KR20140055144A - Heat supply apparatus of heating furnace - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, provided is a heat supplying apparatus of a heating furnace including: a fuel supplying unit for supplying a fuel for supplying heat in the heating furnace; a combustion air supplying unit for supplying combustion air for the combustion of the fuel supplied by the fuel supplying unit; and an oxygen lance for supplying oxygen to a flame caused by the combustion of the fuel. The oxygen lance is capable of adjusting the supplying location of the oxygen supplied to the flame.

Description

가열로 열 공급장치{HEAT SUPPLY APPARATUS OF HEATING FURNACE}[0001] HEAT SUPPLY APPARATUS OF HEATING FURNACE [0002]

본 발명은 가열로 열 공급장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a heating furnace heat supply device.

제철공정에서의 제강 후 생산된 소재를 압연공정에 투입하기 위해서는 가열로, 균열로 등의 열설비를 이용하여 1,000 ~ 1200℃의 균일한 온도로 재가열한다.In order to feed the material produced after steelmaking in the steelmaking process to the rolling process, it is reheated to a uniform temperature of 1,000 to 1200 ° C. by using a heating device such as a heating furnace and a crack furnace.

재가열을 위해 부생가스, 엘엔지(LNG) 등을 연료로 사용하는 버너가 가열로, 균열로에 설치되며, 가열과정에서 많은 양의 연료가 사용 된다. In order to reheat the burner, the burner using the by-product gas, the engine (LNG), etc. is installed in the heating furnace and the crack furnace, and a large amount of fuel is used in the heating process.

전통적으로 소재의 재가열 과정에 사용되는 버너는 도1 (a)와 같이 공기를 산화재로 하는 일반공기연소방식을 채택하지만, 최근 에너지 절감 방안으로 산화재 일부를 순산소로 대체하는 산소부화 방식이 채택되고 있다. 엘엔지를 연료로 사용할 경우, 일반공기연소의 단열화염온도는 1,900℃인데 비해 순산소연소의 단열화염온도는 2,700℃로 급격히 화염온도가 증가하고, 공기중에 포함된 질소의 양을 줄일 수 있기 때문에 20% 이하의 연소효율 개선 효과를 기대할 수 있다. Conventionally, the burner used in the reheating process of the material adopts the general air combustion method in which air is oxidized as shown in FIG. 1 (a). Recently, as an energy saving method, an oxygen enrichment method . When using the engine as fuel, the adiabatic flame temperature of ordinary air combustion is 1,900 ° C. However, since the adiabatic flame temperature of pure oxygen combustion is rapidly increased to 2,700 ° C and the amount of nitrogen contained in the air can be reduced, % Can be expected to improve the combustion efficiency.

특히 최근 가열로 버너 주위에 순산소 투입을 위해 랜스를 설치하여 순산소를 기존 화염에 흘러주어 화염온도를 높이는 방식의 산소랜싱 연소기술이 적용되고 있다.Recently, oxygen lance burning technology has been applied in which a lance is installed around the furnace burner to inject pure oxygen, and pure oxygen is flowed into the existing flame to increase the flame temperature.

이때 랜스 노즐의 위치, 산소 유속 등에 따라 그 효율성의 차이가 크게 나타나게 된다. At this time, the difference in the efficiency varies depending on the position of the lance nozzle, the oxygen flow rate, and the like.

실제적으로 가열로의 부하에 따라 랜스로 주입되는 산소의 유량이 변하게 되므로 그 위치 또한 지속적으로 변해야 한다. 특히 산소의 설계유량보다 적을 경우 산소가 화염에 분사가 안되어 직접적으로 연소에 관여하지 못할 경우 연소되지 않은 산소는 소재를 산화시키는 역할을 하기 때문에 주의를 요하게 된다. 기존에는 가열로 존(Zone)에 따라 버너의 부하가 결정되고 그 과정에서 산소유량이 결정되어 버너별로 랜스 노즐의 위치를 고정적으로 사용하게 된다. Actually, since the flow rate of the oxygen injected into the lance is changed according to the load of the heating furnace, the position thereof must also be continuously changed. In particular, if the oxygen flow rate is less than the design flow rate of oxygen, if oxygen is not injected into the flame and can not directly participate in the combustion, unburned oxygen plays a role of oxidizing the material. Conventionally, the load of the burner is determined according to the zone of the furnace, and the oxygen flow rate is determined in the process, and the position of the lance nozzle is fixedly used for each burner.

이와 관련한 기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2010-0074799호(2010.07.02 공개, 가열로 연소 제어 시스템 및 방법)가 있다.
A related art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0074799 (published on July 22, 2010, a heating furnace combustion control system and method).

본 발명의 실시예에 따라, 화염에 산소를 공급하기 위한 산소랜스의 위치를 조절하여 가열로 내 화염 공급의 최적화를 이룰 수 있는 가열로 열 공급장치에 관한 것이다.
According to an embodiment of the present invention, there is provided a heating furnace heat supply device capable of adjusting the position of an oxygen lance for supplying oxygen to a flame to achieve optimization of the furnace inner flame supply.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가열로내 열공급을 위한 연료를 공급하는 연료공급부; 상기 연료공급부의 연료의 연소를 위한 연소공기를 공급하는 연소공기공급부; 및 상기 연료의 연소에 의한 화염에 산소를 공급하는 산소 랜스를 포함하고, 상기 산소 랜스는 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a fuel cell system including: a fuel supply unit for supplying fuel for heat supply in a heating furnace; A combustion air supply unit for supplying combustion air for combustion of the fuel of the fuel supply unit; And an oxygen lance for supplying oxygen to the flame by combustion of the fuel, wherein the oxygen lance is formed so that the supply position of oxygen supplied to the flame can be adjusted. .

본 발명에 따른 가열로 열 공급장치는 상기 산소 랜스의 일단에 결합하여 상기 화염에 공급되는 상기 산소의 공급위치가 조절되도록 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 위치조절부를 더 포함할 수 있다.The heating furnace according to the present invention may further include a position adjusting unit for adjusting the position of the oxygen lance so as to adjust the supply position of the oxygen supplied to the flame by being coupled to one end of the oxygen lance.

상기 위치조절부는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치.Wherein the position adjusting unit is a pneumatic cylinder.

본 발명에 따른 가열로 열 공급장치는 상기 산소 랜스의 단부에 온도 센서를 더 포함할 수 있다.The heating furnace heat supply apparatus according to the present invention may further include a temperature sensor at an end of the oxygen lance.

본 발명에 따른 가열로 열 공급장치는 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절되도록, 상기 산소 랜스를 이동시켜 상기 화염에서의 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The heating furnace heat supply device according to the present invention adjusts the position of the oxygen lance in the flame by moving the oxygen lance so that the supply position of the oxygen supplied to the flame is controlled according to the temperature measured by the temperature sensor And may further include a control unit.

상기 산소 랜스는 복수개가 구비될 수 있다.
The plurality of oxygen lances may be provided.

본 발명의 실시예들에 따르면, 가열로 열 공급 장치를 이용하여 화염에 산소를 공급하기 위한 산소랜스의 위치를 조절하여 가열로 내 화염 공급의 최적화를 이룰 수 있다.
According to embodiments of the present invention, the position of the oxygen lance for supplying oxygen to the flame using the furnace heat supply device can be adjusted to achieve optimization of the furnace inner flame supply.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열 공급장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 센서 및 제어부를 더 포함하는 가열로 열 공급장치를 나타낸 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a heating furnace heat supply apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a cross-sectional view illustrating a heating furnace heat supply apparatus further including a temperature sensor and a control unit according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명에 따른 가열로 열 공급장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, an embodiment of a heating furnace according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or corresponding components throughout. A duplicate description will be omitted.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열 공급장치는 연료공급부(100), 연소공기공급부(200), 산소 랜스(300)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a heating furnace heat supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes a fuel supply unit 100, a combustion air supply unit 200, and an oxygen lance 300.

가열로 열 공급장치의 중앙부에는 연료공급부(100)가 형성되고, 연료공급부(100)는 가열로내 열공급을 위하여 연료를 연료노즐을 통하여 분사한다.A fuel supply unit 100 is formed at a central portion of the heating furnace heat supply unit, and the fuel supply unit 100 injects fuel through a fuel nozzle for heat supply in the heating furnace.

연료공급부(100)의 연소를 위하여 연소공기공급부(200)는 연소를 위한 공기를 공기노즐을 통하여 연료노즐에 분사한다.For combustion of the fuel supply unit 100, the combustion air supply unit 200 injects air for combustion into the fuel nozzle through an air nozzle.

연료공급부(100)에 의하여 공급된 연료와 연소공기공급부(200)에 의하여 공급된 연소공기는 일정 발화점 이상에서 연소하여 화염(F)을 형성한다.The fuel supplied by the fuel supply unit 100 and the combustion air supplied by the combustion air supply unit 200 are burned at a predetermined ignition point or higher to form the flame F.

본 발명의 일 실시예에 따른 가열로 열 공급장치는 연료의 연소에 의하여 형성된 화염(F)에 산소를 공급하는 산소 랜스(300)를 포함하고, 이때 산소 랜스(300)는 화염(F)에 공급되는 산소의 공급위치가 조절가능하도록 형성된다.The heating furnace heat supply apparatus according to an embodiment of the present invention includes an oxygen lance 300 for supplying oxygen to a flame F formed by the combustion of fuel, And the supply position of the supplied oxygen is adjustable.

이때, 산소 랜스(300)의 위치조절은 위치조절부(400)에 의하여 이루어 질 수 있다. At this time, the position of the oxygen lance 300 can be adjusted by the position adjusting unit 400.

위치조절부(400)는 산소 랜스(300)의 일단에 결합하여 화염(F)에 공급되는 산소의 공급위치가 조절되도록 산소 랜스(300)의 위치를 조절할 수 있다.The position adjusting unit 400 may adjust the position of the oxygen lance 300 so that the position of the oxygen supplied to the flame F is adjusted by being coupled to one end of the oxygen lance 300.

이때, 위치조절부(400)는 압축공기에 의하여 산소 랜스(300)를 움직일 수 있는 공압실린더(400) 일 수 있다.At this time, the position adjusting unit 400 may be a pneumatic cylinder 400 that can move the oxygen lance 300 by compressed air.

즉, 공압실린더(400)의 압력을 조절하여, 공압실린더(400)에 결합된 산소 랜스(300)를 전진 또는 후퇴시킬 수 있다.
That is, the pressure of the pneumatic cylinder 400 may be adjusted to advance or retreat the oxygen lance 300 coupled to the pneumatic cylinder 400.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열로 열 공급장치는 온도 센서(500) 및 제어부(600)를 더 포함한다. As shown in FIG. 2, the heating furnace heat supply apparatus according to another embodiment of the present invention further includes a temperature sensor 500 and a control unit 600.

본 발명에 따르면, 온도 센서(500)를 구비하여 지속적으로 유량변화를 감시하게 되며, 제어부(600)는 가열로에서 필요로 하는 열량의 변화로 인해 가열로에 공급되는 연료의 부하가 변하게 되었을 때 이에 상응하는 산소유량이 변화게 되고, 산소유량의 변화를 인식하여 산소 랜스(300) 위치를 조절하는 것이다. According to the present invention, the temperature sensor 500 is continuously provided to monitor the change in flow rate. When the load of the fuel supplied to the heating furnace is changed due to a change in the amount of heat required in the heating furnace, The corresponding oxygen flow rate is changed and the position of the oxygen lance 300 is adjusted by recognizing the change in the oxygen flow rate.

산소 랜스(300) 위치를 설계위치에 초기화를 시킨 뒤, 산소 랜스(300) 후단에 설치된 온도 센서(500)에서 측정된 온도가 증가하는 범위 내에서 실린더를 설계시 제시된 압력 차이만큼 점진적으로 전진시켜 최적의 지점에 산소 랜스(300)가 위치하도록 하는 것이다.The position of the oxygen lance 300 is initialized to the designed position and then the cylinder is advanced gradually by the pressure difference shown in the design within the range in which the temperature measured by the temperature sensor 500 installed at the rear end of the oxygen lance 300 increases So that the oxygen lance 300 is located at the optimum point.

이때, 산소 랜스(300)는 복수개가 구비되어 화염(F)에 산소를 공급할 수 있다.
At this time, a plurality of oxygen lances 300 are provided to supply oxygen to the flame F.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit of the invention as set forth in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

F: 화염
100: 연료공급부
200: 연료공기공급부
300: 산소 랜스
400: 위치조절부(공압실린더)
500: 온도 센서
600: 제어부F: Flame
100: fuel supply unit
200: Fuel air supply
300: oxygen lance
400: Position control unit (pneumatic cylinder)
500: Temperature sensor
600:

Claims (6)

가열로내 열공급을 위한 연료를 공급하는 연료공급부;
상기 연료공급부의 연료의 연소를 위한 연소공기를 공급하는 연소공기공급부; 및
상기 연료의 연소에 의한 화염에 산소를 공급하는 산소 랜스를 포함하고,
상기 산소 랜스는 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절가능하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치.
A fuel supply unit for supplying fuel for heating in the heating furnace;
A combustion air supply unit for supplying combustion air for combustion of the fuel of the fuel supply unit; And
And an oxygen lance for supplying oxygen to the flame by combustion of the fuel,
Wherein the oxygen lance is formed so that the supply position of oxygen supplied to the flame is adjustable.
제1항에 있어서,
상기 산소 랜스의 일단에 결합하여 상기 화염에 공급되는 상기 산소의 공급위치가 조절되도록 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 위치조절부를 더 포함하는 가열로 열 공급장치.
The method according to claim 1,
And a position adjusting unit coupled to one end of the oxygen lance to adjust a position of the oxygen lance so as to adjust a supply position of the oxygen supplied to the flame.
제2항에 있어서,
상기 위치조절부는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the position adjusting unit is a pneumatic cylinder.
제3항에 있어서,
상기 산소 랜스의 단부에 온도 센서를 더 포함하는 가열로 열 공급장치.
The method of claim 3,
And a temperature sensor at an end of the oxygen lance.
제4항에 있어서,
상기 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 화염에 공급되는 산소의 공급위치가 조절되도록, 상기 산소 랜스를 이동시켜 상기 화염에서의 상기 산소 랜스의 위치를 조절하는 제어부를 더 포함하는 가열로 열 공급장치.
5. The method of claim 4,
And a control unit for controlling the position of the oxygen lance in the flame by moving the oxygen lance so that the supply position of the oxygen supplied to the flame is adjusted according to the temperature measured by the temperature sensor, .
제1항에 있어서,
상기 산소 랜스는 복수개가 구비되는 것을 특징으로 하는 가열로 열 공급장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the oxygen lances are provided.
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