KR20120074084A - Staic cooler with advanced cooling efficiency - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A static cooling apparatus for cooling gas with improved cooling efficiency is provided to decrease the temperature of gas and dust by using cooking jackets installed in the both sides of a heat storage plate. CONSTITUTION: A static cooling apparatus(100) for cooling gas with improved cooling efficiency comprises an outer frame(110), a cooling jacket(120), and thermal storage boards(130). High temperature gas and dust pass through the inner opening(111) of an outer frame. The cooling jackets are installed in the both facing ends of the outer frame. A coolant passage is formed in the cooling jacket. The thermal storage boards are arranged in the opening of the outer frame and the thermal storage boards connect the cooling jackets.

Description

냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치{STAIC COOLER WITH ADVANCED COOLING EFFICIENCY}Static cooler for gas cooling with improved cooling efficiency {STAIC COOLER WITH ADVANCED COOLING EFFICIENCY}

본 발명은 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로 또는 전기로에 용선이나 고철을 장입할 때 발생하는 고열의 가스와 먼지가 효율적으로 냉각되도록 별도의 냉각재킷을 통해 축열판이 냉각되도록 한 냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치에 관한 것이다.The present invention relates to a static cooler device for gas cooling, and more particularly, so that the heat storage plate is cooled through a separate cooling jacket to efficiently cool high-temperature gas and dust generated when charging molten iron or scrap metal into a converter or an electric furnace. The present invention relates to a static cooler device for gas cooling with improved cooling efficiency.

전로의 제강공장에서 주로 이루어지고 있는 산소취련 제강법은 고순도의 산소를 산소랜스로 전로내의 용철 표면에 분사시킴으로써 용철내에 융화된 불순물을 산화 제거시켜 제강하는 방법이다.Oxygen-blown steelmaking, which is mainly used in steel mills in converters, is a method of oxidizing and removing the molten impurities in molten iron by injecting oxygen of high purity into the molten iron surface in the converter with oxygen lance.

이때, 산화반응에 의해 발생한 전로내 배가스는 덕트를 거쳐 1차집진기를 통과하는 동안 냉각되고, 또 그 배가스 중의 분진이 제거된다. 그리고, 1차집진기를 거친 배가스는 다시 2차집진기에서 재냉각 및 집진이 된 후 유인송풍기를 통해서 빠져 나가며, 집진 처리된 배가스는 방수변을 통해서 스택으로 보내어 연소시킨 후 대기 중에 날려버리거나, 배가스 중의 CO가스 순도가 높을 경우에는 연료로서의 재사용을 목적으로 저장탱크에 저장된다.At this time, the exhaust gas in the converter generated by the oxidation reaction is cooled while passing through the primary dust collector through the duct, and the dust in the exhaust gas is removed. The exhaust gas passing through the primary dust collector is recooled and collected in the secondary dust collector, and then exits through the manned blower, and the collected exhaust gas is sent to the stack through a watertight valve to be burned and then blown into the atmosphere or in the exhaust gas. If the CO gas purity is high, it is stored in a storage tank for reuse as fuel.

아울러, 이러한 제강공정에서 용선 또는 고철을 전로 혹은 전기로로 장입할 때 발생되는 먼지를 포집하기 위해 장입후드가 설치되며, 이 장입후드는 순간적으로 밀려드는 고열의 가스와 먼지를 포집하기 위해 냉각이 요구된다.In addition, a charging hood is installed to collect dust generated when charging molten iron or scrap metal into a converter or an electric furnace in this steelmaking process, and the charging hood requires cooling to capture a high temperature gas and dust that are momentarily pushed in. do.

이를 위해, 종래에는 국제출원 제WO2005/035797호 "Method for collecting and treating reaction gases from a production plant for molten metal and dust-removing machine therefor"에 개시된 바와 같이 평판형 축열판을 사용한 스태틱 쿨러(Static Cooler)가 사용되고 있다.
To this end, conventionally, a static cooler using a plate heat storage plate as disclosed in WO 2005/035797 "Method for collecting and treating reaction gases from a production plant for molten metal and dust-removing machine therefor". Is being used.

도1은 종래 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치를 나타낸 개략도로서, 상기 스태틱 쿨러장치(10)에는 고열의 가스와 먼지를 냉각시키기 위한 축열판(11)이 구비되는데, 고열의 가스와 먼지가 상대적으로 온도가 낮은 상기 축열판(11)과 접촉하면서 열교환을 하여 냉각된다.1 is a schematic view showing a static gas cooler device for conventional gas cooling, wherein the static cooler device 10 is provided with a heat storage plate 11 for cooling high-temperature gas and dust, wherein the high-temperature gas and dust have a relatively high temperature. Is cooled by heat exchange while in contact with the low heat storage plate (11).

참고로, 제강공정에서는 약 1시간 간격으로 취련을 수행하며, 이때 고열의 가스가 발생되어 전로상부 장입후드로 유입되는바 그 이외의 시간에는 저온의 가스가 발생된다. 따라서, 저온이 유지될 때 축열판이 냉각되었다가 고온이 발생될 때 상대적으로 온도가 낮은 축열판이 고온의 가스 및 먼지와 열교환하면서 냉각시킨다.
For reference, in the steelmaking process, blowing is performed at an interval of about 1 hour. At this time, high-temperature gas is generated and flows into the upper charging hood of the converter. Therefore, when the low temperature is maintained, the heat storage plate is cooled, and when a high temperature is generated, the heat storage plate having a relatively low temperature is cooled while exchanging heat with hot gas and dust.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 스태틱 쿨러장치는 쿨러의 전, 후단에서 가스의 온도변화를 측정하여 보면 큰 차이가 없어 냉각효율이 지극히 낮음을 알 수 있다.However, in the conventional static cooler device as described above, when the temperature change of the gas is measured at the front and rear ends of the cooler, it can be seen that the cooling efficiency is extremely low because there is no big difference.

그 이유는 최근에는 고생산으로 인하여 취련 주기가 짧아지고 1, 2차 취련과 같은 조업 형태의 변경에 의하여 고열 발생 시간은 증가하고, 냉각시간은 감소함에 따라 축열판이 충분히 냉각되지 못하기 때문인 것으로 파악된다.The reason for this is that in recent years, due to high production, the blow cycle is shortened and the heat generation time is increased due to the change of operation type such as the first and second blow, and the heat storage plate is not sufficiently cooled as the cooling time decreases. do.

또한, 축열판의 온도가 높게 유지됨에 따라 축열판과 그 축열판을 지지하고 있는 아웃터프레임에도 손상이 발생하여 과도한 정비비가 소요된다.
In addition, as the temperature of the heat storage plate is maintained high, damage occurs to the heat storage plate and the outer frame supporting the heat storage plate, and excessive maintenance costs are required.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 축열판의 양단에 별도의 냉매가 흐르는 냉각재킷을 마련하여 상기 축열판을 지나가는 고열의 가스 및 먼지의 냉각효율을 증대시키는데 있다.
The present invention is to solve the problems as described above, the object is to provide a cooling jacket in which a separate refrigerant flows at both ends of the heat storage plate to increase the cooling efficiency of the high-temperature gas and dust passing through the heat storage plate.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은, In order to solve the above-mentioned problems,

전로 또는 전기로에 용선이나 고철을 장입할 때 발생하는 고열의 가스와 먼지를 포집하기 위해 상기 가스와 먼지가 지나가는 유로 상에 구비되는 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치에 있어서,In the static cooler for gas cooling provided on the flow path through which the gas and dust pass to collect the high-temperature gas and dust generated when charging molten iron or scrap metal into the converter or electric furnace,

상기 고열의 가스와 먼지가 지나가도록 내부에 개구부가 형성된 아웃터프레임;An outer frame having an opening formed therein to allow the high temperature gas and dust to pass therethrough;

상기 아웃터프레임의 서로 마주보는 양단에 냉매가 지나가는 유로가 형성된 냉각재킷;A cooling jacket having a flow path through which refrigerant passes at both ends of the outer frame facing each other;

상기 아웃터프레임의 개구부 상에 다수개가 일정한 간격으로 배치되며, 상기 냉각재킷을 서로 연결하는 구조로 설치된 축열판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치를 제공한다.A plurality of heat storage plates disposed on the openings of the outer frame at regular intervals and installed in a structure connecting the cooling jackets to each other provide a static cooler device having improved cooling efficiency.

또한 상기 냉각재킷의 유입구는 냉각수공급펌프와 연결되어 냉각수를 공급받는 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet of the cooling jacket is connected to the cooling water supply pump, characterized in that the cooling water is supplied.

여기서 상기 냉각재킷의 배출구는 보일러와 연결되어 냉각재킷 내부에서 가열된 냉각수를 보일러로 공급하여 열에너지를 재활용하는 것을 특징으로 한다. The outlet of the cooling jacket is connected to the boiler, characterized in that for supplying the cooling water heated in the cooling jacket to the boiler to recycle the thermal energy.

또한 상기 냉각재킷의 유입구 및 배출구는 냉각기와 연결되어 냉매의 증발-응축 작용이 계속적으로 일어나는 것을 특징으로 한다.
In addition, the inlet and outlet of the cooling jacket is connected to the cooler, characterized in that the evaporation-condensation action of the refrigerant occurs continuously.

본 발명에 의하면, 고열의 가스 및 먼지와 접촉되는 축열판의 양단에 별도의 냉매가 지나가는 냉각재킷을 마련하여 상기 축열판의 온도가 항상 낮게 유지됨으로써 가스와 먼지의 온도가 크게 하강하는 효과가 있다.According to the present invention, by providing a cooling jacket through which a separate refrigerant passes at both ends of the heat storage plate in contact with the high-temperature gas and dust, the temperature of the heat storage plate is always kept low, thereby greatly reducing the temperature of the gas and dust. .

또한, 상기 냉매로써 냉각수를 이용할 경우에는 축열판과의 열교환에 의해 가열된 냉각수를 보일러에 공급하여 온수로 사용할 수 있기 때문에 열에너지를 재활용할 수 있는 장점이 있다.
In addition, when the cooling water is used as the refrigerant, since the cooling water heated by heat exchange with the heat storage plate can be supplied to the boiler and used as hot water, thermal energy can be recycled.

도1은 종래 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치를 나타낸 개략도,
도2는 본 발명에 따른 냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치를 나타낸 개략도,
도3은 본 발명에 따른 스태틱 쿨러장치를 통과한 가스의 온도변화를 종래기술과 비교하여 나타낸 그래프.1 is a schematic view showing a static cooler device for conventional gas cooling;
Figure 2 is a schematic diagram showing a static cooler device for gas cooling improved cooling efficiency according to the present invention,
Figure 3 is a graph showing the temperature change of the gas passing through the static cooler device according to the present invention in comparison with the prior art.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2를 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명은 전로 또는 전기로에 용선이나 고철을 장입할 때 발생하는 고열의 가스 및 먼지를 포집하기 위해 상기 가스와 먼지가 지나가는 유로 상에 구비되는 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치(100)에 관한 것으로, 고온의 가스 및 먼지의 냉각 효율이 개선되도록 하는데 특징이 있다.Referring to Figure 2, the present invention, the present invention is for gas cooling provided on the flow path for passing the gas and dust to collect the high-temperature gas and dust generated when charging molten iron or scrap metal into the converter or electric furnace The present invention relates to a static cooler device 100, and is characterized in that the cooling efficiency of hot gas and dust is improved.

본 발명은 크게 아웃터프레임(110)과, 냉각재킷(120)과, 축열판(130)을 포함하여 이루어지는데, 상기 아웃터프레임(110)은 본 발명의 타 구성들이 지지되도록 소정의 강도의 강성을 보유하며, 상기 고열의 가스와 먼지가 지나갈 수 있도록 내부에 소정의 면적을 갖는 개구부(111)가 형성된다.The present invention largely comprises an outer frame 110, a cooling jacket 120, and a heat storage plate 130, the outer frame 110 is a rigidity of a predetermined strength so that other components of the present invention are supported. The opening 111 has a predetermined area therein so as to allow the high temperature gas and dust to pass therethrough.

또한, 상기 냉각재킷(120)은 상기 아웃터프레임(110)의 서로 마주보는 양단에 배치되는 것으로, 상기 냉각재킷(120)의 내부에는 냉매가 지나갈 수 있도록 유로가 형성된다.In addition, the cooling jacket 120 is disposed at both ends of the outer frame 110 facing each other, the flow path is formed in the cooling jacket 120 to allow the refrigerant to pass through.

상기 냉각재킷(120)의 일측에는 냉각재킷(120) 내부로 냉매가 유입될 수 있도록 하는 유입구(121)가 형성되고, 상기 냉각재킷(120)의 타측에는 냉각재킷(120) 외부로 냉매가 배출되도록 하는 배출구(122)가 형성된다.An inlet 121 is formed at one side of the cooling jacket 120 to allow the refrigerant to flow into the cooling jacket 120, and the refrigerant is discharged to the outside of the cooling jacket 120 at the other side of the cooling jacket 120. An outlet 122 is formed to allow.

또한, 상기 축열판(130)은 아웃터프레임(110)의 개구부(111) 상에 다수개가 일정한 간격으로 이격되게 배치되어 상기 개구부(111)를 지나가는 고열의 가스 및 먼지와 접촉되도록 한다.In addition, the heat storage plate 130 is disposed on the opening 111 of the outer frame 110 to be spaced apart at regular intervals to contact the high temperature gas and dust passing through the opening 111.

즉, 상기 축열판(130)들 사이에 형성된 공간을 통해 고열의 가스와 먼지가 지나가는데, 이 과정에서 축열판(130)과 접촉하면서 상호 열교환을 하여 가스와 먼지는 냉각되고 상기 축열판(130)은 가열된다.That is, gas and dust of high heat pass through a space formed between the heat storage plates 130, and in this process, gas and dust are cooled by mutual heat exchange while contacting the heat storage plate 130, and the heat storage plate 130 is cooled. Is heated.

이때, 상기 축열판(130)은 양단에 서로 마주보도록 배치되어 있는 상기 냉각재킷(120)을 서로 연결하는 구조로 설치되어 상기 냉각재킷(120)과 다시 열교환을 할 수 있도록 마련되는 것이 좋다.At this time, the heat storage plate 130 is installed in a structure that connects the cooling jacket 120 arranged to face each other at both ends is preferably provided to be able to exchange heat again with the cooling jacket 120.

따라서, 상기 냉각재킷(120) 내부를 흐르는 냉매에 의하여 상기 축열판(130)은 냉각되고, 상기 냉각된 축열판(130)이 고온의 가스와 접촉하면서 열교환에 의해 가열되면 그 열을 다시 냉각재킷(120) 내부의 냉매에 전달하여 냉매가 가열되도록 하며, 이렇게 가열된 냉매는 냉각재킷(120)의 배출구(122)를 통해 외부로 배출된다.Therefore, when the heat storage plate 130 is cooled by the refrigerant flowing inside the cooling jacket 120, and the cooled heat storage plate 130 is heated by heat exchange while being in contact with a hot gas, the heat is cooled again. The refrigerant is delivered to the inside of the coolant 120 so that the coolant is heated. The heated coolant is discharged to the outside through the outlet 122 of the cooling jacket 120.

여기서, 상기 냉각재킷(120)의 유입구(121)는 외부에 마련된 별도의 냉각수공급펌프(140)와 연결되어 냉매로써 냉각수를 공급받을 수 있는바, 상기 냉각수는 냉각재킷(120) 내부를 흐르면서 상기 축열판(130)을 냉각시키고, 열교환에 의해 가열되면 냉각재킷(120)의 배출구(122)를 통해 외부로 배출된다.Here, the inlet 121 of the cooling jacket 120 may be connected to a separate cooling water supply pump 140 provided outside to receive the cooling water as the refrigerant, and the cooling water flows through the cooling jacket 120. When the heat storage plate 130 is cooled and heated by heat exchange, the heat storage plate 130 is discharged to the outside through the outlet 122 of the cooling jacket 120.

이때, 상기 냉각재킷(120)의 배출구(122)를 통해 외부로 배출되는 냉각수는 고온의 열에너지를 보유하고 있기 때문에 폐기되지 않고 그 열에너지를 재활용하는 것이 바람직한바, 상기 냉각재킷(120)의 배출구(122)는 외부에 별도로 마련된 보일러(150)와 연결되어 가열된 냉각수가 상기 보일러(150)로 공급되도록 하는 것이 좋다.At this time, since the cooling water discharged to the outside through the outlet 122 of the cooling jacket 120 has high temperature thermal energy, it is preferable to recycle the thermal energy without being discarded, and the outlet of the cooling jacket 120 122 is connected to the boiler 150 separately provided to the outside so that the heated cooling water is supplied to the boiler 150.

한편, 상기 냉각재킷(120)에 냉각수가 아닌 냉동사이클에 사용되는 냉매가 사용되는 경우, 상기 냉각재킷(120)의 유입구(121) 및 배출구(122)는 별도의 냉각기와 연결되어 냉매가 계속적으로 순환되면서 증발-압축 작용이 반복됨에 따라 상기 축열판(130)이 냉각되도록 하는 것도 가능하다.
On the other hand, when the refrigerant used in the refrigeration cycle is not used as the cooling water in the cooling jacket 120, the inlet 121 and the outlet 122 of the cooling jacket 120 is connected to a separate cooler and the refrigerant is continuously It is also possible to allow the heat storage plate 130 to be cooled as the evaporation-compression action is repeated while being circulated.

이와 같이 본 발명에서는 축열판(130)이 별도의 냉각재킷(120)을 통해 냉각되도록 함으로써 상기 축열판(130)을 통과하는 고열의 가스 및 먼지의 온도가 현저하게 하강하는바, 도3을 참조하여 살펴보면 본 발명에 따른 스태틱 쿨러장치를 통과하기 전의 가스 입구 온도는 섭씨 약 1000도 정도이나 본 발명의 스태틱 쿨러장치를 통과한 후의 가스 출구 온도는 섭씨 약 500도 이하로 내려가 가스의 온도 하강 효율이 매우 큰 것을 알 수 있다.As described above, in the present invention, the heat storage plate 130 is cooled through a separate cooling jacket 120 so that the temperature of the high-temperature gas and dust passing through the heat storage plate 130 is significantly reduced. When the gas inlet temperature before passing through the static cooler device according to the present invention is about 1000 degrees Celsius, the gas outlet temperature after passing through the static cooler device of the present invention is lowered to about 500 degrees Celsius or less, the efficiency of temperature reduction of the gas You can see that it is very large.

이러한 본 발명의 효과는 종래의 스태틱 쿨러장치를 통과한 가스의 출구 온도와 비교하여 보면, 더욱 확실하게 알 수 있는바 종래의 가스 출구 온도는 섭씨 약 800도 정도이므로 본 발명과 약 섭씨 300도 정도의 온도 차이를 보이고 있다. Compared with the outlet temperature of the gas passing through the conventional static cooler device, such an effect of the present invention can be more clearly understood. Since the conventional gas outlet temperature is about 800 degrees Celsius, the present invention is about 300 degrees Celsius. The temperature difference is showing.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.
As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to the specific Example described, and the person of ordinary skill in the art is not limited within the scope of this invention. Substitution and modification of the components are possible, which also belongs to the rights of the present invention.

110 : 아웃터프레임 111 : 개구부
120 : 냉각재킷 121 : 유입구
122 : 배출구 130 : 축열판
140 : 냉각수공급펌프 150 : 보일러110: outer frame 111: opening
120: cooling jacket 121: inlet
122: outlet 130: heat storage plate
140: cooling water supply pump 150: boiler

Claims (4)

전로 또는 전기로에 용선이나 고철을 장입할 때 발생하는 고열의 가스와 먼지를 포집하기 위해 상기 가스와 먼지가 지나가는 유로 상에 구비되는 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치에 있어서,
상기 고열의 가스와 먼지가 지나가도록 내부에 개구부(111)가 형성된 아웃터프레임(110);
상기 아웃터프레임(110)의 서로 마주보는 양단에 냉매가 지나가는 유로가 형성된 냉각재킷(120);
상기 아웃터프레임(110)의 개구부(111) 상에 다수개가 일정한 간격으로 배치되며, 상기 냉각재킷(120)을 서로 연결하는 구조로 설치된 축열판(130);을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치.In the static cooler for gas cooling provided on the flow path through which the gas and dust pass to collect the high-temperature gas and dust generated when charging molten iron or scrap metal into the converter or electric furnace,
An outer frame 110 having an opening 111 formed therein to allow the high-temperature gas and dust to pass therethrough;
A cooling jacket 120 having a flow path through which refrigerant passes at both ends of the outer frame 110 facing each other;
A plurality of heat storage plate 130 is arranged on the opening 111 of the outer frame 110 at regular intervals, the heat storage plate 130 is installed to connect the cooling jacket 120 to each other; cooling efficiency characterized in that it comprises a Improved static cooler unit for gas cooling. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각재킷(120)의 유입구(121)는 냉각수공급펌프(140)와 연결되어 냉각수를 공급받는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치.The static cooler of claim 1, wherein the inlet 121 of the cooling jacket 120 is connected to the cooling water supply pump 140 to receive the cooling water. 청구항 2에 있어서, 상기 냉각재킷(120)의 배출구(122)는 보일러(150)와 연결되어 냉각재킷(120) 내부에서 가열된 냉각수를 보일러(150)로 공급하여 열에너지를 재활용하는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치. 3. The method of claim 2, wherein the outlet 122 of the cooling jacket 120 is connected to the boiler 150 to supply the cooling water heated in the cooling jacket 120 to the boiler 150 to recycle thermal energy. Static cooler for gas cooling with improved cooling efficiency. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각재킷(120)의 유입구(121) 및 배출구(122)는 냉각기와 연결되어 냉매의 증발-응축 작용이 계속적으로 일어나는 것을 특징으로 하는 냉각효율이 개선된 가스 냉각용 스태틱 쿨러장치.The static cooler of claim 1, wherein the inlet 121 and the outlet 122 of the cooling jacket 120 are connected to a cooler to continuously evaporate and condense the refrigerant. Device.
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