KR20010064937A

KR20010064937A - 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치

Info

Publication number: KR20010064937A
Application number: KR1019990059373A
Authority: KR
Inventors: 정찬식; 이원호; 이찬효
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-07-11

Abstract

본 발명은 고로의 풍구에 냉각수를 연속적으로 공급하는 과정에서 풍구가 용손되어 배수되는 냉각수로 가스가 누출되는 것을 자동으로 포집하고 측정하는 장치에 관한 것으로,

중공원통형 몸체(41)의 외부면에는 상기 냉각수배출배관(20b)과 플랜지 연결되는 공급관(43)과 상기 집수관(30)측으로 물을 배수하기 위한 배출관(44)을 각각 갖추며, 상기 몸체(41)의 커버(42)에는 상기 몸체(41)내의 수위를 검지하는 레벨계(45)가 장착되어 냉각수가 일시 저장되는 몸체부(40);와, 상기 커버(42)상에 장착되고, 필터부재(52)가 내장된 연결관(51)과 플랜지연결되는 가스배관(53)을 갖추고, 상기 가스배관(53)내에는 가스검지봉(54)을 갖추어 냉각수로부터 분리된 가스를 검지하는 가스검지부(50); 및 상기 레벨계(45)와 전기적으로 연결되어 상기 몸체(41)내의 수위를 조절하고, 상기 가스검지봉(54)과 전기적으로 연결되어 가스발생여부를 고로조업컴퓨터(61)측으로 전송하는 제어기(60);를 포함하는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치를 제공한다.

Description

고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING AND COLLECTING THE LEAKAGE GAS FROM TUYER OF FURNACE}

본 발명은 고로의 풍구에 냉각수를 연속적으로 공급하는 과정에서 풍구가 용손되어 냉각수와 배출되는 가스를 자동으로 포집하고 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 고로에 취부되어 고온의 열풍을 용광로 내부로 전달시켜 주는 풍구를 로내부의 반용융 장입물로부터 보호하기 위하여 냉각수를 공급하는 과정에서 고로내에서 생성되는 융융물이 풍구에 열충격을 주거나, 풍구의 주조결함등으로 용손될 때 고로가스가 역류하여 풍구의 냉각수배출배관으로 배수되는 냉각수와 더불어 배출되는 가스를 포집하고, 포집된 가스농도를 측정할수 있는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로조업은 도 1에 도시한 바와같이 철광석과 코크스(coke)를 고로(10)내부에 장입시키고 열풍로설비(미도시)에서 고온의 열풍(1200±20℃)를 고로(10)에 취부된 풍구(20)를 통하여 내부에 불어 넣음으로서 용융환원과정을 통하여 용선을 생산하게 된다.

이러한 과정중 고온의 열풍을 고로(10)측으로 전달시켜주는 풍구(20)는 고로의 하부에 원주방향으로 복수개 34개가 설치되며, 재질은 열전달율이 뛰어난 99.9%이상의 순도를 갖는 동(copper)으로 제작되고, 그 내부에는 냉각수가 흐를 수 있는 유로가 몸체를 중심으로 하여 스파이럴 형태로 형성되어 원주방향으로 냉각수가 순환한 다음 냉각수공급배관(20a)측의 반대편인 냉각수배출배관(20b)으로 배수되는구조를 취하고 있다.

따라서, 고로내부에 삽입된 풍구(20)가 용손되면 배수되는 끝부분에서 기포가 육안으로 확인하고, 각각의 풍구(10)의 냉각수배출배관(20b)에서 가스검지를 해야만 하는 문제가 발생하게 된다.

상기한 과정중 고로(10)에 취부되어 열풍을 전달하여 주는 풍구(20)를 보호하기 위해서는 연속적으로 일정량의 냉각수를 공급할수 있도록 냉각수저장탱크(2)에서 상기 풍구(20)까지 고압 17kg/cm²의 공급펌프(1a)(1b)(1c)를 이용해 냉각수를 냉각수공급배관(20a)을 통해 공급하고 있다.

그러나, 상기와 같은 냉각수공급과정에서 가스검지는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 풍구(20)의 용손을 확인하기 위해서는 도 2에 도시한 바와같이, 작업자가 매일 순차적인 점검으로 집수관(30)에서 각 풍구(20)에 연결된 냉각수배수배관(20b)의 단부에 봉지(4)를 대고, 이로부터 배수되는 냉각수를 일시 저장하여 육안으로 기포발생 유무를 확인하면서, 저장된 냉각수로부터 분리되는 가스를 또다른 작업자가 가스검지센서(3)로서 검지해야만 하기 때문에, 풍구(20)용손의 조기발견이 어려운 것이다.

또한, 상기 풍구(20)에 냉각수를 송출하기 위하여 설치된 냉각수 공급펌프(1a)(1b)(1c)는 고압으로 배수되는 냉각수량이 많아 냉각수배수배관(20b)에서 기포가 발생하더라도 상기와 같이 수작업으로 기포를 포집하고, 누출된 가스를 측정하는 것이 곤란하며, 냉각수량을 적게하여 기포를 포집할 경우 냉각수량의부족으로 인하여 풍구의 국부적인 용손 및 이로인한 풍구대파(풍구가 고열 또는 쉿물에 의해 녹아내려 용광로내부에 있는 쇳물과 적열코크스등이 용광로밖으로 튀어나오는 현상)가 발생하여 용광로 조업을 장시간 중단시키고, 이를 복구하는 작업을 수반하는 문제점이 있었다.

또한, 장시간 포집된 기포를 측정할 때 작업가 일산화탄소가스를 흡입하여 가스중독의 재해위험이 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 그 목적은, 냉각수탱크에서 공급된 냉각수가 풍구에 공급되고 배수되는 과정에서 다수개의 배수배관 끝부분에서 발생되는 기포를 자동으로 냉각수와 분리시켜 포집하고, 포집된 가스의 농도를 측정하여 운전실에서 풍구의 용손을 조기에 검지함으로서 계획에 의한 풍구교환으로 풍구의 사용수명을 연장하고, 풍구대파등과 같은 조업중단을 사전에 예방하여 작업생산성을 향상시킬수 있는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 고로설비에서 풍구측으로 냉각수를 공급, 배수하는 구성도,

도 2는 종래기술에 따른 풍구에서의 누출되는 가스를 검지하는 작업도,

도 3은 본 발명에 따른 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치를 도시한 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치의 작동 풀로우.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2 ...... 냉각수탱크 20a ... 냉각수공급배관

20b ... 냉각수배수배관 30 ..... 집수관

41 ..... 몸체 42 ..... 커버

43 ..... 공급관 44 ..... 배출관

45 ..... 레벨계 45a,45c,45c ... 상위, 정상 및 하위검지봉

46 ..... 배수라인 46a .... 전동밸브

51 .... 연결관 52 ..... 필터부재

53 .... 가스배관 54 .... 가스검지봉

60 .... 제어기 61 .... 고로조업 컴퓨터

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

냉각수탱크로부터 냉각수공급배관을 통하여 냉각수를 공급하고, 공급되어 순환된 냉각수를 냉각수배출배관을 통하여 집수관측으로 배수하는 냉각수라인을 갖는 풍구를 노체에 원주방향으로 복수개 설치한 고로에 있어서,

중공원통형 몸체의 외부면에는 상기 냉각수배출배관과 플랜지 연결되는 공급관과 상기 집수관측으로 물을 배수하기 위한 배출관을 각각 갖추며, 상기 몸체의 커버에는 상기 몸체내의 수위를 검지하는 레벨계가 장착되어 냉각수가 일시 저장되는 몸체부;와,

상기 커버상에 장착되고, 필터부재가 내장된 연결관과 플랜지연결되는 가스배관을 갖추고, 상기 가스배관내에는 가스검지봉을 갖추어 냉각수로부터 분리된 가스를 검지하는 가스검지부; 및

상기 레벨계와 전기적으로 연결되어 상기 몸체내의 수위를 조절하고, 상기 가스검지봉과 전기적으로 연결되어 가스발생여부를 고로조업컴퓨터측으로 전송하는 제어기;를 포함함을 특징으로 하는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치를 도시한 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치의 작동 풀로우로서, 본 발명의 장치(300)는 도 3 내지 5에 도시한 바와같이, 냉각수가 순환되는 풍구(20)의 용손시 용손부위로 유입되는 냉각수와 더불어 순환되는 가스를 포집하고, 포집된 가스를 측정하여 풍구의 용손여부를 조기에 확인할수 있는 것으로서, 이러한 장치(300)는 몸체부(40), 포집부(50) 및 제어기(60)등으로 구성된다.

즉, 상기 풍구(20)측으로 공급되어 그 내부에서 순환된 후 냉각수가 배출되는 냉각수배출관(20b)과 연통연결되어 냉각수가 저장되는 몸체부(40)는 상단에 내부공간을 밀폐하는 커버(42)가 착탈가능하게 조립되는 중공원통형의 몸체(41)를 갖추어 구성되는바, 이러한 몸체(41)의 외부면에는 상기 풍구(20)내를 순환한 냉각수가 공급되는 공급라인을 구성할수 있도록 상기 냉각수배출관(20b)과 개폐밸브(43a)를 갖는 플랜지연결관(43b)을 매개로 하여 플랜지 연결되는 공급관(43)과, 상기 몸체(41)내에 일시 저장되면서 가스성분이 분리된 물을 집수관(30)측으로 물을 배수할수 있도록 개폐밸브(44a)를 갖는 플랜지연결관(44b)과 플랜지연결되는 배출관(44)을 갖추어 구성한다.

여기서, 상기 배출관(43)은 상기 몸체(41)내로 공급되어 일시 저장되는 냉각수가 이에 포함된 가스의 부상분리가 이루어진후 상기 배출관(43)을 통하여 배출할수 있도록 상기 공급관(44)보다 높은 위치에 설치되어야 한다.

그리고, 상기 커버(42)에는 상기 공급관(43)을 통하여 공급된 물수위를 검지할수 있도록 수시로 검지할수 있도록 레벨계(45)가 장착되는데, 이러한 레벨계(45)는 상기 몸체(41)내에 공급되는 냉각수의 최고수위, 정상수위 및 최저수위를 각각 검지할수 있도록 상위검지봉(45a), 정상검지봉(45b) 및 하위검지봉(45c)등으로 이루어진 3접점 레벨검지봉으로 구성된다.

또한, 상기 몸체(41)의 하부면에는 상기 레벨계(45)의 상위검지봉(45a)에서의 검지신호발생시 상기 몸체(41)내에 과도하게 공급된 물을 집수관(30)측으로 배수할수 있도록 상기 상위검지봉(45a)의 검지신호에 의해서 개방작동되고, 정상수위시 다시 닫힘작동되는 전동밸브(46a)를 갖는 배수라인(46)을 갖추어 구성한다.

그리고, 상기 몸체(41)내에 공급되어 저장된 냉각수로부터 분리부상된 가스를 포집하는 가스포집부(50)는 커버(42)의 상부면에 상기 몸체(41)와 연통되는 연결관(51)을 장착하고, 그 내부에는 냉각수로부터 분리부상되는 가스내에 포함된 수분 및 이물질을 제거할수 있도록 필터부재(52)가 내장되며, 상기 연결관(51)은 가스배관(53)과 플랜지연결되고, 상기 가스배관(53)의 내부에는 상기 필터부재(52)를 통과하여 배출되는 가스를 검지하고, 검지된 가스농도를 측정할 수 있도록 가스검지봉(54)을 갖추어 구성한다.

한편, 상기 기기의 상호제어 및 조작을 제어하는 제어기(60)는 상기 몸체(41)내의 냉각수 레벨을 검지하는 레벨계(45)와 전기적으로 연결되고, 그 검지신호에 따라 상기 배수라인(46)을 통한 냉각수배수가 가능하도록 전동밸브(46a)와 전기적으로 연결되어 상기 몸체(41)의 수위를 항상 일정하게 조절한다.

그리고, 상기 제어기(60)는 가스검지봉(54)과 전기적으로 연결되어 상기 몸체(41)내에서의 가스여부를 확인하여 상기 풍구(20)의 용손여부를 판단하고, 검지된 가스농도를 경보음과 함께 고로조업컴퓨터(61)측으로 전송하여 작업자에게 상기 풍구(20)의 상태를 알려준다.

상기한 바와같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명의 장치(300)는 고로(10)의 노체외부면에 환상으로 복수개 장착되는 풍구(20)로부터 냉각수가 배수되는 냉각수배출관(20b)의 길이중간에 장착되고, 냉각수탱크에서 고압의 펌프를 이용하여 상기 풍구로 냉각수를 공급하는 과정에서 자동 시퀀스(sequence)가 항상 시작된다.

즉, 상기 풍구(20)내로 공급되어 그 내부를 순환하면서 상기 풍구를 냉각시킨 냉각수는 냉각수배출관(20b)을 통하여 배수되는 과정에서, 상기 냉각수배출관(20b)과 연통연결된 중공원통형의 몸체(41)내로 공급되어 저장되며, 공급된 냉각수는 공급관(43)보다 높게 설치된 배수관(44)수위까지만 저장되고 그 나머지는 상기 배수관(44)을 통하여 집수관(30)측으로 배수처리된다.

여기서, 상기 풍구(20)를 냉각시키도록 냉각수공급배관(20a)을 통하여 상기 풍축(20)측으로 공급되는 냉각수의 공급량이 과도하게 많아져 상기 냉각수배출배관(20b)을 통하여 상기 몸체(41)내로 공급, 저장되는 냉각수의 량이 많아져 그 수위가 레벨계(45)의 상위검지봉(45a)에 검지되면, 상기 상위검지봉(45a)의 검지신호는 제어기(60)로 전송되고, 이를 수신한 제어기(60)는 배수라인(46)의 전동밸브(46a)를 개방하여 상기 몸체(41)내의 냉각수를 집수관(30)측으로 배수한다.

그리고, 상기 몸체(41)내에서의 냉각수의 수위가 상기 배출관(44)의 높이보다 높은 지점에 하단이 배치된 정상검지봉(45b)에 검지되면, 그 검지신호에 의해서 상기 전동밸브(46a)는 자동을 닫혀 배수를 중단한다.

이때, 상기 몸체(41)내에서의 냉각수 수위변화가 최고수위, 정상수위사이를 반복하여 왕복하거나 하위검지봉(45c)에 검지되면 제어기(60)에서 경보음을 발생시켜 상기 풍구(20)로부터 배수되는 냉각수의 유량의 일정하지 않음을 작업자게 인지시킨다.

한편, 상기 풍구(20)의 용손에 기인하여 냉각수에 혼합된 가스가 상기 몸체(41)내로 공급되면, 물보다 가벼운 냉각수내의 가스는 기포를 발생하면서 수면밖으로 부상분리되고, 부상분리된 가스는 상기 몸체(41)의 내부공간에서 유일통로인 커버(42)에 장착된 연결관(51)으로 유입되고, 연속하여 관내로 유입된 가스는 필터부재(52)를 통과하면서 수분 및 이물질이 제거되어 상기 연결관(51)과 연통된 가스배관(53)측으로 흐르게 된다.

상기와 같이 수분 및 이물질이 제거되어 가스배관(53)측으로 공급된 가스는 관내부에 설치된 가스검지봉(54)에 의해서 검지되고, 상기 가스검지봉(54)에서 검지된 가스농도는 제어기(60)측으로 전송되며, 상기 제어기(60)에서는 고로조업 컴퓨터(61)측으로 경보음과 함께 가스측정농도치를 전송한다.

한편, 작업자가 현장에서 가스농도를 측정하고자 하는 경우에는 상기 커버(42)에 장착된 또다른 연결관(55)과 플랜지연결된 플랜지연결관(56)의 수동밸브(56a)를 개방시켜 수동으로 가스측정을 수행할 수 있다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 풍구를 냉각시킨 냉각수가 배수되는 냉각수배출배관에 레벨계를 갖추고, 가스검지봉을 갖는 가스배관을 연통구성한 중공원통형의 몸체를 갖춤으로서, 풍구의 용손시 냉각수배출배관을 통해 냉각수와 더불어 배출되는 가스를 냉각수로부터 분리하여 포집할수있기 때문에, 신속한 가스검지가 가능하여 풍구의 용손여부를 신속하게 발견할수 있으며, 풍구의 용손을 조기에 발견할수 있어 풍구의 사용수명을 연장할수 있으며, 설비사고를 예방하고,고로 조업을 휴지없이 연속적으로 수행하여 작업생산성을 향상시킬수 있을 뿐만 아니라, 종래와 같이 작업자가 가스중독되는 사고를 예방할수 있는 효과가 얻어진다.

Claims

냉각수탱크(2)로부터 냉각수공급배관(20a)을 통하여 냉각수를 공급하고, 공급되어 순환된 냉각수를 냉각수배출배관(20a)을 통하여 집수관(30)측으로 배수하는 냉각수라인을 갖는 풍구(20)를 노체에 원주방향으로 복수개 설치한 고로에 있어서,

중공원통형 몸체(41)의 외부면에는 상기 냉각수배출배관(20b)과 플랜지 연결되는 공급관(43)과 상기 집수관(30)측으로 물을 배수하기 위한 배출관(44)을 각각 갖추며, 상기 몸체(41)의 커버(42)에는 상기 몸체(41)내의 수위를 검지하는 레벨계(45)가 장착되어 냉각수가 일시 저장되는 몸체부(40);와,

상기 커버(42)상에 장착되고, 필터부재(52)가 내장된 연결관(51)과 플랜지연결되는 가스배관(53)을 갖추고, 상기 가스배관(53)내에는 가스검지봉(54)을 갖추어 냉각수로부터 분리된 가스를 검지하는 가스검지부(50); 및

상기 레벨계(45)와 전기적으로 연결되어 상기 몸체(41)내의 수위를 조절하고, 상기 가스검지봉(54)과 전기적으로 연결되어 가스발생여부를 고로조업컴퓨터(61)측으로 전송하는 제어기(60);를 포함함을 특징으로 하는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 배출관(43)은 상기 몸체(41)내로 공급되어 일시 저장되는 냉각수가 이에 포함된 가스의 부상분리가 이루어진후 상기 배출관(43)을 통하여 배출할수 있도록 상기 공급관(44)보다 높은 위치에 설치됨을 특징으로 하는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 레벨계(45)는 상기 몸체(41)내에 공급되는 냉각수의 최고수위, 정상수위 및 최저수위를 각각 검지할수 있도록 상위검지봉(45a), 정상검지봉(45b) 및 하위검지봉(45c)등으로 이루어진 3접점 레벨검지봉으로 구성됨을 특징으로 하는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 몸체(41)의 하부면에는 상기 레벨계(45)의 상위검지봉(45a)에서의 검지신호발생시 상기 몸체(41)내에 과도하게 공급된 물을 집수관(30)측으로 배수할수 있도록 상기 상위검지봉(45a)의 검지신호에 의해서 개방작동되고, 정상수위시 다시 닫힘작동되는 전동밸브(46a)를 갖는 배수라인(46)을 갖추어 구성함을 특징으로 하는 고로 풍구의 누출가스 포집 및 측정장치.