KR20120020363A

KR20120020363A - 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법

Info

Publication number: KR20120020363A
Application number: KR1020100083935A
Authority: KR
Inventors: 최원석; 김유나; 김태민; 윤호준; 이영재
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2010-08-30
Filing date: 2010-08-30
Publication date: 2012-03-08
Also published as: KR101160004B1

Abstract

본 발명은 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법에 관한 것으로, 실제 고로로 공급되는 미분탄을 샘플링(S10)하고, 샘플의 휘발분 함량(S20)으로부터 혼합비를 예측(S30)함과 더불어 샘플의 입도를 분석(S25)하여 입도분포를 산출(S35)하여, 예측(계산)값과 최적값을 비교(S40)하고, 그 차를 보정한다(S50).
따라서, 고로로 공급되는 미분탄의 혼합비와 입도분포가 점차 최적화됨으로써 미분탄의 취입성과 연소성이 향상된다.

Description

고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법{method for controlling the mixture ratio of pulverized coal injection into blast furnace}

본 발명은 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법에 관한 것으로, 특히 효율적이고 안정적인 고로 조업을 위해 미분탄의 혼합비를 최적화할 수 있도록 된 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법에 관한 것이다.

고로에는 철광석과 코크스 뿐만 아니라 미분탄을 함께 취입하고 있다.

상기 미분탄은 파쇄설비를 이용하여 석탄을 미세한 입도로 작게 분쇄한 것이다.

상기 미분탄의 취입은 고로 연소대의 연소상태에 큰 영향을 미친다.

통상 상기 미분탄은 원가 절감 및 연소성 향상을 위해 특성이 다른 이종의 탄종을 혼합하여 사용하고 있다.

본 발명은 고로에 취입되는 미분탄의 혼합비를 이론적인 최적값으로 수렴하도록 제어함으로써 미분탄의 취입성과 연소성을 향상시키고, 고로 조업의 효율 및 안정성을 향상시킬 수 있도록 된 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 미분탄을 샘플링하는 샘플링 단계와,

상기 샘플링 단계에서 샘플링된 미분탄 샘플로부터 휘발분 함량을 측정하는 휘발분 함량 측정단계와,

상기 휘발분 함량 측정단계에서 측정된 휘발분 함량으로부터 공급되고 있는 미분탄의 혼합비를 예측(계산)하는 혼합비 예측(계산) 단계와,

상기 혼합비 예측(계산)단계에서 계산된 혼합비와 이론적인 최적값을 비교하여 그 차를 산출하는 예측값과 최적값 비교단계와,

상기 예측값과 최적값 비교단계에서 산출된 예측값과 최적값의 차량을 보정하는 차량 보정단계

를 포함한다.

또한, 상기 차량 보정단계는 원료탄 사일로의 각 탄종별 절출량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 샘플링 단계 이후에 샘플링된 미분탄의 입도를 분석하는 입도분석단계와,

상기 입도분석단계의 결과 데이터에 의해 미분탄의 입도분포를 계산하는 입도분포 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차량 보정단계는 파쇄장치에서 백필터를 거쳐 미분탄저장조로의 분급량을 조절하고, 상기 파쇄장치로 공급되는 건조가스의 온도를 조정하는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,

실제 공급되는 미분탄을 샘플링하여 그 미분탄의 혼합비와 입도분포를 예측(계산)하고, 상기 예측값(계산값)과 미리 설정된 최적값을 비교한 후, 그 차량을 보정할 수 있게 된다.

따라서, 고로로 공급되는 미분탄의 혼합비와 입도분포가 점차 최적화되어 취입성과 연소성이 향상됨으로써 고로 조업의 효율성과 안정성이 향상된다.

도 1은 미분탄 취입 설비의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 미분탄의 혼합비 제어방법의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 미분탄의 혼합비 제어방법의 또 다른 실시예의 구성도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 미분탄을 고로에 취입하기 위한 미분탄 취입설비는 이종의 원료탄이 저장되어 있는 복수의 원료탄 사일로(10)와, 상기 원료탄 사일로(10)로부터 원료탄을 공급받아 임시로 중간 저장하는 원료탄 저장조(20)와, 상기 원료탄 저장조(20)로부터 원료탄을 공급받아 파쇄하는 파쇄장치(30)와, 상기 파쇄장치(30)에서 파쇄된 미분탄을 저장하는 미분탄저장조(50)와, 상기 미분탄저장조(50)로부터 미분탄을 공급받는 이송호퍼(60)와, 상기 이송호퍼(60)의 미분탄을 넘겨받는 취입호퍼(70)를 포함하며, 상기 취입호퍼(70)의 미분탄이 고로(90)로 취입된다.

상기 파쇄장치(30)와 미분탄저장조(50)의 사이에는 백필터(40)가 설치되고, 상기 백필터(40)의 하부에 샘플링포트가 형성된다.

상기 샘플링포트에 미분탄 샘플링 및 성분/입도 분석장치(90)가 연결된다.

또한, 상기 파쇄장치(30)에 건조가스 발생장치(100)가 연결 설치되어, 상기 파쇄장치(30)로 건조가스를 공급한다.

따라서, 상기 원료탄 사일로(10)로부터 원료탄 저장조(20), 파쇄장치(30), 백필터(40), 미분탄 저장조(50), 이송호퍼(60), 취입호퍼(70)를 순차적으로 거쳐 이종 탄종이 혼합된 상태의 미분탄이 고로(80)에 취입된다.

본 발명은 상기 백필터(40)의 배출측에 설치된 미분탄 샘플링 및 성분/입도 분석장치를 통해 샘플링된 미분탄 즉, 고로(80)에 실제 취입될 미분탄의 혼합비를 예측(계산)할 수 있다.

미분탄 혼합 탄종의 혼합비 및 입도 분포의 측정은 고정탄소 함량이 높은 탄종과 휘발분 함량이 높은 탄종을 각각의 단일 및 혼합 탄종을 75㎛ 이하로 파쇄한 후 각각의 샘플에 대하여 입도 분석 및 공업 분석을 실시하였다.

상기 입도 분석 결과로부터 미분탄의 입도 분포를 확인하고, 공업 분석 결과로 얻어진 수분, 고정탄소, 회분, 휘발분량 등에 대하여 정확한 비율로 탄종을 혼합하여 혼합비를 계산해 본 결과, 휘발분 함량을 기준으로 혼합비를 예측(계산)하는 것이 가장 정확함을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명은 샘플링 후 미분탄의 혼합비를 예측(계산)함에 있어서 미분탄의 휘발분 함량을 측정한다.

즉, 본 발명은 상기 백필터(40) 하부의 위치-파쇄장치(30)에 의해 고로(80)에 취입될 입도로 파쇄된 상태이고, 그러한 상태의 미분탄을 샘플링하기 용이한 위치-에서 실제 고로 취입을 위해 공급되는 미분탄을 샘플링하는 샘플링 단계(S10)와, 상기 샘플링 단계(S10)에서 샘플링된 미분탄 샘플로부터 휘발분 함량을 측정하는 휘발분 함량 측정단계(S20)와, 상기 휘발분 함량 측정단계(S20)에서 측정된 단일 탄종 및 혼합 탄종의 휘발분 함량으로부터 공급되고 있는 미분탄의 혼합비를 예측(계산)하는 혼합비 예측(계산) 단계(S30)와, 상기 혼합비 예측(계산)단계(S30)에서 계산된 혼합비와 이론적인 최적값을 비교하여 그 차를 산출하는 예측값과 최적값 비교단계(S40)과, 상기 예측값과 최적값 비교단계(S40)에서 산출된 예측값과 최적값의 차량을 보정하는 차량 보정단계(S50)을 포함한다.

상기 휘발분 측정단계(S20)에서는 일반적인 공업분석을 실시하여 채취된 미분탄 샘플의 휘발분 함량을 측정해낸다.

상기 혼합비 예측(계산)단계에서 미분탄의 혼합비는 다음과 같은 방법으로 계산된다.

[A * X₁] + [B * (1 - X₁)] = C

X₁ = (C - B)/(A - B) ( ∴ 혼합비 = A탄종 X%, B탄종 (1-X)% )

여기서, A ; 반무연탄의 휘발분 함량

B ; 미점탄의 휘발분 함량

C ; 혼합 탄종의 휘발분 함량이다.

A탄종 전체의 혼합비율은 각 구간의 혼합비율과 질량 분률의 곱의 합으로 계산된다.

X = (X₁ * M₁)+(X₂ * M₂)+(X₃ * M₃)+ … +(X_n * M_n)

B탄종의 혼합비 = 1 - A탄종 혼합비가 된다.

상기의 과정을 통해 미분탄의 혼합비가 예측(계산)되면, 이어 상기 예측값과 최적값 비교단계(S40)을 통해 실제 미분탄의 혼합비와 이론적인 최적 혼합비를 비교하여, 그 차를 산출한다.

이후, 상기 차량 보정단계(S50)에서는 예측(계산)된 즉, 실제 공급되는 미분탄의 혼합비와 최적 혼합비의 차를 보정한다.

상기 실제 혼합비와 이론적인 최적 혼합비의 차의 보정은 상기 원료탄 사일로(10)의 각 탄종별 절출량을 조절함으로써 이루어진다.

한편, 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 샘플링 단계(S10)이후, 샘플링된 미분탄의 입도를 분석하는 입도분석단계(S25)와, 상기 입도분석단계(S25)의 결과 데이터를 가지고 미분탄의 입도분포를 계산하는 입도분포 계산단계(S35)를 포함한다.

상기 입도분석과 입도분포 계산은 종래의 통상적인 방법에 의해 수행되므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같이 실제 공급되는 미분탄의 입도분포가 계산되면, 상기 예측값과 최적값 비교단계(S40)에서 상기 계산 입도분포와 이론적인 최적 입도분포를 비교한다.

이후, 상기 예측값과 최적값 비교단계(S40)에서 산출된 입도분포 차를 상기 차량 보정단계(S50)에서 보정한다.

상기 입도분포의 보정은 상기 파쇄장치(30)에서 백필터(40)를 거쳐 미분탄저장조(50)로의 분급량을 조절하고, 상기 건조가스 발생장치(100)의 건조가스 온도를 조정함으로써 가능하다.

상기 파쇄장치(30)로는 예를 들어 수직 롤러 밀을 사용할 수 있다.

상기와 같은 방법에 따라 혼합비와 입도분포가 보정된 미분탄은 고로로 공급되는 과정에서 다시 동일 위치(상기 백필터(40)의 하부위치)에서 샘플링되고, 전술한 방법들을 반복하게 된다.

상기 방법의 반복에 따라, 고로로 공급되는 미분탄의 혼합비와 입도분포는 점차 이론적인 최적값에 가까워지게 됨으로써 미분탄의 취입성 및 연소성이 향상될 수 있고, 이에 고로의 조업이 효율적이고 안정적으로 이루어지게 된다.

10 : 원료탄 사일로 20 : 원료탄 저장조
30 : 파쇄설비 40 : 백필터
50 : 미분탄 저장조 60 : 이송호퍼
70 : 취입호퍼 80 : 고로
90 : 샘플링 및 성분/입도 분석장치 100 : 건조가스 발생장치

Claims

미분탄을 샘플링하는 샘플링 단계와,
상기 샘플링 단계에서 샘플링된 미분탄 샘플로부터 휘발분 함량을 측정하는 휘발분 함량 측정단계와,
상기 휘발분 함량 측정단계에서 측정된 휘발분 함량으로부터 공급되고 있는 미분탄의 혼합비를 예측(계산)하는 혼합비 예측(계산) 단계와,
상기 혼합비 예측(계산)단계에서 계산된 혼합비와 이론적인 최적값을 비교하여 그 차를 산출하는 예측값과 최적값 비교단계와,
상기 예측값과 최적값 비교단계에서 산출된 예측값과 최적값의 차량을 보정하는 차량 보정단계
를 포함하는 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량 보정단계는 원료탄 사일로의 각 탄종별 절출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 샘플링 단계 이후에 샘플링된 미분탄의 입도를 분석하는 입도분석단계와,
상기 입도분석단계의 결과 데이터에 의해 미분탄의 입도분포를 계산하는 입도분포 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 차량 보정단계는 파쇄장치에서 백필터를 거쳐 미분탄저장조로의 분급량을 조절하고, 상기 파쇄장치로 공급되는 건조가스의 온도를 조정하는 것을 특징으로 하는 고로 취입용 미분탄의 혼합비 제어방법.