KR102342582B1

KR102342582B1 - 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 및 처리 장치

Info

Publication number: KR102342582B1
Application number: KR1020197000349A
Authority: KR
Inventors: 용기안 리; 용리 샤오; 인 리우; 유핑 짱; 멩긴 씨에
Original assignee: 바오샨 아이론 앤 스틸 유한공사
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2021-12-24
Also published as: RU2739403C2; WO2018000858A1; KR20190024955A; BR112018077274A2; RU2019101941A; EP3480323A1; US20190203307A1; EP3480323B1; BR112018077274B1; US11519043B2; RU2019101941A3; EP3480323A4; CN107557505A; JP2019520481A; JP6732969B2

Abstract

본 발명은 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 및 처리 장치를 공개한다. 상기 처리 공정은: 슬래그 래들 틸팅 기구를 통해 용융 슬래그가 수용되어 있는 슬래그 래들을 홀딩하여 슬래그 진입 위치로 이동시키고, 슬래그 래들을 틸팅시켜 내부의 유동성이 좋은 용융 슬래그를 재료 공급 슈트를 통해 회동하는 회전 실린더 장치 내에 부어넣어 회전 실린더화 처리를 실현하는 제1 단계; 슬래그 래들 내의 강 슬래그가 유동성이 없어 유출될 수 없는 경우, 슬래그 제거 장치를 사용하여 고점도 슬래그 또는 고상 슬래그를 회전 실린더 장치에 싣는 제2 단계; 및 슬래그 래들을 큰 각도로 틸팅시켜 래들 바닥의 나머지 슬래그를 회전 실린더 장치에 부어 넣고 한대의 회전 실린더 장치로 슬래그 전량 처리를 실현하는 제3 단계;를 포함한다. 상기 처리 장치는 재료 공급 시스템, 회전 실린더 장치(5), 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템(7), 배기가스 배출 및 정화 시스템(6), 냉각수 순환 시스템(8), 냉강 세척 기구(10) 및 전기 제어 시스템(9)을 포함하며, 재료 공급 시스템은 슬래그 래들 틸팅 기구(1), 슬래그 래들(2), 용융 슬래그(3) 및 슬래그 제거 장치(4)를 포함한다.

Description

강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 및 처리 장치

본 발명은 야금 슬래그 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히, 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 및 처리 장치에 관한 것이다.

강 슬래그는 철강 생산 과정에서 발생하는 대량의 부산물 중의 하나로서, 조강 생산량의 약 10 ~ 30%를 차지하고, 강 슬래그는 주로 칼슘, 마그네슘, 실리콘, 알루미늄, 철과 같은 금속 산화물, 인 및 유황 비금속 산화물 및 각종 고융점 중합체로 이루어진 복잡한 혼합물이며, 또한, 입자 크기가 서로 다른 1 내지 10%의 금속 철이 도핑되어 있으며, 오븐에서 방금 배출된 강 슬래그의 온도는 약 1500℃에 달하며 모두 용융 상태이다. 일정한 유동성을 갖지만 온도가 떨어짐에 따라 강 슬래그의 점도가 급격히 상승하여 대량의 열을 방출한다. 철강 공장들의 제강 공정들 간의 차이로 인해 제련 과정에서 생성되는 강 슬래그의 성분과 온도는 완전히 동일하지 않고, 어떤 고온 강 슬래그는 물처럼 쏟을 수 있게 유동성이 좋은 반면, 어떤 고온 강 슬래그는 유동성이 나빠 슬래그 래들(고온 강 슬래그를 담고 운반하기 위한 컨테이너, 또는 슬래그 팩이라고도 함)로부터 쉽게 쏟을 수 없고 기계적인 외력을 사용하거나 또는 슬래그 래들을 거꾸로 해야만 슬래그 래들로부터 쏟아낼 수 있다. 슬래그 래들의 사용 수명을 연장하고, 고온 강 슬래그를 주입할 때 고온 강 슬래그가 슬래그 래들의 바닥부를 침식(scouring)하는 것을 방지하기 위해 회전로로부터 슬래그를 받을 때 빈 슬래그 래들의 바닥에 부분적으로 저온 슬래그를 깐다. 고온 강 슬래그가 주입될 때, 이 저온 슬래그의 일부가 그에 접촉하는 고온 강 슬래그와 융착하여, 슬래그 래들의 내벽에 강 슬래그와 함께 큰 슬래그 쉘(slag shell)을 형성한다. 슬래그 쉘은 수 톤 또는 수십 톤 정도로 무거우며, 전체 슬래그의 약 1/4 내지 1/2을 차지한다. 이 슬래그 부분은 래들 바닥 슬래그라고도 한다. 강 슬래그 성분의 복잡성과 형태의 다양성으로 인해 강 슬래그의 처리 및 후속 사용에 큰 어려움을 준다.

가장 일반적인 강 슬래그 처리 공정은 고온 주입 + 후 처리, 즉 고온의 강 슬래그를 슬래그 처리장에 붓고 자연 냉각을 한 다음 냉각된 강 슬래그를 파쇄, 자력 선별 및 단계별 선별을 진행하고, 회수된 냉강은 다시 생산 공정으로 돌아가 이용되며, 분류된 찌꺼기는 사이즈 및 성능에 따라 재사용되거나 판매된다. 강 슬래그는 열 전도율이 낮고 자연 냉각속도가 매우 낮은 규산염 물질에 귀결될 수 있다. 강 슬래그의 냉각 처리 효율을 높이고, 냉각 처리장을 줄이기 위해, 슬래그 처리 공장에서는 기계식 삽, 분사식 냉각수를 사용하는 경우가 많아 분진과 폐증기가 확산되어 작업 환경이 열악하고, 주변 환경 먼지가 심각하여 기준치를 초과하며 부주의로 인한 폭발 위험도 발생할 수 있다. 환경 보호에 대한 요구가 날로 엄격해지는 오늘날, 고온 철강 슬래그를 짧은 공정으로 신속, 안전하게 친환경적으로 처리하는 과정은 철강 기업이 탐구해야 할 시급한 과제가 되었다. 한 철강 기업에서 개발한 회전 실린더 타입 강 슬래그 처리 기술은 이러한 배경 하에 등장한 것으로, 이 방법은 밀폐, 신속, 자원화가 가능한 강 슬래그 열적 처리 신기술로서, 밀폐된 컨테이너에서 고온 야금 용융 슬래그를 동적이고, 연속적으로, 신속하게 냉각하여 입경이 50mm 미만인 입자 형태 슬래그로 만드는 기능을 실현하였으며, 공정에서 생성된 먼지 함유 배기가스는 연기통로에 의해 수집되고, 정화 처리를 거쳐 연통을 통해 기준에 도달한 다음 배출되기 때문에 다른 처리 공정에서 무질서하게 배출되는 현상을 완전히 변화시켰으며, 오수 순환 이용, 무배출을 실현하였다. 상기 공정은 공정 시간이 짧을 뿐만 아니라, 투자가 절약되고, 조작이 간편하며, 안전하고 신뢰성이 있으며, 처리를 거친 강 슬래그는 바로 자원화 이용이 가능하다. 따라서, 상기 기술은 세상에 나오자마자 업계의 인정을 받았고, 공정 기술과 장비 수준이 공업화 실시와 상업화 보급에 따라 끊임없이 향상되고 신속하게 발전하였다. 그러나, 현재까지의 기술 발전의 국한성을 감안하면 통상적인 회전 실린더 공정은 하나의 장비에서 유동성이 좋은 강 슬래그만 처리할 수 있으며, 슬래그 래들 틸팅 기구 및 슬래그 제거 장치의 보조 작용이 있어도 부분적으로 점성이 있는 고상 강 슬래그를 정량만 회전 실린더 내에 투입할 수 있고, 래들 바닥의 괴상 슬래그는 전문적인 래들 바닥 슬래그 회전 실린더 장치를 통해 처리해야 했다. 따라서 강 슬래그 처리 기업이 회전 실린더 공정을 선택할 때 두가지 유형의 회전 실린더 장치를 장착해야 했으며, 전문적으로 용융 슬래그를 처리하는 회전 실린더 및 래들 바닥 슬래그를 전문적으로 처리하는 회전 실린더를 모두 적절하게 결합해야만 강 슬래그 전량을 회전 실린더로 처리할 수 있었다. 2+1 또는 3+2와 같이, 슬래그의 량과 슬래그의 성질의 차이에 따라 선택하는데, 이는 기업의 투자 및 유지 보수, 점검 비용을 증가시켰다. 관련 회전 실린더 타입 강 슬래그 처리 기술에 대해 출원 및 공개된 특허 및 기타 관련 문헌은 모두 부분적인 내용에 관한 것으로, 아직까지 선택하여 사용할 만한 강 슬래그를 전량 처리하는 회전 실린더 공정 및 장치는 없다.

중국특허CN200420107540.1 및 CN200810207918.8에는 "경사식 회전 실린더 타입 야금 슬래그 처리 장치" 및 "경사식 회전 실린더 타입 고온 용융 슬래그 처리 공정 및 장치"가 공개되어 있으며, 주로, 회전 실린더 본체 구조 및 일정한 유동성을 갖는 용융 슬래그가 회전 실린더 내에서 차례로 다매체에 의해 급냉, 파쇄되어 장치 밖으로 운반되고, 유동성이 없는 고상 슬래그, 특히 괴상 래들 바닥 슬래그는 이러한 유형의 회전 실린더 장치로는 아직 처리할 수 없다. CN200910050400.2 및 WO2012/024835에는 고온 고상 강 슬래그(래들 바닥 슬래그)의 처리 방법 및 장치가 공개되어 있으며, 종래의 작업 배럴의 앞에 재료 공급구가 형성된 대용량 재료 공급 배럴을 설치함으로써 재료 공급 배럴의 완충 작용을 통해 래들 바닥 슬래그를 일차적으로 뒤집고, 점차적으로 처리하는 기능을 실현하였다. 이 장치는 구조적 제한으로 인해 래들 바닥 슬래그 유형의 괴상 강 슬래그에만 적용된다. 중국특허99244833.6에는 라이닝 내화재의 회전 실린더 슬래그 처리 장치용 교체식 슬래그 받침 슈트가 공개되어 있고, 중국특허201120266445.6에는 회전 호퍼가 공개되어 있으며, 고온 용융 슬래그가 슈트 벽에 대한 점착과 막힘 문제를 어느 정도 완화할 수 있으나, 이러한 슈트 또는 호퍼는 연속적이고, 제어 가능한 방식에만 적용된다. 다시 말해서, 슬래그 유입 구경의 제한으로 인해 이러한 재료 공급 슈트 또는 호퍼는 유량이 작은 슬래그의 흐름 또는 슬래그 제거에만 적용된다. CN201210197124.4, CN201310350518.3, CN02266663.X 및 CN200820151424.8는 각각 다양한 면에서 괴상의 고상 강 슬래그를 회전 실린더 내에 진입시키는 방안 및 장치를 소개하였으며, CN201120412146.9는 회전 실린더 타입 슬래그 처리 장치의 충격 방지 재료 공급 호퍼를 공개하였으며, 재료 공급 호퍼의 외부에 지름 방향의 보강판 및 축방향의 보강판을 설치하여 호퍼 측벽을 보강하고, 호퍼 내측에 파쇄대를 설치하여 괴상의 슬래그에 대해 예비파쇄를 하여 완충 기능을 실현하였으며, 이러한 재료 공급 방법 및 장치는 괴상 고상 강 슬래그의 처리에 사용되는 고상 강 슬래그 처리 회전 실린더 장치와 결합해야만 사용할 수 있고, 유동성 용융 슬래그의 처리에는 사용할 수 없다.

CN200910052471.6에는 재료 공급면에서 "슬래그 래들 틸팅식 재료 추가 장치"를 소개하였으며, 유압 시스템에 의해 잠금장치, 수평 이동 장치 및 틸팅대를 통해 슬래그 래들의 수평 이동 및 틸팅을 실현하였다.

CN200820150140.7에는 분무식 "연통 배기가스 정화 장치"가 공개되어 있으며, 연기통로와 연통 내에 물 분사건 및 에어로졸 분사건을 설치함으로써 배출 배기가스의 정화를 실현하고 먼지의 함유량이 50mg/Nm³ 미만으로 한 후, 연통으로 집중적으로 배출할 수 있도록 하였다.

CN201020032862.X에는 "회전 실린더 슬래그 온라인 분리 선별 장치"가 공개되어 있으며, 복합식 운반기, 진동 스크린, 철 제거기, 진동 슈트, 버킷 타입의 권양기, 진동 재료 공급기, 자기 선별롤러, 재료 가이드홈, 선별 스크린 및 저장홈을 통해 회전 실린더 슬래그의 온라인형 슬래그-철 분리, 선별 및 밀폐 운반, 저장을 실현하였다.

"BSSF 회전 실린더 타입 강 슬래그 처리 기술 발전 현황 연구"(환경공정, Environmental Engineering,2013년 03기)라는 문헌에서는 "회전 실린더 + 슬래그 래들 틸팅 장치 + 슬래그 제거 장치"의 삼위일체식 회전 실린더 타입 슬래그 처리 기술에 대해 간단히 소개하였다.

이상적인 회전 실린더 타입 강 슬래그 처리 공정 및 장치는 운행 신뢰도가 높고, 안전하고, 친환경적이여야 할 뿐만 아니라, 투자와 운행 비용이 낮은 특징을 갖춰야 하며, 이러한 공정 기술은 고온 강 슬래그의 방류 및 유량 제어(안정적인 재료 공급), 하나의 회전 실린더에서의 슬래그 전량 처리(유동성이 양호한 고온 용융 슬래그를 처리할 수 있을 뿐만 아니라 괴상의 고상 강 슬래그도 안전하게 처리할 수 있다), 회전 실린더의 동적 파쇄 및 다매체 안전 냉각 공정, 슬래그 신속 배출 공정과 연관되며, 신뢰성이 높은 과립 슬래그 운반, 슬래그-물 분리, 경제적인 슬래그 강 온라인 분리 및 저장, 요구에 부합되는 가스 수집 및 정화 등의 기술 수준을 구비해야 한다.

본 발명은 한대의 회전 실린더 장치로 제강 용융 슬래그를 처리할 수 있을 뿐만 아니라 고상 래들 바닥 슬래그를 처리할 수 있는 전량화 처리 목표가 실현 가능한, 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 및 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 기술적 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 기술적 반안을 채용하였다:

강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정에 있어서,

슬래그 래들 틸팅 기구를 통해 용융 슬래그가 수용되어 있는 슬래그 래들을 홀딩하여 슬래그 진입 위치로 이동시키고, 슬래그 래들을 틸팅시켜 내부의 유동성이 좋은 용융 슬래그를 재료 공급 슈트를 통해 회동하는 회전 실린더 장치 내에 부어넣어 회전 실린더화 처리를 실행하는 제1 단계;

슬래그 래들 내에 잔류하는 강 슬래그가 유동성이 없어 유출될 수 없는 경우, 또는 슬래그 래들 내의 강 슬래그가 유동성이 없어 유출될 수 없는 경우, 슬래그 제거 장치를 사용하여 고점도 슬래그 또는 고상 슬래그를 회전 실린더 장치에 싣는 제2 단계;

슬래그 래들을 큰 각도로 틸팅시켜 래들 바닥의 나머지 슬래그를 회전 실린더 장치에 부어 넣고 한대의 회전 실린더 장치로 슬래그 전량 처리를 실행하는 제3 단계;를 포함한다.

래들 바닥 슬래그를 붓는 작업 시, 회전 실린더 장치 내의 공정 냉각수의 분사를 임시 정지하고, 래들 바닥 슬래그을 붓는 작업이 끝나면 공정 냉각수를 다시 지연 분사하여 냉각한다. 상기 공정용 냉각수 지연 시간은 2분이다.

강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치에 있어서, 재료 공급 시스템, 회전 실린더 장치, 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템, 배기가스 배출 및 정화 시스템, 냉각수 순환 시스템, 냉강 세척 기구 및 전기 제어 시스템을 포함하며,

상기 재료 공급 시스템은 슬래그 래들 틸팅 기구, 슬래그 래들, 용융 슬래그 및 슬래그 제거 장치를 포함하며, 상기 슬래그 래들 틸팅 기구는 회전 실린더 장치의 재료 공급 슈트의 측상부에 설치되고, 슬래그 래들 틸팅 기구는 유압 기구 및 2개의 래들 홀딩 암을 포함하며, 유압 기구의 구동에 의해 슬래그 래들 틸팅 기구는 수평레일에 따라 이동할 수 있으며, 2개의 래들 홀딩 암은 유압 기구의 구동에 의해 슬래그 래들을 들어올리고 슬래그 래들의 회전을 제어하며, 회전 각도는 0도 내지 180도이고;

상기 슬래그 제거 장치는 슬래그 제거 헤드, 신축로드, 받침대 및 제2 유압 기구를 포함하고, 슬래그 제거 헤드는 신축로드의 전단에 장착되고, 신축로드는 받침대에 설치되고, 신축로드는 제2 유압 기구의 제어에 의해 전후 신축, 상하 및 좌우로 회전이 가능하다.

상기 받침대의 전단에 단열장치가 장착되고, 슬래그 래들 내의 뜨거운 용융 슬래그의 복사열을 반사하여 차단한다.

상기 재료 공급 슈트는 강재 구조 프레임이 사용되고, 메인보드에 의해 상부가 크고 하부가 작은 슈트 프레임을 구성하며, 용융 슬래그를 직접 받는 슈트 벽면과 수평면 사이 협각(θ)은 35° 이상이고, 상기 슬래그 받침면 내벽에 내열판이 부착되고, 슬래그 받침면의 뒷면에 보강판 및 지지판이 설치되고, 지지판의 일단면과 슈트 프레임은 서로 접촉되고, 타단면은 지면에 설치된 지지대와 서로 접촉된다.

상기 슈트 프레임 바닥부에 위치 결정 축이 설치되고, 위치 결정 축은 재료 공급 슈트에 대해 위치 결정 작용을 하며, 슈트 프레임의 상부에 핀축이 설치되고, 핀축은 재료 공급 슈트를 들어올리며, 슈트 프레임의 상부에 강판이 설치되고, 강판은 오목한 홈 형상을 이루며, 메인보드를 보강하여 위치 결정을 보조하는 작용을 한다.

상기 내열판은 상부가 크고 하부가 작은 사다리꼴 형상을 이루며, 슬래그 받침면 내벽에 직접 설치된다.

상기 재료 공급 슈트의 재료 공급구의 최소 크기(L)가 1500mm 이상이다.

본 발명에 따른 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 및 처리 장치는 한대의 회전 실린더로 제강 용융 슬래그를 전량 처리하는 목적을 실현하였으며, 새로운 재료 공급 슈트와 공정 제도의 설계를 통해 유동성이 좋은 제강 용융 슬래그일 뿐만 아니라 유동성이 없는 고상 래들 바닥 슬래그도 슬래그 틸팅 기구와 슬래그 제거 장치의 보조 하에 뒤집거나 제거하거나 붓는 방식으로 회전 실린더 내로 투입함으로써 새로운 분사 냉각 제도를 결합하여 각종 강 슬래그의 안전하고 친환경적인 회전 실린더 공정 처리를 실현한다.

본 발명은 한대의 회전 실린더로 제강 용융 슬래그를 처리할 수 있을 뿐만 아니라 고상 래들 바닥 슬래그도 전량 처리하는 목적을 실현하였으며, 또한, 재료의 균일한 투입, 신속 냉각 과립화, 장치의 긴 수명, 회전 실린더 내 신속 냉각 세척, 온라인 타입 슬래그 강 분리 및 과립 슬래그 선별, 경제적으로 배기가스가 기준에 도달한 후 배출, 냉각수 순환 이용 등 기술적 문제를 시스템적으로 해결하여 제강 용융 슬래그의 짧은 공정, 친환경적인 처리 및 자원화 이용을 실현하였다.

도 1은 본 발명의 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 흐름도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치 구조를 나타내는 도면으로서, 도 2는 슬래그를 붓거나 제거하는 방식으로 유동성이 좋은 용융 슬래그 및 점도가 높은 일부 고상 강 슬래그 처리 시 공정 방안을 도시하고, 도 3은 래들 바닥 슬래그를 부을 때의 공정 방안을 도시한다.
도 4는 슬래그 제거 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 회전 실린더 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 재료 공급 슈트의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 각종 전용 그레이트 형태를 도시하는 것으로서, 도 7a는 T자형 그레이트, 도 7b는 역 T자형 그레이트, 도 7c는 3각형 그레이트, 도 7d는 π자형 그레이트, 도 7e는 역 π자형 그레이트를 도시한다.
도 8은 리테이닝 기구를 나타내는 도면이다.
도 9는 지지 장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 플렉시블 동력전달 기구의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 회전 실린더 고정 엔드캡의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 배기가스 배출 및 정화 시스템을 나타내는 도면이다.
도 13은 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템을 나타내는 도면이다.
도 14는 물 순환 시스템을 나타내는 도면이다.
도 15는 냉강 세척 기구의 구조를 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면 및 구체적인 실시예를 결합하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치로서, 재료 공급 시스템, 회전 실린더 장치(5), 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템(7), 배기가스 배출 및 정화 시스템(6), 냉각수 순환 시스템(8), 냉강 세척 기구(10) 및 전기 제어 시스템(9)을 포함하고, 여러개 시스템은 유기적으로 하나의 완전한 제강 슬래그의 회전 실린더 타입 처리 공정을 구성한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 슬래그를 붓거나 제거하는 방식으로 유동성이 좋은 용융 슬래그 및 점도가 높은 일부 고상 강 슬래그 처리 시 공정 방안(작업 상태)을 도시하고, 도 3은 래들 바닥 슬래그를 부을 때의 공정 방안(작업 상태)을 도시한다.

상기 재료 공급 시스템은 슬래그 래들 틸팅 기구(1), 슬래그 래들(2), 용융 슬래그(3) 및 슬래그 제거 장치(4)를 포함한다.

상기 슬래그 래들 틸팅 기구(1)는 회전 실린더 장치(5)의 재료 공급 슈트(51)의 측상부에 배치되어 슬래그 래들 입구와 재료 공급 슈트(51) 사이의 수평 위치를 조절하도록 유압 기구가 구동되는 상황에서 수평 레일을 따라 이동할 수 있다. 슬래그 래들 틸팅 기구(1)에는 유압 구동 하에 회전되는 2개의 래들 홀딩 암이 구비되어 슬래그 래들(2)을 들어 올리고 슬래그 래들(2)의 회전을 제어할 수 있다. 그 회전 각도가 0-180도이므로 용이하게 슬래그 래들(2)에서 용융 슬래그(3)를 제어 가능하게 붓거나 슬래그 제거 장치(4)로 제거할 수 있다.

상기 슬래그 제거 장치(4)는 교체 가능한 슬래그 제거 헤드(41)를 구비한다. 슬래그 제거 헤드(41)는 신축로드(42)의 전단에 장착되고 신축로드(42)는 받침대(44)에 설치된다. 신축로드(42)는 제2 유압 기구(45)의 제어에 의해 용이하게 전후 신축, 상하 및 좌우 회전이 가능하다. 받침대(44)의 전단에는 단열 장치(43)가 장착되어 슬래그 래들(2) 내의 뜨거운 용융 슬래그(3)의 복사열을 반사하여 차단시킴으로써 유압 시스템의 정상적인 작업 온도을 유지시킨다. 도 4를 참조하면, 도 4는 슬래그 제거 장치의 구조를 나타내는 도면이다.

상기 회전 실린더 장치(5)는 주로, 유동성이 좋은 용융 슬래그와 고상 래들 바닥 슬래그를 동시에 수용할 수 있는 재료 공급 슈트(51), 공정수 노즐(52), 그레이트(53), 슬래그 플레이트(54), 회전 실린더 배럴(55), 슬래그 배출 슈트(56), 가스 후드(57), 리테이닝(retaining) 기구(58), 리어 지지 장치(59), 동력전달 기구(510), 강재 볼(511), 프론트 지지 장치(512) 및 고정 엔드캡(513)을 포함한다. 도 5를 참조하면, 도 5는 회전 실린더 장치의 구조를 나타내는 도면이다.

상기 재료 공급 슈트(51)는 회전 실린더 배럴(55)의 전단에 위치하여 주로 용융 슬래그를 유입시키는 기능을 수행한다. 도 6을 참조하면, 도 6은 재료 공급 슈트의 구조를 나타내는 도면이다. 재료 공급 슈트(51)는 강재 구조 프레임을 사용하고, 메인보드(51-7)로 위가 크고 아래가 작은 슈트 프레임을 구성하되 상부 개구의 길이와 너비는 각각 3000-5000mm와 3000-4000mm이고 구체적인 크기는 슬래그 래들의 구경에 따라 결정된다. 래들 바닥 슬래그를 부을 때 슬래그가 넘치지 않도록 재료 공급 슈트(51)의 재료 공급구 최소 크기(L)는 1500mm 이상이고 슈트벽 특히 직접 용융 슬래그(3)를 받치는 일면과 수평면 사이의 협각(θ)은 35°이상이며, 상기 슬래그 받침면의 내벽에는 30mm 이상의 내열 라이너(51-1)가 부착되되 내열 라이너(51-1)는 위가 크고 아래가 작은 사디리꼴 형상이고, 다른 방식의 고정이 필요 없이 직접 슬래그 받침면의 내벽에 장착되어 교체가 용이하다. 슬래그 받침면의 뒷면에는 보강판(51-4) 및 지지판(51-3)이 설치되되 여기서 보강판(51-4)은 슬래그 받침면을 보강하고 지지판(51-3)의 일단면은 슈트 프레임과 서로 접촉하며 타단면은 지면에 설치되는 지지대와 서로 접촉하여 재료 공급 슈트가 받은 충격력을 지면으로 전달할 수 있다. 위치 결정 축(51-2)은 재료 공급 슈트의 위치를 결정하는 기능을 수행하고, 핀축(51-5)은 재료 공급 슈트를 들어올린다. 강판(51-6)은 오목한 홈 형상을 이루며 메인보드(51-7)를 보강하는 동시에 지지대의 지지면과 접촉하여 위치 결정을 보조하는 작용을 한다.

상기 공정수 노즐(52)은 고정 엔드캡(513)을 통해 작업 챔버 내에 인입되어 회전 실린더 내의 강재 볼(511) 및 용융 슬래그를 분사하여 냉각시킨다. 도 5를 참조하면, 냉각수가 용융 슬래그에 직접 분사되어 폭발이 일어나지 않도록 물 분사 냉각 구역은 용융 슬래그 도입 위치(즉, 슬래그 하락 위치)를 피하여 각각 용융 슬래그가 낙하되는 구역의 전후 강재 볼에 물을 분사하여 냉각시킨다. 그레이트(53)는 가압 블록 및 볼트를 통해 회전 실린더 배럴(55) 내에 균일하게 분포되어 배럴 내의 다른 어셈블리와 하나의 쥐틀 형상의 배럴을 형성함으로써 냉각용 강재 볼(511) 및 도입되는 용융 슬래그를 수용한다. 그레이트 구조, 강재 볼 직경, 강재 볼 수명 예상값 및 완성 슬래그 입도의 요구에 따라 그레이트 간극은 50-90 mm로 설정된다. 도 7은 각종 전용 그레이트 형태를 도시하는 것으로서, 도 7a는 T자형 그레이트, 도 7b는 역 T자형 그레이트, 도 7c는 3각형 그레이트, 도 7d는 π자형 그레이트, 도 7e는 역 π자형 그레이트를 각각 도시한다. 배럴(55)은 필요에 따라 내부 및 외부 2층 구조로 설계된다. 내부 배럴은 주로 그레이트(53) 및 전후단 보드로 구성되어 용융 슬래그를 빠르게 냉각 및 파쇄시키고 용융 슬래그가 냉각되어 일정한 입도로 파쇄된 후 그레이트 간극으로부터 노출되어 외부 배럴에 인입된다. 외부 배럴 내벽에는 균일하게 분포된 슬래그 플레이트(54)가 설계되어 배럴이 회전함에 따라 슬래그 플레이트(54)는 낙하된 외부 배럴 내의 강 슬래그를 수집하여 재료 배출 슈트(56)로 도입하고, 과립 슬래그는 재료 배출 슈트(56)를 거쳐 후속적인 완성 슬래그 운반 기구(7)로 이송되며 가스 후드(57)는 주로 배기가스의 수집 및 운반 기능을 수행한다.

상기 리테이닝 기구(58)는 2세트의 리테이닝 휠(58-1)로 구성된다. 여기서 리테이닝 휠(58-1)은 지지대(58-2)에 장착되고 상기 리테이닝 기구(58)는 각각 배럴의 양측에 위치되며 리테이닝 휠의 트레드와 배럴에 고정된 후방 받침링(backing ring)의 측면은 서로 접촉된다. 받침링 회전 과정에서 측면과 리테이닝 휠의 트레드 동기화를 확보하고 상대적으로 슬라이딩 되어 접촉면이 손상되는 것을 방지하기 위해 리테이닝 휠의 트레드는 테이퍼면으로 설계된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 도 8은 리테이닝 기구를 나타내는 도면이다.

상기 리어 지지 장치(59)와 프론트 지지 장치(512)의 구조는 동일하다. 도 9를 참조하면, 도 9는 지지 장치를 나타내는 도면이다. 지지 장치는 2세트의 라이딩 휠로 구성되되, 한쌍의 라이딩 휠은 한세트의 라이딩 휠 구조를 구성한다. 지지 장치는 라이딩 휠(59-1), 지지축(59-2), 조정 가능한 베이스(59-3), 조정 기구(59-4) 및 스크레이퍼 기구(59-5)를 포함하되, 2개의 라이딩 휠(59-1)은 전후 나란히 설치되어 하나의 회전축(59-2)을 공유하여 자동으로 중심을 조절함으로써 각 라이딩 휠의 트레드가 모두 받침링과 이상적으로 접촉 가능하도록 한다. 전후 2개의 라이딩 휠 그룹은 각각 조정 가능한 베이스(59-3)에 장착되고 조정 위치의 결정 및 기초 침식이 불균형하여 접촉 불량이 발생하는 것을 방지하도록 2개의 조정 가능한 베이스(59-3)는 하나의 베이스에 안착된다. 조정 기구(59-4)를 통해 라이딩 휠 그룹의 상대적 위치를 조절할 수 있고 나아가 회전 실린더의 배럴 위치를 결정할 수 있다. 스크레이퍼 기구(59-5)와 받침링은 서로 결합되어 받침링 표면의 먼지를 세척함으로써 받침링, 라이딩 휠이 잘 접촉되도록 한다.

상기 동력전달 기구(510)는 주로 구동 모터(510-1), 커플러(510-2), 감속기(510-3), 유니버셜 샤프트(510-4), 소형 기어 샤프트(510-5) 및 베이스(510-6)로 구성된다. 도 10을 참조하면, 소형 기어 샤프트(510-5)는 견인 기구를 통해 유연하게 배럴의 대형 기어 링에 걸린다. 유니버셜 샤프트(510-4)와 소형 기어 샤프트(510-5)를 통해 회전 실린더의 동력전달이 유연하게 이루어지므로 소형 기어 샤프트와 대형 기어 링이 잘 치합되도록 하는 동시에 배럴 진동으로 인한 기어 면의 손상을 방지한다.

상기 고정 엔드캡(513)은 재료 공급 슈트와 배럴 사이 틈새를 밀폐시켜 배럴 내의 슬래그 및 가스가 전단으로부터 넘치는 것을 방지한다. 도 11을 참조하면, 고정 엔드캡(513)은 중공형 프레임(513-1)이고, 고정 엔드캡(513)에는 점검 도어(513-5) 및 공정 냉각수 포트(513-2)가 설치되어 기기 점검 및 공정 수관, 노즐 고정에 용이하다. 재료 공급 슈트 도입구(513-3)는 엔드캡의 일측에 편심되고 고정 지지대(513-4)는 고정 엔드캡(513)을 회전 실린더 배럴의 앞 개구 위치에 걸리도록 한다. 엔드캡의 외주연과 배럴 개구의 내주연은 일정한 매칭 간극을 구비하여 간섭 및 마모를 방지한다.

상기 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템(7)은 통합식 컨베이어(71), 괴상 슬래그 강 카트(72), 제1 진동 스크린(73), 운송 트럭(74), 임시 저장소(75), 제2 진동 스크린(76), 철 제거기(77) 및 버킷 권양기(78)를 포함한다. 도 13을 참조하면, 통합식 컨베이어(71)는 슬레이트와 스크레이퍼가 결합되어 형성되되 슬레이트가 위에 위치되어 과립상 슬래그를 운반하고 스크레이퍼는 슬레이트의 하부에 위치되어 오수에 따라 슬레이트의 틈새로부터 떨어지는 미립자 슬래그를 운반하는 기능을 수행한다. 두 부재는 간결하고 깨끗하게 함께 고정 결합되어 케이스 내에 밀폐된다. 제1 진동 스크린(73)은 큰 입자 슬래그 강을 분리시켜 괴상 슬래그 강 카트(72)에 의해 운반시킬 수 있어 자원 효율을 향상시키고 큰 입자 슬래그 강의 후속 기기에 대한 충격 및 재밍(jam)을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 초기 선별된 슬래그를 균일하게 버킷 권양기(78)로 이송할 수 있다. 제2 진동 스크린(76) 및 철 제거기(77)는 슬래그의 선별 및 슬래그와 철을 분리시키는 작용을 하고 온라인 방식으로 강 슬래그를 자력 선광 및 선별하여 대응하는 임시 저장소(75)로 이송한다. 저장소 내의 완성 슬래그 또는 슬래그 강은 주기적으로 배출되어 운송 트럭(74)에 의해 직접 사용자에게 운반됨으로써, 슬래그가 바닥에 닿지 않아 친환경적인 자원화 처리를 실현한다.

상기 배기가스 배출 및 정화 시스템(6)은 연기통로(61), 워터 노즐(62), 집진기(63), 에어로졸 노즐(64), 연무 제거 장치(65), 송풍기(66) 및 연통(67) 등 여러 부분으로 구성된다. 도 12를 참조하면, 워터 노즐(62)은 연기통로(61) 내에 설치되고 에어로졸 노즐(64)은 집진기(63) 내에 설치되어 연기통로의 기능을 충분히 이용하여 집진기(63)의 체적 및 작업 부하를 감소시킬 수 있다. 연무 제거 장치(65)는 통상적인 철사망 형상을 가질 수 있고, 기체 압력 하강을 줄이고 송풍기(66) 부하를 감소시키며 세척에 용이하도록 사이클론 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 배기 가스 정화에 사용되는 순환수는 수처리 시스템의 순환수 펌프(85)에 의해 제공되고 오수는 수처리 시스템(8)에 반송되어 간단한 처리를 거친 후에 순환되어 이용된다. 상기 공정을 통해 정화된 배기가스의 먼지 함량은 30mg/m³에 달하고, 연통(67)을 거쳐 배출된다.

상기 냉각수 순환 시스템(8)은 침전조(81), 슬러지 세척기(82), 수조(83), PH값 조절 장치(84), 순환수 펌프(85) 및 물 보충 및 순환 덕트, 밸브 등으로 구성된다. 도 14를 참조하면, 침전조(81)는 다단 침전 기능을 구비하여 슬래그 무드를 침적시키고 스컴을 차단하는 기능을 수행한다. 오수는 침전조(81)의 정화를 거쳐 큰 입자의 슬래그 입자는 침전조 바닥에 침적되어 주기적으로 슬러지 세척기(82)를 통해 배출된다. 물은 수조(83)에 유입된 후 순환수 펌프(85)에 의해 펌핑되어 회전 실린더의 냉각 및 가스 집진에 사용된다. 순환수의 PH값이 10보다 큰 경우에는 PH값 조절 장치(84)에 의해 주기적으로 산업 폐산을 첨가하여 순환수의 PH값을 10 이하로 조절시킴으로써 순환수 시스템의 덕트 스케일을 방지한다.

상기 냉강 세척 기구(10)는 유압 제어식 강철 세척기 및 냉강을 수용하는 냉강 카트(10-4)를 포함하고, 냉강 세척기는 신축암(10-1), 베이스(10-2), 전자석(10-3) 및 대응하는 전기 제어 시스템으로 구성된다(도 15 참조). 신축암(10-1)은 베이스(10-2)에 설치되어 유압 제어 시스템의 작용하에 전후 신축, 상하 및 좌우 요동이 가능하고 단부의 전자석(10-3)으로 하여금 회전 실린더 내의 괴상의 냉강을 냉강 카트(10-4) 내로 운반시켜 원격 제어 작용 하에서 회전 실린더 내의 냉강을 기계식으로 세척할 수 있는 기능을 실현한다.

상기 전기 제어 시스템(9)은 전기 제어 캐비닛, PLC, 마이크로 컴퓨터 및 이동식 원격 제어기로 구성된다.

강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정으로서, 도 1, 도 2및 도 3을 참조하면, 도 2는 슬래그를 붓거나 제거하는 방식으로 유동성이 좋은 슬래그 및 점도가 높은 일부분의 고상 강 슬래그 처리 시의 공정 방안을 도시하고, 도 3은 래들 바닥 슬래그를 부을 때의 공정 방안을 도시한다.

강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정은 하기와 같은 단계를 구비한다.

제1 단계에서는, 슬래그 래들 틸팅 기구를 통해 슬래그가 수용되어 있는 슬래그 래들을 홀딩하여 적당한 슬래그 진입 위치로 이동시키고, 슬래그 래들을 틸팅시켜, 내부의 유동성이 좋은 슬래그를 제어 가능하도록 재료 공급 슈트를 통해 회동되는 회전 실린더 장치로 부어넣어 회전 실린더 처리를 실현한다.

제2 단계에서는, 슬래그 래들 내에 잔류하는 강 슬래그가 유동성이 없어 유출될 수 없는 경우 또는 슬래그 래들 내의 강 슬래그가 유동성이 없어 유출될 수 없는 경우, 슬래그 제거 장치를 사용하여 고점도 슬래그 또는 고상 슬래그를 제어 가능하게 회전 실린더 장치에 싣는다.

제3 단계에서는, 슬래그 래들을 큰 각도로 틸팅시켜 래들 바닥의 나머지 슬래그를 회전 실린더 장치에 부어넣고 한대의 회전 실린더 장치로 강 슬래그를 전량 처리한다.

래들 바닥 슬래그를 붓는 작업 시, 안전 운행 필요성을 감안하여 회전 실린더 내의 공정 냉각수의 분사를 임시 정지함으로써 래들 바닥 슬래그 전체를 회전 실린더에 부은 후 슬래그가 수분을 포집하는 위험 요소를 방지한다. 래들 바닥 슬래그를 부은 후 공정 냉각수는 2분간 지연되어 분사하여 냉각을 수행한다.

구체적으로, 상기 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정은 다음과 같다.

처리해야 할 슬래그가 존재하는 경우, 철 제거기(77)-진동 스크린(76)-버킷 권양기(78)-진동 스크린(73)-통합식 컨베이어(71)-회전 실린더 장치(5)-순환 펌프(85)-워터 노즐(62)-에어로졸 노즐(64) (송풍기(66)는 일상 작업 중 셧다운 되지 않음) －슬래그 래들 틸팅 기구(1)-슬래그 제거 장치(4)(슬래그 래들(2)의 슬래그(3)를 붓거나 재료 공급 슈트(51)에 싣는다)-공정수 노즐(52)을 순차적으로 작동시킨다. 용융 슬래그(3)는 슬래그 래들 틸팅 기구(1) 및 슬래그 제거 장치(4)의 결합 작용 하에 제어 가능하게 회전 실린더 장치(5) 내로 주입되거나 실린다. 도 2를 참조하면, 용융 슬래그가 재료 공급 슈트(51)를 거쳐 회전 실린더 배럴(55)에 인입된 후, 우선 구름운동하는 강재 볼(511)의 표면(슬래그 낙하 영역)에 낙하되어 구름운동하는 강재 볼 틈새로 침투하거나 구름운동하는 강재 볼에 의해 부셔지고 감싸지며 강재 볼에 의해 급냉 및 경화되고 강재 볼의 구름운동에 따라 슬래그 낙하 영역을 떠나 슬래그 낙하 영역 하류의 수냉 영역에 인입되며, 강재 볼 및 강재 볼에 의해 초기 냉각되고 경화된 강 슬래그는 수냉 영역에서 공정수 노즐(52)을 통해 분사되는 냉각수에 의해 2차 냉각되고 침지된다. 경화된 강 슬래그는 취성을 가져 강재 볼에 의해 쉽게 부서진다. 파쇄된 과립 슬래그가 그레이트(53)의 간극보다 작은 경우 그레이트 간극으로부터 회전 실린더의 외부 배럴 내에 낙하되어 슬래그 플레이트(54)에 의해 재료 배출 슈트(56)에 수집되어 통합식 컨베이어(71)로 인입되고, 입경이 큰 슬래그 강은 진동 스크린(73)에 의해 분류되어 괴상 슬래그 강 카트(72)에 보내져 직접 생산 이용으로 복귀된다. 초기 분류를 거친 강 슬래그는 버킷 권양기(78)에 의해 진동 스크린(76)으로 보내져 분류된 후 입경이 설정된 저장소(75)에 인입된다. 동시에 철 제거기(77)는 과립형 철과 자력 슬래그를 자력 선별하여 자성 슬래그 저장소(75)에 보낸다. 저장소 내의 슬래그가 일정량을 만족하면, 정량을 하부의 트럭(74)에 실어 사용자에게 운반한다. 용융 슬래그(3)가 회전 실린더 장치(5) 내에서 처리되는 과정 중 발생하는 가스는 가스 후드(57)에 의해 수집된 후 연기통로(61)에 유입되고 먼지 함유 가스는 다시 워터 노즐(62)에 의해 초기 정화된 후 정화기(63)에 인입되어 에어로졸 노즐(64)에 의해 반복적으로 세척된 후 다시 연무 제거 장치(65)에 의해 포집되어 정화된다. 배출 기준에 도달한 가스는 송풍기(66)에 의해 연통(67)에 압입되어 기준에 도달되면 배출된다. 회전 실린더 장치가 처리 과정에서 발생한 냉각 폐수 및 집진 회수는 개수로를 거쳐 침전조(81)로 유입되고, 오수는 단계별 침전을 거쳐 PH값 조정 후 순환 펌프(85)에 의해 펌핑되어 다시 시스템의 냉각 및 세척에 참여된다.

슬래그 래들(2) 내의 용융 슬래그(3)가 완전히 처리되거나 고상 슬래그가 회전 실린더 장치(5)에 의해 진입되면, 실제 필요에 따라 래들 바닥 슬래그를 회전 실린더 장치에 부을지 여부를 결정한다. 래들 바닥의 괴상 슬래그를 처리해야 할 경우 아래와 같은 작업을 수행해야 한다. 회전 실린더 장치(5) 내의 공정수 노즐(52)이 물 분사를 정지하고 슬래그 제거 장치(4)의 슬래그 제거 로드(42)는 수축하여 부을 공간을 해제시킨다(도 3 참조). 슬래그 래들(2)의 경사각이 점차 150°이상으로 증가하도록 틸팅 기구(1)를 작동시킨다. 이때 슬래그 래들(2) 내의 래들 바닥 슬래그는 일부분씩 또는 전체가 슬래그 래들로부터 떨어져 재료 공급 슈트(51)의 재료 받침판(51-1)을 향해 떨어진다. 래들 바닥 슬래그(3)는 라이너(51-1)를 통해 회전 실린더 장치(5) 내의 강재 볼 표면으로 반발된다. 괴상의 래들 바닥 슬래그(3)는 라이너(51-1)의 반발 및 충격에 의해 일정한 정도로 파쇄된 후 회전 실린더 내의 구름운동하는 강재 볼(511)의 충격에 의해 다시 점차적으로 파쇄되는데 일반적으로 2분이면 강재 볼 틈새로 전부 침투한다. 이때 공정수 노즐(52)을 다시 작동시켜 강재 볼 및 강 슬래그에 대해 물을 분사하여 냉각하고 회전 실린더는 정상 작동 상태로 진입한다. 괴상의 래들 바닥 슬래그는 래들을 부을 때 재료 공급 슈트(51)에 큰 충격력을 가하게 되므로 설계면에서 재료 공급 슈트(51)는 별도로 지지 및 위치 결정 기능을 구비한다. 위치 결정 축(51-2)은 재료 공급 슈트(51)가 전후 및 좌우로 슬라이딩되지 않도록 지지대의 설정 위치에 고정시키고, 지지판(51-3)은 슈트가 받은 충격력을 지지대를 통해 지반에 전달한다. 이와 같이 설계함으로써 괴상의 래들 바닥 슬래그를 부을 때 발생하는 거대한 충격력을 완전히 지반으로 이전시켜 고정 엔드캡과 배럴이 충격을 받지 않도록 보호한다.

재료 공급 슈트(51)에 부어진 래들 바닥 슬래그(3)는 붓는 과정에서 이미 대부분 직접 회전 실린더 내의 강재 볼(511) 표면에 인입되고 슈트 내에 잔류하는 일부 래들 바닥 슬래그는 중력의 작용 하에(슈트 각도(θ)에 의해 래들 바닥 슬래그의 하락 요구가 확보됨) 배럴 내 슬래그가 처리됨에 따라 아래로 미끄러져 회전 실린더 내에 순차적으로 유입되어 요구에 부합되는 완성 과립 슬래그로 냉각 및 파쇄된다.

래들을 부은 후 10-15분이 경과되면 회전 실린더 내의 래들 바닥 슬래그는 완전히 처리되고 후속 기기를 통해 임시 저장소(75) 내에 인입됨으로써 래들 제강 슬래그는 회전 실린더에 의해 전부 처리된다. 슬래그 래들이 다시 회전하거나 전기로에서 슬래그를 받는 경우, 회전 실린더는 저속으로 계속하여 5-10분간 작동하여 회전 실린더 장치에 대해 필요한 냉각을 수행하는 동시에 다음 래들 슬래그가 도착하기를 기다린다. 새로운 슬래그를 처리해야 할 경우, 상기 작동을 반복하여 수행하면 되고, 정지해야 할 경우, 순차적으로 회전 실린더 장치(5)-통합식 컨베이어(71)-진동 스크린(73)-버킷 권양기(78)－ 철 제거기(77) －진동 스크린(76) －순환 펌프(85)-송풍기(65)를 정지시킴으로써 전체 장치의 작업을 정지시킨다.

회전 실린더 내의 냉강을 세척할 경우, 전체 기기를 정지시키고 재료 공급 슈트(51)를 꺼내야 하며 원격 제어기를 사용하여 냉강 세척 기구(10)를 조종하고 신축암(10-1)을 통해 전자석(10-3)을 회전 실린더 내로 삽입하여 괴상의 냉강을 하나씩 냉강 카트(10-4) 내로 옮긴 후 생산 이용에 복귀한다.

실시예 1

모 제철소의 150 톤 전기로에서 전기로 당 약 20톤의 유동성이 좋은 용융 슬래그를 배출하고 18m³ 슬래그 래들을 사용하여 전기로 뒤에서 슬래그를 받는다. 그 후 슬래그 래들카를 사용하여 3km 운행 후 슬래그 처리실로 운반되어 회전 실린더법으로 슬래그가 처리된다. 슬래그 래들(2)이 슬래그 처리실로 운반되면 천정 크레인으로 슬래그 래들(2)을 틸팅 기구(1)에 들어올린다. 틸팅 기구는 슬래그 래들(2)을 떠받친 후 홀딩 기구는 슬래그 래들(2)을 틸팅 테이블에 견고하게 고정하고 적합한 위치에 전후 이동시킴으로써 틸팅 슬래그 래들이 슬래그를 인입할 작업 준비를 완료한다.

과립 슬래그 운반 및 저장 시스템(7)(즉, 철 제거기(77)-진동 스크린(76)-버킷 권양기(78)-진동 스크린(73)-통합식 컨베이어(71))-회전 실린더 장치(5)(모터(510-1)는 커플러(510-2), 감속기(510-3) 및 플렉시블 동력 전달 기구의 유니버셜 샤프트(510-4), 소형 기어 샤프트(510-5)를 통해 회전 실린더 장치를 작동시킴)-순환 펌프(85)-워터 노즐(62) 및 에어로졸 노즐(64)(송풍기(95)는 일상작업 중 셧다운 되지 않음)을 순차적으로 작동시켜 슬래그 인입 작업 준비를 완료한다. 슬래그 래들 틸팅 기구(1)를 통해 슬래그 래들(2)을 천천히 기울여 슬래그 래들 내의 유동성 용융 슬래그(3)를 제어 가능하게 회전 실린더 장치(5)의 재료 공급 슈트(51) 내에 붓는다. 전기로 용융 슬래그의 유동성이 좋으므로 용융 슬래그(3)는 라이너(51-1)에 직접 부은 후 회전 실린더 내에 유입된다. 용융 슬래그가 라이너(51-1)를 일정하게 침식시킬 수 있으므로 슬래그 흐름은 장기간 동일한 위치에 고정되어서는 안되나 슬래그 래들 틸팅 기구(1)에 의해 상기 목적을 용이하게 실현할 수 있다. 슬래그 래들 틸팅 기구의 수평 위치가 변하지 않는 전제 하에 틸팅 각도가 증가함에 따라 슬래그 래들의 슬래그 배출구는 상대적으로 후방으로 일정 거리 이동하고 슬래그 하락 위치는 하나의 선으로부터 하나의 면으로 변함으로써 라이너가 부분적으로 손상되는 것을 방지하고 라이너의 수명을 연장시킨다. 라이너(51-1)가 침식에 의해 어느 정도 손상된 경우 꺼내어 새로운 라이너로 교체하면 되는 것이다.

용융 슬래그는 슈트(51)를 통해 회전 실린더 배럴(55)에 인입된 후 구름운동하는 강재 볼(511) 틈새로 침투하거나 구름운동하는 강재 볼에 의해 침식되고 부서짐으로써, 용융 슬래그의 열량은 강재 볼에 의해 빠르게 흡수되고 슬래그는 냉각 및 파쇄된다. 입경이 회전 실린더의 그레이트 간극보다 작으면 그레이트 간극으로부터 회전 실린더의 외부 배럴 내로 낙하되어 회전 실린더의 외부 배럴 내의 슬래그 플레이트에 의해 재료 배출 슈트(56)로 수집되고 회전 실린더로부터 나와 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템(7)로 인입된다. 슬래그가 인입되어 1-2분 경과 후, 강재 볼 및 배럴 온도는 어느 정도 상승된다. 공정 냉각수는 노즐(52)을 통해 회전 실린더 내로 지연 분사되어(슬래그 하락 위치를 피함) 슬래그 하락 위치 상하 부위의 강재 볼 및 강 슬래그를 냉각시키고, 슬래그 및 강재 볼에 의해 흡수된 열량은 냉각수에 의해 제거되어 부분적으로 증기 및 오수의 형태로 회전 실린더로부터 배출된다.

재료 배출 슈트(56)로부터 도출된 과립 슬래그는 통합식 컨베이어(71)에 의해 진동 스크린(73)으로 보내진다. 진동 스크린(73) 은 2가지 기능을 구비하는 바, 그 중 하나는 괴상의 슬래그 강(그레이트 틈새로부터 누출)을 선별하여 카트 또는 슬래그 강 버킷(72)에 의해 생산 공정에 재활용하도록 복귀시킴으로써 괴상 및 무정형 슬래그의 후속 기기에 대한 충격 및 재밍을 방지한다. 두번째 기능은 선별된 과립 슬래그를 균일하게 버킷 권양기(78)에 이송한다. 과립 슬래그는 일정한 높이까지 상승된 후 진동 스크린(76)에 인입되어 다시 선별을 거쳐 임시 저장소(75)로 이송된다. 진동 스크린(76)에는 철 제거기(77)가 설치되어 자성 슬래그 철과 비자성 슬래그를 분리시킴으로써 철 자원의 회수를 실현하고 강 슬래그의 이용 조건을 마련할 수 있다. 저장소(75) 내에 일정량의 강 슬래그가 저장되면 트럭(74)으로 사용자에게 주기적으로 운반되어 사용하도록 하여 슬래그가 바닥에 떨어지지 않게 용융 슬래그의 청결화 처리를 실현한다.

처리 과정에서 발생된 배기가스는 배기가스 배출 및 정화 시스템(6)을 통해 기준에 도달된 후 배출된다.

용융 슬래그의 유동성이 좋아 90％ 이상의 슬래그를 모두 회전 실린더 내에 제어 가능하게 부을 수 있으므로, 본 실시예에서는 슬래그 제거 장치를 배치하지 않는다. 슬래그 래들 내에 10％ 이하의 나머지 강 슬래그는 주로 슬래그 래들벽 및 하부에 부착된 시트 래들 슬래그이다. 이 부분 슬래그는 래들을 붓는(즉, 천정 크레인을 통해 슬래그 래들을 150-180° 기울임) 방식으로 다른 슬래그 래들 내에 부어 시트 래들 슬래그로서 사용하거나 부은 후의 고상 루즈(loose) 슬래그를 다시 회전 실린더 내에 부어 회전 실린더 처리를 할 수 있다.

실시예 2

모 제철소의 300톤 회전로 제강 공정에 있어서, 출강(tapping) 후 슬래팅시켜 회전로를 보호하는 조치를 취함으로써 라이너 수명을 연장시키나, 슬래그 배출 온도가 낮고 유동성이 낮거나 심지어 유동성을 구비하지 않는다. 로 당 약 30톤의 슬래그를 배출하고 33m³ 슬래그 래들을 사용하여 용융 슬래그를 받아 저장하며 레일카로 운반한다. 회전 실린더 공정을 이용하여 이러한 강 슬래그를 처리하기 위해 공정에서 원격 제어로 작동되는 슬래그 제거 장치(4)를 설치한다.

슬래그 래들(2)이 슬래그 처리실에 운반된 후 천정 크레인으로 슬래그 래들(2)을 틸팅 기구(1)까지 들어올린다. 틸팅 기구는 슬래그 래들(2)을 받친 후, 홀딩 기구가 슬래그 래들(2)을 틸팅 테이블에 견고하게 고정하고 적합한 위치에 전후 이동시킴으로써, 슬래그 래들을 틸팅시켜 슬래그를 부을 작업 준비를 완료한다.

과립 슬래그 운반 및 저장 시스템(7)(즉, 철 제거기(77)-진동 스크린(76)-버킷 권양기(78)-진동 스크린(73)-통합식 컨베이어(71))-회전 실린더 장치(5)(모터(510-1)는 커플러(510-2), 감속기(510-3) 및 플렉시블 동력 전달 기구의 유니버셜 샤프트(510-4), 소형 기어 샤프트(510-5)를 통해 회전 실린더 장치를 작동시킴)-순환 펌프(85)-노즐(62, 64)(송풍기(95)는 일상 작업 중 셧다운 되지 않음)을 순차적으로 작동시켜 슬래그 인입 작업 준비를 완료한다.

슬래그 래들 틸팅 기구(1)를 통해 슬래그 래들(2)을 천천히 기울이고, 슬래그 제거 장치(4)를 사용하여 슬래그 래들(2) 내의 강 슬래그를 나누어서 회전 실린더 장치(5)의 재료 공급 슈트(51) 내에 싣는다. 슬래그 래들 틸팅 기구(1)와 슬래그 제거 장치(4)의 협력 작업 하에 슬래그 래들(2) 내의 80％ 이상의 강 슬래그가 슬래그 제거 장치(4)에 의해 회전 실린더 장치(5) 내에 제어 가능하게 디그 업되어 친환경적으로 처리되고 나머지 20％의 래들 바닥 슬래그는 래들을 붓는 작업이 필요하다.

래들 바닥의 괴상 슬래그를 처리해야 할 경우 하기와 같은 작업을 수행해야 한다. 회전 실린더 내의 공정수 노즐(52)이 물 분사를 정지하고 슬래그 제거 장치(4)의 슬래그 제거 로드(42)는 수축하여 부을 공간을 해제시킨다(도 3 참조). 슬래그 래들의 경사각이 점차 150°이상으로 증가하도록 틸팅 기구(1)를 작동시킨다. 이때 슬래그 래들 내의 래들 바닥 슬래그는 일부분씩 또는 전체가 슬래그 래들로부터 떨어져 재료 공급 슈트(51)의 재료 받침판(51-1)을 향해 떨어진다. 래들 바닥 슬래그(3)는 라이너(51-1)를 통해 회전 실린더 장치 내의 강재 볼 표면으로 반발된다. 괴상의 래들 바닥 슬래그(3)는 라이너(51-1)의 반발 및 충격에 의해 일정한 정도로 파쇄된 후 회전 실린더 내의 구름운동하는 강재 볼(511)의 충격 하에 다시 점차적으로 파쇄되는데 일반적으로 2분이면 강재 볼 틈새로 전부 침투한다. 이때 공정수 노즐(52)을 다시 작동시켜 강재 볼 및 강 슬래그에 대해 물을 분사하여 냉각하고 회전 실린더는 정상 작동 상태로 진입한다.

재료 공급 슈트(51)에 부어진 래들 바닥 슬래그(3)는 붓는 과정에서 이미 대부분 직접 회전 실린더 내의 강재 볼(511) 표면에 유입되고 슈트 내에 잔류하는 일부 래들 바닥 슬래그는 중력의 작용 하에 배럴 내 슬래그가 처리됨에 따라 아래로 미끄러져 회전 실린더 내에 순차적으로 유입하여 요구에 부합되는 완성 과립 슬래그로 냉각 및 파쇄된다.

래들을 부은 후 10-15분이 경과되면 회전 실린더 내의 래들 바닥 슬래그는 완전히 처리되고 후속 기기를 통해 임시 저장소(75) 내에 인입됨으로써 래들 제강 슬래그는 회전 실린더 타입을 통해 전부 처리된다. 슬래그 래들(2)이 다시 회전하거나 전기로에서 슬래그를 받는 경우, 회전 실린더는 저속으로 계속하여 5-10분간 작동하여 회전 실린더 장치에 대해 필요한 냉각을 수행하는 동시에 다음 래들 슬래그가 도착하기를 기다린다. 새로운 슬래그를 처리해야 할 경우, 상기 작동을 반복하여 수행하면 되고, 정지해야 할 경우, 순차적으로 회전 실린더 장치(5)-통합식 컨베이어(71)-진동 스크린(73)-버킷 권양기(78)－ 철 제거기(77) －진동 스크린(76) －순환 펌프(85)-송풍기(65)를 정지시킴으로써 전체 장치의 작업을 정지시킨다.

회전 실린더 내의 냉강을 세척할 경우, 전체 장치를 정지시키고 재료 공급 슈트(51)를 꺼내야 하며 원격 제어기를 사용하여 냉강 세척 기구(10)를 조종하고 신축암(10-1)을 통해 전자석(10-3)을 회전 실린더 내로 삽입하여 괴상의 냉강을 하나씩 냉강 카트(10-4) 내로 옮긴다. 강재 볼 표면의 냉강 세척이 완료된 후 회전 실린더를 저속으로 3-5바퀴 회전시켜 강재 볼 내부에 매립된 괴상의 냉강을 노출시키고 계속해서 냉강 세척 기구(10)를 작동시켜 이러한 괴상의 냉강을 세척한다. 여러번 반복함으로써 회전 실린더 내의 괴상의 냉강을 거의 전부 세척할 수 있다. 회전 실린더 장치는 냉강 세척 기구(10)를 적용하여 작업함으로써 2시간 내에 15톤의 괴상의 냉강을 세척하여 고품질의 냉강을 직접 회전로에 복귀시켜 이용되도록 한다.

본 발명에 따른 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정 및 처리 장치는 회전 실린더 타입 제강 슬래그 처리의 보조 재료 공급 시스템, 회전 실린더 본체 공정 구조, 완성 슬래그 운반 및 저장 시스템, 배기 가스 정화 배출 시스템, 물 순환 시스템 및 괴상의 냉강 기계 세척 시스템을 포함하여 하나의 완전한 회전 실린더 타입 제강 슬래그 (고상 래들 바닥 슬래그 포함) 처리 공정을 구성한다. 여러 시스템의 협력 작업을 통해 제강 슬래그 전체가 안전하고 제어 가능하게 슬래그를 인입하고 회전 실린더의 과립화를 실현하며 슬래그를 바닥에 떨어지지 않게 운반 및 저장시키고 기준에 도달한 가스를 배출시키며 오수를 순환 이용하고 괴상의 냉강의 기계 세척을 실현한다. 뜨거운 용융 슬래그를 회전 실린더에 뒤짚거나 싣거나 붓는 공정부터 시작하여 슬래그 및 강 분리 내지 상온의 과립 슬래그를 저장소에 인입시켜 임시 저장에 이르기까지 전반 처리 주기는 5분을 초과하지 않고 슬래그 강과 완성 슬래그는 온라인 분리 및 분류를 거쳐 직접 사용자에게 이송되어 자원화 이용될 수 있으며, 가스가 기준에 도달한 다음 배출되고, 냉각수는 순환 이용되되 배출되지 않음으로써, 실제로 제강 슬래그의 전량화, 단시간 공정, 안전, 환경 보호 및 자원화 처리를 실현한다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과한 것으로 본 발명의 보호 범위를 한정하려는 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 사상 및 원칙 내에서 이루어진 수정, 균등한 대체, 개선 등은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다.

1 슬래그 래들 틸팅 기구，2 슬래그 래들，3 강 슬래그（용융 슬래그/고상 래들 바닥 슬래그），4 슬래그 제거 장치，5 회전 실린더 장치，6 배기가스 배출 및 정화 시스템，7 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템，8 물순환시스템，9 전기 제어 시스템，10 냉강 세척 기구；
41 교체 가능한 슬래그 제거 헤드，42 신축로드，43 단열 장치, 44 받침대，45 제2 유압기구；
51 재료 공급 슈트，52 공정수 노즐，53 그레이트，54 슬래그 플레이트，55 회전 실린더 배럴，56 슬래그 배출 슈트，57 가스 후드，58 리테이닝 기구，59 리어 지지 장치，510 동력전달 기구，511 강재 볼，512 프론트 지지 장치，513 고정 엔드캡；
51-1 내열 라이너，51-2 위치 결정 축，51-3 지지판，51-4 보강판，51-5 핀축，51-6 강판，51-7 메인보드； 58-1 테이퍼면 리테이닝 휠，58-2 지지대；59-1 라이딩 휠，59-2 지지축，59-3 조정 가능한 베이스，59-4 조정 기구，59-5 스크레이퍼 기구；510-1 구동 모터，510-2 커플로，510-3 감속기，510-4 유니버셜 축，510-5 소형 기어 샤프트，510-6 베이스；513-1 중공형 프레임，513-2 공정수 포트，513-3 재료 공급 슈트 도입구，513-4 고정 지지대，513-5 점검 도어；
61 연기통로，62 워터 노즐，63 분사식 집진타워，64 에어로졸 노즐，65 연무 제거 장치，66 송풍기，67 연통；
71 통합식 컨베이어，72 괴상 슬래그 강 카트，73 제1 진동 스크린，74 운송 트럭，75 임시 저장소，76 제2 진동 스크린，77 철 제거기，78 버킷 권양기；
81 침전조，82 슬러지 세척기，83 수조，84 PH값 조절장치，85 순환수 펌프；
10-1 신축암，10-2 베이스，10-3 전자석，10-4 냉강 카트

Claims

슬래그 래들 틸팅 기구를 통해 용융 슬래그가 수용되어 있는 슬래그 래들을 홀딩하여 슬래그 진입 위치로 이동시키고, 슬래그 래들을 틸팅시켜 내부의 유동성이 좋은 용융 슬래그를 재료 공급 슈트를 통해 회동하는 회전 실린더 장치 내에 부어넣어 회전 실린더화 처리를 실행하는 제1 단계, 여기서, 상기 재료 공급 슈트는 강재 구조 프레임이 사용되고, 메인보드에 의해 상부가 크고 하부가 작은 슈트 프레임을 구성하며, 용융 슬래그를 직접 받는 슈트 벽면과 수평면 사이 협각(θ)은 35° 이상이고, 슬래그 받침면의 내벽에 내열판이 부착되고, 슬래그 받침면의 뒷면에 보강판 및 지지판이 설치되고, 지지판의 일단면과 슈트 프레임은 서로 접촉되고, 타단면은 지면에 설치된 지지대와 서로 접촉됨;
슬래그 래들 내에 잔류하는 강 슬래그가 유동성이 없어 유출될 수 없는 경우, 또는 슬래그 래들 내의 강 슬래그가 유동성이 없어 유출될 수 없는 경우, 슬래그 제거 장치를 사용하여 고점도 슬래그 또는 고상 슬래그를 회전 실린더 장치에 싣는 제2 단계;
슬래그 래들을 큰 각도로 틸팅시켜 래들 바닥의 나머지 슬래그를 회전 실린더 장치에 부어 넣고 한대의 회전 실린더 장치로 슬래그 전량 처리를 실행하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정.
제 1 항에 있어서,
래들 바닥 슬래그를 붓는 작업 시, 회전 실린더 장치 내의 공정 냉각수의 분사를 임시 정지하고, 래들 바닥 슬래그를 붓는 작업이 끝나면 공정 냉각수를 다시 지연 분사하여 냉각하는 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정.
제 2 항에 있어서,
상기 공정 냉각수의 지연 시간은 2분인 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정.
제 1 항에 있어서,
상기 슈트 프레임의 바닥부에 위치 결정 축(51-2)이 설치되고, 위치 결정 축(51-2)은 재료 공급 슈트에 대해 위치 결정 작용을 하며, 슈트 프레임의 상부에 핀축(51-5)이 설치되고, 핀축(51-5)은 재료 공급 슈트를 들어올리며, 슈트 프레임의 상부에 강판(51-6)이 설치되고, 강판(51-6)은 오목한 홈 형상을 이루며, 메인보드를 보강하여 위치 결정을 보조하는 작용을 하는 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정.
제 1 항에 있어서,
상기 내열판은 상부가 크고 하부가 작은 사다리꼴 형상을 이루며, 슬래그 받침면의 내벽에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정.
제 1 항에 있어서,
상기 재료 공급 슈트의 재료 공급구의 최소 크기(L)가 1500mm 이상인 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 공정.
재료 공급 시스템, 회전 실린더 장치(5), 상기 회전 실린더 장치(5)에 연결되는 과립 슬래그 운반 및 저장 시스템(7), 상기 회전 실린더 장치(5)에 연결되는 배기가스 배출 및 정화 시스템(6), 상기 회전 실린더 장치(5)에 연결되는 냉각수 순환 시스템(8), 상기 회전 실린더 장치(5) 내의 냉강을 세척하기 위한 냉강 세척 기구(10) 및 전기 제어 시스템(9)을 포함하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치로서,
상기 재료 공급 시스템은 슬래그 래들 틸팅 기구(1), 슬래그 래들(2), 용융 슬래그(3) 및 슬래그 제거 장치(4)를 포함하며,
상기 슬래그 래들 틸팅 기구(1)는 회전 실린더 장치(5)의 재료 공급 슈트(51)의 측상부에 설치되고, 슬래그 래들 틸팅 기구(1)는 유압 기구 및 2개의 래들 홀딩 암을 포함하며, 유압 기구의 구동에 의해 슬래그 래들 틸팅 기구(1)는 수평레일에 따라 이동할 수 있으며, 2개의 래들 홀딩 암은 유압 기구의 구동에 의해 슬래그 래들(2)을 들어올리고 슬래그 래들(2)의 회전을 제어하며, 회전 각도는 0도 내지 180도이고, 여기서, 상기 재료 공급 슈트(51)는 강재 구조 프레임이 사용되고, 메인보드(51-7)에 의해 상부가 크고 하부가 작은 슈트 프레임을 구성하며, 용융 슬래그(3)를 직접 받는 슈트 벽면과 수평면 사이 협각(θ)은 35° 이상이고, 슬래그 받침면의 내벽에 내열판(51-1)이 부착되고, 슬래그 받침면의 뒷면에 보강판(51-4) 및 지지판(51-3)이 설치되고, 지지판(51-3)의 일단면과 슈트 프레임은 서로 접촉되고, 타단면은 지면에 설치된 지지대와 서로 접촉되며;
상기 슬래그 제거 장치(4)는 슬래그 제거 헤드(41), 신축로드(42), 받침대(44) 및 제2 유압 기구(45)를 포함하고, 슬래그 제거 헤드(41)는 신축로드(42)의 전단에 장착되고, 신축로드(42)는 받침대(44)에 설치되고, 신축로드(42)는 제2 유압 기구(45)의 제어에 의해 전후 신축, 상하 및 좌우로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 받침대(44)의 전단에 단열장치(43)가 장착되고, 슬래그 래들(2) 내의 뜨거운 용융 슬래그(3)의 복사열을 반사하여 차단하는 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 슈트 프레임의 바닥부에 위치 결정 축(51-2)이 설치되고, 위치 결정 축(51-2)은 재료 공급 슈트(51)에 대해 위치 결정 작용을 하며, 슈트 프레임의 상부에 핀축(51-5)이 설치되고, 핀축(51-5)은 재료 공급 슈트를 들어올리며, 슈트 프레임의 상부에 강판(51-6)이 설치되고, 강판(51-6)은 오목한 홈 형상을 이루며, 메인보드(51-7)를 보강하여 위치 결정을 보조하는 작용을 하는 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 내열판(51-1)은 상부가 크고 하부가 작은 사다리꼴 형상을 이루며, 슬래그 받침면의 내벽에 직접 설치되는 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 재료 공급 슈트(51)의 재료 공급구의 최소 크기(L)가 1500mm 이상인 것을 특징으로 하는 강 슬래그 전량 처리에 적합한 회전 실린더 타입 처리 장치.