에 설치된 온도계의 위치도

도 3은 고로 노저의 연와구조 모식도

도 4는 본 발명에 따른 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법의 모식도

도 5는 종래 및 본 발명에 따른 노저온도 저하추이를 나타내는 그래프

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 고로 1-2 : 풍구

1-3 : 용선 2 : 노정호퍼

4-1 : 기공부 4-2 : 노저연와

5-3 : 압입구멍 6 : 벨트 컨베이어

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면 고로 조업에 있어서, 상기 고로의 휴지시에 노저연와의 기공부와 대향접촉하는 노저철피에 압입구멍을 설치하고, 상기 압입구멍에 중유를 압입하는 것을 특징으로 하는 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면 고로 조업에 있어서, 상기 고로의 노저연와의 기공부와 대향접촉하는 노저철피에 압입구멍을 설치하는 단계와; 상기 단계후, 상기 압입구멍에 중유를 압입하여 압입유로를 형성하는 단계와; 상기 단계후, 상기 압입유로를 통해 카본 페이스트를 압입하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 고로 출선구 하부 연와의 침식방지 및 온도상승 방지를 효과적으로 제어할 수 있는 고로하부 노저연와(4-2)의 기공부(4-1)에 대한 압입재를 연구한 결과, 종래방법보다 유동성이 훨씬 좋으며, 가격도 1/10 이하 수준인 중유를 압입재로 취입하여, 동일한 효과 이상을 얻을 수 있을 수 있다는 사실에 착안하여, 고로휴지시 점도가 낮은 중유를 상기 기공부(4-1)에 압입하여, 상기에 열거된 여러 가지 문제점을 해결하고자 하는 것을 그 기술적 요지로 한다.

이에 따라 종래 방법과 비교하여 고로 수명을 좌우하는 출선구 하부의 노저연와(4-2)보호를 획기적으로 개선하여 생산성 및 고로수명을 확보하고, 값비싼 카본페이스트 대신에 1/10 수준인 중유를 압입하여, TiO₂광석을 평상장입시의 25% 수준을 사용하면서도 동일한 효과 이상을 얻을 수 있어, 경제적 조업수행과 고미분탄, 고출선비 조업의 안정적 확보가 가능하도록 하였다.

일반적으로 고로조업은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 노정호퍼(2)에서 배출된 코크스와 소결광은 평상 조업시 장입기준선 1.0m(3-2)이 되면, 선회슈트(2-2)의 회전에 의하여 교대로 장입하여 층상을 형성하도록 한다.

그리고 풍구(1-2)를 통하여 고온의 열풍을 불어 넣어 코크스를 연소시키면 열원 및 환원가스가 발생되고, 이 열원 및 환원가스에 의해 철광석은 환원,용융되고 최종적으로는 연화융착대(1-1)이하에서는 용융물이 존재하게 된다.

이러한 고로조업이 원활하게 이루어지기 위해서는 무엇보다, 고로 노저부 온도 및 노저연와(4-2)의 안정적 유지가 확보되어야 한다.

도면 중 미설명 부호 3-5는 괴상대 영역, 3-6은 융착대 영역, 3-7은 적하대 영역, 4-3은 슬래그층, 4-4는 용선층이다.

본 발명은 고로조업에서 상기 열거된 문제점이 발생될 경우, 장입물 의 장입완료후 장입물 위치 추적장치(Sounding)(1-6)가 레벨 관리치의 범위를 도달하게 되면, 장입이 개시되기전 장입물의 설정된 장입물 각 노치(Notch)별 경동각도에 도달하면, 노저 측벽온도 상승부위에 기공부(4-1)이 형성되어 있을 경우, 정기수리 및 계획휴지시에 압입을 실시하게 되는 데,

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 노저연와(4-2)의 기공부(4-1)와 대향접촉하는 노저철피에 압입구멍(5-3)을 설치하고, 노저압입장치(중유 및 카본)(5-1) 및 연결호스(5-2)를 통해 1차로 점도가 낮고 유동성이 좋은 중유를 사용하여 상기 압입구멍(5-3)에 압입을 실시하여 압입작업이 원활히 이루어지도록 하여 기공부(4-1)내에 1차 밀충진을 도모하고, 원활한 압입유로를 형성한다.

다음, 상기와 같이 중유를 압입하여 압입재가 쉽게 충진될 수 있는 유로를 형성한 다음, 노저압입장치(5-1) 및 연결호스(5-2)를 통해 2차로 점도가 높은 카본 페이스트를 압입하여 목표로하는 압입량을 충진(2차 밀충진)하여 고로 노저부 측벽온도 상승시 경제적 조업수행과 안정된 노황안정을 도모하게 된다.

여기서, 압입을 실시할 때 중유를 단독으로 사용하는 경우와, 1차로 중유를 압입구멍(5-3)에 최초로 압입한 다음, 2차로 카본 페이스트를 추가로 압입하여 압입을 완료하는 단계로 구분하게 되며, 상기 중유를 사용하는 것은 중유의 점도가 기존 압입재인 카본페이스트에 비하여 점도가 상당히 낮아서 압입시의 유동성이 좋아서, 충분히 압입할 수 있기 때문에 기공에 밀충진이 가능하여 노저측벽온도를 저하시키는데 효과적인 역할을 하기 때문이다.

뿐만 아니라, 휘발분이 적어서 상당기간 카본페이스트에 비해서 기공틈새에 존재하는 효과가 있다. 그리고, 기존압입재인 카본페이스트를 압입하기 위해서도 유동성이 좋은 중유를 사전에 압입하여, 압입재가 들어갈 수 있는 유로를 형성한 후, 카본페이스트를 압입하여 작업을 할 경우에 압입이 통상압력(10∼20kg/㎠) 범위에서 원활하게 압입이 이루어져, 원활하게 밀충진이 되는 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

만약, 기존의 압입재인 카본페이스트를 무리하게 압입할 경우, 25kg/㎠ 이상으로 압입시는 노저측벽연와에 무리한 힘이 가해서 연와의 뒤틀림 및 심할 경우, 붕괴 및 탈락의 원인이 되는 문제가 발생한다.

본 발명을 적용하여 노저 측벽온도를 저하시키고 안정된 노황유지, 고로수명의 안정화를 도모한 결과가 도 5에 나타나 있다.

종래 260∼290℃의 온도 범위를 갖던 노저측벽온도가 본 발명에 의해 160∼210℃까지 감소된 것을 나타내고 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 고로 수명을 좌우하는 출선구 하부의 연와보호 및 기공부의 밀충진을 통하여 노저측벽온도를 제어함으로서, 고로의 생산성 및 수명을 연장시키고, 경제적인 조업 수행을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims

고로 조업에 있어서,

상기 고로의 휴지시에 노저연와(4-2)의 기공부(4-1)와 대향접촉하는 노저철피에 압입구멍(5-3)을 설치하고, 상기 압입구멍(5-3)에 중유를 압입하는 것을 특징으로 하는 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법.
고로 조업에 있어서,

상기 고로의 노저연와(4-2)의 기공부(4-1)와 대향접촉하는 노저철피에 압입구멍(5-3)을 설치하는 단계와;

상기 단계후, 상기 압입구멍(5-3)에 중유를 압입하여 압입유로를 형성하는 단계와;

상기 단계후, 상기 압입유로를 통해 카본 페이스트를 압입하는 단계로 이루어지는 것을 유동성 확보용 압입재를 이용한 노저측벽 연와 보호방법.