KR101424609B1 - 분환원철 괴성화 장치 - Google Patents

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Abstract

분환원철 괴성화 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 분환원철 괴성화 장치에 있어서, 한 쌍의 롤의 상부에 설치되고, 더블 스크류 피더(screw feeder)에 의하여 공급되는 분환원철을 한 쌍의 롤(roll) 사이로 공급하기 위한 공급 박스; 상기 한 쌍의 롤 측면부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 롤에 의한 압력으로 롤의 측면 방향으로 분환원철이 밀려나오는 것을 방지하기 위한 치크 플레이트(cheek plate); 및 상기 공급 박스에 결합되고, 상기 한 쌍의 롤에 의한 압력으로 롤의 중간부쪽으로 분환원철이 밀려나오는 것을 차단하기 위한 차단부를 포함한다.

Description

분환원철 괴성화 장치{HOT COMPACTED IRON MACHINE}
본 발명은 분환원철 괴성화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공급 박스의 내부에 차단 플레이트를 설치하여 더블 스크류 타입의 생산량을 얻을 수 있으면서도 롤 좌우 기준으로는 싱글 스크류 타입과 유사한 공급 특성을 확보할 수 있도록 한 분환원철 괴성화 장치에 관한 것이다.
최근에는 용철 제조 방법으로서 고로법을 대체하는 용융환원제철법이 개발되고 있다.
이러한 용융환원제철법에서는 유동로를 거친 분환원철(DRI: Direct Reduced Iron: DRI)을 괴상의 환원철(Hot Compacted Iron: HCI)로 제조하여 용융가스화로에 장입하여 용철을 제조한다.
즉, 분말 형태의 분환원철을 대체로 700℃~800℃ 온도 범위에서 압력을 인가하여 덩어리 형태로 환원철을 제조하여 용융가스화로에 공급한다.
상기와 같이 분환원철을 괴상의 환원철로 제조할 때 분환원철 괴성화 장치(HCI MACHINE: Hot Compacted Iron Machine)를 이용하게 된다.
이러한 분환원철 괴성화 장치(HCI MACHINE: Hot Compacted Iron Machine)의 공급 박스(feeding box)는 장입 호퍼의 하부에 설치되어, 장입 호퍼로부터 스크류 피더(screw feeder)에 의하여 공급되는 분환원철(DRI: Direct Reduced Iron)을 한 쌍의 롤(roll) 사이로 공급하기 위한 것이다.
이러한 분환원철 괴성화 장치는 생산성 증대를 위하여 스크류 피더의 타입을 기존의 싱글 스크류(single screw) 타입에서 더블 스크류(double screw) 타입으로 변경하여 제조 공정에 적용하고 있다.
즉, 더블 스크류 타입의 분환원철 괴성화 장치에서의 생산성은 기존 싱글 스크류 타입에 비해 2배 증가하나, 싱글 스크류 타입에서는 스크류 좌, 우측이 치크 플레이트(cheek plate)로 막혀 있는 밀폐 공간으로 실링(sealing)성이 우수하지만, 더블 스크류 타입에서는 좌, 우측 끝단부는 싱글 스크류 타입과 같이 실링이 되어 있으나, 좌우 스크류 중간부는 차단막이 없으므로 상대적으로 실링이 취약한 구조로 인하여 연속 조업 중 분환원철 분출 등으로 인해 조업 중단이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.
분환원철 성형이 이루어지기 위해서는 분환원철 밀도가 약 2.0 내외에서 압축 성형후 밀도가 4.0 이상으로 증가하여야만 소성 성형이 이루어진다.
이에 비해, 공정중 판 불연속 생산 발생시에는, 가스 분출이 롤 폭 중앙에서 발생되어 가스 유속에 의한 분환원철 배출이 발생되어 순간적으로 스크류와 치크 플레이트, 롤로 이루어진 밀폐 공간 내에 분환원철 밀도가 최소 필요량 이하로 떨어져 압착 성형이 이루어지지 않거나, 스크류를 두개 이상 사용시 회전 방향에 따라 가압 크기가 다르거나, 측면으로 쏠리는 현상이 가중되어 롤 중간부가 압착 성형에 취약하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 분환원철 괴성화 장치의 생산량 증대 목적을 위해 개발된 더블 스크류 타입의 광폭형 분환원철 괴성화 장치의 경우 최대 생산량은 증가하지만, 광폭에 따른 특성상 불연속 생산 단점 가능성 역시 증가하였으므로, 이러한 광폭형 분환원철 괴성화 장치의 장점을 유지하면서도 불연속 조업 가능성이라는 단점을 보완하는 분환원철 괴성화 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 공급 박스의 내부에 차단 플레이트를 설치하여 더블 스크류 타입의 생산량을 얻을 수 있으면서도 롤 좌우 기준으로는 싱글 스크류 타입과 유사한 공급 특성을 확보할 수 있도록 한 분환원철 괴성화 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 분환원철 괴성화 장치에 있어서,
한 쌍의 롤의 상부에 설치되고, 더블 스크류 피더(screw feeder)에 의하여 공급되는 분환원철을 한 쌍의 롤(roll) 사이로 공급하기 위한 공급 박스;
상기 한 쌍의 롤 측면부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 롤에 의한 압력으로 롤의 측면 방향으로 분환원철이 밀려나오는 것을 방지하기 위한 치크 플레이트(cheek plate); 및
상기 공급 박스에 결합되고, 상기 한 쌍의 롤에 의한 압력으로 롤의 중간부쪽으로 분환원철이 밀려나오는 것을 차단하기 위한 차단부를 포함하는 분환원철 괴성화 장치가 제공된다.
상기 차단부는 상기 치크 플레이트와 상기 치크 플레이트의 중간부에 설치될 수 있다.
상기 공급 박스의 상단부의 중간부에는 상기 차단부가 분리 가능하게 결합될 수 있는 결합구멍이 형성될 수 있다.
상기 결합구멍은 가늘고 기다란 슬릿형으로 형성될 수 있다.
상기 차단부는 상기 공급 박스의 결합구멍에 삽입 결합되고, 상기 롤의 중간부쪽으로 밀려나오는 분환원철을 차단하기 위한 차단 플레이트; 및
상기 차단 플레이트의 상단부에 형성되고, 상기 차단 플레이트가 상기 결합구멍에 완전히 삽입되면 상기 차단 플레이트의 삽입을 정지시켜 주기 위한 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 차단 플레이트의 하단부에는 상기 차단 플레이트가 상기 결합구멍에 용이하게 삽입될 수 있도록 유선형으로 이루어진 곡선부가 형성될 수 있다.
상기 스토퍼는 적어도 상기 결합구멍보다 크게 형성될 수 있다.
상기 스토퍼는 상기 차단 플레이트의 삽입을 효과적으로 정지시켜 줄 수 있도록 상기 차단 플레이트의 상단부 양측면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
상기 차단 플레이트는 상기 결합구멍의 형상과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 공급 박스의 내부에 차단 플레이트를 설치함으로써 더블 스크류 타입의 분환원철 괴성화 장치의 생산량을 얻을 수 있으면서도 롤 좌우 기준으로는 싱글 스크류 타입의 분환원철 괴성화 장치와 유사한 공급 특성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치를 도시한 개략적인 정면 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치를 도시한 개략적인 측면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 일부 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 일부 결합 사시도이다.
도 5는 도 4의 저면 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 공급 박스를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 차단부의 조립 상태를 도시한 사시도로서, 차단부가 공급 박스의 결합 구멍 상부에 위치한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 차단부의 조립 상태를 도시한 사시도로서, 차단부가 공급 박스의 결합 구멍에 결합된 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 차단부의 조립 상태를 도시한 사시도로서, 차단부가 공급 박스의 결합 구멍으로부터 상부로 분리된 상태를 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치에서 롤 하부 방향으로 가해지는 압하력이 균일하게 발생하는지 여부에 대한 시물레이선 결과를 나타낸 도면으로서, (a) 차단 플레이트가 설치되지 않은 종래의 경우와 (b) 차단 플레이트가 설치된 경우를 비교한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치를 도시한 개략적인 정면 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치를 도시한 개략적인 측면 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 일부 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 일부 결합 사시도이며, 도 5는 도 4의 저면 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치의 공급 박스를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치는, 한 쌍의 롤(100, 110)의 상부에 설치되고, 더블 스크류 피더(screw feeder)(200, 210)에 의하여 공급되는 분환원철(DRI: Direct Reduced Iron)을 한 쌍의 롤(roll)(100, 110) 사이로 공급하기 위한 공급 박스(300);
상기 한 쌍의 롤(100, 110) 측면부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 롤(100, 110)에 의한 압력으로 롤의 측면 방향으로 분환원철이 밀려나오는 것을 방지하기 위한 치크 플레이트(cheek plate)(400, 410); 및
상기 공급 박스(300)에 결합되고, 상기 한 쌍의 롤(100, 110)에 의한 압력으로 롤의 중간부쪽으로 분환원철이 밀려나오는 것을 차단하기 위한 차단부(500)를 포함할 수 있다.
상기 차단부(500)는 상기 롤(100, 110)의 중간부쪽으로 분환원철이 밀려나오는 것을 효과적으로 차단할 수 있도록 상기 공급 박스(300)의 중간부, 즉 상기 치크 플레이트(400)와 상기 치크 플레이트(410)의 중간부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 공급 박스(300)의 상단부의 중간부에는 상기 차단부(500)가 분리 가능하게 결합될 수 있는 결합구멍(310)이 형성될 수 있다.
상기 결합구멍(310)은 상기 차단부가 견고하게 결합될 수 있도록 가늘고 기다란 슬릿형으로 형성될 수 있다.
상기 공급 박스(300)에는 상기 더블 스크류 피더(200, 210)로부터 분환원철이 각각 공급되기 위한 제1, 제2 공급구(320, 330)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 차단부(500)는 상기 공급 박스(300)의 결합구멍(310)에 삽입 결합되고, 상기 롤(100, 110)의 중간부쪽으로 밀려나오는 분환원철을 차단하기 위한 차단 플레이트(510); 및
상기 차단 플레이트(510)의 상단부에 형성되고, 상기 차단 플레이트(510)가 상기 결합구멍에 완전히 삽입되면 상기 차단 플레이트(510)의 삽입을 정지시켜 주기 위한 스토퍼(stopper)(520)를 포함할 수 있다.
상기 차단 플레이트(510)는 상기 분환원철을 용이하게 차단시켜 줄 수 있도록 대략적으로 사각형상 등으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 상기 결합구멍(310)의 형상과 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 차단 플레이트(510)의 하단부에는 상기 차단 플레이트(510)가 상기 결합구멍(310)에 용이하게 삽입될 수 있도록 유선형으로 이루어진 곡선부(530)가 형성될 수 있다.
상기 곡선부(530)는 상기 차단 플레이트(510)가 상기 결합구멍(310)에 보다 용이하게 삽입될 수 있도록 상기 차단 플레이트(510)의 폭 방향 중심과 동일한 중심을 갖고 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다.
또한, 상기 스토퍼(520)는 상기 차단 플레이트(510)의 삽입을 확실하게 정지시켜 줄 수 있도록 적어도 상기 결합구멍(310)보다 크게 형성될 수 있다.
상기 스토퍼(520)는 상기 차단 플레이트(510)의 삽입을 효과적으로 정지시켜 줄 수 있도록 상기 차단 플레이트(510)의 상단부 양측면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 6를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 의 작동에 대해서 설명한다.
먼저, 상기 차단부(500)를 상기 공급 박스(300)에 조립하려고 하면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 차단부(500)의 차단 플레이트(510)를 상기 공급 박스(300)의 결합구멍(310)의 상부에 위치시킨다.
이러한 상태에서, 상기 차단부(500)의 곡선부(530)를 도 8의 화살표와 같이 상기 공급 박스(300)의 상방으로부터 하방으로 밀어서 상기 결합구멍(310)에 삽입한 후 상기 차단 플레이트(510)를 도 8에 도시된 바와 같이 상기 결합구멍(310)에 완전히 삽입시켜 결합하면, 상기 차단부(500)의 스토퍼(520)가 상기 공급 박스(300)의 상단부에 걸리면서 상기 차단 플레이트(510)가 상기 결합구멍(310)에 삽입되는 것이 정지된다.
이와 같이, 상기 차단부(500)를 상기 공급 박스(300)의 결합구멍(310)에 삽입 결합시킨 상태에서, 상기 더블 스크류 피더(200, 210)에 의하여 공급되는 분환원철은 상기 공급 박스(300)로 공급된 후 상기 공급구(320, 300)를 통하여 한 쌍의 롤(100, 110) 사이로 공급된다.
이 때, 상기 치크 플레이트(400, 410)는 상기 한 쌍의 롤(100, 110) 사이로 공급되는 분환원철이 서로 반대 방향으로 회전하는 상기 한 쌍의 롤(100, 110)의 압력에 의하여 롤(100, 110)의 측면 방향으로 밀려나오게 되는 것을 방지한다.
또한, 상기 차단부(500)의 차단 플레이트(510)는 상기 분환원철이 상기 한 쌍의 롤(100, 110)에 의한 압력으로 롤(100, 110)의 중간부쪽으로 밀려나오는 것을 차단한다.
이와 같이, 상기 더블 스크류 피더(200, 210)의 양측 끝단부에서는 상기 치크 플레이트(400, 410)에 의하여 분환원철이 밀려나오는 것이 차단되고, 아울러 상기 더블 스크류 피더(200, 210)의 중간부에서는 상기 차단부(500)의 차단 플레이트(510)에 의하여 분환원철이 상기 롤(100, 110)의 중간부쪽으로 밀려나오는 것이 차단될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 차단부(500)가 상기 공급 박스(300)에 조립된 상태로 사용하다가 상기 차단부(500)를 상기 공급 박스(300)로부터 분리하려고 하면, 상기 차단부(500)의 곡선부(530)에 상기 도 9의 화살표와 같이 상기 차단부(500)의 하부로부터 상부로 힘을 인가하여 상기 차단 플레이트(510)를 도 9에 도시된 바와 같이 상기 공급 박스(300)의 결합구멍(310)으로부터 분리시킨 후, 상기 공급 박스(300)로부터 완전히 분리시켜 주면 되는 것이다.
또한, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 괴성화 장치에서 롤 하부 방향으로 가해지는 압하력이 균일하게 발생하는지 여부에 대한 시물레이선 결과를 나타낸 도면으로서, (a) 차단 플레이트가 설치되지 않은 종래의 경우와 (b) 차단 플레이트가 설치된 경우를 비교한 도면이다.
즉, 공급 박스의 내부에 차단 플레이트 설치 전후 이송 효과 분석을 위해 입자 거동 시물레이션(Simulation)을 활용하여, 차단 플레이트의 설치 전후에 입자간 상호 반력을 산출한 결과, 차단 플레이트가 설치된 경우에 롤(Roll) 하부방향으로 가해지는 압하력이 차단 플레이트가 설치되지 않은 종래의 경우와 비교하여 좌우 균일하게 발생하는 것을 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100, 110: 롤 200, 210: 스크류 피더
300: 공급박스 310: 결합구멍
400, 410: 치크 플레이트 500: 차단부
510: 차단 플레이트 520: 스토퍼
530: 곡선부

Claims (9)

  1. 분환원철 괴성화 장치에 있어서,
    한 쌍의 롤의 상부에 설치되고, 더블 스크류 피더(screw feeder)에 의하여 공급되는 분환원철을 한 쌍의 롤(roll) 사이로 공급하기 위한 공급 박스;
    상기 한 쌍의 롤 측면부에 각각 설치되고, 상기 한 쌍의 롤에 의한 압력으로 롤의 측면 방향으로 분환원철이 밀려나오는 것을 방지하기 위한 치크 플레이트(cheek plate); 및
    상기 공급 박스에 결합되고, 상기 한 쌍의 롤에 의한 압력으로 롤의 중간부쪽으로 분환원철이 밀려나오는 것을 차단하기 위한 차단부
    를 포함하고,
    상기 차단부는 상기 치크 플레이트와 상기 치크 플레이트의 중간부에 설치되고,
    상기 공급 박스의 상단부의 중간부에는 상기 차단부가 분리 가능하게 결합될 수 있는 결합구멍이 형성되고,
    상기 차단부는 상기 공급 박스의 결합구멍에 삽입 결합되고, 상기 롤의 중간부쪽으로 밀려나오는 분환원철 차단하기 위한 차단 플레이트; 및
    상기 차단 플레이트의 상단부에 형성되고, 상기 차단 플레이트가 상기 결합구멍에 완전히 삽입되면 상기 차단 플레이트의 삽입을 정지시켜 주기 위한 스토퍼
    를 포함하는 분환원철 괴성화 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 결합구멍은 가늘고 기다란 슬릿형으로 형성되는 분환원철 괴성화 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차단 플레이트의 하단부에는 상기 차단 플레이트가 상기 결합구멍에 용이하게 삽입될 수 있도록 유선형으로 이루어진 곡선부가 형성되는 분환원철 괴성화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 적어도 상기 결합구멍보다 크게 형성되는 분환원철 괴성화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 차단 플레이트의 삽입을 효과적으로 정지시켜 줄 수 있도록 상기 차단 플레이트의 상단부 양측면으로부터 외측 방향으로 돌출 형성되는 분환원철 괴성화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 차단 플레이트는 상기 결합구멍의 형상과 동일한 형상으로 형성되는 분환원철 괴성화 장치.
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