KR20050000164A - Top gas pressure control methode of blast furnace - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용광로의 노정 가스 압력제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 철광석의 환원 반응을 촉진하기 위하여 용광로 내의 가스압력을 수 kg/㎠정도의 고압 조업이 행해지는데 용광로 내 반응을 안정하게 하기 위해서 용광로 내 압력을 일정하게 제어할 수 있는 용광로의 노정 가스 압력 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a furnace gas pressure control method of a furnace, and more particularly, in order to stabilize the reaction in the furnace, a gas pressure in the furnace is operated at a high pressure of several kg / cm 2 to promote the reduction reaction of iron ore. The present invention relates to a furnace gas pressure control method of a furnace capable of controlling the pressure in the furnace uniformly.
일반적으로 용광로 내에는 철광석, 코코스 등의 원료 및 연료가 층층이 쌓여 있고 상/하 방향으로 압력이 발생되므로 노정 가스의 압력을 측정하고 그 측정치를 기초로 용광로 노정 가스가 이동하는 경로중에 바이패스등의 압력 제어 수단을 설치하여 압력 제어를 행하고 있다.In general, raw materials such as iron ore, cocos, and fuel are stacked in layers and pressure is generated in the up / down direction. Therefore, the pressure of the top gas is measured and the bypass gas flows in the path of the furnace top gas based on the measured value. Pressure control means is provided and pressure control is performed.
종래에는 도 1에 나타낸 바와 같이 용광로(1)의 내부에서 발생한 가스는 화살표 방향을 따라서 상승관(2)을 경유하고 더스트 캐쳐(6)에 의하여 제진되고, 바이패스 밸브(10) 등의 노정 가스 압력 제어 수단을 경유한 후 가스 홀더(도면 미도시) 등에 공급된다.Conventionally, as shown in FIG. 1, the gas generated inside the furnace 1 is damped by the dust catcher 6 via the riser 2 along the direction of the arrow, and the top gas such as the bypass valve 10. Via a pressure control means, it is supplied to a gas holder (not shown) or the like.
상기 바이패스 밸브(10)의 개폐량을 조정하는 것으로 용광로(1)의 노정 가스 압력을 일정하게 제어하는 것이 가능하고 용광로(1)의 로내 가스 압력을 제어 할 수 있다.By adjusting the opening / closing amount of the bypass valve 10, it is possible to constantly control the top gas pressure of the furnace 1, and to control the gas pressure in the furnace 1 of the furnace 1.
노정 가스 압력 제어 수단으로서는 상기의 바이패스 밸브(10) 이외에도, 노정 가스를 물 세정 한 습식 제진 그릇인 벤츄리 스쿠러버(7)의 내부에 설치된 콘(8a)의 개폐량을 구동 실린더(8)를 이용하고 조정한 기구를 적용한 것도 가능하다.As the top gas pressure control means, in addition to the bypass valve 10 described above, the opening and closing amount of the cone 8a provided in the venturi scubar 7, which is a wet vibration damper in which the top gas is washed with water, is driven. It is also possible to apply the instrument used and adjusted.
또한, 가스 플로 중에 노정압 터빈을 설치하고 노정압 발전을 행하도록밸브(11)와, 노정압 터빈(12)을 접속하는 경우에는 터빈의 동력날개의 각도 조정, 터빈 입구측의 전압을 제어하는 전압 제어변의 밸브 개도 조정등에 의하여 노정 가스 압력을 제어하는 것이 가능하다.In addition, in the case of connecting the valve 11 and the stationary pressure turbine 12 so that the stationary pressure turbine is installed in the gas flow and the stationary pressure power generation is performed, the angle adjustment of the power wing of the turbine and the voltage at the turbine inlet side are controlled. It is possible to control the top gas pressure by adjusting the valve opening degree of the voltage control valve.
그리고 노정 브리다 밸브(4)는 노정 가스압력이 일정 값 이상으로 상승될 경우에 자동적으로 열린 후, 소정의 압력으로 될 때까지 개방하는 밸브이고, 소정의 압력 이하가 되면, 자동적으로 닫히게 된다.And the top bridging valve 4 is a valve which opens automatically when a top gas pressure rises more than a predetermined value, and opens until it reaches a predetermined pressure, and when it reaches below a predetermined pressure, it will close automatically.
즉, 노정 브리다 밸브(4)가 보호 장치의 역할을 다하고 있다.In other words, the top bridging valve 4 serves as a protective device.
한편, 그 밖에도 노정압의 급격한 상승에 구비한 보호용의 안전판이 노정의 원료 장입 장치등(도며 미도시)이 마련되어 있다.On the other hand, a safety plate for protection provided in the rapid rise of the stationary pressure is provided with a raw material charging device or the like (not shown).
도 1에 나타낸 바와 같이 상승관(2)에 설치된 노정가스 압력계(3)의 측정치는 노정 가스 압력 조절기(9)로 전송되고 그 노정 가스 압력 조절기(9)에는 노정 가스 압력 설정치가 압력의 목표치로서 설정되고 있고 이 목표치와의 편차신호가 PID 연산되고 조절해야 할 노정 가스 압력으로서 바이패스 밸브 제어장치에(13)에 출력된다.As shown in FIG. 1, the measured value of the top gas pressure gauge 3 installed in the riser 2 is transmitted to the top gas pressure regulator 9, and the top gas pressure regulator 9 has the top gas pressure set value as the target value of the pressure. The deviation signal from the target value, which is set, is PID calculated and output to the bypass valve control device 13 as the top gas pressure to be adjusted.
그리고 바이패스 밸브 제어장치(13)에 의해서 바이패스 밸브(10)가 제어되고, 노정 가스압력이 미리 설정한 목표치 부근에서 거의 일정하게 제어되고 있다.The bypass valve 10 is controlled by the bypass valve control device 13, and the stationary gas pressure is controlled substantially constant near the preset target value.
그러나 종래의 제어 방법으로는 용광로의 이상으로 인하여 노정 가스압력이 급격하게 상승할 때에는 노정 가스 압력제어 수단으로의 노정 가스 압력의 제어가 시간대 내에 이루어지지 않고 목표치를 대폭적으로 오버하거나, 보호 장치인 노정 브리다 밸브가 작동하여 발열이 생기는 등의 문제점이 있었다.However, in the conventional control method, when the top gas pressure rises rapidly due to an abnormality of the blast furnace, the control of the top gas pressure to the top gas pressure control means is not performed within the time zone, and the target value is greatly exceeded, There was a problem that the bridging valve is operated to generate heat.
또한, 노정 브리다 밸브의 작동에 그치지 않고, 원료 장입 장치의 안전판이 작동한 경우에는 환경 설비에의 악 영향을 발생시키는 문제점이 있었다.In addition, when the safety plate of the raw material charging device is operated instead of the operation of the top bridging valve, there is a problem of adversely affecting the environmental equipment.
본 발명은 상기한 문제점 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 용광로의 노정 가스 압력을 일정하게 제어한 노정 가스 압력 제어 방법이고 노정 가스 압력과 노정 가스 온도를 측정하고, 측정한 노정 가스 압력과, 미리 설정한 노정 가스 압력 설정치를 비교하고 구한 노정 가스 압력 제어 신호에 대하고, 측정한 노정 가스 온도를 베이스에 보정 연산한 노정 가스 압력 보정 신호를 가산하고, 가산하고 보정된 신호를 목표치로서 노정 가스 압력 제어 수단을 제어하여 용광로 내의 급격한 압력변화에도 신속하게 대응하여 압력변화로 인한 공정의 불안정 및 설비의 파손을 미연에 방지할 수 있는 용광로의 노정 가스 압력 제어방법을 제공함에 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of the present invention is to control the top gas pressure of the furnace furnace gas pressure control method, and measures the top gas pressure and the top gas temperature, the measured top gas pressure, In the top gas pressure control signal obtained by comparing the preset top gas pressure set values, the top gas pressure correction signal, which has been calculated by correcting the measured top gas temperature to the base, is added and the corrected signal is the target gas as the target value. The present invention provides a method for controlling a gas pressure of a furnace in which a pressure control means can be quickly responded to a sudden pressure change in a furnace to prevent instability of a process and damage to a facility due to a pressure change.
도 1은 종래 용광로의 노정 가스 압력제어 장치를 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing a top gas pressure control device of a conventional furnace.
도 2는 종래 용광로의 노정 가스 압력제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.2 is a flow chart for explaining a gas pressure control method of a conventional furnace.
도 3은 본 발명에 따른 용광로의 노정 가스 압력제어 장치를 나타낸 블록도.Figure 3 is a block diagram showing a top gas pressure control device of the furnace according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 용광로의 노정 가스 압력제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.Figure 4 is a flow chart for explaining the gas pressure control method of the furnace according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 용광로의 노정 가스 압력제어 방법에 의한 압력 변동과 노정 가스 온도 변동의 일례를 나타낸 그래프.5 is a graph showing an example of pressure fluctuations and a flue gas temperature fluctuation by the furnace gas pressure control method of the furnace according to the present invention;
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※
1 : 용광로 2 : 상승관1: furnace 2: ascending tube
3 : 노정 가스 압력계 4 : 노정 브리다 밸브3: top gas pressure gauge 4: top bridging valve
5 : 노정 가스 온도계 9 : 노정 가스 압력 조절기5: top gas thermometer 9: top gas pressure regulator
10 : 바이패스 밸브 13 : 바이패스 밸브 제어장치10: bypass valve 13: bypass valve control device
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.Referring to the characteristic configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
본 발명의 용광로의 노정 가스 압력제어 방법은 용광로의 노정 가스 온도를 측정하고 그 측정값과 노정 가스 온도 기준 설정치를 비교한 후 보상 인자를 출력하는 단계와, 상기 용광로의 노정 가스 압력을 측정하고 그 측정값과 노정 가스 압력 기준 설정치를 비교하여 비교값을 출력하는 단계와, 상기 온도 비교값과 압력 비교값을 PID연산하여 밸브를 조절하기 밸브 출력값을 출력하는 단계와, 상기 밸브출력값을 신호로 변환한 후 노정 가스 압력 제어 신를 이용하여 노정 가승 압력을 제어하는 단계를 포함하여서 된 것이다.The method for controlling the gas pressure of a furnace according to the present invention includes measuring a gas temperature of a furnace and comparing the measured value with a reference value of the gas temperature reference, and outputting a compensation factor, and measuring the gas pressure of the furnace. Outputting a comparison value by comparing the measured value and the settling gas pressure reference set value, PID operation of the temperature comparison value and the pressure comparison value, and outputting a valve output value, and converting the valve output value into a signal And then using the top gas pressure control scene to control the top runaway pressure.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention having such characteristics in detail as follows.
도 3은 본 발명에 따른 용광로의 노정 가스 압력제어 장치를 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명에 따른 용광로의 노정 가스 압력제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Figure 3 is a block diagram showing a top gas pressure control device of the furnace according to the present invention, Figure 4 is a flow chart for explaining the top gas pressure control method of the furnace according to the present invention.
본 발명은 용광로 이상으로 인하여 노정 가스 압력이 급격하게 상승함과 동시에 노정가스 온도도 급격하게 상승한 점에서 착안하여 이루이진 것이다.The present invention has been made in view of the fact that the top gas pressure rises sharply due to the abnormality of the furnace and the top gas temperature rises rapidly.
즉, 노정 가스 온도를 응답성이 빠른 고감도의 온도계로 측정하고, 그 측정한 온도 변화를 압력의 변화값으로 변환 및 보정하여 피드백 제어에 중첩시키는 것으로, 용광로내 압력의 급격한 상승시 압력을 제어할 수 있게 되는 것이다.That is, by measuring the top gas temperature with a high-sensitivity thermometer with quick response, converting and correcting the measured temperature change into a change value of the pressure, and superimposing the feedback control, it is possible to control the pressure when the pressure in the furnace suddenly rises. It will be possible.
본 발명의 용광로의 노정 가스 압력 제어 장치의 블록도를 그림 4 에 나타낸 것으로서, 용광로(1)의 노정부에 설치된 상승관(2)에 노정 가스 압력 측정 수단인 노정 가스 압력계(3)와 노정 가스 온도 측정 수단인 노정 가스 온도계(5)로부터의 입력을 이용하여 제어를 행한다.The block diagram of the top gas pressure control device of the furnace of the present invention is shown in Fig. 4, and the top gas pressure gauge 3 and the top gas temperature which are the top gas pressure measuring means in the riser 2 installed in the furnace part of the furnace 1 are shown. Control is performed using the input from the stationary gas thermometer 5 which is a measuring means.
즉, 노정 가스 압력계(3)의 출력은 노정 가스 압력 조절기(9)에 입력되고, 노정 가스 압력 실정치와의 편차 신호가 PID 연산되고, 조절해야 할 노정 가스 압력치 신호로서 출력된다.That is, the output of the top gas pressure gauge 3 is input to the top gas pressure regulator 9, a deviation signal from the top gas pressure actual value is PID calculated, and output as a top gas pressure value signal to be adjusted.
한편, 노정 가스 온도계(5)의 출력은 보정 연산기(14)로 입력되고, 보정 연산기(15)안에서 미리 설정한 노정 가스 온도 기준치(또는 노정 가스 온도 한계치)와의 편차가 연산되고, 그 편차에 대응하는 압력치로 환산되고 노정 가스 압력 보정 신호가 출력된다.On the other hand, the output of the top gas thermometer 5 is input to the correction calculator 14, and the deviation from the preset gas temperature reference value (or the top gas temperature limit value) preset in the correction calculator 15 is calculated and corresponds to the deviation. It is converted into the pressure value which is mentioned, and a top gas pressure correction signal is output.
도 4에 나타낸 노정가스 압력제어 흐름도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The detailed description will be given with reference to the furnace gas pressure control flowchart shown in FIG. 4.
먼저, 노정 가스 온도계(5)에서 검출된 온도에 의해서 노정가스압력을 제어하는 과정을 설명하면 노정 가스 온도계(5)에서 검출된 온도가 온도 상한 설정치보다 크게 되면 노정압력 설정치를 증가시키는데 증가되는 설정치는 수학식 1에 의해서 정해지게 된다.First, the process of controlling the top gas pressure by the temperature detected by the top gas thermometer (5) will be described. If the temperature detected by the top gas thermometer (5) is greater than the temperature upper limit set value, the setting increases to increase the top pressure set value. The value is determined by Equation 1.
[수학식 1][Equation 1]
A g/㎠ = B g/㎠ ＋ D g/㎠A g / cm 2 = B g / cm 2 + D g / cm 2
여기서, A : 노정 가스압력 설정치,Where A is the settling gas pressure setpoint,
B : 온도변화에 따른 압력 보정, D : 노정가스 압력 기준치이다.B: Pressure compensation according to temperature change, D: Threshold gas pressure reference value.
한편, 0.25는 노정가스 온도 측정 범위에서 최대로 노정압력 설정을 변화 시킬수 있는 인자(FACTOR)로 노정가스온도가 1000℃이고 노정가스 온도 기준 설정치가 250℃일 때 노정가스 압력 설정에 가산되는 값은 - 187.5 g/㎠ 이 된다.On the other hand, 0.25 is a factor that can change the top pressure setting in the top gas temperature measurement range (FACTOR) .When the top gas temperature is 1000 ℃ and the top gas reference value is 250 ℃, the value added to the top gas pressure setting is 187.5 g / cm 2.
그리고 수학식 2는 온도변화에 따른 압력을 보정하는 식이다.Equation 2 is a formula for correcting the pressure according to the temperature change.
[수학식 2][Equation 2]
B = -(C - E ) × 0.25 (g/㎠)B =-(C-E) × 0.25 (g / ㎠)
여기서, E : 노정가스 온도 기준 설정치, C : 노정가스 온도이다.Here, E is the gas temperature reference set value, C: gas gas temperature.
보일과 샤를의 법칙에 따르면,According to Boyle and Charles' law,
압력(P) = K x 1/V (K:상수, V:부피)Pressure (P) = K x 1 / V (K: Constant, V: Volume)
= 81.438㎏.m/K x 1/33.33K/㎥ ≒ 2.5 ㎏/㎡=0.25g/㎠= 81.438㎏.m / K x 1 / 33.33K / ㎥㎥ 2.5 kg / ㎡ = 0.25g / ㎠
0℃, 1기압에서 1mol의 기체는 부피가 22.4L이므로 T= 273K,At 0 ° C and 1 atmosphere, 1 mol of gas has a volume of 22.4 L, so T = 273K,
P=1.013x105N/m2, V=22.4x10-3N/m3를 위 식에 대입하면 수학식 3과 같은 값을 얻을 수 있다.Substituting P = 1.013x10 5 N / m 2 and V = 22.4x10 -3 N / m 3 into the above equation yields the same value as in Equation 3.
[수학식 3][Equation 3]
= 8.31 J/K x 9.8 = 81.438 ㎏.m/K= 8.31 J / K x 9.8 = 81.438 kg.m / K
그리고 용광로에서 온도 1℃상승시 GAS 부피 증가량은 수학식 4와 같이 얻을 수 있다.And when the temperature rises 1 ℃ in the furnace can be obtained as shown in the equation (4).
[수학식 4][Equation 4]
V = VBG/273KV = VBG / 273K
= 9100/273 = 33.33 ㎥/K= 9100/273 = 33.33 ㎥ / K
여기서, VBG : 용광로 단위면적당 가스량이다.Here, VBG: gas amount per unit area of the furnace.
그리고 가산기(15)에 있어 이 보정 신호가 노정 가스 압력 조절기(4)로부터 출력된 노정 가스 압력 신호에 가산되어 바이패스 밸브 제어 장치(13)에 입력되며, 노정 가스 압력 제어 수단인 바이패스 밸브(10)의 개폐량을 조절하여 노정압을 제어하는 것이다.In the adder 15, this correction signal is added to the top gas pressure signal output from the top gas pressure regulator 4 and input to the bypass valve control device 13, and the bypass valve serving as the top gas pressure control means ( It is to control the stationary pressure by adjusting the opening and closing amount of 10).
또한, 노정 가스 압력 제어 수단으로서 벤츄리 스쿠러버(7)에 설치된 콘(8a)의 개도를 제어하는 것으로 압력을 조정하는 것도 가능하다.Moreover, it is also possible to adjust a pressure by controlling the opening degree of the cone 8a provided in the venturi scrubber 7 as a top gas pressure control means.
그리고, 노정압 터빈(12)을 적용한 것도 가능하고 동력날개의 각도 조정, 터빈 입구측의 전압을 제어한 전압 제어변의 밸브 개도 조정등으로 압력 조정을 행한것도 할 수 있는 것이다.It is also possible to apply the static pressure turbine 12, and to perform pressure adjustment by adjusting the angle of the power wing, the valve opening degree of the voltage control valve which controlled the voltage at the turbine inlet side, and the like.
이러한 노정 가스 압력 제어 수단은, 어떠한 1개 또는 2개 이상을 조합하는 것도 가능하다.Such a top gas pressure control means can also combine any one or two or more.
본 발명의 일 실시예로서 용광로의 노정 가스 압력 제어 장치를 용광로에 적용하고 조업을 수행한 결과를 상세히 설명하면 다음과 같다.As an embodiment of the present invention will be described in detail the results of applying the top gas pressure control device of the furnace to the furnace and performing the operation in detail.
노정 가스 압력의 타임 차트는 도 5의 (가)와 같고, 노정 가스 온도의 타임 차트는 도 5의 (나)와 같다.The time chart of the top gas pressure is shown in FIG. 5A, and the time chart of the top gas temperature is shown in FIG. 5B.
노정 가스 압력의 목표치는 2.70Kg/cm2이고, ±0.10 Kg/cm2의 허용 범위에서 제어되고 있으며, 노정 가스 온도는 25O℃를 기준으로서 관리되고 있다.The target value of top gas pressure is 2.70 Kg / cm <2>, it is controlled in the permissible range of +/- 0.10 Kg / cm <2>, and top gas temperature is managed on the basis of 250 degreeC.
여기에서 용광로의 취발이 발생되어 노내의 가스가 일시적으로 빠르게 흐를때에 발명을 적용한 본 발명의 예로는, 노정 가스 온도의 급격한 상승을 검지하고, 노정 가스 압력 제어의 보정이 행해지고 있고, 노내의 가스가 일시적으로 빠르게 스쳐 지나감에도 불구하고, 노정 가스 압력은 허용 범위내에 제어되고 있는 것을 알수 있다.Here, in the example of the present invention to which the invention is applied when the blowdown of the furnace occurs and the gas in the furnace flows temporarily rapidly, the sudden rise of the top gas temperature is detected, and the top gas pressure control is corrected. Despite passing temporarily quickly, it can be seen that the top gas pressure is controlled within an acceptable range.
한편, 종래의 노정 가스 온도로의 보정을 행하지 않는 노정 가스 압력 제어에 있어서는, 압력계로부터의 신호만으로 제어하게 되므로 오버 슈트가 발생한다.On the other hand, in the stationary gas pressure control which does not perform the correction to the conventional stationary gas temperature, since it controls only by the signal from a pressure gauge, overshoot arises.
이와 같이 본 발명은 용광로에 취발이 발생되어 노내의 가스가 일시적으로 빠르게 흐를 때에 노정 가스 압력의 급격한 변동이 발생하여도 신속하게 노정 가스의 압력을 제어하여 안정적인 조업이 가능하게 되어 노정 브리다 밸브의 작동을 방지하는 한편, 용광로의 노정에서 발열이나 환경설비에의 파손을 미연에 방지할 수 있게되는 특유의 효과가 있다.As described above, the present invention enables stable operation by quickly controlling the pressure of the gas of the top gas, even if a sudden change in the pressure of the top gas occurs when the gas in the furnace flows rapidly in the furnace. On the other hand, there is a unique effect that can prevent the heat generation and damage to the environmental equipment in advance in the furnace of the furnace.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100775500B1 (en) * | 2006-12-19 | 2007-11-12 | 주식회사 포스코 | Apparatus for exhaust forced gas of hydrometallurgy purification equipment |
-
2003
- 2003-06-23 KR KR1020030040754A patent/KR20050000164A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Withdrawal due to no request for examination |