KR930000840B1 - 용융슬래그의 현열회수를 위한 건식입화방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용융슬래그의 현열회수를 위한 건식입화방법

제1도는 종래의 건식입화장치의 개략도.

제2도는 본 발명을 실시하기 위한 장치의 일례를 나타내는 개략도.

제3도는 용융슬래그 배출구 선단부와 냉매분사장치 선단부와의 수평거리 변화에 따른 입화슬래그의 평균입경변화를 나타내는 그래프.

제4도는 용융슬래그 배출구 선단부와 냉매분사장치 선단부와의 수직거리 변화에 따른 입화슬래그의 평균 입경변화를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용융슬래그 저장조 2 : 배출구

3 : 냉매분사노즐 4 : 냉매분사장치

5 : 용융슬래그 5 : 용융슬래그

6 : 입화슬래그 7,8 : 유압실린더

9 : 유도레일 11 : 제어장치

12 : 냉매공급호스

본 발명은 고로제선공정에서 발생되는 고온의 용융슬래그가 지니는 현열을 회수하기 위한 건식입화방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서 발생되는 용융슬래그의 현열을 회수하기 위한 건식입화방법으로는 분무법(噴霧法)이 이용되고 있다.

그중 용융슬래그를 낙하시킴과 동시에 고압, 고유속의 냉매를 분사함으로써 용융슬래그를 입화시키는 방법 및 이에 사용되는 장치가 제안되었다. 그리고 열회수장치의 효율을 증가시키기 위해서는 가능한한 고체의 입자가 가늘수록 유리하지만, 고로슬래그의 경우는 너무 세립화(細粒化)시키면 이때 동반되어 발생되는 슬래그울(slag wool)의 량이 많아져서 현열회수설비의 운전에 큰 지장을 주므로 보통 그 입경(粒經)을 3-4mm의 범위로하여 관리하고 있다.

그러나 용융슬래그의 건식입화방법에 있어서 그 최적 입경은 슬래그의 배출조건(즉, 배출량, 배출속도, 배출온도, 화확성분)과 냉매특성(냉매종류, 분사압력, 냉매온도) 그리고 현열의 최종 회수형태 및 입화냉각된 슬래그의 재활용 용도등의 운전조건에 따라 변화될 수 있다.

현열을 회수하면서 용융슬래그를 건식입화하는 종래의 건식입화장치가 제1도에 개략적으로 나타나 있는데, 이 장치를 이용하요 용융슬래그를 건식입화하는 종래 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 용융슬래그 저장조(1)에 담긴 용융슬래그(5)를 용융슬래그 저장조(1) 하부측면에 있는 경사진 용융슬래그 배출구(2)를 통해 배출하면서 냉매분사장치(4, 예를들어 compressor, blower)의 냉매분사노즐(3)을 통해 냉매를 배출되는 용융슬래그(5)를 향해 고압, 고유속으로 분사시켜 배출되는 용융슬래그(5)를 입화슬래그 (3)로 비산시키므로서, 용융슬래그(5)의 현열을 회수하면서 용융슬래그를 건식입화시키게 된다.

이때 배출되는 용융슬래그의 점도는 2.3posie이하 정도로 관리하고 있는데, 그 이유는 점도가 너무 큰 용융슬래그는 용융슬래그 배출구를 통과하기 어렵고, 배출된 슬래그도 용융슬래그 흐름 표면부가 냉각되어 입화가 어렵기 때문이다.

또한, 냉매비(=냉매유량/슬래그배출속도) 100㎥/t-slag이하인 경우에는 입화된 슬래그 입자가 충분히 냉각되지 않아서 서로 달라붙는 현상이 발생되므로, 100㎥/t-slag이상으로 관리하고 있다.

또한, 냉매에너지(냉매유속×냉매분사압력)가 200(kg/㎠)(m/sec)이하인 경우에는 냉매에너지가 적어 용융슬래그를 그 입경이 5mm이하인 입화슬래그로 입화시키기 어려우므로 200(kg/㎠)(m/sec)이상으로 관리하고 있다.

상기한 종래의 방법에 있어서는 냉매를 분사시키는 냉매분사노즐(3)이 고정되어 있으므로, 다시말하면, 냉매분사 위치가 고정되어 있으므로 입화되는 용융슬래그의 입경은 냉매유량 및 냉매유속변화에 의해서만 제어가능하게 되므로 입화슬래그 입경의 제어가능한 폭에 제약을 받게되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서 냉매분사노즐 즉, 냉매분사위치를 수평 및 수직으로 이동하여 냉매를 분사시킴으로서 입화슬래그 그 입경변화를 보다 넓게 제어할 수 있는 용융슬래그의 현열회수를 위한 건식입화방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 고로에서 발생되는 고로 슬래그의 현열을 회수하기 위한 건식입화방법에 있어서, 용융슬래그를 낙하시킴과 동시에 냉매분사노즐을 수평 및 수직으로 이동하여 냉매를 분사함으로써 입화슬래그의 입경을 제어하는 용융슬래그의 현열회수를 위한 건식입화방법에 관한 것이다.

바람직하게는, 본 발명은 2.3poise이하의 점도를 갖는 용융슬래그를 용융슬래그 저장조의 배출구를 통해 배출하면서 냉매분사장치의 냉매분사노즐을 통해 100㎥/t-slag이상의 냉매비 및 200(㎏/㎠)(m/sec)이상의 냉매에너지 조건으로 냉매를 분사시키므로서 용융슬래그의 현열을 회수하면서 용융슬래그를 건식입화시키는 방법에 있어서, 상기 냉매분사노즐을 수직 및 수평방향으로 이동시켜 냉매분사 위치를 선정한 다음, 냉매를 상기 조건으로 분사시켜 용융슬래그의 현열을 회수하면서 용융슬래그를 건식입화시키는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 도면에 의해 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 방법에 사용될 수 있는 용융슬래그 건식입화를 위한 냉매분사장치의 예시도로써, 이 장치는 수직이동용 유압실린더(7)와 수평이동용 유압실린더 (8)에 의해 냉매분사노즐(3)의 수평운동을 원활하게 하기 위해 유도레일(9)이 설치되어 있다.

그리고, 냉매분사노즐의 위치가 변화함에 따라 냉매공급호스(12)가 꼬이거나 접혀지지 못하도록 호스 유도관(10)이 부착되어 있다.

또한, 이러한 수평 및 수직운동은 제어장치(11)에 의해 제어되도록 구성되어 있다.

제2도의 냉매분사장치를 통해 용융슬래그를 건식입화시키는 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 운전조건에 따라 냉매분사장치의 냉매분사노즐(3)을 수직이동용 유압실린더(7) 및 수평이동용 유압실린더(8)를 이용하여 수직 및 수평으로 각각 이동시켜 냉매분사위치를 선정한 다음, 2.3poise이하의 점도를 갖는 용융슬래그를 용융슬래그 저장조의 배출구를 통해 배출하면서 냉매분사장치의 냉매분사노즐(3)을 통해 100㎥/t-slag이상의 냉매비 및 200(kg/㎠)(m/sec)이상의 냉매에너지 조건으로 냉매를 분사시킴으로써 용융슬래그의 현열이 회수되면서 용융슬래그가 건식입화된다.

상기 냉매분사노즐의 수직이동거리는 0-6.0의 수직이동거리비(수직거리/용융슬래그 배출구의 상당직경)로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 수직이동거리비가 6.0이상인 경우에는 배출되는 용융슬래그가 냉각되어 입화가 어렵고, 0이하인 경우에는 냉매분사노즐과 용융슬래그 배출구와의 배열로 볼때 불가능하기 때문이다.

상기에서 수직거리는 용융슬래그 배출구 선단부와 냉매분사노즐의 최하단부 중심과의 거리를 의미한다.

또한, 상기에서 용융슬래그 배출구의 상당직경이란 용융슬래그 배출구의 내주연부 둘레의 길이 즉, 유체와 접촉하는 내부 둘레를 의미한다.

또한, 상기에서, 수직거리가 0이하의 거리를 갖는다는 것은 냉매분사노즐의 최하단부가 용융슬래그 배출부와 겹치는 쪽으로 수직이동했을때의 거리를 의미한다.

그리고, 상기 수직이동거리는 용융슬래그 배출구의 높이, 다단노즐의 칫수등에 의해 제약을 받을 수 있다.

또한, 상기 냉매분사노즐의 수평이동거리는 0-2.4의 수평이동거리비(=수평거리/냉매분사노즐의 상당직경)만큼으로 제한하는 것이 바람직한데, 그 이유는 수평이동거리비가 2.4이상인 경우에는 용융슬래그 배출지점과 냉매분사지점과의 거리가 너무 크게되어 용융슬래그의 흐름을 파괴하여 입경이 5mm이하인 입화슬래그를 얻기 어렵기 때문이다.

그리고, 수평거리가 0이하가 되는경우 수평이동 거리비도 0이하가 되는데, 이 경우에는 용융슬래그중 냉매와 접촉하지 않는 부분이 존재하게 되고, 이 부분으로 낙하하는 슬래그는 입화되지 않게 되므로, 수평이동거리비는 0이상으로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 수평거리란 용융슬래그 배출구 선단부 중심과 냉매분사노즐 선단부사이의 거리를 의미하고, 이 수평거리가 0이하의 거리를 갖는다는 것은 냉매분사노즐의 선단부가 용융슬래그 배출구와 겹치는 쪽으로 수평이동했을 때의 거리를 의미한다.

또한 상기에서, 냉매분사노즐의 상당직경이란 냉매분사 노즐의 내주연부 둘레의 길이 즉, 유체와 접촉하는 내부둘레를 의미한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기 표 1과 같은 화학성분을 갖는 용융슬래그를 제2도의 냉매분사장치를 사용하여 건식입화시켰다.

이때, 건식입화조건은 하기 표 2와 같다.

다만, 냉매분사노즐의 위치를 제3도 및 제4도와 같이 변화시켰으며, 각 위치별 평균입경을 조사하고 그 결과를 제3도 및 제4도에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

** 냉매에너지 = 냉매유속 × 냉매분사압력(㎏/㎠)(m/sec)

제3도는 용융슬래그 배출구 선단부 중심과 냉매분사노즐 선단부와의 수평거리(수평이동거리비)를 0㎝(0), 5㎝(0.76), 10㎝(1.52), 15㎝(2.27)로 증가시킬 때 입화슬래그의 평균입경의 변화를 나타내는데, 이때, 용융슬래그 배출구 선단부와 분사노즐의 최하단부 중심과의 수직거리(수직이동거리비)는 25㎝(4.17)로 일정하게 유지하였다.

또한, 제4도는 용융슬래그 배출구 선단부 중심과 냉매분사 노즐선단부와의 수직거리(수직이동거리비)를 20㎝(3.33), 25㎝(4.17), 30㎝(5.0), 35㎝(5.83)로 증가시킬때 입화슬래그의 평균입경 변화를 나타낸 것으로서, 이때 용융슬래그의 배출구의 선단부와 냉매분사노즐 선단부와의 수평거리(수평이동거리비)느 0㎝(0)로 고정시켰다.

제3도 및 제4도에 나타난 바와 같이, 냉매유속 및 냉매유량이 일정하게 유지된다 하더라도 냉매분사노즐의 위치를 변화시키므로써 입화슬래그의 평균입경이 5㎜이하에서 다양하게 변화될 수 있음을 알 수 있는데, 이는 일정한 냉매유속 및 냉매유량에서는 입화슬래그가 일정한 평균입경을 갖는 종래방법과는 현저한 차이가 있다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명은 종래방법에 비하여 입화슬래그의 평균입경을 보다 넓은 폭으로 변화시킬 수 있으므로, 보다 효율적으로 현열을 회수할 수 있을 뿐만 아니라 입화슬래그를 보다 다양한 용도에 사용할 수 있는 효과를 가져오게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 냉매분사노즐을 수직, 수평으로 이동함으로써 입화슬래그의 입경을 효과적으로 제어할 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 2.3poise이하의 점도를 갖는 용융슬래그를 용융슬래그 저장조의 배출구를 통해 배출하면서 냉매분사장치의 냉매분사노즐을 통해 100㎥/t-slag이상의 냉매비 및 200(㎏/㎠)(m/sec)이상의 냉매 에너지 조건으로 냉매를 분사시키므로서 용융슬래그의 현열을 회수하면서 용융슬래그를 건식입화시키는 방법에 있어서, 상기 냉매분사노즐을 수직 및 수평방향으로 각각 0-6.0의 수직이동거리비 및 0-2.4의 수평이동거리비만큼 이동시켜 냉매분사위치를 선정한 다음, 냉매를 상기 조건으로 분사시킴을 특징으로 하는 용융슬래그의 현열회수를 위한 건식입화방법.