KR101293544B1 - 소결광 통기장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결광 통기장치를 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 소결광 통기장치는, 소결대차에 장입되는 배합원료의 통기성을 확보하기 위한 소결광 통기장치에 있어서, 상기 소결대차의 진행 방향과 수직한 방향으로 배치되는 통기베이스; 및 상기 통기베이스의 길이 방향을 따라 결합 되는 복수 개의 통기봉을 포함함을 특징으로 한다.

Description

소결광 통기장치{Ventilation apparatus for sinter ore}

본 발명은 소결광 통기장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 소결광 통기장치에 관한 것이다.

일반적으로 분철광석의 괴상화에 가장 널리 사용되는 소결방법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 원료빈(105)에 저장된 주원료인 대략 직경 8㎜ 이하의 분철광석과 부원료인 석회석, 규사, 사문암, 생석회 등의 융제와 연료인 분코크스, 무연탄 등이 콘베이어(101)로 이송되고 제1드럼믹서(106)에서 일정한 비율로 수분을 첨가하여 배합 및 조립함으로써 배합원료가 된다.

그리고 상기 배합원료가 제2드럼믹서(107)를 거쳐 배합원료 저장조(108)에 장입되며, 상기 저장조(108) 하부에 위치한 드럼형 배출기(110)로 경사판 상부에서 수직 편석을 유도하여 소결대차(111) 내에 장입된다.

그 다음, 온도가 대략 1200℃인 점화로(109)를 착화하여 소결대차(111)가 유효 화상거리를 진행하는 동안, 대형 흡입 팬(116)에 의해 에어를 하방으로 흡입하여 상기 배합원료 내 연료인 코크스를 연소시켜 소결 배합원료를 소성시키고 소성 완료된 소결광을 배출하는 공정으로 이루어진다.

상기 소결방법에 있어서, 최근에는 소결광 생산량 증대, 품질향상 및 소성에너지 절감 측면에서 소결원료층의 높이를 대략 710mm 까지 증가시키는 고층후조업을 실시하고 있으며, 용선 제조원가 절감 측면에서 결정수 함량(10%)이 높은 저가의 갈철광의 사용비가 신원료 기준으로 45% 이상까지 증가하는 추세에 있다.

한편, 상기 고층후조업 및 결정수 함량이 높은 갈철광을 다량 사용하는 조업을 지향하는 최근의 소결방법에 있어서, 소결층 내 통기성(PREMIABILITY)의 개선은 소결광의 생산성 및 소결광 품질을 좌우하는데 큰 요인으로 작용하게 된다.

따라서, 종래에는 소결층 내 통기성을 확보하기 위해서, 상기 배합원료 내에 다수의 통기봉을 삽입하여 통기성을 확보하고 있다.

그러나 상기 소결방법에 있어서, 종래에는, 상기 다수의 통기봉 두께가 모두 동일하기 때문에, 상기 통기봉 수량이 많으면 생산성은 증가하나 품질이 저하되고, 그 반대로 통기봉 수량이 적으면 품질은 개선되나 생산성은 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 통기봉이 위치하는 통기베이스의 각 층별로 통기봉의 적정 두께 배열을 통해서 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 소결광 통기장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 소결광 통기장치는, 소결대차에 장입되는 배합원료의 통기성을 확보하기 위한 소결광 통기장치에 있어서, 상기 소결대차의 진행 방향과 수직한 방향으로 적층 배치되는 복수개의 통기베이스; 및 상기 통기베이스의 길이 방향을 따라 결합 되는 복수 개의 통기봉을 포함하되, 상기 통기베이스에 결합 되는 상기 통기봉은 상기 통기베이스의 각 층별로 서로 상이한 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 각각 복수 개의 통기봉이 결합된 통기베이스는 4층 내지 6층으로 적층 된 것을 특징으로 한다.

상기 통기베이스가 6층으로 적층될 때, 최상층인 6층 통기베이스, 그 하부의 5층 통기베이스 및 최하층인 1층 통기베이스에 결합 되는 통기봉은 15~21mm의 두께를 갖고, 2층 내지 4층 통기베이스에 결합 되는 통기봉은 25~30mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 6층과 5층 통기베이스를 포함하는 상층 통기베이스 및 상기 1층 통기베이스를 포함하는 하층 통기베이스와 상기 2층 내지 4층 통기베이스를 포함하는 중층 통기베이스의 굵기 비율이 1:1.2∼1.8 사이인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상층 통기봉과 하층 통기봉을 중층 통기봉보다 가느다란 통기봉을 사용함으로써, 통기성을 극대화하여 소결광의 생산성을 향상시키면서도 소결광의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 소결 공정을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결광 통기장치를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 I-I' 선상의 단면을 도시한 도면.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결광 통기장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I' 선상의 단면을 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결광 통기장치(200)는 소결 공정이 진행되는 소결조업시스템의 소결대차(111)에 장입되는 배합원료(101)에 통기성을 부여하는 것으로서, 지지체(211)와 상기 지지체(211)에 결합 되는 통기봉(231)을 포함한다.

상기 소결조업시스템의 소결회수율은 소결원료 중 코크스의 연소속도와 크게 관련되어 있으며, 코크스의 연소속도는 소결대차(111)에 장입된 배합원료(101)를 통과하는 공기량에 크게 영향을 받는다.

따라서, 소결반응이 효율적으로 진행되고, 양호한 품질의 소결광이 제조되기 위하여는 적정량의 공기가 배합원료층을 통과하도록 배합원료(101)의 통기성을 확보하는 것이 매우 중요하다.

즉, 상기 소결대차(111)에 장입된 배합원료(101)의 통기성 정도는 소결광 품질 및 생산성과 아주 밀접한 상관관계에 있다.

상기 통기성 과다 시에는, 생산성이 비례적으로 증가하게 되나, 소결된 광석의 결합의 취약으로 소결광 중 분율(10mm size 이하 %) 상승 및 S.I(낙하시 깨어지지 않는 정도)의 하락을 가져와 품질이 저하된다. 이와 반대로 통기성 악화시에는 생산성의 급격한 하락과 과잉 품질에 의한 원가 부담을 초래하는 양면성이 있으므로, 적정한 통기성 관리는 소결조업에 있어서 특히 중요한 인자가 된다.

상기 지지체(211)는 막대형의 복수의 통기베이스(215) 그리고 서포트 프레임(217)을 포함한다.

상기 통기베이스(215)는 소결대차(111)의 진행 방향과 수직한 방향으로 상층 통기베이스(301), 증층 통기베이스(303) 및 하층 통기베이스(305)로서 6개의 통기베이스(215)가 차례로 적층 되어 배치된다. 여기에서, 상기 통기베이스(215)의 설치 층 수는 소결대차(111)에 배합원료(101)가 쌓이는 두께인 층 두께에 따라 달라지며 4층 내지 6층으로 적층 될 수 있다.

상기 통기베이스(215)가 6층으로 구성될 경우에는, 상기 상층 통기베이스(301)는 최상층인 6층 통기베이스와 그 하부의 5층 통기베이스로 하고, 상기 하층 통기베이스(305)는 최하층인 1층 통기베이스로 하며, 상기 중층 통기베이스(303)는 상기 상층 통기베이스(301)와 하층 통기베이스(305) 사이의 2층 내지 4층 통기베이스로 구별한다.

여기에서, 상층 통기베이스(301)와 하층 통기베이스(305)의 숫자를 달리하는 이유는 소결광의 가열 방향이 소결대차의 상부로부터 하부로 향하기 때문이다. 즉, 소결광의 상부는 소결로의 열량을 직접 흡수하나, 그 하부는 흡입팬에 의한 공기의 유동에 의한 영향을 받기 때문에 소결광 상부에 비하여는 가해지는 열량이 적기 때문이다.

그럼에도 불구 하고 하층 통기베이스(305)에 결합되는 통기봉(231)의 굵기를 중층 통기베이스(303)에 비하여 가늘게 하는 것은 소결광의 함몰을 방지하기 위한 것이다.

상기 통기봉(231)은, 그 단면이 대략 원통 형상으로서, 통기베이스(215)의 길이 방향을 따라, 즉 가로 방향으로 각각의 통기베이스(215)에 배열 및 체결된다. 이때, 상기 통기봉(231)은 통기베이스(215)의 전방에서 후방으로 그 단부가 관통 결합 될 수도 있다.

이러한 통기봉(231)은, 소결대차(111)에 장입되는 배합원료(101)에 삽입되어 배합원료(101) 사이에 공간을 만들어 줌으로써 배합원료(101)에 통기성을 부여하는 것으로서, 대략 그 길이가 2~4m, 그 좌우 간격이 28~30㎝ 및 그 상하 간격이 7~9㎝이다.

여기에서, 통기성을 극대화면서도 소결광 품질을 향상시키기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상층 통기베이스(301)와 하층 통기베이스(305)에 결합 되는 통기봉(231)은 상기 중층 통기베이스(303)에 결합 되는 통기봉(231)보다 가느다란 두께를 갖는다.

즉, 상기 최상층인 6층 통기베이스에 결합 된 통기봉(231)이 너무 굵거나 배합원료(101)의 표층부에 가까울 경우 상기 표층부가 무너져 품질 악화가 발생 될 수 있는 것과 같이, 상층 통기베이스(301)에는 품질이 취약할 수 있는 상기 표층부와 근접된 이유로 품질 보호 차원에서 대략 15~21mm 두께의 가느다란 통기봉(231)이 결합 된다. 또한, 상기 하층 통기베이스(305)에는 통기 저항이 적기 때문에 품질보호 차원에서 15~21mm 두께의 가느다란 통기봉(231)이 결합 된다. 이와 달리, 상기 중층 통기베이스(303)에는, 통기 저항이 가장 많은 곳이며 품질도 안정한 부위이기 때문에 통기성을 극대화하여 생산성을 증대시키기 위해 대략 25~30mm 두께의 굵은 통기봉(231)이 결합 된다.

이러한 통기봉(231)의 굵기에 대한 한정은 현재 사용되는 소결시스템에 기초한 실험적인 데이터이다. 만일 소결시스템의 크기가 증가하는 경우, 즉 소결될 소결광의 높이가 매우 높을 경우에는 통기베이스(215)의 적층 개수와 그 굵기를 달리할 수 있다. 중요한 것은 상층 통기베이스(301)와 하층 통기베이스(305)에 결합 되는 통기봉(231)의 굵기를 중층 통기베이스(303)에 결합 되는 통기봉(231)의 굵기보다 가늘게 하는 것이며, 상층 및 하층 통기베이스(301,305)와 중층 통기베이스(303)의 굵기의 비율은 대략 1:1.2∼1.8 정도로 하는 것이 좋다.

상기 서포트 프레임(217)은, 통기봉(231)이 체결되어 있는 복수 개의 통기베이스(215)를 세로로 나란하게 배열 및 고정시키기 위한 프레임으로서, 복수 개의 통기베이스(215)를 동시에 지지한다.

상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결광 통기장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

소결조업을 위해서는 소결될 소결광이 본 발명의 통기봉(231)이 위치되는 소결대차(111)로 장입되면서 소결층을 형성한다. 이와 같이 함으로써 소결층 내부에는 통기봉(231)이 위치되게 된다.

상기한 상태에서, 소결대차(111)가 점화로 방향으로 이동되면, 소결층도 이동되어 통기봉(231)은 소결층으로부터 빠져나온다. 이때, 통기봉(231)에 의해 소결층에는 공간이 형성되므로 통기성이 확보된다.

여기에서, 상층 및 하층 통기베이스에 결합 되는 통기봉이 너무 굵게 되면 소결광의 결합이 해체되어 소결광의 매몰 현상이 나타날 수 있으며, 유입되는 공기의 양이 너무 많게 되어 과다한 소결이 이루어 지게 된다. 반대로 중층 통기베이스에 결합 되는 통기봉이 너무 가늘게 되면, 유입되는 공기의 양이 상대적으로 적게 되어 소결되는 소결광의 품질이 저하되는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

상기 문제점을 해결하기 위해 상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 소결광 통기장치는, 상층 통기베이스(301)와 하층 통기베이스(305)에는 품질 보호 차원에서 대략 직경이 15~21mm 두께의 가느다란 통기봉(231)이 결합 되고, 상기 중층 통기베이스(305)에는 통기성을 극대화하기 위해 대략 25~30mm 두께의 굵은 통기봉(231)이 결합 되어 통기성을 극대화화면서도 품질을 향상시키도록 한다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

101: 배합원료 215: 통기베이스
217: 서포트 프레임 231: 통기봉

Claims (4)

1. 소결대차에 장입되는 배합원료의 통기성을 확보하기 위한 소결광 통기장치에 있어서,
   상기 소결대차의 진행 방향과 수직한 방향으로 적층 배치되는 복수개의 통기베이스; 및
   상기 통기베이스의 길이 방향을 따라 결합 되는 복수 개의 통기봉을 포함하되,
   상기 통기베이스에 결합 되는 상기 통기봉은 중층 통기 베이스에서의 두께가 상층 및 하층 통기 베이스에서의 두께보다 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 소결광 통기장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수 개의 통기베이스는 4층 내지 6층으로 적층 된 것을 특징으로 하는 소결광 통기장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 통기베이스가 6층으로 적층될 때, 최상층인 6층 통기베이스, 그 하부의 5층 통기베이스 및 최하층인 1층 통기베이스에 결합 되는 통기봉은 15~21mm의 두께를 갖고, 2층 내지 4층 통기베이스에 결합 되는 통기봉은 25~30mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 소결광 통기장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 6층과 5층 통기베이스를 포함하는 상층 통기베이스 및 상기 1층 통기베이스를 포함하는 하층 통기베이스와 상기 2층 내지 4층 통기베이스를 포함하는 중층 통기베이스의 굵기 비율이 1:1.2∼1.8 사이인 것을 특징으로 하는 소결광 통기장치.

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