KR200310832Y1 - 고로 기어박스 순환수에 혼입된 이물 검지 및 분리 제거장치 - Google Patents

고로 기어박스 순환수에 혼입된 이물 검지 및 분리 제거장치 Download PDF

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KR200310832Y1
KR200310832Y1 KR20-2002-0036682U KR20020036682U KR200310832Y1 KR 200310832 Y1 KR200310832 Y1 KR 200310832Y1 KR 20020036682 U KR20020036682 U KR 20020036682U KR 200310832 Y1 KR200310832 Y1 KR 200310832Y1
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Abstract

본 고안은 고로 기어박스(12)를 냉각시켜 배수되는 순환수에 혼입된 더스트를 탁도계(39)에서 조기 검지하여 탁도 농도에 따라 응집제를 투입함으로써 더스트는 응결되어 드럼필타(46)에서 더스트와 순환수로 분리되어 1차 제거되고, 상기 드럼 필터(46)에서 더스트가 제거된 순환수는 배관(80)(81)을 따라 경유하면서 2차 탁도계(59)에서 탁도가 검지되고 이에 따라 다시 응집제를 투입함으로써 침전조에서 더스트가 2차로 침전제거되며, 상기 침전조(65)에서 배출되는 순환수는 3차 탁도계(69)에서 탁도가 검지되어 그 탁도 농도에 따라 응집제를 투입함에 따라 침전조(65)에서 다시 완전히 더스트가 침전되고 순수한 순환수만 수조(31)에 공급되도록 제어하며, 또한 침전조(65)에 침전된 더스트는 스러지 펌프(68)로 펌핑하여 드럼필타(46)내부에 공급시켜 다시 더스트와 순환수를 분리시키도록 구성된 고로 기어박스 순환수에 혼입된 이물 검지 및 분리 제거 장치에 관한 것으로, 주기적이며 반복적으로 발생하는 고로 기어박스 순환수 이물 제거가 수작업이 아닌 자동화된 장치로 안전하면서 빠르게 수행됨으로써 설비 성능을 향상시키고 인력소요와 안전 사고를 줄일 수 있는 효과를 제공하는 고안이다.

Description

고로 기어박스 순환수에 혼입된 이물 검지 및 분리 제거 장치{APPARATUS FOR AUTOMATIC SEPARATING AND DELETING OF DUST CONTAINED IN THE WATER CIRCULATION FOR COOLING GEAR BOX IN BLAST FURNACE}
본 고안은 고로에 장입물을 균일하게 장입시키는 기어박스(GEAR BOX) 냉각 장치의 순환수에 혼입된 이물을 자동으로 검지하여 분리 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로에는 쇳물을 생산하기 위해 원료로 사용되는 철광석과 코크스를 고로내에 장입시키고 또 석탄을 파쇄시켜 미분탄으로 고로 내부로 취입하여 고온의 열풍에 의해 코크스와 미분탄이 연소되면서 환원가스가 생성되어 철광석을 환원 용융하게 된다.
이러한 고로에는 상기한 과정중 연,원료를 고로(11) 내부에 일정하게 분포시키는 제어를 행하는 기어박스(12)가 설치되어 있는데, 이 기어박스는 광석을 원주방향으로 골고루 뿌려주는 선회장치와 경동장치로 구성되어 있으며, 이러한 기어박스의 고장 정지는 연,원료 장입 중단으로 이어져 곧바로 고로 조업 중단을 가져오는 심각한 문제를 일으키게 되는 것이다.
따라서, 상기의 기어박스를 고온의 고로가스에 의한 손상으로부터 보호하기 위하여 물을 순환시켜 기어박스를 냉각시키고 있으나, 기어박스 내부로 고로가스와 함께 코크스 가루, 철광석 가루, 미분탄등(이하 '더스트'라 한다)이 침투하여 냉각수내에 혼입되면서 냉각수 흐름에 따라 이동하여 수조에 저장된다. 그리고 수조에 저장된 냉각수는 다시 펌프가 펑핑하여 재순환 사용하는 것이 연속적으로 이루어지게 된다. 그리고 수조하부 드레인 밸브를 예컨대 2시간마다 20초동안 열어 더스트가 침전포함되어 있는 함진수를 배출시키도록 하고 있다. 참고로, 이때 배출되는 함진수 량은 다음과 같다.
P/ρ + V2÷2 + gH = 0...............................(1)여기에서, P:수조내 압력, ρ:밀도, V:속도, g:중력가속도, H:높이이다.
그런데, 높이 변화는 무시하여 0으로 하고, 드레인되는 관내 속도를 V1, 수조 즉, 압력용기내 속도를 V2로 하였을 때 상기 식(1)은,
△P/ρ= (V12- V22)/2.................................(2)와 같이 함진수 량의 변화를 양적으로 나타낼 수 있으며, 또한 여기에서 압력 용기내 속도는 무시할 수 있으므로 이를 무시하여 0이라고 하면,상기 식(2)는 △P/ρ= (V12)/2.........................(3)과 같이 된다.만약, 수조내 압력을 2.6kg/㎠(=2.6 ×10000 kg/㎡), 드레인관의 직경을 50mm(관의 넓이는 0.00197㎡이 됨)로 한다면 물의 밀도는 1g/㎤(=1 ×1000 kg/㎥)이므로 상기 식(3)은,
(2.6 ×10000) / 1000 = (V12)/2, 그러므로 V1 ≒ 7,따라서, 물량은 1000 kg/m3×7 m/s ×0.00197 m2= 13.7 kg/sec가 된다.
그러므로 20초 동안 나간 물량은 13.7 ×20 = 275kg이고, 후레싱 필타에 배출되는 물량은 시간당 300kg이며, 하루에 함진수 배출을 위해 소비되는 물량은 약 10500kg정도의 상당량이 된다.
또한, 수조 내부에 유독 가스나 내포되어 있으므로 조업중에는 수조 내부 스러지 누적 정도를 확인할 방법이 없어 정기 수리시까지 기다리는 문제점이 나타나고 있다.
종래에는 상기한 현상에 대한 조치 방법으로 고로 휴지 상태에서 수조 맨홀을 개방하고 유독 가스를 치환한 후 작업자가 수조 내부로 들어가 직접 스러지를 제거하고 나서 물을 이용하여 세척 작업을 행하도록 하였다.
그러나 이와 같은 종래의 방법은 다음과 같은 문제점이 있는 것이다.
첫째, 조업중에 순환수에 혼입된 더스트는 스러지화되어 수조 하부에 계속 누적되어 고착화되는 현상으로 급, 배수 라인의 막힘이 빈번하여 냉각 효과를 저하시킬 뿐만 아니라 설비 수명 단축의 원인이 되고 있다.
둘째, 수조에서 2시간마다 함진수를 배출함으로써 상당한 냉각수 소모가 발생하며, 또한 수조 내부 확인이 고로 휴지시에만 가능하고 스러지 제거 및 세척 작업이 수작업에 의해 이루어지므로 결국은 작업부하의 증가를 가져오고 안전사고의 위험성이 큰 문제점이 있는 것이다.
본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 고로 기어박스 냉각수에 혼입된 이물을 조기에 검출하여 안전성과 편리성이 확보되면서 빠르고 용이하게 이물 분리 제거가 가능하고 깨끗한 순환수 공급과 작업자부하가 없는 고로 기어박스 냉각수에 혼입된 이물 검지 및 분리 제거 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
도1은 본 고안이 관련된 기어박스가 설치된 고로의 구성 개요도,
도2는 본 고안에 따른 기어박스 순환수 이물 검지 및 분리 제거 장치의 전체 구성도,
도3은 본 고안에 따른 장치의 전기적 연결 구성도,
도4는 본 고안중 침전조의 상세도,
도5는 본 고안중 드럼 필터의 상세도.
* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 *
11 : 고로 12 : 기어박스 26 : 기어박스 급수 배관
27 : 기어박스 배수 배관 28 : 열교환기 30 : 순환수 펌프
31 : 수조 32 : 레벨계 39 : 탁도계
40 : 응집제 탱크 41 : 로드셀 42 : 연산부
43 : 콘트롤 밸브 45 : 기어 46 : 드럼 필타
48 : 롤러 49 : 사각 박스 50 : 에어 공급 배관
51 : 솔레노이드 밸브 52 : 분사 노즐 53 : 스러지 배관
54 : 솔레노이드 밸브 55 : 스러지 탱크 56 : 레벨계
57 : 체인 58 : 모타 59 : 탁도계
60 : 응집제 탱크 61 : 로드셀 63 : 연산부
64 : 콘트롤 밸브 65 : 침전조 66 : 레벨계
67 : 솔레노이드 밸브 68 : 스러지 펌프 69 : 탁도계
70,71,72 : 솔레노이드 밸브 73 : 부유물 74 : 안내부
75 : 유로판 76 : 스크린 메쉬 77 : 제어부
78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88 : 배관 90 : 솔레노이드 밸브
본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 기어박스(12) 순환수 탁도를 검지하는 1차 탁도계(39), 2차 탁도계(69)와 순환수 더스트 응집을 위한 1차 응집제 탱크(40), 2차 응집제 탱크(60)가 설치되고 무게를 검지하는 로드셀(41)(61)과 전기적 신호를 연산하는 연산부(42)(63) 그리고 콘트롤 밸브(43)(64)로 이루어지는 검지부와; 메쉬 스크린으로 이루어지는 드럼 필타(46)와 롤러(48), 체인(57), 모타(58), 에어분사 배관(52), 스러지 탱크(55), 레벨계(56), 솔레노이드 밸브(54)로 이루어지는 더스트 분리 및 제거부와; 상기한 장치의 상호 제어와 작용을 행하는 제어부(77)로 포함하여 구성된 고로 기어박스 냉각수에 혼입된 이물 검지 및 분리 제거 장치를 제공한다.
이하, 첨부 도면에 의거하여 본 고안을 더욱 상세히 설명한다.
도2, 도3에 도시한 바와 같이 고로설비에 있어서 고로내에 연,원료를 장입분포시키는 기어박스(12)를 냉각시키고 되돌아 나오는 배관(27)에 1차 탁도계(39)를 설치하고, 또 상기 배관(27)의 일측에 1차 응집제 탱크(40)를 연결 설치하며, 상기 응집제 탱크(40)의 무게를 검지하는 로드셀(41)을 설치하고, 상기 응집제 탱크(40) 하부에는 콘트롤 밸브(43)를 설치한다.
그리고 밀폐된 사각 박스(49)를 설치하고, 상기 박스(49) 내부에 바람직하게는 300 메쉬(MESH) 스크린으로 형성된 원통형 드럼 필타(46)를 설치한다.
상기 드럼 필타(46) 일측에 기어(45)가 설치되고, 상기 기어(45)에 체인(57)을 통해 모타(58)가 연결설치된다. 상기 드럼 필타(46)는 롤러(48)에 지지되어 설치되고, 상기 사각 박스(49) 앞부분 즉 드럼 필타(46)가 개방되어 있는 부분에 구멍을내어 배관(53)을 설치하고, 상기 배관(53)에 솔레노이드 밸브(54)를 설치하고, 스러지 탱크(55)를 설치한다. 상기 스러지 탱크(55) 상부에는 레벨계(56)가 설치되어 진다.
한편, 사각 박스(49) 하부에 배관(80)(81)을 연결하고, 상기 배관(81)에 2차 탁도계(59)와 2차 응집제 탱크(60)를 연결 설치하고, 상기 응집제 탱크(60) 무게를 검지하는 로드셀(61)과 전기적 신호를 연산하는 연산부(63)와 응집제 량을 제어하는 컨트롤 밸브(64)가 설치되어진다.
그리고, 상기 배관(81)에 침전조(65)가 연결되어지며, 상기 침전조(65) 하부에 배관(83)이 연결되고, 이 배관(83)에 솔레노이드 밸브(67)와 스러지 펌프(68)가 연결설치된다. 상기 스러지 펌프(68)에 토출 배관(86)을 연결설치하고, 토출 배관(86)에 솔레노이드 밸브(90)가 취부된 배관(87)(88)이 연결설치되며, 상기 배관(88)은 드럼 필타(46) 입구 배관(78)에 연결된다. 그리고, 침전조(65) 하부에 레벨계(66)가 설치되고, 도8과 같이 침전조(65) 내부 상단 부분에 □형 철판으로 이루어진 안내부(74)가 설치된다.
그리고, 상기 침전조(65) 내부 철판(74)이 있는 부분에 배관(82)을 연결하고, 상기 배관(82)에 3차 탁도계(69)와 솔레노이드 밸브(70)를 설치한다. 또한 상기 배관(82)의 솔레노이드 밸브(70)가 설치된 앞부분에 배관(84)이 연결되고, 솔레노이드 밸브(71)가 부착된 상기 배관(84)은 기어박스(12) 순환수 펌프(30)의 입구 배관(85)에 연결된다.
77은 상기한 모든 기기의 상호 제어 및 조작을 위한 제어부를 나타낸다.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
고로(11)의 기어박스(12)에 대해 냉각수를 순환시키는 펌프(30)가 기어박스(12) 내부로 냉각수를 공급하여 기어박스(12)를 냉각시킨 다음 그 냉각 순환수가 배관(27)을 경유하여 되돌아 나올 때 탁도계(39)에서 순환수의 탁도 상태를 검지하게 된다. 즉, 순환수에 더스트가 많이 함유되면 그만큼 탁도가 상승하게 되며, 더스트 함유량이 적으면 탁도 수치도 낮게 지시되는 것을 탁도계(39)에서 검지하여 제어부(77)로 전송한다.
제어부(77)에서는 상기 탁도계(39)에서 검지된 탁도 지수에 따라 응집제 투입량을 결정하는데, 이때 탁도 지수가 높으면 제어부(77)에서 응집제 탱크(40)의 콘트롤 밸브(43) 개도를 증가시켜 많은 응집제를 순환수에 투입하고 그때의 응집제 투입을 응집제 탱크(40)의 무게를 검지하는 로드셀(41)에서 검지하여 전기적 신호를 연산부(42)에 전송하면 이를 연산부(42)에서 연산하여 그 연산된 수치를 제어부(77)로 보낸다.
이렇게 탁도계(40)에서 검지된 탁도 농도에 따라 제어부(77)에서 응집제 탱크(39)의 콘트롤 밸브(43)를 제어하여 응집제 투입량을 조절한다.
그리고 응집제가 함유된 기어박스(12) 냉각 순환수의 더스트는 서로 응결하여 배관(79)을 경유하여 드럼 필타(46) 내부로 쏟아진다.
따라서 모타(58)에 의해 회전하는 드럼 필타(46)의 메쉬 스크린의 작용에 의해 물은 탈수되어 사각 박스(49) 바닥에 모이고 탈수 응결된 더스트는 드럼 필타(46) 내부 유로판(75)(도9 참조)을 따라 이동하여 스러지 탱크(55)로 낙하된다.
이때, 상기 드럼 필터(46)의 스크린 눈 막힘을 방지하고 순환수가 스크린에서 탈수가 잘 되도록 드럼 필타(46) 상부에 설치된 에어 배관(50) 노즐(52)에서 연속적으로 스크린 표면에 에어를 분산시키게 된다.
상기와 같이 드럼 필타(46)에서 순환수 내부의 더스트를 연속적으로 분리하고 사각박스(49) 바닥에 모인 냉각수는 다시 배관(80)을 통해 침전조(65)에 집결하게 된다. 이때 상기 배관(80)상의 2차 탁도계(59)에서 드럼 필타(46) 내부에서 분리되지 않고 순환수에 섞여 나오는 더스트와 극도로 미세한 더스트 함유 상태를 검지하여 제어부(77)로 전송하게 된다. 제어부(77)에서는 그 탁도 검출 지수에 따라 응집제 투입량을 결정하는데, 전술한 1차 탁도계(39)에 의한 제어 방법과 마찬가지로 탁도 지수가 높으면 제어부(77)에서 응집제 탱크(60)의 콘트롤 밸브(64) 개도를 증가시켜 많은 량의 응집제를 투입하고 그 응집제 투입을 응집제 탱크(60)의 무게를 검지하는 로드셀(61)에서 검지하여 연산부(63)로 신호를 보내고, 상기 연산부(63)에서는 보내져 온 전기적 신호를 무게로 환산하여 제어부(77)로 전송한다.
이렇게 탁도계(59)에서 검지된 탁도 농도에 따라 제어부(77)에서 응집제 탱크(60)의 콘트롤 밸브(64)를 제어하여 응집제 투입량을 조절한다.
그리고 응집제가 함유된 순환수에 극도로 미세한 더스트는 서로 응결하여 배관(81)을 따라 침전조(65) 내부에 집결된다.
상기 침전조(65) 내부에서 응결된 더스트는 자중에 의해 침전조(65) 바닥으로 모여지고 순환수 위에 뜨는 부유물(73)이 수조(31)에 입조되는 것을 방지하도록 안내부(74)를 통해 순환수만 통과시켜 배관(82)을 통해 수조(31)에 저장되게 한다.
또한 침전조(65)에서 나와 배관(82)으로 경유되는 순환수에 대해 최종적으로 3차 탁도계(69)에서 탁도 상태를 검지하여 제어부(77)로 전송하게 된다.
다시 제어부(77)에서는 탁도 검출 지수에 따라 응집제 투입량을 결정하는데, 전술한 탁도계(39), 탁도계(59)의 경우와 마찬가지로 탁도 지수가 높으면 제어부(77)에서 응집제 탱크(60) 콘트롤 밸브(64) 개도를 증가시켜 많은 량의 응집제를 투입하여 침전조(65) 내부에 보다 더 많은 더스트가 응결 침전되도록 한다.
그리고 2차 탁도계(59)의 지수와 3차 탁도계(69)의 지수에 대해 제어부(77)에서 평균을 산출하여 그 평균값을 가지고 응집제 콘트롤 밸브(64)를 제어한다.
한편, 침전조(65) 하부에 침전된 더스트는 레벨계(66) 이상까지 누적되면 회전식 레벨계(66)가 누적된 더스트 무게에 의해 정지되고, 이를 제어부(77)에서 검지하면 침전조(65) 바닥에 더스트가 일정량 이상 누적되었다는 것을 판단하여 즉시 스러지 펌프(68)을 가동시키는 동시에 입구 배관(83)의 솔레노이드 밸브(67)를 개방시키고 또한 토출 배관(88)의 솔레노이드 밸브(90)도 개방시킨다. 이에 따라 침전조(65) 바닥에 있는 더스트는 펌프(68)에 의해 펌핑되어 드럼 필타(46) 내부로배출된다.
그러면 드럼 필타(46)에서 다시 더스트 분리 작업을 연속적으로 수행한다. 이후 침전조(65) 바닥에 더스트가 레벨계(66) 이하로 떨어지면 레벨계(66)가 다시 회전하는 것을 제어부(77)에서 검지하여 스러지 펌프(68)를 정지 시키고 입구 솔레노이드 밸브(67)와 출구 솔레노이드 밸브(90)를 다시 폐쇄시킨다.
그리고 수조(31)에 저장된 순환수는 펌프(30)에 의해 기어박스(12)에 공급된다.
또한 조업중 수조(31) 내부 점검시 수조(31) 입구 배관(82)의 솔레노이 밸브(70)를 폐쇄하고 순환수 펌프(30) 입구에 연결된 배관(84)의 솔레노이드 밸브(71)를 제어부(77)에서 개방함으로써 수조에 공급되는 에너지를 근원적으로 차단시켜 내부를 확인할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 고안에 의하면 고로 기어박스 순환수에 함유된 더스트를 조기에 검지 가능하고 그 검지된 더스트의 분리 및 제거를 자동화된 장치에 의해 빠르고 용이하게 제거함으로써 기어박스 냉각 효율저하를 최소화하여 조업에 악영향을 줄이고 설비 성능을 현저히 향상시키며 또 인력소요 및 안전사고를 줄일 수 있는 것등의 효과가 얻어진다.

Claims (1)

  1. 고로 기어박스(12)를 냉각시켜 배수되는 순환수에 혼입된 더스트를 검지하도록 1차 탁도계(39)를 배관(27)상에 설치하고,
    1차 탁도계(39)의 탁도 농도에 따라 응집제를 투입함으로써 응결된 더스트를 순환수와 분리시키는 드럼필타(46)를 배관(79)과 연결된 밀폐된 사각박스(49)내에 설치하며,
    상기 드럼필타(46)에서 더스트가 제거된 순환수는 배관(80)(81)을 따라 경유하면서 그 탁도상태를 검지하도록 그 배관상에 2차 탁도계(59)가 설치되고,
    상기 2차 탁도계(59)의 검지상태에 따라 다시 응집제를 투입함으로써 더스트가 2차로 침전제거되도록 침전조(65)가 구비되며,
    상기 침전조(65)에서 배출되는 순환수의 탁도 정도를 재검지하도록 배관상에 3차 탁도계(69)가 설치되고,
    상기 3차 탁도계(69)에서 검지된 그 탁도 농도에 따라 응집제를 투입함으로써 침전조(65)에서 완전히 더스트가 침전되고 순수한 순환수만 공급되도록 수조(31)를 구비하며,
    상기 침전조(65)에서 침전된 더스트 스러지는 펌핑하여 드럼 필타(46) 내부에 다시 공급시켜 다시 더스트와 순환수로 분리시키도록 스러지 펌프(68)를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 고로 기어박스 순환수에 혼입된 이물 검지 및 분리 제거장치.
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