KR101667290B1 - 원료 장입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원료 장입 장치에 관한 것으로서, 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 저장기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료의 장입장치로서, 상기 장입 슈트는 복수의 롤이 나란하게 배열되어 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하고, 상기 복수의 롤 중 적어도 어느 하나는 롤의 길이방향으로 적어도 일부 영역에 경사면이 형성되는 경사롤인 것을 특징으로 하고, 원료 장입 시 저장기의 수직방향은 물론,수평방향으로의 편석을 향상시킬 수 있어 저장기 내 원료층의 통기성을 확보하여 이를 이용한 조업을 원활하게 할 수 있다.

Description

원료 장입 장치{Charging apparatus for raw material}

본 발명은 원료 장입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원료의 장입 시 수평방향 및 수직방향으로의 편석 효율을 향상시킬 수 있는 원료 장입 장치에 관한 것이다.

일반적으로 소결공장에서는 소결원료를 장입장치를 이용하여 소결기의 소결대차로 장입하여 소결광을 제조하고 있다. 도 1에는 일반적인 소결원료 장입장치가 도시되어 있다. 소결원료 장입장치는, 미분 철광석, 석회석 등 부원료 및 연료인 미분 코크스를 배합한 소결원료가 저장된 소결원료호퍼(1)와 이 소결원료를 그 회전에 의해 소결원료호퍼(1)의 호퍼게이트(2)를 거쳐 하부로 공급하는 드럼 피더(3)로 구성되는 원료공급부와, 공급되는 소결원료를 소결대차(5)에 먼저 깔려 있는 바닥광의 위로 장입하는 장입 슈트(4)로 구성되어 있다. 장입 슈트(4)는 복수의 롤(41)이 나란하게 배치되어 상부면에 소결원료가 이송되는 경로를 형성하고, 소결대차(5)의 상부에는 작은 입자, 하부에는 큰 입자가 장입(수직편석조장)되도록 소결원료를 분급하는 역할을 한다. 소결대차(5)에 소결원료가 장입되면 소결원료의 표면을 표면고름판(7)으로 고르게 하여 점화로(6)에서 점화하고 흡인블로어(미도시)에 의한 풍상에서 하부로 흡인되는 공기에 의하여 소결원료 내에 포함되어 있는 코크스의 연소에 의해 소결반응을 진행시켜 소결광을 제조한다.

이러한 소결조업에 있어서는, 소결대차에서의 원료의 장입상태를 하부에는 큰 입자, 상부에는 작은 입자가 위치하도록(수직편석조장)하여 연료인 코크스가 상부에 많도록 인위적으로 조장하는 것이 필요하다. 수직편석이 효과적으로 조장되면, 소결대차 내 상-하 방향의 열량불균형 현상이 억제되는 한편, 소결대차 내 원료층에 유입되는 공기의 저항(통기저항)을 낮추어 소결광 생산성이 향상된다. 이때, 가능하면 소결대차 폭방향으로도 원료의 장입밀도를 계속하여 고르게 유지되도록 하는 것이 최상인 것은 주지의 사실이다. 그런데 도 2에 도시된 바와 같이 장입 슈트(4)를 통해 원료를 소결대차(5)에 장입하는 경우 소결대차(5)에 장입된 원료층이 소결대차(5)의 폭방향(A-A')으로 균일하게 장입되지 않아, 소결대차(5)의 중심부에서의 원료층 높이와 가장자리부에서의 원료층 높이 차이(G)가 발생하게 된다. 이에 따라 소결대차(5)의 중심부와 가장자리부에서의 열량불균형이 발생하여 소결대차(5)의 중심부와 가장자리부에서 획득되는 성품의 득률이 저하되는 문제점이 있다.

JP 1974-19004 A JP 1984-158991 A KR 411280 B

본 발명은 저장기의 수직방향은 물론, 수평방향으로 원료의 편석도를 향상시켜 원료층 내 통기성을 확보할 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명은 원료의 흐름에 영향을 미치지 않으면서 원료의 편석을 유도할 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명은 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료 장입 장치는, 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 저장기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료의 장입장치로서, 상기 장입 슈트는 복수의 롤이 나란하게 배열되어 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하고, 상기 복수의 롤 중 적어도 어느 하나는 롤의 길이방향으로 적어도 일부 영역에 경사면이 형성되는 경사롤인 것을 특징으로 한다.

상기 장입 슈트는 상기 원료가 이송되는 방향을 따라 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 형성할 수 있다.

상기 장입 슈트는 사이클로이드 곡선 형태의 곡면으로 형성되는 원료의 이송 경로를 형성할 수 있다.

상기 복수의 롤 중 적어도 어느 하나는 길이방향으로 직경이 동일한 일반롤이고, 상기 장입슈트는 상기 원료가 이송되는 방향에서 적어도 일부 구간에 상기 일반롤과 상기 경사롤이 교대로 배치될 수 있다.

상기 경사롤은 상기 경사롤의 길이방향으로 중심부에서 제1직경을 갖고, 양쪽 가장자리 영역에서 제2직경을 가질 수 있다.

상기 경사롤은 상기 제1직경과 제2직경 사이에 경사면이 형성될 수 있다.

상기 제1직경은 상기 제2직경보다 큰 값을 가질 수 있다.

상기 일반롤은 제1직경을 가질 수 있다.

상기 경사롤에서 상기 가장자리 영역은 상기 장입 슈트의 폭 길이의 1/5 내지 1/3일 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료 장입 장치는, 장입슈트를 형성하는 복수의 롤 중 적어도 어느 하나의 롤에 경사면을 형성하여 원료의 흐름에 영향을 미치지 않으면서 저장기에 장입되는 원료의 편석 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 장입슈트를 형성하는 복수의 롤 중 적어도 어느 하나의 롤에 장입슈트의 폭방향으로 경사면을 형성하여 장입슈트의 폭방향으로 원료를 균일하게 분산시킬 수 있다. 따라서 원료 장입 시 저장기의 수직방향은 물론,수평방향으로의 편석을 향상시킬 수 있어 저장기 내 원료층의 통기성을 확보하여 이를 이용한 조업을 원활하게 하고, 이에 따라 제조되는 제품, 예컨대 소결광의 품질 및 수율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 소결 원료 장입장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2은 도 1에 도시된 소결 원료 장입장치를 이용하여 소결대차에 소결원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 장입 슈트의 형상을 구체적으로 보여주는 도면.
도 5는 도 4에 도시된 장입 슈트에서 의한 원료 이송 상태를 보여주는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 이용하여 저장기에 원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 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.

본 발명은 다양한 밀도 및 크기의 입자를 포함하는 원료를 이동하는 저장기에 장입하는 장입장치에 관한 것으로서, 원료를 저장기 내에서 입자의 밀도별 및 크기별로 분리하여 장입시키는데 적용될 수 있다. 이와 같이 저장기 내에 장입된 원료는 원료 입자 간에 공간을 형성하여 통기성을 향상시킬 수 있다. 이하에서는 제선공정에서 사용되는 소결광을 제조하는데 사용되는 소결 배합 원료를 이동하는 소결 대차에 장입하는 소결 원료 장입 장치를 예로 들어 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 장입 슈트의 형상을 구체적으로 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 장입 슈트에서 의한 원료 이송 상태를 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 이용하여 저장기에 원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 원료 장입장치는 소결 원료 호퍼(100)와 드럼피더(200)를 포함하는 원료공급부와, 장입 슈트(300)를 포함한다.

소결 원료 호퍼(100)는 미분 철광석, 부원료 및 미분 코크스 등의 배합 원료를 호퍼게이트(110)를 거쳐 드럼피더(200)로 공급하고, 드럼피더(200)는 회전하면서 내부에 공급된 배합 원료를 혼합하여 장입 슈트(300)로 공급한다.

장입 슈트(300)는 경사면을 형성하여 배합 원료를 저장하는 저장기, 즉 소결대차(400)의 상부에는 작은 입자, 하부에는 큰 입자가 장입(수직편석조장)되도록 배합 원료를 분급하는 역할을 한다. 소결대차(400)에 배합 원료가 장입되면 소결대차(400) 내의 배합 원료, 즉 원료층의 표면을 표면고름판(600)으로 고르게 하여 점화로(500)에서 점화하고 흡인블로어(미도시)에 의한 풍상에서 하부로 흡인되는 공기에 의하여 원료 내에 포함되어 있는 코크스의 연소에 의해 소결반응을 진행시켜 소결광을 제조한다.

도 4를 참조하면, 장입 슈트(300)는 복수의 롤이 배합 원료, 즉 원료가 이송되는 방향을 따라 나란하게 구비되어, 그 상부에 원료가 이송되는 경로를 형성한다. 장입 슈트(300)에 의해 형성되는 원료의 이송 경로는 원료가 이송되는 방향, 즉 장입 슈트(300)의 길이방향을 따라 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 가지며, 그 이송 경로를 통해 배합 원료를 소결대차(400)에 장입한다. 이때, 장입 슈트(300)가 곡선형의 이송 경로를 가지는 경우, 장입 슈트(300)는 배합 원료가 이송되는 상부면이 사이클로이드 곡선 형태의 이송 경로를 형성할 수 있다. 사이클로이드 곡선은 배합 원료의 이송 경로를 최단 낙하 곡선으로 갖도록 형성하여 장입 슈트(300)를 통해 소결대차(400)로 장입되는 배합 원료의 수평 이탈 속도를 증가시킴으로써 소결대차(400) 내에서의 수직편석을 향상시킬 수 있다. 다시 말해서 장입 슈트(300) 상부를 따라 이송되는 배합 원료 중 입도가 큰 원료는 입도가 작은 원료에 비해 큰 중량을 가지기 때문에 장입 슈트(300)의 수평 이탈 속도가 증가하게 되어 낙하 거리가 증가하게 된다. 따라서 입도가 큰 원료는 이동하는 소결대차(400)의 하부측에 장입되고, 입도가 작은 원료는 입도가 큰 원료의 상부측에 장입되어 수직 편석이 이루어지게 된다.

장입 슈트(300)는 폭방향으로 중심부(C)와 가장자리 영역(P)으로 구분될 수 있다. 일반적으로 장입 슈트(300)의 폭방향에서 중심부(C)에서는 가장자리 영역(P)에서보다 많은 양이 원료가 이송된다. 즉, 원료공급부의 드럼피더(200)에서 장입 슈트(300)로 원료가 공급될 때 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역(P)보다 중심부(C)에 더 많은 양의 원료가 공급된다. 여기에서 장입 슈트(300)의 폭방향으로 가장자리 영역(P)은 장입 슈트(300)의 폭길이에 대해서 1/5 내지 1/3 정도를 차지할 수 있다. 이에 따라 원료는 장입 슈트(300)를 따라 이송될 때에도 드럼 피더(200)에서 장입 슈트(300)로 공급된 상태를 유지하며 소결대차(400)에 장입된다. 따라서 소결대차(400)의 폭방향으로 양쪽 가장자리 영역, 즉 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역(P)에 대응하는 영역에서 원료의 장입량이 소결대차(400)의 중심부로 장입되는 원료의 장입량보다 적어져, 소결대차(400)의 수평방향으로 편석이 제대로 이루어지지 않아 소결대차(400)의 중심부와 가장자리부의 원료층 높이가 상이하게 된다. 이와 같은 현상은 소결광 제조 시 원료층 내 열량불균형 현상을 발생시켜 소결광의 품질 및 생산성을 저하시키게 된다.

따라서 본 발명에서는 장입 슈트(300)를 형성하는 복수의 롤 중 적어도 하나의 롤을 경사롤(320)로 형성하여 원료를 장입 슈트(300)의 폭 방향으로 분산시킴으로써 소결대차(400) 내에서 원료의 수평 편석을 조장할 수 있다.

장입 슈트(300)는 길이방향으로 동일한 직경을 갖는 원통형의 일반롤(310)과, 길이 방향, 즉 장입 슈트(300)의 폭방향으로 적어도 일부에 경사면을 갖는 경사롤(320)을 포함한다. 일반롤(310)과 경사롤(320)은 원료의 이송 방향을 따라 교대로 배치될 수 있다.

일반롤(310)은 길이방향, 즉 장입 슈트(300)의 폭방향으로 동일한 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

경사롤(320)은 길이방향, 즉 장입 슈트(300)의 폭방향으로 적어도 일부에 경사면이 형성되고, 이에 따라 부분적으로 직경을 서로 다르게 형성할 수 있다.

이때, 원료의 이송방향을 따라 전 구간에 걸쳐 일반롤(310)과 경사롤(320)을 교대로 배치할 수도 있다. 또는, 원료의 이송방향에서 일부 구간에 일반롤(310)과 경사롤(320)을 교대로 배치하고, 나머지 구간은 일반롤(310)을 연속적으로 배치할 수도 있다. 예컨대 드럼 피더(200)에서 원료가 공급되는 장입 슈트(300)의 상부로부터 장입 슈트(300) 길이의 50%정도 범위에 일반롤(310)과 경사롤(320)을 교대로 배치할 수 있다.

경사롤(320)은 경사롤(320)의 길이방향으로 중심부(C)는 제1직경(D1)을 가질 수 있고, 양쪽 가장자리 영역(P)의 일부는 제2직경(D2)을 가질 수 있으며, 경사롤(320)의 길이방향에서 중심을 기준으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 이때, 제1직경(D1)은 제2직경(D2)보다 클 수 있다. 경사롤(320)의 가장자리 영역(P)에서 경사롤(320)의 중심부(C)에 인접한 영역에는 경사면이 형성될 수 있으며, 경사롤(320)의 외측을 향해 하향 경사지는 경사면이 형성될 수 있다. 경사면은 경사롤(320)의 평평한 면을 기준으로 5 내지 10°정도의 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 경사면의 기울기가 제시된 범위보다 작은 경우에는 가장자리 영역(P)으로 원료가 충분하게 분산되지 않고, 제시된 범위보다 큰 경우에는 원료가 가장자리 영역(P)으로 지나치게 많이 분산되어 장입 슈트(300)의 폭방향을 따라 원료의 분포가 불균일해지는 문제점이 있다.

또한, 일반롤(310)은 제3직경(D3)을 갖도록 형성될 수 있으며, 예컨대 제3직경은 경사롤(320)의 제1직경(D1)과 동일할 수 있다. 또는 일반롤(310)은 경사롤(320)의 제1직경(D1)보다 크거나 작은 직경을 갖도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 원료가 일반롤(310)에서 경사롤(320)로, 또는 경사롤(320)에서 일반롤(310)로 이송될 때 일반롤(310)과 경사롤(320) 간의 직경 차이에 의해 발생하는 단차를 이용하여 장입 슈트(300) 상에서 원료의 분급 및 분산을 조장할 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역(P)에서는 단차를 갖는 원료의 이송 경로가 형성되고, 장입 슈트(300)의 중심부(C)보다 롤 간 간격이 증가하게 된다. 따라서 장입 슈트(300)를 통해 원료를 이송할 때 경사롤(320)이 배치된 위치에서는 도 5의 a)에 도시된 바와 같이 장입 슈트(300)의 중심부(C) 측에서 양쪽 가장자리 영역(P)으로 원료가 분산되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 장입 슈트(300)의 양쪽 가장자리 영역(P)에서는 롤 간 간격, 즉 경사롤(320)과 일반롤(310) 간의 간격이 중심부(C)의 롤 간 간격보다 크기 때문에 이송되는 원료 중 일부가 롤 간 간격을 통해 빠져나가 일반롤(310) 상에서는 원료가 일반롤(310)의 길이 방향을 따라 균일하게 분포할 수 있다.

이러한 과정을 거쳐 원료는 장입 슈트(300) 상부에서 장입 슈트(300)의 폭방향으로 균일하게 분포되어 이송될 수 있다.

이에 장입 슈트(300)를 따라 이송되는 원료는 도 6에 도시된 바와 같이 소결대차(400)의 폭방향으로 균일하게 장입되어 소결대차(400) 내에서 원료의 수평 편석을 향상시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 소결 원료 호퍼 110: 호퍼 게이트
200: 드럼 피더 300: 장입 슈트
310: 일반롤 320: 경사롤
310: 오목홈 400: 소결대차
500: 점화기 600: 표면고름판

Claims (9)

1. 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 저장기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료의 장입장치로서,
   상기 장입 슈트는 복수의 롤이 나란하게 배열되어 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하고, 상기 복수의 롤 중 적어도 어느 하나는 롤의 길이방향으로 적어도 일부 영역에 경사면이 형성되는 경사롤이고, 상기 복수의 롤 중 적어도 어느 하나는 길이방향으로 동일한 직경을 갖는 원통형으로 형성되는 일반롤이며,
   상기 장입슈트는 상기 원료가 이송되는 방향을 따라 전 구간에 걸쳐 상기 일반롤과 상기 경사롤이 교대로 배치되고,
   상기 경사롤은 상기 경사롤의 길이방향으로 중심부에서 제1직경을 갖고, 양쪽 가장자리 영역에서 상기 제1직경보다 작은 제2직경을 가지며, 상기 제1직경과 제2직경 사이에 경사면이 형성되고,
   상기 일반롤은 상기 경사롤의 제1직경과 동일한 직경을 갖는 원료 장입 장치.
2. 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 저장기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료의 장입장치로서,
   상기 장입 슈트는 복수의 롤이 나란하게 배열되어 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하고, 상기 복수의 롤 중 적어도 어느 하나는 롤의 길이방향으로 적어도 일부 영역에 경사면이 형성되는 경사롤이고, 상기 복수의 롤 중 적어도 어느 하나는 길이방향으로 동일한 직경을 갖는 원통형으로 형성되는 일반롤이며,
   상기 장입슈트는 상기 원료가 이송되는 방향을 따라 전 구간에 걸쳐 상기 일반롤과 상기 경사롤이 교대로 배치되고,
   상기 경사롤은 상기 경사롤의 길이방향으로 중심부에서 제1직경을 갖고, 양쪽 가장자리 영역에서 상기 제1직경보다 작은 제2직경을 가지며, 상기 제1직경과 제2직경 사이에 경사면이 형성되고,
   상기 일반롤은 상기 경사롤의 제1직경보다 작거나 큰 제3직경을 갖는 원료 장입 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 장입 슈트는 상기 원료가 이송되는 방향을 따라 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 형성하는 원료 장입 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 장입 슈트는 사이클로이드 곡선 형태의 곡면으로 형성되는 원료의 이송 경로를 형성하는 원료 장입 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 4에 있어서,
   상기 경사롤에서 상기 가장자리 영역은 상기 장입 슈트의 폭 길이의 1/5 내지 1/3인 원료 장입 장치.

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