KR20230163250A - Apparatus and method for preheating ladle using brown gas - Google Patents
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Abstract
브라운 가스를 이용한 래들 예열 장치 및 예열 방법을 제공한다. 래들 예열 장치는, i) 내부 공간을 형성하고 양단이 개방되며, 공기가 공급되는 바디; ii) 바디의 개방된 제1 단부에 설치되어 밀폐하고, 브라운 가스 공급관 및 천연가스 공급관을 관통시켜 고정하는 배관 홀더; iii) 브라운 가스 공급관에 설치되어 개폐 작동되는 제1 솔레노이드 밸브; iv) 천연가스 공급관에 설치되어 개폐 작동되는 제2 솔레노이드 밸브; v) 바디의 개방된 제2 단부에 연결되고, 공기가 배출되는 복수의 공기 배출구들, 브라운 가스 공급관에 연결되는 분배구 및 천연가스 공급관에 연결되는 천연가스 토출구를 형성하는 분배 부재; 및 vi) 분배 부재에 결합되어 분배 부재와 커버 부재 사이에 분배구에 연결되는 브라운 가스 챔버와 브라운 가스 챔버에 연결된 브라운 가스 토출구를 형성하고, 복수의 공기 배출구들이 연장 관통되어 래들 내부를 향하는 커버 부재를 포함한다. 브라운 가스 토출구와 천연가스 토출구는 커버 부재의 하단에서 연결되며, 복수의 공기 배출구들은 상호 이격되어 브라운 가스 토출구와 천연가스 토출구를 둘러싸서 형성된다.Provides a ladle preheating device and preheating method using Brown gas. The ladle preheating device includes: i) a body that forms an internal space, is open at both ends, and is supplied with air; ii) a pipe holder installed and sealed at the open first end of the body and passing through and fixing the Brown gas supply pipe and the natural gas supply pipe; iii) a first solenoid valve installed in the Brown gas supply pipe and operated to open and close; iv) a second solenoid valve installed in the natural gas supply pipe and operated to open and close; v) a distribution member connected to the open second end of the body and forming a plurality of air outlets through which air is discharged, a distribution outlet connected to the Brown gas supply pipe and a natural gas outlet connected to the natural gas supply pipe; and vi) a cover member coupled to the distribution member to form a Brown gas chamber connected to the distribution port between the distribution member and the cover member and a Brown gas discharge port connected to the Brown gas chamber, and through which a plurality of air outlets extend and penetrate to the inside of the ladle. Includes. The brown gas outlet and the natural gas outlet are connected at the bottom of the cover member, and a plurality of air outlets are spaced apart from each other to surround the brown gas outlet and the natural gas outlet.
Description
본 발명은 래들 예열 장치 및 예열 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 브라운 가스를 사용시 역화를 방지할 수 있는 래들 예열 장치 및 예열 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ladle preheating device and a preheating method, and more specifically, to a ladle preheating device and a preheating method that can prevent backfire when using Brown gas.
래들(ladle)은 금속 용융물인 용탕을 용광로에서 취출해 해당 용탕의 후속 공정 위치까지 이동시키는 용기이다. 래들의 상부는 오픈되어 있으므로, 상부를 통해 래들 내부로 용탕을 제공받아 저장한다. 래들에 용탕을 저장하기 전에는 래들을 기설정 온도까지 예열함으로써 래들에 의한 용탕의 보온 효과를 향상시킬 필요가 있다.A ladle is a container that removes molten metal from a furnace and moves it to the next processing location. Since the top of the ladle is open, molten metal is supplied into the ladle through the top and stored. Before storing the molten metal in the ladle, it is necessary to improve the thermal insulation effect of the molten metal by the ladle by preheating the ladle to a preset temperature.
한편, 브라운 가스는 높은 열효율을 가진다. 또한, 브라운 가스는 수소와 산소로만 이루어져서 연소시 분진 등의 잔유물이 발생하지 않는다. 따라서 브라운 가스는 친환경적인 연소가 가능한 이점이 있다. 다만, 브라운 가스의 평균폭발압력 상승속도 및 최대폭발압력 상승속도가 매우 높으므로, 고온 방사열에 의한 역화를 방지할 필요가 있다.Meanwhile, Brown gas has high thermal efficiency. In addition, Brown gas consists only of hydrogen and oxygen, so no residues such as dust are generated during combustion. Therefore, Brown gas has the advantage of enabling environmentally friendly combustion. However, since the average and maximum explosion pressure increase rates of Brown gas are very high, it is necessary to prevent backfire due to high-temperature radiant heat.
브라운 가스를 사용시 역화를 방지할 수 있는 래들 예열 장치를 제공하고자 한다. 또한, 브라운 가스를 사용시 역화를 방지할 수 있는 래들 예열 방법을 제공하고자 한다.The aim is to provide a ladle preheating device that can prevent backfire when using Brown gas. In addition, we would like to provide a ladle preheating method that can prevent backfire when using Brown gas.
본 발명의 일 실시예에 따른 래들 예열 장치는, i) 내부 공간을 형성하고 양단이 개방되며, 공기가 공급되는 바디; ii) 바디의 개방된 제1 단부에 설치되어 밀폐하고, 브라운 가스 공급관 및 천연가스 공급관을 관통시켜 고정하는 배관 홀더; iii) 브라운 가스 공급관에 설치되어 개폐 작동되는 제1 솔레노이드 밸브; iv) 천연가스 공급관에 설치되어 개폐 작동되는 제2 솔레노이드 밸브; v) 바디의 개방된 제2 단부에 연결되고, 공기가 배출되는 복수의 공기 배출구들, 브라운 가스 공급관에 연결되는 분배구 및 천연가스 공급관에 연결되는 천연가스 토출구를 형성하는 분배 부재; vi) 분배 부재에 결합되어 분배 부재와 커버 부재 사이에 분배구에 연결되는 브라운 가스 챔버와 브라운 가스 챔버에 연결된 브라운 가스 토출구를 형성하고, 복수의 공기 배출구들이 연장 관통되어 래들 내부를 향하는 커버 부재; vii) 바디 내부의 브라운 가스 공급관에 설치되어 제1 압력으로 개방 작동되고, 브라운 가스를 공급하며, 브라운 가스의 역류를 차단하는 제1 체크 밸브; viii) 제1 체크 밸브와 분배 부재 사이에서 브라운 가스 공급관에 연결되어 바디의 외부로 인출되는 브라운 가스 역화 배출관; ix) 브라운 가스 역화 배출관에 설치되어 래들 내부의 예열 중 래들 내부로부터의 역화를 배출하도록 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 개방 작동되는 제1 안전 밸브; x) 바디 내부의 천연가스 공급관에 설치되어 제3 압력으로 개방 작동되고, 천연 가스를 공급하며, 천연 가스의 역류를 차단하는 제2 체크 밸브; xi) 제2 체크 밸브와 분배 부재 사이에서 천연가스 공급관에 연결되어 바디의 외부로 인출되는 천연 가스 역화 배출관; 및 xii) 천연 가스 역화 배출관에 설치되어 역화를 배출하도록 제3 압력보다 큰 제4 압력으로 개방 작동되는 제2 안전 밸브를 포함한다. 브라운 가스 토출구와 천연가스 토출구는 커버 부재의 하단에서 연결되며, 복수의 공기 배출구들은 상호 이격되어 브라운 가스 토출구와 천연가스 토출구를 둘러싸서 형성된다.A ladle preheating device according to an embodiment of the present invention includes: i) a body that forms an internal space, is open at both ends, and is supplied with air; ii) a pipe holder installed and sealed at the open first end of the body and passing through and fixing the Brown gas supply pipe and the natural gas supply pipe; iii) a first solenoid valve installed in the Brown gas supply pipe and operated to open and close; iv) a second solenoid valve installed in the natural gas supply pipe and operated to open and close; v) a distribution member connected to the open second end of the body and forming a plurality of air outlets through which air is discharged, a distribution outlet connected to the Brown gas supply pipe and a natural gas outlet connected to the natural gas supply pipe; vi) a cover member coupled to the distribution member and forming a Brown gas chamber connected to a distribution port between the distribution member and the cover member and a Brown gas discharge port connected to the Brown gas chamber, the plurality of air outlets extending through the cover member toward the inside of the ladle; vii) a first check valve installed in the Brown gas supply pipe inside the body, opened and operated at a first pressure, supplies Brown gas, and blocks backflow of Brown gas; viii) a Brown gas backfire discharge pipe connected to the Brown gas supply pipe between the first check valve and the distribution member and led to the outside of the body; ix) a first safety valve installed in the Brown gas backfire discharge pipe and operated to open at a second pressure greater than the first pressure to discharge backfire from the inside of the ladle during preheating inside the ladle; x) a second check valve installed in the natural gas supply pipe inside the body, opened and operated at a third pressure, supplies natural gas, and blocks the backflow of natural gas; xi) a natural gas backfire discharge pipe connected to the natural gas supply pipe between the second check valve and the distribution member and led to the outside of the body; and xii) a second safety valve installed in the natural gas flashback discharge pipe and operated to open at a fourth pressure greater than the third pressure to discharge the flashback. The brown gas outlet and the natural gas outlet are connected at the bottom of the cover member, and a plurality of air outlets are spaced apart from each other to surround the brown gas outlet and the natural gas outlet.
천연가스 토출구는 분배 부재의 중심에 구비되고, 브라운 가스 챔버는 천연가스 토출구에서 제1 간격(G1)으로 이격되어 반경 방향으로 제1 범위(R1)를 가지는 환상으로 형성되며, 브라운 가스 토출구는 커버 부재의 하단에서 천연가스 토출구와 접하면서 천연가스 토출구를 둘러쌀 수 있다. 브라운 가스 역화 배출관은 브라운 가스 공급관에 연결되는 제1 배출관 및 제2 배출관을 포함하며, 제1 안전 밸브는 제1 배출관에 구비되는 제1 기계식 밸브와 제2 배출관에 구비되는 제2 기계식 밸브를 포함하고, 천연가스 역화 배출관은 천연가스 공급관에 연결되는 제3 배출관 및 제4 배출관을 포함하며, 제2 안전 밸브는 제3 배출관에 구비되는 제3 기계식 밸브와 제4 배출관에 구비되는 제4 기계식 밸브를 포함할 수 있다. 제1 배출관은 제1 직경(D1)으로 형성되어 제1 거리(L1)로 바디의 외부로 인출되고, 제2 배출관은 제1 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)으로 형성되어 제1 거리(L1)보다 큰 제2 거리(L2)로 바디의 외부로 인출되며, 제3 배출관은 제3 직경(D3)으로 형성되어 제3 거리(L3)로 바디의 외부로 인출되고, 제4 배출관은 제3 직경(D3)보다 큰 제4 직경(D4)으로 형성되어 제3 거리(L3)보다 큰 제4 거리(L4)로 바디의 외부로 인출될 수 있다.The natural gas outlet is provided at the center of the distribution member, and the Brown gas chamber is spaced apart from the natural gas outlet at a first gap (G1) and is formed in an annular shape with a first range (R1) in the radial direction, and the Brown gas outlet covers the It may surround the natural gas outlet while contacting the natural gas outlet at the bottom of the member. The Brown gas backfire discharge pipe includes a first discharge pipe and a second discharge pipe connected to the Brown gas supply pipe, and the first safety valve includes a first mechanical valve provided in the first discharge pipe and a second mechanical valve provided in the second discharge pipe. And, the natural gas backfire discharge pipe includes a third discharge pipe and a fourth discharge pipe connected to the natural gas supply pipe, and the second safety valve includes a third mechanical valve provided in the third discharge pipe and a fourth mechanical valve provided in the fourth discharge pipe. may include. The first discharge pipe is formed with a first diameter (D1) and is drawn out of the body at a first distance (L1), and the second discharge pipe is formed with a second diameter (D2) larger than the first diameter (D1) and extends to the outside of the body at a first distance (L1). It is drawn out of the body at a second distance (L2) larger than the distance (L1), and the third discharge pipe is formed with a third diameter (D3) and drawn out of the body at a third distance (L3), and the fourth discharge pipe is formed with a fourth diameter (D4) that is larger than the third diameter (D3) and can be drawn out of the body at a fourth distance (L4) that is larger than the third distance (L3).
본 발명의 일 실시예에 따른 래들 예열 방법은 전술한 래들 예열 장치를 이용한다. 래들 예열 방법은, i) 래들 예열 장치가 래들 내부를 향하도록 배치하는 단계, ii) 제1 솔레노이드 밸브를 개방하여 브라운 가스 공급관을 통해 브라운 가스를 공급하고, 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 천연가스 공급관을 통해 천연 가스를 공급하는 단계, iii) 복수의 공기 배출구들을 통하여 연소용 공기를 공급하는 단계, iv) 브라운 가스와 천연 가스를 커버 부재의 하단에서 혼소하여 혼소에 의한 화염으로 래들 내부를 예열하는 단계, v) 브라운 가스의 역화시, 브라운 가스 공급관에 설치되어 제1 압력으로 개방 작동된 제1 체크 밸브가 역류되는 브라운 가스에 의하여 폐쇄 작동되어 브라운 가스의 역류를 차단하는 단계, vi) 브라운 가스의 역류 차단시, 제1 체크 밸브와 브라운 가스 토출 간격 사이에 브라운 가스 역화 배출관으로 연결된 제1 안전 밸브가 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 개방 작동되어 브라운 가스의 역화를 배출하는 단계, vii) 천연 가스의 역화시, 천연가스 공급관에 설치되어 제3 압력으로 개방 작동된 제2 체크 밸브가 역류되는 천연 가스에 의하여 폐쇄 작동되어 천연 가스의 역류를 차단하는 단계, 및 viii) 천연 가스의 역류 차단시, 제2 체크 밸브와 천연 가스 토출 간격 사이에 천연가스 역화 배출관으로 연결된 제2 안전 밸브가 제3 압력보다 큰 제4 압력으로 개방 작동되어 천연 가스의 역화를 배출하는 단계를 포함한다.The ladle preheating method according to an embodiment of the present invention uses the ladle preheating device described above. The ladle preheating method includes the following steps: i) arranging the ladle preheating device to face the inside of the ladle, ii) opening the first solenoid valve to supply Brown gas through the Brown gas supply pipe, and opening the second solenoid valve to supply natural gas through the brown gas supply pipe. supplying natural gas through, iii) supplying air for combustion through a plurality of air outlets, iv) co-firing the brown gas and natural gas at the bottom of the cover member to preheat the inside of the ladle with a flame from the co-firing. Step, v) When the brown gas backfires, the first check valve installed in the brown gas supply pipe and opened at the first pressure is closed by the backflow of the brown gas, thereby blocking the backflow of the brown gas, vi) the brown gas. When blocking the backflow, the first safety valve connected to the Brown gas backfire discharge pipe between the first check valve and the Brown gas discharge interval is opened and operated at a second pressure greater than the first pressure to discharge the backfire of the Brown gas, vii) When natural gas backfires, a second check valve installed in the natural gas supply pipe and opened at a third pressure is closed by the backflowing natural gas to block the backflow of natural gas, and viii) blocking the backflow of natural gas. When, a second safety valve connected to a natural gas backfire discharge pipe between the second check valve and the natural gas discharge interval is opened and operated at a fourth pressure greater than the third pressure to discharge backfire of natural gas.
브라운 가스 역화 배출관은 i) 제1 직경과 제1 거리로 형성되는 제1 배출관, 및 ii) 제1 직경보다 큰 제2 직경과 제1 거리보다 큰 제2 거리로 형성되는 제2 배출관을 포함할 수 있다. 제1 안전 밸브는, i) 제1 배출관에 구비되는 제1 기계식 밸브, 및 ii) 제2 배출관에 구비되어 제1 기계식 밸브와 동일 압력으로 개방되는 제2 기계식 밸브를 포함할 수 있다. 천연가스 역화 배출관은 i) 제3 직경과 제3 거리로 형성되는 제3 배출관, 및 ii) 제3 직경보다 큰 제4 직경과 제3 거리보다 큰 제4 거리로 형성되는 제4 배출관을 포함할 수 있다. 제2 안전 밸브는, i) 제3 배출관에 구비되는 제3 기계식 밸브, 및 ii) 제4 배출관에 구비되어 제3 기계식 밸브와 동일 압력으로 개방되는 제4 기계식 밸브를 포함할 수 있다. 브라운 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 브라운 가스 역화를 제1 배출관과 제1 기계식 밸브로 배출하고, 제2 배출관과 제2 기계식 밸브로 배출할 수 있다. 천연 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 천연 가스의 역화를 제3 배출관과 제3 기계식 밸브로 배출하고, 제4 배출관과 제4 기계식 밸브로 배출할 수 있다.The Brownian gas flashback discharge pipe may include i) a first discharge pipe formed of a first diameter and a first distance, and ii) a second discharge pipe formed of a second diameter greater than the first diameter and a second distance greater than the first distance. You can. The first safety valve may include i) a first mechanical valve provided in the first discharge pipe, and ii) a second mechanical valve provided in the second discharge pipe and opened at the same pressure as the first mechanical valve. The natural gas flashback discharge pipe may include i) a third discharge pipe formed of a third diameter and a third distance, and ii) a fourth discharge pipe formed of a fourth diameter greater than the third diameter and a fourth distance greater than the third distance. You can. The second safety valve may include i) a third mechanical valve provided in the third discharge pipe, and ii) a fourth mechanical valve provided in the fourth discharge pipe and opened at the same pressure as the third mechanical valve. In the step of discharging the brown gas backfire, the brown gas backfire may be discharged through the first discharge pipe and the first mechanical valve, and may be discharged through the second discharge pipe and the second mechanical valve. In the step of discharging the backfire of natural gas, the backfire of natural gas may be discharged through the third discharge pipe and the third mechanical valve, and may be discharged through the fourth discharge pipe and the fourth mechanical valve.
브라운 가스의 역화를 배출하는 단계에서 제1 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 천연 가스의 역화를 배출하는 단계에서 제2 솔레노이드 밸브를 폐쇄할 수 있다. 브라운 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 제1 압력은 0.1 bar 내지 0.2bar이고, 제2 압력은 3bar 내지 5bar일 수 있다. 천연 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 제3 압력은 0.1 bar 내지 0.2bar이고, 제4 압력은 3bar 내지 5bar일 수 있다. 래들 내부를 예열하는 단계에서, 혼소 가스 중 브라운 가스의 양은 25vol% 내지 35vol%일 수 있다.The first solenoid valve may be closed in the step of discharging the backfire of the brown gas, and the second solenoid valve may be closed in the step of discharging the backfire of the natural gas. In the step of discharging the backfire of the Brown gas, the first pressure may be 0.1 bar to 0.2 bar, and the second pressure may be 3 bar to 5 bar. In the step of discharging the flashback of natural gas, the third pressure may be 0.1 bar to 0.2 bar, and the fourth pressure may be 3 bar to 5 bar. In the step of preheating the inside of the ladle, the amount of Brown gas in the co-firing gas may be 25 vol% to 35 vol%.
래들 내부의 고온 방사열로 인한 래들 예열 장치의 역화를 방지할 수 있다. 또한, 브라운 가스 역화를 브라운 가스 역화 배출관으로 유도하여 안전 밸브를 통하여 바디의 외부로 배출하므로 브라운 가스의 역화가 브라운 가스 공급관을 통하여 장치 내부로 더 진행되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 천연가스의 사용량을 줄여서 천연가스의 연소시 발생하는 이산화탄소의 양을 줄일 수 있다.It is possible to prevent backfire of the ladle preheating device due to high temperature radiant heat inside the ladle. In addition, since the Brown gas backfire is guided to the Brown gas backfire discharge pipe and discharged to the outside of the body through the safety valve, it is possible to prevent the Brown gas backfire from proceeding further into the device through the Brown gas supply pipe. And by reducing the amount of natural gas used, the amount of carbon dioxide generated when natural gas is burned can be reduced.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래들 예열 장치의 개략적인 사용 상태도이다.
도 2는 도 1의 래들 예열 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 래들 예열 장치의 개략적인 저면도이다.
도 4는 도 2의 래들 예열 장치의 역화시의 개략적인 작동 상태도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 래들 예열 장치의 개략적인 저면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래들 예열 방법의 개략적인 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실험예에 따른 래들 예열 장치의 사진이다.
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 실험예 및 종래 기술의 비교예에 따른 래들 예열 사진이다.1 is a schematic diagram of a state of use of a ladle preheating device according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the ladle preheating device of Figure 1.
Figure 3 is a schematic bottom view of the ladle preheating device of Figure 2;
FIG. 4 is a schematic operational state diagram of the ladle preheating device of FIG. 2 during backfire.
Figure 5 is a schematic bottom view of a ladle preheating device according to a second embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic flowchart of a ladle preheating method according to the first embodiment of the present invention.
Figure 7 is a photograph of a ladle preheating device according to an experimental example of the present invention.
Figures 8 and 9 are photographs of ladle preheating according to an experimental example of the present invention and a comparative example of the prior art, respectively.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted, and identical or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래들 예열 장치(100)의 사용 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 1의 래들 예열 장치(100)의 사용 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 래들 예열 장치(100)의 사용 상태를 다른 형태로도 변형할 수 있다. Figure 1 schematically shows the use state of the
도 1에 도시한 바와 같이, 래들(L) 및 래들 커버(C)가 용탕의 이송을 위해 준비된다. 래들 커버(C)는 래들(L)을 덮어서 래들(L) 내부로 이물질이 침투하지 않게 할 수 있다.As shown in FIG. 1, a ladle (L) and a ladle cover (C) are prepared for transport of molten metal. The ladle cover (C) can cover the ladle (L) to prevent foreign substances from penetrating into the ladle (L).
용탕의 이송 전에 래들(L) 내부를 예열할 필요가 있다. 이를 위해 래들 예열 장치(100)를 사용한다. 래들 커버(C)에는 래들 예열공(C10)이 형성된다. 따라서 래들 예열 장치(100)를 래들 예열공(C10) 위에 설치한 후 브라운 가스, 천연 가스 및 연소용 공기를 도입 및 연소시켜 래들(L) 내부를 예열할 수 있다. 공기는 연소에 사용되며 점선 화살표 방향을 따라 공기 유입관(30)을 통해 래들(L) 내부로 공급된다. 연소용 공기는 찬공기가 아닌 래들로부터 배출되는 1200℃의 배가스를 축열체와 열교환기를 거치면서 약 1000℃로 승온해 사용한다. 그 결과, 화염의 온도를 높일 수 있고 에너지를 절감할 수 있다. 또한, 공기에 포함된 산소로 인해 브라운 가스와 천연 가스가 연소되면서 레들 내부의 예열에 필요한 화염(F)을 계속 유지할 수 있다.It is necessary to preheat the inside of the ladle (L) before transferring the molten metal. For this purpose, the
도 1에 도시한 바와 같이, 래들(L) 내부에 화염(F)이 형성되면서 그 복사열에 의해 래들(L) 내부가 예열된다. 한편, 브라운 가스 및 천연 가스의 혼소에 의해 발생하는 배가스는 래들(L)과 래들 커버(C) 사이의 공간으로 배출될 수 있다. 이하에서는 도 2를 통하여 래들 예열 장치(100)의 구조에 대해 상세하게 설명한다.As shown in FIG. 1, as a flame F is formed inside the ladle L, the inside of the ladle L is preheated by the radiant heat. Meanwhile, exhaust gas generated by co-firing of brown gas and natural gas may be discharged into the space between the ladle (L) and the ladle cover (C). Hereinafter, the structure of the
도 2는 도 1의 래들 예열 장치(100)의 단면 구조를 개략적으로 나타낸다. 즉, 도 2는 도 1의 래들 예열 장치(100)를 zx 평면 방향으로 자른 단면 구조를 나타낸다. 도 2의 래들 예열 장치(100)의 단면 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 래들 예열 장치(100)의 단면 구조를 다른 형태로도 변형할 수 있다. 한편, 도 3은 도 2의 래들 예열 장치(100)의 개략적인 저면 구조를 나타낸다.FIG. 2 schematically shows the cross-sectional structure of the
도 2에 도시한 바와 같이, 래들 예열 장치(100)는 래들(L) 내부의 예열을 위하여 브라운 가스(BG)와 천연 가스(LG)를 사용한다. 천연 가스(LG)로서, 액화 천연 가스(liquid natural gas, LNG) 또는 액화 프로판 가스(liquid propane gas, LPG) 등을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
브라운 가스 공급부(110)는 브라운 가스를 생성하여 브라운 가스 공급관(10)을 통해 브라운 가스(BG)를 브라운 가스 토출구(11)로 공급한다. 천연 가스 공급부(120)는 천연 가스(LG)를 천연가스 공급관(20)을 통해 천연가스 토출구(21)로 공급한다. 브라운 가스(BG)와 천연 가스(LG)는 커버 부재(70)의 단부(701)에서 만나 함께 혼합되면서 연소된다. The brown
래들 예열 장치(100)의 단부에서 브라운 가스(BG) 및 천연 가스(LG)가 혼소되면서 래들 내부를 예열시킨다. 래들 내부를 예열하기 위해 브라운 가스(BG)와 천연 가스(LG)가 연속 공급된다. 한편, 도 2에는 도시하지 않았지만, 연소를 위한 공기도 연속 공급된다.At the end of the
도 2에 도시한 바와 같이, 래들 예열 장치(100)는 바디(40), 배관 홀더(50), 제1 솔레노이드 밸브(SV1), 제2 솔레노이드 밸브(SV2), 분배 부재(60) 및 커버 부재(70)를 포함한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 바디(40)는 그 내부에 공간을 형성하고 양단이 개방되어 있다.As shown in FIG. 2, the
배관 홀더(50)는 바디(40)의 개방된 제1 단부(도 2의 상단)에 설치되어 제1 단부를 밀폐하고, 분배 부재(60)는 바디(40)의 개방된 제2 단부(도 2의 하단)에 연결되어 제2 단부를 밀폐한다. 따라서 배관 홀더(50), 바디(40), 분배 부재(60) 및 커버 부재(70)는 래들 예열 장치(100)의 토치(T)를 형성한다. 바디(40)에는 연소용 공기가 공급되어 공기 배출구(703)를 통해 배출된다.The
바디(40) 및 배관 홀더(50)는 동, 철 또는 스테인리스 스틸로 제조될 수 있고, 용접으로 서로 연결될 수 있다. 배관 홀더(50)는 브라운 가스 공급관(10)과 천연가스 공급관(20)을 관통시켜 기밀 구조를 형성한다.The
제1 솔레노이드 밸브(SV1)는 브라운 가스 공급관(10)에 설치되어 개폐 작동되므로 브라운 가스 공급관(10)을 통하여 브라운 가스 챔버(13) 및 브라운 가스 토출구(11)로 래들 내부를 향하는 브라운 가스(BG)를 공급하거나 차단할 수 있다. 또한, 제1 솔레노이드 밸브(SV1)는 유입되는 브라운 가스(BG)의 유량을 제어할 수 있다. 브라운 가스 공급부(110)는 브라운 가스 공급관(10)에 연결된다.The first solenoid valve (SV1) is installed in the Brown
제2 솔레노이드 밸브(SV2)는 천연가스 공급관(20)에 설치되어 개폐 작동되므로 천연가스 공급관(20) 및 천연가스 토출구(21)를 통해 흘러서 래들 내부를 향하는 고압의 천연 가스(LG)를 공급하거나 차단할 수 있다. 그리고 제2 솔레노이드 밸브(SV2)는 천연 가스(LG)의 유량을 제어할 수 있다. 천연 가스 공급부(120)는 천연가스 공급관(20)에 연결된다.The second solenoid valve (SV2) is installed in the natural
브라운 가스 공급부(110), 천연 가스 공급부(120), 제1 솔레노이드 밸브(SV1) 및 제2 솔레노이드 밸브(SV2)는 래들 예열 장치(100)를 전체적으로 제어하는 제어부(미도시)에 의해 예열 공정에서 적절하게 제어된다. 도시하지는 않았으나 제1 솔레노이드 밸브(SV1) 및 제2 솔레노이드 밸브(SV2)는 수동 조작을 위하여 각각 제1 수동 밸브 및 제2 수동 밸브로 교체되거나, 자동 및 수동 겸용 제어를 위하여 각각 제1 수동 밸브 및 제2 수동 밸브와 병렬로 설치될 수도 있다.The brown
도 2에 도시한 바와 같이, 분배 부재(60)는 브라운 가스 공급관(10)에 연결되는 분배구(12), 천연가스 공급관(20)에 연결되는 천연가스 토출구(21), 및 공기 배출구(703)를 형성한다. 분배 부재(60)는 동, 철, 또는 스테인레스 스틸의 재질로 형성될 수 있고, 바디(40)에 용접되어 연결될 수 있다. 브라운 가스 공급관(10), 분배구(12), 천연가스 공급관(20) 및 천연가스 토출구(21)의 직경은 예열하려는 래들의 깊이 및 크기에 따라 서로 다른 크기로 설정될 수 있다.As shown in FIG. 2, the
커버 부재(70)는 분배 부재(60)에 나사 결합되어 분배구(12)에 연결되는 브라운 가스 챔버(13)와 이에 연결되는 브라운 가스 토출구(11)를 형성한다. 커버 부재(70)는 래들 내부를 향하는 토치(T)의 단부(701)를 형성한다.The
브라운 가스 챔버(13)와 브라운 가스 토출구(11)는 나사 결합되는 분배 부재(60)의 외면과 커버 부재(70)의 내면 사이의 공간에 의해 구획된다. 이들은 브라운 가스(BG)의 공급 방향으로 서로 연결되고 역화 방향으로도 서로 연결된다. 따라서 서로 마주하는 분배 부재(60)의 외면과 커버 부재(70)의 내면의 형상에 따라 필요로 하는 브라운 가스(BG)의 용량 크기를 설정할 수 있다. 즉, 서로 결합되는 분배 부재(60)와 커버 부재(70)로 인해 토치(T)의 설계 변경을 자유롭게 조절할 수 있다.The
브라운 가스 챔버(13)는 브라운 가스 토출구(11)의 체적보다 큰 체적으로 형성된다. 브라운 가스 토출구(11)는 브라운 가스 챔버(13)의 단면적보다 좁은 단면적을 가지면서 브라운 가스 챔버(13)에 연결된다. 브라운 가스 챔버(13)는 분배구(12)로부터 유입되는 브라운 가스(BG)를 브라운 가스 토출구(11) 측으로 균등하게 분배하고, 분사량을 조절하여 설정된 속도로 분사시킨다. 공기 배출구(703)는 분배 부재(60)로부터 커버 부재(70)까지 연장되어 형성된다.The
토치(T)에서, 천연가스 토출구(21)는 분배 부재(60)의 중심에 구비되고, 분배구(12)는 천연가스 토출구(21)의 일측에 구비된다. 브라운 가스 챔버(13)는 천연가스 토출구(21)와 제1 간격(G1)으로 이격된다. 브라운 가스 챔버(13)는 반경 방향으로 제1 범위(R1)를 가지는 환상으로 형성된다. 브라운 가스 토출구(11)는 천연가스 토출구(21)와 래들 예열 장치(100)의 하단에서 만나서 브라운 가스와 천연 가스를 혼합시킨다. 브라운 가스 토출구(11)는 천연가스 토출구(21)를 둘러싸면서 환상으로 형성된다. In the torch T, the
환상의 브라운 가스 토출구(11)는 천연가스 토출구(21)를 둘러싸면서 공급하는 브라운 가스(BG)의 양을 균일하게 제어한다. 브라운 가스 토출구(11)는 브라운 가스 챔버(13)로부터 브라운 가스(BG)를 안정적으로 공급받아 토출할 수 있다.The annular Brown gas outlet (11) surrounds the natural gas outlet (21) and uniformly controls the amount of supplied Brown gas (BG). The
래들 예열 장치(100)는 래들 내부를 예열한다. 제1 솔레노이드 밸브(SV1)가 작동되어 브라운 가스 공급관(10)을 개방하는 경우, 브라운 가스(BG)의 압력에 의해 기설정된 제1 압력 이상부터 제1 체크 밸브(CV1)가 개방된다. 예를 들면, 브라운 가스(BG)의 압력이 0.3bar 내지 0.5bar인 경우, 제1 체크 밸브(CV)는 이보다 낮은 0.1 bar 내지 0.2bar의 제1 압력에서 열린다. 따라서 제1 솔레노이드 밸브(SV1)가 개방되는 경우, 브라운 가스(BG)는 체크 밸브(CV1)를 개방하면서 정상적으로 공급되어 천연 가스(LG)와 혼소되어 래들 내부를 예열한다.The
그리고 제2 솔레노이드 밸브(SV2)가 작동되어 천연가스 공급관(20)을 개방하는 경우, 기설정된 제2 압력 이상부터 제2 체크 밸브(CV2)가 개방된다. 예를 들면, 천연 가스(LG)의 압력이 0.3bar 내지 0.5bar인 경우, 제2 체크 밸브(CV2)는 이보다 낮은 0.1 bar 내지 0.2bar의 제2 압력에서 열린다. 따라서 제2 솔레노이드 밸브(SV2)가 개방되는 경우, 천연 가스(LG)는 체크 밸브(CV2)를 개방하면서 정상적으로 공급되어 브라운 가스(BG)와 혼소되어 래들 내부를 예열한다. And when the second solenoid valve (SV2) is operated to open the natural
한편, 브라운 가스(BG)와 천연 가스(LG)의 역화에 대비하기 위해 각각 제1 안전 밸브(90) 및 제2 안전 밸브(96)가 제공된다. 즉, 브라운 가스 역화 배출관(80)은 제1 체크 밸브(CV1)와 분배 부재(60) 사이에서 브라운 가스 공급관(10)에 연결되고, 바디(40)의 외부로 인출된다. 제1 안전 밸브(90)는 바디(40)의 외부에서 브라운 가스 역화 배출관(80)에 구비된다. 한편, 천연 가스 역화 배출관(86)은 제2 체크 밸브(CV2)와 분배 부재(60) 사이에서 천연가스 공급관(20)에 연결되고, 바디(40)의 외부로 인출된다. 제2 안전 밸브(96)는 바디(40)의 외부에서 천연 가스 역화 배출관(86)에 구비된다.Meanwhile, a
한편, 래들 내부의 좁은 공간 및 복사열로 인해 화염이 래들 예열 장치(100)로 역화될 수 있다. 역화가 발생하는 경우, 래들 예열 장치(100)의 하단이 용손될 수 있다. 이를 방지하기 위해 래들 예열 장치(100)는 브라운 가스(BG) 및 천연 가스(LG)의 역화를 방지하는 구조를 가진다. 즉, 래들 예열 장치(100)는 체크 밸브들(CV1, CV2), 브라운 가스 역화 배출관(80), 천연 가스 역화 배출관(86) 및 안전 밸브들(90, 96)을 더 포함한다.Meanwhile, the flame may backfire into the
도 4는 도 2의 래들 예열 장치(100)에서 브라운 가스 및 천연 가스의 역화 차단 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 4의 래들 예열 장치(100)의 역화 차단 상태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 래들 예열 장치(100)의 역화 차단 상태를 다르게 변형할 수 있다.FIG. 4 schematically shows the backfire blocking state of Brown gas and natural gas in the
도 4에 도시한 바와 같이, 제1 체크 밸브(CV1)는 브라운 가스(BG)의 역화(flashback, FB)를 차단한다. 즉, 제1 솔레노이드 밸브(SV1)가 작동되어 브라운 가스 공급관(10)을 개방시키는 경우, 공급되는 브라운 가스(BG)의 압력에 의해 제1 압력 이상부터 제1 체크 밸브(CV1)가 개방된다. (도 2 참조). 그리고 고압의 브라운 가스 역화시에는 제1 체크 밸브(CV1)가 폐쇄되면서 브라운 가스(BG)의 공급을 차단한다.As shown in FIG. 4, the first check valve (CV1) blocks flashback (FB) of the Brown gas (BG). That is, when the first solenoid valve SV1 is operated to open the Brown
제1 안전 밸브(90)는 예열 공정 중 래들 내부측의 역화(FB)를 배출하도록 0.1bar 내지 0.2bar의 제1 압력보다 큰 제3 압력에서 개방 작동되도록 설계된다. 예를 들면, 안전 밸브(90)는 3bar 내지 5bar의 제3 압력에서 개방 작동된다.The
안전 밸브(90)는 하우징(91), 스냅링(92), 탄성부재(93), 지지부재(94), 및 밸브체(95)를 포함한다. 이외에, 안전 밸브(90)는 다른 부품들을 더 포함할 수 있다. 하우징(91)은 브라운 가스 역화 배출관(80)에 연결된다. 스냅링(92)은 하우징(91)의 출구측 내면에 구비된다. 탄성부재(93)는 스냅링(92)에 지지된다. 지지부재(94)는 입구측에 이동 가능하게 구비되어 탄성부재(93)에 지지된다. 밸브체(95)는 지지부재(94)에 연결되어 출구를 개폐한다. 브라운 가스 역화(FB)는 하우징(91)의 입구측으로 유입되고 밸브체(95)에 제3 압력으로 작동되어 탄성부재(93)의 탄성력을 극복하므로 하우징(91)의 출구를 개방시킬 수 있다.The
한편, 제2 체크 밸브(CV2)는 천연 가스(LG)의 역화(FB)를 차단한다. 즉, 제2 솔레노이드 밸브(SV2)가 작동되어 천연가스 공급관(20)을 개방시키는 경우, 공급되는 천연 가스(LG)의 압력에 의해 제4 압력 이상부터 제2 체크 밸브(CV2)가 개방된다. (도 2 참조). 그리고 고압의 천연 가스 역화시에는 제2 체크 밸브(CV2)가 폐쇄되면서 천연 가스(LG)의 공급을 차단한다.Meanwhile, the second check valve (CV2) blocks backfire (FB) of natural gas (LG). That is, when the second solenoid valve SV2 is operated to open the natural
제2 안전 밸브(96)는 예열 공정 중 래들 내부측의 역화(FB)를 배출하도록 0.1bar 내지 0.2bar의 제2 압력보다 큰 제4 압력에서 개방 작동되도록 설계된다. 예를 들면, 안전 밸브(96)는 3bar 내지 5bar의 제4 압력에서 개방 작동된다. 한편, 제2 안전 밸브(96)의 내부 구조는 제1 안전 밸브(90)의 내부 구조와 동일하므로, 그 상세한 설명을 생략한다.The
브라운 가스(BG) 및 천연 가스(LG)가 정상 상태로 래들 내부를 예열하는 경우, 브라운 가스(BG) 및 천연 가스(LG)가 혼소되면서 화염을 형성한다. 이로 인해 브라운 가스 역화 배출관(80)의 내부와 천연가스 역화 배출관(86)의 내부는 순식간에 최대폭발압력에 도달한다. 최대폭발압력까지 증폭된 압력은 제1 체크 밸브(CV1)와 제2 체크 밸브(CV2)를 폐쇄시킨다. 따라서 역화(FB)는 제1 체크 밸브(CV1)와 제2 체크 밸브(CV2)에 의해 차단되어 브라운 가스 공급관(10) 및 천연가스 공급관(20)으로 침투하지 못한다. 나아가, 역화(FB)는 브라운 가스 공급부(110) 및 천연가스 공급부(120)에 미치지 못하므로, 브라운 가스 공급부(110) 및 천연가스 공급부(120)를 안전하게 보호할 수 있다.When brown gas (BG) and natural gas (LG) preheat the inside of the ladle in a normal state, brown gas (BG) and natural gas (LG) are co-combusted to form a flame. As a result, the inside of the Brown gas backfire
한편, 브라운 가스(BG) 및 천연 가스(LG)는 각각 브라운 가스 역화 배출관(80) 및 천연가스 역화 배출관(86)으로 역류하면서 각각 제1 안전 밸브(90) 및 제2 안전 밸브(96)를 개방시킨다. 그리고 증폭된 역화(FB)는 고압의 화염 형태로 제1 안전 밸브(90) 및 제2 안전 밸브(96)의 외부로 배출된다. 제1 안전 밸브(90) 및 제2 안전 밸브(96)가 토치(T)의 외부가 아닌 토치(T) 내부에 위치하므로, 즉, 제1 안전 밸브(90) 및 제2 안전 밸브(96)가 배관 홀더(50)와 분배 부재(60) 사이에 위치하므로, 역화(FB)를 신속하게 차단하여 브라운 가스 공급부(110) 및 천연가스 공급부(120)를 신속하게 보호할 수 있다. 즉, 제1 체크 밸브(CV1), 제2 체크 밸브(CV2), 제1 안전 밸브(90) 및 제2 안전 밸브(96)가 토치(T)에 내장된 형태로 존재하므로, 브라운 가스 공급부(110)와 천연가스 공급부(120)를 효율적으로 보호할 수 있다. 이와는 반대로, 제1 안전 밸브(90) 및 제2 안전 밸브(96)가 토치(T)의 외측, 즉 브라운 가스 공급부(110) 및 천연가스 공급부(120) 부근에 설치된 경우, 역화(FB)의 신속한 차단이 불가능하다. 이 경우, 브라운 가스 공급부(110) 및 천연가스 공급부(120)가 손상될 가능성이 높다.Meanwhile, brown gas (BG) and natural gas (LG) flow back to the brown gas backfire
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 래들 예열 장치(200)의 저면 구조를 개략적으로 나타낸다. 도 5의 래들 예열 장치(200)의 구조는 도 3의 래들 예열 장치(100)의 구조와 유사하므로, 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 편의상 생략하고, 상이한 부분에 대해서만 설명한다.Figure 5 schematically shows the bottom structure of the
도 5를 참조하면, 브라운 가스 역화 배출관은 브라운 가스 공급관(10)에 연결된 제1 배출관(861)과 제2 배출관(862)을 포함한다. 안전 밸브는 제1 기계식 밸브(961)와 제2 기계식 밸브(962)를 포함한다. 제1 기계식 밸브(961)는 제1 배출관(861)에 구비되고, 제2 기계식 밸브(962)는 제2 배출관(862)에 구비된다.Referring to FIG. 5, the Brown gas backfire discharge pipe includes a
제1 배출관(861)은 제1 직경(D1)으로 형성되어 제1 거리(L1)로 바디의 외부로 인출되어 제1 기계식 밸브(961)에 연결된다. 제2 배출관(862)은 제1 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)으로 형성되어 제1 거리(L1)보다 큰 제2 거리(L2)로 바디(40)의 외부로 인출되어 제2 기계식 밸브(962)에 연결된다. 제2 배출관(862)은 냉각 챔버(43)(도 5에 도시)의 중심에 위치한 천연가스 공급관(20)과의 간섭을 피해 브라운 가스 공급관(10)에 연결된다. 제2 거리(L2)가 제1 거리(L1)보다 길게 형성됨에 따라 제2 직경(D2)은 제1 직경(D1)보다 크게 형성되므로 제1 기계식 밸브(961)와 제2 기계식 밸브(962)가 동일한 압력으로 개방될 수 있다.The
한편, 천연가스 역화 배출관은 천연가스 공급관(20)에 연결된 제3 배출관(866)과 제4 배출관(867)을 포함한다. 안전 밸브는 제3 기계식 밸브(966)와 제4 기계식 밸브(967)를 포함한다. 제3 기계식 밸브(966)는 제3 배출관(866)에 구비되고, 제4 기계식 밸브(967)는 제4 배출관(867)에 구비된다.Meanwhile, the natural gas backfire discharge pipe includes a
제3 배출관(866)은 제3 직경(D3)으로 형성되어 제3 거리(L3)로 바디의 외부로 인출되어 제3 기계식 밸브(966)에 연결된다. 제4 배출관(867)은 제3 직경(D3)보다 큰 제4 직경(D4)으로 형성되어 제3 거리(L3)보다 큰 제4 거리(L4)로 바디(40)의 외부로 인출되어 제4 기계식 밸브(967)에 연결된다. 제4 배출관(867)은 브라운 가스 공급관(10)과의 간섭을 피해서 천연가스 공급관(20)에 연결된다. 제4 거리(L4)가 제3 거리(L3)보다 길게 형성됨에 따라 제4 직경(D4)은 제3 직경(D3)보다 크게 형성되므로 제3 기계식 밸브(966)와 제4 기계식 밸브(967)가 동일한 압력으로 개방될 수 있다.The
브라운 가스에 대해 역화는 제1 배출관(861)과 제2 배출관(862)을 경유하여 고압의 화염 형태로 제1 기계식 밸브(961)와 제2 기계식 밸브(962)의 외부로 배출된다. 따라서 역화는 제1 체크 밸브(CV1)에서 차단되어 브라운 가스 공급관(10)까지 미치지 못한다.For Brown gas, backfire is discharged to the outside of the first
제1 배출관(861), 제2 배출관(862), 제1 기계식 밸브(961) 및 제2 기계식 밸브(962)는 확장된 통로로 증폭된 역화를 좀더 신속하게 배출할 수 있다. 즉, 역화가 브라운 가스 공급부(110)(도 4에 도시, 이하 동일)까지 미치지 못해 브라운 가스 공급부(110)를 좀더 효율적으로 보호할 수 있다. 또한, 제1 기계식 밸브(961)와 제2 기계식 밸브(962)는 이 중에서 어느 하나가 고장인 경우에도 다른 하나를 작동시킬 수 있으므로, 역화에 대한 래들 예열 장치(200)의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.The
한편, 천연가스에 대해 역화는 제3 배출관(866)과 제4 배출관(867)을 경유하여 고압의 화염 형태로 제3 기계식 밸브(966)와 제4 기계식 밸브(967)의 외부로 배출된다. 따라서 역화는 제2 체크 밸브(CV2)에서 차단되어 천연가스 공급관(20)까지 미치지 못한다.Meanwhile, for natural gas, backfire is discharged to the outside of the third
제3 배출관(866), 제4 배출관(867), 제3 기계식 밸브(966) 및 제4 기계식 밸브(967)는 확장된 통로로 증폭된 역화를 좀더 신속하게 배출할 수 있다. 즉, 역화가 천연가스 공급부(120)(도 4에 도시, 이하 동일)까지 미치지 못해 천연가스 공급부(120)를 좀더 효율적으로 보호할 수 있다. 또한, 제3 기계식 밸브(966)와 제4 기계식 밸브(967)는 이 중에서 어느 하나가 고장인 경우에도 다른 하나를 작동시킬 수 있으므로, 역화에 대한 래들 예열 장치(200)의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.The
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 래들 예열 방법의 순서도를 개략적으로 나타낸다. 도 6의 래들 예열 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Figure 6 schematically shows a flow chart of the ladle preheating method according to the first embodiment of the present invention. The ladle preheating method in FIG. 6 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
도 6에 도시한 바와 같이, 래들 예열 방법은, 래들 예열 장치가 래들 내부를 향하도록 배치하는 단계(S10), 제1 솔레노이드 밸브 및 제2 솔레노이드 밸브를 각각 개방하여 각각 브라운 가스와 천연 가스를 공급하는 단계(S20), 브라운 가스와 천연 가스의 혼소에 의한 화염으로 래들 내부를 예열하는 단계(S30), 역화시 제1 체크 밸브 및 제2 체크 밸브를 폐쇄하는 단계(S40), 그리고 제1 안전 밸브 및 제2 안전 밸브를 개방하는 단계(S50)를 포함한다. 이외에, 래들 예열 방법은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6, the ladle preheating method includes arranging the ladle preheating device to face the inside of the ladle (S10), opening the first solenoid valve and the second solenoid valve to supply brown gas and natural gas, respectively. (S20), preheating the inside of the ladle with a flame caused by co-firing of brown gas and natural gas (S30), closing the first and second check valves in case of backfire (S40), and first safety It includes opening the valve and the second safety valve (S50). In addition, the ladle preheating method may further include other steps.
먼저, 단계(S10)에서는 래들 예열 장치가 래들 내부를 향하도록 배치한다. 즉, 용탕의 효율적인 수송을 위해 래들 내부를 예열하도록 래들 예열 장치를 배치한다.First, in step S10, the ladle preheating device is arranged to face the inside of the ladle. That is, the ladle preheating device is arranged to preheat the inside of the ladle for efficient transport of the molten metal.
단계(S20)에서는 제1 솔레노이드 밸브 및 제2 솔레노이드 밸브를 각각 개방하여 브라운 가스와 천연 가스를 공급한다. 즉, 제1 솔레노이드 밸브를 열어서 래들 예열 장치 내부로 브라운 가스를 공급한다. 또한, 제2 솔레노이드 밸브를 열어서 래들 예열 장치 내부로 천연 가스를 공급한다.In step S20, the first solenoid valve and the second solenoid valve are opened, respectively, to supply Brown gas and natural gas. That is, the first solenoid valve is opened to supply Brown gas into the ladle preheating device. Additionally, the second solenoid valve is opened to supply natural gas into the ladle preheating device.
다음으로, 단계(S30)에서는 브라운 가스와 천연 가스의 혼소에 의한 화염으로 래들 내부를 예열한다. 즉, 브라운 가스와 천연 가스가 커버 부재의 하단에서 만나 혼합되면서 연소된다. 그 결과, 브라운 가스와 천연 가스의 혼소에 의해 래들 내부를 예열할 수 있다.Next, in step S30, the inside of the ladle is preheated with a flame caused by co-firing of brown gas and natural gas. That is, brown gas and natural gas meet at the bottom of the cover member, mix, and burn. As a result, the inside of the ladle can be preheated by co-firing of Brown gas and natural gas.
본 발명의 일 실시예에 따른 래들 예열 방법에서는 천연 가스 또는 브라운 가스를 각각 단독으로 사용하지 않고 이들을 혼합하여 사용한다. 천연 가스와 브라운 가스를 혼합하여 사용하는 경우, 그 예열 효율을 최대화하면서 예열 비용을 최소화할 수 있다. 또한, 브라운 가스 사용으로 천연 가스의 사용량을 줄일 수 있어서 경제적이다. 천연 가스와 브라운 가스를 혼합하여 연소시키는 경우, 브라운 가스에 함유된 수소로 인해 혼소 가스의 발화점이 낮아진다. 따라서 천연 가스의 완전 연소가 가능하여 이산화탄소가 배출되지 않는다. 그리고 혼소에 의해 천연 가스가 잘 연소되므로, 과잉 공기비를 낮춰서 NOx 발생량을 저감할 수 있다. 또한, 혼소에 의해 화염의 길이가 커져서 래들과의 접촉 면적 증가로 승온 효과를 높일 수 있다.In the ladle preheating method according to an embodiment of the present invention, natural gas or brown gas is not used individually, but is used in combination. When using a mixture of natural gas and Brown gas, preheating costs can be minimized while maximizing preheating efficiency. In addition, the use of brown gas can reduce the amount of natural gas used, making it economical. When natural gas and brown gas are mixed and burned, the ignition point of the co-fired gas is lowered due to the hydrogen contained in the brown gas. Therefore, complete combustion of natural gas is possible and no carbon dioxide is emitted. And since natural gas burns well through co-firing, the amount of NOx generated can be reduced by lowering the excess air ratio. In addition, co-firing increases the length of the flame, increasing the contact area with the ladle, thereby increasing the temperature raising effect.
좀더 구체적으로, 혼소 가스의 전체 유량 중 브라운 가스의 유량은 30% 내지 70%일 수 있다. 브라운 가스의 유량이 너무 적은 경우, 천연 가스 사용에 따른 이산화탄소 발생량이 크게 증가한다. 따라서 최근 화두가 되고 있는 탄소 중립 정책에도 반할 수 있다. 이와 반대로, 브라운 가스의 유량이 너무 많은 경우, 예열에 따른 비용이 크게 증가할 수 있다. 따라서 브라운 가스의 유량을 전술한 범위로 조절하여 래들의 승온 시간을 단축하면서 기회 비용을 향상시킬 수 있다. 좀더 바람직하게는, 혼소 가스 중 브라운 가스의 유량은 40% 내지 60%일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 혼소 가스 중 브라운 가스의 유량은 57%일 수 있다.More specifically, the flow rate of Brown gas may be 30% to 70% of the total flow rate of co-firing gas. If the flow rate of brown gas is too low, the amount of carbon dioxide generated due to the use of natural gas greatly increases. Therefore, it may also run counter to the carbon neutral policy that has recently become a hot topic. Conversely, if the flow rate of Brown gas is too high, the cost of preheating may increase significantly. Therefore, by adjusting the flow rate of the Brown gas within the above-mentioned range, it is possible to shorten the ladle temperature rise time and improve opportunity cost. More preferably, the flow rate of Brown gas in the co-firing gas may be 40% to 60%. More preferably, the flow rate of Brown gas in the co-firing gas may be 57%.
단계(S40)에서는 브라운 가스와 천연 가스의 역화시 각각 제1 체크 밸브 및 제2 체크 밸브를 폐쇄한다. 예를 들면, 래들 예열 장치가 래들 바닥에 근접하거나 래들 내의 온도가 너무 높은 경우, 커버 부재의 하단이 용손되면서 래들 예열 장치 내측으로 역화가 발생해 래들 예열 장치가 파손될 수 있다. 이를 예방하기 위하여 제1 체크 밸브 및 제2 체크 밸브를 폐쇄한다. 이 경우, 화염이 천연가스 공급부 및 브라운 가스 공급부까지 미치지 못하여 안전 사고를 예방할 수 있다.In step S40, when the brown gas and natural gas backfire, the first check valve and the second check valve are closed, respectively. For example, if the ladle preheating device is close to the bottom of the ladle or the temperature inside the ladle is too high, the lower end of the cover member may be melted and a backfire may occur inside the ladle preheating device, resulting in damage to the ladle preheating device. To prevent this, the first check valve and the second check valve are closed. In this case, the flame does not reach the natural gas supply part and the brown gas supply part, thereby preventing safety accidents.
그리고 단계(S50)에서는 제1 안전 밸브 및 제2 안전 밸브를 개방한다. 제1 체크 밸브 및 제2 체크 밸브를 각각 폐쇄하더라도 브라운 가스 공급관 및 천연가스 공급관에는 역화가 존재할 수 있다. 따라서 제1 안전 밸브 및 제2 안전 밸브를 각각 개방하여 역화를 외부로 배출시킨다. 이러한 과정을 통해 래들을 예열한다.And in step S50, the first safety valve and the second safety valve are opened. Even if the first check valve and the second check valve are closed, backfire may exist in the Brown gas supply pipe and the natural gas supply pipe. Therefore, the first safety valve and the second safety valve are each opened to discharge the backfire to the outside. Through this process, the ladle is preheated.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through experimental examples. These experimental examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
도 7은 본 발명의 실험예에 따른 래들 예열 장치를 나타낸 사진이다. 도 7의 래들 예열 장치를 이용하여 래들 예열 실험을 진행하였다. 브라운 가스와 천 연 가스를 혼합하여 연소시켰다. 천연 가스로는 LPG를 사용하였다. 상세한 실험 과정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 상세한 설명을 생략한다.Figure 7 is a photograph showing a ladle preheating device according to an experimental example of the present invention. A ladle preheating experiment was conducted using the ladle preheating device of FIG. 7. Brown gas and natural gas were mixed and burned. LPG was used as natural gas. Since the detailed experimental process can be easily understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, detailed description thereof will be omitted.
실험예Experiment example
7.3Nm3/h의 LPG와 10Nm3/h의 브라운 가스를 사용하여 래들 내부를 가열하였다. 가열전 래들 내부의 온도는 열전쌍으로 측정시 19.6℃이었다. 래들 내부를 1,201℃까지 승온하는 데 걸리는 시간을 측정하였다. 상세한 실험 과정은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있으므로, 편의상 생략한다.The inside of the ladle was heated using 7.3Nm 3 /h of LPG and 10Nm 3 /h of Brown gas. The temperature inside the ladle before heating was 19.6°C when measured with a thermocouple. The time it took to raise the temperature inside the ladle to 1,201°C was measured. Detailed experimental procedures can be easily understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, so they are omitted for convenience.
비교예Comparative example
9.1Nm3/h의 LPG만 사용하여 래들 내부를 가열하였다. 가열전 래들 내부의 온도는 열전쌍으로 측정시 55.2℃이었다. 래들 내부를 1,201℃까지 승온하는 데 걸리는 시간을 측정하였다. 나머지 실험 조건은 전술한 실험예와 동일하였다.The inside of the ladle was heated using only LPG at 9.1Nm 3 /h. The temperature inside the ladle before heating was 55.2°C when measured with a thermocouple. The time it took to raise the temperature inside the ladle to 1,201°C was measured. The remaining experimental conditions were the same as the above-described experimental example.
실험 결과Experiment result
전술한 실험 및 이에 따른 실험 결과를 아래의 표 1에 나타낸다.The above-described experiment and its results are shown in Table 1 below.
온도
(℃)start
temperature
(℃)
온도
(℃)end
temperature
(℃)
시간drive
hour
종류gas
type
(Nm3/h)flux
( Nm3 /h)
(Nm3/h)/kWgas usage
( Nm3 /h)/kW
(kcal/h)Calories input
(kcal/h)
(kcal/h)sum
(kcal/h)
표 1에 기재한 바와 같이, 총 사용열량은 실험예가 731,656kcal/g이고, 비교예가 1,051,050kcal/g이었다. 따라서 실험예의 에너지 사용량은 비교예의 에너지 사용량의 70% 정도에 불과해 에너지 사용량을 크게 절감할 수 있었다.As shown in Table 1, the total calories used were 731,656 kcal/g in the experimental example and 1,051,050 kcal/g in the comparative example. Therefore, the energy consumption of the experimental example was only about 70% of the energy consumption of the comparative example, resulting in a significant reduction in energy consumption.
목표온도 도달시간 실험 결과Target temperature arrival time experiment result
실험예에서는 4시간 7분이 소요되었으나 비교예에서는 5시간 15분이 소요되어 실험예가 비교예에 비해 1시간 8분이나 목표 온도에 도달하는 시간이 적게 걸렸다. 즉, 실험예는 비교예에 비해 승온 시간이 약 1.3배 정도 빨라졌다. In the experimental example, it took 4 hours and 7 minutes, but in the comparative example, it took 5 hours and 15 minutes, so the experimental example took 1 hour and 8 minutes less time to reach the target temperature than the comparative example. That is, the temperature rise time of the experimental example was about 1.3 times faster than the comparative example.
이산화탄소 사용량 실험 결과Carbon dioxide consumption experiment results
브라운 가스의 연소시 이산화탄소는 발생하지 않으므로 LPG 사용에 따른 이산화탄소 사용량만 계산하였다. 실험예에서 사용된 LPG의 양은 30.05Nm3 (= 7.3Nm3/h x 4.117h)이었고, 비교예에서 사용된 LPG의 양은 47.78Nm3 (= 9.1Nm3/h x 5.25h)이었다. 따라서 실험예에서는 LPG 사용량의 저감에 따라 10.54kg (= LPG(47.78-30.05) Nm3 x 2.07kg/Nm3 x CO2 3.012kg/kg_LPG)의 이산화탄소 발생량을 줄일 수 있었다. Since carbon dioxide is not generated during combustion of brown gas, only the amount of carbon dioxide used due to LPG use was calculated. The amount of LPG used in the experimental example was 30.05Nm 3 (= 7.3Nm 3 /hx 4.117h), and the amount of LPG used in the comparative example was 47.78Nm 3 (= 9.1Nm 3 /hx 5.25h). Therefore, in the experimental example, the amount of carbon dioxide generated was reduced by 10.54 kg (= LPG (47.78-30.05) Nm 3 x 2.07 kg/Nm 3 x CO 2 3.012 kg/kg_LPG) by reducing the amount of LPG usage.
연소공기 사용량 실험 결과Combustion air usage experiment results
연소공기 사용량에 있어서 실험예는 비교예에 비해 연소공기의 양이 약 20% (=47Nm3)가 줄어 공기중에서 79%를 차지하는 질소를 가열하기 위한 에너지를 절약할 수 있었다. 그 결과, 래들 내부의 승온 시간이 빨라졌다.In terms of combustion air usage, the experimental example was able to save energy for heating nitrogen, which accounts for 79% of the air, by reducing the amount of combustion air by about 20% (=47Nm 3 ) compared to the comparative example. As a result, the temperature rise time inside the ladle became faster.
화염 실험 결과Flame test results
도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 실험예 및 종래 기술의 비교예에 따른 래들 예열 사진이다.Figures 8 and 9 are pictures of ladle preheating according to an experimental example of the present invention and a comparative example of the prior art, respectively.
도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실험예에서의 화염의 길이가 종래 기술의 비교예에 비해 약 1.3배 길어진 것을 확인할 수 있다. 따라서 화염과 래들과의 접촉 면적이 넓어져 래들의 승온 속도를 높일 수 있다.As shown in Figures 8 and 9, it can be seen that the length of the flame in the experimental example of the present invention is about 1.3 times longer than the comparative example of the prior art. Therefore, the contact area between the flame and the ladle is expanded, thereby increasing the temperature increase rate of the ladle.
이상을 통해 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although an embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited thereto, and can be implemented with various modifications within the scope of the claims, description of the invention, and accompanying drawings, and this is also part of the present invention. It is natural that it falls within the scope.
10: 브라운 가스 공급관
11: 브라운 가스 토출구
12: 분배구
13: 브라운 가스 챔버
20: 천연가스 공급관
21: 천연가스 토출구
30: 공기 유입관
40: 바디
50: 배관 홀더
60: 분배 부재
70: 커버 부재
80: 가스 역화 배출관
90: 안전 밸브
91: 하우징
92: 스냅링
93: 탄성부재
94: 지지부재
95: 밸브체
100, 200: 래들 예열 장치
110: 브라운 가스 공급부
120: 천연 가스 공급부
701. 단부
703. 공기 배출구
861: 제1 배출관
862: 제2 배출관
961: 제1 기계식 밸브
962: 제2 기계식 밸브
CV1, CV2: 체크 밸브
D1, D2, D3, D4: 직경
FB: 브라운 가스 역화
G1: 간격
L1, L2, L3, L4: 거리
R1: 범위
SV1: 제1 솔레노이드 밸브
SV2: 제2 솔레노이드 밸브
T: 토치10: Brown gas supply pipe 11: Brown gas outlet
12: Distribution port 13: Brown gas chamber
20: natural gas supply pipe 21: natural gas outlet
30: air inlet pipe 40: body
50: Piping holder 60: Distribution member
70: Cover member 80: Gas backfire discharge pipe
90: safety valve 91: housing
92: Snap ring 93: Elastic member
94: support member 95: valve body
100, 200: Ladle preheating device 110: Brown gas supply unit
120: Natural
703. Air outlet 861: first discharge pipe
862: second discharge pipe 961: first mechanical valve
962: Second mechanical valve CV1, CV2: Check valve
D1, D2, D3, D4: Diameter FB: Brown gas flashback
G1: Spacing L1, L2, L3, L4: Distance
R1: Range SV1: 1st solenoid valve
SV2: Second solenoid valve T: Torch
Claims (10)
내부 공간을 형성하고 양단이 개방되며, 공기가 공급되는 바디;
상기 바디의 개방된 제1 단부에 설치되어 밀폐하고, 브라운 가스 공급관 및 천연가스 공급관을 관통시켜 고정하는 배관 홀더;
상기 브라운 가스 공급관에 설치되어 개폐 작동되는 제1 솔레노이드 밸브;
상기 천연가스 공급관에 설치되어 개폐 작동되는 제2 솔레노이드 밸브;
상기 바디의 개방된 제2 단부에 연결되고, 상기 공기가 배출되는 복수의 공기 배출구들, 상기 브라운 가스 공급관에 연결되는 분배구 및 상기 천연가스 공급관에 연결되는 천연가스 토출구를 형성하는 분배 부재;
상기 분배 부재에 결합되어 상기 분배 부재와 상기 커버 부재 사이에 상기 분배구에 연결되는 브라운 가스 챔버와 상기 브라운 가스 챔버에 연결된 브라운 가스 토출구를 형성하고, 상기 복수의 공기 배출구들이 연장 관통되어 상기 래들 내부를 향하는 커버 부재;
상기 바디 내부의 상기 브라운 가스 공급관에 설치되어 제1 압력으로 개방 작동되고, 상기 브라운 가스를 공급하며, 상기 브라운 가스의 역류를 차단하는 제1 체크 밸브;
상기 제1 체크 밸브와 상기 분배 부재 사이에서 상기 브라운 가스 공급관에 연결되어 상기 바디의 외부로 인출되는 브라운 가스 역화 배출관;
상기 브라운 가스 역화 배출관에 설치되어 상기 래들 내부의 예열 중 상기 래들 내부로부터의 역화를 배출하도록 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 개방 작동되는 제1 안전 밸브;
상기 바디 내부의 상기 천연가스 공급관에 설치되어 제3 압력으로 개방 작동되고, 천연 가스를 공급하며, 상기 천연 가스의 역류를 차단하는 제2 체크 밸브;
상기 제2 체크 밸브와 상기 분배 부재 사이에서 상기 천연가스 공급관에 연결되어 상기 바디의 외부로 인출되는 천연 가스 역화 배출관; 및
상기 천연 가스 역화 배출관에 설치되어 상기 역화를 배출하도록 상기 제3 압력보다 큰 제4 압력으로 개방 작동되는 제2 안전 밸브
를 포함하고,
상기 브라운 가스 토출구와 상기 천연가스 토출구는 상기 커버 부재의 하단에서 연결되며, 상기 복수의 공기 배출구들은 상호 이격되어 상기 브라운 가스 토출구와 상기 천연가스 토출구를 둘러싸서 형성된 래들 예열 장치.A ladle preheating device using Brown gas,
A body that forms an internal space, is open at both ends, and is supplied with air;
a pipe holder installed at the open first end of the body to seal it, and passing through and fixing the Brown gas supply pipe and the natural gas supply pipe;
A first solenoid valve installed in the Brown gas supply pipe and operated to open and close;
a second solenoid valve installed in the natural gas supply pipe and operated to open and close;
a distribution member connected to the open second end of the body and forming a plurality of air outlets through which the air is discharged, a distribution port connected to the Brown gas supply pipe, and a natural gas discharge port connected to the natural gas supply pipe;
It is coupled to the distribution member to form a Brown gas chamber connected to the distribution port between the distribution member and the cover member and a Brown gas discharge port connected to the Brown gas chamber, and the plurality of air outlets extend and penetrate into the ladle. a cover member facing toward;
a first check valve installed in the Brown gas supply pipe inside the body, operated to open at a first pressure, supplying the Brown gas, and blocking backflow of the Brown gas;
a Brown gas backfire discharge pipe connected to the Brown gas supply pipe between the first check valve and the distribution member and extended to the outside of the body;
a first safety valve installed in the Brown gas backfire discharge pipe and operated to open at a second pressure greater than the first pressure to discharge backfire from the inside of the ladle during preheating of the inside of the ladle;
a second check valve installed in the natural gas supply pipe inside the body, operated to open at a third pressure, supplying natural gas, and blocking backflow of the natural gas;
a natural gas backfire discharge pipe connected to the natural gas supply pipe between the second check valve and the distribution member and led to the outside of the body; and
A second safety valve installed in the natural gas backfire discharge pipe and operated to open at a fourth pressure greater than the third pressure to discharge the backfire.
Including,
The brown gas outlet and the natural gas outlet are connected at the bottom of the cover member, and the plurality of air outlets are spaced apart from each other to surround the brown gas outlet and the natural gas outlet.
상기 천연가스 토출구는 상기 분배 부재의 중심에 구비되고,
상기 브라운 가스 챔버는 상기 천연가스 토출구에서 제1 간격(G1)으로 이격되어 반경 방향으로 제1 범위(R1)를 가지는 환상으로 형성되며,
상기 브라운 가스 토출구는 상기 커버 부재의 하단에서 상기 천연가스 토출구와 접하면서 상기 천연가스 토출구를 둘러싸는 래들 예열 장치.In paragraph 1:
The natural gas outlet is provided at the center of the distribution member,
The Brown gas chamber is spaced apart from the natural gas outlet at a first gap (G1) and is formed in an annular shape having a first range (R1) in the radial direction,
The brown gas outlet is in contact with the natural gas outlet at the bottom of the cover member and surrounds the natural gas outlet.
상기 브라운 가스 역화 배출관은 상기 브라운 가스 공급관에 연결되는 제1 배출관 및 제2 배출관을 포함하며,
상기 제1 안전 밸브는 상기 제1 배출관에 구비되는 제1 기계식 밸브와 상기 제2 배출관에 구비되는 제2 기계식 밸브를 포함하고,
상기 천연가스 역화 배출관은 상기 천연가스 공급관에 연결되는 제3 배출관 및 제4 배출관을 포함하며,
상기 제2 안전 밸브는 상기 제3 배출관에 구비되는 제3 기계식 밸브와 상기 제4 배출관에 구비되는 제4 기계식 밸브를 포함하는 래들 예열 장치.In paragraph 1:
The Brown gas backfire discharge pipe includes a first discharge pipe and a second discharge pipe connected to the Brown gas supply pipe,
The first safety valve includes a first mechanical valve provided in the first discharge pipe and a second mechanical valve provided in the second discharge pipe,
The natural gas backfire discharge pipe includes a third discharge pipe and a fourth discharge pipe connected to the natural gas supply pipe,
The second safety valve is a ladle preheating device including a third mechanical valve provided in the third discharge pipe and a fourth mechanical valve provided in the fourth discharge pipe.
상기 제1 배출관은 제1 직경(D1)으로 형성되어 제1 거리(L1)로 상기 바디의 외부로 인출되고,
상기 제2 배출관은 상기 제1 직경(D1)보다 큰 제2 직경(D2)으로 형성되어 상기 제1 거리(L1)보다 큰 제2 거리(L2)로 상기 바디의 외부로 인출되며,
상기 제3 배출관은 제3 직경(D3)으로 형성되어 제3 거리(L3)로 상기 바디의 외부로 인출되고,
상기 제4 배출관은 상기 제3 직경(D3)보다 큰 제4 직경(D4)으로 형성되어 상기 제3 거리(L3)보다 큰 제4 거리(L4)로 상기 바디의 외부로 인출되는 래들 예열 장치.In paragraph 3,
The first discharge pipe is formed to have a first diameter (D1) and is drawn out of the body at a first distance (L1),
The second discharge pipe is formed with a second diameter (D2) that is larger than the first diameter (D1) and is drawn out of the body at a second distance (L2) that is larger than the first distance (L1),
The third discharge pipe is formed with a third diameter (D3) and is drawn out of the body at a third distance (L3),
The fourth discharge pipe is formed with a fourth diameter (D4) that is larger than the third diameter (D3) and is drawn out of the body at a fourth distance (L4) that is larger than the third distance (L3).
상기 래들 예열 장치가 상기 래들 내부를 향하도록 배치하는 단계,
상기 제1 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 브라운 가스 공급관을 통해 상기 브라운 가스를 공급하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 천연가스 공급관을 통해 상기 천연 가스를 공급하는 단계,
상기 복수의 공기 배출구들을 통하여 연소용 공기를 공급하는 단계,
상기 브라운 가스와 상기 천연 가스를 상기 커버 부재의 하단에서 혼소하여 상기 혼소에 의한 화염으로 상기 래들 내부를 예열하는 단계,
상기 브라운 가스의 역화시, 상기 브라운 가스 공급관에 설치되어 제1 압력으로 개방 작동된 상기 제1 체크 밸브가 역류되는 브라운 가스에 의하여 폐쇄 작동되어 상기 브라운 가스의 역류를 차단하는 단계,
상기 브라운 가스의 역류 차단시, 상기 제1 체크 밸브와 상기 브라운 가스 토출 간격 사이에 상기 브라운 가스 역화 배출관으로 연결된 상기 제1 안전 밸브가 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력으로 개방 작동되어 상기 브라운 가스의 역화를 배출하는 단계,
상기 천연 가스의 역화시, 상기 천연가스 공급관에 설치되어 제3 압력으로 개방 작동된 상기 제2 체크 밸브가 역류되는 천연 가스에 의하여 폐쇄 작동되어 상기 천연 가스의 역류를 차단하는 단계, 및
상기 천연 가스의 역류 차단시, 상기 제2 체크 밸브와 상기 천연 가스 토출 간격 사이에 상기 천연가스 역화 배출관으로 연결된 상기 제2 안전 밸브가 상기 제3 압력보다 큰 제4 압력으로 개방 작동되어 상기 천연 가스의 역화를 배출하는 단계
를 포함하는 래들 예열 방법.A ladle preheating method using the ladle preheating device according to claim 1, comprising:
Arranging the ladle preheating device to face the inside of the ladle,
Opening the first solenoid valve to supply the Brown gas through the Brown gas supply pipe, and opening the second solenoid valve to supply the natural gas through the natural gas supply pipe,
Supplying air for combustion through the plurality of air outlets,
Co-firing the brown gas and the natural gas at the bottom of the cover member and preheating the inside of the ladle with a flame from the co-firing,
When the Brown gas backfires, the first check valve installed in the Brown gas supply pipe and opened at a first pressure is closed by the Brown gas flowing back, thereby blocking the backflow of the Brown gas;
When blocking the backflow of the Brown gas, the first safety valve connected to the Brown gas backfire discharge pipe between the first check valve and the Brown gas discharge interval is opened and operated at a second pressure greater than the first pressure to open the Brown gas. discharging the backfire,
When the natural gas backfires, the second check valve installed in the natural gas supply pipe and opened at a third pressure is closed by the natural gas flowing back to block the backflow of the natural gas, and
When blocking the backflow of the natural gas, the second safety valve connected to the natural gas backfire discharge pipe between the second check valve and the natural gas discharge interval is opened and operated at a fourth pressure greater than the third pressure to release the natural gas. Stage of exhausting backfire
A ladle preheating method comprising.
상기 브라운 가스 역화 배출관은
제1 직경과 제1 거리로 형성되는 제1 배출관, 및
상기 제1 직경보다 큰 제2 직경과 상기 제1 거리보다 큰 제2 거리로 형성되는 제2 배출관
을 포함하며,
상기 제1 안전 밸브는,
상기 제1 배출관에 구비되는 제1 기계식 밸브, 및
상기 제2 배출관에 구비되어 상기 제1 기계식 밸브와 동일 압력으로 개방되는 제2 기계식 밸브
를 포함하며,
상기 천연가스 역화 배출관은
제3 직경과 제3 거리로 형성되는 제3 배출관, 및
상기 제3 직경보다 큰 제4 직경과 상기 제3 거리보다 큰 제4 거리로 형성되는 제4 배출관
을 포함하고,
상기 제2 안전 밸브는,
상기 제3 배출관에 구비되는 제3 기계식 밸브, 및
상기 제4 배출관에 구비되어 상기 제3 기계식 밸브와 동일 압력으로 개방되는 제4 기계식 밸브
를 포함하며,
상기 브라운 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 상기 브라운 가스 역화를 상기 제1 배출관과 상기 제1 기계식 밸브로 배출하고, 상기 제2 배출관과 상기 제2 기계식 밸브로 배출하고,
상기 천연 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 상기 천연 가스의 역화를 상기 제3 배출관과 상기 제3 기계식 밸브로 배출하고, 상기 제4 배출관과 상기 제4 기계식 밸브로 배출하는 래들 예열 방법.In paragraph 5,
The Brown gas backfire discharge pipe is
a first outlet pipe formed of a first diameter and a first distance, and
A second discharge pipe formed with a second diameter greater than the first diameter and a second distance greater than the first distance.
Includes,
The first safety valve is,
A first mechanical valve provided in the first discharge pipe, and
A second mechanical valve provided in the second discharge pipe and opened at the same pressure as the first mechanical valve.
Includes,
The natural gas backfire discharge pipe is
a third discharge pipe defined by a third diameter and a third distance, and
A fourth discharge pipe formed with a fourth diameter greater than the third diameter and a fourth distance greater than the third distance.
Including,
The second safety valve is,
A third mechanical valve provided in the third discharge pipe, and
A fourth mechanical valve provided in the fourth discharge pipe and opened at the same pressure as the third mechanical valve.
Includes,
In the step of discharging the brown gas backfire, the brown gas backfire is discharged through the first discharge pipe and the first mechanical valve, and discharged through the second discharge pipe and the second mechanical valve,
In the step of discharging the backfire of the natural gas, the backfire of the natural gas is discharged to the third discharge pipe and the third mechanical valve, and the ladle preheating method is discharged to the fourth discharge pipe and the fourth mechanical valve.
상기 브라운 가스의 역화를 배출하는 단계에서 상기 제1 솔레노이드 밸브를 폐쇄하고, 상기 천연 가스의 역화를 배출하는 단계에서 상기 제2 솔레노이드 밸브를 폐쇄하는 래들 예열 방법.In paragraph 5,
A ladle preheating method of closing the first solenoid valve in the step of discharging the backfire of the brown gas, and closing the second solenoid valve in the step of discharging the backfire of the natural gas.
상기 브라운 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 상기 제1 압력은 0.1 bar 내지 0.2bar이고, 상기 제2 압력은 3bar 내지 5bar이고,
상기 천연 가스의 역화를 배출하는 단계에서, 상기 제3 압력은 0.1 bar 내지 0.2bar이고, 상기 제4 압력은 3bar 내지 5bar인 래들 예열 방법.In paragraph 5,
In the step of discharging the backfire of the Brown gas, the first pressure is 0.1 bar to 0.2 bar, and the second pressure is 3 bar to 5 bar,
In the step of discharging the backfire of the natural gas, the third pressure is 0.1 bar to 0.2 bar, and the fourth pressure is 3 bar to 5 bar.
상기 래들 내부를 예열하는 단계에서, 상기 혼소 가스의 유량 중 상기 브라운 가스의 유량은 30% 내지 70%인 래들 예열 방법.In paragraph 5,
In the step of preheating the inside of the ladle, the flow rate of the Brown gas among the flow rates of the co-firing gas is 30% to 70%.
상기 상기 혼소 가스의 유량 중 상기 브라운 가스의 유량은 40% 내지 60%인 래들 예열 방법.In paragraph 9:
A ladle preheating method wherein the flow rate of the brown gas among the flow rates of the co-firing gas is 40% to 60%.
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