KR100471369B1 - 장입장치용 선회슈트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 장입물이 장입되는 고로의 위치에 따른 장입물의 낙하폭의 차이를 작게 하거나 일정하게 유지시키는 방식으로 장입물의 장입량 및 장입물의 분포를 정확하고 안정적으로 제어할 수 있는 장입장치용 선회슈트를 제공한다. 그 선회슈트는 장입장치로부터 유입되는 장입물을 안내하며, 선단부에서 장입물을 고로로 낙하시키기 위한 배출구(22)를 구비하는 본체(20)와, 그 본체(20)의 배출구(22)를 통해 고로로 배출되는 장입물의 장입량, 장입분포, 낙하폭을 조절하기 위해, 상기 배출구(22)의 상단의 일부를 폐쇄하기 위한 폐쇄판(24)으로 구성된다. 본체(20)의 선단부에는 장입물이 폐쇄판(24)위로 넘치는 것을 방지하기 위해, 상기 본체(20)의 선단부에 일체로 형성되는 차폐판(26)이 설치된다.

Description

장입장치용 선회슈트{Slewing Shute for Charging Apparatus}

본 발명은 연원료와 같은 장입물을 고로에 장입하기 위한 장입장치용 선회슈 트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 장입물의 낙하폭을 균일하게 제어할 수 있는 폐쇄판과 장입물의 넘침을 방지하기 위한 차폐판을 구비하는 장입장치용 선회슈트에 관한 것이다.

일반적으로, 제철소에서의 고로조업은 도 1에 도시된 바와 같이, 원료빈(1)에서 절출된 광석과 소결광(2) 및 코크스(3)를 장입 콘베이어(4)를 통해 고로(5)의 상부로 이송하는 단계, 소결광 및 코크스를 플랩게이트(6)와 호퍼 상부의 실링밸브(7)를 거쳐 노정호퍼(8)에 저장하는 단계, 선회슈트(9)를 이용하여 소결광을 입도 별로 또한 설정된 노치별 경동각도로 고로(5)의 내부로 장입하는 단계로 이루어지고 있다. 이때, 장입물은 코크스, 대립소결광, 소립소결광의 순으로 장입된다. 또한, 통상적으로 노정호퍼(8)에서 배출된 코크스와 철광석은 평상 조업시 선회슈트의 회전에 의해 교대로 장입되어 층상을 이루게 된다. 이 상태에서, 풍구(10)를 이용하여 고온의 열풍을 가하여 코크스로 연소시키면 열원 및 환원가스가 발생되고, 이 열원 및 환원 가스에 의해 철광석이 환원 및 용융되어 최종적으로 용선이 제조되는 것이다.

한편, 벨레스 고로와 같은 고로의 장입장치용 선회슈트(9)는 그 것의 경동각도가 고로(5)의 중심에서 고로의 벽부까지 조정됨으로써, 반경방향별로 장입물의 장입량과 그 장입물의 분포형태를 자유롭게 제어할 수 있다. 즉, 장입물은 선회슈트의 회전에 의한 원심력과 중력의 합력에 의해 포물선 형태를 그리면서 고로에 낙하되어 적층되는 것이다. 이 같은 장입물의 낙하시 고로(5)의 중심부에 장입물이 장입될 경우에는 장입물의 낙하궤적이 수직으로 되기 때문에 낙하폭이 좁게 되지 만, 고로(5)의 벽부에 장입될 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 중력(Fy)보다 원심력(Fx)의 속도성분이 크게 작용하기 때문에 장입물의 낙하폭이 크게 된다. 이와 같이 장입물이 큰 폭으로 낙하하게 되면 선회슈트(9)의 경동각도의 조정에도 불구하고 장입물의 분포 형태를 정밀하게 제어할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 이와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 일본 실용신안공개 평5-37948호에 의하면, 선회슈트(11)의 선단 개구부에는 반사판(12)이 설치되어 있다. 이 같은 선회슈트(11)의 구성에 의하면, 수직슈트(13)로부터 유입되는 장입물이 선회슈트(11)를 지나 그것의 선단부를 지날 때 그 선단부에 설치된 반사판(12)에 의해 수평방향 속도성분을 제어하여 낙하폭을 감소시키는 방식으로 장입물의 장입을 제어하였다. 그러나, 이와 같은 반사판(12)에 의한 선회슈트의 장입량 및 장입물 분포 제어방식에서는 경동각도에 따라 반사판에 충돌하는 장입물의 양에 차이가 발생하므로 벽부와 중심부에서의 장입물 낙하폭의 감소비율의 차이가 발생한다. 즉, 고로의 벽부에서는 장입물이 반사판(12)과 충돌하는 면적이 크지 않기 때문에 낙하폭의 감소 효과가 작은 반면 고로의 중심부에서는 대부분의 장입물이 반사판과 충돌하기 때문에 장입물의 낙하폭이 큰 폭으로 감소하게 되는 것이다. 이에 따라, 평판형 반사판을 이용한 장입물의 제어방식에서는 장입위치에 따른 낙하폭의 편차에 의해 원주방향별로 불균일한 장입물 퇴적층이 형성되어 안정적인 장입물 분포의 제어를 행할 수 없는 문제점이 있다.

한편, 다른 하나의 종래의 실시예로서, 도 4에 도시된 일본특개평9-235604호에 의하면, 선회슈트(14)의 회전시 원심력 및 코리올리력에 의해 원료가 선회슈트(14)의 전방으로 이탈되는 성분과 선회슈트의 중심선으로부터 회전방향과 반대방향으로 이탈되는 성분을 방지하기 위해, 선회슈트(14)의 선단부에는 정면플레이트(15)와 사이드플레이트(16)를 일체로 구비한 보조슈트(17)가 설치되어 있다. 이 같은 구성에 따라, 선회슈트(14)의 선단으로부터 배출되는 장입물은 정면플레이트(15) 및 사이드플레이트(16)에 의해 항상 수직으로 낙하할 수 있으므로, 장입물을 안정적인 낙하시킨다는 면에서는 효과가 있다. 그러나, 선회슈트의 경동각도에 따른 낙하폭의 편차를 줄이는 데는 한계가 있는 것으로 나타났다.

특히, 전술된 종래의 실시예에서와 같이 선회슈트의 전방에 반사판 또는 보조슈트가 설치되는 경우, 고중량의 선회슈트에 약 1.5 내지 2.0톤(ton)의 반사판 또는 플레이트가 추가되므로 선회슈트를 구동하는 경동모터 및 회전모터에 과부하가 걸리게 되어 그것의 고장 및 동력의 손실을 초래할 뿐 아니라 선회슈트 지지부의 기계적 강도가 약화되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 전술된 문제점들을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 장입장치로부터 고로로 장입되는 장입물 낙하폭을 고로의 반경방향별로 균일하게 유지할 수 있는 장입장치용 선회슈트를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 선회슈트의 전체적인 중량을 경량화 할 수 있는 장입장치용 선회슈트를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 선회슈트의 경동 및 선회시 경동모터 및 회전모터에 과부하가 걸리거나 지지부에 과부하가 걸리는 것을 방지할 수 있는 장입장치 용 선회슈트를 제공하는데 있다.

이 같은 목적들은 장입물을 고로에 장입하기 위한 장입장치용 선회슈트에 있어서, 장입장치로부터 유입되는 장입물을 안내하며, 선단부에서 장입물을 고로로 낙하시키기 위한 배출구를 구비하는 본체; 및 상기 본체의 배출구를 통해 고로로 배출되는 장입물의 장입량, 장입분포, 낙하폭을 조절하기 위해, 상기 배출구의 상단의 일부를 폐쇄하는 폐쇄판을 포함하는 것을 특징으로 하는 장입장치용 선회슈트에 의해 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

먼저 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 장입장치용 선회슈트는 예컨대, 장입물이 유동되어 고로로 장입될 수 있도록 유동공간이 형성된 반원통형의 본체(20)를 구비한다. 본체의 선단부에는 실제로 본체(20)로부터 장입물이 고로로 배출되어 장입되거나 낙하되는 개방된 배출구(22)가 형성된다.

특히, 본체(20)의 배출구(22)에는 그 배출구(22)로부터 배출되는 장입물의 장입량 및 장입물의 낙하폭을 제어하기 위해 본체(20)의 종축(X-X)에 대해 대체로 수직하게 폐쇄판(24)이 설치된다. 이 폐쇄판(24)은 배출구(22)의 상부로부터 하부를 향해 일정거리까지 연장되는 반면, 그 폐쇄판(24)의 높이는 실제로 배출구(22)를 통해 배출되는 장입물의 낙하폭이 일정하게 유지될 수 있도록 적절하게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 선회슈트에는 장입물이 본체(20)의 상부로, 보다 상세하게는 폐쇄판(24)의 상부로 넘치는 것을 방지하기 위한 차폐판(26)이 구비된다. 차폐판(26)은 본체(10)의 종축(X-X)에 대해 평행하고 또한 폐쇄판(24)에 대해서는 대체로 직각으로 배치되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 폐쇄판(24)과 차폐판(26)은 도 6에 상세히 도시된 바와 같이, 상호 "ㄱ"자형 단면을 이루게되어 배출구(22)를 통해서는 제어된 양의 장입물이 배출되는 반면 본체(10)의 상부로는 장입물이 넘치지 않게 되는 것이다.

본 실시예에서는 폐쇄판(24)과 차폐판(26)이 각각 형성되어 본체(10)에 용접과 같은 방식으로 설치되는 것으로 예시되어 있으나, 폐쇄판(24)과 차폐판(26)은 제조시 상호 일체로 형성되어 본체(10)에 일체로 용접될 수도 있다.

이하, 본 발명에 따른 장입장치용 선회슈트의 작동방식 및 그 작용모드에 대해 상세히 설명한다.

예컨대, 노정호퍼로부터 장입장치로 유입되는 장입물은 선회슈트의 본체(20)의 일면에 충돌한 후 길이방향 즉, 종축(X-X)방향으로 등속운동을 한다. 또한, 이때 장입물의 배출량에 따라 단면이 반원통형인 본체(20)의 바닥면으로부터 일정한 높이까지 장입물이 채워지게 되어, 장입물의 유입량이 본체(20)의 높이 또는 깊이보다 높아지면, 그 본체(20)에 유입된 장입물은 배출구(22)를 통해 배출된다.

여기서, 본체(20)의 배출구(22)로부터 배출되어 고로(5)내로 장입되는 장입물의 자유낙하시 형성되는 낙하폭은 비교적 큰 폭으로 나타난다.

그러나, 이와 같은 장입물의 낙하폭은 본체(20)의 배출구(22)에 구비된 폐쇄 판(24)에 의해 제어될 수 있다. 즉, 폐쇄판(24)이 배출구(22)의 개도를 적절하게 조절하고 있으므로 본체(20)가 어떤 경동각도를 갖더라도 장입물은 일정한 낙하폭을 유지할 수 있는 것이다. 즉, 배출구(22)를 통한 장입물의 배출량은 폐쇄판(24)의 개도에 의해서 결정되기 때문에 장입물이 로의 벽으로부터 로의 중심까지 어느 지점에 낙하되어 장입되더라도 장입물의 낙하폭은 일정한 범위로 유지될 수 있는 것이다.

[실시예]

본 발명에 따른 장입장치용 선회슈트와 종래의 선회슈트간의 낙하폭의 편차를 비교하면 다음과 같다. 먼저, 동일한 시간에 동일한 양을 장입할 수 있는 선회슈트의 본체에 대해, 본 발명의 선회슈트의 본체(20)에 설치되는 폐쇄판(24)의 길이는 0.5m 내지 1.0m이며 그 무게는 0.3톤 내지 0.5톤인 반면, 종래의 선회슈트에 설치되는 반사판의 길이는 1.5m 내지 3.0m이며 그 무게는 1.5톤 내지 2.0톤으로 된다.

이와 같은 조건하에서 장입물을 고로에 장입시키는 경우 낙하폭의 변화는 도 7의 그래프 및 표 1과 같이 나타났다. 즉, 종래의 반사판을 구비한 선회슈트인 경우 노의 벽부에서의 장입물의 낙하폭이 약 0.24이고 노의 중심에서의 낙하폭은 약 0.03으로써 장입위치에 따른 낙하폭의 차이가 약 0.2로 크게되는 반면, 본 발명에 따른 선회슈트의 경우 로의 벽부에서의 장입물의 낙하폭은 약 0.12이고 로의 중심에서의 낙하폭은 약 0.08로써 장입위치에 따른 낙하폭의 차이는 약 0.04로 상대적으로 작다. 이에 따라, 본 발명에 따른 선회슈트에 의한 장입물의 낙하폭은 로의 전체에 걸쳐 매우 균일하게 유지되는 것이다.

또한, 기존의 선회슈트는 반사판의 무게가 1.5톤 내지 2.0톤인 반면 본 발명의 선회슈트의 폐쇄판의 무게는 약 0.3 내지 0.5 톤으로 상대적으로 경량이므로 장입장치의 경동모터 및 선회슈트 지지부에 과도한 하중이 걸리지 않게 된다.

결국, 종래의 선회슈트는 로의 중심부에서의 장입물의 장입시에는 낙하폭이 작기 때문에 반발판의 길이가 짧아도 무방하지만 로의 벽부에서의 장입물의 장입시에는 선회슈트의 상대적으로 큰 길이방향성분인 원심력으로 인해 장입물이 큰 폭으로 낙하하기 때문에, 필수적으로 반발판의 길이를 길게 해 주어야 한다. 이에 따라, 선회슈트의 무게가 무거워지기 때문에 경동모터 및 지지부에 큰 하중이 걸려 경동모터의 용량 및 슈트 지지부의 강도를 필수적으로 증대시켜야 하므로 선회슈트의 정확한 제어 및 설비적 측면에 바람직하지 못한 영향을 미치게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 선회슈트는 그 선회슈트의 본체의 배출구의 일부를 직접적으로 폐쇄하기 때문에 길이가 상대적으로 짧게 되어 경동모터 및 지지부에 과부하가 걸리지 않게 되므로 선회슈트의 정확한 제어 및 콤팩트한 설비가 이루어질 수 있는 것이다.

표. 1

본 발명에 따른 선회슈트와 종래의 선회슈트의 낙하특성 비교

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 장입장치용 선회슈트에 의하면, 장입물이 장입되는 고로의 위치에 따른 장입물의 낙하폭의 차이를 작게하여 장입물의 장입량 및 장입물의 분포를 정확하고 안정적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 선회슈트의 배출구에 상대적으로 경량이며 소형인 폐쇄판을 설치하여 장입물의 장입을 제어할 수 있어 선회슈트의 전체적인 중량을 경량화 할 수 있고, 경동모터 및 선회슈트 지지부에 대한 과부하를 방지할 수 있으며, 동력원 또는 연료를 절약할 수 있는 장점이 있다.

또한, 선회슈트의 본체의 선단에 간단한 구조의 차폐판을 설치하여 장입물의 넘침을 방지할 수 있으므로, 장입량을 더욱 정확하게 제어할 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나. 본 기술분야의 당업자들이라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

도 1은 고로에 장입물을 장입하는 일반적인 방식을 보여주는 공정도.

도 2는 도 1의 장입장치의 선회슈트의 선회동작 및 장입물의 낙하방식을 보여주는 부분확대 단면도.

도 3은 종래의 하나의 실시예에 따른 선회슈트를 보여주는 단면도.

도 4는 종래의 다른 하나의 실시예에 따른 선회슈트를 보여주는 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 장입장치용 선회슈트의 분해사시도.

도 6은 본 발명에 따른 장입장치용 선회슈트의 종단면도.

도 7은 본 발명에 따른 선회슈트에 의한 장입물 장입시 고로의 반경방향에 대한 장입물의 낙하폭의 변화를 보여주는 그래프.

♠도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♠

20: 본체 22: 배출구

24: 폐쇄판 26: 차폐판

Claims (4)

1. 장입물을 고로에 장입하기 위한 장입장치용 선회슈트로서, 장입장치로부터 유입되는 장입물을 안내하며 선단부에서 장입물을 고로로 낙하시키기 위한 배출구(22)를 구비하는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 배출구(22)를 통해 고로로 배출되는 장입물의 장입량, 장입분포, 낙하폭을 조절하기 위해 상기 배출구(22)의 상단의 일부를 폐쇄하는 폐쇄판(24)과, 장입물이 상기 폐쇄판(24)위로 넘치는 것을 방지하기 위해 상기 본체(20)의 선단부에 일체로 형성되는 차폐판(26)을 포함하는 장입장치용 선회슈트에 있어서,

   상기 폐쇄판(24)은 상기 본체(20)의 종축(X-X)에 대해 수직하게 설치되며, 상기 차폐판(26)은 상기 본체(20)의 종축(X-X)에 대해 평행하게 설치되는 것을 특징으로 하는 장입장치용 선회슈트.
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