고로 및 그 설계

용광로 및 그 디자인

고로(BF)의 설계는 안정적인 작동, 야금학적 성능, 지속적인 높은 생산성 및 긴 캠페인 수명에서 근본적인 역할을 합니다.

현대식 BF의 설계는 일반적으로 주변 건물 구조가 있는 독립형 장치의 개념을 기반으로 하며 BF 가스 시스템에 대한 지원과 용광로에 대한 접근을 제공합니다. BF 설계는 ​​캠페인 전반에 걸쳐 용광로의 잠재적 원료 및 작동 조건을 고려하여 부담 및 가스 흐름의 최적화를 제공하는 것입니다.

BF 설계는 ​​BF 단지의 균형 잡힌 전체 운영을 보장하기 위해 쉘, 냉각 요소 및 내화 라이닝의 속성을 통합하는 데 필요합니다. BF의 각 구역에서 올바른 내화물 및 냉각 시스템을 선택하는 것은 BF의 성공적이고 경제적이며 무엇보다도 안전한 운영에 매우 중요합니다.

고로 설계 시 원활한 BF 운영에 필요한 모든 장비가 통합되어야 합니다. 이 장비의 주요 장비는 탑차징 장비, 캐스트 하우스 장비(클레이 건, 탭 홀 드릴, 트로프 커버 매니퓰레이터, 철 및 슬래그용 틸팅 러너, 바 체인저, 잭 댐 드릴 등), 송풍구 스톡, 다양한 유형의 밸브( 예:열풍 밸브, 스노어트 밸브, 블리더 밸브, 이퀄라이징/릴리프 밸브, 유량 제어 밸브 및 격리 밸브 등), 다양한 프로브(예:과부하 온도 프로브 및 하위 부담 가스 프로브 등), 기계 재고 라인 기록기 , 이동식 및 고정식 스로트 아머, 스톡 라인 점화 랜스, 프로파일 미터 등

BF의 설계는 BF 환경의 가혹한 조건에서 신뢰성, 내구성 및 고성능으로 입증된 명성을 가진 장비를 제공해야 합니다.

현대식 BF의 작동은 매우 복잡하며 다양한 제어 매개변수를 모니터링하는 데 필요한 자동화 및 제어 장비가 필요합니다. 이는 현대식 용광로에서 기대되는 높은 생산성 수준을 달성하는 데 매우 필요합니다.

BF의 설계는 또한 신속하고 정확한 시공성을 지원해야 합니다.

BF 프로필

BF 프로파일은 원뿔형에 연결된 원통으로 구성된 복잡한 구성을 가지고 있으며 난로, 보쉬, 벨리 및 스택과 같은 여러 영역으로 구성됩니다. 스택은 다시 하부 스택과 상부 스택으로 나뉩니다. 난로에는 데드 맨 존으로 알려진 액체 금속의 데드 층이 있습니다. 각 구역에는 쉘, 냉각 요소 및 내화물이 있습니다. 퍼니스 작업 프로파일은 라이닝의 특정 볼륨이 마모된 후에 설정됩니다. 용광로의 이러한 구역 내에서 다양한 물리화학적 공정이 발생합니다. 다른 구역의 크기 비율은 용광로의 유용한 부피에 따라 다르지만 일반적으로 허용 가능한 범위 내에 있습니다.

중대형 용광로에 대한 전체 노 높이 대 배 직경의 비율은 용광로 사용 부피가 1000 cum에서 5500 cum으로 증가함에 따라 약 3에서 2.00으로 감소합니다. 노 벨리 직경 대 노 노상 직경의 비율은 1.09에서 1.13(이상적으로는 1.05에서 1.10이어야 함) 범위에서 다양합니다. 용광로 상단의 직경 대 배의 직경의 비율은 일반적으로 0.62에서 0.71의 범위에서 다양합니다.

유사하게 중대형 용광로에 대한 다른 구역의 높이는 유용한 용적에 따라 다르지만 일반적으로 범위 내에서 다양합니다. 데드 레이어의 높이는 600mm에서 1700mm까지 다양합니다. 노의 높이는 퍼니스의 유용한 부피에 따라 증가하며 3200mm에서 5700mm 범위입니다. 보쉬의 높이는 일반적으로 3000mm에서 4000mm 범위입니다. BF의 배 높이는 다른 키와 비교할 때 최소이며 일반적으로 2000mm에서 3000mm 범위입니다. BF의 스택 높이는 최대이며 일반적으로 15m에서 20.7m 범위에서 다양합니다. 스택의 상부 원통형 부분의 높이는 2.5m에서 3m까지 다양합니다. 용광로의 총 높이는 26m에서 36m까지 다양합니다. 퍼니스의 유효 높이는 스택의 상단 원통형 부분의 높이를 제외하며 일반적으로 23m에서 33.5m 범위입니다.

밸리와 스택에 의해 그리고 밸리와 함께 보쉬에 의해 만들어진 경사 각도는 중요한 매개변수이며 일반적으로 각각 82.5~85.5도 및 79.2~80.5도 범위에서 다양합니다.

퍼니스의 유효 높이는 사용 가능한 코크스의 품질(강도)에 따라 다릅니다. 33.5m의 BF 높이는 사용 가능한 코크스의 정상적인 강도를 고려할 때 거의 실용적인 한계입니다. 따라서 유효 부피의 증가는 노 높이를 실질적으로 동일하게 유지하는 노의 단면 치수의 증가를 통해 달성되어야 합니다. 이것은 배꼽 직경에 대한 전체 키의 비율 감소를 의미합니다. 이는 또한 스택과 배에 의해 만들어진 경사각이 감소함을 의미합니다. 스택과 벨리가 이루는 경사각은 온도상승에 따른 부담물질의 선팽창을 방해하지 않는 정도로 줄일 수 있다.

또한 난로의 단면적은 탄소 연소 강도에 따라 달라집니다. 이것은 코크스(BF 코크스 및 너트 코크스 모두) 및 보조 연료에 포함된 탄소이며 로에 투입되는 하루 총 연료의 탄소 함량을 로 부피로 나눈 값입니다.

용광로 직경의 증가와 함께 용광로의 중심 작동을 보장하기 위해 열풍 압력의 상응하는 증가가 필요합니다. 이는 하중의 원활한 이동을 위해 화로에서 합리적인 차압을 유지하기 위해 화로 상단에서 더 높은 압력을 필요로 합니다.

BF의 송풍구 수는 일반적으로 중형 용광로 하단의 노상 직경의 2배이며 용광로의 부피가 증가함에 따라 초과하여 노상 직경의 2배 이상입니다.

몇몇 러시아 용광로의 설계 프로파일은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 러시아 용광로의 설계 프로필

BF 존의 특징

BF의 다른 구역의 특성은 중요하며 BF를 설계할 때 고려해야 합니다. 이러한 특성은 아래에 설명되어 있습니다.

• 데드 맨 존 – 액체 제련 제품 및 용광로 가스의 고온 및 고압
• 노상 구역 – 높은 주변 온도, 액체 제련 제품의 지속적인 이동, 제품의 화학적 활성, 가스의 압력 및 화학적 활성, 노로로의 수분 유입
• 보시 구역의 하단 – 높은 주변 온도, 장입물, 가스, 슬래그 및 액체 철의 지속적인 이동, 슬래그의 화학적 활성, 장입물 및 가스의 압력
• 보시 존 상부 – 장입물 및 가스의 지속적인 이동, 아연(Zn) 및 알칼리 금속 화합물의 작용, 고온
• 스택 구역의 하반부 – 장입물 및 가스의 지속적인 이동, Zn의 작용, 알칼리 금속 화합물 및 고온
• 스택 구역의 상단 절반 – 가스 및 충전 물질의 지속적인 이동, 그을음 탄소 및 Zn의 작용

BF 내화물의 설계는 BF의 다른 구역에 존재하는 이러한 조건을 처리하는 것입니다.

열풍은 노로와 보쉬 사이의 경계 근처에 있는 노로 들어가 장입된 코크스가 연소되는 구역을 형성합니다. 코크스의 탄소 연소는 난로의 제한된 부피 내에서 발생합니다. 가장 집중적인 단계에서 이 공정에 의해 생성되는 대부분의 열은 용광로 벽 근처에 집중됩니다. 코크스 연소 구역 아래 영역의 온도는 로 주변에서 1500℃ ~ 1650℃이며, 로의 이 부분에 축적된 액체 철 및 슬래그의 양과 소요 시간과의 관계 통과하는 것이 중요한 특성입니다. 그러나 이 온도는 바닥의 냉각 효과로 인해 용광로 중앙보다 주변에서 다소 낮습니다.

난로의 송풍구 지역을 떠나는 가스의 온도는 최대 2000°C인 반면 보쉬 위와 아래의 하강 물질은 약 500°C 이하입니다. 이 차이가 이 지역에서 집중적인 열전달이 일어나는 이유이며 급격한 온도 변화를 동반한다. 이러한 집중 가열은 가용 에너지를 모두 직접 환원에 사용하기 때문에 bosh 영역과 샤프트의 상단 부분에서 불가능합니다. 그 결과 높이 방향의 온도 변화는 bosh에 비해 샤프트 하부에서 상대적으로 적습니다. 집중 가열이 발생하는 상부 영역은 용광로의 원통형 상단 하단 부분과 샤프트 위입니다. 용광로에 장입된 재료의 온도는 약 30℃인 반면 이러한 재료의 움직임에 반대하여 용광로에서 상승하는 가스의 온도는 몇 배나 더 높습니다.

화로와 고로의 다른 부분 모두에서 가스 온도는 화로의 벽에서 중앙 부분으로 갈수록 100도에서 250도까지 감소합니다.

노로의 수평 치수를 늘리면 노 중심을 향해 최대 가스 속도가 변위되어 주변 지역의 가스 속도가 낮아집니다. 결과적으로 이 영역의 온도는 라이닝에 대한 난로 가스의 영향과 함께 감소합니다.

또한 고로가 원활하게 생산되기 위해서는 주변 설비 및 설비의 설계 및 생산성이 고로의 요구사항에 부합되어야 하고 고로와 일체화되어야 합니다. 주요 주변 장비 및 시설로는 BF 부담 자재 취급, 공급 ​​및 장입 시설, 적절한 온도와 압력의 열풍 공급을 위한 송풍기 및 열풍로, BF 가스 및 그 청소를 처리하는 시설, 뜨거운 금속 배출을 위한 주조 하우스 등이 있습니다. 및 액체 슬래그, 고온 금속 처리 시설, 액체 슬래그 과립화 및 입상 슬래그 처리, 수처리 시설.