KR101576255B1 - 다중 구조의 펠릿 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 구조의 펠릿 제조장치에 관한 것으로서, 펠릿을 건조 예열하는 건조 예열구간과, 펠릿을 가열하는 가열구간과, 펠릿을 냉각하는 냉각구간을 구비한 펠릿 제조장치로서, 제1 건조 예열구간과 제1 가열구간과 제1 냉각구간을 순차적으로 구비한 하나 이상의 제1 구조부와, 이 제1 구조부와 인접하게 설치되며, 제2 건조 예열구간과 제2 가열구간과 제2 냉각구간을 제1 구조부와 역순으로 구비한 하나 이상의 제2 구조부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 펠릿을 제조하는 제1 구조부와 제2 구조를 서로 반대 방향으로 설치된 다중 구조로 배치하여 폐열을 재사용함으로써, 폐열의 재사용 효율을 향상시키는 동시에 펠릿의 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

다중 구조의 펠릿 제조장치{Apparatus for manufacuring pellet with multiple structure}

본 발명은 다중 구조의 펠릿 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 분말상태의 철광석을 펠레타이징하여 소성가공하는 다중 구조의 펠릿 제조장치에 관한 것이다.

철강산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심기간산업으로서, 제철소에서는 원료로서 철광석 및 석탄을 이용하여 용융 상태의 선철인 용철을 제조한 다음, 이로부터 강을 제조하고 있다.

현재, 철 생산은 고로법으로부터 생산되고 있으며, 고로법은 소결 과정을 거친 철광석과 유연탄을 원료로 하여 제조한 코우크스 등을 고로에 함께 넣고 산소를 불어넣어 철광석을 철로 환원하여 용철을 제조하는 방법이다.

고로법은 그 반응 특성상 일정 수준이상의 강도를 보유하고 노내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보유한 원료를 요구하므로, 전술한 바와 같이, 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로는 특정 원료탄을 가공처리한 코우크스에 의존하며, 철원으로는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다.

이에 따라 현재의 고로법에서는 코우크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료예비처리설비가 반드시 수반되므로, 고로 이외의 부대설비를 구축해야 할 필요가 있을 뿐만 아니라 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염물질에 대한 환경오염 방지설비의 설치 필요로 인하여 투자 비용이 다량으로 소모되어 제조원가가 급격히 상승하는 문제점이 있다.

이러한 고로법의 문제점을 해결하기 위하여, 제철소에서는 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하고, 철원으로는 분광 태의 철광석을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융 환원 제철법이 사용되고 있다.

특히, 고로는 연료인 코크스와 철원류를 반복 장입하면서 풍구를 통해 열풍을 불어 넣어 장입된 철원류를 환원 용융시켜 용선을 생산하는 설비이다. 철원류는 파쇄(crushing)와 체질(screening)에 의하여 적정한 크기만을 선택하여 고로에 장입한다. 고로에는 괴철광석 뿐만 아니라 분광상태의 철광석을 괴상화한 소결광, 펠릿도 사용된다.

일반적으로 고조 조업시, 고로의 상부로 괴철광석 및 소결광과 함께 펠릿이 장입되며, 펠릿은 정광처리된 극미분 철광석을 바인더를 이용하여 균일한 혼합도를 가지도록 섞어준 다음 물을 첨가하면서 원료입자가 서로 뭉쳐 구상화된 덩어리를 형성하도록 하는 것이다.

이러한 철광석 펠릿(Iron Ore Pellet)은 분광상태의 철광석을 펠레타이저(pelletizer)로 펠레타이징(pelletizing)한 후, 건조공정(drying), 예열공정(pre-heating), 가열공정(heating(induration)), 냉각공정(cooling)을 통해 제조하게 된다.

종래의 철광석 펠릿의 제조장치에서는 건조공정 및 예열공정에 필요한 열량이 크기 때문에, 냉각공정시 발생되는 폐열의 열량을 회수하여 건조공정 및 예열공정에서 재사용하게 된다.

그러나, 냉각공정에서 회수한 열량을 함유한 배가스를 건조공정 및 예열공정으로 이동시킬 때, 외부에 노출되는 길이와 면적이 크기 때문에 상당한 열량이 덕트의 외부로 방출되고, 배가스의 온도가 상당히 많이 낮아진다는 문제점이 있다.

이러한 냉각공정에서 배출된 폐열의 열량은 수십m 길이의 덕트를 통한 이동시 외부 대기로 방출되어 버려져 재사용 열량이 감소되므로, 폐열의 재사용 효율이 저하되는 동시에 펠릿의 제조비용이 증가한다는 문제점도 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0797828호 (2008년 1월 24일)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 폐열의 재사용 효율을 향상시키는 동시에 펠릿의 제조비용을 절감할 수 있는 다중 구조의 펠릿 제조장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 폐열의 이동거리를 단축시켜 폐열의 열손실을 방지할 수 있는 다중 구조의 펠릿 제조장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 폐열의 열교환 효율을 향상시켜 폐열을 사용율을 향상시킬 수 있는 다중 구조의 펠릿 제조장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 폐열의 냉각에 소요되는 냉각비용을 절감하는 동시에 열량에너지 손실을 최소화할 수 있는 다중 구조의 펠릿 제조장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 펠릿을 건조 예열하는 건조 예열구간과, 펠릿을 가열하는 가열구간과, 펠릿을 냉각하는 냉각구간을 구비한 펠릿 제조장치로서, 제1 건조 예열구간과 제1 가열구간과 제1 냉각구간을 순차적으로 구비한 하나 이상의 제1 구조부(10); 및 상기 제1 구조부(10)와 인접하게 설치되며, 제2 건조 예열구간과 제2 가열구간과 제2 냉각구간을 상기 제1 구조부(10)와 역순으로 구비한 하나 이상의 제2 구조부(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 제1 냉각구간은, 상기 제2 건조 예열구간과 인접하게 설치되어 있고, 상기 제2 냉각구간은, 상기 제1 건조 예열구간과 인접하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 제1 냉각구간은, 상기 제2 건조 예열구간의 하부에 인접하게 설치되어 있고, 상기 제2 냉각구간은, 상기 제1 건조 예열구간의 하부에 인접하게 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 제1 냉각구간에서 배출된 폐열이, 상기 제2 건조 예열구간에서 재사용되고, 상기 제2 냉각구간에서 배출된 폐열이, 상기 제1 건조 예열구간에서 재사용되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 펠릿을 제조하는 제1 구조부와 제2 구조를 서로 반대 방향으로 설치된 다중 구조로 배치하여 폐열을 재사용함으로써, 폐열의 재사용 효율을 향상시키는 동시에 펠릿의 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 제1 구조부의 냉각구간과 제2 구조부의 건조 예열구간을 인접하게 배치함으로써, 폐열의 이동거리를 단축시켜 폐열의 열손실을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 제1 구조부의 냉각구간을 제2 구조부의 건조 예열구간의 하부에 배치하고 제2 구조부의 냉각구간을 제1 구조부의 건조 예열구간의 하부에 배치함으로써, 폐열의 열교환 효율을 향상시켜 폐열을 사용율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 일방의 구조부에서 배출된 폐열이 타방의 구조부의 건조 예열에 재사용됨으로써, 폐열의 냉각에 소요되는 냉각비용을 절감하는 동시에 열량에너지 손실을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 구조의 펠릿 제조장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 구조의 펠릿 제조장치를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 구조의 펠릿 제조장치를 나타내는 평면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 구조의 펠릿 제조장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 구조의 펠릿 제조장치를 나타내는 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 구조의 펠릿 제조장치를 나타내는 평면도이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 다중 구조의 펠릿 제조장치는, 제1 구조부(10)와 제2 구조부(20)를 포함하여 이루어져, 펠릿을 건조 예열하는 건조 예열구간과, 펠릿을 가열하는 가열구간과, 펠릿을 냉각하는 냉각구간을 구비한 펠릿 제조장치이다.

제1 구조부(10)는, 제1 건조 예열구간(11)과 제1 가열구간(12)과 제1 냉각구간(13)을 순차적으로 구비한 하나 이상의 구조부재로서, 분광상태의 철광석을 펠레타이저(pelletizer)를 사용하여 펠레타이징(pelletizing)한 후 투입되어 건조공정, 예열공정, 가열공정 및 냉각공정을 진행하여 철광석 펠릿(Iron Ore Pellet)을 제조하게 된다.

제1 건조 예열구간(11)은, 펠레타이징된 철광석 펠릿을 건조시키는 건조공정과 예열하는 예열공정을 진행하는 구간으로서, 냉각구간의 폐열을 회수하여 건조공정과 예열공정에 열원으로 재사용하게 된다.

제1 가열구간(12)은, 제1 건조 예열구간(11)의 하류에 연결되어 건조 및 예열된 철광석 펠릿을 가열하는 구간으로서, 300℃ 이상의 고온 열풍을 이용하여 철광석 펠릿을 가열하여 소성가공하게 된다.

제1 냉각구간(13)은, 제1 가열구간(12)의 하류에 연결되어 제1 가열구간(12)에서 소성된 철광석 펠릿을 냉각하여 외부로 배출하는 구간으로서, 수냉설비나 공냉설비 등과 같은 냉각설비를 사용하여 소성된 철광석 펠릿을 냉각하여 배출하게 되고, 이때 폐열은 회수하여 건조공정 및 예열공정에서 재사용하도록 열교환설비로 배출된다.

제2 구조부(20)는, 제1 구조부(10)와 인접하게 설치되며, 제2 건조 예열구간(21)과 제2 가열구간(22)과 제2 냉각구간(23)을 제1 구조부(10)와 역순으로 구비한 구조부재로서, 분광상태의 철광석을 펠레타이저(pelletizer)를 사용하여 펠레타이징(pelletizing)한 후 투입되어 건조공정, 예열공정, 가열공정 및 냉각공정을 진행하여 철광석 펠릿(Iron Ore Pellet)을 제조하게 된다.

제2 건조 예열구간(21)은, 펠레타이징된 철광석 펠릿을 건조시키는 건조공정과 예열하는 예열공정을 진행하는 구간으로서, 제1 냉각구간(13)의 폐열을 회수하여 건조공정과 예열공정에서 열원으로 재사용하도록 제1 냉각구간(13)과 인접하게 설치되어 있다.

제2 가열구간(22)은, 제2 건조 예열구간(21)의 하류에 연결되어 건조 및 예열된 철광석 펠릿을 가열하는 구간으로서, 300℃ 이상의 고온 열풍을 이용하여 철광석 펠릿을 가열하여 소성가공하게 된다.

제2 냉각구간(23)은, 제2 가열구간(22)의 하류에 연결되어 제2 가열구간(22)에서 소성된 철광석 펠릿을 냉각하여 외부로 배출하는 구간으로서, 수냉설비나 공냉설비 등과 같은 냉각설비를 사용하여 소성된 철광석 펠릿을 냉각하여 배출하게 되고, 이때 폐열은 회수하여 건조공정 및 예열공정에서 재사용하도록 열교환설비로 배출된다.

이러한 제2 냉각구간(23)은, 제2 냉각구간(23)의 폐열을 제1 건조 예열구간(11)에서 재사용하도록 제1 건조 예열구간(11)과 인접하게 설치되어 있다. 특히 제2 냉각구간(23)은, 제1 건조 예열구간(11)에서 폐열의 열교환이 용이하도록 제1 건조 예열구간(11)의 하부에 인접하게 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 제1 냉각구간(13)에서 배출된 폐열이 제2 건조 예열구간(21)에서 열교환되어 재사용되도록, 제1 냉각구간(13)도 제2 건조 예열구간(21)의 하부에 인접하게 설치되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 본 실시예의 펠릿 제조장치는 1개의 제1 구조부(10)와 1개의 제2 구조부(20)가 서로 역순으로 즉, 서로 반대방향으로 설치된 다중 구조로 이루어져, 제1 냉각구간(13)의 폐열을 회수하여 제2 건조 예열구간(21)에서 재사용되고 제2 냉각구간(23)의 폐열을 회수하여 제1 건조 예열구간(11)에서 재사용되고 있다.

그러나, 본 발명의 펠릿 제조장치는, 여기에 한정되지 않고 1개의 제1 구조부(10)와 2개의 제2 구조부(20)가 서로 반대방향으로 설치된 다중 구조로 이루어져, 제1 냉각구간(13)의 폐열을 회수하여 2개의 제2 건조 예열구간(21)에서 재사용되고 2개의 제2 냉각구간(23)의 폐열을 회수하여 제1 건조 예열구간(11)에서 재사용되는 것도 가능함은 물론이다.

따라서, 본 발명의 펠릿 제조장치는, 1개의 제1 구조부(10)와 복수개의 제2 구조부(20)가 서로 반대방향으로 설치된 다중 구조로 이루어지거나, 복수개의 제1 구조부(10)와 1개의 제2 구조부(20)가 서로 반대방향으로 설치된 다중 구조로 이루어지는 것도 가능함은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 펠릿을 제조하는 제1 구조부와 제2 구조를 서로 반대 방향으로 설치된 다중 구조로 배치하여 폐열을 재사용함으로써, 폐열의 재사용 효율을 향상시키는 동시에 펠릿의 제조비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 제1 구조부의 냉각구간과 제2 구조부의 건조 예열구간을 인접하게 배치함으로써, 폐열의 이동거리를 단축시켜 폐열의 열손실을 방지할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

또한, 제1 구조부의 냉각구간을 제2 구조부의 건조 예열구간의 하부에 배치하고 제2 구조부의 냉각구간을 제1 구조부의 건조 예열구간의 하부에 배치함으로써, 폐열의 열교환 효율을 향상시켜 폐열을 사용율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 일방의 구조부에서 배출된 폐열이 타방의 구조부의 건조 예열에 재사용됨으로써, 폐열의 냉각에 소요되는 냉각비용을 절감하는 동시에 열량에너지 손실을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.

이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

10: 제1 구조부
20: 제2 구조부

Claims (4)

1. 삭제
2. 펠릿을 건조 예열하는 건조 예열구간과, 펠릿을 가열하는 가열구간과, 펠릿을 냉각하는 냉각구간을 구비한 펠릿 제조장치로서,
   제1 건조 예열구간과 제1 가열구간과 제1 냉각구간을 순차적으로 구비한 하나 이상의 제1 구조부(10); 및
   상기 제1 구조부(10)와 인접하게 설치되며, 제2 건조 예열구간과 제2 가열구간과 제2 냉각구간을 상기 제1 구조부(10)와 역순으로 구비한 하나 이상의 제2 구조부(20);를 포함하고,
   상기 제1 냉각구간은, 상기 제2 건조 예열구간과 인접하게 설치되어 있고,
   상기 제2 냉각구간은, 상기 제1 건조 예열구간과 인접하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 펠릿 제조장치.
3. 펠릿을 건조 예열하는 건조 예열구간과, 펠릿을 가열하는 가열구간과, 펠릿을 냉각하는 냉각구간을 구비한 펠릿 제조장치로서,
   제1 건조 예열구간과 제1 가열구간과 제1 냉각구간을 순차적으로 구비한 하나 이상의 제1 구조부(10); 및
   상기 제1 구조부(10)와 인접하게 설치되며, 제2 건조 예열구간과 제2 가열구간과 제2 냉각구간을 상기 제1 구조부(10)와 역순으로 구비한 하나 이상의 제2 구조부(20);를 포함하고,
   상기 제1 냉각구간은, 상기 제2 건조 예열구간의 하부에 인접하게 설치되어 있고,
   상기 제2 냉각구간은, 상기 제1 건조 예열구간의 하부에 인접하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 펠릿 제조장치.
4. 펠릿을 건조 예열하는 건조 예열구간과, 펠릿을 가열하는 가열구간과, 펠릿을 냉각하는 냉각구간을 구비한 펠릿 제조장치로서,
   제1 건조 예열구간과 제1 가열구간과 제1 냉각구간을 순차적으로 구비한 하나 이상의 제1 구조부(10); 및
   상기 제1 구조부(10)와 인접하게 설치되며, 제2 건조 예열구간과 제2 가열구간과 제2 냉각구간을 상기 제1 구조부(10)와 역순으로 구비한 하나 이상의 제2 구조부(20);를 포함하고,
   상기 제1 냉각구간에서 배출된 폐열이, 상기 제2 건조 예열구간에서 재사용되고,
   상기 제2 냉각구간에서 배출된 폐열이, 상기 제1 건조 예열구간에서 재사용되는 것을 특징으로 하는 다중 구조의 펠릿 제조장치.

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