KR101037752B1 - 호퍼에 적재하는 방법 및 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 호퍼에 적재하는 방법은, 횡방향으로 소정 넓이를 갖는 성긴 물질을 막의 형태로 호퍼 위로 비우고, 상기 막을 상기 횡방향 넓이를 가로지르는 방향으로 적어도 두 개의 지류로 분리하며, 상기 호퍼의 별도 영역으로 상기 각각의 지류를 편향시키는 단계들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 성긴 물질 분배장치는, 성긴 물질을 운반하는 수단으로부터 비워진 성긴 물질의 막에 배치되기 위한 장치로서, 상단 입구가 구비된 박스, 상기 박스를 적어도 두 개의 구획으로 나누는 방식으로 상기 박스 내에서 상기 물질의 막에 대해 가로지르는 방향으로 연장하는 적어도 하나의 벽, 상기 각각의 구획 내에 수용된 상기 물질을 상기 호퍼의 별도 영역으로 편향시키는 방식으로 안내되는 상기 적어도 두개의 비움 수단 및 상기 벽에 대해 횡방향으로 이동가능하고, 상기 벽 위로 배치된 하나의 디플렉터를 포함하여 이루어지고, 상기 비움 수단 중 어느 하나는 상기 박스의 각각의 구획에 연결되는 것을 특징으로 한다.

호퍼, 디플렉터, 성긴 물질

Description

호퍼에 적재하는 방법 및 설비{Hopper Loading Method and Installation}

본 발명은 호퍼에 적재하는 장치에 관한 것으로서, 특히 고로(高爐;shaft furnace)에 적재하는 장치에 관한 것이다.

고로(高爐;shaft furnace)의 최적 조건의 충전(charging)을 보증하기 위해, 상기 저장 호퍼(hopper) 내에 저장된 물질(material)이 상당히 균일하게 분배되도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 충전 물질(charge material)의 입자 크기 때문에 상기 호퍼 내에서 상기 충전 물질을 균일하게 분배시키는 것은 어렵다. 상기 문제점은 상기 충전 물질이 철광 입자(iron ore particles) 또는 코크스 입자(coke particles)이든, 다양하고 비균일한 입자 크기를 갖는다는 것이다. 상기 물질이 예를 들면 컨베이어 벨트(conveyer belt)를 통하여 상기 호퍼로 운반됨에 따라, 상기 미세한 물질은 상기 큰 입자가 상기 층의 상부에 남아 있는 반면에, 운반된 물질 층(layer of conveyed material)의 하단에서 더 큰 비율로 쌓이는 경향이 있다.

그리고나서 상기 물질이 상기 컨베이어 벨트에서 비워질 때, 상기 물질은 운 반하는 방향에서 도시된 바와 같이 상기 전방 층은 더욱 미세한 입자를 포함하는 반면, 상기 후방 층은 큰 입자의 우위(predominance)를 갖는 일정 폭의 막 형태로 떨어진다. 상기 물질의 막에서의 이러한 입자의 분배(distribution)는 적재 후에, 상기 물질이 운반되는 방향에서 도시된 바와 같이 상기 호퍼의 후방부(rear part)는 상기 전방부 보다 더욱 큰 입자를 포함하고, 상기 물질의 분배는 분명하게 비균일해지는 효과를 갖는다.

게다가, 상기 충전 물질이 상기 호퍼에 영향을 미칠 때, 자연스레 흘러내리는 원뿔 모양(natural pouring cone)은 상기 하강 라인(fall line) 주위에 형성된다. 따라서 상기 가장 크며 가장 무거운 입자는 이러한 원뿔모양(cone)의 경사면을 따라 중량의 영향하에 상기 챔버(chamber)의 주변 영역 쪽으로 흐트러지는 경향이 있다. 그와는 대조적으로, "분광(粉鑛, fines)"으로 알려진 상기 가장 작은 입자는 상기 흘러내리는 원뿔모양(pouring cone)의 중앙 영역에 남게되는 경향이 있다. 이러한 현상은 상기 호퍼 내에서 상기 물질의 분리(segregation)를 더욱 한층 두드러지게 한다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 호퍼가 적재하는 동안 수직 축(vertical axis)의 주위를 회전하도록 하는 것이 제안되어 왔다. 상기 호퍼의 회전에 의해, 상기 호퍼의 물질의 분배에 대한 물질의 막에서의 분리의 효과는 감소될 수 있지만, 상기 호퍼 내에서 상기 흘러내리는 원뿔모양(pouring cone)으로 인해 상기 물질의 분리는 감소될 수 없다. 따라서 그러한 회전식 호퍼는 고로(shaft furnace)의 균일한 충전(charging)의 요건을 만족시킬 수 없다. 게다가, 상기 회전식 호퍼는 회전 베어링에 대해 상기 고로의 구조물에 수용될 필요가 있다. 상기 호퍼의 크기 및 중량이 주어지게 되면, 이러한 단계는 상당한 투자 비용을 필요로하고, 장치의 유지보수(installation maintenance)에 관한 문제점을 수반한다.

본 발명의 목적은, 호퍼 내에서 상기 물질의 더 좋은 분배에 이르게하는 호퍼에 적재하는 방법을 제안하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 성긴 물질 분배용 장치와 이러한 방법이 수행되도록 하는 적재 장치를 제안하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은

횡방향으로 소정 넓이를 갖는 성긴 물질을 막의 형태로 호퍼 위로 성긴 물질을 비우고;

횡방향으로 이동가능한 디플렉터를 이용하여, 상기 막을 상기 횡방향 넓이를 가로지르는 방향으로 적어도 두 개의 지류로 분리하고; 그리고

상기 호퍼의 별도 영역으로 상기 각각의 지류를 편향시키는; 단계들을 포함하여 이루어지는 호퍼에 적재하는 방법을 이용함으로써 달성된다.

상기 물질의 막을 그것의 횡방향 넓이에 대해 가로지르는 방향으로 복수개의 지류로 나눔으로써, 상기 지류의 크고 미세한 입자의 조성은 본질적으로 동일하다는 것을 확인 가능하다. 사실상, 상기 물질의 분배는 상기 성긴 물질이 운반되는 방향으로 도시된 바와 같이, 상기 물질의 막의 전방에서 후방까지 상당히 차이가 있게되면, 그것은 또 한편으로는, 상기 막의 횡방향 넓이의 방향으로 즉, 왼쪽에서 오른쪽까지는 본질적으로 일정하다. 그리고 상기 호퍼의 별도 영역 방향으로 상기 막을 나누는 것과 상기 지류를 편향시키는 것은 이들 별도 영역이 비교가능한 조성의 물질로 채워지는 것을 확인시켜 준다. 이는 상기 분리 현상이 남게되더라도 상기 지류 내에서 물질의 더 좋은 분배를 대체로 보증해준다.

상기 횡방향으로 이동가능한 디플렉터의 상기 위치를 변경함으로써, 상기 지류의 폭 및 이러한 지류에 포함되는 물질의 양을 변경하는 것이 가능하다.
바람직한 실시예에서, 상기 물질의 막이 분리되는 지점을 조절함으로써 상기 방법은 상기 지류 내에서의 물질의 유동률을 조절하는 상기 단계를 더 포함한다. 상기 유리 형태의 물질을 운반하는 것과 관련된 상기 구조로 인해, 컨베이어 벨트(conveyer belt)에서든 스킵 엘리베이터(skip elevators)를 사용하든 상기 물질의 막은 일반적으로 상기 막의 외부 영역에서보다 중간부에서 더 두껍다. 그 결과, 상기 막의 물질 함유량은 상기 막의 외부에서보다 중앙에서 더 높다. 상기 막이 분리되는 지점을 주의하여 선택함으로써, 물질 함유량의 이러한 차이는 쉽게 보상될 수 있다. 만일, 예를 들면 상기 막이 네 개의 인접한 지류로 분리되면, 상기 막은 상기 중앙의 지류가 상기 외부 흐름보다 더욱 좁아지는 방식으로 나눠지게 된다.

상기 호퍼 내에서 상기 물질의 좋은 분배를 보증하기 위해, 상기 물질의 막이 분리되는 상기 지점은 상기 지류 내에서 상기 물질의 유동률이 동일하도록 선택된다.

본 발명에 따른 성긴 물질의 분배 장치는 성긴 물질을 운반하는 수단으로부터 비워진 성긴 물질의 막에 배치되기 위한 장치로서, 상단 입구가 구비된 박스; 상기 박스를 적어도 두 개의 구획으로 나누는 방식으로 상기 박스 내에서 상기 물질의 막에 대해 가로지르는 방향으로 연장하는 적어도 하나의 벽; 상기 각각의 구획 내에 수용된 상기 물질을 상기 호퍼의 별도 영역으로 편향시키는 방식으로 안내되는 상기 적어도 두개의 비움 수단; 및 상기 벽에 대해 횡방향으로 이동가능하고, 상기 벽 위로 배치된 하나의 디플렉터;를 포함하여 이루어지고, 상기 비움 수단 중 어느 하나는 상기 박스의 각각의 구획에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 분리하는 벽 또는 상기 박스의 구획을 분리하는 벽은 상기 성긴 물질의 막에 위치함에 따라, 상기 물질의 막을 비교가능한 조성의 복수개의 지류로 분리한다. 상기 지류은 상기 박스의 각각의 구획 내에 수용되며, 상기 호퍼의 별도 영역으로 상기 비움 수단에 의해 편향된다.

상기 물질의 막을 그것의 횡방향 넓이에 대해 가로지르는 방향으로 분리하는 사실은 비록 상기 비움 지점(tipping-out point)이 상기 호퍼의 중앙축으로부터 상쇄(offset)될 지라도, 상기 지류에서 본질적으로 동일한 조성을 보증한다는 점에 유의할 필요가 있다.

삭제

상기 다른 지류의 유동률을 조절하기 위해, 상기 장치는 상기 벽 중의 어느 하나 위로 배치된 적어도 하나의 상기 벽에 대해 횡방향으로 이동가능한 디플렉터를 바람직하게 포함한다. 상기 디플렉터는, 예를 들면 상기 벽에 이르는 일정 폭의 이동하는 크로스멤버(crossmember)를 포함한다. 상기 벽에 대하여 상기 디플렉터의 위치를 변경함으로써, 이러한 벽에 인접한 상기 두 구획의 상단 입구의 폭을 수정하는 것이 가능하다. 그 다음, 상기 지류의 폭 및 상기 각각의 구획 내에 수용된 물질의 양을 변경하는 것이 가능해진다. 상기 벽 모두에 디플렉터가 설치될 필요는 없다는 점에 유의할 필요가 있다. 사실, 상기 지류의 상기 유동률을 효과적으로 조절할 수 있도록 하기 위해, 각각의 구획의 상기 벽 중의 적어도 어느 하나에 상기 디플렉터가 갖춰지는 것으로도 충분하다.
상기 벽 또는 벽들은 바람직하게 상기 박스의 상단 입구 높이까지 연장한다. 따라서, 상기 막이 상기 박스에 들어가자마자 상기 막은 효과적으로 분리된다. 이는 상기 비움(tipping out)의 비율이 어느 하나의 비움 수단과 또다른 비움 수단이 서로 다를지라도, 상기 호퍼의 별도 영역으로 기울여진 물질의 양들 사이에서 일정한 비율을 보증한다.

본 발명의 대체 형태에서, 상기 비움 수단은 상기 박스로부터 횡방향으로 연장하는 슈트(chute)를 포함하고, 각각의 구획의 하단은 상기 각각의 슈트 방향으로 기울어진다. 상기 슈트들은 적당한 고정 수단을 통하여 박스에 설치될 것이다. 그러나 바람직한 변형에서는, 각각의 슈트는 상기 각각의 슈트가 연결되는 상기 구획에 일체로 형성된다.

또 다른 대체 형태에서, 상기 박스는 개개의 슈트의 상기 공급 단부(feed ends)에 의해 형성된다. 이러한 대체 형태에서, 상기 비움 수단은, 상단 입구를 갖는 상기 박스를 형성하기 위해 어느 하나 옆에 또 다른 하나가 배열되고, 다른 방향으로 향하고 있는 상기 슈트들을 포함한다. 그 다음, 상기 물질의 막에 대하여 가로지르는 방향으로 연장하는 상기 슈트들의 벽들은 상기 박스 내에 상기 구획의 범위를 정한다.

성긴 물질이 종종 마모 속성을 가지고 있는 것에 따라, 상기 물질의 막 또는 상기 지류에 노출되는 표면에 마모 방지(abrasion-resistant) 물질로 도포되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 본 발명은, 물질의 막 형태로 상기 호퍼 위로 위치한 소정 영역내로 상기 성긴 물질을 비우고 상기 성긴 물질 운반한기 위한 수단인 성긴 물질 운반 수단, 및 상술한 성긴 물질 분배 장치를 포함하여 이루어지는 호퍼에 적재하는 설비에 관한 것이다.

상기 설비는 성긴 물질의 균일한 분배를 요하는 모든 분야에의 적용을 확인한다. 슈트 로(chute furnace)를 적재하는 것에의 상기 적용은 단지 하나의 예라는 점을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 상기 이점은 상기 운반 수단에 대해 독립적으로 달성되는 것이 명백할 것이다. 그러므로, 후자는 예를 들면, 컨베이어 벨트 또는 스킵 엘리베이터 장치를 포함할 것이다.

도 1은 호퍼에 적재하는 장치의 정면도이다;

도 1의 장치의 측면도이다;

도 3은 성긴 물질 분배 장치의 평면도이다;

도 4는 도 3의 "A-A"의 단면도이다;

도 5는 도 3의 "B-B"의 단면도이다;

도 6은 도 3의 "C-C"의 단면도이다;

도 7은 디플렉터 크로스멤버의 고정에 대한 상세도이다.

본 발명의 다른 특성 및 특징은 상기 첨부 도면에 관해서 실례로서 하기에 나타내는 복수개의 바람직한 실시예의 상세한 기술로부터 명백해질 것이다.

도면은 다음과 같다:

도 1은 호퍼에 적재하는 장치의 정면도이고;

도 2는 도 1의 장치의 측면도이고;

도 3은 성긴 물질 분배 장치의 평면도이고;

도 4는 도 3의 "A-A"의 단면도이고;

도 5는 도 3의 "B-B"의 단면도이고;

도 6은 도 3의 "C-C"의 단면도이고;

도 7은 디플렉터 크로스멤버의 고정에 대한 상세도이다.

도 1 및 도 2는 호퍼(12)를 적재하기 위한 설비(10)의 각각 평면도 및 측면도를 나타낸다. 상기 설비(10)는 상기 성긴 물질(16)을 상기 호퍼(12) 위로 운반하는 컨베이어 벨트(conveyer belt,14)를 포함한다. 상기 성긴 물질은 상기 호퍼(12)의 중앙축 위로 다소 비워지고, 따라서 물질(18)의 막(courtain) 형태로 상기 호퍼(12)의 상단 입구(top opening) 내로 떨어진다.

상기 호퍼 내에서 상기 성긴 물질의 바람직한 분배를 보증하기 위해, 성긴 물질 분배 장치(20)가 상기 호퍼(12)의 상단 입구에 배치된다.

상기 장치(20)는 복수개의 슈트들(chutes,22,24,26,28)로 구성되며, 그것들은 상기 호퍼의 다른 영역들 내로 상기 성긴 물질을 비우기 위해 별도 방향으로 향 하고 있다. 상기 상단에서 개방되며 상기 슈트의 벽(34)에 의한 복수개의 인접 구획들(adjacent compartments) 내로 나누어지는 박스(box,32)를 형성하기 위해, 상기 다른 슈트는 상단 프레임(top frame,30) 내에서 나란히 설치된다. 상기 슈트들은 상기 물질의 막에 대해 직각으로, 즉 상기 막(18)의 횡방향 넓이에 대해 직각으로 상기 구획의 범위를 정하는 상기 벽이 연장하는 방식으로 제작된다.

상기 슈트(24) 및 슈트(28)는 상기 연결된 구획에 직각으로 연장한다는 점에 유의할 필요가 있다. 이들 슈트를 따라 성긴 물질의 좋은 흐름을 보증하기 위해, 이들 연결된 구획의 상기 하단은 상기 각각의 슈트 방향으로 향하게 되는 판으로 이루어진다.

물질의 막의 옆의 분배 때문에, 외부 구획이 가급적이면 내부 구획보다 넓어지는 점에 유의할 필요가 있다. 이는 상기 성긴 물질을 운반하는 것과 관련된 상기 구조로인해, 컨베이어 벨트에 의해서든 스킵 엘리베이터(skip elevator) 사용에 의해서든 상기 물질의 막이 일반적으로 상기 막의 물질 함유량이 막의 중앙에서 그 외부보다 더 두껍기 때문이다. 이러한 결과는 상기 막의 물질 함유량이 막의 중앙에서 그 외부보다 더 높은 것이다. 이러한 물질의 흐름의 횡방향 분배는 도 1에 명확히 나타난다.

상기 다른 구획들의 입구를 변경가능하도록 하기 위해, 그리고 그에 따라 상기 다른 구획 내에 수용된 상기 물질의 양을 변경가능 하도록 하기 위해, 그것들의 또 다른 단부(end)에서의 어떤 벽들에는 이동가능한 크로스멤버(crossmember,38)가 갖추어져 있다.

이들 이동가능한 크로스멤버(38)는 상기 연결된 벽에 대하여 횡방향으로 이동가능하고, 그로 인해 상기 인접 구획의 상기 입구가 확장되거나 감소되게 한다.

상기 슈트 안쪽에서 상기 물질의 막에서든 상기 지류에서든 노출되는 모든 표면은 바람직하게 마모 방지 물질(40)의 층으로 도포 및/또는 착용 판(wearing plates,42)이 갖춰지는 점에 유의할 필요가 있다.

Claims (13)

1. 호퍼(hopper)에 적재하는(loading) 방법에 있어서,

   횡방향 넓이(lateral extent)를 가지는 성긴 물질(loose material)을 막(curtain)의 형태로 호퍼 위로 비우는(tipping out) 단계와,

   횡방향으로 이동가능한(laterally movable) 디플렉터(deflector)를 이용하여, 상기 횡방향 넓이에 대하여 횡방향으로(transversly) 상기 막을 적어도 두 개의 지류(partial stream)로 분리하는(splitting) 단계 및

   상기 호퍼의 다른 영역(different region)을 향하여 상기 각각의 지류를 편향시키는(deflecting) 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 호퍼에 적재하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 물질의 막이 분리되는 지점(point)을 조절함으로써(adjusting) 상기 지류에서의 물질의 유동률(flow rate)을 균일화하는(regulate) 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 호퍼에 적재하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 물질의 막이 분리되는 지점은, 상기 지류들의 물질의 유동률이 동일하게 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 호퍼에 적재하는 방법.
4. 성긴 물질을 운반하는(conveying) 수단으로부터 비워진 성긴 물질의 막에 배치되도록 구성되는, 성긴 물질 분배장치(device for distributing)에 있어서,

   상단 입구(top opening)를 가지는 박스(box)와,

   상기 박스를 적어도 두 개의 구획(compartment)으로 나누는(subdivide) 방식으로 상기 박스 내에서 상기 물질의 막에 대하여 횡방향으로 연장하는(extend) 적어도 하나의 벽(wall)과,

   상기 각각의 구획 내에 수용된(received) 상기 물질을 호퍼의 다른 영역으로 편향시키는 방식으로 지향되는(directed) 적어도 두개의 비움수단(tipping-out means) 및

   상기 벽 위에 배치되며, 상기 벽에 대하여 횡방향으로 이동가능한 하나의 디플렉터(deflector)를 포함하여 구성되고,

   상기 비움수단 중 하나는 상기 박스의 각각의 구획에 연결되도록(associated) 구성된 것을 특징으로 하는 성긴 물질 분배장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 벽은 상기 박스의 상단 입구의 높이(height)까지 연장하도록 구성된 것을 특징으로 하는 성긴 물질 분배장치.
6. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 비움수단은, 상기 박스로부터 횡방향으로 연장하는 슈트(chutes)를 포함하며, 각각의 구획의 하단(bottom)은 각각의 상기 슈트를 향하여 기울어진(inclined) 것을 특징으로 하는 성긴 물질 분배장치.
7. 제 6항에 있어서,

   각각의 상기 슈트는 각각의 상기 슈트가 연결되는(associated) 상기 구획에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 성긴 물질 분배장치.
8. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 비움수단은, 별도의 방향(distinc direction)으로 지향된(oriented) 슈트들을 포함하고,

   상기 슈트들은, 상단 입구를 가지는 상기 박스를 형성하도록 어느 하나의 옆에 또 다른 하나가 배열되며,

   상기 성긴 물질의 막에 대하여 횡방향으로 연장하는 상기 슈트들의 벽들이 상기 박스 내에서 상기 구획들의 범위를 한정하는(delimiting) 것을 특징으로 하는 성긴 물질 분배장치.
9. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물질의 막 또는 지류에 노출되는 표면은 마모방지물질(abrasion-resistant meterial)로 도포되는(coated) 것을 특징으로 하는 성긴 물질 분배장치.
10. 제 4항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 박스를 복수 개의 인접하는 구획(adjacent compartments)으로 나누도록 상기 박스 내의 상기 물질의 막에 대하여 횡방향으로 연장하는 복수 개의 벽 및

    상기 벽들 중에서 어느 하나의 위에 배치되며, 상기 벽에 대하여 횡방향으로 이동가능한 적어도 하나의 디플렉터를 포함하는 것을 특징으로 하는 성긴 물질 분배장치.
11. 호퍼 적재설비(hoper loading installation)에 있어서,

    성긴 물질의 막의 형태로 호퍼 위에 위치된 영역 내로 상기 성긴 물질을 비움으로써 상기 성긴 물질을 운반하는 성긴 물질 운반수단과,

    청구항 4항 내지 5항 중 어느 한 항에 따른 성긴 물질 분배장치를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 호퍼 적재설비.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 운반수단은 컨베이어 벨트 또는 스킵 엘리베이터 장치인 것을 특징으로 하는 호퍼 적재설비.
13. 삭제

Images