KR20030097534A - 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질냉각장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개수 및 보수를 위한 고로의 종풍 완료 후 노내 잔존 물질의 냉각방법에 관한 것으로 특히, 고로의 종풍을 완료한 후 점화 휴풍 상태에서 고로 상부의 냉각수 라인을 통해 냉각수를 노내로 주입하여 냉각 및 증기화 과정을 반복할 때, 폭발의 위험을 방지할 수 있는 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치는, 냉각수를 노내로 공급하는 살수용 주 공급관과, 주 공급관과 고로의 상부로 연통되어 형성되는 다수의 보조 공급관과, 냉각수 저장조까지 연결되는 냉각수의 배수라인과, 고로 내부의 냉각수 수위 검지장치와, 습식 집진기 1단 수위 검지장치와, 노정의 센터 블리더의 직하부에 설치되는 압력 조절밸브와, 고로 내부의 냉각수가 송풍관으로 역류되는 것을 차단하기 위한 차단판 및, 잔존물질 냉각 과정 중의 노내 압력을 확인할 수 있는 노의 내부 압력 검지용 압력계로 이루어진다.

본 발명의 장치에 의하여 노내 잔존 용융물의 냉각기간 동안 노내의 압력을 일정압력 이상으로 유지하면서 냉각하여 폭발의 위험을 방지할 수 있다.

Description

폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치 및 방법{Cooling Device and Method of Blast Furnace for Preventing Explosion}

본 발명은 개수 및 보수를 위한 고로의 종풍 완료 후 노내 잔존 물질의 냉각방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고로의 종풍을 완료한 후 점화 휴풍 상태에서 고로 상부의 냉각수 라인을 통해 냉각수를 노내로 주입하여 냉각 및 증기화 과정을 반복할 때, 노내 잔존 용융물의 냉각기간 동안 노내의 압력을 일정압력 이상으로 유지하면서 냉각하여, 폭발의 위험을 방지할 수 있는 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로 조업은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 고로(10)의 상부로부터 상기 노의 내부로 철광석과 코크스(coke)로 이루어진 장입물을 장입하고, 상기 노의 하부에 설치되는 풍구(10f)를 통해 노의 내부로 고온의 열풍을 불어 넣어, 노 내부에서의 환원 용융반응을 발생시킴에 따라 용선을 생산하게 된다.

상기한 과정에 있어서, 고로(10)에 장입되는 장입물 즉, 철광석 및 코크스는 각각 환원용융과 연소에 따라 노의 하부로 강하하게 되는데, 이러한 강하시 노체 내부 연와와의 마찰작용이 발생되며, 또한 고로 하부에서의 코크스 연소 및 철광석의 용융환원 과정 중에 발생된 가스가 고로 상부로 배출되기 위하여 상승하면서 노체 연와의 표면과 접촉하여 화학적 침식반응이 발생된다. 이에 따라 상기 고로(10) 의 노체 내부에 설치되는 내화 연와는 손상을 받게 된다.

이 중에서도, 특히 노저 측벽부와 노저 바닥부로 구분되는 노저부는, 하루 8,000~10,000톤의 용융물(10a)이 생성되고 출선구(10b)를 통해 노의 외부로 배출되는 곳으로, 내부 연와의 침식이 가장 활발한 곳이라 할 수 있다. 따라서 노 저부의 연와 침식 정도는 곧 노의 수명과 직결되는 것이다.

상기한 바와 같이, 노 저부 용선이 고이는 부분의 연와 침식이 지속적으로 진행되어 상기 연와의 잔존(건전한 연와의 존재범위)이 500㎜에 도달되면 고로 조업의 일대기는 끝이 나고 개수 및 보수를 맞이하게 되며, 이때 종풍 조업을 실시하게 된다.

종풍 조업은, 고로(10)의 개수 및 보수에 앞서서 고로 조업을 종료시키는 최종 휴풍조업 과정으로서, 상기 고로의 해체 및 철거 작업을 원활히 할 수 있도록 노내의 장입물 중 광석을 완전히 용융 배출시키고, 노내를 입상의 코크스(coke)만으로 장입물의 레벨(level)(10d)을 저하시키는 휴풍 조업방법을 말하며, 상기한 종풍조업 중에 노저부에 고여 있는 용융물(용선＋슬래그)(10a)을 노외로 배출하는 일련의 작업을 하게 된다.

이때 상기 용융물의 레벨(level)은 종풍을 위한 감척 조업과정 중에 계속되는 용융물(10a) 배출을 통하여 이미 출선구 레벨 이하로 내려가 있게 되며, 따라서 노 저부에 고여있는 용융물(용선＋슬래그)(10a)의 배출을 위해서는 출선구(10b) 하부 연와의 두께가 가장 얇은 부분을 선정하여 출선공을 뚫고 노저 출선을 행하게 된다.

상기와 같은 종풍 조업시의 감척 및 노저 출선 작업이 종료되고 나면, 노내부로 냉각수를 주입하여 잔류물질을 냉각하게 되는데, 이러한 과정을 잔존물질 냉각 과정이라 한다.

이러한 잔존물질 냉각 과정은 그 시간이 빠르면 빠를 수록 유리하나, 냉각수의 주입, 냉각, 냉각수의 증기화, 증기배출 및 냉각수의 배수 과정을 거치는 동안 노 내부의 압력이 외부 압력보다 낮아지는 경우가 발생하게 되며, 노 내부로의 공기 혼입 우려가 있어 그 시간을 단축하지 못하였다.

또한, 공기가 혼입되어 고로 내부의 가스(gas)와 반응하여 폭발 조건을 형성한 후 그 범위에 들어 폭발하는 대형사고의 위험이 항상 존재하고 있는 상태였다.

따라서, 종래에는 냉각수의 주입, 냉각, 냉각수의 증기화, 증기배출, 냉각수 배수의 과정을 각각 분리하여 잔존물질 냉각을 할 수 밖에 없는 상태라 상기 잔존물질의 냉각에 따른 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었으며, 아울러 공기 혼입으로 인한 폭발의 위험성까지 내포하고 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 종풍 조업 후 노 내부의 잔존물질 냉각시간을 단축시킬 수 있으며, 노내 잔존 용융물의 냉각기간 동안 노내의 압력을 일정압력 이상으로 유지하면서 냉각하여 폭발의 위험을 방지할 수 있는 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 고로 조업상태를 개략적으로 나타내는 상태도

도 2는 일반적인 종풍이 완료된 고로 조업상태를 개략적으로 나타내는 상태도

도 3은 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치를 나타내는 개략도

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치의 배수 및 살수 라인을 나타내는 단면도

도 5는 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치에 의한 고로 내부 잔존물질 냉각방법을 나타내는 조업 상태도

도 6은 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각방법을 나타내는 흐름도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고로10a : 용융물

10c : 송풍관10f : 풍구

10g : 송풍 파이프100 : 살수 펌프

100a : 주 공급관100b : 보조 공급관

101 : 냉각수 배수라인101a : 보조관

102 : 냉각수 저장조110 : 압력 조절밸브

120 : 차단판125 : 압력계

130 : 습식 집진기 1단 수위검지장치140 : 냉각수 수위검지장치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치는, 냉각수를 노내로 공급하기 위한 살수 펌프의 토출라인에 연결되는 살수용 주 공급관과, 고로의 내부로 균일하게 냉각수를 분사할 수 있도록 주 공급관과 고로의 상부로 연통되어 형성되는 다수의 보조 공급관과, 풍구 취부 장소를 통해 다수개의 보조관에서 취합되어 냉각수 저장조까지 연결되는 냉각수의 배수라인과, 풍구 부위에 설치되는 고로 내부의 냉각수 수위 검지장치와, 습식 집진기 1단 제진수 배출라인에 설치되는 습식 집진기 1단 수위 검지장치와, 노정의 센터 블리더의 직하부에 설치되는 압력 조절밸브와, 고로 내부의 냉각수가 송풍관으로 역류되는 것을 차단하기 위하여 송풍관에 연결된 송풍파이프의 중간부 플렌지에 설치되는 차단판 및, 상승관의 중간 부위에 잔존물질 냉각 과정 중의 노내 압력을 확인할 수 있는 노의 내부 압력 검지용 압력계가 설치되는 것을 특징한다.

그리고, 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각방법은, 고로의 종풍조업 완료 후 잔존물질의 냉각 작업이 시작되면, 노정압 제어용 콘을 모두 폐쇄하고, 습식 집진기 1단 수위 배출밸브를 닫고, 제진용 급수펌프를 가동하여 제진용 살수 노즐을 통해 습식 집진기 1단의 수위를 높이며, 습식 집진기의 내통까지 수봉을 실시하여 습식 집진기 후단으로의 가스 및 증기의 유출 경로를 완전히 차단하고, 노정의 웨스트 블리더와 세미클린 블리더 및 이스트 블리더를 차례로 닫은 후 노내압력 조절밸브도 닫아 노 상부로의 증기 배출 경로를 차단하며, 이어서 냉각용 살수펌프를 가동하여 노 내부로 물을 채우면서 고로 내부의 잔존 물질을 냉각하는데, 노의 내부 압력 검지용 압력계와 냉각수 수위 검지장치 및 습식 집진기 1단 수위 검지장치의 검지결과를 근거로 하여 노내 압력을 일정압력 이상으로 제어하면서 고로 내부의 잔존물질을 냉각하는 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치를 나타내는 개략도이고, 도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치의 배수 및 살수 라인을 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치에 의한 고로 내부 잔존물질 냉각방법을 나타내는 조업 상태도로서, 도면에 나타낸 바와 같이, 냉각용 살수장치는 살수 펌프(100)와 주 공급관(100a) 및 보조 공급관(100b)으로 구성되는 바, 상기 살수 펌프(100)는 냉각수를 노내로 공급하기위하여 설치되고, 상기 살수 펌프(100)의 토출라인에는 살수용 주 공급관(100a)이 연결되며, 상기 주 공급관 (100a)에는 4개의 보조 공급관(100b)이 일정간격으로 연통되어 형성된다. 그리고 상기 주 공급관(100a)에 그 일단이 연통되는 보조 공급관(100b)들은, 고로(10)의 상부에서 하부로 고르게 분산 살수가 가능하도록 그 타단이 상기 고로(10)의 상부에서 상기 고로와 연통되어 설치된다.

이어서, 냉각수의 배수장치를 이루는 냉각수(160)(도 5에 도시)의 배수라인 (101)은, 풍구(10f) 취부 장소를 통해 다수개의 보조관(101a)에서 취합되어, 냉각수 저장조(102)까지 연결된다.

그리고, 상기 풍구(10f) 부위에는 고로 내부의 냉각수 수위 검지장치(140)를 설치하여 고로 내부로 살수된 냉각수(160)의 수위를 검출할 수 있도록 한다.

또한, 습식 집진기 1단 제진수 배출라인에는 습식 집진기 1단 수위 검지장치 (130)를 설치하여 습식 집진기 1단 수위를 수시로 확인할 수 있도록 한다.

다음은, 노정의 상승관(11) 상부 센터 블리더(Center bleeder)(21)의 직하부에는 압력 조절밸브(110)를 설치하여 노내 압력을 플러스(+)로 제어할 수 있도록 한다.

그리고, 송풍관(10c)에 연결된 송풍파이프(10g)의 중간부 플렌지에는 차단판 (120)을 설치하여 고로 내부의 증기화되지 않은 냉각수(160)가 상기 송풍관(10c)으로 역류되는 것을 차단하게 되며, 상기 상승관(11)의 중간 부위에는 노의 내부 압력 검지용 압력계(125)가 설치되어 잔존물질 냉각 과정 중의 노내 압력을 항상 확인할 수 있게 된다.

이하, 상기한 구성을 갖는 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치에 의한 작용을 도 3 및 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

고로의 종풍조업 완료 후 잔존물질의 냉각 작업이 시작되면 먼저, 노정압 제어용 콘(Cone)(14d)을 모두 폐쇄하여 습식 집진기의 내통(14c)을 통해 빠져 나갈 수 있는 가스나 증기의 경로(25)를 1차로 차단하게 된다.

상기 노정압 제어용 콘(14d)은 실링(Sealing) 기능이 없는 관계로 2차로 습식 집진기 1단 수위 배출밸브(14g)를 닫고, 제진용 급수펌프(17)를 가동하여 제진용 살수 노즐(14a)을 통해 습식 집진기 1단의 수위(14b)를 높이며, 상기 습식 집진기의 내통(14c)까지 수봉을 실시하여 습식 집진기 후단으로의 가스 및 증기의 유출 경로(25)를 완전히 차단하게 된다.

다음은, 웨스트 블리더(West bleeder)(20), 세미클린 블리더(Semi clean bleeder)(22), 이스트 블리더(East bleeder)(23)를 차례로 닫고, 노내압력 조절밸브 (110)도 닫아 노 상부로의 증기 배출 경로(25)를 차단하게 된다.

상기한 과정이 끝나면 냉각용 살수펌프(100)를 가동하여 노 내부로 물을 채우면서 고로 내부의 잔존 물질을 냉각하게 된다.

보다 빠른 냉각을 위하여 풍구 상에 설치된 냉각수 수위 검지장치(140)의 레벨이 일정수위(2M)를 유지하는 상태로 냉각수를 급수하고, 냉각수 배수라인(101)을 통해 냉각수를 저장조(102)로 보내면서 배수 온도를 확인한다.

상기한 과정이 반복되는 가운데 냉각수는 노 내부의 잔존 물질을 식히면서증기화 된다.

이때 증기화되는 냉각수(160)는 부피가 팽창되나 이동경로(25)가 차단되어 있는 상태로 노내의 압력을 상승시켜 노정의 센터 블리더(Center bleeder)(21) 직하부에 설치되어 있는 노내압력 조절밸브(110)를 통하여 냉각기간 동안 노내 압력을 일정압력(500㎜Aq) 이상으로 제어할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 습식 집진기 1단 수위는 밀봉을 위한 관리 범위(1,500~2,000㎜)보다는 높게 습식 집진기의 내통(14c)보다 수위를 높이기 위하여 3,000㎜ 이상으로 관리하게 되고, 노내 압력은 외부 공기가 유입되지 않도록 안전율을 고려한 최소압력 이상인 500㎜Aq 이상이 유지될 수 있도록 설정한 것이다.

첨부된 도면 중 도 6은 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각방법을 나타내는 흐름도이다.

이상에서와 같이 본 발명의 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치 및 방법에 의하여 종풍 조업 후 노 내부의 잔존물질 냉각시간을 단축시킬 수 있으며, 노내 잔존 용융물의 냉각기간 동안 노내의 압력을 일정압력 이상으로 유지하면서 냉각하여 폭발의 위험을 방지할 수 있다.

Claims (2)

1. 고로의 종풍 조업 후 내부의 잔류 용융물 냉각장치에 있어서, 냉각수를 노내로 공급하기 위한 살수 펌프(100)의 토출라인에는 살수용 주 공급관(100a)이 연결되고, 상기 주 공급관(100a)과 고로(10)의 상부로는 상기 고로의 내부로 균일하게 냉각수를 분사할 수 있도록 다수의 보조 공급관(100b)이 연통되어 형성되며, 냉각수(160)의 배수라인(101)은 풍구(10f) 취부 장소를 통해 다수개의 보조관(101a)에서 취합되어 냉각수 저장조(102)까지 연결되고, 상기 풍구(10f) 부위에는 고로 내부의 냉각수 수위 검지장치(140)가 설치되며, 습식 집진기 1단 제진수 배출라인에는 습식 집진기 1단 수위 검지장치(130)가 설치되고, 노정의 센터 블리더(21)의 직하부에는 압력 조절밸브(110)가 설치되며, 송풍관(10c)에 연결된 송풍파이프(10g)의 중간부 플렌지에는 고로 내부의 냉각수가 상기 송풍관(10c)으로 역류되는 것을 차단하는 차단판(120)이 설치되고, 상기 상승관(11)의 중간 부위에는 잔존물질 냉각 과정 중의 노내 압력을 확인할 수 있는 노의 내부 압력 검지용 압력계(125)가 설치되는 것을 특징으로 하는 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각장치.
2. 고로의 종풍 조업 후 내부의 잔류 용융물 냉각방법에 있어서, 고로의 종풍조업 완료 후 잔존물질의 냉각 작업이 시작되면, 노정압 제어용 콘(14d)을 모두 폐쇄하고, 습식 집진기 1단 수위 배출밸브(14g)를 닫고, 제진용 급수펌프(17)를 가동하여 제진용 살수 노즐(14a)을 통해 습식 집진기 1단의 수위(14b)를 높이며, 상기 습식 집진기의 내통(14c)까지 수봉을 실시하여 습식 집진기 후단으로의 가스 및 증기의 유출 경로(25)를 완전히 차단하고, 노정의 웨스트 블리더(20)와 세미클린 블리더(22) 및 이스트 블리더(23)를 차례로 닫은 후 노내압력 조절밸브(110)도 닫아 노 상부로의 증기 배출 경로(25)를 차단하며, 이어서 냉각용 살수펌프(100)를 가동하여 노 내부로 물을 채우면서 고로 내부의 잔존 물질을 냉각하는데, 노의 내부 압력 검지용 압력계(125)와 냉각수 수위 검지장치(140) 및 습식 집진기 1단 수위 검지장치(130)의 검지결과를 근거로 하여 노내 압력을 일정압력 이상으로 제어하면서 고로 내부의 잔존물질을 냉각하는 것을 특징으로 하는 폭발 방지를 위한 종풍조업 고로의 내부 잔존물질 냉각방법.