KR100354688B1

KR100354688B1 - 환원철 제조장치

Info

Publication number: KR100354688B1
Application number: KR1019990061108A
Authority: KR
Inventors: 가미까와스스무; 후지오까히로노리; 미즈끼히데아끼; 산또아끼히로; 히라따고우이찌; 사또게이이찌
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2002-10-04
Also published as: CN1287179A; ZA200003025B; US6413471B1; ID27223A; TW464692B; CN1213154C; KR20010029438A; AU5644600A; JP2001073020A; AU737390B2; BR0004046A

Abstract

(과제) 환원철 제조장치에 있어서, 노내부로 외부공기가 유입되는 것을 방지함으로써 고금속화율의 환원철을 제조할 수 있음과 동시에 환원로의 운전효율의 향상을 도모한다.

(해결수단) 철원료와 환원제의 혼합분말을 조립한 펠릿을 고온분위기중에서 환원하여 환원철을 제조하는 환원철 제조장치에 있어서, 링형상을 이루는 노상 (34) 을 회전이 자유롭도록 지지하고, 이 노상 (34) 의 상측 및 측방을 덮도록 노벽 (37) 및 천정 (38) 을 설치함으로써 고온분위기의 공간부 (S) 를 형성하고, 천정 (38) 에 펠릿공급부 (44) 와 펠릿배출부 (45) 를 인접하여 설치하고, 이 펠릿공급부 (44) 와 펠릿배출부 (45) 와 공간부 (S) 를 나누는 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 및 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 을 배치한다.

Description

환원철 제조장치 {MANUFACTURING APPARATUS FOR REDUCED IRON}

본 발명은 철원료와 환원제의 혼합분말을 조립(造粒)한 펠릿을 고온분위기중에서 환원하여 환원철을 제조하는 환원철 제조장치에 관한 것이다.

환원철을 제조할 경우, 우선 철광석 분말, 석탄 분말, 석회석 분말, 결합제를 혼합하고 가습조립하여 그린 볼 (green ball) 이라 불리는 습윤 볼 (wet ball) 을 형성한다. 이어서, 이 그린 볼을 어느 정도 건조시키고 나서 환원로내에서고온으로 가열하여 석탄에 의해 철광석중의 산화철을 환원함으로써 펠릿형상의 환원철을 생성할 수 있다.

도 13 에 종래의 환원로의 종단면, 도 14 에 종래의 환원로에 있어서 펠릿공급부의 단면을 나타낸다.

도 13 및 도 14 에 나타내는 바와 같이 종래의 환원로 (001) 에 있어서 상면 (床面) 의 설치된 원형 기반 (002) 상에는 1 쌍의 평행한 레일 (003) 이 링형상으로 설치되어 있다. 링형상을 이루는 노상 (004) 의 하면에는 좌우 1 쌍의 차륜 (005) 이 둘레방향을 따라 복수 부착되어 있으며, 이 차륜 (005) 이 레일 (003) 위를 자유롭게 전동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 기반 (002) 상에는 레일 (003) 의 내측 및 외측에 위치하여 종프레임 (006) 이 세워 설치되며, 이 내외의 종프레임 (006) 의 상부에는 노상 (004) 의 양측에 위치하도록 노벽 (007) 이 고정되어 있으며, 이 노벽 (007) 의 상부에는 노상 (004) 의 상측을 덮도록 천정 (008) 이 고정되어 있다.

이와 같이 하여 환원로 (001) 내에는 노상 (004) 과 좌우 노벽 (007) 과 천정 (008) 에 의해 고온분위기를 형성하기 위한 공간부 (S) 가 형성되며, 노벽 (007) 에는 이 공간부 (S) 를 가열하기 위한 버너 (009) 가 다수 설치되어 있다. 또한, 좌우 종프레임 (006) 에는 워터시일 (water seal) 에 의한 물봉입부 (010) 가 부착되며, 노벽 (007) 에 고정된 스커트 (011) 의 하단부와 노상 (004) 에 고정된 스커트 (012) 의 하단부가 이 물봉입부 (010) 내에 침수되어 있다.

환원로 (001) 의 소정 위치에는 그린 볼 (생펠릿) 을 노상 (004) 위로 공급하는 펠릿공급부 (013) 와, 노상 (004) 위에서 환원되어 환원이 끝난 펠릿 (환원철) 을 외부로 배출하는 펠릿배출부 (014) 가 인접하여 설치되어 있다. 즉, 펠릿공급부 (013) 에 대응하여 분리가능한 낮은 천정부 (015) 가 설치되며, 이 천정부 (015) 에는 펠릿받이 개구부 (015a) 가 형성되어 있다. 그리고, 이 천정부 (015) 의 상측에는 펠릿공급호퍼 (016) 와 펠릿공급구 (017a) 를 갖는 진동형 피더 (017) 가 설치되어 있다. 한편, 펠릿배출부 (014) 에 대응하여 분리가능한 낮은 천정부 (018) 가 설치되며, 여기에 펠릿배출용 스크루 (019) 가 설치되어 있다.

따라서, 펠릿공급부 (013) 에서 건조된 그린 볼 (GB) 은 펠릿공급호퍼 (016) 에 퇴적되며, 진동형 피더 (017) 에 의해 펠릿공급구 (017a) 에서 펠릿받이 개구부 (015a) 를 통해 노상 (004) 위로 공급된다. 이 노상 (004) 은 소정 속도로 도 14 의 화살표 (T) 방향으로 회전하며, 버너 (009) 에 의해 공간부 (S) 가 가열됨으로써 고온분위기로 되어 있다. 따라서, 노상 (004) 위의 그린 볼 (GB) 은 고온분위기를 이동하는 동안에 석탄에 의해 철광석중의 산화철이 환원되어 환원철로 된다. 그리고, 펠릿배출부 (014) 에서 환원된 그린 볼 (GB) 은 펠릿배출용 스크루 (019) 에 의해 노외로 배출되어 도시하지 않은 용기에 채워넣어진다.

그런데, 이와 같은 환원로 (001) 에서의 환원철 제조공정에 있어서, 고금속화율을 갖는 직접환원철을 생성하기 위해서는 환원후의 직접환원철의 재산화방지가 중요하기 때문에, 펠릿배출부 (014) 로부터의 배출작업은 기밀하에서 직접환원철을 컨테이너에 수용하여 후공정으로 넘기도록 하고 있다.

그런데, 종래의 환원로 (001) 에 있어서, 펠릿공급부 (013) 에서 노상 (004) 위로 공급된 그린 볼 (GB) 은 바로 노내의 고온가스에 의해 가열되는데, 이 고온가스가 역류하여 펠릿공급부 (013) (펠릿공급구 (017a), 펠릿받이 개구부 (015a)) 를 통해 분출되지 않도록 도시하지 않은 배기덕트를 통해 노내의 고온가스를 배출하여 노내를 부압으로 유지하고 있다. 따라서, 그린 볼 (GB) 을 펠릿공급부 (013) 에서 노상 (004) 으로 공급할 때, 도 14 에 나타내는 바와 같이 이 그린 볼 (GB) 과 함께 외부의 공기 (F) 가 노내로 침입하여 노상 (004) 의 회전방향 전방으로의 공기 (F₁) 와 후방, 즉 펠릿배출부 (014) 측으로의 공기 (F₂) 로 나누어진다. 그리고, 펠릿배출부 (014) 측으로의 공기 (F₂) 가 펠릿배출부 (014) 를 통해 배출되는 직접환원철에 닿아 이 직접환원철을 재산화시켜 금속화율을 저하시키는 문제가 있다.

또한, 도 13 에 나타내는 바와 같이 노상 (004) 의 양측은 물봉입부 (010) 에 스커트 (011,012) 가 침수하여 시일됨으로써, 노내의 고온가스의 외부유출이나 외부공기의 유입을 방지하고 있으나, 상술한 바와 같이 노내를 부압으로 유지하고 있기 때문에 펠릿공급부 (013) 를 통해 노내로 공기가 침입한다. 이 공기는 물봉입부 (010) 상측의 공간부 (Q) 를 통해 환원로 (001) 의 전체둘레로 흘러서 노내의 고온분위기나 압력의 조정에 악영향을 미친다는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하는 것으로서, 외부공기의 노내 침입을 방지함으로써 고금속화율의 환원철을 제조할 수 있게 됨과 동시에 환원로의 운전효율의 향상을 도모한 환원철 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 환원로의 개략평면도이다.

도 2 는 펠릿공급부 및 펠릿배출부를 나타내는 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.

도 3 은 칸막이판의 부착상태를 나타내는 도 1 의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.

도 4 는 측부 칸막이판의 부착상태를 나타내는 단면도이다.

도 5 는 측부 칸막이판의 사시도이다.

도 6 은 환원철 제조장치의 전체구성을 나타내는 개략도이다.

도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 중앙부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면도이다.

도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 중앙부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면도이다.

도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 중앙부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면도이다.

도 10 은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 측부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면도이다.

도 11 은 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 측부칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면도이다.

도 12 는 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 환원로의 개략평면도이다.

도 13 은 종래의 환원로의 종단면도이다.

도 14 는 종래의 환원로에 있어서 펠릿공급부의 단면도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

19 : 환원로 34 : 노상

37 : 노벽 38 : 천정

39 : 버너 41 : 물봉입부

42 : 노벽측 스커트 43 : 노상측 스커트

44 : 펠릿공급부 45 : 펠릿배출부

53a,53b,53c : 중앙부 칸막이판 54a,54b,54c : 측부 칸막이판

상술한 목적을 달성하기 위한 청구항 1 에 기재된 발명의 환원철 제조장치는, 철원료와 환원제의 혼합분말을 조립한 펠릿을 고온분위기중에서 환원하여 환원철을 제조하는 환원철 제조장치에 있어서, 링형상을 이루며 회전이 자유롭도록 지지된 회전식 노상과, 이 회전식 노상의 상측 및 측방을 덮어서 상기 고온분위기 공간부를 형성하는 프레임과, 상기 펠릿을 상기 회전식 노상위로 공급하는 펠릿공급부와, 상기 회전식 노상위에서 환원된 환원철을 외부로 배출하는 펠릿배출부와, 상기 펠릿공급부와 상기 고온분위기 공간부를 나누는 공급부 칸막이수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 청구항 2 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에서는, 상기 펠릿배출부와 상기 고온분위기 공간부를 나누는 배출부 칸막이수단을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 청구항 3 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에서는, 상기 칸막이수단을 상기 프레임의 천정에서 내려서 상기 회전식 노상의 상측에 위치하도록 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 청구항 4 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에서는, 상기 칸막이수단은, 상하로 이동이 자유로운 칸막이판과, 이 칸막이판을 상하이동시키는 이동수단과, 상기 회전식 노상위의 펠릿의 높이를 검출하는 높이검출수단과, 이 높이검출수단의 검출결과에 따라 상기 이동수단을 작동제어하는 제어수단을 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 청구항 5 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에서는, 상기 칸막이수단을 상기 회전식 노상의 측방에 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 청구항 6 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에서는, 상기 칸막이수단을 적어도 상기 고온분위기 공간부에 있어서의 가열존과 CO 비 제어존과 환원분위기존 사이에 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

또한 청구항 7 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에서는, 상기 칸막이수단을 가요성을 갖는 칸막이판으로 한 것을 특징으로 하고 있다.

발명의 실시형태

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 환원로의 개략평면도, 도 2 는 펠릿공급부 및 펠릿배출부를 나타내는 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 단면, 도 3 은 칸막이판의 부착상태를 나타내는 도 1 의 Ⅲ-Ⅲ 단면도, 도 4 는 측부 칸막이판의 부착상태를 나타내는 단면도, 도 5 는 측부 칸막이판의 사시도, 도 6 은 환원철 제조장치의 전체구성의 개략도를 나타낸다.

본 실시형태의 환원철 제조장치에 의한 제조공정을 간단히 설명한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이 우선 펠릿의 원재료가 되는 철광석 분말 (철원료) 과 석탄 분말 (환원제) 과 석회석 분말이 각각 호퍼 (11,12,13) 에서 공급되며, 호퍼 (14) 에서 공급된 결합제와 함께 믹서 (15) 에서 혼합된다. 이어서, 혼합분말이 펠릿타이저 (16) 에서 직경 10 ∼ 20 ㎜ 의 그린 볼 (생펠릿) (GB) 로 조립되며, 건조기 (17) 로 투입되어 후술하는 환원로 (19) 로 부터의 배기가스에 의해 건조된다. 그리고, 건조된 그린 볼 (GB) 은, 컨베이어 (18) 에 의해 환원로 (19) 로 공급되며, 환원로 (19) 내부를 이동할 때에 내부에서 고온으로 가열되어 석탄에 의해 철광석중의 산화철을 환원함으로써 펠릿형상의 환원철이 생성되어 용기 (20) 에 수용된다.

또한, 환원로 (19) 내부는 버너 (39) 로 가열되어 고온분위기로 유지되는 한편, 내부의 배기가스가 배기덕트 (40) 를 통해 배출되고 있다. 이 배기가스는 물스프레이식 일차냉각기 (21) 에서 냉각되고 나서 열교환기 (22) 로 보내지며, 여기에서 송풍팬 (23) 에 의해 보내진 공기와 열교환을 실시하고 나서 물스프레이식 이차냉각기 (24) 에서 다시 냉각된다. 그리고, 열교환기 (22) 에서 가열된 공기는 환원로 (19) 로 보내져서 연료와 함께 노내부로 공급된다. 한편, 이차냉각기 (24) 에서 냉각된 배기가스는 팬 (25) 에 의해 건조기 (17) 로 보내져서 상술한 바와 같이 그린 볼 (GB) 건조용 공기로 된다. 그리고, 건조기 (17) 에서 배출된 배기가스는 집진기 (26) 로 청정화되며, 그리고 배기팬 (27) 에 의해 굴뚝 (28) 으로 보내져서 탈황된 후에 대기로 방출된다.

여기서, 환원로 (19) 에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 4 에 나타내는 바와 같이 상면의 설치된 기반 (31) 상에는 1 쌍의 평행한 레일 (32) 이 링형상으로 부설되어 있다. 한편, 링형상을 이루는 회전체 (33) 의 상면부에는 링형상을 이루는 노상 (34) 이 고정되어 있으며, 회전체 (33) 의 하면에는 좌우 1 쌍의 차륜 (35) 이 둘레방향을 따라 복수 부착되어 있으며, 이 차륜 (35) 이 레일(32) 위를 자유롭게 전동할 수 있도록 되어 있다. 또한, 기반 (31) 상에는 레일 (32) 의 내측 및 외측에 위치하여 종프레임 (36) 이 세워 설치되며, 이 내외의 종프레임 (36) 의 상부에는 노상 (34) 의 양측에 위치하도록 노벽 (37) 이 고정되어 있으며, 이 내외의 노벽 (37) 상부를 연결하여 노상 (34) 의 상측을 덮도록 천정 (38) 이 고정되어 있다. 그리고, 기반 (31) 상에 장착된 도시하지 않은 수평 가이드 롤러에 의해 회전체 (33) 에 고정된 도시하지 않은 수평링형상의 가이드 레일이 지지되며, 도시하지 않은 구동장치에 의해 회전체 (33) 를 구동회전함으로써 가이드 레일에 지지되면서 노상 (34) 이 회전할 수 있다.

이와 같이 하여 환원로 (19) 내부에는 노상 (34) 과 좌우 노벽 (37) 과 천정 (38) 에 의해 고온분위기를 형성하기 위한 터널형상의 고온공간부 (S) 가 형성되어 있다. 그리고, 노벽 (37) 에는 이 고온공간부 (S) 를 가열하기 위한 버너 (39) 가 다수 설치되어 있음과 동시에 노내의 고온가스를 배출하는 배기덕트 (40) 가 설치되어 있다. 또한, 좌우의 종프레임 (36) 에는 워터시일에 의한 물봉입부 (41) 가 설치되며, 노벽 (37) 에 고정된 노벽측 스커트 (42) 의 하단부와 노상 (34) 에 고정된 노상측 스커트 (43) 의 하단측이 이 물봉입부 (41) 내에 침수되어 있다.

또한, 환원로 (19) 의 소정 위치에는 그린 볼 (생펠릿) (GB) 을 노상 (34) 위로 공급하는 펠릿공급부 (44) 와, 노상 (34) 내에서 환원되어 환원이 끝난 펠릿 (환원철) 을 외부로 배출하는 펠릿배출부 (45) 가 인접하여 설치되어 있다. 즉, 펠릿공급부 (44) 에 대응하여 분리가능한 낮은 천정부 (46) 가 설치되며, 이 천정부 (46) 에는 펠릿받이 개구부 (47) 가 형성되어 있다. 그리고, 이 천정부 (46) 의 상측에는 펠릿공급호퍼 (48) 와 펠릿공급구 (49) 를 갖는 진동형 피더 (50) 가 설치되어 있다. 한편, 펠릿배출부 (45) 에 대응하여 분리가능한 낮은 천정부 (51) 가 설치되며, 여기에 펠릿배출용 스크루 (52) 가 설치되어 있다.

본 실시형태의 환원로 (19) 에 있어서는, 펠릿공급부 (44) 와 펠릿배출부 (45) 와 고온분위기를 형성하기 위한 고온공간부 (S) 를 나누기 위한 칸막이수단이 설치되어 있다. 이 칸막이수단은 천정 (38) 에서 내려서 노상 (34) 의 상측에 위치하는 중앙부 칸막이판과, 노벽 (37) 에 부착되어 노상 (34) 의 측방에 위치하는 측부 칸막이판으로 구성되어 있다.

즉, 펠릿공급부 (44) 에서 노상 (34) 의 회전방향 전방측과, 펠릿공급부 (44) 와 펠릿배출부 (45) 사이와, 펠릿배출부 (45) 에서 노상 (34) 의 회전방향 후방측에 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 이 각각 배치되어 있다. 이 각 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 은 횡폭이 넓은 판형상을 이루며 상단부가 천정 (38) 의 하면에 부착되고, 노상 (34) 의 폭과 거의 동일한 폭을 가지며 양측부가 좌우 노벽 (37) 과 접하고, 하단부가 이 노상 (34) 위의 그린 볼 (GB) 과 작은 틈을 이루도록 위치하고 있다.

또한, 마찬가지로 펠릿공급부 (44) 에서 노상 (34) 의 회전방향 전방측과, 펠릿공급부 (44) 와 펠릿배출부 (45) 사이와, 펠릿배출부 (45) 에서 노상 (34) 의 회전방향 후방측, 즉 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 과 같은 위치에서 노상의 양측에 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 이 각각 배치되어 있다. 이 각 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 은 도 5 에 상세하게 나타내는 바와 같이, 사각형상의 고정판 (55) 에 L 자형상의 연결판 (56) 에 의해 칸막이판 본체 (57) 가 T 자 형상으로 연결되어 있으며, 이 칸막이판 본체 (57) 는 도 4 에 상세하게 나타내는 바와 같이 노상 (34) 과 노벽 (37) 과 각 스커트 (42,43) 와의 구획된 가스유통공간부 (Q) 와 동일한 형상으로 되어 있다. 그리고, 칸막이판 본체 (57) 를 노벽측 스커트 (42) 의 외측에서 부착구멍 (42a) 으로 통과시키고, 고정판 (55) 을 노벽측 스커트 (42) 에 밀착한 상태로 볼트체결이나 용접 등에 의해 각 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 이 이 가스유통공간부 (Q) 를 나누도록 고정되어 있다.

여기서, 본 실시형태의 환원철 제조장치에 있어서 환원로 (19) 의 작용에 대하여 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이 환원로 (19) 에서는 구동장치에 의해 노상 (34) 이 소정 속도로 화살표 (T) 방향으로 회전하고 있으며, 버너 (39) 에 의해 고온공간부 (S) 가 가열되어 고온분위기로 되어 있는 한편, 이 고온공간부 (S) 내의 가스는 화살표 (G) 방향으로 흘러서 배기덕트 (40) 를 통해 배출된다. 이 상태에서 펠릿공급부 (44) 에서 진동형 피더 (50) 에 의해 펠릿공급구 (49) 로부터 펠릿받이 개구부 (47) 를 통해 노상 (34) 위에 공급된다. 환원로 (19) 내부로 공급된 그린 볼 (GB) 은 노상 (34) 과 함께 이동하고, 고온공간부 (S) 내부를 이동하는 동안에 고온가스의 복사열로 석탄에 의해 철광석중의 산화철이 환원되어 환원철로 된다. 그리고, 펠릿배출부 (45) 에서 환원된 그린 볼 (GB) 은 펠릿배출용 스크루 (52) 에 의해 노외로 배출되어 용기 (20) 에 채워넣어진다.

그리고, 이 환원로 (19) 에서는 노내의 고온가스가 역류하여 펠릿공급부 (44) (펠릿공급구 (49), 펠릿받이 개구부 (47)) 를 통해 분출되지 않도록 배기덕트 (40) 를 통해 노내의 고온가스를 배출하여 노내를 부압으로 유지하고 있다. 따라서, 도 2 에 나타내는 바와 같이 그린 볼 (GB) 을 펠릿공급부 (44) 로부터 노상 (34) 으로 공급할 때에 외부의 공기 (F) 가 노내로 침입한다. 그런데, 본 실시형태에서는 펠릿공급부 (44) 의 전후에 중앙부 칸막이판 (53a,53b) 이 배치되며, 그리고 펠릿배출부 (45) 에서 노상 (34) 의 회전방향 후방측에 중앙부 칸막이판 (53c) 이 배치되어 있다. 따라서, 펠릿공급부 (44) 를 통해 노내로 들어가서 노상 (34) 의 회전방향 전방으로 유동한 공기 (F₁) 는, 중앙부 칸막이판 (53a) 에 의해 막혀서 고온공간부 (S) 내로의 유동이 억제될 수 있다. 한편, 펠릿공급부 (44) 에서 펠릿배출부 (45) 측으로 유동하려는 공기 (F₂) 는 중앙부 칸막이판 (53b) 에 의해 막히며, 따라서, 공기가 펠릿배출부 (45) 에서 배출되는 직접환원철에 닿아 이 직접환원철을 재산화시키는 것을 방지할 수 있다.

또한, 펠릿공급부 (44) 를 통해 노내로 침입한 공기는 도 4 에 나타내는 바와 같이 가스유통공간부 (Q) 를 침입한다. 그런데, 본 실시형태에서는, 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 과 같은 위치에서 노상의 양측에 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 이 각각 배치되어 있다. 따라서, 가스유통공간부 (Q) 로 침입한 공기가 환원로 (34) 의 전체둘레로 흐르는 것이 억제되어 노내의 고온분위기나 압력의 조정에 미치는 영향을 줄일 수 있다.

이와 같이 본 실시형태의 환원철 제조장치에 있어서의 환원로 (19) 에서는,중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 및 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 에 의해 펠릿공급부 (44) 를 통해 노내로 침입한 공기가 고온공간부 (S) 나 가스유통공간부 (Q) 로 유동하는 것을 억제하여 직접환원철의 재산화를 방지함으로써 고금속화율을 갖는 직접환원철의 생산을 가능하게 함과 동시에 노내의 고온분위기나 압력의 조정에 미치는 영향을 줄일 수 있어서 운전효율의 향상을 도모할 수 있다.

그리고, 상술한 실시형태에서는 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 및 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 을 단지 판재로 하였으나, 그 형상이나 구조 또는 재료는 이에 한정되는 것은 아니다.

도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서의 중앙부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면, 도 8 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서의 중앙부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면, 도 9 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관한 환원로의 제조장치에 있어서의 중앙부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면, 도 10 은 본 발명의 제 5 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서의 측부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면, 도 11 은 본 발명의 제 6 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서의 측부 칸막이수단을 나타내는 환원로의 요부종단면도를 나타낸다. 그리고, 이하 설명하는 각 실시형태에 있어서 상술한 실시형태에서 설명한 것과 동일한 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 붙이며 중복되는 설명은 생략한다.

도 7 에 나타내는 바와 같이 제 2 실시형태에 있어서의 중앙부 칸막이수단은, 소요 사이즈의 폭이 긴 직사각형 벌크상 세라믹 파이버 (61) 를 직포상 세라믹시트 (62) 로 싸서 이불형상으로 형성하며, 이것을 L 형 부착브래킷 (63) 에 볼트 (64) 로 고정하여 구성되어 있다. 그리고, 이 부착브래킷 (63) 을 천정 (38) 에 고정함으로써, 천정 (38) 에서 내려서 노상 (34) 의 상측에 위치시키고 하단부가 그린 볼 (GB) 과 작은 틈을 이루도록 하고 있다. 따라서, 중앙부 칸막이수단의 경량화를 도모할 수 있음과 동시에 연질이기 때문에 노상 (34) 상의 그린 볼 (GB) 과 접촉하여도 따라 움직이거나 변형하여 파손을 방지할 수 있다.

또한 도 8 에 나타내는 바와 같이 제 3 실시형태에 있어서의 중앙부 칸막이수단은, 강판 (71) 을 심재로 하여 전면(全面)을 불연성 내열재 (72) 로 둘러싼 승강식 칸막이판 (73) 을 천정 (38) 의 가이드구멍 (74) 내로 끼워 통하게 하여 승강로드 (75) 를 통해 승강구동장치 (76) 에 의해 승강이 자유롭도록 지지하는 한편, 천정 (38) 에 노상 (34) 의 상면까지 또는 노상 (34) 상의 그린 볼 (GB) 까지의 높이를 검출하는 거리센서 (77) 를 설치하며, 이 거리센서 (77) 의 검출결과에 따라 승강구동장치 (76) 를 구동하여 승강식 칸막이판 (73) 의 높이위치를 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 노상 (34) 으로 공급되는 그린 볼 (GB) 의 공급량에 따라 노상 (34) 위의 그린 볼 (GB) 의 높이가 변화하여도 승강식 칸막이판 (73) 의 높이위치를 조정함으로써, 하단부와 그린 볼 (GB) 의 틈을 항상 적정하게 유지할 수 있으므로 확실하게 노내 공기의 유동을 억제할 수 있음과 동시에 승강식 칸막이판 (73) 의 파손을 방지할 수 있다.

또한 도 9 에 나타내는 바와 같이 제 4 실시형태에 있어서의 중앙부 칸막이수단은, 천정 (38) 에 가스분출노즐 (81) 을 설치하며, 이 가스분출노즐 (81) 과불활성가스 (N₂) 의 가스공급원 (82) 을 가스공급라인 (83) 으로 접속하여 구성되어 있다. 따라서, 가스공급원 (82) 에서 가스공급라인 (83) 을 통해 불활성가스가 가스분출노즐 (81) 로 공급되며, 이 가스분출노즐 (81) 에서 노상 (34) 상의 그린 볼 (GB) 을 향해 불활성가스를 분출함으로써 가스커튼 (84) 을 형성할 수 있으므로 노내 공기의 유동을 쉽게 억제할 수 있다.

그리고, 도 10 의 (a) 에 나타내는 바와 같이 제 5 실시형태에 있어서 측부 칸막이수단으로서의 측부 칸막이판 (91) 은, 고정판 (92) 에 L 자형상의 연결판 (93) 에 의해 칸막이판 본체 (94) 가 T 자 형상으로 연결되어 이루어지며, 칸막이판 본체 (94) 를 탄성변형가능하게 함과 동시에 선단부를 둥글게 하고 있다. 그리고, 노벽측 스커트 (42) 에 고정판 (92) 을 볼트체결이나 용접 등에 의해 고정하고 있다. 그리고, 도 10 의 (b) 에 나타내는 바와 같이 칸막이판 본체 (94) 대신에 탄성변형가능하며 중간부에 굴곡부 (95) 를 갖는 "く" 자 형상의 칸막이판 본체 (96) 로 하여도 된다. 따라서, 측부 칸막이판 (91) 의 선단부가 노상 (34) 의 측부에 접촉하여도 칸막이판 본체 (94) 의 선단부를 둥글게 하거나 중간부에 굴곡부 (95) 를 갖고 있기 때문에 이 측부 칸막이판 (91) 의 파손 등을 방지할 수 있다.

또한 도 11 에 나타내는 바와 같이 제 6 실시형태에 있어서의 측부 칸막이판수단은, 도 7 에 나타내는 중앙부 칸막이수단과 마찬가지로 벌크상 세라믹 파이버 (101) 를 직포상 세라믹 시트 (102) 로 싸서 이불형상으로 형성하며, 이것을 부착브래킷 (103) 에 볼트 (104) 로 고정하여 구성되어 있다. 그리고, 이 부착브래킷 (103) 을 노벽측 스커트 (42) 에 고정함으로써 가스 유통공간부 (Q) 를 나누고 있다. 따라서, 측부 칸막이수단의 경량화를 도모할 수 있음과 동시에 연질이기 때문에 노상 (34) 과 접촉하여도 따라 움직이거나 변형하여 파손을 방지할 수 있다.

그리고, 상술한 실시형태에서는 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 을 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 과 같은 위치, 즉 펠릿공급부 (44) 및 펠릿배출부 (45) 의 전후에 각각 배치하였으나, 이 펠릿공급부 (44) 및 펠릿배출부 (45) 를 제외한 가스유통공간부 (Q) 에 배치하여도 된다.

도 12 에 본 발명의 제 7 실시형태에 관한 환원철 제조장치에 있어서 환원로의 개략평면도를 나타낸다.

도 12 에 나타내는 바와 같이 환원로 (19) 는, 노상 (34) 상측의 고온공간부 (S) 가, 펠릿공급부 (44) 에 의해 그린 볼 (GB) 이 공급되는 펠릿공급존 (A) 과, 버너 (39) 에 의해 그린 볼 (GB) 을 가열하는 가열존 (B) 과, 그린 볼 (GB) 의 환원에 필요한 CO 비를 제어하는 CO 비 제어존 (C) 과, 그린 볼 (GB) 을 환원하는 환원분위기존 (D) 과, 환원된 그린 볼 (GB) 을 펠릿배출부 (45) 에 의해 배출하는 펠릿배출존 (E) 으로 구획된다.

가열존 (B) 에는 버너 (39) 및 이차연소용 공기를 공급하는 공기공급부 (58) 가 설치되며, 펠릿공급부 (44) 측과 배기덕트 (40) 측의 2 존으로 나누어진다. CO 비 제어존 (C) 에는 버너 (39) 및 이차연소용 공기를 공급하는 공기공급부(58) 가 설치됨과 동시에 CO 및 CO₂센서 (59) 가 설치되어 있으며, 그린 볼 (GB) 의 환원에 필요한 CO 비를 제어한다. 즉, CO 비는 CO/(CO₂＋CO) 에 의해 구해지며, 이 CO 비가 적정치 (예컨대, 0.2) 로 되도록 버너 (39) 에 의한 노내온도와 공기공급부 (58) 로부터의 이차연소용 공기량을 제어한다. 그리고, 이 CO 비 제어존 (C) 은 3 존으로 나누어진다. 환원분위기존 (D) 은 가열존 (B) 이나 CO 비 제어존 (C) 에 비하여 CO 비가 높아 그린 볼 (GB) 을 환원할 수 있는 환원분위기로 되어 있으며 3 존으로 나누어진다.

이와 같이 환원로 (19) 의 고온공간부 (S) 가 펠릿공급존 (A) 및 펠릿배출존 (E) 과는 별도로 가열존 (B), CO 비 제어존 (C), 환원분위기존 (D) 으로 나누어지며, 고온공간부 (S) 의 고온가스는 환원분위기존 (D) 에서 가열존 (B) 측으로 유동하여 배기덕트 (40) 를 통해 배출되는 흐름으로 되어, CO 비가 적정하게 제어되는 점에서, 이 존 (B,C,D) 에서는 가스유통공간부 (Q) 에서의 공기의 유동을 방지할 필요가 있다.

따라서, 본 실시형태에서는 펠릿공급존 (A) 및 펠릿배출존 (E) 을 구획하는측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 에 더하여 적어도 가열존 (B), CO 비 제어존 (C), 환원분위기존 (D) 을 구획하는 측부 칸막이판 (54d,54e) 을 설치하고 있다. 따라서, 환원로 (19) 의 고온공간부 (S) 에 있어서의 각 존 (B,C,D) 사이에서 가스유통 공간부 (Q) 를 통과한 공기의 유동이 억제되어 CO 비가 적정하게 제어되므로 고금속화율의 환원철을 제조할 수 있다.

그리고, 상술한 실시형태에 있어서 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 및 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 의 형상, 구조, 재료, 부착위치 및 방법 등 다종다양하게 설명하였으나, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니며 환원로 (19) 의 형상에 맞춰 적절히 설정하면 되는 것이고, 또한 중앙부 칸막이판 (53a,53b,53c) 의 구성을 측부 칸막이판 (54a,54b,54c) 에 사용하거나 혹은 그 반대로 사용하여도 된다.

이상, 실시형태에 있어서 상세하게 설명한 바와 같이 청구항 1 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에 의하면, 링형상을 이루는 회전식 노상을 회전이 자유롭도록 지지하고, 이 회전식 노상의 상측 및 측방을 프레임으로 덮음과 동시에 여기에 펠릿공급부 및 펠릿배출부를 설치하고, 철원료와 환원제의 혼합분말을 조립한 펠릿을 회전식 노상상의 고온분위기중에서 환원하여 환원철을 제조하는 환원철 제조장치에 있어서, 펠릿공급부와 고온분위기 공간부를 나누는 공급부 칸막이수단을 설치하였기 때문에, 펠릿공급부를 통해 외부의 공기가 노내로 침입하여도 칸막이수단에 의해 고온분위기 공간부나 펠릿배출부로의 공기의 유동을 억제하여 직접환원철의 재산화를 방지함으로써 고금속화율을 갖는 직접환원철의 생산을 가능하게 함과 동시에 노내의 고온분위기나 압력의 조정에 미치는 영향을 줄임으로써 운전효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한 청구항 2 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에 의하면, 펠릿배출부와 고온분위기 공간부를 나누는 배출부 칸막이수단을 설치하였기 때문에, 펠릿배출부에서 고온분위기 공간부로의 공기의 유동을 억제하여 노내의 고온분위기나 압력의조정에 미치는 영향을 줄임으로써 운전효율의 향상을 도모할 수 있다.

또한 청구항 3 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에 의하면, 칸막이수단을 프레임의 천정에서 내려서 상기 회전식 노상의 상측에 위치하도록 하였기 때문에, 간단한 구성으로 펠릿공급부 및 펠릿배출부에서 회전식 노상상의 고온분위기 공간부로의 공기의 유동을 억제할 수 있다.

또한 청구항 4 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에 의하면, 칸막이수단은, 칸막이판을 이동수단에 의해 상하이동이 가능하도록 하고, 높이검출수단이 검출한 회전식 노상상의 펠릿의 높이에 따라 제어수단이 이동수단을 작동제어하도록 구성하였기 때문에, 회전식 노상으로 공급되는 펠릿의 공급량에 따라 노상위의 펠릿의 높이가 변화하여도 칸막이수단의 높이위치를 조정함으로써, 하단부와 펠릿의 틈을 항상 적정하게 유지할 수 있으므로 노내의 공기의 유동을 확실하게 억제할 수 있음과 동시에 칸막이수단의 파손을 방지할 수 있다.

또한 청구항 5 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에 의하면, 칸막이수단을 회전식 노상의 측방에 위치하도록 프레임의 측부에 설치하였기 때문에, 회전식 노상의 측방에 형성된 가스유통공간부로 침입한 공기가 환원로의 전체둘레로 흐르는 것을 억제할 수 있으므로 노내의 고온분위기나 압력의 조정에 미치는 영향을 줄일 수 있다.

또한 청구항 6 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에 의하면, 칸막이수단을 적어도 고온분위기 공간부에 있어서의 가열존과 CO 비 제어존과 환원분위기존 사이에 설치하였기 때문에, 각 존 사이에서 프레임의 측부로 공기의 유동이 억제되므로각 존에서의 CO 비가 적정하게 제어되어 고금속화율의 환원철을 제조할 수 있다.

또한 청구항 7 에 기재된 발명의 환원철 제조장치에 의하면, 칸막이수단을 가요성을 갖는 칸막이판으로 하였기 때문에, 칸막이판의 선단부가 회전식 노상의 측부에 접촉하여도 탄성변형함으로써 파손 등을 방지할 수 있다.

Claims

철원료와 환원제의 혼합분말을 조립한 펠릿을 고온분위기중에서 환원하여 환원철을 제조하는 환원철 제조장치에 있어서, 링형상을 이루며 회전이 자유롭도록 지지된 회전식 노상과, 이 회전식 노상의 상측 및 측방을 덮음으로써 상기 고온분위기 공간부를 형성하는 프레임과, 상기 펠릿을 상기 회전식 노상위로 공급하는 펠릿공급부와, 상기 회전식 노상위에서 환원된 환원철을 외부로 배출하는 펠릿배출부와, 상기 펠릿공급부와 상기 고온분위기 공간부를 나누는 공급부 칸막이수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 펠릿배출부와 상기 고온분위기 공간부를 나누는 배출부 칸막이수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 칸막이수단을 상기 프레임의 천정에서 내려서 상기 회전식 노상의 상측에 위치하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 3 항에 있어서, 상기 칸막이수단은, 상하로 이동이 자유로운 칸막이판과, 이 칸막이판을 상하이동시키는 이동수단과, 상기 회전식 노상위의 펠릿의 높이를 검출하는 높이검출수단과, 이 높이검출수단의 검출결과에 따라 상기 이동수단을 작동제어하는 제어수단을 설치하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 칸막이수단을 상기 회전식 노상의 측방에 설치하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 5 항에 있어서, 상기 칸막이수단을 적어도 상기 고온분위기 공간부에 있어서의 가열존과 CO 비 제어존과 환원분위기존 사이에 설치하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 칸막이수단을 가요성을 갖는 칸막이판으로 한 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 3 항에 있어서, 벌크상 세라믹 파이버를 직포상 세라믹 시트로 싸서 이불형상으로 형성하여 상기 칸막이수단으로 하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 3 항에 있어서, 강판을 심재로 하여 전면을 불연성 내열재로 둘러싸고 판형상으로 형성하여 상기 칸막이수단으로 하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 3 항에 있어서, 가스분출노즐, 불활성가스공급원, 가스공급라인을 설치하고, 이 가스분출노즐에서 노상 위로 불활성가스를 분출함으로써 상기 칸막이수단으로 하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 5 항에 있어서, 탄성변형가능한 스테인리스강제 칸막이판을 상기 칸막이수단으로 하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 5 항에 있어서, 벌크상 세라믹 파이버를 직포상 세라믹 시트로 싸서 이불형상으로 형성하여 상기 칸막이수단으로 하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.
제 5 항에 있어서, 가스분출노즐, 불활성가스공급원, 가스공급라인을 설치하고, 이 가스분출노즐에서 노상 위로 불활성가스를 분출함으로써 상기 칸막이수단으로 하는 것을 특징으로 하는 환원철 제조장치.