KR920005442B1 - 용해로장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용해로장치

제1도는 본 발명이 실시예인 용선(cupola)장치의 개략도.

제2도는 제1도에서의 스크류식 송출기의 요부를 확대하여 표시한 요부확대정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 용선로 12 : 분립탄재공급장치

14 : 송풍로 16 : 분기유로(分岐流路)

18 : 분립탄재공급관 20 : 노(爐)

28 : 탱크 30 : 스크류식 송출기

40 : 링송풍기

본 발명은 용해로장치에 관한 것이며, 특히 용해로에 소정량의 분립탄재(粉粒炭材)를 공급하도록 한 용해로장치에 관한 것이다. 종래부터 고로(高爐), 용선로 등의 용해로는 혹은 고철(scrap)등의 지금류(地金類)를 탄재와 함께 노내에 장입하여 이것에 공기를 보내서 탄재를 연소시켜 그 열로 지금류를 용해시키고 있으나, 용해로 조업에 있어서 이 탄재에 요구되는 비용이 높기 때문에 용해원가가 높아진다는 문제가 있으며, 이 때문에 종래부터 탄재에 요구되는 비용의 저감을 도모하기 위한 검토가 여러가지로 행해지고 있다.

본 발명은 이와 같은 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로서 용해비용의 저감을 도모하고자 탄재로서 분립상(粉粒狀)의 것을 사용하는 동시에 그 분립탄재를 노내에 공급하여 연소시키기 위한 구체적인 수단을 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다.

그리고 이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 관한 용해로 장치는 용해로와, 소정의 공기공급원으로부터 공급되는 공기를 이 용해로에 도입하는 송풍로와, 소정량의 분립탄재를 공급하는 분립탄재 공급수단과, 이 분립탄재 공급수단으로부터 공급되는 분립탄재를 상기 용해로내로 도입하는 분립탄재공급로를 포함한 용해로 장치로서, 상기 분립탄재 공급장치의 분립탄재 수용부의 하부에, 축심주위의 회전에 의해서 이 수용부로부터 소정량의 분립탄재를 송출하는 스크류식 송출수단을 설치하는 한편 상기 송풍로에 분기유로를 설치하여 이 송풍로내로 송풍되는 공기의 일부를 분기하는 동시에 이 분기 유로상에 이 분기된 공기를 가압하는 가압수단을 설치하고, 이 가압수단으로부터의 가압공기를 상기 분립탄재 공급로로 도입하여 상기 스크류식 송출수단에 의해서 송출된 분립탄재에 작용하도록 한 것이다.

이와같은 용해로장치에서는 소정량의 분립탄재가 분립탄재 공급수단으로부터 공급되는 동시에 분립탄재 공급로를 통하여 용해로내에 송입된다. 그래서 탄재로서 이와같은 분립상의 것이 용해로내로 송입됨으로써 노내의 온도가 탄재의 공급에 신속히 응답하여 상승되고, 이로인해 노내의 온도조절을 용이하게 행할 수 있게 된 것이다.

또 분립탄재는 연소효율이 높고 따라서 노내온도의 상승도도 높기 때문에 탄재사용량이 적어도 되고 더욱이 저품질탄의 사용도 가능하게 되어서 용해비용의 저감이 달성되는 것이다. 또한 지금류를 용해하는 용선로장치 등에 있어서는 노내온도가 보다 높아지는데, 따라서 지금으로서 강철 스크랩 등의 배합비율을 증가 시키는 것이 가능하게 되고, 이로 인해 원재료비도 저감되도록 된 것이다. 그뿐만 아니라 노내에서의 CO가스가 부화(富化)되기 때문에 페로실리콘(ferro silicon)의 생산율이 향상되는 효과가 생긴다. CO가스의 부화에 의해서 노내 분위기의 환원능력이 커지고, 이로인해 용해로장치 등에서 용해금속의 성분조성을 위하여 노내에 첨가되는 페로실리콘의 산화감모가 적게 되기 때문이다.

본 발명에 관한 용해로장치는 이외에 탄재의 연소용으로서 송풍로를 통하여 용해로내에 취입되는 공기의 일부가 분기유로내로 분기되고 또한 가압수단에 의해서 가압된 후 분립탄재공급로를 통하여 분립탄재를 반송하면서 용해로내로 되돌려지기 때문에 용해로내의 압력이 변동된 경우라 할지라도 분립탄재 공급로를 통하여 노내로 취입되는 공기의 양이 항상 거의 일정하게 되고, 또 이에 따라 노내에 미리 정해진 거의 일정량의 분립탄재가 공급되는 특징이 있다.

왜냐하면 분립탄재를 반송하기 위해 분립탄재공급로에 도입되는 공기압은 송풍로내의 공기압보다도 일정량이 높은 압력을 유지하면서 용해로의 노내압력의 변동에 추종하여 변동하기(송풍로내의 공기압력이 노내압력에 대응하여 조절되고 있기 때문에)때문이다. 즉 노내압력이 높아지면 분립탄재를 반송하기 위한 공기압력도 높아져서 거의 일정량의 공기를 용해로내로 취입하고, 반대로 노내압력이 저하되면 분립탄재 반송용의 공기압력도 이에 동조하여 저하하고 동일하게 미리 정해진 거의 일정량의 공기를 용해로내로 송입하는 것이다.

이에 의해서, 탄재를 연소시키기 위하여 송풍로로부터 용해로내에 최적량의 공기가 취입되도록 조정되어 있음에도 불구하고 분립탄재공급로로부터의 공기가 취입에 의해 노내에 공급되는 공기량이 적정량보다도 불규칙하게 많아지거나 혹은 적어지거나 하는 것이 회피되는 것이다. 또 이에 수반하여 분립탄재의 용해로에 대한 방송량도 거의 일정하게 되는 것이다.

그런데 분립탄재를 용해로내에 송급하는 수단으로서 통상적으로 생각되는 것은 공기압축기 등의 가압수단을 독립하여 설치해서 그 공기압축기 등에 의해서 가압공기를 발생시키고 그 가압공기를 분립탄재에 작용시켜서 분립탄재와 함께 용해로내에 송입하는 방법이지만, 이 경우에는 용해로에 송입되는 공기량, 분립탄재의 양을 적정량으로 조절하는 것이 매우 어렵다. 노내의 압력이 변동된 경우에 있어서도 확실하게 분립탄재를 공급하기 위해서는 공기압축기 등의 가압력을 노내압력이 가장 높아졌을 때를 기준으로 하여 설정하는 것이 필요하나, 그렇게 하면 노내압력이 저하된 경우에 과잉량의 공기가 동일하게 과잉량의 분립탄재와 함께 노내에 왈칵 송입되게 되기 때문이다.

이에 대하여 본 발명에 관한 장치에 있어서는 분립탄재를 반송하기 위한 공기압력이 노내압력에 동조하여 변동하도록 되어 있기 때문에 상기와 같은 폐단이 발생하지 않는 것이다.

본 발명에 관한 장치는 송풍로내를 흐르는 공기의 일부를 분립탄재를 반송하기 위한 매체로서 이용하고 있기 때문에, 근소한 구동력을 가하는 것만으로 분립탄재를 송급할수가 있는 외에 용해로내에 송입되는 공기는 송풍로를 통하여 보내지는 공기뿐이기 때문에 노내에 송입되는 전체로서의 공기량의 조절이 용이하다고 하는 특징이 있다.

그래서 분립탄재 공급수단의 분립탄재 수용로부터 분립탄재 공급로내에 일정량의 분립탄재를 송출하는 수단으로서 상기 수용부와 분립탄재 공급로를 이격시켜 설치하고 그 수용부로부터 분립탄재를 분립탄재 공급로에 설치된 호퍼에 낙하시켜 그 낙하된 분립탄재를 상기 가압공기에 의해서 반송시키도록 할 수도 있다. 그런데 이렇게하면 분립탄재 공급수단 전체를 벽으로 에워싸고 밀폐계(系)로 한후 그 밀폐계내로 분기 유로내의 공기의 압력을 도입하는 것이 필요하게 된다. 그와같이 하지 않으면 분립탄재 공급로에 작용하는 상기 가압공기에 의해서 수용부와 분립탄재 공급로와의 사이의 틈으로부터 분립탄재가 외부로 비산되기 때문이다.

한편 본 발명에 관한 장치에서는 분립탄재 수용부의 하부에 스크류식 송출수단이 설치되고 그 송출수단에 의해서 분립탄재가 송출되기 때문에 상기와 같은 대책을 세울 필요가 없다. 수용부와 분립탄재 공급로와의 사이에 분립탄재가 비산되는 틈이 형성되지 않기 때문이다.

[실시예]

다음에 본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 용해로장치로서의 용선로장치를 표시한 것이다. 이 도면에서 용선로장치는 용선로(10)와 소정량의 분립탄재를 공급하는 분립탄재공급장치(12)와 용선로(10)에 연소용의 공기를 송입하는 송풍로(14)와 송풍로(14)로부터 분기된 분기유로(16)와, 분립탄재공급장치(12) 및 용선로(10)를 연계하는 분립탄재 공급로인 분립탄재공급관(18)을 가지고 있다. 용선로(10)는 주물용 금속용해를 위하여 사용되는 일반적인 형식의 것으로서 내화재로 만든 노(20)와, 송풍로(14)를 통하여 보내어진 공기를 저장하는 윈드박스(22)를 가지고 있다. 윈드박스(22)로부터는 송풍관(24)이 뻗어나와서 그 선단이 송풍구(26)에 위치되고 윈드박스(22)에 수용, 간직된 공기가 그곳으로부터 노(20)내에 취입되도록 되어 있다.

한편 분립탄재공급장치(12)는 분립탄재를 수용하는 탱크(28)와 그 탱크(28)의 하부에 배설된 스크류식 송출기(30)를 가지고 있으며, 이 스크류(32)가 축심 주위에서 회전됨으로써 일정량의 분립탄재가 공급관(18)내로 송출되도록 되어있다. 스크류식 송출기(30)의 스크류(32)는 제2도에 명료하게 표시된 바와 같이 회전축(34)과 이 회전축(34)의 선단에 고정된 코일스프링(36)으로 이루어져 있으며, 이 스크류(32)가 모우터(38)에 의해서 회전되도록 되어 있다. 분립탄재공급관(18)은 탱크(28)의 하부로부터 뻗어나와서 그 선단이 상기 용선로의 송풍구(26)에 위치되어 있으며, 탱크(28)로부터 송출된 분립탄재가 송풍구(26)로 도입된다.

이 분립탄재공급관(18)에는 송풍로(14)로부터 분기된 분기유로(16)가 접속되어, 송풍로(14)내에 일정 압력하에서 보내지는 연소용 공기의 일부가 분립탄재공급관(18)에 도입되도록 되어 있다. 분기유로(16)상에는 분기유로(16)에 도입된 공기를 가압하여 송출하는 링송풍기(40)가 배설되어 있으며, 분립탄재공급관(18)에는 이 링송풍기(40)에 의해 가압된 공기가 송입된다. 링송풍기(40)에 의해 가압된 공기는 또 연결통로(42)에 의해서 탱크(28)의 상부에도 도입된다. 분립탄재공급관(18)과 탱크(28)내를 같은 압력으로하여 공급관(18)에 도입된 가압상태의 공기에 의해서 탱크(28)내의 분립탄재가 공급관(18)에 원활하게 유입하는 것이 저해되는 것을 방지하기 위해서이다.

분기유로(16)에는 링송풍기(40)를 바이패스하는 바이패스유로(44)가 설치되어 있으며, 이 바이패스유로(44)위에 설치된 밸브(46)를 조작함으로써 링송풍기(40)에 의해 가압된 공기의 일부가 재차 분기유로(16)의 링송풍기(40)보다도 상류측으로 되돌아 가도록 되어 있다.

이상과 같이 구성된 용선로장치에 있어서 도시하지 않은 공기공급원으로부터 공급된 연소용 공기는 일단 윈드박스(22)에 저장된 후에 송풍관(24)을 경유하여 송풍구(26)로부터 노(20)내로 취입된다.

한편 분립탄재공급장치(12)의 탱크(28)로부터는 스크류(32)의 회전속도에 대응한 일정량의 분립탄재가 공급관(18)내로 송출되고, 그 송출된 분립탄재가 동공급관(18)내로 도입된 가압공기와 함께 송풍구(26)로부터 노(20)내로 송입된다. 즉 송풍로(14)로부터 분기된 후 링송풍기(40)에 의해서 가압되고 또 분립탄재공급관(18)을 통하여 노(20)내에 되돌려지는 공기의 동반작용에 의해서 공급관(18)내로 송출된 분립탄재가 노(20)내에 송급되는 것이다.

또한 링송풍기(40)로부터 송출된 공기의 압력이 적정한 양의 분립탄재를 송급하기 위한 압력보다도 큰 경우에는 바이패스유로(44)상의 밸브(46)를 조작하여 가압된 공기를 일부 되돌아가게 함으로써 분립탄재공급관(18)내로 도입되는 공기의 압력을 적정한 압력으로 조정할 수가 있다.

이와 같은 용선로장치에서 용선로(10)의 노(20)내에 취입되는 분립탄재는 연소효율이 높고 따라서 노내온도로 높아지기 때문에 탄재의 사용량이 저감되는 동시에 분립탄재로서 석탄부스러기(waste coal) 등의 저품질탄의 사용이 가능하기 때문에 양자와 더불어 용해비용의 저감이 달성된다. 또 분립탄재를 공기에 의해서 노내에 송입하는 상기 방식에서는 탄재공급량의 조절이 용이하게 되는 이점이 생기는 외에 노내온도가 높아짐에 따라서 원재료로서의 선철을 줄이고 대신에 강철스크랩의 배합량을 늘일 수 있게 되어 그 부분만큼 원재료비용도 또 저감되는 효과가 생긴다. 더욱이 분립탄재를 사용할 경우에는 노내의 CO가스가 부화되어서 환원능력도 크게 되므로 상기 장치에서는 페로실리콘의 생산율이 향상된다고 하는 부차적인 효과가 생긴다. 즉 용선로에는 용해금속의 성분조정을 위하여 페로실리콘이 노(20)내에서의 산화 감모량을 예측하여 첨가장입되지만, 환원성 분위기가 강해짐에 따라서 페로실리콘의 산화감모량이 적어지기 때문에, 그 부분만큼 페로실리콘의 생산율이 향상되는 것이다.

상기 용선로장치는 이외에 노(20)내에 취입되는 공기의 양 및 노(20)내에 송급되는 분립탄재의 양이 설정된 양에 대하여 불규칙적으로 변동하지 않는 특징을 가지고 있다. 송풍로(14)내의 압력은 노(20)내의 상태에 따라서 항상 적정량의 공기가 노(20)내에 취입되도록 조절되어 있기 때문에, 분립탄재를 송급하기 위하여 분기유로(16)를 통하여 분립탄재공급관(18)에 도입되는 공기의 압력은 노(20)내의 압력보다도 항상 일정량의 높은 압력을 유지하면서 노내압력의 변동에 동조하여 변화하기 때문이다. 즉 노내압력이 변동되었을 경우에도 그 노내압력과 분립탄재공급관(18)에 도입되는 압력과의 차가 불규칙적으로 변동하는 일이 없으며, 이 때문에 노(20)내에 거의 일정량의공기가 송급되는 것이다.

그리고 이에 수반하여 이 공기에 의해서 노(20)내에 송입되는 분립탄재의 양도 미리 정해진 일정량으로 되어서 노내의 연소조건이 항상 적정하게 유지되는 것이다.

상기 장치는 또 분립탄재를 반송하기 위한 에너지비가 싸고 또 송풍로로부터 분기된 공기가 다시 노(20)내로 되돌려져서 노내에 공급되는 공기의 양을 조정하기 쉽다고 하는 이점을 구비하고 있다. 송풍로(14)내로 보내지는 공기의 일부가 분립탄재를 송급하기 위한 매체로서 사용되고 있기 때문이다.

또한 분립탄재공급장치(12)의 탱크(28)로부터 소정량의 분립탄재를 송출하는 수단으로서 상기와 같은 스크류식 송출기(30)를 사용한 것은 다음과 같은 이유때문이다.

즉 송출기로서 회전축의 주위에 나선상의 날개가 설치된 통상의 스크류를 사용하면 날개의 마모가 심해지나 상기와 같은 스크류식 송출기(30)에 있어서는 그 마모가 효과적으로 억제되기 때문이다. 그 이유는 반드시 명확하지는 않지만 추측컨대 스크류(32)가 중공으로 되어 있다는 것 및 날개의 작용을 하는 스프링(36)이 탄성변형작용을 가지고 있는 것에 연유되는 것으로 생각된다.

또 이와 같은 스크류식 송출기는 충분한 송출능력을 가지고 있다는 것을 부언해둔다.

이상 본 발명의 하나의 실시예에 관하여 상술하였으나 본 발명은 다른 형태로 실시할 수도 있다. 예컨대 송풍로로부터 분기된 공기를 가압하는 수단으로서 상기 링송풍기와 같은 것으로 한정되는 것은 아니고 그 외의 송풍기를 사용하는 것도 물론 가능하며 복수의 용선로에 대하여 공통이 송풍로를 사용하도록 하는 것도 가능하다. 또 본 발명을 적용할 수 있는 용선로장치는 상기 실시예에 도시한 바와같은 것에 한정되지 않으며 여러가지의 용선로장치에 대하여 적용할 수가 있다.

그 외의 본 발명은 광석을 용해시키기 위한 고로장치에 대해서도 적용할 수 있는 등 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 당업자의 지식에 따라 여러가지의 변형개량을 가한 형태로 실시할 수 있다.

Claims (1)

1. 용해로와, 소정의 공기공급원으로부터 공급되는 공기를 이 용해로에 도입하는 송풍로와, 소정량의 분립탄재를 공급하는 분립탄재공급수단과, 이 분립탄재공급수단으로부터 공급되는 분립탄재를 상기 용해로내에 도입하는 분립탄재 공급로를 포함하는 용해로 장치로서, 상기 분립탄재공급장치의 분립탄재 수용부의 하부에, 축심주위의 회전에 의해서 이 수용부로부터 소정량의 분립탄재를 송출하는 스크류식 송출수단을 설치하는 한편, 상기 송풍기로에 분기유로를 설치하여 이 송풍로내로 송풍되는 공기의 일부를 분기하는 동시에 이 분기유로상에 이 분기된 공기를 가압하는 가압수단을 설치하고, 이 가압수단으로부터의 가압공기를 상기 분립탄재 공급로에 도입하여 상기 스크류식 송출수단에 의해 송출된 분립탄재에 작용하도록 한 것을 특징으로하는 용해로장치.

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