KR20000053194A - 괴철 재료 방출 또는 혼합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반응 물질을 방출하기 위한 적어도 하나의 측면에 및/또는 하향으로 구멍난 중공체를 포함하며, 중공체에 스크류가 반경방향으로 배열되어 있는 샤프트로에서 나온 괴철 재료를 방출 및 혼합하기 위한 장치에 관한 것으로, 스크류는 한 레벨에서 다른 길이의 샤프트를 가지며/ 또는 한 스크류가 관통 스크류로 설계되어 있다.

3개의 다른 길이의 캔틸레버된 샤프트(2)의 가능한 조합중 하나는 샤프트로(1)에 8각형을 형성하도록 반경방향으로 샤프트를 배열하는 것이며, 대향 캔틸레버된 샤프트(2)는 동일한 길이를 가진다. 샤프트로의 중심에서" 대드 맨" , 즉, 비활동 공간은 매우 감소된다.

Description

괴철 재료 방출 또는 혼합 장치{DEVICE FOR DISCHARGING OR MIXING LUMP MATERIALS}

본 발명은 괴철 재료, 특히 샤프트로에서의 부분 및/ 또는 완전히 환원된 철광석을 방출 및 혼합하기 위한 장치에 관한 것이다. 여기서 샤프트로는 적합하게 반응 물질을 방출하기 위한 적어도 하나의 측면에 및/또는 하향으로 구멍난 중공체를 포함하며, 중공체에 스크류가 반경방향으로 배열되어 있는 직접 환원 샤프트로이다.

EP-B 166 679는 샤프트로내의 고체 입자를 이동 및 방출하기 위한 동일한 길이 및 원통형 단면의 스크류를 기술하고 있으며, 스크류는 반경방향으로 배열되어 있으며 캔틸레버되어 있다. 대드 코너(dead corners)는 스크류사이의 웨지형상 배플을 설치함으로써 최소화된다. 이 장치는 또한 "대드 맨(dead man)"으로 언급되는 대드 코너의 구역이 배플에 의해 줄어들지만, 동시에 활성 볼륨(active volume)이 유지되는 단점을 가진다.

EP-B 85 290는 짧은 원추형 스크류의 장치를 기술하며, 스크류는 중심에 뿐만 아니라 원둘레에 따라서 위치된 경사진 배플내에 장착되며, 동시에 가로 놓인 각도 역할을 한다. 특허 EP-B 166 679에서 인용한 바와 같이, 이 장치는 반경방향 이고 대각선으로 마주보고 동일한 각으로 오프셋되어 있다.

CH-A 376 134는 철광석을 광석으로 환원하기 위한 공정을 기술하며, 여기서 벌크 재료는 겹쳐놓인 직경방향의 스크류에 의해 운반된다. 스크류는 일정한 피치와 높이를 가지며 양 측면상에 지지되어 있는 원통형 샤프트상에 안치되어 있다.

GB-A 15 02 090는 철광석을 방출하도록 작용하는, 경사진 스크류 형상을 가진, 평행하게 배열된 스크류 콘베이어를 기술한다. 샤프트는 V벨트에 의해 서로 연결되어 있고 동시에 구동된다.

반응 가스에 의한 광석의 환원에서, 광석과 접촉한 상태에서 화학량론보다 희박한 특정 가스량만 가져오는 것이 경제적으로 필요하다. 그러나, 이것은 균질의 가스 분포뿐만 아니라 샤프트로내의 솔리드 베드의 균일한 침강 이동을 요한다.

예를 들어, COREX공정내에서 사용된 바와 같은, 샤프트로에서, 솔리드는 하부 샤프트 단부에 있는 반경방향으로 배열된 스크류에 의해 이동되고 방출된다. 벌크 재료가 가능하게 균일하게 침강하는 것을 보장하기 위해서, 샤프트 바닥에 위치된 죤은 최대의 활성 방출 구역을 포함해야 하며, 더욱이 연속 이동과 반응 영역의 완전한 혼합은 보장되어야 한다. 가로 놓인 매우 가파른 내부각을 특징으로 하는 비 이동 죤은 비활성 구역위에 형성된다. "대드 맨"으로서 언급되는 이들 영역은 필수적으로 반응 공간의 체적 퍼센트가 부분적으로 비활성인 단점을 가진다. 결국, 케이킹(cakings)과 괴상화는 광석뿐만 아니라 이미 환원된 광석의 긴 거주 시간에 의해서 이들 영역내에서 형성될 수 있으며, 이것은 재료 흐름을 나쁘게 하고 따라서 재료 반응을 감소하고 그러므로 또한 생산성을 감소한다.

이러한 종래 장치에서, 스크류는 캔틸레버되어 있고 동일한 길이를 가지며, 샤프트의 중앙 영역내에서 거의 이동하지 않는다. 먼지가 잠재된 가스가 원둘레에 따라서 설치된 노즐을 통해서 공급되면 가스 흐름이 샤프트 중심에 집중한다는 사실에 의해서, 가스는 균질하게 분포되지 않는다.

본 발명은 실시예에 의해서 상세히 설명되어 있다.

도 1은 샤프트로내의 다른 길이의 8개의 스크류를 도시하며,

도 2는 샤프트로내의 다른 길이의 6개의 스크류를 도시하며,

도 3은 다른 길이의 2개의 스크류를 도시하며,

도 4는 샤프트로내의 두 관통 샤프트의 장치를 도시하며,

도 5는 샤프트로내의 두 관통 샤프트의 장치의 평면도이고,

도 6은 6개의 캔틸레버된 스크류와 하나의 관통 스크류의 조합을 도시하며,

도 7은 4개의 캔틸레버된 스크류를 도시하며,

도 8은 관통 스크류의 자체 중심맞춤 및 걸림 버젼을 도시하며,

도 9는 연결부의 단면을 도시하며,

도 10은 관통 스크류의 자체 중심맞춤 버젼을 도시하며,

도 11은 연결부의 단면을 도시한다.

본 발명의 목적은 이동이 일어나지 않은 이들 영역을 피하고, 줄어든 이동의 영역을 최소화하고 동시에 이동 샤프트 재료의 활성 볼륨을 최대로 하는 것이다. 활성 볼륨은 소망의 가스-솔리드 반응이 연속적으로 일어나는 샤프트로의 영역을 의미한다.

본 발명은 스크류가 다른 길이의 샤프트를 가지며, 적합하게 직경방향으로 대향된 샤프트는 동일한 길이를 가지고/ 또는 한 스크류가 관통 스크류로서 설계되어 있는 것을 특징으로 한다.

다른 길이로된 스크류가 설치되면, 또한 방출 죤의 영역은 중심에 가까이 있고 활성될 수 있다. 이 장치는 특히 샤프트의 상부분내의 벌크 재료를 크게 소모하는 연속적인 혼합 및 침강을 환원 공정이 일어나는 반응 공간의 구역내에 제공한다.

본 발명은 먼저 직접 환원 샤프트의 반응 구역내에서 균일한 혼합과 연속적인 방출을 성취하는 것을 허용한다. 본 발명은 반응 파트너, 즉, 솔리드와 가스의 유체 동력학 상태로 스크류의 배열과 디자인을 최상으로 조절한다.

예를 들어, 짧은 스크류와 조합된 관통 스크류를 사용함으로써, 특히, 비활성 솔리드 베드가 활성 스크류로부터 상당히 가까운 거리에서 거의 이루어지지 않기 때문에, "대드 맨" 구역은 크기를 최대로 줄일 수 있다. 예들 들어 4개의 긴 스크류와 4개의 짧은 스크류를 위치함으로써, 활성 구역은 주변 에지 죤까지 연장될 수 있다. 하나의 인접한 긴 스크류 및 짧은 스크류를 각각 설치함으로써, 생성 방출물은 하나의 수직홈통을 통해서 결합될 수 있다. 이러한 방법에 의해서, 수직홈통의 장치는 결합된 용융환원로의 기하학 형상에 맞게 보다 잘 조정될 수 있다. 긴 스크류와 짧은 스크류를 조합하면, 방출 성능과 혼합 특성 모두가 영향 받을 수 있는 방법으로 스크류 디자인에 의해 솔리드의 방출 및 이동 모두를 조정할 수 있다. 그러나, 주로 솔리드 베드의 방출거동이 영향을 받는다.

본 발명의 특징에 따라서, 스크류는 두 개 이상의 레벨로 배열되므로, 로의 하부분내의 베드는 보다 양호하게 이동될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 마주보는 긴 샤프트는 자체 중심맞춤 및/또는 걸림 디자인으로 되어 있다. 스크류가 현존 베드내에 설치되면, 샤프트 절반은 서로 만나서 중심맞춤되어진다.

본 발명의 특징에 따라서, 스크류의 나선형 표면은 자유 샤프트 단부로부터 시작한다. 이것은 코어 죤이 최상으로 혼합되고 반응 생성물이 일정하게 방출되는 것을 보장한다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 스크류의 샤프트는 중심을 향해 경사져 있으므로, 스크류에 의해 이동되는 반응 죤의 이들 영역의 활성 단면은 최대로 된다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 스크류의 나선형 표면은 일정한 피치를 가진다. 이러한 구성은 스크류의 단면위에 균일한 공급 거동을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 스크류의 나선형 표면은 공정에 관련해서 다른 피치를 가진다. 스크류의 나선형 표면의 비 선형 피치에 의해서, 용융 환원로의 반응 거동뿐만 아니라 반응 재료의 유체 거동을 고려할 수 있다. 공급 특성의 수학적인 모의 개선에 의해서, 샤프트내의 반응 재료뿐만 아니라 반응 가스의 반응 거동을 고려할 수 있다.

본 발명의 다른 개선예에 따라서, 결합된 모터는 샤프트에 구동력을 제공한다. 샤프트가 모터에 의해 구동되면, 스크류는 공정에 대해서 자체적으로 유통성 있게 조정할 수 있고 설치 및 해체동안 이들 자신의 구동에 의해서 이동할 수 있다.

본 발명의 특징에 따라서, 짧은 샤프트 및 긴 샤프트는 동일한 속도를 가진다. 플랜트가 최소의 투자 비용을 포함한다면, 양호하게 모터의 비-제어식 작동이 제안된다. 결국, 샤프트는 거의 동일한 속도를 가지지만, 어떠한 제어 비용도 포함하지 않는다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 개별 샤프트의 속도는 공정의 공급 특성에 따라서 제어된다. 샤프트의 제어식 작동에 의해서, 용융환원로의 반응 죤의 에너지뿐만 아니라 공정 관련 요구조건을 고려할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 샤프트는 축방향으로 이동가능하다. 검사동안 또는 파괴의 경우에, 샤프트는 보다 쉽게 설치 및 해체될 수 있다. 반응 죤내의 불규칙성의 경우에, 유체 거동은 샤프트의 침지의 깊이를 변경함으로써 결정적으로 영향을 받을 수 있다.

개선예에 따라서, 스크류 본체의 나선형 표면을 형성하는 브레이드는 공정의 공급 특성에 대응하는 형상을 가진다. 이 모의 개선에 의해서, 솔리드 베드의 케이킹 거동과 반응 죤의 형성을 고려할 수 있다.

본 발명의 마지막 특성에 따라서, 스크류 본체의 나선형 표면은 공정의 공급 특성에 대응하는 형상을 가진다. 이런 조정은 장입 재료의 반응성과 환원 샤프트의 기하학적 조건사이의 최상의 관계를 보장한다.

도 1은 샤프트로(1)내에서 8각형을 형성하도록 반경방향으로 배열되어 있는, 3개의 다른 길이의 캔틸레버된 스크류(2)의 조합 예를 도시한다. 샤프트로의 중심에서의 "대드 맨" 구역, 즉, 비활성 공간은 이 조합에 의해 매우 감소된다.

도 2는 샤프트로(1)내의 육각형을 형성하도록 반경방향으로 배열되어 있는, 3개의 다른 길이의 캔틸레버된 스크류(2)의 조합 예를 도시한다. 이 조합에서, 로의 가까운-에지 영역은 보다 완전하게 혼합되지 않고, 방출될 재료는 도 1에 도시한 바와 같이 균일하게 방출되지 않는다.

도 3은 8각형을 형성하도록 반경방향으로 배열되어 있는, 두 개의 다른 길이로된 캔틸레버된 스크류(2)의 조합 예에 의해 실시예를 도시한다. 샤프트로(1)의 가까운-에지 영역의 이동은 도 2의 경우보다 더 양호하다.

도 4는 샤프트로(1)내의 2 개의 관통 스크류(3)의 조합의 공간적 구성을 도시한다.

도 5는 도 4에 따른 장치의 평면도이고, 동일한 짧은 길이의 4개의 캔틸레버된 스크류(2)는 관통 스크류(3)의 제 1 레벨로 재료의 최상의 이동을 보장한다.

도 6은 샤프트로(1)내의 6개의 캔틸레버된 스크류(2)와 하나의 관통 샤프트(3)의 조합을 도시한다.

도 7은 하나의 관통 샤프트와 한 레벨로 4개의 캔틸레버된 스크류(3)를 도시한다.

도 8은 관통 스크류(3)의 두 샤프트 절반부의 끼워맞춤부를 도시하며, 상기 끼워맞춤부는 중심맞춤 및 메싱의 목적으로 톱니나 있다. 샤프트 절반부는 아직 배출되지 않은 샤프트의 베드로 보링하는 동안 중심맞춤 및 톱니난 방법으로 대향 측면상에 있는 샤프트 절반부 보링과 일치하는 장점을 가진다.

도 9는 관통 스크류의 샤프트 절반부의 상기 톱니난 자체 중심맞춤 연결부의 단면도를 도시한다.

도 10은 관통 스크류(3)의 샤프트 절반부의 중심맞춤 연결부의 종단면도를 도시한다.

도 11은 관통 스크류(3)의 샤프트 절반부의 중심맞춤 끼움부의 단면도를 도시한다. 샤프트 절반부의 구동 모터의 제어 속도는 정확한 끼워맞춤 및 샤프트 절반부의 스크류의 정확한 특성을 보장한다.

Claims (13)

1. 괴철 재료, 적합하게 반응 물질을 방출하기 위한 적어도 하나의 측면에 및/또는 하향으로 구멍난 중공체를 포함하며, 중공체에 스크류가 반경방향으로 배열되어 있는 직접 환원 샤프트로에서의 특히 부분 및/ 또는 완전히 환원된 철광석을 방출 및 혼합하기 위한 장치에 있어서,

   상기 스크류는 한 레벨에서 다른 길이의 샤프트를 가지며, 적합하게 대향하는 샤프트는 동일한 길이를 가지고/ 또는 한 스크류가 관통 스크류로 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스크류는 2 이상의 레벨에서 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 대향하는 긴 샤프트는 자체 중심맞춤 및/또는 걸림 디자인으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류의 나선형 표면은 샤프트의 자유 단부로부터 시작하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류의 샤프트는 중심을 향해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류의 나선형 표면은 일정한 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류의 나선형 표면은 공정에 관련해서 다른 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트를 구동하기 위해서 모터가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴 샤프트와 짧은 샤프트는 동일한 속도를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서, 상기 공정의 공급 특성에 따라서 개별 샤프트의 속도의 제어가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1항 내지 제 10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트는 축방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 스크류 본체의 나선형 표면은 공정의 공급 특성에 대응하는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 1항 내지 제 12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 나선형 표면을 형성하는 브레이드는 공급의 특성에 대응하는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.