KR101429643B1

KR101429643B1 - 판상 hbi 입자 분리 장치

Info

Publication number: KR101429643B1
Application number: KR1020130083097A
Authority: KR
Inventors: 정재훈; 김도승; 신명찬
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-07-15
Publication date: 2014-08-13
Also published as: KR20140074169A; RU2614498C2; EP2930452A4; CN104981673A; EP2930452B1; EP2930452A1; RU2015123796A; WO2014088184A1; CN104981673B

Abstract

생산량에 따른 작업부하 변동에 유연하게 대처할 수 있고, 생산량 증대시 HBI에 의해 로터 사이가 막히는 것을 방지할 수 있도록, 모터와, 상기 모터의 구동축에 결합되어 회전되며 외주면에 제1 돌기부가 형성된 구동로터와, 상기 구동로터에 나란하게 배치되고 자유롭게 회전하며 외주면에 제2 돌기부가 형성된 아이들로터, 상기 아이들로터를 구동로터에 대해 이동시켜 구동로터와 아이들로터 사이의 간격을 조절하는 조절부를 포함하여, 상기 구동로터와 아이들로터 사이로 유입되는 판상 HBI의 유입량에 따라 구동로터와 아이들로터 사이 간격을 조절하는 구조의 판상 HBI 입자 분리장치를 제공한다.

Description

판상 HBI 입자 분리 장치{APPARATUS FOR SEPARATING PLATE-SHAPED HBI PARTICLES}

본 발명은 판상 HBI의 입자를 분리하기 위한 입자 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 단광화기(Briquetting Machine)를 통해 700°C 이상의 고온 DRI(Direct Reduction Iron)가 판 형태의 HBI로 압착 성형되어 단광처리(Briquetting)된다. 판상 HBI는 괴형 HBI(Hot Briquetted Iron)가 각 HBI 입자 모서리(edge)면을 경계로 연속적으로 연결된 판형태를 이룬다.

판매용 HBI는 판상의 HBI를 분리시켜 일정한 크기를 만족시켜야 하며, HBI에 과다한 충격이 가해져 분이 많이 발생하거나 입도 분리가 미흡하여 2개 이상의 괴상 HBI가 붙은 경우는 실수율 저하 및 추가 처리공정에 따른 HBI 원가상승을 유발하게 된다. 일반적으로, 판매용 HBI의 크기는 110cc, 102mmX38mmX42mm이다.

판상 HBI를 입도분리하는 장치는 분(Chip) 발생량을 최소화하면서 서로 연결되어 있는 괴상의 HBI를 모두 입자 하나 하나로 분리해야 한다. 종래 HBI 입도 분리 기술로, 회전하는 드럼(Drum)에 판상 HBI가 들어가서 드럼의 케이싱(Casing)을 따라 일정 높이에서 떨어질 때 가해지는 충격에너지에 의해 입자를 분리해내는 기술이 널리 알려져 있다.

그러나 이 기술 적용시 나타나는 가장 큰 고질 문제점은 HBI 생산량을 증대하는 경우 드럼 막힘이 발생하여, 입도 분리 불량이 발생되고, 막힌 고온의 HBI 제거 및 세척(Cleaning)에 많은 시간이 소요된다는 것이다. 이에, 종래의 경우 드럼 정비를 위한 소요시간 과다로 HBI 분리 설비 가동률 저하가 발생하고 작업 부하가 커지는 문제점이 있다.

생산량에 따른 작업부하 변동에 유연하게 대처할 수 있는 판상 HBI 입자 분리 장치를 제공한다.

또한, 생산량 증대시 HBI에 의해 로터 사이가 막히는 것을 방지할 수 있도록 된 판상 HBI 입자 분리장치를 제공한다.

이를 위해 본 실시예의 분리장치는 모터와, 상기 모터의 구동축에 결합되어 회전되며 외주면에 제1 돌기부가 형성된 구동로터와, 상기 구동로터에 나란하게 배치되고 자유롭게 회전하며 외주면에 제2 돌기부가 형성된 아이들로터, 상기 아이들로터를 구동로터에 대해 이동시켜 구동로터와 아이들로터 사이의 간격을 조절하는 조절부를 포함하여, 상기 구동로터와 아이들로터 사이로 유입되는 판상 HBI의 유입량에 따라 구동로터와 아이들로터 사이 간격을 조절하는 구조일 수 있다.

상기 모터에 연결되어 회전 속도를 조절하기 위한 인버터를 더 포함하여, 구동로터와 아이들로터 사이로 유입되는 판상 HBI의 유입량에 따라 구동로터의 회전 속도를 조절하는 구조일 수 있다.

상기 조절부는 아이들로터의 회전축 양단에 설치되는 베어링블럭이 장치의 프레임 측면에 대해 이동가능하게 설치되고, 상기 베어링블럭과 프레임 측면 사이에 탄성부재가 설치되어, 아이들로터를 상기 구동로터 쪽으로 가압하는 구조일 수 있다.

상기 베어링블럭에 가이드로드가 돌출 설치되고, 상기 가이드로드는 장치의 프레임 측면에 설치된 체결구를 관통하여 외측으로 연장되고, 상기 가이드로드의 선단에는 너트가 체결되며, 상기 탄성부재는 스프링으로 이루어지고, 상기 스프링은 가이드로드에 끼워져 베어링블럭과 프레임 사이에 탄력 설치된 구조일 수 있다.

상기 프레임 바닥면에 베어링블럭의 이동방향으로 하단레일이 설치되어, 상기 베어링블럭의 하단이 하단레일에 슬라이딩가능하게 결합되는 구조일 수 있다.

상기 프레임의 측면에 베어링블럭의 상부로 지지브라켓이 연장 설치되고, 상기 지지브라켓에 베어링블럭의 이동방향으로 상단레일이 설치되어, 상기 베어링블럭의 상단이 상단레일에 슬라이딩가능하게 결합되는 구조일 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 의하면, 로터 사이로 판상 BHI가 과도하게 공급되는 경우 두 로터 사이의 간격이 유연하게 조절되면서 로터 사이가 막히는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 BHI의 생산량이 저하되는 것을 방지하고, 막힌 로터 정비에 소요되는 작업부하를 경감할 수 있게 된다.

또한, 생산량 변동에 따른 판상 HBI의 유입량에 관계없이 정상적인 조업을 계속 수행할 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 판상 HBI 입자 분리 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 판상 HBI 입자 분리 장치의 개략적인 평단면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 판상 HBI 입자 분리 장치의 조절부 구성을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 판상 BHI 입자 분리장치의 사시도이고, 도 2는 본 실시예에 따른 판상 BHI 입자 분리장치의 평단면도이다.

본 장치(100)는 두 개의 로터를 구비하여 판상으로 붙어있는 BHI를 BHI 입자로 분리하는 로터(rotor)형 입자 분리장치(seperator)이다.

본 실시예에 따른 입자 분리 장치(100)는 장치의 골격을 이루는 프레임(30)에 회전가능하게 설치되며 서로 이격되어 나란하게 배치되는 구동로터(10)와 아이들로터(20), 상기 구동로터(10)를 회전시키기 위한 모터(32), 상기 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이로 유입되는 판상 HBI(P)의 유입량에 따라 아이들로터(20)를 구동로터(10)에 대해 이동시켜 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이의 간격을 조절하는 조절부(40)를 포함한다.

상기 구동로터(10)는 외주면에 복수개의 제1 돌기부(12)가 돌출 형성된다. 구동로터(10)가 회전하게 되면 상기 제1 돌기부(12)는 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이로 유입되는 판상 HBI(P)에 충격을 가해 입자 분리하게 된다. 상기 구동로터(10)의 회전축(14)은 축방향으로 연장되어 프레임(30)에 설치된 고정베어링블럭(16)에 회전가능하게 결합된다. 상기 고정베어링블럭(16)은 프레임(30)에 고정설치되어 있어서, 구동로터(10)는 프레임(30)에서 이동되지 않는다.

상기 모터(32)는 프레임(30) 일측에 설치되고 구동축(34)이 상기 구동로터(10)의 회전축(14)에 연결된다. 본 실시예에서 상기 모터(32)는 회전 속도를 조절하기 위한 인버터(36)와 연결된다. 이에, 본 장치(100)는 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이로 유입되는 판상 HBI(P)의 유입량에 따라 인버터(36)가 모터(32)를 제어하여 모터(32)의 회전 속도를 조절하게 된다. 즉, 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이로 판상 HBI(P)의 유입량이 증가하면 모터(32)의 회전속도가 커지고, 모터(32)의 구동축(34)에 연결된 구동로터(10)의 회전속도가 커지게 된다. 따라서 구동로터(10)가 보다 빠르게 회전하면서 많은 양의 판상 HBI(P)를 입자 분리할 수 있게 된다. 이와 같이 본 장치(100)는 판상 HBI(P) 생산량 즉, HBI의 유입량에 따라 모터(32)의 회전속도를 조절함으로써, 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이에서 판상 HBI(P)가 정체되어 막히는 것을 최소화할 수 있게 된다.

상기 아이들로터(20)는 구동로터(10)와 소정 거리 이격되어 나란하게 배치되며 프레임(30)에 자유롭게 회전가능하게 설치된다. 상기 아이들로터(20)는 외주면에 판상 HBI(P)에 충격을 가하는 복수개의 제2 돌기부(22)가 형성된다. 상기 아이들로터(20)의 회전축(24)은 프레임(30)에 설치되는 베어링블럭(26)에 지지된다. 상기 아이들로터(20)의 회전축(24)을 지지하는 베어링블럭(26)은 프레임(30)에 대해 이동가능하게 설치되는 데, 이에 대해서는 뒤에서 다시 설명하도록 한다.

본 실시예에서 상기 아이들로터(20)는 모터(32)와 연결되지 않아 회전동력을 받지 않으며 구동로터(10)와 관계없이 자유롭게 회전하게 된다. 아이들로터(20)는 낙하하는 판상 HBI(P)와의 마찰이 가해졌을 때 회전하면서 판상 HBI(P)에 충돌을 가하는 역할을 한다.

본 장치(100)는 조절부(40)를 통해 상기 아이들로터(20)를 구동로터(10)에 대해 이동시켜 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이의 간격을 조절하는 구조로 되어 있다.

도 2와 도 3은 상기 조절부의 구조를 도시하고 있다. 상기 조절부(40)는 아이들로터(20)의 회전축(24) 양단에 설치되는 베어링블럭(26)이 장치의 프레임 측면(37)에 대해 이동가능하게 설치되고, 상기 베어링블럭(26)과 프레임 측면(37) 사이에 탄성력을 가하는 탄성부재가 설치되어, 아이들로터(20)를 상기 구동로터(10) 쪽으로 가압하는 구조로 되어 있다. 본 실시예에서 상기 탄성부재는 스프링(44)으로 이루어질 수 있으며, 스프링(44) 외에 탄성력을 가하는 구조면 모두 적용가능하다.

이에 판상 HBI(P)의 유입량에 따라 아이들로터(20)가 탄력적으로 이동되어 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이의 간격이 조절됨으로서, 두 로터 사이가 막히는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스프링(44)은 아이들로터(20)의 베어링블럭(26)과 프레임(30) 사이에 설치되어 아이들로터(20)의 베어링블럭(26)을 구동로터쪽으로 밀게 된다.

스프링(44) 설치를 위해, 상기 베어링블럭(26)에 가이드로드(41)가 돌출 설치되고, 상기 가이드로드(41)는 장치의 프레임 측면(37)에 설치된 체결구(42)를 관통하여 외측으로 연장된다. 상기 가이드로드(41)는 아이들로터(20)의 이동방향 즉, 아이들로터(20)의 축방향에 대해 직각방향으로 돌출된다. 프레임(30)의 체결구(42)를 관통한 상기 가이드로드(41)의 선단에는 나사산이 형성되어 너트(43)가 체결된다. 그리고 상기 스프링(44)은 가이드로드(41)에 끼워져 베어링블럭(26)과 프레임(30)의 측면(37) 사이에 탄력 설치된다. 이에, 상기 스프링(44)은 고정되어 있는 프레임 측면(37)에 대해 베어링블럭(26)을 가압하여 아이들로터(20)를 구동로터(10)쪽으로 밀게 된다.

상기 너트(43)를 조이거나 풀어 이동로드(41)의 최대 이동 거리 및 스프링(44)의 가압력을 조절할 수 있다.

상기 프레임(30)의 바닥면(38)에는 베어링블럭(26)의 이동방향으로 하단레일(45)이 설치되어, 상기 베어링블럭(26)의 하단이 하단레일(45)에 슬라이딩가능하게 결합된다. 이에, 베어링블럭(26)에 결합된 아이들로터(20)가 축방향으로 유동되지 않고 구동로터(10)쪽으로 정확히 전후진 이동할 수 있게 된다.

또한, 상기 프레임(30)의 측면(37)에 베어링블럭(26)의 상부로 지지브라켓(46)이 연장 설치되고, 상기 지지브라켓(46)에 베어링블럭(26)의 이동방향으로 상단레일(47)이 설치되어, 상기 베어링블럭(26)의 상단이 상단레일(47)에 슬라이딩가능하게 결합된다.

이와 같이, 아이들로터(20)의 베어링블럭(26)은 상단과 하단이 각각 상단레일(47)과 하단레일(45)에 결합되어 슬라이딩됨으로써, 보다 안정적이고 축방향 유동없이 정확하게 이동할 수 있게 된다.

이하, 본 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

단광화기를 통해 압축 성형된 판상 HBI(P)는 본 장치(100)로 공급되어 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이로 유입된다.

본 장치(100)가 구동되면 모터(32)의 구동축(34)에 연결된 구동로터(10)가 회전한다. 구동로터(10)는 외부 동력원인 모터(32)로부터 회전 동력을 전달받아 회전하고, 구동로터(10)와 일정한 간격을 유지하고 있는 아이들로터(20)는 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이로 유입되는 판상 HBI(P)와의 마찰에 의해 회전하게 된다.

구동로터(10) 또는 구동로터(10)와 아이들로터(20)의 회전에 따라 구동로터(10)와 아이들로터(20)에 형성된 제1 돌기부(12)와 제2 돌기부(22)가 판상 HBI(P)에 충격을 가해 입자 분리하게 된다.

판상 HBI(P)의 유입량에 따라 인버터(36)는 모터(32)의 회전속도를 조절하게 된다. 모터(32)의 회전속도에 따라 구동로터(10)의 회전속도가 증감하면, 구동로터(10)를 지나는 판상 HBI(P)의 처리량이이 달라진다. 예를 들어, 판상 HBI(P)의 유입량이 증가하면 구동로터(10)의 회전속도가 커지고 이에, 보다 빠르게 판상 HBI(P)를 이동시켜 판상 HBI(P)가 두 로터 사이에서 정체되는 것을 방지하게 된다.

여기서, 상기 아이들로터(20)는 스프링(44)의 탄성력에 의해 구동로터 쪽으로 가압된 상태이다. 이 상태에서 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이로 유입되는 판상 HBI(P)의 유입량이 증감하게 되면, 상기 아이들로터(20)가 구동로터에 대해 이동되면서 두 로터 사이의 간격이 판상 HBI(P)의 유입량에 따라 조절된다.

예를 들어, 판상 HBI(P)의 유입량이 증가하게 되면 증대된 판상 HBI(P)에 의해 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이에 걸리는 가압력이 커지게 된다. 이에, 고정된 구동로터(10)에 대해 아이들로터(20)가 뒤로 밀려, 아이들로터(20)의 베어링블럭(26)이 상단레일(47)과 하단레일(45)을 따라 이동하게 된다. 베어링블럭(26)이 이동함에 따라 아이들로터(20)와 구동로터(10) 사이의 간격은 벌어지게 된다. 따라서 상대적으로 넓어진 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이를 통해 판상 HBI(P)가 원활하게 배출된다. 베어링블럭(26)과 프레임 측면(37) 사이에 설치된 스프링(44)은 베어링블럭(26)의 이동에 따라 압축되어 탄성력을 베어링블럭(26)에 가하게 된다. 이에, 판상 HBI(P)의 유입량이 정상으로 회복되면 아이들로터(20)에 가해지는 압력이 줄고, 베어링블럭(26)은 스프링(44)의 탄성력에 의해 구동로터쪽으로 이동된다. 따라서 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이의 간격이 유입되는 HBI의 양에 맞춰 감소하게 된다.

이와 같이, 구동로터(10)와 아이들로터(20) 사이의 간격이 유연하게 조절되어, 판상 HBI(P)의 유입량에 관계없이 일정한 입자 분리 작업을 수행할 수 있고, 판상 HBI가 비정상적으로 과도하게 유입되는 경우에도 두 로터 사이가 충분히 벌어져 빠른 시간 내에 판상 HBI를 배출 처리하여 두 로터 사이가 막히는 것을 방지할 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.

10 : 구동로터 12 : 제1 돌기부
16 : 고정베어링블럭 20 : 아이들로터
22 : 제2 돌기부 26 : 베어링블럭
30 : 프레임 32 : 모터
36 : 인버터 40 : 조절부
41 : 가이드로드 42 : 체결구
43 : 너트 44 : 스프링
45 : 하단레일 46 : 상단레일

Claims

모터와,
상기 모터의 구동축에 결합되어 회전되며 외주면에 제1 돌기부가 형성된 구동로터,
상기 구동로터에 나란하게 배치되고 자유롭게 회전하며 외주면에 제2 돌기부가 형성된 아이들로터,
상기 구동로터와 아이들로터 사이로 유입되는 판상 HBI의 유입량에 따라 상기 아이들로터가 구동로터에 대해 이동되어, 구동로터와 아이들로터 사이의 간격을 조절하는 조절부
를 포함하여, 판상 HBI가 구동로터와 아이들로터 사이를 지나며 입도 분리되는 판상 HBI 입자 분리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 모터에 연결되어 회전 속도를 조절하기 위한 인버터를 더 포함하여,
구동로터와 아이들로터 사이로 유입되는 판상 HBI의 유입량에 따라 구동로터의 회전 속도를 조절하는 구조의 판상 HBI 입자 분리 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 조절부는 아이들로터의 회전축 양단에 설치되는 베어링블럭이 장치의 프레임 측면에 대해 이동가능하게 설치되고, 상기 베어링블럭과 프레임 측면 사이에 탄성부재가 설치되어, 아이들로터를 상기 구동로터 쪽으로 가압하는 구조의 판상 HBI 입자 분리 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 베어링블럭에 가이드로드가 돌출 설치되고, 상기 가이드로드는 장치의 프레임 측면에 설치된 체결구를 관통하여 외측으로 연장되고, 상기 가이드로드의 선단에는 너트가 체결되며, 상기 탄성부재는 스프링으로 이루어지고, 상기 스프링은 가이드로드에 끼워져 베어링블럭과 프레임 사이에 탄력 설치된 구조의 판상 HBI 입자 분리 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 프레임 바닥면에 베어링블럭의 이동방향으로 하단레일이 설치되어, 상기 베어링블럭의 하단이 하단레일에 슬라이딩가능하게 결합되는 구조의 판상 HBI 입자 분리 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 프레임의 측면에 베어링블럭의 상부로 지지브라켓이 연장 설치되고, 상기 지지브라켓에 베어링블럭의 이동방향으로 상단레일이 설치되어, 상기 베어링블럭의 상단이 상단레일에 슬라이딩가능하게 결합되는 구조의 판상 HBI 입자 분리 장치.