KR101719517B1 - 원료 장입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원료 장입 장치에 관한 것으로서, 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 용기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료 장입 장치로서, 상기 장입 슈트는 상부에 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하고, 폭방향으로 볼록한 형상의 곡면이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이에 원료가 이동하는 장입 슈트의 폭방향 단면 형상을 변형하여 원료의 흐름에 영향을 미치지 않으면서 용기에 장입되는 원료의 편석 효율을 향상시킬 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 원료호퍼(1)와 이 소결원료를 그 회전에 의해 원료호퍼(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 경사판으로 이루어져 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 용기의 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 용기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료 장입 장치로서, 상기 장입 슈트는 상부에 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하고, 폭방향으로 볼록한 형상의 곡면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 장입 슈트는 면적을 가지는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

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 장입 슈트는 원료가 이송되는 경로를 형성하는 본체와, 상기 본체의 가장자리에 상부 방향으로 연장 형성되는 가이드를 포함할 수 있다.

상기 본체의 폭방향으로 곡면이 형성되고, 상기 본체는 일정한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 본체의 폭방향으로 곡면이 형성되고, 상기 본체의 폭방향에 대해서 중심부의 곡률과 상기 본체의 폭방향에 대해서 가장자리부의 곡률이 서로 다르게 형성될 수 있다.

상기 본체의 가장자리부의 곡률이 상기 본체의 중심부의 곡률보다 클 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료 장입 장치는, 원료가 이동하는 장입 슈트의 폭방향 단면 형상을 변형하여 원료의 흐름에 영향을 미치지 않으면서 용기에 장입되는 원료의 편석 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 장입 슈트의 폭방향으로 곡면을 형성하여 장입 슈트의 양쪽 가장자리부로 원료를 분산시켜 장입 슈트 전체에 걸쳐서 원료를 균일하게 분포시켜 용기의 폭방향으로 원료가 균일하게 장입될 수 있도록 한다. 따라서 원료 장입 시 용기의 수직방향은 물론, 수평방향으로의 편석을 향상시킬 수 있어 용기 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 보여주는 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 이용하여 용기에 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 용기에 장입하는 장입장치에 관한 것으로서, 원료를 용기 내에서 입자의 밀도별 및 크기별로 분리하여 장입시키는데 적용될 수 있다. 이와 같이 용기 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 보여주는 단면도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입장치를 이용하여 용기에 원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면이다.

원료 장입장치는 원료 호퍼(100)와 드럼피더(200)를 포함하는 원료공급부와, 장입 슈트(300)를 포함한다.

원료 호퍼(100)는 미분 철광석, 부원료 및 미분 코크스 등의 배합 원료를 호퍼게이트(100)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 용기, 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 3을 참조하면, 장입 슈트(300)는 면적을 갖는 플레이트 형상으로 형성될 수 있고, 원료가 이송되는 방향, 즉 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.

또한, 장입 슈트(300)는 원료가 이송되는 방향에 대해서 교차하는 방향, 예컨대 장입 슈트(300)의 폭방향으로 볼록 형상의 곡면이 형성될 수 있다. 장입 슈트(300)는 폭방향에 대해서 중심부가 가장자리부보다 단차가 높도록 형성되어 장입 슈트(300) 상부를 따라 이송되는 원료가 장입 슈트(300)의 중심부와 가장자리부, 즉 전체에 걸쳐서 균일하게 분포되어 이송되도록 할 수 있다.

도 4를 참조하면, 장입 슈트(300)는 상부면으로 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하는 본체(310)와, 본체(310)의 가장자리에 상부로 연장되도록 구비되어 원료의 이탈을 방지하는 가이드(320)를 포함할 수 있다.

본체(310)는 원료공급부와 소결대차(400) 사이에 경사지도록 구비되어 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 형성한다. 본체(310)는 면적을 가지는 플레이트 형상으로 형성되며, 그 폭 방향으로 곡면이 형성될 수 있다. 본체(310)의 폭방향으로 형성되는 곡면은 본체(310)의 폭방향에 대해서 중심부의 단차가 가장자리부의 단차보다 높은 볼록형으로 형성될 수 있다. 이에 본체(310)의 상부면을 따라 이송되는 원료가 상대적으로 단차가 낮은 본체(310)의 가장자리부로 이동 분산되어 몸체(310)의 상부면 전체에 걸쳐 균일하게 분포된 상태로 소결 대차(400)에 장입될 수 있다.

본체(310)에 형성되는 곡면은 본체(310)의 폭방향 중심에서 양쪽으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 이에 장입 슈트(300)를 따라 이송되는 원료가 소결대차(400)에 균일하게 장입될 수 있다.

본체(310)에 형성되는 곡면은 도 4의 b)에 도시된 바와 같이 본체(310)의 폭방향으로 일정한 곡률을 가지며 형성될 수 있다. 이때, 본체(310)에 형성되는 곡면은 배합 원료가 본체(310)의 가장자리부로 지나치게 많이 이동되지 않은 정도의 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.

또한, 본체(310)에 형성되는 곡면은 도 4의 c)에 도시된 바와 같이 본체(310)의 폭방향으로 중심부(C)와 가장자리부(P)에 서로 다른 곡률을 갖도록 형성될 수도 있다. 이때, 본체(310)에 형성되는 곡면은 본체(310)의 폭방향에 대해서 중심부(C)의 곡률보다 가장자리부(P)의 곡률이 더 크게 형성될 수 있다. 이에 본체(310), 즉 장입 슈트(300)를 따라 이송되는 배합 원료가 가장자리부로 이동하여 장입 슈트(300) 상부 전체에 걸쳐 균일하게 분산될 수 있다. 여기에서 본체(310)의 폭방향으로 가장자리부(P)는 본체(310)의 폭 길이에 대하여 1/5 내지 1/3 정도의 길이를 가질 수 있다.

본체(310)의 가장자리에는 본체(310)의 가장자리로부터 상부로 연장되는 가이드(320)가 형성될 수 있다. 가이드(320)는 본체(310)의 가장자리부로 이동 분산된 배합 원료가 외부로 유출되는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이 장입 슈트(300)의 폭방향으로 볼록한 형태의 곡면을 형성하는 이유는 장입 슈트(300) 상부를 따라 이송되는 배합 원료는 장입 슈트(300)의 폭방향으로 중심부에서보다 양쪽 가장자리부에서 원료의 분포가 적어 소결대차(400)에 원료를 장입했을 때 수평방향 편석이 제대로 이루어지지 않아 소결대차(400)의 중심부와 가장자리부의 원료층 높이가 상이하기 때문이다. 소결대차(400)의 중심부와 가장자리부의 원료층 높이가 상이하면, 즉 수평편석이 이루어지지 않으면 소결광 제조 시 원료층 내 열량불균형 현상을 발생시켜 소결광의 품질 및 생산성을 저하시키게 된다. 따라서 본 발명에서는 장입 슈트(300)의 폭방향으로 볼록한 상의 곡면을 형성하여 장입 슈트(300)의 폭방향에서 중심부의 단차를 가장자리부보다 높게 형성함으로써 단차가 낮은 장입 슈트(300)의 가장자리부로 원료를 이동 분산시킬 수 있다. 따라서 장입 슈트(300) 전체에 걸쳐, 특히 폭 방향으로 원료의 분포를 균일하게 할 수 있다. 이에 장입 슈트(300)를 따라 이송되는 원료는 도 5에 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: 원료 호퍼 110: 호퍼 게이트
200: 드럼 피더 300: 장입 슈트
310: 본체 320: 가이드
400: 소결대차 500: 점화기
600: 표면고름판

Claims (8)

1. 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 용기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료 장입 장치로서,
   상기 장입 슈트는 상부에 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하도록 면적을 가지는 플레이트 형상으로 형성되고, 폭방향으로 볼록한 형상의 곡면이 형성되되,
   상기 장입 슈트의 폭방향에서 중심부가 가장자리부보다 높게 형성되는 원료 장입 장치.
2. 원료를 공급하는 원료공급부와, 상기 원료공급부로부터 공급되는 원료를 용기로 이송하는 장입 슈트를 포함하는 원료 장입 장치로서,
   상기 장입 슈트는 상부에 원료가 이송되는 이송 경로를 형성하도록 면적을 가지는 플레이트 형상으로 형성되고, 폭방향으로 볼록한 형상의 곡면이 형성되되,
   상기 장입슈트는 폭방향에 대해서 중심부의 곡률과 상기 장입슈트의 폭방향에 대해서 가장자리부의 곡률이 서로 다른 원료 장입 장치.
3. 삭제
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서
   상기 장입 슈트는 상기 원료가 이송되는 방향을 따라 직선형 또는 곡선형의 이송 경로를 형성하는 원료 장입 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 장입 슈트는 사이클로이드 곡선 형태의 곡면으로 형성되는 원료의 이송 경로를 형성하는 원료 장입 장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서
   상기 장입 슈트는 원료가 이송되는 경로를 형성하는 본체와, 상기 본체의 가장자리에 상부 방향으로 연장 형성되는 가이드를 포함하는 원료 장입 장치.
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 본체의 가장자리부의 곡률이 상기 본체의 중심부의 곡률보다 큰 원료 장입 장치.

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