KR20010063921A - 소결층 통기성 조절에 의한 소결광 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결기의 대차상에 장입된 배합원료층의 표층부를 점화시키고 공기를 그 하부로 흡인하면서 소결광을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 배합원료층을 통과하는 공기의 풍량을 상기 소결대차의 폭방향을 따라서 측정하는 측정단계와, 측정된 공기의 풍량으로부터 상기 배합원료층의 통기도를 산술하는 산술단계와, 산술된 통기도에 따라 상기 배합원료층의 표층부를 눌러주는 누름단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

소결층 통기성 조절에 의한 소결광 제조방법{Method for manufacturing sintered ore by controlling the ventilation in the sintered layer}

본 발명은 소결 하층부 윈드박스에 폭방향으로 풍량계를 설치하여 소결 장입층 폭방향별 통기도를 측정하여 통기도가 빠른 부위는 공압을 이용한 표층부 제어판으로 표층부에 압력을 가하여 대기 공기의 흡입을 줄이고 상대적으로 통기도가 낮은 부위는 최소한의 압력으로 소결 표층부 결합력만 증가시켜 표층부의 분율 상승, 강도 저하를 해소할 수 있는 우수한 소결광을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 소결조업은 고로에서 사용하기 곤란한 분광석을 괴상으로 제조하여, 고로조업을 용이하게 수행하기 위한 고로원료의 사전처리공정이다.

즉, 소결조업은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 가루철광석 또는 분광석에 부원료 및 코크스를 일정량 혼합한 배합원료(8)를 소결기(11)의 소결대차 상에 장입하고, 장입된 배합원료의 표층부를 점화로에서 착화시킨 다음, 주배풍기(13)를 이용하여 소결기 하부의 풍상(12; wind box)으로 공기를 흡인함으로써, 연료인 코크스의 연소를 통해 약 1300℃의 온도로 상승시켜 철광석 입자간에 강한 결합력을 지닌 소결체(11A)를 제조한다.

한편, 드와이트 로이드(dwight lioyd)식 소결방법은 소결기 대차에 장입된 원료의 통기성과 상관관계가 있다. 즉, 통기성 향상시 소결기 대차 진행 속도는 빨라져 소결광의 생산성은 향상되지만, 미분의 원료 결합력이 약해져 소결광 강도 저하에 따른 소결회수율은 저하하게 된다.

그리고, 소결광용 소결원료 장입방법은 고생산량 체계에 따라서 품질보다 생산량 우선 조업의 추세에 맞추기 위하여, 장입된 원료층의 통기성을 향상시킬 수 있도록, 장입층의 원료 입자 분포에 있어서 하층부에는 큰 입자가 분포되도록 하고 상층부일수록 상대적으로 작은 입자가 쌓이도록 편석 장입을 강화시키고 있는 실정이다.

상기와 같은 장입방법에 따르면, 전체적으로는 장입층의 통기성이 향상되지만, 장입층 표층부에서는 상대적으로 소성 속도가 지나치게 증가되어 소결광의 낙하강도(낙하시 깨어지지 않는 정도) 저하 및 10mm 이하의 입경 분포가 증가되는 품질 저하 현상이 발생되고 실수율이 감소되는 문제점이 있으며, 하층부에서는 상층부 장입원료 하중에 의해 결합력이 증가하고 하부에서 흡입하는 흡입력에 의해 강도는 표층부에 비해 강하다.

또, 하부에서 흡입하는 배풍기의 흡입력에 의해 대기중의 공기가 소결기 장입층으로 흡입되는데 소결층 폭방향으로 흡입 풍량의 편차에 의하여 소결광 성분의 불균형을 초래한다.

즉, 통기 향상이 좋은 부위는 소성이 빠르게 진행되어 과소성에 의한 소결 분화가 촉진되고, 통기성이 좋지 못한 부위는 미소성으로 소결 생산성을 저하시킨다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여, 종래에는 미분의 원료에 고체 연료의 함량이 높은점에 착안하여 원료장입층 표층부에는 하층부에 비해 미립 원료가 상대적으로 많이 쌓이게 하여 분코크스 및 무연탄과 같은 연료의 분포가 표층부에 많게 유도하는 여러 가지 장입 방법들이 고안 되었다.

그 대표적인 장입 방법으로 배사판형 슈트, 슬릿바(slit bar)형 슈트, 정립 분산식(ISF), 이단 장입법등이 있다.

가장 일반화 되어 있는 상기 슬릿바형 슈트를 이용한 장입 방법(일본 특허 공개 번호 제89-104724호)은 드럼 피더로부터 공급된 원료의 입자별 분급 효과가 우수하여 원료 장입층 표층부에 미립 원료가 상대적으로, 많이 쌓이게 하여 열원(분 코크스, 무연탄)의 분포가 표층부에 상대적으로 많게 되지만 하층부에 비해 입자가 상대적으로 미립이고, 통기성이 과다하여 열원의 연소 속도가 하층부에 비해 빠르게 되어 소결광 낙하 강도 저하, 소결광 입경 분포의 악화, 실수율 저하 등의 문제점이 있었다.

상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 소결기 폭방향으로 통과하는 공기량의 차이에 의한 소결광 소성편차와 소결표층부의 결합력 약화에 의하여 소결광의 강도 저하 및 분율 다량 발생을 방지할 수 있도록 흡입되는 풍량을 폭방향으로 측정하여 통과하는 풍량이 많은 부위에 표층부 통기 제어판의 압력을 증가시켜 강하게 누르고 통기 상태가 나쁜 부위는 압력을 낮게하여 소결층의 통기성을 조절함으로써, 소결 표층부의 결합력을 증대시키고 또한 폭방향의 소성 불균형을 해소할 수 있는 소결광을 제조하기 위한 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 달성하기 위하여, 소결기의 대차상에 장입된 배합원료층의 표층부를 점화시키고 공기를 그 하부로 흡인하면서 소결광을 제조하는 방법은 상기 배합원료층을 통과하는 공기의 풍량을 상기 소결대차의 폭방향을 따라서 측정하는 측정단계와, 측정된 공기의 풍량으로부터 상기 배합원료층의 통기도를 산술하는 산술단계와, 산술된 통기도에 따라 상기 배합원료층의 표층부를 눌러주는 누름단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 소결공정을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 소결기의 배사판 배면에 통기도 제어판이 설치된 것을 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 소결장입층 하부의 윈드박스에 풍량계가 설치된 것을 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통기도 제어판을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 배사판 배면에 복수개의 통기도 제어판이 설치된 것을 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 실시 전후에 있어서 소결광의 회수율, 강도 및 환원분화율을 나타낸 그래프.

도 7은 도 6에 나타난 소결광의 회수율, 강도 및 환원분화율을 막대그래프로 나타낸 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

11 : 장입조

12 : 드럼피더

13 : 배사판

14 : 윈드박스

21 : 통기제어 실린더

22 : 통기도 제어판

23 : 소결제어 시스템

24 ~ 28 : 풍량계

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 하기와 같다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따르면, 대기중의 공기의 유속을 배풍기에서 흡입시 소결기 폭방향으로 측정하여, 소결기 폭방향에 있어서 공기 유속의 편석도와 전체적인 통기도를 측정하고, 이를 소결 표층부 소결강도 강화와 폭 편석에 의한 품질 불균형을 해소할 수 있는 편류 제어에 의해 품질이 우수한 소결광 제조방법을 제공한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조방법은, 도 2 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 장입된 원료층의 표층부를 구간별로 구분하여 눌러주는 누름장치(31a 내지 35b)와, 소결조업 시스템에 접속되고 원드박스(wind box)(14)하단에 설치되어 소결기 폭방향으로 통기성을 측정할 수 있는 풍량계(24~28)와, 상기 풍량계의 통기성 지수를 이용하여 소결층 표층부의 결합력 증대와 폭방향의 불균형을 해소하기 위해 표층부를 눌러 주는 공기압 실린더(21)를 제어하는 연산기로 구성한다.

예를 들어, 배풍기(15)의 흡입력에 의해 대기중의 공기가 윈드박스(14)에 흡입되면, 소결기의 폭방향으로 각 부위별 풍량을 측정한다.

이러한 풍량측정을 위해 윈드박스(14)에 폭방향으로 약 900mm 간격으로 복수개, 예를 들어 5개의 풍량계(24~28)를 설치하여 각각의 풍량이 매 분당 소결 제어 시스템(23)으로 전송 되도록 하였으며, 풍량계의 측정범위는 0~6000Nm³/min 까지 검출되는 것으로 하였다.

소결제어 시스템(23)에서는 윈드박스(14) 폭방향별 풍량을 전송받아 통기도(풍량÷소결장입층후)를 계산한다.

한편, 소결 연산장치(DCS)에서 계산한 소결장입 통기지수가, 10이상인 부위의 소결 표층부는 공압을 2kg/cm², 통기도 8~9에서는 1.5kg/cm², 통기도 5~7에서는 1kg/cm², 5미만에서는 0.5kg/cm²의 압력으로 눌러 줌으로써 표층부의 결합력을 증가시켰다.

또한, 통기도 제어판(22)은 공기압에 의한 실린더의 작동에 의해 이루어지고, 소결 제어 시스템(DCS)에서 연산된 압력 값을 받아 공기압으로 제어 되도록 하고, 소결원료의 부착을 방지하기 위하여 활처럼 120°정도 휘어지게 하였으며 폭방향으로 총 10개를 설치하여, 통기지수 1개에 대해 누름판 2개가 제어되도록 하였다.

예를 들어, 도면번호 24인 풍량계의 풍량에 의한 통기성 지수가 10이상 검출될 때, 도면번호 31a 및 31b에 해당하는 두 개의 표층부 제어판가 한 그룹으로 동작하도록 했다.

장입조(11)의 원료가 드럼피더(12)의 회전에 의해 장입조 게이트를 통과하게 되고 통과된 원료는 배사판(13)을 통과하면서 소결기 대차에 쌓이게 되는데, 장입되는 원료중 상대적으로 입자가 크거나 비중이 큰 것, 부착하는 성질이 적은 원료가 소결기 대차(16) 하층부로부터 점차적으로 편석되어 장입된다

또 장입조에 쌓인 원료 특성에 의해 분광은 중심에, 조립 원료는 벽부로 장입되는 특성에 의해 소결 폭방향의 소성 불균형 현상이 발생된다.

상기의 특성에 의한 소결 표층부 및 폭방향의 소성 불균형을 해소하기 위하여 소결 장입층 하부에서 흡입하는 윈드박스(14)에 폭방향으로 통기도를 측정할 수 있는 풍량계(24~28)를 설치 매분당 풍량이 소결 조업 시스템(23)으로 전송되면 시스템에서는 통기도를 계산하여, 표 1과 같이 표층부 통기 제어판(22)의 실린더(21)압력이 작동되도록 했다.

이상, 상기 내용을 요약하면 하기와 같다.

본 발명의 실시예에 따르면, 윈드박스에 폭방향으로 풍량계를 설치한 후 풍량과 장입 층후를 이용하여 통기지수를 계산하고, 이러한 통기지수를 이용하여 소결기 폭방향에 있어서 배합원료의 편석을 검출하고 그 표층부를 누름으로써, 불균일한 소성을 균일화시킨다.

따라서, 본 발명에 따르면, 풍량 흡입이 빠른 부위에서는 풍량 흡입을 적게유지함으로써, 편측 소성에 의한 소결광의 과소성에 의한 품질악화를 방지하고 또한 상대적으로 풍량이 적은 부위는 0.5kg/㎠ 공압으로 표층부를 누름으로써 결합력이 약한 표층부의 취약성을 해소하여, 도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이,소결광의 강도유지와 성품회수율을 증가시킬 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (3)

1. 소결기의 대차상에 장입된 배합원료층의 표층부를 점화시키고 공기를 그 하부로 흡인하면서 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 배합원료층을 통과하는 공기의 풍량을 상기 소결대차의 폭방향을 따라서 측정하는 측정단계와,

   측정된 공기의 풍량으로부터 상기 배합원료층의 통기도를 산술하는 산술단계와,

   산술된 통기도에 따라 상기 배합원료층의 표층부를 눌러주는 누름단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 소결광 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 통기도는 상기 측정된 풍량을 상기 배합원료층의 층후로 나눔으로써 산술되는 것을 특징으로 하는 소결광 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 측정단계는 상기 배합원료 하층부의 윈드박스에 폭방향으로 설치되는 풍량계에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 소결광 제조방법.