KR800001512B1 - 코우코스 오븐 배터리의 작동방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

축열식 배기구로된 코우크스 오븐 배터리의 작동방법

제1도는 부분적으로 열기송관열을 따라, 일부는 오븐 챔버를 통하고 있는 수직입면도.

제1a도는 노즐 튜브에 리치(rich)가스를 공급하는 장치에 있는 오븐 커튼을 나타낸 것임.

제1b도는 축열기 바닥 송관에 린(lean)가스를 공급하는 장치에 있는 오븐커튼을 나타낸 것임.

제1c도는 노즐튜브와 리치가스 상승관과의 연결을 나타낸 것임.

제1d도는 축열기 바닥 송관과 축열기 셀(cell)의 저부를 지나는 단면도.

제2도는 제1도의 A-B와 C-D선을 따라 취해진 오븐 배터리의 증단면도.

제3도는 E-F선을 따라 취해진 평면도.

본 발명은 축열식 배기구와, 열기송관에서 연소 조절을 함으로써 오븐 내용물이 수직으로 균일하게 가열되게 하는, 오븐과 교차하는 가열 벽과, 각 가열벽의 불연속적인 가열 송관이 오븐 내용물을 오븐의 종방향으로 균일하게 가열하는 작동과 배터리를 따라 부착된 불연속 가열 송관이 모든 오븐을 균일하게 가열하는 작동을 조절하는 오븐 커튼이나 뎀퍼등과 같은 차단막등의 조절소자로 구성된 코우크스오븐장치의 작동방법에 관한 것이다.

오븐 내용물이 수직적으로 균일하게 가열되는 가의 여부는 열기 송관에서 솟은 화염의 형태에 의해 좌우되며, 화염의 형태는 서로 다른 레벨(level)에서 공급되는 연소지지 공기와 가열가스에 의해 영향을 받는다. 가스 발생기 바닥 송관과 축열로사이, 혹은 열기송관에 있는 조절소자는 하나의 가열벽과 조합되어 있는 불연속열기송관의 미부가열을 조정하는데 이용되며, 그러한 미분 가열을 챔버의 축소와, 필요열을 오븐의 종축에 따라 다르게 하는 다른 요인을 허용하는데 필요하다. 모든 가열벽에의 균일한 가열은 폐열밸브와 폐열 송관사이에 있는 오븐커튼을 마련함으로서 가능하다.

오븐 챔버의 가로나 높이를 따라 코우크스 오븐 배터리내의 모든 오븐챔버내의 성분을 균일하게 가열하기 위해서, 상기 3가지 작동 조절형태를 이용할 수 있다. 그러나 균일가열을 위한 조절을 한후에 오븐챔버내의 내용물에 대한 탄화시간은 고정된다.

배터리내의 오븐챔버에 의한 특수작동 또는 코우크스화 시간은 단위시간당 공급되는 특수 가열가스의 량 즉, 가스공급율과 관계가 있다. 만일 코우크스화 시간에 어느정도 변화가 있다면, 단위시간당 공급되는 가스의 양뿐만 아니라 가스상의 매체를 여러 송관에 유입장입함을 조정하는 조정소자의 배치에도 변화가 있는 것이다. 송관을 통해서 솟아오르는 화염의 형태도 역시 여러 종류이다. 단위시간당 공급되는 가스량의 변화와 조정소자의 배치에 따른 탄화시간의 조절은 수주일을 요하는 어려운 작업이다. 이러한 변화는 여러 조절소자의 세팅을 조절하고 가스 공급율을 변화시키는 것을 기초로 한다.

본 발명에서는 상기 문제를 간단히 해결한다. 축열식 코우크스 오븐의 장치는 상대적으로 짧은 탄화시간-가능하다면 연속 작업이 적합한 최단의 탄화시간-에 적합하다. 그것은 배터리의 코우크스 오븐의 내용물이 수직적으로 균일한 가열을 받는 것과 같은 작업조건을 얻기 때문이다. 만일 좀더 긴 탄화시간이 요구된다면 단위시간당 공급되는 가스량과 적합한 가스량이 보유되고 열기송관의 가열의 특성과 조정소자의 배치 열소모를 줄이는 방법으로 재생의 반기(半期)내에서 중단하는 방법도 있다.

화염의 형태는 가열하는 동안 여러 열기송관에서 바뀌지 않고 열은 중단에 의해 길이의 변화가 일어나지 않는 것을 제외하고 먼저 열기송관 근처에 있는 챔버와 같은 식으로 된다.

내화벽에서 열전도도의 중요한 특별한 성질을 고려할때 상대적 가열치는 서서히 가열함에도 불구하고 배터리 전체에 똑같이 남아 있다. 점결탄의 가열을 오래한다해도 케이크(cake)에 수직으로 오븐 내용물에 가하는 상대적 가열치는 변화가 없다. 고로 배터리의 코우크스 생산은 매우 짧은 시간내에 삭감될 수 있고 그후 다시 증가한다. 가스는 같은 압력으로 계속 공급되고 모든 조정소자는 같은 위치에 있을 수 있다. 본 발명의 방법에 있어서, 꼭 해야할 것은 연소를 돕는 매체의 공급과 제거를 길게 또는 짧게 중단시키는 전환 및 역전환 장치를 조절하는 것이다.

오븐 내용물의 균일한 탄화는 매우 중요하다. 오븐 내용물의 균일한 가열을 하는 한 방법은 열기송관에서 가스를 태워서 챔버 내용물이 수직으로 균일한 가열을 받는 연소에서 방출된 화염을 분산시키는 것이다. 물론 리치(rich)가스는 화염이 짧고 린(leam)가스는 화염이 길다. 수직으로 균일한 열분배를 갖는 먼저의 작업에서 연소 지지 공기나 가스, 혹은 둘 모두 수직적 간격으로 열기송관에 공급되어 진다 ; 그러나 이러한 것은 가스상의 연소지지 매개체를 공급하는데 상대적으로 복잡한 구조를 요한다. 리치 가스의 연소에서 방출된 짧은 화염을 길게 하기 위해서 활성이 없는 성분이 열량을 줄이는데 첨가되어 왔다; 오븐 가열의 이러한 형의 예를 들면 연소전이나 연소동안에 폐가스가 연소지지 가스와 혼합되는 재순환 오븐을 들 수 있다. 그러나 폐가스를 열기송관으로 재순환 시키는데는 특수한 장치가 필요하다.

축열식 코우크스 오븐 배터리의 간단한 작동을 위한 본 발명에 따른 개량된 고안으로서, 가스 공급량은-배터리의 처리량이 높은 조건하에서 재생 반기에서 일단의 가열동안 예정된 탄화시간을 얻을 수 있는 열을 내는 가스의 량과 비교할때-각 재생 반기내에서 그 기간동안 가열할때 중단이 있고, 오븐 내용물의 요구되는 탄화시간내에서 균일하게 탄화되는 범위에 의해 증가된다. 즉 오븐 벽로에 공급된 가스와 열의 총량이 같은 량으로 남게되는 것이다.

예를들면, 9Nm³/h의 가스가 25시간의 탄화시간과 20분의 반전시간(재생반기)에 대한 연속가열을 바탕으로 열기송관에 공급된다고 가정해보자. 8분간의 중단이 있다면-즉, 열기송관이 단 12분간만 가열된다면-12분간에 공급되는 가스량은 다음과 같다.

10분간 가열하기 위하여 중단 시간을 10분으로 한다면 단위시간당 공급되는 가스량은 다음과 같다.

화염의 길이는 후자가 전자보다 훨씬 길며 오븐의 최상부는 충분히 가열된다. 각 재생 반기동안 중단시키기 위해서 가스공급 밸브를 먼저 차단해야 한다. 가열의 중단 도는 정지를 조절하는 몇가지 방법이 있다.

공기 밸브와 폐가스 밸브는 가스 밸브의 폐쇄후에도 열려 있게 된다. 가열 시스템을 통해서 공기는 계속해서 흘러나오고 가열 시스템을 통해서 흐르는 증가된 공기가 얼마간의 열을 오븐 벽로로부터 제거하는 것은 감수해야 한다.

공기 밸브와 폐가스 밸브를 열려있는 상태-즉, 재생반기 동안의 상태로 방치하는 대신에, 가스 밸브가 폐쇄된 후 열중단의 시초때 그곳으로부터의 가열소자를 통한 공기의 출입은 역방향-즉, 열기송관이 다음의 재생반기에서 가열될 방향으로 된다.

공기 밸브가 열려 있을 때 가열시스템을 통한 공기 흐름을 제한하여 열손실을 줄이기 위해서, 폐가스관을 연통에 연결한 선에 장치된 조절판이 폐가스관에서 흡입을 감소하는 위치로 움직이게 된다. 공기 밸브가 열려있으면 공기는 감소된 량으로 일균의 축열로에서 열기송관으로, 또 그곳에서 다른 축열로 군을 통해 폐가스관으로 들어간다. 가열 시스템에 남아있는 소량의 유체는 가열소자내의 압력 조건을 한정해 주고 열효율의 손상을 없게하는 장점이 있다.

폐가스관과 연통사이에 있는 조절판은 연통 배기를 변화시키는 인자와 관계없는 폐가스 관에서 일정한 압력하(壓力下)로 유지되는 조정소자로서 종래에 그 위치에 사용되어 왔던 종류의 폐가스 조절판 밸브로 될 수 있다.

예열 매체가 재생기 바닥 송관을 통해서 오브의 한쪽으로부터 공급되고 연소된 가스가 인접해 있는 재생기 바닥 송관을 통해서 오븐의 다른 쪽으로 제거되는 오븐 시스템에서, 가스 밸브를 폐쇄하고 공기밸브와 폐가스 밸브를 중앙 위치까지 올려서 가열 중단을 할 수 있다. 이러한 경우에 재생기와 열기송관을 통하여 가스상 매체의 순환은 없고 가스는 괴어있게 된다.

가열송관이 재생 반기를 통해서 열을 받는 작동형을 본 발명에 맞게 변형시키기 위해서, 가스 분배라인에서의 압력이 단위시간당 버너(burner)에 증가된 공급량과 일치되게 증가되며 마찬가지로 역전의 용이도도 변화한다.

본 발명에 의한 작동형으로 전환되면 장입물에서의 수직적 온도차가 감소되어 최종 생성되는 코우크스는 균일하게 수직적으로 탄화된다.

단위시간당 공급되는 가스량의 증가하고 가열 중단의 수단으로 증가된 입열(入熱)의 보충되면 탄화기간이 짧아지고 비교적 낮은 최고 벽로오도를 갖게 한다.

첨부된 도면은 본 발명에 의한 방법으로 작용을 하는 언더 버너(under burner)형이 축열식 쌍관 복잡 코우크스 오븐에 대해 설명하고 있다.

오븐 챔버 10은 열기송관 11, 12와 배터리에 따라 서로 엇갈린다. 열기송관은 각각 쌍관으로 세분되는데, 쌍관은 상부의 구멍 13을 거쳐 업-버닝(up-burning)관 11과 다운-버닝(duwm burning) 12가 연결되어 있다. 배기구는 일정한, 예를들면 20분 혹은 30분간격으로 역방향으로 된다.

열기송관은 오븐 크라운 15에 있는 점검구멍을 통해 관찰할 수 있다 석탄은 오븐 크라운에 있는 장입구멍 16을 통해 들어간다. 방출된 가스는 상승관을 지나 배터리를 다라 확장되면서 채집관 17에 모여진다.

코우크스-가이드 머쉰 19는 코우크스 측의 장입상(床) 18위에서 동정(動程)하는데, 그 위에는 코우크스 케이크 가이드, 도어 조종기구, 도어 크리너와 도어 프레임(frame)크리너가 장치되어 있다. 리치가스 메인(管) 20과 연도가스 채집관 21에 나뉘어진 리치가스도 이곳에서 팽창된다.

램 바(ram bar)의 램 헤드(ram head) 23은 머쉰사이드의 장입상 22위 오븐앞에서 운전 가능한 푸싱 머쉰에 의해 움직여진다. 메인 24에 나뉘어진 린 가스는 배터리를 따라 이곳에서 팽창된다.

축열로 격벽 25는 오븐 챔버 아래에 놓여있다. 축열로 바닥송관 36,37과 연결된 한쌍의 재생기 26,27은 오븐 챔버의 수직 중심 평면사이에 놓여있다. 재생기 26,27은 크로스-월(cross-wall)28에 의해서 개개의 셀(cell)로 세분된다. 도면 2에서 보는 바와같이 각각의 재생기 셀은 그러한 셀의 좌우에 있는 열기송관 열중의 열기송관과 연결되어 있다. 재생기 바닥 송관 36,37과 셀 26,27의 모두에 있는 것이 그 구조가 제1도에 나타난 콘트롤 멤버이며, 재생기 셀의 보텀 체커브릭(bottom chequer brick)의 아래에 놓여 있는 금속틀 55는 재생기 바닥 송관 36,37의 벽에 대해 측면의 바(bar)를 통해 지탱하며 그 윗부분은 틀 56이 나 있다. 그 틈은 틈 58과 같은 형의 뎀퍼 프레이트의 넓이 변화에 다라 폐쇄될 수 있고, 세로로 핀59에 의해 바닥 송관과 조정될 수도 있다.

만약 한쌍의 측열로 26,27이 상방에서 전장에 걸쳐 가스를 받는다면, 재생기 26,27과 인접한 두쌍은 하방에서 가스를 받는다. 전술한 각각의 재생기 셀들을 두 인접한 열기송관열의 송관과 연결하는 것에 관해 생각해 보면, 하나의 열기송관열에서 첫번째 송관은 연기가 위로 향하고 다음 것은 아래로 향하며, 그 흐름의 방향은 두 인접한 열기송관 열에서 역으로 된다. 즉, 연속적인 열기송관에서 상하로 열송하는 일련의 열기송관은 열(列)에서 열로 엇갈린다.

만약 오븐이 리치가스 오븐으로 작동되면, 두 재생기 26,27은 연소지지 공기의 예열과 열기송관으로부터 장입된 연소가스의 열을 흡수하는데 교대로 사용된다. 또 오븐이 린 가스 오븐으로 작동되면, 재생기 26,27은 교대로 인 가스의 예열로 사용된다.

공기는 재생기 바닥 송관에 배치되는 리버싱 윈치(reversing-winch)에 의해 작동되는 에어슬라이드 31에 의해 재생기 바닥송관 36,37에 공급된다. 재생기 바닥 송관 36은 리버싱 윈치와 오븐 커튼 52(제1b도)에 의해 작동되는 밸브 34를 지나 린 가스분 배관 24와 연결된 린 가스 공급기를 갖는다. 재생기 바닥 송관 37에서 하나의 에어 슬라이드 31에 있을 뿐이다.

코우크스 사이드 위에서 재생기 송관 36,37은 폐열 밸브를 지나 연도가스 채집관 21에 연결된다.

리치가스는 체크 밸브 83, 리버싱 밸브 39, 초하부 50에서 확장되는 소위 노즐 파이프 41,42, 즉 한 재생반기동안 가스를 받는 파이프 41, 또 다른 재생 반기동안 가스를 받는 튜브 42를 통해 개개의 파이프 가닥을 조정하는 오븐 커튼 51(제1a도)을 지나 분배관 20으로부터 공급된다. 재생기 격벽 25에서 올라와 있고 노즐 45-48로 확장되는 상승관 44는 눈금이 매겨진 노즐 43(제1c도)을 지나 노즐-파이프 41, 42와 연결되는데 열기송관 11,12속으로 높이 변화를 하여 위로 확장된다. 연도가스 채집관 21에서 작동하는 침니 드래프트가 개개의 축렬로 바닥송관으로 나누어지게 하는 절기(節氣) 밸브 49는 폐열 밸브 35와 연도가스 채집관 21사이에 있다.

가열이 리치가스에 의해 일어날때 짧은 코우크스화 시간과 높은 송과온도의 모든 오븐의 균일한 가열을 위해서, 처음에 에어 슬라이드 31이 조정되어야 하고, 다음에 린 가스를 공급하는 밸브 34, 그리고 재생기 바닥송관 36,37과 린가스 재생기 26과 공기 재생기 27의 각각의 셀간에 있는 콘트롤 멤버 30이 조정되어야 한다. 콘트롤 멤버 30은 상하의 연소 매체의 측정에 효력이 있다. 예열되는 매체가 올라오는 재생기 26의 두 인접한 재생기 셀로부터 인접한 열기송관열의 열기송관으로 들어간다. 연소된 가스는 인접한 재생기 쌍26,27의 셀로 내려가고 나서 콘트롤 멤버 30의 영향을 받아 폐열 밸브 35가 열려 있을때 연도가스 채집관 21로 들어가는 한쌍의 재생기 바닥송관으로 들어간다. 페열 밸브 35와 연도가스 채집관 21사이에 있는 절기밸브 49 또한 정확히 조절되어야 한다.

모든 콘트롤 멤버의 적당한 조정에 의해서 수직 방향에서 오븐 챔버의 내용물을 가열하기 위한 가능한한의 연속적인 시도가 되어지는 동안, 코우킹 타임에 어떤 연장이 있게되면 오븐에 공급되는 가스량은 감소되어야 한다. 발명의 착상은 단위시간당 공급되는 가스량을 유지시키는 것이나, 각각의 재생반기내에서 쳄버 내용물이 완전히 코우크스화 될때까지 열기송관 온도가 감소하고 기간은 연장되는 한도로 가열의 중단이 있게 된다.

리치가스를 사용하는 가열에서도 마찬가지이다. 단위시간당 예정된 량이 가스를 공급하는 이 경우에는 짧은 코우킹 시간동안 리치가스는 오븐 커튼 51, 눈금이 매겨진 노즐 43, 에어 슬라이드 31, 재생기 바닥 송관 36,37과 재생기 26,27의 셀간에 있는 콘크롤 멜버 30, 그리고 폐열 밸브 35와 연도가스 채집관 21사이를 연결하는 절기밸브 49등의 조절로 노즐 파이프 45-48에 분배된다. 이러한 경우는 또한 코우킹 시간이 길어지면 단위시간당 공급되는 리치가스의 량은 똑같이 남게되나, 챔버 내용물이 완전히 코우크스화될 때까지 모든 오븐에 똑같은 범위로 확장되는 기간의 반기내에서 증단이 삽입된다.

Claims (1)

1. 오븐 내용물을 수직적으로 균일하게 가열하기 위해서 가열송관에서의 연소조절이 이용되고, 오븐의 내용물을 종적으로 균일하게 가열하기 위한 각 가열관의 불연속 가열송관작동을 조절하고 모든 오븐을 균일하게 가열하기 위한 배터리를 따라 부착된 불연속 가열관의 작동을 조절하기 위해서 오븐 커튼 또는 댐퍼 등과 같은 조절소자들이 이용되는 오븐과 엇갈려 여러 가열관으로 분리되는 가열벽을 포함하는 코우크스오븐 배터리를 축열식 배기구로 작동하는 방법에 있어서; 단위시간당 공급되고 배터리의 많은 처리량에 대응하는 탄화시간에 대하여 조절된 가스량과 가열송관의 가열 특성 및 조정소자의 위치가 비교적 오랜 탄화시간동안 유지되고 열소모를 감소하는 방법으로 각각의 재생반기내에서 중단하는 것을 특징으로 하는 코우크스 오븐 배터리의 작동방법.

Images