KR101424913B1

KR101424913B1 - 철광석 펠렛 제조 모사장치

Info

Publication number: KR101424913B1
Application number: KR1020130010833A
Authority: KR
Inventors: 김병철; 오종민; 윤성섭
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-01

Abstract

본 발명은 분리형 펠렛 제조 모사장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 분리형 펠렛 제조 모사장치는, 고로에 투입되는 철광석 펠렛의 제조를 모사하는 장치이며, 내부에는 조립된 그린펠렛(Green Pellet)이 수용되는 펠렛팟;과, 상기 펠렛팟의 상부에 설치되는 단열관;과, 상기 단열관의 상부에 설치되는 버너;와, 상기 버너의 열기가 상기 펠렛팟의 내부에 수용된 그린펠렛으로 이동되도록 상기 펠렛팟의 하부에 설치되는 블로워;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 1차적으로 조립된 그린펠렛을 소성하는 펠렛팟과, 이 펠렛팟에 수용된 그린펠렛에 버너로부터 발생되는 열기를 간접적으로 가해지도록 하는 단열관으로 구성되어 실제의 펠렛을 소성하는 과정을 간단하게 재연할 수 있어 최소의 비용으로 펠렛의 제조를 모사할 수 있는 장점이 있다.

Description

철광석 펠렛 제조 모사장치{APPARATUS FOR IRON ORE PELLET MANUFACTURING SIMULATION}

본 발명은 철광석 펠렛 제조 모사장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고로조업시 고로에 코크스와 함께 투입되는 철광석 펠렛의 제조를 모사하는 철광석 펠렛 제조 모사장치에 관한 것이다.

고로는 연료인 코크스와 철광석을 반복 장입하면서 풍구를 통해 열풍을 불어넣어 장입된 철광석을 녹여 용선을 생산하는 설비이다.

철광석은 파쇄(crushing)와 체질(screening)에 의하여 적정한 크기만을 선택하여 고로에 장입한다.

고로에는 철광석뿐만 아니라 분철광석을 단광화한 소결광도 사용된다.

관련 선행기술로는 대한민국 특허공개 제10-1997-0070921호(발명의 명칭:배기가스 순환식 철광석 소결방법 및 그 장치, 공개일자:1997.11.07)가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 1차적으로 조립된 그린펠렛을 소성하는 펠렛팟과, 이 펠렛팟에 수용된 그린펠렛에 버너로부터 발생되는 열기를 간접적으로 가해지도록 하는 단열관으로 구성되어 실제의 펠렛을 소성하는 과정을 간단하게 재연할 수 있어 최소의 비용으로 펠렛의 제조를 모사할 수 있는 철광석 펠렛 제조 모사장치를 제공하는 것이다.

또한, 펠렛팟과 단열관에 다수의 열전대 삽입부가 마련되어 실시간으로 내부의 온도를 감지하여 실제 펠렛을 소성하는 과정을 정확하게 제어할 수 있는 철광석 펠렛 제조 모사장치를 제공하는 것이다.

또한, 펠렛팟과 단열관에 단열재와, 단열공기가 충진되어 있는 단열층이 구비되어 보온효과가 우수하여 소성되는 그린펠렛이 급격한 온도변화에 의해 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 철광석 펠렛 제조 모사장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치는, 고로에 투입되는 철광석 펠렛의 제조를 모사하는 장치이며, 내부에는 조립된 그린펠렛(Green Pellet)이 수용되는 펠렛팟;과, 상기 펠렛팟의 상부에 설치되는 단열관;과, 상기 단열관의 상부에 설치되는 버너;와, 상기 버너의 열기가 상기 펠렛팟의 내부에 수용된 그린펠렛으로 이동되도록 상기 펠렛팟의 하부에 설치되는 블로워;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 펠렛팟의 상부와 상기 단열관의 하부에는 상호 결합을 위해 형성되는 결합플랜지;와, 상기 단열관의 결합플랜지의 상면과 상기 단열관의 결합플랜지의 하면에 구비되는 삽입홈;과, 상기 삽입홈에 끼워져 상기 펠렛팟과 단열관을 밀폐하는 밀폐링;이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 펠렛팟과 단열관이 밀폐되도록 상기 결합플랜지의 외주면을 가압하는 가압부재;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 펠렛팟의 하부에는 블로워의 흡입력이 펠렛에 작용되도록 다수의 통공이 타공된 홀플레이트;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 펠렛팟과 단열관은 내벽과 외벽으로 구성되며, 상기 내벽과 외벽사이에는 단열공기가 충진되는 단열층이 구비되고, 상기 펠렛팟과 단열관의 내벽에는 단열재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 펠렛의 제조과정 중의 온도 변화를 측정할 수 있도록 상기 펠렛팟과 단열관의 외주면과 상기 단열층 및 단열재를 관통하여 설치되는 열전대 삽입부;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단열관의 상부는 버너의 접근이 허용되도록 확관되며, 상기 펠렛팟과 단열관의 외주면에는 견인장치와 연결되도록 견인용 홈이 형성되는 이동용 후크;가 형성되고, 상기 펠렛팟의 외주면에 형성되는 거치용 암;이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 1차적으로 조립된 그린펠렛을 소성하는 펠렛팟과, 이 펠렛팟에 수용된 그린펠렛에 버너로부터 발생되는 열기를 간접적으로 가해지도록 하는 단열관으로 구성되어 실제의 펠렛을 소성하는 과정을 간단하게 재연할 수 있어 최소의 비용으로 펠렛의 제조를 모사할 수 있는 장점이 있다.

또한, 펠렛팟과 단열관에 다수의 열전대 삽입부가 마련되어 실시간으로 내부의 온도를 감지하여 실제 펠렛을 소성하는 과정을 정확하게 제어할 수 있는 장점이 있다.

또한, 펠렛팟과 단열관에 단열재와, 단열공기가 충진되어 있는 단열층이 구비되어 보온효과가 우수하여 소성되는 그린펠렛이 급격한 온도변화에 의해 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치에서 펠렛을 제조하는 모습을 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 단열관이 견인되는 모습을 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 펠렛팟이 견인되는 모습을 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 펠렛팟이 실험실용 거치대에 거치된 모습을 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 펠렛팟에 사용되는 그린펠렛을 조립하는 모습을 보인 개념도이다.
도 10은 펠렛 제조시 펠렛의 온도변화의 이력을 나타낸 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 펠렛팟에 수용되는 그린펠렛에 대해 설명한다.

상기 펠렛팟(100)에는 내부에 조립된 그린펠렛(10)이 수용되는데, 여기서 그린펠렛(10)은 극미분의 정광과 바인더 및 연료 등을 원료빈(20)에서 정량 절출한 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 고속교반기(30)에서 균일하게 혼합한 것이다.

상기와 같이 고속교반기(30)에서 그린펠렛(10)의 조립시 일정한 수분을 첨가하면서 적정한 각도와 회전력을 갖는 원형의 디스크인 펠렛타이저(40)에서 예컨대, 약 8~15mm의 지름을 갖는 구형의 그린펠렛(Green Pellet)으로 가공한다.

상기와 같이 가공된 그린펠렛(10)은 도 10에 도시된 바와 같이, 철광석 펠렛 제조공정에서는 소성되는 시간에 따라 온도에 변화를 주면서 그린펠렛(10)을 제조하는데, 본 발명에서는 실제의 철광석 펠렛 제조공정을 모사하여 최소한의 비용으로 그린펠렛(10)의 배합비율과 온도 및 시간에 따른 다양한 데이터를 획득할 수 있고, 획득한 데이터를 통해 고로에 실제로 투입되는 철광석 펠렛의 최적화를 꾀할 수 있도록 하는 것이다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철광석 펠렛 제조 모사장치의 분해사시도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 펠렛팟(100)과, 이 펠렛팟(100)의 상부에 결합되는 단열관(200)이 포함된다.

먼저, 펠렛팟(100)에 대해 설명한다.

상기 펠렛팟(100)은 내부에 상술한 바와 같은 그린펠렛(10)이 수용되고, 하부는 블로워(50)에 연결되어 철광석 펠렛 제조 모사시험이 진행되는 부재로서, 이러한 펠렛팟(100)은 대체로 원형의 횡단면을 갖는 직관의 형상으로 제작된다.

또한, 상기와 같은 펠렛팟(100)의 하부에는 내부에 수용된 그린펠렛(10)이 하부로 탈락되는 것을 방지하고, 블로워(50)의 흡인력이 그린펠렛(10)에 작용되도록 다수의 통공이 타공된 홀플레이트(110)가 설치되는데, 이러한 홀플레이트(110)의 통공은 그린펠렛(10)이 통과되지 않는 크기로 타공되어야 할 것이다.

한편, 상기 펠렛팟(100)은 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 내벽과 외벽으로 구성되며, 내벽에는 단열재(300)가 설치되고, 내벽과 외벽의 사이에는 단열공기가 충진되는 단열층(310)이 구비되는데, 상기 단열재(300)는 펠렛팟(100)의 내부에서 그린펠렛(10)을 소성시키기 위해 고온으로 가열됨에 따라 펠렛팟(100)의 변형을 방지하고, 이와 동시에 펠렛팟(100)의 내부의 온도를 유지시키도록 보온하는 역할을 한다.

즉, 상기 단열층(310)은 내부에 단열공기가 충진되어 펠렛팟(100)의 내부에서 발생되는 열이 외부로 손실되는 것을 방지함과 동시에 인근에서 작업하는 작업자를 열로부터 보호하는 역할을 한다.

한편, 상기 펠렛팟(100)에는 열전대(70)를 삽입하여 펠렛팟(100)의 내부에서 소성되는 그린펠렛의 온도의 변화를 측정할 수 있도록 열전대가 삽입될 수 있는 열전대 삽입부(120)가 형성되는데, 이러한 열전대 삽입부(120)는 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개가 상하로 배치되되, 단열층(310)과 단열재(300)를 관통하여 펠렛팟(100)의 중심부까지 연장형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 열전대 삽입부(120)에 삽입되는 열전대(70)를 통해 펠렛팟(100) 내부의 온도를 정확하게 제어할 수 있도록 영구적으로 동일한 위치에 고정 설치되어야 하는데, 상기와 같은 열전대 삽입부(120)는 예컨대, 내열성이 우수한 스틸파이프 등을 견고하게 설치하는 것이 바람직하며, 재질은 그린펠렛(10)이 소성되는 온도를 견딜 수 있는 재질이라면 다양한 선택이 가능할 것이다.

상기와 같은 펠렛팟(100)의 외주면에는 이동용 후크(130)와 거치용 암(140)이 설치되는데, 이동용 후크(130)는 도 7에 도시된 바와 같이, 펠렛팟(100)의 이동이 용이하도록 크레인과 같은 견인장치(80)에 연결되되, 이동시 펠렛팟(100)이 기울어지지 않도록 무게중심을 잡기 용이하도록 2개 이상 구비된다.

또한, 상기 거치용 암(140)은 견인장치(80)를 이용하여 펠렛팟(100)을 실험실의 소정위치까지 이동시킨 후 소성된 그린펠렛(10)을 분석하기 위한 측정대(90)에 펠렛팟(100)을 거치하거나, 측정대(90)에 펠렛팟(100)이 거치된 상태에서 펠렛팟(100)을 일측으로 기울여 소성된 그린펠렛(10)을 펠렛팟(100)에서 꺼낼때 회전축의 역할을 수행할 수 있다.

이에 따라, 상기 거치용 암(140)은 펠렛팟(100)을 측정대(90)에 거치시 안정적으로 거치됨과 동시에 측정대(90)에 거치된 상태에서 회전이 용이하도록 펠렛팟(100)의 양측에 수평하게 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 단열관(200)에 대해 설명한다.

상기 단열관(200)은 상술한 펠렛팟(100)의 상부에 결합되는 부재로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 펠렛팟(100)의 상부와 단열관(200)의 하부에는 상호 결합을 위한 결합플랜지(101, 201)가 각각 형성되며, 이러한 결합플랜지(101, 201)의 외주면은 가압부재(예:바이스)(400)에 의해 가압되어 펠렛팟(100)과 단열관(200)의 결합을 견고하게 한다.

또한, 상기 각 결합플랜지(101, 201)에는 삽입홈(102, 202)이 형성되는데, 이 삽입홈(102, 202)에는 밀폐링(R)이 설치되어 버너(60)에서 발생되는 열이 펠렛팟(100)과 단열관(200)의 사이로 유실되는 것을 방지한다.

상기와 같은 삽입홈(102, 202)은 도 2에 도시된 바와 같이, 밀폐링(R)이 1개 설치될 수도 있으나, 2개의 밀폐링을 이용한 2중 밀폐구조 또는 그 이상의 밀폐구조를 가질 수 있다.

한편, 상기와 같은 단열관(200)은 상술한 펠렛팟(100)과 동일한 역할을 수행하는 단열재(300)와 단열층(310)이 형성되는데, 이러한 단열관(200)의 단열재(300)와 단열층(310)에는 상술한 펠렛팟(100)과 동일한 역할을 수행하는 열전대 삽입부(210)가 형성될 수 있으며, 외주면에는 상술한 펠렛팟(100)의 이동용 후크(130)와 동일한 역할을 수행하는 이동용 후크(220)가 마련된다.

또한, 상기 단열관(200)의 상부는 버너(60)의 불꽃이 단열재()0)에 직접 닿지 않은 채로 열기만 펠렛팟(100)의 내부로 제공되도록 확관되는데, 상기와 같이 단열관(200)의 상부가 확관되면 더 많은 면적으로 열기가 유입되어 펠렛팟(100)에 수용된 그린펠렛(10)의 소성작용을 용이하게 할 수 있는 특징이 있다.

좀 더 상세하게 설명하면, 상기와 같이 단열관(200)의 상부가 확관될 경우 열기가 이동되는 단열관(200) 및 펠렛팟(100)의 단면적 대비하여 열원이 제공되는 단열관(200) 상부의 단면적이 더 커지므로 확관되지 아니한 경우보다 더 많은 열기를 단열관(200)과 펠렛팟(100)의 내부로 제공할 수 있다.

또한, 상기 버너(60)에서 제공되는 열기는 펠렛팟(100)의 하부에 연결되는 블로워(50)의 흡인력에 의해 하부로 이동되는데, 이에 따라, 그린펠렛(10)이 직화(直火)되는 것을 방지하여 펠렛팟(100)의 내부에 보관된 그린펠렛(10)을 전체적으로 균일하게 소성시킬 수 있어 소성된 그린펠렛(10)의 정확한 분석이 가능하다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 철광석 펠렛 제조 모사장치를 이용하여 그린펠렛을 소성하고, 소성된 그린펠렛이 담겨진 펠렛팟을 측정대로 이동하는 순서에 대해 설명한다.

먼저, 펠렛팟(100)과 단열관(200)을 연결하고, 펠렛팟(100)에 그린펠렛(10)을 투입시킨 다음 가압부재(400)를 이용하여 결합플랜지(101, 202)를 가압하여 펠렛팟(100)과 단열관(200)이 분리되지 않도록 한다.

이후, 펠렛팟(100)의 하부에는 블로워(50)를, 단열관(200)의 상부에는 버너(60)를 연결하고, 가열하여 그린펠렛(10)의 소성을 시작하며, 열전대 삽입부(120, 210)에 삽입된 열전대로부터 온도를 측정하면서 블로워(50)의 흡인력과 버너(60)의 온도를 적절히 제어한다.

이후, 그린펠렛(10)의 소성이 완료되면, 버너(60), 블로워(50)를 단열관(200)과 펠렛팟(100)으로부터 분리시키고, 가압부재(400)의 가압을 해제하여 단열관(200)과 펠렛팟(100)을 해체한 다음, 단열관(200)의 이동용 후크(210)에 견인장치(80)를 연결하여 상방향으로 잡아당겨 단열관(200)을 펠렛팟(100)에서부터 분리시켜 안전한 장소로 옮긴다.

이후, 펠렛팟(100)의 이동용 후크(120)에 견인장치(80)를 연결하여 소성된 그린펠렛(10)을 분석하기 위한 측정대(90)에 거치하고, 펠렛팟(100)을 일측으로 기울여 펠렛팟(100) 내부의 소성된 그린펠렛(10)을 외부로 꺼내어 성분을 분석한다.

이후, 다시 철광석 펠렛 제조의 모사를 위해 펠렛팟(100)과 단열관(200)을 조립할 수 있으며, 상기와 같은 순서를 반복하여 모사가 이루어진다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10-그린펠렛 20-원료빈
30-고속교반기 40-펠렛타이저
50-블로워 60-버너
70-열전대 80-견인장치
90-거치대
100-펠렛팟 101-결합플랜지
102-삽입홈 110-홀플레이트
120-열전대 삽입부 130-이동용 후크
140-거치용 암
200-단열관 201-결합플랜지
202-삽입홈 210-열전대 삽입부
220-이동용 후크
300-단열재 310-단열층
400-바이스
R-밀폐링

Claims

고로에 투입되는 철광석 펠렛의 제조를 모사하는 장치이며,
내부에는 조립된 그린펠렛(Green Pellet)이 수용되는 펠렛팟;과
상기 펠렛팟의 상부에 설치되는 단열관;과
상기 단열관의 상부에 설치되는 버너;와
상기 버너의 열기가 상기 펠렛팟의 내부에 수용된 그린펠렛으로 이동되도록 상기 펠렛팟의 하부에 설치되는 블로워;와,
상기 펠렛팟의 상부와 상기 단열관의 하부에는 상호 결합을 위해 형성되는 결합플랜지;와
상기 단열관의 결합플랜지의 상면과 상기 단열관의 결합플랜지의 하면에 구비되는 삽입홈;과
상기 삽입홈에 끼워져 상기 펠렛팟과 단열관을 밀폐하는 밀폐링;이 포함되는 것을 특징으로 하는 철광석 펠렛 제조 모사장치.
고로에 투입되는 철광석 펠렛의 제조를 모사하는 장치이며,
내부에는 조립된 그린펠렛(Green Pellet)이 수용되는 펠렛팟;과
상기 펠렛팟의 상부에 설치되는 단열관;과
상기 단열관의 상부에 설치되는 버너;와
상기 버너의 열기가 상기 펠렛팟의 내부에 수용된 그린펠렛으로 이동되도록 상기 펠렛팟의 하부에 설치되는 블로워;가 포함되며,
상기 펠렛팟과 단열관은 내벽과 외벽으로 구성되며, 상기 내벽과 외벽사이에는 단열공기가 충진되는 단열층이 구비되고,
상기 펠렛팟과 단열관의 내벽에는 단열재가 구비되는 것을 특징으로 하는 철광석 펠렛 제조 모사장치.
청구항 1에 있어서,
상기 펠렛팟과 단열관이 밀폐되도록 상기 결합플랜지의 외주면을 가압하는 가압부재;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 철광석 펠렛 제조 모사장치.
청구항 1 또는 2에 있어서.
상기 펠렛팟의 하부에는 블로워의 흡입력이 그린펠렛에 작용되도록 다수의 통공이 타공된 홀플레이트;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 철광석 펠렛 제조 모사장치.
삭제
청구항 2에 있어서.
펠렛의 제조과정 중의 온도 변화를 측정할 수 있도록 상기 펠렛팟과 단열관의 외주면과 상기 단열층 및 단열재를 관통하여 설치되는 열전대 삽입부;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 철광석 펠렛 제조 모사장치.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 단열관의 상부는 열원의 접근이 허용되도록 확관되며,
상기 펠렛팟과 단열관의 외주면에는 견인장치와 연결되도록 견인용 홈이 형성되는 이동용 후크;가 형성되고,
상기 펠렛팟의 외주면에 형성되는 거치용 암;이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 철광석 펠렛 제조 모사장치.