KR960016161B1 - 큐우폴라 내에서의 연소 및 슬라그 생성에 의한 분진 처리 장치 및 공정 - Google Patents

큐우폴라 내에서의 연소 및 슬라그 생성에 의한 분진 처리 장치 및 공정 Download PDF

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Abstract

내용 없음

Description

큐우폴라 내에서의 연소 및 슬라그 생성에 의한 분진 처리 장치 및 공정
풍구가 노 내부와 결합한 지점에서 큐우폴라 벽의 개략적인 단면도로서, 이 풍구 내에 설치된 분진 공급 수단을 구비한 산소 연료 버너중 하나를 개략적으로 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 산소 연료 버너,11 : 분진 공급용 파이프,
12 : 산소 공급용 파이프,13 : 연료 공급용 파이프.
16 : 노즐(nozzle),20 : 풍구,
30 : 큐우폴라(cupola),35 : 큐우폴라의 벽
본 발명은 연소 및 슬라그의 생성에 의해 큐우폴라(cupola) 내에서 분진을 처리하기 위한 장치 및 공정과, 큐우폴라의 용융대에서 분진의 연소 및 분진으로부터 슬라그 생성용 산소 연료 버너의 용도에 관한 것이다.
독일 연방 공화국의 특허 공고 제 DE-OS 41 09 214호에 큐우폴라의 조업을 위한 공정중 하나가 개시되어 있다. 이 공정에 의해, 큐우폴라 연도 갓(연소 가스)로부터 여과된 분진은 노(爐)공기를 통해, 또는 노 장체의 개별 공급 시스템을 통해 공기 공급 수단으로서 동일 영역으로 개개의 운반 가스와 함께 노로 공급된다. 이런 방식으로, 분진은 슬라그 형성 재료로서 이용된다.
저온 운반 매체를 이용하는 저온 필터 분진을 공급함으로써, 분진 및 그 운반 매체가 유입되는 지점 가까이에서, 즉 상기 공보에서 기재된 공정에 의해 노의 온도가 감소된다. 이것은 노 조업에 악영향을 미친다.
잡지 "현대 주조법(Modern Castings)"의 1966년 6월호에, 큐우폴라의 풍구 내에 설치되는 개별적인 산소 공급 수단을 구비한 산소 연료 버너의 용도가 기재되어 있다. 큐우폴라의 용융대에서 온도를 증가시키기 위해 추가로 제어하는 역할을 하는 산소 연료 버너는 노의 용융 속도를 현저하게 증가시킬 수 있다. 이 잡지에 기재된 공정의 산소 연료 버너를 사용하는데 대한 단점은 산소 연료 버너 성능에 대한 충분한 용도가 완전하게 조사되어 있지 않다는 것이다. 이 산소 연료 버너는 명백하게 큐우폴라 조업 변수의 일부를 개선했지만, 슬라그 형성을 제어함과 동시에 산소로 인해 생기는 분진을 처리하는데 필요한 재료를 노의 변형없이 공급하는 것은 불가능하다. 그 잡지에 기재된 공정에서 사용된 산소 연료 버너의 열로 인해, 노 온도에 악영향을 미치지 않고 분진 공급 수단을 이용하는 것은 불가능하게 된다. 또한, 그 잡지에서 기재된 산소 연료 버너를 이용하면, 연료로서 코우크스 분진을 사용하기 때문에, 노 입구에 또 다른 침탄을 없애는 것도 또한 불가능하다.
본 발명에 있어서, 추가의 산소 공급 수단을 포함으로써 이 문제점을 해결하려는 시도가 있었고, 그 결과 경계 영역에서 온도가 감소되지 않았다(이는 그 공정을 이용한 결과로써 노의 조업 비용과 생산에서 지출이 너무 많은 원인이 되는 단점이 있다).
본 발명의 목적은 분진을 연소시키고, 분진으로부터 슬라그를 생성함으로써 큐우폴라 내에서 분진을 처리하기 위한 장치 및 공정과, 큐우폴라의 용융대에서 분진을 연소시키고, 분진으로부터 슬라그를 생성하기 위한 산소 연료 버너의 용도를 소개하는 것으로써, 그 큐우폴라는 전술한 단점이 더 이상 나타나지 않는다. 특히, 그 분진 처리로 인해 큐우폴라 조업에 악영향을 미치지 않는다.
처리될 분진은 용융대에 도달하기에 앞서 산소 연료 버너의 불꽃으로 공급된다. 본 발명의 장치는 버너의 불꽃에 분진을 공급할 장치를 구비한 산소 연료 버너를 제공한다. 본 발명의 다른 특징은 큐우폴라의 용융대에서의 분진의 연소/뷴진으로부터 슬라그 생성용으로 큐우폴라의 풍구 내에 합체된 산소-연료 버너의 용도이다.
본 발명에 따른 공정의 장점은 주철 생산으로 인해 생기는, 특히 큐우폴라 자체의 분진이 비용면에서 효과적으로 큐우폴라 내에서 처리될 수 있다는 사실에 기초를 두고 있다. 따라서, 분진은 산소 연료 버너의 불꽃을 공급되고, 이런 방식으로 큐우폴라의 용융대로 공급된다. 또한, 철의 침탄도는 양호하게 제어되어 산소 연료 버너용 연료로서 코우크스 분진의 이용으로 조절될 수 있다. 본 공정의 다른 장점은 분진을 큐우폴라속으로 유입하더라도 조업에 악영향을 미치는 큐우폴라 내부의 냉각에 이르지 않는다. 처리될 분진은 대부분 슬라그를 형성하기 위해 사용될 수 있는 재료로 이루어지기 때문에, 본 발명의 다른 장점은 버너에 분진을 공급하여 노 내의 슬라그 양을 제어할 수 있다는 것이다.
본 발명에 따른 장치는 산소 연료 버너 또는 각각의 산소 연료 버너의 불꽃으로 분진을 공급하는 장치를 통해 큐우폴라 내에서 연소/슬라그의 생성에 의해 분진을 처리하는 산소 연료 버너를 적어도 하나 구비한다. 이는 전술한 공정을 바람직하게 실행하는 것을 가능하게 한다. 산소 연료 버너는 풍구 내에 배치되거나, 풍구 영역에 위치한 개구부에 배치되어 노의 조업에 악영향을 주지 않고 처리될 분진을 노로 공급할 수 있다. 연료 공급 수단과 결합하여 분진 공급 장치는 유리한 방식으로 슬라그를 형성하거나(침탄을 촉진하는) 노 첨가물을 유입시킬 수 있으며, 특히 이 재료의 대칭적인 공급 배치로 인해, 노 속의 물질은 필요한 슬라그 및 침탄 값으로 조절될 수 있다.
큐우폴라의 용융대에서 분진의 연소/분진으로부터 슬라그 생성용 산소 연료 버너를 이용하여 전술한 공정 및 전술한 장치를 유리하게 이용하게 된다.
이런 방식으로 부산물인 폐기 분진의 값비싼 특별 처리는 없어지고, 반면에 그 먼지의 재활용 가능한 부분은 냉각에 따른 노 조업에 영향을 미치지 않고 최적으로 이용될 수 있다.
연소/슬라그 형성에 의해 큐우폴라 내에서 분진을 처리하기 위한 공정은 산소 연료의 불꽃이 큐우폴라이 용융대에서 생성되도록 조절될 수 있으며, 이 공정에 의해 분진이 적어도 하나의 산소 연료 버너의 불꽃으로 공급된다. 천연 가스, 오일 또는 코우크스 분진을 연료로 사용하는 것도 가능하다. 분진은 큐우폴라의 풍구 중 적어도 하나를 통해 산소 연료의 불꽃으로 공급될 수 있지만, 또한 바람직하게는 큐우폴라에 대칭적으로 배치된 몇개의 풍구를 통해 산소 연료 버너의 불꽃으로 분진을 공급할 가능성도 존재한다.
큐우폴라 벽의 구멍을 통해 산소 연료 버너의 불꽃으로 분진이 공급될 수도 있다는 점에서, 본 발명의 공정을 이용할 또 다른 가능성이 존재한다. 본 실시예에 있어서, 큐우폴라 벽의 구멍에 배치된 산소 연료 버너 중 적어도 하나가 이용된다. 그러나, 이런 방식으로 몇개의 산소 연료 버너를 이용할 가능성과, 큐우폴라 벽 둘레에 유리한 방식으로 그 산소 연료 버너를 대칭적으로 배치할 가능성이 존재한다.
각각의 전술한 공정은 산소 연료 버너가 합체된 파이프를 통해 분진이 공급된다는 점에서 특징을 이룰 수 있다. 모든 경우에 분진은 압축 공기에 의해 산소 연료 버너 불꽃으로 공급 운반될 수 있다. 따라서, 압축 공기의 운반 매체로서 공기 또는 산소를 사용하는 것이 가능하다.
큐우폴라 내에서 연소/슬라그의 생성에 의해 분진을 처리하기 위한 장치는 적어도 하나의 산소 연료 버너와, 각각의 산소 연료 버너의 불꽃으로 분진을 공급하기 위한 적어도 하나의 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다. 전술한 장치에 있어서, 산소 연료 버너는 큐우폴라 풍구 속에 또는 큐우폴라 벽의 구멍에 배치될 수 있다. 산소 연료 버너의 버너 파이프 내에 배치된 전용 파이프를 통해 분진을 공급하는 것도 가능하다. 전술한 장치에 의해, 분진을 압축 공기로 공급하기 위해 큐우폴라 풍구 내에 또는 큐우폴라 벽의 구멍에 파이프가 배치될 수 있다.
소수의 산소 연료 버너 및/또는 분진 공급용 장치에 이루어진 장치를 이용하는 경우에, 대등하고 균일한 열과 재료의 공급을 보장하기 위해 큐우폴라의 외주에 상기 산소 연료 버너 및 분진 공급 장치를 대칭적으로 배치하는 것이 유리하다.
큐우폴라 풍구에 합체된 산소 연료 버너중 하나가 본 발명의 다른 특징에 따라 큐우폴라의 용융대에서 분진의 연소/분진으로부터 슬라그 생성용으로 이용될 수 있다.
본 발명은 또한 단 한장의 도면과 관련하여 설명된다.
도면을 참조하면, 통상적으로 10으로 표시된 산소 연료 버너에 분진 유입용 장치가 제공된다. 산소 연료 버너(10)는 풍구(20)에 배치된다. 풍구(20)는 30으로 표시된 큐우폴라의 벽(35)을 통해 연장한다. 버너(10)는 산소 파이프로서 역할을 하는 동축의 파이프(12)에 의해 둘러싸여진 분진 공급용 파이프(11)을 포함한다. 연료 공급용 동축 파이프(13)는 파이프(11) 또는 파이프(12)를 둘러싼다. 분진 공급용 파이프(15)는 분진 공급용 파이프(11)로 분진을 유입시킨다. 연료 또는 산소 공급용 연결부(도시 생략)는 당업계에 주지된 바와 같이 파이프(12, 13)의 사용되지 않은 개방면을 따라 존재한다. 또한, 분진의 운반 매체는 전술한 버너에서와는 다르게 공급될 수 있다. 예컨대, 산소 또는 가스는 분진 운반 매체로써 또한 사용될 수 있는 바, 그 경우에 산소 또는 가스는 파이프(12)와 마찬가지로, 또는 파이프(12)를 사용하는 대신에 파이프(11)를 통해 버너(10)속으로 유입된다. 파이프(13)를 통해 연료를 공급하는 경우에도 동일하게 적용된다.
파이프(11, 12, 13)로 구성된 산소 연료 버너는 버너의 원주의 일부분을 둘러싸고, 특히 축방향으로 풍구(20)내에 버너의 설치를 용이하게 하는 파이프(14)를 포함한다. 풍구(20)는 큐우폴라(30)의 내부(301)로 산소 연료 불꽃 및 분진을 유입시키기 위한 수냉식 노즐(16)을 포함한다.
산소 연료 버너(10)의 노 쪽의 노즐(16)은 대략 큐우폴라(30)의 벽(35)의 개구부(31)의 중심에 있다. 산소 연료 버너(10)의 노즐(16) 단부는 큐우폴라(30)의 풍구(20)의 입구로부터 (짧은) 거리로 이격되어 배치된다. 산소 연료 버너의 노즐(16)은 풍구(20)의 입구와 같은 높이로 또한 설치된다. 풍구(20)는 큐우폴라(30)의 벽(35)을 관통하여 큐우폴라(30)의 용융대로 공기를 유입시키기 위해 위치 조정된다.
처리될 분진은 공급 파이프(15)와 분진 공급 파이프(11)을 통해 산소 연료 버너(10)로 공급된다. 산소 및 연료 공급 수단에 의해 산소 및 연료는 버너(10)의 전용 파이프(12, 13)에 도달한다. 산소 연료 버너(10)에 의해 연료를 연소시킨 결과, 분진은 노 내부의 불꽃 속에서 가열되어 노 조업에 악영향을 미치는 바람직스럽지 않는 냉각 공정(저온 운반 매체에 의해 저온 분진을 유입시키는 것이 예상됨)은 사라진다. 추가의 슬라그 또는 코우크스와 같은 입자 흐름 및 공급 가스 속에 함유된 성분은 노내의 용융 조성을 양호하게 조절할 수 있게 한다.
천연 가스, 가열 오일 또는 코우크스 분진은 버너(10)용 연료로써 사용될 수 있다.
산소 연료 버너의 작동를 제어함으로써, 노 온도에 바람직한 영향을 미칠 수 있다.
주물 공장에서 형성된 모든 분진 형성 잔여물/재활용 물질은 "유입된 분진"으로 분류된다는 것이 이해(의미)되었다.

Claims (11)

  1. 하나 이상의 산소 연료 버너의 불꽃으로 분진을 공급하기 위한 장치를 통해 큐우폴라 내에서 연료 및 슬라그 생성에 의해 분진을 처리하기 위한 분진 처리공정으로서, 상기 산소 연료 버너용 연료로서 천연 가스, 가열 오일, 또는 석탄 분진을 상기 산소 연료 버너로 공급하는 단계와 ; 상기 큐우폴라의 용융대에서 상기 산소 연료 버너의 불꽃을 생성시키는 단계와 ; 상기 큐우폴라 내에서 분진을 공압으로 상기 산소 연료 버너의 불꽃으로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정.
  2. 제1항에 있어서, 분진은 큐우폴라의 풍구 내에 배치된 산소 연료 버너의 불꽃으로 공급되는 것을 특징으로 하는 공정.
  3. 제1항에 있어서, 분진은 큐우폴라의 벽의 구멍을 통해 산소 연료 버너의 불꽃으로 공급되는 것을 특징으로 하는 공정.
  4. 제1항에 있어서, 상기 분진은 상기 산소 연료 버너와 합체된 파이프를 통해 공급되는 것을 특징으로 하는 공정.
  5. 제1항에 있어서, 상기 산소 연료 버너는 큐우폴라 벽의 구멍 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 공정.
  6. 제1항에 있어서, 공압 유동 매체로서 공기가 사용되는 것을 특징으로 하는 공정.
  7. 제1항에 있어서, 공압 유동 매체로서 산소가 이용되는 것을 특징으로 하는 공정.
  8. 제1항에 있어서, 주물 공장에서 생성되어 분진을 형성하는 잔여물이 분진으로서 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 공정.
  9. 연소 및 슬라그 생성에 의해 큐우폴라 내에서 분진을 처리하는 분진 처리 장치에 있어서, 큐우폴라의 용융대에서 분진을 연소시키고, 분진으로부터 슬라그를 생성하기 위해 큐우폴라의 풍구에 합체된 산소 연료 버너(10)와, 이 산소 연료 버너의 불꽃으로 분진을 공급하기 위한 공압 수단을 구비하고, 상기 산소 연료 버너는 (순수한 산소를 포함한) 공기와 연료를 각각 공급하기 위한 버너 파이프(12, 13)를 구비하며, 상기 공압 수단은 상기 파이프(12, 13) 속에 배치된 파이프(11, 15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 연소 및 슬라그 생성에 의해 큐우폴라 내에서 분진을 처리하는 분진 처리 장치에 있어서, 큐우폴라의 용융대에서 분진을 연소시키고, 분진으로부터 슬라그를 생성하기 위해 큐우폴라의 풍구에 합체된 산소 연료 버너(10)와, 이 산소 연료 버너의 불꽃으로 분진을 공급하기 위한 공압 수단을 구비하고, 상기 산소 연료 버너는 (순수한 산소를 포함한) 공기와 연료를 각각 공급하기 위한 버너 파이프(12, 13)를 구비하며, 상기 공압 수단은 큐우폴라 풍구에 배치된 파이프(11, 15)를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 산소 연료 버너(10) 및 분진용으로 배치된 공급 파이프(11, 15)는 대칭으로 큐우폴라의 원주 둘레에 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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