KR20210025301A - 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법 - Google Patents

풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20210025301A KR1020190105148A KR20190105148A KR20210025301A KR 20210025301 A KR20210025301 A KR 20210025301A KR 1020190105148 A KR1020190105148 A KR 1020190105148A KR 20190105148 A KR20190105148 A KR 20190105148A KR 20210025301 A KR20210025301 A KR 20210025301A
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Abstract

본 발명은 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 풍구의 슬래그 역류 차단장치는, 송풍지관을 통해 풍구로 송풍되는 송풍유량을 감지하는 유량감지부; PC 취입 랜스의 표면온도를 감지하는 온도감지부; PC 취입 랜스를 통해 풍구로 냉각수를 공급하기 위한 랜스 살수밸브; 송풍지관으로 냉각수를 공급하는 지관 살수밸브; 및 유량감지부로부터 입력된 송풍유량의 변화를 감지하여 랜스 살수밸브를 작동시킨 후 온도감지부로부터 입력된 표면온도 변화에 기초하여 지관 살수밸브를 작동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR INTERCEPTING REVERSE OF SLAG IN THE TUYERE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고로의 풍구 유량을 감시하여 PC(Pulverized Coal) 취입 랜스를 통해 1차 냉각수를 살수하여 슬래그의 역류를 차단한 후 풍구의 온도변화를 통해 송풍지관으로 2차 냉각수를 살수하여 역류를 차단함으로써, 슬래그의 역류로 인한 송풍설비의 손상을 방지할 수 있도록 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제철공정의 하나인 고로 조업은 철광석과 코크스(cokes)를 고로 내부에 장입시키고 열풍로에서 생성된 고온의 열풍을 고로 일측에 형성된 풍구를 통하여 고로 내부에 불어넣음으로써 용융환원 과정을 통하여 용선을 생산하는 공정이다.
고로는 거대한 반응용기로써 원료인 철광석과 연료인 코크스가 노정에 장입되면 고온의 공기가 풍구로 유입되어 코크스를 연소시키며, 이로부터 발생되는 환원가스에 의해 장입물이 가열, 환원 및 용해되어 선철과 슬래그로 출선구를 통해 배출되며 반응 가스는 노정에서 회수된다.
고로 설비 중에는, 고로에 열풍을 공급하는 풍구가 있다. 풍구에서는, 미분탄 뿐 아니라 열풍을 고로 내부로 공급하여 가스의 흐름을 제어하는 기능이 수행된다. 풍구에서의 열풍의 공급은, 고로 내부의 통기성을 제어한다는 점에서 고로 내부의 공정에 있어서 매우 중요하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1175452호(2012.08.20. 공고, 풍구 점검 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
일 측면에 따른 본 발명의 목적은 슬래그의 역류로 인한 송풍설비의 손상을 방지할 수 있도록 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치는, 송풍지관을 통해 풍구로 송풍되는 송풍유량을 감지하는 유량감지부; PC(Pulverized Coal) 취입 랜스의 표면온도를 감지하는 온도감지부; PC 취입 랜스를 통해 풍구로 냉각수를 공급하기 위한 랜스 살수밸브; 송풍지관으로 냉각수를 공급하는 지관 살수밸브; 및 유량감지부로부터 입력된 송풍유량의 변화를 감지하여 랜스 살수밸브를 작동시킨 후 온도감지부로부터 입력된 표면온도 변화에 기초하여 지관 살수밸브를 작동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부가 랜스 살수밸브나 지관 살수밸브의 작동상태를 상위제어장치로 출력하는 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 랜스 살수밸브는, PC 취입 랜스에 냉각수관이 연통되도록 설치되어 선택적으로 풍구로 미분탄을 공급하거나 냉각수를 공급하기 위한 삼방밸브인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 지관 살수밸브는, 송풍지관과 연통되도록 연결된 냉각수관에 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법은, 제어부가 유량측정부로부터 풍구로 송풍되는 송풍유량을 입력받는 단계; 제어부가 송풍유량의 변화를 감지하여 유량편차를 판단하는 단계; 제어부가 유량편차를 판단하여 유량편차가 설정편차를 초과하는 경우 랜스 살수밸브를 작동시키는 단계; 제어부가 랜스 살수밸브를 작동시킨 후 온도감지부로부터 PC 취입 랜스의 표면온도를 입력받는 단계; 및 제어부가 표면온도를 입력받아 표면온도가 설정온도를 초과하여 상승한 경우 지관 살수밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부가 랜스 살수밸브를 작동시키거나 지관 살수밸브를 작동시킨 후 출력부를 통해 상위제어장치에 작동상태를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 랜스 살수밸브를 작동시키는 단계는, 제어부가 PC 취입 랜스에 냉각수관이 연통되도록 설치되는 랜스 살수밸브를 작동시켜 미분탄 공급측을 차단하고 냉각수관을 개방하여 풍구로 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 지관 살수밸브를 작동시키는 단계는, 제어부가 송풍지관과 연통되도록 연결된 냉각수관에 설치되는 지관 살수밸브를 작동시켜 냉각수관으로부터 냉각수를 송풍지관으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법은 고로의 풍구 유량을 감시하여 PC(Pulverized Coal) 취입 랜스를 통해 1차 냉각수를 살수하여 슬래그의 역류를 차단한 후 풍구의 온도변화를 통해 송풍지관으로 2차 냉각수를 살수하여 역류를 차단함으로써, 슬래그의 역류로 인한 송풍설비의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 휴풍의 장기화를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 설치상태를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 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 풍구의 슬래그 역류 차단장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 설치상태를 나타낸 예시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치는, 유량감지부(10), 온도감지부(20), 랜스 살수밸브(40), 지관 살수밸브(50) 및 제어부(30)를 비롯하여 출력부(60)를 포함할 수 있다.
유량감지부(10)는 송풍지관(130)을 통해 풍구(110)로 송풍되는 송풍유량을 감지하여 제어부(30)에 제공할 수 있다.
따라서 제어부(30)는 유량감지부(10)로부터 입력되는 송풍유량의 변화를 기반으로 풍구(110)로 공급되는 유량편차가 설정편차를 초과하여 급격하게 발생할 경우, 송풍압력의 변화로 인해 고로(100) 내 장입물이 하강하면서 노저에 잔존하고 있던 용선이나 슬래그가 풍구(110)를 통해 역류할 수 있는 상황으로 판단할 수 있다.
온도감지부(20)는 PC 취입 랜스(120)의 표면온도를 감지하여 제어부(30)에 제공할 수 있다.
따라서 제어부(30)는 온도감지부(20)로부터 입력되는 표면온도를 기반으로 설정온도를 초과할 PC 취입 랜스(120)에 용선이나 슬래그가 역류하여 접촉되고 있음을 판단할 수 있다.
랜스 살수밸브(40)는 PC 취입 랜스(120)를 통해 비상수조(150)로부터 풍구(110)로 냉각수를 공급하여 풍구(110)를 통해 역류하는 슬래그를 냉각시켜 응고시킴으로써 풍구(110)를 폐쇄시킬 수 있다.
여기서, 랜스 살수밸브(40)는 PC 취입 랜스(120)에 냉각수관(160)이 연통되도록 설치되어 선택적으로 풍구(110)로 미분탄을 공급하거나 냉각수를 공급하기 위한 삼방밸브로 구성할 수 있다.
지관 살수밸브(50)는 송풍지관(130)과 연통되도록 연결된 냉각수관(160)에 설치되어 비상수조(150)로부터 송풍지관(130)으로 냉각수를 공급함으로써, 송풍지관(130)으로 역류하는 슬래그를 냉각시켜 응고시킬 수 있다.
제어부(30)는 유량감지부(10)로부터 입력된 송풍유량의 변화를 감지하여 랜스 살수밸브(40)를 작동시켜 1차적으로 냉각시킨 후 온도감지부(20)로부터 입력된 표면온도 변화에 기초하여 지관 살수밸브(50)를 작동시켜 2차적으로 냉각시킬 수 있다.
즉, 제어부(30)는 유량감지부(10)로부터 입력되는 송풍유량의 변화를 기반으로 풍구(110)로 공급되는 유량편차가 설정편차를 초과하여 급격하게 변동되어 슬래그가 역류할 수 있는 상황으로 판단될 경우, 1차적으로 랜스 살수밸브(40)를 작동시켜 풍구(110)로 냉각수를 공급하여 역류하는 슬래그를 응고시켜 풍구(110)를 폐쇄할 수 있다.
이후 제어부(30)는 온도감지부(20)로부터 입력되는 표면온도를 기반으로 설정온도를 초과하여 상승할 경우, 1차적으로 슬래그의 역류를 차단하지 못하고 계속해서 슬래그가 PC 취입 랜스(120)를 통과하여 송풍지관(130)으로 역류하는 것으로 판단하고, 2차적으로 지관 살수밸브(50)를 작동시켜 송풍지관(130)으로 냉각수를 공급하여 송풍환상관(140)으로 역류하는 슬래그를 응고시켜 차단할 수 있다.
출력부(60)는 제어부(30)가 랜스 살수밸브(40)나 지관 살수밸브(50)의 작동상태를 상위제어장치(70)로 출력할 수 있다.
따라서, 상위제어장치(70)는 랜스 살수밸브(40)나 지관 살수밸브(50)의 작동상태에 따라 송풍설비를 제어하여 감풍이나 휴풍시켜 송풍설비를 보호할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 풍구의 슬래그 역류 차단장치에 따르면, 고로의 풍구 유량을 감시하여 PC 취입 랜스를 통해 1차 냉각수를 살수하여 슬래그의 역류를 차단한 후 풍구의 온도변화를 통해 송풍지관으로 2차 냉각수를 살수하여 역류를 차단함으로써, 슬래그의 역류로 인한 송풍설비의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 휴풍의 장기화를 예방할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법에서는 먼저, 제어부(30)가 유량측정부(10)로부터 풍구(110)로 송풍되는 송풍유량을 입력받는다(S10).
S10 단계에서 송풍유량을 입력받은 후 제어부(30)는 송풍유량의 변화를 감지하여 유량편차가 설정편차를 초과하는지 판단한다(S20).
여기서, 제어부(30)는 유량감지부(10)로부터 입력되는 송풍유량의 변화를 기반으로 풍구(110)로 공급되는 유량편차가 설정편차를 초과하여 급격하게 발생할 경우, 송풍압력의 변화로 인해 고로(100) 내 장입물이 하강하면서 노저에 잔존하고 있던 용선이나 슬래그가 풍구(110)를 통해 역류할 수 있는 상황으로 판단할 수 있다.
S20 단계에서 유량편차가 설정편차 미만인 경우, 제어부(30)는 S10 단계로 리턴하여 지속적으로 송풍유량을 입력받아 유량편차를 판단한다.
반면, S20 단계에서 유량편차가 설정편차를 초과하는 경우, 제어부(30)는 랜스 살수밸브(40)를 작동시켜 1차적으로 냉각수를 풍구(110)로 살수하여 역류하는 슬래그를 응고시켜 풍구(110)가 폐쇄되도록 한다(S30).
여기서, 제어부(30)는 PC 취입 랜스(120)에 냉각수관(160)이 연통되도록 설치되는 랜스 살수밸브(40)를 작동시켜 미분탄 공급측을 차단하고 냉각수관(160)을 개방하여 풍구(110)로 냉각수가 공급되도록 랜스 살수밸브(40)를 작동시킬 수 있다.
또한, S30 단계에서 랜스 살수밸브(40)를 작동시킨 후 제어부(30)는 작동상태를 출력부(60)를 통해 상위제어장치(70)로 출력함으로써, 상위제어장치(70)에서 랜스 살수밸브(40)의 작동상태에 따라 감풍이나 휴풍시켜 송풍설비를 보호할 수 있도록 한다(S40).
S40 단계에서 랜스 살수밸브(40)를 작동상태를 상위제어장치(70)로 출력하고, 제어부(30)는 온도감지부(20)로부터 PC 취입 랜스(120)의 표면온도를 입력받는다(S50).
S50 단계에서 PC 취입 랜스(120)의 표면온도를 입력받은 후 제어부(30)는 표면온도가 설정온도를 초과하여 상승하였는지 판단한다(S60).
여기서 제어부(30)는 온도감지부(20)로부터 입력되는 표면온도를 기반으로 설정온도를 초과할 PC 취입 랜스(120)에 용선이나 슬래그가 역류하여 접촉되고 있음을 판단할 수 있다.
S60 단계에서 표면온도가 설정온도를 초과하는지 판단하여 표면온도가 설정시간이 경과하여도 설정온도를 초과하지 않은 경우, 제어부(30)는 풍구(110)가 안정적으로 폐쇄된 것으로 판단하고 종료할 수 있다.
반면, S60 단계에서 표면온도가 설정온도를 초과하는지 판단하여 표면온도가 설정온도를 초과하는 경우, 제어부(30)는 송풍지관(130)과 연통되도록 연결된 냉각수관(160)에 설치되는 지관 살수밸브(50)를 작동시켜 냉각수관(160)으로부터 냉각수를 송풍지관(130)으로 공급하여 2차적으로 냉각수를 송풍지관(130)으로 살수함으로써, 역류하는 슬래그가 송풍환상관(140)으로 역류하지 못하도록 응고시킨다(S70).
S70 단계에서 지관 살수밸브(50)를 작동시킨 후 제어부(30)는 작동상태를 출력부를 통해 상위제어장치(70)로 출력함으로써, 상위제어장치(70)에서 랜스 살수밸브(40)의 작동상태에 따라 감풍이나 휴풍시켜 송풍설비를 보호할 수 있도록 한다(S80).
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법에 따르면, 고로의 풍구 유량을 감시하여 PC 취입 랜스를 통해 1차 냉각수를 살수하여 슬래그의 역류를 차단한 후 풍구의 온도변화를 통해 송풍지관으로 2차 냉각수를 살수하여 역류를 차단함으로써, 슬래그의 역류로 인한 송풍설비의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 휴풍의 장기화를 예방할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
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 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 유량측정부 20 : 온도감지부
30 : 제어부 40 : 랜스 살수밸브
50 : 지관 살수밸브 60 : 출력부
70 : 상위제어장치 100 : 고로
110 : 풍구 120 : PC 취입 랜스
130 : 송풍지관 140 : 송풍환상관
150 : 비상수조 160 : 냉각수관

Claims (8)

  1. 송풍지관을 통해 풍구로 송풍되는 송풍유량을 감지하는 유량감지부;
    PC(Pulverized Coal) 취입 랜스의 표면온도를 감지하는 온도감지부;
    상기 PC 취입 랜스를 통해 상기 풍구로 냉각수를 공급하기 위한 랜스 살수밸브;
    상기 송풍지관으로 냉각수를 공급하는 지관 살수밸브; 및
    상기 유량감지부로부터 입력된 상기 송풍유량의 변화를 감지하여 상기 랜스 살수밸브를 작동시킨 후 상기 온도감지부로부터 입력된 상기 표면온도 변화에 기초하여 상기 지관 살수밸브를 작동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부가 상기 랜스 살수밸브나 상기 지관 살수밸브의 작동상태를 상위제어장치로 출력하는 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 랜스 살수밸브는, 상기 PC 취입 랜스에 냉각수관이 연통되도록 설치되어 선택적으로 상기 풍구로 미분탄을 공급하거나 냉각수를 공급하기 위한 삼방밸브인 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 지관 살수밸브는, 상기 송풍지관과 연통되도록 연결된 냉각수관에 설치되는 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치.
  5. 제어부가 유량측정부로부터 풍구로 송풍되는 송풍유량을 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 송풍유량의 변화를 감지하여 유량편차를 판단하는 단계;
    상기 제어부가 상기 유량편차를 판단하여 상기 유량편차가 설정편차를 초과하는 경우 랜스 살수밸브를 작동시키는 단계;
    상기 제어부가 상기 랜스 살수밸브를 작동시킨 후 온도감지부로부터 PC 취입 랜스의 표면온도를 입력받는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 표면온도를 입력받아 상기 표면온도가 설정온도를 초과하여 상승한 경우 지관 살수밸브를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제어부가 상기 랜스 살수밸브를 작동시키거나 상기 지관 살수밸브를 작동시킨 후 출력부를 통해 상위제어장치에 작동상태를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 랜스 살수밸브를 작동시키는 단계는, 상기 제어부가 PC 취입 랜스에 냉각수관이 연통되도록 설치되는 상기 랜스 살수밸브를 작동시켜 미분탄 공급측을 차단하고 냉각수관을 개방하여 상기 풍구로 냉각수를 공급하는 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 지관 살수밸브를 작동시키는 단계는, 상기 제어부가 송풍지관과 연통되도록 연결된 냉각수관에 설치되는 상기 지관 살수밸브를 작동시켜 상기 냉각수관으로부터 냉각수를 상기 송풍지관으로 공급하는 것을 특징으로 하는 풍구의 슬래그 역류 차단장치의 제어방법.
KR1020190105148A 2019-08-27 2019-08-27 풍구의 슬래그 역류 차단장치 및 그 제어방법 KR20210025301A (ko)

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