KR101008366B1 - 연원료 소결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 퀴리온도를 이용한 연원료 소결장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소결기 대차의 하부에 자기 플레이트를 부착하여 미분을 집진하고, 이 집진된 미분을 갖는 자기 플레이트가 이 소결기 대차의 이송 과정에서 퀴리온도 이상으로 상승함으로 인해 자성이 탈자되어 자기 플레이트에 집진된 미분이 배광부를 통해 배출되는 연원료 소결장치에 관한 것이다.

본 발명은 상부 왕로와 하부복로로 이루어진 무한궤도상에 탑재되는 다수의 소결기 대차를 포함하는 연원료 소결장치에 있어서, 상기 소결기 대차는 내부 바닥면에 다수의 홈이 형성된 그리즐리 바(grizzly bar)를 구비한 연원료 적재함과, 주행 휠이 장착된 하부 프레임과, 상기 하부 프레임의 내측벽에 부착되어 상기 그리즐리 바의 홈을 통해 유실되는 미분을 집진하는 자기 플레이트를 포함하는 집진수단을 포함하며, 급광부, 연소부 및 배광부가 차례로 배치되며, 상기 급광부의 상부에는 상기 소결기 대차의 연원료 적재함에는 호퍼가 구비되며, 상기 연소부의 상부에는 연원료를 착화시키는 점화로가 구비되고, 상기 배광부에서는 연원료의 소성열에 의하여 상기 자기 플레이트의 온도가 퀴리온도 이상으로 상승되어 상기 자기 플레이트가 탈자되도록 하며, 상기 급광부 도달 전에 상기 자기 플레이트에 전원을 공급하는 전원공급판이 배치된다.

Description

연원료 소결장치{An apparatus for sintering raw material}

본 발명은 퀴리온도를 이용한 연원료 소결장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 선철의 제조 과정중 고로의 원료로 사용되는 소결광을 제조하는 소결 공정에 있어서, 소결기 대차의 하부로 미분이 유실되는 것을 막기 위해 소결기 대차의 하부에 자성을 갖는 자기 플레이트를 부착하여 이들 미분을 집진하고, 이 집진된 미분을 갖는 자기 플레이트가 이 소결기 대차의 이송 과정에서 퀴리온도 이상으로 상승함으로 인해 자성이 탈자되어 자기 플레이트에 집진된 미분이 배광부를 통해 배출되는 연원료 소결장치에 관한 것이다.

일반적으로, 소결 공정이란 철광석 저장조에서 5㎜이하의 분광인 철광석 원료와 열원인 분코크스를 정량 절출하여 믹싱 드럼에서 일정한 수분을 첨가하여 혼합 및 조립과정을 거친 후에 장입 장치인 서지호퍼의 회전수를 제어하여 연원료를 일정량 절출하고, 이 절출된 연원료는 소결기 대차에 의해 이송되는 동안에 점화로를 통과하면서 열원인 분코크스에 불꽃이 착화되어 배풍기에서 흡입하는 흡입 압력 에 의해 대차 하부에서 산소와 결합됨으로써, 산화 및 환원 반응을 거쳐 소결광으로 소성되는 공정을 말한다.

이러한 소결 공정에서 있어서 종래에 사용되는 소결기 대차에 의해 연원료를 이송하는 동안 소결기 대차의 하부로 일정 크기 이하의 미분이 유실되는 것을 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래에 따른 그리즐리 바의 홈을 통해 미분이 하부로 유실되는 소결기 대차의 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 소결 공정에 있어서 연원료(10)가 장입된 상태로 컨베이어 밸트(미도시)에서 이송되는 소결기 대차(11)는 컨베이어 벨트의 주행 레일(14)을 따라 이송되도록 상기 주행 레일(14)과 결합되는 주행 휠(13)을 구비하고 있고, 그 소결기 대차(11)의 내부 바닥면에는 바람이 통할 수 있도록 복수개의 격자 모양으로 이루어진 격자판 형태로서 이들 격자 사이에 일정한 크기의 홈(15)을 갖는 그리즐리 바(grizzly bar)(12)가 구비되어 있다. 여기서 그리즐리 바(12)의 홈(15)의 크기는 5㎜인 것이 바람직하다.

이 그리즐리 바(12)를 구비한 소결기 대차(11)가 컨베이어 벨트의 주행 레일(14)을 따라 이송될 때, 소결기 대차의 하부에 설치된 원드박스(미도시)에 의하여 그리즐리 바(12)의 홈(15)을 통해 공기가 흡입되는데, 이는 연원료(10)에 착화된 불꽃이 아래로 전달되도록 하는 동시에 공기와의 산화 반응을 돕도록 하기 위한 것이다.

한편, 상술한 공기 흡입에 의해 소결기 대차(11)의 상부에 놓여진 연원 료(10) 중 5㎜ 이하 입도의 미분도 도 1과 같이 상기 홈(15)을 통해 불가피하게 흡입되어 유실되고, 이 유실된 미분은 소결 공정에 설치된 원드박스와 연결된 가스 배출구 등의 덕트(duct)를 통하여 바람과 함께 배출하게 된다.

그러나, 이렇게 유실된 미분은 덕트내에서 바람과 함께 배출되면서 덕트 내면을 침식시켜 덕트를 손상시키고, 이로 인해 덕트의 표면 주위에 구멍이 형성되어 이 구멍으로 외부 공기가 유입됨으로써 이른바 누풍이 발생하게 된다.

이러한 누풍이 발생되는 경우, 덕트내 공기 침입에 의해 통기량이 증가하여 소결광의 산화반응을 돕기 위해 공기를 흡입하는 흡입력이 약해지게 되므로, 소결 생산성 하락은 물론 분진의 배출량이 증가하여 환경 오염을 야기할 수밖에 없다.

예를 들어, 3기의 소결기를 갖는 고로의 경우 누풍에 의해 배 가스 중 산소 농도가 타소결 대비 2%이상 상승하여 소결 생산성 2.1 T/m2.D(하루 945ton) 정도의 생산성 하락의 문제점이 발생되어 오고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 연원료 소결장치는 소결 공정내에 설비된 소결기 대차의 하부에 자기 플레이트를 설치하여 그리즐리 바상에 형성된 홈을 통해 유실되는 미분을 집진한 후, 자기 플레이트의 퀴리온도 이상으로 소결기 대차의 온도를 상승시켜 상기 자기 플레이트를 탈자시킴으로써 이 집진된 미분을 자기 플레이트로부터 탈락시켜 배광부로 배출시키고, 다시 직류전원 공급에 의해 자기 플레이트를 자화시켜 상기 미분을 집진하는 과정을 반복하므로, 유실된 미분에 의해 발생되는 누풍에 의한 소결 생산성 하락을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상부 왕로와 하부복로로 이루어진 무한궤도상에 탑재되는 다수의 소결기 대차를 포함하는 연원료 소결장치에 있어서, 상기 소결기 대차는 내부 바닥면에 다수의 홈이 형성된 그리즐리 바(grizzly bar)를 구비한 연원료 적재함과, 주행 휠이 장착된 하부 프레임과, 상기 하부 프레임의 내측벽에 부착되어 상기 그리즐리 바의 홈을 통해 유실되는 미분을 집진하는 자기 플레이트를 포함하는 집진수단을 포함하며, 급광부, 연소부 및 배광부가 차례로 배치되며, 상기 급광부의 상부에는 상기 소결기 대차의 연원료 적재함에는 호퍼가 구비되며, 상기 연소부의 상부에는 연원료를 착화시키는 점화로가 구비되고, 상기 배 광부에서는 연원료의 소성열에 의하여 상기 자기 플레이트의 온도가 퀴리온도 이상으로 상승되어 상기 자기 플레이트가 탈자되도록 하며, 상기 급광부 도달 전에 상기 자기 플레이트에 전원을 공급하는 전원공급판이 배치된다.

본 발명에 의하면, 집진 수단을 구성하는 자기 플레이트를 외부의 직류전원을 이용하여 자화시키고 이 자화된 자기 플레이트를 퀴리온도 이상으로 상승하여 탈자시키는 과정을 반복함으로써, 그리즐리 바에 형성된 홈을 통해 유실되는 미분이 자기 플레이트에 부착된 후 탈락하는 과정을 통해 소결광을 배출하는 배광부에서 다른 소결광과 함께 배출되도록 하여 유실된 미분에 의해 누풍에 의한 소결 생산성 하락을 방지하는 동시에 생산성 향상을 가져올 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 소결기 대차에 설치된 연원료 소결장치의 개략도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연원료 소결장치는 소결기 대차의 상부에 설비된 호퍼(660)에 의해 절출된 연원료가 장입된 상태로 무한 회전하는 소결기 대차(110)와, 그 소결기 대차(110)의 하부 프레임의 내측벽에 부착되어 소결기 대 차의 하부로 유실되는 미분을 회수하도록 집진하는 집진 수단(200)과, 이 집진 수단(200)에 직류전원을 공급하는 전원 공급수단(400)을 구비하고 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 연원료 소결장치에 있어서의 소결기 대차(110)는 도 5에 도시된 컨베이어 벨트상에 형성된 주행 레일(140)과 소결기 대차(110)에 구비된 주행 휠(130)이 결합되어 고로에 쓰이는 소결광을 만들기 위해 연원료 등을 이송하는 수단으로서, 그 내부 바닥면에는 복수개의 격자 모양으로 이루어진 격자판 형태의 그리즐리 바(grizzly bar)(120)를 구비한 연원료 적재함(160)을 포함하고, 이 그리즐리 바(120)의 격자 사이에는 주행 레일(140)의 하부에 설비된 도 5의 윈드박스(650)로 흡입되는 공기에 의해 산화반응을 돕도록 하는 다수의 홈(150)이 형성되어 있다.

또한, 소결기 대차(110)는 주행 휠(130)이 장착된 하부 프레임(170)의 내측벽에는 주행 레일(140)상의 상부 왕로의 하부에 복수의 윈드박스로 흡입되는 공기에 의해 그리즐리 바(120)에 형성된 다수의 홈(150)을 통해 하부로 유실되는 미분을 집진하기 위한 집진 수단(200)이 부착되어 있다.

그리고, 이 집진 수단(200)에 직류전원을 인가하기 위한 전원 공급수단(400)이 소결기 대차의 외부에 설치되며, 이 전원 공급수단(400)은 컨베이어 벨트(미도시)상에 형성된 주행 레일(140)에 설치하는 것이 가장 바람직하다.

상기와 같은 구성을 이용하여 그리즐리 바(120)의 격자 사이에 존재하는 홈(150)을 통하여 유실되는 미분을 자력의 인가에 의해 자화되는 집진 수단(200)의 자기 플레이트(210)를 이용하여 집진하는 동작에 대해서는 도 5를 참조하여 나중에 자세하게 기술한다.

도 3은 본 발명에 따른 집진 수단의 사시도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 집진 수단(200)은 자력을 인가할 때 자성을 띄는 판형의 자기 플레이트(210)와, 판상으로서 자기 플레이트(210)의 양측 가장자리에 일정한 간격을 두고 각각 부착되는 한 쌍의 도전판(220, 221)과, 상기 한 쌍의 도전판(220, 221)의 일단은 상기 브러쉬(230, 231)의 각 말단에 구비된 전원 공급판(240)을 통해 전기적으로 접속되는 브러쉬(230, 231)로 이루어져 있다.

여기서, 복수의 브러쉬(230, 231)는 각 말단에 구비된 전원 공급판(240)을 통해 전원 공급수단(400)과 전기적으로 접속되어 상기 도전판(220, 221)을 거쳐 자기 플레이트(210)와 전기적으로 접속시키는 역할을 하고, 이들 복수의 브러쉬(230, 231) 중 하나(230)는 양의 전극을 가지고 다른 하나(231)는 음의 전극을 가진다.

또한, 브러쉬(230, 231)와 접촉된 도전판(220, 221)은 도 4에 도시된 상기 자기 플레이트(210)의 내부에 형성된 코일구멍에 권선된 코일에 상기 전원 공급판(240)을 통해 브러쉬(230, 231)에 공급된 직류전원이 도전되도록 하는 역할을 한다.

도 4는 본 발명에 따른 자기 플레이트의 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 집진 수단(200)을 구성하는 자기 플레이트(210)는 피복재(270) 내부에 강자성체 코어(260)를 구비하고, 강자성체 코어(260)를 나선상으로 감싸도록 피복재(270)의 양측부에는 일렬로 배치된 다수의 코일 구멍(250)이 형성되어 있고, 이 피복재(270)의 코일구멍(250)을 따라 코일이 삽입됨으로써 강자성체 코어(260)의 주변 에서 권선되는 것이 가능하다.

이들 양측부에 형성된 다수의 코일구멍(250)을 따라 자성체의 외주면을 감싸도록 코일이 권선되고, 이 자성체의 외주면을 감싼 코일의 일단에는 브러쉬 중 전류 공급수단(400)의 (+)극과 전기적으로 접속된 양의 전극을 갖는 브러쉬(230)가 접속되고, 그 타단에는 전류 공급수단(400)의 (-)극과 전기적으로 접속된 음의 전극을 갖는 브러쉬(231)가 접속되어 있다.

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 연원료 소결장치를 이용하여 미분을 회수하는 동작에 대한 구체적인 내용이 설명될 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 자기 플레이트가 탈자되거나 자화되는 과정을 나타내는 공정도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연원료 소결장치의 소결공정에 있어서 주행 레일(140)상에서 다수의 소결기 대차(110)가 이동하도록 하는 상부 왕로와 하부 복로로 이루어지며, 이 주행 레일(140)은 상부 왕로와 하부 복로를 거쳐 무한궤도로 회전한다.

이하에서는 다수의 소결기 대차 중 하나의 소결기 대차에 대하여 예를 들어 설명하고, 나머지도 모두 동일한 과정으로 동작된다.

먼저, 상부 왕로는 급광부와 연소부 및 배광부가 화살표(F)로 표시된 이동방향을 따라 차례로 배치되며, 이 급광부의 상부에는 소결기 대차의 연원료 적재함에 연원료(100)를 장입하도록 하는 호퍼(hopper)(660)가 구비되어 있고, 이 연소부의 상부에는 연원료(100)를 착화시키는 점화로가 구비되어, 이 점화로(620)를 통해 소 결기 대차(110)에 저장된 연원료가 착화된 상태로 상부 왕로를 따라 화살표(F)로 표시된 이동방향을 따라 각각의 소결기 대차(110)가 이송하게 된다.

이때, 소결기 대차(110)가 상부 왕로를 이동하는 동안에 상부 왕로의 하부에 구비된 복수의 원드박스(650)로 흡입되는 공기에 의해 소결기 대차(110)는 연원료 적재함의 내부 바닥면에 구비된 그리즐리 바(120)에 형성된 홈(150)을 통해 소결기 대차에 저장된 연원료(100)의 미분이 아래로 유실되게 되는데, 상부 왕로상에 소결기 대차의 연원료가 착화되어 소성되는 연소부(B)에서는 상기 소결기 대차의 하부 프레임의 내측벽상에 부착된 집진수단을 구성하는 자기 플레이트(210)를 이용하여 소결기 대차(110)의 하부로 유실되는 약 5㎜이하의 미분을 회수하여 집진한다.

이후, 화살표(F)로 표시된 이동 방향을 따라 이동하는 소결기 대차(110)의 연원료 적재함(160)에 저장된 연원료(100)가 완전 소성되어 소결광으로 배출되는 배광부(A)에 도달하는 경우, 점화로(620)에 의해 착화된 소결기 대차(110)의 연원료(100)를 소성시키는 소성열에 의해 소결기 대차(110)의 온도는 약 300℃ 이상으로 올라간다. 이 소결기 대차(110)의 온도 상승으로 인해 집진수단(200)을 구성하는 자기 플레이트(210)가 자성을 가질 수 있는 퀴리온도 이상으로 상승하기 때문에, 자기 플레이트(210)는 자성을 잃어버려 탈자된다. 여기서, 자기 플레이트의 퀴리온도는 약 300℃ 이상인 자성체로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉, 소결 공정내에 착화된 연원료(100)가 산화되면서 소성되는 소결광의 소성열에 의해 소결기 대차(110)의 온도가 상승됨으로 인해, 이 소결기 대차(110)의 하부의 일측벽부에 부착되며 유실된 미분을 부착하고 있는 집진수단(200)의 자기 플레이트(210)가 퀴리온도 이상으로 상승하여 퀴리온도의 탈자 현상에 의해 자기 플레이트(210)가 자성을 잃어 탈자됨으로써, 자기 플레이트(210)가 갖는 자성에 의해 자기 플레이트(210)상에 집진된 미분이 탈락되어 상기 배광부(610)로 배출된다.

그러므로, 강자성체가 갖는 퀴리온도를 이용하여 집진수단(200)의 자기 플레이트(210)를 탈자시킴으로써, 이 자기 플레이트(210)의 표면에 집진된 미분을 배광부(610)로 탈락시켜 다른 소결광과 함께 배출하기 때문에, 이들 유실된 미분이 배풍 설비인 가스 배출구(670) 등의 덕트를 통해 나가는 것을 막으므로, 유실된 미분이 바람과 함께 배출되면서 덕트에 생기는 구멍에 의해 야기되는 누풍에 의한 소결 생산성 하락을 방지할 수 있다.

그 다음, 상부 왕로의 급광부(A)의 도달 전에서는 집진수단(200)에 포함된 자기 플레이트(210)가 외부에 설치된 전원 공급수단(400)로부터 공급된 직류전원에 의해 자화되는 구간으로서, 소결기 대차(110)가 주행 레일(140)상에서 역전된 상태로 소결 공정내의 배광부를 지나 이송하여 급광부(640)를 지나기 전에 전원 공급수단(400)로부터 공급되는 직류전원이 집진수단(200)을 구성하는 전원 공급판(240)을 통해 복수의 브러쉬(230, 231)에 인가되고, 이들 각 브러쉬(230, 231)에 인가된 직류전원은 도전판(220, 221)을 거쳐 자기 플레이트에 권선된 코일(300)을 도전하여 이 코일(300)에 의한 유도전류에 의해 자기 플레이트(210)가 자성을 갖도록 다시 자화시킬 수 있다.

이렇게 자화된 자기 플레이트는 도 5의 상술한 과정 즉, 컨베이어 벨트에 형성된 주행 레일을 따라 무한궤도를 타고 이동하는 소결기 대차가 계속 회전하여 상 기와 같은 자화 및 탈자 공정을 계속하면서 소결기 대차의 하부로 유실되는 미분을 회수하여 배광부에서 다른 소결광과 함께 배출시켜주는 과정을 반복하므로, 배풍 설비로 유실되는 미분으로 인해 발생되는 덕트 내부의 누풍으로 인한 소결 생산성 하락을 방지할 수 있다.

본 발명의 연원료 소결장치는 소결기 대차뿐만 아니라 미분의 입자를 집진하는 다양한 기기에도 사용하는 것이 가능하다.

도 1은 종래에 따른 그리즐리 바의 홈을 통해 미분이 하부로 유실되는 소결기 대차의 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 소결기 대차에 설치된 연원료 소결장치의 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 집진 수단의 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 자기 플레이트의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 자기 플레이트가 탈자되고 자화되는 구간을 나타내는 공정도이다.

* 도면 부호에 대한 설명

10, 100. 원료 11, 110. 대차

12, 120. 주행 레일 13, 130. 주행 휠

14, 140. 그리즐리 바 15, 150. 홈

200. 집진수단 210. 자기 플레이트

220. 도전판 230, 231. 브러쉬

240. 전원 공급판 250, 251. 코일구멍

300. 코일 400. 전원 공급수단

Claims (5)

1. 상부 왕로와 하부복로로 이루어진 무한궤도상에 탑재되는 다수의 소결기 대차를 포함하는 연원료 소결장치에 있어서,

   상기 소결기 대차는 내부 바닥면에 다수의 홈이 형성된 그리즐리 바(grizzly bar)를 구비한 연원료 적재함과, 주행 휠이 장착된 하부 프레임과, 상기 하부 프레임의 내측벽에 부착되어 상기 그리즐리 바의 홈을 통해 유실되는 미분을 집진하는 자기 플레이트를 포함하는 집진수단을 포함하며,

   상기 상부 왕로는 급광부, 연소부 및 배광부가 차례로 배치되며, 상기 급광부의 상부에는 상기 소결기 대차의 연원료 적재함에는 호퍼가 구비되며, 상기 연소부의 상부에는 연원료를 착화시키는 점화로가 구비되고, 상기 배광부에서는 연원료의 소성열에 의하여 상기 자기 플레이트의 온도가 퀴리온도 이상으로 상승되어 상기 자기 플레이트가 탈자되도록 하며, 상기 급광부 도달 전에 상기 자기 플레이트에 전원을 공급하는 전원공급판이 배치되고,

   상기 집진수단은 판상으로서 상기 자기 플레이트의 양측 가장자리에 각각 부착되는 한 쌍의 도전판과, 브러쉬에 의하여 상기 도전판에 전기적으로 접속되는 전원 공급판을 포함하되,

   상기 자기 플레이트는 피복재 내부에 강자성체 코어를 구비하고, 상기 강자성체 코어를 나선상으로 감싸도록 피복재의 코일구멍을 따라 코일이 삽입됨으로써, 권선된 것을 특징으로 하는 연원료 소결장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 왕로의 하부에는 복수의 윈드박스가 배열된 것을 특징으로 하는 연원료 소결장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 자기 플레이트의 퀴리온도는 300℃인 것을 특징으로 하는 연원료 소결장치.

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