KR101236053B1 - 석탄 장입 시험 장치 - Google Patents

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KR101236053B1
KR101236053B1 KR1020110098217A KR20110098217A KR101236053B1 KR 101236053 B1 KR101236053 B1 KR 101236053B1 KR 1020110098217 A KR1020110098217 A KR 1020110098217A KR 20110098217 A KR20110098217 A KR 20110098217A KR 101236053 B1 KR101236053 B1 KR 101236053B1
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안진영
최주희
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현대제철 주식회사
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

본 발명은 석탄 장입 시험 장치에 관한 것으로, 집진 배출구가 구비되고, 내부가 밀폐된 장입 테스트 케이싱부재 내에 장입 박스부재를 위치시키고, 상기 장입 박스부재의 상부에서 세워진 장입 관부재를 통해 석탄을 낙하시켜 상기 장입 박스 내로 장입시켜 실제 코크스 오븐에 장입되는 석탄의 장입 조건을 모사하여 석탄 장입 밀도를 시험할 수 있어 다양한 조건에서의 장입 밀도를 정확하게 측정하여 코크스 제조 시 석탄의 장입 효율을 향상시키고, 코크스의 품질 및 생산성을 향상시키는 데이터를 제공한다.

Description

석탄 장입 시험 장치{Test Apparatus for Coal Charging}
본 발명은 석탄 장입 시험 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 코크스 제조 시 코크스 오븐 내부에 석탄을 장입 시 장입 밀도를 테스트할 수 있는 석탄 장입 시험 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로에 장입되는 장입물은 코크스 등의 연료와 제철 원료(소결광 또는 철광석)이 있다.
한편, 코크스는 상기한 바와 같이 고로에서 선철 제조의 연료로 사용되며, 석탄을 원료로 하여 제조되고 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 특허 공개 10-2007-0088774호가 있다.
본 발명의 목적은 코크스 오븐의 탄화실 내에 장입되는 석탄의 장입 밀도를 실제 환경과 동일하게 시험하여 장입 조건 및 석탄의 입도, 수분 등의 조건에 따른 장입 밀도를 정확하게 측정할 수 있는 석탄 장입 시험 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 상부가 개방되고, 내부에 석탄이 장입되는 장입 공간이 형성된 장입 박스부재;
상기 장입 박스부재가 내부에 배치되고, 일 측에 집진 배출구가 구비된 장입 테스트 케이싱부재;
상기 장입 테스트 케이싱부재의 집진 배출구에 연결되는 집진 기기;
상기 장입 박스부재의 상부에서 세워져 배치되는 장입 관부재;
상기 장입 관부재의 상단에 연결되며 내부에 석탄이 저장되는 장입 호퍼부재;
상기 장입 호퍼부재 내로 석탄을 공급하는 석탄 이송 기기를 포함한 석탄 장입 시험 장치를 제공함으로써 해결된다.
본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 상기 장입 박스부재를 상, 하 이동시키는 박스 승하강 기기를 더 포함한다.
본 발명에 따른 상기 장입 관부재는 상기 장입 호퍼부재에 연결되는 메인 관부; 상기 메인 관부 내에 상, 하 이동 가능하게 결합되는 이동 관부; 상기 이동 관부를 상, 하 이동시키는 관 이동부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 상기 장입 관부재는 상기 장입 호퍼부재에 연결되는 제 1 관부; 및 상기 제 1 관부에 분리 가능하게 결합하는 제 2 관부를 포함한다.
본 발명에 따른 상기 관 이동부는 상기 이동 관부의 외주면에 길이 방향으로 형성된 레크 기어; 상기 메인 관부의 외측에 회전 가능하게 장착되며 상기 레크 기어에 맞물려 회전하는 피니언 기어; 및 상기 피니언 기어에 연결되어 상기 피니언 기어를 회전시키는 승하강 작동 모터를 포함한다.
본 발명에 따른 상기 장입 테스트 케이싱부재는 일 측에 상기 장입 박스부재를 내부에 삽입할 수 있는 박스 입구가 형성되고, 타 측에 상기 장입 박스를 내부에서 외부로 인출하는 박스 출구가 형성되며, 상기 박스 입구를 개폐하는 제 1 도어부, 상기 박스 출구를 개폐하는 제 2 도어부를 구비한다.
본 발명에 따른 상기 집진 기기는 상기 집진 배출구에 연결되는 집진 덕트; 상기 집진 덕트에 장착되는 송풍 팬; 상기 집진 덕트에 연결되는 사이클론 집진기; 상기 사이클론 집진기의 하부 배출구에 배치되며, 상기 사이클론 집진기에서 집진되어 배출되는 분진을 저장하는 분진 저장 박스; 상기 분진 저장 박스 내 저장된 분진의 중량을 측정하는 중량계를 포함한다.
본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 상기 장입 호퍼부재의 석탄 배출구를 개폐하는 석탄 배출 제어 도어부재를 더 포함한다.
본 발명에 따른 상기 석탄 이송 기기는 세로로 세워져 배치되며 상단부가 상기 장입 호퍼부재의 상부 측에 위치되는 승하강 벨트 컨베이어; 상기 승하강 벨트 컨베이어의 벨트에 장착되며 내부에 석탄이 저장되는 석탄 공급 박스; 및 상기 승하강 벨트 컨베이어가 장착되며 이동 가능한 컨베이어 이동 대차를 포함한다.
본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 실제 코크스 오븐 장입 시 조건과 동일하게 석탄을 장입하여 장입 조건과 석탄의 입도, 수분 등의 조건에 따른 장입 밀도를 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 다양한 조건에서의 장입 밀도를 정확하게 측정하여 코크스 제조 시 석탄의 장입 효율을 향상시키고, 코크스의 품질 및 생산성을 향상시키는 데이터를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치를 도시한 개략도
도 2는 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치의 일 실시 예를 도시한 도면
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치의 다른 실시 예를 도시한 도면
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 내부로 석탄이 장입되는 장입 박스부재(10)를 포함한다.
상기 장입 박스부재(10)는 상부가 개방된 사각 함체로 형성되고, 내부에 석탄이 장입되는 장입 공간이 형성된다. 상기 장입 박스부재(10)는 실제 코크스 오븐의 탄화실 내부를 축소한 장입 공간을 가지는 것이다. 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치에서 후술될 장입 관부재(40) 및 장입 호퍼부재(50)는 상기 장입 박스부재(10)의 축소 비율에 따라 비례적으로 축소된 것으로, 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 실제 코크스 오븐 내에 장입되는 실제 조건과 동일하게 축소된 것임을 밝혀둔다.
상기 장입 박스부재(10)는 내부에 빈 공간이 형성된 장입 테스트 케이싱부재(20) 내에 배치된다. 상기 장입 테스트 케이싱부재(20)의 일 측에는 일 측에 집진 배출구(21)가 구비된다. 또한, 상기 장입 테스트 케이싱부재(20)는 상기 장입 박스부재(10)를 내부에 삽입하고, 상기 장입 박스부재(10)를 인출할 수 있는 박스 출입구(22)가 구비되며, 상기 박스 출입구(22)를 개폐하는 출입구 도어부(23)를 구비한다.
상기 장입 테스트 케이싱부재(20)는 일 측에 상기 장입 박스부재(10)를 내부에 삽입할 수 있는 박스 입구(22a)가 형성되고, 타 측에 상기 장입 박스부재(10)를 내부에서 외부로 인출하는 박스 출구(22b)가 형성되며, 상기 박스 입구(22a)를 개폐하는 제 1 도어부(23a), 상기 박스 출구(22b)를 개폐하는 제 2 도어부(23b)를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 장입 테스트 케이싱부재(20)는 내부에 석탄이 장입되어 장입 시험이 완료된 장입 박스부재(10)를 상기 박스 출구(22b)를 통해 외부로 인출시키는 것과 동시에 상기 박스 입구(22a)를 통해 새로 장입 시험할 수 있는 빈 장입 박스부재(10)를 내부로 삽입시킬 수 있어 장입 시험 시 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 상기 장입 테스트 케이싱부재(20)의 집진 배출구(21)에는 집진 기기(30)가 연결되어 석탄이 상기 장입 박스부재(10)의 상부에서 낙하되어 장입될 때 발생하는 분진을 제거할 수 있도록 한다.
상기 집진 기기(30)는 상기 집진 배출구(21)에 연결되는 집진 덕트(31);
상기 집진 덕트(31)에 장착되는 송풍 팬(32);
상기 집진 덕트(31)에 연결되는 사이클론 집진기(33);
상기 사이클론 집진기(33)의 하부 배출구에 배치되며, 상기 사이클론 집진기(33)에서 집진되어 배출되는 분진을 저장하는 분진 저장 박스(34); 및
상기 분진 저장 박스(34) 내 저장된 분진의 중량을 측정하는 중량계(35)를 포함한다.
상기 집진 기기(30)는 석탄의 장입 시험 시 발생하는 분진의 량을 측정할 수 있어 장입 조건 즉, 석탄의 낙하 높이 및 석탄의 입도, 수분 등의 조건 변화에 따른 분진량을 확인할 수 있어 실제 장입 시 발생하는 분진량을 최소화하는 장입 조건을 추정할 수 있는 것이다.
한편, 상기 장입 박스부재(10)의 상부에는 장입 관부재(40)가 세워져 배치된다. 상기 장입 관부재(40)는 하단부가 상기 분진 저장 박스(34)의 상부와 이격되게 배치되며, 상단부가 상기 장입 테스트 케이싱부재(20)의 상부로 돌출되어 상기 장입 테스트 케이싱부재(20)의 외측에서 장입 호퍼부재(50)와 연결된다.
상기 장입 호퍼부재(50)는 내부에 석탄이 저장되며, 상기 장입 관부재(40)로 연결되는 석탄 배출구가 하부에 구비된다.
또한, 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 상기 장입 호퍼부재(50)의 석탄 배출구를 개폐하는 석탄 배출 제어 도어부재(70)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 석탄 배출 제어 도어부재(70)는 상기 장입 호퍼부재(50)의 배출구에서 가로로 슬라이드 이동하는 슬라이드 도어체(71); 상기 슬라이드 도어체(71)를 이동시키는 도어 이동 기기(72)를 포함한다. 상기 도어 이동 기기(72)는 유압 실린더를 사용하는 것을 일 예로 하며, 상기 슬라이드 도어체(71)를 상기 석탄 배출구를 가로 지르는 방향으로 이동시키는 다른 예로 변형 실시할 수 있음을 밝혀둔다.
상기 장입 호퍼부재(50)는 석탄 이송 기기(60)를 통해 석탄을 공급 받는다. 상기 석탄 이송 기기(60)는 석탄을 이송하여 상기 장입 호퍼부재(50)의 내부로 석탄을 공급한다.
상기 석탄 이송 기기(60)는 세로로 세워져 배치되며 상단부가 상기 장입 호퍼부재(50)의 상부 측에 위치되는 승하강 벨트 컨베이어(61);
상기 승하강 벨트 컨베이어(61)의 벨트에 장착되며 내부에 석탄이 저장되는 석탄 공급 박스(62);
상기 승하강 벨트 컨베이어(61)가 장착되며 이동 가능한 컨베이어 이동 대차(63)를 포함한다.
상기 컨베이어 이동 대차(63)는 하부에 다수의 바퀴(63a)가 구비되고, 상기 다수의 바퀴(63a) 중 어느 하나를 회전시키는 주행 모터(미도시)를 포함하여 이동 가능할 수도 있고, 가로 방향으로 배치된 유압 실린더(미도시)에 연결되어 상기 유압 실린더의 작동으로 전, 후 이동될 수 있다.
상기 컨베이어 이동 대차(63)는 상기 승하강 벨트 컨베이어(61)의 상부 측에서 상기 석탄 공급 박스(62)가 상기 장입 호퍼부재(50)의 내부로 석탄을 낙하하여 공급할 수 있도록 상기 승하강 벨트 컨베이어(61)를 상기 장입 호퍼부재(50)의 일 측으로 근접 이동시키고, 상기 석탄 공급 박스(62)에서 석탄이 낙하되어 상기 장입 호퍼부재(50) 내부로 석탄을 공급한 후에 상기 석탄 공급 박스(62)가 상기 승하강 벨트 컨베이어(61)에 걸리지 않게 상기 승하강 벨트 컨베이어(61)를 상기 장입 호퍼부재(50)와 멀어지게 이동시킨다.
상기 석탄 이송 기기(60)는 상기 승하강 벨트 컨베이어(61)가 상기 컨베이어 이동 대차(63)에 의해 왕복 이동되면서 상기 석탄 공급 박스(62) 내의 석탄을 상기 장입 호퍼부재(50)의 내부로 안정적으로 공급한다.
상기 석탄 이송 기기(60)는 도시하지는 않았지만, 상기 장입 호퍼부재(50)의 상부에서 석탄을 수평 이동하여 상기 장입 호퍼부재(50)의 상부에서 낙하하여 석탄을 상기 장입 호퍼부재(50)의 내부로 공급하는 수평 벨트 컨베이어를 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 상기 장입 박스부재(10)를 상, 하 이동시키는 박스 승하강 기기(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 박스 승하강 기기(80)는 유압 실린더를 일 예로 하며, 이외에도 상기 장입 박스부재(10)를 상, 하 이동시키는 다른 예로 변형 실시할 수 있음을 밝혀둔다.
상기 박스 승하강 기기(80)는 상기 장입 박스부재(10)를 상, 하 이동시켜 상기 장입 관부재(40)의 하단부와 상기 장입 박스부재(10)의 상단과의 간격을 조절한다.
석탄 장입 시 상기 장입 관부재(40)의 하단부 즉, 석탄이 최종적으로 낙하되는 지점과 상기 장입 박스의 하부면과의 간격은 장입 밀도를 판단하는데 있어 중요한 인자이다.
상기 박스 승하강 기기(80)는 상기 장입 관부재(40)에서 석탄이 배출되는 지점에서 낙하되는 지점 사이의 간격을 조절함으로써, 장입 조건을 다양하게 변경하면서 시험할 수 있게 한다.
또한, 상기 장입 관부재(40)는 상기 장입 호퍼부재(50)에 연결되는 메인 관부(41);
상기 메인 관부(41) 내에 상, 하 이동 가능하게 결합되는 이동 관부(42);
상기 이동 관부(42)를 상, 하 이동시키는 관 이동부(43)를 더 포함하여 길이 조절 가능한 것이 바람직하다.
도 2를 참고하면, 상기 관 이동부(43)는 상기 이동 관부(42)의 외주면에 길이 방향으로 형성된 레크 기어(43a);
상기 메인 관부(41)의 외측에 회전 가능하게 장착되며 상기 레크 기어(43a)에 맞물려 회전하는 피니언 기어(43b);
상기 피니언 기어(43b)에 연결되어 상기 피니언 기어(43b)를 회전시키는 승하강 작동 모터(43c)를 포함한다.
상기 메인 관부(41)에는 상기 피니언 기어(43b)가 통과되는 기어 구멍(41a)이 형성되며, 상기 피니언 기어(43b)는 상기 기어 구멍(41a)을 통과해 상기 레크 기어(43a)에 맞물린다.
상기 이동 관부(42)는 상기 승하강 작동 모터(43c)의 작동으로 상기 피니언 기어(43b)를 회전시키면 상기 피니언 기어(43b)의 회전 방향에 따라 상, 하 이동된다.
상기 관 이동부(43)는 상기 승하강 작동 모터(43c)의 회전력을 상기 피니언 기어(43b)와 상기 레크 기어(43a)를 통해 직선 이동으로 변환하여 상기 이동 관부(42)를 상, 하 이동시킨다.
또한, 도 3 내지 도 4를 참고하면, 상기 장입 관부재(40)는 상기 장입 호퍼부재(50)에 연결되는 제 1 관부(44); 및
상기 제 1 관부(44)에 분리 가능하게 결합하는 제 2 관부(45)를 포함할 수도 있다.
상기 제 1 관부(44)는 하단부에 외주면으로 돌출되는 제 1 플랜지 결합부(44a)가 구비되고, 상기 제 2 관부(45)는 상단부에 외주면으로 돌출되며 상기 제 1 플랜지 결합부(44a)에 대응되는 제 2 플랜지 결합부(45a)를 구비한다.
상기 제 1 관부(44) 및 상기 제 2 관부(45)는 상기 제 1 플랜지 결합부(44a) 및 상기 제 2 플랜지 결합부(45a)를 관통하는 복수의 볼트(46) 및 상기 볼트(46)에 체결되는 너트(47)를 통한 플랜지 결합으로 분리 가능한 것을 일 예로 하며, 이외에도 분리 가능한 다른 구조로 변형 실시 가능함을 밝혀둔다.
상기 장입 관부재(40)는 상기 제 2 관부(45)를 다른 길이 및 다른 직경을 가지는 다양한 규격으로 제조하여 교체함으로써, 낙하 시 장입 관부재(40)의 직경 및 상기 장입 관부재(40)의 길이를 조절할 수 있다.
상기한 바와 같이 상기 장입 관부재(40)는 길이 조절이 가능하여 상기 장입 관부재(40)의 하단부와 상기 장입 박스부재(10)의 상단과의 간격을 조절함은 물론, 석탄이 최종 배출되는 직경을 변화시킴으로써 더 다양한 장입 조건에서의 석탄의 장입 시험이 가능하게 한다.
본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 실제 코크스 오븐 장입 시 조건과 동일하게 석탄을 장입하여 장입 조건과 석탄의 입도, 수분 등의 조건에 따른 장입 밀도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 다양한 장입 조건 하에서 석탄 장입 밀도에 대한 시험이 가능하다.
본 발명에 따른 석탄 장입 시험 장치는 코크스 제조 시 석탄의 장입 효율을 향상시키고, 코크스의 품질 및 생산성을 향상시키는 데이터를 제공한다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
10 : 장입 박스부재 20 : 장입 테스트 케이싱부재
30 : 집진 기기 31 : 집진 덕트
32 : 송풍 팬 33 : 사이클론 집진기
34 : 분진 저장 박스 35 : 중량계
40 : 장입 관부재 41 : 메인 관부
42 : 이동 관부 43 : 관 이동부
44 : 제 1 관부 45 : 제 2 관부
50 : 장입 호퍼부재 60 : 석탄 이송 기기
70 : 석탄 배출 제어 도어부재 80 : 박스 승하강 기기

Claims (9)

  1. 상부가 개방되고, 내부에 석탄이 장입되는 장입 공간이 형성된 장입 박스부재;
    상기 장입 박스부재가 내부에 배치되고, 일 측에 집진 배출구가 구비된 장입 테스트 케이싱부재;
    상기 장입 테스트 케이싱부재의 집진 배출구에 연결되는 집진 기기;
    상기 장입 박스부재의 상부에서 세워져 배치되는 장입 관부재;
    상기 장입 관부재의 상단에 연결되며 내부에 석탄이 저장되는 장입 호퍼부재;
    상기 장입 호퍼부재 내로 석탄을 공급하는 석탄 이송 기기를 포함한 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 장입 박스부재를 상, 하 이동시키는 박스 승하강 기기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 장입 관부재는,
    상기 장입 호퍼부재에 연결되는 메인 관부;
    상기 메인 관부 내에 상, 하 이동 가능하게 결합되는 이동 관부; 및
    상기 이동 관부를 상, 하 이동시키는 관 이동부를 더 포함한 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 관 이동부는,
    상기 이동 관부의 외주면에 길이 방향으로 형성된 레크 기어;
    상기 메인 관부의 외측에 회전 가능하게 장착되며 상기 레크 기어에 맞물려 회전하는 피니언 기어; 및
    상기 피니언 기어에 연결되어 상기 피니언 기어를 회전시키는 승하강 작동 모터를 포함한 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 장입 관부재는 상기 장입 호퍼부재에 연결되는 제 1 관부; 및
    상기 제 1 관부에 분리 가능하게 결합하는 제 2 관부를 포함한 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 장입 테스트 케이싱부재는 일 측에 상기 장입 박스부재를 내부에 삽입할 수 있는 박스 입구가 형성되고, 타 측에 상기 장입 박스를 내부에서 외부로 인출하는 박스 출구가 형성되며, 상기 박스 입구를 개폐하는 제 1 도어부, 상기 박스 출구를 개폐하는 제 2 도어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 집진 기기는,
    상기 집진 배출구에 연결되는 집진 덕트;
    상기 집진 덕트에 장착되는 송풍 팬;
    상기 집진 덕트에 연결되는 사이클론 집진기;
    상기 사이클론 집진기의 하부 배출구에 배치되며, 상기 사이클론 집진기에서 집진되어 배출되는 분진을 저장하는 분진 저장 박스; 및
    상기 분진 저장 박스 내 저장된 분진의 중량을 측정하는 중량계를 포함한 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 장입 호퍼부재의 석탄 배출구를 개폐하는 석탄 배출 제어 도어부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 석탄 이송 기기는,
    세로로 세워져 배치되며 상단부가 상기 장입 호퍼부재의 상부 측에 위치되는 승하강 벨트 컨베이어;
    상기 승하강 벨트 컨베이어의 벨트에 장착되며 내부에 석탄이 저장되는 석탄 공급 박스; 및
    상기 승하강 벨트 컨베이어가 장착되며 이동 가능한 컨베이어 이동 대차를 포함한 것을 특징으로 하는 석탄 장입 시험 장치.
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