KR100406397B1

KR100406397B1 - 소결배합원료의장입방법

Info

Publication number: KR100406397B1
Application number: KR10-1998-0057110A
Authority: KR
Inventors: 김영춘; 이무철; 고영남
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2004-02-14
Also published as: KR20000041274A

Abstract

본 발명은 코크스, 철광석 및 부원료를 혼합한 배합원료를 저장한 배합원료 공급조(1)와 상기 공급조의 직하부에 위치한 드럼피더(6)와 상기 드럼피더와 대향되어 경사져 위치된 배사판(7)을 포함한 장입장치(10)에서 상기 배합원료 공급조(1)의 드럼피더(6)와 소결대차(2) 사이에 회전 가능한 지지수단(21)과 상기 지지수단의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 하방으로 배열되는 다수개의 체인(22)을 구비한 조절장치(20)를 마련하여 상기 배사판(7)의 각도를 56~59°의 범위로 조정한 후, 상기 배합원료(3)의 최하층에서부터 층두께 방향으로 갈수록 적어도 미립이 많도록 하면서 최상층에 함유된 코크스가 최하층에 함유된 코크스의 양에 대하여 적어도 0.50%이상 많이 분포되도록 적출하는 것을 그 기술적 요지로 한다.

이러한 본 발명의 적출방법은 배합원료층의 공기 유속을 균일하게 하는 한편, 코크스의 소모량을 줄이면서도 착화를 용이하게 하고 소결을 원활히 진행하여 균일하고 안정된 소결조업을 통해 소결광의 생산성을 증대시킬 수 있다.

Description

소결 배합원료의 장입방법{A METHOD FOR CHARGING SINTERING MATERIAL AND AN APPARATUS FOR CONTROLLING THE CHARGES THEREFOR}

본 발명은 소결조업에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소결광 제조시 배합원료에 함유되는 코크스의 분포 조절을 통해 소결상태를 개선한 배합원료의 장입방법에 관한 것이다.

고로의 장입원료인 소결광은 철광석과 석회석, 사문암 등의 부원료, 그리고 연료원인 코크스와 반광을 혼합한 배합원료를 소결하여 제조된다. 즉, 소결조업은, 도1과 같은 소결기의 장입장치(10)에서 배합원료 공급조(1)로부터 소결대차(2)상에 배합원료(3)를 장입하고, 배합원료가 장입된 소결층의 상부에 위치한 점화로(4)에 의해 소결층을 착화시킨 다음, 소결층의 하부에 위치된 풍상(5)을 통해 공기를 흡입하여 소결층에서 입자를 괴상화하는 소결과정으로 이루어진다.

이러한 소결조업에서 소결 배합원료(3)의 적출과정은 공급조(1)에서 배합원료가 드럼피더(drum feeder)(6)의 회전에 의해 공급되어 경사진 배사판(7)을 통해 안내되면서 소결대차(2) 위에 적출된다. 이때, 적출되는 배합원료는 배사판의 안내로 비중이 큰 배합원료 입자는 대체로 층의 가장 밑으로 낙하되기 쉽고 비중이 적은 입자는 상층에 존재하는 경향이 있다. 정상적인 배합원료 적출과정에서 배합원료층의 장입분포는 하층에서 상층으로 갈수록 대립에서 미립으로 구성되도록 하는 것이며, 이를 위해 통상 소결기에서는 상기 배사판의 각도를 적당히 조절하고 있다. 만일 배합원료층이 비정상적인 분포를 이루게 되면 배합원료층의 통기성이라든지 소결 온도분포가 균일하지 못하게 되어 양질의 소결광 제조가 곤란하게 된다.

한편, 상기와 같이 배사판의 각도를 적절히 조정하는 경우 어느 정도 정상적인 배합원료의 장입분포는 이룰 수 있지만, 실제로 종래의 소결조업에 있어 도1과 같은 장입장치(10)를 통해 소결대차(2) 상에 적출되는 배합원료 층의 전체적인 장입분포 패턴을 살펴보면, 배합원료 층내의 분 코크스는 층 두께 방향으로 탄소 농도의 분포에서 큰 차이가 없는 경향이 있다.

배합원료의 연료원으로 사용되는 코크스는 대체로 5~ -0.125mm의 입도를 갖으며, 그 비중이 매우 적기 때문에 오히려 배합원료층의 중간층과 상층 사이에는 장입분포에 있어 코크스의 분포, 즉 탄소의 농도분포는 거의 차이를 나타내지 않는다. 이렇게 배합원료층의 중간층과 상층에 중, 미립의 분 코크스가 집중분포되면 착화도 불량하게 될 뿐만아니라 통기성이 악화됨은 물론 상층에는 열원이 부족하고 하층에는 열원이 과잉되는 현상이 발생되어 소결온도가 지나치게 높게 된다. 이에 따라 배합원료층은 전체적으로 용융이 격렬하게 진행됨에 따라 코크스의 소모는 많아지면서도 소결광의 강도에 있어서도 편차가 심하게 발생되고 소결광의 품질이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 배합원료의 장입방법에 따른 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 배합원료층의 두께 방향으로 배합원료내에 존재하는 코크스의 장입분포를 적절히 조절하므로써 배합원료층의 공기 유속을 균일하게 하는 한편, 코크스의 소모량을 줄이면서도 배합원료의 착화를 용이하게 하고 소결을 원활히 진행하여 균일하고 안정된 소결조업을 통해 소결광의 생산성을 증대시키고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 배합원료의 균일한 장입에 부합되는 배합원료 장입분포 조절장치를 제공함에 있다.

도1은 일반적인 소결기의 장입장치의 구성도

도2는 본 발명의 장입 조절장치의 구조도

도3은 도2의 조절장치가 구비된 소결기의 장입장치의 구성도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 ....... 공급조 2 ..... 소결대차

3 ....... 배합원료 4 ..... 점화로

5 ....... 풍상 6 ..... 드럼피더

7 ....... 배사판 10 .... 장입장치

20 ...... 조절장치 21 .... 지지수단

22 ......체인

상기 목적달성을 위한 본 발명은 코크스, 철광석 및 부원료를 혼합한 배합원료를 저장한 배합원료 공급조와 상기 공급조의 직하부에 위치한 드럼피더와 상기 드럼피더와 대향되어 경사져 위치된 배사판을 포함한 장입장치를 통해 상기 배합원료를 소결기의 소결대차 위에 적출한 다음, 적출된 배합원료를 소결하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

상기 배사판의 각도를 56~59°의 범위로 조정한 후, 상기 배합원료의 최하층에서부터 층두께 방향으로 갈수록 적어도 미립이 많도록 하면서 최상층에 함유된 코크스가 최하층에 함유된 코크스의 양에 대하여 적어도 0.50%이상 많이 분포되도록 적출하는 소결 배합원료 장입방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 배합원료 공급조로부터 소결대차에 배합원료를 공급하여 소결광을 제조하는 소결장치에 있어서,

상기 배합원료 공급조의 드럼피더와 소결대차 사이에 위치하며 회전 가능한 지지수단과, 상기 지지수단의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 하방으로 배열되는 다수개의 체인을 포함하여 구성되는 배합원료 장입분포 조절장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 배합원료를 소결대차 위에 적출할 때 종래의 배합원료 적출방법에 비하여 배합원료의 최하층과 최상층에 함유된 코크스의 분포 차를 보다 크게 함에 특징이 있다.

이를 위해 우선, 본 발명에서는 소결기의 배합원료 공급조에 하부에 위치된배사판의 각도를 약 56~59°의 범위로 조정함이 필요하다. 상기한 범위로 배사판을 조정하면 적출되는 배합원료층이 하층에서 부터 상층으로 갈수록 배합원료가 대립에서 미립자로 분포될 수 있고, 이에 따라 배합원료에 함유된 분 코크스의 농도도 하층에서 부터 상층으로 갈수록 많게 분포시킬 수 있게 된다.

바람직하게는 상기 배합원료의 하층에서부터 층두께 방향으로 갈수록 적어도 미립이 많도록 하면서 최상층에 함유된 코크스가 최하층에 함유된 코크스의 양에 대하여 적어도 0.50%이상 많이 분포되도록 적출하는 것이다.

이와 같이 배합원료층에 미립의 배합원료를 상층에 많이 분포시키고 또한 분 코크스가 하층보다 상층에 적어도 0.5%이상 보다 많이 분포되도록 하면 소결층내의 가스의 흐름이 원활하고 통기도가 개선됨은 물론이며, 소결층의 상부에서 착화성이 향상되고 하층에는 상대적으로 코크스가 적게 함유된 대립입자가 존재하여 상층의 열에 의하여 소결 진행상태가 매우 원활하게 될 수 있다.

이렇게 분 코크스의 농도를 분포시키는 방법은 여러 가지 수단이 있을 수 있다. 즉, 인위적으로 작업자가 분 코크스의 농도를 분포시킬 수도 있으나, 바람직하게는 공급조의 하부에 장입분포 유도장치를 배치하는 것이다.

도2는 본 발명의 장입분포를 유도하기 위한 배합원료 장입분포 조절장치(20)의 일례를 보이고 있다. 본 발명의 조절장치(20)는 크게 지지수단(21)과 체인(22)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 조절장치는 지지수단(21)의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 하방으로 다수개의 체인(22)이 배열된다. 상기 지지수단(21)의 양측 끝단은핸들(23)과 연결되어 상기 핸들을 회전시키면 자유롭게 회전되어 체인(22)이 지지수단에 감기거나 풀리면서 체인의 높이가 조정될 수 있다. 따라서, 상기 체인(22)이 일정한 길이로 조정되었을 때 다수개의 구멍이 형성된 위치 조절판(24)에 핀 등을 삽입하여 정해진 위치에 체인을 고정시킬 수 있게 된다.

도3은 배합원료 장입장치에 상기 조절장치(20)가 설치된 모습을 보이고 있다. 본 발명의 조절장치는 도3과 같이, 배합원료를 저장한 배합원료 공급조(1)와 상기 공급조의 직하부에 위치한 드럼피더(6)와 상기 드럼피더와 대향되어 경사져 위치된 배사판(7)을 포함한 장입장치이면 어느 것이나 적용 가능하다. 본 발명의 조절장치(20)는 공급조의 드럼피더(6)와 소결대차(2) 사이에 위치된다. 따라서, 공급조에서 유입되는 배합원료(3)가 배사판(7)에 의해 안내되어 낙하할 때 배합원료나 분 코크스, 특히 미립의 코크스는 체인(22)에 부딪혀 소결대차의 상층으로 유도될 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예1]

각종 철광석과 부원료, 그리고 코크스와 생석회를 표1과 같이 배합하고, 배사판의 각도를 52~64°의 범위로 변화시키면서 상기 배합된 원료를 적출하여 550mm의 두께로 소결대차에 적출하였다.

구분

생석회

코크스

부원료

배합원료(%)

입도(㎛)

배합량

입도(mm)

석회석

사문암

규석

A

B

C

D

E

조성(%)

1

3.8

1.6

11.4

1.6

0.7

1.1

37.6

8

33

1.8

2.22

상기와 같이 적출된 배합원료층을 3층으로 구분하여 배합원료층의 평균입도분포와 그 배합원료내의 탄소의 함량을 측정하고, 그 결과를 표2에 나타내었다.

구분	배사판의 각도(°)	배합원료의 평균입도(mm)	배합원료내의 탄소의 농도(%)
구분	배사판의 각도(°)	상층	중간층	하층	상층	중간층	하층
종래예1	60~64	3.35	3.47	3.56	4.38	4.64	4.70
종래예2	56~59	2.71	3.18	3.66	4.65	4.51	4.42
종래예3	52~55	3.20	3.41	3.54	4.31	4.52	4.40

표2에 나타난 바와 같이, 배사판의 각도를 60~64°의 범위로 경사지도록 한 종래예1의 경우 배합원료가 하층에서 상층으로 갈수록 작은 입도로 분포되었으나, 배합원료중의 탄소 농도는 중간층이 높은 것으로 볼 때 코크스는 중간층에 가장 많이 분포되었음을 알 수 있었다. 또한, 배사판의 각도를 52~55°의 범위로 경사지도록 한 종래예3의 경우 종래예1과 같은 경향을 나타내었다.

반면, 배사판의 각도를 56~59°의 범위로 경사지도록 한 종래예2의 경우 배합원료가 하층에서 상층으로 갈수록 작은 입도로 분포되었으며, 배합원료중의 탄소 농도도 상층이 가장 높은 것으로 볼 때 코크스는 상층에 가장 많이 분포되었음을 알 수 있었다. 따라서, 장입장치의 배사판의 각도는 56~59°의 범위로 경사지도록 함이 배합원료나 배합원료내의 코크스 분포를 가장 이상적으로 유도함을 알 수 있었다.

[실시예2]

실시예1에서 얻어진 바와 같이, 배사판의 각도를 56~59°의 범위로 고정한 상태에서 실시예1과 같은 조건으로 배합원료를 적출하였다. 이때, 본 발명의 경우도3과 같은 조절장치(20)를 이용하여 배합원료를 적출하였다.

구분	배합원료의 평균입도(mm)	배합원료내의 탄소의 농도(%)
구분	상층	중간층	하층	상층	중간층	하층
종래예4	2.68	3.25	3.64	4.67	4.48	4.40
종래예5	2.67	3.34	3.58	4.64	4.48	4.45
종래예6	2.70	3.36	3.59	4.70	4.41	4.40
발명예1	2.67	3.29	3.62	4.94	4.39	4.30
발명예2	2.65	3.32	3.59	4.97	4.38	4.30
발명예3	2.70	3.33	3.65	4.94	4.44	4.29

표3에 나타난 바와 같이, 본 발명(1-3)의 경우 종래의 방법에 비하여 배합원료층의 입도편차를 보다 크게 하고 있으며, 특히 배합원료내의 코크스 분포는 상층과 하층이 적어도 0.5%이상 차이가 발생되어 있음을 알 수 있었다.

이렇게 적출된 배합원료층을 점화하여 제조된 소결광에 대하여 낙하강도를 측정하고, 전체적인 소결광의 회수율, 생산성, 코크스 원단위, 그리고 소결층의 온도(BTP)를 측정하여 그 결과를 표4에 함께 나타내었다.

구분	소결광의 낙하강도, (%)	회수율(%)	소결 최고온도(℃)	코크스 원단위(kg/톤)	생산성(톤/일/㎡)
종래예4	91.1	78.2	420	49.2	37.8
종래예5	91.0	78.3	414	49.3	37.9
종래예6	91.0	78.2	418	49.2	38.1
발명예1	91.6	78.5	389	48.9	38.6
발명예2	91.7	78.8	392	48.8	38.7
발명예3	91.4	78.6	385	48.9	38.7

표4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 경우 종래방법에 비하여 코크스의 원단위가 크게 감소하면서 생산성은 향상되면서도 낙하강도는 종래의 소결광에 비하여 보다 우수하였다. 특히, 본 발명의 경우 적절한 탄소의 분포로 소결층의 하층에서 열량 과잉 현상이 없어져 소결 최고온도가 35~36℃ 정도 저하되어 소결대차 등의적열 현상을 방지하고 배광부에서 소결덩어리의 분리도 양호하게 되었다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 배합원료층의 두께 방향으로 배합원료내에 존재하는 코크스의 장입분포를 하층보다 상층에 많이 분포되도록 조절하므로써 배합원료층의 공기 유속을 균일하게 하는 한편 코크스의 소모량을 줄이면서도 배합원료의 착화를 용이하게 하고 소결을 원활히 진행하여 균일하고 안정된 소결조업을 통해 소결광의 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

Claims

코크스, 철광석 및 부원료를 혼합한 배합원료를 저장한 배합원료 공급조와 상기 공급조의 직하부에 위치한 드럼피더와 상기 드럼피더와 대향되어 경사져 위치된 배사판을 포함한 장입장치를 통해 상기 배합원료를 소결기의 소결대차 위에 적출한 다음, 적출된 배합원료를 소결하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

회전 가능한 지지수단과, 상기 지지수단의 길이 방향을 따라 일정 간격을 두고 하방으로 배열되는 다수개의 체인을 포함하여 구성되는 배합원료 장입분포 조절장치를 상기 배합원료 공급조의 드럼피더와 소결대차 사이에 위치시키고,

상기 배사판의 각도를 56~59ㅀ의 범위로 조정하여 상기 배합원료의 최하층에서부터 층두께 방향으로 갈수록 적어도 미립이 많도록 하면서 최상층에 함유된 코크스가 최하층에 함유된 코크스의 양에 대하여 적어도 0.50%이상 많이 분포되도록 적출함을 특징으로 하는 소결 배합원료 장입방법.