KR101274998B1 - 소결대차의 연료 장입장치 및 연료 장입방법 - Google Patents

소결대차의 연료 장입장치 및 연료 장입방법 Download PDF

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이민영
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Abstract

본 발명의 소결대차의 원료 장입장치는 소결 대차의 상부에 상부광으로 이루어지는 제1층이 형성되도록 상부광을 장입하는 제1장입유닛; 상기 제1층에 소결원료로 이루어진 제2층이 형성되도록 소결원료를 장입하는 제2장입유닛; 상기 제2층에 소결반광으로 이루어지는 제3층이 형성되도록 소결반광을 장입하는 제3장입유닛; 및 상기 제3층에 소결원료로 이루어지는 제4층이 형성되도록 소결원료를 장입하는 제4장입유닛;을 포함한다.

Description

소결대차의 연료 장입장치 및 연료 장입방법 {Apparatus for charging material of sintering car and method for charging material of sintering car}
본 발명은 소결대차의 연료 장입장치 및 연료 장입방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소결대차의 통기성을 확보함과 동시에 에너지를 절감할 수 있는 소결대차의 연료 장입장치 및 연료 장입방법에 관한 것이다.
일관 제철소에서 소결공정은 철광석, 부원료, 분코크스로 이루어진 소결원료를 고로에 장입하여 소결광을 생산하는 공정이다.
부연 설명하면, 배합된 소결원료는 소결베드에 장입된 후 버너에 의해 가열되어 소결된다. 소결이 끝난 소결광은 핫크러셔(hot crusher)를 거치면서 1차 파쇄가 이루어지고, 파쇄된 소결광은 소결광 냉각기에 장입되어 상온의 공기에 의해 강제냉각된다.
도 1은 종래의 소결연료 장입장치와 소결연료 장입방법을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 소결연료 장입장치(300)는 제1장입장치(310)와 제2장입장치(320)로 구성된다.
여기서, 제1장입장치(310)는 소결대차(302)에 상부광(210)을 장입하고, 제2장입장치(320)는 소결원료(220)를 장입한다.
이러한 소결원료의 장입방법은 소결대차(302)의 상부에 상부광(210)이 먼저 층을 형성하므로, 소결원료(220)가 소결대차(302)에 부착되는 것을 방지하고 소결대차(302)에 통기성을 확보할 수 있다.
그러나 최근 들어, 소결생산성을 증대를 위해 고층후조업(소결대차(302)의 높이를 높여서 조업하는 방법)이 늘어나면서, 1층의 상부광(210)만으로는 소결층에 충분한 통기성을 확보하기 어렵다.
즉, 소결층이 높아지면 도 2에 도시된 바와 같이 수분응축대의 두께가 커지므로, 소결층 내의 통기성이 저하된다.
아울러, 이러한 수분응축대의 증가는 소결층 내의 열전달을 방해하므로, 소결시간을 증가시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소결층에 충분한 통기성을 확보하고 소결층의 신속한 소결공정을 가능케 할 수 있는 소결대차의 원료 장입장치 및 원료 장입방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 연료 장입장치는 소결 대차의 상부에 상부광으로 이루어지는 제1층이 형성되도록 상부광을 장입하는 제1장입유닛; 상기 제1층에 소결원료로 이루어진 제2층이 형성되도록 소결원료를 장입하는 제2장입유닛; 상기 제2층에 소결반광으로 이루어지는 제3층이 형성되도록 소결반광을 장입하는 제3장입유닛; 및 상기 제3층에 소결원료로 이루어지는 제4층이 형성되도록 소결원료를 장입하는 제4장입유닛;을 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 연료 장입장치에서 상기 제2장입유닛 또는 상기 제4장입유닛은 소결원료를 고르게 분배하는 분배 롤과 경사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 연료 장입장치에서 상기 제1층은 상기 제3층보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 연료 장입장치에서 상기 제1층은 소결대차의 상부에 통기성을 확보할 수 있도록 40 ~ 50 ㎜두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 연료 장입방법은 1) 소결대차의 상부에 상부광으로 이루어지는 제1층을 형성하는 단계; 2) 상기 제1층에 소결원료로 이루어지는 제2층을 형성하는 단계; 3) 상기 제2층에 소결반광으로 이루어지는 제3층을 형성하는 단계; 및 4) 상기 제3층에 소결원료로 이루어지는 제4층을 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 고층후 조업으로 인한 소결층의 통기성 저하 현상을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 고층후 조업 여부와 관계없이 소결층의 소결시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 종래의 소결원료 장입장치를 나타낸 구성도.
도 2는 소결공정의 진행에 따른 소결층의 단면구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 원료 장입장치를 나타낸 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
아래에서 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 원료 장입장치를 나타낸 구성도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 소결대차의 원료 장입장치(100)는 소결대차(102), 제1장입유닛(110), 제2장입유닛(120), 제3장입유닛(130), 제4장입유닛(140)을 포함한다.
이와 같이 구성된 소결대차의 원료 장입장치(100)는 소결대차(102)에 4개 이상의 층(202, 204, 206, 208)으로 이루어지는 소결층(200)을 형성하여, 소결층(200)의 통기성을 향상시킨다.
아울러, 본 원료 장입장치(100)는 상부광(210)과 소결반광(230)을 이루어지는 제1층(202)과 제3층(206)이 소결원료로 이루어지는 제2층(204)과 제4층(208) 사이 사이에 형성되므로, 소결시간을 단축시킨다.
다음에서는 원료 장입장치(100)의 구성요소들에 대해 상세히 설명한다.
소결대차(102)는 일 방향으로 소결층을 이송하는 이송장치를 포함한다. 예를 들어, 이송장치는 컨베이어를 포함한다. 아울러, 소결대차(102)는 소결층의 이송과정에서 양 측면으로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 칸막이를 포함한다.
한편, 소결대차(102)의 바닥에는 다수의 구멍이 형성된다. 상기 구멍은 소결층에 공기를 공급하거나 또는 소결층으로부터 공기를 흡입하는 장치와 연결될 수 있다.
제1장입유닛(110)은 소결대차(102)의 상부에 제공된다. 또한, 1장입유닛(110)은 상부광(210)을 저장하는 저장부를 구비하며, 저장된 상부광(210)을 소결대차(102)로 공급하는 공급부를 구비한다.
이와 같이 구성된 제1장입유닛(110)은 소결대차(102)에 상부광(210)으로 이루어지는 제1층(202)을 형성한다.
여기서, 상부광(210)으로 이루어지는 제1층(202)은 소결대차(102)의 바닥면에 형성되어, 소결원료가 소결과정에서 소결대차(102)의 바닥에 부착되는 것을 방지한다. 아울러, 제1층(202)은 소결대차(102)와 소결원료 사이에 통기 공간을 형성하여 소결층에 수분이 응집되는 현상을 억제한다. 이와 같은 구실을 하는 제1층(202)은 40 ~ 50 ㎜두께로 형성된다. 그러나, 본 실시예에서 제1층(202)의 두께는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1층(202)의 두께는 고층후 조업으로 인한 소결층(200)의 두께에 비례하여 달라질 수 있다.
제2장입유닛(120)은 소결대차(102)의 상부에 제공된다. 부연 설명하면, 제2장입유닛(120)은 소결대차(102)에서 제1장입유닛(110)보다 하류 측의 상부에 배치된다.
제2장입유닛(120)은 소결원료(220)를 저장하는 저장부와 저장된 소결원료(220)를 소결대차(102)로 공급하는 공급부를 구비한다. 아울러, 제2장입유닛(120)은 분배 롤(122)과 경사판(124)을 더 포함한다.
여기서, 분배 롤(122)은 공급부로부터 공급되는 소결원료(220)를 소결대차(102)에 고르게 분배하는 구실을 하고, 경사판(124)은 분배 롤(122)에 의해 분배된 소결원료(220)를 소정의 두께로 형성하는 구실을 한다. 참고로, 분배 롤(122)과 경사판(124)은 생략될 수 있다.
이와 같이 구성된 제2장입유닛(120)은 소결대차(102)에 소결원료(220)로 이루어지는 제2층(204)을 형성한다. 제2층(204)은 제1층(202)의 위쪽에 형성되며, 소결과정에서 수축된다.
제2층(204)은 제1층(202)에 비해 높게 형성된다. 예를 들어, 제2층(204)의 두께는 제1층(202)의 두께에 대해 1.6 ~ 2.5배인 것이 바람직하다. 여기서, 제2층(204)의 두께가 제1층(202)의 두께에 대해 2.5배를 초과하면, 소결층(200)의 통기성이 저하된다. 반면, 제2층(204)의 두께가 제1층(202)의 두께에 대해 1.6배 미만이면, 소결층(200)의 통기성이 필요 이상으로 커지므로 소결층(200)의 품질이 저하된다. 따라서, 제2층(204)의 두께는 제1층(202)의 두께에 대해 1.6 ~ 2.5배인 것이 바람직하다.
제3장입유닛(130)은 소결대차(102)의 상부에 제공된다. 부연 설명하면, 제3장입유닛(130)은 소결대차(102)에서 제2장입유닛(120)보다 하류 측의 상부에 배치된다.
제3장입유닛(130)은 소결반광(230)을 저장하는 저장부와 저장된 소결반광(230)를 소결대차(102)로 공급하는 공급부를 구비한다. 여기서, 소결반광(230)은 0 ~ 5㎜ 입도분포를 가진 입자를 의미한다.
제3장입유닛(130)은 소결대차(102)에 소결반광(230)으로 이루어지는 제3층(206)을 형성한다. 제3층(206)은 제2층(204)의 위쪽에 형성된다. 이를 위해 제3장입유닛(130)의 공급부는 제2장입유닛(120)의 공급부 또는 경사판(124)보다 높게 배치되는 것이 바람직하다.
제3층(206)은 소결층에 통기층을 형성한다. 이와 같이 통기층을 형성하는 제3층(206)은 상부광(210)으로 이루어지는 제1층(202)과 더불어 소결층에 통기층을 형성하여, 고층후 조업으로 인한 통기성 저하현상을 억제하고 소결시간을 단축시킨다.
한편, 제3층(206)은 제1층(202)에 비해 얇게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 제3층(206)으로 인해 소결광의 낙하강도가 저하되는 것을 방지하기 위함이다.
제4장입유닛(140)은 소결대차(102)의 상부에 제공된다. 부연 설명하면, 제4장입유닛(140)은 소결대차(102)에서 제3장입유닛(130)보다 하류 측의 상부에 배치된다.
제4장입유닛(140)은 제2장입유닛(120)과 마찬가지로 소결원료(240)를 저장하는 저장부와 저장된 소결원료(240)를 소결대차(102)로 공급하는 공급부를 구비한다. 아울러, 제4장입유닛(140)은 분배 롤(142)과 경사판(144)을 더 포함한다.
여기서, 분배 롤(142)은 공급부로부터 공급되는 소결원료(240)를 소결대차(102)에 고르게 분배하는 구실을 하고, 경사판(144)은 분배 롤(142)에 의해 분배된 소결원료(240)를 소정의 두께로 형성하는 구실을 한다. 참고로, 분배 롤(142)과 경사판(144)은 생략될 수 있다.
이와 같이 구성된 제4장입유닛(140)은 소결대차(102)에 소결원료(240)로 이루어지는 제4층(208)을 형성한다. 제4층(208)은 제3층(206)의 위쪽에 형성되며, 소결과정에서 수축된다. 한편, 제4층(208)이 제3층(206)의 위쪽에 형성될 수 있도록, 제4장입유닛(140)은 제3장입유닛(130)보다 높게 배치된다.
이와 같이 구성된 소결대차의 원료 장입장치(100)는 복수의 장입유닛(110, 120, 130, 140)에 의해 소결층이 형성되므로, 고층후 조업이 용이하다. 아울러, 제1장입유닛(110)과 제3장입유닛(130)에 의해 공기층을 형성하는 제1층(202)과 제2층(206)이 형성되므로, 소결층의 통기성을 향상시킬 수 있으며 소결시간을 단축할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 소결대차의 원료 장입장치(100)에 따르면 소결광의 형성에 필요한 에너지를 절감할 수 있다.
다음에서는 본 발명에 따른 소결대차의 원료 장입방법을 도 3을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 원료 장입방법은 제1층(202)의 형성단계, 제2층(204)의 형성단계, 제3층(206)의 형상단계, 제4층(208)의 형성단계를 포함한다.
제1층(202)의 형성단계는 소결대차(102)의 바닥면에 소정 두께의 층을 형성하는 단계이다. 부연 설명하면, 제1층(202)은 상부광(210)으로 이루어지는 층을 형성하는 단계이다. 이와 같이 상부광(210)으로 이루어진 제1층(202)은 소결층(200)에서 통기층으로 활용된다.
제2층(204)의 형성단계는 제1층(202)에 소정 두께의 층을 형성하는 단계이다. 이를 위해 제2층(204)의 형상단계는 제1층(202)이 형성된 후에 수행되거나 또는 제1층(202)의 형성단계와 시차를 두고 수행된다.
제2층(204)의 형성단계는 소결원료(220)로 이루어지는 층을 형성하는 단계이다. 이와 같이 소결원료(220)로 이루어지는 제2층(204)은 소결공정에서 수축 및 연소된다. 참고로, 제2층(204)은 제1층(202)보다 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.
제3층(206)의 형성단계는 제2층(204)에 소정 두께의 층을 형성하는 단계이다. 이를 위해 제3층(206)의 형성단계는 제2층(204)이 형성된 후에 수행되거나 또는 제2층(204)의 형성단계와 시차를 두고 수행된다.
제3층(206)의 형성단계는 소결반광(230)으로 이루어지는 층을 형성하는 단계이다. 이와 같이 소결반광(230)으로 이루어지는 제3층(206)은 제1층(202)과 마찬가지로 소결층(200)에서 통기층으로 활용된다.
제3층(206)의 두께는 제1층(202)의 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 그러나 필요에 따라 제3층(206)의 두께와 제1층(202)의 두께가 동일한 것도 가능하다.
제4층(208)의 형성단계는 제1층(202)에 소정 두께의 층을 형성하는 단계이다. 이를 위해 제4층(208)의 형성단계는 제3층(206)이 형성된 후에 수행되거나 또는 제2층(204)의 형성단계와 시차를 두고 수행된다.
제4층(208)의 형성단계는 소결원료(240)로 이루어지는 층을 형성하는 단계이다. 이와 같이 이루어지는 제4층(208)은 소결공정에서 수축 및 연소된다. 참고로, 제4층(208)은 제2층(204)과 동일하거나 또는 이보다 얇게 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 이루어지는 소결대차의 원료 장입방법은 상부광(210), 소결원료(220), 소결반광(230), 소결원료(240)가 순차적으로 장입되면서 층을 형성하므로, 소결층(200)에 통기성을 향상시킬 수 있다.
특히, 소결원료(220, 240) 사이에 형성되는 소결반광(230)의 제3층(206)은 연소과정에서 필요한 공기의 유입을 용이하게 하므로, 소결층(200)의 소결시간을 단축시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 원료 장입방법에 따르면 소결시간의 단축을 통해 소결생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 소결공정에 필요한 에너지를 절감할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 제1장입유닛(110)과 제3장입유닛(130)은 각각 별도로 제공된 원료 공급 호퍼로부터 상부광(210)과 소결반광(230)을 공급받을 수 있으며, 이를 위해 각각의 원료 공급 호퍼와 연계되는 이송장치, 일례로 컨베이어가 복수로 제공될 수 있다.
또한, 본 명세서 및 도면에는 제3층(206)이 소결반광(230)으로 형성되는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제3층(206)은 제1층(202)과 마찬가지로 상부광(210)으로 형성될 수 있다.
따라서, 제1장입유닛(110)과 제3장입유닛(130)에는 하나로 제공된 원료 공급 호퍼로부터 상부광(210)을 공급받을 수 있으며, 이 원료 공급 호퍼로부터 공급되는 상부광(210)을 각각 제1장입유닛(110)과 제3장입유닛(130)으로 분기하여 공급하는 분기슈트가 구비될 수 있다. 또한, 이를 위해 원료 공급 호퍼와 연계되는 이송장치, 일례로 컨베이어는 하나로 제공될 수 있으며, 이에 따라 전체적인 설비의 구성을 간략하게 할 수 있다.
또한, 이때 분기슈트는 제1층(202)와 제3층(206)의 적층될 두께를 고려하여 제1장입유닛(110)과 제3장입유닛(130)으로 공급되는 공급량을 다르게 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에서 상부광(210)과 소결반광(230)은 실질적으로 동일하며, 상부광(210)을 대체하여 소결반광(230)이 사용되는 것도 가능하다.
또한, 본 명세서에서 제2장입유닛(120)과 제4장입유닛(140)은 각각 별도로 제공된 소결원료 공급 호퍼로부터 소결원료(220, 240)을 공급받도록 제공될 수 있으며, 이를 위해 각각의 소결원료 공급 호퍼와 연계되는 이송장치, 일례로 컨베이어가 복수로 제공될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 제2장입유닛(120)과 제4장입유닛(140)에는 하나로 제공된 소결원료 공급 호퍼로부터 소결원료(220, 240)를 공급받을 수 있으며, 이 소결원료 공급 호퍼로부터 공급되는 소결원료(220, 240)를 각각 제2장입유닛(120)과 제4장입유닛(140)으로 분기하여 공급하는 분기슈트가 구비될 수 있다. 또한, 이를 위해 소결원료 공급 호퍼와 연계되는 이송장치, 일례로 컨베이어는 하나로 제공될 수 있으며, 이에 따라 전체적인 설비의 구성을 간략하게 할 수 있다.
또한, 이때 분기슈트는 제2층(204)와 제4층(208)의 적층될 두께를 고려하여 제2장입유닛(120)과 제4장입유닛(140)으로 공급되는 공급량을 다르게 설정하는 것이 바람직하다.
한편, 본 명세서 및 도면에는 원료 장입장치(100)가 4개의 장입유닛(110, 120, 130, 140)으로 구성된 것으로 설명 및 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명에 따른 소결대차의 원료 장입장치(100)는 6개의 장입유닛으로 구성될 수 있다. 이 경우, 홀수 번째 장입유닛은 상부광 또는 소결반광을 장입하는 유닛이고, 짝수 번째 장입유닛은 소결원료를 공급하는 유닛인 것이 바람직하다.
본 발명은 이상에서 설명되는 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
100: (소결대차의) 원료 공급장치 102: 소결대차
110: 제1장입유닛 120: 제2장입유닛
130: 제3장입유닛 140:제4장입유닛
122, 142: 분배 롤 124, 144: 경사판
210: 상부광 220, 240: 소결원료
230: 소결반광

Claims (5)

  1. 소결 대차의 상부에 상부광으로 이루어지는 제1층이 형성되도록 상부광을 장입하는 제1장입유닛;
    상기 제1층에 소결원료로 이루어진 제2층이 형성되도록 소결원료를 장입하는 제2장입유닛;
    상기 제2층에 소결반광으로 이루어지는 제3층이 형성되도록 소결반광을 장입하는 제3장입유닛; 및
    상기 제3층에 소결원료로 이루어지는 제4층이 형성되도록 소결원료를 장입하는 제4장입유닛;
    을 포함하는 소결대차의 원료 장입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2장입유닛 또는 상기 제4장입유닛은 소결원료를 고르게 분배하는 분배 롤과 경사판을 포함하는 것을 특징으로 하는 소결대차의 원료 장입장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1층은 상기 제3층보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 소결대차의 원료 장입장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1층은 소결대차의 상부에 통기성을 확보할 수 있도록 40 ~ 50 ㎜두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 소결대차의 원료 장입장치.
  5. 1) 소결대차의 상부에 상부광으로 이루어지는 제1층을 형성하는 단계;
    2) 상기 제1층에 소결원료로 이루어지는 제2층을 형성하는 단계;
    3) 상기 제2층에 소결반광으로 이루어지는 제3층을 형성하는 단계; 및
    4) 상기 제3층에 소결원료로 이루어지는 제4층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 소결대차의 원료 장입방법.
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