KR101667616B1 - 괴성화 설비의 집진 장치 - Google Patents
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Abstract
괴성화 설비의 집진 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 괴성화 설비에서 분환원철 및 소성부원료가 저장되는 저장조, 상기 저장조에 저장된 분환원철 및 소성부원료가 이송되고, 이송된 분환원철 및 소성부원료를 한 쌍의 압착성형롤로 최종 공급하기 위한 중개조, 및 상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 집진하기 위한 사이클론을 포함한다.
Description
본 발명은 괴성화 설비의 집진 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용철 제조 공정의 일부인 괴성화철을 제조하는 분환원철 및 소성부원료 괴성화 설비에서 분환원철 및 소성부원료를 공급해주는 중개조에 산화성 분위기의 사이클론 집진 장치를 설치하여 조업 안정성을 향상시키는 괴성화 설비의 집진 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 용철 생산 장치의 대종을 이루고 있는 고로법은 그 반응기 특성상 일정 수준이상의 강도를 보유하고 있으며 노 내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보유한 원료를 요구하는 바, 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로써는 특정 원료탄을 가공 처리한 코우크스에 의존하고 있으며, 철원으로서는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다.
이에 따라, 현행 고로법은 코우크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료 예비처리 설비가 반드시 수반되고 있는 바, 상기한 부대설비 구축에 필요한 제비용 및 상기 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염 물질에 대한 전세계적인 규제를 극복하기 위한 막대한 환경오염 방지설비에 대한 막대한 투자 비용 등에 의해 현행 고로법의 경쟁력은 급속히 잠식되고 있는 상황이다.
상기와 같은 상황에 대처하기 위하여 세계 각국은 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하며, 철원으로서는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하고 있는 분광을 직접 사용하여 용철 제조하는 신제선 공정인 용철 제조 공정의 개발에 박차를 가하고 있다.
이러한 용철 제조 공정에서 저장조에 저정된 분환원철 및 소성부원료는 고온 상태에서 한 쌍의 압착성형롤로 구성되어 있는 괴성화 설비로 최종 공급되기 전 저장조와 중개조 사이에 설치되어 있는 광석 흐름 도관을 통해 상기 중개조로 이송된다.
이 때, 상기 중개조에는 분환원철 및 소성부원료 사이에 압축되어 있는 가스가 함께 이송되고, 압착성형롤에서 분체의 압착 성형에 따라 가스가 발생하기 때문에 이를 적절히 제거하기 위해 가스 배출라인이 반드시 필요하다.
그러나, 가스 배출라인에 미분의 분환원철 및 소성부원료가 배출되지 못하고 가스 배출라인에 퇴적되어 가스 흐름을 방해하면 중개조 내부의 압력이 상승하여 괴성화 설비 조업에 악영향을 미친다.
종래기술에 따른 괴성화 설비의 집진 장치는 전 괴성화 설비에서 발생하는 가스를 일괄로 흡입하여 집진하기 때문에 특정 집진관에 미분이 퇴적되어 가스의 흐름을 방해하면 압력손실이 발생하여 집진 능력이 감소하게 되고 결국에는 괴성화 설비의 가동을 중단시켜 막힌 부위를 청소해야 한다(도 1 참조).
이를 좀더 상세하게 설명하면, 유동층환원로에서 환원된 분환원철 및 소성부원료가 저장조에서 중개조 이송시 분환원철 및 소성부원료와 더불어 분체 입자 사이에 충진되어 있던 가스가 같이 이송되기 때문에 중개조에는 집진 설비가 필수적이다.
용철 제조 공정에서 분환원철의 겉보기 밀도는 환원율에 따라 다르지만 환원율 60% 이상일 때 2.5 g/cc 이상이며 벌크 밀도는 1.3~1.7 g/cc으로 기공율이 약 40%이기 때문에 상당량의 가스가 분체 입자 사이에 충진되어 있다. 압착성형롤에서 생산량이 40 ton/hr일 경우 동일량의 분환원철 및 소성부원료가 중개조에 이송되어야하기 때문에 중개조에서 분환원철 및 소성부원료 이송에 따른 가스 이송량은 약 177 LPM이다.
이와 더불어, 압착성형롤로 고온 압착 성형 시 벌크 밀도가 1.3~1.7 g/cc인 분환원철 및 소성부원료가 밀도가 3.5~4.5 g/cc인 괴성화철이 되기 때문에 밀도 증가에 의해 분체 사이에 있던 가스도 압착성형롤 상부로 배출된다. 압착성형롤에서 생산량이 40 ton/hr일 경우 압착에 의한 가스 발생량은 약 277 LPM이다.
뿐만 아니라, 중개조 분체 흐름을 원활하게 하기 위해 약 500~1000 m3/hr의 질소 가스를 취입하기 때문에 입도가 작은 미분들은 이 가스에 의해 집진관으로 비산될 수 있고, 집진관에 퇴적될 수 있다.
이와 같이, 특정 위치의 집진관에 미분이 퇴적되면 집진관의 차압이 높아져 집진효율이 떨어지게 되고 한번 집진효율이 떨어진 집진관은 계속적으로 상태가 악화되어 결국에는 막히게 된다.
따라서, 상기와 같은 이유로 중개조의 산화성 분위기의 사이클론 집진 설비를 도입하여 미분의 분환원철 및 소성부원료가 안정적으로 비산되도록 하여 중개조 내에 압력이 증가하지 않도록 하고, 분환원철의 산화 반응으로 인한 분체 간의 응집을 유도하여 중개조에 재장입하면 괴성화 설비의 공정 가동율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 분환원철 및 소성부원료 괴성화 설비에 있어서 괴성화 설비에 분환원철 및 소성부원료를 안정적으로 공급하기 위해 설치된 중개조에서 발생하는 분진을 산화성 분위기에서 사이클론을 이용하여 집진하는 것으로, 괴성화 설비의 조업 안정성을 높일 수 있는 괴성화 설비의 집진 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 괴성화 설비에서 분환원철 및 소성부원료가 저장되는 저장조,
상기 저장조에 저장된 분환원철 및 소성부원료가 이송되고, 이송된 분환원철 및 소성부원료를 한 쌍의 압착성형롤로 최종 공급하기 위한 중개조, 및
상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 집진하기 위한 사이클론을 포함하는 괴성화 설비의 집진 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 괴성화 설비에서 분환원철 및 소성부원료가 저장되는 저장조,
상기 저장조에 저장된 분환원철 및 소성부원료가 이송되고, 이송된 분환원철 및 소성부원료를 한 쌍의 압착성형롤로 최종 공급하기 위한 중개조,
상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 집진하기 위한 사이클론, 및
상기 사이클론의 유속을 안정적으로 확보함과 아울러 산화성 분위기 조성을 위한 공기를 취입하기 위한 공기 취입 라인을 포함하는 괴성화 설비의 집진 장치가 제공될 수 있다.
상기 중개조와 상기 사이클론 사이에는 상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 상기 사이클론으로 이송시켜 주기 위한 중개조 이송라인이 설치될 수 있다.
상기 중개조 이송라인에는 상기 사이클론의 유속을 안정적으로 확보함과 아울러 산화성 분위기 조성을 위한 공기를 취입하기 위한 공기 취입 라인이 설치될 수 있다.
상기 저장조와 상기 중개조의 사이에는 상기 저장조에 저장된 분환원철 및 소성부원료를 상기 중개조로 이송하기 위한 광석 흐름 도관이 설치될 수 있다.
상기 사이클론과 상기 광석 흐름 도관 사이에는 상기 공기 취입 라인을 통하여 취입된 공기에 의하여 응집된 미분들을 상기 중개조에 재장입하기 위한 재장입라인이 설치될 수 있다.
상기 사이클론은 상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 용이하게 집진할 수 있도록 함과 아울러 공기에 의하여 응집된 미분들을 상기 중개조에 용이하게 재장입할 수 있도록 상기 중개조의 상부에 설치될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 분환원철 및 소성부원료 괴성화 설비에 있어서 괴성화 설비에 분환원철 및 소성부원료를 안정적으로 공급하기 위해 설치된 중개조에서 발생하는 분진을 산화성 분위기에서 사이클론을 이용하여 집진함으로써, 괴성화 설비의 조업 안정성을 높일 수 있으며,
또한, 미분의 분환원철 및 소성부원료가 안정적으로 비산되도록 하여 중개조 내에 압력이 증가하지 않도록 하고, 분환원철의 산화 반응으로 인한 분체 간의 응집을 유도하여 중개조에 재장입하면 괴성화 설비의 공정 가동율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 괴성화 설비의 집진 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 설비의 집진 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 설비의 집진 장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 구현예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 구현예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 설비의 집진 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 설비의 집진 장치는,
괴성화 설비에서 분환원철 및 소성부원료가 저장되는 저장조(1),
상기 저장조(1)에 저장된 분환원철 및 소성부원료가 이송되고, 이송된 분환원철 및 소성부원료를 고온 상태에서 한 쌍의 압착성형롤(5)로 최종 공급하기 위한 중개조(4), 및
상기 중개조(1)에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 집진하기 위한 사이클론(8)을 포함할 수 있다.
상기 저장조(1)와 상기 중개조(4)의 사이에는 상기 저장조(1)에 저장된 분환원철 및 소성부원료를 상기 중개조(4)로 이송하기 위한 광석 흐름 도관(2)이 설치될 수 있다.
상기 광석 흐름 도관(2)에는 상기 광석 흐름 도관(2)의 개폐를 제어하기 위한 제어밸브(3)가 설치될 수 있다.
상기 중개조(4)는 상기 한 쌍의 압착성형롤(5)의 상부에 설치되어 상기 한 쌍의 압착성형롤(5)로 분환원철 및 소성부원료를 고온 상태로 상기 한 쌍의 압착성형롤(5)에 공급할 수 있다.
또한, 상기 저장조(1)는 상기 중개조(4)의 상부에 설치되어 상기 저장조(1)에 저장된 분환원철 및 소성부원료를 상기 광석 흐름 도관(2)을 통하여 상기 중개조(4)로 이송할 수 있다.
또한, 상기 중개조(4)와 상기 사이클론(8) 사이에는 상기 중개조(4)에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 상기 사이클론(8)으로 이송시켜 주기 위한 중개조 이송라인(6)이 설치될 수 있다.
상기 중개조 이송라인(6)에는 상기 사이클론(8)의 유속을 안정적으로 확보함과 아울러 산화성 분위기 조성을 위한 공기를 취입하기 위한 공기 취입 라인(7)이 설치될 수 있다.
상기 사이클론(8)과 상기 광석 흐름 도관(2)의 사이에는 상기 공기 취입 라인(7)을 통하여 취입된 공기에 의하여 응집된 미분들을 상기 중개조(4)에 재장입하기 위한 재장입라인(9)이 설치될 수 있다.
상기 사이클론(8)은 상기 중개조(4)에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 용이하게 집진할 수 있도록 함과 아울러 공기에 의하여 응집된 미분들을 상기 중개조(4)에 용이하게 재장입할 수 있도록 상기 중개조(4)의 상부에 위치될 수 있다.
이하에서, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 설비의 집진 장치의 작동에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 설비의 집진 장치는, 분환원철 및 소성부원료 괴성화 설비에서 압착성형롤(5)로 분환원철 및 소성부원료를 공급해주는 중개조(4)에 산화성 분위기 조성을 위한 공기 취입 라인(7) 및 사이클론(8)을 설치한다.
이러한 괴성화 설비의 집진 장치는 사이클론(8)에서 상기 중개조(4)에서 발생하는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성부원료를 집진하는 동시에 공기 취입 라인(7)을 통하여 공기를 취입하여 사이클론(8)의 유속을 안정적으로 확보한다.
그리고, 상기 공기 취입 라인(7)을 통하여 취입된 공기에 의해 미분의 분환원철의 표면이 산화되면서 분체의 표면이 부분적으로 용융되어 사이클론(8) 내부에서 불규칙적으로 회전운동 시 분체들 간에 응집이 일어난다.
이와 같이, 응집된 분체들은 상기 사이클론(8)으로부터 재장입라인(9)을 통하여 중개조(4)에 재장입 시 초기에 비산되었을 때보다 입도가 증가하였기 때문에 재비산될 염려가 없고 압착성형롤(5)에서 안정적으로 성형할 수 있다.
즉, 종래기술에 따른 괴성화 설비의 집진 장치는 전 괴성화 설비에서 발생하는 가스를 일괄로 흡입하여 집진하기 때문에 특정 위치의 집진관에 미분이 퇴적되면 집진관의 차압이 높아져 집진효율이 떨어지게 되고 한번 집진효율이 떨어진 집진관은 계속적으로 상태가 악화되어 결국에는 막히게 된다.
그러나, 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 설비의 집진 장치는 각 압착성형롤(5) 조업에 직접적으로 영향을 미치는 상기 중개조(4)의 중개조 이송라인(6)에 사이클론(8)을 각각 설치하여, 상대적으로 압력이 높은 저장조(1)에서 분환원철 및 소성부원료 이송시 압력이 높아지는 현상 및 중개조 이송라인이 막히는 현상을 해결할 수 있다.
또, 상기 공기 취입 라인(7)을 통하여 상기 중개조 이송라인(6)에 공기를 취입함에 따라 공기에 의해 미분의 분환원철의 표면이 산화되면서 아래와 같은 화학반응이 일어난다.
이 때, 발생하는 열로 인해 분체의 표면이 부분적으로 용융되며, 이 후 사이클론(8) 내부에서 불규칙적으로 회전운동 시 분체들 간에 응집이 일어난다. 응집된 분체들은 중개조(4)에 재장입 시 초기에 비산되었을 때보다 입도가 증가하였기 때문에 재비산될 염려가 없고 압착성형롤(5)에서 안정적으로 성형할 수 있다.
상기와 같이, 괴성화 설비의 장입 장치는, 각 중개조별로 별도의 사이클론을 설치하여 기존의 집진 설비에 비해 안정적으로 집진할 수 있도록 구성하며 사이클론의 입구 유량을 확보하기 위해 취입하는 공기로 인해 미분의 분환원철 표면이 산화되면 분체들간의 응집이 되고 응집된 미분들을 중개조에 재장입하도록 구성되어 있기 때문에, 1) 집진 능력 향상 2) 안정적 집진 설비 운용 3) 비산 미분 재활용이 가능해진다.
1: 저장조 2: 광석 흐름 도관
3: 제어밸브 4: 중개조
5: 압착성형롤 6: 중개조 이송라인
7: 공기 취입 라인 8: 사이클론
9: 재장입라인
3: 제어밸브 4: 중개조
5: 압착성형롤 6: 중개조 이송라인
7: 공기 취입 라인 8: 사이클론
9: 재장입라인
Claims (7)
- 괴성화 설비에서 분환원철 및 소성부원료가 저장되는 저장조,
상기 저장조에 저장된 분환원철 및 소성부원료가 이송되고, 이송된 분환원철 및 소성부원료를 한 쌍의 압착성형롤로 최종 공급하기 위한 중개조, 및
상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 집진하기 위한 사이클론
을 포함하고,
상기 중개조와 상기 사이클론 사이에는 상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 상기 사이클론으로 이송시켜 주기 위한 중개조 이송라인이 설치되고,
상기 중개조 이송라인에는 상기 사이클론의 유속을 안정적으로 확보함과 아울러 산화성 분위기 조성을 위한 공기를 취입하기 위한 공기 취입 라인이 설치되고,
상기 저장조와 상기 중개조의 사이에는 상기 저장조에 저장된 분환원철 및 소성부원료를 상기 중개조로 이송하기 위한 광석 흐름 도관이 설치되고,
상기 사이클론과 상기 광석 흐름 도관 사이에는 상기 공기 취입 라인을 통하여 취입된 공기에 의하여 응집된 미분들을 상기 중개조에 재장입하기 위한 재장입라인이 설치되고,
상기 저장조는 저장조에 저장된 분환원철 및 소성부원료를 광석 흐름 도관을 통하여 중개조로 이송할 수 있도록 상기 중개조의 상부에 설치되고,
상기 중개조는 분환원철 및 소성부원료를 한 쌍의 압착성형롤에 공급할 수 있도록 한 쌍의 압착성형롤의 상부에 설치되는 괴성화 설비의 집진 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 사이클론은 상기 중개조에서 발생되는 가스에 의해 비산되는 미분의 분환원철 및 소성분원료를 용이하게 집진할 수 있도록 함과 아울러 공기에 의하여 응집된 미분들을 상기 중개조에 용이하게 재장입할 수 있도록 상기 중개조의 상부에 설치되는 괴성화 설비의 집진 장치.
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