KR20020049687A - 노벽 보수후 노심코크스 승열방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 고로 하부의 내부 상황을 판단하는 가장 중요한 지표인 고로 노심부 활성화 조업을 위하여 고미분탄 조업 및 저품위 연료사용시에 쉽게 발생하는 노심불활성 요인을 외부적으로 제어하는 송풍방법에 관한 것으로, 특히 노벽보수시에 조기에 조업도 상승을 위해서 노심 코크스의 조기 승열방법에 관한 것이다.

본 발명은 고로의 노벽 보수시 재송풍전에 고로 하부 노저부에서 코크스가 정체하는 영역인 노심의 코크스층에 지름 40mm 이상, 길이 1500mm 이상의 파이프의 총길이의 30~50% 에 10~20mm의 구멍이 다수 형성되고 1500℃ 이상에 견딜수 있는 특수 내화물이 10~25mm로 외부에 코팅된 재질의 파이프를 삽입하고; 재송풍하여 용융물의 온도를 조기 상승시키도록 함에 의해 달성된다.

이러한 본 발명은 노벽 보수후, 노심코크스의 조기 승열(昇熱)을 통하여 조기에 정상조업으로 복귀할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

노벽 보수후 노심코크스 승열방법{FURNACE CENTER COKE HEAT-INCREASING METHOD AFTER REPAIRING FURNACE WALL}

본발명은 고로 하부의 내부 상황을 판단하는 가장 중요한 지표인 고로 노심부 활성화 조업을 위하여 고미분탄 조업 및 저품위 연료사용시에 쉽게 발생하는 노심불활성 요인을 외부적으로 제어하는 송풍방법에 관한 것으로, 특히 노벽보수시에 조기에 조업도 상승을 위해서 노심 코크스의 조기 승열방법에 관한 것이다.

최근의 고로는 철광석의 환원제로서 값비싼 코크스 대신에 상대적으로 가격이 저렴한 미분탄 사용비를 점차적으로 늘려가는 것이 세계적 추세이다.

따라서 미분탄 취입비를 얼마만큼 증대시킬수 있느냐가 고로의 경쟁력을 나타내는 지표라고 해도 과언은 아니다.

이와같이 고로의 미분탄 취입비를 증대시킨다는것은 상대적으로 고로내부의장입물중 광석비 대 코크스비(이하 O/C’라한다.)의 증가를 의미하는 것으로, 고로내부에서 환원가스가 흘러가는 통로인 코크스층(COKE)이 얇아지게된다.

특히, 고로에 장입된 코크스량이 적어지면, 상대적으로 코크스의 분화(粉化) 및 열화(熱化)가 촉진되어 고로하부에 존재하는 노심코크스 입도는 지극히 불량하여 연소대 선단영역 즉, 노심표층부 에서의 코크스 분(粉)화하여 퇴적하는 량은 크게 증가한다.

즉, 도 1 및 도 2와 같이, 고로조업은 원료빈에서에서 절출된 광석과 소결광을 장입 벨트 컨베이어을 통하여 고로 꼭대기로 이송한뒤 플랩게이트(2-4)와 호퍼상부 실링벨브(2-3)을 거쳐 호퍼(2)에 저장후 소결광 입도별 장입이 가능한 선회슈트(2-2)를 통해 설정된 각 노치별 경동각도로 제어되어 고로내부에 균일하게 장입되어 분포할수 있도록 코크스(입도:35~55mm)장입, 대립소결광(입도:12~50mm)장입, 소립소결광(입도:5~12mm) 장입의 순서로 코크스 반경방향으로 균일하게 장입하여 고로상부에서 안정된 가스흐름으로 통기성 및 가스이용율을 극대화하며 중심부 온도가 높고 중간부 및벽부의 가스흐름이 균일하게 유지되는 연화융착대 (1-1)를 만든다.

그리하여, 고로(1)하부에서는 장입된 코크스가 주기적으로 치환하면서 형성된 노심코크스(1-10)을 형성하고 있으며, 34개의 풍구로부터 들어온 열풍은 연소대(1-11)을 거쳐 노심코크스(1-10)사이의 코크스층을 통하여 고로(1) 중심부까지 바람이들어가 안정된 중심류 및 적정한 주변류와 노벽의 가스류를 형성하여 바람직한 역 v형 연와융착대(1-1)를 만들어 고로상부로 고온의 가스가 상승하면서 장입물과의 열교환을 거쳐 광석을 환원 용융시켜 용선(1-3)을 생산하게 된다.

이러한 고로조업은 고로하부의 노심코크스층의 코크스 입도가 굵고 건전하여야만 내부의 프로파일(PROFILE)이 안정되어야 가스의 흐름 즉, 통액성 및 통기성이 전체적으로 양호하게되어 노내상황이 안정되게 되고, 노심코크스 중앙부로 원할하게 가스가 흐르게 되어 강한 중심류가 확보되게 된다.

한편으로 고로 하부로는 노심 코크스층 사이로 적하된 용융물이 제대로 승온되어 노외로 원할하게 배출되어만 안정된 노황유지와 생산량을 확보할 수 있다.

그러나, 고미분탄 조업시에는 특히, 고로의 O/C를 올리면 올릴수록, 그리고 경제조업 수행을 위하여 저품위 광석을 사용하는 조업에서는 노심코크스(1-10)의 입경이 점점 작아지게 되고 노심코크스 층으로의 가스흐름이 어렵게되고 특히, 노심 표층부(1-11)에는 표층부에는 평상시 에도 미분이 상당량 퇴적되어 있어 노중심부까지 가스가 흐르기 어려워 노황불안정의 원인이 되고있다.

이를 개선하기 위한 많은 노력들이 경주되었으나 근본적인 해결책이 제시되지 못하고 있는 실정이다.

본발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 고미분탄 조업 및 저품위 연료를 사용하는 현조업에 있어서, 쉽게 발생하는 노심불활성 요인이 노벽보수 작업후 재송풍시에 개공된 상태로 송풍하는 전풍구를 외부적 으로 제어하는 송풍기술을 확보하여, 노벽 보수후, 노심코크스의 조기 승열(昇熱)을 통하여, 노벽보수후 장입된 장입물의 조기승온과 정상조업도로 조기 이행하기 위하여 노벽보수 작업중에 전체풍구의 10~50% 수준의 풍구수를 노심 코크스 표층부를 뚫어 노심부의 통기성과 통액성을 확보하여 조기 정상조업도 이행을 위한 원할한 용융물을 배출할 수 있도록 한 노벽 보수후 노심코크스 승열방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은 고로의 노벽 보수시 재송풍전에 고로 하부 노저부에서 코크스가 정체하는 영역인 노심의 코크스층에 지름 40mm 이상, 길이 1500mm 이상의 파이프의 총길이의 30~50% 에 10~20mm의 구멍이 다수 형성되고 1500℃ 이상에 견딜수 있는 특수 내화물이 10~25mm로 외부에 코팅된 재질의 파이프를 삽입하고; 재송풍하여 용융물의 온도를 조기 상승시키도록 함에 의해 달성된다.

도 1은 일반적인 고로의 개략 단면을 표시한 모식도,

도 2는 종래 고로하부의 풍구내부 및 노심코크스 존재상황 나타내는 모식도,

도 3은 본 발명에 따른 고로하부의 풍구내부 및 노심코크스 존재 상황에 따른 노심코크스 활성화 작업방법을 나타내는 모식도,

도 4는 본 발명에 따른 파이프의 구조도,

도 5는 본 발명 전,후의 재송풍시 노심코크스 활성화 작업을 실시한 해당풍구의 풍량증대 유지시간을 나타내는 비교그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고로, 1-1 : 연화융착대,

1-2 : 풍구, 1-3 : 용선,

1-9 : 출선구.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명은 고로 노벽보수 작업시, 재송풍전 장시간 휴지중에 고로하부 노저부에서 코크스가 정체하는 영역(1-10) 즉, 노심이라고 부르는 영역을 재송풍시의 바람통로를 인위적으로 형성하여 노심 코크스의 승열을 빠른 시간내에 도모하기 위하여 드릴과 함머 기능을 갖춘 굴삭기(4-1)를 제작하여 재송풍 직전에 지름 40mm 이상, 길이 1500mm 이상의 파이프 (4-2)의 총길이의 30~50% 에 10~20mm의 구멍(4-3)이 십수개 뚫리고 1500℃ 이상에 견딜수 있는 특수 내화물이 10~25mm로 외부에 코팅된 재질의 파이프를 노심 코크스층에 삽입하여 재송풍하여 이루어진다.

이러한 본발명은 특히, 노벽 보수작업시에 고미분탄 조업시에 노심표층부의 미분농도 증가에 의한 고로 노심 불활성으로 인한 여러가지 장애요인을 제거하기 위하여 고로 노벽보수후, 재송풍전에 풍구로 노심표층부 (연소대 선단부)를 통과하여 노심중앙부로의 가스 유입량을 증대시켜 노벽 보수후, 노심코크스의 조기 승열(昇熱)을 통하여, 노벽보수후 장입된 장입물의 조기승온과 정상조업도로 조기 이행하기 위하여 노벽보수 작업중에 전체풍구의 10~50% 수준의 풍구수를 노심 코크스 표층부를 뚫어 노심부의 통기성과 통액성을 확보하여 조기 정상조업도 이행을 위한 원할한 용융물을 배출하며, 노심이 활성화되고 노체하부로의 열부하를 억제하도록 한다.

상기에서 파이프를 1500mm 이상으로 한정하는 이유는 오늘날 고로가 대형화되는 추세에서 최소한 연소대를 관통하여 노심표층부(1-10a)의 미분퇴적층을 관통하자면, 1500mm이하로는 불가능하게 되어 본발명이 목적하는 중심부까지의 가스흐름을 원할하게 전달하지 못하기 때문이다.

또한, 파이프 지름을 40mm이상으로하는것은 노심단면적에 비하여, 파이프 단면적을 최소 한도로 확보해야 하기 때문이며, 40mm이하시는 중심부로 유입되는 가스량이 너무나 부족하여 노심부 활성화를 제대로 실행하지 못하기 때문이다.

그리고 파이프 총길이의 30~50% 에 10~20mm의 구멍(4-3)이 십수개 뚫는 이유는, 총길이의 30% 이하의 경우에는 파이프를 통하여 들어온 가스분배가 중심쪽으로만 국한되며, 50% 이상시에는 벽부로도 가스가 분배되어 본래의 효과를 떨어뜨리기 때문이다.

구멍의 크기를 10~20mm로 한정하는 이유는 만약, 10mm 이하시는 가스가 원할하게 분배되지 못할 우려가 있고 20mm 이상시에는 다량의 미분이 파이프의 구멍안으로 들어와 파이프 구멍을 메워서 본발명의 기능을 현저히 떨어뜨릴 우려가 있기때문이다.

여기서 구멍을 뚫는것은 파이프를 통과하는 다량의 가스가 대부분은 중심부까지 전달 되더라도 일부분의 가스는 구멍을 통하여 중간부 및 다방면으로 흘러서 가스 흐름량을 적정히 분배하기 위함이다.

특히, 1500℃ 이상에 견딜수 있는 내화물 코팅제로 한정한 이유는 1500℃이하의 내화물일 경우에는 노벽보수를 위한, 고로 장기 휴지시 휴지기간중에 노내의 고온의 분위기로 인하여 용해되어, 재송풍시에 노심코크스 중심부 까지 원할하게 바람을 보낼 수 있는 통로가 막 힐 뿐 만 아니라, 노심의조기승열에 도움이 되지 않기 때문이다. 그리고 특수내화 물 코팅 두께를 10~25mm로 하는 이유는 10mm미만일경우, 노벽보수후 재송풍후 2시간 이상까지 남아있기 어려워, 보발명의 목적을 달성 하기 어려우며, 26mm이상이 되면 풍구내경이 최저 120mm이상이므로, 삽입 파이프의 본래경과 내화물 두께를 합쳐서 풍구안쪽으로 풍구내면을 손상 시키지 않고 노심내부에 안정하게 삽입하기 위함이다.

고 O/C조업 수행에 의하여 노심표층부에 미분이 축적되어 있는 가운데에서 제 5도에의한 작업수순에 의하여 작업을 실시한 결과, 제6도에서와같이 해당풍구의 송풍유량이 증대하여, 재송풍 후에도 최소한 2시간 이상 내화물로 코팅된 송풍용 파이프가 남아있어서 해당 풍구의 풍량이 상승되어 노심 코크스로 풍량이 잘흘러가는 분포를 형성함을 알 수 있었다.

즉, 본 발명에 의해 노심코크스층으로 해당풍구의 송풍유량이 노벽보수후, 재송풍시에 2시간 이상까지 유지되어, 노심코크스의 전열이 빨라지고, 풍량이 증대되어 유지됨을 알 수 있으며, 노심의 중심온도의 조기상승으로 노벽부 노체하단의 온도가 재송풍시 저하되어 노심활성화와 동시에 노벽부 열부하를 억제하여, 조기에 고로조업이 정상조업으로 이행됨을 알 수 있다.

상술한 바와같이 본 발명은 노벽 보수후, 노심코크스의 조기 승열(昇熱)을 통하여 조기에 정상조업으로 복귀할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 고로(1)의 노벽 보수시 재송풍전에 고로 하부 노저부에서 코크스가 정체하는 영역인 노심의 코크스층에 지름 40mm 이상, 길이 1500mm 이상의 파이프의 총길이의 30~50% 에 10~20mm의 구멍(4-3)이 다수 형성되고 1500℃ 이상에 견딜수 있는 특수 내화물이 10~25mm로 외부에 코팅된 재질의 파이프를 삽입하고;

   재송풍하여 용융물의 온도를 조기 상승시키도록 하는 것을 특징으로 하는 노벽 보수후 노심코크스 승열방법.