KR20110120447A - 고로 측벽 온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

고로 측벽 온도 조절장치에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 고로에 설치되며, 고로의 내부와 연통되는 랜스부와; 랜스부를 통해 고로에 미분탄이 공급되도록 랜스부에 미분탄을 압송하는 미분탄공급부; 및 고로의 내부에서 용융되어 고로의 측벽에 보호막을 형성하는 광물이 랜스부를 통해 고로에 공급되도록 랜스부에 광물을 압송하는 광물공급부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 랜스부를 통해 고로의 내부에 산화티타늄을 취입하여 국부적으로 상승된 고로 측벽 일부분의 온도 상승을 억제함으로써, 고로 측벽 온도를 신속하고 용이하게 조절할 수 있다.

Description

고로 측벽 온도 조절장치{APPARATUS FOR CONTROLING TEMPERATURE OF BLAST FURNACE}

본 발명은 고로 측벽 온도 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고로 측벽의 온도를 조절하는 고로 측벽 온도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로 공정은 주원료인 철광석과 주연료인 코크스를 고로 상부의 선회슈트를 이용하여 장입하고, 고로 하부의 풍구를 통해서 고온의 열풍과 산소를 불어넣어 고로 내부에 장입된 코크스를 연소대에서 연소시키는 형태로 진행된다. 이때 발생된 고온의 열과 환원 가스에 의해 고로 내부의 철광석은 환원 및 용융되어 선철과 슬래그를 생성하며, 이러한 용융물은 출선구를 통해 배출된다.

고로의 로저와 측벽은 고로 내에서 환원 및 용융된 선철과 슬래그가 로외로 배출될 때까지 고온 용액을 담는 대형 용기로서 통상 카본연와로 축조된다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

본 발명은 고로 측벽 온도를 신속하고 용이하게 조절할 수 있는 고로 측벽 온도 조절장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 고로 측벽 온도 조절장치는: 고로에 설치되며, 상기 고로의 내부와 연통되는 랜스부와; 상기 랜스부를 통해 상기 고로에 미분탄이 공급되도록 상기 랜스부에 미분탄을 압송하는 미분탄공급부; 및 상기 고로의 내부에서 용융되어 상기 고로의 측벽에 보호막을 형성하는 광물이 상기 랜스부를 통해 상기 고로에 공급되도록 상기 랜스부에 상기 광물을 압송하는 광물공급부를 포함한다.

또한, 상기 광물공급부는, 상기 광물을 수용하는 호퍼부와; 상기 호퍼부에 수용된 광물이 압송되도록 상기 호퍼부를 가압하는 가압부; 및 상기 광물이 상기 호퍼부에서 상기 랜스부로 압송되도록 상기 호퍼부와 상기 랜스부를 연결하는 연결부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 랜스부를 통해 상기 고로에 열풍이 분사되도록 상기 랜스부에 열풍을 압송하는 열풍공급부를 더 포함하며, 상기 랜스부는 상기 열풍이 압송되는 대경부와, 상기 미분탄이 압송되는 소경부를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연결부는 상기 대경부와 연결되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광물은 산화티타늄(TiO₂)인 것이 바람직하다.

본 발명의 고로 측벽 온도 조절장치에 따르면, 랜스부를 통해 고로의 내부에 산화티타늄을 취입하여 국부적으로 상승된 고로 측벽 일부분의 온도 상승을 억제함으로써, 고로 측벽 온도를 신속하고 용이하게 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 측벽 온도 조절장치의 설치상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 측벽 온도 조절장치의 구성을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고로 측벽 온도 조절장치의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 측벽 온도 조절장치의 설치상태를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 측벽 온도 조절장치의 구성을 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 측벽 온도 조절장치(100)는 랜스부(110)와, 미분탄공급부(120) 및 광물공급부(130)를 포함한다.

랜스부(110)는 고로(1)에 설치된다. 본 실시예에 따르면, 랜스부(110)는 고로(1)에 설치된 로우 블로우 파이프(Low Blow Pipe; LBP)(10)에 설치된다. 로우 블로우 파이프(10)는 고로(1)의 외부에서 고로(1)를 관통하여 고로(1)의 내부와 연통되며, 랜스부(110)는 로우 블로우 파이프(10)의 내부와 연통되도록 로우 블로우 파이프(10)에 관통되게 설치된다. 일례로서, 랜스부(110)는 관(管) 형상의 대경부(111)와 대경부(111)의 내부에 배치되는 소경부(115)를 포함한다. 소경부(115)의 내부에는 미분탄이 압송되며, 대경부(111)의 내부, 즉 소경부(115)와 대경부(111) 사이에 형성된 공간에는 열풍이 압송된다.

미분탄공급부(120)는 랜스부(110)를 통해 고로(1)의 내부에 미분탄이 공급되도록 랜스부(110)에 미분탄을 압송한다. 이러한 미분탄공급부(120)는 외부의 미분탄공급원(미도시)로부터 미분탄을 공급받으며, 공급받은 미분탄을 랜스부(110)로 압송함으로써, 미분탄이 랜스부(110) 및 로우 블로우 파이프(10)를 통해 고로(1)의 내부에 취입될 수 있도록 한다. 미분탄공급부(120)에 의해 압송된 미분탄은 소경부(115)의 내부를 통해 고로(1)의 내부에 취입된다. 일례로서, 미분탄은 석탄을 가는 입자로 파쇄함으로써 형성된다.

한편, 본 실시예의 고착물 제거기능을 갖는 미분탄 취입장치(100)는 열풍공급부(140)를 더 포함한다. 열풍공급부(140)는 랜스부(110)를 통해 고로(1)의 내부에 열풍이 공급되도록 랜스부(110)에 열풍을 압송한다. 열풍공급부(140)에 의해 압송된 열풍은 대경부(111)의 내부 및 로우 블로우 파이프(10)를 통해 고로(1)의 내부에 공급된다. 미분탄공급부(120) 및 열풍공급부(140)에 의해 랜스부(110)에 압송되어 고로(1)의 내부에 공급되는 미분탄 및 열풍은 고로(1) 내부의 온도를 조절하는데 이용된다.

본 실시예에 따르면, 로우 블로우 파이프(10)는 복수가 구비되며, 이러한 복수의 로우 블로우 파이프(10)는 고로(1)의 둘레를 따라 소정 간격 이격되게 배치된다. 또한, 랜스부(110)는 로우 블로우 파이프(10)의 수에 대응되는 수만큼의 복수가 구비되어 로우 블로우 파이프(10)에 각각 설치된다. 각각의 랜스부(110)는 필요에 따라 미분탄 및 열풍을 고로(1)의 내부에 개별적으로 공급한다.

광물공급부(130)는 광물이 랜스부(110)를 통해 고로(1)에 공급되도록 랜스부(110)에 광물을 압송한다. 본 실시예에서, 관통물은 산화티타늄(TiO₂)인 것으로 예시된다. 산화티타늄은 고온으로 가열된 고로(1)의 내부에서 용융되어 고로(1)의 측벽에 일종의 보호막을 형성한다. 이러한 산화티타늄의 특징 및 작용은 당업자에게 자명한 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다. 본 실시예에 따르면, 광물공급부(130)는 호퍼부(131)와, 가압부(135) 및 연결부(137)를 포함한다.

호퍼부(131)는 광물(이하 "산화티타늄"이라 한다)을 수용한다. 호퍼부(131)는 그 내부가 밀폐될 수 있는 압력용기를 포함하는 형태로 구비되며, 광물공급원(20)으로부터 공급받은 산화티타늄을 내부에 수용한다. 일례로서, 호퍼부(131)에는 수입밸브(132), 배압밸브(133) 등이 구비된다. 수입밸브(132)는 광물공급원(20)과 호퍼부(131) 간의 연결을 개폐하여 호퍼부(131)로의 산화티타늄 공급을 조절하며, 배압밸브(133)는 호퍼부(131)를 개폐하여 호퍼부(131)의 내압을 조절한다.

가압부(135)는 호퍼부(131)에 수용된 산화티타늄이 압송되도록 호퍼부(131)를 가압한다. 일례로서, 가압부(135)는 호퍼부(131)에 압축공기를 공급하는 공기압축기(Air compressor)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 가압부(135)는 밀폐된 호퍼부(131)의 내부에 압축공기를 공급함으로써, 호퍼부(131)에 수용된 산화티타늄이 랜스부(110)로 압송될 수 있도록 호퍼부(131)의 내부를 가압한다.

연결부(137)는 산화티타늄이 호퍼부(131)에서 랜스부(110)로 압송되도록 호퍼부(131)와 랜스부(110)를 연결한다. 연결부(137)는 랜스부(110)의 수에 대응되는 수만큼의 복수가 구비된다. 각 연결부(137)의 일측은 호퍼부(131)에 연결되며, 각 연결부(137)의 타측은 랜스부(110)와 연결된다. 본 실시예에 따르면, 각 연결부(137)의 타측은 각각의 랜스부(110)와 개별적으로 연결되되, 대경부(111)와 연결된다. 따라서, 연결부(137)를 통해 압송되는 산화티타늄은 대경부(111)의 내부를 통해 랜스부(110)에 공급된다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 고로 측벽 온도 조절장치(100)의 작용, 효과에 대하여 설명한다.

고로(1)의 내부에는 철광석과 같은 원료와 코크스와 같은 연료가 장입된다. 고로 내부에 장입된 코크스는 연소대(미도시)에서 연소되어 고온의 열과 환원 가스를 발생시키며, 이때 발생된 고온의 열과 환원 가스에 의해 고로 내부의 철광석은 환원 및 용융되어 선처로가 슬래그를 생성한다.

상기와 같은 고로 공정에서는 환경공해를 감소시키고 코크스 제조비용 저감 및 코크스로 수명을 연장하기 위해 코크스 대체연료로서 미분탄을 취입하여 코크스와 함께 연소시킨다. 본 실시예에 따르면, 미분탄은 미분탄공급부(120)에 의해 압송되어 랜스부(110) 및 로우 블로우 파이프(10)를 통해 고로(1)의 내부에 취입된다.

상기와 같은 과정에서, 고로(1) 측벽 일부분의 온도가 다른 부분보다 상승되는 경우, 본 실시예에 따른 고로 측벽 온도 조절장치(100)는 상승된 고로(1) 측벽 일부분의 온도를 하강시키기 위해 랜스부(110)를 통해 고로(1)의 내부에 산화티타늄을 공급한다.

랜스부(110)를 통한 산화티타늄 공급은 광물공급부(130)에 의해 이루어진다. 이를 위해, 먼저 수입밸브(132)를 개방하여 광물공급원(20)으로부터 호퍼부(131)에 산화티타늄이 공급되도록 하고, 호퍼부(131)에 충분량의 산화티타늄이 수용된 상태에서 수입밸브(132)를 폐쇄한다. 그런 다음, 가압부(135)를 작동시켜 호퍼부(131)의 내부에 압축공기를 공급함으로써 호퍼부(131)의 내부를 가압함으로써 호퍼부(131)의 내압이 상승되도록 한다. 이와 같은 호퍼부(131)의 내압 상승에 의해, 호퍼부(131)에 수용된 산화티타늄은 연결부(137) 측으로 압송된다.

산화티타늄의 공급은 각 연결부(137)에 설치된 개폐밸브(138)의 조절에 의해 선택적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 복수의 연결부(137)에 각각 설치된 개폐밸브(138)의 개폐 동작을 각각 조절하여 복수의 연결부(137) 중 일부의 연결부(137)만 개방되도록 하고, 이에 따라 고로(1)에 설치된 복수의 랜스부(110) 중 선택된 일부의 랜스부(110)에만 산화티타늄의 압송이 이루어지도록 할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 산화티타늄은 복수의 랜스부(110) 중 선택된 일부의 랜스부(110), 즉 다른 부분보다 온도가 상승된 고로(1) 측벽 일부분에 인접되게 설치된 랜스부(110)로 압송된다. 이를 위해, 복수의 연결부(137) 중 선택된 랜스부(110)와 연결된 연결부(137)만이 개방되고, 나머지 연결부(137)는 폐쇄된다. 이에 따라, 산화티타늄의 압송은 선택된 일부의 랜스부(110)로만 이루어지게 된다.

상기와 같이 연결부(137)를 통해 압송되는 산화티타늄은, 선택된 일부의 랜스부(110), 좀 더 구체적으로는 대경부(111)와 소경부(115) 사이에 형성된 공간으로 압송되며, 로우 블로우 파이프(10)를 통해 고로(1)의 내부로 취입된다.

이와 같이 고로(1)의 내부로 취입된 산화티타늄은 고로(1)의 내부에서 탄소(C) 또는 규소(Si)와 반응하여 환원된 후, 탄화티타늄(TiC), 탄화나트륨(TiN)의 형태로 티탄화합물을 형성한다. 즉, 고로(1)의 내부에 취입된 산화티타늄은 고로(1) 측벽, 즉, 그 산화티타늄을 취입시킨 해당 랜스부(110) 및 로우 블로우 파이프(10)에 인접된 부분의 측벽에 티탄화합물을 형성함으로써 고로(1)의 측벽에 일종의 보호막을 형성한다.

이와 같이 티탄화합물에 의해 일종의 보호막이 형성된 고로(1)의 측벽은 티탄화합물에 의해 보호되어 온도 상승이 억제된다. 따라서, 국부적으로 상승된 고로(1) 측벽 일부분의 온도는 산화티타늄 취입량을 조절함으로써 고로(1) 측벽의 다른 부분의 온도와 유사한 온도로 조절될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 실시예의 고로 측벽 온도 조절장치(100)는 랜스부(110)를 통해 고로(1)의 내부에 산화티타늄을 취입하여 국부적으로 상승된 고로(1) 측벽 일부분의 온도 상승을 억제함으로써, 고로(1) 측벽 온도를 신속하고 용이하게 조절할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 고로 측벽 온도 조절장치 110 : 랜스부
111 : 대경부 115 : 소경부
120 : 미분탄공급부 130 : 광물공급부
131 : 호퍼부 135 : 가압부
137 : 연결부 140 : 열풍공급부

Claims (5)

1. 고로에 설치되며, 상기 고로의 내부와 연통되는 랜스부;
   상기 랜스부를 통해 상기 고로에 미분탄이 공급되도록 상기 랜스부에 미분탄을 압송하는 미분탄공급부; 및
   상기 고로의 내부에서 용융되어 상기 고로의 측벽에 보호막을 형성하는 광물이 상기 랜스부를 통해 상기 고로에 공급되도록 상기 랜스부에 상기 광물을 압송하는 광물공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 측벽 온도 조절장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 광물공급부는,
   상기 광물을 수용하는 호퍼부;
   상기 호퍼부에 수용된 광물이 압송되도록 상기 호퍼부를 가압하는 가압부; 및
   상기 광물이 상기 호퍼부에서 상기 랜스부로 압송되도록 상기 호퍼부와 상기 랜스부를 연결하는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 측벽 온도 조절장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 랜스부를 통해 상기 고로에 열풍이 분사되도록 상기 랜스부에 열풍을 압송하는 열풍공급부를 더 포함하며,
   상기 랜스부는 상기 열풍이 압송되는 대경부와, 상기 미분탄이 압송되는 소경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미분탄 취입장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 연결부는 상기 대경부와 연결되는 것을 특징으로 하는 고로 측벽 온도 조절장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 광물은 산화티타늄(TiO₂)인 것을 특징으로 하는 고로 측벽 온도 조절장치.

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