KR20010099959A - 밀집 배치된 고로 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적은 공간에 경제적으로 저렴한 방법으로 고로를 설치하기 위하여 수직 컨베이어(20)를 사용하여 장입구를 장입대에 이송할 때 고로 노상이 없는 특히 밀집 배치된 고로(10)에 관한 것으로서, 밀집 배치된 장입부(30)와 밀집 배치된 주입구(50)가 아주 근접되도록 설치하는 것을 특징으로 한다.

Description

밀집 배치된 고로 설비{COMPACT BLAST FURNACE INSTALLATION}

상기 종류의 노상이 없는 고로는 이미 알려져 있다. 예를 들면 "제련(Huette)", 제철인을 위한 핸드북(빌헬스 에른스트 엔드 존 출판사, 베를린, 1961)의 528 페이지에 노상이 없는 고로(미국식 공법)가 알려져 있으며, 여기에는 철판 덮개가 있는 샤프트가 설치되고 고로에 부착된 지지대의 지주링으로 받혀져 있다.

기존의 고로 설비 기술은 기존의 기술과 논리상의 필요성을 비롯하여 원료를 고로에 장입하고 용융 원광과 슬래그의 이송을 위한 설계와 설비 배치에 기준을 두고 있다.

일반적인 기존 기술은 노상이 설치된 고로를 이용하여 고로 구조 자체의 모든 부하를 가능한 한 없애려고 한다. 상기 고로 노상에서는 노정 분배부(furnace-top distributor), 가스 배출 파이프 및 안전 밸브가 달린 전체 상부 고로 구조물이 압력 보상부를 지지하고 또한 장입 밴드는 원료를 통하여 고로의 상부 말단(장입구)으로 이송된다.

기존의 고로 설비는 대량의 재료(철광석, 환원제, 부수재료 및 용융 슬래그, 용융 선철, 장입 먼지)로 인하여 이송이 용이하도록 설치되며, 여기에서 설비의 각 부품은 넓은 면적에 설치하게 된다.

고로 설비 중에서 고로 이외의 알려진 설비에는 장입 밴드를 통하여 고로와 연결된 장입부가 속하게 되고 장입 밴드의 경사 각도와 고로의 높이(약 55 내지 65m)에 해당하도록 고로 이외에 약 300m가 설치된다. 도한 고로 이외에 현재 3개의 열풍가열기로 필요한 반응 가스(연소 가스)를 예열하는 열풍 발생기가 있고 또한 고로 근처에는 장입 가스 배출설비와 세척 설비가 설치된다. 고로의 노상 재킷은 일반적으로 기존의 노상 개방면 냉각기로 냉각시킨다.

미공개 독일 특허(출원 번호: 198 24 367.7)에서는 장입대 쪽으로 원료를 이송하기 위한 경사 호이스트 혹은 장입 밴드에는 수직 컨베이어를 사용하는 방법이 알려져 있고, 또 다른 미공개 독일 특허(출원 번호: 198 16 867.5)에서는 노상 재킷부과 내화성 고로벽 사이에 고열전도성을 가진 수냉식 냉각제를 설치하여서 고로의 운전 시에 노상 부위의 손상 위험을 최소화시키도록 하는 방법이 알려져 있다.

본 발명은 노상(hearth)이 없는 샤프트 로(shaft furnace) 및 자유롭게 설치된 방법의 고로를 비롯하여 최소한 부분적으로 선광한 원광을 용융 선철로 연속적으로 제련하기 위하여 열풍 발생장치, 장입구 및 주입구와 같은 설비가 밀집 배치된 고로 설비에 관한 것이다.

도 1은 밀집 배치된 고로 설비 부분의 측면도,

도 2는 도 1에 따른 고로 부분의 확대도,

도 3은 도 1에 따른 캐스팅 하우스가 있는 고로의 하부를 90도 회전시킨 확대부,

도 4는 밀집 배치된 고로 설비의 배치에 대한 평면도.

본 발명은 선철의 제조를 비롯하여 밀집 배치된 설비를 경제적으로 설치하기 위하여 고로에 새롭고 공간과 비용을 절감하는 밀집 배치된 고로 설비를 개발하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명의 청구항 제1항의 특징을 가지는 상기 종류의 고로 설비를 제공함으로서 달성하고자 한다. 본 발명에 따른 장점을 가진 형태는 종속항에 나타내었다.

본 발명의 특징을 통하여 고로를 밀집 배치시키고 또한 고로에 속하는 중요한 설비의 설치를 밀집 배치시키며, 밀집 배치 방법으로 고로의 근처에 설치하여서 완전히 새로운 설계의 밀집 배치된 고로 설비를 달성하게 된다. 여기에서는 기존의 노상 개방면 냉각기도 설치하는 것이 가능하다.

열적으로 높은 부하가 작용하는 고로의 노상 부위에 고열전도성 재료로 이루어진 냉각 매체를 사용함으로서 파손의 위험성을 가진 부위에 있는 고로 재킷을 최적으로 냉각시키게 된다. 재료 강도의 고장과 관련이 있는 국부적 과열을 가져오는 고장의 위험은 더 이상 발생하지 않게 된다. 상기와 같이, 고로 재킷에 특별한 부하를 발생시키지 않게 되고 기존의 기술에서 필수적이고 고가인 고로 플랫폼을 어느 경우에도 사용할 필요가 없게 된다. 필수적인 작업대는 고로 재킷에 직접 고정시킬 수 있게 된다. 또한 노정 가스 분배부, 가스 배출 파이프, 압력 보상부 및 안전 밸브가 달린 로의 전체 상부 구조는 고로 재킷에 지지된다.

본 발명에 따른 장점을 가진 형태에 따라서 기존의 고가에 해당하는 노정 분배부를 간단한 방법으로 제작하는 회전 슈우트로 만들므로서 기울기 장치를 사용할 필요가 없게 되고 회전 슈우트의 경사각을 고로 크기에 따라서 한번에 고정시킬 수 있게 된다. 상기와 같은 것은 특히 밀집 배치된 고로에서 노정 가스 분배부 구동장치(회전 슈우트 스포트)를 아주 간단하게 설치하고 재료 분포를 기존의 방사상으로운동하는 보호 셀로 조정할 수 있다는 장점을 가진다.

본 발명에 따른 밀집 배치된 고로의 제작에서는 장입 밴드를 고로와 고로 노상에 지지시킬 필요가 없는데, 이는 장입 밴드 대신에 지지대가 필요없고 고로 옆에 바로 설치되는 수직 컨베이어를 사용하기 때문이다. 수직 컨베이어의 간격은 고로 중심축에서 약 25 내지 35m이다. 상기를 통하여 장입부는 그 옆에 설치하며, 기존의 고로 설비에서는 고로의 장입부 시설의 간격이 약 300m인 것에 비하여 상기와 같이 또한 장입부를 바로 옆에 설치할 수 있어서 고로 설비를 위한 장소를 줄일 수 있게 된다.

또한 장입부를 밀집 배치시킴으로서 기존의 기술에서는 작업 공간과 재료저장 공간에 필요한 시간이 10 내지 12 시간인 것을 단지 3 내지 4 시간으로 줄일 수 있게 된다. 이것은 설치된 자동화장치의 조정으로 운전을 최적으로 감시할 수 있게 되므로 설비의 안전성을 달성하게 된다.

고로에는 단지 하나의 탭이 설치되므로(단지 하나의 탭홀 기계와 천공기만을 사용), 캐스팅 하우스 구조를 아주 간단히(밀집 배치)하고 이에 드는 비용을 저렴하게 실시할 수 있다는 장점이 있다. 본 발명에 다른 캐스팅 하우스는 고로 바로 옆에 설치하고 용융 선철과 용융 슬래그를 이송하기 위한 레일 장치가 필요 없다는 장점이 있다. 기존의 기술에서는 용융 슬래그를 슬래그 베드 및/혹은 슬래그 그래뉼화를 통하여 공급하는 반면에, 본 발명에서는 배출장치를 통하여 용융 선철을 적당한 크기의 레이들(ladle)에 공급하고 레일을 통한 이송이 가능해진다.

본 발명에 따른 단지 2개의 열풍 가열기가 달린 열풍 발생설비를 사용함으로서 고로 설비를 적은 설치 장소에 밀집 배치하여 설치할 수 있다는 장점이 있다. 또한 여기에서는 자동화 기술과 조정기술을 사용함으로서 년간 생산량이 약 100만 톤인 고로 설비를 최적의 방법으로 아주 저렴하게 운영할 수 있다는 장점이 있다.

밀집 배치 장입부, 밀집 배치 캐스팅 하우스(및 수직 컨베이어를 고로 근처에 가능한 한 밀집 배치되게 설치)가 구비된 밀집 배치된 고로의 구조는 기술적으로 아주 새로운 고로 설비이며 제조비용 절감을 위하여 현대식이고 안전하게 운전 가능한 제철 생산 설비이다.

특히 상기 종류의 고안된 밀집 배치된 고로 설비는 소위 미니 밀스(mini-mills)의 사용에 적합하다. 상기 설비는 년간 선철 생산량이 약 50만 톤 내지 2백만 톤 규모의 미니 제철 설비이다. 지금까지 직접 환원 및/또는 전기 아크로(EAF)에서 고철의 용융에 기준을 두고 작업하고 높은 유연성과 경제성 면에서 중요한 상기 종류의 미니 밀스에서는 본 발명에서 제안한 밀집 배치된 고로 설비를 사용하는 것이 많은 장점을 제공한다.

본 발명에 따른 또 다른 자세한 내용, 특징 및 장점들을 다음과 같은 도면을 사용한 실시 예에서 더욱 자세하게 설명한다.

도 1과 도 2에는 고로(10)가 설치된 밀집 배치 고로 설비의 부분에 대한 측면도를 도시하였다. 내화성 고로벽(11)과 고로 재킷(12) 사이에는 수냉식 냉각 부품(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 상기와 같이, 운전 안정성의 이유 때문에 고로 프레임이 필요없고, 그래서 상기 프레임에 의하여 지지되는 부하는 고로 재킷(12)의 지지대(23, 24)(도 2)와 지지링(22)을 통하여 완전히 수용된다. 이것들은 노정 분배부(14), 가스 배출 파이프(15), 안전 밸브(16) 및 가동 보호 셀(17)(도 2)이 있는 전체 상부구조를 비롯하여 고로 중심축에서 약 25 내지 35m의 거리로 고로(10) 바로 옆에 설치되는 수직 컨베이어(20)의 상부 말단부(21)이다. 원료를 장입대(13)로 이송하기 위하여 장입 밴드 대신에 수직 컨베이어(20)를 사용함으로서 장입부(30)를 고로(10)의 바로 근처에 설치하는 것이 가능해진다.

상기 방법은 고로(10)의 바로 근처에 장입부(30)를 밀집 배치하는 것 이외에도 자체를 밀집 배치되고 적은 공간과 장소에 설치할 수 있는데, 이는 작업 시간과 재료 저장 시간을 단지 3 내지 4 시간만으로 하여야 하기 때문이다. 상기는 예를 들면 화물차를 사용하여 상부에서 재료를 장입할 수 있는 지하 저장고(31)로 구성되고 또한 컨베이어 밴드(34)를 사용하여 상기 원료를 다시 빼내어서 장입부 수직 컨베이어(33)로 상부 저장고(32)에 채울 수 있다. 배출 밴드(35)와 수직 컨베이어(20)를 통하여 상기 원료는 고로(10)의 장입대(13)로 공급된다.

동일하게 고로(10)의 바로 근처에서 가스 배출 파이프(15)로 이를 연결되어서 고로 가스 먼지제거 설비 및 세척 장치(25)가 위치하게 되며, 상기 장치는 세척된 고로 가스의 일부를 파이프라인(26)을 통하여 열풍 발생장치(40)(도 4)로 보내게 된다.

도 2에는 고로(10)의 상부 부분을 확대한 단면도를 도시하였다. 도 2에서는 수직 컨베이어(20)의 상부 말단부(21), 가스 배출 파이프(15) 및 안전 밸브(16)가 안전하게 지지되는 지지링(22)과 지지대(23, 24)가 설치된 상부 구조가 고로 재킷(12)에 지지되는 것을 확대하여 더 잘 도시되어 있다. 또한 도 2에는 상기 실시 예에서 벨 형태의 마개로 사용한 고로 커버(14)를 비롯하여 가동 보호 셀(17)이 명확하게 도시되어 있다.

도 3에는 도 1을 회전시킨 고로(10)의 하부를 확대하여 도시하였다. 도 3에는 탭(18)을 비롯하여 배출장치(50)가 달린 캐그팅 하우스(50)가 도시되어 있으며, 상기 배출장치는 용융 선철이 자유 낙하로 바퀴달린 주조 레이들(51)로 흘러 들어간다. 배출장치(52)의 상부에는 제진 설비(56)(도 4)가 연결된 후드(57)가 위치하며, 그래서 날아오른 증기는 탭에 모아지고 세척하여 환경친화성이 되도록 하여 배출될 수 있게 된다.

도 4에는 중요한 설비들이 배치된 본 발명에 따른 밀집 배치된 고로 설비의 배치도를 도시하였다. 핵심 부품은 고로(10)이고, 고로의 운전을 위하여 중요한 또 다른 설비들은 가능한 한 밀집되도록 모아서 설치하였다. 도 1에서 이미 설명한 바와 같이 고로의 바로 근처에는 지하 저장고(20)와 상부 저장고(32)가 있는 장입부(30)가 위치하고, 필요한 원료는 고로(10)의 수직 컨베이어(20)를 통하여 공급하게 된다.

고로(10)의 바로 근처에는 캐그팅 하우스(50)와 배출장치(52)를 설치하여서, 생산된 선철을 주조 레이들(51)(도 3)에 공급하고 슬래그는 슬래그 베드(53) 및/또는 슬래드 그래뉼 장치(54)로 공급하게 된다. 그래뉼 워터를 준비하기 위한 물 준비 장치(55)는 슬래그 그래뉼 장치(54) 옆에 설치한다. 캐스팅 하우스(50) 옆에 설치된 제진 장치(56)는 캐스팅 하우스(50)와 장입부(30)와 연결시키고 고로(10)의 운전 동안에 캐스팅 하우스(50)와 장입부(30)에 발생하는 먼지를 제진하게 된다.

고로의 하부에서 송풍 몰딩(42)(도 1)을 통하여 불어넣어지는 고로(10)의 운전에 필요한 열풍은 동일하게 고로 근처에 설치된 열풍 발생장치(40)의 열풍 가열기(41)에서 발생된다. 열풍 발생장치(40)의 운전에 필요한 열 에너지는 부분적으로 제진 및 세척 가스에 의하여 만들어진다. 상기에서 가스 제진 장치 및 세척장치(25)에서 세척된 고로 가스는 파이프라인(26)을 통하여 열풍 발생장치(40)로 공급된다.

본 발명에 다른 밀집 배치된 고로 설비의 또 다른 구성 부품은 자동화 및 제어기술을 사용하여 고로 설비의 운전을 감시하고 제어하는 제어 장치(60)이다.

도면으로 도시한 실시 예의 밀집 배치된 고로 설비, 특히 도 4의 배치도에 나타난 설비의 배치는 본 발명에 따라서 가능한 응용 예에 불과하다. 이들은 요구 조건과 주어진 국부적 형편에 따라서 물론 적당하게 변형되며, 본 발명에 따른 특징은 특히, 청구항 제1항에 나타낸 것과 같이 그대로 유지된다.

Claims (9)

1. 노상이 없는 샤프트 로 및 자유롭게 설치된 방법의 고로를 비롯하여 최소한 부분적으로 선광한 원광을 용융 선철로 연속적으로 제련하기 위한 열풍 발생장치, 장입구 및 주입구와 같은 설비가 설치된 고로 설비에 있어서,

   a) 5 내지 10m 사이의 노상 직경을 가지고 자체 지지 고로 재킷 구조의 특징을 가지는 고로의 밀집 배치형태,

   b) 고로 설비 부품이 다음과 같은 밀집 배치 형태를 가지고 설치되며,

   - 원료(철광석, 환원제, 부수재료)를 장입부(30)에서 고로(10)로 공급하기 위한 수직 컨베이어(20),

   - 작업 및 재료 저장 시간을 3 내지 4 시간으로 줄이는 밀집 배치된 장입부(30),

   - 2개의 열풍 가열기(41)만 설치된 열풍 발생장치(40),

   - 선철과 슬래그 이송을 위하여 레일장치가 없는 밀집 배치된 캐스팅 하우스(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 설비.
2. 제 1 항에 있어서, 내화성 고로벽(11)과 고로 재킷(12) 사이의 고로 복부, 코크스 장입벽 및 하부 샤프트 영역에 있는 노상 부위에 고열전도성 재료로 이루어진 수냉식 냉각 부품이 설치되는 것을 특징으로 하는 고로 설비.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 노정 분배부(14), 가스 배출 파이프(15), 안전 밸브(16)를 비롯하여 고로(10)의 압력 보상부가 달린 고로의 전체 상부구조가 고로 재킷에 지지되는 것을 특징으로 하는 고로 설비.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서, 고로(10)에는 단지 하나의 탭(18)(단지 하나의 탭홀장치와 천공기)만이 설치되는 것을 특징으로 하는 고로 설비.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한항에 있어서, 노정 분배부(14)는 기울기 장치없이 고정 설치된 경사각을 가진 회전 슈우트에 의하여 형성되고 방사상으로 운동하는 보호 셀(17)과 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 고로 설비.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한항에 있어서, 수직 컨베이어(20)의 바로 근처에 장입부(30)가 설치되고, 여기에서 수직 컨베이어(20)의 간격은 고로 중심축에서 약 25 내지 35m인 것을 특징으로 하는 고로 설비.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한항에 있어서, 고로(10) 바로 근처에 설치된 캐스팅 하우스(50)는 선철이 배출장치(52)를 통하여 해당 크기의 레이들(51)에 공급되고 바퀴에 의하여 이송되고, 반면에 슬래그는 슬래그 베드(53) 및/혹은 슬래그 그래뉼장치(54)로 공급되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 고로설비.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한항에 있어서, 고로(10)와 장입부(30)는 설치된 자동화 기술과 제어 기술로 상호 연계되는 것을 특징으로 하는 고로 설비.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한항의 고로설비에서, 밀집 배치된 고로 설비는 소위 미니 밀스(년간 생산량이 약 5십만 톤 내지 2백만 톤인 소형 제철장치)에서 선철을 생산하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 고로 설비의 이용.