KR20200008792A

KR20200008792A - 고로 냉각 장치

Info

Publication number: KR20200008792A
Application number: KR1020180082901A
Authority: KR
Inventors: 허재종; 문슬기; 이진근
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2020-01-29
Also published as: KR102089162B1

Abstract

본 발명은 고로 냉각 장치에 관한 것으로, 고로부에 배치되는 열교환부와, 고로부를 냉각시키기 위해 냉각수가 저장되는 밀폐수조부와, 밀폐수조부에 저장된 냉각수가 열교환부를 통과하여 밀폐수조부에 유입되도록 유도하는 밀폐순환부와, 혼합수가 저장되는 개방수조부와, 개방수조부에 저장된 혼합수를 열교환부로 안내하는 개방순환부를 포함하여, 밀폐수조부 점검시 개방수조부에 저장된 혼합수를 이용하여 고로부를 냉각시킬 수 있다.

Description

고로 냉각 장치{COOLING DEVICE OF BLAST FURNACE}

본 발명은 고로 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 현장에서 다용도로 사용되는 혼합저수조에 저장된 물을 필요에 따라 고로용 냉각수로 사용할 수 있는 고로 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로는 24시간 연속적으로 쇳물을 생산하는 설비로서, 고로 내부에서 발생되는 고열로부터 철피를 보호하기 위하여 냉각수가 순환되는 복수의 스테이브가 설치된다. 이러한 스테이브에 냉각수를 순환시켜 철피를 냉각시키는 고로 냉각 시스템은 밀폐계 구조를 갖는다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2017-0126133호(2017.11.17. 공개, 발명의 명칭 : 고로 냉각 시스템용 냉각수 순환탱크 장치)에 게시되어 있다.

본 발명의 일 실시예는 현장에서 다용도로 사용되는 혼합저수조에 저장된 물을 필요에 따라 고로용 냉각수로 사용할 수 있는 고로 냉각 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 고로 냉각 장치는: 고로부에 배치되는 열교환부; 상기 고로부를 냉각시키기 위해 냉각수가 저장되는 밀폐수조부; 상기 밀폐수조부에 저장된 냉각수가 상기 열교환부를 통과하여 상기 밀폐수조부에 유입되도록 유도하는 밀폐순환부; 혼합수가 저장되는 개방수조부; 및 상기 개방수조부에 저장된 혼합수를 상기 열교환부로 안내하는 개방순환부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 밀폐순환부는 일단부가 상기 밀폐수조부에 연결되고, 타단부가 상기 열교환부에 연결되어 상기 밀폐수조부에 저장되는 냉각수를 상기 열교환부로 안내하는 제1밀폐관부; 상기 제1밀폐관부에 형성되어 상기 제1밀폐관부를 개폐하는 제1밀폐밸브부; 일단부가 상기 열교환부에 연결되고, 타단부가 상기 밀폐수조부에 연결되어, 상기 열교환부를 통과한 냉각수를 상기 밀폐수조부로 안내하는 제2밀폐관부; 및 상기 제2밀폐관부에 형성되어 상기 제2밀폐관부를 개폐하는 제2밀폐밸브부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 밀폐순환부는 상기 제1밀폐관부에 형성되고 이물질을 제거하는 밀폐필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 개방순환부는 상기 개방수조부에 일단부가 연결되고, 상기 제1밀폐관부에 타단부가 연결되는 제1개방관부; 상기 제1개방관부에 형성되어 상기 제1개방관부를 개폐하는 제1개방밸브부; 상기 제2밀폐관부에 일단부가 연결되고, 상기 개방수조부에 타단부가 연결되는 제2개방관부; 및 상기 제2개방관부에 형성되어 상기 제2개방관부를 개폐하는 제2개방밸브부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고로 냉각 장치는: 상기 열교환부의 내부 상태를 감지하는 감지부; 및 상기 감지부의 감지신호를 수신하여 상기 개방수조부에 저장된 혼합수를 상기 열교환부로 투입하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 감지부는 상기 열교환부의 내부 온도와 내부 압력 중 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각 장치.

본 발명에 따른 고로 냉각 장치는 밀폐수조부 점검 발생시 개방수조부에 저장된 혼합수를 열교환부에 공급하여 고로부에 대한 냉각을 지속적으로 실시할 수 있다.

본 발명에 따른 고로 냉각 장치는 열교환부의 내부 온도나 내부 압력이 감지되면, 제어부는 열교환부의 내부 온도나 내부 압력이 설정값에 도달 가능하도록 개방수조부에 저장된 혼합수를 열교환부로 유도할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에서 밀폐수조부에 저장된 냉각수에 의해 고로로 냉각되기 위한 유체 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에서 개방수조부에 저장된 혼합수에 의해 고로가 냉각되기 위한 유체 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치가 열교환부의 내부 상태에 따라 자동으로 유체 흐름이 조절되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고로 냉각 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 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 냉각 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서 밀폐수조부에 저장된 냉각수에 의해 고로로 냉각되기 위한 유체 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1에서 개방수조부에 저장된 혼합수에 의해 고로가 냉각되기 위한 유체 흐름을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치(1)는 열교환부(10)와, 밀폐수조부(20)와, 밀폐순환부(30)와, 개방수조부(40)와, 개방순환부(50)를 포함한다.

열교환부(10)는 고로부(100)에 배치된다. 일 예로, 열교환부(10)는 고로부(100)의 외측에 배치되고 냉각수가 이동되기 위한 유로를 형성하여 철피를 냉각시키는 스테이브가 될 수 있다. 그 외, 열교환부(10)는 고로부(100)를 냉각시키기 위한 다양한 부품이 될 수 있다.

밀폐수조부(20)는 고로부(100)를 냉각시키기 위해 냉각수가 저장된다. 일 예로, 밀폐수조부(20)에 저장된 냉각수는 고로부(100)의 냉각을 위해서만 사용될 수 있다. 이러한 밀폐수조부(20)는 밀폐형으로 이루어질 수 있다.

밀폐순환부(30)는 밀폐수조부(20)에 저장된 냉각수가 열교환부(10)를 통과하여 밀폐수조부(20)에 유입되도록 유도한다.

개방수조부(40)는 다용도로 사용되기 위한 혼합수가 저장된다. 일 예로, 개방수조부(40)에 저장된 혼합수는 제철 공장에서 설비 등을 세척하거나 냉각시키기 위해 사용될 수 있다. 그 외, 개방수조부(40)에 저장된 혼합수는 제철 공장에서 다양하게 사용될 수 있다. 이러한 개방수조부(40)는 개방형으로 이루어질 수 있다.

개방순환부(50)는 개방수조부(40)에 저장된 혼합수를 열교환부(10)로 안내한다. 일 예로, 열교환부(10)에 유입된 혼합수는 개방수조부(40)로 회수되거나, 필요에 따라 밀폐수조부(20)로 공급되어 밀폐수조부(20)의 부족한 냉각수를 보충할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐순환부(30)는 제1밀폐관부(31)와, 제1밀폐밸브부(32)와, 제2밀폐관부(33)와, 제2밀폐밸브부(34)를 포함한다.

제1밀폐관부(31)는 일단부가 밀폐수조부(20)에 연결되고, 타단부가 열교환부(10)에 연결되어, 밀폐수조부(20)에 저장되는 냉각수를 열교환부(10)로 안내한다.

제1밀폐밸브부(32)는 제1밀폐관부(31)에 형성되어 제1밀폐관부(31)를 개폐한다. 일 예로, 제1밀폐밸브부(32)는 열교환부(10)와 근접된 제1밀폐관부(31)에 형성될 수 있으며, 자동 또는 수동으로 유로를 개폐할 수 있다.

제2밀폐관부(33)는 일단부가 열교환부(10)에 연결되고, 타단부가 밀폐수조부(20)에 연결되어, 열교환부(20)를 통과한 냉각수를 밀폐수조부(20)로 안내한다.

제2밀폐밸브부(34)는 제2밀폐관부(33)에 형성되어 제2밀폐관부(33)를 개폐한다. 일 예로, 제2밀폐밸브부(34)는 열교환부(10)와 근접된 제2밀폐관부(33)에 형성될 수 있으며, 자동 또는 수동으로 유로를 개폐할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 밀폐순환부(30)는 제1밀폐관부(31)에 형성되고 이물질을 제거하는 밀폐필터부(35)를 더 포함할 수 있다. 이러한 밀폐필터부(35)는 열교환부(10)로 진입되는 냉각수의 이물질을 걸러냄으로써, 열교환부(10) 내부에 이물질이 누적되는 것을 방지할 수 있다.

그 외, 밀폐순환부(30)는 냉각수를 강제로 이동시키기 위한 펌프와, 열교환부(10)를 통과하여 가열된 냉각수를 식혀주는 외부열교환기가 포함될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 개방순환부(50)는 제1개방관부(51)와, 제1개방밸브부(52)와, 제2개방관부(53)와, 제2개방밸브부(54)를 포함한다.

제1개방관부(51)는 개방수조부(40)에 일단부가 연결되고, 제1밀폐관부(31)에 타단부가 연결된다. 일 예로, 제1개방관부(51)의 타단부는 제1밀폐밸브부(32)와 열교환부(10) 사이에 형성되는 제1밀폐관부(31)에 연결될 수 있다. 제1개방밸브부(52)는 제1개방관부(51)에 형성되어 제1개방관부(51)를 개폐한다.

제2개방관부(53)는 제2밀폐관부(33)에 일단부가 연결되고, 개방수조부(40)에 타단부가 연결된다. 일 예로, 제2개방관부(53)의 일단부는 제2밀폐밸브부(34)와 열교환부(10) 사이에 형성되는 제2밀폐관부(33)에 연결될 수 있다. 제2개방밸브부(54)는 제2개방관부(53)에 형성되어 제2개방관부(53)를 개폐한다.

그 외, 개방순환부(50)는 혼합수를 강제로 이동시키기 위한 펌프와, 열교환부(10)를 통과하여 가열된 혼합수를 식혀주는 외부열교환기가 포함될 수 있다. 한편, 개방순환부(50)에 혼합수의 이물질을 걸러내는 필터가 장착되거나, 개방수조부(40) 자체에 이물질을 걸러내는 필터가 장착될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치가 열교환부의 내부 상태에 따라 자동으로 유체 흐름이 조절되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치(1)는 감지부(60)와 제어부(70)를 포함한다.

감지부(60)는 열교환부(10)의 내부 상태를 감지한다. 즉, 감지부(60)는 열교환부(10)의 내부 온도와 내부 압력 중 어느 하나 이상을 감지할 수 있다. 일 예로, 감지부(60)는 열교환부(10)의 유로상에 배치되고, 이동되는 유체의 온도를 측정하는 온도센서(61)와, 이동되는 유체의 압력을 측정하는 압력센서(62)가 될 수 있다.

제어부(70)는 감지부(60)의 감지신호를 수신하여 개방수조부(40)에 저장된 혼합수를 열교환부(10)로 투입한다. 일 예로, 감지부(60)의 감지신호가 설정온도 이상이거나 설정압력 이하가 되면, 제어부(70)는 개방수조부(40)에 저장된 혼합수가 열교환부(10)에 공급되도록 제어할 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.

고로부(100)가 작동하면, 밀폐수조부(20)에 저장된 냉각수는 제1밀폐관부(31)를 통해 열교환부(10)를 통과하면서 고로부(100)를 냉각시키고, 열교환부(10)를 통과한 냉각수는 제2밀폐관부(33)를 통해 밀폐수조부(20)로 복귀한다.

상기한 상태에서 밀폐수조부(20)에 대한 정비 및 점검이 필요한 경우 제1밀폐밸브부(32)와 제2밀폐밸브부(34)가 제1밀폐관부(31)와 제2밀폐관부(33)를 각각 폐쇄한다.

이때, 제1개방밸브부(52)와 제2개방밸브부(54)가 제1개방관부(51)와 제3개방관부(53)를 각각 개방한다. 제1개방관부(51)와 제3개방관부(53)가 개방되면, 개방수조부(40)에 저장된 혼합수는 열교환부(10)를 통과하여 고로부(100)를 냉각시킨다.

한편, 열교환부(10)의 내부 온도나 내부 압력에 따라 개방수조부(40)에 저장된 혼합수가 자동으로 공급될 수 있다.

즉, 감지부(60)가 열교환부(10)의 내부 온도나 내부 압력을 측정하되, 열교환부(10)의 내부 온도가 설정온도 보다 높거나, 열교환부(10)의 내부 압력이 설정압력 보다 낮은 경우, 감지부(60)의 감지신호를 수신한 제어부(70)는 제1개방밸브부(52)를 제어하여 제1개방관부(51)를 개방한다.

제1개방관부(51)가 개방되면, 열교환부(10)에 밀폐수조부(20)의 냉각수 외에 개방수조부(40)의 혼합수가 유입되어 열교환부(10)의 내부 온도나 내부 압력이 설정온도 또는 설정압력이 될 수 있다.

한편, 밀폐수조부(20)에 저장된 냉각수가 부족한 경우, 개방수조부(40)에 저장된 혼합수가 열교환부(10)를 통과한 후 제2밀폐관부(33)를 통해 밀폐수조부(20)에 저장되어 부족한 냉각수를 보충시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치(1)는 밀폐수조부(20) 점검 발생시 개방수조부(40)에 저장된 혼합수를 열교환부(10)에 공급하여 고로부(100)에 대한 냉각을 지속적으로 실시할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고로 냉각 장치(1)는 열교환부(10)의 내부 온도나 내부 압력이 감지되면, 제어부(70)는 열교환부(10)의 내부 온도나 내부 압력이 설정값에 도달할 수 있도록 개방수조부(40)에 저장된 혼합수를 열교환부(10)로 안내할 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.

10 : 열교환부 20 : 밀폐수조부
30 : 밀폐순환부 31 : 제1밀폐관부
32 : 제1밀폐밸브부 33 : 제2밀폐관부
34 : 제2밀폐밸브부 40 : 개방수조부
50 : 개방순환부 51 : 제1개방관부
52 : 제1개방밸브부 53 : 제2개방관부
54 : 제2개방밸브부 60 : 감지부
70 : 제어부

Claims

고로부에 배치되는 열교환부;
상기 고로부를 냉각시키기 위해 냉각수가 저장되는 밀폐수조부;
상기 밀폐수조부에 저장된 냉각수가 상기 열교환부를 통과하여 상기 밀폐수조부에 유입되도록 유도하는 밀폐순환부;
혼합수가 저장되는 개방수조부; 및
상기 개방수조부에 저장된 혼합수를 상기 열교환부로 안내하는 개방순환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각 장치.
제 1항에 있어서, 상기 밀폐순환부는
일단부가 상기 밀폐수조부에 연결되고, 타단부가 상기 열교환부에 연결되어 상기 밀폐수조부에 저장되는 냉각수를 상기 열교환부로 안내하는 제1밀폐관부;
상기 제1밀폐관부에 형성되어 상기 제1밀폐관부를 개폐하는 제1밀폐밸브부;
일단부가 상기 열교환부에 연결되고, 타단부가 상기 밀폐수조부에 연결되어, 상기 열교환부를 통과한 냉각수를 상기 밀폐수조부로 안내하는 제2밀폐관부; 및
상기 제2밀폐관부에 형성되어 상기 제2밀폐관부를 개폐하는 제2밀폐밸브부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각 장치.
제 2항에 있어서, 상기 밀폐순환부는
상기 제1밀폐관부에 형성되고 이물질을 제거하는 밀폐필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각 장치.
제 2항에 있어서, 상기 개방순환부는
상기 개방수조부에 일단부가 연결되고, 상기 제1밀폐관부에 타단부가 연결되는 제1개방관부;
상기 제1개방관부에 형성되어 상기 제1개방관부를 개폐하는 제1개방밸브부;
상기 제2밀폐관부에 일단부가 연결되고, 상기 개방수조부에 타단부가 연결되는 제2개방관부; 및
상기 제2개방관부에 형성되어 상기 제2개방관부를 개폐하는 제2개방밸브부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각 장치.
제 1항에 있어서,
상기 열교환부의 내부 상태를 감지하는 감지부; 및
상기 감지부의 감지신호를 수신하여 상기 개방수조부에 저장된 혼합수를 상기 열교환부로 투입하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각 장치.
제 5항에 있어서,
상기 감지부는 상기 열교환부의 내부 온도와 내부 압력 중 하나 이상을 감지하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각 장치.