KR101143385B1 - 부을 수 있는 재료를 로딩하는 방법 및 이 방법을 실시하기위한 장치 - Google Patents

부을 수 있는 재료를 로딩하는 방법 및 이 방법을 실시하기위한 장치 Download PDF

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지멘스 브이에이아이 메탈스 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

부을 수 있는 재료(3)를 챔버(7) 내로 로딩하는 방법에 있어서, 상기 재료는 중력에 의해 채널(2)을 통해 상기 챔버(7)의 구멍(4)으로 공급된다.
상기 재료를 상기 챔버(7) 내에 바람직하게 분배하기 위해, 상기 부을 수 있는 재료는, 상기 구멍(4)을 통해 연장되는 통로의 바로 앞에서, 즉, 채널(2) 내에서, 상기 채널 및 중력에 의해 발생되는 상기 재료의 이동 방향을 편향시키는 힘에 노출된다.
부을 수 있는 재료, 챔버, 채널, 구멍, 통로, 용광로, 용융 가스화로, 분배 요소, 선회축, 축.

Description

부을 수 있는 재료를 로딩하는 방법 및 이 방법을 실시하기 위한 장치{METHOD FOR LOADING POURABLE MATERIAL AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD}
본 발명은 부을 수 있는(pourable) 재료를 챔버내에 로딩하는 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 재료는 중력에 의해 채널을 통해 상기 챔버의 구멍으로 공급된다.
예를 들면 고로(blast furnace)와 같은 용광로(shaft furnace), 용융 가스화로(melter gasifier), 변환기(converter) 또는 다른 반응로 용기(reactor vessel)에 로딩하기 위한 여러 가지 방법 및 장치가 공지되어 있다(DE 1 907 224A, EP 0 436 718 B1, EP 0 010 627 B1, JP 2000178624, JP 59226108, 및 JP 6256829). 이러한 모든 공지된 방법 및 장치에서, 로딩될 부을 수 있는 재료는 다운 파이프(downpipe)로서 설계된 채널을 통해 용광로의 상부 영역의 구멍에 도달되어, 이동 방향을 편향시키는 편향 수단을 통하거나(예를 들면, DE 1 907 224 A에 따름) 또는 편향 수단을 통하지 않은 채(예를 들면, EP 0 436 718 또는 EP 0 010 627 B1에 따름), 각각 반응로 또는 용광로의 내부로 직접 떨어진다.
편향 수단이 설치되지 않으면, 내부 공간으로 로딩되는 재료의 균일한 분배 를 달성할 수 없으며, 바람직한 분배, 예를 들면 내부 공간의 중심으로의 바람직한 로딩 또는 림 영역으로의 바람직한 로딩을 달성할 수 없다.
이러한 상황을 개선하기 위해, 용광로의 내부에 분배 요소를 배치하는 방법이 이미 공지되어 있는데, 이 분배 요소는 로딩된 재료의 이동 방향을 편향시킬 수 있으며, 그러한 분배 수단은 예를 들면 피봇 가능한 방식 또는 미끄럼 가능한 방식으로 내부 공간에 배치될 수 있다(DE 1 907 224 A, JP 2000178624, 및 JP 59226108 참조). 그러나, 이들 공지된 장치는 큰 단점을 갖고 있는데, 이는, 이들 분배 요소가 내부 공간의 일정한 높이를 차지하므로, 이들 분배 요소 주위의 내부 공간이 증가되어야 한다는 점이다. 더욱이, 이러한 종류의 분배 요소는 내부 공간의 환경, 예를 들면 내부 공간의 대기 및 온도에 노출됨으로써 마모되어, 자주 유지 보수되어야 하고, 고장을 자주 일으킨다. 더욱이, 또 다른 단점으로는, 분배 요소를 그렇게 배치하려면 반응로 또는 용광로 내부에서의 높은 응력과 변형에 견딜 수 있도록 구조가 더욱 복잡해져야 한다는 점을 들 수 있다.
예를 들면 체인을 설치하는 등, 간단한 내부 핏팅(fitting)에 의해 응력과 변형을 완화시키고자 하는 시도가 실제로 그다지 효용성이 없다는 것이 입증되었다.
본 발명은 상기 단점을 해결하고자 하는 것으로서, 그 목적은 본 명세서의 서두에 기술된 종류의 방법, 및 로딩될 재료가 로딩될 챔버 내로 바람직한 방법으로 정확히 분배되도록 신뢰성 있게 간단한 방법으로 로딩될 수 있게 하는, 상기 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다. 또한, 이 장치는 작동시 안전하고, 공지의 장치보다 덜 비싸다. 더욱이, 보수 작업이 간단한 방법으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은, 부을 수 있는 재료가, 구멍을 통해 연장되는 통로의 바로 앞에서, 즉, 채널 내에서, 상기 채널 및 중력에 의해 발생되는 상기 재료의 이동 방향을 편향시키는 힘에 노출됨으로써, 본 명세서의 서두에 기술된 종류의 방법에 따라 달성되는데, 바람직하기로는 상기 이동 방향을 편향시키는 이 힘은 방향 및/또는 크기에 따라 조정 가능하다.
본 발명의 추가적 이점은, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 현재 이용되는 플랜트가 용이하게 변경될 수 있다는 점인데, 그것은 특히 실제 용광로, 용융 가스화로 등을 대치할 필요가 없기 때문이다.
바람직하게는, 본 발명의 방법은, 슬래그 형성물(석회석, 도로마이트, 석영 등)을 함유하거나 또는 함유하지 않은 광석 및/또는 환원된 광석 및/또는 석탄을, 용광로(shaft furnace) 내로, 특히, 광석, 특히 철광석의 환원용 플랜트의 용융 가스화로(melter gasifier) 내로 로딩하는 과정에 적용된다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서, 상기 재료가 채널을 통해 챔버의 구멍으로 향해 흐를 수 있고, 분배 요소가, 적어도 부분적으로 상기 채널 내로 돌출되어 있거나 상기 채널 내에 배치되며, 상기 구멍에 인접하여 설치되어 있어, 공급된 상기 재료의 흐름을 상기 구멍으로 향하게 하는 것을 특징으로 한다.
이 경우에, 상기 분배 요소가 피봇 가능한 방식으로 배치되며, 선회축이 상기 채널 내에 배치된다.
가능한 효율적으로 재료를 안내하기 위해, 상기 선회축, 및 상기 채널 내에 형성되는 상기 재료의 흐름이 서로 적절하게 가까이 인접한다. 이와 관련하여, 재료의 흐름은 채널 내에 균일하게 분포되지 않고, 경사진 채널의 경우에, 채널의 하부 영역에 형성된다.
바람직한 변형 실시예에 따르면, 선회축은 상기 구멍에 의해 형성되는 표면에 대해 평행하게 배치되거나, 상기 선회축이 상기 구멍의 상기 표면에 대해 일정한 각도, 바람직하게는 60o보다 작은 각도를 가지며, 각각의 요구사항에 따라, 상기 분배 요소가 상기 선회축으로부터 아래로 또는 위로, 또는 서로 반대되는 두 방향으로 연장된다.
또 다른 바람직한 변형 실시예는, 상기 분배 요소가 축 주위로 회전 가능한 것을 특징으로 하지만, 상기 분배 요소를 미끄러질 수 있도록 배치할 수도 있다.
상기 분배 요소의 설계와 관련하여, 여러 가지 바람직한 변형 실시예가 있는데, 그것들의 적용은, 예를 들면, 부을 수 있는 재료의 과립, 자유 낙하의 높이, 챔버의 직경 등과 같은 여러 가지 작동 조건에 의존한다. 분배 요소는, 예를 들면, 평평한 표면으로서 형성되어 있으며, 또한, 원추 모양, 각이 진 모양 또는 홈 모양을 가질 수도 있다. 또한, 바람직한 변형 실시예는, 상기 분배 요소가 종 모양의 표면 또는 쟁기(plough) 모양의 표면의 일부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
필요시에는, 상기 분배 요소는 내부가 냉각된다.
본 발명은 또한 용광로, 특히, 광석, 바람직하게는 철광석의 환원용 플랜트의 용융 가스화로에 관한 것이다.
다운 파이프로서 형성된 채널에 분배 요소를 장착하는 데에 있어서의 다른 이점은, 필요시에 분배 요소가 용이하게 대치될 수 있다는 것이다.
다운 파이프는 통상적으로 로딩 용기, 즉, 용광로에 나사결합(플랜지-장착됨)되어, 용이하게 착탈 가능한데, 즉, 다운 파이프에 장착된 분배 요소에 대한 접근은 로딩 용기에 위치된 분배 요소에 대한 접근보다 용이하다.
이 경우에, 기밀 평 슬라이드 밸브는 다운 파이프와 로딩 용기 사이의 분리 부재로서 설치될 수 있다. 이것은 분배 요소가 작동 중에 제거될 수 있다는 또 다른 이점을 가지는데, 즉, 수리 작업의 경우 또는 임의의 다른 작동 요구사항이 있는 경우에, 생산 손실을 일으킬 수 있는 플랜트의 차단 없이 분배 요소가 대치될 수 있다.
또 다른 이점은, 교란 및/또는 독성 가스 및 먼지가 대기로 들어가는 것을 방지하는 것이다.
압력 또는 열 손실의 결과로서의 에너지 손실이 방지된다는 것은 추가적 이점이 될 수 있다.
다운 파이프가 로딩 용기 또는 용광로에 나사결합되지 않고 용접되는 현존하는 플랜트/구조물에서, 분배 요소에 대한 접근은, 작은 변경, 즉, 조립 구멍, 이소제 구멍에 의해 가능하게 되고, 분배 요소가 비교적 큰 경우에는, 소위 맨홀에 의해 가능하게 된다. 상기 수단은 비교적 작은 노력을 들여 현존하는 다운 파이프에 용접될 수 있다.
아래에서, 본 발명은 도면을 참조하여 여러 가지 예시적 실시예를 이용하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 광석 환원용 플랜트의 용융 가스화로의 단면도이다.
도 2 내지 도 7은 도 1에 나타낸 본 발명에 따른 장치의 여러 가지 변형 실시예의 부분 확대도이다.
도 8 내지 도 13은 각각 분배 요소의 여러 가지 변형 실시예의 사시도이다.
용융 가스화로(1) 내에서, 환원된 재료(3), 즉 해면철은 다운 파이프(2)로서 설계되고 경사져 배치된 채널을 통해 부을 수 있는 상태로 도입된다. 다운 파이프(2)는 용융 가스화로(1)의 상부 부분(5)의 구멍(4)으로 연장된다. 용융 가스화로(1)에서, 교반된 고정 베드(bed)에 의해 형성된 용융-기화 존(6)에서, 환원 가스는 석탄과 같은 탄소 캐리어, 및 산소 함유 가스로부터 생성되는데, 산소 함유 가스는 예를 들면 AT 403.930 B에 기술된 바와 같이 철광석의 환원을 위해 가스 배출 파이프(나타내지 않음)를 통해 고정 베드(나타내지 않음)로 공급된다.
교반된 고정 베드의 표면에 걸쳐 가능한 한 균일하게 해면철(3)을 도입하기 위해, 선회 플랩(8)으로서 설계된 분배 요소(8)는 다운 파이프(2)가 용융 가스화로(1)의 내부(7)로 진입하는 위치 가까이 다운 파이프(2) 내에 설치된다. 분배 요소(8)의 선회축(9)은 이 경우에 용융 가스화로(1)의 구멍(4)의 표면에 대체로 평행하게 다운 파이프(2) 내에 배치되는데, 선회 플랩(8)은 바람직하게는 용융 가스화로(1)의 내부(7)로 돌출하지 않도록 하는 길이를 가진다.
선회 플랩의 작동을 위해, 압력 실린더(10)가 용융 가스화로(1)의 외부에 설치되고, 조정은 공기식, 전기식 또는 수동으로 수행될 수 있다. 용융 가스화로(1)에 이용하기 위해, 상기 선회 플랩은 내부가 냉각되어, 용융 가스화로(1)의 내부의 고온 가스에도 불구하고 수명이 충분하다. 그러나, 선회 플랩은 작동의 요구사항에 따라 조정된다(예를 들면, 작동의 변경, 다른 재료의 이용, 유량의 변경, 등).
도 2에 나타낸 실시예에 따라, 분배 요소(8)는 다운 파이프(2)의 내부에 고정 배치되어, 부을 수 있는 재료(3)에 의해 형성된 스트랜드(11)를 용융 가스화로(1)의 중심에 가까운 부분(12)과 에지에 가깝게 편향된 부분(13)으로 분할하는 작용을 한다.
도 3에 따라, 분배 요소(8)는 마찬가지로 선회 플랩으로서 설계되는데, 그러나, 선회 플랩은 하단부에서 피봇 가능하게 힌지로 지지되고, 선회 플랩에 의해 각각의 위치에 따라 부을 수 있는 재료(3)의 스트랜드(11)를 안내할 수 있다. 도 4는 선회축이 중심에 배치된 선회 플랩(8)을 나타내는데, 선회축은 또한 구멍(4)의 표면에 대해 평행하다. 선회 플랩(8)의 안내면(14)은 선회축으로부터 직경방향으로 외부로 연장된다. 도 5 및 도 6은 회전 가능한 분배 요소(8)를 나타내는데, 도 5에 따라, 회전축(15)은 구멍(4)의 표면에 대해 90o보다 작은 각도를 갖고, 도 6에 따라, 약 90o의 각도를 가진다.
도 7은 분배 요소, 즉 분배 요소의 선회축(9)에 가까이 인접한 재료(3)의 흐름을 나타낸다.
도 8 내지 도 13은 분배 요소(8)의 여러 가지 실시예, 즉, 평평한 모양(도 8), 각이 진 모양(도 9), 종 모양의 일부분(도 10), 및 도 9의 실시예에 대하여 반대 방향으로 각이 진 모양(도 11), 및 홈 모양(도 12 및 도 13)을 나타낸다.
본 발명은, 상술한 예시적 실시예에 제한되지 않고 부을 수 있는 임의의 재료를 챔버 내에 로딩하는 데에 이용될 수 있어, 낮은 실온에서도, 재료가 로딩되는 챔버가 분배 요소에 의해 영향을 받지 않고 완전히 이용될 수 있다는 이점을 가진다.
견고한 분배 수단이 구동 또는 조정되지 않고 대치되는 다른 가능성이 있다. 즉, 작동의 각각의 요구사항에 따라, 나사결합(따라서, 쉽게 대치될 수 있음)되는 분배 요소가 다운 파이프(2)로부터 제거되고 다른 분배 요소로 대치될 수 있다.
또한, 떨어지는 재료에 의해 이동되는 가동 분배 요소에 의해 재료가 분배될 수 있다.
본 발명의 부을 수 있는 재료를 챔버 내로 로딩하는 방법 및 이 방법을 수행하기 위한 장치에 의하면, 로딩될 재료를 로딩될 챔버 내로 바람직한 방법으로 정확히 분배되도록 신뢰성 있게 간단한 방법으로 로딩할 수 있다. 또한, 이 장치는 작동이 안전하고, 공지의 장치보다 덜 비싸다. 더욱이, 보수 작업이 간단한 방법으로 수행될 수 있다.

Claims (20)

  1. 부을 수 있는 재료(3)를 챔버(7) 내로 로딩하는 방법에 있어서,
    상기 재료는 중력에 의해 채널(2)을 통해 상기 챔버(7)의 구멍(4)으로 공급되고,
    불규칙적 재료의 흐름이 채널(2) 내에서 형성되고, 상기 재료의 흐름은 상기 구멍(4)을 통해 연장되는 통로의 바로 앞에서 상기 채널 및 중력에 의해 발생되는 상기 재료의 이동 방향을 편향시키는 힘에 노출되며, 상기 이동 방향을 편향시키는 힘은 상기 챔버(7)의 표면 전체에 걸쳐서 부을 수 있는 재료(3)의 균일한 분포의 관점에서 상기 재료의 이동 방향과 크기 중 어느 하나 또는 둘에 따라 조정 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광석과 환원된 광석 및 석탄 중 어느 하나 이상을 광석 환원용 플랜트의 용광로(shaft furnace)(1) 내로 장입하는데 적용되는 것을 특징으로 하는.
    부을 수 있는 재료(3)를 챔버(7) 내로 로딩하는 방법.
  3. 제 1 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서,
    상기 부을 수 있는 재료(3)가 상기 채널(2)을 통해 상기 챔버(7)의 구멍(4)을 향해 흐를 수 있고,
    상기 채널(2) 내에 상기 구멍(4)에 인접하여 분배 요소(8)가 제공되며,
    상기 분배 요소(8)는,
    평평한 표면을 형성하고, 상기 부을 수 있는 재료의 흐름이 부분(12, 13)으로 안내되며 분할되도록 고정되게, 피봇 가능하게, 또는 회전 가능하게 배치되고, 상기 부분(12, 13) 중 하나가 상기 챔버(7)의 중심에 가깝게 편향되고, 다른 하나가 에지에 더 가깝게 편향되거나,
    원추 모양, 각이 진 모양, 또는 홈 모양을 가지거나, 종 모양의 표면 또는 쟁기(plough) 표면의 일부로서 형성되고, 피봇 가능하게 배치되며, 상기 분배 요소(8)의 선회축(9)이 상기 채널(2)의 벽에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 선회축(9)이 상기 구멍(4)에 의해 형성되는 표면에 대해 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 선회축(9)이 상기 구멍(4)의 상기 표면에 대해 경사진 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 분배 요소(8)가 상기 선회축(9)으로부터 하방으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 분배 요소(8)가 상기 선회축(9)으로부터 상방으로 연장되어 있는 것을
    특징으로 하는 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 분배 요소(8)가 상기 선회축(9)으로부터 서로 반대되는 두 방향으로 동일한 길이로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 분배 요소(8)가 축(15) 주위에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 분배 요소는 내부가 냉각되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 3 항에 따른 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광석 환원용 플랜트의 용광로(1).
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 용광로는 용융 가스화로(melter gasifier)인 것을 특징으로 하는.
    부을 수 있는 재료(3)를 챔버(7) 내로 로딩하는 방법.
  13. 제 2 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 광석은 철광석인 것을 특징으로 하는.
    부을 수 있는 재료(3)를 챔버(7) 내로 로딩하는 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
KR1020067000243A 2003-07-04 2004-07-01 부을 수 있는 재료를 로딩하는 방법 및 이 방법을 실시하기위한 장치 KR101143385B1 (ko)

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