고로 대수리는 고로 한 캠페인이 종료된 후 수행되는 수리 작업입니다. 대수리 시 주요 작업은 다음과 같습니다: (i) 로 재내화, (ii) 손상된 쉘 부분 수리, (iii) 모든 설비의 대대적인 개조 및 마모된 부품 교체, (iv) 노후화되었거나 수명이 다한 설비, 계기, 자동화 장치 교체, (v) 직전 캠페인 운전 중 필요성을 느낀 개조 작업.
고로 캠페인은 장기간(10~20년) 지속되므로 이 기간 동안 기술 업그레이드가 이루어집니다. 따라서 대수리 시 이러한 기술 업그레이드 사항을 고로에 반영하여 새 캠페인에서 최신 상태를 유지해야 합니다.
대수리는 제철소에 로 라이닝 특성을 개선하고 내부 용적을 확대하여 고로 능력을 향상시킬 기회를 제공합니다. 라이닝 특성 개선은 고로 캠페인 수명 연장에도 기여합니다.
고로 대수리는 정해진 예산 내에서 최단 시간 내 완료해야 하는 기한 엄수 작업이므로, 정확하고 치밀한 계획이 성공적 완수의 핵심입니다. 계획은 분 단위까지 세밀하게 수립되어야 하며, 적기 완공과 예산 준수 여부는 계획의 정확성과 상세도에 달려 있습니다.
인력·자재(소모품 포함) 및 양중 장비, 공구, 기구 계획도 중요합니다. 단기간에 대규모 인력이 필요하므로 인력 계획이 특히 중요하며, 그중에서도 미장공, 피터, 숙련 용접공 수요가 높습니다. 이 직종들은 현지에서 충분히 확보하기 어려워 외부에서 충원하는 경우가 많습니다.
자재 물류 계획도 중요합니다. 대수리는 단기간에 다양한 자재 대량 이동을 수반하므로 운송 차량이 이에 맞춰야 합니다. 대량의 잔해물이 발생하므로 잔해물 적치장을 수리 현장에서 멀지 않은 곳에 확보해야 하며, 적치장 거리는 운송 차량 수요에 영향을 미칩니다.
작업 기계화는 로 휴풍 기간 단축에 기여하며 계획에 영향을 미칩니다. 해체 기계(로 내부 수용 가능 크기), 포클레인/밥캣, 이동식 컨베이어, 지게차, 자재 양중용 엘리베이터 등 기계화 범위 결정 후 계획을 수립해야 합니다.
대수리 자재의 체계적 보관 계획도 필요하여 적시 공급이 가능하도록 해야 합니다.
병행 가능한 작업을 병행 계획하면 소요 기간을 단축할 수 있으나, 안전 확보가 전제되어야 합니다. 안전모, 장갑, 안전화, 방진마스크, 용접 고글, 호흡보호구, CO 모니터, 전기 안전 용품 등 충분한 안전 용품을 계획해야 합니다.
대수리 계획 활동은 실제 풍하 훨씬 이전부터 시작됩니다. 대수리 시 수행할 모든 주요·사소한 작업 항목을 나열하고, 대략적인 비용을 산정하여 승인받은 후 장납기 자재를 발주하여 적기 납품을 보장합니다. 계획 완료에 따라 비용을 갱신합니다.
상세 계획 완료 후 막대 차트와 PERT 차트를 작성하여 진도를 면밀히 모니터링합니다.
준비 활동은 로가 가동 중일 때 수행되어 대수리 시 자재 적기 확보와 지연 방지를 도모합니다. 예: 살라만더 탭핑 준비, 로 상부 냉각용 적정 수압 확보, 고로 각 레벨 송풍기·조명 설치 시설 준비, 고로 각 부위·레벨에 자재 보관소 마련 및 자재 적치로 수리 시 자재 이동 최소화, 대수리용 작업 발판 제작(일부는 상부에서 현수), 로 상부 작업 발판 현수 시설 설치, 대수리용 윈치·텔퍼 등 양중 장비 설치, 송풍기·조명·임시 설비용 임시 케이블 공사, 고로 내부 신속 조립 가능한 비계 자재 확보 등.
일부 작업은 제작 도면 작성, 임시 케이블·수관 라우팅, 용수용 부스터 펌프 설치 등 엔지니어링 활동을 수반합니다.
풍하 공정은 별도 문서(https://www.ispatguru.com/methods-of-shutting-down-a-blast-furnace/)에 상세히 설명되어 있습니다. 풍하 시 주의사항: 상부 가스 냉각용 수증기가 수소와 산소로 해리되어 폭발성 혼합물을 형성할 수 있으므로 상부 가스 분석을 지속적으로 모니터링해야 합니다. 상부 가스는 일반적으로 가스 크로마토그래프로 분석합니다.
살라만더 탭핑 공정은 별도 문서(https://www.ispatguru.com/methods-of-shutting-down-a-blast-furnace/ 및 https://www.ispatguru.com/salamander-tapping-for-capital-repairs-of-blast-furnace/)에 상세히 설명되어 있습니다.
살라만더 탭핑 후 로 상부에서 물을 분사하여 냉각·담금질하는 것은 로를 주변 온도로 빠르게 냉각시키는 중요한 활동입니다. 다만 초기 분사량은 수소·산소 해리로 인한 폭발성 혼합물 형성을 피하기 위해 제어해야 하며, 로 온도가 수 해리 반응이 일어나지 않는 수준으로 내려가면 분사량을 늘릴 수 있습니다.
로 냉각 후 유해 가스(일산화탄소 등) 제거를 위해 질소로 로를 퍼지합니다.
로 냉각 후 대수리를 시작합니다. 고로 가스 라인 블라인드 처리, 로 영구 개구부 개방, 튜이어·쿨러·블로파이프 제거, 상부 설비 해체·개조로 시작합니다. 계획에 따라 인원·자재·기계 투입을 위해 쉘을 절개합니다. 내부 조명·환기 시설을 설치하여 작업 환경을 조성합니다. 이후 로 바닥을 점검하여 살라만더가 완전히 제거되었고 청결한 바닥 상태인지 확인합니다. 잔류 살라만더는 느슨하게 만들어 제거하며, 경우에 따라 랜싱이나 폭약 사용이 필요하기도 합니다.
청결한 바닥 확인 후 구 라이닝 해체 작업에 들어갑니다. 시간 단축을 위해 이동식 현수 플랫폼에 장착된 해체 기계를 사용하기도 합니다. 해체 후 잔해물 제거·청소는 포클레인과 임시 컨베이어를 투입하여 수행합니다. 청소 완료 후 계획에 따라 쉘 수리, 목부 라이닝 플레이트 및 냉각 스테이브 설치, 내화물 라이닝 작업 등 본격적인 수리 작업이 진행됩니다.
내화물 라이닝 작업은 로 내부에서 수행되는 최대 규모의 핵심 작업입니다. 일반적으로 여러 전선에서 현수 플랫폼을 이용해 병행 수행합니다. 상부 플랫폼 라이닝 잔해물이 하부 플랫폼에 떨어지지 않도록 주의해야 하며, 내화물 엔지니어의 24시간 밀착 감독 하에 라이닝 무결성을 확보하고 현장 즉결 의사결정을 지원해야 합니다.
내화물 라이닝 완료 후 모든 라이닝 잔해물을 제거하고, 임원단과 시공사가 합동으로 라이닝 품질과 무결성을 검사합니다. 확인 후 설치 자재를 로 밖으로 반출합니다. 투입용으로 절개한 쉘 플레이트를 용접 복원하고 해당 부위 라이닝을 내화물 엔지니어 감독 하에 재시공합니다. 상부 설비를 재조립하고 영구 개구부를 폐쇄합니다. 이후 쿨러, 블로파이프, 튜이어를 재설치하고 로 압력 시험을 실시합니다. 이후 내화물 건조·예열·냉각 일정에 따라 진행하며, 냉각 후 내화물 검사가 필요합니다. 최근에는 공기 단축을 위해 예열·검사 과정을 생략하고 압력 시험 후 바로 풍입하는 사례도 있으나 바람직하지 않습니다.
이후 풍입을 진행합니다. 로 건조 및 풍입 공정 상세는 별도 문서(https://www.ispatguru.com/the-process-of-blowing-in-of-a-blast-furnace/)를 참조하십시오.
대수리는 제한된 공간에서 대규모 인력(다수 협력사 소속)이 동시에 작업하는 방대한 공사입니다. 펌프 하우스, 원료 야드, 슬래그 과립화 설비, 작업장 등에서도 대규모 동시 작업이 이루어집니다. 협소한 고로 내부 라이닝 작업과 타 장소 동시 작업을 혼선 없이 수행하려면 긴밀한 조정·감독이 필수입니다. 대수리 중 통신은 완벽해야 하며, 참조 문서는 현장에 비치되어야 합니다. 따라서 대수리 현장 사무소는 신경 중추로서 필요 시 의사결정 가능한 임원을 24시간 상주시켜 강화해야 합니다. 또한 대수리 기간 중 노사 문제가 발생하지 않도록 해야 합니다.
인명·자재·기계 안전은 대수리 최우선 요건입니다. 사소한 사고도 수일 지연을 초래하고 대형 사고는 재앙이 될 수 있습니다. 사고는 작업자 사기에도 큰 악영향을 미칩니다. 따라서 안전 위반 시 작업 중지 권한을 가진 안전 감시원의 24시간 감독이 매우 중요합니다. 공장 감독관에게 고로 대수리 실시를 사전 통보하는 것이 좋습니다.
고로 모든 층에 적절한 소화 설비를 상시 구비해야 합니다. 사소한 화재도 전체 일정을 망칠 수 있고, 대형 화재는 재앙입니다. 소방차와 소방 요원의 24시간 대기 체제가 필요합니다.
대수리 현장에는 응급 처치 시설과 24시간 대기 구급차를 갖춰야 합니다.
아래 사진(그림 1, 2, 3)은 2013년 포항제철소 1고로 대수리 시 촬영된 것입니다.
그림 1 포항제철소 1고로 대수리 사진
그림 2 포항제철소 1고로 대수리 사진
그림 3 포항제철소 1고로 대수리 사진
제조공정
고로 제철 공정 내 알칼리 영향 고로(BF) 운전 주요 목적: 원하는 화학 조성 쇳물(HM) 최대 생산, 최소 비용. 고품위 원료 기반과 규칙적·안정적 고로 운전 필요. 부담 재료 품질 매우 중요해 공정 문제 유발 원치 않는 원소 유입 주의 필요. 입력 차지 원치 않는 원소 함량도 주의. 제거·고로 성능 측면서 곤란한 주요 원치 않는 원소: 칼륨(K), 나트륨(Na) 알칼리 화합물. 고로 공정 내 알칼리 존재 공정 부정적 영향 알려져 있음. 알칼리: 코크스 반응성 증가, 광석 차지 조기 연화, 소결광 분해, 펠릿 팽창, 고로 내화
고로(BF) 부담 제조 및 장입 개요 고로(BF)는 노 바닥(hearth)을 제외하면 기본적으로 가스와 부담 입자가 반대 방향으로 흐르는 통로입니다. 안정적인 고로 조업의 기본 요건은 변동이 적은 이동 부담층을 노 내에 유지하는 것입니다. 구체적으로 안정된 가스 흐름과 혼합 부담층이 없는 부담층 구조를 형성해야 하며, 이 둘은 밀접하게 연관됩니다. 가스 흐름 안정성은 거의 전적으로 부담 투과성(permeability)에 의존하는데, 이는 부담 충전 구조(입자 크기, 입도 분포, 미분 비율 등)와 부담 하강 거동(고체 흐름)에 의해
