KR102286853B1 - 고온 환원철의 냉각 장치 - Google Patents

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KR102286853B1
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Abstract

고온 환원철의 냉각 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 고온 환원철의 냉각 장치는, 장입구와 배출구, 공간부를 가지며, 환원철을 냉각하기 위한 냉각 드럼과, 공간부에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급관과, 공간부에 장입된 환원철을 배출구로 이송하기 위한 이송 블레이드, 및 냉각 드럼을 일방향으로 회전시켜 주기 위한 구동부를 포함한다.

Description

고온 환원철의 냉각 장치{APPARATUS FOR COOLING TEMPERATURE OF REDUCED HOT COMPACTED IRON}
본 발명은 고온 환원철의 냉각 장치에 관한 것이다.
파이넥스(FINEX) 공법은 쇳물을 만들기 위한 제선 공정으로서, 가루 상태의 철인 분광석을 건조 장치에서 수분을 증발시키고 설정 온도의 다단 유동 환원로에서 설정 환원율까지 환원시킨다.
그리고, 환원철(HCI: hot compacted iron) 제조 공정에서 덩어리 형태로 만들고, 용융로에 전달하여 순산소로 용융시켜 용선(Pig iron)을 만드는 단계를 거친다.
건조 장치에 장입된 분광석은 용융로에 최종 장입될 때까지 수시간 걸리는데, 용융로 내부 조업 상황이 갑자기 악화될 경우에는 이미 만들어지고 있는 잉여 환원철(HCI)을 공정 내에서 계속하여 처리할 수 없기 때문에 공정 외부로 배출시켜야 한다.
그런데, 환원된 고온 상태의 환원철을 그대로 대기 중에 노출시키게 될 경우 자연 발화하여 환원율이 떨어져 상품가치가 감소되며, 벨트 컨베이어(Belt Conveyor) 등 후단 이송설비에 피해를 입히게 된다.
따라서, 환원율 저하 방지 및 설비 보호를 위하여 고온의 환원철(HCI)을 신속하게 냉각시켜줄 장치가 필요하다.
본 발명은 냉각 드럼의 내부에서 고온의 환원철을 냉각수와 접촉시켜 상온으로 냉각하여 이송하는 과정에서 환원철의 이송 및 냉각 등에 관련된 정밀 부품 등이 냉각수에 직접 노출되지 않도록 한 고온 환원철의 냉각 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치는, 환원철의 유입과 배출을 위한 장입구와 배출구, 환원철을 수용하기 위한 공간부를 가지며 환원철을 냉각수에 의하여 냉각하기 위한 냉각 드럼, 냉각 드럼의 단부에 설치되고 공간부에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급관을 포함할 수 있다.
또한, 고온 환원철의 냉각 장치는, 냉각 드럼의 내측면에 설치되고 공간부에 장입된 환원철을 냉각수의 공급 방향과 반대 방향으로 이송하기 위한 이송 블레이드, 및 냉각 드럼에 연결 설치되고 냉각 드럼을 일방향으로 회전시켜 주기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
냉각 드럼은 일단부와 타단부에 장입구와 배출구를 각기 구비한 중공 형태의 원통형상으로 이루어질 수 있다.
이송 블레이드는 냉각 드럼의 길이 방향에 따라 나선형으로 배치될 수 있다.
냉각 드럼의 일단부에는 장입구를 통하여 공간부에 환원철을 장입하기 위한 장입 슈트가 설치되며, 냉각 드럼의 타단부에는 공간부에서 냉각된 환원철을 배출구를 통하여 배출하기 위한 배출 슈트가 설치될 수 있다.
장입 슈트의 하부에 배치되고, 장입구를 통하여 배출되는 냉각수와 슬러지를 저장하기 위한 저장조를 포함할 수 있다.
배출 슈트의 하부에 배치되고, 배출 슈트를 통하여 배출되는 냉각된 환원철을 이송하기 위한 벨트 컨베이어를 포함할 수 있다.
냉각 드럼의 타단부 내측면에 설정된 간격으로 배치되고, 공간부를 따라 이송되는 환원철을 배출 슈트로 유도하기 위한 유도판을 포함할 수 있다.
냉각 드럼은 그 길이 방향에 따른 중심선이, 설치면에 수평한 수평 기준선에 대해 설정된 경사각도로 경사지게 배치될 수 있다.
냉각 드럼의 경사각도는 수평 기준선에 대해 장입구로부터 배출구로 갈수록 상향 경사지게 배치될 수 있다.
유도판은, 냉각 드럼의 내측면에 법선 방향으로 설치되는 제1 유도판부와, 제1 유도판부와 설정된 각도를 이루며 냉각 드럼의 중앙부쪽으로 연장되는 제2 유도판부를 포함할 수 있다.
제1 유도판부와 제2 유도판부에는 냉각수를 통과시키기 위한 슬릿 형태의 제1 미세구멍과 제2 미세구멍이 복수개 배치될 수 있다.
구동부는, 냉각 드럼의 외측면에 설정된 간격으로 배치되며 냉각 드럼을 회전시켜 주기 위한 롤러 휠, 및 롤러 휠의 회전축을 회전시켜 주기 위한 구동모터를 포함할 수 있다.
냉각 드럼의 외측면에는 냉각 드럼의 미끄럼 방지를 위한 미끄럼 방지 링이 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
미끄럼 방지 링은 롤러 휠과 롤러 휠 사이에 배치될 수 있다.
저장조 하부에는 저장조의 내부에 쌓여 있는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출관이 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
저장조 상부에는 저장조의 내부에 저장된 냉각수를 배출하기 위한 냉각수 배출관이 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
저장조의 내측면에는 저장조의 내부로 유입되는 냉각수와 저장조 내부에 쌓여 있는 슬러지와 혼합되지 않도록 하기 위한 분리판이 설치될 수 있다.
분리판은 설치면에 수평한 수평 기준선에 대해 하향 경사지게 배치될 수 있다.
배출 슈트의 하단부에는 배출 슈트를 통해 배출되는 냉각수의 기화에 의해 발생되는 수증기의 비산을 방지하기 위한 증기 비산 방지부가 설치될 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 냉각 드럼의 내측면에 이송 블레이드를 설치하고, 회전되는 냉각 드럼의 내부 공간에서 환원철과 냉각수가 서로 반대 방향으로 이송되면서 환원철이 냉각되므로, 환원철의 이송 및 냉각 등에 관련된 정밀 부품 등이 냉각수에 직접 노출되지 않게 된다.
즉, 냉각 드럼의 구동 관련 부품이 냉각 드럼의 외측에 배치되며, 냉각수는 냉각 드럼의 내부를 통과하게 되므로, 구동 관련 부품이 냉각수와 직접 접촉되지 않게 되어, 수조에서 컨베이어류 사용시 발생하는 롤러 내부에 슬러지 누적으로 인한 베어링 기능 상실 문제를 미연에 방지할 수 있다.
이에 따라, 베어링 기능 상실 문제에 의한 설비 가동 중단을 방지할 수 있으며, 따라서 롤러 교체나 분해 작업이 필요하지 않게 되며, 중복 투자 방지로 투자비도 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부 확대 상세도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 개략적인 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치(냉각수 공급관을 생략함)의 환원철과 냉각수의 이동 경로를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
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 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2의 일부 확대 상세도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 개략적인 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 환원철과 냉각수의 이동 경로를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치는, 일단부에 환원철의 장입을 위한 장입구(101), 타단부에 환원철의 배출을 위한 배출구(103), 및 내부에 환원철의 수용을 위한 공간부(110)를 가지며 환원철을 냉각수에 의해 설정된 온도로 냉각하기 위한 냉각 드럼(100)을 포함할 수 있다.
또한, 고온 환원철의 냉각 장치는, 냉각 드럼(100)의 타단부 외측에 설치되고 냉각 드럼(100)의 공간부(110)에 환원철의 냉각을 위해 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급관(220)을 포함할 수 있다.
고온 환원철의 냉각 장치는, 냉각 드럼(100)의 내측면에 설치되고 공간부(110)에 장입된 환원철을 냉각 드럼(100)의 배출구(103) 측, 즉 상기 냉각수가 공급되는 방향과 반대 방향, 즉 장입구(101) 측으로 이송하기 위한 이송 블레이드(300)를 포함할 수 있다.
또한, 고온 환원철의 냉각 장치는, 냉각 드럼(100)에 연결 설치되고, 냉각 드럼(100)을 일방향으로 회전시켜 주기 위한 구동부(400)를 포함할 수 있다.
냉각 드럼(100)의 일단부에는 장입구(101)를 통하여 공간부(110)에 설정 온도 이상의 환원철을 장입하기 위한 장입 슈트(inlet chute)(200)가 설치될 수 있다.
또한, 냉각 드럼(100)의 타단부에는 공간부(110)에서 냉각된 환원철을 배출구(103)를 통하여 냉각 드럼(100)의 외부로 배출하기 위한 배출 슈트(210)가 설치될 수 있다.
고온 환원철의 냉각 장치는, 장입 슈트(200)의 하부에 배치되고, 냉각 드럼(100)의 장입구(101)를 통하여 배출되는 냉각수와 슬러지 등을 저장하기 위한 저장조(500)를 포함할 수 있다.
고온 환원철의 냉각 장치는, 냉각 드럼(100)의 배출구(103)측으로 배출 슈트(210)의 하부에 이어져 배치되고, 배출 슈트(210)를 통하여 배출되는 냉각된 환원철을 이송하기 위한 벨트 컨베이어(600)를 포함할 수 있다.
또한, 냉각 드럼(100)의 타단부에는 냉각 드럼(100)의 내측면에 설정된 간격으로 배치되고, 이송 블레이드(300)에 의하여 공간부(110)를 따라 이송되는 환원철과 부딪히면서 환원철을 낙하시켜 배출 슈트(210)로 유도하기 위한 복수의 유도판(230)을 포함할 수 있다.
장입 슈트(200)에서 냉각 드럼(100)으로 장입되는 환원철은 환원철 제조 장치(미도시)에서 덩어리 형태로 제조하여 설정 온도 이상의 고온(예컨대, 500 내지 700℃) 상태로 공급된다.
냉각 드럼(100)은 환원철의 수용을 위해 내부에 공간부(110)를 갖도록 내부가 비워 있는 중공 형태의 원통형상 등으로 이루어질 수 있다.
냉각 드럼(100)의 일단부에는 환원철의 장입을 위한 장입구(101)가 구비되며, 타단부에는 환원철의 배출을 위한 배출구(103)가 구비될 수 있다.
냉각 드럼(100)은 냉각 드럼(100)의 길이 방향에 따른 중심선(도 1의 O1-O1선)과 설치면에 수평한 수평 기준선(도 1의 X1-X1선) 사이에 대해 경사각도(θ)가 설정되도록 경사지게 배치될 수 있다.
여기서 경사각도(θ)는, 공간부(110)에서 환원철을 장입구(101)로부터 배출구(103)쪽으로 원활하게 이송하면서도 냉각수를 배출구(103)로부터 장입구(101)쪽으로 자연스럽게 흘러 내리게 할 수 있도록 장입구(101)로부터 배출구(103)로 갈수록 도 1를 예로 할 때, 좌측에서 우측으로 상향 경사지게 배치될 수 있다.
이 실시예서 경사각도(θ)는, 2도 내지 10도의 각도 범위, 특히 3 내지 5도의 각도 범위 내로 설정되어 공간부(110)에서 환원철을 장입구(101)로부터 배출구(103)쪽으로 원활하게 이송하면서도 냉각수를 배출구(103)로부터 장입구(101)쪽으로 자연스럽게 흘러 내리게 할 수 있도록 한다.
또한, 냉각 드럼(100)은 냉각수 및 수증기에 의한 부식을 최소화 할 수 있도록 스테인레스 등과 같은 내부식성 재질로 제조될 수 있다.
이송 블레이드(300)는 환원철을 배출구(103)쪽으로 용이하게 이송할 수 있도록 냉각 드럼(100)의 내측면에 냉각 드럼(100)의 길이 방향(도 1의 O1-O1선에 따른 방향)을 따라 나선형으로 배치될 수 있다.
이송 블레이드(300)는 냉각 드럼(100)의 내측면으로부터 내측 방향으로 설정된 길이로 돌출될 수 있으며, 그 형상도 환원철의 이송 필요에 따라 여러 가지 타입으로 설정될 수 있다.
이송 블레이드(300)는 냉각 드럼(100)의 내측면에 용접 등의 결합수단에 의하여 결합될 수 있다.
냉각 드럼(100)의 일단부에서 공간부(110)로 유입된 환원철은 이송 블레이드(300)에 의해 냉각 드럼(100)의 일단부로부터 타단부(도 5의 점선으로 도시된 화살표 방향 참조)으로 이송된다.
이에 비해, 냉각수 공급관(220)에 의해 냉각 드럼(100)의 타단부에서 공간부(110)로 공급되는 냉각수는 냉각 드럼(100)의 타단부로부터 일단부(도 5의 일점쇄선으로 도시된 화살표 방향 참조)으로 이송된다.
따라서, 냉각 드럼(100)의 공간부(110)에서 환원철의 이송 방향과 냉각수의 이송 방향이 서로 반대 방향이므로, 환원철이 냉각수와 잘 섞이면서 용이하게 냉각될 수 있다.
이 실시예에서 유도판(230)은 냉각 드럼(100)의 내측면에 90도의 사이 간격을 두고 4개로 배치되어 있으나, 이것으로 유도판의 구성이 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 설정 각도 및 개수를 조정할 수 있음은 물론이다.
유도판(230)은 이송 블레이드(300)에 의하여 이송된 환원철을 배출 슈트(210)로 용이하게 유도할 수 있도록 냉각 드럼(100)의 내측면에서 이송 블레이드(300)의 끝단부(도 1의 우측 단부)에 설치될 수 있다.
유도판(230)은 냉각 드럼(100)의 내측면에 법선 방향으로 설치되는 제1 유도판부(231)와, 제1 유도판부(231)와 설정된 각도를 이루면서 상기 냉각 드럼(100)의 중앙부쪽으로 연장되는 제2 유도판부(233)를 포함할 수 있다.
제1 유도판부(231)와 제2 유도판부(233)는 공간부(110)의 환원철을 배출 슈트(210), 즉 냉각 드럼(100)의 중앙부로 원활하게 배출시키기 위한 것이다.
따라서, 환원철을 유입하기 위한 배출 슈트(210)의 유입구는 냉각 드럼(100)의 타단부 내측 중앙부에 배치될 수 있다.
제1, 제2 유도판부(231, 233)에는 환원철에 혼합된 냉각수를 통과시키기 위하여 기다란 슬릿 형태의 제1 미세구멍(232)과 제2 미세구멍(234)이 설정된 간격으로 복수개 배치될 수 있다.
또한, 구동부(400)는 냉각 드럼(100)의 외측면에 설정된 간격으로 설치되며 냉각 드럼(100)을 회전시켜 주기 위한 롤러 휠(410), 및 롤러 휠(410)의 회전축(411)과 연결되고 롤러 휠(410)의 회전축(411)을 회전시켜 주기 위한 구동모터(420)를 포함할 수 있다.
롤러 휠(410)은 냉각 드럼(100)을 원활하게 회전시킬 수 있도록 냉각 드럼(100)의 하단부 외주면에 길이 방향 중앙선을 따라 설정된 간격으로 다수개 배치될 수 있다.
롤러 휠(410)은 냉각 드럼(100)의 견고한 지지 및 원활한 회전을 위하여 냉각 드럼(100)의 외주면에서 냉각 드럼(100)의 중앙(O)을 중심으로 수평 기준선(X1-X1선)과 직교하는 수직 기준선(O2-O2선)에 대하여 시계 방향과 반시계 방향으로 설정된 각도(θ2)로 회전된 위치에 적어도 한 쌍 이상으로 배치될 수 있다(도 4 참조).
그리고, 구동부(400)는 롤러 휠(410) 및 구동모터(420)가 설치되는 프레임(430), 및 프레임(430)의 하단부에 설치되고 프레임(430)을 설치면에 지지하기 위한 지지체(440)를 포함할 수 있다.
또한, 냉각 드럼(100)의 외측면에는 롤러 휠(410)의 회전에 의하여 냉각 드럼(100)이 한쪽 방향으로 미끄러지는 것을 방지하기 위하여, 적어도 하나 이상의 미끄럼 방지 링(450)이 냉각 드럼(100)의 외측 방향으로 돌출되어 배치될 수 있다.
이 실시예에서 적어도 하나의 미끄럼 방지 링(450)은 냉각 드럼(100)의 확실한 미끄럼 방지를 위하여 롤러 휠(410)과 롤러 휠(410)의 사이에 위치하도록 냉각 드럼(100) 상에 배치될 수 있다.
또한, 이 실시예에서 미끄럼 방지 링(450)은 냉각 드럼(100)의 보다 확실한 미끄럼 방지를 위하여 냉각 드럼(100)의 길이 방향 중앙부를 기준하여 임의의 간격을 두고 서로 대향하게 배치될 수 있다.
저장조(500) 하부에는 저장조(500)의 내부 바닥면에 쌓여 있는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출관(510)이 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
슬러지 배출관(510)은 저장조(500)의 내부 바닥면에 쌓여 있는 슬러지를 용이하게 배출할 수 있도록 저장조(500)의 높이를 기준으로 저장조(500)의 중앙부의 하부에 배치될 수 있다.
또한, 저장조(500) 상부에는 저장조(500)의 내부에 저장된 냉각수를 배출하기 위한 냉각수 배출관(520)이 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
냉각수 배출관(520)은 저장조(500)의 내부에 저장된 냉각수를 용이하게 배출할 수 있도록 저장조(500)의 높이를 기준으로 저장조(500)의 중앙부의 상부에 배치될 수 있다.
또한, 저장조(500)의 내측면에는 장입구(101)를 통하여 저장조(500)의 내부로 유입되는 냉각수와 저장조(500)의 내부 바닥면에 쌓여 있는 농축된 슬러지가 혼합되지 않도록 하기 위한 분리판(530)이 설치될 수 있다.
이 실시예에서 분리판(530)은 장입구(101)의 하부에 대응하는 저장조(500)의 내측면, 가령 저장조(100)의 높이를 기준하여 이의 중앙부에 대응하는 내측면으로부터 슬러지 배출관(510)의 상부에 배치되는 형상, 예를 들어 수평 기준선(도 1에서 X1-X1선)에 대하여 설정된 각도로 하향 경사지게 배치되는 형상으로 연장될 수 있다.
저장조(500)의 내부 바닥면과 분리판(530)의 하단부 사이에는 분리판(530)을 지지하기 위한 지지로드(531)가 설치될 수 있다.
벨트 컨베이어(600)는 배출 슈트(210)로부터 배출되는 냉각된 환원철을 원활하게 배출할 수 있도록 냉각 드럼(100)의 길이 방향을 따른 직선 상에 배치될 수 있다.
즉, 벨트 컨베이어(600)는 설치면에 수평한 수평 기준선(도 1의 X1-X1선)에 대하여 냉각 드럼(100)의 설정된 경사각도(θ)로 상향 경사지게 배치될 수 있다.
배출 슈트(210)의 하단부에는 배출 슈트(210)로부터 벨트 컨베이어(600)로 배출되는 환원철에 스며 있는 냉각수를 기화시키면서 발생되는 수증기가 외부로 비산되는 것을 방지하기 위한 증기 비산 방지부(610)가 설치될 수 있다.
또한, 증기 비산 방지부(610)의 상단부에는 증기 비산 방지부(610)에서 발생된 수증기를 흡입하기 위한 수증기 집진 후드(620)가 설치될 수 있다.
벨트 컨베이어(600)의 상부에는 증기 비산 방지부(610)에서 발생된 수증기의 날림(비산)을 최소화 할 수 있도록 벨트 컨베이어(600) 및 증기 비산 방지부(610)의 상부를 덮어주기 위한 증기 비산 방지 커버(630)가 설치될 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 환원철의 냉각 장치의 작동에 대해서 설명한다.
먼저, 장입 슈트(200) 및 냉각 드럼(100)의 장입구(101)를 통하여 설정 온도 이상(예컨대, 500℃ 내지 700℃)의 고온의 환원철이 냉각 드럼(100)의 공간부(110)로 유입된다.
또한, 냉각수 공급관(220) 및 냉각 드럼(100)의 배출구(103)를 통하여 환원철의 냉각을 위한 냉각수가 냉각 드럼(100)의 공간부(110)로 공급된다.
이 때, 구동부(400)는 롤러 휠(410)을 구동하여 냉각 드럼(100)을 일 방향(예컨대, 시계 방향)으로 설정된 회전 속도로 회전시켜 준다.
냉각 드럼(100)이 회전됨에 따라, 이송 블레이드(300)도 냉각 드럼(100)과 마찬가지로 일 방향으로 회전되며, 이송 블레이드(300)의 회전에 의해 공간부(110)로 유입된 환원철은, 냉각 드럼(100)의 일단부로부터 타단부(도 5의 점선 방향)으로 이송된다.
이와 아울러, 냉각수 공급관(220)에 의해 배출구(103)를 통해 공간부(110)로 공급된 냉각수는, 냉각 드럼(100)의 타단부로부터 일단부(도 5의 일점쇄선 방향)으로 이송된다.
이 때, 냉각 드럼(100)은 그 길이 방향에 따른 중심선(도 1의 O1-O1선)이, 수평 기준선(도 1의 X1-X1선)에 대해 설정된 경사각도(θ)로 장입구(101)로부터 배출구(103)로 갈수록 상향 경사지게 배치되어 있으므로, 공간부(110)의 냉각수가 자연스럽게 배출구(103)부터 장입구(101)로 흘러 내릴 수 있게 된다.
따라서, 냉각수는 공간부(110)에서 장입구(101)쪽으로 자연스럽게 흘러 내리면서 공간부(110)에서 배출구(103)쪽으로 이송되는 환원철과 원활하게 혼합되며, 이에 따라 환원철은 냉각수에 의하여 설정 온도 이하로 냉각될 수 있게 되는 것이다.
또한, 냉각 드럼(100)의 외측면에는 미끄럼 방지 링(450)이 냉각 드럼(100)의 외측 방향으로 돌출되어 롤러 휠(410)과 롤러 휠(410) 사이에 배치되어 있으므로, 냉각 드럼(100)이 롤러 휠(410)의 회전에 의하여 한쪽 방향으로 미끄러지는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 냉각된 환원철은 배출구(103)쪽에 설치된 유도판(230)의 제1 유도판부(231)와 제2 유도판부(233)에 부딪히면서 낙하하여 배출 슈트(210)로 유입되며, 배출 슈트(210)로 유입된 냉각 환원철은 배출 슈트(210)를 통하여 벨트 컨베이어(600)로 배출된다.
또한, 제1 유도판부(231)와 제2 유도판부(233)에 환원철이 부딪힐 때, 환원철에 혼합된 냉각수는 제1 미세구멍(232)과 제2 미세구멍(234)을 통과하여 공간부로 배출되며, 환원철은 제1 유도판부(231)와 제2 유도판부(233)에 부딪힌 후 하부로 낙하하여 배출 슈트(210)로 유입된다.
그리고, 배출 슈트(210)로 배출된 환원철은 증기 비산 방지부(610), 수증기 집진 후드(620), 및 증기 비산 방지 커버(630)를 순차적으로 통과한 후 벨트 컨베이어(600)로 배출된다.
증기 비산 방지부(610)는 환원철에 스며 있는 냉각수를 기화시키면서 발생되는 수증기가 외부로 비산되는 것을 방지하며, 수증기 집진 후드(620)는 증기 비산 방지부(610)에서 발생된 수증기를 흡입하며, 증기 비산 방지 커버(630)는 이 수증기가 벨트 컨베이어(600)의 상부로 비산되는 것을 방지하게 된다.
한편, 냉각 드럼(100)의 공간부(110)로 유입된 냉각수는 배출구(103)로부터 장입구(101)로 자연스럽게 흘러 내리면서 냉각수와 반대 방향으로 이동하는 환원철과 혼합되면서 환원철을 냉각한 후 장입구(101)를 통하여 저장조(500)로 배출된다.
이 때, 냉각수에는 환원철과 혼합 등에 의한 가루 형태의 철광석 등이 포함되어 있는 슬러지 등이 생성될 수 있으며 슬러지와 함께 저장조(500)의 내부로 배출된다.
슬러지는 냉각수보다 비중이 크기 때문에 저장조(500)의 내부 바닥면에 가라 앉게 되며, 이러한 슬러지는 저장조(500) 하부에 설치된 슬러지 배출관(510)을 통하여 저장조(500)의 외부로 배출된다.
저장조(500)의 내부로 배출된 냉각수 중 슬러지 등은 내부 바닥으로 가라 앉으며, 나머지 냉각수는 비교적 수질이 양호한 상태인데, 이러한 양호한 수질의 냉각수는 저장조(500) 상부에 설치된 냉각수 배출관(520)을 통하여 저장조(500)의 외부로 배출된다.
또한, 저장조(500)의 내측면에 분리판(530)이 설치되어 있으므로, 장입구(101)를 통하여 저장조(500)의 내부로 유입되는 냉각수가 저장조(500)의 내부 바닥면에 가라 앉아 있는 농축된 슬러지와 직접 혼합되지 않게 된다.
따라서, 회전되는 냉각 드럼의 내부 공간에서 환원철과 냉각수가 서로 반대 방향으로 이송되면서 환원철이 냉각되므로, 환원철의 이송 및 냉각 등에 관련된 정밀 부품 등이 냉각수에 직접 노출되지 않게 되어 냉각수와 격리될 수 있다.
즉, 냉각 드럼의 구동 관련 부품이 냉각 드럼의 외측에 배치되며, 냉각수는 냉각 드럼의 내부를 통과하게 되므로, 구동 관련 부품이 냉각수와 직접 접촉되지 않고 격리될 수 있다.
따라서, 수조에서 컨베이어류 사용시 발생하는 롤러 내부에 슬러지 누적으로 인한 베어링 기능 상실 문제를 미연에 방지할 수 있다.
본 개시를 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 냉각 드럼 200: 장입 슈트
210: 배출 슈트 220: 냉각수 공급관
230: 유도판 300: 이송 블레이드
400: 구동부 410: 롤러 휠
420: 구동모터 500: 저장조
600: 벨트 컨베이어

Claims (19)

  1. 환원철의 유입과 배출을 위한 장입구와 배출구, 및 환원철을 수용하기 위한 공간부를 가지며, 환원철을 냉각수에 의하여 냉각하기 위한 냉각 드럼,
    상기 냉각 드럼의 단부에 설치되고, 상기 공간부에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급관,
    상기 냉각 드럼의 내측면에 설치되고, 상기 공간부에 장입된 환원철을 상기 냉각수의 공급 방향과 반대 방향으로 이송하기 위한 이송 블레이드, 및
    상기 냉각 드럼에 연결 설치되고, 상기 냉각 드럼을 일방향으로 회전시켜 주기 위한 구동부
    를 포함하고,
    상기 냉각 드럼의 타단부에는 상기 공간부에서 냉각된 환원철을 상기 배출구를 통하여 배출하기 위한 배출 슈트가 설치되며,
    상기 냉각 드럼의 타단부 내측면에 설정된 간격으로 배치되고, 상기 공간부를 따라 이송되는 환원철을 상기 배출 슈트로 유도하기 위한 유도판을 포함하고,
    상기 유도판은,
    상기 냉각 드럼의 내측면에 법선 방향으로 설치되는 제1 유도판부와,
    상기 제1 유도판부와 설정된 각도를 이루며 상기 냉각 드럼의 중앙부쪽으로 연장되는 제2 유도판부를 포함하는 고온 환원철의 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 드럼은 일단부와 타단부에 상기 장입구와 상기 배출구를 각기 구비한 중공 형태의 원통형상으로 이루어지는 고온 환원철의 냉각 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이송 블레이드는 상기 냉각 드럼의 길이 방향에 따라 나선형으로 배치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 냉각 드럼의 일단부에는 상기 장입구를 통하여 상기 공간부에 환원철을 장입하기 위한 장입 슈트가 설치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 장입 슈트의 하부에 배치되고, 상기 장입구를 통하여 배출되는 냉각수와 슬러지를 저장하기 위한 저장조를 포함하는 고온 환원철의 냉각 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배출 슈트의 하부에 배치되고, 상기 배출 슈트를 통하여 배출되는 냉각된 환원철을 이송하기 위한 벨트 컨베이어를 포함하는 고온 환원철의 냉각 장치.
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 냉각 드럼은 그 길이 방향에 따른 중심선이, 설치면에 수평한 수평 기준선에 대해 설정된 경사각도로 경사지게 배치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉각 드럼의 경사각도는 상기 수평 기준선에 대해 상기 장입구로부터 상기 배출구로 갈수록 상향 경사지게 배치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유도판부와 상기 제2 유도판부에는 냉각수를 통과시키기 위한 슬릿 형태의 제1 미세구멍과 제2 미세구멍이 복수개 배치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 냉각 드럼의 외측면에 설정된 간격으로 배치되며 상기 냉각 드럼을 회전시켜 주기 위한 롤러 휠, 및
    상기 롤러 휠의 회전축을 회전시켜 주기 위한 구동모터를 포함하는 고온 환원철의 냉각 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 냉각 드럼의 외측면에는 상기 냉각 드럼의 미끄럼 방지를 위한 미끄럼 방지 링이 적어도 하나 이상 설치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 미끄럼 방지 링은 상기 롤러 휠과 상기 롤러 휠 사이에 배치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  15. 제5항에 있어서,
    상기 저장조 하부에는 상기 저장조의 내부에 쌓여 있는 슬러지를 배출하기 위한 슬러지 배출관이 적어도 하나 이상 설치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 저장조 상부에는 상기 저장조의 내부에 저장된 냉각수를 배출하기 위한 냉각수 배출관이 적어도 하나 이상 설치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 저장조의 내측면에는 상기 저장조의 내부로 유입되는 냉각수와 상기 저장조 내부에 쌓여 있는 슬러지와 혼합되지 않도록 하기 위한 분리판이 설치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 분리판은 설치면에 수평한 수평 기준선에 대해 하향 경사지게 배치되는 고온 환원철의 냉각 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 배출 슈트의 하단부에는 상기 배출 슈트를 통해 배출되는 냉각수의 기화에 의해 발생되는 수증기의 비산을 방지하기 위한 증기 비산 방지부가 설치되는 는 고온 환원철의 냉각 장치.
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