KR20110108994A

KR20110108994A - 열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20110108994A
Application number: KR1020100028520A
Authority: KR
Inventors: 이경욱; 김인수; 정도영
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: KR101175438B1

Abstract

본 발명은 열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 열풍로 내에서 U자관으로 유입되는 혼합가스의 압력을 제어하는 감압 밸브, U자관 내로 유입된 혼합가스 중 고로 가스(BFG)와 코크스 가스(COG)의 밀도차에 의해 위치 이동하는 구슬, U자관 내에서 구슬의 위치를 감지하는 센서부, 및 센서부로부터 감지된 구슬의 위치에 따라 코크스 가스(COG)의 비율을 판단하고, 판단 결과에 따라 열풍로의 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 제어하는 연소 제어부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 송풍모드에서 연소모드로 전환되어 연소가 시작되는 시점에 연소 공연비를 제어하여 불완전연소가 발생하지 않도록 함으로써, 안정적인 연소가 가능함 이점이 있다.

Description

열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법{Apparatus for controlling combustion of hot stove and method thereof}

본 발명은 열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 송풍모드에서 연소모드로 전환되어 연소가 시작되는 시점에 연소 공연비를 제어하여 불완전연소가 발생하지 않도록 하는 열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

열풍로는 연소실과 축열실로 구성된다. 이때, 연소실은 고로가스(BLAST FURNACE GAS, BFG)와 코크스 가스(COKES OVEN GAS, COG)를 혼합한 연소 가스와 공기를 버너(burner)를 통해 연소하여 고온의 열을 발생시킨다. 한편, 축열실은 연소실에서 발생된 고온의 열을 축열 연와에 저장하여 다음 송풍시 필요한 고온의 열을 제공하기 위한 일종의 열저장창고이다.

고로 가스와 코크스 가스의 혼합가스를 연소실에서 연소시켜 발생되는 열을 축열실에 저장 후 송풍기에서 보내진 냉풍으로 축열실을 통과하여 고로로 약 1200℃의 이상의 열풍을 연속적으로 공급한다.

이때, 고로의 PCI(미분탄취입설비)에서는 열풍로의 배가스를 활용하여 용선제조시 보조연료로 사용되는 미분탄을 건조한다.

본 발명의 목적은, 열풍로의 송풍모드에서 연소모드로 전환된 경우 혼합가스 중의 고로 가스와 코크스 가스의 밀도차를 이용하여 공연비를 제어함으로써, 연소 시작 시에 발생할 수 있는 CO 과다 발생으로 인한 PCI 조업 중단을 방지하고자 하는 열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치는, 열풍로 내에서 U자관으로 유입되는 혼합가스의 압력을 제어하는 감압 밸브, 상기 U자관 내로 유입된 혼합가스 중 고로 가스(BFG)와 코크스 가스(COG)의 밀도차에 의해 위치 이동하는 구슬, 상기 U자관 내에서 상기 구슬의 위치를 감지하는 센서부, 및 상기 센서부로부터 감지된 상기 구슬의 위치에 따라 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스(COG)의 비율을 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 열풍로의 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 제어하는 연소 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 연소 제어부는, 상기 구슬의 위치가 상위 기준치 보다 높은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단하여, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 연소 제어부는, 상기 구슬의 위치가 하위 기준치 보다 낮은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스의 비율이 높은 것으로 판단하여, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 센서부는 상기 U자관의 외부 관벽에 배치되며, 상위 기준치 보다 높은 위치에 배치되는 제1 센서, 상기 상위 기준치와 하위 기준치 사이에 배치되는 제2 센서, 및 상기 하위 기준치 보다 낮은 위치에 배치되는 제3 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구슬은, 상기 코크스 가스 보다 밀도가 높고, 상기 고로 가스 보다 밀도가 낮은 것을 특징으로 한다.

상기 구슬의 밀도는, 상기 고로 가스와 상기 코크스 가스의 혼합비에 상기 혼합가스의 압력 값을 곱한 값을 기준으로 결정된 것을 특징으로 한다.

상기 감압 밸브는, 상기 U자관 내의 압력이 대기압보다 높게 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 방법은, 열풍로에서 연소 시작 후, 감압 밸브를 조절하여 열풍로에 연결된 U자관으로 유입되는 혼합가스의 압력을 제어하는 단계, 상기 U자관 내로 유입된 혼합가스 중 고로 가스(BFG)와 코크스 가스(COG)의 밀도차에 의해 이동하는 구슬의 위치를 감지하는 단계, 상기 구슬의 위치에 따라 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스의 비율을 판단하는 단계, 및 상기 판단하는 단계의 판단 결과에 따라 상기 열풍로의 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단하는 단계는, 상기 구슬의 위치가 상위 기준치 보다 높은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 연소 공기의 양을 제어하는 단계는, 상기 판단하는 단계에서 상기 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단된 경우, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 판단하는 단계는, 상기 구슬의 위치가 하위 기준치 보다 낮은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코코스 가스의 비율이 높은 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 연소 공기의 양을 제어하는 단계는, 상기 판단하는 단계에서 상기 코크스 가스의 비율이 높은 것으로 판단된 경우, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구슬의 위치를 감지하는 단계는, 상기 구슬의 위치가 상위 기준치 보다 높은 경우, 상기 상위 기준치 보다 높은 위치에 배치되는 제1 센서에 의해 감지되는 단계, 상기 구슬의 위치가 상기 상위 기준치와 하위 기준치 사이인 경우, 상기 상위 기준치와 하위 기준치 사이에 배치되는 제2 센서에 의해 감지되는 단계, 및 상기 구슬의 위치가 하위 기준치 보다 낮은 경우, 상기 하위 기준치 보다 낮은 위치에 배치되는 제3 센서에 의해 감지되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구슬은, 상기 코크스 가스보다 밀도가 높고, 상기 고로 가스 보다 밀도가 낮은 것을 특징으로 한다.

상기 혼합가스의 압력을 제어하는 단계는, 상기 U자관 내의 압력이 대기압보다 높게 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 송풍모드에서 연소모드로 전환되어 연소가 시작되는 시점에 연소 공연비를 제어하여 불완전연소가 발생하지 않도록 함으로써, 안정적인 연소가 가능함 이점이 있다.

또한, 일시적인 불완전연소로 인해 발생하는 CO 농도 과다로 인한 고로의 PCI 조업 중단을 방지할 수 있어 고로 용선 품질 향상에 기여할 수 있는 이점이 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치의 구성을 설명하는데 참조되는 블록도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치의 구성을 설명하는데 참조되는 구조도이다.
도 3a 내지 도 3c 는 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치에 대한 동작 설명에 참조되는 예시도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치의 구성을 설명하는데 참조되는 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치는 센서부(100), 연소 제어부(200), 감압 밸브(300), 및 연소 공기 공급부(400)를 포함한다.

고로 1기에는 3기의 열풍로가 있어 정해진 사이클에 따라 2기의 열풍기는 연소, 1기의 열풍기는 송풍으로 운전된다. 1기의 열풍로를 기준으로 할 때 연소, 교체, 송풍을 반복하여 연속적인 운전을 한다.

감압 밸브(300)는 열풍로가 송풍모드에서 연소모드로 전환된 경우, 연소 시작 후 열풍로 내에서 U자관으로 유입되는 혼합가스의 압력을 제어한다.

여기서, 감압 밸브(300)는 U자관의 양측에 배치되며, 혼합가스가 유입되는 유입구 측에 배치되는 제1 밸브(310)와, 혼합가스가 배출되는 배출구 측에 배치되는 제2 밸브(330)를 포함한다.

이때, U자관 내부에는 구슬이 구비되고, 구슬은 U자관 내로 유입된 혼합가스 중 고로 가스(Blast Furnace Gas, BFG)와 코크스 가스(Cokes Oven Gas, COG)의 밀도차에 의해 위치 이동한다.

센서부(100)는 U자관 내에서 구슬의 위치를 감지한다. 이때, 센서부(100)에는 구슬의 위치를 감지하기 위한 복수의 센서들이 포함된다. 따라서, 복수의 센서들 중 어느 하나에 의해 구슬이 감지되면, 해당 센서는 구슬의 감지신호를 연소 제어부(200)를 출력한다. 일 예로서, 복수의 센서들은 U자관 내부로 광신호를 출력하는 광센서인 것으로 한다.

연소 제어부(200)는 감압 밸브(300)의 구동을 제어한다. 이때, 연소 제어부(200)는 열풍로에서 연소 시작 후 초기 T 시간 동안 일정시간(t) 간격으로 감압 밸브(300)의 열기(open)/닫기(close) 동작을 제어한다.

여기서, T는 열풍로의 연소실에서 연소가 시작된 후, 연소가 안정화되기 까지 걸리는 시간을 의미하는 것으로, 바람직하게는 5~6분 정도가 적당하다.

예를 들어, 연소 제어부(200)는 열풍로에서 연소 시작 후, 5~6분이 경과하기까지 1분 간격으로 감압 밸브(300)의 열기(open)/닫기(close) 동작을 제어한다.

한편, 연소 제어부(200)는 열풍로에서 연소 시작 후 T 시간이 경과하면, 이후에는 감압 밸브(300)의 열기(open)/닫기(close) 동작을 종료한다.

또한, 연소 제어부(200)는 센서부(100)로부터 감지된 구슬의 위치에 따라 코크스 가스(COG)의 비율을 판단한다. 이때, 연소 제어부(200)는 코크스 가스의 비율에 따라 열풍로의 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 제어하는 제어신호를 연소 공기 공급부(400)로 출력한다.

연소 제어부(200)는 열풍로에서 연소 시작 후 초기 T 시간 동안 일정시간(t) 간격으로 구슬의 위치를 확인하여 연소 공연비를 제어하며, 연소 시작 후 T 시간이 경과하면 이후에는 초기 공연비에 따라 연소 제어하도록 한다.

한편, 연소 공기 공급부(400)는 열풍로에서 연소가 이루어지는 동안 연소실 내로 연소 공기를 공급한다. 연소 공기 공급부(400)는 초기 설정된 공연비에 따라 연소 공기를 공급한다.

이후, 연소 제어부(200)로부터 연소 공기의 양을 제어하는 제어신호가 입력되면, 제어 신호에 따라 연소 공기의 공연비를 제어하여 연소 시작 시에 발생할 수 있는 CO 과다 발생으로 인한 PCI 조업 중단을 방지하고자 한다.

이때, 도 1에 도시된 각 부의 동작 설명은 도 2를 참조하여, 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치의 구성을 설명하는데 참조되는 구조도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치는 열풍로의 배관(10) 상에 U자관(30)을 구비하여, 배관(10) 내의 혼합가스가 U자관(30)으로 유입되도록 한다.

이때, U자관(30)의 양측에는 혼합가스의 유입량 및 U자관(30) 내의 압력을 조절하기 위한 감압 밸브(300)가 배치된다. 바람직하게, 감압 밸브(300)는 U자관(30) 내 압력이 대기압보다 0.2bar 높게 유지되도록 한다.

여기서, 혼합가스가 유입되는 유입구 측에 배치되는 제1 밸브(310)는 솔레노이드 밸브이고, 혼합가스가 배출되는 배출구 측에 배치되는 제2 밸브(330)는 퍼지 밸브인 것으로 한다. 이때, 솔레노이드 밸브와 퍼지 밸브는 서로 연동하여 동작한다.

한편, 혼합가스가 유입된 U자관(30) 내에는 혼합가스 중 고로 가스(BFG)와 코크스 가스(COG)의 밀도차에 의해 위치 이동하는 구슬(70)이 구비된다. 이때, 구슬(70)은 코크스 가스보다 밀도가 높고, 고로 가스 보다 밀도가 낮은 것으로 한다.

일 예로서, 고로 가스의 밀도는 1.35㎏/㎥ 이고, 코크스 가스의 밀도는 0.47㎏/㎥인 때, 구슬(70)의 밀도는 고로 가스와 코크스 가스의 혼합비에 혼합가스의 압력 값을 곱한 값을 기준으로 결정된다.

이때, 코크스 가스와 고로 가스의 비율이 A:B라 가정했을 때, 구슬(70)의 밀도를 구하는 식은 아래 [수학식 1]과 같다.

여기서, d는 구슬(70)의 밀도(㎏/㎥)이고, P는 혼합가스의 압력(bar)이다.

이때, P는 이상기체상태방정식 P=ρRT에 근거한 값으로, 밀도가 압력에 비례한 것을 고려한 것이다. 통상적으로 연료관내 압력은 절대압력으로 1.2bar정도가 되므로 바람직하게, P=101.3×1.2인 것으로 한다. 여기서, ρ는 혼합가스의 밀도(㎏/㎥), R은 기체상수, T는 혼합가스의 기체온도(℃)이다.

또한, 구슬(70)은 U자관(30) 내 고로 가스와 코크스 가스의 밀도차에 따라 위치 이동하게 되는데, 이때 혼합가스 압력으로 인한 구슬(70)의 이탈을 방지하기 위한 메쉬(mesh) 망(90)이 U자관(30) 내부에 배치된다. 한편, 감압 밸브(300)는 구슬(70)의 과도한 움직임을 방지하기 위해 U자관(30) 내 압력을 조절할 수 있다.

구슬(70)이 위치한 U자관(30)의 외부 관벽에는 구슬(70)의 위치를 감지하기 위한 센서들이 배치된다. 각각의 센서들은 구슬(70)이 감지되면, 연소 제어부(200)로 감지 신호를 출력한다. 따라서, 연소 제어부(200)는 구슬(70)에 대한 감지신호가 출력된 센서로부터 구슬(70)의 위치를 확인할 수 있다.

각 센서들의 위치 및 구슬(70)의 위치에 따른 동작 실시예는 도 3a 내지 도 3c의 실시예를 참조하도록 한다.

U자관(30)에는 완전연소되는 공연비에 근거한 구슬(70)의 위치를 기준으로 상위 기준치와 하위 기준치를 갖는다. 이때, 상위 기준치와 하위 기준치는 코크스 가스의 비율을 기준으로 결정된 것이다.

제1 센서(110)는 U자관(30)에서 상위 기준치 보다 높은 위치에 배치되고, 제2 센서(130)는 상위 기준치와 하위 기준치 사이에 배치되며, 제3 센서(150)는 하위 기준치 보다 낮은 위치에 배치된다.

따라서, 연소 제어부(200)는 구슬(70)의 위치가 상위 기준치 보다 높은 경우, 혼합가스 내 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단하여, 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 감소시키는 제어신호를 연소 공기 공급부(400)로 출력한다.

한편, 연소 제어부(200)는 구슬(70)의 위치가 하위 기준치 보다 낮은 경우, 혼합가스 내 코코스 가스의 비율이 높은 것으로 판단하여, 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 증가시키는 제어신호를 연소 공기 공급부(400)로 출력한다.

이때, 연소 제어부(200)에서 출력되는 제어신호는 연소 공연비에 대한 정보를 포함한다. 즉, 연소 제어부(200)는 혼합가스 내 코크스 가스의 비율에 따라 추가 또는 제거할 공기의 양을 산출하여, 연소 공기 공급부(400)로 출력한다.

여기서, 공기의 양을 구하는 식은 아래 [수학식 2]와 같다.

여기서, 초과 코크스 가스량(㎥)은 센서들에 의해 감지된 구슬(70)의 위치로부터 산출되는 값이다.

일 예로서, 구슬의 기준위치는 [수학식 1]의 밀도에 따라 임의값( C )의 위치가 되고, 코크스 비율이 A에서 A'로 증가하여 혼합가스 밀도가 d에서 d'로 변하면, 구슬이 상대적으로 무거워져 하강한다. 이때, 구슬이 하강하는 위치는 C x d'/d가 되고, 초과 코크스 가스량은 혼합 가스량 x (A'-A)가 된다.

한편, 코크스 가스의 이론 공기량은 바람직하게는 4.48로 정의하고, 과잉 공기비는 바람직하게는 1.2로 정의한다.

따라서, 연소 제어부(200)는 [수학식 2]에 구슬(70)의 위치에 따른 초과 코크스 가스량을 적용하여 연소 공연비를 계산하기 위한 공기의 양(㎥)을 산출한다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 장치에 대한 동작 설명에 참조되는 예시도이다.

열풍로의 경우, 연소 시작 시점에서는 연소실 내로 유입되는 유량의 양이 적고, 유량 제어기의 밸브를 조금만 열어도 유량이 갑자기 증가하는 경우가 발생한다.

특히 2대의 열풍로가 거의 동시에 연소 시작될 때, 고로 가스 및 코크스 가스의 유량 제어 밸브가 열리면서, 순간적으로 공연비가 Unbalance 상태가 되어 불완전연소가 되게 된다.

이 경우, 도 3a 및 도 3b에서와 같이, 순간적으로 혼합가스 중 코크스 가스의 비율이 높아지거나, 낮아져 U자관(30) 내의 구슬(70)의 위치가 변화하게 된다.

다시 말해, 도 3a는 구슬(70)이 상위 기준치(P) 보다 높은 위치에 있는 경우의 동작 예를 나타낸 것이다. 구슬(70)이 상위 기준치(P) 보다 높은 위치에 있는 경우에는 제1 센서(110)가 구슬(70)의 위치를 감지하게 된다. 따라서, 제1 센서(110)는 구슬(70)에 대한 감지 신호를 연소 제어부(200)로 출력한다.

연소 제어부(200)는 제1 센서(110)를 통해 구슬(70)에 대한 감지신호가 입력되면, 구슬(70)의 위치가 상위 기준치 보다 높은 것으로 인지하고, 이때 혼합가스 내 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단한다. 따라서, 연소 제어부(200)는 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 감소시키는 제어신호를 출력한다.

한편, 도 3b는 구슬이 하위 기준치 보다 낮은 위치에 있는 경우의 동작 예를 나타낸 것이다. 구슬(70)이 하위 기준치(Q) 보다 낮은 위치에 있는 경우에는 제3 센서(150)가 구슬(70)의 위치를 감지하게 된다. 따라서, 제3 센서(150)는 구슬(70)에 대한 감지 신호를 연소 제어부(200)로 출력한다.

연소 제어부(200)는 제3 센서(150)를 통해 구슬(70)에 대한 감지신호가 입력되면, 구슬(70)의 위치가 하위 기준치(Q) 보다 낮은 것으로 인지하고, 이때 혼합가스 내 코크스 가스의 비율이 높은 것으로 판단한다. 따라서, 연소 제어부(200)는 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 증가시키는 제어신호를 출력한다.

한편, 도 3c는 구슬이 상위 기준치(P)와 하위 기준치(Q) 사이에 위치해 있는 경우의 동작 예를 나타낸 것이다. 구슬(70)이 상위 기준치(P)와 하위 기준치(Q) 사이에 위치해 있는 경우에는 제2 센서(130)가 구슬(70)의 위치를 감지하게 된다. 따라서, 제2 센서(130)는 구슬(70)에 대한 감지 신호를 연소 제어부(200)로 출력한다.

연소 제어부(200)는 제2 센서(130)를 통해 구슬(70)에 대한 감지신호가 입력되면, 구슬(70)이 상위 기준치(P)와 하위 기준치(Q) 사이에 위치한 것으로 인지하고, 이때 혼합가스 내 코크스 가스의 비율이 적당하게 유지되는 것으로 판단한다.

도 4 는 본 발명에 따른 열풍로의 연소 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 순서도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 연소 제어부(200)는 열풍로에서 연소가 시작되면(S500), U자관(30)의 제1 밸브(310) 및 제2 밸브(330)를 열어 열풍로의 배관(10) 내 혼합가스가 U자관(30) 내로 유입되도록 한다(S510). 연소 제어부(200)는 일정시간(t)이 경과하면(S520), 제1 밸브(310) 및 제2 밸브(330)를 닫는다(S530).

이후, 연소 제어부(200)는 제1 센서(110) 내지 제3 센서(150) 중 어느 하나로부터 감지된 신호에 근거하여 U자관(30) 내의 구슬(70)의 위치를 감지한다(S540).

이때, 연소 제어부(200)는 구슬(70)의 위치가 상위 기준치를 초과한 경우(S550), 혼합가스 내 코크스 가스의 비율이 감소한 것으로 판단하여(S551), 코크스 비율 감소량에 해당하는 연소 공기량을 연소실 내로 감소하도록 제어한다(S555).

한편, 연소 제어부(200)는 구슬(70)의 위치가 하위 기준치 미만인 경우(S560), 코크스 비율이 증가한 것으로 판단하여(S561), 연소실 내로 공급되는 연소 공기량을 코크스 비율 증가량에 해당하는 양만큼 증가시킨 후 연소실 내로 공급되도록 제어한다(S565).

한편, 연소 제어부(200)는 구슬(70)의 위치가 상위 기준치와 하위 기준치 사이에 위치한 경우에는 혼합가스 내 코크스 가스의 비율이 적당하게 유지되는 것으로 판단하여(S570), 현재 연소실 내로 공급된 연소 공기량은 유지하도록 한다.

'S510' 내지 'S580' 과정은 연소 시작 후 T 시간이 경과하기 전까지 t시간 간격으로 반복되어 수행된다.

만일, 연소 시작 후 T 시간이 경과하면(S590), 연소 제어부(200)는 연소실 내의 연소가 안정화된 것으로 판단하여 초기 공연비에 따라 연소 제어하도록 한다(S600).

이상과 같이 본 발명에 의한 열풍로의 연소 제어 장치 및 그 방법은 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

100: 센서부 110: 제1 센서
130: 제2 센서 150: 제3 센서
200: 연소 제어부 300: 감압 밸브
310: 제1 밸브 330: 제2 밸브
400: 연소 공기 공급부

Claims

열풍로에서 연소 시작 후, 상기 열풍로 내에서 U자관으로 유입되는 혼합가스의 압력을 제어하는 감압 밸브;
상기 U자관 내로 유입된 혼합가스 중 고로 가스(BFG)와 코크스 가스(COG)의 밀도차에 의해 위치 이동하는 구슬;
상기 U자관 내에서 상기 구슬의 위치를 감지하는 센서부; 및
상기 센서부로부터 감지된 상기 구슬의 위치에 따라 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스(COG)의 비율을 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 열풍로의 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 제어하는 연소 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연소 제어부는,
상기 구슬의 위치가 상위 기준치 보다 높은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단하여, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 감소시키는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연소 제어부는,
상기 구슬의 위치가 하위 기준치 보다 낮은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코코스 가스의 비율이 높은 것으로 판단하여, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 증가시키는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 연소 제어부는,
상기 열풍로에서 연소 시작 후 일정시간이 경과하면, 초기 공연비에 따라 연소 제어하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 센서부는, 상기 U자관의 외부 관벽에 배치되며,
상위 기준치 보다 높은 위치에 배치되는 제1 센서, 상기 상위 기준치와 하위 기준치 사이에 배치되는 제2 센서, 및 상기 하위 기준치 보다 낮은 위치에 배치되는 제3 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구슬은,
상기 코크스 가스보다 밀도가 높고, 상기 고로 가스 보다 밀도가 낮은 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 구슬의 밀도는,
상기 고로 가스와 상기 코크스 가스의 혼합비에 상기 혼합가스의 압력 값을 곱한 값을 기준으로 결정된 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감압 밸브는,
상기 U자관 내의 압력이 대기압보다 높게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 감압 밸브는,
상기 U자관의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
열풍로에서 연소 시작 후, 감압 밸브를 조절하여 열풍로에 연결된 U자관으로 유입되는 혼합가스의 압력을 제어하는 단계;
상기 U자관 내로 유입된 혼합가스 중 고로 가스(BFG)와 코크스 가스(COG)의 밀도차에 의해 이동하는 구슬의 위치를 감지하는 단계;
상기 구슬의 위치에 따라 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스의 비율을 판단하는 단계; 및
상기 판단하는 단계의 판단 결과에 따라 상기 열풍로의 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 구슬의 위치가 상위 기준치 보다 높은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 연소 공기의 양을 제어하는 단계는,
상기 판단하는 단계에서 상기 코크스 가스의 비율이 낮은 것으로 판단된 경우, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 감소시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 구슬의 위치가 하위 기준치 보다 낮은 경우, 상기 혼합가스 내 상기 코코스 가스의 비율이 높은 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 연소 공기의 양을 제어하는 단계는,
상기 판단하는 단계에서 상기 코크스 가스의 비율이 높은 것으로 판단된 경우, 상기 연소실 내로 공급되는 연소 공기의 양을 증가시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 구슬의 위치를 감지하는 단계는,
상기 구슬의 위치가 상위 기준치 보다 높은 경우, 상기 상위 기준치 보다 높은 위치에 배치되는 제1 센서에 의해 감지되는 단계;
상기 구슬의 위치가 상기 상위 기준치와 하위 기준치 사이인 경우, 상기 상위 기준치와 하위 기준치 사이에 배치되는 제2 센서에 의해 감지되는 단계; 및
상기 구슬의 위치가 하위 기준치 보다 낮은 경우, 상기 하위 기준치 보다 낮은 위치에 배치되는 제3 센서에 의해 감지되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 구슬은,
상기 코크스 가스보다 밀도가 높고, 상기 고로 가스 보다 밀도가 낮은 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 16에 있어서,
상기 구슬의 밀도는,
상기 고로 가스와 상기 코크스 가스의 혼합비에 상기 혼합가스의 압력 값을 곱한 값을 기준으로 결정된 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 혼합가스의 압력을 제어하는 단계는,
상기 U자관 내의 압력이 대기압보다 높게 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 열풍로에서 연소 시작 후 일정시간이 경과하면, 초기 공연비에 따라 연소 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍로의 연소 제어 방법.