KR101421893B1

KR101421893B1 - 소결기 점화로 부착광 제거장치

Info

Publication number: KR101421893B1
Application number: KR1020130041068A
Authority: KR
Inventors: 김선덕
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2013-04-15
Publication date: 2014-07-22
Anticipated expiration: 2033-04-15

Abstract

본 발명은 제철소의 소결공정 중 점화로의 내벽에 배합원료가 부착되어 형성되는 부착광을 제거하여 소결기의 누풍을 예방하고 품질을 향상시킬 수 있는 소결기 점화로 부착광 제거장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시형태에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치는 점화로를 통과한 대차의 이동경로의 상부에 배치되어, 배합원료 표면까지의 거리를 감지하는 위치감지 센서; 상기 점화로 내벽 천정에 형성되는 부착광을 타격하여 제거하는 부착광 제거유닛; 및 상기 위치감지 센서에서 감지된 거리를 수신하고, 사전에 입력된 기준거리와 비교하여 상기 위치감지 센서에서 감지된 거리가 상기 기준거리보다 큰 경우 상기 부착광 제거유닛에 작동신호를 전송하는 제어부;를 포함한다.

Description

소결기 점화로 부착광 제거장치{REMOVAL APPARATUS FOR SINTERING RAW MATERIAL OF IGNITION FURNACE}

본 발명은 소결기 점화로 부착광 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철소의 소결공정 중 점화로의 내벽에 배합원료가 부착되어 형성되는 부착광을 제거하여 소결기의 누풍을 예방하고 품질을 향상시킬 수 있는 소결기 점화로 부착광 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로의 주 장입 원료로 사용되는 소결광은 철광석(자철광, 적철광, 갈청광)과 석회석, 사문암 등 부 원료, 그리고 연료원인 코크스와 반광을 혼합한 배합원료를 소결기에서 소결하는 과정을 통하여 제조된다.

도 1은 일반적인 소결 공정을 보여주는 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 소결기는 상부광 호퍼(1)를 통하여 배출되는 상부광은 대차(6)에 장입되고, 상기 상부광이 장입된 대차(6)가 이동되면, 상부광 호퍼(1)의 후단에 설치된 서지 호퍼(2)를 통하여 배출되는 원료가 드럼피더(3)에서 일정량의 수분이 첨가되어 배출되는 배합원료가 대차(6) 상부에 장입된다.

이때, 층후란 대차 상에 적재되는 상부광과 배합원료의 적재 높이를 의미하며, 운전자가 설정한 소결기 속도 설정 신호에 따라 소결기가 일정 속도 구동되면 복수개의 대차(6)는 레일을 따라 빈 대차(6)가 상부광 호퍼(1) 및 서지 호퍼(2)의 하부를 지나면서 운전자가 설정한 층후만큼 적재하여 점화로(4) 측으로 진행하게 된다.

상기와 같이 상부광 및 배합원료가 장입된 대차(6)는 점화로(4)의 하부를 통과하면서 점화로 상부에 구비되는 복수개의 버너(4a)에 의해서 소결 표층부의 점화가 이루어지며, 상기 대차(6)는 연속적으로 진행하게 된다.

한편, 블로워 모터(251)가 작동되면, 메인 블로워(10)가 회전하게 되는 것이고, 상기 메인 블로워(10)가 회전하면, 흡입력이 발생하게 된다.

상기 흡입력은 챔버(9)를 통하여 윈드박스(5)로 전달되는 것으로서, 상기 윈드박스(5)로 전달된 흡입력은 대차(6)의 하부를 강하게 흡입하게 되므로 대기중의 공기가 대차(6)에 장입된 소결층 상부에서 하부로 통과하면서 소결광의 소성이 진행되는 것이다.

소성이 완료된 소결광은 배광부에서 배출되는 것이며, 이때 소결광의 온도는 약 1200℃에 도달한다.

상기한 소결광의 소성 시간은 통상 30~40분 정도로 소결광 제조시 지향하는 최적의 소결광 제조 방법은 하층부에서 흡입하는 흡입공기의 압력에 의해 대기중의 공기가 소결 상층부의 배합원료를 통과하고 연료인 코크스를 연소시킨 고온의 열을 철광석에 전달하여 미분의 철광석과 부 원료를 용융결합시킨 후 집진기와 연돌(11)을 통해 대기중으로 배출되는 것이다.

통상 하방 흡입식 소결기에 장입된 배합원료는 점화로(4)에 의해 표층부에 점화되면 구동휠에 의해 100M 정도의 배광부까지 이송되면서 연소, 용융 및 결합의 과정을 거쳐 괴광으로 배출되며, 배출된 괴광은 핫 크러셔에 의해서 파쇄된 후 소결광 냉각장치(8)로 공급되어 냉각공정을 수행하게 된다.

핫 크러셔(7)로 소결광을 배광한 대차(6)는 다시 상부광 호퍼(1) 측으로 순환되어 상부광과 배합원료를 적재하며 소결작업을 반복한다.

도 2는 점화로 천정에 융착되는 부착광을 설명하기 위한 도면이다.

도2에 도시된 바와 같이, 점화로(4)에 구비되는 버너(4a)에서 고압의 불길에 대차에 적재된 배합원료 중 포함된 코크스 착화 시 코크스의 불티가 비산되면서 점화로(4) 내벽에 융착되고, 반복적으로 누적 융착됨에 따라 점화로(4) 내벽에는 부착광이 종유석 형상으로 자라게 된다.

이러한 부착광은 대차 상에 적재된 배합원료의 표면과 접촉되어 배합원료의 표면을 굴착하고, 굴착된 부위로 메인 블로워(10)의 흡입 풍량이 편중되어 누풍을 발생시키는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 누풍이 심한 경우 대차 상에 적재된 배합원료가 완전히 소결되지 않고 배합원료 상태로 그대로 남아 생산성을 저하시키고, 소결광의 품질을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래 착화 시 공기 브로워로부터 파이프 배관과 공기분사노즐을 통해 공기를 점화로 내부에 분사하고, 착화가 완료된 후에는 상기 배관과 공기노즐 내부에 찬 공기를 흐르도록 하여 점화로 내부 끝단부의 융착광의 생성을 방지하는 방법에 대해서는 “소결조업에 있어서 점화로 내부 융착광 생성 방지방법(등록특허 10-0419171)”등에 구체적으로 공지되어 있다.

그러나, 점화로 내벽에 형성되는 부착광 생성을 완벽하게 예방할 수 없었으며, 생성된 부착광을 배합원료의 표면을 굴착하여 생산성을 저하시키고, 소결광의 품질을 저하시키는 문제점을 해결하지 못하였으며, 분사되는 공기에 의해 코크스의 불티의 비산이 증가되고, 주변 환경을 오염시키는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 소결 조업 과정에서 융착광이 점화로 양 노벽에 부착되는 것을 감시하고, 이를 제거하는 장치에 대해서는 "소결 점화로 내부의 융착광 감시 및 제거장치(공개특허 10-2005-0015298)"에 구체적으로 공지되어 있다.

그러나, 점화로 상부 노벽에 종유석 형상으로 형성되는 부착광을 제거할 수 없어 배합원료의 표면이 굴착되어 생산성이 저하되며, 소결과의 품질을 저하시키는 문제점을 해결하지 못하였으며, 운전자가 점화로 노벽에 부착광 생성여부를 모니터를 관측하여 부착광을 제거하기 때문에, 정확성이 떨어지며 부착광 생성 즉시 감지하기 어려운 문제점을 가지고 있었다.

등록특허 10-0419171 (2004. 01. 05.) 공개특허 10-2005-0015298 (2005. 02. 21.)

본 발명은 소결조업 중 점화로의 천정에 배합원료가 부착되어 형성되는 부착광을 제거하여 진행중인 배합원료의 표면 긁힘 현상을 없애고 소결광의 품질을 향상시킬 수 있는 소결기 점화로 부착광 제거장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치는 점화로를 통과한 대차의 이동경로의 상부에 배치되어, 배합원료 표면까지의 거리를 감지하는 위치감지 센서; 상기 점화로 내벽 천정에 형성되는 부착광을 타격하여 제거하는 부착광 제거유닛; 및 상기 위치감지 센서에서 감지된 거리를 수신하고, 사전에 입력된 기준거리와 비교하여 상기 위치감지 센서에서 감지된 거리가 상기 기준거리보다 큰 경우 상기 부착광 제거유닛에 작동신호를 전송하는 제어부;를 포함한다.

상기 위치감지 센서는, 상기 이동경로의 폭방향으로 복수개가 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 부착광 제거유닛은, 상기 제어부로부터 전송받은 작동신호에 따라 상기 점화로 내부로 진입하는 것을 특징으로 한다.

상기 부착광 제거유닛은, 상기 이동경로의 폭방향으로 평행하게 이격 배치되는 한 쌍의 가이드; 상기 가이드가 관통되고, 상기 가이드가 회전함에 따라 상기 가이드를 따라 이동되는 가이더; 상기 가이더 하부에 고정되고, 상기 제어부에서 전송된 작동신호에 따라 그 스트로크 값이 변화하는 유압실린더; 상기 유압실린더에 착탈 가능하게 결합된 제거편; 및 상기 가이드의 일단부에 설치되어 상기 가이드를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동부;를 포함한다.

상기 구동부는, 상기 가이드 중 적어도 하나와 결합되고, 상기 제어부에서 수신되는 상기 작동신호에 따라 상기 가이드를 회전시키는 모터; 상기 가이드의 일단부에 각각 고정되는 한 쌍의 스프로킷; 및 양단이 상기 스프로킷에 걸려 무한궤도로 회전하는 체인;을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 위치감지 센서에서 점화로를 통과한 대차에 적재된 배합원료의 표면과의 거리를 감지하여 점화로 천정에 부착광 발생 여부를 판단하고 부착광 발생 즉시 제거함으로 써, 착화상태를 안정시키고 대차의 누풍을 방지하여 생산되는 소결광의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 소결 공정을 보여주는 개략도이고,
도 2는 점화로 천정에 융착되는 부착광을 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치의 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치의 분해 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치(10)는 대차(6)의 이동경로 상부에 배치되어 상기 대차(6)에 적재된 배합원료(M)의 표면까지의 거리를 감지하는 위치감지 센서(100)와 점화로(4) 내부로 진입되어 부착광(A)을 타격하여 제거하는 부착광 제거유닛(200) 및 사전에 기준거리가 일력되고 상기 위치감지 센서(100)에서 감지된 거리 정보를 수신하고, 기준거리와 비교하여 부착광(A) 발생여부를 판단하여 상기 부착광 제거유닛(200)을 작동시키는 제어부(300)를 포함한다.

상기 위치감지 센서(100)는 상기 대차(6) 이동경로의 폭 방향으로 복수개가 이격 배치되는 것이 바람직하다.

왜냐하면, 상기 제어부(300)는 복수개의 상기 위치감지 센서(100)로부터 수신되는 배합원료(M) 표면까지의 거리 중 어느 하나라도 감지된 거리가 기준거리보다 큰 경우, 기준거리보다 크게 감지된 위치감지 센서(100)와 동일 선상의 상기 점화로(4) 천정에 부착광(A)이 발생되었다고 판단하고 상기 부착광 제거유닛(200)을 해당 위치로 이동시켜 제거할 수 있기 때문이다.

이때, 상기 위치감지 센서(100)는 예를 들어 초음파 센서, 적외선 센서 등이 사용될 수 있으며, 상기 위치감지 센서(100)는 전술된 실시예에 제시된 센서의 종류에 한정하지 않고, 상기 대차(6)에 적재된 상기 배합원료(M)의 표면까지의 거리를 감지할 수 있는 다양한 방식의 센서가 선택적으로 적용될 수 있다.

상기 부착광 제거유닛(200)은 상기 대차(6)의 이동경로의 폭방향으로 평행하게 이격 배치되는 한 쌍의 가이드(210), 상기 가이드(210)를 따라 이동 가능하도록 한 쌍의 상기 가이드(210)가 양 단부를 관통하여 설치되는 가이더(220), 상기 가이더(220) 하부에 고정되고 상기 제어부(300)로부터 수신된 작동신호에 따라 스트로크 값이 변화하는 유압 실린더(230)와 상기 유압 실린더(230)에서 인출되는 로드의 단부에 착탈 가능하게 결합되는 제거편(240) 및 상기 가이드(210)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동부(250)를 포함한다.

상기 가이드(210)는 봉형상으로 외주면에 나사산이 형성되어 상기 가이드(210)가 정방향 또는 역방향으로 회전함에 따라 상기 가이드(210)가 양단을 관통하여 설치되는 상기 가이더(220)가 상기 대차(6)의 이동경로의 폭 방향으로 이동된다.

이때, 상기 가이드(210)의 양 단부는 베어링(211)이 연결되어 상기 가이드(210)의 하중 및 상기 가이드(210)에 걸리는 하중을 지지하면서 상기 가이드(210)를 회전시킨다.

상기 유압 실린더(230)는 상기 제어부(300)로부터 전송받은 작동신호에 따라 로드가 인출되어 상기 점화로(4) 내부로 진입된다. 이때, 상기 로드의 단부에 상기 제거편(240)이 결합되고, 상기 유압 실린더(230)가 작동함에 따라 상기 점화로(4) 내부로 진입되어 부착광(A)을 타격하여 제거한다.

상기 제어부(300)는 복수개의 상기 위치감지 센서(100)에서 감지된 상기 위치감지 센서(100)에서 배합원료(M) 표면까지의 거리를 사전에 입력된 기준거리와 비교하여 상기 유압 실린더(230)의 스트로크 값을 제어한다. 즉, 상기 위치감지 센서(100)에서 감지된 거리와 상기 기준거리의 차이에 따라 상기 유압 실린더(230)의 스트로크 값을 다르게 제어한다.

이때, 상기 제어부(300)는 상기 위치감지 센서(100)에서 감지된 감지거리와 상기 기준거리의 차이가 클수록 상기 점화로(4) 내벽 천정에 형성되는 부착광(A)의 크기가 크다고 판단하여 상기 유압 실린더(230)의 스트로크 값을 증가시킨다.

이에, 상기 점화로(4) 내벽 천정에 형성되는 부착광(A)의 크기에 따라 변하는 결합력에 따라 상기 유압 실린더(230)의 스트로크 값을 조절함으로써, 다양한 부착광(A)을 효과적으로 제거할 수 있다.

상기 제거편(240)은 일측이 상기 유압 실린더(230)에서 인출되는 로드의 단부에 착탈 가능하도록 결합되며, 타측으로 갈수록 부착광(A)을 용이하게 제거하도록 뾰족한 형상으로 제작되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 제거편(240)이 부착광(A)을 타격함에 따라 마모 또는 손상 등이 발생되는 경우 상기 제거편(240)을 교체 사용하여 수명을 향상시키고 유지보수를 용이하게 할 수 있기 때문이다.

상기 구동부(250)는 상기 가이드(210)를 정방향 또는 역방향으로 회전시켜 상기 유압 실린더(230)가 고정된 상기 가이더(220)를 상기 가이드(210)를 따라 상기 대차(6)가 이동되는 이동경로의 폭 방향으로 이동한다.

상기 구동부(250)는 상기 제어부(300)로부터 작동신호를 전송받아 상기 가이드(210)를 회전시키는 회전력을 제공하는 모터(251)와 한 쌍의 상기 가이드(210)의 일단부에 각각 결합되는 한 쌍의 스프로킷(252) 및 양단이 상기 스프로킷(252)에 걸려 무한궤도 회전되는 체인(253)을 포함한다.

상기 모터(251)는 회전함에 따라 상기 가이드(210) 중 적어도 하나의 가이드(210)를 회전시키도록 상기 가이드에 연결되고, 양측이 상기 가이드(210)가 관통되는 상기 가이더(220)는 적어도 하나의 가이드(210)가 회전함에 따라 상기 가이드(210)를 따라 폭 방향으로 이동된다.

상기 스프로킷(252)은 한 쌍이 동일한 크기로 제작되어 상기 한 쌍의 가이드(210)의 일단부에 각각 결합되고, 상기 모터(251)가 한 쌍의 상기 가이드(210) 중 하나의 가이드(210)와 연결되는 경우, 상기 체인(253)은 상기 모터(251)에 의하여 회전되는 일측 스프로킷(252)과 동일한 속도로 타측 스프로킷(252)이 회전되도록 상기 모터(251)의 회전력을 전달한다.

이에, 각각의 상기 가이드(210)가 양 단부를 관통하여 설치되는 상기 가이더(220)는 상기 모터(251)가 상기 가이드(210)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킴에 따라 양 단부가 동일한 속도로 상기 가이드(210)를 따라 이동된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치(10)의 작동관계에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 점화로 부착광 제거장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 위치감지 센서(100)는 배합원료(M)가 적재되어 상기 점화로(4)를 통과한 상기 대차(6)의 이동경로 상부에 폭방향으로 복수개가 등간격으로 이격되어 설치되어 각각의 상기 위치감지 센서(100)의 하부를 통과하는 배합원료(M) 표면까지의 거리를 실시간으로 감지하여 상기 제어부(300)로 전송한다.

상기 제어부(300)는 복수개의 상기 위치감지 센서(100)로부터 전송받은 복수개의 감지거리를 사전에 입력된 기준거리와 각각 비교하고, 상기 유압 실린더(230)가 감지거리가 기준거리보다 크게 감지된 위치감지 센서(100)와 동일선상에 위치되도록 상기 모터(251)에 작동신호를 전송한다.

상기 모터(251)가 작동하여 상기 가이드(210)가 회전함에 따라 상기 유압 실린더(230)가 결합된 상기 가이더가 상기 가이드(210)의 외주면에 형성된 나사산을 따라 상기 대차(6) 이동경로의 폭 방향으로 이동된다.

상기 유압 실린더(230)의 이동이 완료되면, 상기 제어부(300)는 기준거리보다 크게 감지된 감지거리와 기준거리의 편차에 따라 상기 유압 실린더(230)로 작동신호를 전송한다.

상기 유압 실린더(230)는 상기 제어부(300)로부터 수신된 작동신호에 따라 작동하여, 상기 제거편(240)을 상기 점화로(4) 내부로 진입시켜 부착광(A)을 타격하여 제거하며, 소결공정이 완료될 때까지 연속적으로 이루어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

A: 부착광 M: 배합원료
1: 상부광 호퍼 2: 서지 호퍼
3: 드럼피더 4: 점화로
4a: 버너 5: 윈드박스
6: 대차 7: 핫 크러셔
8: 소결광 냉각장치 9: 챔버
10: 메인 블로워 11: 연돌
100: 위치감지 센서 200: 부착광 제거유닛
210: 가이드 211: 베어링
220: 가이더 230: 유압 실린더
240: 제거편 250: 구동부
251: 모터 252: 스프로킷
253: 체인 300: 제어부

Claims

점화로를 통과한 대차의 이동경로의 상부에 배치되어, 배합원료 표면까지의 거리를 감지하는 위치감지 센서;
상기 점화로 내벽 천정에 형성되는 부착광을 타격하여 제거하는 부착광 제거유닛; 및
상기 위치감지 센서에서 감지된 거리를 수신하고, 사전에 입력된 기준거리와 비교하여 상기 위치감지 센서에서 감지된 거리가 상기 기준거리보다 큰 경우 상기 부착광 제거유닛에 작동신호를 전송하는 제어부;를 포함하는 소결기 점화로 부착광 제거장치.
청구항 1에 있어서,
상기 위치감지 센서는, 상기 이동경로의 폭방향으로 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 부착광 제거장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부착광 제거유닛은,
상기 제어부로부터 전송받은 작동신호에 따라 상기 점화로 내부로 진입하는 것을 특징으로 하는 소결기 점화로 부착광 제거장치.
청구항 3에 있어서,
상기 부착광 제거유닛은,
상기 이동경로의 폭방향으로 평행하게 이격 배치되는 한 쌍의 가이드;
상기 가이드가 관통되고, 상기 가이드가 회전함에 따라 상기 가이드를 따라 이동되는 가이더;
상기 가이더 하부에 고정되고, 상기 제어부에서 전송된 작동신호에 따라 그 스트로크 값이 변화하는 유압실린더;
상기 유압실린더에 착탈 가능하게 결합된 제거편; 및
상기 가이드의 일단부에 설치되어 상기 가이드를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 구동부;를 포함하는 부착광 제거장치.
청구항 4에 있어서,
상기 구동부는,
상기 가이드 중 적어도 하나와 결합되고, 상기 제어부에서 수신되는 상기 작동신호에 따라 상기 가이드를 회전시키는 모터;
상기 가이드의 일단부에 각각 고정되는 한 쌍의 스프로킷; 및
양단이 상기 스프로킷에 걸려 무한궤도로 회전하는 체인;을 포함하는 부착광 제거장치.