KR20020037545A - 고로 장입물의 장입방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 장입물의 장입방법에 관한 것으로서, 코크스와, 대립 소결광과, 소립 소결광을 고로 내부에서 각 노치별 선회슈트의 회전수에 따라 상기 고로에 순차적으로 장입하여 용선을 생산하는 고로조업 중에 상기 고로의 노벽부에 부착물이 형성되는 것을 방지하기 위하여, 소정량의 중괴 코크스와 소립 소결광을 혼합광석을 준비하는 단계와, 상기 혼합광석을 상기 고로의 노벽부에 장입하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 고로 하부온도 및 벽부온도를 적정범위로 제어하고 노벽부에서의 통기성을 향상시켜 고로 노벽부에서의 부착물 형성을 방지하고 고로 하부에서의 불활성대 형성을 방지한다.

Description

고로 장입물의 장입방법{Method for charging the charging materials into the blast furnace}

본 발명은 고로 노벽부에서의 부착물 형성을 방지하고 고로 하부에서의 불활성대 형성을 방지하기 위한 고로 장입물 장입방법에 관한 것이고, 특히 고로벽부에 소립 소결광과 중괴 코크스의 혼합 장입을 통해 고로 하부온도 및 벽부온도를 적정범위로 제어하고 노벽부에서의 통기성을 향상시켜 고로 노벽부에서의 부착물 형성을 방지하고 고로 하부에서의 불활성대 형성을 방지하는 고로 장입물 장입방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로조업은 원료빈에서에서 절출된 철광석 및 소결광의 원료와 코크스의 연료를 고로에 장입하여 용선을 생산하는 조업이다. 최근의 고로는 철광석의 환원제로서 값비싼 코크스 대신에 상대적으로 가격이 저렴한 미분탄의 사용비율을 점차적으로 늘려가는 추세이고 또한 고출선비 조업, 즉 단위용적당 일일 생산량을 증대시키는 조업이 세계적 추세이다. 따라서, 단위용적당 미분탄 취입량을 얼마만큼 증대시킬 수 있느냐가 고로의 경쟁력을 나타내는 지표라고 해도 과언은 아니다.

그러나, 고로의 고출선비 조업 수행시에는 고로에서의 장입물 통과량이 상대적으로 많기 때문에, 고로 내부에서의 온도분포가 전체적으로 저하하게 된다. 또한, 미분탄 취입량 증가에 따른 가스의 발생량이 증가되고 이러한 가스의 유동방향은 고로 중심부로 편향되므로, 상대적으로 노벽부에서의 코크스층이 얇아지게 된다.

따라서, 고출선비 조업시에는 고로 노벽부의 통기성이 악화되는 한편 노체하부 온도가 극단적으로 저하되어, 고로하부 불활성 및 노벽 부착물 생성에 의한 고로 내부의 노황이 불안정하게 되고 그로 인한 생산량 저하 및 각종 조업 불안정을 야기시키며, 결과적으로 대형사고를 초래할 수 있는 가능성을 항상 내포하고있다.

이를 개선하기 위하여, 소립 소결광의 장입량을 조절하거나 또는 소립 소결광의 장입모드를 변경하는 등 장입량과 장입물의 노내 분포를 조절하여 고로의 노황을 관리하였다. 그러나, 최근 저품질의 장입물, 즉 분장입물의 사용량이 증가함에 따라 노체 하부온도가 급격히 저하되어 불활성화를 조장하고 또한 노벽의 부착물 형성 등으로 인하여 장기적인 노황불안정을 경험하게 되었다. 따라서, 이 방법은 고로하부를 적정하게 활성화 시키는 근본적인 해결책이 되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 고로조업을 원할하게 수행하고 고생산성을 유지하기 위하여, 코크스 및 철광석의 구분장입, 소결광의 입도별 분리장입, 소결광 및 코크스의 입도선별 효율강화, 그리고 주기적인 청소작업 실시 및 통기성 개선을 위한 장입장치의 변경에 의한 장입물 분포제어 등 여러가지 방법이 실시되어 왔으나 이러한 방법은 그 효과가 극히 미미하였다. 특히, 장입장치의 변경에 의한 통기성 개선의 방법 등은 오히려 역효과를 가져와 통기성을 더욱 악화시키는 등 여러가지 한계에 부딪혀왔다.

따라서, 보다 근본적인 고로벽부 반경방향별 통기성 개선방법 및 보다 확실한 수단을 제공하지 않으면 안된다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고로벽부의 통기성을 개선시킬 뿐만 아니라 고로용 연료 및 원료의 품질이 악화된 상태로 고로에 장입되거나, 또는 고출선비 조업을 지속할 경우에도 고로노벽부의 불활성화 및 내부 통기성이 악화되는 것을 해결할 수 있는 고로 장입물의 장입방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은 고로벽부에 소립 소결광과 중괴 코크스를 혼합하여 장입하고 그 장입량을 자유로이 조절하여 노체 및 그 하부온도를 적정범위로 제어함으로써 노벽 부착물 생성방지 및 노하부 불활성화를 방지하고 노내상황을 안정하게 유지하여 고로 생산량을 증대시킬 수 있는 고로 장입물 장입방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 고출선비 조업시에 고로 노벽부, 즉 고로내부 반경방향의 거리중 노벽에서부터 30% 범위 내의 구역에서 과도한 온도저하를 방지하고 통기성을 개선하기 위하여 고로벽부에 통기성이 불량한 소립 소결광과 중괴 코크스를 장입하고 그 장입량을 자유로이 조절하여 노체 하부온도를 적정범위로 제어함으로써, 노벽부착물 생성방지 및 노하부 불활성화를 방지하고 노내상황을 안정하게 유지하여 고로의 생산량을 증대시킬 수 있는 고로 장입물의 장입방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장입물의 고로장입 상태를 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따라 고로 내부에 장입된 혼합광석층의 분포상태를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 소립 소결광과 중괴 코크스의 혼합광석용 장입설비의 블럭도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 고로

11, 11-1 : 노정 장입호퍼

20 :코크스 저장조

20-3, 20-4 : 코크스 중량호퍼

30-3, 30-4 : 대립광석 서지호퍼

42 : 소립광석 중량호퍼

50 : 로정 PLC

51 : 로내부 장입각도 제어수단

52 : 로내부 장입각도 설정수단

53 : 장입호퍼의 연료 및 원료 장입신호 발생수단

57-1 : 소립광석 서지호퍼

60 : 원료 PLC

61 : 코크스 배출신호 발생 수단

62 : 대립 소결광 배출신호 발생수단

63 : 소립 소결광 배출신호 발생수단

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 코크스와, 대립 소결광과, 소립 소결광을 고로 내부에서 각 노치별 선회슈트의 회전수에 따라 상기 고로에 순차적으로 장입하여 용선을 생산하는 고로조업 중에 상기 고로의 노벽부에 부착물이 형성되는 것을 방지하기 위한 고로 장입물의 장입방법은 소정량의 중괴 코크스와 소립 소결광을 혼합광석을 준비하는 단계와, 상기 혼합광석을 상기 고로의 노벽부에 장입하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.

먼저, 도 1에는 본 발명에 따라서 장입물을 고로에 장입하기 위해 사용되는 설비의 공정상태가 도시되어 있다. 즉, 원료빈(20, 20a)에서 절출된 철광석 및 소결광과 코크스는 장입 벨트 컨베이어(17)을 통하여 고로 노정으로 이송된 뒤 플랩게이트(16)와 호퍼 상부실링밸브(14)을 거쳐 호퍼(11)에 저장된다. 그리고, 이러한 철광석 및 소결광과 코크스는 소결광 입도별 장입이 가능한 선회슈트(ROTATION CHUTE)(13)를 통해 설정된 각 노치별 경동각도(TILTING ANGLE)로 제어되어 고로 내부에 균일하게 장입된다.

즉, 코크스(입도: 35 ~ 55mm)(20-5)를 장입하고, 대립 소결광(입도: 12 ~ 50mm)(30-5)을 장입하고, 소립 소결광(입도: 5 ~ 12mm)(40-5)을 순차적으로 장입하며, 특히, 코크스(20-5)를 고로의 반경방향을 따라서 균일하게 장입하여, 고로 상부에서의 안정된 가스흐름을 유지함으로써 통기성 및 가스이용 효율을 극대화시킨다. 그리고, 고로 중심부, 중간부 및 노벽부에서의 가스흐름이 균일하게 유지되는 연화융착대(10-1)를 만들어 고로하부로 용선을 생산하게 된다.

한편, 본 발명에 따르면, 상술된 바와 같은 정상 고로조업 중에 고로하부 불활성화 및 노벽 부착물의 생성을 방지하기 위하여, 고로 벽부에 소립 소결광과 중괴 코크스의 혼합광석을 장입하며, 이에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 하기에 상세히 설명된다.

먼저, 조업자가 고로의 조업 특성을 고려하여 고로 벽부에 장입하고자 하는 중괴 코크스와 소립 소결광의 혼합광석 장입량을 결정하여 평량값을 설정하며, 이러한 설정작업은 프로세스 컴퓨터(80)에 의해 수행된다. 상기 프로세스 컴퓨터(80)는 전기신호의 제어를 위해서 전기신호 통신제어기(82)와 연결된다.

혼합 장입용 중괴 코크스와 소립 소결광의 장입을 제어하기 위한 평량제어 수단(71)이 통신제어기(82)를 경유하여 프로세스 컴퓨터(80)와 연결된다. 한편,원료조에서의 전기신호의 프로그램을 제어하기 위한 원료 PLC(60)와 노정에서의 장입물 제어를 위한 노정 PLC(50)가 통신제어기(82)와 상호 연결된다.

이러한 상태에서, 코크스 입도선별기(20-1)에서 선별된 중괴 코크스를 설정된 평량값에 따라 평량을 개시하여 소립광석 중량호퍼(57)에 저장한다. 즉, 중괴 코크스 사용비를 프로세스 컴퓨터(80)에 입력하면, 중괴 코크스 사용량이 자동으로 계산되어져 중괴 코크스 입도선별기(56)에서 선별된 중괴 코크스량을 설정된 평량값에 따라 평량을 개시하며, 그 후에 소립 소결광이 저장되어 혼합광석(41)이 평량된 상태로 소립광석 중량호퍼(57)에 저장된다.

그리고, 배출 제어용 원료 PLC(60)를 통해서 소립광석 서지호퍼로 혼합광석(41)을 배출시키는 신호를 제공하면, 소립광석 중량호퍼(57)에 있던 혼합광석(41)이 소립광석용 벨트 컨베이어(58)를 통해 중계조 소립광석 서지호퍼(57-1)에 저장되도록 한다. 그리고, 장입제어용 노정 PLC(50)를 통해서 장입호퍼의 장입완료 신호가 수신되면, 장입호퍼(11, 11-1)의 혼합광석 장입신호 발생 수단(53)으로부터 중괴 코크스와 소립 소결광의 혼합광석을 장입시키기 위한 신호가 전송된다. 이때, 원료 PLC(60)에서 이를 인식하여 소립광석 서지호퍼(57-1)에 저장되어 있는 혼합광석(42)을 하부 게이트(Gate)(미도시)를 통하여 배출시키고 계속 진행 중인 장입 벨트 콘베이어(17)를 이송한다.

중괴 코크스와 소립 소결광이 노정의 장입호퍼(11, 11-1) 중 하나의 호퍼에 투입되어 그의 최하단부에 저장하도록 함으로써 최초 배출이 진행될 수 있도록 한다.

한편, 고로 장입시 노내부 장입각도 제어수단(51)과 노내부 장입 각도 설정 수단(52)에 의해 혼합광석의 배출량을 제어하도록 장입각도를 보상한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 혼합광석(41)이 고로의 노벽부 부근(7-4)에 장입될 때, 중괴 코크스와 소립 소결광이 노내 중심부(7-6)로 유입되지 않고 코크스와 소립광석의 혼합층(6-4a)을 노벽부 부근(7-4)에 형성함으로써 장입물의 공극율을 확보하여 통기성을 개선한다.

즉, 본 발명에 따르면, 고로 노벽부의 불활성화 방지와 통기성 확보를 위하여 일반적으로 장입하는 소립광석 장입방법을 변형하여, 중괴 코크스와 소립 소결광의 혼합광석를 장입한다.

혼합광석을 장입할 때, 고로반경 방향에 따른 편적현상을 방지하기 위하여, 예를 들어, 하기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 선회슈트의 회전수를 감소시키고 장입 노치수를 증가시킨다.

[표 1]

	노치	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
C1(코크스)	선회슈트 회전수	3	2	3	2	3
OL(대립 소결광)					2	2	2	1	1	1	1
OS(혼합광석)		1	1	1	1	1

한편, 광석 낙하에너지에 의한 코크스 붕괴현상을 감소시켜, 통상 장입하는 총장입 코크스량에 따른 혼합용 코크스 사용비를 결정한다. 그 결과, 프로세스 컴퓨터(80)에서 코크스 사용량이 자동으로 설정되도록 하고, 프린터(81)에서는 장입량의 누적치를 출력하도록 한다.

상술된 바와 같이, 노정 PLC(50)에는 로(爐) 내부 장입각도 제어수단(51)과로(爐) 내부 장입 각도를 혼합광석 장입시의 로(爐) 중간부 통기성 개선을 위해 정확한 위치에 떨어질 수 있도록 각도를 설정할 수 있는 혼합 장입용 로(爐) 내부 장입 각도 설정 수단(52)이 연결된다.

혼합광석의 장입효과를 최대한으로 향상시키기 위하여, 먼저 연료인 중괴 코크스를 입도선별기(20-1)에서 입도 크기에 따라 분류하도록 선별한다. 특히, 기밀이 유지되는 소립 소결광층에 기공을 다수 확보하여 통기성을 유지할 수 있도록 입도 35mm 이상의 중괴 코크스를 선별할 수 있도록 한다. 이때, 조업자는 평량값 설정 프로세스 컴퓨터(80)에서 설정된 평량값에 따라 평량을 개시하여 소립광석 중량호퍼(57)에 중괴 코크스를 저장한다.

총코크스량에 따라 혼합용 코크스 사용비를 입력하면 사용량이 자동 계산되어져 혼합코크스 입도선별기(56)에서 선별된 코크스량을 설정된 평량값에 따라 평량을 개시하여 소립광석 중량호퍼(57)에 평량시키고, 일정시간 후에 소립 소결광이 상부에 평량되어 노내 장입시 고로 노벽부 부근(7-4)에 혼합층(6-4a)을 형성하여 공극율을 극대화 하도록 한다.

노정 PLC(50)로부터 장입개시 신호를 받은 배출제어용 원료 PLC(60)를 통해서, 소립광석 서지호퍼(57-1)에 제공되고, 배출 완료 신호를 받으면 소립광석 중량호퍼(57)에 저장되어 있는 연료 및 원료, 즉 혼합광석이 배출되어 소립광석 서지호퍼(57-1)에 저장되도록 한다. 이때, 장입제어용 노정 PLC(50)를 통해서 장입 호퍼의 장입이 완료되면 장입 호퍼(11, 11-1)의 혼합광석 장입신호 발생수단(53)으로부터 중괴 코크스와 소립 소결광을 혼합하기 위한 신호를 송신하면, 원료 PLC(60)에서 이를 인식하여 소립광석 서지호퍼(57-1)에 저장되어 있는 혼합광석(42)을 배출시킨다. 그리고, 이러한 혼합광석은 진행 중인 장입 벨트 콘베이어(17)에 적재되어 노정으로 이송된다.

고로 내부의 장입시, 장입물의 배출각도를 제어하여 혼합광석 장입량에 따른 각도를 노정부의 장입 광석량 조절밸브(12, 12-1)에서 자동보정할 수 있도록 보상각도를 자동 보정하도록 한다. 예를 들어, 하기 [표 2]에는 혼합광석의 장입량이 10톤에서 20톤으로 증가함에 따른 보정각도를 0.3도에서 3.0도까지 자동보정한 결과가 나타나 있다.

[표 2]

혼합장입량(코크스, 소립광석)(T)	10	11	12	13	14	15	16	18	20
MCG 보상각도	0.3	0.5	0.8	1.1	1.4	1.8	2.0	2.5	3.0

상기 단계에서 소립광석 장입물의 최선단부에 혼합광석이 노정부의 장입호퍼(11, 11-1) 중 어느 하나의 호퍼에 장입되어 배출이 진행되도록 한다. 그리고, 장입호퍼로부터 고로 내부, 특히 노벽부 부근(7-4)에 장입되어 소립 소결광층과 중괴 코크스의 혼합층(6-4a)을 만들어 통기성을 개선하도록 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 장입물 경사각이 작게되고 고로조업에서 지향하는 반경방향별로 혼합층형성이 불량하여 노벽부 통기성 악화와 불활성대 생성을 초래하므로, 본 발명에 따라서 소립광석을 장입하면, 노벽부에서의 편적현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 소립광석과 중괴 코크스를 혼합하여 장입함으로써 최근 고O/C 조업에 따른 소립광석중에 5mm 이하의 분발생량이 과다하게 증가하여 벽부온도의 과다한 저하와 불활성대 증가로 노황부조 요인이 빈번하게 초래되어 발생되는 노벽부 편적현상을 억제할 수 있다.

한편, 중괴 코크스와 소립광석의 혼합량에 따라 광석량 조절밸브를 자동조정함으로써 소립광석과 코크스간의 입도와 비중차이로 인한 노정호퍼에서의 배출속도가 상이하므로 광석량 조절밸브를 중괴 코크스와 소립광석의 혼합량만큼 추가로 개방하여 중괴 코크스 배출 종료시 소립광석 배출이 완료될 수 있도록 함으로써 중괴 코크스와 소립광석의 배출잔량의 차이로 소립광석이 중심부로 유입되는 현상을 억제할 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (3)

1. 코크스와, 대립 소결광과, 소립 소결광을 고로 내부에서 각 노치별 선회슈트의 회전수에 따라 상기 고로에 순차적으로 장입하여 용선을 생산하는 고로조업 중에 상기 고로의 노벽부에 부착물이 형성되는 것을 방지하기 위한 고로 장입물의 장입방법에 있어서,

   소정량의 중괴 코크스와 소립 소결광을 혼합광석을 준비하는 단계와,

   상기 혼합광석을 상기 고로의 노벽부에 장입하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 고로 장입물의 장입방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 혼합광석의 각 노치별 선회슈트의 회전수는 상기 소립 소결광의 각 노치별 선회슈트의 회전수보다 감소되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물의 장입방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 혼합광석의 노치횟수는 상기 소립소결광의 노치횟수보다 증대되는 것을 특징으로 하는 고로 장입물의 장입방법.