고로 취입 공정

용광로를 불어 넣는 과정

고로 건설 후 또는 재내장 후 고로를 가동하는 과정을 취입(blowing-in)이라고 합니다. 취입 공정은 (i) 라이닝 건조, (ii) 특별히 배치된 고코크스 취입로 장입물로 고로 채우기, (iii) 점화로 구성된 여러 단계(그림 1)로 수행됩니다. 코크스 또는 고로 점화 및 (iv) 고로 노로의 온도 상승을 보장하기 위해 빈번한 주조로 열풍(풍속)을 점진적으로 증가. 블로우 인 기간 동안 고로의 정상가동이 이루어지고 고로가 정상 품질의 용선을 생산하기 시작할 때까지 사전 결정된 일정에 따라 부담률(광석과 코크스의 비율)을 조정합니다.

그림 1 용광로의 취입 공정 단계  

새로 건설되거나 리라인된 고로는 코크스에 점화되기 전에 주의 깊게 건조되어야 합니다. 내화벽돌 부설에 사용되는 슬러리에 함유된 다량의 수분과 내화벽돌 작업에 의해 흡수된 수분을 최대한 몰아내어 극심한 열충격을 방지하기 때문이다. 용광로의 취입은 적절하게 건조된 경우에도 내화 라이닝에 손상을 줄 수 있다는 충분한 데이터가 있습니다. 더욱이, 이러한 공급원의 물이 작동되기 전에 고로에서 제거되지 않으면 취입 장입물에 제공된 것보다 더 많은 열을 흡수하여 노로가 원하는 온도에 도달하는 것을 방지합니다. 이러한 경우 노로로 유입된 뜨거운 금속 및 액체 슬래그가 그곳에서 동결될 수 있으며 이러한 경우 고로에서 제거할 수 없게 됩니다.

고로 건조

고로 및 고로와 관련된 열풍로를 건조하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다. 코크스로 가스와 같은 기체 연료를 사용할 수 있는 열풍 난로의 일반적인 방법은 하부 연소실에 가스 파이프를 넣고 작은 불꽃으로 시작하여 소량이 될 때까지 여러 날 동안 가스 투입량을 늘리는 것입니다. 가스 연료를 파일럿 화염으로 유지하면서 용광로 가스를 사용할 수 있습니다. 열풍 난로를 작동 온도까지 올리기 시작하기 전에 새로운 열풍 난로에서 최소 10일에서 2주 동안 천천히 열을 높이는 것이 바람직합니다.

이전 서비스를 받은 열풍 난로는 명백한 어려움 없이 36시간에서 72시간으로 예열되었습니다. 과거에 건조 또는 가열의 또 다른 방법은 연소실 바닥에 내장된 장작불을 사용하는 것이었습니다. 장작불은 벽 온도가 고로 가스의 적절한 연소를 보장하기에 충분할 때까지 지속적인 관심이 필요했습니다.

고로 건조 방법 중 하나는 열풍을 사용하는 것입니다. 방법이 간단하고 건조가 항상 제어됩니다. 이 방법을 적용함에 있어서 초기에 블라스트 온도를 200~220℃ 정도로 유지하고 열풍량을 낮은 블라스트 수준으로 유지하는 것을 제외하고는 기존의 열풍 시스템을 사용한다. 온도는 며칠에 걸쳐 서서히 섭씨 400도를 약간 상회하며 그 온도 수준에서 며칠 더 유지됩니다. 전체 작업은 일주일 안에 완료할 수 있습니다. 일부 장소에서는 고로의 일부 송풍구 내부에 엘보우와 파이프를 설치하여 가열된 공기를 고로 노로로 유도하는 것이 바람직합니다. 건조 기간 후반에는 노로 내부에 저압 증기를 사용하는 것이 바람직합니다. 건조를 돕기 위한 냉각 막대와 보쉬 플레이트. 상부 장입구의 하부 밀봉 밸브 장비는 건조하는 동안 닫히고 용광로 블리더는 고로 내에서 가능한 많은 열을 유지하도록 조정됩니다. 건조하는 동안 폭발 압력 게이지에서 압력 판독값을 관찰할 필요가 없습니다.

고로 가스를 사용할 수 없는 단일 고로 설비의 경우 코크스로 가스 또는 연료유의 보조 연료가 열풍 난로를 가열하는 데 사용되기 때문에 방금 설명한 방법을 수정해야 합니다. 그러나 낮은 수준의 열이 필요한 경우 이 작업을 만족스럽게 수행할 수 있습니다.

고로 건조를 위한 대체 방법은 노상 화재 방법으로 알려져 있습니다. 그것은 단순히 용광로의 난로에 내장 된 나무, 코크스 또는 석탄 화재로 구성되며 송풍구 셔터 및 블리더를 사용하여 다른 방법과 유사하게 제어됩니다. 불 온도 조절이 어렵다. 또한 자주 연료를 보충해야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라 프로세스를 방해하기도 합니다. 건조에만 사용하는 경우 이 방법은 위에서 설명한 것처럼 간단하지만 제어되거나 느린 블로인 프로세스의 시작으로 적용될 수 있습니다. 몇몇 블로우인 오퍼레이터는 이 기술을 통해 워밍업이 향상되었다고 주장합니다. 건조 후, 매우 무거운 코크스 블랭크가 장입되고, 이어서 정기적인 블로인 부담이 뒤따릅니다. 그런 다음 낮은 블라스트가 유지되고 공기 블라스트의 양이 기존 블로우 인 비율로 증가하기 전에 화로와 벽의 온도가 천천히 올라갑니다. 이 방법에서 실제 블로우 인은 며칠 후에 발생합니다. 그러나 이론적으로 이 방법은 열충격에 의한 내화벽돌 라이닝의 손상 가능성이 적고, 내화벽돌이 부서지는 경향이 적다는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 시간과 비용이 많이 듭니다. 기존 방법을 사용하여 우수한 캠페인 수명을 얻었지만 현재까지 느린 번인 기술의 우수한 결과를 나타내는 증거는 발견되지 않았습니다.

사용되는 또 다른 방법은 고로 내부의 개방형 가스 화염으로 구성됩니다. 한 가지 방법은 꼭지 구멍을 통해 가스 파이프를 설치하고 항상 유지되는 작은 장작불로 가스를 점화하는 것입니다. 송풍구 개구부에는 공기 유입을 조절하는 셔터가 장착되어 있으며, 고로의 최고 온도는 앞에서 설명한 두 가지 방법과 유사하게 조절됩니다. 이 방법은 명백한 위험이 있으므로 더 이상 사용하지 않습니다. 이제는 쓸모없는 방법으로 간주됩니다. 이 관행은 가스 연료의 연소로부터 뜨거운 공기를 생성하는 풍구를 통해 삽입된 버너의 사용으로 대체되었습니다.

고로 건조에 사용되는 또 다른 방법은 더치 오븐을 사용하는 것입니다. 2개, 3개 또는 그 이상의 용광로/오븐이 고로 외부에 건설되고 이러한 용광로/오븐의 연소 생성물과 과도하게 가열된 공기는 파이프를 통해 탭 구멍과 일부 송풍구 구멍으로 보내집니다. 다른 송풍구 및 냉각기 개구부는 차단되고 통풍은 고로의 블리더를 조정하여 조절됩니다. 열풍에 의한 건조와 마찬가지로 상부 장입장치의 하부 밀봉밸브는 닫힌 상태로 유지된다. 네덜란드 오븐은 코크스, 석탄 또는 나무로 구워지며 화재 유지, 연료 운반, 재 청소를 위해 작업자가 필요합니다. 이 경우 온도 제어가 더 어렵지만 오븐 화재의 강도와 퍼니스 블리더의 조정으로 일부 조절이 유지됩니다.

고로 채우기

건조 작업이 완료되면 하부 밀봉 밸브와 고로의 블리더가 열립니다. 필요에 따라 송풍관이 철거되고 일부 송풍구와 일부 냉각기가 제거되며 건조 공정에 사용된 캐스트 하우스 주변의 도구가 치워집니다. 비교적 짧은 시간에 고로 내부는 충전을 준비하기 위해 노로에 들어갈 수 있을 만큼 충분히 냉각됩니다. 건조를 위해 난로를 사용한 경우 모든 재와 쓰레기를 청소합니다. 이제 용광로 냉각 시스템의 검사가 이루어지고 물이 켜집니다. 이 시점부터 모든 냉각 부재에 대한 지속적인 관찰을 유지하는 것이 일반적인 관행입니다. 퍼니스 라이닝이 새 것이 아니고 퍼니스가 비어 있는 경우 이 검사는 누출되는 냉각 부재를 찾을 수 있는 좋은 기회를 제공합니다. 냉각판에 의심이 있거나 냉각판에 습기의 흔적이 있는 경우에는 고로 충전을 시작하기 전에 냉각판을 교체해야 합니다. 또한 모든 기계, 전기 및 물리적 장비는 고로 충전을 시작하기 전에 철저한 점검을 받아야 합니다. 일반적으로 체크리스트를 작성하고, 체크리스트의 각 항목에 대해 만족한다는 보고를 받으면 체크한다.

다른 준비 작업이 선행되었으며 일부는 고로 충전 작업의 시작과 동시에 이 시점에서 계속됩니다. 예를 들면 뜨거운 금속 국자 가열, 사전에 계획된 계획에 따라 저장고 통에 원료로 통 채우기, 서비스를 위해 슬래그 국자(사용되는 경우) 준비, 고로 가스 라인 검사 및 방향에 따라 통풍구를 열고 닫습니다. 필요할 때 스팀을 사용할 수 있도록 스팀 퍼지 라인을 확인합니다. 캐스트 하우스의 아이언 및 슬래그 러너도 준비해야 합니다.

동시에 송풍기를 위한 발전소의 활동은 동일한 강도로 진행되어야 합니다. 검사를 위해 터빈을 열어 수많은 예방 유지보수 작업을 수행해야 할 수 있습니다. 보일러 예열, 터보 송풍기 예열 및 뒤집기, 스피드 트립 메커니즘 점검, 응축기에 물 공급, 펌프 점검 및 작동, 공기 분사 일정 고로 직원에게 게시하고 재확인하고, 보일러 수처리 설비를 가동하고 스위치 하우스와 변전소를 가동해야 합니다.

용광로를 가동하기 전 마지막 활동 중 일부는 뜨거운 금속 트로프 및 러너용 라이닝 재료의 설치 및 건조, 스키머 및 게이트 설정, 머드 건 및 탭 홀 드릴이 올바르게 장착되어 제대로 장착되었는지 확인하는 것입니다. 탭 구멍(철 노치)에 제대로 접촉하십시오. 고로가 매우 높은 압력에서 작동되어야 하는 일부 장소에서는 장입하기 전에 수정해야 하는 누출이 있는지 확인하기 위해 시동 전에 고로를 찬 공기로 가압합니다.

용광로에 시동 장입물을 배치하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일반적으로 맨틀 아래에는 코크스와 소량의 플럭스가 있습니다. 맨틀 위에서는 광석 부담이 점진적으로 증가하고 부담 비율(광석 대 코크스)이 점진적으로 증가합니다. 매우 자주, 나무 침목은 가스가 빠져나갈 수 있는 충분한 공간이 있도록 난로의 탭 구멍에 배치됩니다. 일부 취입에서는 고로 슬래그와 석회석이 보쉬 지역의 코크스와 함께 충전됩니다. 이것의 목적은 슬래그가 쉽게 녹고 난로로 열을 전달하는 재료를 제공하는 것입니다. 석회석의 목적은 코크스 재와 결합하여 가용성 슬래그를 형성하는 것입니다. 시동 초기에 슬래그 부피를 증가시키기 위해 규사 자갈을 첨가하는 경우가 있습니다.

용광로에 초기 장입 광석/소결 대 코크스 비율은 고로 상단으로 갈수록 증가하는 반면, 석회석 대 코크스 비율은 감소하고 자갈 대 코크스 비율은 약간 증가합니다. 코크스, 광석 부하 및 플럭스의 상대적인 양을 계산할 때 처음 몇 개의 주조에서 뜨거운 금속의 규소 함량은 일반적으로 2.5%에서 4.5%의 규소를 포함할 것으로 예상됩니다. 결과적으로, 기본 플럭스의 양은 슬래그가 너무 묽지 않도록(점성) 적절하게 계획되어야 합니다. 고로가 정상적으로 움직이기 시작하고 열풍 속도가 증가함에 따라 용선의 규소 함량이 떨어지고 슬래그에 환원되지 않고 남아 있는 실리카에 대해 추가 플럭스가 제공되어야 합니다.

조명

용광로에 불을 붙이기 위해 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 그러나 현재 가장 일반적으로 사용되는 방법은 열풍 공기로 코크스를 점화하는 것입니다. 이 방법에서는 550°C에서 650°C 사이의 온도 범위에서 상대적으로 낮은 발파량이 먼저 사용되며 이러한 풍구 앞에 있는 코크스가 몇 분 안에 발화됩니다. 이 방법을 사용하려면 열풍로를 예열해야 합니다. 단일 고로 설비 또는 모든 고로가 꺼져 있는 다중 고로 설비에서는 이것이 문제가 될 수 있습니다. 고로 가스를 사용할 수 없는 경우 고로 가스를 사용할 수 있을 때까지 코크스로 가스 또는 천연 가스와 같은 다른 연료 가스를 사용하여 스토브를 예열합니다.

덜 자주 사용되는 또 다른 방법은 횃불이나 빨간색 뜨거운 막대로 점화할 수 있는 풍구 앞에 쉽게 가연성 물질을 두는 것입니다. 고로를 통한 자연 통풍은 일반적으로 송풍구 근처의 코크스 온도를 연소 온도까지 올리기에 충분한 공기를 제공하며, 그런 다음 가벼운 분사 공기 흐름이 시작될 수 있습니다.

고로에 불을 붙이기 전에 가스 시스템은 일반적으로 가스 세정 시스템의 하류에 위치한 고글 밸브에 의해 용광로와 격리됩니다. 가스 세정 시스템은 이 고글 밸브에서 증기 또는 일부 불활성 가스를 사용하여 고로로 퍼지됩니다. 블로우 인의 초기 단계에서 용광로 상단의 블리더는 열린 상태로 유지되고 퍼지 가스는 가스 세척 시스템을 주 플랜트 가스 시스템과 분리하는 밸브까지 가스 세척 시스템에 유지됩니다. 가스 세정 시스템은 고로마다 다를 수 있으며 때로는 가스 세정 시스템의 별도 섹션이 서로 격리되고 별도로 퍼지됩니다.

많은 곳에서 분진 포집기와 고로 사이에 차단 밸브가 없으므로 분진 포집기는 고로 하강관을 통해 배출되고 고로 블리더를 통해 배출되는 증기로 퍼지됩니다. 고로의 열풍 속도가 고로 가스의 양호하고 안정적인 흐름을 유지하기에 충분히 증가되면 퍼지 매체가 차단되고 블리더가 닫힙니다. 가스의 양압이 차단 고글 밸브까지 얻어지면 밸브가 열리고 가스가 주 가스 시스템으로 흐를 수 있습니다. 이 기간 동안 폭발을 방지하기 위한 상당한 예방 조치를 취해야 하며, 고로 주변 지역, 가스 세정 시스템 및 밸브에 잠재적인 고로 가스 누출이 있는지 모니터링해야 합니다.

고로가 가동될 때 열풍 속도는 정상 작동 상태의 극히 일부에 불과합니다. 따라서 각 송풍구를 통과하는 속도가 열풍을 용광로로 잘 운반하고 뜨거운 가스가 벽을 따라 올라가는 것을 방지하기에 충분하도록 몇 개의 송풍구만 열 필요가 있습니다. 이것은 일반적으로 점토 공과 함께 사용되지 않는 송풍구를 막고 열풍 속도가 증가함에 따라 나중에 열어서 수행합니다. 어떤 경우에는 송풍의 초기 단계에서 개구부의 직경을 줄이기 위해 부싱을 송풍구 내부에 배치합니다. 이러한 부싱은 더 높은 열풍 속도가 사용될 때 녹아웃됩니다. 처음에는 열풍 속도가 몇 시간마다 증가하여 처음 24시간이 끝날 때까지 전체 열풍의 약 40~50%가 됩니다. 그 후 궁극의 비율에 도달할 때까지 하루에 약 25%씩 증가합니다.

고로가 시동되면 탭 구멍은 일반적으로 열려 있고 코크스의 연소로 인해 발생하는 일부 가스는 탭 구멍을 통해 빠져 나옵니다. 처음에는 이 가스가 점화되어야 하지만 열풍 속도가 증가함에 따라 난로의 코크스를 가열하고 궁극적으로 불이 켜진 상태를 유지하기에 충분히 높은 온도에서 방출됩니다. 탭 구멍은 일반적으로 슬래그가 나타나기 시작할 때까지 열려 있습니다. 이것은 가스 부피의 감소와 탭 구멍에서 퍼핑 또는 맥동으로 나타납니다. 이런 일이 발생하면 머드 건이 제자리로 돌아가고 탭 구멍이 닫힙니다. 그 후 몇 시간마다 탭 구멍을 다시 열어 형성된 슬래그를 제거합니다. 탭 구멍이 두 개 이상 있는 더 큰 용광로에서는 일반적으로 연속적으로 시도할 때마다 다른 탭 구멍이 열립니다.

시작 후 약 24시간에서 28시간 이내에 첫 번째 뜨거운 금속이 주조될 것으로 예상됩니다. 이 뜨거운 금속은 일반적으로 느린 작동 속도와 고로 장입물의 첫 번째 부분에서 원료의 산화철에 대한 실리카의 비율이 높기 때문에 규소 함량이 매우 높습니다. 열풍 속도가 증가하고 부담 비율(광석 대 코크스)이 정상 작동 수준에 가까워지면 열간 금속의 규소 함량이 감소합니다. 따라서, 다른 원료에 대한 플럭스의 비율은 슬래그로 가는 비환원 실리카를 플럭스하기에 충분한 염기성 산화물을 제공하도록 조정되어야 합니다. 일반적으로 취입 기간 동안 예상치 못한 문제로 인해 결빙이 발생하지 않도록 하기 위해 약 1500℃의 고온 고온 금속을 생성하는 범위에서 부하 비율(광석 대 코크스)을 유지하는 것이 좋습니다. 이 기간 동안 열풍 온도는 일반적으로 열풍 스토브의 최대 출력으로 올라가지 않습니다. 비상 시 난로에 추가 열을 공급할 수 있는 예비 공간이 필요하기 때문입니다.