KR20030053645A - 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 노벽의 스프레이 보수 작업시 장입물의 장입레벨 저하에 따른 노내의 가스 폭발을 방지하는 방법에 관한것으로 특히, 고로 노벽의 스프레이 보수 작업시 가스 폭발을 방지할 수 있는 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법은, 고로 노벽의 스프레이 보수 작업시, 노 내부로 산소가 유입되어 폭발한계지점에 도달하면 온도계와 가스분석기에 의해 폭발한계점을 사전에 감지하여 질소를 퍼지하고 노내 살수를 행하는 것으로 이루어진다.

이 같은 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법에 의하여 가스분석을 자동으로 행할 수 있어 작업부하 감소 및 가스분석시간 단축에 따른 폭발한계점을 정확히 파악할 수 있어 폭발에 대한 위험부담을 줄일 수 있으며, 동시에 가스분석시간의 지연에 따라 장시간 실시되던 스팀퍼지시간이 단축되어 비용을 절감할 수 있다.

Description

노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법{Method for Explosion Preventing in Blast Furnace}

본 발명은 고로 노벽의 스프레이 보수 작업시 장입물의 장입레벨 저하에 따른 노내의 가스 폭발을 방지하는 방법에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 고로 노벽의 스프레이 보수 작업시, 노 내부로 산소가 유입되어 폭발한계지점에 도달하면 온도계와 가스분석기에 의해 폭발한계점을 사전에 감지하여 질소를 퍼지하고 노내 살수를 행하므로써, 가스 폭발을 방지할 수 있는 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로 공정은 고로 상부의 장입구를 통해서 연료인 코크스와 원료인 철광석을 장입하고, 고로 하부에 있는 풍구를 통해서 고온의 열풍을 불어 넣어 코크스를 연소시켜 열과 환원가스를 생성한다.

상기 열과 환원가스는 노내의 철광석을 환원 용융시켜 용선과 슬라그를 생성하게 되며, 용융물은 고로 하부의 출선구를 통해서 배출된다.

상기 고로의 본체는 외부가 철피로 이루어져 있고, 내부는 고온에 견딜 수 있는 내화물로 축조되어 있으며, 연와 사이에는 냉각반을 삽입하여 냉각을 시킴으로서 고온에서 철피를 보호하게 되어 있다.

그런데 고로 수명이 연장될 수록 내화물의 손상 및 마모가 많아져 냉각반의 돌출이 심해지게 되고, 상기 냉각반의 파손량이 증가하게 되며, 이로 인하여 철피를 적열 및 균열시켜 고로 조업시 불안 요인이 된다.

따라서, 상기한 문제점을 해소하기 위하여 주기적인 노벽 보수작업이 필요하게 되는데, 보수방법으로는 노체의 압입과 노벽 스프레이 방법 등이 널리 이용되고 있다.

상기 방법에서 노체 압입은 고로 내부에 장입물이 채워진 상태에서 행해지며, 보수하고자 하는 부위 철피를 고로 외부에서 내부로 구멍을 뚫은 후 상기 구멍을 통해서 압입재를 노내로 투입함으로서 손상된 노체 연와를 보수하게 된다.

노벽 스프레이 보수를 하기 위해서는 도 1에 나타낸 것과 같이 고로 내의 장입물 레벨(1b)을 노벽보수 부위까지 강하시킨다.

이어서 스프레이 장비를 고로 내부로 집어 넣어 손상된 연와부위를 보수하게 되며, 보수가 완료된 이후 노내에 장입물을 채우고 열풍을 불어 넣어 고로조업을 재개하게 된다.

즉, 노벽 스프레이 보수는 도 1에 나타낸 감척조업(장입레벨 저하 조업)시의장입 레벨과 같이 고로 내부의 장입물 레벨(1b)을 보수하고자 하는 부분까지 하강시켜 손상 및 마모된 정형 내화물 부위에 부정형 내화물을 스프레이 보수하는 방법이다.

이때 상기 장입물 레벨을 보수하고자 하는 부분까지 감척시킬 때 감척된 부분에 부압이 발생되어 산소유입에 따른 폭발한계지점 도달시 노내 폭발이 발생된다.

따라서, 상기한 작업과정에서 감척작업 시 장입물 레벨의 강하에 따른 노내부압의 발생을 방지하기 위하여 고로 상부에 설치되어 있는 스팀퍼지밸브(3)를 개방하여 스팀을 고로의 내부로 퍼지한다.

그러나 감척시 장입레벨(1b)은 정상시 장입레벨(1a)보다 약 20m 이상 감척하므로서 스팀퍼지시간이 장시간 소요되는 문제점이 있고, 가스폭발한계지점을 정확히 파악하지 못하는 문제점이 있으며, 상기 가스폭발한계지점을 파악하기 위하여 노정상승관에 있는 가스검출구(1c)에서 가스를 채취하여 분석실로 보내져 분석을 의뢰한 후 분석된 데이터에 의해 감척작업을 재개하는 연속작업이 이루어져 작업시간이 많이 소요되는 문제점이 있는 동시에 이로 인한 비용소요의 증가와 생산량 저하 및 설비폭발의 위험 등 여러가지 문제점이 있었다.

상기한 종래의 작업에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

고로의 노벽 보수를 위한 감척조업 시 장입물의 장입레벨을 20m 이하로 강하시킬 때 까지의 작업은, 장입레벨을 1m 내린 후 노정상승관에 있는 스팀퍼지밸브 (3)을 열어 노내로 스팀을 퍼지하여 부압을 방지하고, 산소유입에 따른 폭발한계지점을 확인하기 위하여 가스검출구(1c)에서 가스를 채취한 후 가스분석실로 이송하여 분석의뢰하며, 분석된 데이터를 적용하여 다시 장입레벨을 1m 내리는 방법으로 상기 장입레벨을 20m까지 내리는 반복작업으로 이루어진다.

따라서, 상기한 종래의 감척조업 시 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 연속적인 반복작업이 이루어지므로 작업시간이 지연된다.

둘째, 가스분석을 위한 채취방법이 수동으로 이루어지기 때문에 작업자의 작업량이 많아지는 동시에 가스분석시간이 지연된다.

셋째, 가스분석시간이 지연됨에 따라 스팀퍼지시간이 장시간 소요되므로 스팀의 사용량이 많아져 원가상승의 원인이 된다.

넷째, 가스분석이 실시간으로 이루어지지 않고 수동으로 이루어지기 때문에 정확한 노내 폭발한계지점을 찾을 수가 없어 작업자들이 항상 폭발에 대한 안전사고 위험부담을 가지고 작업을 한다.

다섯째, 작업지연에 따른 설비 가동율 저하는 물론 정비에 따른 수리비가 증가된다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 스프레이 보수를 위한 감척작업 시 장입물의 장입물의 장입레벨 저하에 따른 부압발생으로 산소유입과 온도상승으로 인한 가스 폭발한계점 도달시, 폭발을 방지하기 위하여 실시간 가스농도와 노내온도를 검지한 후 폭발한계점 계산프로그램에 의거하여 질소를 퍼지하고 노내 살수를 행하므로써, 노내의 가스 폭발을 방지하고 수동으로 인한 작업시간 지연을 방지할 수 있는, 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 고로의 노벽 보수 작업시 장입물의 장입레벨을 비교하여 나타내는 비교도

도 2는 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 이루기 위한 구성품의 설치관계를 나타내는 개략도

도 3은 도 2의 "A 부분"을 확대하여 나타낸 사시도

도 4은 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 이루기 위한 구성품 및 제어부를 나타내는 전체 제어 구성도

도 5는 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 이루기 위한 폭발한계점 계산 제어기에 의하여 관리되는 폭발한계점 관리범위를 나타내는 표

도 6은 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 나타내는 흐름도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3 : 스팀퍼지밸브3a : 1차 질소퍼지밸브

4a : 2차 질소퍼지밸브5 : 1차 가스검지기

5a : 2차 가스검지기5b : 3차 가스검지기

6 : 1차 온도검지기6a : 2차 온도검지기

6b : 3차 온도검지기7 : 살수밸브

8 : 가스분석계9 : 폭발한계점 계산 제어기

10 : 제어부11 : 모니터

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법은, 고로 내부의 노벽에 설치된 1차와 2차 및 3차 가스검지기에서 각각 고로 내부의 가스를 검지한 후 검지된 데이터를 가스분석계에 전송하고, 가스분석계는 전송된 데이터를 실시간으로 분석한 후 가스분석결과를 폭발한계점 계산 제어기에 전송하며, 폭발한계점 계산 제어기는 1차와 2차 및 3차 온도검지기에서 검지된 노 내부의 온도를 가스분석결과와 동시에 실시간으로 전송받아, 기입력된 폭발 관리범위 프로그램에 의거하여 폭발한계점을 관리하고, 온도 및 가스농도가 폭발 관리범위에 도달하면 노정 온도 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터와 가스 농도의 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터 신호를 제어부로 전송하며, 제어부에서는 폭발한계점 계산 제어기로부터 노정 온도 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터를 전송받으면, 살수밸브를 동작시켜 노정 살수를 실시하여 온도 상승으로 인한 폭발을 방지하고, 또한 제어부에서는 폭발한계점 계산 제어기로부터 가스 농도의 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터를 전송받으면, 1차 질소퍼지밸브 또는 2차 질소퍼지밸브를 동작시켜 노 내에 질소퍼지를 행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 이루기 위한 구성품의 설치관계를 나타낸 것이며, 도 3은 상기 도 2의 "A 부분"을 확대하여 나타낸 것으로서, 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 이루기 위한 수단은 다음과 같이 구성된다.

고로 노벽(1)의 상부에는 1차 가스검지기(5)와 1차 온도검지기(6)를 설치하고, 그 하부에는 1차 질소퍼지밸브(3a)를 설치하며, 상기 1차 질소퍼지밸브(3a)의 하부에는 2차 가스검지기(5a)와 2차 온도검지기(6a)를 설치한다.

그리고, 상기 2차 가스검지기(5a)와 2차 온도검지기(6a)의 하부에는 2차 질소퍼지밸브(4a)를 설치하며, 상기 2차 질소퍼지밸브(4a)의 하부에는 3차 가스검지기(5b)와 3차 온도검지기(6b)를 설치한다.

그리고 또한, 노체 상부의 상기 1차 온도검지기(6) 하부에는 살수라인과 살수밸브(7)를 설치한다.

상기한 구성품들의 설치 위치에 대하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 1차 가스검지기(5)와 1차 온도검지기(6)는 고로 노벽(1) 상부 36m 지점(장입레벨 0m 지점)에 설치하고, 상기 2차 가스검지기(5a)와 2차 온도검지기(6a)는 상기 고로 노벽의 26m 지점(장입레벨 10m 지점)에 설치하며, 상기 3차 가스검지기(5b)와 3차 온도검지기(6b)는 상기 고로 노벽의 20m 지점(장입레벨 19m 지점)에 설치한다.

그리고, 상기 1차 온도검지기(6)와 상기 2차 가스검지기(5a) 사이의 고로 노체에는 살수라인과 살수밸브(7)를 설치하고, 상기 2차 가스검지기(5a)와 3차 온도검지기(6b) 사이의 고로 노벽에는 1차 질소퍼지밸브(3a)를 설치하며, 상기 3차 온도검지기(6b)의 하부 고로 노벽에는 2차 질소퍼지밸브(4a)를 설치한다.

이때 상기 1차 질소퍼지밸브와 2차 질소퍼지밸브는 서로 연통되는 하나의 질소 메인배관(4) 상에 각각 설치된다.

도 4은 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 이루기 위한 구성품 및 제어부를 나타내는 전체 제어 구성도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 1차와 2차 및 3차 가스검지기(5, 5a, 5b)는 각각 검지된 가스 결과를 실시간으로 분석할 수 있는 가스분석계(8)에 접속되고, 상기 가스분석계(8)는 폭발한계지점을 계산하는 폭발한계점 계산 제어기(9)에 접속되며, 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)에는 또한 상기 1차와 2차 및 3차 온도검지기(6, 6a, 6b)가 각각 접속된다.

상기 폭발한계점 계산 제어기(9)는 1차 및 2차 질소퍼지밸브(3a, 4a)와 살수밸브(7)를 각각 제어하는 제어부(10)에 접속된다.

그리고, 상기 가스분석계(8)와 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)는 모든 데이터 및 제어상태를 감시할 수 있는 모니터(11)에 각각 접속되며, 상기 모니터(11)는 프린터(12)에 접속된다. 상기 모니터와 프린터는 각각 운전자가 항상 감시 가능하도록 중앙운전실에 설치된다.

이하, 첨부된 도면 중 도 4를 통해 본 발명의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

고로의 노벽 보수를 위한 감척조업이 시작되면, 노 내부의 노벽에 설치된 1차와 2차 및 3차 가스검지기(5, 5a, 5b)에서 각각 고로 내부의 가스를 검지한 후 검지된 데이터를 가스분석계(8)에 전송하며, 상기 가스분석계는 전송된 데이터를 실시간으로 분석한 후 가스분석결과를 폭발한계점 계산 제어기(9)에 전송한다.

상기 가스분석계로부터 가스분석결과를 전송받은 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)는, 1차와 2차 및 3차 온도검지기(6, 6a, 6b)에서 검지된 노 내부의 온도를 상기 가스분석결과와 동시에 실시간으로 전송받아, 기입력된 프로그램에 의거하여 폭발한계점을 관리하며, 폭발 관리범위에 도달하면 신호를 제어부(10)로 전송한다.

상기 폭발한계점 계산 제어기(9)에 기입력된 프로그램은, 폭발한계점 계산 제어기에 의하여 관리되는 폭발한계점 관리범위를 나타내는 도 5에 도시하였는데, 이는 폭발한계점 판단기준 데이터로서, 먼저 감척 중일 때를 설명하면 다음과 같다.

감척 중 일때, 상기 가스분석계(8)로부터 전송받은 산소(O₂) 농도 데이터가 5.6% 이상되면 폭발범위에 들어가게 되며, 또한 수소(H₂)의 발화점은 500℃ 이상, 일산화탄소(CO)의 발화점은 609℃ 이상되면 폭발범위에 들어가게 된다.

따라서, 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)는 상기 폭발범위 보다 적은 폭발 관리범위를 잡아 폭발을 방지하게 되는데, 이는 산소 농도가 2.0%이거나 그 이상될 때 또는 수소 농도가 10.0%이거나 그 이상될 때 또는 노 내부의 온도가 400℃이거나 그 이상될 때를 폭발 관리범위로 잡아 상기 폭발 관리범위 데이터 신호를 상기 제어부(10)로 전송하게 된다.

이어서, 휴풍 중 일때를 설명하면 다음과 같다.

휴풍 중일 때, 수소 농도 데이터가 4.0% 이상 되거나 일산화탄소의 농도가 12.0% 이상되면 폭발범위에 들어가게 된다.

따라서, 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)는 상기 폭발범위 보다 적은 폭발 관리범위를 잡아 폭발을 방지하게 되는데, 이는 수소 농도가 2.0%이거나 그 이상될 때 또는 일산화탄소 농도가 3.0%이거나 그 이상될 때를 폭발 관리범위로 잡아 상기 폭발 관리범위 데이터 신호를 상기 제어부(10)로 전송하게 된다.

상기 제어부(10)에서는, 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)로부터 노정 온도 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터를 전송받으면, 살수밸브(7)를 동작시켜 노정 살수를 실시하여 온도 상승으로 인한 폭발을 방지하며, 또한 상기 제어부(10)에서는, 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)로부터 개별 가스 농도의 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터를 전송받으면, 1차 질소퍼지밸브(3a) 또는 2차 질소퍼지밸브(4a)를 동작시켜 노 내에 질소퍼지를 행한다. 이때, 상기 1차 질소퍼지밸브 (3a)의 동작은 1차 및 2차 가스검지기(5, 5a)를 통한 데이터가 폭발 관리범위에 들었을 때 이루어지며, 상기 2차 질소퍼지밸브(4a)의 동작은 3차 가스검지기(5b)를 통한 데이터가 폭발 관리범위에 들었을 때 이루어진다.

이어서, 상기한 제어 및 동작 상태와 분석 및 검지데이타가 실시간으로 모니터(11)와 프린터(12)를 통해 출력되어 중앙운전실의 운전자가 항상 고로 내부의 상황을 용이하게 감시할 수 있다.

첨부된 도면 중 도 6은 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법을 나타내는 흐름도이다.

이상에서와 같이 본 발명의 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법은 가스분석 데이터 및 노내 온도 검지 데이타를 기준으로 폭발한계점을 관리하므로써, 실시간으로 관리 작업이 이루어져 작업시간을 단축할 수 있고, 또한 가스분석이 자동으로 이루어지므로 작업부하 감소 및 분석시간 단축에 따른 폭발한계점을 정확히 파악할 수 있어 폭발에 대한 위험부담을 줄일 수 있는 동시에 가스분석시간의 지연에 따라 장시간 실시되던 스팀퍼지시간이 단축되어 비용을 절감할 수 있으며, 작업시간의 단축으로 인한 설비 가동율의 향상과 정비 비용을 감소시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법에 있어서, 고로 내부의 노벽에 설치된 1차와 2차 및 3차 가스검지기(5, 5a, 5b)에서 각각 고로 내부의 가스를 검지한 후 검지된 데이터를 가스분석계(8)에 전송하고, 상기 가스분석계는 전송된 데이터를 실시간으로 분석한 후 가스분석결과를 폭발한계점 계산 제어기(9)에 전송하며, 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)는 고로 내벽에 설치된 1차와 2차 및 3차 온도검지기(6, 6a, 6b)에서 검지된 노 내부의 온도를 상기 가스분석결과와 동시에 실시간으로 전송받아, 기입력된 폭발 관리범위 프로그램에 의거하여 폭발한계점을 관리하고, 온도 및 가스농도가 폭발 관리범위에 도달하면 노정 온도 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터와 가스 농도의 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터 신호를 제어부(10)로 전송하며, 상기 제어부(10)에서는 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)로부터 노정 온도 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터를 전송받으면, 살수밸브(7)를 동작시켜 노정 살수를 실시하여 온도 상승으로 인한 폭발을 방지하고, 또한 상기 제어부(10)에서는 상기 폭발한계점 계산 제어기(9)로부터 가스 농도의 상승으로 인한 폭발 관리범위 도달 데이터를 전송받으면, 1차 질소퍼지밸브 (3a) 또는 2차 질소퍼지밸브(4a)를 동작시켜 노 내에 질소퍼지를 행하는 것을 특징으로 하는 노벽 보수 작업시 장입물 저하에 따른 노내의 가스 폭발 방지 방법.