KR101461580B1 - Apparatus for manufacturing sintered ore and method for manufacturing sintered ore using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소결 공정 시 원료층 내의 열량을 균일하게 제어하여 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing sintered ores and a method for manufacturing sintered ores using the same. More particularly, the present invention relates to an apparatus for manufacturing sintered ores that can uniformly control the amount of heat in a raw material layer during sintering to improve the quality and productivity of the sintered ores, ≪ / RTI >
소결광 제조 공정은 미립의 분철광석을 소결하여 고로 사용에 적합한 크기로 제조한다. 이러한 소결 공정에서는 분철광석, 부원료 및 고체 연료(분코크스, 무연탄) 등을 드럼 믹서에 넣어 혼합 및 조습(원료중량비 약 7~8%)을 실시하여 소결 원료를 의사 입자화시켜 소결 대차 상에 일정 높이로 장입하고, 점화로에 의해 표면 점화 후 하방으로부터 공기를 강제 흡인하면서 소결 원료의 소성이 진행되면 소결광이 제조된다. 제조된 소결광은 배광부의 크러셔(crusher)를 거쳐 냉각기(cooler)에서 냉각되고, 고로 내 장입 및 반응에 용이한 5~50㎜의 입도로 분급되어 고로로 이송된다.In the process of sinter ore production, fine iron ore is sintered and manufactured to a size suitable for use in a furnace. In this sintering process, mixing and humidity (raw material weight ratio of about 7 ~ 8%) is put into a drum mixer to mix minute iron ore, additives and solid fuel (minute coke, anthracite) The surface is ignited by an ignition furnace, and air is forcedly sucked from below, and when the sintering of the raw material for sintering proceeds, the sintered ores are produced. The produced sintered ores are cooled in a cooler through a crusher of the light pipe and classified to a granular size of 5 to 50 mm which is easy to be charged and reacted in the blast furnace and transferred to the blast furnace.
도 1에는 소결광 제조 설비가 도시되어 있다. Fig. 1 shows an apparatus for producing sinter ores.
상부광 호퍼(10)에 저장된 상부광과 써지 호퍼(20)에 저장된 소결 원료가 소결 대차 내에 장입되어 운송되고, 이동 중인 소결 대차(50)는 점화로(30) 하부를 통과한다. 이때 점화로(30)로부터 분사되는 화염(즉, 불꽃)이 소결 대차(50) 내에 수용된 소결 원료의 상부 즉, 표층에 착화된다. 점화로(30)를 통과한 대차는 이송장치(40)에 의해 공정 진행 방향으로 이송되며, 이때 소결 대차(50)가 공정 진행 방향으로 나열 배치된 복수의 윈드 박스(70)의 상측을 통과하게 된다. 윈드 박스(70)의 상측을 통과하는 소결 대차(50)에는 하측 방향으로 흡인력이 발생되며, 흡인되는 외기에 의하여 착화된 화염이 하측 방향으로 이동된다. 그리고 소결 대차(50)가 공정 진행 종료 지점에 위치한 윈드 박스(70)에 도착할 때, 화염이 소결 대차의 바닥에 이르게 되어 소결이 완료되며, 복수의 소결 대차(50)에 대해 상기한 조업이 연속적으로 이루어진다.The upper light stored in the upper light hopper 10 and the sintered raw material stored in the
그런데 이러한 설비를 이용하여 소결광을 제조할 때 원료층의 깊이 방향을 따라 열량의 분포 차이가 발생하게 된다. 즉, 원료층의 상층부에서는 윈드 박스(70)의 흡인력에 의한 외기 유입으로 열량이 부족하고, 외기가 연료층의 연소대를 거치면서 승온된 후 하부층에 지속적으로 공급되기 때문에 하부층에는 열량이 과잉되는 현상이 발생한다. 이에 소결 공정 완료 후 상층부에서는 표면적이 증가하여 환원성은 우수하나 강도가 낮은 소결광이 제조되고, 하부층에서는 원료층이 용융된 후 응고되기 때문에 강도는 우수하나 표면이 매끄럽게 형성되어 환원성이 낮은 소결광이 제조되는 문제점이 있다. However, when the sintered ores are produced by using such a facility, there is a difference in the distribution of heat along the depth direction of the raw material layer. That is, in the upper layer portion of the raw material layer, the amount of heat is insufficient due to the inflow of outside air by the suction force of the
이와 같이 소결 대차의 높이 방향에 따른 소결광의 품질 편차 문제를 해결하기 위하여, 소결 공정 시 원료층의 상층부에는 산소, 기체 연료, 액체 연료 등을 공급하고, 하층부에서는 고체 연료의 양을 감소시켜 원료층 전체에 걸쳐 열량을 균일하게 제어하여 원료층 내부에 균일한 연소대를 형성하려는 방법이 이용되고 있다. 그러나 액체 연료를 공급하는 경우에는 폭발의 위험성이 있고, 고체 연료의 양을 감소시키는 경우에는 상층부에서 원료층의 연소가 제대로 이루어지지 않아 상층부의 열량 부족 현상이 더욱 심화되고, 중층부에까지 열량 부족 현상을 초래하는 문제점이 있다. 또한, 원료층의 상층부에 산소나 기체 연료를 공급하는 경우, 소결 공정 시 원료층 내에 연소대의 정확한 두께나 깊이 등을 측정하는 방법이 제시되어 있지 않다. 이에 산소나 기체 연료가 공급 영역이 확립되어 있지 않아 원료층 내에 형성되는 연소대의 두께나 깊이를 정확하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.In order to solve the problem of quality fluctuation of the sintered light along the height direction of the sintered bogie, oxygen, gaseous fuel, liquid fuel and the like are supplied to the upper layer of the raw material layer in the sintering process, A method of forming a uniform combustion zone in the raw material layer by controlling the amount of heat uniformly throughout the whole is being used. However, when the liquid fuel is supplied, there is a danger of explosion. When the amount of the solid fuel is decreased, the combustion of the raw material layer is not performed properly in the upper part, so that the insufficiency of heat in the upper part is further deepened, . Further, when oxygen or gaseous fuel is supplied to the upper layer of the raw material layer, there is not proposed a method of measuring the precise thickness or depth of the combustion chamber in the raw material layer during the sintering process. Therefore, there is a problem that the thickness or the depth of the combustion zone formed in the raw material layer can not be accurately controlled because the oxygen or gaseous fuel supply region is not established.
본 발명은 소결조업 시 발생하는 원료층의 열량 부족 및 열량 과잉 현상을 억제하여 원료층 전체에 걸쳐 열량을 균일하게 제어할 수 있는 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus for manufacturing sintered ores and a method for manufacturing sintered ores using the same, which can control the amount of heat generated by the raw material layer during the sintering operation and the amount of heat overflow in the raw material layer.
본 발명은 고체연료의 사용량을 저감하여 생산 비용을 절감할 수 있는 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다. The present invention provides an apparatus for manufacturing sintered ores that can reduce the amount of solid fuel used and reduce the production cost, and a method for manufacturing sintered ores by using the same.
본 발명은 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.The present invention provides an apparatus for manufacturing sintered ores that can improve the quality and productivity of sintered ores and a method for producing sintered ores using the same.
본 발명에 따른 소결광 제조 설비는, 이동 경로를 따라 이동 가능하고, 내부에 원료층이 장입되는 복수의 소결 대차; 상기 이동 경로의 상부 일측에 설치되어 상기 소결 대차 내의 원료층에 화염을 분사하는 점화로; 상기 이동 경로의 타측에 설치되어 소결이 완료된 소결광이 배출되는 배광부; 상기 이동 경로에서 상기 점화로와 배광부 사이에 구비되는 윈드 박스; 및 상기 이동 경로의 상부에서 상기 점화로와 배광부 사이에 구비되어, 상기 원료층에 열량과 가습공기를 공급하는 열량 조절기;를 포함할 수 있다. An apparatus for producing sintered ores according to the present invention includes: a plurality of sintering carts which are movable along a moving path and in which a raw material layer is loaded; An ignition means provided at an upper side of the movement path for spraying a flame on a raw material layer in the sintered bogie; A light-splitting unit installed on the other side of the movement path and discharging the sintered light that has been sintered; A wind box provided between the ignition passage and the light-splitting section in the movement path; And a calorie regulator provided between the ignition path and the light-splitting section at an upper portion of the movement path, for supplying a heat quantity and a humidifying air to the raw material layer.
상기 열량 조절기는, 상기 원료층에 산소를 포함하는 기체를 공급하는 산소 공급 장치와, 상기 산소 공급 장치의 일측에 구비되어, 상기 원료층에 기체 연료를 공급하는 기체 연료 공급 장치 및 상기 기체 연료 공급 장치의 일측에 구비되어, 상기 원료층에 가습공기를 공급하는 가습공기 공급 공급장치를 포함할 수 있다. Wherein the calorific value regulator includes an oxygen supply device for supplying a gas containing oxygen to the raw material layer, a gas fuel supply device provided at one side of the oxygen supply device for supplying gaseous fuel to the raw material layer, And a humidifying air supply unit provided at one side of the apparatus for supplying humidified air to the raw material layer.
상기 산소 공급 장치는, 산소를 저장하는 산소 저장기와, 상기 이동 경로의 상부에 상기 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되고, 상부면에 통공이 형성되는 제1후드와, 상기 산소 저장기에 저장된 산소를 상기 제1후드 내부로 공급하는 제1노즐을 포함할 수 있다. The oxygen supply device includes an oxygen reservoir for storing oxygen, a first hood which surrounds the upper portion of the sintered bogie at the upper part of the movement path and has a through hole formed in the upper surface thereof, And a first nozzle for supplying the water into the first hood.
상기 기체 연료 공급 장치는, 기체 연료를 저장하는 기체 연료 저장기와, 상기 이동 경로의 상부에 상기 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되고, 상부면에 통공이 형성되는 제2후드와, 상기 기체 연료 저장기에 저장된 산소를 상기 제2후드 내부로 공급하는 제2노즐을 포함할 수 있다. The gaseous fuel supply apparatus includes a gaseous fuel reservoir for storing gaseous fuel, a second hood provided at the upper portion of the movement path to surround the upper portion of the sintered bogie and having a through hole formed in the upper surface thereof, And a second nozzle for supplying oxygen stored in the second hood to the inside of the second hood.
상기 제2후드는 상기 제1후드와 이격되어 구비될 수 있다. The second hood may be spaced apart from the first hood.
상기 산소 공급 장치, 기체 연료 공급장치 및 가습 공기 장치는 상기 소결 대차의 이동 방향을 따라 순차적으로 구비될 수 있다. The oxygen supply device, the gaseous fuel supply device, and the humidifying air device may be sequentially provided along the moving direction of the sintered bogie.
상기 기체 연료 공급 장치는 상기 점화로에서 상기 배광부 사이의 이동 경로 중 1/3 이내의 영역에 구비되고, 상기 산소 공급 장치는 상기 기체 연료 공급 장치가 구비되는 영역의 1/4 내지 1/2 영역에 구비될 수 있다. Wherein the gaseous fuel supply device is provided in an area within 1/3 of the movement path between the light shading part in the ignition path, and the oxygen supply device is provided in an area of 1/4 to 1/2 Area.
상기 제2후드는 상기 제2후드의 내부 공간을 상기 소결 대차의 폭 방향을 따라 복수개로 공간 분리하도록 형성되고, 상기 제2후드의 분리된 공간마다 제2노즐이 연결될 수 있다. The second hood is formed to space-divide the inner space of the second hood into a plurality of spaces along the width direction of the sintered bogie, and a second nozzle may be connected to each of the separated spaces of the second hood.
상기 제2후드는 상기 소결 대차의 이동 방향을 따라 복수개가 배치되고, 상기 복수개의 제2후드는 상호 이격되어 구비될 수 있다. The plurality of second hoods may be disposed along the moving direction of the sintered bogie, and the plurality of second hoods may be spaced apart from each other.
상기 제2후드의 길이는 상기 제2후드 간의 간격보다 2 내지 4배 길 수 있다. The length of the second hood may be 2 to 4 times longer than the distance between the second hood.
상기 가습 공기 공급 장치는, 수분을 저장하는 수분 저장기와, 상기 이동 경로의 상부에 상기 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되고, 상부면에 통공이 형성되는 제3후드와, 상기 수분 저장기에 저장된 수분을 상기 제3후드 내부로 공급하는 제3노즐을 포함할 수 있다. The humidifying air supply device includes a moisture reservoir for storing moisture, a third hood which surrounds the upper portion of the sintered bogie at the upper part of the movement path and has a through hole formed in the upper surface thereof, To the inside of the third hood.
상기 가습 공기 공급 장치는 상기 소결 대차의 이동 방향에 대해서 상기 배광부의 후방에 구비될 수 있다. The humidifying air supply device may be provided behind the light shading portion with respect to the moving direction of the sintered bogie.
본 발명에 따른 소결광 제조 방법은, 소결 원료를 마련하는 과정과; 상기 소결 원료를 이동하는 소결 대차에 장입하여 원료층을 형성하는 과정과; 상기 원료층을 점화시키는 과정과; 상기 원료층에 열량을 공급하는 과정과; 상기 소결 원료가 소결되어 제조된 소결광에 가습 공기를 공급하여 냉각시키는 과정; 및 상기 소결광을 배광시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing sintered ores according to the present invention comprises the steps of: preparing a raw material for sinter; Forming a raw material layer by charging the raw material for sinter into a moving sintering vehicle; Igniting the raw material layer; Supplying a quantity of heat to the raw material layer; A step of supplying humidified air to the sintered ores produced by sintering the raw material for sinter to cool the sintered ores; And a step of distributing the sintered ores.
상기 소결 원료를 마련하는 과정에서, 상기 소결 원료 중에 함유되는 고체 연료의 함량은 상기 소결 원료의 전체 중량에 대해서 3.5 내지 4.5 중량%일 수 있다. In the process of preparing the sintering raw material, the content of the solid fuel contained in the sintering raw material may be 3.5 to 4.5% by weight based on the total weight of the raw material for sintering.
상기 열량을 공급하는 과정은, 상기 원료층에 산소를 포함하는 기체를 공급하는 과정과, 상기 산소를 포함하는 기체를 공급한 원료층에 기체 연료를 공급하는 과정을 포함할 수 있다. The process of supplying the heat may include supplying a gas containing oxygen to the raw material layer and supplying gaseous fuel to the raw material layer supplied with the oxygen containing gas.
상기 산소를 공급하는 과정은, 상기 원료층을 점화시키는 과정 이후에 수행할 수 있다. The process of supplying oxygen may be performed after the process of igniting the raw material layer.
상기 산소를 공급하는 과정에서, 상기 산소는 외기와 혼합하여 21 내지 30%의 농도로 상기 원료층에 공급할 수 있다. In the process of supplying oxygen, the oxygen may be supplied to the raw material layer at a concentration of 21 to 30% by mixing with the outside air.
상기 산소를 공급하는 과정과 상기 기체 연료를 공급하는 과정은, 상기 소결 원료가 연소하면서 발생하는 배기가스의 온도와 상기 배기가스 중의 산소 농도를 측정하여, 상기 원료층의 표면에서 2/3 높이까지 연소가 진행되는 구간에서 수행할 수 있다. Wherein the step of supplying oxygen and the step of supplying gaseous fuel are carried out by measuring the temperature of the exhaust gas generated while the raw material for sinter is burned and the oxygen concentration in the exhaust gas, And can be performed in an area where combustion is proceeding.
상기 산소를 공급하는 과정은 상기 원료층의 내부에 형성되는 연소대의 온도가 상기 기체 연료의 최저연소온도로 될 때까지 수행할 수 있다. The process of supplying oxygen may be performed until the temperature of the combustion zone formed in the raw material layer reaches the minimum combustion temperature of the gaseous fuel.
상기 기체 연료를 공급하는 과정은 상기 연소대의 온도에서 연소하한농도로 되도록 공급할 수 있다. The process of supplying the gaseous fuel may be performed such that the concentration of the gaseous fuel becomes lower than the combustion temperature of the combustion zone.
상기 기체 연료를 공급하는 과정은 기체 연료와 외기를 교대로 반복해서 공급할 수 있다. The process of supplying the gaseous fuel can alternately and repeatedly supply the gaseous fuel and the outside air.
상기 기체 연료를 공급하는 과정에서 상기 기체 연료를 공급하는 구간을 상기 외기를 공급하는 구간보다 보다 더 길게 할 수 있다. The section for supplying the gaseous fuel during the supply of the gaseous fuel may be longer than the section for supplying the outside air.
상기 기체 연료는 액화천연가스(LNG), 코크스 오븐 가스 및 고로 가스 중 적어도 어느 한 가지일 수 있다. The gaseous fuel may be at least one of liquefied natural gas (LNG), coke oven gas, and blast furnace gas.
상기 가습 공기를 공급하는 과정은 상기 소결 대차의 바닥에 위치하는 소결 원료의 연소가 완료된 이후에서 상기 소결광을 배광하기 직전까지일 수 있다. The process of supplying the humidifying air may be performed after completion of the combustion of the raw material for sinter located at the bottom of the sintered bogie and immediately before the distribution of the sintered ores.
본 발명에 따른 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법은, 소결 조업 시 원료층의 깊이 방향으로 발생하는 열량 불균일 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. 즉, 원료층 상부에서 발생하는 열량 부족 현상에 의한 소결광의 강도 저하 및 원료층 하부에서 발생하는 열량 과잉 현상에 의한 소결광의 환원성 저하를 억제 혹은 방지하여 소결광의 환원성, 강도 등의 품질을 개선함은 물론 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서 소결광이 사용되는 조업, 예컨대 고로 조업의 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다. The sintering apparatus for producing sintered ores according to the present invention and the method for producing sintered ores using the same can suppress or prevent the phenomenon of heat quantity unevenness occurring in the depth direction of the raw material layer during sintering operation. In other words, it is possible to suppress or prevent the decrease in the strength of the sintered ores due to the heat deficiency phenomenon occurring in the upper portion of the raw material layer and the decrease in the reducibility of the sintered ores due to the excessive heat phenomenon occurring in the lower portion of the raw material layer, Of course, the productivity of the sintered ores can be improved. Therefore, the process efficiency and productivity of the operation in which the sintered ores are used, such as blast furnace operation, can be improved.
또한, 소결 원료 중 고체 연료의 함량을 저감시킬 수 있으므로 자원의 절약은 물론, 배기가스에 의한 환경 오염도 억제할 수 있다.In addition, since the content of the solid fuel in the raw materials for sintering can be reduced, not only resource saving but also environmental pollution caused by exhaust gas can be suppressed.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비를 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 소결광 제조 설비에서 소결 구간의 요부 구성을 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 소결 구간에 설치되는 열량 조절기의 구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 4는 일반적인 소결광 제조 설비에서 소결 대차의 측면 온도를 측정한 결과를 보여주는 도면.
도 5는 일반적인 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 풍상의 배기가스 온도 및 배기가스 내 산소 농도와 소결 대차 내부 온도 분포를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 소결 대차 내 원료층의 온도 변화를 나타내는 그래프.
도 7은 소결 구간에서 산소 농도에 따른 소결 대차의 측면 온도 변화를 보여주는 그래프.
도 8은 소결 구간에서 기체 연료 공급에 따른 소결 대차 측면의 온도 분포를 보여주는 도면.
도 9는 일반적인 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 소결 방향의 폭방향에 대한 원료층 내부의 온도 변화를 보여주는 그래프.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 산소 농도에 따른 소결 대차의 측면 온도 변화를 보여주는 그래프.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 기체 연료 공급에 따른 원료층 내부의 온도 변화를 보여주는 도면.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법에 의해 소결광을 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view of an apparatus for producing sintered ores according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a view showing a configuration of a sintering section in the sintering apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a schematic view illustrating a structure of a calorie regulator installed in a sintering section shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a view showing a result of measuring a side temperature of a sintered bogie in a general sintering plant; FIG.
5 is a graph showing an exhaust gas temperature of an air conditioner, an oxygen concentration in an exhaust gas, and a temperature distribution inside a sintering furnace in a sintering section of a general sintering plant.
FIG. 6 is a graph showing a change in temperature of a raw material layer in a sintered compact in a sintering section of an apparatus for manufacturing sintered ores according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a graph showing lateral temperature changes of a sintered bogie according to oxygen concentration in a sintering zone. FIG.
8 is a view showing a temperature distribution on the side of a sintered bogie according to the supply of gaseous fuel in a sintering section.
9 is a graph showing a temperature change inside the raw material layer with respect to a width direction of a sintering direction in a sintering section of a general sintering furnace manufacturing facility.
10 is a graph showing a side surface temperature change of a sintered bogie according to oxygen concentration in a sintering section of an apparatus for producing sinter ores according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a temperature change inside a raw material layer according to a supply of gaseous fuel in a sintering section of an apparatus for producing sinter ores according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart sequentially illustrating a process of producing sintered ores by the method of manufacturing sintered ores according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 소결광 제조 설비에서 소결 구간의 요부 구성을 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 소결 구간에 설치되는 열량 조절기 중 기체 연료 공급기의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a sintering plant according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view showing a sintering section of a sintering plant shown in FIG. 1. FIG. FIG. 2 is a schematic view showing a structure of a gaseous fuel supplier among calorie regulators installed in a fuel tank; FIG.
도 1을 참조하면, 소결광 제조 설비는, 소결 대차의 저면에 장입되는 상부광이 저장된 상부광 호퍼(10), 상부광의 상부에 장입되며 철광석 원료와 고체 연료로 사용되는 코크스가 혼합된 후에 조립된 배합 원료가 저장되는 써지 호퍼(20), 소결 원료를 수용하여 일방향으로 이동 가능하도록 구비되는 복수의 소결 대차(50), 복수의 소결 대차(50)를 공정 진행 방향으로 이송시키는 이송장치(40), 써지 호퍼(20)의 일측에서 이송장치(40)의 상측에 설치되어, 소결 대차 내의 소결 원료의 표층에 화염을 분사하는 점화로(30), 소결 대차(50)의 이동 경로 상에 설치되어 소결 대차(50)의 내부를 흡인하는 복수의 윈드 박스(70)를 포함한다. 또한, 소결광 제조 설비는 소결 대차 내의 소결 원료, 즉 원료층 내에 열량을 제어하기 위한 열량 조절기(100)를 포함할 수 있다. 그리고 소결광 제조 설비는 윈드 박스(70) 내에 구비되어 원료층이 연소하면서 발생하는 배기가스의 온도와 배기가스 중의 산소 농도를 측정하기 위한 검지기와, 검지기에서 검지된 결과를 이용하여 열량 조절기(100)의 동작을 제어하는 제어기를 포함한다. Referring to FIG. 1, an apparatus for producing sintered ores is composed of an
여기에서 소결 대차(50)의 이동 경로는 소결 대차(50)가 무한궤도방식으로 회전하도록 폐루프를 형성하며, 상부측 이동 경로에서는 소결 대차(50) 내부의 소결 원료가 소결되는 소결 구간이고, 하부측 이동 경로는 소결이 완료된 소결광을 배광한 빈 소결 대차(50)가 소결 공정을 위해 상부측 이동 경로로 이동하기 위한 회차 구간이다. 이때, 상부광 호퍼(10), 써지 호퍼(20), 점화로(30)는 상부측 이동 경로 상측에 구비되고, 윈드 박스(70)는 상부측 이동 경로의 하부에 구비되어 상부측 이동 경로를 따라 이동하는 소결 대차(50)의 내부를 흡인한다. 그리고 소결 대차 내부에서 소결이 완료된 소결광은 소결 대차(50)가 상부측 이동 경로에서 하부측 이동 경로로 이동하는 과정에서 배광되며, 이 영역을 배광부(60)라 하며, 배광부(60)는 상부측 이동 경로에서 점화로(30)의 반대편에 위치하게 된다. Here, the movement path of the
또한, 소결 원료는 상부광 호퍼(10)로부터 제공된 상부광과 써지 호퍼(20)로부터 제공된 배합 원료를 지칭하고, 소결 원료가 소결 대차(50) 내에 장입된 이후에는 원료층이라 지칭한다. The sintering raw material refers to a blend raw material provided from the upper light provided from the
상부광 호퍼(10)는 소결 대차(50)의 상부측 이동 경로의 일측 상부에 구비되며, 소결 대차(50)의 바닥에 형성되는 그레이트 바로 소결 원료가 유출되는 것을 방지하기 위하여 상부광을 장입한다. 상부광은 성품 소결광 중 8 내지 15㎜ 정도의 입도를 갖는 소결광을 선별한 것을 의미한다. The
써지 호퍼(20)는 상부광 호퍼(10)의 전방, 즉 소결 대차의 이동 경로에 대해서 전방에 구비되어, 소결광을 제조하기 위한 소결 원료를 소결 대차에 장입한다. 써지 호퍼(20)는 소결 대차의 폭방향으로는 소결 원료를 입도 편석 없이 고르게 장입하고 소결 대차의 깊이 방향으로는 하부에서 상부로 갈수록 입도가 작아지도록 입도 편석시켜 장입한다.The
점화로(30)는 써지 호퍼(20)의 전방에 구비되어 소결 원료가 소결 대차(50)에 장입되어 형성된 원료층의 표층에 화염을 공급하여 착화시킨다.The
윈드 박스(70)는 소결 대차의 이동 경로, 보다 구체적으로는 상부측 이동 경로의 하부에 구비되어 상부측 이동 경로를 따라 이동하는 소결 대차(50) 내부를 흡인한다. 윈드 박스(70)는 점화로(30)와 배광부(60) 사이에 걸쳐 구비될 수 있다. 윈드 박스(70)의 끝단에는 덕트(80), 덕트(80)에 연결되고, 덕트(80)의 끝단에는 블로워(84)가 설치되어 윈드 박스(70) 내부에 음압을 형성함으로써 소결 대차(50) 내부를 흡인할 수 있도록 한다. 또한, 덕트(80)에는 블로워(84)의 전방에 집진기(82)가 설치되어 있어 윈드 박스(70)를 통해 흡인된 배기가스 중 불순물을 여과시켜 굴뚝(86)을 통해 배출시킬 수 있다. 윈드 박스(70)는 외기를 흡인하여 소결 원료 표층의 점화 및 소결 원료의 연소를 가능하게 하여 소결광의 생산할 수 있도록 한다. The
열량 조절기(100)는 소결 대차의 이동 방향에 대해서 점화로(30)의 전방에 위치하여 원료층에 산소를 공급하기 위한 산소 공급 장치(110)와, 산소 공급 장치(110)의 전방에 배치되어 소결 대차 내의 소결 원료에 기체 연료를 공급하기 위한 기체 연료 공급 장치(120) 및 기체 연료 공급 장치(120)의 전방에 구비되어 소결 대차 내의 소결 원료에 가습 공기를 공급하기 위한 가습 공기 공급 장치(130)를 포함한다. 여기에서 산소 공급 장치(110)와 기체 연료 공급 장치(120)는 원료층의 상층부 열량을 제어하기 위한 구성이고, 가습 공기 공급 장치(130)는 원료층의 하부층 열량을 제어하기 위한 구성이다. 산소 공급 장치(110), 기체 연료 공급 장치(120) 및 가스 공기 공급 장치(130)는 소결 대차의 이동 경로 상에 소결 대차의 이동 방향을 따라 순차적으로 구비될 수 있다. The
산소 공급 장치(110)는 점화로의 전방에서 원료층에 산소를 공급하여 점화로에서 착화된 열을 일정 시간 유지시켜 원료층의 온도를 상승시키는 역할을 한다. 이에 기체 연료 공급 장치(120)에서 공급되는 기체 연료의 연소를 용이하게 한다. The
산소 공급 장치(110)는 산소를 저장하는 산소 저장기(112)와, 이동 경로의 상부에 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되는 제1후드(114)와, 산소 저장기(112)에 저장된 산소를 제1후드(114) 내부로 공급하는 제1노즐(116)을 포함할 수 있다. The
기체 연료 공급 장치(120)는 기체 연료를 원료층에 공급하여 원료층 내부에 형성되는 연소대에 열량을 공급한다. 이때, 기체 연료로는 액화천연가스(Liquified Natural Gas, 이하, "LNG"라 함), 코크스 오븐 가스, 고로 가스 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있으나, 열량, 비용 및 안전성 등을 고려해볼 때 단가 대비 높은 열량을 발생시키고 CO 가스를 배출시키지 않는 LNG를 사용하는 것이 좋다. The gaseous
기체 연료 공급 장치(120)는 기체 연료를 저장하는 기체 연료 저장기(122)와, 이동 경로의 상부에 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되는 제2후드(124)와, 기체 연료 저장기(122)에 저장된 기체 연료를 제2후드(124) 내부로 공급하는 제2노즐(126)을 포함할 수 있다. 기체 연료 공급 장치(120)는 점화로에서 배광부 사이의 이동 경로, 즉 소결 구간 중 1/3 이내의 영역에 구비될 수 있다. 다시 말해서, 기체 연료 공급 장치(120)는 소결 대차 전체 길이의 1/3에 대응하는 영역에 걸쳐 구비될 수 있다. 또한, 기체 연료 공급 장치(120)는 소결 구간에서 산속 공급 장치(110)가 형성되는 영역에 비해 2 내지 4배 정도 넓은 영역에 걸쳐 형성되도록 할 수 있다. 이는 실질적으로 기체 연료 공급 장치(120)가 원료층 내부에 열량을 제공해주는 역할을 하기 때문이며, 산소 공급 장치(110)는 기체 연료 공급 장치(120)가 설치되는 영역의 1/4 내지 1/2 영역에 구비될 수 있다. The gaseous
제2후드(124)는 소결 구간을 따라 복수 개가 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 산소 공급 장치(110)의 제1후드(114)와 인접한 제2후드(124)는 제1후드(114)와 이격 설치될 수 있다. 이는 산소 공급으로 인해 소결 원료 중의 고체 연료가 충분히 연소할 수 있는 시간을 확보하기 위함이다. 또한, 복수의 제2후드(124)를 이격되도록 배치하는 이유는 제2후드(124)를 통해 원료층에 유입되는 기체 연료가 연소할 때 필요한 산소를 공급하기 위함이다. 즉, 제2후드(124)를 통해서는 기체 연료를 공급하고 제2후드(124) 사이의 공간을 통해서는 외기, 다시 말해서 산소가 공급되도록 함으로써 기체 연료가 연소되지 않고 윈드 박스의 흡인력에 의해 배기되는 현상을 억제할 수 있다. 이때, 기체 연료가 공급되는 영역(제2후드(124)의 길이)은 외기가 공급되는 영역(제2후드(124) 사이의 공간 길이)보다 2 내지 4배 정도 길게 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 외기와 기체 연료가 반복해서 원료층에 유입될 수 있도록 함으로써 기체 연료의 완전 연소를 가능하게 함으로써 소결 원료를 연소시키는데 필요한 열량을 충분하게 확보할 수 있다. A plurality of
또한, 제2후드(124)는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 소결 대차의 폭 방향을 따라 격벽(125)이 형성될 수 있다. 이에 제2후드(124)의 내부 공간은 소결 대차의 폭 방향을 따라 복수개의 공간으로 분리될 수 있다. 그리고 제2후드(124)의 분리된 공간마다 제2노즐(126)이 연결하여 각 영역별로 서로 다른 유량의 기체 연료를 공급할 수 있다. 이에 소결 대차의 폭방향 및 깊이 방향을 따라 발생하는 원료층 내의 온도 편차를 억제 혹은 방지할 수 있다. 이에 대해서는 나중에 설명하기로 한다. In addition, as shown in FIG. 3, the
가습 공기 공급 장치(130)는 소결이 완료된 소결광이 배광부로 배광되기 전까지 소결광이 냉각되는 구간에 설치될 수 있다. 가습 공기 공급 장치(130)는 수분을 저장하는 수분 저장기(132)와, 이동 경로의 상부에 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되는 제3후드(134)와, 수분 저장기(132)에 저장된 수분을 상기 제3후드(134) 내부로 공급하는 제3노즐(136)을 포함할 수 있다. The humidifying
상기 제1후드(114), 제2후드(124) 및 제3후드(134)의 상부면은 도 3에 도시된 바와 같이 통공(123)이 형성되는 다공판으로 형성될 수 있으며, 이에 각각의 후드 내에서 외기와 각각의 노즐에서 공급되는 산소, 기체 연료 및 수분이 혼합되어 원료층으로 유입될 수 있다. (도 3에는 제2후드의 경우 대해서 도시하고 있지만, 제1후드 및 제3후드의 상부면에도 통공이 형성될 수 있다)The upper surface of the
이와 같은 구성을 통해 소결 설비는 소결 과정에서 원료층 내에 형성되는 연소대의 열량 분포를 균일하게 형성하여 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
Through such a construction, the sintering facility can uniformly form the heat quantity distribution of the combustion zone formed in the raw material layer in the sintering process, thereby improving the quality and productivity of the sintered ores.
이하에서는 열량 조절기, 즉 산소 공급 장치, 기체 연료 공급 장치 및 가습 공기 공급 장치의 설치 위치를 결정하는 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method for determining the installation position of the calorie regulator, that is, the oxygen supply device, the gaseous fuel supply device, and the humidifying air supply device will be described.
도 4는 일반적인 소결광 제조 설비에서 소결 대차의 측면 온도를 측정한 결과를 보여주는 도면이고, 도 5는 일반적인 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 풍상의 배기가스 온도 및 배기가스 내 산소 농도와 소결 대차 내부 온도 분포를 나타내는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 소결 대차 내 원료층의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 여기에서 소결 대차 내의 원료층은 상층부, 중층부 및 하층부로 구분될 수 있는데, 원료층 전체 깊이에서 원료층 표층에서 하부방향으로 1/3지점까지는 상층부, 2/3까지는 중층부, 그리고 소결 대차의 바닥면까지는 하층부로 정의할 수 있다. FIG. 4 is a graph showing the result of measurement of the side temperature of a sintered bogie in a general sintering plant. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the exhaust gas temperature of the wind, the oxygen concentration in the exhaust gas, And FIG. 6 is a graph showing a temperature change of a raw material layer in a sintering vessel in a sintering section of an apparatus for producing sinter ores according to an embodiment of the present invention. Here, the raw material layer in the sintered bogie can be divided into an upper layer portion, an intermediate layer portion and a lower layer portion. In the entire depth of the raw material layer, the upper layer from the surface layer to the lower layer in the downward direction, the middle layer portion until 2/3, The bottom surface can be defined as the lower layer.
도 4를 참조하면, 일반적인 소결광 제조 설비에서 점화로를 통해 원료층의 표층이 점화되면 소결 방향에 대해서 점화로의 전방에서는 점화로의 점화열에 의해 원료층의 상층부에 고온이 유지된다. 그러나 고체 연료의 연소가 정상적으로 일어나 고온이 유지되는 구간까지 상대적으로 온도가 낮은 과도영역이 존재한다. 이러한 과도 영역은 주로 연료층의 상층부에 발생하여 상층부에서 생산되는 소결광의 품질을 저하시키는 요인으로 작용한다. 종래기술의 문제점에서 언급한 바와 같이 윈드 박스의 흡인력에 의해 소결 대차 내부로 유입되는 외기에 의해 원료층의 상층부는 냉각되기 쉽기 때문에 원료층의 상층부에서는 열량이 부족하게 된다. 따라서 소결 원료의 소결이 제대로 이루어지지 않기 때문에 원료층의 상층부에서 생산되는 소결광은 낮은 강도를 갖게 되고, 생산성도 낮다. Referring to FIG. 4, when the surface layer of the raw material layer is ignited through the ignition furnace in general, the high temperature is maintained in the upper portion of the raw material layer by ignition heat in the ignition furnace in front of the ignition furnace in the sintering direction. However, there is a transient region with relatively low temperature up to the region where the combustion of solid fuel occurs normally and the high temperature is maintained. This transient region mainly occurs in the upper part of the fuel layer and serves as a factor to lower the quality of the sintered ores produced in the upper layer. The upper layer of the raw material layer is likely to be cooled by the outside air flowing into the sintering vehicle due to the suction force of the wind box, as described in the problems of the related art. Therefore, sintering of the sintered raw material is not performed properly, so that the sintered ores produced in the upper portion of the raw material layer have low strength and low productivity.
도 5를 참조하면, 종래의 소결 설비에서 소결구간에서 윈드 박스 내의 배기가스 온도 변화와 소결 대차 내부의 온도 변화를 알 수 있다. 여기에서 소결 대차 내부의 온도 변화는 윈드 박스 내의 배기가스 온도 변화와 배기가스 중에 함유된 산소 농도의 변화를 기준으로 도출되었다. Referring to FIG. 5, in the conventional sintering facility, changes in the temperature of the exhaust gas in the wind box and changes in the temperature of the inside of the sintering bogie in the sintering section can be seen. Here, the temperature change inside the sintered bogie was derived based on the change of the exhaust gas temperature in the wind box and the change of the oxygen concentration contained in the exhaust gas.
먼저, 윈드 박스 내에 설치된 검지부, 즉 온도측정기와 산소농도측정기를 이용하여 소결 구간 내에서 배기가스의 온도 및 배기가스 중의 산소 농도를 측정하여 배기가스온도곡선(이하 WTC 라함 : Waste gas Temperature Curve)과 산소농도곡선을 도출한다. First, the temperature of the exhaust gas and the oxygen concentration in the exhaust gas are measured in a sintering section using a detecting unit installed in the windbox, that is, a temperature measuring instrument and an oxygen concentration measuring instrument, and an exhaust gas temperature curve (hereinafter referred to as WTC) Derive oxygen concentration curves.
점화로에서 점화 후 연소대가 소결 대차 바닥에 도달할 때까지는 고체 연료의 연소가 이루어지기 때문에 산소가 소진되어 배기가스 중 산소 농도는 감소하여 일정치를 유지한다. 이후 소결 대차의 바닥까지 연소가 완료되면 배기가스 중의 산소 농도는 급격하게 상승하여 윈드 박스의 흡인력에 의해 유입되는 외기 중의 산소 농도와 같아지게 된다. After ignition in the ignition furnace, combustion of the solid fuel occurs until the combustion zone reaches the bottom of the sintered bogie, so that oxygen is exhausted and the oxygen concentration in the exhaust gas is reduced to maintain a constant value. When the combustion is completed to the bottom of the sintered bogie, the oxygen concentration in the exhaust gas rises sharply and becomes equal to the oxygen concentration in the outside air introduced by the suction force of the wind box.
그리고 배기가스의 온도는 점화 후 연소대가 소결 대차 바닥에 도달할 때까지는 연소대 하부의 습윤대의 건조와 이수에 열량을 공급하므로 100? 이하의 저온으로 측정된다. 이후 소결 대차의 바닥까지 연소가 완료되면 연소 후 현열이 윈드 박스의 흡인력에 의해 하부로 이동하여 배기가스의 온도도 급격하게 상승하게 되고, 배광부 직전 냉각구간에서 외기의 유입으로 일정 온도를 유지하다가 다시 하강하게 된다. Since the temperature of the exhaust gas is supplied to the drying zone and the desorption zone of the combustion zone under the combustion zone until the combustion zone reaches the bottom of the sintering unit, Or less. When the combustion is completed to the bottom of the sintered bogie, the sensible heat after combustion moves to the bottom due to the suction force of the windbox, the temperature of the exhaust gas rises sharply, and the temperature is kept constant due to the inflow of outside air in the cooling section immediately before the light- And then descends again.
이와 같이 배기가스의 온도와 배기가스 중의 산소 농도는 소결 구간에서 일정한 패턴을 가지며 변화하게 되므로, 이러한 특성을 이용하여 소결 대차 내부의 온도 분포를 예측할 수 있다. Since the temperature of the exhaust gas and the oxygen concentration in the exhaust gas change with a constant pattern in the sintering section, the temperature distribution inside the sintering vehicle can be predicted using such characteristics.
즉, 점화로에서 점화 후 소결 대차의 바닥까지 연소가 완료되는 지점(Burn Contact Poin, 이하 "BCP" 라 함)은 배기가스 중의 산소 농도와 배기가스의 온도가 급격하게 상승하기 시작하는 지점에 해당한다. 그리고 BCP 이후 물리적으로 원료층의 연소가 완료되는 지점(Burn Infection Point, 이하 "BIP"라 함)은 배기가스 중의 산소 농도가 흡입되는 외기의 산소 농도와 동일하게 되는 지점으로, 배기가스의 온도 변화 곡선(WTC)에서 변곡점에 해당한다. 원료층의 연소가 완전히 끝난 BIP 이후에서는 연소 후 현열에 의해 배기가스 온도가 상승 추이를 나타내다가 배기가스 온도가 최고점에 도달하는 지점(Burn Through Point, 이하 "BTP"라 함)이 나타난다. BTP 위치는 배광부 직전에 형성되도록 소결 대차의 속도를 제어하여 BTP 이후로부터 배광부까지는 외기에 의해 소결광을 냉각시키는 구간이 된다. That is, a point at which combustion is completed from the ignition furnace to the bottom of the sintered bogie after ignition (Burn Contact Poin, hereinafter referred to as "BCP") corresponds to a point where the oxygen concentration in the exhaust gas and the temperature of the exhaust gas start to rise sharply do. The point at which the combustion of the raw material layer is completed physically after the BCP (Burn Infection Point, hereinafter referred to as "BIP") is a point where the oxygen concentration in the exhaust gas becomes equal to the oxygen concentration of the outside air. It corresponds to the inflection point in the curve (WTC). After the BIP in which the raw material layer is completely burned, the exhaust gas temperature rises due to sensible heat after combustion, and a burn through point (hereinafter referred to as "BTP ") appears at which the exhaust gas temperature reaches the maximum. The speed of the sintering truck is controlled so that the BTP position is formed just before the light-directing part, and the section from the post-BTP to the light shining part is a section for cooling the sintered light by the outside air.
이와 같이 측정된 배기가스의 온도 변화 및 산소 농도 변화를 이용하여 소결 대차 내부의 온도를 예측하여 연소대의 범위를 일정 온도, 예컨대 1200? 이상의 범위로 규정지을 수 있다. 즉, 소결 대차 내부의 연료층에서는 점화 후 고체 연료인 코크스의 연소가 시작되는 선(Frame Front Line, 이하 "FFL"이라 함)과, 고체 연료인 코크스의 연소가 완료되어 냉각되기 시작하는 선(Frame Back Line, 이하 "FBL"이라 함)을 예측하여 고체 연료인 코크스가 연소되어 소결광이 제조되는 연소대를 규정할 수 있다.By estimating the temperature inside the sintered bogie using the temperature change and the oxygen concentration change of the exhaust gas thus measured, the range of the combustion zone is set at a predetermined temperature, for example, 1200? Or more. That is, in the fuel layer inside the sintered bogie, a line that starts combustion of the coke as the solid fuel after ignition (hereinafter referred to as "FFL") and a line where the combustion of the coke as the solid fuel is completed and starts to cool Frame back line (hereinafter referred to as "FBL") is predicted to define the combustion zone where the coke as the solid fuel is burned to produce the sintered ores.
FFL은 원료층의 점화 시작점인 P1에서 BCP의 위치인 P2까지 연결한 직선에 해당한다. 그리고 FBL은 점화 시작점인 P1에서 BIP와 배광부에서 소결 케익 단면에서 적열광의 높이 h0까지 연결한 직선에 해당한다. 연소대는 FFL의 상부측과 FBL의 하부측 사이의 영역에 걸쳐 형성되고, 이 영역에서 코크스의 연소에 의해 소결 원료 중 광석이 용융되어 응결되는 소결 반응이 일어난다. 이와 같은 연소대는 도 5에 도시된 바와 같이 소결 대차의 진행방향을 따라 하부 방향으로 이동하며, 그 폭이 확대되는 것을 알 수 있다. FFL corresponds to a straight line connecting from the starting point of ignition of the material layer P1 to the position of the BCP. And FBL corresponds to a straight line connecting the BIP at the ignition start point P1 and the height h0 of the red light at the light transmitting section in the sintered cake section. The combustion zone is formed over the area between the upper side of the FFL and the lower side of the FBL, and the sintering reaction in which the ores in the sintering raw material are melted and solidified by the combustion of the coke is generated in this area. As shown in FIG. 5, the combustion zone moves downward along the traveling direction of the sintered bogie, and the width of the combustion zone increases.
도 5를 살펴보면, 소결 대차 내부의 원료층 높이(소결 대차 바닥으로부터 원료층의 표층까지)를 H라고 할 때, 소결광의 품질 및 생산성이 좋은 2/3H ~ 1/3H의 깊이인 중층부에서 연소대의 폭을 기준으로 하면, H ~ 2/3H의 깊이인 상층부는 연소대의 폭이 상대적으로 좁고, 1/3H ~ 0H의 깊이인 하층부는 연소대의 폭이 상대적으로 넓은 것을 알 수 있다. 이는 상층부에서는 상온의 외기가 직접 유입으로 인해 소결광 형성에 필요한 열량이 부족하고, 하층부는 상층부 및 중층부로부터 열이 지속적으로 유입되어 열량이 과잉되는 현상이 발생하게 되어, 원료층의 상층부와 하층부에서 생산되는 소결광의 품질 및 생산성이 저하된다. 통상 소결광을 제조하는 경우 원료층 내부에 형성되는 연소대가 150초 정도 유지되어야 고품질의 소결광을 얻을 수 있는데, 이러한 위치는 원료층의 표면으로부터 2/3H 정도의 위치에 해당한다. 5, when the height of the raw material layer in the sintering vehicle (from the bottom of the sintering vehicle to the surface layer of the raw material layer) is denoted by H, the intermediate layer having a depth of 2 / 3H to 1 / The width of the combustion zone is relatively narrow in the upper layer portion having the depth of H to 2 / 3H and the width of the combustion zone is relatively wide in the lower layer portion having the depth of 1/3H to 0H. In this case, the amount of heat required to form the sintered ores is insufficient due to direct inflow of ambient air at the upper part, and heat is continuously introduced from the upper and middle parts of the lower part, resulting in excessive heat. The quality and productivity of the produced sintered ores are lowered. Generally, when the sintered ores are produced, the combustion zone formed in the raw material layer must be maintained for about 150 seconds to obtain high-quality sintered ores. This position corresponds to a position of about 2 / 3H from the surface of the raw material layer.
따라서 본 발명의 실시 예에서는 원료층 내부에 형성되는 연소대가 소결 구간 전체에 결쳐 약 150초 정도를 유지할 수 있도록 원료층 내부의 열량을 제어하는 것을 특징으로 한다. 이에 과도영역이 발생하는 원료층의 상층부에 열량을 제공하여 연소대의 유지 시간을 증가시키고, 원료층의 하층부에서는 연소대의 유지시간을 단축시킴으로써 소결 구간 전체에 걸쳐 연소대의 유지 시간을 일정하게 제어할 수 있다. 원료층의 상층부로의 열량 제공은 원료층에 산소와 기체 연료를 공급함으로써 수행될 수 있다. 또한, 소결 대차의 하부까지 연소가 완료되면 소결 대차 내부로 가습 공기를 공급하여 생산된 소결광의 냉각을 촉진함으로써 하부층의 열량 과잉 지속 시간을 단축시킬 수 있다. 즉, 상층부의 연소가 이루어지는 소결 초기에 원료층에 산소와 기체 연료를 공급하여 상층부에서 원료층의 연소가 충분하게 이루어지도록 한다. 또한, 소결이 완료된 후 소결광이 냉각되는 구간에서는 소결광에 가습 공기를 공급하여 열량을 감소시킴으로써 하층부의 열량 과잉 현상을 억제할 수 있다. Therefore, in the embodiment of the present invention, the amount of heat inside the raw material layer is controlled so that the combustion zone formed in the raw material layer can be maintained for about 150 seconds in the entire sintering section. Accordingly, the holding time of the combustion zone can be controlled to be constant over the entire sintering zone by increasing the holding time of the combustion zone by providing heat to the upper layer of the raw material layer where the transient region occurs, and by shortening the holding time of the combustion zone in the lower layer portion of the raw material layer have. Providing the amount of heat to the upper layer of the raw material layer can be performed by supplying oxygen and gaseous fuel to the raw material layer. Also, when the combustion is completed to the lower part of the sintering bogie, humidifying air is supplied into the sintering bogie to accelerate the cooling of the sintered ores, thereby shortening the overheating duration of the lower layer. That is, oxygen and gaseous fuel are supplied to the raw material layer at the initial stage of sintering in which the combustion of the upper layer is performed, so that the raw material layer is sufficiently burned in the upper layer. Also, in the section where the sintered ores are cooled after the sintering is completed, by supplying humidified air to the sintered ore to reduce the amount of heat, the overheating phenomenon of the lower layer can be suppressed.
본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같이 전 소결 구간에 걸쳐 연소대의 유지 시간을 균일하게 형성할 수 있도록 원료층의 상층부에 연소대가 형성되는 구간에서는 연소대를 확대시키고, 원료층의 하층부에 연소대가 형성되는 구간에서는 연소대를 축소시킴으로써 소결 구간 전체에 걸쳐 연소대의 유지 시간을 균일하게 제어할 수 있다. In the present invention, as shown in FIG. 6, in order to uniformly form the holding time of the combustion zone over the entire sintering section, the combustion zone is enlarged in the zone where the combustion zone is formed in the upper layer of the material layer, The holding time of the combustion zone can be uniformly controlled over the entire sintering section by reducing the combustion zone in the section where the combustion zone is formed.
원료층의 상층부에 연소대가 형성되는 구간에서는 산소와 기체 연료를 공급하여 연소대를 확대시키고, 원료층의 하층부에 연소대가 형성되는 구간에는 가습 공기를 공급하여 적열상태의 소결광을 냉각시킴으로써 연소대를 축소시킨다. 이때, 고체 연료인 코크스의 연소가 완료되어 냉각되기 시작하는 선에 해당하는 FBL을 변경함으로써 소결 구간 전체에 걸쳐 연소대를 균일하게 형성할 수 있다. In the section where the combustion zone is formed in the upper layer of the raw material layer, oxygen and gaseous fuel are supplied to expand the combustion zone, and humidified air is supplied to the zone where the combustion zone is formed in the lower layer of the raw material layer to cool the glow- . At this time, by changing the FBL corresponding to the line where the combustion of the coke as the solid fuel is completed and starting to be cooled, the combustion zone can be uniformly formed over the entire sintering section.
여기에서 연소대를 확장하는 구간은 FFL과 FBL 사이의 고온 구간, 즉 1200?이상인 구간이 짧은 원료층의 표층(H)으로부터 2/3H까지, 다시 말해서 중충부의 연소가 시작되는 지점(E2)에 해당한다. 이 위치는 열량 전환점(Heat Interchange Point, 이하 "HIP"라 함)이라 하며, 열량 공급에 의해서는 연소대가 증가하다가 고체 연료의 감축에 의해 연소대가 감소하기 시작하는 위치이다. 즉, HIP는 소결 대차 내에서 소결광을 제조하는데 있어 가장 적절한 열량을 공급할 수 있는 지점에 해당한다. Here, the zone for expanding the combustion zone is divided into two zones: a high temperature zone between FFL and FBL, that is, a zone of 1200 ° or higher, from the surface layer (H) to 2 / 3H of the short material layer, . This position is referred to as a heat exchange point (hereinafter referred to as "HIP") and is a position at which the combustion zone starts to decrease due to the reduction of the solid fuel while the combustion zone is increased by the heat supply. That is, the HIP corresponds to a point at which the most suitable heat quantity can be supplied to produce the sintered ores in the sintered bogie.
원료층의 상층부에 연소대가 형성되는 구간에서는 산소와 기체 연료를 공급하여 원료의 상층부에 열량을 공급하여 고체 연료인 코크스의 연소가 완료되어 냉각되는 시점을 지연시킴으로써 연소대를 확장시킬 수 있다. 이때, 점화로의 화염에 의해 기체 연료의 발화 위험이 있으므로 산소를 공급하는 시점은 점화로로부터 소정 거리 이격된 부분에서 실시하는 것이 바람직하다. In the section where the combustion zone is formed on the upper layer of the raw material layer, the combustion zone can be expanded by supplying oxygen and gaseous fuel to the upper layer of the raw material to delay the time of completion of the combustion of the coke as the solid fuel. At this time, since there is a risk of ignition of the gaseous fuel by the flame into the ignition, it is preferable that the timing of supplying oxygen is performed at a position spaced from the ignition line by a predetermined distance.
원료층의 표층에 점화가 되면 이후 소결 대차 내부의 원료층에 산소를 공급하고, 이어서 원료층에 기체 연료를 공급한다. 이와 같이 산소를 공급한 이후 기체 연료를 공급하는 이유는 점화된 원료층에 산소를 공급하여 원료층 내에 함유된 고체 연료의 연소를 촉진시켜 이후 공급되는 기체 연료의 연소를 용이하게 하기 위함이다. 즉, 기체 연료는 외기와 연소하한농도 이하로 희석된 상태로 원료층에 공급되는데, 이때 기체 연료가 연소에 필요한 최소 온도로 승온되지 않으면 윈드 박스의 흡인력에 의해 미연소 상태로 배기될 수 있다. 따라서 원료층에 산소를 공급하여 고체 원료의 연소를 촉진 및 지연시킴으로써 원료층 내부의 온도를 기체 연료가 연소될 수 있는 최소한의 온도로 승온시키는 과정이 필요하다. 산소는 연료층이 기체 연료를 연소시킬 수 있는 최소한의 온도(최저연소온도)가 되는 지점(E1)까지 공급하고, 이후에는 기체 연료를 공급하여 원료층의 상층부에 열량을 공급할 수 있다. When the surface layer of the raw material layer is ignited, oxygen is supplied to the raw material layer inside the sintered compact, and then the gaseous fuel is supplied to the raw material layer. The reason why the gaseous fuel is supplied after oxygen is supplied is to supply oxygen to the ignited raw material layer to promote the combustion of the solid fuel contained in the raw material layer, thereby facilitating the combustion of the gaseous fuel to be supplied later. That is, the gaseous fuel is supplied to the raw material layer in a state of being diluted to a concentration lower than the concentration of the ambient air. At this time, if the gaseous fuel is not raised to the minimum temperature required for combustion, the gas fuel can be discharged to the unburned state by the suction force of the windbox. Therefore, it is necessary to raise the temperature inside the raw material layer to the minimum temperature at which the gaseous fuel can be burned by supplying oxygen to the raw material layer to accelerate and retard the combustion of the solid raw material. Oxygen can be supplied to a point E1 at which the fuel layer is at the minimum temperature (the lowest combustion temperature) at which the gaseous fuel can be burned, and then the gaseous fuel can be supplied to supply the amount of heat to the upper portion of the raw material layer.
도 6에서 연료층이 기체 연료를 연소시킬 수 있는 최소한의 온도가 되는 지점(E1)과 HIP를 연결하면 이상적인 냉각 시작선(Ideal Frame Back Line, 이하 "IFBL"이라 함)을 형성할 수 있다. 기존의 FBL과 본 발명에 의한 IFBL에 의해 형성되는 연소대를 비교해보면 FBL과 IFBL에 의해 형성되는 영역에서 HIP 상부측에 형성되는 영역(S1)은 열량이 공급되는 부분을 의미하고, HIP 하부측에 형성되는 영역(S2)는 열량이 감소되는 부분을 의미한다. In FIG. 6, an ideal Ideal Frame Back Line (hereinafter referred to as "IFBL") can be formed by connecting HIP to a point E1 at which the fuel layer becomes the minimum temperature at which gaseous fuel can be burned. In comparison between the existing FBL and the combustion zone formed by the IFBL according to the present invention, the region S1 formed on the upper side of the HIP in the region formed by the FBL and the IFBL means the portion to which the heat is supplied, And the area S2 formed in the lower part means a part where the amount of heat is reduced.
원료층의 상층부에 열량이 공급되면 소결이 진행되는 과정에서 원료층의 중층부에서는 열량 과잉 현상이 발생할 수 있고, 하층부에서는 열량 과잉 현상이 더욱 심화되는 문제점이 발생하게 된다. 따라서 소결 대차 내에 장입되는 소결 원료에서 고체 원료, 즉 코크스의 함량을 저감시킴으로써 열량을 감소시키는 것이 바람직하다. 이때, 저감되는 고체 원료의 양은 원료층의 상층부에 공급되는 열량과 유사하거나 동일한 것이 좋다. 원료층 내에 고체 원료의 함량이 감소하면 전술한 HIP 이후부터 열량이 감소하게 된다. If the amount of heat is supplied to the upper layer of the raw material layer, the excessive amount of heat may occur in the middle layer of the raw material layer during the sintering process, and the excessive amount of heat may be further exacerbated in the lower layer. Therefore, it is desirable to reduce the amount of the solid raw material, that is, the coke, in the sintered raw material charged into the sintering vehicle to thereby reduce the amount of heat. At this time, the amount of the solid raw material to be reduced may be similar to or the same as the amount of heat supplied to the upper layer of the raw material layer. When the content of the solid raw material is reduced in the raw material layer, the amount of heat is reduced after the HIP described above.
배기가스의 온도 측정결과를 통해 WTC 선을 도출하여 BCP, BIP, BTP 위치를 결정하고 배광부에서 소결 대차 내의 소결광의 적열대 높이인 h0를 측정하여, 기체연료의 공급구간과 가습공기의 공급구간은 수학식 1 내지 4를 통해 도출할 수 있다. 수학식 1은 배기가스의 온도 곡선(WTC)을 도출하기 위한 식이고, 수학식 2는 원료층 내의 FFL을 도출하기 위한 식이며, 수학식 3은 원료층 내의 FBL을 도출하기 위한 식이고, 수학식 4는 원료층 내의 IFBL을 도출하기 위한 식이다.The BTC, BIP, and BTP positions were determined by deriving the WTC line through the exhaust gas temperature measurement result, and h0, which is the height of the red zone of the sintered ore in the sintered bogie, was measured. Can be derived from Equations (1) to (4). Equation (1) is for deriving the temperature curve (WTC) of exhaust gas, Equation (2) is for deriving FFL in the raw material layer, Equation (3) is for deriving FBL in the raw material layer, 4 is an equation for deriving the IFBL in the raw material layer.
상기 수학식 1 내지 4에서 P, n, S, C는 조업변동지수로서 소결기 구조 및 운전 상황에 의해 결정되고, 소결기의 길이 방향(x)에 따른 배기가스 온도 분포(T(x))를 수식화할 수 있는 상수이다. P는 BTP 온도 결정계수로서 15000 내지 1800)의 값을 갖고, n은 BIP 위치 결정 계수로서 3.5 내지 5의 값을 갖고, S는 BIP 위치 결정 계수로서 38 내지 45의 값을 가지며, C는 1번 윈드 박스의 배기가스 온도(?)를 의미한다. In the
상술한 바와 같은 방법으로 산소 공급 장치(110), 기체 연료 공급 장치(120) 및 가습 공기 공급 장치(130)의 설치 위치를 결정되면, 소결 대차 상부에 산소 공급 장치(110), 기체 연료 공급 장치(120) 및 가스 공기 공급 장치를 각각 설치하고 공정 조건에 따라 산소, 기체 연료 및 가습 공기를 공급하면서 소결 조업을 수행한다.
When the installation positions of the
이하에서는 소결 조업 중 원료층 내의 열량을 조절함으로써 얻어지는 효과를 살펴본다. Hereinafter, an effect obtained by controlling the amount of heat in the raw material layer during the sintering operation will be described.
도 7은 소결 구간에서 산소 농도에 따른 소결 대차의 측면 온도 변화를 보여주는 그래프이고, 도 8은 소결 구간에서 기체 연료 공급에 따른 소결 대차 측면의 온도 분포를 보여주는 도면이고, 도 9는 일반적인 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 소결 방향의 폭방향에 대한 원료층 내부의 온도 변화를 보여주는 그래프이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 산소 농도에 따른 소결 대차의 측면 온도 변화를 보여주는 그래프이며, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비의 소결 구간에서 기체 연료 공급에 따른 원료층 내부의 온도 변화를 보여주는 도면이다. FIG. 8 is a graph showing the temperature distribution at the sintering side of the sintered body according to the supply of gaseous fuel in the sintering section, and FIG. 9 is a graph showing the temperature distribution FIG. 10 is a graph showing a change in temperature of a sintered bogie according to oxygen concentration in a sintering section of the sintering plant according to an embodiment of the present invention. And FIG. 11 is a graph showing a temperature change inside the raw material layer according to the supply of gaseous fuel in the sintering section of the sintering plant according to the embodiment of the present invention.
먼저, 도 7에는 소결 과정 중 원료층에 산소를 공급함으로써 얻어지는 효과를 확인하기 위하여 일반적인 소결 설비에서 외기만 흡인시킬 때와, 본 발명의 실시 예에 따라 원료층에 산소를 공급했을 때 원료층 내의 연소대 온도 변화를 측정한 결과가 나타나 있다. 이때, 외기, 즉 대기 중에는 21% 정도의 산소가 함유되어 있으므로, 외기의 산소 농도는 21%로 기재하였다. 그리고 산소 농도를 30%로 증가시켰을 때 원료층 내의 연소대 온도 변화를 측정하였다. First, FIG. 7 shows the effect of supplying oxygen to the raw material layer during the sintering process. In order to confirm the effect obtained by supplying oxygen to the raw material layer during the sintering process, The result of measuring the combustion zone temperature change is shown. At this time, since the outside air, that is, the air contains about 21% of oxygen, the oxygen concentration of the outside air is described as 21%. When the oxygen concentration was increased to 30%, the change of the combustion zone temperature in the raw material layer was measured.
도 7에 의하면, 외기만 흡인한 경우에는 최고 온도가 1200? 이하이나, 산소 농도를 30%로 증가시킨 경우 원료층 내의 연소대 온도는 1200? 이상까지 상승한 것을 알 수 있다. 또한, 연소대 온도의 상승 시점도 외기만 흡인한 경우보다 빨리 상승한 것도 알 수 있다. 이에 소결 과정 중 원료층에 산소를 공급하는 경우 소결 원료 내의 고체 연료의 연소가 빨라지고, 연소대의 온도도 고온, 즉 소결광이 원활하게 제조되는 온도까지 승온시킬 수 있음을 알 수 있다. 따라서 소결 과정에서 연소대의 두께 및 온도가 낮은 상층부, 특히 점화로 직후단에 산소를 공급하여 연소대를 확대시킴으로써 이후 공급되는 기체 연료의 연소를 원활하게 할 수 있다. According to Fig. 7, in the case where only the outside air is sucked, the maximum temperature is 1200? However, when the oxygen concentration is increased to 30%, the combustion zone temperature in the raw material layer is 1200? Or more. It can also be seen that the rise point of the combustion zone temperature rises faster than the case where only the outside air is sucked. When oxygen is supplied to the raw material layer during the sintering process, it can be seen that the solid fuel in the raw material for sinter is burned faster and the temperature of the combustion zone can be raised to a high temperature, that is, a temperature at which the sintered light is smoothly produced. Therefore, by supplying oxygen to the upper portion of the combustion zone, which is low in the thickness and temperature of the combustion zone during the sintering process, in particular, immediately after ignition, the combustion zone can be expanded to smooth the combustion of the gaseous fuel to be supplied later.
다음은 기체 연료를 공급함으로써 얻어지는 효과를 살펴보기 위하여 단순히 외기만 흡인하여 소결 공정을 수행한 경우와, 기체 연료를 공급하면서 소결 공정을 수행한 경우, 소결 대차 측면의 온도 분포와, 원료층 내부의 온도 변화를 측정한 결과를 도 8 내지 도 11에 도시하였다. In order to examine the effect obtained by supplying the gaseous fuel, the temperature distribution on the sintering side of the sintering vessel and the internal temperature of the raw material layer in the case of performing only the sintering process by sucking only the air outside and performing the sintering process while supplying the gaseous fuel The results of measuring the temperature change are shown in Figs. 8 to 11. Fig.
도 8은 소결 대차의 측면 온도 분포를 나타내고, 도 9의 (a) 및 (b)는 소결 대차의 폭방향 1/2 및 1/4에서 소결 방향으로의 원료층의 온도 분포를 나타낸다. Fig. 8 shows the temperature distribution on the side of the sintered bogie, and Figs. 9 (a) and 9 (b) show the temperature distribution of the raw material layer in the widthwise direction of the sintered bogie and in the sintering direction in 1/4.
도 8을 살펴보면, 기체 연료 주입 전에 점화에 의해 연소가 시작되는 표층과 정상연소가 이루어지는 중층부 사이 영역은 과도 상태로 온도가 낮게 측정되었다. Referring to FIG. 8, the area between the surface layer in which combustion is initiated by ignition and the middle layer portion where normal combustion occurs is measured in a transient state at a low temperature before injecting gaseous fuel.
그리고 도 9의 (a)와 (b)를 살펴보면, 소결 대차의 폭방향 1/2 지점인 중앙부와, 소결 대차의 폭방향 1/4 지점인 측면부에서 측정된 원료층의 온도는 동일 위치에서 원료층의 표층으로부터 150㎜와 200㎜ 깊이의 온도 측정 결과 측면부의 온도가 낮고, 특히 150㎜ 깊이에서 최고점 도달 위치도 측면부가 후단에 형성됨을 알 수 있다. 즉, 소결 대차 내부 온도는 소결 대차의 폭방향 및 진행방향으로 편차가 심하게 나타남을 알 수 있다. 소결 대차의 폭방향으로의 온도 편차는 윈드 박스의 흡인력이 소결 대차의 중앙부와 측면부에서 서로 상이하게 작용하기 때문인데, 특히 소결 대차의 측면부에서는 소결 대차의 측벽에 의해 외기의 유입 및 배출이 원활하지 않아 고체 연료의 연소에 악영향을 미친다. 9 (a) and 9 (b), the temperature of the raw material layer measured at the central portion, which is a half of the width of the sintered bogie in the width direction, and the side portion at a quarter of the width direction of the sintered bogie, As a result of measuring the temperature at the depth of 150 mm and the depth of 200 mm from the surface layer of the layer, it can be seen that the temperature of the side portion is low and the side portion is formed at the rear end, In other words, it can be seen that the internal temperature of the sintered bog is significantly varied in the width direction and the traveling direction of the sintered bogie. This is because the temperature difference in the width direction of the sintered bogie is different from that in the sidewall of the sintered bogie because the suction force of the wind box acts on the sidewalls of the sintered bogie differently from each other. Which adversely affects the combustion of solid fuel.
한편, 도 10에 도시된 바와 같이 기체 연료를 공급한 경우 소결 대차의 측면 온도는 점화로에서 표층이 점화된 이후 정상 연소가 이루어지는 중층부 사이 영역의 온도가 도 8에 비해 상승한 것을 알 수 있다. 또한, 점화로에서 착화된 원료층의 표층의 온도도 소결 대차의 진행 방향 및 소결 대차의 하부 방향으로 확대된 것을 확인할 수 있다. On the other hand, when the gaseous fuel is supplied as shown in FIG. 10, it can be seen that the temperature of the side surface of the sintered bogie is higher than that of FIG. 8 after the surface layer is ignited in the ignition furnace. It can also be seen that the temperature of the surface layer of the raw material layer ignited in the ignition furnace is also widened toward the direction of advancement of the sintering bogie and the lower direction of the sintering bogie.
도 11은 기체 연료의 유량에 따른 원료층 상층부의 온도 분포를 나타내고, 도 11의 (a)는 고유량의 기체 연료를 공급한 경우를 나타내며, 도 11의 (b)는 저유량의 기체 연료를 공급한 경우를 나타낸다. 11 (a) and 11 (b) show the temperature distribution of the upper layer of the raw material layer depending on the flow rate of the gaseous fuel, Fig. 11 (a) Is supplied.
도 8과 도 11을 비교해보면, 기체 연료를 공급하는 경우 1200? 이상의 고온 영역이 유지되는 시간이 증가함을 알 수 있다. 또한, 도 11의 (a)과 (b)를 비교해보면, 공급되는 기체 연료의 유량이 증가할수록 1200? 이상의 고온 영역이 유지되는 시간이 길어지며, 원료층의 상층부 온도가 지속적으로 유지됨을 알 수 있다.Comparing FIG. 8 with FIG. 11, it can be seen that 1200? It can be seen that the time for maintaining the high temperature region is increased. 11 (a) and 11 (b), as the flow rate of the gaseous fuel supplied increases, And the temperature of the upper layer of the raw material layer is continuously maintained.
이를 통해 기체 연료의 공급으로 원료층의 상층부에서 소결 반응이 정상적으로 이루어지는 연소대의 영역을 확대함으로써 상층부에서의 생산되는 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 소결 대차의 진행 방향 및 하부 방향으로 발생하는 원료층의 온도 편차는 기체 연료의 유량을 조절하여 공급하여 저감시킬 수 있다. 따라서 소결 공정 시 산소 및 기체 연료를 공급함으로써 소결 초기 원료층의 상층부에 열량을 제공하여 상층부에서 소결 원료를 원활하게 소결시킬 수 있으며, 소결 대차의 폭방향으로 공급되는 기체 연료의 유량을 조절함으로써 소결 대차의 폭 방향에서 발생하는 원료층의 온도 편차를 제어할 수 있다. Thus, the quality and productivity of the sintered ores produced in the upper layer can be improved by enlarging the area of the combustion zone in which the sintering reaction is normally performed in the upper layer of the raw material layer by the supply of the gaseous fuel. Further, the temperature deviation of the raw material layer generated in the traveling direction and the downward direction of the sintered bogie can be reduced by supplying and regulating the flow rate of the gaseous fuel. Therefore, by supplying oxygen and gaseous fuel during the sintering process, it is possible to smoothly sinter the sintering raw material in the upper layer by supplying heat to the upper portion of the raw material layer at the initial stage of sintering, and by controlling the flow rate of the gaseous fuel supplied in the width direction of the sintering bogie, It is possible to control the temperature deviation of the raw material layer occurring in the width direction of the carriage.
또한, 도면으로 제시되어 있지는 않지만 소결광을 배광부를 통해 배광시키기 전 소결광에 가습 공기를 공급함으로써 소결광의 냉각을 촉진함으로써 열량 과잉에 의한 소결광의 품질이 저하되는 현상도 억제할 수 있다.
In addition, although not shown in the drawing, the cooling of the sintered light is promoted by supplying humidified air to the sintered light before the sintered light is distributed through the light distribution portion, thereby suppressing the degradation of the quality of the sintered light due to the excessive heat.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method for producing sintered ores according to an embodiment of the present invention will be described.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법에 의해 소결광을 제조하는 과정을 순차적으로 보여주는 순서도이다. 12 is a flowchart sequentially illustrating a process of manufacturing sintered ores by the method of manufacturing sintered ores according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법은, 소결 원료를 마련하는 과정(S110)과, 소결 원료를 소결 대차에 장입하여 원료층을 형성하는 과정(S112)과, 원료층의 표층을 점화시키는 과정(S114)과, 원료층에 산소를 공급하는 과정(S116)과, 원료층에 기체 연료를 공급하는 과정(S118)과, 소결 대차가 소결 구간을 따라 이동하여 소결광이 제조되면 소결광에 가습 공기를 공급하는 과정(S120) 및 소결광을 배광하는 과정(S122)을 포함한다. A method of manufacturing an sintered ore according to an embodiment of the present invention includes a step (S110) of preparing a raw material for sintering (S110), a step (S112) of forming a raw material layer by charging a raw material for sinter into a sintering vehicle, A step S116 of supplying oxygen to the raw material layer, a step S118 of supplying gaseous fuel to the raw material layer, a step of supplying gaseous fuel to the raw material layer, (S120) and a process of distributing the sintered ores (S122).
상부광을 마련하여 상부광 호퍼(10)에 공급하고 철광석 및 고체 원료를 포함하는 소결 원료를 마련하여 써지 호퍼(20)에 공급하여 소결광 제조를 위한 원료를 마련한다. 이때, 소결 원료 마련 시 고체 원료의 함량을 기존의 고체 원료의 함량에 비해 50 내지 60중량% 정도 감소시킬 수 있다. 일반적으로 고체 원료의 함량이 소결 원료 전체 중량에서 약 9중량% 정도 차지한다고 볼 때, 약 3.5 내지 4.5중량% 정도 차지하도록 감소시킬 수 있고, 이에 철광석의 함량을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 고체 원료의 함량을 감소시킴으로써 소결 과정 중 원료층에 산소 및 기체 연료를 공급함으로써 발생할 수 있는 원료층의 중층부 및 하층부에서의 열량 과잉 현상을 억제할 수 있다. 또한, 일산화탄소 등과 같은 오염물질의 배출을 저감시켜 환경 오염 발생도 저감시킬 수 있다.
The upper light is supplied to the
이후 복수의 소결 대차(50)를 상부광 호퍼(10) 및 써지 호퍼(20) 하측으로 순차적으로 통과시켜 복수의 소결 대차(50) 각각에 상부광과 소결 원료를 장입하여 원료층을 형성한다. 복수의 소결 대차(50) 각각은 점화로(30) 하측을 순차적으로 통과하면서 원료층의 표층에 화염이 착화되고 각 소결 대차(50)는 이송장치(40)에 의해 배광부(60) 방향으로 이동하며, 이때 각 소결 대차(50)가 소결 구간에 나열 배치된 복수의 윈드 박스(70)의 상측을 순차적으로 통과한다. Thereafter, a plurality of
원료층의 표층에 화염이 착화되면, 산소 공급 장치(110)를 통해 원료층에 산소를 공급한다. 이때, 산소는 산소 공급 장치(110)의 제1후드(114) 내부에서 외기와 혼합되어 21 내지 30% 정도의 농도를 갖도록 제어하는 것이 좋으며, 산소 농도가 제시된 범위보다 낮은 경우에는 원료층을 원하는 온도로 높일 수 없고, 산소 농도가 제시된 범위보다 높더라도 원료층의 온도를 높이는데 한계가 있다. 원료층에 산소가 공급되면 윈드 박스(70)의 흡인력에 의해 표층의 화염이 소결 대차(50)의 하부측으로 이동하면서 원료층 내의 고체 연료를 연소시킨다. 이에 원료층 내부의 온도가 이어서 공급되는 기체 연료의 최저연소온도까지 상승하게 된다. When the flame is ignited on the surface layer of the raw material layer, oxygen is supplied to the raw material layer through the
이후 원료층에 산소 공급을 중단하고 기체 연료를 공급한다. 이때, 기체 연료는 산소 공급 중단 후 이어서 공급하지 않고 산소 공급으로 고체 연료가 충분히 연소될 수 있는 시간을 확보하는 것이 좋다. 그리고 기체 연료의 공급은 고농도의 기체 연료를 제2노즐(126)을 통해 제2후드(124)로 공급하여 제2후드(124) 상부면에 형성된 통공(123)으로 유입되는 외기와 혼합하여 0.8 내지 3% 정도의 연소하한농도 이하로 희석된 상태로 원료층에 공급할 수 있다. 이에 기체 연료는 윈드 박스의 흡인력에 의해 원료층 내부로 이동하여 원료층 내부에 형성되는 연소대에 도달한 후 연소될 수 있다. Thereafter, oxygen supply to the raw material layer is stopped and gaseous fuel is supplied. At this time, it is preferable to secure the time for the solid fuel to be sufficiently burned by the oxygen supply without supplying the gaseous fuel continuously after the stop of the oxygen supply. The gaseous fuel is supplied to the
기체 연료의 공급은 소결 구간 내에 이격 설치된 제2후드(124)를 통해 단속적으로 공급될 수 있다. 이에 기체 연료와 외기가 반복해서 공급될 수 있으므로, 기체 연료의 연소와 함께 고체 연료가 연소됨으로써 발생할 수 있는 산소 부족 현상을 억제하여 기체 연료가 연소되지 않은 상태로 윈드 박스를 통해 배출되는 것을 방지할 수 있다. The supply of gaseous fuel can be intermittently supplied through the
또한, 기체 연료 공급 시 소결 대차의 폭방향으로 공간분할된 제2후드(124)를 통해 각 공간마다 기체 연료의 유량을 조절함으로써 소결 대차의 폭방향에서 발생하는 온도 편차도 억제할 수 있다. In addition, when the gaseous fuel is supplied, the flow rate of the gaseous fuel can be controlled through the
다음, 기체 연료의 공급을 중단하고 소결 대차(50)를 배광부(60)로 이송시키면서 소결 대차(50) 내부의 원료층을 소결시켜 소결광을 제조한다. Next, the supply of the gaseous fuel is stopped, and the
소결광이 제조되면 배광부(60) 직전에서 가습 공기 공급 장치(130)를 통해 소결광에 가습 공기를 공급하여 소결광을 냉각시킨다. 이때, 소결광의 하층부는 적열 상태를 지속하고 있어 하층부의 소결광이 과소결될 수 있으므로 가습 공기를 공급함으로써 적열 상태의 소결광을 냉각을 촉진시켜 줄 수 있다. When the sintered ores are formed, humidified air is supplied to the sintered ores through the humidifying
이러한 가습 공기의 공급은 소결 대차의 바닥부분에서 고체 원료의 연소가 완료된 이후에서 배광부 직전까지 수행할 수 있다.
The supply of the humidifying air can be performed from the bottom of the sintering bogie to after the completion of the combustion of the solid raw material to just before the light-directing portion.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.
10: 상부광 호퍼 20: 써지 호퍼
50: 소결 대차 70: 윈드 박스
100: 열량 조절기 110: 산소 공급 장치
120: 기체 연료 공급 장치 130: 가습 공기 공급 장치10: upper light hopper 20: surge hopper
50: Sintering truck 70: Wind box
100: calorie regulator 110: oxygen supply device
120: a gaseous fuel supply device 130: a humidifying air supply device
Claims (24)
상기 이동 경로의 상부 일측에 설치되어 상기 소결 대차 내의 원료층에 화염을 분사하는 점화로;
상기 이동 경로의 타측에 설치되어 소결이 완료된 소결광이 배출되는 배광부;
상기 이동 경로에서 상기 점화로와 배광부 사이에 구비되는 윈드 박스; 및
상기 이동 경로의 상부에서 상기 점화로와 배광부 사이에 구비되어, 상기 원료층에 열량과 가습공기를 공급하는 열량 조절기;
를 포함하는 소결광 제조 설비.A plurality of sintering carts movable along the movement path and loaded with a raw material layer therein;
An ignition means provided at an upper side of the movement path for spraying a flame on a raw material layer in the sintered bogie;
A light-splitting unit installed on the other side of the movement path and discharging the sintered light that has been sintered;
A wind box provided between the ignition passage and the light-splitting section in the movement path; And
A calorie regulator provided between the ignition passage and the light-splitting section at an upper portion of the movement path, for supplying a heat quantity and humidifying air to the raw material layer;
And a sintering furnace.
상기 열량 조절기는,
상기 원료층에 산소를 포함하는 기체를 공급하는 산소 공급 장치와,
상기 산소 공급 장치의 일측에 구비되어, 상기 원료층에 기체 연료를 공급하는 기체 연료 공급 장치 및
상기 기체 연료 공급 장치의 일측에 구비되어, 상기 원료층에 가습공기를 공급하는 가습공기 공급 공급장치를 포함하는 소결광 제조 설비. The method according to claim 1,
Wherein the calorie regulator comprises:
An oxygen supply device for supplying a gas containing oxygen to the raw material layer;
A gaseous fuel supply device provided at one side of the oxygen supply device for supplying gaseous fuel to the raw material layer,
And a humidifying air supply and supply device provided at one side of the gaseous fuel supply device for supplying humidified air to the raw material layer.
상기 산소 공급 장치는,
산소를 저장하는 산소 저장기와,
상기 이동 경로의 상부에 상기 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되고, 상부면에 통공이 형성되는 제1후드와,
상기 산소 저장기에 저장된 산소를 상기 제1후드 내부로 공급하는 제1노즐을 포함하는 소결광 제조 설비. The method of claim 2,
The oxygen supply device includes:
An oxygen reservoir for storing oxygen,
A first hood which is provided at an upper portion of the movement path so as to surround an upper portion of the sintered bogie,
And a first nozzle for supplying oxygen stored in the oxygen reservoir to the inside of the first hood.
상기 기체 연료 공급 장치는,
기체 연료를 저장하는 기체 연료 저장기와,
상기 이동 경로의 상부에 상기 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되고, 상부면에 통공이 형성되는 제2후드와,
상기 기체 연료 저장기에 저장된 산소를 상기 제2후드 내부로 공급하는 제2노즐을 포함하는 소결광 제조 설비. The method of claim 3,
The gaseous fuel supply device includes:
A gaseous fuel reservoir for storing gaseous fuel,
A second hood provided at an upper portion of the movement path to surround the upper portion of the sintered bogie and having a through hole formed in an upper surface thereof,
And a second nozzle for supplying oxygen stored in the gaseous fuel reservoir to the inside of the second hood.
상기 제2후드는 상기 제1후드와 이격되어 구비되는 소결광 제조 설비. The method of claim 4,
And the second hood is spaced apart from the first hood.
상기 산소 공급 장치, 기체 연료 공급장치 및 가습 공기 장치는 상기 소결 대차의 이동 방향을 따라 순차적으로 구비되는 소결광 제조 설비. The method according to claim 4 or 5,
Wherein the oxygen supply device, the gaseous fuel supply device, and the humidifying air device are sequentially provided along the moving direction of the sintered bogie.
상기 기체 연료 공급 장치는 상기 점화로에서 상기 배광부 사이의 이동 경로 중 1/3 이내의 영역에 구비되고, 상기 산소 공급 장치는 상기 기체 연료 공급 장치가 구비되는 영역의 1/4 내지 1/2 영역에 구비되는 소결광 제조 설비. The method of claim 6,
Wherein the gaseous fuel supply device is provided in an area within 1/3 of the movement path between the light shading part in the ignition path, and the oxygen supply device is provided in an area of 1/4 to 1/2 The sinter orbital manufacturing facility provided in the region.
상기 제2후드는 상기 제2후드의 내부 공간을 상기 소결 대차의 폭 방향을 따라 복수개로 공간 분리하도록 형성되고,
상기 제2후드의 분리된 공간마다 제2노즐이 연결되는 소결광 제조 설비. The method of claim 4,
The second hood is formed to space-divide a plurality of spaces in the inner space of the second hood along the width direction of the sintered bogie,
And a second nozzle is connected to the separated space of the second hood.
상기 제2후드는 상기 소결 대차의 이동 방향을 따라 복수개가 배치되고,
상기 복수개의 제2후드는 상호 이격되어 구비되는 소결광 제조 설비. The method of claim 8,
A plurality of second hoods are disposed along the moving direction of the sintered bogie,
Wherein the plurality of second hoods are spaced apart from each other.
상기 제2후드의 길이는 상기 제2후드 간의 간격보다 2 내지 4배 긴 소결광 제조 설비. The method of claim 9,
And the length of the second hood is 2 to 4 times longer than the distance between the second hood.
상기 가습 공기 공급 장치는,
수분을 저장하는 수분 저장기와,
상기 이동 경로의 상부에 상기 소결 대차의 상부를 둘러싸도록 구비되고, 상부면에 통공이 형성되는 제3후드와,
상기 수분 저장기에 저장된 수분을 상기 제3후드 내부로 공급하는 제3노즐을 포함하는 소결광 제조 설비. The method of claim 2,
The humidifying air supply device includes:
A water reservoir for storing water,
A third hood which is provided at an upper portion of the movement path and surrounds the upper portion of the sintered bogie,
And a third nozzle for supplying the moisture stored in the moisture reservoir to the inside of the third hood.
상기 가습 공기 공급 장치는 상기 소결 대차의 이동 방향에 대해서 상기 배광부의 후방에 구비되는 소결광 제조 설비. The method of claim 11,
Wherein the humidifying air supply device is provided behind the light shading portion with respect to the moving direction of the sintered bogie.
상기 소결 원료를 이동하는 소결 대차에 장입하여 원료층을 형성하는 과정과;
상기 원료층을 점화시키는 과정과;
상기 원료층에 열량을 공급하는 과정과;
상기 소결 원료가 소결되어 제조된 소결광에 가습 공기를 공급하여 냉각시키는 과정; 및
상기 소결광을 배광시키는 과정;을 포함하는 소결광 제조 방법. Preparing a raw material for sinter;
Forming a raw material layer by charging the raw material for sinter into a moving sintering vehicle;
Igniting the raw material layer;
Supplying a quantity of heat to the raw material layer;
A step of supplying humidified air to the sintered ores produced by sintering the raw material for sinter to cool the sintered ores; And
And light distribution of the sintered ores.
상기 소결 원료를 마련하는 과정에서,
상기 소결 원료 중에 함유되는 고체 연료의 함량은 상기 소결 원료의 전체 중량에 대해서 3.5 내지 4.5 중량%인 소결광 제조 방법. 14. The method of claim 13,
In the process of preparing the raw material for sinter,
Wherein the content of the solid fuel contained in the raw material for sinter is 3.5 to 4.5 wt% with respect to the total weight of the raw material for sinter.
상기 열량을 공급하는 과정은,
상기 원료층에 산소를 포함하는 기체를 공급하는 과정과,
상기 산소를 포함하는 기체를 공급한 원료층에 기체 연료를 공급하는 과정을 포함하는 소결광 제조 방법.14. The method of claim 13,
The process of supplying the heat may include:
Supplying a gas containing oxygen to the raw material layer;
And supplying gaseous fuel to a raw material layer to which a gas containing oxygen is supplied.
상기 산소를 공급하는 과정은,
상기 원료층을 점화시키는 과정 이후에 수행하는 소결광 제조 방법. 16. The method of claim 15,
The process of supplying oxygen includes:
Wherein the step of igniting the raw material layer is performed after the step of igniting the raw material layer.
상기 산소를 공급하는 과정에서,
상기 산소는 외기와 혼합하여 21 내지 30%의 농도로 상기 원료층에 공급하는 소결광 제조 방법.18. The method of claim 16,
In the process of supplying oxygen,
Wherein the oxygen is mixed with the outside air and supplied to the raw material layer at a concentration of 21 to 30%.
상기 산소를 공급하는 과정과 상기 기체 연료를 공급하는 과정은,
상기 소결 원료가 연소하면서 발생하는 배기가스의 온도와 상기 배기가스 중의 산소 농도를 측정하여, 상기 원료층의 표면에서 2/3 높이까지 연소가 진행되는 구간에서 수행하는 소결광의 제조 방법. 18. The method of claim 17,
The process for supplying oxygen and the process for supplying gaseous fuel may include:
Wherein the temperature of the exhaust gas generated while burning the raw material for sinter and the oxygen concentration in the exhaust gas are measured and the combustion is performed in a region where combustion progresses to 2/3 height from the surface of the raw material layer.
상기 산소를 공급하는 과정은 상기 원료층의 내부에 형성되는 연소대의 온도가 상기 기체 연료의 최저연소온도로 될 때까지 수행하는 소결광의 제조 방법. 19. The method of claim 18,
Wherein the step of supplying the oxygen is performed until the temperature of the combustion zone formed in the raw material layer reaches the minimum combustion temperature of the gaseous fuel.
상기 기체 연료를 공급하는 과정은 상기 연소대의 온도에서 연소하한농도로 되도록 공급하는 소결광의 제조 방법. The method of claim 19,
Wherein the step of supplying the gaseous fuel is performed so that the concentration of the gaseous fuel becomes lower than the temperature of the combustion zone.
상기 기체 연료를 공급하는 과정은 기체 연료와 외기를 교대로 반복해서 공급하는 소결광의 제조 방법.The method of claim 20,
Wherein the step of supplying the gaseous fuel alternately and repeatedly supplies the gaseous fuel and the outside air.
상기 기체 연료를 공급하는 과정에서 상기 기체 연료를 공급하는 구간을 상기 외기를 공급하는 구간보다 보다 더 긴 소결광의 제조 방법. 23. The method of claim 21,
Wherein a portion for supplying the gaseous fuel in the course of supplying the gaseous fuel is longer than a portion for supplying the outside air.
상기 기체 연료는 액화천연가스(LNG), 코크스 오븐 가스 및 고로 가스 중 적어도 어느 한 가지인 소결광의 제조 방법.The method according to any one of claims 13 to 22,
Wherein the gaseous fuel is at least one of liquefied natural gas (LNG), coke oven gas, and blast furnace gas.
상기 가습 공기를 공급하는 과정은 상기 소결 대차의 바닥에 위치하는 소결 원료의 연소가 완료된 이후에서 상기 소결광을 배광하기 직전까지인 소결광 제조 방법. 24. The method of claim 23,
Wherein the process of supplying the humidified air is from the completion of the combustion of the raw material for sinter located at the bottom of the sintered bogie to the just before the distribution of the sintered light.
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