KR20200132982A

KR20200132982A - 전로 배기 가스 처리 장치

Info

Publication number: KR20200132982A
Application number: KR1020207030365A
Authority: KR
Inventors: 유키노리 시게야마
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2020-11-25
Also published as: TW202030335A; JP6835295B2; KR102388530B1; CN112004946A; JPWO2020022460A1; WO2020022460A1

Abstract

내구성이 우수하고, 또한 더스트, 슬래그, 지금 등의 영향을 받지 않고 안정된 스커트의 상하 이동이 가능하며, 메인터넌스의 생력화 및 생산성의 향상을 가능하게 하는 전로 배기 가스 처리 장치를 제공한다. 전로 노구(11)와, 이 전로 노구(11)의 상방에 배치된 후드(20) 사이를, 전로 노구(11) 및 후드(20)에 대하여 승강하는 스커트(30)를 개재하여 접속하는 전로 배기 가스 처리 장치이며, 후드(20)의 내벽면의 하단이 전로 노구(11)의 개구 에지보다도 외측에 배치되고, 스커트(30)는, 그 상단부가 후드(20)의 하단부를 둘러싸도록 배치되고, 후드(20)와 스커트(30) 사이는 개방된 구조로 되어 있고, 후드(20)와 스커트(30) 사이에는 최소 폭으로 30㎜ 이상 70㎜ 이하의 간극이 마련되어 있다.

Description

전로 배기 가스 처리 장치

본 발명은, 제철소 등에 있어서, 전로 노구의 상방에 배치된 후드와의 사이를, 상기 전로 노구 및 상기 후드에 대하여 승강하는 스커트를 개재하여 접속하는, 후드와 스커트 간의 접속 구조를 갖는 배기 가스 처리 장치에 관한 것이다.

예를 들어 제철소 등에 있어서, 전로 내의 용선을 산소 정련할 때는, CO 가스를 주성분으로 하는 고온·고분진의 배기 가스가 다량으로 발생한다.

이 전로 배기 가스를 회수하여 처리하기 위하여 전로 노구의 상방에는 배기 가스 냉각기가 배치되어 있다. 그러나 전로는, 용선의 장입이나 용강 배출 시에는 전로의 트러니언축을 회전 중심으로 하여 틸팅할 필요가 있어서, 전로의 회전 반경 내에는 고정된 배기 가스 냉각기를 설치할 수 없다. 이 때문에 통상은, 전로 노구와 전로 배기 가스 처리 설비의 후드 사이에는, 상하 이동 가능한 스커트가 설치되어 있다.

종래의 스커트 주변의 일반적인 구조에 대하여 도 3을 참조하여 설명한다. 또한 도 3에 있어서, 부호 111로 나타나는 요소의 좌측이 전로의 중심부(내부)이고, 부호 110로 나타나는 요소의 우측이 전로의 외주측에 해당한다.

이 스커트(130)는, 전로(110)의 노구(111)와, 노구(111)의 상방에 배설된 후드(120) 사이에 설치되어 있다.

그리고 스커트(130)와 후드(120) 사이에 있어서의 외기의 흡입이나 배기 가스의 분출을 방지하기 위하여, 스커트(130)와 일체적으로 구성된 수 밀봉 재킷(135)에 저류된 수 밀봉수(136)에, 후드(120)와 일체적으로 구성된 고정 바닥(125)에 설치된 구획통(126)을 침지시켜, 스커트(130)와 후드(120)의 간극으로부터의 가스 누설을 방지하는 구조로 되어 있다.

여기서, 전로(110)의 틸팅을 가능하게 하고, 또한 용선의 산소 정련 시에는 노구(111)와 후드(120) 사이의 공극을 최소로 하기 위하여, 스커트(130)는, 유압 실린더 등의 구동 장치(134)에 의하여 후드(120)의 외주를 따라 상하 이동이 가능한 구조로 되어 있으며, 스커트(130)가 상하 이동하더라도 구획통(126)과 수 밀봉 재킷(135) 및 수 밀봉수(136)에 의하여 수 밀봉이 유지되도록 구성되어 있다.

또한 도 3에 있어서, 부호 131은, 스커트(130)를 냉각하는 냉각수를 공급하는 냉각수 급수 헤더이고, 부호 132는, 냉각수를 배수하는 냉각수 배수 헤더이다. 부호 121은, 후드(120)를 냉각하는 냉각수의 냉각수 급수 헤더이다.

그러나 이 수 밀봉 구조는, 용선의 산소 취련 중에 노내로부터 발생하는 더스트나 비산되는 슬래그 및 지금이 수 밀봉 재킷(135) 내에 침입하고 그 저부에 퇴적하여 스커트(130)가 상한 위치까지 상승할 수 없게 된다는 사태가 발생할 가능성이 있다. 최악의 경우에는 스커트(130)가 상승할 수 없어서, 내부에 용강을 수용한 전로(110)의 틸팅을 할 수 없게 된다는 문제나, 수 밀봉수(136)를 배수하는 배수 배관(도시하지 않음)의 절손 등에 의하여 전로 아래로 수 밀봉수가 누설되고, 누설된 상기 수 밀봉수의 웅덩이에 전로 노구로부터의 고온 분출물이 접촉하여 수증기 폭발이 생길 위험성도 있다.

그래서 수 밀봉 재킷(135)에 침입한 더스트, 슬래그 및 지금의 배출 및 고화 방지나 침입 방지를 목적으로 하여, 예를 들어 특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 바와 같이 다양한 제안이 이루어져 있다.

예를 들어 특허문헌 1에 개시된 전로 배기 가스 처리 설비에 있어서의 스커트의 시일 구조는, 수 밀봉 재킷이 없는 수랭 구조의 스커트를 구비한다. 이 시일 구조는, 전로 노구 상방의 후드와, 상기 후드로부터 외측을 향하여 돌출한 시일 바닥과, 상기 시일 바닥으로부터 늘어뜨려진 수랭 구조 또는 내화 구조의 원통벽과, 상기 원통벽과 미끄럼 이동 가능한 간극을 유지하고 스커트 상단부에 설치된 원통형의 시일판을 구비하고 있으며, 상기 원통벽과 상기 원통형의 시일판으로 스커트와 후드 사이를 시일한다. 여기서, 원통벽과 원통형의 시일판의 간극은 작을수록 바람직하며, 접촉면의 높이를 200㎜ 이상 확보하는 것이 바람직한 것으로 여겨지고 있다.

또한 특허문헌 2에 있어서는, 시일 재킷의 저부에, 가스의 기포가 포함되는 세정수를 시일 재킷 내에 분사하는 노즐을 배설하고, 물 혹은 가스 분출 노즐에 의하여 시일수에 선회류를 형성하고, 시일수에 가스를 불어넣고 교반하여 더스트나 슬래그를 씻어냄으로써 이들의 퇴적을 방지하는 방법이 제안되어 있다.

또한 특허문헌 3에 있어서는, 전로의 노구 에지로부터 스커트 수관벽의 피치원까지의 수평 거리를 400㎜ 이상 500㎜ 이하로 하고, 노구와 시일 재킷의 내측 상단을 잇는 선보다도 후드의 수관 하단이 아래에 있는 것을 특징으로 하는 방법이 제안되어 있다.

일본 특허 공개 제2007-302932호 공보 일본 특허 공개 제2007-262525호 공보 일본 특허 공개 제2014-077153호 공보

그러나 상술한 특허문헌 1에 있어서는, 원통벽과 원통형 시일판의 간극으로의 지금이나 슬래그의 삽입이나, 비수랭된 원통형 시일판의 열변형에 의하여, 스커트 본체가 승강 불능으로 될 우려가 있었다. 또한 내구성이 떨어지는 등의 문제가 있어서 실용화되어 있지 않은 것이 현 상황이다.

또한 특허문헌 2에 있어서는, 그 효과는 충분하지 않으며, 정기적으로 전로의 조업을 정지하여 시일 재킷의 청소를 행하는 것을 피할 수 없어서 생산성의 저하를 초래하고 있다.

또한 특허문헌 3에 있어서는, 시일 재킷 저부로의 더스트 퇴적을 전무화하는 방안은 아니기 때문에, 퇴적한 더스트 청소가 필요해지고 있다.

이상과 같이 수 밀봉 방식의 시일 방법에서는, 시일 재킷 내로의 더스트 등의 퇴적을 방지할 수 없어서, 시일 재킷의 청소에 수반하는 생산성의 저하를 피할 수 없다는 문제가 있었다.

한편, 수 밀봉 방식 이외의 시일 방법은, 내구성 등의 문제로부터 아직 실용화되어 있지 않은 것이 현 상황이다.

본 발명은 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 내구성이 우수하고, 또한 더스트, 슬래그, 지금 등의 영향을 받지 않고 안정된 스커트의 상하 이동이 가능하며, 메인터넌스의 생력화 및 생산성의 향상을 가능하게 하는 전로 배기 가스 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명자들이 예의 검토하여, 전로 노구로부터 배출되는 가스 흐름을 유동 해석한 결과, 후드와 스커트 사이에 시일 구조를 마련하는 일도 없이, 후드와 스커트 사이에 간극을 마련하여 후드 내부를 외기에 연통시켰다고 하더라도, 노구 압력을 외기의 압력과 동일한 압력 또는 외기의 압력 근방의 정압으로 제어하고, 또한 전로 노구와 후드와 스커트의 서로의 위치 관계를 적정화함으로써, 전로 내로의 외기의 유입 및 전로 내 가스의 유출을 공기 역학적으로 억제하는 효과가 얻어져, 스커트와 후드 사이에 있어서의 외기의 흡입이나 배기 가스의 분출을 충분히 억제 가능하다는 지견을 얻었다.

본 발명은 상술한 지견에 기초하여 이루어진 것이며, 본 발명에 따른 전로 배기 가스 처리 장치는, 전로 노구의 상방에 배치된 후드와, 상기 후드의 하부에 있어서 상기 전로 노구에 대하여 승강 가능한 스커트를 구비하는 전로 배기 가스 처리 장치이며, 상기 후드는, 상면에서 보아, 즉, 후드의 중심선의 상측에서 보았을 때, 그 내벽면의 하단이 상기 전로 노구의 개구 에지보다도 외측에 위치하고, 상기 스커트는, 그 상단부가 상기 후드의 하단부를 둘러싸도록 배치되어 있고, 상기 후드와 상기 스커트 사이에는, 상기 후드 내부와 외기를 연통시키는 간극이 마련되고, 상기 후드 내부를 외기에 개방한 구조를 갖는다. 그리고 본 발명에 따른 전로 배기 가스 처리 장치는, 상기 간극의 최소폭이 30㎜ 이상 70㎜ 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따른 전로 배기 가스 처리 장치에 따르면, 상기 후드와 상기 스커트 사이의 구조는, 시일 기구가 마련되어 있지 않아서 개방된 구조로 되어 있으므로, 수 밀봉 방식과 같이 더스트, 슬래그, 지금 등의 영향을 받지 않고, 또한 다른 시일 방법과 같이 내구성의 문제도 생기지 않는다.

또한 상기 후드는, 상면에서 보아 그 내벽면의 하단이 상기 전로 노구의 개구 에지보다도 외측에 배치됨과 함께, 상기 스커트는, 그 상단부가 상기 후드의 하단부의 외측을 둘러싸도록 배치되고, 상기 후드와 상기 스커트 사이에는, 상기 후드 내부와 외기를 연통시키는 간극이 마련된다. 이 간극은, 상기 후드와 상기 스커트 사이의 최소 거리가 30㎜ 이상 70㎜ 이하로 되도록 마련되어 있다. 상기 후드와 상기 스커트 사이의 클리어런스의 최소값을 이와 같은 범위 내로 설정함으로써 공기 역학적인 작용이 생겨서, 스커트와 후드 사이에 있어서의 외기의 흡입이나 배기 가스의 분출을 충분히 억제하는 것이 가능해진다.

여기서, 본 발명의 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서, 상기 후드와 상기 스커트의 중복 길이는 135㎜ 이상 400㎜ 이하의 범위 내로 되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 후드와 상기 스커트의 연직 방향의 중복 길이가 135㎜ 이상 400㎜ 이하의 범위 내로 되어 있으므로, 스커트와 후드 사이에 있어서의 외기의 흡입이나 배기 가스의 분출을 더욱 충분히 억제하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명의 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서는, 상기 스커트의 외주면에, 전로의 용선의 산소 정련 시에 발생하는 더스트의 안식각 이상의 경사각을 갖는 경사면부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 스커트의 외주면에, 전로의 용선을 산소 정련할 때 발생하는 더스트가 부착되어 퇴적하는 것을 억제할 수 있다.

또한 본 발명의 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서는, 상기 스커트는, 스커트 본체와, 이 스커트 본체의 외주측에 배설된 내화물 시공체를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 스커트 본체와, 이 스커트 본체의 외주측에 배설된 내화물 시공체를 구비하고 있으므로, 내화물 시공체에 의하여 스커트 본체의 열 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명의 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서는, 상기 스커트 본체와 상기 내화물 시공체가 분할된 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 스커트 본체와 상기 내화물 시공체가 분할된 구조로 되어 있으므로, 스커트 본체가 열팽창한 경우이더라도 내화물 시공체가 파손되는 것을 억제할 수 있다.

또한 본 발명의 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서는, 상기 스커트는, 스커트 본체와, 이 스커트 본체의 외주측에 배설된 수랭 구조체를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 스커트 본체와, 이 스커트 본체의 외주측에 배설된 수랭 구조체를 구비하고 있으므로, 수랭 구조체에 의하여 스커트 본체를 충분히 냉각할 수 있어서 스커트 본체의 열 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명의 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서는, 상기 스커트 본체와 상기 수랭 구조체가 분할된 구조로 되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 스커트 본체와 상기 수랭 구조체가 분할된 구조로 되어 있으므로, 스커트 본체가 열팽창한 경우이더라도 내화물 시공체가 파손되는 것을 억제할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 내구성이 우수하고, 또한 더스트, 슬래그, 지금 등의 영향을 받지 않고 안정된 스커트의 상하 이동이 가능하며, 메인터넌스의 생력화 및 생산성의 향상을 가능하게 하는 전로 배기 가스 처리 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치의 개략 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서의 후드와 스커트 간의 접속 구조의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 3은 종래의 수 밀봉 구조를 갖는 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서의 후드와 스커트 간의 접속 구조의 일례를 도시하는 설명도이다.

이하에, 본 발명의 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치에 대하여, 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1에, 본 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치(1)의 개략 구성도를 도시한다.

이 전로 배기 가스 처리 장치(1)는, 전로(10)의 상방에 위치하는 후드(20)와, 전로(10)와 후드(20)를 밀폐 상태에서 접속하는 스커트(30)와, 전로(10)로부터 배출된 배기 가스를 냉각하는 배기 가스 냉각기(2)와, 냉각된 배기 가스로부터 더스트를 제거하는 1차 집진기(3)와 2차 집진기(4)를 구비하고 있다. 또한 2차 집진기(4)의 하류측에는 각종 가스 처리 장치가 배설된다.

그리고 2차 집진기(4)에는, 후드(20) 내의 노구 압력을 제어하는 댐퍼(5)가 배설되어 있다. 상기 노구 압력은, 압력 검출 단(23)을 사용하여 측정된다. 또한 도 2에 있어서, 상기 압력 검출 단(23)은 후드(20) 내에 마련되어 있지만, 배기 가스 냉각기(2) 내에 마련해도 된다.

여기서, 본 발명의 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서의 후드와 스커트의 접속 구조에 대하여 도 2에 도시한다. 또한 도 2에 있어서, 좌측이 전로의 중심부(내부)이고, 우측이 전로의 외주측에 해당한다.

본 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서의 후드와 스커트의 접속 구조는, 도 2에 도시한 바와 같이, 산소 가스를 공급하여 용선의 정련을 실시하는 전로(10)의 노구(11)의 상방에는, 정련에 의하여 전로(10)로부터 발생하는 배기 가스를 회수하기 위한 전로 배기 가스 처리 장치(1)의 후드(20)가 설치되어 있다. 후드(20)는 수랭 구조이며, 냉각수 급수 헤더(21)로부터 공급되는 냉각수에 의하여 내부 냉각되어 있다. 후드(20)의 냉각수 배수 헤더는 후드(20)의 상부에 설치되어 있지만, 도 2에서는 생략하고 있다.

후드(20)와 시일 바닥(8)은 샌드 시일을 통하여 CO 가스의 시일을 행하고 있지만, 도 2에서는 생략하고 있다.

또한 스커트(30)의 수관으로의 냉각수는, 시일 바닥(8)의 CO 가스 시일부를 관통하여 급배수관(도시하지 않음)에 의해 공급되고 있다.

노구(11)와 후드(20) 사이에는, 상하 이동 가능한 스커트(30)가 후드(20)의 외주 방향 전부에 걸쳐 설치되어 있다. 스커트(30)의 연직 방향 하부측의 단부에는 냉각수 급수 헤더(31)가 설치되고, 스커트(30)의 연직 방향 상부측의 단부에는 냉각수 배수 헤더(32)가 설치되어 있다.

냉각수 급수 헤더(31)는 냉각수 급수관(도시하지 않음)에 연결되고, 냉각수 배수 헤더(32)는 냉각수 배수관(도시하지 않음)에 연결되어 있다.

즉, 스커트(30)는, 냉각수 급수관을 통하여 공급되는 냉각수에 의하여 내부 냉각되고, 스커트(30)를 냉각한 후의 냉각수는 냉각수 배수관을 통하여 배수되는 구조로 되어 있다.

스커트(30)와 냉각수 급수관 및 냉각수 배수관은 일체적으로 구성되어 있으며, 스커트(30), 냉각수 급수관 및 냉각수 배수관 모두가, 전동기나 유압 실린더 등의 구동 장치(도시하지 않음)에 의하여, 스커트(30)를 후드(20)와의 간극에 설치하고 노구(11)의 상방에서 상하 이동시키는 구조로 되어 있다.

여기서, 후드(20)와 스커트(30) 사이에는 시일 기구가 마련되어 있지 않아서, 후드(20)와 스커트(30)를 경계로 하여 노구(11)측으로부터 외측의 공간(이하, 간단히 「외기」라 함)으로 개방된 구조로 되어 있으며, 후드(20)와 스커트(30) 사이에는 최소폭이 30㎜ 이상 70㎜ 이하인 간극이 마련되어 있다.

또한 본 실시 형태에 있어서는, 후드(20)의 하단(20a)으로부터 스커트(30)의 상단(30b)과의 연직 방향의 중복 길이 L이 135㎜ 이상 400㎜ 이하의 범위 내로 되어 있는 것이 바람직하다.

또한 본 실시 형태에 있어서는, 스커트(30)는, 스커트 본체(35)와, 이 스커트 본체(35)의 외주측에 배설된 내화물 시공체(36)가 배설되어 있다.

또한 이 내화물 시공체(36)는 스커트(30)의 지지 구조체(34) 상에 설치되어 있다.

스커트(30)의 외주측에 배설된 내화물 시공체(36)는, 전로(10) 내에서 발생하는 더스트 및 전로(10) 내로부터의 비래물이 퇴적하기 어려운 각도의 경사면으로 형성되어 있어서, 냉각수 배수 헤더(32)의 상부에서도, 노내에서 발생하는 더스트 및 노내로부터의 비래물의 부착·퇴적이 방지된다.

내화물 시공체(36)는, 예를 들어 알루미나계 부정형 내화물 혹은 마그네시아계 부정형 내화물의 유입이나 불어냄 시공 등에 의하여 형성할 수 있다.

또한 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이 스커트(30)가 스커트 본체(35)와 내화물 시공체(36)을 구비하고 있으며, 이들 스커트 본체(35)와 내화물 시공체(36)가 분할된 구조로 되어 있다.

상술한 구성으로 된 본 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서는, 이하와 같이 하여, 용선의 산소 정련 과정에서 발생하는 일산화탄소 가스를 주성분으로 하는 고온·고함진량의 배기 가스를 회수한다.

용선의 산소 정련 개시 후, 스커트(30)를 하한 위치의 근방까지 하강시킨 후에 압력 검출 단(23)을 개재하여 측정되는 노구 압력을, 전로 배기 가스 처리 장치(1)의 2차 집진기(4)의 댐퍼(5) 또는 노구 압력 제어 장치(도시하지 않음)에 의하여, 외기의 압력에 대하여 0㎩ 이상 약 30.0㎩ 이하의 정압으로 제어함으로써, 노구(11)와 스커트(30)의 간극과 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터의, 전로(10)로부터 발생하는 배기 가스의 분출이 최소로 되어, 높은 농도의 CO 가스를 회수하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따르면, 상술한 바와 같이 후드(20) 내가 외기의 압력에 대하여 0㎩ 내지 약 30.0㎩의 범위에서 정압으로 되어 있는 경우, 후드(20) 내의 고유속의 가스 흐름에 의하여 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극에 생기는 이젝터 효과와, 상기 후드(20) 내 압력이 거의 균형을 이루어, 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터의 분출이 최소로 된다.

후드(20)의 내벽면이 전로 노구(11)의 개구 에지보다도 외주측에 위치함과 함께, 또한 스커트(30)가 후드(20)의 외주측을 둘러싸도록 배치되고, 후드(20)와 스커트(30) 사이가 가장 좁아지는 개소에 있어서의 후드(20)와 스커트(30) 사이의 거리(부호 cl)가 30㎜ 이상 70㎜ 이하로 되도록 후드(20)와 스커트(30) 사이에 클리어런스를 마련함으로써, 스커트(30)와 후드(20) 사이에 있어서의 외기의 흡입이나 배기 가스의 분출을 충분히 억제하는 것이 가능해진다.

후드(20)와 스커트(30) 사이의 최소 거리(도 2의 부호 cl)가 30㎜ 미만인 경우, 노구(11)로부터 후드(20)를 통하여 배기 가스 냉각기(2) 내로 유입되는 배기 가스의 흐름에 의하여 생기는 공기 역학적인 효과, 즉, 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극에 외기에 대하여 부압을 생기게 하는 이젝트 효과가 강해져, 외기가 상기 간극으로부터 후드(20)와 스커트(30)의 내측 공간으로 유입되기 쉬워진다. 또한 전로에서 발생하는 더스트 등에 의하여 충분한 간극 간격을 확보할 수 없어서 스커트의 상하 이동이 불가능해진다.

또한 후드(20)와 스커트(30) 사이의 최소 거리가 70㎜ 초과인 경우, 노구(11)로부터 상승하는 배기 가스의 일부가 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터 외기로 유출되기 쉬워진다.

이상과 같은 구성으로 된 본 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치에 따르면, 후드(20)와 스커트(30) 사이에는 시일 기구가 마련되어 있지 않아서 개방된 구조로 되어 있으므로, 수 밀봉 방식과 같이 더스트, 슬래그, 지금 등의 영향을 받지 않고, 또한 다른 시일 방법과 같이 내구성의 문제도 생기지 않는다.

또한 본 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치가 가동되고 있는 상태에 있어서, 후드(20)의 하단(20a)으로부터 스커트(30)의 상단(30b) 간의 중복 길이가 135㎜ 이상 400㎜ 이하의 범위 내로 한 경우에는, 스커트(30)와 후드(20) 사이에 있어서의 외기의 흡입이나 배기 가스의 분출을 더욱 충분히 억제하는 것이 가능해진다.

도 2에 도시된 실시 형태의 전로 배기 가스 처리 장치에서는, 후드(20)의 외주벽이 대략 수직으로 형성되어 있으며, 스커트(30)가 상기 후드(20)의 외주벽을 따라 평행으로 상하로 이동한다. 스커트(30)를 최하한 위치로 하여 전로 배기 가스 처리 장치를 가동시키는 경우, 후드(20)의 하단(20a)으로부터 스커트(30)의 상단(30b) 간의 중복 길이(도 2의 부호 L)는, 상기 스커트가 최하한 위치에 있어서, 연직 방향으로 135㎜ 이상 400㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한 본 실시 형태에 있어서, 스커트(30)의 외주면에, 전로(10)의 용선의 산소 정련 시에 발생하는 더스트가 미끄러져 나오는 한계 각도(「더스트의 안식각」이라 함) 이상의 경사각의 경사면부를 갖는 내화물 시공체(36)가 형성되어 있는 경우에는, 스커트(30)의 외주면에, 전로(10)의 용선의 산소 정련 시에 발생하는 더스트가 부착되어 퇴적하는 것을 억제할 수 있다.

또한 본 실시 형태에 있어서, 스커트(30)가, 스커트 본체와, 이 스커트 본체의 외주측에 배설된 내화물 시공체(36)를 구비하고 있는 경우에는, 이 내화물 시공체(36)에 의하여 스커트 본체의 열 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

또한 본 실시 형태에 있어서, 스커트 본체와 내화물 시공체(36)가 분할된 구조로 한 경우에는, 스커트 본체가 열팽창한 경우이더라도 내화물 시공체(36)가 파손되는 것을 억제할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태인 전로 배기 가스 처리 장치에 대하여 구체적으로 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.

본 실시 형태에 있어서는, 스커트의 외주측에 내화물 시공체를 배설한 것으로서 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 내화물 시공체 대신 수랭 구조체를 배설해도 된다. 수랭 구조체를 배설하는 경우에 있어서도, 산소 정련 시에 발생하는 더스트의 안식각 이상의 경사각의 경사면부를 갖는 것으로 하는 것이 바람직하다. 또한 스커트 본체와 수랭 구조체가 분할된 구조로 하는 것이 바람직하다.

또한 내화물 시공체 및 수랭 구조체를 배설하는 일 없이 수랭 배관으로 이루어지는 스커트 본체만으로 구성된 것이어도 된다.

실시예

이하에, 본 발명의 효과를 확인하고자, 본 발명의 전로 배기 가스 처리 장치에 있어서, 전로 배기 가스의 유동 해석을 행한 결과에 대하여 설명한다.

도 1에 도시되는 전로 배기 가스 처리 장치를 사용하여, 표 1에 나타낸 바와 같이, 도 2에 도시되는 후드와 스커트의 접속 구조에 있어서 전로 노구와 후드와 스커트의 위치 관계를 다양하게 설정하여 본 발명예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 13의 후드와 스커트의 접속 구조를 제작하였다.

그리고 본 발명예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 13에 대하여 노구 압력을 변경함으로써 가스의 유동 해석을 실시하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

표 1의 「배기 가스 분출량」은, 가스 냉각기(2) 내로 회수되는 배기 가스양 (Z)(㎥N/h), 노구(11)와 스커트(30)의 간극으로부터 분출되는 배기 가스양 (X)(㎥N/h), 및 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터 흡입된 외기의 양 또는 분출된 배기 가스양 (Y)(㎥N/h)을 해석에 의하여 각각 계산하고 이하의 식 1에 의하여 산출한 값이다. 또한 배기 가스의 분출량란에 있어서 「+」는 분출, 「-」는 흡입을 나타낸다.

배기 가스 분출량(%)=Y/(X+Y+Z) … 식 1

비교예 1, 2의 후드와 스커트의 접속 구조(이하, 「후드와 스커트의 접속 구조」를 간단히 「접속 구조」라 함)는, 전로 노구의 내경이 후드 하단의 내경보다도 작고, 후드와 스커트의 간극의 최소값이 30㎜ 미만이다. 이와 같은 구조의 경우, 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터의 외기의 흡입량이 커서, 노구 압력을 25.5㎩로 하면 배기 가스의 분출량(%)이 -5.0%에 달한다. 이에 비해, 본 발명예 1, 2의 접속 구조는, 노구 압력을 25.5㎩로 하더라도 배기 가스의 분출량(%)은 -5.0% 미만인 채이다.

비교예 3, 4의 접속 구조는, 전로 노구의 내경이 후드 하단의 내경보다도 작고, 후드와 스커트의 간극의 최소값이 70㎜ 초과이다. 이와 같은 구조의 경우, 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터의 배기 가스의 분출량이 커서, 노구 압력을 25.5㎩로 하면 배기 가스의 분출량(%)이 5.0%를 초과한다. 이에 비해, 본 발명예 6, 7의 접속 구조는, 노구 압력을 25.5㎩로 하더라도 배기 가스의 분출량(%)은 5.0% 미만인 채이다.

전로 노구의 내경이 후드 하단의 내경보다도 큰 비교예 5 내지 13의 접속 구조에 있어서는, 노구 압력(㎩)을 동일하게 하는 조건 하에 있어서, 후드와 스커트의 내벽 사이의 최소 거리(표 1의 「후드와 스커트의 간극의 최소값」)를 확대함에 따라, 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터의 배기 가스의 분출량이 많아졌다. 또한 상기 배기 가스의 분출량은, 노구 압력이 높아짐에 따라 많아지고 있는 것이 확인된다. 이와 같이, 전로 노구의 내경이 후드 하단의 내경보다도 큰 비교예 5 내지 13의 접속 구조에 있어서는, 전로 내로의 외기의 유입 및 전로 내 가스의 유출을 공기 역학적으로 억제하는 효과를 적어도 분명하게는 알아낼 수 없다.

이에 비해, 전로 노구의 내경이 후드 하단의 내경보다도 작은 본 발명예 1 내지 7에 있어서는, 상기 후드와 상기 스커트 사이의 최소 거리를 30㎜ 내지 70㎜로 함으로써, 후드(20)와 스커트(30) 사이의 간극으로부터의 배기 가스의 분출량이 ± 5.0% 미만으로 억제된다. 특히 본 발명예 3 내지 5의 접속 구조에서는, 노구 압력을 바꿈으로써 전로 내로의 외기의 유입으로부터 전로 내 가스의 유출로 변화되고 있고, 또한 배기 가스의 분출량이 ± 2.0% 미만이므로, 노구로부터 후드를 통하여 배기 가스 냉각기 내로 유입되는 배기 가스의 흐름과 후드와 스커트 사이의 간극의 공기 역학적인 작용을 이용한다는 본 발명의 효과가 분명히 나타나 있다.

이상의 관점에서, 본 발명예에 따르면, 전로 노구와 그 노구의 상방의 후드 사이에 설치되어, 용선의 산소 정련 중에 배기 가스의 외기로의 유출 및 배기 가스 중으로의 외기의 말려듦을 방지하기 위하여 설치되는 스커트와 상기 후드의 간극의 구조를, 내구성이 우수하고, 또한 더스트, 슬래그, 지금 등의 영향을 받지 않고 안정된 스커트의 상하 이동과, 메인터넌스의 생력화 및 생산성의 향상을 가능하게 하기 위하여, 수 밀봉이 없는 스커트 구조를 제공 가능한 것이 확인되었다.

10: 전로
11: 노구
20: 후드
30: 스커트
35: 스커트 본체
36: 내화물 시공체

Claims

전로 노구의 상방에 배치된 후드와, 상기 후드의 하부에 있어서 상기 전로 노구에 대하여 승강 가능한 스커트를 구비하는 전로 배기 가스 처리 장치이며,
상기 후드는, 상면에서 보아 그 내벽면의 하단이 상기 전로 노구의 개구 에지보다도 외측에 배치되고,
상기 스커트는, 그 상단부가 상기 후드의 하단부를 둘러싸도록 배치되고,
상기 후드와 상기 스커트 사이에는, 상기 후드 내부와 외기를 연통시키는 간극이 마련되고,
상기 간극의 최소폭은 30㎜ 이상 70㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 전로 배기 가스 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 후드와 상기 스커트의 중복 길이가 135㎜ 이상 400㎜ 이하의 범위 내로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전로 배기 가스 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스커트의 외주면에, 전로의 용선의 산소 정련 시에 발생하는 더스트의 안식각 이상의 경사각을 갖는 경사면부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전로 배기 가스 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스커트는, 스커트 본체와, 이 스커트 본체의 외주측에 배설된 내화물 시공체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전로 배기 가스 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 스커트 본체와 상기 내화물 시공체가 분할된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전로 배기 가스 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스커트는, 스커트 본체와, 이 스커트 본체의 외주측에 배설된 수랭 구조체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전로 배기 가스 처리 장치.
제6항에 있어서,
상기 스커트 본체와 상기 수랭 구조체가 분할된 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전로 배기 가스 처리 장치.