KR100690310B1

KR100690310B1 - 고체 이송 스크류의 시일 구조체 및 그것을 이용한 환원금속의 제조 방법

Info

Publication number: KR100690310B1
Application number: KR1020057014410A
Authority: KR
Inventors: 스미토 하시모토; 마사히코 데츠모토
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2007-03-12
Also published as: JP2004239341A; ATE402383T1; DE60322438D1; ES2309360T3; EP1591739B1; TW200422575A; AU2003292793B2; WO2004070301A1; CA2513341A1; CA2513341C; TWI234637B; EP1591739A1; CN100457924C; KR20050098298A; JP4348091B2; RU2005127625A; CN1738997A; EP1591739A4; US20060147866A1; AU2003292793A1

Abstract

가열로(1)내에 설치되는 원료 균일 스크류나 제품 배출 스크류 등의 고체 이송 스크류의 시일 구조체로서, 조업중에도 가열로(1)의 기밀성을 확보하면서 고체 이송 스크류(3)를 승강 가능하게 하는 시일 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 고체 이송 스크류(3)의 구동축(4)을 가열로(1)의 양측벽(2)에 설치한 관통 구멍(6)을 관통시켜서, 노외 양측에 설치된 승강 가능한 지지 장치(7)로 지지한다. 그리고, 관통 구멍(6)의 주위를 둘러싸도록 이 관통 구멍(6)의 노외측 가장자리부(6a)에 시일 블록(8)을 장착한다. 이 시일 블록(8)보다도 노외측에, 구동축(4)이 관통하여 슬라이딩하는 슬라이딩 구멍(10)을 갖는 슬라이드 패널(9)을 설치한다. 그리고, 슬라이드 패널(9)을 시일 부재(11)를 거쳐서 시일 블록(8)에 대하여 상하 방향으로 슬라이딩 가능한 정도로 압접한다.

Description

고체 이송 스크류의 시일 구조체 및 그것을 이용한 환원 금속의 제조 방법{SEAL STRUCTURE OF SOLID FEEDING SCREW, AND METHOD OF MANUFACTURING REDUCED METAL USING THE SEAL STRUCTURE}

본 발명은 가열로내에 설치되는 고체 이송 스크류에 관한 것으로, 특히 탄재(炭材)를 포함하는 산화철 함유 물질을 가열 환원하여 환원철을 제조하는 이동 노상로내에 설치되는 고체 이송 스크류의 시일 구조체에 관한 것이다.

이동 노상로(가열로)내에 탄소질 환원재를 포함하는 산화 금속(원료)을 가열 환원하여 환원 금속(제품)을 제조함에 있어서, 이동 노상상에 원료를 균일하게 부설(敷設)하기 위해서 원료 균일 스크류가 이용되고, 또한 제품을 노로부터 취출하기 위해 제품 배출 스크류가 이용된다. 그리고, 조업 상황에 따라 원료의 부설 두께를 변경하거나, 이동 노상상에 퇴적한 부착물 등을 긁어내기 위해서, 조업중에 원료 균일 스크류 및 제품 배출 스크류의 승강을 실행하는 것이 필요하게 된다.

원료 균일 스크류나 제품 배출 스크류를 가열로내에 설치하는 경우, 구동 장치를 가열로의 고온 분위기로부터 보호하기 위해서, 노외에 구동 장치를 배치하는 방법이 일반적으로 채용되고 있다. 그 때문에, 가열로의 측벽에 관통 구멍을 설치하고, 이 관통 구멍을 거쳐서 스크류의 구동축을 노외로 인출하도록 하고 있다. 그리고, 관통 구멍과 구동축 사이에 생기는 간극은 노내 분위기 가스의 분출 또는 외기(外氣)의 노내로의 침입의 원인이 되기 때문에, 이것을 방지하기 위한 시일 기구가 필요하게 된다.

이러한 스크류식 장치에 승강 장치를 부가하면, 관통 구멍과 구동축의 상대적 위치 관계가 승강에 의해 변화된다. 따라서, 시일 기구에는 관통 구멍과 구동축의 상대적 위치 관계의 변화에 추종할 수 있는 구조체가 요구된다.

승강 장치를 갖는 원료 균일 스크류나 승강 장치를 갖는 제품 배출 스크류로서는 노내에 설치한 스크류를 노외에 설치한 승강 장치에 의해 승강 가능하게 지지한 것이 있다. 그러나, 이러한 것들에서는, 가열로의 측벽에 설치된 관통 구멍과 스크류의 구동축은 상하 방향으로 고정 구조로 되어 있고, 조업중에 스크류의 승강을 가능하게 하는 구조체가 알려져 있지 않다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 가열로내에 설치되는 원료 균일 스크류나 제품 배출 스크류 등의 고체 이송 스크류의 시일 구조체로서, 조업중에도 가열로의 기밀성을 확보하면서 고체 이송 스크류를 승강 가능하게 하는 시일 구조체와, 그 시일 구조체를 이용한 환원 금속의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 따른 발명은 고체 물질을 가열 처리하는 가열로내에 이 가열로의 측벽을 관통하여 설치되고, 승강 가능하게 된 고체 이송 스크류와 상기 가열로 사 이의 시일 구조체로서, 상기 고체 이송 스크류는 대략 수평으로 설치된 구동축과, 이 구동축의 주위에 고정 설치된 나선 블레이드로 이루어지고, 상기 구동축은 상기 가열로의 양쪽 측벽에 각각 설치된 상기 구동축의 직경보다 적어도 상기 고체 이송 스크류의 승강 가능 범위의 높이만큼 상하 방향의 직경이 큰 스크류 구동축 관통 구멍을 관통하고, 상기 가열로의 양쪽 외측에 각각 설치된 승강 가능한 지지 장치에 의해 지지되어 있는 것이며, 노외 양측에 상기 스크류 구동축 관통 구멍의 주위를 둘러싸도록 상기 관통 구멍의 노외측 가장자리부에 장착된 시일 블록과, 이 시일 블록보다도 노외측에 위치하고, 상기 구동축이 관통하여 슬라이딩하는 스크류 구동축 슬라이딩 구멍을 갖는 슬라이드 패널이 각각 설치되며, 상기 슬라이드 패널은 상기 시일 블록에 대하여 기밀성을 유지하면서 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성되어 있는 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 시일 블록과 슬라이드 패널이 기밀성을 유지하면서 상하로 상대 위치를 변경할 수 있기 때문에, 비교적 큰 고체 이송 스크류의 승강량에 대해서도 적용할 수 있다.

청구항 2에 따른 발명은 상기 시일 블록과 슬라이드 패널 사이에 배치되고, 상기 구동축을 1중 또는 2중 이상으로 둘러싸는 시일 부재가 설치되며, 상기 슬라이드 패널은 상기 시일 부재를 거쳐서 상기 시일 블록에 압접된 것인 청구항 1에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 시일 블록과 슬라이드 패널이 직접 접촉하지 않기 때문에, 이러한 양쪽 부재의 마모가 저감되는 동시에, 시일 블록 및/또는 슬라이드 패 널이 열변형하여 이러한 양쪽 부재 사이에 간극이 생겨도 기밀성(밀봉성)을 확보할 수 있다.

청구항 3에 따른 발명은 상기 스크류 구동축 슬라이딩 구멍과 상기 구동축의 간극을 밀봉하는 시일 장치가 설치되어 있는 청구항 1에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 스크류 구동축 슬라이딩 구멍과 상기 구동축 사이의 기밀성이 더욱 높아진다.

청구항 4에 따른 발명은 노외 양측에 상기 지지 장치에 고정되어서 이 지지 장치와 일체로 승강하는 승강 부재와, 이 승강 부재와 상기 슬라이드 패널을 연결하는 연결 부재가 각각 설치되어 있는 청구항 1에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 슬라이드 패널이 연결 부재를 거쳐서 승강 부재에 지지된 상태에서 승강하기 때문에, 슬라이드 패널의 하중이 고체 이송 스크류의 구동축이나 상기 시일 부재에 걸리지 않고, 구동축이나 시일 부재의 마모가 저감되어, 안정된 기밀성이 확보된다.

청구항 5에 따른 발명은, 상기 연결 부재는 승강 부재 및 슬라이드 패널에 대하여 각각 회동 가능하게 접속되어 있는 청구항 4에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 고체 이송 스크류의 승강에 의해 구동축이 수평으로부터 어긋나서 경사진 경우에도, 연결 부재가 승강 부재 및 슬라이드 패널에 대하여 회 동하기 때문에, 시일 부재를 거친 슬라이드 패널과 시일 블록의 접촉이 확실하게 유지된다.

청구항 6에 따른 발명은, 상기 시일 장치와 상기 슬라이드 패널은 신축 커플링을 거쳐서 접속되어 있는 청구항 3에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 고체 반송 스크류의 구동축이 수평으로부터 크게 경사진 상태에서 조업하는 경우에도, 구동축과 시일 장치의 중심 어긋남을 신축 커플링에 의해 흡수할 수 있기 때문에, 양호한 기밀성을 유지할 수 있다.

청구항 7에 따른 발명은, 상기 슬라이드 패널을 상기 시일 블록에 가압하는 가압 장치가 설치되어 있는 청구항 1에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 슬라이드 패널과 시일 블록 사이의 기밀성을 보다 확실하게 할 수 있다.

청구항 8에 따른 발명은, 상기 시일 부재가 2중 이상으로 설치되어 있고, 이러한 시일 부재 사이의 적어도 1개소에 불활성 가스를 흡입하는 불활성 가스 도입 경로가 설치되어 있는 청구항 2에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 내측의 시일 부재가 노내로부터의 열이나 더스트 등의 영향에 의해 열화된 경우에도, 불활성 가스의 흡입에 의해 시일 부재가 보호되기 때문에, 기밀성에 대한 신뢰성이 더욱 향상된다.

청구항 9에 따른 발명은, 상기 슬라이드 패널은 복수의 슬라이드 패널 부재 의 조합으로 이루어지고, 상기 슬라이드 패널 부재의 일부를 분리함으로써, 상기 고체 이송 스크류를 노외로 인출할 수 있도록 한 청구항 1에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 고체 이송 스크류의 유지 보수 작업이 용이하게 되기 때문에, 작업 시간이 단축되어, 가동율이 향상된다.

청구항 10에 따른 발명은, 노외 양측에 각각 설치된 상기 승강 부재끼리가 접속되어서 일체적으로 구성되어 있는 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 고체 이송 스크류의 시일 구조체이다.

본 발명에 의하면, 구동축을 수평으로부터 경사지게 한 경우에도, 고체 이송 스크류의 구동축과 노외 양측에 설치된 지지 장치가 일체로 되어서 움직이기 때문에, 구동축의 지지 장치에 이상한 부하가 걸리는 일이 없다.

청구항 11에 따른 발명은, 탄소질 환원재를 포함하는 산화 금속을 가열 환원하여 환원 금속을 제조하는 환원 금속 제조 방법으로서, 상기 산화 금속을 가열 처리하는 가열로내에 상기 산화 금속을 장입하는 장입 공정과, 상기 장입 공정에서 가열로내에 장입된 산화 금속을 원료 균일 스크류로 균일하게 하는 균일 공정과, 상기 균일 공정에서 균일하게 된 산화 금속을 가열 환원하는 가열 공정을 갖고, 상기 원료 균일 스크류는 구동축과 이 구동축의 주위에 고정 설치된 나선 블레이드로 이루어지며, 상기 구동축은 상기 가열로의 양측벽에 각각 설치된 상기 구동축의 직경보다 적어도 상기 원료 균일 스크류의 승강 가능 범위의 높이만큼 상하 방향의 직경이 큰 스크류 구동축 관통 구멍을 관통하고, 상기 가열로의 양 외측에 설치된 승강 가능한 지지 장치에 의해 지지되어 있는 것이며, 노외 양측에 상기 스크류 구동축 관통 구멍의 주위를 둘러싸도록 상기 관통 구멍의 노외측 가장자리부에 장착된 시일 블록과, 이 시일 블록보다 더욱 노외측에 위치하고, 상기 구동축이 관통하여 슬라이딩하는 스크류 구동축 슬라이딩 구멍을 갖는 슬라이드 패널이 각각 설치되며, 상기 슬라이드 패널은 상기 시일 블록에 대하여 기밀성을 유지하면서 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성되어 있는 환원 금속 제조 방법이다.

청구항 12에 따른 발명은, 탄소질 환원재를 포함하는 산화 금속을 가열 환원하여 환원 금속을 제조하는 환원 금속 제조 방법으로서, 상기 산화 금속을 가열 처리하는 가열로내에 상기 산화 금속을 장입하는 장입 공정과, 상기 장입 공정에서 가열로내에 장입된 산화 금속을 가열 환원하여 환원 금속을 얻는 가열 공정과, 상기 가열 공정에서 얻어진 환원 금속을 제품 배출 스크류로 배출하는 제품 배출 공정을 갖고, 상기 제품 배출 스크류는 구동축과 이 구동축의 주위에 고정 설치된 나선 블레이드로 이루어지며, 상기 구동축은 상기 가열로의 양측벽에 각각 설치된 상기 구동축의 직경보다 적어도 상기 원료 균일 스크류의 승강 가능 범위의 높이만큼 상하 방향의 직경이 큰 스크류 구동축 관통 구멍을 관통하고, 상기 가열로 외부 양측에 설치된 승강 가능한 지지 장치에 의해 지지되어 있는 것이며, 노외 양측에 상기 스크류 구동축 관통 구멍의 주위를 둘러싸도록 상기 관통 구멍의 노외측 가장자리부에 장착된 시일 블록과, 이 시일 블록보다 더욱 노외측에 위치하고, 상기 구동축이 관통하여 슬라이딩하는 스크류 구동축 슬라이딩 구멍을 갖는 슬라이드 패널이 각각 설치되며, 상기 슬라이드 패널은 상기 시일 블록에 대하여 기밀성을 유지하면 서 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성되어 있는 환원 금속 제조 방법이다.

이로써, 조업중에 원료 균일 스크류 및/또는 제품 배출 스크류를 용이하게 승강시키면서 환원 금속을 제조할 수 있기 때문에, 노상상으로의 원료의 부설의 균일성을 확보할 수 있는 동시에, 환원 금속의 안정적인 배출이 가능해지며, 노상상으로부터의 부착물의 제거를 확실하게 실행할 수 있기 때문에, 장기간 안정된 조업을 계속할 수 있다.

이상으로부터, 본 발명에 의하면, 조업중에도 가열로의 기밀성을 확보하면서 고체 이송 스크류를 승강 가능하게 하는 시일 구조체를 제공할 수 있다. 또한, 환원 금속의 제조 프로세스에 있어서, 본 발명의 시일 구조체를 원료 균일 스크류 및/또는 제품 배출 스크류에 적용함으로써, 노내에서의 가스 누설 없이 안전성이 높은 조업, 또는 노내로의 외기의 혼입 없이 에너지 효율이 우수한 조업을 장시간 안정되게 실행할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시한 도면으로, 도 1a는 수직 부분 단면도, 도 1b는 도 1a에 있어서의 AA선 단면도, 도 1c는 도 1a에 있어서의 BB선 단면도,

도 2는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도,

도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도,

도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도,

도 5는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도,

도 6은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도,

도 7은 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도,

도 8은 본 발명의 제 8 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도,

도 9는 본 발명의 제 9 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시하는 수직 부분 단면도.

이하에 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

[제 1 실시형태]

도 1a 내지 도 1c에 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 도시한다. 여기서, 참조부호(1)는 가열로, 참조부호(2)는 가열로(1)의 측벽, 참조부호(3)는 고체 이송 스크류, 참조부호(4)는 고체 이송 스크류(3)의 구동축, 참조부호(5)는 고체 이송 스크류(3)의 나선 블레이드, 참조부호(6)는 측벽(2)에 설치된 스크류 구동축 관통 구멍, 참조부호(7)는 지지 장치, 참조부호(8)는 시일 블록, 참조부호(9)는 슬라이드 패널, 참조부호(10)는 슬라이드 패널(9)에 설치된 스크류 구동축 슬라이딩 구멍, 참조부호(11)는 시일 부재를 나타낸다.

본 발명이 적용되는 가열로(1)의 형식은 한정되는 것은 아니지만, 본 가열로(1)는 분말입자 형상 또는 덩어리 형상의 고체 물질을 가열 처리하는 회전 노상로 등의 이동 노상로로서 구성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 본 발명은 석탄 등의 탄소질 환원제를 포함하는 산화철 등의 산화 금속(원료)을 덩어리 형상화하거나, 또는 그대로 가열로(1)에 장입하고, 이 가열로(1)내에서 원료를 가열 환원하여 환원철 등의 환원 금속을 제조하는 방법에 적용할 수 있다. 이 가열로(1)에 의한 환원 금속 제조 방법에서는, 고체 이송 스크류(3)는 원료를 가열로(1)에 장입할 때에 노상상에 원료를 균일하게 분산시키는 원료 균일 기능과, 제품을 노상상으로부터 긁어내는 제품 배출 기능을 갖고 있다. 그리고, 이 고체 이송 스크류(3)의 조업중에 있어서는, 가열로(1) 사이의 기밀성(밀봉성)을 유지하면서 고체 이송 스크류(3)를 승강시키는 것이 요청된다.

이러한 실시형태에 따른 가열로(1)의 시일 구조체는 스크류의 축방향 양측에서 동일한 구성이므로, 이하에 도시한 도 1a 내지 도 8에 있어서는, 가열로(1)의 한쪽(도 1a에 있어서의 좌측)의 측벽(2) 근방만을 도시한다.

도 1a에 도시하는 바와 같이, 가열로(1)의 측벽(2)에는 스크류 구동축 관통 구멍(6)이 관통 형성되어 있다. 이 측벽(2)에는 스크류 구동축 관통 구멍(6)을 관통하여 고체 이송 스크류(이하, 간단히 「스크류」라고도 함)(3)가 설치되어 있다. 스크류(3)는 대략 수평으로 설치된 구동축(4)과, 이 구동축(4)의 주위에 나선 형상으로 고정 설치된 나선 블레이드(5)로 이루어진다. 구동축(4)은 양측벽(2)의 스크류 구동축 관통 구멍(6)을 각각 관통하고 있어서, 이 측벽(2)의 외측으로 돌출되어 있는 단부는 가열로(1)의 외측에 각각 설치된 승강 가능한 지지 장치(7)에 의해 각각 지지되어 있다. 지지 장치(7)에는 구동축(4)을 지지하는 도시하지 않는 베어링이 설치되어 있고, 지지 장치(7)는 유압, 수압, 전동 등에 의해 구동축(4)을 승강시키는 구성으로 되어 있다.

스크류 구동축 관통 구멍(6)의 상하 방향의 직경은 스크류(3)[구동축(4)]를 소정의 범위에서 승강할 수 있도록 구동축(4)의 직경보다 적어도 스크류(3)의 승강 가능 범위의 높이(상하 방향의 스트로크)만큼 크게 형성되어 있다.

도 1b에 도시하는 바와 같이, 스크류 구동축 관통 구멍(6)의 노외측 가장자리부(6a)에는 이 스크류 구동축 관통 구멍(6)의 주위를 둘러싸도록 시일 블록(8)이 장착되어 있다. 이 시일 블록(8)보다도 더욱 노외측에는 슬라이드 패널(9)이 배치되어 있다. 이 슬라이드 패널(9)은 구동축(4)이 관통하여 슬라이딩하는 스크류 구동축 슬라이딩 구멍(10)을 갖는다. 스크류 구동축 슬라이딩 구멍(10)은 구동축(4)의 회전이 저해받지 않을 정도로, 구동축(4)의 외경보다 조금만 큰 내경으로 하면 좋다.

도 1a에 도시하는 바와 같이, 시일 블록(8)의 노외측의 면에는, 예컨대 링형상의 내열성 그랜드 패킹으로 이루어지는 시일 부재(11)를 장착하기(끼워맞추기) 위한 홈이 설치되어 있고, 이 홈에 시일 부재(11)가 끼워맞춰져 있다. 이 홈은 스크류 구동축 슬라이딩 구멍(10)을 둘러싸는 형태, 예컨대 타원 형상으로 설치되어 있다. 그리고, 슬라이드 패널(9)을 시일 블록(8)에 있어서의 시일 부재(11)가 장착된 측으로 가압하고, 시일 블록(8)에 대하여 상하 방향으로 슬라이딩 가능한 정도로 압접한 상태로 한다. 또한, 시일 부재(11)를 시일 블록(8) 또는 슬라이드 패널(9)에 장착하는 방법은, 시일 블록(8)과 슬라이드 패널(9) 사이의 밀봉성을 저해하지 않고 고정할 수 있는 방법이면, 반드시 설치용의 홈에 끼워넣는 방법일 필요는 없고, 이 홈은 생략할 수도 있다.

슬라이드 패널(9)은 상하 방향으로의 슬라이딩시에도 링형상의 시일 부재(11) 전체와의 접촉을 유지할 필요가 있기 때문에, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 상하 방향의 스트로크 이상의 충분한 크기로 할 필요가 있다.

시일 블록(8)의 열변형을 방지하기 위해서, 가열로(1)의 측벽(2)은 스크류 구동축 관통 구멍(6)의 주위 부위에 있어서 내화물이나 단열재 등에 의한 단열 구조 또는 수냉 패널 구조로 하는 것이 바람직하다. 또한, 슬라이드 패널(9)도 시일 부재(11)와의 접촉면(9a)의 열변형에 의한 밀봉성의 저하를 방지하기 위해서, 내부 수냉 구조로 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 도 1b에 도시하는 바와 같이, 시일 블록(8)에 장착되어 있는 링형상의 시일 부재(11)는 1개(1중)로 하고 있지만, 밀봉성(기밀성)을 보다 확실하게 하기 위해 2개 이상의 시일 부재(11)를 끼워넣는 2중 이상의 시일 구조체로 할 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 시일 부재(11)의 설치는 시일 블록(8)측으로 하고 있지만, 이것을 대신하여, 슬라이드 패널(9)측에 장착할 수도 있다. 단, 슬라이드 패널(9)측에 장착한 경우에는, 슬라이드 패널(9)의 상하 방향으로의 슬라이딩에 수반하여 시일 부재(11)도 함께 이동하기 때문에, 시일 부재(11) 전체와의 접촉을 유지하기 위해서는 시일 블록(8)을 상하 방향으로 크게 할 필요가 있고, 비용적으로는 시일 블록(8)측에 장착하는 본 실시형태쪽이 바람직하다.

또한, 본 실시형태에서는, 시일 블록(8)과 슬라이드 패널(9) 사이에 시일 부재(11)를 구비한 예를 설명했지만, 노내의 압력이나 온도가 그 정도로 높지 않고 시일 블록(8)과 슬라이드 패널(9)을 직접 접촉시키기만 해도 밀봉성을 유지할 수 있는 경우에는, 반드시 시일 부재(11)를 장착할 필요는 없다.

본 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체에 의하면, 시일 블록(8)과 슬라이드 패널(9)이 기밀성을 유지하면서 상하로 상대 위치를 변경할 수 있기 때문에, 비교적 큰 고체 이송 스크류(3)의 승강량에 대해서도 대응 가능하게 할 수 있다. 이로써, 노내로부터의 가스 누출이 없고 안전성이 높으며 또한 노내로의 외기의 혼입 없이 에너지 효율이 우수한 조업을 장시간 안정되게 실행할 수 있다.

또한, 조업중에 원료 균일 스크류 및/또는 제품 배출 스크류를 용이하게 승강시키면서 환원 금속을 제조할 수 있기 때문에, 노상상으로의 원료의 부설의 균일성을 확보할 수 있는 동시에, 환원 금속의 안정적인 배출이 가능해진다. 그리고, 노상상으로부터의 부착물의 제거를 확실하게 실행할 수 있기 때문에, 장기간 안정된 조업을 계속할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 시일 블록(8)과 슬라이드 패널(9) 사이에 시일 부재(11)가 개재되어 있기 때문에, 시일 블록(8)과 슬라이드 패널(9)이 직접 접촉하지 않는다. 이 때문에, 이러한 양 부재의 마모가 저감되는 동시에, 시일 블록(8) 및/또는 슬라이드 패널(9)이 열변형하여 이러한 양 부재간에 간극이 생겨도 밀봉성을 확보할 수 있다.

[제 2 실시형태]

도 2에, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시한다. 이러한 제 2 실시형태는 제 1 실시형태에 있어서의 스크류 구동축 슬라이딩 구멍(10)과 스크류(3)의 구동축(4)의 간극을 축 시일 부재(14)로 밀폐하는 시일 장치(13)를 설치한 것이다.

상기 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 스크류 구동축 슬라이딩 구멍(10)과 스크류(3)의 구동축(4)의 간극은 구동축(4)의 회전이 저해받지 않는 정도로 구동축(4)의 직경보다 조금만 큰 내경으로 하여 둠으로써, 실질적으로 기밀성(밀봉성)을 유지할 수 있는 것이다. 그러나, 노내 압력과 대기압의 차가 큰 경우 등, 보다 고도한 밀봉성이 요구되는 경우에는, 도 2에 도시하는 시일 장치(13)를 설치하는 것이 바람직하다.

시일 장치(13)는, 예컨대 도 2에 도시하는 바와 같이, 원통 형상의 그랜드 패킹, V링 등의 축 시일 부재(14)와, 이 축 시일 부재(14)를 고정하는 고정 부재(13a)로 이루어진다. 축 시일 부재(14)는 구동축(4)의 회전을 저해하지 않는 정도의 내경을 갖고 있고, 스크류 구동축 슬라이딩 구멍(10)과 구동축(4)의 간극을 밀폐하는 두께로 구성되어 있다. 또한, 구동축(4)의 회전에 의해 축 시일 부재(14)가 구동축(4)의 축방향으로 어긋나지 않도록, 축 시일 부재(14)가 삽입되는 간극은 안측(노내측)에 있어서 단차 형상으로 좁아진 구성으로 되어 있다. 그리고, 고정 부재(13a)는 축 시일 부재(14)의 노외측의 단부를 간극의 안쪽(노내측)으로 밀어넣는 구조로 되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 시일 장치(13)를 설치하도록 하고 있기 때문에, 스크류 구동축 슬라이딩 구멍(10)과 구동축(4) 사이의 기밀성을 높일 수 있고, 노내 압력과 대기압의 차가 큰 경우에도 밀봉성을 유지할 수 있다.

그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 제 1 실시형태와 동일하다.

[제 3 실시형태]

도 3은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시하고 있다. 이러한 제 3 실시형태는 상기 제 2 실시형태에 대하여, 지지 장치(7)에 고정되어서 이 지지 장치(7)와 일체로 승강하는 승강 부재(16)와, 이 승강 부재(16)와 슬라이드 패널(9)을 연결하는 연결 부재(17)를 설치한 것이다.

승강 부재(16)는 예컨대 도 3에 도시하는 바와 같이, 종방향 부재(16a)와 횡방향 부재(16b)로 이루어지는 프레임 구조로 되어 있다. 횡방향 부재(16b)는 가열로(1)의 상방에 배치되는 동시에 종방향 부재(16a)는 가열로(1)의 측방향에 배치되어 있고, 양 부재(16a, 16b)는 서로 연결되어 있다. 종방향 부재(16a)는 지지 장치(7)에 고정되어 있다.

연결 부재(17)는 횡방향 부재(16b)에 고정되고, 하방으로 신장되어 있다. 이 연결 부재(17)의 하단부에는 슬라이드 패널(9)이 매달려 있다. 연결 부재(17)의 길이는 슬라이드 패널(9)의 자중이 구동축(4)에 걸리지 않는 길이로 되어 있다.

본 실시형태에 의하면, 슬라이드 패널(9)이 연결 부재(17)를 거쳐서 승강 부재(16)에 지지된 상태에서 승강하기 때문에, 슬라이드 패널(9)의 하중이 고체 이송 스크류(3)의 구동축(4)이나 상기 시일 부재(11)에 걸리지 않는다. 이 때문에, 구동축(4)이나 시일 부재(11)의 마모를 저감할 수 있고, 안정된 기밀성을 확보할 수 있다.

그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 제 2 실시형태와 동일하다.

[제 4 실시형태]

도 4는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시하고 있다. 상기 제 3 실시형태에서는, 연결 부재(17)를 일체의 강체(剛體) 구조로 했지만, 이것을 대신하여 이러한 제 4 실시형태에서는, 연결 부재(17)를 승강 부재(16) 및 슬라이드 패널(9)에 대하여 각각 회동 가능하게 접속된 힌지(hinge) 구조로 한 것이다. 즉, 본 연결 부재(17)는 그 상단부가 승강 부재(16)의 횡방향 부재(16b)에 회동 가능하게 연결되는 한편, 하단부가 슬라이드 패널(9)에 회동 가능하게 연결되어 있다.

도 3에 도시하는 제 3 실시형태의 구조에서는, 구동축(4)이 수평으로부터 경사하면, 승강 부재(16) 및 연결 부재(17)를 거쳐서 슬라이드 패널(9)도 동일하게 경사진다. 한편, 시일 블록(8)은 가열로 측벽(2)에 고정되어 있기 때문에 경사지지 않는다. 이 때문에, 시일 블록(8)의 시일 부재(11)와 슬라이드 패널(9)의 접촉면(9a) 사이에 간극이 생기기 쉬워지고, 밀봉성을 유지할 수 없게 될 우려가 있다.

이에 대하여, 도 4에 도시하는 본 제 4 실시형태에서는, 연결 부재(17)의 힌지 구조에 의해, 연결 부재(17)가 승강 부재(16)의 경사에 의한 영향을 받지 않는다. 이 때문에, 구동축(4)이 경사져도 슬라이드 패널(9)의 접촉면(9a)은 구동축(4)으로부터 독립하여 움직이고, 접촉면(9a)과 시일 부재(11) 사이의 밀착성이 항상 유지된다. 이 결과, 고체 이송 스크류(3)의 승강에 수반하여 구동축(4)이 수평으로부터 어긋나서 경사져도, 시일 부재(11)와 슬라이드 패널(9)의 접촉면(9a) 사이의 밀봉성을 확실하게 유지할 수 있다.

그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 제 3 실시형태와 동일하다.

[제 5 실시형태]

도 5는 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시하고 있다. 상기 제 4 실시형태에서는, 시일 장치(13)를 슬라이드 패널(9)의 스크류축 슬라이딩 구멍(10)에 직접 고정하고 있던 것에 반해, 이러한 제 5 실시형태에서는 시일 장치(13)를 신축 커플링(18)을 거쳐서 슬라이드 패널(9)에 접속하는 구성으로 한 것이다.

상기 도 4에 도시하는 제 4 실시형태의 구조에서는, 슬라이드 패널(9)이 연결 부재(17)를 거쳐서 승강 부재(16)에 대하여 회동 가능하게 연결되는 동시에 시일 장치(13)의 고정 부재(13a)가 슬라이드 패널(9)에 직접 고정되어 있다. 이 때문에, 구동축(4)이 수평으로부터 경사져도, 슬라이드 패널(9)의 접촉면(9a)은 거의 경사지지 않고, 시일 장치(13)도 거의 경사지지 않는다. 따라서, 구동축(4)이 경사지면 시일 장치(13)와 구동축(4) 사이에 중심 어긋남이 생긴다. 이 때문에, 구동축(4)의 수평으로부터의 경사 각도가 비교적 작을 경우에는, 축 시일 부재(14) 자신의 변형에 의해 이 중심 어긋남을 흡수하여 슬라이드 패널(9)과 구동축(4) 사이의 밀봉성은 유지할 수 있지만, 상기 경사 각도가 커지면, 축 시일 부재(14)의 변형 능력의 한계를 넘어, 이미 중심 어긋남을 흡수할 수 없게 되고, 구동축(4)에 과도한 하중이 걸릴 우려가 있다.

이에 반하여, 도 5에 도시하는 본 실시형태에서는, 시일 장치(13)와 슬라이드 패널(9)을 신축 가능한 신축 커플링(18)으로 접속하고 있기 때문에, 구동축(4)의 경사 각도가 커져도 상기 중심 어긋남만큼을 신축 커플링(18)의 변형에 의해 흡수할 수 있으므로, 양호한 기밀성을 유지할 수 있다. 또한, 구동축(4)에 과도한 하중이 걸리는 것을 억제할 수도 있다.

또한, 신축 커플링(18)을 이용하는 경우에는, 구동축(4)이 회전하면 시일 장치(13)에 따른 슬라이딩 저항에 의해 신축 커플링(18)에 비틀림이 생기고, 신축 커플링(18)이 파손될 우려가 있다. 따라서, 슬라이드 패널(9)과 시일 장치(13) 사이에 반력 베어링(도시 생략)을 설치하여 신축 커플링(18)에 비틀림이 생기지 않도록 하는 것이 바람직하다.

그 밖의 구성, 작용 및 효과는 상기 제 4 실시형태와 동일하다.

[제 6 실시형태]

도 6은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시하고 있다. 이러한 제 6 실시형태는 슬라이드 패널(9)을 시일 블록(8)에 가압하는 가압 장치(19)를 설치한 것이다.

가압 장치(19)는 도 6에 도시하는 바와 같이, 예컨대 승강 부재(16)의 종방향 부재(16a)에 고정되어 있다. 그리고, 이 가압 장치(19)는 도시하지 않는 유압, 공압 등의 동력이나 스프링 등의 스프링력을 이용하여 슬라이드 패널(9)의 노외측의 면을 시일 블록(8)에 균일하게 가압하도록 구성되어 있다. 가압 장치(19)는 슬라이드 패널(9)을 시일 블록(8)에 균일하게 가압할 수 있도록, 구동축(4)의 주위를 둘러싸도록 복수개 설치하는 것이 바람직하다.

이러한 제 6 실시형태에서는 슬라이드 패널(9)을 시일 블록(8)에 가압하는 가압 장치(19)를 설치하도록 했기 때문에, 슬라이드 패널(9)과 시일 블록(8) 사이의 기밀성을 보다 확실하게 할 수 있다.

[제 7 실시형태]

도 7은 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시하고 있다. 이러한 제 7 실시형태는 시일 블록(13)에 링형상의 시일 부재(11, 11')를 이중으로 설치하는 한편, 이러한 2개의 시일 부재(11, 11') 사이의 간극에 불활성 가스를 흡입하기 위한 불활성 가스 도입 경로(20)를 설치한 것이다. 불활성 가스 도입 경로(20)는 시일 블록(8)에 설치되어 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 시일 블록(8)에 있어서의 슬라이드 패널(9)의 접촉면(9a)측의 면에는, 2중의 링형상의 홈이 설치되어 있다. 이 링형상의 홈에는 시일 부재(11, 11')가 각각 끼워넣어져 있다. 이 상태에서 내측의 시일 부재(11)는 노내에 면하고 있고, 외측의 시일 부재(11')는 노외에 면하고 있다. 2개의 링형상 홈 사이에는, 불활성 가스를 취출하기 위한 불활성 가스 도입 경로(20)의 취출 구멍(22)이 설치되어 있다. 불활성 가스로서는 예컨대 가압한 질소를 적절히 사용할 수 있다.

이러한 제 7 실시형태에서는 내측(노내측)의 시일 부재(11)가 열이나 더스트 등의 영향을 받아 열화하고, 시일 부재(11)와 슬라이드 패널(9)의 접촉면(9a)의 밀착도가 저하된 경우에는, 가압된 불활성 가스가 이 밀착도가 저하된 부위로부터 노내로 흡입되게 된다. 이 결과, 노내외의 밀봉성이 유지되는 동시에, 시일 부재(11, 11')의 열화 확대를 방지할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 시일 부재(11, 11')가 2중인 경우에 대하여 도시했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 시일 부재(11, 11')를 3중 이상으로 설치하고, 각 시일 부재(11, 11') 사이에 불활성 가스의 취출 구멍을 설치하는 구성으로 할 수도 있다.

[제 8 실시형태]

도 8은 본 발명의 제 8 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시하고 있다. 이러한 제 8 실시형태에 있어서의 슬라이드 패널(9)은 2개의 슬라이드 패널 부재(9a, 9b)의 조합으로 이루어진다. 그리고, 이러한 제 8 실시형태에서는, 유지 보수시에 슬라이드 패널 부재의 일부[슬라이드 패널 부재(9b)]를 분리함으로써, 고체 이송 스크류(3)를 용이하게 가열로(1) 밖으로 인출하도록 되어 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 슬라이드 패널 부재(9a)의 개구부의 내경과 슬라이드 패널 부재(9b)의 외경이 거의 동일한 크기로 형성되어 있다. 그리고, 이 슬라이드 패널 부재(9a)의 개구부의 내경은 스크류(3)의 나선 블레이드(5)의 외경보다도 크게 형성되어 있다.

이로써, 슬라이드 패널 부재(9b)를 분리하고, 스크류(3)의 나선 블레이드(5)를 슬라이드 패널 부재(9a)의 개구부를 통과시킴으로써, 스크류(3)를 가열로(1) 밖으로 용이하게 인출할 수 있다.

따라서, 이러한 제 8 실시형태에 의하면, 고체 이송 스크류(3)의 유지 보수 작업이 용이하게 되므로, 작업 시간을 단축할 수 있고, 가동률을 향상시킬 수 있다.

또한, 슬라이드 패널 부재(9b)는 링형상의 일체의 것이어도 무방하지만, 절반 분할의 2개의 부재로 분할해 둘 수도 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 스크류(3)의 구동축(4)에 대한 슬라이드 패널 부재(9b)의 착탈을 용이하게 하여 더욱 작업성을 높일 수 있다.

[제 9 실시형태]

도 9는 본 발명의 제 9 실시형태에 따른 고체 이송 스크류(3)의 시일 구조체를 도시하고 있다. 이러한 제 9 실시형태는 상기 제 3 실시형태를 도시한 도 3 등에 도시한, 가열로(1)의 양측에 각각 설치된 승강 부재(16)끼리가 서로 접속되어서 일체적으로 구성되어 있는 것이다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 노 양측의 승강 부재(16)를 일체화하기 위해서는, 횡방향 부재(16b)를 공통으로 하는 것이 좋다. 그리고, 이 횡방향 부재(16b)의 양단부에 종방향 부재(16a)를 각각 접속하고, 문형상으로 구성하면 된다.

지지 장치(7)와 이것을 승강시키는 승강 액추에이터(21)의 접속 구조는 핀 결합으로 하고, 이 핀을 삽입 통과시키는 핀 삽입 통과 구멍을 수평 방향으로 긴 구멍으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 고체 이송 스크류(3)의 구동축(4)이 경사져서 양측의 지지 장치(7) 사이(양측의 축 베어링 사이)의 수평 거리가 변화되어도, 이 수평 거리와 양측의 승강 액추에이터(21) 사이의 거리의 차이가 생기는 것을 흡수할 수 있다.

따라서, 본 실시형태(9)에 의하면, 구동축(4)과 노외 양측에 설치한 구동축(4)의 지지 장치(7)가 일체로 움직이기 때문에, 고체 이송 스크류(3)의 구동축(4)이 수평에 대하여 경사진 경우에도, 지지 장치(7)에 이상한 부하가 걸리지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 고체 물질을 가열 처리하는 가열로내에 승강 가능하게 설치된 고체 이송 스크류와 가열로의 스크류 구동축 관통 구멍을 밀봉하는데 이용할 수 있다.

Claims

고체 물질을 가열 처리하는 가열로내에 이 가열로의 측벽을 관통하여 설치되고, 승강 가능하게 된 고체 이송 스크류와, 상기 가열로 사이의 시일 구조체에 있어서,

상기 고체 이송 스크류는 수평으로 설치된 구동축과, 이 구동축의 주위에 고정 설치된 나선 블레이드로 이루어지고,

상기 구동축은 상기 가열로의 양측벽에 각각 설치된 상기 구동축의 직경보다 적어도 상기 고체 이송 스크류의 승강 가능 범위의 높이 만큼 상하 방향의 직경이 큰 스크류 구동축 관통 구멍을 관통하고, 상기 가열로의 양 외측에 각각 설치된 승강 가능한 지지 장치에 의해 지지되어 있는 것이며,

노외 양측에 상기 스크류 구동축 관통 구멍의 주위를 둘러싸도록 상기 관통 구멍의 노외측 가장자리부에 장착된 시일 블록과, 이 시일 블록보다 더욱 노외측에 위치하고, 상기 구동축이 관통하여 슬라이딩하는 스크류 구동축 슬라이딩 구멍을 갖는 슬라이드 패널이 각각 설치되며,

상기 슬라이드 패널은 상기 시일 블록에 대하여 기밀성을 유지하면서 상기 지지 장치에 의해 상기 구동축과 함께 상하 방향으로 슬라이딩 가능하게 구성되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 시일 블록과 슬라이드 패널 사이에 배치되고, 상기 구동축을 1중 또는 2중 이상으로 둘러싸는 시일 부재가 설치되고,

상기 슬라이드 패널은 상기 시일 부재를 거쳐서 상기 시일 블록에 압접된 것인

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 스크류 구동축 슬라이딩 구멍과 상기 구동축의 간극을 밀봉하는 시일 장치가 설치되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 1 항에 있어서,

노외 양측에 상기 지지 장치에 고정되어서 이 지지 장치와 일체로 승강하는 승강 부재와, 이 승강 부재와 상기 슬라이드 패널을 연결하는 연결 부재가 각각 설치되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 4 항에 있어서,

상기 연결 부재는 승강 부재 및 슬라이드 패널에 대하여 각각 회동 가능하게 접속되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 3 항에 있어서,

상기 시일 장치와 상기 슬라이드 패널은 신축 커플링을 거쳐서 접속되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 슬라이드 패널을 상기 시일 블록에 가압하는 가압 장치가 설치되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 2 항에 있어서,

상기 시일 부재가 2중 이상으로 설치되어 있고, 이러한 시일 부재 사이의 적어도 1개소에 불활성 가스를 흡입하는 불활성 가스 도입 경로가 설치되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 슬라이드 패널은 복수의 슬라이드 패널 부재의 조합으로 이루어지고, 상기 슬라이드 패널 부재의 일부를 분리함으로써, 상기 고체 이송 스크류를 노외로 인출할 수 있도록 한

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

노외 양측에 각각 설치된 상기 승강 부재끼리가 접속되어서 일체적으로 구성되어 있는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 고체 이송 스크류는 원료 균일 스크류를 포함하는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 13 항의 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 포함한 환원 금속 제조 장치를 이용하여 탄소질 환원재를 포함하는 산화 금속을 가열 환원하여 환원 금속을 제조하는 환원 금속 제조 방법에 있어서,

산화 금속을 가열 처리하는 상기 가열로내에 산화 금속을 장입하는 장입 공정과,

상기 장입 공정에서 상기 가열로내에 장입된 산화 금속을 상기 원료 균일 스크류에 의해 균일하게 하는 균일 공정과,

상기 균일 공정에서 균일하게 된 산화 금속을 가열 환원하는 가열 공정을 갖는

환원 금속 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 고체 이송 스크류는 제품 배출 스크류를 포함하는

고체 이송 스크류의 시일 구조체.
제 15 항의 고체 이송 스크류의 시일 구조체를 포함한 환원 금속 제조 장치를 이용하여 탄소질 환원재를 포함하는 산화 금속을 가열 환원하여 환원 금속을 제조하는 환원 금속 제조 방법에 있어서,

산화 금속을 가열 처리하는 상기 가열로내에 산화 금속을 장입하는 장입 공정과,

상기 장입 공정에서 상기 가열로내에 장입된 산화 금속을 가열 환원하여 환원 금속을 얻는 가열 공정과,

상기 가열 공정에서 얻어진 환원 금속을 상기 제품 배출 스크류에 의해 배출하는 제품 배출 공정을 갖는

환원 금속 제조 방법.