KR101522095B1

KR101522095B1 - 괴성광 냉각장치 및 냉각방법

Info

Publication number: KR101522095B1
Application number: KR1020130115080A
Authority: KR
Inventors: 박종인; 손상한; 왕민규; 황병운
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2015-05-20
Also published as: KR20150035009A

Abstract

불활성 가스를 이용하여 괴성광을 냉각시킴으로써 괴성광의 재산화 및 냉각 후 강도 감소 현상을 효과적으로 방지할 수 있는, 괴성광 냉각장치 및 냉각방법에 관한 것이다.
본 발명의 괴성광 냉각장치는, 내부에 괴성광이 적재되어 이송되는 대차와, 상기 괴성광을 냉각시킴과 동시에 재산화를 방지할 수 있도록 상기 대차 내부로 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부 및 상기 대차 내부로 공급된 불활성 가스를 흡입하여 외부로 배출하는 배기후드를 포함한다.
한편, 본 발명의 괴성광 냉각방법은, 컨베이어 방식으로 이송되는 대차 내에 적재된 괴성광을 냉각시킴과 동시에 재산화 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 상기 대차 내에 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

Description

괴성광 냉각장치 및 냉각방법 {COOLING APPARATUS AND METHOD FOR CARBON-CONTAINING AGGLOMERATE}

본 발명은 괴성광 냉각장치 및 냉각방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 불활성 가스를 이용하여 괴성광을 냉각시킴으로써 괴성광이 재산화 되는 것을 효과적으로 방지하는, 괴성광 냉각장치 및 냉각방법에 관한 것이다.

고로용 원료 제조 공정에서 원료의 반응 효율 향상을 위해 광석 및 석탄을 동시에 괴성화하는 방법이 다수 제안되고 있다.

일반적으로, 괴성광 제조를 위해서는 다량의 미립자를 포함하는 석탄과 광석을 바인더와 함께 믹서로 혼합하여 혼합물을 만들고, 만들어진 혼합물을 브리켓 머신으로 압축 성형하여 대차에 적재한 후 소성공정 및 냉각공정을 거치게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 괴성광(10) 제조공정 중 소성공정이 완료된 괴성광(10)은 벨트 컨베이어(20) 상에 적재되어 이송되고, 이송과정 중 윈드박스(520)를 통해 공급되는 공기를 이용하여 괴성광(10)을 냉각시키게 된다.

괴성광(10)을 냉각시키는데 사용된 공기는 고온으로 가열된 후, 배기후드(200)를 통해 집진기(600)로 이동하게 되며, 집진기(600)에서 더스트가 제거된 후 다시 블로워(530)에 의해 윈드박스(520)로 이동하게 된다.

하지만, 괴성광(10)은 소성공정에서 환원이 이루어지므로 냉각공정에서 공기를 이용하여 냉각할 경우 다시 산화되는 현상이 발생하게 되어, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속화율이 감소하는 문제점이 있다.

종래의 소성공정이 완료된 괴성광(10)은 벨트 컨베이어(20) 상에 적재된 채로 이동되기 때문에 공기중에 노출될 뿐만 아니라, 괴성광(10)을 냉각시키는 가스로 공기를 사용하였기 때문에 괴성광(10)이 재산화되는 것을 방지할 수 없었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 공냉방식이 아닌 수냉방식을 이용하기도 하였는데, 수냉방식의 경우 괴성광이 급속도로 냉각됨에 따라 재산화되는 현상이 방지되어 금속화율은 감소하지 않지만, 냉각 후 강도가 급격히 저하되는 현상이 발생하게 된다.

또한, 수냉방식을 이용할 경우 괴성광 내에 함유된 수분을 제거하는 공정이 추가로 필요하게 되는 문제점이 있다.

괴성광 제조방법과 관련된 종래의 기술로는 "탄재 내장 괴성광 제조방법(등록특허 10-1191963)", "괴성광 및 그 제조방법(특허공보 특1990-0001095)" 및 "고로용의 비소성 함탄 괴성광 및 그 제조 방법(공개특허 10-2012-0042981)"등이 있다.

종래의 "탄재 내장 괴성광 제조방법(등록특허 10-1191963)"에서는 제조 공정을 단순화하면서 브리켓의 상온 강도 및 열간 강도를 충분히 확보할 수 있고, 석탄의 종류에 관계없이 고품질의 괴성광을 제조할 수 있는 괴성광 제조방법을 제시하였다.

이러한 괴성광 제조방법은, 광석원료와 석탄원료의 혼합원료에 바인더를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 혼합물을 성형하여 괴성광을 제조하는 단계, 제조된 괴성광을 저온 소성하는 단계 및 석탄의 종류를 확인하여 석탄의 종류에 따라 승온속도를 달리하는 구조를 이용하여 괴성광을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

또한, 종래의 "괴성광 및 그 제조방법(특허공보 특1990-0001095)"에서는 고온성상이 뛰어나고 제품수율이 높은 괴성광을 제공하는 동시에, 폭넓은 입도분포를 가진 미분철광석으로부터 괴성광을 제조하며 소형 송풍기로 소성할 수 있는 제조방법을 제시하였고, "고로용의 비소성 함탄 괴성광 및 그 제조 방법(공개특허 10-2012-0042981)"에서는 슬래그 융점을 낮게 하여 고로의 환원재비를 저감할 수 있는 비소성 함탄 괴성광 및 그 제조 방법을 제시하였다.

이러한 고로용의 비소성 함탄 괴성광 및 그 제조 방법은, 함철 원료, 함탄 원료 및 바인더를 혼합/혼련하고 혼련물을 성형하여 성형체를 얻는 성형체의 형성 공정, 성형체를 양생하여 비소성 함탄 괴성광을 얻는 공정, 비소성 함탄 괴성광의 탄소 함유량(T.C)이 18 내지 25질량％이며 맥석 성분의 CaO 함유량(질량％)과 SiO₂함유량(질량％)의 비 CaO/SiO₂가 1.0 내지 2.0으로 되도록 하는 성형체 형성공정을 이용하여 괴성광을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

하지만 괴성광과 관련된 종래의 기술들에는 괴성광의 재산화를 효과적으로 방지하고, 냉각 후 강도를 향상시키기 위한 장치 및 방법은 제시되어 있지 않은 실정이다.

따라서, 고품질의 괴성광을 제조하기 위해서는 소성공정이 완료된 괴성광의 재산화 및 강도 감소 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 괴성광 냉각장치 및 냉각방법이 필요하다.

한국등록특허 10-1191963 (2012. 10. 10) 한국특허공보 특1990-0001095 (1990. 02. 26) 한국공개특허 10-2012-0042981 (2012. 05. 03)

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 괴성광 제조시 소성이 완료된 괴성광을 냉각함에 있어, 불활성 가스를 이용하여 괴성광을 냉각시킴으로써 괴성광의 재산화 및 냉각 후 강도 감소 현상을 효과적으로 방지할 수 있는, 괴성광 냉각장치 및 냉각방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 괴성광 냉각장치는, 내부에 괴성광이 적재되어 이송되는 대차와, 상기 괴성광을 냉각시킴과 동시에 재산화를 방지할 수 있도록 상기 대차 내부로 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부 및 상기 대차 내부로 공급된 불활성 가스를 흡입하여 외부로 배출하는 배기후드를 포함한다.

상기 배기후드는, 상기 대차 상단에 근접하여 위치하되, 그 길이가 상기 대차의 길이보다 길게 형성되고, 그 폭은 상기 대차의 폭과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 대차의 측면 상단에 체결될 수 있도록 그 저면에는 삽입홈이 형성되고, 그 평면은 상기 배기후드에 결합되는 차단바를 더 포함한다.

상기 대차의 하면에는 복수 개의 통기홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 가스 공급부는, 상기 대차의 하면과 근접하여 위치하되, 그 길이 및 폭은 상기 배기후드와 동일하게 형성되는 윈드박스와, 블로워와, 불활성 가스를 공급하는 가스 공급기와, 상기 윈드박스 및 상기 블로워를 연결하는 제1라인과, 상기 블로워에 상기 제1라인과 별개로 연결되는 제2라인을 포함하고, 상기 가스 공급기는, 상기 제2라인의 일측면에 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 배기후드와 제4라인를 매개로 체결되어 상기 배기후드로부터 흡입된 가스 내부에 유입되어 있는 더스트를 제거하는 집진기와, 상기 집진기와 제3라인를 매개로 연결되고, 상기 블로워와 상기 제2라인를 매개로 연결되어 상기 집진기를 통과한 고온의 가스를 냉각시킴과 동시에 그로부터 열을 회수하는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제2라인 일측면에 체결되어 상기 열교환기로부터 유동되는 상기 불활성 가스의 농도를 측정하는 가스농도 측정기와, 상기 가스농도 측정기로부터 측정된 농도값을 전송받아 기입력된 농도값과 비교하는 제어부를 포함하고, 상기 가스 공급기는, 상기 제2라인 일측면에 체결되되 상기 가스농도 측정기와 상기 블로워 사이에 위치하며, 상기 제어부는, 상기 가스농도 측정기로부터 전송받은 농도값이 기입력된 농도 하한값보다 낮으면 상기 가스 공급기를 작동시켜 상기 불활성 가스를 공급하고, 농도 상한값보다 높으면 상기 불활성 가스의 공급을 중단하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 괴성광 냉각방법은, 컨베이어 방식으로 이송되는 대차 내에 적재된 괴성광을 냉각시킴과 동시에 재산화 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 상기 대차 내에 불활성 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대차의 일면을 통해 상기 대차 내부로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 공급 단계와, 상기 대차의 타면을 통해 상기 대차 내부에 주입된 불활성 가스를 흡입하는 불활성 가스 흡입 단계와, 상기 대차로부터 흡입된 가스 내부에 유입되어 있는 더스트를 제거하는 집진 단계와, 더스트가 제거된 가스를 냉각시킴과 동시에 가스의 고열을 회수하는 열교환 단계와, 상기 열교환 단계를 통과한 가스를 상기 대차의 일면 방향으로 이동시키는 원동력을 제공하는 블로잉 단계를 포함한다.

상기 열교환 단계 이후에, 상기 불활성 가스의 농도를 측정한 후 측정된 농도값이 기설정된 하한값 이하이면 불활성 가스를 추가로 공급하고, 상한값 이상이면 공급을 중단하는 가스농도 유지 단계를 포함하는, 괴성광 냉각방법.을 특징으로 한다.

본 발명은 하기와 같은 다양한 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 괴성광이 재산화되는 것을 방지함으로써 고품질의 괴성광을 제조할 수 있다.

둘째, 본 발명은 괴성광의 냉각을 위해 사용되는 불활성 가스를 재사용함으로써 비용을 절감할 수 있다.

셋째, 본 발명은 불활성 가스의 농도가 자동으로 제어됨으로써 항상 동일한 품질의 괴성광을 제조할 수 있다.

넷째, 본 발명은 괴성광으로 유입되는 대기중의 공기를 최소화 함으로써 괴성광이 재산화되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 괴성광 냉각공정 개략도,
도 2는 냉각방법에 따른 괴성광의 금속화율 및 압축강도를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 괴성광 냉각공정 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 대차 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 대차 및 배기후드 삽입상태를 나타낸 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 괴성광 냉각장치의 일 실시예를 설명하며, 배경기술에서 설명한 구성의 도면번호는 특별한 언급이 없다면 동일하게 적용된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성광 냉각장치는, 대차(100), 가스 공급부(500) 및 배기후드(200)를 포함한다.

대차(100)는, 그 내부에 괴성광(10)이 적재되는 공간이 형성되며, 소성공정이 완료된 괴성광(10)이 내부에 적재된 후 이송된다.

본 일 실시예에서는 대차(100)의 측면 하단부가 연속하여 이동하는 가이드 라인(110) 상에 체결됨으로써 이동될 수 있게 하였지만, 종래에 사용되던 벨트 컨베이어(20) 상면에 대차(100)가 안착되어 이동하는 것도 가능할 것이다.

다만, 벨트 상면에 대차(100)를 안착시키기 위해서는 벨트 상에 불활성 가스가 유동하기 위한 복수 개의 통기홀(120)이 필요할 것이며, 벨트의 마모 방지 및 불활성 가스를 효과적으로 유동시키기 위해서는 벨트를 사용하지 않는 것이 더 바람직할 것이다.

한편, 본 발명의 실시를 위한 대차(100)의 이동방식은 이러한 방식에 특별히 한정되지 않고 다양하게 변경하여 적용 가능하다.

이러한 대차(100)는, 복수 개가 연속하여 이동할 수 있도록 대차(100)와 대차(100) 사이를 이격되게 연결하여 설치하는 것도 가능하지만, 좀 더 바람직하게는 대차(100)와 대차(100) 사이에 빈 공간이 형성되지 않도록 연속하여 설치하는 것이 후술하는 배기후드(200)로 외부 공기가 유입되는 것을 방지하는데 더욱 효과적일 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 대차(100)의 하면은 불활성 가스가 유동될 수 있도록 복수 개의 통기홀(120)이 형성되고, 그 상면은 괴성광(10)이 적재될 수 있도록 개방되는 것이 바람직할 것이다. 이때, 통기홀(120)의 형상, 크기 및 수량은 대차(100) 내부에 적재되는 괴성광(10)의 입자 크기 및 적재량에 따라 다양하게 변경 가능할 것이다.

가스 공급부(500)는, 컨베이어 상을 이동하는 대차(100) 내부에 적재된 괴성광(10)을 냉각시킴과 동시에 괴성광(10)이 재산화되는 것을 방지할 수 있도록 대차(100) 내부로 불활성 가스를 공급한다.

이러한 가스 공급부(500)는, 윈드박스(520), 블로워(530) 및 가스 공급기(510)를 포함한다.

윈드박스(520)는, 공급되는 불활성 가스를 대차(100)의 하면을 통해 대차(100) 내부로 주입하는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 대차(100)의 하면과 근접하여 위치하되 그 길이는 대차(100)의 길이보다 길게 형성되고, 그 폭은 대차(100)의 폭과 동일하게 형성되는 것이 바람직할 것이다.

이렇듯, 윈드박스(520)의 길이가 대차(100)의 길이보다 길게 형성됨으로써 컨베이어 상을 이동하는 대차(100)가 냉각을 위해 정지하지 않고 지속적으로 이동하며 냉각될 수 있고, 그 폭이 대차(100)의 폭과 동일하게 형성됨으로써 윈드박스(520)를 통해 주입되는 불활성 가스가 대차(100) 외부로 누설되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

블로워(530)는, 공급되는 불활성 가스가 윈드박스(520) 방향으로 유동될 수 있도록 구동력을 제공하는 것으로, 제1라인(540)를 매개로하여 상술한 윈드박스(520)와 연결된다.

가스 공급기(510)는, 대차(100) 내부에 적재된 괴성광(10)을 냉각시킴과 동시에 괴성광(10)이 재산화되는 것을 방지할 수 있도록 불활성 가스를 공급해 주는 것으로, 블로워(530)에 제1라인(540)와 별개로 연결된 제2라인(550)의 일측면에 체결된다.

배기후드(200)는, 대차(100) 내부로 공급된 불활성 가스를 흡입하여 외부로 배출하는 것으로, 대차(100) 상단에 근접하여 위치하되 그 길이 및 폭은 상술한 윈드박스(520)의 길이 및 폭과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 배기후드(200)의 길이가 대차(100)의 길이보다 길게 형성됨으로써 컨베이어 상을 이동하는 대차(100)가 냉각을 위해 정지하지 않고 지속적으로 이동하며 냉각될 수 있고, 배기후드(200)의 폭이 대차(100)의 폭과 동일하게 형성됨으로써 대차(100) 외부의 공기가 배기후드(200) 내부로 흡입되는 것을 최소화 할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 배기후드(200)의 측면에는, 대차(100)의 측면 상단이 체결될 수 있도록 저면에 삽입홈(310)이 형성된 차단바(300)가 결합되고, 이러한 결합에 의해 대차(100) 외부의 공기가 배기후드(200) 내부로 유입되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

배기후드(200)에 의해 흡입된 공기에는 미량의 공기도 포함되게 되는데, 이러한 공기에 포함되어 있는 산소는 가스의 순환과정 중 괴성광(10) 내에 함유된 탄소와 반응하여 CO₂화 됨으로써, 미량의 산소가 누적되지 않고 제거되게 된다.

한편, 본 발명은 집진기(600), 열교환기(610), 가스농도 측정기(620) 및 제어부(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다.

집진기(600)는, 상술한 배기후드(200)로부터 흡입된 가스 내에 존재하는 미량의 더스트를 제거하는 것으로서, 제4라인(410)를 매개로하여 배기후드(200)와 연결된다. 이러한 집진기(600)는, 본 일 실시예에서 처럼 배기후드(200)와 별개로 설치하여도 되지만, 본 발명이 적용되는 상황에 따라서는 배기후드(200)와 일체형으로 제작하여 적용하는 것도 가능할 것이다.

열교환기(610)는, 집진기(600)로부터 유동된 고온의 가스를 냉각시킴과 동시에 그로부터 열을 회수하는 것으로서, 제3라인(400)를 매개로하여 집진기(600)와 연결된다. 이렇게 열교환기(610)를 통해 회수된 열은 전력생산, 스팀생산 등 여타 공정에서 다양하게 사용될 수 있다.

가스농도 측정기(620)는, 열교환기(610)를 통과하여 블로워(530)로 유동되는 가스 중 불활성 가스의 농도를 측정하여 후술하는 제어부(미도시)로 전송하는 것으로서, 사용되는 불활성 가스의 종류에 따라 가스농도 측정기(620)의 종류 또한 다양하게 변경 가능할 것이다.

본 일 실시예에서는 가스농도 측정기(620)의 위치를 제2라인(550) 일측면에 체결하였지만, 본 발명이 적용되는 상황에 따라 다양하게 변경 가능할 것이다. 다만, 가스농도 측정기(620)가 고온의 가스에 의해 수명이 감소하는 것을 방지하기 위해서는 본 일 실시예에서 처럼 가스농도 측정기(620)의 위치를 열교환기(610) 이후에 설치하는 것이 바람직할 것이다.

제어부(미도시)는, 가스농도 측정기(620)로부터 측정된 농도값을 전송받아 기입력된 농도값과 비교하며, 전송받은 농도값이 기입력된 농도 하한값보다 낮으면 가스 공급기(510)를 작동시켜 불활성 가스를 공급하고, 농도 상한값보다 높으면 불활성 가스의 공급을 중단한다.

이러한 제어부(미도시)의 효과를 극대화시키기 위해서는, 상술한 가스 공급기(510)를 가스농도 측정기(620)와 블로워(530) 사이에 위치시키고, 제어부(미도시)로부터 전송받은 신호에 따라 불활성 가스를 공급 또는 중단하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 본 일 실시예에서는 대차(100)의 상단에 배기후드(200)를 위치시키고, 대차(100)의 하단에 윈드박스(520)를 위치시켰지만, 경우에 따라서는 대차(100)의 일측면에 배기후드(200)를 위치시키고 타측면에 윈드박스(520)를 위치시키는 것도 가능할 것이다.

만약, 배기후드(200) 및 윈드박스(520)의 위치를 변경시킨다면, 대차(100)의 형상 또한 그에 대응될 수 있도록 변경하는 것이 바람직할 것이다.

이하에서는 도 3을 참고로 괴성광(10)의 냉각 및 괴성광(10)의 재산화 방지를 위한 본 발명의 작동 과정을 설명한다.

작업자는 가스 공급기(510)를 작동시키기에 앞서 제어부(미도시)를 통해 유지하고자 하는 불활성 가스의 농도 상한값 및 하한값을 입력한다. 이때, 불활성 가스 농도의 관리값은 괴성광(10)의 냉각효율 및 재산화 방지를 위한 최적의 값을 설정하는 것이 바람직하다.

불활성 가스 농도의 관리값 설정이 완료되면, 가스농도 측정기(620), 가스 공급기(510), 블로워(530), 가이드 라인(110), 배기후드(200), 집진기(600), 열교환기(610)를 작동시킨다.

가스 공급기(510)에 의해 불활성 가스가 제2라인(550)로 공급되면, 공급된 가스는 블로워(530)에 의해 제1라인(540)로 유동된 후 대차(100) 하면에 위치한 윈드박스(520)를 통해 대차(100) 내부로 주입된다.

대차(100) 내부에 주입된 불활성 가스는, 대차(100) 상단에 위치한 배기후드(200)의 흡입력에 의해 대차(100) 하단에서 상단으로 유동하게 되고, 이러한 불활성 가스의 유동에 의해 괴성광(10)이 냉각되게 된다.

배기후드(200)에 의해 흡입된 불활성 가스 및 미량의 공기는, 제4라인(410)를 통해 집진기(600)로 유동하게 되고, 집진기(600)에서는 유동된 공기 내에 존재하는 미량의 더스트를 제거한 후 제3라인(400)를 통해 열교환기(610) 방향으로 가스를 유동시킨다.

열교환기(610)로 유동된 가스는, 괴성광(10)을 냉각시키는 과정 중 고온의 상태로 변화되어 있기 때문에, 열교환기(610)를 통과함으로써 다시 냉각되고, 이때 열교환기(610)는 고온의 가스를 냉각시키면서 그 열을 회수하게 된다. 이렇게 회수된 열은 여타 공정에서 다양한 방면으로 재사용 가능하다.

열교환기(610)를 통과한 가스는 제2라인(550)를 통해 블로워(530) 방향으로 유동하게 되고, 이때 제2라인(550)의 일측면에 체결된 가스농도 측정기(620)에 의해 불활성 가스 농도가 측정된다.

이렇게 측정된 불활성 가스 농도는 제어부(미도시)로 전송되고, 제어부(미도시)에서는 전송받은 농도 측정값과 기입력된 농도의 상한값 및 하한값을 비교하여, 측정값이 상한값 이상이면 가스 공급기(510)를 정지시켜 불활성 가스의 공급을 중단하고, 측정값이 하한값 이하이면 가스 공급기(510)를 작동시켜 불활성 가스를 공급하게 된다.

제2라인(550)를 통해 블로워(530)로 유동된 가스는 블로워(530)에 의해 윈드박스(520)로 다시 유동되고, 상술한 과정이 반복됨으로써 한번 사용된 불활성 가스를 폐기하는 것이 아닌, 반복적으로 사용할 수 있게 된다.

이러한 과정 중, 배기후드(200)의 흡입력에 의해 대차(100) 내부의 불활성 가스가 흡입될때 대차(100) 외부에 있는 공기도 미량 흡입되게 되는데, 대차(100)의 상단이 배기후드(200)에 체결된 차단바(300)의 삽입홈(310)에 삽입됨으로써 대차(100) 외부로부터 흡입되는 공기의 량을 최소화 하게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 괴성광(10) 냉각방법의 일 실시예를 설명한다.

본 발명은 컨베이어 방식으로 이송되는 대차(100) 내에 적재된 괴성광(10)을 냉각시킴과 동시에 재산화 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 대차(100) 내에 불활성 가스를 공급하는 괴성광(10) 냉각과정을 포함한다.

또한, 이러한 괴성광(10) 냉각과정은, 불활성 가스 공급 단계, 불활성 가스 흡입 단계, 집진 단계, 열교환 단계 및 블로잉 단계를 포함한다.

불활성 가스 공급 단계는, 대차(100) 내에 적재된 괴성광(10)을 냉각시킴과 동시에 괴성광(10)이 재산화되는 것을 방지할 수 있도록 대차(100)의 일면을 통해 대차(100) 내부로 불활성 가스를 주입하는 단계이다.

불활성 가스 흡입 단계는, 불활성 가스 공급 단계에서 대차(100) 내부에 주입된 불활성 가스가 이동하면서 괴성광(10)을 냉각시킬 수 있도록 대차(100)의 타면을 통해 대차(100) 내부의 불활성 가스를 흡입하는 단계이다.

집진 단계는, 불활성 가스 흡입 단계를 통해 대차(100) 외부로 배출된 가스의 내부에 존재하는 미량의 더스트를 제거하는 단계이다.

열교환 단계는, 불활성 가스 흡입 단계에서 괴성강을 냉각시킴으로서 가열된 고온의 가스를 집진 단계를 통과한 후에 냉각시킴과 동시에 가스가 가지고 있던 고열을 회수하는 단계이다.

이러한 열교환 단계에서 회수된 열은, 다양한 공정에서 재사용 가능하다.

블로잉 단계는, 열교환 단계를 통과한 가스를 불활성 공급 단계에서 다시 이용할 수 있도록 대차(100)의 일면 방향으로 이동시키기 위해 원동력을 제공하는 단계이다.

한편, 열교환 단계 이후에는 불활성 가스의 농도를 측정한 후 측정된 농도값이 하한값 이하이면 불활성 가스를 추가로 공급하고, 상한값 이상이면 공급을 중단하는 가스농도 유지 단계를 포함하는 것이 바람직할 것이다.

이러한 가스농도 유지 단계를 통해 괴성광(10)을 냉각시키는데 사용되는 불활성 가스의 농도를 일정하게 유지할 수 있다.

상술한 괴성광 냉각장치 및 냉각방법을 통해 냉각된 괴성광의 강도 및 금속화율을 측정한 결과가 도 2에 도시되어 있다. 이러한 결과에 의하면, 종래의 공냉은 강도는 높되 금속화율이 감속하였고, 수냉은 금속화율은 높되 강도가 감소한 반면, 본 발명에 따른 불활성 가스를 이용한 냉각 시 괴성광(10)의 강도 및 금속화율이 모두 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다.

이때, 본 일 실시예에서 사용된 N₂가스는 작업현장에서 가장 일반적으로 사용되는 대표적인 불활성 가스이며, 공기를 구성하는 성분 중 가장 높은 함유량을 가지는 가스이다. 본 발명은 도 2에 도시된 N₂ 가스 뿐만 아니라 Ar 등 다양한 불활성 가스를 적용할 수 있다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 괴성광 20 : 벨트 컨베이어
100 : 대차 200 : 배기후드
300 : 차단바 310 : 삽입홈
500 : 가스 공급부 510 : 가스 공급기
520 : 윈드박스 530 : 블로워
600 : 집진기 610 : 열교환기
620 : 가스농도 측정기

Claims

내부에 괴성광이 적재되어 이송되는 대차;
상기 괴성광을 냉각시킴과 동시에 재산화를 방지할 수 있도록 상기 대차 내부로 불활성 가스를 공급하는 가스 공급부;
상기 대차 내부로 공급된 불활성 가스를 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록, 상기 대차 상단에 근접하여 위치하되, 그 길이가 상기 대차의 길이보다 길게 형성되고, 그 폭은 상기 대차의 폭과 동일하게 형성되는 배기후드; 및
상기 대차의 측면 상단에 체결될 수 있도록 그 저면에는 삽입홈이 형성되고, 그 평면은 상기 배기후드에 결합되는 차단바를 포함하는, 괴성광 냉각장치.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 대차의 하면에는 복수 개의 통기홀이 형성되는 것을 특징으로 하는, 괴성광 냉각장치.
청구항 4에 있어서,
상기 가스 공급부는, 상기 대차의 하면과 근접하여 위치하되, 그 길이 및 폭은 상기 배기후드와 동일하게 형성되는 윈드박스와, 블로워와, 불활성 가스를 공급하는 가스 공급기와, 상기 윈드박스 및 상기 블로워를 연결하는 제1라인과, 상기 블로워에 상기 제1라인과 별개로 연결되는 제2라인을 포함하고,
상기 가스 공급기는, 상기 제2라인의 일측면에 체결되는 것을 특징으로 하는, 괴성광 냉각장치.
청구항 5에 있어서,
상기 배기후드와 제4라인를 매개로 체결되어 상기 배기후드로부터 흡입된 가스 내부에 유입되어 있는 더스트를 제거하는 집진기와, 상기 집진기와 제3라인를 매개로 연결되고, 상기 블로워와 상기 제2라인를 매개로 연결되어 상기 집진기를 통과한 고온의 가스를 냉각시킴과 동시에 그로부터 열을 회수하는 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 괴성광 냉각장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제2라인 일측면에 체결되어 상기 열교환기로부터 유동되는 상기 불활성 가스의 농도를 측정하는 가스농도 측정기와, 상기 가스농도 측정기로부터 측정된 농도값을 전송받아 기입력된 농도값과 비교하는 제어부를 포함하고,
상기 가스 공급기는, 상기 제2라인 일측면에 체결되되 상기 가스농도 측정기와 상기 블로워 사이에 위치하며,
상기 제어부는, 상기 가스농도 측정기로부터 전송받은 농도값이 기입력된 농도 하한값보다 낮으면 상기 가스 공급기를 작동시켜 상기 불활성 가스를 공급하고, 농도 상한값보다 높으면 상기 불활성 가스의 공급을 중단하는 것을 특징으로 하는, 괴성광 냉각 냉치.
대차의 일면을 통해 상기 대차 내부로 불활성 가스를 주입하는 불활성 가스 공급 단계;
상기 대차의 타면을 통해 상기 대차 내부에 주입된 불활성 가스를 흡입하는 불활성 가스 흡입 단계;
상기 대차로부터 흡입된 가스 내부에 유입되어 있는 더스트를 제거하는 집진 단계;
더스트가 제거된 가스를 냉각시킴과 동시에 가스의 고열을 회수하는 열교환 단계;
상기 불활성 가스의 농도를 측정한 후 측정된 농도값이 기설정된 하한값 이하이면 불활성 가스를 추가로 공급하고, 상한값 이상이면 공급을 중단하는 가스농도 유지 단계; 및
열교환 단계를 통과한 가스를 상기 대차의 일면 방향으로 이동시키는 원동력을 제공하는 블로잉 단계를 포함하는, 괴성광 냉각방법
삭제
삭제