KR20090068842A - 고로용 장입물 장입 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철광석과 코크스를 사전에 혼합하고, 혼합된 혼합물과 코크스를 순차적으로 고로 장입용 노정 호퍼에 주입하여 적치함에 따라 철광석 및 코크스가 고로 내부에 장입될 때 철광석과 코크스의 혼합 효율 증대를 통한 생산성 향상 및 환원제비를 개선할 수 있는 고로용 장입물 장입 방법에 관한 것으로서, 철광석과 코크스를 순차적으로 제 1 서지 호퍼에 장입하는 단계와; 코크스를 제 2 서지 호퍼에 장입하는 단계와; 상기 제 1 서지 호퍼에서 철광석과 코크스의 1차 혼합물을 벨트 컨베이어로 배출하고, 상기 제 2 서지 호퍼에서 코크스를 상기 1차 혼합물에 이어서 벨트 컨베이어로 배출하며, 상기 제 1 서지 호퍼에서 철광석과 코크스의 2차 혼합물을 상기 코크스에 이어서 벨트 컨베이어로 배출하는 단계와; 상기 1차 혼합물, 코크스 및 2차 혼합물을 순차적으로 노정 호퍼로 장입하는 단계와; 상기 노정 호퍼에 저장된 1차 혼합물, 코크스 및 2차 혼합물을 고로로 장입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

고로, 철광석, 코크스, 노정 호퍼

Description

고로용 장입물 장입 방법{RAW MATERIAL CHARGING METHOD FOR BLAST FURNACE}

본 발명은 고로용 장입물 장입 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철광석과 코크스를 사전에 혼합하고, 혼합된 혼합물과 코크스를 순차적으로 고로 장입용 노정 호퍼에 주입하여 적치함에 따라 철광석 및 코크스가 고로 내부에 장입될 때 철광석과 코크스의 혼합 효율 증대를 통한 생산성 향상 및 환원제비를 개선할 수 있는 고로용 장입물 장입 방법에 관한 것이다.

고로에 철광석 및 코크스(Coke)과 같은 장입물을 장입하는 통상적인 방법은 철광석 및 코크스를 각각 편량한 후 노정 호퍼로 입조한 다음 고로에 장입하게 된다.

도 1은 장입물(철광석 및 코크스)을 고로에 장입시키는 과정 및 설비를 개략적으로 보여주는 공정도로서, 도면을 참조하여 장입물을 고로에 장입하는 통상적인 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

연료로 사용되는 코크스는 연료빈(20)으로부터 배출되어 입도 선별기(screen)(23)를 거치게 되고, 입도 선별기(23)를 거치면서 대립(Over Size) 코크스는 이송 벨트 컨베이어(25)를 통하여 제 2 서지 호퍼(Surge Hopper)(40)로 이송 된 다음, 평량한 후 장입 벨트 컨베이어(50)를 통해 노정 호퍼(60)로 입조되고, 그 후 고로(70)로 장입된다. 그리고, 소립(Small Size) 코크스는 원료빈(10,11) 중 어느 하나로 입조된 후 주원료인 철광석에 혼합하여 너트 코크스(Nut Coke)로 사용된다.

그리고, 원료로 사용되는 철광석은 원료빈(10,11)으로부터 배출되어 입도 선별기(13)를 거치게 되고, 입도별로 분류하여 대립(Over Size) 철광석은 이송 벨트 컨베이어(15)를 통하여 제 1 서지 호퍼(Surge Hopper)(30)로 이송된 다음, 평량한 후 장입 벨트 컨베이어(50)를 통해 노정 호퍼(60)로 입조되고, 그 후 고로(70)로 장입되어 고로(70) 중간부 및 벽부에 장입된다. 또한, 소립(Small Size) 철광석은 소립 소결광빈(Small Sinter Bin)(17)에서 평량한 후 다시 장입 벨트 컨베이어(50)를 통해 노정 호퍼(60)로 입조되고, 그 후 고로(70)로 장입되어 고로(70) 벽부에 장입된다.

이렇게 코스크의 장입, 대립 철광석의 장입, 소립 철광석(소립 소결광)의 장입 하는 일련의 조업 싸이클(Cycle)을 1 차지(Charge)라 명명한다.

고로에 장입된 장입물은 철광석이 연화용융되는 지점인 연화융착대까지 층상 구조를 유지하면서 강하하게 되며, 연화융착대에서의 통기성은 급격히 나빠지게 된다. 이러한 이유로 코크스 장입량이 상대적으로 많은 조업에서는 통기성에 장애를 받지 않고 조업이 가능하지만 코크스의 장입량이 상대적으로 적은 조업에서는 슬리트(Slit) 층이 축소되므로 조그만 외란요인에도 노황 변동이 발생하여 조업 효율이 나빠지게 된다. 또한, 코크스 대신 보조연료로 사용되는 미분탄 취입량 증가 등으 로 생산선 저하 및 환원제비 상승이 발생함에 따라 근래에는 철광석과 코크스를 사전에 혼합하여 고로에 장입하는 기술이 도입되었다.

하지만, 철광석과 코크스를 사전에 단순 혼합하여 고로에 장입하는 경우 통기성 및 환원성을 향상시키는 효과를 얻을 수는 있었으나, 철광석과 코크스의 밀도 및 입도 차이에 의해 철광석보다 입도가 크고 밀도가 작은 코크스가 노정 호퍼의 벽부로 쌓이게 되고 다시 고로 내부로 배출될 때 노정 호퍼의 가운데 부분부터 먼저 빠지므로 철광석과 코크스의 혼합 효율이 저하하는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 철광석과 코크스를 단순 혼합하여 고로로 장입하는 기술 중 노정 호퍼에서 발생되는 편석을 개선하여 철광석과 코크스가 고로에 장입되었을 때 혼합 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 고로용 장입물 장입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고로용 장입물 장입 방법은 고로에 철광석과 코크스를 장입하는 고로용 장입물 장입 방법에 있어서, 철광석과 코크스를 순차적으로 제 1 서지 호퍼에 장입하는 단계와; 코크스를 제 2 서지 호퍼에 장입하는 단계와; 상기 제 1 서지 호퍼에서 철광석과 코크스의 1차 혼합물을 벨트 컨베이어로 배출하고, 상기 제 2 서지 호퍼에서 코크스를 상기 1차 혼합물에 이어서 벨트 컨베이어로 배출하며, 상기 제 1 서지 호퍼에서 철광석과 코크스의 2차 혼합물을 상기 코크스에 이어서 벨트 컨베이어로 배출하는 단계와; 상기 1차 혼합물, 코크스 및 2차 혼합물을 순차적으로 노정 호퍼로 장입하는 단계와; 상기 노정 호퍼에 저장된 1차 혼합물, 코크스 및 2차 혼합물을 고로로 장입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 철광석과 코크스를 순차적으로 제 1 서지 호퍼에 장입하는 단계에서, 상기 철광석과 코크스의 중량비는 10 : 1인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 서지 호퍼에서 배출되는 코크스의 양은 상기 1 서지 호퍼에 서 배출되는 코크스 양의 20 ~ 30%인 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제 1 서지 호퍼에서 배출되는 1차 혼합물 및 2차 혼합물에 혼합되는 코코스의 양은 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 철광석과 코크스를 고로에 장입하기 전에 미리 혼합하고, 미리 혼합된 혼합물과 이와는 별도의 코크스를 고로에 순차저그올 장입함에 따라 장입물의 혼합효율을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 입자가 큰 코크스가 철광석 중에 골고루 섞이게 되어 고로 내부 상하방향 통기성이 향상되고, 코크스와 철광석이 접촉할 경우 반응 비표면적이 증대되어 환원성이 개선되는 효과가 있다.

또한, 고로 내부의 통기성 향상 및 장입물의 환원성 개선에 따라 제조원가가 비싼 코크스 대신 보조연료로 사용되는 미분탄 사용량을 증대할 수 있고, 철광석 중 미분(10mm 이하) 장입량을 증대시킬 수 있어 생산성 향상 및 환원제비 저하 등의 효과를 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 장입물을 고로에 장입시키는 과정 및 설비를 개략적으로 보여주는 공정도이고, 도 2는 철광석과 코크스를 서지 호퍼에 장입하기 위하여 이송시키는 것을 보여주는 모식도이며, 도 3은 철광석과 코크스가 혼합되어 이송되는 것을 보여주는 모식도이고, 도 4는 장입물을 노정 호퍼에 장입하기 위하여 이송시키는 것을 보여주는 모식도이며, 도 5는 노정 호퍼에 장입물이 적치된 형태를 보여주는 모식도이다.

본 발명에 따른 고로용 장입물 장입 방법은 크게 철광석과 코크스를 순차적으로 제 1 서지 호퍼(30)에 장입하는 단계와; 코크스를 제 2 서지 호퍼(40)에 장입하는 단계와; 상기 제 1 서지 호퍼(30)에서 철광석과 코크스의 1차 혼합물(310)을 장입 벨트 컨베이어(50)로 배출하고, 상기 제 2 서지 호퍼(40)에서 코크스(100)를 상기 1차 혼합물(310)에 이어서 장입 벨트 컨베이어(50)로 배출하며, 상기 제 1 서지 호퍼(30)에서 철광석과 코크스의 2차 혼합물(320)을 상기 코크스(100)에 이어서 장입 벨트 컨베이어(50)로 배출하는 단계와; 상기 1차 혼합물(310), 코크스(100) 및 2차 혼합물(320)을 순차적으로 노정 호퍼(60)로 장입하는 단계와; 상기 노정 호퍼(60)에 저장된 1차 혼합물(310), 코크스(100) 및 2차 혼합물(320)을 고로(70)로 장입하는 단계를 포함한다.

고로용 장입물 장입 방법을 도 1을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 철광석과 코크스를 제 1 서지 호퍼(30)에 장입하는 단계를 설명하자면, 철광석이 저장된 다수개의 연료빈(10,11) 중 하나 이상의 연료빈(11)에 철광석 을 대신하여 코크스를 저장한다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 이송 벨트 컨베이어(15) 상에 코크스(110)를 평량하여 배출한 다음 순차적으로 철광석(210)을 평량하여 배출시켜 제 1 서지 호퍼(30)로 입조시키는 것이다. 이렇게 제 1 서지 호퍼(30)에 입조된 철광석(210) 및 코크스(110)는 제 1 서지 호퍼(30)로부터 배출될 때 밀도 및 입도 차이에 의해 혼합되어 도 3에 도시된 바와 같이 철광석(210)과 코크스(110)가 혼합된 형태로 배출된다.

다음으로, 코크스를 제 2 서지 호퍼(40)에 장입하는 단계는 코크스가 저장된 연료빈(20)에서 코크스(100)를 평량하여 제 2 서지 호퍼(40)에 입조시킨다.

이렇게 제 1 서지 호퍼(30)에 철광석(210)과 코크스(110)의 혼합물(310,320)이 저장되고, 제 2 서지 호퍼(40)에 코크스(100)가 저장되면, 상기 혼합물(310,320)과 코크스(100)를 장입 벨트 컨베이어(50)로 배출하는 단계를 갖는데, 도 4에 도시된 바와 같이 먼저 제 1 서지 호퍼(30)로부터 철광석과 코크스의 혼합물(310)(이하, "1차 혼합물"이라 칭함)을 장입 벨트 컨베이어(50)로 배출하고, 이어서 제 2 서지 호퍼(40)로부터 코크스(100)를 배출한 다음, 이어서 제 1 서지 호퍼(30)로부터 철광석과 코크스의 혼합물(320)(이하, "2차 혼합물"이라 칭함)을 장입 벨트 컨베이어(50)로 배출시킨다.

상기와 같이 장입 벨트 컨베이어(50) 상에 순차적으로 배출된 1차 혼합물(310), 코크스(100) 및 2차 혼합물(320)은 노정 호퍼(60)로 이송되어, 순차적으로 노정 호퍼(60)에 장입된다.

순차적으로 노정 호퍼(60)에 장입된 1차 혼합물(310), 코크스(100) 및 2차 혼합물(320) 중의 철광석(210)과 코크스(100,110)는 밀도 및 입도 차이와 장입되는 순서에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 적치된다. 자세하게는 1차 혼합물(310) 및 2차 혼합물(320)에 혼합된 입도가 크고 밀도가 낮은 코크스(110)는 노정 호퍼(60)의 벽부 위주로 쌓이지만 1차 혼합물(310) 및 2차 혼합물(320) 사이에 배출된 코크스(100)는 노정 호퍼(60)의 중간부에 쌓이게 된다. 노정 호퍼(60)에서 배출순서는 노정 호퍼(60)의 구조상 ①→②→③→④ 이므로 노정 호퍼(60)에서 코크스의 편석이 발생되더라도 노정 호퍼(60)의 중간부에 쌓인 코크스(100)로 인하여 노정 호퍼(60)에서 배출되어 고로(70)에 장입될 때에는 철광석(210)과 코크스(100,110)가 균일하게 혼합되게 된다.

상기와 같은 순서로 진행되는 본 발명에 따른 고로용 장입물 장입 방법은 철광석(210)과 코크스(100,110)의 효율적인 혼합을 목적으로 하는 것으로서, 철광석(210)과 코크스(100,110)의 효율적인 혼합 및 용융 작용을 위하여 철광석(210)과 코크스(110)를 순차적으로 제 1 서지 호퍼(30)에 장입하는 단계에서 상기 철광석(210)과 코크스(110)의 중량비는 10 : 1인 것이 바람직하다. 그리고, 제 2 서지 호퍼(40)에서 배출되는 코크스(100)의 양은 상기 제 1 서지 호퍼(30)에서 배출되는 코크스(110) 양의 20 ~ 30% 정도를 유지하는 것이 바람직하다. 그래서, 고로(70)로 장입되는 코크스(100,110)의 총량에 대하여 제 1 서지 호퍼(30)에서 배출되는 코크스(110)의 양은 87 ~ 91%이고, 제 2 서지 호퍼(40)에서 배출되는 코크스(100)의 양은 9 ~ 13%인 것이 바람직하다.

상기와 같이 코크스(100,110)의 양의 결정하는 이유는 고로(70) 내부로 장입 되는 철광석(210)과 코크스(100,110)의 양 및 배치가 최적의 조건이 되도록 하여 통기성 및 코크스(210)와 철광석(100,110)의 접촉 면적을 증대하여 환원성을 향상시키기 위함이다.

아래의 표 1은 종래의 장입물 장입 방법에 따른 비교예와 본 발명에 따른 실시예를 비교한 표이다.

구분	비교예	실시예
통기성	통기성 저조 ↓ 미분탄 4~5ton/ch 장입	통기성 향상 ↓ 미분탄 8~11ton/ch 장입
환원제비	분포제어에 의존 ↓ C3량 줄이기 어려움 (13~16ton/2ch)	넓은 면적의 혼합층 형성 ↓ C3량 대폭 줄일 수 있음 (3~5ton/2ch) ↓ ηCO 향상
노황 내력	- yard coke, 소결광 사용시 노황변동 - PCI 미점탄 증사용시 풍압상승 및 Gas류 - 설비 사고시 정상 복귀시간 오래걸림	- 노황변동 빈도 감소 - 미점탄 70%사용시에도 노황변동 없음 - 설비 사고시 정상 복귀시간 대폭 단축

도 1은 장입물을 고로에 장입시키는 과정 및 설비를 개략적으로 보여주는 공정도이고,

도 2는 철광석과 코크스를 서지 호퍼에 장입하기 위하여 이송시키는 것을 보여주는 모식도이며,

도 3은 철광석과 코크스가 혼합되어 이송되는 것을 보여주는 모식도이고,

도 4는 장입물을 노정 호퍼에 장입하기 위하여 이송시키는 것을 보여주는 모식도이며,

도 5는 노정 호퍼에 장입물이 적치된 형태를 보여주는 모식도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10,11: 원료빈 20: 원료빈

13,23: 입도 선별기 15,25: 이송 벨트 컨베이어

17: 소립 소결광 30: 제 1 서지 호퍼

40: 제 2 서지 호퍼 50: 장입 벨트 컨베이어

60: 노정 호퍼 70: 고로

100,110: 코크스 210: 철광석

Claims (4)

1. 고로에 철광석과 코크스를 장입하는 고로용 장입물 장입 방법에 있어서,

   철광석과 코크스를 순차적으로 제 1 서지 호퍼에 장입하는 단계와;

   코크스를 제 2 서지 호퍼에 장입하는 단계와;

   상기 제 1 서지 호퍼에서 철광석과 코크스의 1차 혼합물을 벨트 컨베이어로 배출하고, 상기 제 2 서지 호퍼에서 코크스를 상기 1차 혼합물에 이어서 벨트 컨베이어로 배출하며, 상기 제 1 서지 호퍼에서 철광석과 코크스의 2차 혼합물을 상기 코크스에 이어서 벨트 컨베이어로 배출하는 단계와;

   상기 1차 혼합물, 코크스 및 2차 혼합물을 순차적으로 노정 호퍼로 장입하는 단계와;

   상기 노정 호퍼에 저장된 1차 혼합물, 코크스 및 2차 혼합물을 고로로 장입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로용 장입물 장입 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 철광석과 코크스를 순차적으로 제 1 서지 호퍼에 장입하는 단계에서,

   상기 철광석과 코크스의 중량비는 10 : 1인 것을 특징으로 하는 고로용 장입물 장입 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2 서지 호퍼에서 배출되는 코크스의 양은 상기 1 서지 호퍼에서 배출되는 코크스 양의 20 ~ 30%인 것을 특징으로 하는 고로용 장입물 장입 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 제 1 서지 호퍼에서 배출되는 1차 혼합물 및 2차 혼합물에 혼합되는 코코스의 양은 동일한 것을 특징으로 하는 고로용 장입물 장입 방법.

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