KR100435572B1 - 소결기용 혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저품질, 저가의 철광석을 사용하여 소결광을 제조할 때 소결광의 생산성 저하와 품질 악화를 방지할 수 있도록 소결대차의 하부에서 갈철광과 상부광을 혼합하여 소결시킴으로써 장입원료의 통기성을 확보하기 위한 소결기용 혼합장치에 관한 것으로, 소결광용 배합원료를 소성시켜 소결광을 제조하기 위한 소결기의 소결대차 상에 장입되는 상부광과 저품위광을 혼합하기 위한 소결기용 혼합장치는 복수개의 블레이드가 소정간격으로 이격되어 부착되어 있고 상기 저품위광의 장입위치에 상기 소결대차를 가로질러 회전가능하게 설치되는 샤프트를 포함하는 혼합수단과, 상기 혼합수단의 샤프트를 회전시키기 위한 구동수단과, 상기 구동수단의 동력을 상기 혼합수단에 전달하기 위한 동력전달수단으로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 상부광과 대차하부에 분포하는 저품위광을 혼합할 수 있는 장치를 점화로 전에 설치하여 혼합 장입함으로써 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

소결기용 혼합장치{Apparatus for mixing sintering materials in the sintering machine}

본 발명은 고로에서 사용되는 소결광을 제조하기 위하여 저품위의 배합원료와 상부광을 혼합하는 장치에 관한 것으로써, 더 상세하게는 소결광 제조공정에서 철광석 자원고갈 및 용선의 제조원가를 낮추어 제품의 경쟁력 강화를 위하여 고품질, 고가의 철광석 대신 저품질, 저가의 철광석을 사용하여 소결광을 제조할 때 문제시되는 소결광의 생산성 저하와 품질 악화를 방지할 수 있도록 소결대차의 하부에서 갈철광과 상부광을 혼합하여 소결시킴으로써 장입원료의 통기성을 확보하기 위한 소결기용 혼합장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 소결광용 배합원료는 최초 원료저장빈(100)에서 주원료(철광석)와 부원료(석회석, 규사, 사문암, 생석회 등), 그리고 연료인 분코크스를 1차 드럼믹서(101)에서 물과 혼합하고 2차 드럼믹서(102)에서 조립과정을 거쳐 저장호퍼(103)에 입조된다.

상기 저장호퍼(103)에 입조된 배합원료는 드럼형 절출기(109)의 회전으로 경사판 위로 낙하하여 다수의 소결대차(108)에 고루 장입된다. 소결대차(108)가 고온(1200℃)의 점화로(105)를 통과하면 소결대차에 장입된 장입원료의 표면이 점화되고 소결대차(108)가 유효 화상거리(100m)를 진행하는 동안 소결광(110)이 생산된다. 이때, 흡입팬(107a, 107b)에 의해서 소결대차(108) 하부의 풍상(106)으로 외부공기가 강제 흡입된다. 한편, 소결광(110)은 고로에서 사용하기에 적합한 냉각강도 및 분율를 갖고 고로에 공급됨으로써 고로조업을 용이하게 한다.

고품위 철광석의 고갈대비 및 가격 경쟁력 강화를 위하여, 앞으로의 소결조업은, 하기 표 1에 나타난 바와 같은 저품위 철광석을 사용하게 됨에 따라 원가를 낮추는 저 슬래그(slag) 조업을 병행하여야 되며 이로 인해서 필연적으로 발생되는 품질 저하 현상이 나타난다.

표 1

	입도(%)	용융성	주요광물	결합수(%)
	+5mm				-0.125	MS
갈철광	22~32	1~4	2.72	이용성	pisolite	5~9
적철광	9~12	5~20	2.02	-	hematite	0.5~3
자철광	-	30	0.21	난용성	magnetite	0.25

특히, 상술된 저품위 철광석 중에서 갈철광을 많이 사용하면 소결광을 제조하는 종래의 기술에 있어서는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째: 갈철광 자체에 기공이 많아서 물이 많이 필요하게 되고 이에 따른 열량이 많이 필요하게 되어 연료비가 상승된다.

둘째: 갈철광 자체의 많은 기공은 소결과정중 거대한 균열대를 형성하고 동화율이 높아지고 융액 유동성은 낮아져서 분율이 높아지고 강도는 낮아지는 소결광의 품질저하 현상이 나타난다.

셋째: 갈철광 사용증가에 따른 통기성의 저하로 소결대차의 이동속도를 저하시켜 소결광 생산이 감소한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 소결공정에 사용하는 상부광과 소결대차에서 상부광 상에 분포되는 저품위광의 배합원료를 혼합 장입하여 소결광의 품질을 향상시키고 생산을 증대할 수 있는 소결기용 혼합장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위하여, 소결광용 배합원료를 소성시켜 소결광을 제조하기 위한 소결기의 소결대차 상에 장입되는 상부광과 저품위광을 혼합하기 위한 소결기용 혼합장치는 복수개의 블레이드가 소정간격으로 이격되어 부착되어 있고 상기 저품위광의 장입위치에 상기 소결대차를 가로질러 회전가능하게 설치되는 샤프트를 포함하는 혼합수단과, 상기 혼합수단의 샤프트를 회전시키기 위한 구동수단과, 상기 구동수단의 동력을 상기 혼합수단에 전달하기 위한 동력전달수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 소결기를 도시한 도면.

도 2는 종래예에 따라 배합원료가 장입된 소결대차가 이송되는 상태를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 혼합장치가 소결기에 설치된 것을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 혼합장치를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 소결기의 작동상태를 나타낸 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

200 : 혼합장치

200b : 유니버셜 죠인트

200c : 기어드 모타 베이스

200d : 스위치박스

200e : 감지센서

200f : 혼합 블레이드

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같고, 동일 구성은 동일 도면번호를 부여한다.

먼저, 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적인 구성은, 저장호퍼(103)에서 절출되는 배합원료(111)에 함유되어 있는 갈철광은 그 입도가 커서 소결대차(108)에서 상부광(104) 직상부의 하부에 위치하게 되므로, 상부광(104)과 갈철광이 만나는 지점에 혼합장치를 설치하여 상부광과 갈철광을 혼합하는 것을 그 특징으로 하고 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 소결기용 혼합장치(200)는, 도 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 상부광(104)의 적층높이의 변동에 따라 혼합장치(200) 높이를 조정할 수 있는 기어드 모타(200c), 기어드 모타(200c)의 동력을 혼합 블레이드(200f)로 전달하는 유니버셜 조인트(200b), 혼합 블레이드(200f)를 지지하고 회전시키는 구름베어링(200g), 혼합장치의 기동상태를 선택을 할 수 있는 스위치 박스(200d), 소결기 기동을 감지하는 감지센서(200e), 그리고 상부광(104)과 갈철광을 혼합하는 혼합 블레이드(200f)로 구성된다.

혼합장치(200)는 상부광(104)의 적층높이의 변동에 따라 높이가 조정될 수 있도록 상하조정이 가능하게 두 개의 10t 플레이트가 설치된 기어드 모타(200c)를 갖는다. 혼합 블레이드(200f)는 하드페이싱(hard facing)처리하여 상부광(104)과 갈철광 혼합시 마모를 경감시킨다.

상기의 구성으로 이루어진 혼합장치의 작용은, 도 5를 참조하여 하기에 설명된다.

먼저, 소결기가 가동하고 이를 기동감지용 감지센서(200e)가 감지하면, 기어드 모타(200c)가 회전하고 이의 회전구동력이 유니버셜 조인트(200b)에 전달되어 크랭크축이 회전하면서 크랭크축에 설치된 혼합 블레이드(200f)를 소결대차(108)의 진행 역방향으로 회전시켜 상부광과 갈철광을 혼합시킨다. 그리고, 소결기가 정지되면 정지신호가 감지센서(200e)에 감지되어 혼합장치(200e)가 정지된다.

상부광(104)과 갈철광이 혼합된 상태로 소결대차(108)에 장입하여 소결을 진행시키면 동일 양의 CaO에 대하여 용융되는 철광석의 양이 증가하여 Fe₂0₃의 농도가 상승하고 융점은 낮아지며 유동성은 상승한다.

융점이 낮으면 그에 따른 열량소모가 적어져 연료비는 절감되고 강도는 강해지며 분율은 저하되어, 소결광의 품질을 향상시킨다.

갈철광 배합비의 변화에 따른 본발명의 전후의 소결광 분율과 강도를 살펴보면 하기 표 2와 같다.

표 2

갈철광배합비(%)	분 율	강 도
	발명전	발명후	발명전	발명후
0	29.8	29.7	91.0	91.2
10	31.1	30.0	91.1	91.2
20	31.7	30.1	90.7	91.0
30	32.3	30.0	90.1	91.1
40	32.7	29.9	89.9	91.2

또한, 갈철광을 40% 사용시 상부광의 혼합비에 따른 소결광의 분율과 강도를 살펴보면 표 3과 같이 나타나서 상부광의 혼합비는 8~10%정도가 적당함을 알수 있다.

표 3(갈철광 40%로 고정)

상부광 배합비(%)	분율	강도
2	91.8	90.2
4	90.8	90.3
6	90.4	90.6
8	90.2	90.7
10	90.0	90.8
12	90.2	90.2

따라서, 상술한 바와 같이, 소결대차(108)에 장입되는 배합원료에 함유된 갈철광과 상부광(104)이 만나는 지점에 상부광과 상기 갈철광을 혼합할 수 있는 혼합장치(200)를 설치하고 기동함으로써, 저품위광을 많이 사용할 때 발생되는 소결광의 품질악화를 방지하고 또한 연료비를 절감시킬 수 있으며, 소결광의 생산성도 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 소결조업용 배합원료에 저품위광을 사용할 때 소결조업에 나타나는 문제점, 즉 기공이 많아서 수분이 많이 필요하게 되고 이에 따르는 연료비 상승과 융액 유동성이 낮아져서 소결광의 분율이 높아지면서 강도가 낮아지는 문제점를 해결하기 위하여, 소결대차에서 저품위광과 상부광을 8~10% 정도로 혼합함으로써 용액의 융점을 낮추고 유동성이 증가되어 연료비는 절감되고 분율을 낮추고 강도를 향상시켜 소결광의 품질을 양호하게 확보할 수 있다.

따라서, 이를 실현하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따라서, 소결대차(108)의 하부에 상부광 저장호퍼에서 절출된 15mm이하 입도의 상부광(104)을 40~70mm 두께로 깔고 그 위에 저장호퍼(103)에서 절출되는 배합원료(111)에 함유된 갈철광은 입도가 커서 소결대차(108)의 하층부에 적층되는 특성을 이용하여, 저품위의 갈철광과 상부광이 만나는 지점에 이들을 혼합할 수 있는 혼합장치(200)를 설치한다.

혼합장치(200)는 소결기가 기동될 때 기동감지용 감지센서(200e)가 이를 감지한 후 기어드 모타(200c)가 회전하고 이의 회전구동력이 유니버셜 조인트(200b)를 통해서 크랭크축에 전달되면, 크랭크축에 설치된 혼합 블레이드(200f)는 소결대차(108)의 진행 역방향으로 회전되어 상부광과 갈철광을 혼합시킨다.

따라서, 본 발명에 따르면, 상부광과 소결대차의 하부에 분포하는 저품위의 갈철광을 혼합할 수 있는 장치를 점화로 전에 설치하여 혼합 장입함으로써 장입원료의 통기성을 확보하여 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 요지 및 사상으로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (4)

1. 상부광과 저품위광을 함유하는 배합원료가 장입되는 소결대차를 갖는 소결기에서 상기 상부광과 저품위광을 혼합하기 위한 장치에 있어서,

   복수개의 블레이드가 소정간격으로 이격설치되어 있고 상기 상부광 상에 저품위광이 장입되는 위치에 상기 소결대차를 가로질러 회전가능하게 설치되는 샤프트를 포함하는 혼합수단과,

   상기 혼합수단의 샤프트를 회전시키기 위한 구동수단과,

   상기 구동수단의 동력을 상기 혼합수단에 전달하기 위한 동력전달수단으로 이루어지고,

   상기 구동수단은 상기 샤프트를 상기 소결대차의 진행방향에 대하여 반대방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 소결기용 혼합장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소결기의 작동상태를 감지하기 위한 감지수단을 더 포함하고, 상기 구동수단은 상기 감지수단의 감지신호에 의하여 작동되는 것을 특징으로 하는 소결기용 혼합장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 상부광의 적층높이에 따라 상기 샤프트의 높이를 조절하기 위한 상하조절수단을 더 포함하고, 상기 동력전달수단은 유니버셜 죠인트를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 소결기용 혼합장치.
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