KR200282937Y1

KR200282937Y1 - 환원로 중심부의 장입물 배출장치_

Info

Publication number: KR200282937Y1
Application number: KR2019980025656U
Authority: KR
Inventors: 강원경; 김주영; 김만기
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-12-19
Filing date: 1998-12-19
Publication date: 2002-09-19
Also published as: KR20000012626U

Abstract

본 고안은 환원로 중심부에 위치된 장입물을 배출시켜 제거하는 장치에 관한 것으로, 환원로 비우기 작업시, 내부 정체 장입물의 잔량을 최대한 사전에 제거시킴으로서 비우기 시간을 단축할수 있고, 환원철을 용융로 중심부로 낙하시켜 용융로의 가스류 제어도 가능하게 되며, 노황불안정을 줄여 안정조업을 유지하고, 생산량 증대 및 정비비를 감소시킬수 있도록 개선된 환원로 중심부의 장입물 배출장치에 관한 것이다.

본 고안은 코렉스설비의 환원로 중심부에 위치된 장입물을 배출시켜 제거하는 장치에 있어서, 상기 환원로의 중앙하부에 원추형으로 형성된 배출구; 상기 배출구에 장착되어 회전되는 스크류를 갖추고, 상기 스크류를 회전시키는 구동모터를 갖추며, 상기 스크류의 내부로는 냉각수가 공급되는 한편, 상기 배출구내의 환원광을 하부측으로 배출시키는 스크류 피더; 및, 상기 스크류 피더의 출구측에 장착되어 스크류 피더로부터 배출된 환원광을 용융로의 상부로 장입하며 일측으로는 냉각가스관이 연결되어 내부온도가 조절되는 유도관;을 포함함을 특징으로 하는 환원로 중심부의 장입물 배출장치를 제공한다.

Description

환원로 중심부의 장입물 배출장치

본 고안은 환원로 중심부에 위치된 장입물을 배출시켜 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 환원로 비우기 작업시, 내부 정체 장입물의 잔량을 최대한 사전에 제거시킴으로서 비우기 시간을 단축할수 있고, 환원철을 용융로 중심부로 낙하시켜 용융로의 가스류 제어도 가능하게 되며, 노황불안정을 줄여 안정조업을 유지하고, 생산량 증대 및 정비비를 감소시킬수 있도록 개선된 환원로 중심부의 장입물 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로 코렉스 설비(100)는 용선을 만드는 신 제철설비로서 도 5에 도시된 바와 같이, 그 본체는 환원로(110)와 용융로(120)로 나누어져 있다. 그리고, 상기 환원로(110)는 상부로 장입된 광석(ORE+PELLET)을 90%까지 환원시켜(실적 환원율 70-75%), 환원철(DRI)을 환원로(110)의 하부측에 장착된 다수개의 환원철 배출기(6기)(130)를 회전시켜 용융로(120)로 배출시키고, 용융로(120)는 환원철을 석탄과 산소로 연소시켜 이때 발생하는 열을 얻어 환원철을 용융시키고 있다.

이는, 도 5에서 전체적으로 도시된 바와 같이, 환원로(110) 상부로 장입된 광석을 환원시키기 위해 환원가스 공급구(BUSTLE HOLE)(64개)(133)을 통해 환원가스(조성:CO 64%, H₂23%, CO₂13%)가 통입된다. 그리고, 상기 환원가스에 의해서 환원된 환원철은 환원철 배출기(130)를 통하여 그 하부측의 용융로(120)로 절출 시켜 주게 된다.

상기와 같은 환원로(110)에서 환원개스(CO, H₂)와 장입물간 환원반응현상을 살펴보면 아래와 같다.

[환원식 1]

CO개스에 의한 환원식

3Fe₂O₃+CO→2Fe₃O₄+CO₂

Fe₃O₄+CO→3FeO+CO₂

3FeO+3CO→Fe+2CO+CO₂

[환원식 2]

H₂가스에 의한 환원식

3Fe₂O₃+H₂→2Fe₃O₄+H₂O

Fe₃O₄+H₂→3FeO+H₂O

FeO+3H₂→Fe+2H₂+H₂O

상기 언급한 환원식은 간접환원이며 발열반응인데 반해, 미환원광 발생시에는 흡열반응으로 용융로(120)에 장입시 돔(DOME)부에서 미환원광에 의한 직접환원으로 많은 열을 손실하여 원활한 용융작용을 하지 못한다.

또한, 국부적인 장입물(P)의 정체층 형성시, 서로 다른 장입물 분포와 강하시간의 차이로 인하여 환원율은 더욱 떨어지게 된다. 이와같이 환원로(110) 조업관리는 다음 공정에 많은 악 영향을 주기 때문에 환원로(110)에서 철광석의 환원률 확보는 최대의 과제이다.

그리고, 상기 용융로(120)에서는 석탄 배출기(140)가 장착되어 석탄을 용융로(120)로 직접 장입시키게 된다. 또한, 상기 용융로(120)에 장착된 다수개의 풍구(26개)(145)로는 순산소(99%)를 취입하여 연소열로 환원철를 용융시키고 있다.

그러나, 상기와 같은 코렉스 설비(100)에서 환원로(110)는 그 구조적으로 생길 수밖에 없는 장입물(P) 정체층이 시간이 경과하면서 중앙의 인공 데드맨상부에서 점점 성장하게 되고, 환원로(110) 벽면 정체층과 서로 연결되어 도 6 및 7에 도시된 바와 같이 클러스터(CLUSTER)(서로 엉겨붙는 덩어리)를 형성하게 된다.

이와 같은 경우, 이러한 클러스터는 환원로(110)내의 장입물(P) 강하 불안정과 환원로(110)의 내부 체적 감소에 의한 광석 체류시간이 빨라져 미환원 광석이 증가하고, 광석의 분화와 분진발생(DUST ROADING)에 의한 환원가스 공급구(133)의 막힘으로 가스편류가 심하게 발생되며, 환원율(목표 90%이상, 실적70-75%)이 저하된 환원철이 발생한다. 또한, 용융로(120)에 미환원된 환원철을 장입하는 경우, 연료비가 상승하고 용선재의 품질이 나빠져 노전작업부하가 가중된다.

결국 상기와 같은 클러스터의 문제들이 장기간 유지될 경우, 환원로(110) 비우기 작업(2회/년, 장기휴풍)에 들어가 환원로(110) 내부의 정체 환원철을 제거하고 환원가스 공급구(133)를 개공하는 작업을 실시한다.

따라서, 상기와 같은 종래의 기술은 노황불안정을 초래하고, 코렉스 설비(100)의 불안정조업을 발생시키는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 환원로 비우기 작업시, 내부 정체 장입물의 잔량을 최대한 사전에 제거시킴으로서 비우기 시간을 단축할수 있고, 환원철을 용융로 중심부로 낙하시켜 용융로의 가스류 제어도 가능하게 되며, 노황불안정을 줄여 안정조업을 유지하고, 생산량 증대 및 정비비를 감소시킬수 있도록 개선된 환원로 중심부의 장입물 배출장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 환원로 중심부의 장입물 배출장치가 장착된 코렉스 설비의 구성도;

도 2는 본 고안에 따른 환원로 중심부의 장입물 배출장치의 상세도;

도 3은 본 고안에 따른 환원로 중심부의 장입물 배출장치의 스크류 피더에 대한 게략적인 배치구성을 도시한 평면도;

도 4는 본 고안에 따른 환원로 중심부의 장입물 배출장치가 장착된 환원로의 환원가스 흐름도;

도 5는 종래의 기술에 따른 일반적인 코렉스설비를 도시한 단면도;

도 6은 종래의 기술에 따라서 환원로상에 장입물이 정체된 상태를 도시한 평면도;

도 7은 종래의 기술에 따라서 환원로상에서 환원기스의 흐름이 정상적이지 못한 상태를 도시한 설명도;

도 8은 본 고안과 종래기술의 장입물 분포를 도시한 도면으로서,

a)도는 본 고안의 경우,

b)도는 종래의 기술의 경우이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 배출구 25..... 스크류

27..... 모터 30..... 스크류 피더

50..... 유도관 55..... 냉각가스관

100.... 코렉스 설비 110.... 환원로

120.... 용융로 130.... 환원철 배출기

140.... 석탄 배출기 150.... 인공 데드맨

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 코렉스 설비의 환원로 중심부에 위치된 장입물을 배출시켜 제거하는 장치에 있어서,

상기 환원로의 중앙하부에 원추형으로 형성된 배출구;

상기 배출구에 장착되어 회전되는 스크류를 갖추고, 상기 스크류를 회전시키는 구동모터를 갖추며, 상기 스크류의 내부로는 냉각수가 공급되는 한편, 상기 배출구내의 환원광을 하부측으로 배출시키는 스크류 피더; 및,

상기 스크류 피더의 출구측에 장착되어 스크류 피더로부터 배출된 환원광을 용융로의 상부로 장입하며 일측으로는 냉각가스관이 연결되어 내부온도가 조절되는 유도관;을 포함함을 특징으로 하는 환원로 중심부의 장입물 배출장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 환원로 중심부의 장입물 배출장치(1)는 환원로(110)의 대규모 설계변경없이 최소의 구조변경으로 최대의 효과를 얻을수 있도록, 환원로(110) 중심부의 인공데드맨(AFTIFICIAL DEAD MAN)(150)이 설치되어 있던 공간에 장입물(P) 정체층을 해소 할수 있는 원추형 배출구(10)와 스크류 피더(20)를 장착한다. 그리고, 스크류 피더(20)로부터 배출된 환원광을 용융로(120)의 상부로 유도관(50)을 통하여 장입하는 것이다.

본 고안에 따른 환원로 중심부의 장입물 배출장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원추형 배출구(10)는 인공 데드맨(150) 설치 위치에서 장입물(P)의 정체층을 해소하기 위해 깔대기 모양으로 연와를 개조하고 공간을 형성한다.

그리고, 상기 배출구(10)에는 스크류 피더(20)가 장착되고, 상기 스크류 피더(20)는 상기 배출구(10)에 장착되어 회전되는 스크류(25)를 갖추며, 상기 스크류(25)를 회전시키는 구동모터(27)를 일측에 장착하는 것이다. 그리고, 상기 스크류(25)의 내부로는 밀봉상태로 냉각수가 공급되도록 냉각수관(32)이 장착되고, 상기 배출구(10)내의 환원광을 하부측으로 배출시키는 구조를 갖는 것이다.

그리고, 상기 스크류 피더(20)의 출구측에 장착되어 스크류 피더(20)로부터 배출된 환원광을 용융로(120)의 상부로 장입하는 유도관(50)을 갖는 바, 상기 유도관(50)은 내부에서 하강되는 환원철의 온도상승을 방지하기 위해 냉각가스관(55)을 연결하고, 대략 온도(85℃)의 냉각기체로 온도의 상승을 방지하고, 질소 퍼지(N₂PURGE)장치를 설치하여 온도를 조절하는 것이다.

한편, 상기 용융로(120)는 스크류 피더(20)에 의해 절출된 환원철을 유도관(50)을 통하여 용융로(120)의 중심부에 위치된 석탄 배출기(140)에 의해 배출된 석탄과 같은 지점에 배출되도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 환원로 중심부의 장입물 배출장치(1)는 스크류 피더(20)의 모터(27)를 작동시켜 스크류(25)가 회전되도록 하고, 상기 배출구(10)에 위치된 환원광을 유도관(50)측으로 낙하시키고 냉각가스를 주입하여 그 온도를 조절하면서 용융로(120)에 장입시키게 된다.

상기 스크류 피더(20)에 장착된 모터(27)는 비례제어 발브로서 회전수(RPM)를 자유롭게 운전실에서 조절할수 있도록 된 DCS 신호를 받아서 회전하게 한 것이고, 비상시 스크류의 외부취외를 용이하게 하기 위해 역회전이 가능하도록 한 것이다.

또한, 상기 유도관(50)에는 냉각가스와 질소공급장치를 설치하여 내부 온도를 일정하게 제어 할수 있고 이들 기체의 유량을 제어하기 위하여 유량 조절 밸브를 설치한다.

그리고, 상기 스크류 피더(20)에 의해 배출되는 환원철은 용융로(120)의 석탄장입구와 만나게 하여 용융로(120) 중심부에 낙하할수 있도록 하여 용융로(120)의 가스흐름을 제어한다.

상기에서와 같이 본 고안에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 환원로(110)의 중심부에 위치된 장입물(P)이 배출구(10)에 의해서 하부로 낙하되고 스크류 피더(20)에 의해서 용융로(120)측으로 배출됨으로서 환원로(110)의 중앙에 장입물(P)이 퇴적하여 클러스터를 형성시키지 않는 것이다. 그리고, 환원가스 공급구(133)도 막지 않음으로서 환원가스의 흐름이 정상적으로 원활하게 흘러 철광석을 환원시킬수 있는 것이다.

또한, 환원로(110) 중심부의 정체층 생성을 근본적으로 방지하고 환원기스 공급구(133)(64개)에서 원주방향으로 균일한 환원 가스를 통입시키게 되어 장입물(P) 강하가 불안정하게 되는 것을 방지한다. 뿐만 아니라, 환원개스의 유입로를 확보하여 개스 편류를 방지하고 코렉스 설비(100)의 작업생산성을 크게 향상시키는 것이다.

그리고, 만일 환원로(110)의 비우기 작업시, 내부 정체 장입물(P)의 잔량을 최대한 사전에 제거시킴으로서 비우기 시간을 단축할수 있는 것이다.

상기에서와 같이 본 고안에 의하면, 환원로(110) 비우기 작업시, 내부 정체 장입물(P)의 잔량을 최대한 사전에 제거시킴으로서 비우기 시간을 단축할수 있고, 환원철을 용융로(120) 중심부로 낙하시켜 용융로(120)의 가스류 제어도 가능하게 되며, 노황불안정을 줄여 안정조업을 유지하고, 생산량 증대 및 정비비를 감소시킬수 있도록 개선된 효과가 얻어지는 것이다.

Claims

코렉스 설비(100)의 환원로(110) 중심부에 위치된 장입물(P)을 배출시켜 제거하는 장치에 있어서,

상기 환원로(110)의 중앙하부에 원추형으로 형성된 배출구(10);

상기 배출구(10)에 장착되어 회전되는 스크류(25)를 갖추고, 상기 스크류(25)를 회전시키는 구동모터(27)를 갖추며, 상기 스크류(25)의 내부로는 냉각수가 공급되는 한편, 상기 배출구(10)내의 환원광을 하부측으로 배출시키는 스크류 피더(20); 및,

상기 스크류 피더(20)의 출구측에 장착되어 스크류 피더(20)로부터 배출된 환원광을 용융로(120)의 상부로 장입하며 일측으로는 냉각가스관(55)이 연결되어 내부온도가 조절되는 유도관(50);을 포함함을 특징으로 하는 환원로 중심부의 장입물 배출장치.