KR200308395Y1 - 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 환원가스에 포함된 더스트를 비중차에 의해서 분리하는 핫사이클론을 복수개 갖추고, 상,하부빈을 거쳐 T-피이스까지 낙하공급된 더스트를 질소가스와 더불어 상기 용융로의 외벽에 설치된 더스트버너내로 공급하여 더스트를 연소처리하는 더스트 리사이클링 시스템에 있어서, 상기 핫사이클론에 상단이 연결되는 제 1바이패스관의 하단은 상기 핫사이클론에 인접하는 또다른 핫사이클론의 상부빈에 연결되며, 상기 제 1바이패스관의 하단이 연결되는 상부빈의 핫사이클론에 상단이 연결되는 제2바이패스관의 하단은 상기 제 1바이패스관의 상단이 연결되는 핫사이클론의 상부빈에 연결되며, 상기 제 1,2바이패스관의 상하양단부근에 관로의 유로를 개폐하도록 한쌍의 내,외측개폐밸브를 각각 설치하는 한편, 상기 내,외측개폐밸브의 전,후단에 질소가스를 각각 공급하는 유동용 가스밸브와 관통용 가스밸브를 갖추어, 용융로로부터 배출되는 환원가스에 포함된 더스트를 포집하여 이를 용융로에 재취입하는 과정에서 연와조각이나 코크스덩어리에 의한 라인막힘시 핫사이클론내에서 제진되어 포집된 더스트를 인접하는 또다른 핫사이클론측으로 바이패스하여 용철제조공정을 원활하게 수행할 수 있는 효과가 얻어진다.

Description

더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치{A DEVICE FOR PREVENTING THE BLOCKING OF LINE IN A DUST RECYCLING SYSTEM}

본 고안은 코렉스설비에 갖추어지는 더스트 리사이클링 시스템에서의 라인막힘을 방지하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 용융로로부터 배출되는 환원가스에 포함된 더스트를 포집하여 이를 용융로에 재취입하는 과정에서 연와조각이나 코크스덩어리에 의한 라인막힘시 핫사이클론내에서 제진되어 포집된 더스트를 인접하는 또다른 핫사이클론측으로 바이패스하여 용철제조공정을 원활하게 수행할 수 있는 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 코렉스설비는 도 1에 도시한 바와같이, 상부로부터 철광석, 펠렛과 같은 주원료와 석회석, 백운석과 같은 부원료가 장입되는 환원로(110)와, 일반탄인 석탄을 장입하여 하부의 풍구(121)로 취입된 산소에 의해서 이를 연소시키는 융융로(120) 및 상기 융용로(120)에서 발생된 환원가스에 의해서 환원된 직접환원철(Direct Reduction Iron ; 이하 환원철이라함)을 상기 용융로(120)상부에 연결된 환원철강하파이프(DRI Down Pipe)(131)를 통하여 공급하는 환원철공급용 스크류(Screw)(130)등으로 구성되어 상기 용융로(120)내에서 반응열에 의해 환원철을 녹여 용철을 제조하고 이를 슬래그(Slag)와 더불어 외부로 배출한다.

그리고, 상기 용융로(120)에서 발생되는 환원가스는 상부가스라인과 냉각가스라인에 설치된 습식제진스크러버(Scrubber)(141)(142)를 거치면서 냉각되고, 더스트가 제거된 청정상태의 가스로서 연료로 재사용하게 되며, 상기 스크러버(141)(142)에서 제진된 가스는 스택(Stack)(미도시)을 통하여 외부배출된다.

한편, 상기 용융로(120)에서 외부로 배출되는 고온의 환원가스에는 장입물의 분화 및 반응과정에서 발생된 미세한 더스트를 다량 함유하고 있는바, 이를 제진하여 재사용하기 위해서 상기 용융로(120)의 상부에 복수개 연결된 가스공급라인(122)마다 건식제진 핫사이클론(이하, 사이클론이라함.)(150)을 각각 설치함으로써, 더스트를 다량함유하고 있는 환원가스가 환원로(110)내로 그대로 공급되지 못하도록 더스트를 제거하였다.

이러한 사이클론(150)은 원심력을 이용한 비중차이로서 더스트와 가스를 서로 분리하고, 분리된 가스는 환원로 버스틀(bustle)로 공급되어 환원가스로 사용되고, 제진된 더스트는 상기 용융로(120)외벽에 설치된 더스트버너(151)로 공급되어 상기 용융로(120)내에서 연소된다.

도 2는 일반적으로 핫사이클론에서 제진된 더스트를 리사이클링하는 시스템을 도시한 구성도로서, 도시한 바와같이, 상기 용융로(120)에는 복수개의 환원가스공급라인(122)을 매개로 하여 핫사이클론(150)이 복수개 설치되어 있는바, 상기 용융로(120)내에서 발생된 환원가스에 포함된 더스트는 상기 핫사이클론(150)에서 분리되어 하부의 콘부에 점차 쌓이고, 일정한 레벨이 되면 적재되는 더스트의 레벨을 감지하는 레벨센서(미도시)의 감지신호에 의해서 상부디스크게이트(152)가 개방된다. 이에 따라, 상기 핫사이클론(150)의 콘부에 장착된 그리드(Grid)(150a)를 통과한 일정입도 이하의 더스트는 상부빈(153)내로 낙하공급된다.

그리고, 상기 상부빈(153)내로 공급된 더스트의 레벨이 최고위에 도달하면, 이를 감지하도록 상기 상부빈(153)내에 설치된 레벨센서(미도시)의 신호에 의해서 상기 상부디스크게이트(152)는 닫히는 반면에 하부디스크게이트(154)는 열림작동되어 상기 상부빈(153)내에 적재된 더스트를 상기 상부빈(154)과 관부재로 연결된 하부빈(155)내로 낙하공급한다.

연속하여, 상기 하부빈(155)내로 공급된 더스트의 레벨이 최고위에 도달하면, 이를 감지하도록 상기 하부빈(155)내에 설치된 또다른 레벨센서(미도시)의 신호에 의해서 상기 하부디스크게이트(154)는 닫히는 반면에, 개폐밸브(156)는 열림작동되어 상하길이보상용 파이프(157)에 연결된 T-피이스(Peace)(158)측으로 더스트를 낙하공급한다.

그리고, 상기 T-피이스(158)내로 낙하공급된 더스트는 질소가스와 함께 더스트버너(151)측으로 분사되고, 상기 버너(151)의 선단에 공급되는 산소에 의해서 상기 용융로(120)내에서 연소되는 것이다.

이러한 종래 더스트 리사이클링 시스템을 작동시키면서 용철을 제조하는 과정에서 상기 용융로(120)내부의 압력피크(Peak)와 돔(Dome)온도상승등 로내 가스기류의 불안정이나 연와탈락으로 인하여 상기 핫사이클론(15)에서 상기 더스트버너(151)에 이르는 라인에서 각 부위별로 막힘이 빈번하게 발생하였다.

즉, 상기 상,하부디스크게이트(152)(154)에서 탈락된 연와조각에 의하여 게이트의 개폐작동을 곤란하게 하고, 라인막힘을 유발하고, 축수부에 더스트가 고착되며, 상기 하부빈(155)에서도 연와조각에 의한 라인막힘 및 더스트고착현상이 발생되었으며, 상기 하부빈(155)내에 설치된 그리드(155a)의 막힌현상을 유발하였다. 또한, 상기 T-피이스(158)에서도 연와조각 및 코크스덩어리에 의한 라인막힘이 발생되고, 상기 더스트버너(151)에서는 라인막힘에 의하여 질소가스의 취입이 불가능해는 문제점이 있었다.

상기와 같이 더스트 리사이클링 시스템의 라인에서 막힘현상이 빈번하게 발생하면, 용융로(120)내로 공급되어 연소되어야할 더스트가 상기 핫사이클론(150)내에 점차 쌓이게 되고, 쌓여진 더스트가 상기 환원로(110)내로 유입되어 상기 환원로(110)내로 공급되는 환원가스의 더스트비율이 점차 높아지게 된다.

이러한 경우, 상기 환원로(110)의 유동층에서의 통기성이 저하되어 광석환원율을 낮추고, 노열을 하락시키켜 용철품질을 저하시키는 조업상 막대한 문제점이 있으며, 이를 해결하기 위해서 조업중 감풍하거나 휴풍을 하면서 막혀진 라인을 관통하기 위한 별도의 관통작업을 수행해야만 하고, 이러한 관통작업시 안전사고의 위험성이 매우 높고 조업중단시 작업생산성을 크게 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 환원가스에 포함된 더스트를 제진하여 재활용하는 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘시 핫사이클론내에 일정이상의 적재된 더스트를 인접하는 핫사이클론내로 비상 배출하여 더스트 취입불량에 따른 환원로내로 공급되는 환원가스내의 더스트함량 증대, 통기성 악화, 감풍 및 휴풍을 방지하여 안정된 조업을보장하고, 작업생산성을 향상시킬 수 있는 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 코렉스설비를 도시한 구성도,

도 2는 일반적으로 핫사이클론에서 제진된 더스트를 리사이클링하는 시스템을 도시한 구성도,

도 3은 본 고안에 따른 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치를 도시한 설치상태도,

도 4는 본 고안에 따른 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치를 도시한 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11,12 ... 제 1,2바이패스관 13a,13b,14a,14b ... 내,외측개폐밸브

15a,15b,16a,16b ... 유동용, 관통용 가스밸브

110 ..... 용융로 120 ..... 환원로

121 ..... 풍구 122 ..... 가스공급라인

130 ..... 환원철 공급용 스크류 141,142 ... 습식 제진스크러버

150 ..... 핫사이클론 151 ..... 더스트 버너

152,154 ... 상,하부디스크게이트 153,155 ... 상,하부빈

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 고안은,

용융로로부터 환원로내로 공급되는 환원가스에 포함된 더스트를 비중차에 의해서 분리하는 핫사이클론을 복수개 갖추고, 상,하부빈을 거쳐 T-피이스까지 낙하공급된 더스트를 질소가스와 더불어 상기 용융로의 외벽에 설치된 더스트버너내로 공급하여 더스트를 연소처리하는 더스트 리사이클링 시스템에 있어서,

상기 핫사이클론에 상단이 연결되는 제 1바이패스관의 하단은 상기 핫사이클론에 인접하는 또다른 핫사이클론의 상부빈에 연결되며, 상기 제 1바이패스관의 하단이 연결되는 상부빈의 핫사이클론에 상단이 연결되는 제2바이패스관의 하단은 상기 제 1바이패스관의 상단이 연결되는 핫사이클론의 상부빈에 연결되며, 상기 제 1,2바이패스관의 상하양단부근에 관로의 유로를 개폐하도록 한쌍의 내,외측개폐밸브를 각각 설치하는 한편, 상기 내,외측개폐밸브의 전,후단에 질소가스를 각각 공급하는 유동용 가스밸브와 관통용 가스밸브를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치를 도시한 설치상태도이고, 도 4는 본 고안에 따른 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치를 도시한 상세도이다.

본 고안의 장치(1)는 도 3과 4에 도시한 바와같이, 용융로(120)에서 환원로측으로 공급되는 환원가스에 다량 포함된 더스트를 핫사이클론(150)에서 비중차이에 의해 가스와 분리한 다음 용융로(120)의 더스트버너(151)까지 공급하여 연소하는 과정에서 상기 핫사이클론(150)으로부터 더스트버너(151)에 이르는 라인에서의 막힘을 방지하는 것으로서, 이러한 장치(1)는 제 1,2바이패스(By-pass)관(11)(12), 내,외측개폐밸브(13a)(13b)(14a)(14b) 및 유동, 관통용 가스밸브(15a)(15b)(16a)(16b)등으로 구성된다.

즉, 상기 제 1,2바이패스관(11)(12)은 용융로(120)에서 발생되는 환원가스를 환원로(110)내로 공급하기전에 환원가스에 포함된 다량의 더스트를 분리하도록 상기 용융로(120)의 외측에 동일한 간격으로 4세트 설치되는 핫사이클론(150)와 이에연결된 상부빈(153)사이에 크로스 배치되는 관부재이다.

여기서, 상기 복수개의 핫사이클론(150)중 어느하나에 상단이 연결되는 제 1바이패스관(11)은 인접하는 또다른 핫사이클론(150)의 상부빈(151)과 하단이 연결되어 경사지게 배치되며, 상기 제 2바이패스관(12)은 상기 제 1바이패스관(11)의 하단이 연결되는 상부빈(151)에 관련된 핫사이클론(150)에 상단이 연결되고, 상기 제 1바이패스관(11)의 상단이 연결되는 핫사이클론(150)의 상부빈(151)에 하단이 연결되어 경사지게 배치된다.

이에 따라, 상기 제 1,2바이패스관(11)(12)은 인접하는 핫사이클론(150)사이에 Ｘ자형으로 크로스 배치되며, 고온상태에서 충분히 견딜 수 있도록 내벽이 캐스타블로 이루어지고, 더스트의 배출흐름이 원활하게 이루어지도록 100 내지 150mm의 원형단면상의 내부관경을 갖는 스탠드파이프타입의 관부재이다.

그리고, 상기 제 1,2바이패스관(11)(12)은 상기 핫사이클론(150)내에 설치되는 그리드(150a)보다 낮은 위치에 해당하는 콘부외부면에 상단이 연결되어 상기 그리드(150a)를 통과한 일정크기의 더스트만을 하부로 배출하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 1,2바이패스관(11)(12)의 각 상하양단부근에는 관로의 유로를작업조건에 따라 작업자가 수동으로 개폐할 수 있는 외측개페밸브(13a)(13b)를 각각 장착하며, 그 내측에는 작업조건에 따라 상기 외측개폐밸브(13a)(13b)와 더불어 개폐작동되거나 별도로 개폐작동되는 내측개폐밸브(14a)(14b)를 각각 장착한다.

한편, 상기 유동용 가스밸브(15a)(15b)는 상기 제 1,2바이패스관(11)(12)을 통하여 인접하는 상부빈(153)측으로 배출되는 더스트의 배출흐름이 원활하도록 상기 외측개폐밸브(13a)(13b)와 핫사이클론(150), 상부빈(153)사이에 해당하는 제 1,2바이패스관(11)(12)의 외부면에 연결되는 제 1가스라인(17a)(17b)에 장착되어 질소가스의 공급을 단속하는 밸브부재이다.

또한, 상기 관통용 가스밸브(16a)(16b)는 상기 제 1,2바이패스관(11)(12)의 내부막힘시 상기 외측개폐밸브(13a)(13b)는 개방하고, 상기 내측개폐밸브(14a)(14b)는 닫혀진 상태에서 관내부를 가압하는 질소가스를 공급할 수 있도록 상기 내측개폐밸브(14a)(14b)의 전단에 해당하는 제 1,2바이패스관(11)(12)의 외부면에 연결되는 제 2가스라인(18a)(18b)에 장착되어 질소가스의 공급을 단속하는 밸브부재이다.

상기한 구성을 갖는 본 고안의 작용에 대해 설명한다.

코렉스설비의 용융로(120)에서 발생된 환원가스에 포함된 다량의 더스트를 핫사이클론(150)에서 제거한 다음 제진된 가스는 상기 환원로(110)내로 공급하고, 분리된 더스트는 상,하부빈(153)(155)을 거쳐 더스트버너(151)내로 강제 유입시켜 연소하는 더스트 사이클링 공정이 정상적으로 운전되는 동안, 본 발명의 장치(1)를 구성하는 제 1,2바이패스관(11)(12)의 내,외측개폐밸브(13a)(13b)(14a)(14b)는 닫힘상태를 유지하고 있다.

이러한 상태에서, 상기 용융로(120)의 주변에 복수개 설치된 핫사이클론(150)중 두 번째 핫사이클론(150)에 연결된 라인에서 분리된 연와조각, 더스트의 고착 및 코크스덩어리에 의해서 상,하부디스크게이트(152)(154)가 제대로 작동되지 않아 라인막힘현상이 발생되면, 라인 막힘현상이 발생되는 상기 두 번째 핫사이클론(150)의 콘부에는 하부로 배출되어야할 더스트가 점차 쌓여 그 수위가 상승되고, 상승되는 수위가 위험수위에 이르게 된다.

그리고, 상기 핫사이클론(150)내의 더스트수위를 검지하는 레벨센서의 감지신호에 의해서 운전실에 경보신호가 발생됨에 따라, 작업자는 운전실에서 상기 핫사이클론(150)측에 인접하는 제 2바이패스관(12)의 내,외측개폐밸브(13a)(14a)만을 개방한다.

이러한 경우, 상기 두 번째 핫사이클론(150)의 콘부에 쌓여진 더스트는 상기 제 2바이패스관(12)내로 점차 유입되어 이에 쌓이게 되는 대신에 상기 핫사이클론(150)의 콘부는 비워지게 되는 것이다. 이때, 상기 제 2바이패스관(12)내로 더스트가 자중에 의해서 원활하게 내려올 수 있도록 상단측 제 1가스라인(17a)의 유동용 가스밸브(15a)를 개방하여 질소가스를 공급한다.

또한, 상기 제 2바이패스관(12)내에 더스트가 충분히 채워지면, 운전실에서 정상적으로 운전되는 첫 번째 사이크론(150)의 상부빈(153)에 하단이 연결된 제 2바이패스관(12)의 하부측 내측개폐밸브(14b)를 개방한 다음, 작업자가 현장에서 하부측 외측개폐밸브(13b)를 개방작동시켜 상기 제 2바이패스관(12)내에 수용된 더스트를 인접하는 첫 번째 핫사이크론(150)의 상부빈(153)으로 배출한다. 이때, 상기 제 2바이패스관(12)을 통한 더스트배출이 더스트버너(151)까지 원활하게 이루어지도록 그 상하양단에 연결된 제 1가스라인(15b)의 유동용 가스밸브(15b)를 개방하여 질소가스를 공급한다.

한편, 상기 제 2바이패스관(12)의 관내부가 연와조각, 코크스덩어리에 의해 막혀져 핫사이클론(150)의 더스트를 인접하는 상부빈(153)으로 비상배출하는 작업이 곤란하여 이를 관통하는 작업은, 상기 제 2바이패스관(12)의 상하양단에 설치된 내측개폐밸브(14a)(14b)를 닫은 상태에서 제 2가스라인(18a)(18b)의 관통용 가스밸브(16a)(16b)를 개방하여 상기 제 2바이패스관(12)의 내부를 가압한 다음, 첫 번째 핫사이클론(150)의 상부빈측 내측개폐밸브(14b)를 개방하여 관내부를 막고 있던 이물질을 상부빈(153)측으로 전량배출한다.

상술한 바와같은 본 고안에 의하면, 코렉스설비의 조업중 발생되는 환원가스에 다량 함유된 더스트를 더스트 리사이클링 시스템인 핫사이클론에서 포집하여 더스트버너로 재취입하는 과정에서 라인막힘현상이 발생되는 핫사이클론의 더스트를 정상적으로 운전되는 인접하는 또다른 핫사이클론의 상부빈으로 비상배출함으로서, 종래와 같이 더스트의 함량이 높은 환원가스가 환원로내로 유입되어 환원율을 저하시키는 것을 예방하고, 감풍 및 휴풍을 방지할 수 있기 때문에, 용철제조공정을 원활하게 수행하여 작업생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 라인막힘이 발생되는 T-피스 및 더스트버너를 작업자가 별도로 관통시키는 작업을 배제하여 안전사고의 위험성을 낮추어 작업자의 작업부담을 경감시킬수 있는 효과가 얻어진다.

본 고안은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (3)

1. 용융로로부터 환원로내로 공급되는 환원가스에 포함된 더스트를 비중차에 의해서 분리하는 핫사이클론을 복수개 갖추고, 상,하부빈을 거쳐 T-피이스까지 낙하공급된 더스트를 질소가스와 더불어 상기 용융로의 외벽에 설치된 더스트버너내로 공급하여 더스트를 연소처리하는 더스트 리사이클링 시스템에 있어서,

   상기 핫사이클론에 상단이 연결되는 제 1바이패스관의 하단은 상기 핫사이클론에 인접하는 또다른 핫사이클론의 상부빈에 연결되며, 상기 제 1바이패스관의 하단이 연결되는 상부빈의 핫사이클론에 상단이 연결되는 제2바이패스관의 하단은 상기 제 1바이패스관의 상단이 연결되는 핫사이클론의 상부빈에 연결되며, 상기 제 1,2바이패스관의 상하양단부근에 관로의 유로를 개폐하도록 한쌍의 내,외측개폐밸브를 각각 설치하는 한편, 상기 내,외측개폐밸브의 전,후단에 질소가스를 각각 공급하는 유동용 가스밸브와 관통용 가스밸브를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1,2바이패스관은 상기 핫사이클론내에 설치되는 그리드보다 낮은 위치에 해당하는 콘부외부면에 상단이 연결됨을 특징으로 하는 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1,2바이패스관은 내벽이 캐스타블로 이루어지고, 더스트의 배출흐름이 원활하게 이루어지도록 원형단면의 내부관경을 갖는 스탠드파이프타입으로 구성됨을 특징으로 하는 더스트 리사이클링 시스템의 라인막힘 방지장치.