KR20030052746A - 고로 원주방향별 장입물 장입방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선회슈트를 통해 한 사이클마다 코크스, 대립광석 및 소립광석을 포함한 장입물을 순차적으로 고로에 장입하는 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 장입물 장입방법은, 선회슈트의 초기 회전 시작 위치를 장입 사이클마다 고로의 원주방향별로 0°, 90°, 180° 및 270°로 각각 변경하고, 매 장입물의 장입시마다 선회슈트의 회전방향을 시계방향 및 반시계방향으로 번갈아 변경한다. 본 발명의 장입물 장입방법은 매 시료의 장입시마다 슈트의 초기 회전 시작 위치와 슈트의 회전방향을 연속적으로 변화시킴으로써, 원주방향별로 시료의 장입 레벨을 균일하게 형성하여 가스 이용률의 향상과 더불어 고로 조업을 안정하게 유지하는 효과가 있다.

Description

고로 원주방향별 장입물 장입방법{Circumferential burden distribution control method in blast furnace}

본 발명은 고로 원주방향별 장입물 장입방법에 관한 것이며, 특히, 고로에 장입되는 장입물의 레벨이 원주방향별로 일정하게 유도될 수 있도록 장입물을 장입하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서의 용선 생산은 상부에서 철광석과 코크스를 장입하여 하부로 강하시키고, 하부에서는 풍구를 통해 1200℃의 열풍을 취입하여 고온의 CO환원가스를 발생시켜 상부로 상승시킴으로써, 장입물과의 열교환 및 환원반응에 의해 이루어진다. 고로 조업은 고로 내부에 장입된 연원료의 분포상태가 안정되어야 노내 가스가 원활하게 흘러 전체적으로 양호한 조건에서 철광석과의 환원 및 용융이 이루어지고, 노내 가스의 이용률을 향상시킬 수 있다.

이러한 고로 상부로의 연원료 장입은 벨레스 선회슈트에 의해 이루어지는데, 도 1a에 도시된 바와 같이, 선회슈트(13)는 360°시계방향 및 반시계방향의 회전이 가능함과 동시에 틸팅(tilting)이 가능하여, 노의 중심에서 벽부를 향하게 조정할 수 있다. 장입물(14)의 퇴적형상은 이러한 선회슈트(13)의 회전수와 틸팅각도의 조정에 의해 제어될 수 있으며, 고로의 반경방향별로 장입량과 장입물(14)의 퇴적형상을 자유롭게 조절할 수 있다.

일정한 양으로 평량된 시료는 노정벙커(11)로부터 시료배출 조절 게이트(12 ; MCG - Material Control Gate)를 거쳐 선회슈트(13)로 낙하하여 노 내부로 장입된다. 이 때, 장입물의 배출속도는 시료배출 조절 게이트(12)의 개방 각도에 의해 조절되는데, 슈트의 초기 회전 시작 위치(A)가 0°일 경우, 장입물의 배출은 시료배출 조절 게이트(12)의 열림과 동시에 역시 0°에서 장입되기 시작하여 슈트의 회전이 끝나는 시점에서 시료의 장입도 완료된다.

그러나, 실조업에서 슈트의 회전 종료 위치(C)와 시료의 배출 완료 위치(B)가 일치하는 것은 불가능하며, 통상 5~10초의 간격으로 시료의 배출이 빨리 완료된다. 따라서, 슈트가 시계방향으로 회전한다고 할 때, 만약 시료 배출 완료 위치가 슈트 회전 종료 위치보다 5초 빠르다면, 시료 배출 완료시의 슈트의 위치는 마지막 회전수의 회전이 다 완료되기 전인 약 180°부근에 다다르기 때문에, 도 1b와 같이 남은 180°에서 360°까지는 시료가 장입되지 않고 공회전하게 된다.

이와 같이 시료의 배출 완료 시점이 슈트의 회전 완료 시점보다 빠르기 때문에, 장입물 레벨은 0~180°부근이 180~360°보다 높아지게 되며, 연속적으로 수십 사이클(cycle)의 시료 장입에 의해 원주방향별 장입물 레벨의 편차는 계속 누적된다. 이러한 원주방향별 장입물 레벨의 불균일 현상은 노 하부에서 상승하는 가스류 분포의 편차를 발생시켜, 철광석의 환원반응 및 용융 거동을 불안정하게 하여, 결과적으로 고로 조업의 불안정성을 야기한다.

이러한 문제점을 보완하기 위해 대한민국 특허출원 제99-42741호에서는 센서에 의해 장입물 높이를 측정하여, 노내 장입영역을 원주방향별로 소정각도로 등분한 후, 장입물 높이가 낮은 영역에서는 다른 구간보다 선회슈트의 회전속도를 느리게 변경하여 시료가 많이 장입될 수 있도록 실시한 바 있다. 이러한 발명은 장입물 높이를 정확하게 측정할 수 있는 레벨센서의 구비가 선행되어야 하는데, 실제 고로의 노 상부에는 많은 양의 분진이 발생하기 때문에 분진에 의해 센서에 의한측정값에 오차가 발생할 뿐만 아니라, 시료의 장입 중에는 상당한 낙하폭을 가지고 장입물 표면위로 낙하하는 장입물로 인해 장입 레벨의 측정에 큰 어려움이 있다. 따라서, 레벨센서에 의한 측정값의 오차에 의해 오히려 장입물 분포제어에 오류를 발생시킬 위험이 크기 때문에, 고로 조업에 적용하기에 어려움이 따른다.

또한, 일본 특개평9-235604호에서는 슈트의 회전시 원심력에 의해 원료가 슈트 중심선으로부터 회전의 반대방향으로 이탈하는 성분을 방지하기 위해 정면과 측면에 반발판을 부착하여 장입물 낙하폭을 감소시키는 동시에 장입물이 수직으로 낙하할 수 있도록 시도하였다. 이 발명은 시료를 장입물 표면 위에 안정적으로 낙하하도록 하여 장입물의 충격에너지에 의한 장입물 분포의 편차를 다소 해소할 수는 있으나, 상기와 같이 시료 배출 완료 위치의 차이를 인한 장입물 레벨의 편차를 근본적으로 해결하지는 못하고 있다.

따라서, 효과적으로 원주방향별 장입물 레벨 편차를 없애고, 고로 조업을 안정적으로 유지할 수 있는 장입 방법이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 매 시료의 장입시마다 슈트의 초기 회전 시작 위치와 슈트의 회전방향을 연속적으로 변화시킴으로써, 원주방향별로 시료의 장입 레벨을 균일하게 형성하여 고로 조업을 안정하게 유지하는 고로 원주방향별 장입물 장입방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1a는 통상의 고로 벨레스 장입장치를 도시한 개략도이고,

도 1b는 도 1a에 도시된 장입장치의 선회슈트의 회전 종료 위치와 시료 배출 완료 위치의 차이를 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 선회슈트 초기 시작위치를 각각 나타낸 도면이고,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 고로 원주방향별 장입물 장입방법을 나타낸 개념도이며,

도 4는 종래의 방법과 본 발명의 방법을 통해 각각 장입한 고로의 원주방향별 장입물 레벨을 비교한 그래프이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

11 : 노정벙커 12 : 시료배출 조절 게이트

13 : 선회슈트 14 : 장입물

15 : 슈트 위치 센서 A : 슈트 초기 회전 시작 위치

B : 시료 배출 완료 위치 C : 슈트 회전 종료 위치

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 선회슈트를 통해 한 사이클마다 코크스, 대립광석 및 소립광석을 포함한 장입물을 순차적으로 고로에 장입하는 방법에 있어서, 상기 선회슈트의 초기 회전 시작 위치를 장입 사이클마다 상기 고로의 원주방향별로 0°, 90°, 180° 및 270°로 각각 변경하고, 매 장입물의 장입시마다 상기 선회슈트의 회전방향을 시계방향 및 반시계방향으로 번갈아 변경하는 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 고로 원주방향별 장입물 장입방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 2는 본 발명에 따른 선회슈트 초기 시작 위치를 각각 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래와 같이 슈트의 선회 시작 위치를 0°로 고정하는 것이 아니라, 90°, 180° 및 270°에도 각각의 위치를 인식할 수 있는 슈트 위치센서(15)를 각각 설치하여, 매 장입 사이클(코크스, 대립광석, 소립광석이 한 사이클에 해당)을 기준으로 시작 위치를 0°, 90°, 180° 및 270°순서로 변경한 것이다.

종래와 같이 슈트의 회전 시작 위치를 한 지점으로 고정 설정할 경우에는 장입 레벨의 편차가 계속적으로 누적되어 최종적으로는 상당한 편차를 유발하게 된다. 하지만, 본 발명과 같이 시작 위치를 원주방향으로 변경하게 되면, 장입 레벨의 편차가 특정 부분에 집중적으로 발생하지 않고, 원주방향으로 규칙적인 순서에 의해 균등하게 배분되기 때문에, 여러 사이클의 장입을 반복하면 장입 레벨의 편차가 시계방향으로 규칙적으로 형성되어, 원주방향 전체에 평균적으로 일정한 장입레벨을 유지할 수 있다.

또한, 슈트의 회전방향을 시계방향으로만 고정하는 것이 아니라, 매 시료의 장입시마다 시계방향, 반시계방향으로 번갈아서 변화시킨다. 이러한 경우 시계방향으로 회전시에는 0~180°부근의 장입물 레벨이 높아지지만, 반시계방향으로 회전시에는 반대로 180~360°부근의 장입물 레벨이 높이지게 되어, 결국 전체적인 원주방향별 장입물 레벨이 균일해지는 효과가 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 고로 원주방향별 장입물 장입방법을 나타낸 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 시료의 한 사이클은 대립광석, 소립광석 및 코크스를 장입하는 것이다. 그래서, 본 발명은 소립광석, 대립광석 및 코크스를 순차적으로 장입하는데, 매 시료의 장입시마다 슈트의 회전방향을 달리하고 슈트의 시작 위치를 달리한 것이다. 즉, 1 사이클의 경우, 슈트의 회전 시작 위치는 0°이고, 소립광석은 시계방향(+), 대립광석은 반시계방향(-), 코크스는 시계방향(+)으로 슈트의 회전방향을 변경하면서 장입물을 장입한다.

상기와 같이 1 사이클의 장입이 완료되면, 2 사이클 장입시에는 슈트의 회전 시작 위치는 90°로 변경되고, 슈트의 회전 방향은 1 사이클의 마지막 회전방향(코크스를 시계방향을 장입함)에 이어 반시계방향(소립광석을 반시계방향으로 장입함)부터 시작한다. 3 사이클과 4 사이클의 슈트 시작 위치는 180°, 270°로 각각 변경하여 앞서 설명한 바와 같은 과정으로 장입물을 장입한다. 상기와 같은 방법으로 고로 전체 장입에 필요한 총 29 사이클을 통해 장입물을 장입한다.

도 4는 종래의 방법과 본 발명의 방법을 통해 각각 장입한 고로의 원주방향별 장입물 레벨을 비교한 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 방법인 종래예의 경우에는 슈트의 회전 종료 위치와 장입물의 배출 완료 위치의 차이로 의해 0°에서 장입물 레벨이 0.8m로 가장 높고 시계방향으로 진행하면서 장입물 레벨이 점차 감소하게 되어, 최고 높이와 최저 높이의 편차가 0.6m 이상의 차이가 발생함을 알 수 있다. 이러한 차이는 노 하부에서 상승하는 가스류의 편차를 야기한다.

그러나, 본 발명의 방법인 발명예의 경우에는 슈트 시작 위치 및 슈트 회전 방향의 규칙적인 변경을 통해 고로 원주방향별로 장입물 레벨이 1.2m부근에서 거의 일정하게 유지됨을 확인할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 고로 원주방향별 장입물 장입방법은 매 시료의 장입시마다 슈트의 초기 회전 시작 위치와 슈트의 회전방향을 연속적으로 변화시킴으로써, 원주방향별로 시료의 장입 레벨을 균일하게 형성하여 가스 이용률의 향상과 더불어 고로 조업을 안정하게 유지하는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 고로 원주방향별 장입물 장입방법에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (2)

1. 선회슈트를 통해 한 사이클마다 코크스, 대립광석 및 소립광석을 포함한 장입물을 순차적으로 고로에 장입하는 방법에 있어서,

   상기 선회슈트의 초기 회전 시작 위치를 장입 사이클마다 상기 고로의 원주방향별로 0°, 90°, 180° 및 270°로 각각 변경하고, 매 장입물의 장입시마다 상기 선회슈트의 회전방향을 시계방향 및 반시계방향으로 번갈아 변경하는 것을 특징으로 하는 고로 원주방향별 장입물 장입방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 사이클의 최종 장입물의 회전방향에 대해 다음 사이클의 처음 장입물의 회전방향을 반대로 하는 것을 특징으로 하는 고로 원주방향별 장입물 장입방법.