KR101431040B1

KR101431040B1 - 원료 소결장치

Info

Publication number: KR101431040B1
Application number: KR1020130090166A
Authority: KR
Inventors: 권성진
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2013-07-30
Publication date: 2014-09-23

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 원료 소결장치는, 상부의 공기를 흡입가능한 공기흡입박스; 상기 공기흡입박스의 상부를 경유하여 이동가능하며, 원료를 수용하는 대차; 및 상기 대차의 이동방향을 기준으로 상기 공기흡입박스의 전방 또는 후방에 배치되어 상기 대차와 상기 공기흡입박스 사이의 누풍을 방지하는 실링유닛을 포함하되, 상기 실링유닛은, 상기 대차의 이동경로의 길이방향을 따라 각각 설치되는 메인프레임; 상기 메인프레임 사이에 설치되어 상기 메인프레임에 의해 지지되며, 상기 메인프레임과 따로 회전가능하게 연결되는 이송롤러를 포함한다.

Description

원료 소결장치{SINTERING APPARATUS OF RAW MATERIAL}

본 발명은 원료 소결장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기흡입박스의 전방 또는 후방에 배치되어 대차와 공기흡입박스 사이의 누풍을 방지하는 실링유닛을 구비하는 원료 소결장치에 관한 것이다.

제철공장에서 고로원료로 사용되는 소결광을 생산하는 하방흡입식(DL, Dwight Lloyd)의 소결공정은, 철광석 저장조에서 대략 8mm 이하의 입도를 갖는 분광의 철광석 및 부원료와 결합재를 정량 절출하여, 믹싱드럼(mixing drum)에서 일정한 수분을 첨가하여 혼합 및 조립과정을 거쳐 소결용 배합원료가 만들어지면, 이를 서지호퍼(surge hopper)에 임시 저장한다.

다음, 서지 호퍼에서 불출되는 배합원료는 드럼피더(drum feeder)에 의하여 일정량이 절출되면서 무한궤도 형태로 연속 이동하는 대차에 장입되고, 드림피더의 일측에 설치된 점화로 직하부를 소결대차가 통과하면서 장입원료 중 열원인 분 코크스에 불꽃이 착화된다. 이와 동시에 대차의 하부측 공기흡입박스에서 공기를 흡인하게 되어 공기가 소결 표층부로 흡입되고, 대차가 유효화 상거리를 이동하면서 배합원료의 소성이 수행되어 반용융 상태의 소결광이 제조된다. 이와 같이 생산된 소결광은 후 공정인 고로로 이송 장입된다.

이와 같은 하방 흡입식 소결공정에 있어서는, 블로어에 의해 대기중 공기가 흡입되어야 착화된 배합원료의 소성이 이루어지므로 장입된 원료의 통기성이 매우 중요하다. 반면, 대차와 대차 사이, 대차의 측방과 공기흡입박스 사이, 대차의 전방 또는 후방과 공기흡입박스 사이에서 누풍이 발생한다. 이러한 누풍은 블로어에서 발생된 흡입력을 불필요하게 손실시키는 원인이었고, 제품의 생산성과 품질을 떨어뜨린다.

이러한 누풍을 방지하기 위한 여러 시도들이 있었는데 이러한 종래의 시도들은 대차와 대차 사이의 누풍 또는 대차의 측방으로의 누풍을 방지하기 위한 시도들이었다. 하지만, 대차의 전방 또는 후방으로의 누풍은 전체 누풍의 약 10% 정도를 차지하기에 이 부분에 대한 누풍을 방지하지 않는다면 소결광의 생산성과 품질이 떨어지고, 블로어의 효율이 떨어지게 됨으로써 궁극적으로 에너지가 낭비되는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 10-1257422호. 2013. 05. 02.

본 발명의 목적은 공기흡입박스의 전방 또는 후방의 누풍을 방지하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 대차에 장입된 원료의 소결 생산성 및 품질을 향상시키는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

상기 실링유닛은, 상기 메인프레임의 하부에 연결되며, 상기 메인프레임의 개방된 하부를 폐쇄하는 차단판을 더 포함할 수 있다.

상기 실링유닛은, 상기 메인프레임의 길이방향을 기준으로 상기 메인프레임의 전단 및 후단에 각각 수직연결되는 승강로드; 상기 메인프레임의 길이방향을 기준으로 전방 및 후방에 각각 설치되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 내벽에 각각 연결되어 상기 승강로드를 향해 돌출되며, 상기 승강로드가 삽입되는 삽입홀을 가지는 연결바; 및 상기 승강로드 상에 각각 설치되며, 상기 메인프레임과 상기 연결바 사이에 배치되어 상기 메인프레임을 향해 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.

상기 실링유닛은, 상기 삽입홀에 관통된 상기 승강로드의 하부에 설치되어 상기 승강로드의 이동을 제한하는 스토퍼를 더 구비할 수 있다.

상기 이송롤러는 상기 메인프레임의 길이방향을 따라 복수개로 구비되며, 상기 각각의 이송롤러는 서로 맞닿아 회전가능할 수 있다.

상기 이송롤러는 상기 대차의 바닥면과 맞닿아 상기 대차의 이송방향에 대응되어 함께 회전가능할 수 있다.

상기 원료 소결장치는, 상기 공기흡입박스의 상부를 통과하도록 설치되며, 상기 대차를 일방향으로 이송가능한 이송레일; 상기 이송레일의 일측에 설치되며, 상기 대차에 원료를 공급하는 호퍼; 상기 이송레일의 타측에 설치되며, 상기 대차에 공급된 상기 원료를 가열하는 점화로; 상기 공기흡입박스에 연결되는 흡입관; 및 상기 흡입관에 연결되는 블로어를 더 포함할 수 있다.

상기 메인프레임은, 하부로부터 함몰된 형상의 설치홈을 가지는 몸체; 및 상기 설치홈에 삽입되어 착탈가능하며, 장착된 상태에서 샤프트홀을 형성하는 커버를 구비하되, 상기 이송롤러의 롤러축은 상기 샤프트홀에 삽입되어 상기 메인프레임에 지지될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 공기흡입박스의 전방 또는 후방에 설치된 실링유닛을 통해 공기흡입박스와 대차 사이의 누풍을 방지할 수 있다. 공기흡입박스의 전방 또는 후방의 누풍을 방지함으로써 대차에 장입된 원료의 소결광 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 원료 소결장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명인 실링유닛이 설치되는 위치를 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링유닛을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 A를 확대한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시한 커버가 분리된 상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부된 도 1 내지 도 6을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 이하에서 언급하는 ‘연결’은 두 개의 구성요소가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, 다른 매개체를 통해 간접 연결되는 경우도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

고로 조업에 있어서, 분말의 철광석을 고로에 직접 장입하면 고로 내부에서 환원가스의 흐름이 원활하지 못해 노황 불량을 야기해 출선량의 감소를 초래한다. 따라서, 분말의 철광석은 고로 장입에 알맞은 크기(약 5mm 내지 50mm)로 괴상화 시켜줄 필요가 있는데, 이러한 분철광석의 괴상화 공정을 철광석 소결이라 한다. 일반적으로 철광석 소결조업에는 하방흡입식(DL, Dwight Lloyd) 소결장치가 널리 쓰인다.

도 1은 일반적인 원료 소결장치를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 원료 소결장치(100)는 무한궤도를 따라 이동하는 복수의 대차(5)들을 가지며, 이러한 대차(5)들에 주원료인 철광석과 부원료인 석회석, 규사, 사문암 및 연료인 분코크스를 혼합 조립한 배합원료가 호퍼(110)에서 드림피더(120)를 통해 장입된다. 대차(5)에 장입된 원료 중 분코크스가 점화로(130)에서 점화된 후 하방으로 흡인되는 공기에 의해 상부에서 하부로 소결이 진행된다.

대차(5)는 원료가 장입된 상태로 컨베이어 밸트(도시안함)의 주행레일(170)을 따라 이송되도록 주행레일(170)과 결합되는 주행휠(6)을 구비하며, 대차(5)의 내부 바닥면에는 바람이 통할 수 있도록 복수의 격자 모양으로 이루어진 격자판 형태로서 이들 격자 사이에 일정한 크기의 홈을 갖는 그리즐리 바(grizzly bar)(도시안함)가 구비될 수 있다. 대차(5)가 컨베이어 밸트의 주행레일(170)을 따라 이송될 때, 대차(5)의 하부에 설치된 공기흡입박스(160)에 의하여 그리즐리 바의 홈들을 통해 공기가 흡입된다. 이는 원료에 착화된 불꽃이 아래로 전달되도록 하는 동시에 공기와의 산화 반응을 돕기 위해서이다.

다시 말해, 연속으로 이동하는 대차(5) 내의 착화된 원료는 연료의 연소열에 의해 소결되어 덩어리 형태의 소결광으로 제조되며, 이때 블로어(140)(blower)에서 발생되는 흡입력이 흡입관(150)과 공기흡입박스(160)를 거쳐 대차(5) 하단부에 작용하게 된다. 이에 따라 대차(5) 위쪽의 외기는 대차(5) 아래쪽으로 이동하며, 원료 표면의 화기를 대차(5) 내부로 이동시켜 대차(5) 내부 전체에서 소결이 이루어진다.

이와 같은 하방식 소결장치의 소결회수율은 소결원료 중 코크스의 연소속도와 크게 관련되어 있으며, 코크스의 연소속도는 대차(5)에 장입된 원료를 통과하는 공기량의 속도에 크게 영향을 받는다. 하지만, 대차(5)와 대차(5) 사이, 대차(5)의 측방과 공기흡입박스(160) 사이, 대차(5)의 전방 또는 후방과 공기흡입박스(160) 사이에서 누풍(3)이 발생하였다. 이러한 누풍(3)은 블로어(140)에서 발생된 흡입력을 불필요하게 손실시켜 제품의 생산성과 품질을 떨어뜨리는 요인이었다.

특히, 대차(5)와 공기흡입박스(160)의 전방 또는 후방으로의 누풍(3)은 전체 누풍의 약 10% 정도를 차지하기에 이 부분에 대한 누풍(3)을 방지하지 않는다면 소결광의 생산성과 품질이 떨어지고, 블로어(140)에서 발생된 흡입력이 불필요하게 손실되어 블로어(140)의 효율이 떨어지고, 궁극적으로 에너지가 낭비되는 문제점이 있었다. 따라서, 이하에서는 대차(5)와 공기흡입박스(160)의 전방 또는 후방의 누풍(3)을 방지가능한 실링유닛(10)에 대해 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명인 실링유닛이 설치되는 위치를 나타내는 도면이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링유닛(10)을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 대차(5)들은 주행레일(170)을 따라 연속적으로 이동하며, 주행레일(170)은 공기흡입박스(160)의 상부를 경유하도록 설치되어 대차(5)의 원료들은 공기흡입박스(160)의 상부를 통과한다. 실링유닛(10)은 공기흡입박스(160)들 중 말단에 위치하는 공기흡입박스(160)의 전방 또는 후방에 설치된다.

도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 메인프레임(20)은 주행레일(170)의 길이방향을 따라 기설정된 간격으로 각각 설치된다. 메인프레임(20)은 주행레일(170)의 내측에 구비될 수 있으며, 이송롤러(40)는 메인프레임(20) 사이에 설치되어 메인프레임(20)에 의해 지지된 상태로 따로 회전가능하게 연결된다. 이송롤러(40)는 복수로 구비될 수 있으며, 서로 밀착하여 맞닿아 회전할 수 있다.

차단판(50)은 메인프레임(20)의 하부에 연결되며, 이송롤러(40)의 외측에 배치되어 이송롤러(40)들 사이의 틈을 통해 유입되는 공기를 차단할 수 있다. 차단판(50)은 하부를 향해 오목한 형상을 가지며, 메인프레임(20) 상에 설치된 복수의 이송롤러(40)들을 수용하는 차단공간을 가질 수 있다. 또한, 차단판(50)은 메인프레임(20)과 착탈 가능하며, 지지프레임(25)은 주행레일(170)의 상부에 각각 수직설치된다. 지지프레임(25)의 상단부와 하단부에는 각각 윙플레이트(29) 및 하부프레임(27)이 설치될 수 있으며, 윙플레이트(29)는 대차(5)의 이동이 용이하도록 각각 하향경사진 형상을 가질 수 있다.

연결바(60)는 지지프레임(25)의 내벽에 각각 연결되며, 내면에 삽입홀(65)이 형성된다. 승강로드(70)는 메인프레임(20)의 길이방향을 기준으로 메인프레임(20)의 전단 및 후단(메인프레임과 차단판의 연결부 외측)에 각각 수직연결되며, 승강로드(70)는 삽입홀(65)에 삽입되어 승강할 수 있다. 탄성부재(80)는 메인프레임(20)과 연결바(60) 사이에 각각 배치되어 메인프레임(20)을 향해 탄성력을 제공한다. 또한, 승강로드(70)의 하부에는 스토퍼(75)가 설치될 수 있으며, 스토퍼(75)는 삽입홀(65)에 관통된 승강로드(70)의 하부에 설치되어 승강로드(70)의 이동을 제한한다.

따라서, 대차(5)가 이송롤러(40) 및 메인프레임(20)의 상부를 통과할 경우, 탄성부재(80)에 의해 대차(5)와 이송롤러(40)는 서로 맞닿아 기밀을 유지하며, 이송롤러(40)는 대차(5)의 이동과 동일한 속도로 회전하므로 마모를 최소화하여 장기간 사용이 용이하다. 또한, 각각의 이송롤러(40)들 또한 서로 맞닿아 배치되어 함께 회전함으로써 상부의 공기가 하부로 유입되는 것을 최소화할 수 있으며, 이송롤러(40)들 사이 또는 대차(5)와 이송롤러(40) 사이로 유입된 공기는 차단판(50)에 의해 차단함으로써 누풍(3)을 방지할 수 있다.

도 5는 도 4에 도시한 A를 확대한 도면이며, 도 6은 도 5에 도시한 커버가 분리된 상태를 나타내는 도면이다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 메인프레임(20)은 몸체(21)와 복수의 커버(30)들을 구비할 수 있다. 몸체(21)는 하부로부터 함몰된 형상의 설치홈(32)을 가지며, 커버(30)는 설치홈(32)에 삽입되어 착탈 가능하다. 커버(30)는 설치홈(32)에 장착된 상태에서 샤프트홀(34)을 형성할 수 있으며, 이송롤러(40)의 롤러축(45)은 샤프트홀(34)에 삽입되어 지지된 상태로 회전할 수 있다. 예를 들어, 커버(30)의 일측은 몸체(21)의 하부와 경첩(38)으로 연결되어 회동가능하며, 커버(30)와 몸체(21)는 커버(30)의 타측에는 고리(36)가 설치되어 몸체(21) 하부에 설치된 클램프(35)에 의해 분리되는 것을 방지될 수 있다.

즉, 본 발명은 이송롤러(40)가 마모되어 교체가 필요할 경우, 클램프(35)를 이용하여 커버(30)를 분리한 상태에서 간편하게 이송롤러(40)의 교체작업을 수행가능하다. 또한, 공기흡입박스(160)의 전방 또는 후방에 설치된 실링유닛(10)을 통해 공기흡입박스(160)와 대차(5) 사이의 누풍(3)을 방지할 수 있다. 따라서, 공기흡입박스(160)의 전방 또는 후방의 누풍(3)을 방지함으로써 대차(5)에 장입된 원료의 소결광 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명을 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.

3 : 누풍 5 : 대차
10 : 실링유닛 20 : 메인프레임
21 : 몸체 25 : 지지프레임
30 : 커버 32 : 설치홈
34 : 샤프트홀 35 : 클램프
40 : 이송롤러 45 : 롤러축
50 : 차단판 60 : 연결바
65 : 삽입홀 70 : 승강로드
75 : 스토퍼 80 : 탄성부재
100 : 원료 소결장치 110 : 호퍼
120 : 드럼피더 130 : 점화로
140 : 블로어 150 : 흡입관
160 : 공기흡입박스 170 : 주행레일

Claims

상부의 공기를 흡입가능한 공기흡입박스;
상기 공기흡입박스의 상부를 경유하여 이동가능하며, 원료를 수용하는 대차; 및
상기 대차의 이동방향을 기준으로 상기 공기흡입박스의 전방 또는 후방에 배치되어 상기 대차와 상기 공기흡입박스 사이의 누풍을 방지하는 실링유닛을 포함하되,
상기 실링유닛은,
상기 대차의 이동경로의 길이방향을 따라 각각 설치되는 메인프레임;
상기 메인프레임 사이에 설치되어 상기 메인프레임에 의해 지지되며, 상기 메인프레임과 따로 회전가능하게 연결되는 이송롤러를 포함하는, 원료 소결장치.
제1항에 있어서,
상기 실링유닛은,
상기 메인프레임의 하부에 연결되며, 상기 메인프레임의 개방된 하부를 폐쇄하는 차단판을 더 포함하는, 원료 소결장치.
제1항에 있어서,
상기 실링유닛은,
상기 메인프레임의 길이방향을 기준으로 상기 메인프레임의 전단 및 후단에 각각 수직연결되는 승강로드;
상기 메인프레임의 길이방향을 기준으로 전방 및 후방에 각각 설치되는 지지프레임;
상기 지지프레임의 내벽에 각각 연결되어 상기 승강로드를 향해 돌출되며, 상기 승강로드가 삽입되는 삽입홀을 가지는 연결바; 및
상기 승강로드 상에 각각 설치되며, 상기 메인프레임과 상기 연결바 사이에 배치되어 상기 메인프레임을 향해 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 포함하는, 원료 소결장치.
제3항에 있어서,
상기 실링유닛은,
상기 삽입홀에 관통된 상기 승강로드의 하부에 설치되어 상기 승강로드의 이동을 제한하는 스토퍼를 더 구비하는, 원료 소결장치.
제1항에 있어서,
상기 이송롤러는 상기 메인프레임의 길이방향을 따라 복수개로 구비되며, 각각의 이송롤러는 서로 맞닿아 회전가능한, 원료 소결장치.
제1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 이송롤러는 상기 대차의 바닥면과 맞닿아 상기 대차의 이송방향에 대응되어 함께 회전가능한, 원료 소결장치.
제1항에 있어서,
상기 원료 소결장치는,
상기 공기흡입박스의 상부를 통과하도록 설치되며, 상기 대차를 일방향으로 이송가능한 이송레일;
상기 이송레일의 일측에 설치되며, 상기 대차에 원료를 공급하는 호퍼;
상기 이송레일의 타측에 설치되며, 상기 대차에 공급된 상기 원료를 가열하는 점화로;
상기 공기흡입박스에 연결되는 흡입관; 및
상기 흡입관에 연결되는 블로어를 더 포함하는, 원료 소결장치.
제1항에 있어서,
상기 메인프레임은,
하부로부터 함몰된 형상의 설치홈을 가지는 몸체; 및
상기 설치홈에 삽입되어 착탈가능하며, 장착된 상태에서 샤프트홀을 형성하는 커버를 구비하되,
상기 이송롤러의 롤러축은 상기 샤프트홀에 삽입되어 상기 메인프레임에 지지되는, 원료 소결장치.