KR100554668B1 - 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로에서 사용되지 못하고 리턴되는 고로 반광으로부터 대립의 입도를 가진 고로 반광을 회수하여 상부광으로 혼합 사용할 수 있도록 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 고로에서 리턴되는 고로 반광이 저장되는 벙커(40), 상기 벙커(40)에서 공급되는 고로 반광을 진동을 이용하여 이송시켜 주는 진동 피더(41), 상기 진동 피더(41)에 의하여 이송되는 고로 반광을 상향 이송시키기 위하여 다중으로 구성된 반광 벨트 컨베이어(42), 상기 반광 벨트 컨베이어(42)에 의하여 이송되어 오는 고로 반광을 미리 설정된 크기를 기준으로 분급시켜 주는 고로 반광 호퍼(43), 상기 고로 반광 호퍼(43)에서 비교적 큰 크기로 분급되어 상부광으로 재사용되는 반광을 상부광 호퍼(53)로 이송시켜 주는 제 1벨트 컨베이어(49), 상기 고로 반광 호퍼(43)에서 비교적 작은 크기로 분급된 반광을 Ore 빈(48)으로 이송시켜 주는 제 2벨트 컨베이어(47)로 구성된다.

고로 반광, 반발판, 댐퍼, 분급, 에어 블로우 노즐

Description

고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치 및 그 방법{Apparatus And Method for the Using Blast Furnace Fine in Replacement of Hearth Ore}

도 1은 통상적인 철광석 소결 공정을 개략적으로 나타낸 개략도.

도 2는 통상적인 소결광 원료 사전 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 3은 종래의 고로 반광 처리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 4는 종래의 고로 반광 처리 시스템에서의 배합 원료의 흐름을 설명하기 위한 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도.

도 6은 본 발명에서의 배합 원료의 흐름을 설명하기 위한 예시도.

도 7은 본 발명에서의 에어 블로우 노즐의 구조를 설명하기 위한 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

40 : 벙커 41 : 진동 피더

42 : 반광 벨트 컨베이어 43 : 고로 반광 호퍼

44 : 반발판 45 : 분급 댐퍼

46 : 에어 블로우 노즐 47 : 제 2벨트 컨베이어

48 : Ore 빈 49 : 제 1벨트 컨베이어

50 : 상부광 제조 스크린 51 : 진동 피더

52 : 상부광 벨트 컨베이어 53 : 상부광 호퍼

본 발명은 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로에서 사용되지 못하고 리턴되는 고로 반광으로부터 대립의 입도를 가진 고로 반광을 회수하여 상부광으로 혼합 사용할 수 있도록 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 소결광을 제조하기 위해서, 먼저 도 1에서와 같이 각종의 철광석과 부원료 및 연료인 분코크스가 배합된 소결 원료를 일단 소결 원료 호퍼(1)에 장입하는데, 상기 소결 원료 호퍼(1)에 장입되는 소결 원료는 도 2에 나타낸 바와 같은 통상적인 원료 사전 처리 과정을 거쳐서 제조된다.

즉, 각종 철광석과 부원료로 사용되는 석회석, 규석, 생석회 그리고 연료로 사용되는 코크스와 반광을 각각의 호퍼(21∼26)를 통하여 공급받아, 드럼 믹서(Drum Mixer; 12)에서 1차적으로 혼합되어, 다시 리롤링 드럼(Rerolling Drum; 13)에서 2차적으로 조립되어 상기 소결 원료 호퍼(1)에 장입된다.

그리고, 상부광 호퍼(3)로부터 공급되는 상부광이 미리 장입되어 있는 소결기 대차(2)에 상기 소결 원료 호퍼(1)로부터 소결 원료가 드럼 피더(4)의 회전과 경사판(5)에 의하여 장입된다.

상기와 같이 소결기 대차(2)에 장입된 소결 원료는 점화로(6)에 의하여 점화되어 소결되는데, 이 때 흡인 블로어(7)에 의해 풍상(8)에서 하부로 흡입되는 공기에 의하여 소결 원료층 내에서 코크스가 연소되는 등의 소결 반응에 의하여 소결 처리되어 소결광이 제조된다.

상기 풍상(8)을 통하여 흡인된 공기는 주배풍관(9)을 거쳐 전기 집진기(10)에서 집진 처리된 후에 굴뚝(11)을 통하여 대기 중으로 배출된다.

상기와 같이 제조된 소결광을 상부광으로 이용하기 위하여, 도 3의 아래에 나타낸 상부광 제조 스크린(27)에 의하여 입도 크기가 10∼15mm 정도의 크기로 분급되고, 분급된 상부광은 진동 피더(28) 및 벨트 컨베이어(29)에 의하여 상부광 호퍼(3)에 저장된다. 그런데, 상기 상부광 제조 스크린(27)에 의하여 분급된 상부광에는 비교적 작은 크기인 5mm 정도의 작은 것들이 대략 15% 정도 포함되어 있다.

그리고, 제철소에서 발생되는 반광은 자체 반광과 고로 반광으로 나누어지며, 대부분의 경우 반광은 전체 생산된 소결광 중에 5mm 이하의 것을 의미한다.

상기 자체 반광의 경우에 그 양이 많다는 것은 소결광 회수율이 낮다는 것을 의미하므로, 스크린 관리를 철저히 하여 회수율을 높이기 때문에 반광 중의 +5mm 비율은 상대적으로 작아 3% 내외에 불과하다.

하지만 고로 반광의 경우에는 고로 내부에서의 통기도 확보가 우선하기 때문 에 고로 조업 중에는 입도 관리가 소홀할 수밖에 없어 고로 반광 호퍼로 들어오는 고로 반광 중 +5mm 비율이 상대적으로 높아 대략 15∼40% 내외에 이르고 있다.

상기와 같이, 고로 반광의 경우에 소결 과정에서 발생되는 자체 반광에 비해 그 입도가 상당히 크며, 동일한 연료를 사용했을 경우 입도가 큰 것의 반응성이 입도가 작은 것에 비해 좋지 않기 때문에 소결 공정에서 재사용할 때에 열적으로 상당히 불리한 측면이 있다.

따라서, 고로 반광의 입도를 줄여 소결기에 공급할 경우 그 자체로써의 소결 회수율 향상 효과도 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 고로 반광을 분급하여 비교적 대립(5mm 이상)인 것을 상부광으로 대체 사용하는 경우에는 따로 상부광을 제조하는데 사용되는 소결광을 상부광 대체분만큼 고로에 공급해 줄 수 있어 결과적으로 소결광의 회수율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 고로 반광 중에서 5mm 이상의 대립의 반광을 회수하여 상부광으로 재사용하기 위한 방법으로, 기존에는 도 3에서 보는 바와 같이 벙커(31)로부터 공급되는 반광을 진동 피더(32), 다중의 벨트 컨베이어(33)를 이용하여 고로 반광 호퍼(34)로 공급하고, 상기 고로 반광 호퍼(34) 내에서는 도 4에서 보는 바와 같이 중력에 의한 분급이 이루어진다.

즉, 고로 반광은 상기 진동 피더(32)를 거친 후 고속으로 이동되는 다중의 벨트 컨베이어(33)를 통해 고로 반광 호퍼(34)에 이르기까지 상기 다중의 벨트 컨베이어(33) 자체의 진동에 의해 입도가 작은 고로 반광은 벨트 컨베이어(33)에 접촉된 상태로 이동하고, 비교적 입도가 큰 고로 반광은 상기 작은 고로 반광의 위에 분포한 상태로 이동하여, 도 4에서 보는 바와 같이 중력에 의해 하부로 낙하하면서 고로 반광 호퍼(34)에 적치되고, 이는 벨트 컨베이어(35)를 통하여 Ore 빈(bin; 36)에 저장된다.

따라서, 상기와 같이 단순하게 벨트 컨베이어(33)에 의한 진동 효과와 중력에 의하여 분급되는 경우에 입도의 크기에 따른 명확한 분급이 이루어지지 않는 문제점을 안고 있어서 상부광으로 대체 사용이 현실적으로 어려운 문제점이 발생된다.

이러한 기존 고로 반광 처리 시스템의 문제점을 해소하기 위한 기술이 본 발명의 발명자에 발명되어 2002년 12월 27일에 특허 출원 번호 2002-84178호로 출원되어 있다.

상기 특허 출원 번호 2002-84178호는 벙커로부터 벨트 컨베이어를 통하여 이송될 때에 고로 반광이 입도별로 상하로 정렬된 상태로 고로 반광 호퍼에 진입하여 낙하되면, 이를 크기별로 보다 분명하게 분급하기 위하여 반발판을 이용하여 낙하하는 반광에 대하여 중량에 비례하는 반발력을 제공하여 중량에 따른 분급율을 높여서 횡방향으로 진행시킨다.

상기 반발판에 의하여 수직 방향으로 크기별로 넓게 분산된 반광은 분급 댐퍼에 의하여 비교적 작은 것은 차단되어 Ore 빈으로 이동되어 적치되고, 큰 입도의 반광은 상기 분급 댐퍼를 통과하여 벨트 컨베이어를 통하여 바로 상부광 호퍼로 섞여 들어감으로써 기존의 상부광 제조 스크린에 의하여 분급되어 공급되던 원래의 상부광의 사용량을 줄이는 것과 동시에 소결 쪽에 사용되는 고로 반광의 경우 입도 를 줄이는 것이 가능함에 따른 소결광 회수율 증가 효과를 기대할 수 있다.

하지만 상기와 같이 이루어진 특허 출원 번호 2002-84178호에 개시된 발명은 반발판 및 분급 댐퍼만으로 고로 반광의 입도를 분급하기 때문에 입도가 큰 고로 반광에 일부 미분이 포함되는 문제점이 있으며, 상기와 같이 미분이 포함된 상태로 상부광으로 대체되어 고로에 투입되면 통기성을 악화시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 고로에서 사용되지 못하고 리턴되는 고로 반광 중에서 입도 크기가 5mm 이상인 고로 반광을 분리하여 상부광으로 재사용할 수 있도록 하면서, 상부광으로 재사용되는 반광에 포함되는 미분의 함량을 최소화시켜서 미분이 혼입된 상부광이 야기하는 소결층 내 통기 악화 문제를 해결할 수 있는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 고로에서 리턴되는 고로 반광이 저장되는 벙커와 상부광이 저장되는 상부광 호퍼 및 Ore 빈 사이에 설치되어, 고로 반광으로부터 미리 설정된 크기보다 크거나 작은 반광을 분급하여 큰 반광은 상기 상부광 호퍼로 공급하고, 작은 반광은 상기 Ore 빈으로 공급하는 고로 반광 입도 분급 장치에 있어서, 상기 벙커로부터 고로 반광을 공급받아 수직 방향으로 위에서 아래로 고로 반광의 입도 크기가 작아지는 크기 분포를 형성하면서 이송시켜 주는 제 1이송 수단; 상기 제 1이송 수단에 의하여 이송되어 오는 고로 반광을 공급받아 미리 설정된 입도 크기에 따라 분급하여 각각 배출시켜 주는 고로 반광 호퍼; 상기 제 1이송 수단에 의하여 이송된 고로 반광이 낙하되는 위치의 상기 고로 반광 호퍼 내에 설치되어, 중력에 의하여 낙하되는 고로 반광에 반발력을 제공하여 크기별로 분산시켜 주는 반발판; 상기 반발판에 의하여 분산되어 진행하는 고로 반광 중에서 미리 설정된 크기보다 작은 고로 반광을 차단하여 상기 고로 반광 호퍼 내의 일측에 적치시키고 미리 설정된 크기보다 큰 고로 반광을 통과시켜 상기 고로 반광 호퍼의 타측에 적치시켜 주는 분급 댐퍼; 상기 반발판과 분급 댐퍼 사이를 통과하는 고로 반광에 압축 공기를 공급하여 고로 반광에 혼합되어 있는 미분을 제거해 주는 에어 블로우 노즐; 상기 고로 반광 호퍼 내의 일측에 적치되어 있는 미리 설정된 크기보다 작은 고로 반광을 상기 Ore 빈으로 이송시켜 주는 제 2이송 수단; 상기 고로 반광 호퍼 내의 타측에 적치되어 있는 미리 설정된 크기보다 큰 고로 반광을 상기 상부광 호퍼로 이송시켜 주는 제 3이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치를 제공한다.

상기 에어 블로우 노즐은 압축 공기를 공급받아 분배하는 분배관, 상기 분배관의 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 공기가 분출되도록 연결된 다수의 노즐로 구성되며, 상기 에어 블로우 노즐에서 배출되는 공기의 유속은 70∼90m/s이다.

그리고, 상기 분급 댐퍼는 5mm의 크기를 기준으로 고로 반광을 분급 처리한다.

또한, 본 발명은 고로에서 리턴되는 고로 반광으로부터 미리 설정된 크기보 다 크거나 작은 반광을 분급하여 큰 반광은 상부광 호퍼로 공급하고, 작은 반광은 Ore 빈으로 공급하는 고로 반광 입도 분급 방법에 있어서, (a) 고로 반광에 진동을 가하여 수직 방향으로 위에서 아래로 작아지는 크기 분포를 이루면서 이송시키는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 이송된 고로 반광을 낙하시키는 단계; (c) 상기 (b) 단계에서 낙하된 고로 반광에 반발력을 가하여 크기별로 분산시키는 단계; (d) 상기 (c) 단계에서 분산된 고로 반광에 압축 공기를 분사하여 미분을 분리하는 단계; (e) 상기 (d) 단계에서 미분이 분리된 고로 반광 중에서 미리 설정된 기준 크기보다 작은 크기의 고로 반광과 큰 크기의 고로 반광을 분리하는 단계; (f) 상기 (e) 단계에서 미리 설정된 크기보다 작은 크기의 고로 반광과 압축 공기에 의하여 분리된 미분은 상기 Ore 빈으로 이송시키고, 미리 설정된 크기보다 큰 크기의 고로 반광은 상부광 호퍼로 이송시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 방법을 아울러 제공한다.

(실시예)

이하, 본 발명에 따른 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은 도 5에 나타낸 바와 같이, 상부광을 제조하기 위한 상부광 제조 설비와, 고로에서 사용되지 못하고 리턴되는 고로 반광으로부터 입도 크기가 5mm 이상인 반광을 분급하여 상부광으로 재사용하기 위한 고로 반광 입도 분급 장치로 구성된다.

상기 상부광 제조 설비는 통상적인 설비로써, 도 5의 하단에 도시되어 있는 바와 같이, 도 1의 소결기에 의하여 소결된 소결광을 공급받아 10∼15mm 정도의 크기를 가지는 상부광을 분리하는 상부광 제조 스크린(50), 상기 상부광 제조 스크린(50)에 의하여 분급된 상부광을 상부광 호퍼(53)로 이송시켜 주는 진동 피더(51)와 다중으로 구성된 상부광 벨트 컨베이어(52)로 구성된다.

상기 고로 반광 분급 장치는 도 5의 상단에 도시되어 있는 바와 같이, 고로에서 리턴되는 고로 반광이 저장되는 벙커(40), 상기 벙커(40)에서 공급되는 고로 반광을 진동을 이용하여 이송시켜 주는 진동 피더(41), 상기 진동 피더(41)에 의하여 이송되는 고로 반광을 상향 이송시키기 위하여 다중으로 구성된 반광 벨트 컨베이어(42), 상기 반광 벨트 컨베이어(42)에 의하여 이송되어 오는 고로 반광을 미리 설정된 크기를 기준(본 발명에서는 구경 5mm를 기준으로 하였다)으로 분급시켜 주는 고로 반광 호퍼(43), 상기 고로 반광 호퍼(43)에서 5mm보다 큰 크기로 분급되어 상부광으로 재사용되는 고로 반광을 상부광 호퍼(53)로 이송시켜 주는 제 1벨트 컨베이어(49), 상기 고로 반광 호퍼(43)에서 5mm보다 작은 크기로 분급된 고로 반광을 Ore 빈(48)으로 이송시켜 주는 제 2벨트 컨베이어(47)로 구성된다.

상기 고로 반광 호퍼(43)는 도 6에서 보는 바와 같이, 반광 벨트 컨베이어(42)에 의하여 이송되어 중력에 의하여 낙하되는 고로 반광에 반발력을 제공하여 크기별로 분산시켜 주는 반발판(44), 상기 반발판(44)에 의하여 분산된 고로 반광 중에서 5mm보다 작은 크기의 고로 반광을 차단하여 고로 반광 호퍼(43) 내에 적치시키고 5mm보다 큰 크기의 고로 반광을 통과시켜 주는 분급 댐퍼(45), 상기 반발판(44)과 분급 댐퍼(45) 사이를 통과하는 고로 반광에 압축 공기를 공급하여 고로 반광의 표면에 묻어 있거나 혼입되어 있는 분진 정도의 미세 입자들을 분리시켜 고로 반광 호퍼(43) 내에 적치시켜 주는 에어 블로우 노즐(46)로 구성된다.

따라서, 상기 분급 댐퍼(45)에 의하여 차단된 5mm보다 작은 크기의 고로 반광과 상기 에어 블로우 노즐(46)에 의하여 분리된 분진 등은 고로 반광 호퍼(43) 내에 적치되어 나중에 제 2벨트 컨베이어(47)에 의하여 Ore 빈(48)으로 이송되며, 상기 분급 댐퍼(45)에 의하여 분리되고 상기 에어 블로우 노즐(46)에 의하여 미세 분진 등이 제거된 5mm보다 큰 크기의 고로 반광은 임시 공간(43a)에 저장되었다가 제 1벨트 컨베이어(49)에 의하여 상기 상부광 호퍼(53)로 이송된다.

상기 에어 블로우 노즐(46)은 도 7에 나타낸 바와 같이, 압축 공기를 공급받아 분배하는 분배관(46a), 상기 분배관(46a)의 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 공기가 분출되도록 연결된 다수의 노즐(46b)로 구성된다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 특징은 상기 분급 댐퍼(45)에 의하여 5mm 크기를 기준으로 하여 분급되는데, 분급되는 과정 중에 고로 반광 중에 혼입되어 있는 미분이 상기 에어 블로우 노즐(46)에 의하여 공급되는 압축 공기에 의하여 분리됨으로써 상부광으로 재사용되는 5mm보다 큰 크기의 고로 반광에 미분이 섞이는 것을 방지하기 때문에 상부광으로 재사용되는 과정에서 고로 내의 통기성이 악화되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 상기와 같이 이루어진 본 발명은 상기 반발판(44)의 설치 각도와 상기 에어 블로우 노즐(45)에서 배출되는 공기의 유속에 따라서 고로 반광의 분급 정도가 달라지는데, 이를 위하여 본 발명에 따른 고로 반광 입도 분급 장치를 축소 모 델로 제작하여 고로 반광의 분급 효율을 측정하였다.

그리고, 분급된 고로 반광 중 큰 입도를 갖는 것이 소결 상부광으로 사용되고, 작은 입도를 갖는 고로 반광이 소결 배합 원료로 사용될 경우에 소결 Pot 실험을 행하여 소결 회수율 변동에 대해서 실험을 행하였다.

또한, 기 출원된 특허 출원 번호 2002-84178호의 경우에서와 같이 반발판과 분급 댐퍼만에 의한 분급 효율과 본 발명에 따른 구성 요소인 에어 블로우 노즐(46)이 반발판(44)과 분급 댐퍼(45) 사이에 위치해 있을 경우의 차이를 비교하여 실험을 행하였다.

표 1에 반발판을 사용하지 않을 경우와 반발판을 사용할 때에 설치 각도(α; 도 6참조)에 따른 고로 반광 입도의 분산폭을 나타내었다.

반발판 설치 각도(α)의 변동에 따른 고로 반광의 입도 분산 폭

반발판 설치 각도(α)	없음	15	30	45	60	75
분산폭(cm)	7.50	10.83	12.33	13.17	14.28	13.02

표 1에 잘 나타나 있듯이 반발판(44)이 설치되지 않은 경우(표 1의 "없음" 항목 참조)보다 반발판(44)을 사용한 것이 고로 반광의 분산 폭을 증가시킨다는 것을 알 수 있으며, 반발판(44)을 사용하는 경우에 있어서 설치 각도(α)를 60도로 유지하는 것이 고로 반광 입도 분산 폭을 최대화시킨 다는 것을 알 수 있다.

또한, 각각의 경우에 있어서의 분급 효과도 상당한 차이를 보이고 있는데 이를 표 2에 나타내었다.

반발판 설치 각도(α) 변동에 따른 고로 반광의 분급 효율

반발판 설치 각도(α)	없음	15	30	45	60	75
분급 효율(%)	42	56	64	71	82	75

표 2에 잘 나타나 있듯이 각각의 경우에 대한 분급 효율 측정 결과 반발판(44)의 설치 각도(α)를 60도로 유지할 때의 분급 효율이 82%로 가장 좋았다.

여기서, 상기 분급 효율이라는 것은 아래와 같이 정의된다.

분급 효율 = (상부광으로 이동하는 5mm 이상의 반광의 질량)/(상부광으로 이동하는 반광의 총 질량)

상기와 같이 반발판(44)의 설치 각도(α)에 따라 분급 댐퍼(45)에 의한 최대 분급 효율이 최대 82%이고, 나머지 18%의 고로 반광은 5mm 이하의 상대적으로 작은 크기를 가지고 있어서, 이러한 고로 반광을 상부광으로 대체할 경우에 소결 베드 내의 통기성 악화를 유발시키는 문제점이 발생한다.

따라서, 상기 반발판(44)의 설치 각도를 분급 효율이 가장 좋은 60도로 고정시킨 상태에서 상기 에어 블로우 노즐(46)에서 공급되는 압축 공기의 유속을 달리해 가면서 분급을 실시하였을 경우에 있어서의 분급 효율 변동에 대한 실험을 실시하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.

반발판, 분급 댐퍼, 에어 블로우 노즐을 동시에 이용할 때에 에어 블로우 노즐의 유속에 따른 고로 반광의 분급 효율

유속(m/s)	0	20	40	60	70	80	90	100	120
분급효율(%)	82	85	87	91	92	93	92	90	86

표 3에 잘 나타나 있듯이 상기 에어 블로우 노즐(46)의 공기 유속이 80m/s가 될 때까지는 유속의 증가에 따라 분급 효율이 개선되나, 90m/s를 넘어 100m/s 범위를 넘어선 경우에는 분급 효율이 현저하게 저하된다. 이는 특정 유속 이상으로 공기를 공급할 경우 미분뿐만 아니라 일부 5mm 이상의 크기를 가지는 반광들의 이동 경로가 휘어져 분급 댐퍼(45)에 걸려 차단되기 때문으로 판단된다. 따라서 분급 효율 개선을 위한 적정 유속은 70~90m/s 정도로 판단된다.

상기와 같이 본 발명의 분급 효율은 최대 93%를 유지하지만, 실질적으로 특정 입도를 분리하는 가장 좋은 수단이면서 동시에 95% 이상의 분급 효율을 나타내는 것은 스크린이다. 하지만 스크린을 이용하여 분급할 경우 5mm 이하의 입도를 분리할 경우 초기에는 분급 효율이 뛰어나지만 일정 기간이 경과하면 스크린이 막히는 현상이 발생하여 그 효율은 급격히 저하되어 심지어는 50% 이하까지 떨어지기도 한다.

그런 면에서 볼 때 본 발명에 따라 반발판(44), 분급 댐퍼(45) 및 에어 블로우 노즐(46)을 활용하면 최대 효율이라는 측면에서는 스크린 분급 방식에 비해 약간 떨어지지만 효율의 지속성 측면에서는 월등히 우수하기 때문에 매우 효과적인 입도 분급의 수단이라고 할 수 있다.

그리고, 통상적으로 상부광은 10∼15mm 사이의 크기를 갖는 소결광을 사용하지만, 실제로는 5mm 이하의 입도를 갖는 것이 다수 포함되어 있기 때문에 본 발명에 의한 고로 반광 입도 분급 장치에 의해 분급된 5mm 이상의 입도를 갖는 고로 반광을 상부광으로 대체하여 사용할 경우 특별한 문제가 발생하지 않을 것으로 판단 된다.

하지만, 상부광에 비하여 작은 입도를 가지는 고로 반광의 사용 한계는 있을 것으로 판단되며, 그 한계는 소결 베드 내에서의 통기도가 급격히 악화되는 시점을 기준으로 판단할 수 있다.

본 발명에 따른 고로 반광 입도 분급 장치에 의한 고로 반광을 상부광으로 대체할 때의 통기도 변동 결과를 비교하기 위하여, 특허 출원 번호 2002-84178호 즉, 반발판과 분급 댐퍼만을 이용하여 분급된 5mm 이상의 크기를 가지는 고로 반광을 상부광에 혼합하여 사용할 때에 상부광에 혼합되는 고로 반광의 비율에 따른 소결 베드 내부의 통기도 변동 결과에 대해서 실험을 행한 결과를 표 4에 나타내었다.

표 4에 잘 나타나 있듯이 30% 이상을 대체할 경우 소결 베드 내부에 급격한 통기도 저하 현상을 나타내고 있다.

특허 출원 번호 2002-84178호에 따라 분급된 5mm 이상의 고로 반광을 상부광 으로 대체했을 때의 대체 비율에 따른 소결 베드 통기도 측정 결과

상부광 대체율(%)	5	10	15	20	25	30	35	40
통과유량(m3/min)	1.25	1.25	1.24	1.24	1.24	1.23	1.10	1.03

하지만, 본 발명과 같이 반발판(44) 및 분급 댐퍼(45)와 에어 블로우 노즐(46)을 이용하여 이중으로 분급한 경우에 반발판(44)만을 사용한 경우(표 2의 60도의 82% 참조)보다 에어 블로우 노즐(46)을 같이 사용한 고로 반광 입도 분급 장치(표 3의 80m/s의 93% 참조)에 의하여 분급된 5mm 이상의 고로 반광의 함량이 11% 정도 높기 때문에, 표 5에 나타난 결과에서 잘 알 수 있듯이 전체적인 소결 베드 내부의 통기도가 향상될 뿐만 아니라, 고로 반광의 상부광 대체 비율을 40% 정도까지 증가시키는 것이 가능하였다.

본 발명에 따라 분급된 5mm 이상의 고로 반광을 상부광으로 대체했을 때에 대체 비율에 따른 소결 베드 통기도 측정 결과

상부광 대체율(%)	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
통과유량(m3/min)	1.27	1.27	1.26	1.26	1.25	1.25	1.25	1.23	1.12	1.01

그리고, Pot 실험을 통하여 고로 반광의 상부광 대체에 따른 효과를 비교하였다.

이와 같은 Pot 실험에 사용되는 원료의 STD 배합안은 표 6과 같으며, 성격에 맞게 필요한 부분을 변동시켜 가면서 실험을 행한 결과를 표 7에 나타내었다.

STD 원료 배합안

구분		함량(중량%)
주원료	철광석A	9.04
	철광석B	4.54
	철광석C	5.98
	철광석D	3.95
	철광석E	24.80
	철광석F	10.40
부원료	SL.F	0.14
	SP.F	1.65
	PH.LM	9.68
	BLM	1.12
코크(Coke)	-	3.7
반광	-	25.0

표 7에서 알 수 있듯이 동일한 고로 반광비를 사용하더라도 반광의 입도가 큰 쪽이 입도가 작은 쪽에 비해 생산성이 떨어지고, 와 회수율 및 성품 회수율이 저하될 뿐만 아니라 강도 또한 저하되는 경향을 나타내어 주고 있다.

고로 반광의 입도 변동에 따른 소결성 및 소결 품질 측정 결과

	반광 5mm이상 0% (이상적인 반광입도조절)	반광 5mm이상 5.0% (반광입도 조절 1)	반광 5mm이상 8.0% (반광입도 조절 2)	반광 5mm이상 15.0% (통상적인 소결조업)
생산성	39.3	39.5	38.8	38.1
와 회수율	62.5	62.3	61.2	58.2
성품 회수율	72.2	72.0	71.5	67.4
강도	72.0	71.9	71.4	70.3
코크 원단위	56.9	57.2	57.9	61.4

반면에 코크(Coke) 원단위 경우에 반광의 입도가 큰 쪽이 높은 경향을 나타내고 있는데, 이는 결국 동일한 연료비를 사용했을 경우 반광의 입도가 큰 쪽이 상대적으로 효율이 떨어진다는 것을 의미하고 있다.

상기 표 6 및 표 7에 나타낸 Pot 실험 결과는 본 발명에 따른 고로 반광의 상부광 대체에 따른 Pot 실험을 비교하기 위한 것으로, 상부광으로 전량 10∼15mm의 크기를 갖는 것을 100% 사용하여 실험한 결과이다.

따라서, 동일한 조건에서 Pot 실험을 행하되 특허 출원 번호 2002-84178호에 개시되어 있는 반발판과 분급 댐퍼에 의해서만 분급된 분급 효율 82%의 고로 반광과 본 발명에 따른 고로 반광 입도 분급 장치에 의하여 분급된 분급 효율 93%의 고로 반광을 30%씩 동일하게 상부광으로 치환한 상태에서의 Pot 실험을 실시하여 그 결과를 표 8에 나타내었다.

상부광 입도 변동에 따른 소결성 및 소결 품질 측정 결과

상부광 입도 분포	10∼15mm:100% 고로반광:0%	10∼15mm:70% 5mm이상(82%):30%	10∼15mm:70% 5mm이상(93%):30%
생산성	39.5	39.0	39.3
와 회수율	62.3	61.5	62.1
성품 회수율	72.0	70.9	71.7
강도	71.9	71.2	71.8
코크 원단위	57.2	57.5	57.3

표 8에 잘 나타나 있듯이 특허 출원 번호 2002-84178호에 따른 분급 효율 82%의 5mm 이상 고로 반광 30%를 상부광으로 대체 사용하였을 경우에 생산성 및 회수율이 저하되는 것에 비하여, 본 발명에 따른 분급 효율 93%의 5mm 이상 고로 반광 30%를 상부광으로 대체 사용하여도 생산성 및 회수율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명은 고로 반광의 입도를 적절히 조절하여 줌으로써 소결 배합 원료로써 사용되는 전체 반광의 입도를 5mm(5mm 이상 비율 5% 내외)로 조절을 해주는 것에 의해 동일 코크 사용시 소결 베드 내의 반응성을 증진시켜 소결광의 회수율 향상을 가능케 하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 통상적으로 사용되는 상부광의 일부를 대체하는 것이 가능하므로 이 비율만큼의 상부광을 고로에서 사용할 수 있으므로 소결광의 회수율이 증가된 것과 같은 역할을 가능케 하는 효과가 있다.

또한, 반광 입도 조절을 통한 소결 베드 내 반응성을 개선하여 소결에 사용되는 연료인 코크의 사용량을 줄여도 소결광 품질 및 성상에 악 영향을 미치지 않으면서 소결 조업을 원활하게 할 수 있어서 코크의 저감 효과도 얻을 수 있다.

그리고, 특허 출원 번호 2002-84178호의 문제점인 입도 분급된 고로 반광 중 에 일부 혼입된 미분이 상부광으로 사용되었을 경우 소결 베드 내에서의 통기성을 악화시켜 소결 생산성이 저하되는 문제를 해결할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 고로에서 리턴되는 고로 반광이 저장되는 벙커와 상부광이 저장되는 상부광 호퍼 및 Ore 빈 사이에 설치되어, 고로 반광으로부터 미리 설정된 크기를 기준으로 큰 반광과 작은 반광으로 분급하여 큰 반광은 상기 상부광 호퍼로 공급하고, 작은 반광은 상기 Ore 빈으로 공급하는 고로 반광 입도 분급 장치에 있어서,

   상기 벙커로부터 고로 반광을 공급받아 이송시켜 주는 제 1이송 수단;

   상기 제 1이송 수단에 의하여 이송되어 오는 고로 반광을 공급받아 미리 설정된 입도 크기에 따라 분급하여 각각 배출시켜 주는 고로 반광 호퍼;

   상기 제 1이송 수단에 의하여 이송된 고로 반광이 낙하되는 위치의 상기 고로 반광 호퍼 내에 설치되어, 중력에 의하여 낙하되는 고로 반광에 반발력을 제공하여 크기별로 분산시켜 주는 반발판;

   상기 반발판에 의하여 분산되어 진행하는 고로 반광 중에서 미리 설정된 크기보다 작은 고로 반광을 차단하여 상기 고로 반광 호퍼 내의 일측에 적치시키고 미리 설정된 크기보다 큰 고로 반광을 통과시켜 상기 고로 반광 호퍼의 타측에 적치시켜 주는 분급 댐퍼;

   상기 반발판과 분급 댐퍼 사이를 통과하는 고로 반광에 압축 공기를 공급하여 고로 반광에 혼합되어 있는 미분을 제거해 주는 에어 블로우 노즐;

   상기 고로 반광 호퍼 내의 일측에 적치되어 있는 미리 설정된 크기보다 작은 고로 반광을 상기 Ore 빈으로 이송시켜 주는 제 2이송 수단;

   상기 고로 반광 호퍼 내의 타측에 적치되어 있는 미리 설정된 크기보다 큰 고로 반광을 상기 상부광 호퍼로 이송시켜 주는 제 3이송 수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1이송 수단은 상기 벙커로부터 공급받은 고로 반광을 상기 고로 반광 호퍼로 이송할 때에 수직 방향으로 위에서 아래로 고로 반광의 입도 크기가 작아지는 크기 분포를 형성하면서 이송시켜 주는 벨트 컨베이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 반광 분급 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 에어 블로우 노즐은 압축 공기를 공급받아 분배하는 분배관, 상기 분배관의 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 공기가 분출되도록 연결된 다수의 노즐로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 분급 댐퍼는 5mm의 크기를 기준으로 고로 반광을 분급하는 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 장치.
5. 고로에서 리턴되는 고로 반광으로부터 미리 설정된 크기보다 크거나 작은 반 광을 분급하여 큰 반광은 상부광 호퍼로 공급하고, 작은 반광은 Ore 빈으로 공급하는 고로 반광 입도 분급 방법에 있어서,

   (a) 고로 반광에 진동을 가하여 수직 방향으로 위에서 아래로 작아지는 크기 분포를 이루면서 이송시키는 단계;

   (b) 상기 (a) 단계에서 이송된 고로 반광을 낙하시키는 단계;

   (c) 상기 (b) 단계에서 낙하된 고로 반광에 반발력을 가하여 크기별로 분산시키는 단계;

   (d) 상기 (c) 단계에서 분산된 고로 반광에 압축 공기를 분사하여 미분을 분리하는 단계;

   (e) 상기 (d) 단계에서 미분이 분리된 고로 반광 중에서 미리 설정된 기준 크기보다 작은 크기의 고로 반광과 큰 크기의 고로 반광을 분리하는 단계;

   (f) 상기 (e) 단계에서 미리 설정된 크기보다 작은 크기의 고로 반광과 압축 공기에 의하여 분리된 미분은 상기 Ore 빈으로 이송시키고, 미리 설정된 크기보다 큰 크기의 고로 반광은 상부광 호퍼로 이송시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 (e) 단계의 기준 크기는 5mm인 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 (d) 단계의 압축 공기의 유속은 70∼90m/s인 것을 특징으로 하는 고로 반광의 상부광 대체 사용을 위한 고로 반광 분급 방법.

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