KR0118997B1 - 소결광 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조 공겅중에 소결기의 배광부 열을 흡입하여 소결광 품질을 향상시키는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 소결기 배풍구 상부를 잇는 흡입관을 위치시켜 배광부 자연 발생열(120℃~180℃)을 흡입시켜 소결광의 급냉현상을 방지하여 소결광 실수율 향상과 품질을 향상시키고, 각종 원단위를 절감하며,소결광 배광 온도 상승으로 소결광 배광 온도를 이용하여 증기를 생산하는 배열 보일러의 증기 발생량을 증대시키고, 부대 설비인 배광부 집진 설비의 집진 부하를 줄여 타 설비의 집진효율을 향상시킬 수 있는 소결광 제조 공정중 열풍 흡입을 통한 소결광 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

소결광 제조방법 및 장치

제1도는 본 발명에 따른 소결광 제조장치가 설치된 소결공장의 전체 구성도.

제2도는 소결기 베드의 소결 반응과정을 도시한 그래프도.

제3도는 본 발명에 따른 소결광 제조장치가 갖춰진 소결기 배광부의 단면도.

제4도는 일반적인 소결광의 강도와 온도의 관계를 도시한 그래프로써,

a)도는 소결층내 온도와 FeO와의 관계.

b)도는 소결온도와 강도와의 관계.

제5도는 종래 기술에 따른 소결광 제조장치의 배광부 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1~15 : 빈(bin) 16~30 : 평량기

31,33,35 : 벨트 콘베이어 39 : 소결기

39a : 베드 40a : 배풍구

42 : 배풍기 48~50 : 스크린

52 : 배광부 52a : 집진관

52b,53a : 댐퍼 53 : 주흡입관

54,55,56 : 흡입관 100 : 열풍 흡입 장치

S : 소결광

본 발명은 소결광 제조공정중에 소결기 배광부에서 발생되는 열을 이용하여 소결광 품질을 향상시키는 방법 및 장치에 관한 것으로,보다 상세히는 소결기 배광부의 열을 소결기상에 흡입시켜 용융,환원 반응을 거쳐 소결광이 되어가는 베드의 급냉을 방지함으로써 소결광 품질을 향상시키고, 배광부 집진 설비의 집진부하를 줄여 집진 효율을 향상시킬 수 있는 소결광 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 소결광 제조에는 원료인 분철광석과 부원료인 사문암, 규사,석회석, 생석회 등과 연료인 분코크스를 혼합, 조립하여 사용하고 있다.

이와 같은 소결공정을 설명하면 원료와 부원료를 정량 절출하여 혼합기에서 혼합하고 적정 수분(6~7%)을 첨가한 뒤 조립기에서 의사 입자로 조립시켜 소결기에 장입하면서 연속적으로 점화로를 통과시킬 때 코크스 오븐 개스를 연료로 하는 점화로 열(약 1200℃)이 배합 원료 표층부에 착화되어 주 배풍기에서 소결기 하부 방향으로 흡입하는 바람에 의해 배합원료에 혼합되어 있는 분코크스가 연소되면서 결반응을 일으키게된다.

소결반응은 배풍구가 끝나는 부위까지 계속되며 흡입이 끝나는 부위는 통상 소결광이 배출된다고 해서 제5도에 도시된 바와 같이 배광부(52)라 한다.

상기 배광부(52)에서 배출된 소결광은 냉각기에서 150℃ 이하로 냉각되어 후 공정(고로공장)에서 요구하는 입도(5~50mm)로 선별되어 보내어지고, 5mm 이하의 분광은 반송되어 다시 소결원료로 사용한다.

이때 반송되는 분광(5mm)은 소결광 품질을 판단하는 기준으로써 점유 비율이 높을때는 소결광 품질이 불량하다고 하고, 관리치보다 낮을때에는 양호하다고 한다.

각 공장마다 분광(5mm)의 점유 비율에 대한 관리치는 다를 수 있으나 품질에 대한 개념은 일치되어 있다.

일반적으로 소결광은 후 공정인 고로 공장에서 원료로 사용될 때, 즉 고로에 장입되었을 때 높은 온동서의 충격,마모,압축 및 체적 변화등이 발생하기 때문에 이에 견딜 수 있는 강도를 필요로 하고 있다.

그러나 소결광 연속 제조 방식인 디엘(DL:DYIT LOYID)식 조업에 있어서 품질을 확보하기 위해서는 소결기 속도를 억제해야 하므로 생산성 저하를 염두에 두어야 한다.

다시 말하면 생산량과 품질은 반비례 관계에 있으므로 소결 조업의 핵심은 소결광의 품질과 생산량과의 가장 효율적인 선에서 이루어져 왔다.

또한, 소결광의 품질은 소결원료가 소결기에 장입되어 점화로를 연속적으로 통과되면서 소결원료 표층부가 착화되고, 소결원료 하부에서는 주 배풍기가 흡입하는 바람에 의해 소결원료중 혼합되어 있는 분코크스가 연소되면서 일으키는 소결 반응에 의해서 결정된다.

소결기는 소결원료의 진행에 따라 원료가 장입되는 급광부, 소결반응이 진행되는 베드(BED),소결반응이 완료되어 소결광이 배출되는 배광부로 나뉜다.

상기 배광부(52)는 제5도에 도시된 바와 같이 소결광이 괴 형태로 배출되는 곳이며 통상 적열층이 1/3~1/4 두께로 배출되므로 내부 온도는 약 120℃~180℃에 이른다.

괴소결광이 배출될 때 분진 발생이 심하므로(3mg/mim) 전기 집진기의 집진관(52a)이 연결되어 있다.

소결기의 베드(BED)(39a)끝부분 즉, 후방 배풍구(40a) #23, #24, #25에서 상부의 통기성이 원할하여 다른 부위보다 많은 양의 바람을 통과하게 되고, 통과되는 바람은 소결기 주위 상온의 공기이므로 소결반응에 의해 500℃~800℃를 유지하고 있는 소결광(S)을 급냉시키면서 조직이 취약해져 품질을 나쁘게 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로써, 소결반응이 완료되는 시점의 급냉현상을 방지하고, 후방 배광부의 열 효율을 향상시켜 소결광 품질을 향상시키며, 배광부 집진 설비의 집진 부하를 줄여 다른 설비에서의 집진 효율을 향상시킬 수 있도록 개선된 소결광 제조방법 및 장치를 제공함에 그목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 원료인 분철광석과 부원료인 사문암, 규사, 석회석, 생석회 등과 연료인 분코크스를 정량 절출하여 혼합기에서 혼합시키고 적정 수분을 첨가하여 조립기에서 의사입자로 조립한 후 소결기에 장입시켜 점화로를 연속적으로 통과시킨 다음, 표층부를 착화시켜 분코크스가 연소되어 소결광을 제조하는 방법에 있어서, 소결반응이 완료되는 시점에 열풍을 흡입시켜 소결광의 급냉을 방지함으로써, 소결광 품질을 향상시키고, 배광부 집진 설비의 집진 부하를 줄여 집진 효율을 향상시킴을 특징으로 하는 소결광 제조방법을 마련함에 있다.

또한, 본 발명은 소결광 제조장치에 있어서, 소결기의 후방 베드 상부와 배광부를 잇는 주흡입관과 흡입관을 갖추고, 상기 주흡입관과 집진관에는 조업 상황 변동에 따라 개도조정이 가능한 댐퍼 장치를 각각 갖추며, 상기 후방 베드 상부와 흡입관 하단부 사이에는 씰링 장치를 갖추어 소결 공정중에 배관부의 발생열에 의해서 열풍을 배풍기를 통하여 유도 배출시킴으로서 후방 배풍구 상부의 소결광을 재가열시켜 급냉을 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는 소결광 제조장치를 마련함에 의한다.

이하 본 발명을 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 소결광 제조장치를 보다 명확하게 설명하기 위하여 소결 공장의 구조에 대하여 설명한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 분철광석을 빈(1)~(6)에 장입하고, 고로에서 발생되는 소결광 제조 연효인 분코크스를 빈(12)(13), 소결공장 자체에서 발생되는 분소결광을 빈(14), 석회소성 공장에서 발생되는 분생석회를 빈(15)에 입조시킨 후 평량기(16)~(30)에서 정량 절출하여 벨트 콘베어(31)로 수송하고 혼합기(32)에서 적정 수분을 첨가후 혼합하며, 벨트 콘베어(33)로써 수송하여, 조립기(34)에서 조립한 후, 벨트 콘베어(35)로 수송하고, 써지호퍼(36)에 입조시키는 한편, 상부광 호퍼(37)에서 상부광을 절출하여 연속으로 기동되고 있는 소결기(39)의 베드(39a)바닥에 약 40mm 높이로 장입하고 그 위에 써지호퍼(36)에서 절출한 배합원료를 약 600mm 높이로 장입시켜 점화로(38)를 통과하는 과정에서 배합원료의 표면을 약 1200℃의 온도로 착화하고 주 배풍기(42)에서 흡입하는 바람으로 배합원료중에 혼합되어 있는 분코크스를 연소시켜 소결광을 제조한다.

이때 흡입된 바람은 소결기(39) 하부 25개의 배풍구(40a)와 주 배풍관(40)을 통과하여 전지 집진기(41)에서 분진이 포집된 후 주 배풍기(42)를 지나 연돌(43)로 배출된다.

그리고 제조된 소결광은 파쇄기(44)에서 250mm 이하로 파쇄되어 냉각기(45)에서 냉각된 후 전동 피더(46)에 의해 절출되어 벨트 콘베어(47)로 수송되고 성품 스크린(48),(49),(50)에서 소결광 입도를 선별한 후 고로 빈(51)으로 입조된다.

상기와 같은 소결광 제조공정에서 본 발명의 소결광 제조장치(100)는 소결기(39)의 배광부(52) 열(약 120℃~180℃)을 주 흡입관(53)을 통하여 흡입할 수 있도록 흡입관(54,55,56)을 배광부(52)에 위치시키고, 상기 흡입관(54,55,56)은 배광부(52)와 배풍구(40a) #23 #24 #25 상부로 연결되며, 조업 상황 변동에 따라 개도조정이 가능한 담퍼(53a)를 갖추고 있다.

상기 열풍 흡입장치는 소결광 제조 공정중 주 배풍기(42)의 흡입력을 이용하므로 별도의 배풍기를 필요로 하지 않으며, 상기 열풍 흡입장치(100)의 흡입력을 높이기 위해 소결기(39) 베드 상부와 양쪽면의 누풍을 방지하는 판(plate)상의 씰링장치(57)를 갖추고 있다.

제2도는 소결기(39)의 소결반응이 진행되는 상태를 도시한 그래프도로서 소결기에 장입된 배합원료는 점화로(38)를 통과하면서 표면이 착화되어 주 배풍기(40)의 흡입으로 배합원료중 분코크스가 연소되면서 연소대, 건조대, 용융대, 냉각대 등을 형성한다.

이와 같은 냉각대에서의 급냉현상이 소결광의 품질을 취약하게 하는 요인이다.

즉 배풍구(40a) #23 #24 #25에 이르러 소결반응이 완료되면서 상부 통기성이 원할하여 소결광이 냉각되는 부위를 냉각대라 하는데, 냉각대에서의 급냉현상은 다른 부위보다 통기성이 확보된 이유에서이다.

다시 말하면 다른 부위보다 많은 양의 바람이 흡입되면서 급냉현상이 발생됨을 알 수 있다.

제3도에는 본 발명에 열풍 흡입장치(100)가 상세히 도시되어 있다.

상기 열풍 흡입장치(100)는 소결기(39)의 배광부(52)측이 주흡입관(53)을 통하여 배풍구(40a) #23 #24 #25 상부와 연결되어 있는 배광부(52)의 자연발생열(약 120℃~180℃)을 흡입시킴으로써 소결광 제조공정중 배풍구(40) #23 #24 #25에서의 급냉현상을 방지하여 소결광 품질을 향상시킨 것이다.

상기 열풍 흡입장치(100)는 열풍이 원할하게 흡입되도록 입구와 출구는 곡면으로 설계했으며, 소결기(39) 베드 하부의 배풍구(40)수에 맞추어 상기 주 흡입관(53)에서 분기된 흡입관(54,55,56)을 설치했다. 상기 흡입관(54,55,56)은 균일한 흡입을 위해 일정한 면적으로 분배했으며, 입구와 출구는 나팔 향태를 취해 효율을 극대화시켰다.

따라서 본 발명의 소결광 제조장치에 의하면 소결기(39)가 가동되면서 자연 발생되는 배광부(52)의 열(약 120℃~180℃)을 주배풍기(42)를 이용하여 흡입되는 공기를 가열시켜 배광부(52)의 소결광을 다시 통과시킴으로서 소결반응이 완료되어가는 부위의 급냉을 방지할 수 있는바, 소결광 품질을 향상시키고, 배출되는 소결광의 온도가 높으므로 소결광 배광온도를 이용하여 (STEAM)을 생산하는 배열 보일러의 증기(STEAM)발생량도 증대된다.

제4도는 일반적인 소결강의 강도와 소결과정 중의 열패턴과의 관계를 나타내는 그래프도로써, a)에서는 소결용 배합원료중 FeO함량이 높을수록 소결층내 온도는 상승함을 알 수 있다.

즉 분코크스 배합비가 높을수록 소결층내의 온도는 올라가고 b)에서 보는 바와 같이 소결층내 온도가 높을수록, 그리고 그 온도를 유지하는 시간이 길수록 소결광의 강도가 향상됨을 알 수 있다.

즉, 소결광의 품질을 향상시키기 위해서 소결광중 FeO의 함량을 늘리면 되나 이는 원가상승의 요인이 되며, 후 공정인 고로 공장에서 환원반응이 불량한 점이 있다.

따라서 각 공장에서는 원가절감의 일환으로 저 FeO조업을 선호하고 있으며, 저 FeO하에서 품질을 확보 할 수 있는 조업 개발에 역점을 두어 왔다.

본 발명은 소결광중 저 FeO 조업에 따른 열부족현상, 즉 배풍구(40) #23 #24 #25의 급냉현상을 방지하기 위하여 배광부(52) 자연발생열(120℃~180℃)을 본 발명의 열풍 흡입장치를 통해 흡입시킴으로써 소결광 품질 저하를 방지한 것이다.

이하, 본 발명의 효과를 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

소결광 제조공정중 배풍구(40) #23 #24 #25 상부와 배광부(52)를 주흡입관(53)과 흡입관(54,55,56)으로 연결시켜 주 배풍기(42)의 흡입력을 이용하여 배광부(52)의 자연발생열(120℃~180℃)을 바람과 함께 흡입시켜 배풍구(40a) #23 #24 #25에서의 급냉현상을 방지하는 조업을 각기 다른 2가지 원료 조건 아래서 실시하였다.

이때의 소결원료 조건은 아래의 표 1)에 표시된 바와 같다.

또한 소결 원료의 성분 및 성상은 아래의 표 2)와 같다.

또한, 상기와 같은 서로 다른 2가지 원료조건에 대하여 각각 본 발명의 흡입장치를 설치한 후 소결광을 제조한 조업 실적과 종래의 조업 실적과 비교하고, 그 결과를 아래의 표 3)에 도시하였다.

실험조업은 각 파일 사용기간을 10일로 하고 5일씩 구분하여 배광부(52) 자연발생열(120℃~180℃)을 담퍼 조정에 의해 배풍구(40) #23 #24 #25으로의 흡입을 실시, 미실시로 나누어 조업데이터를 비교한 것이다.

아래의 표 3)에서 보는 바와 같이 열풍을 흡입했을때와 하지 않았을 때 배풍구(40a)#23 #24 #25의 온도는 두 개 파일(1-217 PILE)(1-218 PILE) 모두 22~36℃ 상승됨을 알 수 있었다.

즉 소결광이 급격히 냉각되는 것을 방지함을 알 수 있었다.

또한 소결광의 배광온도가 높아짐에 따라 일일 기준 98~104 TON의 증기(STEAM)가 더 발생되어 배열보일러의 생산성이 향상되었다.

소결광의 품질, 즉 강도는 0.2~0.3(%) 향상되었고, 분율은 0.8~1.3(%) 감소되었다.

따라서 성품 실수율이 1.1~1.4(%) 개선되어 본 발명에 의해 소결광 품질이 향상됨을 확인할 수 있었다. 이때 연료인 분코크스는 소결광 1TON당 미실시의 경우 보다 실시의 경우 1.2~2.0kg 감소되어 원가절감 효과도 확인되었다.

배광부(52) 집진 설비의 개선효과를 살펴보면 표 4)에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명 장치 사용후 집진 설비의 입구측 분진 통과량이 2.366.9mg/cm3 감소됨으로써 집진 설비의 부하가 감소되었고 집진 설비를 통과한 최종 분진 함량도 46.2mg/cm3 감소되어 집진 설비의 부하도 줄이고 집진 효율도 향상시킴을 알 수 있었다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 소결기(39) 배광부(52)의 열풍을 소결기(39)로부터 주흡입관(53)과, 이에 연결된 다수의 흡입관(54)(55)(56)을 통하여 배풍구(40) #23 #24 #25측으로 흡입시키면 소결광의 급냉현상을 방지하여 품질을 향상시키고 소결광의 배광온도가 높아짐에 따라 소결광의 배광온도를 이용하여 증기를 생산하는 배열 보일러의 증가 발생량도 증대된다.

그리고 소결광 품질이 향상되어 각종 원단위 절감 효과를 얻을 수 있으며 소결기(39)의 배광부(52) 집진 부하를 줄여 집진 설비의 효율을 향상시키는 유용한 결과를 얻게 된다.

Claims (2)

1. 원료인 분철광석과 부원료인 사문암, 규사 석회석 및 생석회등을 연료인 분코크스를 정량 절출하여 혼합기(32)에서 혼합시키고, 적정 수분을 첨가하여 조립기(34)에서 의사입자로 조립한 후 소결기(39)에 장입시켜 점화로를 연속적으로 통과시킨 다음, 표층부를 착화시켜 분코크스가 연소되어 소결광을 제조하는 방법에 있어서, 소결기(39)의 후방 배동구(40a)측으로 배광부(52)의 자연 발생열에 의해서 가온된 열풍을 흡입시켜 소결광(S)의 급냉을 방지함으로써 소결 실수율을 향상시키며, 배광부(52) 집진 설비의 집진 부하를 줄여 집진 효율을 향상시킴을 특징으로 하는 소결광 제조방법.
2. 소결광 제조장치에 있어서, 소결기(39)의 후방 베드(39a) 상부와 배광부(52)를 잇는 주흡입관(53)과 흡입관(54,55,56)을 갖추고, 상기 주흡입관(53)과 집진관(52a)에는 조입 상황변동에 따라 개도조정이 가능한 댐퍼장치(53a)(52b)를 각각 갖추며, 상기 후방 베드(39a) 상부와 흡입관(54,55,56)의 하단부 사이에는 씰링장치(57)를 갖추어 소결공정중에 배관부(52)의 발생열에 의해서 기포된 열풍을 배풍기(42)를 통하여 유도 배출시킴으로서 후방 배출구(40a) 상부의 소결광을 재가열시켜 급냉을 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는 소결광 제조장치.