KR20010019060A - 소결광 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결광 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 소결광 제조 중 사용연료의 입도 조대시에 대차 내 화상격자의 융착을 방지할 수 있도록 한 소결광 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은 집열기 상부 검출판에서 리미트 센서에 의하여 드럼형 절출기가 구동되는 것을 감지하여 배풍팬을 구동하는 단계와, 상기 집열기에서 포집된 열기를 배풍팬으로 배출하여 배풍 파이프에 삽입된 온도센서로부터 발생되는 신호를 수집하여 화상격자의 온도 신호를 수집하는 단계와, 상기 화상격자의 온도신호 수집단계에서 수집된 온도신호를 이용하여 소결광 배광후 냉각온도를 분석하는 배광온도 계산단계와, 상기 배광온도 계산단계에서 계산 분석된 결과를 이용하여 배합원료 저장호퍼의 주배출문의 개도율를 계산하는 단계와, 상기 개도율 계산 단계에서 계산된 개도율로 주 배출문을 제어하는 주배출문 제어 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법을 요지로 한다.

Description

소결광 제조 방법{A method of manufacturing a sintered ore}

본 발명은 소결광 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 소결광 제조 중 사용연료의 입도 조대시에 대차 내 화상격자의 융착을 방지할 수 있도록 한 소결광 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 소결광 제조 시스템을 나타내는 도면으로서, 풍상(102)은 소결기 대차 하부에 형성되어 가스를 배출하는 통로 역활을 한다. 저장호퍼(103)는 소결원료를 저장하는 호퍼이다. 드럼형 절출기(103)는 저장호퍼(103)에서 소결원료를 절출시키는 장치이다. 주배출문(105)은 주배출문으로 개도율을 확인할 수 있는 발신기가 있으며, 소결 원료량을 조절한다. 상부 컨베어 라인(108)에 의하여 이송된 소결원료는 저장호퍼(103)에 투입되어지면, 이후에 경사판(106)을 통과하여 대차(101)에 투입되어진다. 소결공정을 통과한 소결광은 괴덩어리(A)가 된다. 한편, 도면번호 112는 온도검출센서이고, 111은 후드이고, 110은 냉각기이다. 소결기에 대한 상세한 설명은 일반적인 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.

일반적으로 소결광 제조공정은 입도 이하의 각종 분철광석을 부원료(석회석, 사문암, 규사)와 혼합하여 연료(분코크, 무연탄)의 연소열로 용융 결합시키는 것이다.

소결광의 성상(性狀)은 소결시 소결층내 온도곡선과 매우 밀접한 관계가 있으며, 상기 온도곡선을 좌우하는 주요인으로 소결시 열원으로 작용하는 분코크를 들 수 있다.

분코크의 입도를 현재 5 ∼ 0.25mm로 정립하여 사용되고 있다. 그러나 소결광 제조시 열원으로 사용되는 분코크가 정립 설비 이상의 대립(大粒) 코크가 유입되는 경우가 있다. 이때 소결 장입에서의 수직 편석시 상기 대립의 코크가 대차 하부에 집중 분포된다.

소결 유효 화상 거리(소결기 대차 하부를 흡입시키는 100m의 거리)내에서 상기 대립의 코크가 미처 연소되지 못하고, 이후에 대차 반전시 괴소결광(sintered cake)으로 분리되지 못한 미소성광이 대차(101) 바닥의 화상격자(101a)에 융착된 상태로 대차가 반전된다.

상술한 종래의 소결광 제조 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 화상격자의 용착광을 인위적으로 고열의 작업 개소에서 담당자가 직접 수공구를 이용해 제거해야 한다. 이로 인한 생산 라인의 가동 중단이나 생산량을 감소시켜야 하는 문제점이 있다.

둘째, 소결 원료의 분코크를 저장하는 대형 저장조에서의 대립의 분코크 처리시, 이를 처리하는데 많은 시간과 인력이 소요되는 문제점이 있다.

셋째, 소결광 제조 과정에서 원료대비 사용연료가 적정 비율대로 절출함에 있어, 대차 내에 골고루 분포되어야만 한다. 그러나, 대립의 코크로 인해 열량 분포가 대차 하부로 편중되고, 기타 부위에는 분코크 부족으로 인한 베트(소결기 내부 면적)내 열량 부족으로 고로 원료로 사용될 수 없는 반광(5mm이하)량이 증가되어 전체적인 소결광 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

넷째, 장입 수직편석과 미편석을 제어하는 소결 기술이 아직 정립되어 있지 않은 문제점이 있다.

종래에는 소결원료 장입에서 드럼형 절출기(104)로 원료의 수직 편석 유도시 편석의 강화가 평소에는 필요하게 되지만, 이와는 반대로 상기한 다수의 문제점 발생으로 인한 장입에서의 수직 편석이 필요 없을때, 이에 대한 편석 방지 기술이 없어 소결광 생산성을 저해하는 기술적인 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소결광 제조 공정중 대립의 분코크 발생시 대차 화상격자의 용착광 발생을 효율적으로 방지하여 소결 생산성을 향상함과 동시에 장입편석의 유도 및 방지 기술을 사용하여 소결광 품질을 향상시킬 수 있도록 한 소결광 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적은 소결기의 집열기 상부 검출판에서 리미트 센서에 의하여 드럼형 절출기가 구동되는 것을 감지하여 배풍팬을 구동하는 단계와, 상기 집열기에서 포집된 열기를 배풍팬으로 배출하여 배풍 파이프에 삽입된 온도센서로부터 발생되는 신호를 수집하여 화상격자의 온도 신호를 수집하는 단계와, 상기 화상격자의 온도신호 수집단계에서 수집된 온도신호를 이용하여 소결광 배광후 냉각온도를 분석하는 배광온도 계산단계와, 상기 배광온도 계산단계에서 계산 분석된 결과를 이용하여 배합원료 저장호퍼의 주배출문의 개도율를 계산하는 단계와, 상기 개도율 계산 단계에서 계산된 개도율로 주 배출문을 제어하는 주배출문 제어 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법에 의하여 달성된다.

도 1은 종래의 소결광 제조 시스템을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에 의한 소결광 제조방법에 이용된 소결광 제조 장치를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 의한 소결광 제조방법에 이용된 소결광 제조 장치의 일부 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 소결광 제조 방법에 이용된 소결광 제조 장치의 측면도.

도 5는 본 발명에 의한 소결광 제조방법 작동 순서를 나타내는 순서도.

도 6(a) 및 (b)는 본 발명의 실시예를 나타내는 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

101: 대차 102: 풍상

103: 저장호퍼 104: 드럼형 절출기

105: 주배출문 106: 경사판

107: 점화로 108: 상부 컨베이어

110: 냉각기 111: 후드

201: 집열기 210a,210b,210c: 온도센서

203: 리미트 스위치 204: 배풍팬

206: 온도센서

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 소결광 제조방법에 이용된 소결광 제조 장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 소결광 제조방법에 이용된 소결광 제조 장치의 일부 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 소결광 제조 방법에 이용된 소결광 제조 장치의 측면도로서, 본 발명의 화상격자(101a)의 온도 측정장치를 나타낸 사시도로서, 반전되는 대차(101),폭방향에 알맞도록 상하부가 관통괸 박스형 집열기(201)에는 좌우측벽(201a,201b)의 집열기(201)가 항상 수직을 유지할 수 있는 일정 높이로 좌,우 측벽에 일측으로 원형의 구멍(201c,201d)이 형성되어 있고, 상기 원형의 구멍(201c,201d)에 베어링롤러(207a,207b)가 삽입되어 고정된다.

또한, 상기 좌, 우측 베어링 롤러(207a,207b)내경에는 중공의 배풍 파이프(205a,205b)가 각각 삽입되는데, 좌측의 베어링 롤러(270a)에는 상기 집열기(201)내부온도를 배출하기 위한 배풍팬(204)과 온도센서(206)가 상기 배풍파이프(205a)에 설치되어 있으며, 상기 배풍 파이프(205a)는 지지대(208a)에 의해 고정된다.

다른 한쪽은 고정용으로서 베어링 롤러(207b)에 연결된 지지 파이프(205b)는 지지대(208b)에 얹혀 있게 된다.

또한 상기 지지대(208b)에는 리미트 센서(203)가 부착되고, 상기 리미트

센서(203)를 동작하기 알맞은 위치에 수평으로설치된 터치바(209)가 상기 집열기(201) 측벽에 고정된다.

온도검출센서는 반전되는 소결기 대차(101)의 화상격자의 융착상태를 검출하기 위해 풍상(102)에 설치된다. 온도센서(210a,210b,210c)는 소결광 배광후 냉각온도를 측정하며, 상기 소결대차(101)에서 배광된 직후 냉각기(110)로 장입되어 이송되는 후드(111)의 적당한 간격을 유지하면서 3개 설치된다.

아날로그/디지탈 변환기(211)는 상기 온도검출센서(210a.210b,210c)에서 감지된 신호를 디지탈 신호로 변환한다.

제어기(212)는 상기 화상격자(101a)의 융착온도를 이용하여 소결광 배광온도를 수집하고, 상기 주배출문(105)의 개도율과 종래의 층후 검출센서(112)의 신호를 수집하여 상기 주배출문(105)의 목표 개도율을 구하고, 상기 드럼형 절출기(104)의 속도를 제어한다.

도 5는 본 발명에 의한 소결광 제조방법 작동 순서를 나타내는 순서도이고, 도 6(a) 및 (b)는 본 발명의 실시예를 나타내는 그래프로서, 본 발명에 따른 상기 대차(101)의 화상격자(101a)온도와 소결광 배광후 냉각기(110)의 온도센서(210a.210b,210c)3개의 온도간의 관계를 보이는 그래프이고, 대립의 코크스의 발생으로 인한 상기 대차(101) 화상 격자판(101a)의 융착광 발생을 구하게 된다.

본 발명은 배합원료 조정호퍼(103)와, 주배출문(105), 소결기 대차(101), 드럼형 절출기(104), 경사판(106), 층후 검출센서(113)로 구성되며, 다음과 같은 소성 절차를 거져 제조한다.

배합원료 저장호퍼(103)에서 주배출문(105)에 의해 적당한 양으로 경사판(106)위로 원료를 구동시키면 대차(101)에서는 최적의 수직편석을 유도하여 소결용 원료를 장입하게 된다.

상기 대차(101)의 이동과 동시에 장입된 원료는 점화로(107)를 통과하면서 배합원료 표면을 착화하고, 상기 착화된 배합원료 대차(101)하부 다수개의 풍상(102)에 의해 하방 흡입하여 베드내 열원인 코크가 연소하면서 발생하는 열에 의해 용융과 환원되면서 소결광이 제조된다.

통상 소성이 이루어지는 유효 화상 거리(100m)내에는 정립된 분코크는 연소가 완료되어 괴덩어리로 배출되지만, 조대 코크시에는 상기 화상격자판(101a)에 미소성광이 용착되므로 괴소결광의 배광 완료후 반전되는 소결기(101)의 화상격자(101a)를 감지하는 검출판(202)으로 인해 상기 집열기(201)가 회동함과 동시에 터치바(209)가 리미트 센서(203)를 동작시킨다. 상기 리미트 센서(203)가 이를 감지하며, 동시에 상기 융착광의 온도를 수집하기 위해 상기 집열기(201)내부와 배풍 파이프(205a)를 통해 연결된 배풍팬(204)이 동작하여 흡입하므로 배풍온도를 측정하게 된다.(도 5의 단계 1∼단계 6) 이후에 배풍온도가 90℃보다 큰가 판단하여 크거나 같지 않으면 계속하여 소결기를 가동하고, 90℃보다 작으면 냉각기의 온도를 측정하게 된다.(8) 냉각기의 온도를 통하여 간접적으로 입도를 알 수 있다. 왜냐하면 입도편석에 따라 온도분포가 다르기 때문이다.

본 발명에 의한 화상격자(101a)의 온도 수집단계에서 상기와같이 설치된 온도센서(206)로부터 융착광의 온도 정보를 수집하여 아날로그/디지탈 변환기(211)에서 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환시켜 제어기(212)로 전송하게 된다.

또한 상기 고온의 괴소결광을 냉각하기 위해 배광된 후 냉각기 후두(111)의 온도를 일정 시간 간격으로 측정하고 변환기(211)에서 아날로그 온도가 디지탈 온도로 변환시켜 상기 제어기(212)로 전송하게 된다. 상기 냉각기(110)의 온도센서(210a,210b,210c) 평균 온도 편차를 구하고, 이들 각각의 온도완료점 편차를 계산하게 된다.(도 5의 단계 7 ∼ 단계 10) 이때, 온도편차가 -20℃보다 작거나 같은 경우에는 다음단계로 이행하고, -20℃보다 클 경우에는 소결기를 계속하여 가동한다.

상기 배풍파이프(205a)를 통해 전송된 온도와 냉각기(110)의 온도완료점 편차를 제어기(212)에서 현재의 주배출문(105)의 개도율에서 목표개도율을 본 발명에 의한 개도율 계산 단계에서 계산하여 수행하는데, 주배출문 개도율을 계산하여 냉각온도와 상온이 동일한 경우에는 주배출문 개도율을 조정한다. (도 5의 단계 11 ∼ 단계 15)

한편,소결대차(101)내 조대 코크 장입시 편석도에 미치는 영향을 조사하였으며, 장입조건으로는 주배출문(105)의 개도율를 변화하여 원료를 장입하였다. 또한 장입경사판(106)의 각도는 광양제철소 소결 공장에서 많이 쓰는 53°상태에서 실시하였으며, 대차(101) 폭방향과 층으로 각각 3등분씩 샘플하고, 각 층별로 평균산술한 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이 주배출문(105)의 개도율이 높아질 수록 장입원료의 수직편석도가 저하됨을 알 수 있으며, 상기 수직편석도를 구하는 하기의 식에 의한다.

장입편석도 = 대차하층평균입도 - 대차상층 평균입도 / 대차상,중,하층의 평균입도

하기의 표 2에서 보는 바와 같이 정상적인 소결광 배광후 냉각온도는 각각의 온도센서를 진행시킬 때, 점차 온도가 줄어들지만, 미소성광 발생시에는 냉각기(110)에서 시간이 지날 수록 온도가 상승하는 특성이 있다는 것을 알 수 있다.

소결 냉각기에서의 융착광 및 미배출시 온도 편차

구분	냉각온도℃	T1-T3	편차온도	비고
	T1				T2	T3
융착광	미배출	312	278	245	+67	+33.5
		354	318	277	+77	+38.5
		405	365	321	+84	+42.0
	배출	245	277	305	-60	-30.0
		253	284	311	-58	-29.0
		285	299	325	-40	-20.0

그러므로 본 발명에서는 T3 - T1의 온도편차(-)를 가르키고, 20℃의 온도편차 발생시 제어기(212)에서 주배출문(105)의 개도를 상기 표 1에 보는 바와같이 90이상인 상태에서 제어하게 되어 조대 크크의 입도가 상층으로 유도되도록 하게 된다.

본 발명에 의하여 주배출문의 개도율을 조정하게 되고, 이로 인한 장입 경사판에서의 수직편석을 조정할 수 있게 되어, 소결층 내에서의 조립연료를 균일 소성시킬 수 있어 소결 생산성 향상에 크게 기여할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 소결기의 집열기 상부 검출판에서 리미트 센서에 의하여 드럼형 절출기가 구동되는 것을 감지하여 배풍팬을 구동하는 단계와,

   상기 집열기에서 포집된 열기를 배풍팬으로 배출하여 배풍 파이프에 삽입된 온도센서로부터 발생되는 신호를 수집하여 화상격자의 온도 신호를 수집하는 단계와,

   상기 화상격자의 온도신호 수집단계에서 수집된 온도신호를 이용하여 소결광 배광후 냉각온도를 분석하는 배광온도 계산단계와,

   상기 배광온도 계산단계에서 계산 분석된 결과를 이용하여 배합원료 저장호퍼의 주배출문의 개도율를 계산하는 단계와,

   상기 개도율 계산 단계에서 계산된 개도율로 주배출문을 제어하는 주배출문 제어 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법.