KR100411280B1 - 소결원료의 장입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결원료를 슈트를 이용하여 소결기로 장입하는 장치에 관한 것으로, 그 목적은 슈트내의 상부에서는 입자의 운동상태를 크게 하면서 그 이후에는 원료의 수평운동성분을 최적화 함으로써 소결대차로 장입된 원료의 곡면변화가 안정적이면서도 원료의 수직편석도를 증대시킬 수 있는 소결원료 장입장치을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소결원료가 저장되어 있는 소결원료호퍼와 소결원료를 하부로 공급하는 드럼형피더로 구성되는 원료공급부와, 공급되는 소결원료를 소결대차로 장입하는 슈트를 포함하여 이루어지는 소결원료장입장치에 있어서, 상기 슈트는

(a) 상단부가 드럼형피더에 근접하여 경사지게 배치된 최상부 경사판;과

(b) 상기 최상부 경사판 하부에서 각 판의 경사각도가 점진적으로 작아지면서 원료장입방향을 따라 순차적으로 배치되는 적어도 1개이상의 하부 경사판을 포함하여 이루어지는 소결원료 장입장치에 관한 것을 그 기술적요지로 한다.

Description

소결원료의 장입장치{Apparatus for charging sinter-mix onto pallet}

본 발명은 소결원료를 슈트를 이용하여 소결기로 장입하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슈트내의 상부에서는 입자의 운동상태를 크게 하면서 그 이후에는 원료의 수평운동성분을 최적하여 소결대차로 장입된 원료의 곡면변화가 안정적이면서도 원료의 수직편석도를 증대시킬 수 있는 소결원료 장입장치에 관한 것이다.

일반적으로 소결공장에서는 소결원료를 장입장치를 이용하여 소결기의 소결대차로 장입하여 소결광을 제조하고 있다. 도 1에는 최근 가장 개선된 유형의 소결원료 장입장치가 도시되어 있는데, 이 소결원료 장입장치는 슬릿 와이어 슈트(chute)(10)를 이용한 것이다.

도 1의 소결원료 장입장치는, 미분 철광석, 석회석 등 부원료 및 연료인 미분 코크스를 배합한 소결원료(1)가 저장된 소결원료호퍼(2)와 이 소결원료를 그 회전에 의해 소결원료호퍼의 호퍼게이트(4)를 거쳐 하부로 공급하는 드림형피더(3)로 구성되는 원료공급부와, 공급되는 소결원료를 소결대차(8)에 먼저 깔려 있는 바닥광의 위로 장입하는 슈트(10)로 구성되어 있다. 슈트(10)는 상부경사판(11), 슬릿와이어(16), 하부경사판(12)으로 구성되며, 슬릿와이어(16)와 하부경사판(12)이 소결대차(8)의 상부에는 작은 입자, 하부에는 큰 입자가 장입(수직편석조장)되도록 소결원료를 분급하는 역할을 한다.

소결대차(8)에 소결원료(1)가 장입되면 소결원료의 표면을 표면고름판(6)으로 고르게 하여 점화로(7)에서 점화하고 흡인블로어(미도시)에 의한 풍상에서 하부로 흡인되는 공기에 의하여 소결원료내에 포함되어 있는 코크스의 연소에 의해 소결반응을 진행시켜 소결광을 제조한다.

이러한 소결조업에 있어서는, 소결대차에서의 원료의 장입상태를 하부에는 큰 입자, 상부에는 작은 입자가 위치하도록(수직편석조장)하여 연료인 코크스가 상부에 많도록 인위적으로 조장하는 것이 필요하다. 수직편석이 효과적으로 조장되면, 소결기 상-하 방향의 열량불균형 현상이 억제되는 한편, 소결기내 원료층에 유입되는 공기의 저항(통기저항)을 낮추어 소결광 생산성이 향상된다. 이때, 가능하면 소결기 폭방향으로도 원료의 장입밀도를 계속하여 고르게 유지되도록 하는 것이 최상인 것은 주지의 사실이다.

따라서, 소결광제조 분야에서는 원료의 장입상태를 개선하기 위하여 많은 노력을 하고 있으며, 이는 주로 소결원료 장입장치의 개선에 달려 있다고 할 수 있다.

도 2에 여러 가지 슈트의 유형이 제시되어 있는데, 소결기내 원료입자의 수직편석을 강화하기 위해서는 이러한 슈트의 구조에 관계없이 낙하되는 입자의 수평속도 성분(Vx)을 빠르게 하는 것이 좋다는 것은 잘 알려진 사실이다. 특히, 슈트의 경사각(α)을 낮게 하는 것이 좋은 방법이 되고 있으나, 이러한 상태에서는 슈트표면에서의 입자의 장입속도가 느려져 정체현상이 발생되기 쉬우며, 이에 따라 경사면 표면에 불규칙적으로 부착광이 대량 생성된다. 경사판 또는 슬릿와이어의 상면에 부착광이 생기면, 계속되는 원료의 흐름이 방해되고, 이것은 소결대차의 폭방향으로 원료의 장입밀도의 변화를 초래하여 소결기내 반응상태를 불규칙하게 하는 가장 큰 원인이 되고 있다. 따라서, 수직편석과 더불어 부착광의 방지는 안정적 조업에 중요한 요건이다.

최근에 가장 개선된 유형이라는 도 1과 같은 스릿 와이어형 슈트의 경우에도 소결원료의 부착문제 때문에 슈트의 상하부 경사판의 경사각도를 50-60˚의 범위(실조업에서는 상하부 경사판의 경사각도를 55˚로 함)에서 동일하게 하여 부착광발생의 방지와 수직편석조장을 하고 있다. 그러나, 상부 경사판(11)의 경사도가 작아서 드럼형피더(3)로부터 공급된 입자의 운동방향이 역전이 커져서 입자의 정체가심하다. 따라서, 상부 경사판(11)에는 부착광의 발생이 쉬우며, 입자의 운동상태도 불량하여 입자가 하부 경사판(12)과 슬릿와이어(16)에 도달하기 전에 입도분급이 잘안되는 문제가 있다. 또한, 하부 경사판도 경사각도가 커서 입자의 수평속도 성분이 작아지고, 이에 따라 소결대차에서 소결원료의 수직편석이 효과적으로 조장되지 않는다. 또한, 특히 원료흐름 방향의 정면에 설치되어 있는 슬릿와이어의 표면과 미분의 원료가 흐르는 하부 경사판 표면에는 부착광의 형성이 용이한 문제가 있다. 소결원료의 부착은 원료에 수분함량이 많아지면 더 심해진다. 소결원료중에서 미분철광석에는 6% 전후의 수분이 함유되어 있다.

이러한 문제를 개선하기 위해, 일본 공개특허공보 평 9-210566에서는 경사판형의 슈트 대신에 경사면 방향으로 와이어가 슬릿을 이루도록 여러 개 설치하고, 이 와이어에서의 부착광을 자동적으로 제거하도록 구성된 장입장치가 제안된 바 있다. 이 방법은 여러 장점에도 불구하고 구조적으로 복잡하며 특히, 장입원료 높이 제어에 있어서 신규의 제어방식이 요구되는 등의 실제적용이 매우 까다롭다.

또한, 일본 공개특허공보 JP-85543,88240('87)에는 경사형 슈트의 하단에 여러 개의 봉을 경사면에서의 원료의 흐르는 방향으로 설치하고 각 봉을 한쪽 끝을 정점으로 한 깔대기형으로 회전시켜 원료 낙하폭을 분사시키면서 슬릿와이어와 유사한 역할을 수행하도록 한 장입장치가 제안된 바 있다. 원리상으로는 장점이 크나 설비가 구조적으로 대단히 복잡하여 장기적 조업에 따르는 정비나 안정성에 많은문제점을 내포하는 등 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.

이와 같이, 지금까지 제안된 소결원료 장입장치는 소결기에 장입되는 원료의 분산기능에 초점을 맞추고 있어서 특히 조업과정중 불규칙적으로 발생하는 부착광에 의한 조업 불안정을 효과적으로 해소할 수 없는 것과 또는 부착광의 제거에 복잡한 유형의 장치가 설치되어야 하는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라, 일반 장입장치에서는 소결기에 원료가 쌓여다가 자중에 의하여 내려 앉는 등의 장입된 원료곡면의 주기적 변동이 심하며 이것은 소결기내 수직 입도편석에 치명적인 것으로 알려져 있다.

본 발명은 상기한 종래문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 슈트내의 상부에서는 입자의 운동상태를 크게 하면서 그 이후에는 원료의 수평운동성분을 최적하여 부착광의 발생염려가 없으면서 소결대차로 장입된 원료의 곡면변화가 안정적이면서도 원료의 수직편석도를 증대시킬 수 있는 소결원료 장입장치을 제공함에 있다.

도 1은 슬릿와이어(또는 봉) 슈트를 이용한 소결원료 장입장치의 개략도

도 2는 편석도에 미치는 입자속도의 영향을 보이는 그래프

도 3은 본 발명의 소결원료 장입장치의 일례도

도 4는 본 발명의 슈트의 작용을 나타내는 개념도

도 5는 본 발명의 슈트의 기본 구조도

도 6은 본 발명의 슈트와 종래 일체형 슈트를 비교한 모식도

도 7은 본 발명의 소결원료장입장치와 종래 일체형 슈트를 채용한 소결원료 장입장치를 비교한 모식도

도 8은 본 발명의 소결원료 장입장치에 부착광석을 제거수단을 채용한 일례도

도 9은 본 발명의 소결원료 장입장치에서 슈트의 경사각도에 따른 부착광석의 발생량을 나타내는 모식도

도 10은 본 발명과 종래의 장입장치의 특성을 나타내는 그래프

*도면의 주요부분에 대한 보호의 설명*

1.....소결원료 2.....호퍼

3.....드럼형피더 4.....게이트

10, 100.....슈트 11, 110.....(최)상부 경사판

12, 120, 130, 140.....하부 경사판

111, 121.....제2경사면 112.....칼날형 스크래퍼

113.....노즐형 스크래퍼

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 소결원료 장입장치는, 소결원료가 저장되어 있는 소결원료호퍼와 소결원료를 하부로 공급하는 드럼형피더로 구성되는원료공급부와, 공급되는 소결원료를 소결대차로 장입하는 슈트를 포함하여 이루어지는 소결원료장입장치에 있어서, 상기 슈트는

(a) 그 상단부가 드럼형피더에 근접하여 경사지게 배치된 최상부 경사판;과

(b) 상기 최상부 경사판의 하부에서 각 판의 경사각도가 점진적으로 작아지면서 원료장입방향을 따라 순차적으로 배치되는 적어도 1개이상의 하부 경사판을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 소결원료 장입장치는, 그 슈트 상부에서는 주로 입자의 운동상태를 커지도록 하고, 그 하부에서는 점진적으로 원료의 수평운동 성분이 증대되도록 경사판의 각 부분의 역할을 구분하여 경사판을 각각 분리하여 슈트를 구성하는데, 그 특징이 있다.

일반적으로 소결원료의 장입장치는 (1) 경사면에서의 소결원료의 분급을 효과적으로 하고, (2) 또한, 소결기내에 수직편석을 효과적으로 조장하며, (3) 소결기내 원료의 장입밀도를 작게 할 수 있도록 구성되는 것이 가장 바람직하다.

따라서, 상기 (1)(2)(3)의 관점에서 소결원료 장입장치를 설계하는 것이 중요한데, 이중 (3)소결기내 원료의 장입밀도는 일반적으로 경사면에서 원료 낙하폭을 넓게 유지하여 확보되어지고 있다. 본 발명에서는 (1)입자분급과 (2)수직편석의관점에서 소결원료 장입장치를 구성한다.

(1) 소결원료의 입자분급은 경사면의 길이를 길게 하여 입자의 이동거리를 가능하면 길게 하면 효과적으로 달성될 수 있는데, 이렇게 되면 원료흐름들의 정체 또는 이에 의한 부착광 형성의 용이해진다. 이와 같이, 소결원료의 입자분급과 부착광의 발생은 상호 역작용의 관계에 있다. 따라서, 입자분급을 고려한 경사면의 길이는 현재 최적화되어 있으므로, 어떻게 부착광의 발생을 효과적으로 방지하느냐가 중요한 관건이다.

따라서, 본 발명에서는 소결원료 장입장치의 슈트의 경사면중 부착이 예상되는 지점은 입자의 운동상태를 유지하는 역할을 우선적으로 할 수 있도록 구성하고, 그 이후에 유동중인 입자의 운동방향을 점진적으로 바꿈으로써 입자의 정체에 의한 부착광의 형성을 구조적으로 방지하도록 경사판을 구성한다. 이와 같이 구성하면 부착광의 발생을 최소화할 수 있어 입자의 분급이 최대화 된다.

(2) 수직편석은 경사면 하단에서의 입자 운동속도중 수평방향 속도성분을 크게 하면 조장될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 경사판의 경사각도를 점진적으로 작게 하여 원료입자의 수평속도성분을 점진적으로 크게 하여 수직편석을 최대화한다.

이와 같이 본 발명은 소결원료의 운동원리에 입각하여 소결원료 장입장치를 개발한 것으로, 이를 도 3 ∼도 8에 의해 설명한다.

도 3에는 본 발명의 소결원료 장입장치의 바람직한 일례가 제시되어 있다. 본 발명의 소결원료 장입장치는 크게 소결원료호퍼(2)와 드럼형피더(3)을 포함하여 구성되는 원료공급부와 슈트(100)를 포함하여 구성된다.

본 발명에서 슈트(100)는 그 상단부가 드럼형피더(3)에 근접하여 경사지게 배치된 최상부 경사판(110)과 상기 최상부 경사판(110) 하부에서 각 판의 경사각도(수평각도, A)가 점진적으로 작아지면서 원료장입방향을 따라 순차적으로 배치되는 1개 이상의 하부 경사판(120, 130, 140)을 포함하여 구성된다.

본 발명에서는 드럼형 피더(3)과 소결대차와의 거리(높이) 그리고, 경사판의 길이를 고려하여 복수의 경사판을 순차적으로 각각 분리하여 배치하되, 이때 경사판의 경사도를 하부로 갈수록 점차 작게 한다.

경사판의 경사각도를 점진적으로 작아지도록 하면, 상대적으로 상부쪽은 경사각도를 크게 할 수 있고 하부쪽은 경사각도를 작게 할 수 있다. 따라서, 상부쪽에서 입자의 운동상태를 크게 할 수 있기 때문에 입도분급이 원활하고 부착광의 생성이 적어지며, 하부쪽에서는 소결원료 입자의 수평속도성분이 점차 증대되므로 수직편석이 증대된다.

본 발명에서 최상부 경사판(110)에서는 드럼형피더(3)로부터 공급되는 원료입자의 운동방향의 역전현상이 일어난다. 따라서, 이 부분에서 입자의 정체가 일어나기 쉬운 관계로 여기서는 입자의 운동방향의 역전과 경사면상에서 입자의 유동유지 역할만을 위하여 경사각도를 가능한 높게 한다. 바람직하게는 최상부 경사판(110)은 90∼60˚의 경사각도를 갖도록 한다.

본 발명에서 하부 경사판(들)은 30˚이상의 경사각도에서 최상부 경사판의 경사각도 보다 작은 경사각도를 갖으면서 그 경사각도가 점차 작아지도록 한다. 이때 경사판간의 경사각도 편차는 20˚ 이내로 한다. 하부 경사판의 경사각도가 30˚미만이면 부착광의 생성우려가 있으며, 경사판간의 경사각도 편차가 너무 커져도 경사면에서의 입자 정체를 유발하여 부착광이 생성될 우려가 있다.

본 발명에서 슈트는 도 3에서와 같이 4개의 경사판으로 구성될 수 있다. 즉, 최상부(제1단) 경사판의 직하부에서부터 상기 소결대차의 직상부까지는 3개의 하부 경사판(제2, 제3, 제4단 경사판)이 배치될 수 있다. 50-70˚의 경사각을 갖는 제2단 경사판, 40-60˚의 경사각을 갖는 제3단 경사판, 30-50˚의 경사각을 갖는 제4단 경사판이 순차적으로 배치될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에서는 도 4에서와 같이 상부 경사판(110)의 하면의 일단부 직하에 하부 경사판(120)의 상단부가 위치하여 경사판이 단차가 형성되도록 경사판들을 배치한다. 이는 상하부 경사판이 공간적으로 분리되어 있어서 특히 작은 입자의 유동상태를 효과적으로 유지할 수 있다.

본 발명의 슈트의 작용을 도 4를 통해 자세히 설명한다.

최상부 경사판('제1단 경사판'이라고도 함)은 거의 수직상태로 유지되며, 이에 따라 드럼형피더(3)에서 공급된 원료는 역전현상(a)이 최소화되어 정체 없이 경사면의 방향으로 흐르는데, 이때에는 원료입자(b)가 수직방향 운동성분이 매우 커져 입자의 유동상태가 유지되면서 그 아래의 제2단 경사면으로 공급된다.

제1단 경사판과 제2단 경사판 사이는 공간적으로 분리되어 있어서 경사면 표면을 흐르는 작은 입자의 유동상태를 효과적으로 유지할 수 있으며(c), 경사면을 흐르는 원료의 주흐름(b)는 그 흐름방향이 그대로 유지된다.

제2단 경사판에서는 제1단 경사판에서 공급된 수직방향 운동성분이 큰 원료입자의 흐름방향(b)을 점진적으로 수평방향으로 바꾸는 역할을 수행한다. 이때도 역시 급격한 제2,3단 경사판의 각도편차는 경사면에서의 입자 정체를 유발하여 부착광 생성이 쉽게 때문에 입자의 유동을 유지하는 조건에서 적당한 각도 변경이 필요하다. 여기서 제2,3단 경사판은 제1단 조각 경사판에서의 주로 수직방향으로 흐르는 입자의 운동을 점진적으로 수평방향으로 바꾸기 위한 것으로, 최종 제4단 조각 경사판에서의 급격한 수평각도 감소로 인한 경사면에서의 입자흐름 정체를 해소하기 위한 중간역할을 한다.

최종적으로 제4단 경사판은 소결대차에 공급되는 원료의 수평속도를 최대로 하기 위한 목표를 수행하는 것으로 상부 1,2,3단 경사판에서 점진적으로 감소된 경사각도를 최종 목표 각도인 최종 50∼30˚까지 낮춤으로서 제1단에서 거의 수직방향의 유동상태의 입자운동 b을 i와 같이 최종적으로 수평방향의 속도성분이 큰 입자운동으로 변경하는 기능을 한다.

종래의 장입장치에서는 경사판의 경사각도가 동일하게 유지되도록 구성되었기 때문에 부착광 형성방지를 위하여 경사각도를 높일 수 밖에 없었다. 이에 따라, 소결기 대차내 입자 수직편석을 강화하기 어려웠 던 것이다. 이에 반해 본 발명의 장치장치는 입자의 수평방향 속도를 크게 하도록 경사판의 배열되기 때문에 소결기내 입자의 수직편석을 유도할 수 있는 동시에 정체에 의한 부착광의 생성을 적극적으로 방지할 수 있다.

도 5, 6에 의해 본 발명의 소결원료 장입장치의 장점을 설명한다.

도 5에서 경사판의 높이를 H라 하고 제1,2,3,4단 경사판의 경사각도를 각각 75˚, 65˚, 55˚, 45˚로 할 때, 4개의 경사판의 경사면의 총길이는 [(1.035+1, 103+1, 221+1.414)/4×H]로서 경사판의 높이의 1.93배이며다. 폭 W은 높이의 0.609배이다.

여기서 도 6과 같이 발명의 장치 폭에서 일체로 경사각을 유지한 O-A 경사면의 길이인 1.155×H의 경우 보다 경사면의 길이가 길며 이것은 경사면에서의 일자 분급의 가능성을 높일 수 있는 것을 나타내며, 한편으로 입자의 정체가 없다는 조건으로 제4단 경사판과 같은 각도로 구성한 O-B일체의 경사면의 경우와 비교하면 발명 장치의 폭이 0.609배로 작기 때문에 보다 협소한 공간에서도 장치의 적용이 용이하다는 유리한 점이 있다.

한편, 도 7에는 같은 설비조건에서 발명의 장치와 종래의 경사판형 장입장치의 적용상태를 비교하여 나타낸 것이다. 여기서 P는 드럼형피더(3)에서 공급된 원료의 경사판 충돌점, H는 충돌점에서 소결기대차 상단까지의 높이, L은 충돌점에서 경사판 끝단까지의 높이를 의미한다.

도 7에서 일체형 경사판형 장치를 나타내는 도 7(a)(b)(c)에서 경사판 충돌점까지의 낙하거리 D는 드럼형피더(3) 등 주변장치의 간섭에 의하여 경사가 적을수록 길어지고 소결기까지의 높이는 짧아지므로, 경사면에서의 충돌에 의한 에너지손실율은 커지고, 낙하입자 속도의 수평방향 속도배분율 즉, COS(A)는 커진다.

여기서, 공급원료 입자의 위치에너지를 운동에너지로의 전환은 경사면의 경사각이 클수록 유리하고, 낙하 입자의 위치에너지를 운동에너지로의 전환도 경사각 이 클수록 유리하다. 그러나, 낙하 입자의 수평방향의 속도분배는 경사각이 적을수록 유리한 상반적인 관계에 있음을 알 수 있다.

본 발명의 소결원료 장입장치에서는 도 7(d)에서와 같이 경사판의 경사각도를 하부로 갈수록 점진적으로 작아지게 하여 구조적으로 그 기능을 부담하도록 함으로써 상반적인 두가지 요소를 해결한 것이다. 즉, 경사판을 조각으로 나누어서 상부 경사판의 각도를 높임으로서 공급 원료입자의 충돌에너지 손실율을 줄이면서 경사면에서의 원료입자의 정체를 방지하고 그 아래 여러조각의 조각 경사각도를 점차적으로 줄임으로서 원료입자의 위치에너지를 운동에너지로 전환하면서 입자의 수평방향속도 성분비를 크게 한 것이다.

본 발명에서는 전체 철골 구조물에 각 경사판을 카세트형으로 만들어 삽입하는 구조로 구성이 가능하며, 이에 따라 제작이나 개조가 극히 용이한 특징이 있다. 또한, 슈트에는 경사면의 경사각을 조절할 수 있는 수단을 채용하여 경사각도를 필요에 따라 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 소결원료 장입장치에서는 혹시 부착광의 발생이 우려되는 경우에 부착광의 부착을 사전에 방지하거나 또는 부착광을 제거할 수 있는 스크래퍼를 채용할 수 있으며, 그 일례가 도 8에 제시되어 있다.

도 8(a)에는 필요에 따라 각각의 경사면(110)에 제2경사면(111)을 추가로 설치하여 부착광을 사전제거하거나 방지하는 그 일례가 제시되어 있다. 즉, 경사판의 상면에서 제2경사면이 상하 이동하여 경사면에 부착되는 광석을 제거하도록 할 수 있다.

도 8(b)에는 필요에 따라 각각의 경사면(110)에 칼날형 제거기(112)가 추가로 설치하여 부착광의 발생을 사전에 방지하거나 제거할 수 있다. 칼날형 제거기를 경사면에 접촉하도록 구성하여 경사면을 따라 좌우로 왕복이동 시켜서 부착광을 제거한다.

도 8(c)에는 필요에 따라 예를 들어 제1단 경사판(110)과 제2단 경사판(120)의 사이에 공기분사노즐(123)을 설치하여 경사판의 상면에 그 길이방향으로 공기를 분사하여 부착되는 광석을 제거하도록 구성한다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

본 발명의 장치를 실현하기 위하여 도 9에서와 같이, 경사판 슈트(재질:SUS304) 전체 높이를 기준으로 1-4등분하여 1-4개의 경사판을 각각의 경사각도를 조절할 수 있게 하여 설치하였다. 본 장치의 실험에는 호주산 적철광을 수분 6%로 조절하여 원료로 사용하였으며, 특히 입자의 정체성은 1분간 균일 장입상태 유지후 정지 상태에서 경사면 표면의 입자의 정체상태를 기준으로 판단하였다.

도 9(a)에는 1개의 경사판만을 채용한 슈트를 이용하여 소결원료를 장입한 경우, 경사판의 경사각는 80-60˚범위로 하여 경사면 표면상의 입자의 정체성을 도시한 것이다. 여기서는 입자의 공급방향과 경사판의 경사방향이 다르기 때문에 입자의 방향 전환에 따른 입자의 정체가 심하며 특히 60˚ 이하에서는 그 경향이 뚜렷하였다.

도 9(b)에는 최상부 경사판(제1단 경사판)을 경사각 70도˚의 조건에서 그 하부의 제2단 경사판의 경사각을 60-50˚ 범위로 할 때, 제2단 경사판의 경사각도에 따른 표면상의 입자의 정체성을 도시한 것이다.

도 9(c)에는 최상부 경사판(제1단 경사판)과 그 하부의 제2-3단 경사판의 배치되는 경우에 제1단 경사판:70˚, 제2단 경사판:60˚, 제3단 경사판:40∼60˚로 경사각도를 갖도록 할 때, 제3경사판의 경사각도에 따른 표면상의 입자의 정체성을도시한 것이다.

도 9(d)에는 최상부 경사판(제1단 경사판)과 그 하부의 제2-4단 경사판의 배치되는 경우에 제1단 경사판:70˚, 제2단 경사판:60˚, 제3단 경사판:50˚, 제4단 경사판:30∼50˚로 경사각도를 갖도록 할 때, 제4단 경사판 표면상의 경사각도에 따른 입자의 정체성을 도시한 것이다.

도 9(b)(c)(d)에서는 입자의 공급방향이 각각의 경사판의 경사방향과 유사하기 때문에 약 20˚편차범위내에서는 크게 입자의 정체현상 없이 입자의 운동상태 변경이 가능한 결과를 얻었다.

[실시예 2]

도 10에서와 같이 본 발명의 장치와 유사한 여러형태의 일체식 경사판에서 원료 낙하위치를 동일하게 유지하고, 원료의 공급속도를 50-300(Ton/Hr/m)로 변화시킨 경우에 대하여 경사판 끝단에서의 낙하입자의 속도비(Vx/Vy)변화, 소결기에 쌓이는 원료의 장입곡면의 경사각도 변화와 아래식에 의해 편석도 변화를 나타내었다.

편석도(-) = (최하층 평균입경-최상층 평균입경)/(최상층높이-최하층 높이)

경사판 각도 75˚의 일체식 슈트인 경우(B)는 입자의 낙하속도가 가장 빨랐으나, 속도비(Vx/Vy)는 적었으며, 장입곡면 각도가 매우 크나 그 변화폭이 좁았으며 결과적으로 편석도가 적은 결과를 보이고 있다. 이러한 것은 경사각이 감소될수록(B→D) 입자의 속도비는 커지고 장입곡면 각도의 변화폭은 약간 증가하나 편석도는 증가하는 경향을 보이고 있다. 이에 반해 본 발명의 장치의 경우(A)는 속도비가 가장 크며, 장입곡면의 변화폭도 비교적 안정되어 있고, 편석도가 크게 개선된 결과를 나타내었다.

실험결과에 의하면 본 발명의 장치는 구조적으로 동일한 높이와 보다 좁은 폭의 공간에서도 낙하 입자의 속도비가 가장 크며, 장입곡면의 변화가 비교적 안정되어 있고, 특히 이러한 상태에서 소결기내 원료의 수직편석도를 획기적으로 증대시킬 수 있다는 결론을 얻을 수 있었다. 이와 같이, 수직편석도가 증대되면, 소결기 내로 유입되는 연소용 공기 흐름 저항을 줄여 소결광 생산성을 향상시키는 한편, 소결층 상/하부의 열량 불균일성을 방지하여 효과적으로 소결광 회수율을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 4개의 경사판을 일례로 하여 본 발명의 장입장치를 설명하였는데, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니다. 본 발명에서 경사판의 경사각도를 점진적으로 작게 하여 낙하되는 입자의 수평속도성분을 증대하여 수직편석을 조장하는 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖는 동일한 작용효과를 보이는 것은 어느 것이나 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

예를 들면, 본 발명에서는 제1단 경사판과 제2단 경사판을 동일한 경사각도를 갖도록 하고, 제3단 경사판과 제4단 경사판의 경사각도를 점차 작아지도록 하는 경우도 생각할 수 있다. 이는 실질적으로 제1단 경사판과 제2단 경사판을 하나의 경사판으로 한 경우로 보아야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 소결원료 장입장치는 구조적으로 대단히 간단하면서도 원료의 운동상태를 최적으로 만들어 소결기내 입자의 수직편석을 효과적으로 조장할 수 있으며, 특히 부착광의 생성을 방지할 수 있는 장점을 갖고 있다. 또한, 경사판이 원료장입방향에 따라 순차적으로 배열되기 때문에 각각의 경사판을 분리하여 설치하는데, 이에 따라 경사면에 생성된 부착광의 제거뿐만 경사판의 유지보수가 극히 용이하다. 특히, 통상의 소결원료 장입장치에서 큰 설비의 변동없이 협소한 공간만을 활용하여 본 발명의 장치를 적용할 수 있는 등 활용상의 이점 또한 크다.

Claims (4)

1. 소결원료가 저장되어 있는 소결원료호퍼와 소결원료를 하부로 공급하는 드럼형피더로 구성되는 원료공급부와, 공급되는 소결원료를 소결대차로 장입하는 슈트를 포함하여 이루어지는 소결원료장입장치에 있어서,

   상기 슈트는

   (a) 상단부가 드럼형피더에 근접하여 경사지게 배치된 최상부 경사판;과

   (b) 상기 최상부 경사판 하부에서 각 판의 경사각도가 점진적으로 작아지면서 원료장입방향을 따라 순차적으로 배치되는 적어도 1개이상의 하부 경사판을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 소결원료 장입장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 최상부 경사판은 그 경사각도가 90∼60˚의 범위이며, 하부 경사판(들)은 최상부 경사판의 경사각도 미만이면서 30˚이상의 경사각도를 갖고, 경사판간의 경사각도 편차는 20˚이내임을 특징으로 하는 소결원료 장입장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 최상부(제1단) 경사판의 직하부에서부터 상기 소결대차의 직상부까지 50-70˚의 경사각을 갖는 제2단 경사판, 40-60˚의 경사각을 갖는 제3단 경사판, 30-50˚의 경사각을 갖는 제4단 경사판이 순차적으로 배치됨을 특징으로 하는 소결원료 장입장치.
4. 제 1항, 제2항, 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 상하부 경사판은 하부 경사판의 상단부가 상부 경사판의 하면의 일단부 직하에 위치하여 경사판이 단차가 형성되도록 배치됨을 특징으로 하는 소결원료 장입장치.