KR101597264B1 - 원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법에 관한 것으로, 원료의 이송경로에 구비되어 상기 원료를 처리하는 장치로서, 내부에 원료가 수용되는 공간이 형성되는 몸체; 상기 몸체에 열풍을 공급하는 열풍 공급기; 및 상기 몸체에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기;를 포함하고, 상기 공간은 상기 열풍 공급기를 통해 공급되는 열풍을 이용하여 원료를 건조시키는 건조 영역과, 상기 냉각수 공급기를 통해 공급되는 냉각수를 이용하여 상기 열풍에 의해 건조시킨 원료를 냉각시키는 냉각 영역을 포함하여, 원료를 이송하는 과정에서 원료에 함유된 수분을 제거하여 원료를 이용한 조업에서 원료층 내의 통기성을 향상시킬 수 있다.

Description

원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법 {Raw material process apparatus and raw material processing method using the same}

본 발명은 원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원료를 이송하는 과정에서 원료에 함유된 수분을 제거하여 원료를 이용한 조업에서 원료층 내의 통기성을 향상시킬 수 있는 원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로 공정은 고로의 장입구를 통해서 연료인 코크스와 원료인 철광석 및 소결광을 장입하고, 고로 하부에 설치된 풍구를 통해서 고온의 열풍을 고로 내부로 송풍시켜 코크스를 연소시키고, 코크스가 연소되면서 발생한 열에 의해 철광석 및 소결광을 용융 및 환원시킴으로써 고온의 용융물, 즉 용선(쇳물)을 생산하는 공정이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 옥외의 야드장(10)에 적재된 소결광(S)은 스테커 리크레이머(100)로 불출되어 제1 및 제2이송경로(410, 420)를 통해 장입물 저장조(300)에 일시적으로 저장된 후 다시 제3이송경로(430)를 통해 고로(500)로 장입된다. 고로(500)에 철광석, 소결광 및 코크스 등의 원료가 장입되면, 고로(500)의 하부로부터 열풍을 취입하여 고로(500) 내에 미분탄을 열풍과 함께 불어넣음으로써 노내에서 환원 용융 반응을 일으켜 용선을 제조하고, 출선구를 통해 고로(500) 밖으로 배출하는 일련의 과정을 실시한다.

여기에서 고로(500)에 장입되는 소결광(S)은 소결공장의 소결기에서 생산되어 대부분 고로(500)로 운송되어 사용되지만, 소결광이 과다하게 생산되거나 고로(500)를 수리하는 경우에는 야드장(10)에 적재되어 보관된다. 야드장(10)에 적재된 소결광은 그런데 야드장(10)에 적재된 소결광은 옥외 지역으로 우천 시 비에 젖는 경우에는 소결광 표면에 형성되는 기공으로 수분이 흡수되어 기공이 막혀 버린다. 이렇게 기공이 막혀버린 소결광을 고로(500)에 직접 장입하여 공정을 실시하면, 고로(500) 내 통기성이 악화되어 고로(500)로 취입되는 열풍을 감소시켜야 하기 때문에 결과적으로는 생산되는 용선의 양이 감소하는 문제점이 있다. 또한, 고로(500) 내 통기성이 악화되면 고로(500) 내 온도가 저하되어 정상상태로 회복시키는데 많은 시간이 소요되고, 이에 공정 효율 및 용선의 출선량이 감소하는 문제점이 있다.

JP 2013-032595A

본 발명은 원료를 이송하는 과정에서 원료에 함유된 수분을 용이하게 제거할 수 있는 원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법을 제공한다.

본 발명은 원료 자체의 통기성 및 원료 처리 공간에서의 통기성을 확보하여 공정효율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법을 제공한다.

본 발명에 따른 원료 처리 장치는, 원료의 이송경로에 구비되어 상기 원료를 처리하는 장치로서, 내부에 원료가 수용되는 공간이 형성되는 몸체; 상기 몸체에 열풍을 공급하는 열풍 공급기; 및 상기 몸체에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기;를 포함하고, 상기 공간은 상기 열풍 공급기를 통해 공급되는 열풍을 이용하여 원료를 건조시키는 건조 영역과, 상기 냉각수 공급기를 통해 공급되는 냉각수를 이용하여 상기 열풍에 의해 건조시킨 원료를 냉각시키는 냉각 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체에는 상부에 상기 원료를 장입하기 위한 장입구가 구비되고, 하부에는 상기 원료를 배출시키는 배출구가 구비되며, 상기 장입구에는 상기 장입구를 개폐하며 상기 몸체 내부로 원료를 장입하는 장입기가 구비되고, 상기 배출구에는 상기 배출구를 개폐하며 상기 몸체 내부의 원료를 외부로 배출시키는 배출기가 구비될 수 있다.

상기 몸체는, 상부에 상기 장입구가 형성되는 상부몸체와, 상기 상부몸체 하부에 상기 상부몸체와 연통되도록 구비되는 중간몸체와, 상기 중간몸체 하부에 상기 중간몸체와 연통되도록 구비되며, 하부에 상기 배출구가 형성되는 하부몸체를 포함하고, 상기 건조영역과 냉각영역은 상기 중간몸체에 형성될 수 있다.

상기 몸체에는 상기 건조 영역과 외부를 연통시키는 배기구가 구비될 수 있다.

상기 몸체에는 상기 몸체 내부의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도측정기가 구비될 수 있다.

상기 몸체에는 상기 몸체 내부의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력측정기가 구비될 수 있다.

상기 냉각 영역에는 상하방향으로 배치되어 내부로 원료를 이동시키는 적어도 하나의 냉각튜브가 구비되고, 상기 냉각튜브의 사이에는 냉각 유로가 구비되며, 상기 냉각 유로는 상기 냉각수 공급기와 연결될 수 있다.

상기 열풍 공급기는, 대기를 흡인하여 가열하는 가열기와, 상기 가열기와 상기 몸체를 연통시키는 열풍공급배관과, 상기 열풍공급배관에 구비되어 상기 가열기에서 발생된 열풍을 상기 몸체 내부로 인입시키는 흡인기를 구비할 수 있다.

상기 열풍 공급기는 상기 몸체 내부의 압력에 따라 상기 열풍공급배관을 개도를 조절하는 댐퍼를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리 방법은, 원료를 처리하는 장치에 장입하기 전에 상기 원료에 함유된 수분을 제거하는 원료처리방법으로서, 건조장치의 몸체 내부에 원료를 장입하는 과정과, 상기 몸체 내부에 열풍을 공급하여 상기 원료를 건조시키는 과정과, 상기 건조된 원료를 냉각시키는 과정과, 상기 냉각된 원료를 상기 몸체 외부로 배출시키는 과정을 포함할 수 있다.

상기 몸체의 하부에는 상기 냉각된 원료가 배출되는 배출구가 구비되고, 상기 배출구에는 상기 배출구를 개폐하며 상기 원료를 상기 몸체에서 배출시키는 배출기가 구비되어, 상기 배출기를 통해 상기 배출구를 개방 또는 폐쇄하여 상기 원료를 상기 몸체 내부에서 이동 또는 정체시킬 수 있다.

상기 원료를 건조시키는 과정에서, 상기 열풍은 대기를 흡입하여 가열하여 발생되고, 상기 대기의 가열은 제철공정에서 발생하는 배가스와 공기를 포함하는 연료가스를 이용하여 수행될 수 있다.

상기 원료를 건조시키는 과정에서, 상기 몸체 내부의 압력을 상기 몸체 외부 압력보다 높게 유지할 수 있다.

상기 원료를 건조시키는 과정과 상기 건조된 원료를 냉각시키는 과정은 상기 몸체 내부에서 연속적으로 수행될 수 있다.

상기 건조된 원료를 냉각시키는 과정은, 상기 몸체 내부에 구비되는 냉각튜브 내부로 상기 건조된 원료를 유입시키고, 상기 냉각튜브의 주변에 구비되는 냉각 유로에 냉각수를 순환시켜 상기 건조된 원료를 냉각시킬 수 있다.

상기 냉각된 원료를 상기 몸체 외부로 배출시키는 과정에서, 상기 냉각된 원료의 온도를 측정하여 상기 측정된 온도가 기 설정된 온도범위인 경우 상기 배출기를 통해 상기 배출구를 개방하여 상기 냉각된 원료를 상기 몸체 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리 장치 및 이를 이용한 원료 처리방법에 의하면, 원료에 흡수된 수분을 용이하게 제거할 수 있다. 예컨대 옥외(屋外)에 적재된 소결광을 고로에 장입하기 위해 이송하는 과정에서 소결광의 이송경로에 구비되는 건조장치에서 소결광을 건조시켜 원료저장기에 일시 저장한 후 고로에 장입할 수 있다. 이에 따라 소결광 내에 흡수된 수분이 제거되어 소결광의 통기성이 확보되기 때문에 이를 이용한 고로 조업에서 고로 내 통기성을 확보할 수 있으므로 출선량을 향상시킬 수 있다.

또한, 소결광을 건조시키는 과정에서 고온으로 가열된 소결광을 건조장치 내에서 냉각시켜 배출함으로써 소결광을 이송하는데 사용되는 벨트 컨베이어의 소손도 억제 혹은 방지할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 원료 처리 장치를 이용하여 소결광을 고로에 장입하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리 장치를 이용하여 소결광을 고로에 장입하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건조장치를 보여주는 사시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 건조장치의 내부 구조를 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리방법을 보여주는 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 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. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리 장치를 이용하여 소결광을 고로에 장입하는 과정을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건조장치를 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 건조장치의 내부 구조를 보여주는 단면도이다.

제선공정에서 용선을 제조하는 경우, 고로(500) 내부에 철광석, 소결광(S) 등의 철원과, 코크스 등을 투입하고, 고로(500)의 하부에 구비되는 풍구를 통해 고로(500) 내부로 열풍을 공급하여 코크스를 연소시켜 그 연소열을 이용하여 철원을 용해시켜 용선을 제조하게 된다. 이때, 소결광(S)의 경우 소결광 제조설비에서 제조된 후 고로(500)로 투입되지만, 소결광(S)이 과다하게 생산된 경우나 고로(500)의 수리 기간 동안에는 옥외의 야드장(10)에 적재되어 보관된다. 옥외에 적재된 소결광(S)은 대기 중의 수분을 흡수하거나 우천 시 비에 젖는 경우에는 소결광(S) 표면의 기공에 수분이 흡수되어 기공이 막혀버리는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 실시 예에서는 옥외의 야드장(10)에 적재되어 있는 소결광(S)을 고로(500)에 투입하기 전, 소결광(S)에 흡수된 수분을 제거한 후 고로(500)에 투입함으로써 소결광(S) 표면의 통기성을 확보하고, 결과적으로는 고로(500) 내에서의 통기성을 확보할 수 있어 출선량을 향상시킬 수 있다.

여기에서는 고로에 사용되는 소결광의 건조방법에 대해서 설명하지만, 다양한 분야에 사용되는 다양한 원료의 건조방법에 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2를 참조하면, 야드장(10)에 적재되어 있는 소결광(S)은 스테커 리크레이머(100)로 불출하여 제1이송경로(410)를 통해 건조장치(200)에 장입된다. 이후, 건조장치(200)에 장입된 원료는 건조 및 냉각된 후 건조장치(200)에서 배출된 다음, 제2이송경로(420)를 통해 장입물 저장조(300)에 일시적으로 보관된 후 제3이송경로(430)를 통해 고로(500) 내부로 장입된다. 이때, 제1이송경로(410), 제2이송경로(420) 및 제3이송경로(430)는 벨트 컨베이어로 형성될 수 있다.

건조장치(200)는 내부에 원료가 수용되는 공간이 형성되는 몸체(210)와, 몸체(210) 내부로 열풍을 공급하는 열풍 공급기(230) 및 제어기(미도시)를 포함한다.

몸체(210)는 상부에 소결광이 장입되는 장입구(211a)가 형성되고, 하부에는 몸체(210) 내부에서 건조된 소결광을 배출시키는 배출구(212a)가 형성된다. 몸체(210)는 소결광을 실질적으로 건조시키는 중간몸체(210b)와, 중간몸체(210b) 상부에 소결광이 장입되는 공간을 형성하는 상부몸체(210a)와, 중간몸체(210b) 하부에 건조된 소결광이 배출되는 공간을 형성하는 하부몸체(210c)를 포함한다. 여기에서 상부몸체(210a)는 상부에서 하부로 갈수록 넓어지는 콘형으로 형성될 수 있으며, 그 단면 형상은 원형이나 사각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 다시 말해서 상부몸체(210a)는 원뿔이나 다각형 뿔 형상으로 형성될 수 있다. 상부몸체(210a)의 상부에는 제1이송경로(410)를 통해 운반되는 소결광을 장입하기 위한 장입구(211a)가 형성되고, 장입구(211a)에는 소결광을 일정량씩 몸체(210) 내부로 장입하는 장입기(211)가 구비될 수 있다. 장입기(211)는 제1이송경로(410)를 통해 운반되는 소결광을 일정량씩 장입구(211a)를 통해 몸체(210) 내부로 장입하도록 구성될 수 있으며, 소결광을 몸체(210) 내부로 장입할 때를 제외하고는 장입구(211a)를 폐쇄하도록 구성될 수 있다. 예컨대 장입기(211)는 복수의 날개를 구비하고 장입구(211a)에 회전 가능하도록 구비되는 로터리 밸브로 형성될 수 있다. 이러한 구성을 통해 장입기(211)는 날개와 날개 사이에 제1이송경로(410)로부터 운반되는 소결광을 수용하고, 회전을 통해 몸체(210) 내부로 소결광을 장입할 수 있다.

또한, 상부몸체(210a)에는 몸체(210) 내부로 공급되는 열풍에 의해 소결광이 건조되면서 발생하는 수증기를 외부로 배출하기 위한 배기구(213)가 구비될 수 있다. 상부몸체(210a)에 배기구(213)를 구비함으로써 몸체(210) 내부에서 발생하는 수증기에 의한 폭발 등의 안전사고를 방지할 수 있다.

중간몸체(210b)는 상부몸체(210a)의 단면형상과 동일한 형태의 단면형상을 갖는 중공의 기둥 형상으로 형상될 수 있다. 예컨대 원기둥이나 다각형 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 중간몸체(210b) 내부는 상부몸체(210a)의 장입구(211a)를 통해 장입되는 소결광이 건조되는 건조영역(H)과, 건조된 소결광을 냉각시키는 냉각영역(C)을 포함할 수 있다. 건조영역(H)은 중간몸체(210b)의 상부측에 구비되는 냉각영역(C)은 중간몸체(210b)의 하부측에 구비된다. 즉, 건조영역(H) 하부에 냉각영역(C)이 구비될 수 있다. 건조영역(H)은 중간몸체(210b)의 상부에서 하부방향으로 2/3 정도의 영역에 걸쳐 형성될 수 있고, 냉각영역(C)은 중간몸체(210b)의 하부에서 상부방향으로 1/3 정도의 영역에 걸쳐 형성될 수 있으며, 건조영역(H)과 냉각영역(C)의 비율은 적절하게 조절 가능하다. 이때, 냉각영역(C)에는 상하방향으로 구비되는 복수의 냉각튜브(217)가 구비되고, 냉각튜브(217) 사이에는 냉각수가 흐르는 냉각 유로(218)가 형성될 수 있다. 또한, 냉각튜브(217)는 매트릭스 형태, 또는 벌집형태를 이루며 배열될 수 있으며, 냉각튜브(217) 사이에 냉각 유로(218)가 형성될 수 있도록, 소정 거리 이격되어 구비될 수 있다. 냉각튜브(217)의 상부 및 하부에는 플레이트 형상의 차폐판(219a, 219b)이 각각 구비될 수 있으며, 차폐판(219a, 219b)은 냉각튜브(217) 사이 공간을 상부 및 하부에서 폐쇄하여 냉각유로(218)를 형성한다. 또한, 냉각튜브(217) 상부에 구비되는 차폐판(219a)은 건조영역(H)에 배치되는 소결광을 지지하며, 냉각튜브(217) 사이 공간으로 소결광이 침투하는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라 중간몸체(210b) 내에서 소결광 중 일부는 건조영역(H)에 배치되고, 또 일부는 냉각영역(C)에 배치되며, 나머지는 하부몸체(210c)에 배치될 수 있다. 소결광은 몸체(210) 내부에서 배출기(212)의 작동에 따라 중간몸체(210b)에서 하부몸체(210c)로, 즉 상부에서 하부방향으로 이동할 수 있다. 여기에서는 냉각유로(218)가 냉각튜브(217) 사이의 공간에 의해 형성되는 것으로 설명하고 있으나, 냉각튜브(217) 사이의 공간에 별도의 배관을 삽입하여 형성될 수도 있다.

중간몸체(210b)에는 몸체(210) 내부로 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급기(230)와, 냉각수를 공급하는 냉각수 공급장치가 연결될 수 있으며, 이에 대해서는 나중에 다시 설명하기로 한다.

중간몸체(210b)에는 몸체(210) 내부의 압력을 측정하기 위한 압력측정기(215)와, 몸체(210) 내부의 온도 또는 소결광의 온도를 측정하기 위한 온도측정기(214)가 구비될 수 있다. 압력측정기(215)는 몸체(210) 내부의 압력을 측정하고, 온도측정기(214)는 몸체(210) 내부의 온도 또는 소결광의 온도를 측정한다. 압력측정기(215)와 온도측정기(214)는 제어기에 연결되어 그 측정된 값을 제어기로 전달하여, 제어기를 통해 열풍 공급기(230)의 동작을 제어함으로써 몸체(210) 내부 압력을 일정하게 유지하도록 하는 동시에, 소결광을 효율적으로 건조시킬 수 있는 온도가 되도록 열풍 공급기(230)의 동작을 제어한다.

하부몸체(210c)는 중간몸체(210b)의 하부에 구비되며, 상부몸체(210a)를 상하방향으로 반전시킨 형태로 형성될 수 있다. 즉, 하부몸체(210c)는 상부에서 하부로 갈수록 점점 좁아지는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 하부몸체(210c)의 하부에는 소결광을 배출시키는 배출구(212a)가 형성되어, 중간몸체(210b)에서 건조 및 냉각된 소결광을 하향 경사지도록 형성되는 경사면을 따라 배출구(212a)로 이동시킬 수 있다. 하부몸체(210c)의 배출구(212a)에는 소결광을 일정량씩 외부로 배출시키는 배출기(212)가 구비되며, 배출기(212)는 전술한 장입기(211)와 유사한 형태로 형성될 수 있다.

하부몸체(210c)에는 냉각영역(C)을 통과한 소결광의 온도 또는 하부몸체(210c)의 내부 온도를 측정하는 온도측정기(216)가 구비될 수 있다. 온도측정기(216)는 측정된 온도값을 제어기로 전송하여 제어기를 통해 배출기(212)의 동작을 제어함으로써 건조 및 냉각이 완료된 소결광을 몸체(210) 내부에서 외부로 배출시킬 수 있다.

이러한 구성을 통해 장입구(211a)를 통해 몸체(210) 내부로 장입되는 소결광은 중간몸체(210b)에서 건조 및 냉각된 후 배출구(212a)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

열풍 공급기(230)는 외부 공기를 흡인하는 벤트(231)와, 연료 공급기(233)와, 연료 공급기(233)에서 공급되는 연료를 연소시켜 벤트(231)에 의해 흡인된 외부 공기를 가열하여 열풍을 발생시키는 가열기와, 가열기와 몸체(210)를 연통시키고 열풍의 이동 경로로 사용되는 열풍공급배관과, 열풍공급배관에 구비되어 가열기에서 발생된 열풍을 몸체(210) 내부로 유인하는 흡인기(235) 및 열풍공급배관의 개도를 조절하여 열풍의 공급량을 조절하는 댐퍼(234)를 포함한다. 여기에서 연료 공급기(233)는 연료로서, 산소 및 제철공정에서 발생하는 배가스, 예컨대 코크스 오븐 가스(COG)를 가열기에 공급할 수 있다. 이외에도 LPG, LNG 등 다양한 종류의 가스가 연료로 사용될 수 있음은 물론이다.

열풍공급기의 열풍 공급관은 중간몸체(210b)의 건조영역(H)에 연결될 수 있다. 열풍 공급관은 중간몸체(210b)의 건조영역(H)에 열풍을 공급함으로써 몸체(210) 내에 장입된 소결광을 가열시켜 건조시킬 수 있다. 이때, 열풍은 중간몸체(210b) 내 건조영역(H)의 온도 또는 소결광의 온도가 약 140 내지 160℃정도가 되도록 공급될 수 있다. 이때, 건조영역(H)의 온도 또는 소결광의 온도가 제시된 범위보다 낮은 경우 가열에 의한 소결광의 건조가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 또한, 소결광을 건조시키는데 제시된 온도범위가 적절하므로, 온도가 제시된 범위보다 높은 경우 불필요하게 많은 에너지가 소모되는 문제점이 있다. 또한, 열풍 공급시 제어부를 통해 댐퍼(234)의 동작을 제어하여 몸체(210) 내부의 압력을 0.5 내지 1.5kpa 정도로 유지할 수 있다. 이때, 몸체(210) 내부 압력이 제시된 범위보다 낮은 경우 건조영역(H)에 적재되는 소결광 내부로 열풍의 침투가 원활하게 이루어질 수 없고, 제시된 범위보다 높은 경우에는 소결광을 건조시키는데 지나치게 많은 양의 열풍이 공급된 것으로 판단할 수 있으며, 몸체(210)의 폭발 위험성이 있다.

냉각수 공급기(240)는 냉각튜브(217) 주변에 구비되는 냉각 유로(218)에 냉각수를 공급한다. 이때, 냉각 유로(218)는 냉각수가 공급되는 주입구와, 소결광을 냉각시키는데 사용된 냉각수가 배출되는 배출구(212a)가 구비되고, 냉각수 공급기(240)는 냉각 유로(218)의 주입구에 연결되는 냉각수 주입관(242)과, 배출구(212a)에 연결되는 냉각수 배출관(244)과, 냉각수 배출관(244)에 구비되는 밸브(245)를 포함하여, 냉각 유로(218)로 냉각수를 공급 및 배출시킨다. 또한, 냉각수 배출관(244)에 구비되는 밸브(245)는 제어기에 연결되어 하부몸체(210c)에 구비되는 온도측정기(216)에서 측정되는 소결광의 온도값에 따라 냉각수의 공급량을 조절할 수 있다. 이때, 냉각 유로(218)로 공급되는 냉각수의 온도는 하부몸체(210c)에 구비되는 소결광이 70 내지 90 ℃ 정도로 냉각될 수 있을 정도로 제어되어 공급될 수 있다. 이는 소결광을 건조시키는 과정에서 가열된 소결광을 몸체(210) 외부로 그대로 배출시키는 경우, 소결광을 장입물 저장조(300)로 운반하는 제2이송경로(420)가 소결광의 열에 의해 손상될 수 있으므로 냉각시켜 배출시키는 것이다.

제어기는 몸체(210)에 구비되는 장입기(211), 배출기(212), 열풍 공급기(230) 및 냉각수 공급기(240)의 동작을 제어하여 소결광의 장입 및 배출, 그리고 열풍과 냉각수의 온도 및 공급량을 제어한다.

이하에서는 전술한 건조장치를 이용하여 원료, 즉 소결광을 처리하는 과정에 대해서 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리방법을 보여주는 순서도.

도 5에 도시된 바와 같이, 야드장(10)에 적재된 소결광을 스테커 리크레이머(100)로 불출하여 제1이송경로(410)를 통해 건조장치(200)의 몸체(210) 내부로 장입한다. 소결광의 장입은 몸체(210)의 상부에 구비되는 장입기(211)의 회전을 통해 이루어질 수 있다.

먼저, 초기에 몸체(210) 내부로 소결광을 장입할 때 몸체(210) 내부는 비어있는 상태로, 초기에 몸체(210)로 장입된 소결광은 중간몸체(210b)의 건조영역(H)을 지나 냉각영역(C)의 냉각튜브(217)를 거쳐 하부몸체(210c)에 배치되게 된다. 이에 따라 초기에 몸체(210)로 장입된 소결광은 열풍에 의해 건조되기 어려울 수 있다. 따라서 비어있는 몸체(210) 내부로 소결광을 장입할 때에는 냉각 유로(218)로 냉각수의 공급을 차단할 수 있다. 이 경우, 몸체(210) 내부로 공급되는 열풍에 의해 몸체(210) 내부 온도가 상승하여 냉각영역(C)은 물론, 하부몸체(210c)에 배치되는 소결광의 건조도 가능하게 된다.

이후, 하부몸체(210c)에 구비되는 온도측정기(216)를 통해 소결광의 온도를 측정하여 측정된 온도가 소결광이 건조되는 온도로 측정되면, 냉각수 공급기(240)를 통해 냉각 유로(218)로 냉각수를 공급하여 냉각영역(C)에 구비되는 소결광을 냉각시킬 수 있다. 이때, 냉각영역(C)에서 냉각되는 소결광에 의해 하부몸체(210c)에 구비되는 소결광도 일정 부분 냉각될 수 있다.

소결광이 냉각되면, 제어기에서는 배출기(212)의 동작을 제어하여 일정량의 소결광, 즉 냉각된 소결광을 배출구(212a)를 통해 제2이송경로(420)로 배출시켜 장입물 저장조(300)로 운반한다.

일정량의 소결광이 배출되면, 제어기에서는 장입기(211)의 동작을 제어하여 제1이송경로(410)를 통해 운반되는 소결광을 몸체(210) 내부로 장입(S100)한다. 이때, 소결광은 초기에 장입된 소결광이 냉각영역(C)의 냉각튜브(217)를 폐쇄한 상태로 배치되어 있어, 건조영역(H)에 배치되게 된다.

몸체(210) 내부로 소결광이 장입되면, 열풍 공급기(230)를 통해 몸체(210) 내부, 즉 중간몸체(210b)의 건조영역(H)으로 열풍을 공급(S102)하여 소결광을 건조시킨다. 소결광은 몸체(210) 내부로 공급되는 열풍에 의해 가열되어 건조되며, 건조되면서 발생하는 수증기는 배기구(213)를 통해 외부로 배출된다. 열풍이 공급되는 동안, 중간몸체(210b)에 구비되는 온도측정기(214)를 통해 건조영역(H)의 온도를 측정(S104)한다. 측정된 온도값과 기 설정된 온도범위를 비교(S106)하여, 측정된 온도값이 기 설정된 범위, 예컨대 140 내지 160℃ 정도인 경우, 현 상태로 열풍을 공급하고, 측정된 온도값이 기 설정된 범위를 벗어난 경우 열풍의 온도를 조절(S108)하여 건조영역(H)을 공급한다. 측정된 온도값이 기 설정된 범위보다 낮은 경우, 가열기에서 벤트(231)를 통해 흡인되는 외부 공기의 가열 온도를 높여주고, 측정된 온도값이 기 설정된 범위보다 높은 경우에는 외부 공기의 가열 온도를 낮춰 열풍이 기 설정된 온도 범위가 되도록 조절할 수 있다.

온도 측정과 더불어, 중간몸체(210b)에 구비되는 압력측정기(215)를 통해 몸체(210) 내부의 압력을 측정(S110)한다. 측정된 압력값과 기 설정된 압력 범위를 비교(S112)하여, 몸체(210) 내부의 압력을 조절(S114)할 수 있다. 예컨대 측정된 압력값이 기 설정된 범위보다 낮은 경우, 열풍 공급배관의 댐퍼(234)를 제어하여 열풍 공급배관의 개도를 증가시켜 몸체(210) 내부로 유입되는 열풍의 양을 증가시킴으로써 몸체(210) 내부의 압력을 높일 수 있다. 또한, 측정된 압력값이 기 설정된 범위보다 높은 경우에는, 댐퍼(234)를 제어하여 열풍 공급배관의 개도를 감소시킴으로써 몸체(210) 내부 압력을 감소시킬 수 있다.

이후, 소정 시간이 경과하여 소결광이 건조되면, 하부몸체(210c)에 구비되는 온도측정기(216)를 통해 소결광의 온도를 측정(S116)하고, 기 설정된온도 범위와 측정된 온도값을 상호 비교(S118)하여, 냉각수 유량을 조절(S120)함으로써 소결광을 적절하게 냉각시킨 후 그 결과에 따라 냉각된 소결광을 몸체(210) 외부로 배출(S122)시킬 수 있다. 이때, 소결광의 건조와 냉각은 하나의 몸체(210) 내부에서 연속적으로 수행될 수 있다.

냉각된 소결광의 배출은 하부몸체(210c)에 구비되는 온도측정기(216)를 통해 소결광의 온도를 측정하고, 측정된 온도값이 기 설정된 온도보다 높은 경우 냉각수 공급기(240)를 통해 냉각 유로(218)로 공급되는 냉각수량을 증가시켜 소결광의 온도를 낮추고, 측정된 온도값이 기 설정된 온도보다 낮은 경우에는 냉각수의 공급량을 감소시킬 수도 있다. 측정된 온도값이 기 설정된 범위, 예컨대 70 내지 90℃ 정도인 경우, 제어기를 통해 배출기(212)의 동작을 제어하여 배출구(212a)를 개방함으로써 일정량의 소결광, 즉 냉각된 소결광을 외부로 배출시킨다. 냉각된 소결광이 외부로 배출되면, 건조영역(H)에 배치되는 건조된 소결광은 냉각된 소결광의 배출됨에 따라 하부로 이동하여 냉각영역(C)의 냉각튜브(217)로 진입하게 된다.

이후, 몸체(210)에서 배출된 소결광, 즉 냉각된 소결광은 제2이송경로(420)를 통해 장입물 저장조(300)에 일시적으로 저장되었다가, 제3이송경로(430)를 통해 고로(500) 내부로 장입된다. 이렇게 소결광을 건조 및 냉각시킴으로써 건조된 소결광을 고로(500)로 이송하는 제3이송경로(430)의 열화 및 손상을 억제할 수 있다.

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.

S : 소결광 10: 야드장
100: 스테커 리크레이머 200: 건조장치
300: 장입물 저장조 410, 420, 430: 이송경로
500: 고로

Claims (16)

1. 원료의 이송경로에 구비되어 상기 원료를 처리하는 장치로서,
   상부에 장입구가 형성되고 상기 장입구에는 상기 장입구를 개폐하며 내부로 원료를 장입하는 장입기가 구비되는 상부몸체와, 상기 상부몸체 하부에 상기 상부몸체와 연통되도록 구비되는 중간몸체와, 상기 중간몸체 하부에 상기 중간몸체와 연통되도록 구비되며 하부에 배출구가 형성되고 상기 배출구에는 상기 배출구를 개폐하며 원료를 외부로 배출시키는 배출기가 구비되는 하부몸체를 포함하는 몸체;
   상기 중간몸체에 열풍을 공급하는 열풍 공급기;
   상기 열풍 공급기의 하측에서 상기 중간몸체에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급기; 및
   상기 장입기, 상기 배출기, 열풍 공급기 및 냉각수 공급기의 동작을 제어하는 제어기;를 포함하고,
   상기 중간몸체는 상기 열풍 공급기를 통해 공급되는 열풍을 이용하여 원료를 건조시키는 건조 영역과, 상기 냉각수 공급기를 통해 공급되는 냉각수를 이용하여 상기 열풍에 의해 건조시킨 원료를 냉각시키는 냉각 영역을 포함하며,
   상기 하부몸체에는 상기 하부몸체 내부 온도를 측정하는 온도측정기가 구비되고, 상기 제어기는 상기 온도측정기에서 측정된 온도에 따라 상기 배출기의 동작을 제어하는 원료 처리 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부몸체에는 상기 건조 영역과 외부를 연통시키는 배기구가 구비되는 원료 처리 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 중간몸체에는 상기 중간몸체 내부의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도측정기가 구비되는 원료 처리 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 몸체에는 상기 몸체 내부의 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력측정기가 구비되는 원료 처리 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 냉각 영역에는
   상하방향으로 배치되어 내부로 원료를 이동시키는 적어도 하나의 냉각튜브가 구비되고, 상기 냉각튜브의 사이에는 냉각 유로가 구비되며,
   상기 냉각 유로는 상기 냉각수 공급기와 연결되는 원료 처리 장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 7 에 있어서,
   상기 열풍 공급기는,
   대기를 흡인하여 가열하는 가열기와,
   상기 가열기와 상기 몸체를 연통시키는 열풍공급배관과,
   상기 열풍공급배관에 구비되어 상기 가열기에서 발생된 열풍을 상기 몸체 내부로 인입시키는 흡인기를 구비하는 원료 처리 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 열풍 공급기는 상기 몸체 내부의 압력에 따라 상기 열풍공급배관을 개도를 조절하는 댐퍼를 포함하는 원료 처리 장치.
10. 원료를 처리하는 장치에 장입하기 전에 상기 원료에 함유된 수분을 제거하는 원료처리방법으로서,
    건조장치의 몸체 내부에 원료를 장입하는 과정과,
    상기 몸체 내부에 열풍을 공급하여 상기 원료를 건조시키는 과정과,
    상기 건조된 원료를 냉각시키는 과정과,
    상기 냉각된 원료를 상기 몸체 내부에 배치시켰다가 상기 몸체 외부로 배출시키는 과정을 포함하고,
    상기 몸체의 하부에는 상기 냉각된 원료가 배출되는 배출구가 구비되고, 상기 배출구에는 상기 배출구를 개폐하며 상기 원료를 상기 몸체에서 배출시키는 배출기가 구비되어, 상기 배출기를 통해 상기 배출구를 개방 또는 폐쇄하여 상기 원료를 상기 몸체 내부에서 이동 또는 정체시키며,
    상기 냉각된 원료를 상기 몸체 외부로 배출시키는 과정에서,
    상기 몸체 내부에 배치되어 있는 냉각된 원료의 온도를 측정하여 상기 측정된 온도가 기 설정된 온도범위인 경우 상기 배출기를 통해 상기 배출구를 개방하여 상기 냉각된 원료를 상기 몸체 외부로 배출시키는 원료처리방법.
11. 삭제
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 원료를 건조시키는 과정에서,
    상기 열풍은 대기를 흡입하여 가열하여 발생되고,
    상기 대기의 가열은 제철공정에서 발생하는 배가스와 공기를 포함하는 연료가스를 이용하여 수행되는 원료처리방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 원료를 건조시키는 과정에서,
    상기 몸체 내부의 압력을 상기 몸체 외부 압력보다 높게 유지하는 원료처리방법.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 원료를 건조시키는 과정과 상기 건조된 원료를 냉각시키는 과정은 상기 몸체 내부에서 연속적으로 수행되는 원료처리방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 건조된 원료를 냉각시키는 과정은,
    상기 몸체 내부에 구비되는 냉각튜브 내부로 상기 건조된 원료를 유입시키고,
    상기 냉각튜브의 주변에 구비되는 냉각 유로에 냉각수를 순환시켜 상기 건조된 원료를 냉각시키는 원료처리방법.
16. 삭제

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