고로용 에어 블라스트 시스템

고로용 공기 분사 시스템

용광로(BF)는 환원 가스로 광석 부담을 줄임으로써 액체 철(뜨거운 금속)을 생성합니다. 환원 가스는 산소와 코크스 및 석탄의 반응으로 생성됩니다. 이 산소는 직관, 송풍관 및 송풍구를 통해 불어서 BF의 바닥에 분배되는 농축 열풍의 일부입니다. 이 세트는 주 소관에 연결됩니다. 산소가 풍부하고 분출되는 공기의 양 BF에서 발생하는 프로세스는 송풍기에 의해 제공됩니다. 이 송풍기는 대기에서 공기를 가져와 필요한 압력으로 압축합니다. 압축 후 약 200℃의 온도에 있는 이 압축 공기는 산소가 풍부합니다. 온도가 1.200 ~ 1250 ° C까지 올라가는 뜨거운 스토브로 불어 넣습니다.이 뜨거운 분사 공기는 열풍 메인을 통해 소동 파이프로 이동됩니다. 현대식 고용량 용광로의 공기 분사 시스템은 최대 1350 deg C 및 최대 5kg/sq cm(g)의 폭발 압력. 전체 프로세스는 일반적으로 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 일반적인 공기 분사 시스템의 개략도

용광로의 송풍 시스템의 주요 구성 요소는 (i) 송풍기, (ii) 냉풍 본관, (iii) 연소 시스템과 함께 사용되는 열풍 스토브, (iv) 열풍 본관, (v) 소동으로 구성됩니다. 파이프, (vi) 송풍구 스톡으로 알려진 송풍기 및 송풍구, (vii) 밸브 세트, (viii) 제어 장비.

송풍기는 공기 분사 시스템의 첫 번째 장비입니다. 송풍기 하우스에 위치하며 원하는 일정한 유량 및 압력으로 열풍 스토브에 찬 공기를 공급하기 위한 것입니다. 따라서 서지 보호 제어는 고로 송풍기에서 매우 중요한 제어입니다. 일반적으로 고로에는 2개의 송풍기가 제공됩니다. 그것은 대기에서 공기의 양을 끌어와 필요한 압력으로 압축하고 냉풍 본관으로 불어 넣습니다. 압축 공기는 일반적으로 송풍기에서 압축 열로 인해 발생하는 온도인 150°C~250°C입니다. 송풍기는 증기 터빈 구동 또는 전기 모터 구동입니다. 송풍기는 고로의 작동 조건에 따라 결정되는 공기 흐름 조건을 충족하도록 작동되어야 합니다. 또한 고로의 성능은 송풍기의 성능에 크게 좌우되기 때문에 매우 높은 수준의 신뢰성이 필요합니다.

대부분의 고로는 고로에 공기를 발생시키기 위해 3단 또는 4단으로 구성된 원심 터보 송풍기를 장착하고 있습니다. 일부 초대형 용광로는 2개의 송풍기가 병렬로 작동합니다. 그러나 매우 큰 고로에서는 축방향 송풍기를 더 효율적으로 사용할 수 있습니다. 최신 용광로는 우수한 효율성을 유지하면서 상대적으로 작은 케이싱 내에서 많은 양의 공기 흐름을 처리하도록 설계된 축 방향 또는 축 방향 방사형 등온 압축기를 가지고 있습니다.

콜드 블라스트 메인은 송풍기와 열풍 스토브를 연결합니다. 냉풍의 온도는 일반적으로 150도에서 250도 사이이므로 일반적으로 라이닝되지 않습니다. 그러나 일부 용광로는 에너지 절약 조치로 냉풍 라인이 단열됩니다. 콜드 블라스트 메인의 스토브 끝에는 스토브용 콜드 블라스트 밸브와 버터플라이 밸브가 장착된 믹서 라인이 있습니다. 용광로에 일정한 열풍 온도를 유지하기 위해 열풍 메인에 있는 열전대가 믹서 라인에서 이 버터플라이 밸브를 제어하고 스토브로 전달되는 공기의 양과 스토브를 우회하는 양의 비율을 조정합니다.

가열된 스토브가 처음 폭발할 때 가열된 공기의 온도는 원하는 열풍 온도보다 훨씬 높기 때문에 공기의 상당 부분이 스토브를 우회해야 합니다. 스토브에서 열이 제거되고 온도가 낮아짐에 따라 믹서 라인 버터플라이 밸브가 점차적으로 닫혀야 하고 스토브를 통해 더 많은 공기를 밀어내야 합니다. 일부 자동 스토브 교환 시스템에서는 조절 밸브의 위치가 스토브 교환을 시작하는 신호로 사용됩니다.

냉풍 주관에는 또한 분출 밸브가 장착되어 있으며, 일반적으로 고로 근처에 있으며, 이는 급속하게 분출 압력을 감소시켜야 할 때 열리는 용광로입니다. 이것은 냉풍 공기를 대기로 배출하고 냉풍 라인에 양압을 유지하여 노의 가스가 송풍기로 다시 이동할 수 없도록 합니다. Snort 밸브를 열면 공기가 빠르게 배출되기 때문에 보통 머플러가 장착되어 있습니다.

공기 분사 장치에 산소가 풍부한 플랜트에서는 대기압에서 터보 송풍기의 입구에 산소를 추가하거나 냉풍 주전원에서 압력을 가하여 산소를 추가할 수 있습니다. 블라스트 수분 제어가 필요할 때 콜드 블라스트 메인에 수분이 추가됩니다.

열풍난로는 고로에 열풍을 지속적으로 공급하는 설비입니다. 공기 분사는 고로 송풍구로 전달되기 전에 주로 고로 상부 가스(BF 가스)의 연소에 의해 가열되는 재생 열풍 스토브를 통과하여 예열됩니다. 이러한 방식으로 탑 가스의 에너지 중 일부는 현열의 형태로 고로로 반환됩니다. 열로 인해 고로로 되돌아가는 이러한 추가 열 에너지는 고로 코크스의 요구량을 상당히 감소시키고 고가의 야금 코크스의 대체물로서 미분탄과 같은 보조 연료의 주입을 용이하게 합니다. 이것은 프로세스의 효율성을 향상시킵니다. 현대식 용광로의 열풍로는 다음과 같은 특징이 있습니다.

• 고로가스의 고효율 연소 실현 – 고로가스만으로 운전 시에도 고효율 연소 실현
• 스토브 본체에서 방출되는 열 방출량이 적습니다.
• 낮은 건설 비용
• 높은 스토브 수명 - 현대식 스토브의 예상 수명은 약 40년입니다.
• 응력 부식 균열의 완전한 제거
• 체커 벽돌의 상부 표면 위에 낮은 농도의 미연소 CO.

대부분의 용광로는 3개의 고온 용광로가 장착되어 있지만 일부 용광로는 4개의 용광로가 있습니다. 스토브는 단열재가 늘어선 키가 큰 원통형 강철 구조이며 열이 저장되고 공기 폭발로 전달되는 체커 벽돌로 거의 완전히 채워집니다. 각 스토브의 지름은 고로만큼 크며 체커 기둥의 높이는 고로 작업 높이의 약 1.5 배입니다. 현대의 용광로에서 용광로 크기에 대한 스토브 크기의 관계는 훨씬 더 큽니다. 열풍 난로는 http://www.ispatguru.com/generation-of-hot-air-blast-and-hot-blast-stoves/ 문서에 별도로 설명되어 있습니다.

열풍은 열풍 스토브에서 열풍 주관이라고 하는 내화 라이닝이 깔린 대형 덕트를 통해 고로로 전달됩니다. 열풍의 지속적인 고온은 고로의 효율적인 작동에 매우 중요합니다. 소동 파이프와 함께 열풍 주전원의 설계는 시스템 이동 및 잔류 팽창을 해결하여 문제 없는 작동을 제공하는 것입니다. 고로 열풍 본관의 설계자는 몇 가지 고유한 문제에 직면해 있습니다. 열풍 본관은 일반적으로 여러 열팽창 구성요소에 영향을 받는 대구경 파이프입니다. 확장 조인트 시스템은 스토브 분기 연결, 주 파이프 및 소각 파이프의 X, Y 및 Z 방향으로의 열 이동을 수용하도록 설계되어야 합니다. 열적 움직임은 주변 조건의 변화로 인한 타이 로드 및 구조물의 온도 변화뿐만 아니라 매체에 의한 표피 온도의 변화로 인해 발생합니다. 열풍 배관 시스템의 응력뿐만 아니라 스토브 연결 및 구조에 가해지는 힘과 움직임도 고려해야 합니다. 마지막으로, 확장 조인트는 최소한의 유지 관리 요구 사항으로 긴 고로 캠페인에서 작동해야 합니다.

공기 분사 시스템에 필요한 많은 수의 밸브와 부속품이 있습니다. 주요 밸브 중 일부는 다음과 같습니다.

• 냉풍 밸브 – 고로 스토브를 냉풍 본관에서 완전히 분리하기 위한 것입니다. 스토브 근처의 수평 냉풍 본관에 설치됩니다.
• Snort 밸브 – 냉풍 라인 메인에 설치됩니다. 밸브에는 블로우 오프 장치가 있습니다. 메인 밸브와 기계적으로 연동되어 비례 개폐를 위한 블로우 오프 장치를 통해 과잉 공기를 불어내어 송풍기에 배압을 발생시키지 않고 스토브에 공급되는 냉풍량을 조절하는 데 사용됩니다. .
• 열풍 밸브 – '가열 중' 모드 또는 고로에서 완전히 분리된 모드에서 스토브를 작동할 때 고로의 열풍로를 열풍 본관에서 분리하기 위한 것입니다. 이 밸브는 스토브 근처의 수평 열풍 메인에 설치됩니다.
• 대기 밸브 - 굴뚝에서 용광로의 난로를 해제하기 위한 것입니다.
• 가스 스로틀 밸브 – 열풍로 가스 버너에 공급되는 가스 제어 및 도관 가스 버너의 정상 작동 및 전원 공급 실패 시 전체 해제를 위해 설계되었습니다. 가스 도관의 수직 부분에 설치됩니다.
• 믹싱 스로틀 밸브 - 냉풍량 조절용입니다. 스토브 근처에 있는 냉풍본관의 수직 부분에 장착됩니다.
• 굴뚝 밸브 – 굴뚝에서 고로 난로를 분리하기 위한 것입니다.
• 분리 밸브 – 용광로로의 폭발 공급이 중단된 경우 혼합 공기 라인 섹션의 빠른 겹침을 위해 설계되었습니다. 냉풍 혼합 공기 라인의 수평 단면에 설치됩니다.

맨틀 위의 고로를 둘러싸고 있는 대구경 원형 파이프를 버슬 파이프라고 합니다. 이것은 송풍구라고 하는 여러 노즐을 통해 열풍 메인에서 노로 열풍 공기를 분배하는 데 사용됩니다. 소동 파이프는 내부의 고온 공기로부터 외부 강철 쉘을 단열 및 보호하기 위해 내화물로 내부 라이닝되어 있습니다.

송풍구는 소각 파이프의 뜨거운 공기가 고로로 들어갈 수 있도록 하는 작은 파이프입니다. 고로에 열풍을 분사하는 특수한 모양의 노즐입니다. 그들은 구리로 만들어졌으며 노 온도에 직접 노출되기 때문에 일반적으로 수냉식입니다. 그들은 자전거 바퀴 허브의 쐐기처럼 용광로 주변에 있습니다. Tuyere stock은 구즈넥, 팽창 벨로우즈, 연결 파이프, 엘보우, 엿보기 구멍, 블로우 파이프, 고정 장치 및 인장 장치의 어셈블리입니다. 송풍구 스톡은 소각 파이프와 풍구 사이를 연결하는 역할을 하며 열풍 전달 시스템과 고로 사이의 상대적인 움직임에 적응합니다.

열풍 시스템을 송풍구에 연결하는 송풍관은 송풍구 바닥의 가공된 구형 시트에 맞습니다. 송풍구 냉각기와 송풍구는 수냉식입니다. 1150℃ 이상의 열풍 온도를 사용하는 현대식 고로에서 풍구 본체 수로는 수속을 20m/sec 이상으로 유지하도록 설계되었으며 풍구 노즈 수로는 수속을 28m/sec 이상으로 유지하도록 설계되어 열 전달 속도. 일부 현대식 용광로에서는 송풍관의 노즈도 수냉식이지만 대부분의 구형 용광로는 이것이 이루어지지 않습니다. 연료 분사 랜스는 송풍관의 벽을 통해 들어가고 일반적으로 중심선에서 약간 벗어나 송풍관 앞부분에서 약 50mm 뒤쪽으로 연료를 배출합니다. 일부 용광로는 송풍관에 두 개의 구멍이 있는 이중 분사 시스템을 갖추고 있어 다중 송풍기 연료를 용이하게 합니다. 미분탄을 풍구 연료로 사용하는 경우가 증가함에 따라 송풍구 내부의 충돌을 방지하고 석탄의 더 나은 연소를 위해 분사 랜스 배치가 더욱 중요해졌습니다. 송풍관은 송풍구 스톡을 난로 재킷에 연결하는 굴레 막대의 장력으로 송풍구에 단단히 고정됩니다. 브라이들 로드 끝에 있는 브라이들 스프링은 열풍 온도의 변화에 ​​따라 블로우파이프가 팽창 및 수축함에 따라 제한된 움직임을 허용합니다. 송풍관 자체는 금속이 너무 뜨거워지는 것을 방지하기 위해 내화물로 라이닝된 합금강 튜브입니다.

송풍구 스톡의 주요 구성 요소는 이전 부품의 다음 부품의 결과적인 긴밀한 배열을 통해 연마된 테이퍼 표면과 단단히 연결됩니다. 따라서 폐쇄형 테이퍼형 표면은 조인트의 누출 방지 무결성을 제공합니다. 작동 가열 사이클의 교란뿐만 아니라 송풍구 스톡의 조인트 중 하나의 누출로 인해 구성 요소가 연소되고 고장이 발생합니다.

송풍구, 송풍구 냉각기 및 블로우 파이프는 가장 높은 온도 조건의 경우 작동합니다. 송풍구 냉각기는 퍼니스 라이닝의 가슴에 배치됩니다. 노즐은 고로 본체 내부에 이미 250mm에서 350mm 깊이의 풍구와 결합됩니다.

블로우 파이프는 일반적으로 특수 세라믹 내화 라이닝으로 코팅된 강철로 만들어집니다. 송풍구는 구리로 만들어졌습니다. 이전에 예술 형식의 송풍구는 최대 8mm의 벽 두께를 가진 압착 구리 시트로 만들어졌습니다. 오늘날 풍구는 일반적으로 최고의 재료 균질성과 미세 기공의 부재를 제공하는 높은 제조 가능성을 통해 풍구의 최대 작동 수명을 보장하는 원심 주조 구리로 만들어집니다. 그러나 이 방법은 진공 주조 방식으로 제작하는 송풍구보다 약간 비쌉니다. 후자는 풍구 생산에도 가끔 적용되며 변환 비용이 더 적지만 재료의 약간의 불균일성이 발생할 가능성이 있습니다. 어쨌든, 송풍구 생산의 주조 방법은 중공 구리 송풍구 냉각기 주조와 관련된 더 낮은 생산 비용에도 불구하고 낮은 작동 용량으로 인해 풍구의 용접 구조의 적용을 거의 대체했습니다. 송풍구 냉각기는 주조를 통해 제조되며 구리(덜 자주 청동)로 만들어집니다. 그것은 퍼니스 라이닝의 가슴에 장착되고 난로 재킷에 추가 용접으로 플랜지를 통해 고정됩니다.

고로 풍구는 15 – 25 cum/hr의 속도로 풍구 내부면에 직접 공급되는 물에 의해 냉각됩니다. 배출되는 냉각수의 가열온도는 15℃를 초과하지 않아야 한다. 풍구 및 풍구 냉각기의 전면에 공급되는 냉각수의 압력은 일반적으로 5-10kg/sq cm를 초과하지 않는다. 구성 재료로 구리(최소 99.5% Cu 함량)를 사용하면 극도로 뜨거운 조건에서 작동하는 송풍구의 원뿔 몸체에서 열을 효과적으로 제거할 수 있습니다.

송풍관과 송풍구의 중심선에 있는 송풍구 스톡 뒷면에는 송풍관에서 재료를 청소하기 위해 막대를 삽입할 수 있는 작은 구멍이 있습니다. 개구부는 필요할 때 열 수 있지만 닫을 때 기밀하는 캡으로 닫힙니다. 송풍구 캡 또는 개찰구라고 하는 이 캡에는 작업자가 풍구 바로 앞에서 용광로 내부를 검사할 수 있도록 유리로 덮인 엿보기가 있습니다. 스톡의 상단 부분은 걸이 바 좌석에 맞는 러그와 키로 고정되어 있는 구즈넥의 내화 라이닝 ​​노즐에 회전 조인트로 연결되어 있습니다. 각 구즈넥은 차례로 플랜지와 볼트로 소각 파이프의 내경에서 방사형으로 연장되는 목에 연결됩니다. Tuyere 스톡은 수명이 길고 취급이 용이하도록 설계되었습니다. 전형적인 송풍구 스톡 배열의 개략도는 그림 2에 나와 있습니다.

그림 2 전형적인 송풍구 스톡 배열의 개략도