KR100543515B1

KR100543515B1 - 수분공급을 위한 분광석의 사전처리장치

Info

Publication number: KR100543515B1
Application number: KR1020010060208A
Authority: KR
Inventors: 김덕배; 장형수; 김병수; 이강복
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2006-01-20
Also published as: KR20030028203A

Abstract

본 발명의 분광석의 사전처리장치는, 빈(10)으로부터 정량절출장치(50)에 의하여 입구슈트(90)를 통하여 정량공급되는 분광석을 교반하기 위해 내부에 한 쌍의 스크류 피더가 설치되고, 교반된 분광석을 출구슈트(90-1)를 통하여 컨베이어(60)로 이송시키며, 분광석의 수분흡수능력을 최대한 촉진하기 위해 길이가 2 ∼ 3m로 이루어진 교반기(70); 상기 교반기(70)의 스크류 피더를 회전시키기 위한 구동모터(70-1); 상기 교반기(70)와 구동모터(70-1)의 하부에 설치되어 바닥에 놓여진 레일(130)을 따라 활주 가능하게 마련된 이동용 휠(130-1); 교반기(70)의 상부측에 설치되어 있으며 콘트롤밸브(70-2)의 작동상태에 따라서 교반기(70)에 의하여 이동되는 분광석에 물을 공급하기 위한 살수부(70-3); 상기 콘트롤밸브(70-2)를 제어하기 위한 제어부(80); 분광석의 수분 및 절출무게를 검출하기 위한 측정부(80-2); 상기 측정부(80-2)에 의하여 측정된 습도 및 절출무게를 이용하여 수분공급상태를 연산하여 제어부(80)에 출력하는 연산부(80-3); 및, 제어명령을 입력하기 위한 입력부(80-1)를 포함한다.

소결, 분광석, 빈, 수분, 침투, 절출, 교반기, 살수

Description

수분공급을 위한 분광석의 사전처리장치{Device for pre-processing the powder iron ore to supply moisture}

도 1은 소결공정을 위한 장치의 전체구성개략도,

도 2는 종래 분광석 재사용을 위한 처리장치의 개략도,

도 3은 본 발명의 분광석 사전처리장치의 개략도,

도 4는 본 발명의 분광석 사전처리장치의 사시도,

도 5는 본 발명의 분광석 사전처리장치의 평단면도,

도 6은 본 발명의 분광석 사전처리장치의 작동상태를 나타내는 플로우차트,

도 7은 본 발명에 따른 분광석 핵입자의 조립상태도,

도 8은 본 발명의 장치에 의하여 처리된 분광석을 이용한 생산성비교그라프,

도 9는 본 발명의 분광석의 사전처리장치의 설치상태도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10: 빈 10-1: 분광석

20: 스크린 30: 드럼믹서

30-1: 조립기 40: 소결기

50: 정량절출장치 60: 컨베이어

70: 교반기 70-1: 구동모터

70-2: 콘트롤밸브 70-3: 살수부

80: 제어부 80-1: 입력부

80-2: 측정부 80-3: 연산부

90: 입구슈트 90-1: 출구슈트

100: 파이프 110: 교반기연결휠

120: 베어링 130: 레일

130-1: 휠 140: 미립분 철광석

150: 분광석 핵입자조직 150-1: 물침투형상

본 발명은 수분공급을 촉진시키기 위한 분광석의 사전처리장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 소결광 제조과정에서 발생되는 분광석에 수분침투를 촉진할 수 있도록 통기성을 향상시켜서 생산성을 높일 수 있는 분광석의 사전처리장치에 관한 것이다.

철광석, 코크스, 및 부원료를 혼합하여 소결기(40)에서 소결시키고 냉각기, 선별기, 및 파쇄기를 통하여 생성된 소결광은 후공정인 고로공정에서 요구되는 적정입도로 선별하기 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 1, 2차스크린(S/C:screen)을 거쳐 최종적으로 3차 스크린(20)에 의하여 선별되고 있으며, 선별된 5mm 이상의 소결광은 고로공장 빈(bin) 또는 야적장에 저장되고, 5mm 이하의 분광석은 운송설비 인 벨트 컨베이어(미도시됨)에 의하여 수송되어 분광석(소결반광) 저장용 빈(10)으로 회수하여 저장된다. 이렇게 회수된 분광석은 소결공정을 거친 상태로서, 다시 150∼200T/H로 일정량을 절출시켜 소결조업시에 재사용하게 된다.

소결조업은, 도 2에 도시된 것과 같이, 빈(10)에 저장된 분광석(10-1)을 정량절출장치(50)를 이용하여 전체 원료 배합량의 비율에 따라서 소결원료로 재사용되기 위하여 벨트 컨베이어(60)를 통하여 수송된다. 벨트 컨베이어(60)를 통하여 수송된 분광석은, 도 1을 다시 참고하면, 드럼믹서(30)에서 다른 원료인 철광석, 코크스, 부원료(다른 빈에 저장되어 있다가 드럼믹서(30)로 공급됨)들과 혼합된 후에, 조립기(30-1)로 공급된다. 조립기(30-1)의 내부에는 물첨가라인(미도시됨)이 설치되어 있으며, 일정량의 물이 조립기(30-1)로 공급되는 혼합된 원료에 첨가되어 원료의 혼합 및 조립성을 향상시킨다. 조립기(30-1)에서 조립된 분광석을 포함하는 원료는 소결기(40)로 공급되어서 소결공정에 사용된다.

그러나 소결원료로 재사용되는 분광석(10-1)은 한 번 소결상태를 거친 제품이기 때문에 조직이 소결되지 않는 상태보다 견고한 상태로 변질되어 조립기(30-1)의 물첨가라인을 통한 물공급에 불구하고, 물이 충분한 정도로 분광석의 조직내로 침투되지 않는 상태이다. 따라서 타 철광석과의 혼합 및 조립이 원활하게 이루어지지 않고 독립적인 상태로 존재하며, 타 철광석에 포함되어 있는 수분을 흡수하는 역효과를 가지게 되므로 전체적인 수분저하현상이 발생되어서 원료의 혼합 및 조립성을 악화시키고, 소결층내의 통기성을 악화시켜서 소결생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 소결과정을 이미 경험한 분광석에 충분한 수분이 침투되도록 처리함으로서 타원료와의 혼합 및 조립시에 견고한 조직외부에 타 철광석의 미립광석이 부착되어 배합원료의 입도가 조대해지도록 유도함으로서 소결층내의 통기성을 향상시키기 위한 분광석의 사전처리장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 분광석의 사전처리장치를 이동가능하게 설치함으로써 필요한 경우에 있어서 설치 및 수리작업을 용이하게 실행할 수 있는 분광석의 사전처리장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분광석의 사전처리장치는, 빈으로부터 정량절출장치에 의하여 입구슈트를 통하여 정량공급되는 분광석을 교반하기 위해 내부에 한 쌍의 스크류 피더가 설치되고, 교반된 분광석을 출구슈트를 통하여 컨베이어로 이송시키며, 분광석의 수분흡수능력을 최대한 촉진하기 위해 길이가 2 ∼ 3m로 이루어진 교반기; 상기 교반기의 스크류 피더를 회전시키기 위한 구동모터; 상기 교반기와 구동모터의 하부에 설치되어 바닥에 놓여진 레일을 따라 활주 가능하게 마련된 이동용 휠; 교반기의 상부측에 설치되어 있으며 콘트롤밸브의 작동상태에 따라서 교반기에 의하여 이동되는 분광석에 물을 공급하기 위한 살수부; 상기 콘트롤밸브를 제어하기 위한 제어부; 분광석의 수분 및 절출무게를 검출하기 위한 측정부; 상기 측정부에 의하여 측정된 습도 및 절출무게를 이용하여 수분공급상태를 연산하여 제어부에 출력하는 연산부; 및, 제어명령을 입력하기 위한 입력부를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 분광석의 사전처리장치를 상세히 설 명하면 다음과 같다.

본 발명의 분광석의 사전처리장치는 종래 소결된 분광석을 재사용하기 위하여 공급하는 도중에 분광석에 수분을 충분하게 침투시키기 위한 것으로서, 도 3, 도 4,및 도 5를 참고하여 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명의 분광석 사전처리장치의 개략도이며, 도 4는 본 발명의 분광석 사전처리장치의 부분투시 사시도이며, 도 5는 본 발명의 분광석 사전처리장치의 평단면도이다.

본 발명의 분광석의 사전처리장치의 구성은, 빈(10)으로부터 정량절출장치(50)에 의하여 입구슈트(90)를 통하여 정량공급되는 분광석을 교반하고 출구슈트(90-1)를 통하여 컨베이어(60)로 이송시키기 위한 교반기(70)와, 상기 교반기(70)를 회전시키기 위한 구동모터(70-1)와, 교반기(70)의 상부측에 설치되어 운반되는 콘트롤밸브(70-2)의 작동상태에 따라서 분광석에 물을 공급하기 위한 살수부(70-3)와, 상기 콘트롤밸브(70-2)를 개도(%) 제어하기 위한 제어부(80)와, 분광석의 수분 및 절출무계를 검출하기 위한 측정부(80-2)와, 상기 측정부(80-2)에 의하여 측정된 습도 및 절출무게를 이용하여 수분공급상태를 연산하기 위한 연산부(80-3)와, 제어명령을 입력하기 위한 입력부(80-1)을 포함한다.

상기 교반기(70)는 입구슈트(90)를 통하여 투입되는 종래의 분광석(10-1)을 교반하기 위한 것으로서, 스크류형태를 가진 스크류피더(screw feeder) 한 쌍을 이용하여 구성되어 있다. 교반기(70)로부터 연장되는 축은 베어링(120)에 의하여 지지되며, 교반기연결휠(110)에 의하여 구동모터(70-1)의 축과 연결되어서 회전동력을 얻어서 회전한다. 구동모터(70-1)는 상세히 도시되지 않았지만 제어부(80)에 의 하여 제어된다. 교반기(70)의 회전에 따라서 분광석(10-1)은 교반되는 상태로서 이동하여 하부측으로 개방된 출구슈트(90-1)를 통하여 컨베이어(60)로 투출된다. 컨베이어(60)는 도 2에 표시된 것과 동일한 작용을 한다.

상기와 같이 교반기(70)에 의하여 분광석(10-1)이 교반, 이동하는 상태에서 교반기(70)의 상부측에 설치된 살수부(70-3)로부터 물이 분사된다. 살수부(70-3)는 콘트롤밸브(70-2)의 작동에 따라서 물의 공급이 제어된다. 다시 말하면 콘트롤밸브(70-2)의 개도(%)를 조정하여 적정량의 물을 공급한다. 적정량의 산출은 측정부(80-2)에서 입력되는 수분과 절출무게 데이터를 이용하여 연산부(80-3)에서 수행하여 제어부(80)로 전송하게 된다.

살수부(70-3)는 파이프(100)를 통하여 물을 분사하는 방식으로 공급할 수 있도록 교반기(70)를 향한 단부에 분사노즐이 다수 설치되어 있어서 물을 골고루 분광석(10-1)에 분사시킨다. 살수부(70-3)는 예를 들어서 5개의 파이프에 20개의 분사노즐을 교반기(70)의 전반에 걸쳐서 골고루 분포 설치하여 분광석에 물을 분사시켜서 분광석 내부로 수분을 침투시킨다. 물론 이것은 교반기(70)의 넓이에 따라서 변경될 수 있다.

교반기(70)의 길이는 분광석(10-1)의 수분흡수능력을 최대한 촉진시킬 수 있는 길이를 선택하여야 하며, 통상의 소결장치에 적용하는 경우에는 약 2∼3m, 바람직하게는 약 2.5m 정도로 선택하는 것이 바람직하다. 교반기(70)는 또한 수리작업을 용이하게 하기 위하여 이동가능하도록 설치되며 이것이 후에 설명된다.

물의 분사를 제어하는 것은 콘트롤밸브(70-2)로서, 이것은 제어부(80)에 의 하여 제어된다. 제어부(80)는 측정부(80-2)를 통하여 입력되는 분광석(10-1)의 수분과 절출무게를 검출하고 연산부(80-3)로 입력한다. 연산부(80-3)에서는 입력되는 측정값을 이용하여 분광석(10-1)에 필요한 수분량을 산출한 후에 제어부(80)에 입력시킨다. 제어부(80)에서는 입력되는 데이터를 이용하여 콘트롤밸브(70-2)를 제어하여 필요한 양의 물을 공급한다. 측정부(80-2)에 수분함유량과 절출무게를 입력하기 위한 수분계 및 중량계는 빈(10)의 하부에 설치되어 있는 중량절출장치(50)에 인접하여 설치되어서 측정데이터를 측정부(80-2)로 전송한다. 입력부(80-1)는 최적의 수분값을 설정하기 위하여 데이터를 입력하기 위한 것이다.

또한 본 발명에 의한 분광석의 사전처리장치는 종래 소결공정에 용이하게 설치 및 수리작업을 수행할 수 있도록 설치되어 있다. 도 9에 도시된 것은 본 발명의 분광석의 사전처리장치의 설치상태를 예시한 것으로서, 바닥에 레일(130)이 설치되며, 교반기(70)가 이동용 휠(130-1)에 의하여 활주가능하게 설치된 상태를 표시하고 있다. 이렇게 교반기(70)와 구동모터(70-1)등을 레일(130)을 통하여 이동시킴으로서 본 발명의 분광석의 사전처리장치를 사용할 필요가 없는 경우에는 레일(130)을 따라서 이동시켜서 다른 장소에 설치할 수 있다. 또한 수리작업이 요구되는 경우에 있어서도 교반기(70)와 구동모터(70-1)를 모두 분리시켜서 수리작업을 한 후에 레일(130)을 통하여 다시 원위치시킴으로서 수리작업을 위하여 교반기(70)를 용이하게 이동시킬 수 있는 편리함이 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 분광석의 사전처리장치를 작동상태를 도 6의 플로우차트를 참고하여 상세히 설명한다.

먼저 1단계로 중앙운전실에서 소결용 배합원료의 최적조립성을 계산하여 수분계의 설정(setting) 값을 입력부(80-1)를 통하여 입력시킨다. 통상적으로 최적조립성을 위한 수분값은 7∼7.5%가 되며, 이는 분광석 사용량이 ±1.0%의 오차를 가질 때 수분값도 ±0.2% 정도 변화된다.

2단계로 소결기(40)가 가동을 시작하면 컨베이어(60)가 기동되면서 소결기(40)의 가동속도에 맞는 체적계산에 의하여 전체 배합원료량이 결정되어 각 원료수송용 정량절출장치(50)를 통하여 수송된다. 이 때 분광석 정량절출장치(50)도 혼합비율에 따라서 일정량이 계산되어서 공급된다. 이러한 과정은 종래 소결장치에서의 작동상태와 동일한 상태이다.

컨베이어(60)의 기동신호에 의하여 교반기(70)의 구동모터(70-1)가 작동개시되고 동시에 분광석 빈(10)의 정량절출장치(50)로부터 공급되는 분광석(10-1)이 입구슈트(90)를 통하여 교반기(70)로 입조된다.

교반기(70)는 내부로 분광석(10-1)이 투입됨과 동시에 연산부(80-3)에서 연산된 값에 의하여 콘트롤밸브(70-2)가 개방되면서 교반기(70)의 상단에 설치된 살수부(70-3)의 분사노즐에 의하여 물이 분사되면서 첨가된다.

다음 단계로 측정부(80-2)에서 정량절출장치(50)의 중량계(미도시됨)에서 측정된 절출무게값(y)과 수분계(미도시됨)에서 측정된 수분값(x)을 연산부(80-3)로 전송하여 입력부(80-1)에서 입력한 목표수분값(z)과 비교하여 첨가량(q)을 산출한다. 산출된 값은 피드백되어 제어부(80)로 전송된다.

첨가량 q = (y ×z)-(y ×x)(ton/hr)에 의하여 산출된다.

연산부(80-3)에서 첨가량(q)이 산출되면, 이 값은 제어부(80)로 보내지고, 제어부(80)에서는 정해진 비율만큼 콘트롤밸브(70-2)를 밸브개도(%)로 환산하여 각각 지시한다. 상기와 같은 과정을 통하여 교반기(70)로 투입되는 분광석(10-1)에 물분사에 의한 첨가가 연속적으로 제어된다. 이 때 정량절출장치(50)의 정지나 평량기에서 측정된 절출무게값(y)이 "0"을 지시할 때는 콘트롤밸브(70-2)가 닫히게 되며, 하부의 컨베이어(60)가 정지하면 교반기(70)의 구동모터(70-1)도 동시에 정지된다.

상기와 같은 처리과정을 거치면서 분사된 물이 충분히 분광석의 조직내부에 침투하여 도 7에서와 같이 분광석핵입자조직(150)에 물이 침투(150-1)되어 혼합 및 조립과정에서 미립의 분철광석(140)이 분광석내로 달라붙어 조대한 핵입자를 형성하게 되는 효과가 있다. 상기와 같은 분광석의 사전처리장치를 실제 작업에 적용하고 수분값과, 평균입경, 및 통기도를 측정한 결과가 하기의 표 1에 표시되어 있다.

	분광석 25% 사용, 수분값 7.5% 기준
	결과수분값	배합원료 평균입경	통기도
분광석 사전처리전	7.45%	2.87mm	19.2%
분광석 사전처리후	7.58%	3.34mm	21.5%

상기의 표 1에서 보는 바와 같이, 분광석을 교반기(70)를 이용하여 사전에 조직내부에 물을 침투시킨 결과, 수분량이 증가하고 혼합, 조립효과가 증가됨으로서 배합원료의 평균입경이 조대해지므로(2.87→3.34로 증가) 소결층내 통기도가 상승하였음을 알 수 있다. 결과적으로 통기도가 상승되면 소결진행속도가 빨라지므로 생산성이 향상되는 효과를 가져온다.

또한 분광석 처리전과 처리후에 대한 생산성의 비교결과가 도 8에 도시되어 있다. 이것은 본 발명의 장치를 적용하여 실기조업을 실시한 결과로서 8개월간 비교하여 본 결과이다. 도시된 바와 같이, 처리전보다 처리후의 생산성이 현저하게 개선됨을 알 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면 소결과정중에 발생된 분광석을 재사용하는 과정에서 조직이 견고한 분광석을 교반기를 이용하여 물을 조직내에 침투시킴으로서 배합원료의 혼합 및 조립중에 물이 침투된 분광석과 타미분의 철광석의 입자간 결합력이 증가되어 전체적인 배합원료의 입경이 조대해져서 소결층내 통기성이 증가되므로 소결생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims

소결상태의 분광석에 수분을 침투시키기 위한 것으로서, 빈(10)으로부터 정량절출장치(50)에 의하여 입구슈트(90)를 통하여 정량공급되는 분광석을 교반하기 위해 내부에 한 쌍의 스크류 피더가 설치되고, 교반된 분광석을 출구슈트(90-1)를 통하여 컨베이어(60)로 이송시키며, 분광석의 수분흡수능력을 최대한 촉진하기 위해 길이가 2 ∼ 3m로 이루어진 교반기(70); 상기 교반기(70)의 스크류 피더를 회전시키기 위한 구동모터(70-1); 상기 교반기(70)와 구동모터(70-1)의 하부에 설치되어 바닥에 놓여진 레일(130)을 따라 활주 가능하게 마련된 이동용 휠(130-1); 교반기(70)의 상부측에 설치되어 있으며 콘트롤밸브(70-2)의 작동상태에 따라서 교반기(70)에 의하여 이동되는 분광석에 물을 공급하기 위한 살수부(70-3); 상기 콘트롤밸브(70-2)를 제어하기 위한 제어부(80); 분광석의 수분 및 절출무게를 검출하기 위한 측정부(80-2); 상기 측정부(80-2)에 의하여 측정된 습도 및 절출무게를 이용하여 수분공급상태를 연산하여 제어부(80)에 출력하는 연산부(80-3); 및, 제어명령을 입력하기 위한 입력부(80-1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수분공급을 위한 분광석의 사전처리장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 측정부(80-2)에 수분과 절출무게 데이터를 제공하기 위한 수분계 및 중 량계는 빈(10)의 하부에 설치되어 있는 중량절출장치(50)에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 수분공급을 위한 분광석의 사전처리장치.