KR101618303B1 - 소결 장치 및 소결광 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 소결장치 및 소결광 제조 방법은 이동경로를 따라 이동 가능하고, 내부에 원료가 장입되는 복수의 소결 대차와, 상기 소결 대차의 상부에 설치되어 상기 소결 대차 내의 원료층에 화염을 분사하는 점화로, 상기 소결 대차의 이동방향을 기준으로 상기 점화로의 후방에 이격되어 배치되며, 상기 원료층 중 소결이 완료된 원료를 상기 원료층으로부터 분리시키기 위한 분리기 및 상기 원료층의 상부에 배치되어, 상기 원료층으로부터 분리된 상기 소결이 완료된 원료를 전달받는 이송기를 포함하여, 이동하는 소결 대차 내의 원료층의 소결과정 중 원료층으로부터 소결이 완료된 원료를 분리함으로써, 소결 대차 내 원료층의 통기성을 향상시킬 수 있다.
즉, 소결이 진행되는 과정에서 점화로부터 이격된 위치에서 원료층에서 소결이 먼저 진행되는 상부 영역의 원료를 걷어낼 수 있어 원료층의 총 두께를 감소시켜 원료층의 통기성을 증가시킬 수 있다.
이에, 원료층으로부터 분리된 소결이 완료된 원료는 스크린 설비로 곧바로 이송될 수 있어 냉각설비의 부하를 감소시킬 수 있으며, 소결광 제조 공정성 및 생산성을 증가시킬 수 있다.

Description

소결 장치 및 소결광 제조 방법 {Sintering apparatus and method for manufacturing sintered ore of using it}

본 발명은 소결장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소결 대차 내 원료층의 통기성을 향상시킬 수 있는 소결장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 소결광 제조 공정은 분철광석과 부원료 및 연료(분코크스, 무연탄) 등을 드럼 믹서에 넣어 혼합 및 조습을 실시한 뒤, 소결대차에 일정 높이로 장입한다. 그리고, 점화로에 의해 표면 점화 후 하방으로부터 공기를 강제 흡인하면서 소결 배합 원료의 소성이 진행되고 소결광이 제조된다. 이후, 소결이 완료된 소결광은 배광부의 파쇄기(crusher)를 거쳐 냉각기(cooler)에서 냉각되고, 고로 내 장입 및 반응에 용이한 6~50㎜ 입도를 갖는 소결광은 고로로 이송되며, 5㎜ 이하의 크기를 갖는 소결광인 분광은 반광으로 분류되어 소결원료로 다시 사용된다.

이때, 반광의 발생량은 소결 회수율을 결정하며, 소결 회수율은 공급열량, 결합 슬래그의 양, 소결광 강도 및 공극율 등의 다양한 요인들에 의해 영향을 받는데, 그 중에서도 소결 대차에 장입된 소결 원료가 형성하는 원료층의 통기성은 소결광의 회수율에 크게 영향을 미친다.

즉, 원료층이 점화된 후 공기의 흡입에 따라 소결 원료가 가열 및 용융되어 배광이 제작되는데, 자연 낙하에 의해 소결 대차 내로 장입되는 소결 원료는 불규칙적인 평탄도를 갖고 원료층을 형성한다. 이에, 소결 원료 사이의 불규칙한 공간에 의해 원료층에 고른 통기가 부여되지 않아, 소결 원료의 통기성 정도에 따른 화염 진행 속도가 달라지게 되는 문제가 발생한다.

이처럼, 원료층의 평단도에 의해 소결 진행 상황의 상이함에 따라 도 에 도시된 것처럼 원료층의 높이를 기준으로 소결이 완료된 영역과 소결이 미완료된 영역이 중첩된 영역이 발생하여, 소결이 미완료된 영역의 통기저항이 증가로 인해 전체 원료층의 소결이 완료되까지 소결시간이 장시간 소요된다.

따라서, 소결 시간의 증가로 인해 소결광을 제조하기 위해 총 소요되는 시간이 증가하게 되며, 이는 소결광 제조 공정의 효율성 및 생산성을 감소시키는 문제를 야기한다.

또한, 원료층을 소결하기 위해 사용되는 소결 장치의 사용시간의 증가로 인해 공정 진행에 소요되는 비용이 증가하게 되며, 이는 최종적으로 생산되는 소결광의 단가를 증가시키는 문제로 이어진다.

KR 2003-0017147 A

본 발명은 소결 대차 내 원료층 중 소결이 완료된 층을 제거하여 원료층의 통기성을 향상시킬 수 있는 소결장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 원료층의 소결 시간을 단축할 수 있는 소결장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 소결광 제조 공정의 생산성 및 효율성을 증가시킬 수 있는 소결장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 소결장치는 이동경로를 따라 이동 가능하고, 내부에 원료가 장입되는 복수의 소결 대차와, 상기 소결 대차의 상부에 설치되어 상기 소결 대차 내의 원료층에 화염을 분사하는 점화로, 상기 소결 대차의 이동방향을 기준으로 상기 점화로의 후방에 이격되어 배치되며, 상기 원료층 중 소결이 완료된 원료를 상기 원료층으로부터 분리시키기 위한 분리기 및 상기 원료층의 상부에 배치되어, 상기 원료층으로부터 분리된 상기 소결이 완료된 원료를 전달받는 이송기를 포함한다.

상기 분리기는 상기 소결 대차의 이동방향으로의 상기 원료층의 총 소결구간을 기준으로 20 내지 50% 범위 내 위치에 배치될 수 있다.

상기 분리기는 상기 이동경로에 교차하는 방향으로의 상기 소결 대차의 측면에 이격 배치되는 지지부와, 상기 지지부에 지지되며 상기 소결 대차 상에 이격되어 배치되는 삽입부재 및 상기 삽입부재를 상기 원료층 쪽으로 왕복 이동 가능하게 하는 제1 구동부로 구성되는 긁음부를 포함할 수 있다.

상기 삽입부재는 상기 소결 대차의 이동방향으로의 일면과, 상기 일면과 마주보는 타면 및 상기 일면과 상기 타면의 하단을 연결하는 연결면을 포함하며, 상기 연결면은 상기 일면의 하단에서 상기 타면의 하단으로 갈수록 하측 방향으로 경사지도록 형성될 수 있다.

상기 삽입부재는 상기 소결 대차의 이동방향으로의 일면과, 상기 일면과 마주보는 타면 및 상기 일면과 상기 타면의 하단을 연결하는 굴곡부를 포함하며, 상기 굴곡부는 상기 일면에서 상기 타면 쪽으로 형성되는 오목홈을 포함할 수 있다.

상기 삽입부재는 상기 소결 대차의 이동방향으로의 일면과; 상기 일면과 마주보는 타면; 및 상기 일면과 상기 타면의 하단을 연결하는 돌기부를 포함하며, 상기 돌기부는 상기 소결 대차의 이동방향에 반대되는 방향으로 돌출 형성되는 복수의 톱니를 포함할 수 있다.

상기 삽입부재는 상기 원료층에서 1000℃ 이상의 온도를 나타내는 영역의 상부에 삽입될 수 있다.

상기 이송기는 상기 원료층으로부터 상부로 이격되어 배치되며, 상기 분리기에 의해 분리된 원료의 이동 경로를 형성하는 운반부와, 상기 운반부에 적어도 하나 이상이 구비되며, 상기 원료층의 상면에 이격 및 접촉 배치 가능하도록 구비되는 수령부재를 구비하는 수령부를 포함할 수 있다.

상기 수령부에는 상하방향으로 다단 구조로 연장 형성되어 일단이 상기 수령부재에 연결되는 구동축과, 상기 운반부에 장착되어 상기 구동축과 연결되며, 상기 상하방향으로의 상기 구동축을 길이를 조절 가능하게 하는 제2 구동부를 포함할 수 있다.

상기 수령부재는 상기 구동축의 하단에 연결되는 수직부 및 상기 수직면에서 상기 소결 대차의 이동방향으로 연결되는 수평부로 구성될 수 있다.

상기 소결 대차의 이동방향으로의 상기 수평부의 끝단에는 상기 수평부의 상면으로부터 하부방향으로 경사를 형성하는 경사면이 연결될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 소결광을 제조하는 방법은 이동하는 소결 대차 내부에 소결 원료를 장입하여 원료층을 형성하는 과정과, 상기 원료층을 점화시키며 소결하는 과정 및 상기 원료층의 소결과정 중 상기 원료층으로부터 소결이 완료된 원료를 분리하는 과정을 포함한다.

상기 원료층으로부터 소결이 완료된 원료를 분리하는 과정은 상기 원료층의 총 소결구간을 기준으로 20 내지 50% 범위 내 위치에서, 상기 원료층 내부로 삽입부재를 삽입하는 과정, 상기 삽입부재를 기준으로 상기 소결 대차의 이동방향에 대향하는 방향으로의 상기 삽입부재의 측부에 상기 소결이 완료된 원료들을 모으는 과정, 상기 모아낸 상기 소결이 완료된 원료를 상기 소결대차의 외부로 전달하는 과정으로 수행될 수 있다.

상기 삽입부재의 측부에 상기 소결이 완료된 원료들을 모으는 과정에서, 상기 소결 대차의 이동방향에 대향하는 방향으로의 상기 삽입부재에 근접 배치되는 수용부재의 하면은 상기 원료층의 상면에 접촉 배치되며, 상기 모아낸 상기 소결이 완료된 원료가 상기 수용부재 상에 전달되면, 상기 수용부재는 상기 원료층의 상면으로부터 이격 배치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 의하면, 소결광을 얻기 위해 소결되는 소결 원료 중에서 소결이 완료된 원료를 소결 진행 중에 소결 대차 내 원료층으로부터 분리시킬 수 있어, 소결 대차 내 원료층의 통기성을 증가시켜 원료의 소결 시간을 단축시킬 수 있다.

즉, 소결이 진행되는 과정에서 점화로부터 이격된 위치에서 원료층 내부로 삽입부재를 삽입함으로써, 삽입부재에 의해 원료층의 일부 원료가 긁어지면서 모아지도록 함으로써, 원료층에서 소결이 먼저 진행되는 상부 영역의 원료를 걷어낼 수 있어 원료층의 총 두께를 감소시켜 원료층의 통기성을 증가시킬 수 있다.

이와 같이, 원료층으로부터 분리된 소결이 완료된 원료는 온도가 낮아 냉각설비를 경유하지 않고 스크린 설비로 이송될 수 있다. 이에, 냉각설비의 부하를 감소시킬 수 있어 전체적인 소결광 제조 공정성 및 생산성을 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치를 나타내는 단면도 및 소결구간에 따른 원료층의 소결 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A 영역을 확대 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 분리기 및 이송기를 확대 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 따른 삽입부재를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 따른 수령부재를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치를 이용한 소결광 제조 방법을 나타내는 공정도이다.
도 7은 도 6의 소결광 제조 방법을 차례대로 나타내는 순서도이다.
도 8은 종래 및 본 발명의 실시 예에 따른 소결구간/소결대차 길이에 따른 원료층의 소결상태를 나타내는 비교도이다.
도 9는 종래 및 본 발명의 실시 예에 따른 소결구간/소결대차 길이에 따른 원료층 통기도(J.P.U)를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 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.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를“포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

실시예의 설명에 있어서,“상/위(on)”에 또는“아래(under)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어,“상/위(on)”와“아래(under)”는“직접(directly)”또는“다른 구성을 개재하여(indirectly)”형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서, 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영한 것은 아니다.

이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 소결장치에 대해 설명하며 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.

여기서, 도 1의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 소결장치의 단면도이며, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 도시된 소결구간에 따른 소결 대차 내 원료층의 소결상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1 (a)의 A 영역을 확대 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 분리기 및 이송기의 배치 상태를 확대 도시한 사시도이다. 도 4의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 삽입부재를 나타내며, 도 4의 (b), (c)는 본 발명의 변형 예에 따른 삽입부재를 나타내는 단면도이다. 도 5의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 수령부재를 나타내는 사시도이며, 도 5의 (b)는 본 발명의 변형 예에 따른 수령부재를 나타내는 사시도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 소결장치(1)는 소결광 제조를 위해 소결 원료(S)를 소결하기 위한 장치로서, 소결 진행 중 소결 대차(50) 내의 소결 완료된 원료를 소결 대차(50) 외부로 분리시킴으로써, 소결 원료(S)의 소결시간을 단축할 수 있는 소결장치(1)이다. 이때, 소결장치(1)는 이동경로를 따라 이동 가능하고, 내부에 원료가 장입되는 복수의 소결 대차(50)와, 소결 대차(50)의 상부에 설치되어 소결 대차(50) 내의 원료층에 화염을 분사하는 점화로(30), 소결 대차(50)의 이동방향을 기준으로 점화로(30)의 후방에 이격되어 배치되며, 원료층 중 소결이 완료된 원료를 원료층으로부터 분리시키기 위한 분리기(100) 및 원료층의 상부에 배치되어, 원료층으로부터 분리된 원료를 전달받는 이송기(300)를 포함한다.

즉, 소결장치(1)는 소결 대차(50)의 저면에 장입되는 상부광이 저장된 상부광 호퍼(10), 상부광의 상부에 장입되며 철광석 원료와 고체 연료가 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 이동시키는 동력기(40), 써지 호퍼(20)의 일측에서 동력기(40)의 상측에 설치되어, 소결 대차(50) 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 포함할 수 있다. 그리고, 소결 대차(50)의 이동방향으로의 점화로(30)의 후방에 설치되어 소결 대차(50) 내 원료 중 소결이 완료된 일부를 긁어내며 이를 외부로 이송시키는 분리기(100) 및 이송기(300)를 포함한다.

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 소결구간(B)이고, 하부측 이동 경로는 소결이 완료된 소결광을 배광한 빈 소결 대차(50)가 소결 공정을 위해 상측 이동경로로 이동하기 위한 회차 구간이다. 이때, 상부광 호퍼(10), 써지 호퍼(20), 점화로(30)는 상측 이동경로 상측에 구비되고, 윈드 박스(70)는 상측 이동 경로의 하부에 구비되어 상측 이동 경로를 따라 이동하는 소결 대차(50)의 내부를 흡인한다. 그리고 소결 대차(50) 내부에서 소결이 완료된 소결광은 소결 대차(50)가 상측 이동경로에서 하측 이동경로로 이동하는 과정에서 배광되어 소정 범위의 입도를 가지도록 파쇄되기 위해 파쇄기(60)를 거치며, 파쇄기(60)를 거친 소결광은 냉각설비(90)에서 냉각 후 스크린 설비(미도시)에서 입도 별로 선별되어 고로(미도시)로 이송된다.

이하에서, 상부광 호퍼(10) 및 써지 호퍼(20)에서 제공된 배합 원료는 소결원료로 지칭하며, 소결 대차(50) 내에 장입된 이후에는 원료층이라고 지칭한다.

소결구간(B)은 소결 대차(50) 내 원료층이 소결이 진행되는 구간으로서, 점화로(30)에서 원료층의 표층에 화염을 분사하고, 화염에 의해 형성된 연소대가 원료층의 하부로 가면서 원료층의 전체 영역을 소결하기까지 진행되는 구간이다. 즉, 도 1 (b)에 도시된 것처럼, 소결구간(B)은 점화로의 전단으로부터 소정구간을 나타내며, 소결구간(B)에는 복수개의 소결 대차(50)가 배치되는 상태이다. 소결구간(B)의 총 구간을 기준으로 점화로(30)에 근접한 위치에서 멀어질수록 소결이 진행된 상태이다. 즉, 소결구간(B)의 총 구간을 기준으로 점화로(30)에 근접한 위치는 점화로(30)로부터 화염이 분사되고, 분사된 화염에 의해 형성된 연소대(H·Z)가 원료층의 표층에 근접한 상태이다. 그러나, 소결구간(B)의 총 구간을 기준으로 점화로(30)로부터 반대되는 방향으로의 이격된 위치는 점화로(30)로부터 화염이 분사되고 소정시간 소결이 진행된 상태이므로 연소대(H·Z)가 원료층의 두께를 기준으로 원료층의 하부로 더 진행된 상태이며 연소대(H·Z)의 상부에는 소결이 완료된 상태이다.

이와 같은 소결구간(B)은 원료층 중 가장 높은 온도를 나타내는 연소대(H·Z)를 기준으로 하부로는 건조대(B·Z₂) 및 습윤대(B·Z₁)가 형성될 수 있으며, 연소대(H·Z)를 기준으로 상부로는 이미 소결이 진행된 상태이므로, 소결이 진행된 정도에 따라 무른 소결광 잔류대(P·Z)와, 강고한 소결광 잔류대(T·Z₂) 및 표층 소결광 잔류대(T·Z₁)가 형성된다. 여기서, 연소대(H·Z)는 1000℃ 이상의 온도를 나타내며, 점화로(30)에 의해 점화된 원료에서 불꽃이 있는 위치를 나타낸다. 즉, 연소대(H·Z)는 원료층의 표층에서 원료층의 하부까지 순차적으로 진행되는 불꽃의 위치이며, 도 1의 (b)와 같이 소결구간(B)의 총 구간으로 살펴보았을 때에 연소대(H·Z)는 점화로(30)와 근접한 위치에서는 원료층의 상부쪽에 점화로(30)와 먼 위치에서는 원료층의 하부쪽에 위치함으로써, 점화로(30)로부터 멀어질수록 연소대(H·Z)는 상부에서 하부로 내려가는 형태로 표시될 수 있다. 이때, 원료층의 소결 시간을 단축하기 위해서는 소결구간(B)에서 연소대(H·Z)의 기울기가 가파르게 형성되어야 하며, 이는 연소가 활발하게 진행되도록 원료층의 통기성을 증가시키는 것으로부터 이룰 수 있다.

습윤대(B·Z₁)는 소결 대차(50) 내로 장입된 소결 배합 원료 중에 포함된 수분이 응축(농축)되어 띠를 형성하는 영역으로서, 온도가 100 내지 150℃ 사이의 온도를 나타내는 영역이다. 건조대(B·Z₂)는 습윤대(B·Z₁)에 비해 연소대(H·Z)와 가까운 위치에 존재하는 영역으로, 연소대(H·Z)의 온도에 따른 가열에 의해 소결 배합 원료에 포함된 수분의 완전 증발과 결합수의 분해가 이루어지는 영역이며, 온도가 200 내지 300℃ 사이의 온도를 나타내는 영역이다.

상부광 호퍼(10)는 소결 대차(50)의 상측 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.

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 대차(50)의 깊이 방향으로는 소결 원료를 하부에서 상부로 갈수록 입도가 작아지도록 입도 편석시켜 장입한다.

점화로(30)는 써지 호퍼(20)의 전방에 구비되어 소결 원료가 소결 대차(50)에 장입되어 형성된 원료층의 표층에 화염을 공급하여 착화시킨다.

윈드 박스(70)는 소결 대차의 이동 경로, 보다 구체적으로는 상측 이동 경로의 하부에 구비되어 상측 이동 경로를 따라 이동하는 소결 대차(50) 내부를 흡인한다. 윈드 박스(70)는 점화로(30)와 배광부 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 소결광을 생산할 수 있도록 한다.

여기서, 소결이 완료되어 배광된 덩어리 형태의 소결광은 1차 파쇄-체질-냉각-2차 파쇄-체질의 과정을 거쳐 적정한 크기(약 6~20㎜)로 선별되어 고로로 장입되고, 5㎜ 이하의 크기를 갖는 소결광은 반광으로 분류되어 소결원료로 재사용된다.

분리기(100)는 소결 대차(50) 내 원료층에서 소결이 완료된 원료를 분리시켜 원료층을 소정 두께 감소시키기 위한 구성이다. 소결구간(B)에서 소결 대차(50)의 이동방향으로의 점화로(30)의 후방에 설치되며, 구체적으로 원료층의 총 소결구간(B)을 기준으로 20 내지 50% 범위 내 위치에 배치될 수 있다. 이때, 분리기(100)가 원료층의 총 소결구간(B)을 기준으로 20 내지 50% 범위 내 위치에 배치되는 이유는 점화로(30)에서 화염이 분사되어 원료층의 연소가 시작된 후, 원료층의 표층부로부터 하부로의 일부 영역은 소결이 진행되어 완료된 상태여야하고, 소결이 완료된 원료를 원료층으로부터 분리하여야 하기 때문에 분리기(100)는 상기 범위 내 위치에 배치될 수 있다. 한편, 분리기(100)가 원료층의 총 소결구간(B)을 기준으로 20% 이내의 위치에 배치되는 경우에는, 원료층의 상부영역(즉, 표층부)의 연소가 충분히 진행되지 않아 소결이 완료되지 않은 원료를 분리하게 되는 문제가 발생한다. 또한, 원료층의 총 소결구간(B)을 기준으로 50% 를 초과하는 위치에 배치되는 경우에는, 원료층의 표층에 위치하는 소결이 완료된 원료가 단단하게 굳어지며 강도가 강해지기 때문에 분리기(100)가 용이하게 삽입되어 소결이 완료된 원료층을 분리시키기 어렵다. 따라서, 분리기(100)는 상기 범위 내 위치에 배치되어 원료층 중 소결이 완료된 원료를 분리시킬 수 있다. 이와 같은 분리기(100)는 소결 대차(50)의 이동경로에 교차하는 방향으로의 소결 대차(50)의 측면에 이격 배치되는 지지부(110)와, 지지부(110)에 지지되는 긁음부(130)를 포함한다.

지지부(110)는 소정길이 연장 형성되는 기둥으로 형성되어, 소결 대차(50)의 이동경로에서 소결 대차(50)의 폭방향에서 소결 대차(50)의 외측에 이격되어 나란하게 배치된다. 지지부(110)의 일단은 기존 소결 장치가 구비되는 곳에 존재하는 구조물에 지지되며 타단은 소결 대차(50)의 깊이 방향으로 소정길이 연장 형성되어 소결 대차(50)의 상단부보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로는 지지부(110)의 길이를 H로 가정할 경우, 소결 대차(50)가 H의 60 내지 70%의 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 지지부(110)가 소결 대차(50)에 이격된 폭은 소결 대차(50)의 폭 방향의 폭을 기준으로 15 내지 25%의 폭으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에, 지지부(110)는 긁음부(130)가 지지부(110)에 지지 혹은 삽입 배치되어 원료층에 용이하게 삽입되도록 할 수 있다. 그러나, 지지부(110)는 전술한 형태에 한정되지 않고, 원료층 상에 긁음부(130)를 배치할 수 있는 다양한 형태로 변경될 수 있다. 한편, 지지부(110)의 상면에는 상하방향으로 관통되는 슬릿(미도시)를 형성될 수도 있다. 즉, 지지부(110)의 상면이 가리는 원료층에 공기의 침투력이 감소하지 않도록 하기 위해서 슬릿을 형성하여 외기가 슬릿을 통해 용이하게 원료층에 도달할 수 있도록 할 수 있다.

긁음부(130)는 지지부(110)에 지지 및 설치되어 원료층의 상부에 이격 배치되며, 원료층에 적어도 일부가 삽탈 가능한 삽입부재(131)와, 삽입부재(131)를 원료층 쪽으로 이동 가능하게 하는 제1 구동부(133)를 포함한다.

제1 구동부(133)는 지지부(110)의 상측에 지지되어 원료층으로부터 이격 배치되고, 소결 대차(50)의 원료층으로 삽입부재(131)를 삽입하기 위한 동력을 제공하는 장치이다.

삽입부재(131a)는 제1 구동부(133)에 일단이 연결되고 타단은 원료층 쪽으로 연장 형성된 플레이트 형상으로 형성되며, 소결 대차(50)의 이동 방향으로의 일면(131a-1)과, 일면(131a-1)과 마주보는 타면(131a-2) 및 일면(131a-1)과 타면(131a-2)의 하단을 연결하는 연결면(131a-3)을 포함한다. 삽입부재(131a)는 원료층의 소결이 진행되는 과정에서 원료층의 상부측에 타단의 일부 영역이 삽입되어 배치됨으로써, 원료층 상부에 소결이 완료된 원료들을 긁어서 분리시킬 수 있다.

일면(131a-1) 및 타면(131a-2)은 단면상으로 평면을 형성하도록 형성되며, 소결 대차(50)의 이동방향에 교차하는 방향으로의 일면(131a-1) 및 타면(131a-2)의 폭은 소결 대차(50)의 이동방향에 교차하는 방향으로의 소결 대차(50)의 폭을 100으로 할 때, 90 내지 95의 값을 가질 수 있다. 이때, 일면(131a-1) 및 타면(131a-2)의 폭(즉, 소결 대차(50)의 이동방향에 교차하는 방향으로의 삽입부재(131)의 폭)이 소결 대차(50)의 이동방향에 교차하는 방향으로의 소결 대차(50)의 폭을 100으로 할 때, 90보다 작은 값을 갖는 경우에는 원료층 중 소결 대차(50)의 이동방향에 교차하는 방향으로의 외측부분의 원료는 삽입부재(131)와 접촉할 수 없어 원료층으로부터 분리 가능하지 않기 때문이다.

연결면(131a-3)은 일면(131a-1)과 타면(131a-2)의 하단을 연결하기 위한 면으로서, 삽입부재(131a)를 구성하는 일면(131a-1), 타면(131a-2) 및 일면(131a-1)과 타면(131a-2)을 연결하는 복수개의 측면들 중 원료층과 마주보는 하나의 측면을 지칭한다. 즉, 연결면(131a-3)은 일면(131a-1)과 타면(131a-2)의 하단을 연결하는 측면이며, 일면(131a-1)의 하단에서 타면(131a-2)의 하단으로 갈수록 하측방향으로 경사지도록 형성될 수 있다. 이는, 상하방향으로의 형성 높이가 일면(131a-1)보다 타면(131a-2)이 더 큰 높이로 형성되는 것일 수 있다. 연결면(131a-3)이 하측방향으로 경사지도록 배치됨으로써, 삽입부재(131a)는 도 4의 (a)와 같은 하단부가 뾰족하게 형성되며, 소결 대차(50)의 이동방향에 대향하는 방향으로는 경사진 면이 배치될 수 있다. 이와 같이 삽입부재(131)가 형성됨으로써, 삽입부재(131a)가 원료층에 삽입되고 소결 대차(50)가 지속적으로 이동방향으로 이동할 때, 삽입부재(131a)의 연결면(131a-3)에 원료층의 총 높이를 기준으로 상부 영역의 원료들이 접촉되어 분리될 수 있다. 즉, 연결면(131a-3)에 의해 원료층 중 일부 원료가 밀려나며 쌓일 수 있다.

한편, 삽입부재(131b)는 도 4의 (b)에 도시된 단면 형상과 같이 변형되어 구비될 수도 있다. 즉, 변형 예에 따른 삽입부재(131)는 소결 대차(50)의 이동방향으로의 일면(131b-1)과, 일면(131b-1)과 마주보는 타면(131b-2) 및 일면(131b-1)과 타면(131b-2)의 하단을 연결하는 굴곡부(131b-3)를 포함한다. 이때, 굴곡부(131b-3)는 일면(131b-1)에서 타면(131b-2) 쪽으로 형성되는 오목홈(132b)을 포함한다. 오목홈(132b)은 삽입부재(131b)가 원료층에 삽입될 때, 오목홈(132b)으로 원료가 수용되며 밀려날 수 있기 때문에 후술하는 수용부재(313)에 용이하게 원료를 전달할 수 있다.

또한, 삽입부재(131c)는 도 4의 (c)에 도시된 단면 형상과 같이 변형되어 구비될 수도 있다. 즉, 도 4의 (c)에 도시된 삽입부재(131)는 소결 대차(50)의 이동방향으로의 일면(131c-1)과, 일면(131c-1)과 마주보는 타면(131c-2) 및 일면(131c-1)과 타면(131c-2)의 하단을 연결하는 돌기부(131c-3)를 포함한다. 이때, 돌기부(131c-3)는 일면(131c-1)에서 타면(131c-2)쪽으로 상호 이격되어 형성되며, 소결 대차(50)의 이동방향에 반대되는 방향으로 돌출 형성되는 복수의 톱니(132c)를 포함한다. 톱니(132c)는 원료층을 용이하게 밀어내어 원료를 원료층으로부터 용이하게 분리시킬 수 있다.

전술한 바와 같이 구비되는 삽입부재(131)는 소결 원료가 장입된 소결 대차(50)가 소결구간(B)을 이동할 때에, 원료층으로 삽입된 상태로 소결 공정이 완료될 때까지 배치될 수 있다. 즉, 삽입부재(131)는 소결 대차(50) 이동 방향으로 가장 선단에 있는 소결 대차(50)의 원료층에 삽입된 채로 소결 대차(50)의 이동방향으로 가장 후단에 있는 소결 대차(50)의 원료층이 지나갈 때까지 삽입상태가 유지될 수 있다. 이때, 삽입부재(131)가 원료층에 삽입되는 깊이는 원료층의 상하방향으로의 높이를 기준으로 1000℃ 이상의 온도를 나타내는 영역의 상부에 삽입되어 배치될 수 있다. 즉, 삽입부재(131)는 원료층의 연소대(H·Z)가 형성된 원료층의 상하방향으로의 위치보다 높은 위치에 삽입되어 배치될 수 있으며, 이는 연소대(H·Z)의 상부 위치는 이미 소결이 완료된 원료가 존재하기 때문에, 소결이 완료된 원료를 원료층으로부터 분리하여 연소대(H·Z)가 원료층의 표층에 근접하도록 할 수 있다.

이송기(300)는 분리기(100)로부터 분리된 소결이 완료된 원료를 전달받아 외부로 이동시키기 위한 구성으로서, 원료층으로부터 상부로 이격되어 배치되며, 분리기(100)에 의해 분리된 소결이 완료된 원료의 이동 경로를 형성하는 운반부(330)와, 운반부(330)에 적어도 하나 이상이 구비되며, 원료층의 상면에 이격 및 접촉 배치 가능하도록 구비되는 수령부재(313)를 구비하는 수령부(310)를 포함한다. 즉, 운반부(330)는 분리기(100)로부터 분리된 소결이 완료된 원료를 후속 공정(파쇄기 또는 스크린 설비)으로 이동하기 위한 이동경로를 형성할 수 있다.

수령부(310)는 삽입부재(131)의 원료층 삽입에 의해 삽입부재(131)의 일면(131a-1) 쪽에 쌓이는 소결이 완료된 원료를 전달받기 위한 구성으로서, 원료층의 상부에 접촉 또는 이격 배치되는 수령부재(313)와, 상하방향으로 연장 형성되어 일단이 수령부재(313)에 연결되는 구동축(311), 운반부(330)에 장착되어 구동축(311)과 연결되는 제2 구동부(315)를 포함한다.

수령부재(313)는 삽입부재(131)의 일면(131a-1)에 접촉되어 소결 대차(50)의 이동방향에 반대되는 방향으로 쌓여있는 소결 완료된 원료를 전달받는 구성으로, 구동축(311)의 하단에 연결되는 수직부(313a) 및 수직부(313a)의 하단에서 소결 대차(50)의 이동방향으로 연결되는 수평부(313b)으로 구성된다. 그리고, 수평부(313b)의 선단에 연결되어 상부에서 하부로 갈수록 경사를 형성하는 경사부(313c)을 구비할 수도 있다.

수직부(313a) 및 수평부(313b) 각각은 소정 면적 및 두께를 갖는 플레이트로서, 수직부(313a)의 하단부와 수평부(313b)의 소결 대차(50)의 이동방향으로의 일단부가 연결될 수 있다. 여기서, 수평부(313b)의 하부는 소결이 완료된 원료를 전달받을 때에는 원료층의 상부에 접촉 배치된 상태일 수 있다. 한편, 수직부(313a)과 수평면의 연결부분은 곡선을 형성하며 상호 연결될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

경사부(313c)은 소결 대차(50)의 이동방향으로의 수평부(313b)의 단부에 연결되며, 삽입부재(131)의 일면에 의해 쌓이는 소결 완료된 원료가 용이하게 수평부(313b)의 상부로 이동하도록 원료층 상면과 수평부(313b) 상부 간의 단차를 줄이기 위해 형성될 수 있다. 즉, 경사면은 도 5에 도시된 것처럼, 상부에서 하부방향으로갈수록 수평부(313b)의 상부보다 낮은 위치로 경사를 형성할 수 있다. 이에, 단면상에서 소결 대차(50)의 이동방향으로의 수령부재(313)의 끝단부가 수령부재(313)의 전체 폭 및 두께 값 중에서 가장 작은 두께를 갖고 형성될 수 있다.

한편, 수직부(313a)과 수평부(313b)의 내측을 상호 연결하는 가이드부(317)이 추가로 형성될 수도 있다. 즉, 가이드부(317)은 소결 대차(50)의 이동방향으로의 수직부(313a)의 일면과 수평부(313b)의 상면에 접촉되어 수평부(313b)의 상면으로부터 수직부(313a)의 상하방향으로의 총 높이를 기준으로 1/2 이상의 높이까지 연결하여 소결이 완료된 원료가 안정적으로 수용될 수 있는 수용공간(317)을 형성할 수 있다.

구동축(311)은 수령부재(313)를 상하방향으로 왕복 이동시키기 위해 구비되는 것으로서, 다단의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 구동축(311)은 제1 구동축(311a)과, 제1 구동축(311a) 내에 적어도 일부 삽탈 가능한 제2 구동축(311b) 및 제2 구동축(311b) 내에 적어도 일부가 삽탈 가능한 제3 구동축(311c)으로 구분될 수 있다. 이에, 소결이 완료된 원료를 전달받지 않을 경우에는 제1 구동축(311a) 내에 제2 구동축(311b)이 삽입되고, 제2 구동축(311b) 내에 제3 구동축(311c)이 삽입되어, 제1 구동축(311a)의 상하방향으로의 높이만큼 구동축(311)의 높이가 설정될 수 있다. 한편, 소결이 완료된 원료를 전달받는 경우에는 제1 구동축(311a), 제2 구동축(311b) 및 제3 구동축(311c) 각각 삽입되지 않은 상태이므로 제1 구동축(311a)과, 제2 구동축(311b) 및 제3 구동축(311c) 각각의 높이를 합한 총 높이 값에서 제1 구동축(311a)과, 제2 구동축(311b) 및 제3 구동축(311c) 간의 중첩높이 값을 제외한 높이가 설정될 수 있다.

제2 구동부(315)는 구동축(311)에 연결되어 구동축(311)의 높이를 조절하기 위한 동력을 제공하기 위한 장치로서, 보다 구체적으로는 제1 구동축(311a)의 상단에 연결되어 제1 구동축(311a), 제2 구동축(311b) 및 제3 구동축(311c) 간의 중첩 영역을 조절하여 구동축(311)의 높이를 조절할 수 있다.

이와 같이 형성되는 수령부(310)는 운반부(330)에 적어도 하나 이상이 구비되어 운반부(330)의 이동에 따라 같이 이동하면서 소결이 완료된 원료를 운반부(330)에 최종적으로 전달한다.

운반부(330)는 수령부(310)가 연결되며, 수령부(310)로부터 전달된 소결이 완료된 원료를 후속 공정으로 이송시키기 위한 이동 경로를 형성할 수 있다. 즉, 운반부(330)는 소결이 완료된 원료를 전달받아서 상기 원료를 파쇄기로 전달하거나, 파쇄기 및 냉각설비에서 파쇄-냉각 과정을 거치지 않고 스크린 설비로 직접적으로 전달할 수 있다. 운반부(330)는 소결 대차(50)의 상단으로부터 이격되어 소결 대차(50)의 이동방향에 교차하는 방향으로 소정길이 연장 형성된 한 쌍의 회전축(331)과, 회전축(331)의 측면을 감싸며 무한궤도로 이동하는 운반부재(333)를 포함한다.

회전축(331)과 운반부재(333)의 구성은 원료 및 운반물을 이동시키기 위해 사용하는 컨베이어 벨트가 사용될 수 있다. 이때, 운반부재(333)는 소결이 완료된 원료의 온도에 의해 손상되지 않는 재질이 사용될 수 있으며, 운반부재(333)는 금속으로 형성될 수 있다.

여기서, 수령부(310)의 제2 구동부(315)는 운반부재(333)의 상하방향으로의 두께와 중첩되며 배치될 수 있다. 즉, 제2 구동부(315)는 운반부재(333)에 삽입되어 장착됨으로써, 회전축(331)의 회전에 따라 움직이는 운반부재(333)의 이동에 방해가 되지 않도록 구비될 수 있다.

이하에서는 소결장치를 이용한 소결광 제조 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 소결장치를 이용한 소결광 제조 방법을 나타내는 공정도이다. 도 7은 도 6의 소결광 제조 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이다. 도 8은 종래 및 본 발명의 실시 예에 따른 소결구간/소결대차 길이에 따른 원료층의 소결상태를 나타내는 비교도이다. 도 9는 종래 및 본 발명의 실시 예에 따른 소결구간/소결대차 길이에 따른 원료층 통기도(J.P.U)를 나타내는 도면이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법은 이동하는 소결 대차에 소결 원료를 장입하여 원료층을 형성하는 과정과, 원료층을 점화시키며 소결하는 과정 및 원료의 소결과정 중 원료층으로부터 소결이 완료된 원료를 분리하는 과정을 포함한다.

우선, 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(S100). 이때, 소결 원료 마련 시 고체 원료의 함량을 기존의 고체 원료의 함량에 비해 20 내지 30중량% 정도 감소시킬 수 있다. 일반적으로 고체 원료의 함량이 소결 원료 전체 중량에서 약 9중량% 정도 차지한다고 볼 때, 약 6 내지 7중량% 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.

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(S200). 복수의 소결 대차(50) 각각은 점화로(30) 하측을 순차적으로 통과하면서 원료층의 표층에 화염이 착화(S300)되고 각 소결 대차(50)는 소결구간(B)을 경유하며 배광방향으로 이동하며, 이때 각 소결 대차(50)는 소결구간(B)에 나열된 복수의 윈드 박스(70)의 상측을 순차적으로 통과한다. 이때, 윈드 박스(70)의 흡인력에 의해 표층의 화염에 의해 원료층에 연소대(H·Z)가 형성되며, 연소대(H·Z)는 소결 대차(50)의 하측으로 이동하면서 원료층 내의 고체 연료를 연소시킨다.

이때, 소결 대차(50)가 소결구간(B)을 이동하는 와중에 점화로(30)의 후방에 구비되는 긁음부(130)의 삽입부재(131)를 원료층의 연소대(H·Z)영역의 상부로 삽입시켜(S400), 원료층 내 연소대 상부에 소결이 완료된 원료를 일부 분리시킨다(S500).

즉, 원료층이 형성된 소결 대차(50)가 긁음부(130)의 직하부 쪽으로 가까워질 때, 삽입부재(131)를 원료층의 상하방향으로의 총 높이를 기준으로 상부로부터 소정 영역(원료층에서 연소대가 위치하는 영역의 상부)에 삽입시킨다. 이처럼 삽입부재(131)는 소결 대차(50)가 소결구간(B)을 따라 이동하는 과정과 동시에 원료층 내부로 삽입되는 것이며, 삽입부재(131)가 삽입된 상태에서 소결 대차(50)가 지속적으로 소결구간(B)을 따라 이동하기 때문에, 삽입부재(131)가 삽입되어 삽입부재(131)와 중첩된 영역의 원료층의 원료(즉, 소결이 완료된 원료)들이 삽입부재(131)를 통과하지 못하여 삽입부재(131)의 일면에 의해 밀려나게 된다. 즉, 삽입부재(131)는 원료층에 삽입된 높이만큼의 원료를 긁어내는 역할을 할 수 있다.

이처럼, 삽입부재(131)의 일면(즉, 측부)에 소결이 완료된 원료들을 모아내면, 모아진 소결이 완료된 원료를 소결 대차(50)의 외부로 전달하기 위해 수령부(310)가 모아진 원료들을 수령한다(S600). 즉, 삽입부재(131)에 의해 원료층 내 연소대(H·Z) 상부의 소결 완료 원료가 일부 분리되기(S500) 이전이나, 이미 일부가 분리되어 삽입부재(131)의 측부에 소결 완료 원료가 모아진 이후에, 수령부재(313)를 원료층 상면에 접촉 대기시킨다(S450). 이처럼 수령부재(313)의 하면이 원료층의 상면과 접촉된 상태로 배치되면, 삽입부재(131)에 의해 원료층의 총 높이보다 증가된 높이로 모아진 원료들은 수령부재(313)상에 쌓이게 되고, 원료가 일정량 쌓이게 되면 수령부재(313)를 원료층으로부터 비접촉시킴으로써 소결 완료 원료가 수령부재(313)에 수령되도록 할 수 있다.

이때, 소결이 완료된 원료를 전달하는 과정은 하나의 수령부재(313)로만 수행되는 것이 아니라, 도 6의 (a) 내지 (c)에 도시된 것처럼, 복수개의 수령부재(313)들 각각이 상하방향으로의 높이가 조절되면서 삽입부재(131)에 의해 원료층 상부로 일부 모아진 소결이 완료된 원료를 실시간으로 운반부(330)로 이동시킬 수 있다(S700).

즉, 수령부재(313)의 수평부(313b) 상에 적재된 소결이 완료된 원료는 수령부재(313)의 이동에 따라서 운반될 수 있는데, 수령부재(313)가 운반부재(333)의 이동에 의해 같이 이동하면서, 상부에 쌓인 원료를 운반부재(333)의 상부로 전달하면서 운반부로 소결 완료 원료를 전달할 수 있다.

그리고, 운반부재(333)로 이동되는 소결 완료 원료는 미리 파쇄기로 전달되어 소정의 입도로 파쇄된 후 냉각될 수 있으며, 연소대 상부의 온도 특성상 냉각이 요구되지 않을 경우에는 파쇄기 및 냉각설비에서 수행되는 파쇄-냉각 공정을 생략하고 스크린 설비로 이송되어 입도별로 선별될 수 있다(S800).

이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치 및 소결광 제조 방법은, 소결이 진행되는 소결구간(B) 내에 원료층 중 소결이 완료된 일부 원료를 분리시키는 장치 및 방법을 제공함으로써, 소결 대차(50)의 원료층의 통기성을 증가시킬 수 있어 총 소결시간을 단축시킬 수 있다.

즉, 도 8에 도시된 것처럼, 대차길이(m) 또는 소결구간(B)의 총 길이에 따른 원료층 두께 별(m) 소결 상태를 살펴보면, 종래에는 소결이 완료된 원료 부분을 일부 분리해 내지 못하기 때문에 연소대의 상부에 잔류하는 소결이 완료된 원료로 인해 원료층의 통기성이 저하되어 연소대(H·Z)가 소결 대차(50)의 끝부분까지 남아있는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시 예와 같이, 총 소결구간(B)을 기준으로 20 내지 50% 범위 내 위치에서 지나가는 소결 대차(50) 내의 원료층의 소결이 완료된 원료의 일부를 제거함으로써, 연소대(H·Z)로 공급되는 외기의 통기성을 증가시킬 수 있어, 소결이 빠르게 진행되어 종래의 연소대(H·Z)보다 진행속도가 빠른것을 확인할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 소결시간의 단축은 대차길이(m) 또는 소결구간(B)의 총 길이 또는 구간에 따른 원료층 통기도 개선으로부터 얻을 수 있는데, 도 9에 도시된 것처럼, 본 발명은 소결이 완료된 원료 중 일부를 원료층으로부터 분리시킴으로써 통기도가 종래의 원료층 통기도보다 확연히 증가하는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명은 소결 원료의 소결 시간을 단축시킴으로써, 소결광의 생산성을 증가시킬 수 있으며, 소결이 완료되어 원료층으로부터 일부 분리된 원료들은 냉각이 요구되지 않을 수도 있기 때문에, 후속 공정 설비들의 부하를 감소시킬 수 있다. 이에, 결과적으로 소결광을 생산하기 위한 소모비용을 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있어, 소결광의 단가 또한 감소시킬 수 있다.

B : 소결구간 1 : 소결장치
10 : 상부광 호퍼 20 : 써지 호퍼
30 : 점화로 50 : 소결 대차
70 : 윈드 박스 100 : 분리기
110 : 지지부 130 : 긁음부
131a, 131b, 131c : 삽입부재 300 : 이송기
310 : 수령부 311 : 구동축
313 : 수령부재 330 : 운반부

Claims (14)

1. 이동경로를 따라 이동 가능하고, 내부에 원료가 장입되는 복수의 소결 대차와;
   상기 소결 대차의 상부에 설치되어 상기 소결 대차 내의 원료층에 화염을 분사하는 점화로;
   상기 소결 대차의 이동방향을 기준으로 상기 점화로의 후방에 이격되어 배치되며, 상기 원료층 중 소결이 완료된 원료를 상기 원료층으로부터 분리시키기 위한 분리기; 및
   상기 원료층의 상부에 배치되어, 상기 원료층으로부터 분리된 상기 소결이 완료된 원료를 전달받는 이송기;를 포함하며,
   상기 이송기는,
   상기 원료층으로부터 상부로 이격되어 배치되며, 상기 분리기에 의해 분리된 우너료의 이동 경로를 형성하는 운반부와;
   상기 운반부에 적어도 하나 이상이 구비되며, 상기 원료층의 상면에 이격 및 접촉 배치 가능하도록 구비되는 수령부재를 구비하는 수령부;를 포함하는 소결장치.
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 분리기는,
   상기 소결 대차의 이동방향으로의 상기 원료층의 총 소결구간을 기준으로 20 내지 50% 범위 내 위치에 배치되는 소결장치.
3. 청구항 2 에 있어서,
   상기 분리기는,
   상기 이동경로에 교차하는 방향으로의 상기 소결 대차의 측면에 이격 배치되는 지지부와;
   상기 지지부에 지지되며, 상기 소결 대차 상에 이격되어 배치되는 삽입부재 및 상기 삽입부재를 상기 원료층 쪽으로 왕복 이동 가능하게 하는 제1 구동부로 구성되는 긁음부;를 포함하는 소결장치.
4. 청구항 3 에 있어서,
   상기 삽입부재는,
   상기 소결 대차의 이동방향으로의 일면과; 상기 일면과 마주보는 타면; 및 상기 일면과 상기 타면의 하단을 연결하는 연결면;을 포함하며,
   상기 연결면은 상기 일면의 하단에서 상기 타면의 하단으로 갈수록 하측 방향으로 경사지도록 형성되는 소결장치.
5. 청구항 3 에 있어서,
   상기 삽입부재는,
   상기 소결 대차의 이동방향으로의 일면과; 상기 일면과 마주보는 타면; 및 상기 일면과 상기 타면의 하단을 연결하는 굴곡부;를 포함하며,
   상기 굴곡부는 상기 일면에서 상기 타면 쪽으로 오목홈을 포함하는 소결장치.
6. 청구항 3 에 있어서,
   상기 삽입부재는,
   상기 소결 대차의 이동방향으로의 일면과; 상기 일면과 마주보는 타면; 및 상기 일면과 상기 타면의 하단을 연결하는 돌기부;를 포함하며,
   상기 돌기부는 상기 소결 대차의 이동방향에 반대되는 방향으로 돌출 형성되는 복수의 톱니;를 포함하는 소결장치.
7. 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 삽입부재는,
   상기 원료층에서 1000℃ 이상의 온도를 나타내는 영역의 상부에 삽입되는 소결장치.
8. 삭제
9. 청구항 1 에 있어서,
   상기 수령부에는,
   상하방향으로 다단 구조로 연장 형성되어 일단이 상기 수령부재에 연결되는 구동축과;
   상기 운반부에 장착되어 상기 구동축과 연결되며, 상기 상하방향으로의 상기 구동축을 길이를 조절 가능하게 하는 제2 구동부;를 포함하는 소결장치.
10. 청구항 9 에 있어서,
    상기 수령부재는,
    상기 구동축의 하단에 연결되는 수직부 및
    상기 수직부에서 상기 소결 대차의 이동방향으로 연결되는 수평부;로 구성되는 소결장치.
11. 청구항 10 에 있어서,
    상기 소결 대차의 이동방향으로의 상기 수평부의 끝단에는 상기 수평부의 상면으로부터 하부방향으로 경사를 형성하는 경사면;이 연결되는 소결 장치.
12. 소결광을 제조하는 방법으로서,
    이동하는 소결 대차 내부에 소결 원료를 장입하여 원료층을 형성하는 과정;
    상기 원료층을 점화시키며 소결하는 과정; 및
    상기 원료층의 소결과정 중 상기 원료층으로부터 소결이 완료된 원료를 상기 소결 대차의 이동방향을 기준으로 점화로의 후방에 이격 배치된 분리기로 분리하는 과정; 및
    상기 원료층의 상부에 배치되는 이송기가 상기 분리기에 의해 상기 소결이 완료된 원료를 전달받아 상기 소결대차 외부로 이동시키는 과정;을 포함하며,
    상기 이송기는 상기 원료층으로부터 상부로 이격되어 배치되며, 상기 분리기에 의해 분리된 원료의 이동 경로를 형성하는 운반부와;
    상기 운반부에 적어도 하나 이상이 구비되며, 상기 원료층의 상면에 이격 및 접촉 배치 가능하도록 구비되는 수령부재를 구비하는 수령부;를 포함하는 소결광 제조 방법.
13. 청구항 12 에 있어서,
    상기 원료층으로부터 소결이 완료된 원료를 분리하는 과정은,
    상기 원료층의 총 소결구간을 기준으로 20 내지 50% 범위 내 위치에서, 상기 원료층 내부로 삽입부재를 삽입하는 과정;
    상기 삽입부재를 기준으로 상기 소결 대차의 이동방향에 대향하는 방향으로의 상기 삽입부재의 측부에 상기 소결이 완료된 원료들을 모으는 과정;으로 수행되는 소결광 제조 방법.
14. 청구항 13 에 있어서,
    상기 삽입부재의 측부에 상기 소결이 완료된 원료들을 모으는 과정에서,
    상기 소결 대차의 이동방향에 대향하는 방향으로의 상기 삽입부재에 근접 배치되는 수용부재의 하면은 상기 원료층의 상면에 접촉 배치되며, 상기 모아낸 상기 소결이 완료된 원료가 상기 수용부재 상에 전달되면, 상기 수용부재는 상기 원료층의 상면으로부터 이격 배치되는 소결광 제조 방법.

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