KR100543298B1 - 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 분광석을 이용하여 쇳물과 광석의 중간 단계 제품인 소결광을 제조하는 소결기 대차의 사이드 월을 개선하여 상기 사이드 월을 통해 공기를 예열시켜 이를 소결광 제조에 사용할 수 있도록 한 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월에 관한 것이다.

본 발명은 분광석을 이용하여 소결광을 제조하는 소결기 대차의 측면에 설치된 사이드 월에 있어서, 상기 사이드 월은 하단부가 두껍고 상부측으로 갈수록 얇아지는 상협하광(上狹下廣)의 형상으로서, 외측 하단부에는 소정 직경을 갖는 공기 흡입구가 일정 간격으로 형성되어 있고, 열교환튜브의 일단부가 상기 공기흡입구에 연결되고 중간부는 공기의 통과속도를 줄이기 위해 절곡되는 형태를 가지며 타단부는 사이드 월의 내부 상단에 위치한 예열공기 헤더와 연결되어 있고, 상기 사이드 월의 상단 일측에는 상기 예열공기 헤더와 연통되는 예열공기 분사구가 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

소둔로, 배열, 회수튜브, 회수핀, 댐

Description

공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월{Side wall of sinter machine pallet capable of air pre heating}

도 1은 종래 소결기 대차를 도시한 사시도.

도 2는 종래 소결기 대차의 정면도.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월을 도시한 부분절개 사시도.

도 3b는 본 발명의 정면도.

도 3c는 본 발명의 측면도.

도 3d는 도 3c의 A-A선 단면도.

도 3e는 도 3c의 B-B선 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 사이드 월이 장착된 소결기 대차를 도시한 측면도.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 사이드 월에 의한 공기 예열 및 열전달 상태를 도시한 정면도 및 측면도.

도 6a는 본 발명의 사이드 월에 의한 예열 공기 공급 상황을 도시한 초기 소성 진행도.

도 6b는 본 발명의 사이드 월에 의한 예열 공기 공급 상황을 도시한 일정 시간 경과 후 소성 진행도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 점화로 4 : 배합원료

5 : 소결기 대차 20 : 사이드 월

20a : 공기흡입구 20b : 열교환튜브

20c : 예열공기 헤더 20d : 예열공기 분사구

본 발명은 소결기 대차의 사이드 월에 관한 것으로, 특히 각종 분광석을 이용하여 쇳물과 광석의 중간 단계 제품인 소결광을 제조하는 소결기 대차의 사이드 월을 개선하여 상기 사이드 월을 통해 공기를 예열시켜 이를 소결광 제조에 사용할 수 있도록 한 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월에 관한 것이다.

일반적으로 소결광은 도 1에 도시된 바와 같이, 수평 이동하는 소결기 대차(5)에 분광석과 열원인 분코크스를 장입하여 점화로(1)에서 착화를 시킨 후, 소결기 대차(5)의 하부 방향에서 강력한 공기를 흡입(suction)하여 상기 분코크스가 연소되면서 주위의 분광석을 용융시켜 제조된다.

상기 소결기 대차(5)의 전체 구성은 대차의 양 측면에 사이드 월(2)이 고정되고, 하부에는 흡입 작용이 가능하도록 공극이 있는 다수의 격자상으로 이루어지며, 대차(5)의 내부에는 분광석인 배합원료(시간이 경과되면서 소결광이 됨)(4)가 장입되는 구성으로 배합원료 중에 포함된 분코크스를 착화시키는 점화로(1)가 구비 된 구성을 갖고, 이러한 다수개의 대차(5)가 연속적으로 맞물려 일정 궤도를 따라 진행되는 구성이다.

이와 같은 소결광의 제조는 상부가 개방된 형태의 소결기 대차(5)에 분광석이 연속적으로 장입된 후 수평 이동되면서 연속공정으로 이루어지며, 소결기 대차(5)의 윗부분부터 하부 방향으로 분광석이 점차 소결광으로 제조된다.

이러한 과정에서 상기 열원인 분코크스 연소에 필요한 공기는 소결기 대차(5)에 장입된 배합원료(4)의 표층부를 통해서 상부에서 하부방향으로 공급되며, 공급되는 공기는 대기공기로 소결기 대차(5) 하부에서 강력한 흡입(suction)에 의해서 취입된다.

또한, 분광석이 소결광으로 제조될 때 분코크스가 연소되면서 고상형태의 분광석이 액상의 쇳물 형태로 일시 변했다가 다시 고상인 소결광으로 냉각되는 과정을 거치게 되고, 이러한 과정은 분코크스가 연소될 때 발생되는 연소열에 의해서 이루어지며, 이때 다량의 복사열이 발생하게 된다.

상기와 같은 과정에서 분광석이 소결광으로 제조되면서 부피가 응축되고, 소결기 대차(5)의 사이드월(2)에는 응축되는 만큼의 공극이 발생되며, 따라서 흡입공기의 유입량이 많아져서 분광석이 소성되지 못하고 미소결광 즉, 분광석 상태로 남는 경우가 많게 된다.

또한, 제조된 소결광도 유입 공기에 의한 급냉으로 소결광 조직의 크랙(crack)에 의해서 작은 충격에도 쉽게 파쇄되어 품질이 불량하게 된다.

상기 종래의 사이드월(2)은 판형으로써 소결광 제조시 광석의 유실 방지와 외 부 공기의 차단을 목적으로 한 단순 칸막이 역할을 하는데 지나지 않았으며, 따라서 종래에는 소결기 대차(5)의 측면부인 사이드월(2) 부근의 소결광 품질 개선을 위해서 별도의 예열 공기를 공급하는 방법과, 장입되는 분광석의 밀도를 조정하는 방법을 강구하고 있으나 별도의 설비와 장치가 필요하기 때문에 고비용이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 소결광 제조시 발생하는 열을 이용하여 예열 공기를 자체적으로 만들어서 소결광 품질이 취약한 소결기 대차 측면부에 상기 예열공기를 공급하므로써 소결광의 품질을 높일 수 있는 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월은 분광석을 이용하여 소결광을 제조하는 소결기 대차의 측면에 설치된 사이드 월에 있어서, 상기 사이드 월은 하단부가 두껍고 상부측으로 갈수록 얇아지는 상협하광(上狹下廣)의 형상으로서, 외측 하단부에는 소정 직경을 갖는 공기 흡입구가 일정 간격으로 형성되어 있고, 열교환튜브의 일단부가 상기 공기흡입구에 연결되고 중간부는 공기의 통과속도를 줄이기 위해 절곡되는 형태를 가지며 타단부는 사이드 월의 내부 상단에 위치한 예열공기 헤더와 연결되어 있고, 상기 사이드 월의 상단 일측에는 상기 예열공기 헤더와 연통되는 예열공기 분사구가 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에서 상기 공기 흡입구는 입구측이 넓고 안쪽이 점점 좁아지는 형태를 갖고, 상기 열교환 튜브의 유로는 하부에서 상부로 갈수록 점차 그 폭이 좁아지고, 중앙부 상측은 일정한 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월의 일실시예를 나타낸 것으로서, 이에 따른 사이드 월(20)은 도 3a 내지 도3e에 도시된 바와 같이, 폭 1500~2000mm, 높이 500~800mm의 직사각형 모양이고, 측면은 하단부가 두껍고 상부측으로 얇아지는 상협하광(上狹下廣)의 형상이다.

상기 사이드 월(20)의 외측 하단부에는 소정 직경을 갖는 공기 흡입구(20a)가 일정 간격으로 입구측이 넓고 안쪽이 점점 좁아지는 형태로 다수개 형성되어 있고, 상기 공기흡입구(20a)에 열교환 튜브(20b)가 각각 한 개씩 연결되어 있다.

상기 열교환 튜브(20b)는 공기의 통과 속도를 줄이기 위해 직각으로 여러번 절곡되는 형태로 단면의 모양은 원형이며, 상부는 예열공기 헤더(20c)와 연결되어 있다.

상기 열교환 튜브(20b)의 유로는 하부에서 상부로 갈수록 점차 그 폭이 좁아지고, 중앙부 상측은 일정한 폭을 갖고 있다. 상기 예열공기 헤더(20c)는 사이드 월(20)의 내부 상단에 위치하고, 파이프 형상으로서 그 직경은 열교환 튜브(20b)의 구멍보다 큰 구성이다.

상기 사이드 월(20)의 상단 일측 즉, 분광석이 장입되어 소결광이 제조되는 측에는 등간격을 갖는 예열공기 분사구(20d)가 다수개 뚫여 있고, 상기 예열공기 분사구(20d)는 상기 예열공기 헤더(20c)와 연통되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 소결기 대차(5)에 배합원료(4)가 장입되면, 점화로(1)에서 착화되어 하방향 흡입에 따라 배합원료층의 분코크스가 연소되면서 상부로부터 하부로 소성이 진행되며, 이때 열이 발생하기 때문에 이 열에 의해서 사이드월(20)이 뜨거워지게 된다.

이후, 상기 소결기 대차(5)가 수평 이동되면서 시간이 경과함에 따라 소결 완료층(4a), 소결 진행층(4b), 미소결층(4c)등으로 소결기 대차(5) 내에는 소성되는 공정이 구분되어 진다.

이러한 과정에서 윈드박스(3)에서 흡입이 이루어지기 때문에 소결기 대차(5)의 표층부로 부터 분코크스 연소에 필요한 공기가 들어가게 되며, 소결기 대차(5)의 측벽부는 소결 완료층(4a)의 증가와 비례하여 응축에 의한 공극면이 많아지게 되며, 따라서 소결기 전체 표층부중 좌,우측 사이드 월(20) 측벽부에 가장 많은 양의 공기가 유입된다.

상기와 같은 소결 과정이 진행되면 상기 사이드 월(20)의 공기 흡입구(20a)로 대기 공기가 유입되며, 이는 대차(5) 하부의 윈드박스(3)에서의 흡입작용에 의한 흡입력 때문에 사이드 월(20) 내측 측벽부에서도 흡입력이 발생함에 기인한다.

상기 공기 흡입구(20a)를 통과하는 공기는 유입구가 넓고 점점 좁아지기 때 문에 유속이 빨라지게 되며, 사이드 월(20) 상단부의 작은 흡입력에도 쉽게 공기가 유입되는 특징을 가지며, 유입된 공기는 상기 열교환 튜브(20b)를 통과하면서 예열되어 이 공기가 예열공기 헤더(20c)로 들어가게 된다.

상기 유입 공기의 예열 작용은 공기 흡입구(20a)에서 유속이 빠르게 통과하여 열교환 튜브(20b)가 갑자기 넓어져 있는 구조이기 때문에 유속이 느려지게 되며, 따라서 열교환 튜브(20b)내에서의 체류 시간이 길어지면서 공기의 예열 온도는 높아지게 된다.

각각의 열교환 튜브(20b)에서 예열된 공기는 예열공기 헤더(20c)에 모아져서 소결기에서의 흡입력에 의해서 예열공기 분사구(20d)를 통해서 빠져나가게 된다.

이때, 상기 예열공기 분사구(20d)가 예열공기 헤더(20c)에서 사이드 월(20) 폭방향으로 점점 넓어지는 구조이므로 분사구(20d)를 통해서 빠져나가는 예열공기의 모양이 사이드 월(20) 폭방향으로 퍼져나갈 때의 모양이 부채꼴 형태로서 전체적으로 보면 사이드 월(20) 측벽에 차가운 공기가 들어가지 못하도록 더운 에어로 커튼을 치는 작용을 한다.

한편, 상기와 같은 작용은 소결기에서 소결광 소성작용이 연속적으로 진행됨에 따라 연속적으로 예열공기 공급이 이루어지게 되며, 예열공기의 온도는 소결진행층(4b)이 증가 되거나 또는 진행층이 하층부로 이동함에 따라 올라 가게 되고, 이는 사이드 월(20)에 가해지는 열량이 증가하거나 열이 가해지는 면적이 증가하기 때문이다.

분광석이 소결광으로 소성이 진행되는 과정은 시간이 경과함에 따라서 소결 완료층(a) 면적이 증가하고, 소결진행층(a'~b')은 하부 방향으로 이동되며, 이에 따라 미소결층(c'~d')의 면적은 줄게 되고, 위치는 하부방향으로 이동하면서 소결광 제조가 이루어지며, 이에 따라 사이드 월(20)에서 만들어지는 공기의 예열 온도는 변하게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월은 분광석을 소결광으로 제조하는 과정에서 발생되는 폐열을 회수하여 이를 소결기 측벽부의 응축부 급냉을 방지하는 흡입용 공기로 이용함에 따라서 소결광의 급냉 및 분화를 방지하는 효과가 있다.

또한, 미소결광의 잔재 예방을 통해 소결광의 회수율 향상과 함께 제조 원가의 절감하고 미소결광 배출 방지로 대기 환경 오염을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 분광석을 이용하여 소결광을 제조하는 소결기 대차의 측면에 설치된 사이드 월에 있어서,

   상기 사이드 월은 하단부가 두껍고 상부측으로 갈수록 얇아지는 상협하광(上狹下廣)의 형상으로서, 외측 하단부에는 소정 직경을 갖는 공기 흡입구가 일정 간격으로 형성되어 있고, 열교환튜브의 일단부가 상기 공기흡입구에 연결되고 중간부는 공기의 통과속도를 줄이기 위해 절곡되는 형태를 가지며 타단부는 사이드 월의 내부 상단에 위치한 예열공기 헤더와 연결되어 있고, 상기 사이드 월의 상단 일측에는 상기 예열공기 헤더와 연통되는 예열공기 분사구가 다수개 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 공기 흡입구는 입구측이 넓고 안쪽이 점점 좁아지는 형태를 갖고, 상기 열교환 튜브의 유로는 하부에서 상부로 갈수록 점차 그 폭이 좁아지고, 중앙부 상측은 일정한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 공기 예열이 가능한 소결기 대차의 사이드 월.

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