KR100455086B1 - 소결공정에서 가변성 의사 입자 조립 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법에 관한것으로서, 특히 소결공정에서 안정된 조업 조건을 제공하므로서 소결광 생산성 증대 및 품질 향상을 유도하는 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법에 관한 것이다.
본 발명은 소결 혼합기 및 조립기의 각도를 조정할 수 있게 다수개의 서포트 롤가운데 적어도 한개 이상의 배출부 서포트 롤 간격을 드럼 직각 방향으로 수평이동이 가능한 조절장치가 설치되어지는 제 1단계와, 상기 배합원료 혼합기와 조립기를 입도조건에 비례하여 상기 배출부 서포트 롤 간격을 조정하는 제 2단계와, 소결공장 주제어장치로부터 의사입자화율과 통기도를 전송받아 제어기에서 최적 체류시간을 계산하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 계산된 체류시간에 따라 롤링 드럼 내에서의 체류시간 및 체류거리를 조정하는 제 4단계와, 최적의 체류시간을 조정하는 것을 통하여 통기도를 조정하는 제 5단계를 포함하여 이루어진 것으로서, 공급되는 배합원료 입도 조건에따라 혼합기 및 조립기 배출 각도를 조절이 가능하도록 하므로써 롤링 드럼 내에서 배합원료 체류 시간 및 체류 거리를 변화시켜 조업상황에서 요구되는 적정 의사입자가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법을 요지로 한다.
Description
본 발명은 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법에 관한것으로서, 특히 소결공정에서 안정된 조업 조건을 제공하므로서 소결광 생산성 증대 및 품질 향상을 유도하는 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법에 관한 것이다.
일반적으로 소결조업은 정립광에 비하여 원가가 낮은 분철광석을 원료인 분코크스와 일정 비율로 혼합하여 소성시켜서 괴 철광석으로 제조 하므로써 고로 조업을 용이토록 하는 원료의 사전 처리 작업이다.
도 1은 소결광 제조 공정을 나타내는 도면으로서, 소결광 제조는 소결원료(1)인 분철광석, 부원료 및 연료인 분코크스를 일정 비율로 절출하여 혼합기(2)를 통해 골고루 혼합한후 조립기(3)에서 일정 굵기의 입도로 의사입자화, 즉 조립시킨 다음 소결기(4)에 장입하고 표층부를 점화로(5)에서 착화, 배풍기(6)에 의한 소결기 하부에서의 흡입력에 의해서 소성된다. 이 과정에서 소결기에 장입된 원료에는 배풍기에 의해 흡입을 용이토록 하기 위하여 혼합기(2) 및 조립기(3)에서 배합원료를 조립하여 입도를 증대 시킴으로서 통기성 향상을 꾀하고 있으나 공급되는 철광석의 종류 및 입도조건이 일정하지 않아서 생산성과 품질에 필요한 통기성을 지속적으로 확보하기가 어려운게 현실이다.
| ROLLING DRUM 규격(mm0×L) | 4000×18000 |
| 배합원료 체류 시간(분) | 4 |
| 배합원료 체류 거리(m) | 429 |
| ROLLING DRUM 회전수(rpm) | 5.5 |
| 배출 각도(도) | 2.4 |
상기 표에서 나타낸 바와같이 혼합기 및 조립기의 회전수와 배출각도가 고정되어 배합원료의 체류시간 및 체류거리가 일정하므로 배합원료의 입도 조건과 관계없이 공급된 원료는 롤링 드럼(101)의 회전과 배출각도(2,4도)에 의하여 주어진 혼합 및 조립 시간이 지나면 자동배출 된다.
이와 같은 종래의 조업방법은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 미립의 배합원료 조립시 혼합 및 조립시간이 부족하여 배합원료의 의사입자화가 미흡하여 생산성 저하의 주요인이 된다.
둘째, 대립의 배합원료 조립시 과도한 의사입자화로 인하여 지나친 통기성 확보로 소결기에서의 소성시간을 단축시켜 품질 악화의 요인이 된다.
셋째, 연속 조업의 특성상 철광석 종류 및 배합비 변경으로 인한 입도 조건 변화에 따른 소결기에서의 통기성이 수시로 변화함에 따라서 조업 상황이 불안정 하게되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공급되는 배합원료 입도 조건에 따라서 혼합기 및 조립기 배출 각도를 수시로 조절이 가능하도록 하므로써 롤링 드럼 내에서 배합원료 체류 시간 및 체류 거리를 변화시켜 조업상황에서 요구되는 적정 의사입자가 형성되도록 하여 연속적이고 일정한 통기성을 확보, 생산성 증대는 물론 품질 향상을 유도함과 동시에 안정된 조업이 가능하도록 하는 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적은 본 발명은 소결 혼합기 및 조립기의 각도를 조정할 수 있게 다수개의 서포트 롤가운데 적어도 한개 이상의 배출부 서포트 롤 간격을 드럼 직각 방향으로 수평이동이 가능한 조절장치가 설치되어지는 제 1단계와, 상기 배합원료 혼합기와 조립기를 입도조건에 비례하여 상기 배출부 서포트 롤 간격을 조정하는 제 2단계와, 소결공장 주제어장치로부터 의사입자화율과 통기도를 전송받아 제어기에서 최적 체류시간을 계산하는 제 3단계와, 상기 제 3단계에서 계산된 체류시간에 따라 롤링 드럼 내에서의 체류시간 및 체류거리를 조정하는 제 4단계와, 최적의 체류시간을 조정하는 것을 통하여 통기도를 조정하는 제 5단계를 포함하여 이루어진 것으로서, 공급되는 배합원료 입도 조건에따라 혼합기 및 조립기 배출 각도를 조절이 가능하도록 하므로써 롤링 드럼 내에서 배합원료 체류 시간 및 체류 거리를 변화시켜 조업상황에서 요구되는 적정 의사입자가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법에 의하여 달성된다.
도 1은 소결광 제조 공정을 나타내는 도면
도 2는 본 발명에 따른 배합원료 가변성 의사입자 달성을 위한 시스템을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 배출각도 가변형 혼합기 및 조립기의 작용원리를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 동작순서를 나타내는 나타내는 순서도.
도 5는 본 발명에 따른 소결광의 품질과 생산성 변화를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
1 : 저장조 2 : 혼합기
3 : 조립기 4 : 소결기
5 : 점화로 6 : 배풍기
101 : 롤링 드럼 102,103,104,105 : 서포트 롤
102-A, 103-A : 간격조정용 스크류
102-B, 103-B : 양방향 구동 모터
106 : 구동부 107 : 레이져 거리측정기
109 : 제어기
L : 롤링드럼 길이 (18m)
A : 롤링드럼 내에서의 배합원료 리프트 거리
B : 1궤적당 수평 이동거리
θ-1: 롤링드럼 배출각도
θ-2: 배합원료 궤적 각도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 발명은 혼합기(2) 및 조립기(3)의 각도를 조정할 수 있게 4개의 서포트롤 가운데 2개의 배출부 서포트 롤(102,103) 간격을 드럼 직각 방향으로 수평이동이 가능한 조절장치를 설치한다.
또한 소결공장 주제어 장치(미도시)로부터 의사입자화율과 통기도를 전송받아 제어기(109)에서 최적 체류시간을 계산하여 롤링 드럼(101)의 각도를 조정, 체류시간 및 체류거리를 신축성 있게 가변한다.
도 1은 본 발명에 따른 혼합기 및 조립기의 각도 조정 장치가 설치되는 전체적인 소결광 제조 시스템을 나타내는 도면으로서, 배합원료 혼합기(3)은 의사입자화를 위한 조립기이다.
도 2는 본 발명에 따른 배합원료 가변성 의사입자 달성을 위한 시스템을 나타내는 도면이고, 롤링드럼(101)은 공급부(104,105) 2개, 배출부(102,103)의 서포트 롤로 지지된다. 배출부 서포트 롤(102,103)은 롤링 드럼(101)과 직각방향으로 수평이동이 가능하게 스크류(102-A, 103-A)와 양방향 구동 모터(102-B, 103-B)로 구성되어 있다. 또한 배출부 서포트 롤(102,103) 사이의 거리를 측정하는 레이져 거리 측정기(107)와 이를 전송받아 롤링 드럼의 배출각도로 환산하는 제어부(109)로 구성된다.
도 3은 본 발명에 따른 배출각도 가변형 혼합기 및 조립기의 작용원리를 나타내는 도면으로서, 롤링드럼(101)의 배합원료가 혼합,조립되는 과정을 도시한 것이다. (θ-1)은 롤링 드럼의 배출각도, (θ-2)는 배합원료 궤적각도, (A)는 롤링 드럼 내에서의 배합원료 리프트 거리, (B)는 롤링 드럼 내에서의 배합원료 1궤적당 수평이동거리이다.
도 4는 본 발명의 동작순서를 나타내는 나타내는 순서도이고, 저장조(1)에서 절출된 원료는 혼합기(2)에서 혼합되고, 조립기(3)에서 의사입자화되어 소결기(4)에 장입된다.
이때 주제어장치는 각종 조업지수를 가지고 통기도를 계산하며 통기성 불량에 따른 조업상황 악화시 운전자가 제어기(109)에서 배합원료의 입도를 적용하면 주제어 장치로부터 배합원료 및 신원료의 평균크기(M.S.; mean size)를 전송받아 의사입자화율을 검지한다. 이후에 다시 제어기(109)에서 배합원료의 입도를 적용하면 주제어 장치로부터 배합원료 및 신원료의 평균크기(M.S.)를 전송받아 의사입자화율을 검지한다.
이후에 제어기(109)에 통기도를 적용하면 주제어장치로부터 통기도를 전송받아 제어기에서 목표각도를 계산하고 계산된 값은 아날로그/디지탈(A/D) 변환기를 거쳐 양방향 구동 모터(102-B, 103-B)를 작동시켜 서포트 롤(102, 103)거리가 조정된다.
이때 레이져 거리 측정기(107)에서 측정된 거리는 아날로그/디지탈(A/D) 변환기를 거쳐 제어기로 전송되어 목표각도와 비교 되면서 롤링 드럼(101)각도를 조정한다. 이와같이 최적 체류시간이 되도록 롤링 드럼의 각도가 조정되면 롤링 드럼을 거친 배합원료는 소결기에서 통기도가 다시 검지되고 목표 통기도 값에서 벗어나면 리싸이클 되어 목표 통기도 값이 만족될 때까지 상기 과정이 순환 반복 된다.
한편, 공급되는 배합 원료의 입도 조건에 따라 작동되는 메카니즘을 설명하면, 미립의 배합원료 조건에서 혼합 조립기 롤링 드럼(101)의 배출부 롤링 드럼(101)의 배출 각도(θ-1)가 감소되고 드럼내에서 롤링되는 배합원료의 상사점에서의 궤적 또한 동일한 각도(θ-2)로 감소되어 1궤적당 수평이동거리(B)가 짧아져서 궤적 횟수가 증가됨으로서 롤링 드럼 내부에서의 배합원료 의사입자화 시간이 길어져 통기성 확보로 생산성이 증가된다.
대립의 배합원료 조건에서, 혼합 조립기 롤링 드럼(101)의 배출부 롤링 드럼(101)의 배출각도(θ-1)가 증가되고 드럼 내에서의 롤링되는 배합원료의 상사점에서의 궤적 또한 동일한 각도(θ-2)로 증가되어 1궤적당 수평이동거리(B)가 길어져서 궤적 횟수가 감소됨으로서 롤링 드럼 내부에서의 배합 원료 의사입자화 시간이 짧아져서 과잉 통기도에 의한 품질 악화를 방지할 수 있다.
[표2] 나타난 바와 같이 혼합기 및 조립기 배출각도(θ-1)에 따른 롤링 드럼(101)내에서의 배합원료 체류시간, 롤링 거리, 궤적횟수가 변화되어 의사입자화율이 변동됨을 알수 있다.
| 배출각도(θ-1) | TAN θ | LIFT거리(m) | 이동거리(cm) | 궤적횟수 | 체류시간(sec) | ROLLING거리(m) | 의사입자화율(%) |
| 1.2 | 0.02095 | 6.28 | 13.2 | 137 | 500 | 859 | 35.6 |
| 1.4 | 0.02444 | 6.28 | 15.3 | 117 | 429 | 737 | 34.0 |
| 1.6 | 0.02794 | 6.28 | 17.5 | 103 | 375 | 644 | 32.7 |
| 1.8 | 0.03143 | 6.28 | 19.7 | 91 | 333 | 573 | 31.8 |
| 2.0 | 0.03492 | 6.28 | 21.9 | 82 | 300 | 515 | 31.1 |
| 2.2 | 0.03842 | 6.28 | 24.1 | 75 | 273 | 469 | 30.5 |
| 2.4 | 0.04191 | 6.28 | 26.3 | 68 | 250 | 429 | 30.0 |
| 2.6 | 0.04541 | 6.28 | 28.5 | 63 | 231 | 396 | 29.6 |
| 2.8 | 0.04891 | 6.28 | 30.7 | 59 | 214 | 368 | 29.3 |
| 3.0 | 0.05241 | 6.28 | 32.9 | 55 | 200 | 343 | 29.1 |
| 3.2 | 0.05591 | 6.28 | 35.1 | 51 | 187 | 322 | 29.0 |
즉 배출각도(θ-1)가 증가 할수록 롤링 드럼 내에서의 1궤적당 수평 이동거리(B)가 증대되어 궤적 횟수, 체류시간, 롤링 드럼 내에서의 1궤적당 수평 이동거리(B)가 증대되어 궤적 횟수, 체류시간, 롤링 거리가 축소됨을 알수있으며 상기[표2]의 결과값은 아래[표2]의 결과값은 아래[표3]에 의거 산출되었다.
| ● LIFT거리 = 4m(ROLLING DRUM의 지름) π/2●이동거리(B) = Tanθ × LIFT 거리●궤적횟수 = 1800(L)/ 이동거리(B)●체류시간 = 1800(L)/ 이동거리(B) × 3.656 (1 LIFT/Set)●ROLLING 거리 = LIFT 거리 × 궤적 횟수 |
도 5는 본 발명에 따른 소결광의 품질과 생산성 변화를 나타내는 그래프로서, 본 발명에 의한 "배합 원료 입도조건에 따라 혼합기 및 조립기 배출각도를 가변"한 포트시험(POT TEST)의 결과이다. 도시된 바와같이 동일한 배합원료 조건하에서 품질변화없이 생산성 증대가 가능한 것을 알수 있으며 이는 배합원료 조건의 급변시에도 조업상황 변동을 최소화하여 안정된 조업상황을 기대할 수 있는 것으로 나타난다.
본 발명에 의하여 공급되는 배합원료 입도 조건에 따라서 혼합기 및 조립기 배출 각도를 수시로 조절이 가능하도록 하므로써 롤링 드럼 내에서 배합원료 체류 시간 및 체류 거리를 변화시켜 조업상황에서 요구되는 적정 의사입자가 형성되도록 하여 연속적이고 일정한 통기성을 확보,생산성 증대는 물론 품질 향상을 유도함과 동시에 안정된 조업이 가능하도록 하는 효과가 있다.
Claims (1)
- 소결 혼합기 및 조립기의 각도를 조정할 수 있게 다수개의 서포트 롤가운데 적어도 한개 이상의 배출부 서포트 롤 간격을 드럼 직각 방향으로 수평이동이 가능한 조절장치가 설치되어지는 제 1단계와,상기 배합원료 혼합기와 조립기를 입도조건에 비례하여 상기 배출부 서포트 롤 간격을 조정하는 제 2단계와,소결공장 주제어장치로부터 의사입자화율과 통기도를 전송받아 제어기에서 최적 체류시간을 계산하는 제 3단계와,상기 제 3단계에서 계산된 체류시간에 따라 롤링 드럼 내에서의 체류시간 및 체류거리를 조정하는 제 4단계와,최적의 체류시간을 조정하는 것을 통하여 통기도를 조정하는 제 5단계를 포함하여 이루어진 것으로서, 공급되는 배합원료 입도 조건에따라 혼합기 및 조립기 배출 각도를 조절이 가능하도록 하므로써 롤링 드럼 내에서 배합원료 체류 시간 및 체류 거리를 변화시켜 조업상황에서 요구되는 적정 의사입자가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 소결공정에서 가변성 의사입자 조립 방법.
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