KR100958080B1 - 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치에 관한 것으로, 일측에 회수된 제철 자선분광 및 입철을 투입하는 투입구가 구비되고, 상기 투입구 대향단측에는 파쇄된 제품을 배출하는 배출구가 구비되며, 상기 배출구와 상하로 대칭되는 반대쪽에 에어배출구가 형성된 원통형상의 하우징과; 상기 하우징에 내장되고, 베어링블록에 의해 회전가능하게 지지되며, 동력원과 연결된 회전축과; 상기 회전축의 길이방향으로 간격을 두고 다수 고정된 고정원판과; 상기 고정원판의 외주면에 일정간격을 두고 다수 고정되며, 상기 하우징의 내주면과 일정한 이격거리를 갖고 그 사이에 위치되는 자선분광 및 입철을 파쇄, 압착, 마쇄하는 타격블럭을 포함하는 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치에 있어서; 상기 투입구, 배출구 및 에어배출구는 상기 하우징의 반경방향인 외주면에 형성되고; 상기 타격블럭은 사각형상이고, SKD 11종으로 특수 열처리(진공열처리)된 것으로서 상기 고정원판의 외주면에 직교되게 일체로 고정된 것을 특징으로 하는 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치를 제공한다.

본 발명은 단순 파쇄처리가 아니라 자선분광을 충격과 함께 압착하면서 갈아주는 마쇄처리는 물론 공기유동에 의한 탈분작용을 병행하기 때문에 분말형태의 이물질을 완전히 분리 제거할 수 있어 철의 회수품위를 현저히 높일 수 있고, 이를 통해 회수된 철 성분의 사용가치를 높이는 효과를 제공한다.

파쇄기, 파쇄, 마쇄, 자선분광, 선별, 회수품위

Description

제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치{APPARATUS FOR PROCESSING SLAG OF MAGNETICALLY SELECTED　 IRON POWDER AND LUPPE}

본 발명은 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철 자선분광 및 입철의 슬래그에 함유되어 있는 유효자원인 철을 고함량으로 회수하여 고철 대용제로 활용할 수 있도록 개선된 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철 슬래그, 예컨대 선철 제조공정이나 제강공정에서 발생하는 슬래그에는 처리공정별로 조금씩 차이는 있지만, 철분이 다량 함유되어 있는 것이 보통이다.

이러한 철분은 회수되어 철원을 필요로 하는 다른 공정에 투입될 경우 매우 효율적인 주원료로 사용될 수 있기 때문에 여러가지 방식으로 회수 및 재투입된다.

예컨대, 입도가 큰 지철이나 지금 등은 육안으로 선별하여 채집한 후 필요한 공정에서 사용하는 방식으로 재활용되며, 철분 함량이 높고 그 중량이 커서 투입도 용이하기 때문에 효과적인　 고철 대용제로 평가되고 있다.

그러나, 본 발명에서 대상으로 하는 것과 같은 미립의 철 입자, 즉 분광의 경우에는 선별이 곤란하고 단위 선별량에 비하여 비용과 에너지가 많이 소모될 뿐만 아니라, 설사 선별된 분광의 경우에도 슬래그 성분이 다량 부착되어 있어 철 함량이 낮다는 문제가 있어 그 용도와 사용량이 많지 않았다.

이에, 선별성을 높이기 위한 방편으로 자력선별을 이용하고 있으며, 이 방식은 분광중 철성분이 자석에 부착되는 성질을 이용한 것으로, 이와 같은 선별방식에 의해 선별된 분광을 자선분광이라 한다.

그러나, 자선분광을 정제할 때 보통 해머 크러셔를 이용하여 파쇄하게 되는데, 종래 해머 크러셔는 단지 자선분광에 충격을 가해 슬래그를 잘게 쪼개는 방식이기 때문에 파쇄된 자선분광은 그 형태가 부정형이면서 상대적으로 표면적이 넓고 표면의 형태가 거칠게 이루어지므로 철 성분이 회수될 때 분말형태의 이물질이 제품 표면에 붙어 있는 상태로 자력선별되면서 함께 회수되어 버리기 때문에 철 함량이 떨어지는 문제가 있었다.

따라서, 유용성분의 철이 회수되기는 하지만 그 회수품위(철 함량)가 낮아 그만큼 사용가치가 떨어지는 단점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 새로운 형태의 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치를 통해 파쇄와 마쇄가 병행되면서 공기유동에 의해 철 성분과 이물질이 비중차에 의해 분리, 탈분되도록 하여 회수되는 철 함량을 높임으로써 회수품위가 향상되고, 이를 통해 회수된 철 성분의 사용가치를 극대화시킬 수 있도록 한 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치의 제공을 그 주된 해결 과제로 한다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 일측에 회수된 제철 자선분광 및 입철을 투입하는 투입구가 구비되고, 상기 투입구 대향단측에는 파쇄된 제품을 배출하는 배출구가 구비되며, 상기 배출구와 상하로 대칭되는 반대쪽에 에어배출구가 형성된 원통형상의 하우징과; 상기 하우징에 내장되고, 베어링블록에 의해 회전가능하게 지지되며, 동력원과 연결된 회전축과; 상기 회전축의 길이방향으로 간격을 두고 다수 고정된 고정원판과; 상기 고정원판의 외주면에 일정간격을 두고 다수 고정되며, 상기 하우징의 내주면과 일정한 이격거리를 갖고 그 사이에 위치되는 자선분광 및 입철을 파쇄, 압착, 마쇄하는 타격블럭을 포함하는 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치에 있어서; 상기 투입구, 배출구 및 에어배출구는 상기 하우징의 반경방향인 외주면에 형성되고; 상기 타격블럭은 사각형상이고, SKD 11종으로 특수 열처리(진공열처리)된 것으로서 상기 고정원판의 외주면에 직교되게 일체로 고정된 것을 특징으로 하는 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치를 제공한다.

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본 발명은 단순 파쇄처리가 아니라 자선분광을 충격과 함께 압착하면서 갈아 주는 마쇄처리는 물론 공기유동에 의한 탈분작용을 병행하기 때문에 분말형태의 이물질을 완전히 분리 제거할 수 있어 철의 회수품위를 현저히 높일 수 있고, 이를 통해 회수된 철 성분의 사용가치를 높이는 효과를 제공한다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치를 보인 시제품 사진이고, 도 2는 본 발명에 따른 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치의 파쇄원리를 보인 설명도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치는 하우징(100)을 포함한다.

상기 하우징(100)은 상부하우징과 하부하우징으로 분리되며, 이들이 상호 조립되어 하나의 원통형 하우징(100)을 구성한다.

그리고, 상기 하우징(100)의 내부에는 길이방향으로 회전축(110)이 설치되며, 상기 회전축(110)은 상기 하우징(100)의 양단에서 베어링블록(120)에 의해 회전가능하게 지지된다.

이때, 상기 회전축(110)은 동력원(구동모터 등)과 연결되어 동력을 전달받게 되는데, 이를 위해 회전축(110)의 일단에 풀리(130)가 고정된다.

이 경우, 상기 풀리(130)는 벨트 연결방식을 통해 동력을 전달받는 기계요소이나 이에 국한되지 않고 스프라켓과 체인, 기어와 기어박스 등 다양한 형태의 동 력전달용 기계요소들이 사용될 수 있음은 물론이다.

아울러, 상기 회전축(110)의 외주면에는 길이방향으로 간격을 두고 고정원판(200)이 다수 고정되고, 상기 고정원판(200)의 외주면에는 상기 회전축(110)의 길이방향으로 배열된 다수의 타격블럭(210)이 일체로 고정된다.

여기에서, 상기 타격블럭(210)은 일종의 파쇄날로 기능하는 것이며, 상기 하우징(100)의 내주면과 약간의 간격을 가지고 이격 설치된다.

그리고, 상기 하우징(100)의 일측단부 외주면에는 수거된 자선분광을 투입할 수 있는 투입구(300)가 형성되고, 대향단부 외주면에는 내부 유동공기를 배출시키기 위한 에어배출구(320)가 형성되며, 상기 에어배출구(320)의 대향측에는 파쇄된 제품을 수집하기 위한 배출구(310)가 형성된다.

이때, 본 발명에서 파쇄 및 마쇄날로 사용되는 상기 타격블럭(210)은 내구성 및 내열성, 내마모성 향상을 위해 SKD 11종으로 특수 열처리(진공열처리)됨이 특히 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치는 기존 단순 타격식 파쇄기, 이를 테면 해머 크러셔(Hammer Crusher)와 다음과 같은 작용에 있어 현저한 차이를 갖는다.

먼저, 본 발명에 따른 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치를 통해 제강공정에서 발생된 슬래그로부터 철 성분을 경제적으로 회수하기 위해 자선분광을 수거하여 회수한다.

이어, 회수된 자선분광을 투입구(300)를 통해 회전축(110)의 반경 방향으로 투입하여 준다.

따라서, 투입된 자선분광은 회전하고 있는 타격블럭(210)과 충돌 및 함께 회전되면서 타격블럭(210)과 하우징(100) 내벽 사이에 끼인 채로 갈리면서 마쇄되게 된다.

특히, 상기 타격블럭(210)과의 충격 마찰력과 압착 및 갈아주는 마쇄작용이 병행되면서 슬래그의 파쇄, 분쇄 효율은 더욱 높아진다.

뿐만 아니라, 이러한 작용과 함께 집진기에 의해 내부 공기는 유동되고, 유동되던 공기 및 슬래그는 에어배출구(320)를 통해 배출되기 때문에 내부는 순간적으로 음압으로 유지되면서 파쇄, 압착, 마쇄 작용이 반복되면서 분쇄된 제품는 배출구(310) 쪽으로 이동하게 된다.

이 과정에서 공기 유동은 분말 형태의 이물질이 파쇄된 철 성분의 표면에 붙지 못하게 하는데, 이는 철 성분과 이물질(철 이외의 성분)의 비중차에 의한 분리와 탈분을 촉진하기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는 기존처럼 파쇄된 철 성분의 표면에 이물질이 부착되지 못하게 되므로 보다 고순도의 철 성분을 회수할 수 있게 된다.

이때, 이와 같은 작용이 가능한 이유는 자선분광에 포함된 철이 강도가 강하고 인성이 크기 때문이며, 반대로 자선분광에 포함되어 있는 이물질(철 이외의 성분)은 대부분 산화물로서 철에 비해 강도가 약하고 취성이 강하기 때문이다.

그러므로, 충격을 받은 자선분광 속의 철은 충격에 의해 그 형태가 바뀌기는 하지만 인성이 크기 때문에 쉽게 분쇄되어 작아지지 않지만, 이물질은 취성이 강하 고 충격에 의해 쉽게 깨지므로 이들의 파쇄와 마쇄는 연쇄적으로 지속되게 되며, 이러한 원리를 이용하여 본 발명 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치가 완성되었다.

이렇게 하여, 파쇄된 제품는 수집된 후 스크린을 통해 입도별로 분류되게 된다.

여기에서, 분류되는 입도는 2mm 이상, 2~0.5mm, 0.5mm 이하와 같이 3종류로 분류됨이 바람직하고, 특히 최종 선별된 0.5mm 이상의 자선분광의 경우에는 Fe 함량이 90% 이상이어야 사용가치가 높다.

아울러, 상기 선별과정 전에 입도가 2mm　 이상인 것은 미리 선별되도록 함이 바람직하다.

즉, 선별과정은 입도 2mm 이상인 것을 먼저 선별하는 1차 선별과정을 거친 다음, 나머지 것들을 상기 입도별로 재선별하는 2차 선별과정을 거치게 된다.

나아가, 최종 선별된 자선분광 중 0.5mm 이하의 입도를 갖는 것은 사용가치 고양을 위해 결합재 또는 바인더(황 함량이 0.2중량% 이하인 저황 바인더)를 전체 중량 대비 4~6중량%, 특히 바람직하기로는 5중량% 첨가하여 브릭 또는 브리켓트로 성형하는 것이 좋다.

이하, 본 발명에 따라 회수된 자선분광(철 성분)의 회수 품위를 입증하기 위하여 실험예를 설명하기로 한다.

[실험예]

본 발명에 따른 효과를 확인하기 위하여 파일롯(Pilot) 설비를 제작하여 자 선분광을 본 발명에 따른 방식으로 파쇄 후 입도별로 스크린 하였으며, 이를 공인인증기관인 KOLAS 및 포스코(POSCO)와 RIST(포항산업과학연구원)에 비밀유지를 조건으로 분석 의뢰하여 목적성분(Fe 함량)의 성분량을 화학분석을 통해 확인하였다.

이때, 시료를 3개 준비하였으며 처리 후 분석한 결과, 자선분광의 성분함량은다음 표 1과 같았다.

구　 분	입도별 Fe 함량(%)
	1mm 이상	1~0.5mm	0.5mm 이하	접수번호
시료 1	94.72	92.27	42.36	2009-04-60
시료 2	94.4	91.50	41.06	2009-04-70
시료 3	95.98	89.55	41.29	2009-04-155

(분석기관: POSCO 품질기술부 화학시험과)

상기 표 1에서와 같이 하기한 표 2에 기재된 종래 방식 대비 입도별 Fe의 함량이 현저히 향상 되었음을 확인할 수 있다.

따라서, 자선분광으로부터 Fe를 회수하는 회수 품위가 현저히 높아졌음을 알 수 있고, 이를 통해 본 발명에 따른 방법이 자선분광으로부터 철 회수시 매우 유용함을 확인 할 수 있었다.

구　　　 분	용도	의뢰(접수)번호	분석기관	T - Fe	S
2~8mm	제강	2008-03-100	POSCO	83.61	0.053
		2008-02-065		78	0.194
		2008-01-340		84.85	0.041
		2007T02452-02	RIST	88.4	0.013
		2006T01357		89.7
구　　　 분	용도	의뢰(접수)번호	분석기관	T - Fe	S
0.8~2mm	제선	2007T02452-01	RIST	48.06	0.079
		2006T01816-01		54.8	0.25
0.8mm이하	사외반출	2008-05-514	POSCO	33.42	0.53

참고로, 표 2은 2008년도에 종래 방식에 따른 시료를 두 개의 시험기관에 의뢰하여 평가받은 것으로, 입도 2mm 이상의 경우 평균 84.91의 Fe 함량을 갖는 것으로 확인되었고, 2~0.8mm의 경우 평균 51.43으로서 본 발명과 현저한 차이를 나타냈다.

그렇다면, 기존 방식은 Fe가 더 회수될 수 있는데도 불구하고 회수되지 못함을 의미하며, 본 발명에 의해 그 부분이 해소될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명에 따른 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치를 보인 시제품 사진,

도 2는 본 발명에 따른 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치의 파쇄원리를 보인 설명도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....하우징　　　　　　　　 110....회전축

120....베어링블록　　　　　　　　 130....풀리

200....고정원판　　　　　　　　　 210....타격블럭

220....고정핀　　　　　　　　　　 300....투입구

310....배출구　　　　　　　　　　 320....에어배출구

Claims (5)

1. 일측에 회수된 제철 자선분광 및 입철을 투입하는 투입구가 구비되고, 상기 투입구 대향단측에는 파쇄된 제품을 배출하는 배출구가 구비되며, 상기 배출구와 상하로 대칭되는 반대쪽에 에어배출구가 형성된 원통형상의 하우징과; 상기 하우징에 내장되고, 베어링블록에 의해 회전가능하게 지지되며, 동력원과 연결된 회전축과; 상기 회전축의 길이방향으로 간격을 두고 다수 고정된 고정원판과; 상기 고정원판의 외주면에 일정간격을 두고 다수 고정되며, 상기 하우징의 내주면과 일정한 이격거리를 갖고 그 사이에 위치되는 자선분광 및 입철을 파쇄, 압착, 마쇄하는 타격블럭을 포함하는 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치에 있어서;

   상기 투입구, 배출구 및 에어배출구는 상기 하우징의 반경방향인 외주면에 형성되고;

   상기 타격블럭은 사각형상이고, SKD 11종으로 특수 열처리(진공열처리)된 것으로서 상기 고정원판의 외주면에 직교되게 일체로 고정된 것을 특징으로 하는 제철 자선분광 및 입철의 슬래그 처리장치.
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