KR101797395B1

KR101797395B1 - 폐머드 재활용 장치

Info

Publication number: KR101797395B1
Application number: KR1020160134766A
Authority: KR
Inventors: 마효섭; 양성모; 김영환; 허태환; 정찬식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2017-11-13

Abstract

폐머드 재활용 장치가 개시되어 있다. 개시된 폐머드 재활용 장치는 머드건으로부터 배출되는 폐머드를 수용하는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부를 따라서 이동하면서 상기 몸체부에 수용된 폐머드를 상기 몸체부의 선단부에 마련된 배출구로 이동시키는 압출부와, 상기 배출구와 상기 머드건 사이에 연계되어 상기 배출구를 통해 배출되는 폐머드를 상기 머드건으로 피드백시키는 피드백 이송부를 포함할 수 있다.

Description

폐머드 재활용 장치{APPARATUS FOR RECYCLING WASTE MUD}

본 발명은 폐머드 재활용 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로 조업시 발생되는 폐머드를 자동으로 재사용할 수 있도록 하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로는 24시간 연속적으로 쇳물(이하, '용선'이라 함)을 생산하는 설비로서, 상부로 철광석과 코크스를 번갈아 가면서 장입하고 하부의 풍구로는 고온의 열풍을 불어 넣고 풍구 아래에 존재하는 출선구로 용선을 배출한다.

풍구로 들어간 열풍은 연료인 코크스와 반응하여 2,200~2,400℃의 고열을 만들고 이 고열을 이용하여 장입된 원료인 철광석을 녹여 용선을 생산하게 된다. 이와 같이 생산된 용선을 고로 외부로 배출시키는 작업을 출선 작업이라 하며, 출선구 공취, 즉 고온의 열풍이 출선구로 용선과 동시에 배출되어 비산하게 되면 출선구 폐쇄시점으로 간주하고 머드건을 사용하여 출선구를 폐쇄하고 있다.

도 1을 참조하면, 머드건(10)은 몸체(11)가 원통형의 철판으로 되어 있고, 몸체(11)의 중간부에 머드 투입구(12)가 형성되어 몸체(11)의 내부에 머드를 투입할 수 있도록 되어 있다. 머드 투입구(12)를 통해 몸체(11) 내부에 투입된 머드는 몸체(11) 내부에 설치된 피스톤(미도시)의 전후진 동작에 의해서 몸체(11) 선단부의 머드건 팁(13)을 통해 외부로 배출되어 출선구 폐쇄에 사용된다.

출선구 폐쇄 준비시 머드가 출선구에 압착이 잘 되도록 작업자가 치구를 이용하여 머드건 팁(13)을 통해 배출되는 머드를 다듬게 되는데 이 과정에서 폐머드가 발생하게 된다. 그리고, 출선구 폐쇄 후에 머드 투입구(12)를 통하여 머드건에 머드를 충진하는 작업시에 머드건 내의 머드 양을 알아보기 위해 피스톤이 전진할 때에 폐머드가 발생하게 된다.

이러한 폐머드는 출선구 폐쇄시마다 15kg 정도가 발생되며 하루에 10번의 출선구 폐쇄작업을 진행할 경우 총 150kg에 달하는 양의 머드가 버려지게 된다. 타르 성분이 기화되지 않았을 경우 폐머드는 가열하여 재사용이 가능하며 보통 15kg 중 14kg의 재사용이 가능하므로, 실제로 140kg의 재사용 가능한 머드가 버려지게 되는 것이다.

폐머드를 재활용하기 위해서는 타르 성분이 기화되기 전에 작업자가 로더(20)를 이용하여 폐머드를 회수해야만 한다. 그러나, 작업자의 부재로 인해 폐머드가 곧바로 회수되지 않고 방치되었다가 회수되는 경우 타르 성분이 기화되어 폐머드를 재사용할 수 없게 되는 문제가 있었다. 그리고, 머드건 인근의 용융물을 머금고 있는 대탕도로 인해 작업자의 화상 위험이 크고, 폐머드에서 발생하는 타르와 같은 인체에 유해한 가스에 작업자가 노출되는 문제로 인해서 폐머드를 재활용하지 못하고 전량 폐기하고 있는 실정이다.

이와 같이 폐기되는 폐머드는 환경 오염의 원인이 될 뿐만 아니라, 폐머드를 폐기하기 위해서 폐기 장소를 확보해야 하고 폐기 장소까지 폐머드를 운반해야 하므로 많은 비용이 소요되는 문제가 있었다. 게다가, 머드건에서 배출된 폐머드가 작업장 바닥에 산재되어 작업 환경을 오염시킬 뿐만 아니라 작업자의 통행에 방해가 되고, 작업자가 폐머드를 밟고 미끄러져 전도되어 부상을 입을 우려가 큰 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 고로 조업시 발생되는 폐머드를 재활용할 수 있도록 하여 폐머드의 폐기에 따른 환경 오염 및 폐기비용 발생을 방지할 있는 폐머드 재활용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 폐머드를 발생 즉시 회수하여 적정 온도로 유지하여 보관할 수 있도록 하여 폐머드 내의 타르 성분이 기화됨으로 인해 폐머드를 재사용할 수 없게 되는 문제를 방지함으로써 폐머드 재사용율을 향상시킬 수 있는 폐머드 재활용 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 폐머드를 작업자를 투입하지 않고 자동으로 회수할 수 있도록 하여 폐머드 회수에 따르는 작업부하 증가 및 안전사고의 문제를 방지할 수 있는 폐머드 재활용 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일 견지에 따른 폐머드 재활용 장치는, 머드건으로부터 배출되는 폐머드를 수용하는 몸체부와, 상기 몸체부의 내부를 따라서 이동하면서 상기 몸체부에 수용된 폐머드를 상기 몸체부의 선단부에 마련된 배출구로 이동시키는 압출부와, 상기 배출구와 상기 머드건 사이에 연계되어 상기 배출구를 통해 배출되는 폐머드를 상기 머드건으로 피드백시키는 피드백 이송부를 포함할 수 있다.

상기 폐머드 재활용 장치는 상기 몸체부에 수용된 폐머드를 예열하는 예열부를 더 포함하고, 상기 압출부는 상기 몸체부의 내부를 따라서 소정 거리 이동 가능하게 제공될 수 있다.

상기 예열부는 상기 몸체부의 적어도 일부분을 감싸는 커버 형태로 구성될 수 있다.

상기 폐머드 재활용 장치는, 상기 예열부의 내부에 매입된 스팀 관로와, 스팀을 생성하여 상기 스팀 관로에 공급하는 스팀공급부와, 상기 스팀공급부에서 생성된 스팀이 상기 스팀 관로에 공급되도록 상기 스팀공급부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 스팀공급부는 스팀을 생성하는 스팀발생장치와, 상기 스팀 관로에 공급되는 스팀의 양이 조절되도록 상기 제어부에 의해 제어되는 스팀제어벨브를 포함할 수 있다.

상기 폐머드 재활용 장치는 상기 몸체부의 내부 온도를 측정하는 온도계를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 온도계에 의해 측정된 상기 몸체부의 내부 온도가 기설정 범위가 되도록 상기 스팀제어벨브의 개도율을 제어할 수 있다.

상기 폐머드 재활용 장치는 상기 몸체부에 수용되는 폐머드의 중량을 계측하는 로드셀을 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 로드셀에 의해 계측된 폐머드의 중량이 기설정값보다 큰 경우에 상기 몸체부에 수용된 폐머드가 상기 배출구를 통해 배출되도록 상기 압출부를 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 고로 조업시 발생되는 폐머드를 폐기하지 않고 재활용할 수 있으므로 폐머드의 폐기에 따른 환경 오염 및 폐기비용 발생을 방지할 수 있다.

또한, 폐머드를 발생 즉시 적정 온도로 유지 보관할 수 있으므로 폐머드 내의 타르 성분이 기화됨으로 인해 폐머드를 사용할 수 없게 되는 문제를 방지하여 폐머드 재활용율을 향상시킬 수 있다.

또한, 머드건에서 배출되는 폐머드를 작업자를 투입하지 않고 자동으로 회수할 수 있으므로 머드건 인근의 용융물을 머금고 있는 대탕도로 인한 작업자의 화상 위험, 폐머드에서 발생하는 타르와 같은 인체에 유해한 가스에 작업자가 노출되는 문제를 방지할 수 있다.

게다가, 출선구 폐쇄 실패로 다량의 머드가 유출되는 경우에 머드를 보관하였다가 바로 사용할 수 있으므로 연질의 머드 충진에 소요되는 시간을 줄이어 조업 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1은 종래의 폐머드 처리 방법을 나타낸 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치를 도시한 사시도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예들과 관련된 폐머드 재활용 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

이하, 설명되는 실시예는 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기 위하여 가장 적합한 실시예를 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니라 이하 설명되는 실시예와 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치를 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치는 머드건(10)으로부터 배출되는 폐머드가 투입되어 수용되는 공간을 제공하는 몸체부(100)와, 몸체부(100)에 수용된 폐머드를 몸체부(100)의 선단부에 형성된 배출구(120)로 배출시키는 압출부(200)와, 몸체부(100)에 수용된 폐머드를 예열하는 예열부(300)와, 배출구(120)와 머드건(10) 사이에 연계되어 배출구(120)를 통해 배출되는 폐머드를 머드건(10)으로 피드백시키는 피드백 이송부(400)를 포함하여 구성된다.

그 외에, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치는 스팀을 생성하여 예열부(300)에 스팀을 공급하는 스팀공급부(500)와, 압출부(200) 및 스팀공급부(500)를 제어하는 제어부(600)를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 몸체부(100)는 내부에 소정량의 폐머드가 수용될 수 있는 공간을 구비하며, 그 일측에 폐머드가 투입되는 투입구(110)를 구비한다. 또한, 몸체부(100)는 선단부에 폐머드를 배출하기 위한 배출구(120)를 구비한다.

압출부(200)는 몸체부(100)의 내부에서 소정 거리 이동 가능하게 구비된다. 압출부(200)로는 피스톤이 사용될 수 있다.

압출부(200)가 몸체부(100)의 후방으로 최대한 이동하여 투입구(110)가 개방되면 폐머드가 투입구(110)를 통하여 몸체부(100)의 내부로 투입될 수 있다. 압출부(200)가 몸체부(100)의 전방으로 이동하면서 몸체부(100)에 수용된 폐머드에 소정의 압력을 가하게 되면 폐머드는 배출구(120)를 통하여 몸체부(100) 외부로 배출된다.

예열부(300)는 몸체부(100) 내부에 수용된 폐머드를 가열하여 굳어진 폐머드를 연질화시키는 역할을 하는 것으로서, 몸체부(100)의 적어도 일부분, 예컨대 몸체부(100)의 바닥면 및 측면을 감싸는 커버 형태로 구성될 수 있다.

예열부(300)의 내부에는 스팀이 통과하는 스팀 관로(310)가 매입 설치될 수 있다. 스팀 관로(310)는 예열부(300) 전체를 골고루 통과하도록 사형(蛇形)으로 배치되며 각 라인 사이의 간격은 등간격으로 배치될 수 있다.

스팀공급부(500)는 소정 압력의 스팀을 생성하는 스팀발생장치(510)와, 제어부(600)에 의해 제어되어 스팀 관로(310)에 제공하는 스팀의 양을 조절하는 스팀제어벨브(520)를 구비할 수 있다.

스팀발생장치(510)는 내부에 히터(미도시)를 구비하고 히터에 의해 물을 가열하여 소정 압력 이상의 스팀을 생성할 수 있다. 이와 같이 생성된 스팀은 스팀공급라인(530)을 따라서 예열부(300)의 스팀 관로(310)에 공급될 수 있다.

스팀공급라인(530)이 항상 개방되어 있으면 스팀발생장치(510)에서 생성되는 스팀이 전량 스팀 관로(310)에 공급되어 예열부(300) 및 몸체부(100) 내부에 수용된 폐머드가 과열될 수 있으므로, 스팀공급라인(530) 상에는 스팀 관로(310)에 공급되는 스팀의 양을 조절할 수 있는 스팀제어벨브(520)가 구비되는 것이 바람직하다. 스팀제어벨브(520)는 스팀발생장치(510)와 스팀 관로(310)를 연결하는 스팀공급라인(530) 상에 설치될 수 있다.

제어부(600)는 폐머드가 수용된 몸체부(100)의 내부 온도를 측정하는 온도계(130)에 의한 측정 온도가 기설정 온도 범위가 되도록 스팀제어벨브(520)의 개도율을 조절하여 스팀 관로(310)에 공급되는 스팀의 양을 조절할 수 있다.

여기서, 기설정 온도 범위는 출선구 폐쇄에 적합한 머드의 온도로, 80~90도일 수 있다. 기설정 온도 범위는 불변의 수치가 아니며 조업 환경에 따라서 달라질 수 있다. 예컨대, 폐쇄 대상 출선구의 구멍 크기가 큰 경우에는 경질의 머드가 좋고 출선구의 구멍 크기가 작은 경우에는 연질의 머드가 좋으므로 출선구의 구멍 크기에 따라서 설정 온도 범위가 달라질 수 있다.

피드백 이송부(400)는 몸체부(100)의 배출구(120)에 일단부가 연결되고 머드건(10)의 머드 투입구(12)에 타단부가 연결되어, 몸체부(100)의 배출구(120)로부터 배출되는 폐머드가 머드건(10)으로 피드백 이송될 수 있도록 폐머드의 이송 경로를 제공한다.

피드백 이송부(400)는 배관으로 이루어질 수 있다. 비록, 본 실시예에서는 피드백 이송부(400)가 배관으로 된 경우를 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 피드백 이송부(400)는 벨트 컨베이어로 구성될 수도 있다.

몸체부(100)의 하부에는 로드셀(700)이 구비될 수 있다. 로드셀(700)은 몸체부(100)를 지지하며 몸체부(100)에 수용되는 폐머드의 중량을 계측할 수 있다.

제어부(600)는 로드셀(700)에서 계측된 폐머드의 중량이 몸체부(100)에서 수용 가능한 폐머드의 중량값보다 큰 경우에 압출부(200)를 전진시킴으로써 배출구(120)를 통해서 폐머드가 배출되도록 한다. 따라서, 몸체부(100)에 과도하게 많은 폐머드가 투입되어 오버 플로우되는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치의 작용을 설명하기로 한다.

출선구 폐쇄준비시 머드건 팁(13)의 머드가 출선구에 압착이 잘 되도록 작업자가 치구를 이용하여 머드를 다듬게 되는데 이 과정에서 폐머드가 발생하게 된다. 그리고, 출선구 폐쇄 후에 머드건(10)에 머드를 충진하는 작업시 머드건(10) 내의 머드양을 알아보기 위해 피스톤(14)이 전진함에 따라 머드건 팁(13)을 통해 머드가 배출되어 폐머드가 발생하게 된다.

이와 같이 머드건(10)으로부터 배출되는 폐머드는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐머드 재활용 장치의 투입구(110)를 통해서 몸체부(100)의 내부에 수용된다.

몸체부(100) 내부에 수용된 폐머드는 예열부(300)의 스팀 관로(310)에 공급되는 스팀에 의해서 소정의 온도로 가열되어 연질화된다. 이때, 제어부(600)는 온도계(130)에 의해 측정된 몸체부(100)의 내부 온도가 기설정 온도 범위가 되도록 스팀제어벨브(520)의 개도율을 조절하여 예열부(300)의 스팀 관로(310)에 공급되는 스팀의 양을 조절한다.

로드셀(700)은 몸체부(100)에 수용되는 폐머드의 중량을 계측하며, 제어부(600)는 로드셀(700)의 계측값이 기설정치 이상인 경우에 압출부(200)를 전진시키어 배출구(120)를 통해서 폐머드가 배출되도록 한다. 배출구(120)를 통해 배출되는 폐머드는 피드백 이송부(400)를 경유하여 머드 투입구(12)를 통해 머드건(10) 내부에 수용되어 출선구 폐쇄 작업에 재사용될 수 있게 되는 것이다.

전술한 본 실시예에 따르면, 고로 조업시 발생되는 폐머드를 재활용할 수 있으므로 폐머드의 폐기에 따른 환경 오염 및 폐기비용 발생을 방지할 수 있다.

또한, 폐머드를 그 발생 즉시 적정 온도로 유지 보관할 수 있으므로 폐머드 내의 타르 성분이 기화됨으로 인해 폐머드를 사용할 수 없게 되는 문제를 방지하여 폐머드 재활용율을 향상시킬 수 있다.

또한, 폐머드를 작업자를 투입하지 않고 자동으로 회수할 수 있으므로 머드건 인근의 용융물을 머금고 있는 대탕도로 인한 작업자의 화상 위험, 폐머드에서 발생하는 타르와 같은 인체에 유해한 가스에 작업자가 노출되는 문제를 방지할 수 있다.

게다가, 출선구 폐쇄 실패시 머드가 다량 유출되는 경우에 머드를 보관하였다가 바로 사용할 수 있으므로 연질의 머드 충진에 소요되는 시간을 줄이어 조업 시간을 단축시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 몸체부
110: 투입구
120: 배출구
200: 압출부
300: 예열부
400: 피드백 이송부
500: 스팀공급부
510: 스팀발생장치
520: 스팀제어벨브
530: 스팀공급라인
600: 제어부
700: 로드셀

Claims

머드건으로부터 배출되는 폐머드를 수용하는 몸체부;
상기 몸체부의 내부를 따라서 이동하면서 상기 몸체부에 수용된 폐머드를 상기 몸체부의 선단부에 마련된 배출구로 이동시키는 압출부;및
상기 배출구와 상기 머드건 사이에 연계되어 상기 배출구를 통해 배출되는 폐머드를 상기 머드건으로 피드백시키는 피드백 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐머드 재활용 장치.
제1 항에 있어서, 상기 몸체부에 수용된 폐머드를 예열하는 예열부를 더 포함하고,
상기 압출부는 상기 몸체부의 내부를 따라서 소정 거리 이동 가능하게 제공되는 것을 특징으로 하는 폐머드 재활용 장치.
제2 항에 있어서, 상기 예열부는 상기 몸체부의 적어도 일부분을 감싸는 커버 형태로 구성된 폐머드 재활용 장치.
제2 항에 있어서, 상기 예열부의 내부에 매입된 스팀 관로;
스팀을 생성하여 상기 스팀 관로에 공급하는 스팀공급부;및
상기 스팀공급부에서 생성된 스팀이 상기 스팀 관로에 공급되도록 상기 스팀공급부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐머드 재활용 장치.
제4 항에 있어서, 상기 스팀공급부는
스팀을 생성하는 스팀발생장치;및
상기 스팀 관로에 공급되는 스팀의 양이 조절되도록 상기 제어부에 의해 제어되는 스팀제어벨브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐머드 재활용 장치.
제5 항에 있어서, 상기 몸체부의 내부 온도를 측정하는 온도계를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 온도계에 의해 측정된 상기 몸체부의 내부 온도가 기설정 범위가 되도록 상기 스팀제어벨브의 개도율을 제어하는 것을 특징으로 하는 폐머드 재활용 장치.
제5 항에 있어서, 상기 몸체부에 수용되는 폐머드의 중량을 계측하는 로드셀을 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 로드셀에 의해 계측된 폐머드의 중량이 기설정값보다 큰 경우에 상기 몸체부에 수용된 폐머드가 상기 배출구를 통해 배출되도록 상기 압출부를 제어하는 것을 특징으로 하는 폐머드 재활용 장치.