KR970002046Y1

KR970002046Y1 - 용광로의 산소 공급 장치

Info

Publication number: KR970002046Y1
Application number: KR2019940038457U
Authority: KR
Inventors: 유태희; 이상열; 이성수
Original assignee: 포항종합제철 주식회사; 김만제
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1997-03-17
Also published as: KR960022626U

Abstract

내용없음.

Description

용광로의 산소 공급 장치

본 고안은 용광로의 산소 공급 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 미분탄의 공급 상태에 따라 산소의 공급량을 자동으로 조절하여 미분탄의 연소율을 향상시키고 미분탄의 미연소로 인한 용선의 생산성 저하를 방지할 수 있도록 된 용광로의 산소 공급 장치에 대한 것이다.

일반적으로 제철소의 용광로는 용광로 상부에서 코크스와 철광석을 장입하고 하부 풍구에서 보조 연료로 미분탄을 취입하면서 연료로 공급되는 코크스의 반응열에 의해 철광석을 용융시켜 선철을 생산하는데 연료로 사용되는 코크스의 발열 작용을 보조하도록 미분탄이 하부 풍구로 취입되는 구성이다. 이러한 종래 구조의 용광로 미분탄 공급 방식이 도1에 개략적으로 도시되고 있는데 풍구(22)에 산소 취입 랜스(24)를 설치하여 풍구(22)로 유입되는 고온의 열풍과 함께 미분탄을 투입하면서 산소 취입 랜스(24)를 통해 산소를 공급하는 구성이다.

이러한 종래 기술에서는 열원으로 장입되는 코크스의 40％까지 미분탄이 투입되어 코크스의 원료인 역청탄의 사용 한계를 보상하며, 이로서 역청탄 이외에 석탄도 코크스의 원료로 사용될 수 있게 되면 분쇄 상태의 석탄도 직접 사용할 수 있게 된다.

그러나 풍구(22)에 설치된 산소 취입 랜스(24)를 통해 고압의 산소를 공급하여 미분탄의 연소를 보조하는 미분탄과 함께 산소를 공급하는 구조에서는 미분탄의 투입 상태에 따라 적당량의 산소를 조절 상태로 공급하기 위한 구성이 구비되지 못하여 미분탄의 연소율을 향상시킬 수 없을 뿐 더러 미분탄의 미연소에 의해 발생된 차르(Char)가 용광로 내부의 철광석 및 코크스층에 축적되어 통기성을 저해하고 광석의 용선화를 저해하여 생산성을 저하시킬 뿐 아니라, 산소 공급량이 순간적으로 저하하면 산소의 유속이 낮아져 연소가 산소 취입 랜스(24)의 선단에서 발생하여 랜스를 소손시키거나 역화가 발생하여 산소 공급 라인의 파손이 발생하는등 여러 문제가 발생하였다.

본 고안은 상기 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 미분탄의 미연소를 효과적으로 방지하여 용광로의 통기성을 향상시켜 생산성을 향상시키고 산소 공급 라인에서의 이상을 조기 감지하여 산소 공급을 조절하여 설비 안정성을 향상시킨 용광로의 산소 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래 용광로에 산소를 공급하는 구조를 보이기 위한 개략적인 도면.

제2도는 본 고안의 용광로 산소 공급 장치의 개략적인 계통을 도시한 도면.

제3도는 본 고안에 따른 풍구로 공급되는 산소의 특성을 나타내는 선도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 취입랜스 2,10 : 체크 밸브

3 : 유량 조절 밸브 4 : 유량계

5 : 압력 스위치 6 : 레귤레이터

7,14 : 차단밸브 11 : 전자 밸브

8 : 산소 공급라인 9 : 질소 공급라인

12 : 콘트롤러

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는, 용광로에 미분탄을 투입하는 투입관이 삽입되며, 용광로에 산소를 공급하는 취입랜스와 ; 상기 취입랜스에 연결된 산소공급라인에 랜스에 인접설치되어 공급되는 산소의 역류를 방지하는 체크 밸브와 ; 상기 체크밸브의 상류의 산소공급라인에 설치되어 공급되는 산소의 유량을 조절하는 유량조절 밸브와 ; 유량조절밸브 상류에 설치되어 취입랜스에 공급되는 산소의 유량을 검출하여 인터페이스 변환기를 통해 콘트롤러에 신호를 보내는 유량계와 ; 유량계 상류에 설치되어 공급되는 산소의 압력이 일정치 이하인 경우 오프되어 산소 공급을 차단하는 압력 스위치 및 그 상류에 설치되어 공급되는 산소의 압력을 조정하는 레귤레이터와 ; 상기 레귤레이터 상류의 산소공급라인에 설치된 차단밸브와 ; 상기 차단밸브와 유량조절밸브 사이의 산소공급라인에 연결된 질소공급라인에 설치되어 랜스 선단의 온도가 과도하게 상승된 것을 열전대가 감지하여 산소 공급을 차단하거나 산소공급라인의 압력 저하로 압력 스위치가 작동하여 산소 공급을 차단시 질소를 랜스에 공급하도록 작동되는 전자밸브와 그 하류의 질소공급라인에 설치된 체크밸브와 ; 상기 유량계로부터의 유량신호를 디지탈신호로 변환하기 위한 인터페이스 변환기와 ; 유량신호를 따라 유량제어밸브를 제어하고, 전자밸브를 제어하는 콘트롤러 ; 및 취입랜스에 설치되어 랜스 선단의 온도가 과도하게 상승되는 것을 감지하기 위한 열전대로 구성함을 특징으로 하는 용광로의 산소공급장치를 제공한다.

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 고안의 용광로 산소 공급 장치를 상세하게 설명한다.

도2는 본 고안에 따른 용광로의 산소 공급 장치를 도시한 개략도로서 용광로에 미분탄을 투입하는 투입관(T)이 삽이되는 취입 랜스(1)와, 이 산소 취입 랜스(1)에 산소를 공급하는 산소 공급 라인(8)을 구비한다.

산소 공급 라인(8)은 도시없는 산고 공급원에 연결되며, 이 산소 공급 라인(8)의 산소 취입 랜스(1)에 인접한 부위에 차단밸브(14)와 이어서 체크밸브(2)가 설치되는데, 체크 밸브(2)는 공급되는 산소 압력이 소정 압력 이하이면 닫혀서 역류를 방지하며, 차단 밸브(14)는 산소 공급 라인의 차단 필요성이 있는 경우 콘트롤러(12)에 의해 작동되어 산소 공급 라인을 차단하기 위한 것이다.

산소 공급 라인에는 또한 유량 조절밸브(3)가 설치되며, 이어서 도시없는 산소공급원측으로 유량계(4), 압력 스위치(5), 레귤레이터(6)가 설치되고, 도시없는 산소 공급원측의 레귤레이터(6)의 상류에 차단 밸브(7)가 또한 장착된다. 그리고, 유량계(4)는 오리피스 타입으로 압력계와 온도계가 내부에 구비되어 유량계(4)를 통과하는 산소의 온도와 압력이 측정되어 인터페이스 변환기(C)를 통해 디지탈 신호로 변환되어 콘트롤러(12)에 보내져 공급되는 산소 유량을 표준 상태의 산소 유량으로 보정계산한다.

본 고안에서 산소 취입 랜스(1) 내부에는 미분탄 투입관(T) 외측에 랜스(1) 선단의 온도를 감지하기 위한 열전대(13)가 설치되고, 체크 밸브(2)와 유량 조절 밸브(3) 사이의 산소 공급 라인에는 질소 공급 라인(9)이 접속되고 이 라인(9)에는 산소 공급 라인(8)에 인접한 측으로 체크 밸브(10) 및 전자밸브(11)가 장착되어, 체크 밸브(12)는 산소 공급 라인의 산소 공급 압력이 소정치 이하로 저하시 용광로로부터 역류하는 것을 방지하며, 전자밸브(11)는 열전대(13)에 의해 랜스(1) 선단의 온도가 과도하게 상승한 것을 감지한 경우 콘트롤러(12)에 의해 작동되어 산소대신에 불활성 기체인 질소를 공급하여 랜스(1) 선단의 과도한 온도 상승을 방지한다.

본 고안에서 압력 스위치(5)는 산소 공급 라인의 산소 압력이 소정치(예컨대, 3.4㎏/cm²) 이하일 때 오프되어 산소 공급을 차단하고 산소 공급 라인의 압력 저하로 전자 밸브(11)를 작동시켜 질소를 공급하도록 작동하며, 레귤레이터(6)는 원하는 산소 공급 압력을 조정하도록 작동하며, 조정된 압력은 유량계(4)에 구비된 압력계로 확인할 수 있다. 또한, 콘트롤러(12)는 공급하고자 하는 산소 유량을 설정할 수 있으며, 유량계(4)로부터 받은 유량 신호에 따라 유량 조절 밸브(3)의 개도를 조정하며, 이 콘트롤러(12)에는 열전대(13), 차단밸브(7,14), 전자 밸브(11), 유량 조절 밸브(3)가 전기적으로 연결된다.

이하에서는 상기 구성의 본 고안의 용광로 산소 공급 장치의 작용을 설명한다.

정상적인 상태의 산소 공급은 공급라인(9)이 차단되고 산소 공급 라인(8)에서 차단밸브(7,14)를 개방하여 콘트롤러(12)에서 설정된 공급하고자 하는 산소 유량에 따라 산소 취입 랜스(1)에 산소를 공급하며, 레귤레이터(6)에서 원하는 산소 공급 압력이 조정되며, 유량계(4)를 통해 파악한 유량 신호에 따라 콘트롤러(12)가 유량 조절 밸브(3)의 개도를 조정하여 랜스(1)에 공급하는 유량을 조절한다.

이러한 정상적인 산소 공급 상태로 작동중에 산소 공급 라인에 이상이 발생하여 산소 압력이 설정치 이하로 저하되는 경우 압력 스위치(5)가 작동하여 산소 공급을 차단하고, 콘트롤러(12)를 통해 질소 공급 라인(9)의 전자 밸브(11)를 작동시켜 불활성 기체인 질소를 랜스(1)에 공급하며 풍구에 설치된 열전대(13)가 랜스(1) 선단의 온도가 과도하게 상승하는 것을 감지한 경우에도 콘트롤러(12)를 통해 차단 밸브(7)를 작동시켜 산소 공급을 차단하고 전자 밸브(11)를 작동시켜 질소 공급 라인(9)으로 질소를 공급하여 산소 취입 랜스(1) 선단에서의 연소 발생 및 역화 발생을 방지하여 랜스 소손, 풍구 소손, 역화 및 산소 공급 라인위 파손을 방지하여 설비 사고를 미연에 방지하는 것이다.

또한, 본 고안에서는 용광로 내부에 공급될 산소 유량을 미분탄의 투입 상태에 따라 콘트롤러(12)가 판단하고 산소 공급 라인(8)을 통해 공급되는 산소의 온도와 압력을 유량계(4)를 통해 측정하여 적절하게 유량 조절 밸브(3)의 개도를 조정함으로써 고압 조건에서 랜스(1)에 공급되는 산소의 유량을 적절하게 조절하는데, 도3에는 산소 공급 압력과 랜스 출구 단면적이 산소 공급량와 가지는 관계가 나타내지고 있으며, 도시와 같이 산소 공급 압력과 랜스 출구 단면적이 증가될수록 산소의 공급량이 증가하는 것이다.

상기 설명한 바와 같은 본 고안의 용광로 산소 공급 장치에 의하면, 미분탄의 투입량에 따라 공급되는 산소량을 조절하여 미분탄의 미연소를 방지하여 미분탄의 미연소에 따른 차르(Char)의 발생을 방지하여 용광로의 통기성을 향상시켜 용선화를 개선할 뿐만 아니라 랜스 선단에서 온도가 과도하게 상승하거나 산소 공급 라인의 압력 저하를 감지하여 산소 공급을 차단하고 질소를 공급하여 랜스 선단에서 연소가 발생하는 것을 방지하여 랜스 소손 및 파손과 역화를 방지하여 설비 안정성을 향상시키는 등 유용한 효과가 얻어지는 것이다.

Claims

(정정)용광로에 미분탄을 투입하는 투입관(T)이 삽입되며, 용광로에 산소를 공급하는 취입랜스(1)와 ; 상기 취입랜스(1)에 연결된 산소 공급 라인(8)에 랜스(1)에 인접설치되어 공급되는 산소의 역류를 방지하는 체크 밸브(2)와 ; 상기 체크밸브(2)의 상류의 산소 공급 라인(8)에 설치되어 공급되는 산소의 유량을 조절하는 유량조절 밸브(3)와 ; 유량조절밸브(3) 상류에 설치되어 취입랜스(1)에 공급되는 산소의 유량을 검출하여 인터페이스 변환기(C)를 통해 콘트롤러(12)에 신호를 보내는 유량계(4)와 ; 유량계(4) 상류에 설치되어 공급되는 산소의 압력이 일정치 이하인 경우 오프되어 산소 공급을 차단하는 압력 스위치(5) 및 그 상류에 설치되어 공급되는 산소의 압력을 조정하는 레귤레이터(6)와 ; 상기 레귤레이터(6) 상류의 산소 공급 라인(8)에 설치된 차단밸브(7)와 ; 상기 차단밸브(2)와 유량조절밸브(3) 사이의 산소 공급 라인(8)에 연결된 질소공급라인(9)에 설치되어 랜스 선단의 온도가 과도하게 상승된 것을 열전대(13)가 감지하여 산소 공급을 차단하거나 산소공급라인의 압력 저하로 압력 스위치(5)가 작동하여 산소 공급이 차단시 질소를 랜스(1)에 공급하도록 작동되는 전자밸브(11)와 그 하류의 질소공급라인에 설치된 체크밸브(10)와 ; 상기 유량계(4)로부터의 유량신호를 디지탈신호로 변환하기 위한 인터페이스 변환기(C)와 ; 유량신호에 따라 유량제어밸브(3)를 제어하고, 전자밸브(11)를 제어하는 콘트롤러(12) ; 및 취입랜스(1)에 설치되어 랜스(1) 선단의 온도가 과도하게 상승되는 것을 감지하기 위한 열전대(13)로 구성함을 특징으로 하는 용광로의 산소공급장치.