KR101987939B1 - 소결광 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

소결광의 생산성을 높일 수 있도록, 원료를 적재하여 운반하는 소결기 대차, 상기 소결기 대차의 상부에 배치되어 장입 원료를 소결기 대차 내부로 공급하는 원료 공급부, 상기 소결기 대차의 폭방향 내 측벽부로 열원 물질을 공급하는 열원공급부, 상기 소결기 대차 상부에 배치되어 원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로, 및 상기 소결기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 소결기 대차 하부로 공기를 흡입하여 원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스를 포함하고, 상기 열원공급부는 열원 물질을 수용하는 저장호퍼, 상기 저장호퍼에 설치되어 열원 물질을 배출하는 스크류피더, 상기 스크류피더 출측에 연결되어 열원 물질을 이송하는 이송관, 상기 이송관에 연결되어 열원물질을 장입 원료 측면부로 분사시키기 위한 송풍부를 포함하는 소결광 제조 장치를 제공한다.

Description

소결광 제조 장치 및 제조 방법{SINTERING PLANT AND METHOD FOR MANUFACTURING SINTERED ORE}

소결광을 생산하는 제조 장치 및 소결광 제조 방법을 개시한다.

일반적으로, 제철소의 소결설비는 고로의 주원료인 소결광을 생산하는 소결공정의 주설비이다.

소결공정은 장입 원료가 적재된 소결기 대차를 무한궤도 구조로 된 레일을 따라 이동시키는 과정에서 장입 원료를 소결하여 이루어진다.

다수개가 일체로 연결된 소결기 대차는 레일을 따라 이동한다. 소결기 대차의 빈 곳이 급광부에 이르면 상부광 호퍼에 저장된 상부광을 대차에 장입하여 바닥에 깔고, 연이어 서지 호퍼로부터 장입 원료를 배출하여 장입하게 된다. 상기 상부광과 장입 원료가 적재된 대차가 점화로 하부를 지나면서 대차 상에 적재된 장입 원료 표면이 점화된다.

대차 하부에는 복수개의 윈드박스가 연속적으로 배치된다. 윈드박스에 부압을 형성하여 대차에 흡입력을 가함으로써 소결이 이루어진다. 부압에 의해, 대차에 적재된 장입 원료는 착화된 표면에서 하부로 에어가 흡입되면서 하향 소결이 진행된다. 장입 원료를 착화시킨 후 대차를 배광부까지 주행시키는 동안 소결공정이 진행되며, 소결이 완료된 소결광은 파쇄기에서 파쇄하여 배출된다.

소결광의 생산성을 높일 수 있도록 된 소결광 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.

소결기 대차의 측벽부에서의 소결 반응을 개선할 수 있도록 된 소결광 제조 장치 및 제조 방법을 제공한다.

별도의 열원 물질을 소결기 대차 측벽부로 보다 효과적으로 공급할 수 있도록 된 소결광 제조 장치 및 제조 방법을 제공하다.

본 구현예의 제조 장치는, 원료를 적재하여 운반하는 소결기 대차, 상기 소결기 대차의 상부에 배치되어 원료를 소결기 대차로 공급하는 공급부, 상기 소결기 대차 상부에 배치되어 원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로, 상기 소결기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 소결기 대차 하부로 공기를 흡입하여 원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스를 포함할 수 있다.

상기 공급부는 소결기 대차 내부로 장입 원료를 공급하는 원료공급부, 및 소결기 대차의 폭방향 내 측벽부로 열원 물질을 공급하는 열원공급부를 포함할 수 있다.

상기 열원공급부는 열원 물질을 수용하는 저장호퍼, 상기 저장호퍼에 설치되어 열원 물질을 배출하는 스크류피더, 상기 스크류피더 출측에 연결되어 열원 물질을 이송하는 이송관, 상기 이송관에 연결되어 열원물질을 분사시키기 위한 송풍부를 포함할 수 있다.

상기 송풍부는 상기 이송관에 연결되고 에어를 송풍하는 송풍관, 및 상기 송풍관에 설치되는 송풍기를 포함할 수 있다.

상기 이송관은 두 개가 구비되어 소결기 대차의 폭방향 양 측벽부로 연장될 수 있다.

상기 열원 물질은 무연탄, 분코크스, 카본을 함유하는 물질 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

상기 송풍관 출측 선단에 설치되어 열원 물질의 분사 각도를 조절하는 노즐부를 더 포함할 수 있다.

상기 노즐부는 송풍관 출측 선단에 설치되는 노즐, 상기 노즐 선단을 따라 배치되고 상기 노즐 선단에 회전가능하게 설치되어 분사 각도를 조절하는 복수의 플랩, 상기 노즐에 설치되고 상기 플랩에 연결되어 플랩을 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

상기 공급부는 소결기 대차의 이동방향을 따라 원료공급부 전단부에 배치되어 소결기 대차의 내부에 상부광을 공급하는 상부광공급부를 더 포함할 수 있다.

상기 원료공급부는 장입 원료가 수용되는 서지호퍼, 상기 서지호퍼의 하부에 배치되어 장입 원료를 배출하는 드럼믹서, 상기 드럼믹서의 출측에 배치되고 소결기 대차의 폭방향으로 연장되어 장입 원료 이동 경로를 형성하는 장입슈트를 포함할 수 있다.

상기 열원공급부는 상기 송풍관이 소결기 대차의 폭방향을 따라 원료공급부의 장입슈트 폭방향 양 측면으로 연결되어 장입슈트의 양 측면을 통해 장입 원료 측면에 열원 물질을 분사하여, 장입 원료와 함께 열원 물질을 소결기 대차 내부로 공급하는 구조일 수 있다.

본 구현예의 소결광 제조 방법은, 연속적으로 이동하는 소결기 대차에 장입 원료를 장입하고, 점화로를 통해 장입 원료를 점화하고, 소결기 대차 하부의 윈드박스를 통해 공기를 흡입하여 장입 원료를 소결하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 소결광 제조 방법은, 장입 원료 장입시 상기 소결기 대차의 폭방향 측벽부로 열원 물질을 장입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 열원 물질을 장입하는 단계는, 상기 열원 물질을 소결기 대차로 장입되는 장입 원료의 측면으로 이송하는 단계, 및 이송된 열원 물질을 장입 원료의 측면으로 분사하는 단계를 포함하여, 열원물질을 장입 원료와 함께 소결기 대차 측벽부로 장입할 수 있다.

상기 열원 물질을 장입하는 단계는, 상기 열원 물질 분사시 분사 각도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 장입 원료 장입 전에 소결기 대차 내부에 상부광을 장입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 열원 물질은 소결용 무연탄, 분코크스, 카본을 함유하는 물질 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 구현예에 의하면, 소결기 대차의 양 측벽부로 공급된 열원에 의해 측벽부에서의 소성 열량 및 용액 생성량이 증가된다.

이에, 소결 반응이 취약한 소결기 대차 측벽부에서의 소결광 회수율을 높일 수 있게 된다.

또한, 소결기 대차의 양 측벽부로 열원물질을 보다 쉽고 효과적으로 장입할 수 있게 된다.

도 1은 일 실시예에 따른 소결광 제조 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 소결광 제조 장치의 열원물질 공급 구조를 도시한 개략적인 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 소결광 제조 장치의 노즐부를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 제조된 소결광의 탄소함량을 종래와 비교하여 실험한 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 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 실시예를 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 1은 본 실시예에 따른 소결 장치의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.

도 1을 참조하여 먼저 소결 장치를 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 소결 장치(100)는 복수의 소결기 대차(10), 소결기 대차의 상부에 배치되어 원료를 소결기 대차로 공급하는 공급부(20), 소결기 대차에 적재된 원료 상부 표면을 점화하기 위한 점화로(30), 소결기 대차 하부에 연속적으로 배치되어 소결기 대차 하부로 공기를 흡입하여 원료를 소결시키는 복수개의 윈드박스(40)를 포함할 수 있다. 소결 장치 출측에는 소결완료된 소결광을 처리하기 위한 파쇄기(도시되지 않음) 등이 더 구비될 수 있다.

소결기 대차(10)는 다수개가 연속적으로 결합되어 레일을 따라 무한 궤도 형태로 진행한다. 소결기 대차(10)가 이동되면서 원료의 적재와 소결 및 배광 과정이 연속적으로 이루어지게 된다.

윈드박스(40)는 복수개가 레일을 따라 소결기 대차(10)의 하부에 연속적으로 배치된다. 윈드박스(40)는 소결기 대차(10) 하부로 공기를 흡입하여 장입 원료를 소결시킨다. 예를 들어, 윈드박스(40)는 대략 25개가 구비될 수 있으며, 대략 입측에서부터 18번째까지는 메인덕트를 통해 메인블로워에 연결될 수 있다. 이에 메인블로워 구동에 따라 윈드박스(40)에 부압이 걸려 소결기 대차(10)로부터 공기를 흡입하게 된다. 그리고 나머지 윈드박스(40)는 배가스의 고열 회수를 위해 배가스덕트에 연결될 수 있다.

점화로(30)는 소결기 대차(10) 상부에 위치하여 소결기 대차(10)를 덮는다. 점화로(30)는 내부에 화염을 발생하는 버너를 구비하여 소결기 대차에 적재된 장입 원료 표면을 점화한다. 이동하는 각 소결기 대차(10)는 차례로 점화로(30)를 거치면서 장입 원료의 점화가 이루어진다.

공급부(20)는 소결기 대차(10) 내부로 장입 원료를 공급하는 원료공급부(21), 및 소결기 대차(10)의 폭방향 내부 측벽부로 열원 물질을 공급하는 열원공급부(50)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 소결기 대차(10) 진행방향을 따라 원료공급부(21) 전단부에는 소결기 대차(10)의 내부에 상부광을 공급하는 상부광공급부(22)가 더 구비될 수 있다. 여기서, 측벽부라 함은 대차 폭방향을 따라 내부 양 측면 쪽의 영역을 의미할 수 있다.

열원 물질은 열원으로 작용하는 물질을 의미할 수 있다. 본 실시예에서, 열원 물질은 소결용 무연탄, 분코크스, 카본을 함유하는 물질 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 열원 물질은 소결 과정에서 소결기 대차(10) 내부의 적재된 위치에서 소성 열량을 제공하고 용액 생성량을 증대시킬 수 있는 물질이면 모두 적용 가능하다. 본 실시예에서, 열원 물질은 송풍 방식을 통해 공급될 수 있도록 분말(powder) 형태로 이루어질 수 있다.

열원공급부(50)를 통해 소결기 대차(10) 폭방향 내부 측벽부로 열원용으로 사용될 물질이 추가로 공급됨에 따라 소결기 대차(10) 내부 측벽부에서의 소성 열량 및 용액 생성량을 높일 수 있게 된다.

이하 설명에서 특별한 설명이 없는 경우, 진행방향이라 함은 도 1에서 x축을 따라 좌측에서 우측으로 향하는 방향을 의미하고, 전, 앞 입측은 진행방향을 따라 좌측을 의미하고, 후, 뒤, 출측은 우측을 의미하며, 상, 상부라 함은 y축을 따라 위쪽을 의미하고, 하, 하부라 함은 아래쪽을 의미할 수 있다.

본 실시예에서, 원료공급부(21)는 장입 원료가 수용되는 서지호퍼(23), 서지호퍼(23)의 하부에 배치되어 장입 원료를 배출하는 드럼믹서(24), 드럼믹서(24)의 출측에 배치되고 소결기 대차(10)의 폭방향으로 연장되어 장입 원료 이동 경로를 형성하는 장입슈트(25)를 포함할 수 있다.

장입슈트(25)는 드럼믹서(24)의 출측 하단에 배치된다. 장입슈트(25)는 경사지게 배치되어 드럼믹서(24)에서 배출되는 장입 원료를 하부의 소결기 대차(10)로 원활하게 유도한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 장입슈트(25)는 소결기 대차(10)의 폭방향으로 연장되어 있어, 서지호퍼(23)의 드림믹서(24)에서 배출되는 장입 원료를 소결기 대차(10)의 폭방향을 따라 전체적으로 균일하게 장입한다.

본 실시예에서, 열원공급부(50)는 원료공급부(21)의 폭방향 양 측부로 열원 물질을 공급하여, 장입 원료와 함께 열원 물질을 소결기 대차(10) 내부로 공급하는 구조일 수 있다.

이를 위해, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 열원공급부(50)는 열원 물질을 수용하는 저장호퍼(52), 저장호퍼(52)에 설치되어 열원 물질을 배출하는 스크류피더(54), 스크류피더(54) 출측에 연결되고 소결기 대차(10)의 폭방향을 따라 장입슈트(25)의 양 측면으로 연장되어 열원 물질을 이송하는 이송관(56), 이송관(56)에 연결되어 열원물질을 장입 원료 측면으로 분사시키기 위한 송풍부를 포함할 수 있다.

열원물질은 별도의 저장조(58)에 저장되며, 밸트컨베이어(60)를 통해 저장조(58)로부터 저장호퍼(52)로 공급될 수 있다. 저장조(58)의 출측에는 열원물질을 정량 배출하기 위한 정량절출장치(62) 및 개폐밸브(64)가 구비될 수 있다.

저장호퍼(52)는 벨트컨베이어(60)를 통해 저장조(58)로부터 이송된 일정량의 열원 물질이 수용되는 깔때기 모양의 용기이다.

열원 물질은 장입슈트(25)의 측면쪽으로 공급되어 장입슈트(25)를 따라 장입 원료 양 측면에 분사된 후 함께 흘려내려 소결기 대차(10)로 자연스럽게 유입된다. 열원 물질은 장입슈트(25)의 측면으로 분사되므로, 소결기 대차(10) 내부에는 폭방향을 따라 소결기 대차(10) 측벽부로 열원 물질이 장입 원료와 혼합되면서 위치하게 되고, 그 안쪽으로 장입 원료가 위치하게 된다.

상기한 구조 외에 이송관(56)은 장입슈트(25)와 별도로 소결기 대차(10) 양 측벽부로 연장되어 소결기 대차(10) 양 측벽부로 직접 열원 물질을 공급할 수도 있다.

두 개의 이송관(56)은 180도로 배치되어 각각 장입슈트(25) 양 측면 쪽으로 연장된다. 이송관(56)은 저장호퍼(52)와 숭풍부 사이를 연결한다. 스크류피더(54)는 열원 물질 일정 비율로 배출하기 위한 것으로, 저장호퍼(52)로부터 열원 물질을 정량 배출하여 두 개의 이송관(56)으로 공급한다. 이에, 스크류피더(54)에 의해 설정된 적정 비율량의 열원 물질이 이송관(56)을 통해 송풍부로 공급된다.

송풍부는 이송관(56)에 연결되고 장입슈트 측면으로 연장되어 이송된 열원 물질에 에어를 송풍하는 송풍관(66), 및 송풍관(66)에 설치되는 송풍기(68)를 포함할 수 있다.

소결기 대차(10)의 양 측벽부로 열원물질을 공급하는 것은 쉽지 않다. 단순히 스크류피더(54)를 통한 공급은 공급라인이 자유 낙하하는 장입 원료의 흐름을 간섭하여 수직편석을 방해하게 된다. 이에, 열원 물질은 장입 원료의 양 측면부로 제대로 투입되지 않는다.

본 실시예의 경우, 열원 물질이 에어의 송풍압에 의해 분사되어 공급됨으로써, 장입 원료 양 측면부로 효과적으로 공급된다. 이에, 열원물질은 장입 원료와 함께 소결기 대차(10) 내부 양 측벽부에 제대로 투입될 수 있게 된다.

송풍관(66)은 입측에 송풍기(68)가 설치되고 출측 선단은 장입슈트(25)로 연장되어 장입슈트(25) 측면으로 연결된다. 송풍관(66)의 일측에 이송관(56)이 연결된다. 이송관(56)을 통해 이송되는 열원 물질이 송풍관(66) 내부로 보다 원활하게 유입될 수 있도록, 이송관(56)은 송풍관(66) 출측을 향해 경사지게 연결될 수 있다. 이송관(56)을 통해 이송된 열원물질은 송풍관(66)을 흐르는 에어의 송풍압에 의해 송풍관(66) 출측 선단으로 이동되어 장입슈트(25) 내측으로 분사된다. 송풍기(68)는 송풍관(66)을 통한 에어의 송풍 유량을 조절한다. 송풍기(68)를 제어함으로써, 송풍관(66)을 통한 열원 물질의 분사 속도와 분사량을 조절할 수 있게 된다.

이에, 송풍기(68)가 구동되면 송풍관(66) 출측 선단으로 에어가 송풍되고, 이송관(56)으로부터 공급된 열원 물질이 에어의 송풍 흐름에 의해 흘러나가 송풍관(66) 출측 선단을 통해 외측으로 분사된다. 송풍관(66)에서 분사된 열원물질은 장입슈트(25)를 따라 배출되는 장입 원료 측면으로 분사되어 장입 원료 측면에 위치하게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 송풍부는 송풍관(66) 출측 선단에 설치되어 열원 물질의 분사 각도를 조절하는 노즐부를 더 포함할 수 있다.

노즐부는 송풍관(66) 출측 선단에 설치되는 노즐(70), 노즐(70) 선단을 따라 배치되고 상기 노즐(70) 선단에 회전가능하게 설치되어 분사 각도를 조절하는 복수의 플랩(72), 노즐(70)에 설치되고 플랩(72)에 연결되어 플랩(72)을 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.

노즐(70)은 열원물질이 분사되는 부분으로 예를 들어, 상하로 길게 연장된 직사각형 단면 형태를 이룰 수 있다. 플랩(72)은 노즐(70)의 선단을 따라 연속적으로 배열 설치된다. 각각의 플랩(72)은 노즐(70)에 힌지축(73)을 매개로 선단이 회전가능하게 결합된다. 이에, 플랩(72)이 힌지축(73)을 매개로 회전되면서 노즐(70)에 대한 플랩(72)의 각도가 달라지게 된다.

본 실시예에서, 구동부(74)는 유압 또는 에어압에 의해 신축되는 구동실린더(74)를 포함할 수 있다. 구동실린더(74)는 플랩(72)과 노즐(70) 사이에 축결합된다. 구동실린더(74)가 신축 구동됨에 따라 플랩(72)이 노즐(70)에 대해 힌지축(73)을 매개로 회전된다. 구동실린더(74)는 각 플랩(72)에 개별적으로 설치될 수 있다. 이러한 구조 외에 각각의 플랩(72)이 서로 연결되고, 하나의 구동실린더가 구비되어 모든 플랩(72)을 같이 움직일 수 있다.

노즐부는 열원물질의 분사 범위를 가변시킨다. 노즐부의 플랩(72)이 움직임에 따라 분사각도가 달라져 장입슈트(25) 상하 높이 방향으로의 열원물질 분사 각도 즉, 분사 범위가 달라지게 된다. 이에, 장입슈트(25)를 따라 흘러내려가는 장입 원료의 두께에 맞춰 열원 물질의 분사범위를 조절함으로서, 열원물질을 장입 원료 측면부에만 정확하고 효과적으로 투입할 수 있게 된다.

상기한 구조로 되어, 본 실시예는 열원물질을 일정량 저장호퍼(52)로 공급한 후, 투입되는 총 소결 원료에 대한 열원물질 측면 공급비율을 산정하여 열원물질을 공급한다. 열원물질은 스크류피더(54)를 통해 정량 불출되어 이송관(56)을 따라 송풍관(66)으로 공급된다. 송풍관(66)은 장입슈트(25)를 지나는 장입 원료의 두께에 맞춰 분사각도와 송풍압을 조절하고 송풍관(66)을 통해 열원 물질을 송풍하여 장입 원료 측면으로 분사한다.

송풍관(66) 노즐(70)을 통해 분사된 열원 물질은 장입 원료 측면부 내측으로 투입되면서 장입 원료 측면부에 위치하게 된다. 열원물질은 장입 원료와 함께 장입슈트(25)를 통해 소결기 대차(10) 내부로 장입된다.

이와 같이, 열원 물질이 소결기 대차(10)로 공급됨에 따라 장입 원료와 소결기 대차(10) 측벽부 사이에 열원 물질이 채워지게 된다.

열원 물질은 소결 배드 내에서 용액 형성을 촉진하는 열원으로 작용하여, 소결기 대차(10) 내부의 측벽부쪽에서 소성 열량을 추가로 제공한다. 이에, 소결기 대차(10) 측벽부에서의 용액생성량을 증가시켜 이 영역에서의 소결광 회수율 및 철광석 입자간의 결합 강도를 향상시킬 수 있게 된다. 따라서, 종래 소결 반응이 취약했던 소결기 대차(10) 측벽부에서의 소결광 회수율을 높일 수 있게 된다.

소결광 회수율은 공급열량, 결합 슬래그의 양, 소결광 강도 및 공극율 등의 다양한 요인들에 의해 영향을 받는다. 그 중에서도 소결 베드의 표층부와 측벽부에 존재하는 취약부는 소결광의 회수율을 현저히 저하시키는 요인이다. 소결 베드 표층부의 취약층 형성 원인은 소결 공정에서 필연적으로 원료 베드의 상부로부터 실온의 공기가 흡입됨으로써, 슬래그 성분의 용융화에 필요한 높은 온도까지 가열되기 전에 표층부 원료 중 코크스의 연소가 종료되기 때문이다.

또한, 소결이 진행될수록 소결반응에 의해 소결기 대차(10)에 장입된 원료층은 부피가 감소하여, 소결기 대차(10) 수평 및 수직방향으로 수축이 일어난다. 이로 인해 소결기 대차(10)의 측벽부에서는 소결 베드와 소결기 대차(10) 측벽부 사이에 공간이 발생된다. 이러한 공간을 통해 공기가 빠르게 지나감으로써, 화염대 연소 불균일 등이 초래되고, 결국, 소결 베드의 표층부와 마찬가지로 측벽부에서도 소성 온도 저하, 용액생성량 부족, 원료 충진밀도 저하 등의 현상이 나타난다. 이에, 상기한 영향으로 인해 소결 반응이 취약해지게 되고, 소결기 대차(10) 측벽부에서의 소결광 회수율이 저하된다.

이에 반해, 본 실시예의 경우에는 언급한 바와 같이, 소결기 대차(10) 측벽부에 열원 물질이 장입됨에 따라 종래와 달리 측벽부에서의 소결광 회수율을 높일 수 있게 된다.

이하, 본 실시예에 따른 소결 과정을 설명하면 다음과 같다.

소결 공정에 따라, 연속적으로 이동하는 소결기 대차에 원료를 공급하여 장입하고, 점화로를 통해 원료를 점화한 후, 소결기 대차 하부의 윈드박스를 통해 공기를 흡입하여 원료를 소결한다.

원료 공급 과정에서, 먼저 소결기 대차 내부에 상부광을 장입하고, 순차적으로 장입 원료를 장입한다. 장입 원료 장입시 상기 소결기 대차의 폭방향 측벽부로 열원 물질을 공급하여 소결기 대차 내부로 장입한다.

열원 물질 장입 과정을 살펴보면, 열원물질은 저장조로부터 정량절출장치를 통해 일정량 배출되어 저장호퍼에 균일하게 공급된다.

소결 공정에서 사용되는 총 연료 대비 소결기 대차에 장입되는 원료의 측벽부로 공급할 열원 물질의 적정 비율을 계산하고, 이 비율에 맞춰 스크류피더를 통한 배출량을 설정한다.

본 실시예에서, 열원 물질로 분코크스를 사용하여, 스크류피더를 통해 송풍관으로 분코크스를 정량 이송한다. 송풍관으로 이송된 분코크스의 투입 깊이에 따라 송풍기의 송풍 압력을 조절한다. 그리고, 장입슈트를 통해 낙하되는 원료의 측면부 높이에 맞춰 송풍관 분사노즐의 각도를 조절한다. 이와 같이, 송풍관의 송풍압과 노즐의 분사각도가 조절된 상태에서 분코크스가 송풍관을 통해 장입슈트를 지나는 원료의 측면부로 투입된다.

분코크스는 장입 원료 측면부로 투입되어 함께 소결기 대차 내부로 장입된다. 이에, 소결기 대차의 측벽부와 장입 원료 사이에는 분코크스가 채워지게 된다.

분코크스는 소결 과정에서 소결기 대차 측벽부에서 용액 형성을 촉진하게 된다.

[실시예]

본 실시예에서, 분코크스는 3mm 이하의 크기로 준비하여 사용하였으며, 전체 연료 사용량을 일정하게 유지하는 조업하에서, 0.5 내지 1.0t/hr의 공급량으로 장입하였다.

아래 표 1은 본 실시예에 따른 조업 결과를 종래와 비교하여 나타낸 것이다.

구분	비교예	실시예1	실시예2
첨가량(t/hr)	0	0.5	1
생산성(t/d/㎡)	35.0	36.0	36.4
회수율(%)	76.4	77.8	78.6
반광발생비	23.4	22.0	21.1

표 1에서 실시예는 분코크스를 소결기 대차 양 측벽부로 장입한 구조에 있어서 조업결과를 나타낸다. 실시예1과 실시예2는 분코크스 첨가량을 달리한 것이며 다른 조업 조건은 동일하다. 비교예는 분코크스 등의 열원 물질을 장입하지 않고 소결기 대차 내부에 장입 원료만을 장입하는 종래의 구조에 따른 조업결과를 나타내고 있다. 표 1에서 반광은 소결광으로 사용되지 못하고 소결원료로 되돌려지는 소결광을 의미한다.

실험 결과, 동일 조업 조건 하에서 분코크스를 장입한 실시예들의 경우 비교예와 비교하여 조업 결과가 우수한 것으로 나타났다.

즉, 실시예의 경우 소결 베드 측벽부에서 소결 반응 촉진 및 소결광 강도 향상에 따른 반광 발생비 저하로, 소결 회수율이 76.4%에서 78.6%로, 소결 생산성은 35.0t/d/㎡에서 36.4t/d/㎡로 향상되었다.

도 4는 표 1의 실시예 2에 따라 제조된 소결광의 소결기 대차 폭방향에 대한 탄소함량 변화를 종래와 비교하여 나타낸 것이다.

도 4에서 실시예2는 언급한 바와 같이 분코크스를 소결기 대차 양 측벽부로 장입한 구조에 있어서 탄소함량을 나타내며, 비교예는 분코크스 등의 열원 물질을 장입하지 않고 소결기 대차 내부에 장입 원료만을 장입하는 종래의 구조에 따른 탄소함량을 나타내고 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 비교예와 비교하여 실시예의 경우, 분코크스 첨가량이 0에서 1.0t/hr 로 증가함에 따라 소결기 대차의 중앙부로부터 측벽부로 탄소함량이 증가하는 분포가 확인되었다. 따라서, 본 실시예의 경우 종래와 비교하여 소결기 대차 측벽부에서 소성 열량 증가가 이루어짐을 알 수 있다.

이와 같이, 표 1과 도 4에 나타낸 바와 같이, 실시예들의 경우 소결기 대차 측벽부에서의 소결반응 촉진 및 소결광 강도 향상에 따른 반광 발생비 저하로, 소결 회수율이 종래와 비교하여 2% 이상 향상되었고, 소결 생산성이 1.2t/d/㎡ 이상 증대되었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 소결기 대차 20 : 공급부
21 : 원료공급부 22 : 상부광공급부
23 : 서지호퍼 24 : 드럼믹서
25 : 장입슈트 30 : 점화로
40 : 윈드박스 50 : 열원공급부
52 : 저장호퍼 54 : 스크류피더
56 : 이송관 58 : 저장조
66 : 송풍관 68 : 송풍기
70 : 노즐 72 : 플랩
73 : 힌지축 74 : 구동실린더

Claims (12)

1. 원료를 적재하여 운반하는 소결기 대차, 상기 소결기 대차의 상부에 배치되어 장입 원료를 소결기 대차 내부로 공급하는 원료 공급부, 및 상기 소결기 대차의 폭방향 내 측벽부로 열원 물질을 공급하는 열원공급부를 포함하고,
   상기 열원공급부는 열원 물질을 수용하는 저장호퍼, 상기 저장호퍼에 설치되어 열원 물질을 배출하는 스크류피더, 상기 스크류피더 출측에 연결되어 열원 물질을 이송하는 이송관, 상기 이송관에 연결되어 열원물질을 장입 원료 측면부로 분사시키기 위한 송풍부를 포함하며,
   상기 송풍부는 상기 이송관에 연결되고 에어를 송풍하는 송풍관, 및 상기 송풍관 출측 선단에 설치되어 열원 물질의 분사 각도를 조절하는 노즐부를 포함하며,
   상기 노즐부는 송풍관 출측 선단에 설치되는 노즐, 상기 노즐 선단을 따라 배치되고 상기 노즐 선단에 회전 가능하게 설치되어 분사 각도를 조절하는 복수의 플랩, 및 상기 노즐에 설치되고 상기 플랩에 연결되어 플랩을 회전시키는 구동부를 포함하는 소결광 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 열원공급부는 원료공급부의 폭방향 양 측부로 열원 물질을 공급하여, 장입 원료와 함께 열원 물질을 소결기 대차 내부로 공급하는 구조의 소결광 제조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 열원 물질은 소결용 무연탄, 분코크스, 카본을 함유하는 물질 또는 이들의 혼합물인 소결광 제조 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 소결기 대차의 이동방향을 따라 원료공급부 전단부에 배치되어 소결기 대차의 내부에 상부광을 공급하는 상부광공급부를 더 포함하는 소결광 제조 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 송풍부는 상기 송풍관에 설치되는 송풍기를 더 포함하는 소결광 제조 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 송풍관은 소결기 대차의 폭방향을 따라 상기 원료공급부의 장입슈트 양 측면으로 연장되어 장입슈트의 양 측면을 통해 장입 원료 측면부로 열원 물질을 공급하는 소결광 제조 장치.
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