KR20020020510A - 소결광용 배합원료의 편석유도장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결조업에 있어서 배합원료의 최적의 편석을 유도하여 소결광 생산성 및 품질을 향상시키고 불필요한 조업액션을 감소시켜 원가를 저하시키기 위한 배합원료의 편석유도장치에 관한 것이고, 소결대차 상부에 위치하고 드럼피더로부터 낙하되는 배합원료의 편석을 유도할 수 있도록 배사판과 소정간격으로 이격된 복수개의 슬리트바를 갖는 장치는 상기 슬리트바 사이를 통과하는 배합원료가 직접 낙하되도록 상기 슬리트바 하부에 위치하는 편석조절판과, 상기 슬리트바의 설치방향을 따라서 상기 편석조절판을 이동시키기 위한 이동수단이 더 제공된 것을 특징으로 하므로, 최적의 조업부압에 근접되게 하는 편석유도가 가능하여 조업액션이 불필요하게 되어 원가절감의 효과가 있다.

Description

소결광용 배합원료의 편석유도장치{Apparatus for controlling the distribution of the mixing materials for making sintered ore}

본 발명은 소결조업에 있어서 소결기에 장입되는 배합원료의 수직방향 편석유도장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 윈드박스의 부압계에서 검출된 부압을 피드백하여 편석조절판의 위치를 조절하여 적정 범위의 부압(통기성)에 맞게 배합원료의 편석을 유도하여 최적의 통기성을 확보함으로써 소결광 생산성과 품질을 향상시킬 수 있는 소결광용 배합원료의 편석유도장치에 관한 것이다.

일반적으로, 소결조업은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 연료와 주,부원료가 혼합된 배합원료(5)를 소결기(11)에 장입하고 점화로(12)에서 원료의 장입표면에 착화한 후, 주배풍기(15)에서 윈드박스(13)를 통하여 하방흡입하면 장입된 원료의 표층부에서 하층부로 연소용융 되면서 소결반응이 진행된다. 상기한 과정중에, 소결기(11)에 배합원료(5)를 장입할 때, 상층부는 미세한 입자가 장입되고 하층부는 굵은 입자가 장입되도록 수직방향으로 입도편석이 이루어져야 기체의 흐름이 원활하여 소결반응이 빠른 속도로 진행되어 생산성이 향상되고 품질이 확보되므로 수직방향의 입도편석은 필연적인 과제이다.

이러한 입도편석을 위한 편석유도장치(8)는 대개의 경우 소결기(11)와 드럼피더(6) 사이에 설치되는 배사판(8a)을 갖는다. 즉, 드럼피더(6)에서 절출되는 배합원료(5)가 경사진 배사판(8a)을 타고 소결기(11)에 장입될 때, 배합원료(5) 중 굵은 입자는 멀리 떨어지고 미세한 입자는 가까이 떨어져 소결기(11)내에 전체적으로 장입되는 배합원료(5)는 상층부가 미세한 입자로, 하층부가 굵은입자로 장입되게 된다.

최근에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 편석유도장치(8)에는 배사판(8a)과 슬리트바(8b)가 혼용으로 설치되어 배합원료(5)의 편석을 유도하고 있다. 이는 배사판(8a)으로만 구성되어 있는 편석유도장치(8)보다 편석유도에 효과가 더 있기 때문이다. 즉, 기존 배사판(8a) 중 약 절반을 슬리트바(8b)로 설치하여 슬리트바(8b) 사이를 통과하는 미세한 배합원료(5) 입자가 백플레이트(8e)에 낙하되어 소결기(11)에 늦게 장입되도록 함으로써 배사판(8a)으로만 편석을 유도하는 장치에 비해 편석유도를 향상시켰다.

그러나, 배합원료(5)의 입도변동 및/또는 층후변동시 그 편석정도가 달라지는 데, 슬리트바 백플레이트(8e)가 고정 설치된 상태이므로 적정한 편석유도에 한계가 있어 통기성을 최적의 상태로 유지할 수가 없었다. 따라서, 통기성 불량에 의한 소결광 생산성과 품질을 저하시키는 요인이 되고 있다.

즉, 배합원료(5)의 입도조건 및 층후변동에 따라 최적의 통기성을 확보하기 위해 최적의 편석을 유도해야 하는데 슬리트바 백플레이트(8b)가 고정된 상태이므로 편석조정이 불가능하다. 또한, 슬리트바(8b)의 설치구간이 상대적으로 짧으므로, 슬리트바(8b)를 통과하여 백플레이트(8e)로 떨어져서 소결기(11) 상층부로 장입되는 미세한 배합원료(5)량이 소량으로 장입되기 때문에 그 편석 정도가 미약하다는 문제점이 있다.

한편, 소결 조업에서의 통기성은 생산량과 정비례관계를 나타내지만, 높은 통기성이 무조건 소결조업에 유리한 것은 아니다. 왜냐하면, 통기성이 너무 높으면 소결반응이 빨리 끝나 소결광의 결합이 부실해져 소결광의 강도, 분율 등의 품질이 불량해 진다. 따라서, 편석유도가 너무 잘 되면 통기성이 매우 좋아져 부압이 최적의 조업 부압치 보다 낮게 걸리게 되는데, 이렇게 되면 생산성은 향상될 수 있으나 소결광 강도와 분율은 현저히 나빠지는 조업이 진행된다.

통상적인 조업중 과잉편석이 발생되는 경우, 고정되어 있는 슬리트바 백플레이트(8e)와 슬리트바(8b) 사이로 떨어지는 미세한 배합원료(5) 량으로는 이를 조절하는데 한계가 있어 최적의 조업 부압치에 맞는 편석유도를 하지 못하고 있다. 따라서, 편석 불량에 의한 통기성 개선을 위하여, 부원료 사용량을 늘리거나 소결기(11) 스피드를 줄이거나 장입밀도를 낮추는 등의 불필요한 조업액션을 취하고 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 배합원료의 입도변동 및/또는 층후 변동과, 통상적인 소결조업 중에도 적정한 편석유도가 이루어질 수 있도록 함으로써, 최적의 조업 부압치를 확보하기 위해 슬리트바 사이로 장입되는 미세한 배합원료의 량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 편석조절장치로 배합원료의 편석정도를 조절하여 소결광 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있는 배합원료의 편석유도를 제어하기 위한 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 소결기를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 종래 실시예에 따른 편석유도장치를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 편석유도장치가 설치된 소결기를 도시한 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 편석유도장치를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 배합원료 편석유도장치의 정면도.

도 6a, b, c는 본 발명의 실시예에 따른 배합원료 편석유도장치의 작동 상태도.

도 7a 및 도 7b는 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 소결기의 윈드박스 #13 부압추이를 각각 나타낸 그래프.

도 8은 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 소결기 소결광의 강도를 비교하여 나타낸 그래프.

도 9는 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 소결기 소결광의 생산성을 비교하여 나타낸 그래프.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

8 : 편석유도장치

10a, 10b : 층후검출봉

16 : 편석조절장치

17 : 편석유도판

17a : 랙

18 : 부압계

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 소결대차 상부에 위치하고 드럼피더로부터 낙하되는 배합원료의 편석을 유도할 수 있도록 배사판과 소정간격으로 이격된 복수개의 슬리트바를 갖는 장치는 상기 슬리트바 사이를 통과하는 배합원료가 직접 낙하되도록 상기 슬리트바 하부에 위치하는 편석조절판과, 상기 슬리트바의 설치방향을 따라서 상기 편석조절판을 이동시키기 위한 이동수단이 더 제공된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

본 발명에 따른 소결광용 배합원료의 편석유도장치는 층후검출봉(10)과, 배사판(8a)과, 슬리트바(8b)와, 편석조절장치(16)와, 편석조절판(17)과, 부압계(18)와, 부압계에서 검출된 부압을 피드백하여 편석조절장치를 작동시키는 제어부로 구성된다.

도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 편석유도장치(9)의 배사판(8a)은 드럼피더(6)에 의해 절출되는 배합원료(5)가 직접 낙하하여 접촉되는 부분만 설치하고 나머지 모두를 슬리트바(8b)로 일정한 간격으로 슬리트바 고정베이스(8d)를 관통하여 양쪽 사이드 플레이트(8c)에 고정 설치되어 있다.

이는 종래 실시예에 따른 편석유도장치(8)의 배사판보다 배사판(8a)의 설치구간을 줄이고 슬리트바(8b) 구간을 확장하여 슬리트바(8b) 사이로 떨어지는 미세한 배합원료(5)의 불출량을 증가시켜 편석량 조절시 편석량 증감을 크게하도록 하였다.

한편, 드럼피더(6)의 회전속도는 층후검출봉에 의해 제어되기 때문에, 종래 실시예에 따라 층후 검출봉(10a, 10b)이 설치되면 드럼피더(6)의 제어속도가 늦어져 장입되는 배합원료(5)가 대차(11a) 밖으로 넘치거나 또는 모자라는 상태로 된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 층후조정장치(9)와 편석유도장치(8) 사이에 층후검출봉(10a, 10b)이 설치되어 있으며, 설치공간의 협소에 따른 제약으로 층후검출봉(10a, 10b)과 드럼피더(6)의 제어관계를 고려하여 슬리트바(8b)와 편석조절판(17)의 공간을 슬리트바(8b) 측으로 1/2 축소시켜 층후검출봉(10a, 10b)과 드럼피더(6)의 제어에 필요한 적정공간을 확보하였다.

한편, 편석유도장치(8)의 슬리트바(8b) 뒷편에는 편석량을 조정하는 편석조절판(17)이 설치되어 있고, 상하로 움직일 수 있게 편석조절판(17)의 뒷면에는 두개의 랙(17a)이 설치되어 있으며, "ㄷ"자 모양으로 배사판(8a) 뒷편에 밀착되어 있다.

또한, 편석조절판(17)을 작동시키는 편석조절장치(16)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 편석조절판(17)의 뒷면에 폭방향으로 모터(16a), 감속기(16b), 커플링(16c), 샤프트(16d), 베어링 블럭(16e), 외접기어(16f)가 일체로 설치되어 있으며, 편석조절판(17)의 랙(17a)과 편석조절장치(16)의 외접기어(16f)가 서로 맞물러져 있다.

그리고, 보편적으로 소결반응이 일어나기 시작하는 윈드박스(13) #13 양쪽에 각 1개씩의 부압계(18)가 설치되고 부압계(18)에서 검출된 부압을 피드백하여 편석조절장치(16)를 제어하는 시퀀스로 이루어져 있다.

이하 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.

소결기(11)가 기동되고 드럼피더(6)가 기동되면 장입된 배합원료(5)의 상층부 표면이 층후검출봉(10a, 10b)에 의해 검출되고, 그 검출결과에 따라 드럼피더(6)의 회전속도가 제어된다.

최고 층후를 검출하는 제1층후검출봉(10a)이 터치되면, 드럼피더(6) 속도가 감소하고 최저 층후를 검추하는 제2층후검출봉(10b)이 터치되면 드럼피더(6) 속도가 고정되며, 제2층후검출봉(10b)이 터치되지 않으면 드럼피더(6) 속도가 증가한다. 따라서, 층후조정장치(9)에 의해 장입된 배합원료(5)의 상층부 표면이 고르게 깍기면서 층후에 맞게 배합원료(5)가 장입된다.

그런데, 상술된 바와 같이, 통상적인 소결 조업이나 조업중 배합원료(5)의 입도가 변동되거나 층후가 변동되게 되면 소결기(11)에 장입된 배합원료(5)의 편석이 불량해져 점차적으로 윈드박스(13) #13에서 검출된 부압치가 낮아지거나 높아진다.

따라서, 본 발명에 따르면, 편석조절장치(16) 작동의 기준이 되는 부압치, 즉 최적의 부압치를 운전자가 설정 입력하면 윈드박스(13) #13에서 검출된 부압치와 비교하여 편석조절장치(16)를 작동하여 편석조절판(17)의 높이를 상향 또는 하향시켜 최적의 편석을 유도하여 최적의 조업 부압치에 근접되도록 한다.

예를 들어, 소결기(11) 및 드럼피더(6)가 기동되고 180mb의 최적조업 부압치를 기준 부압치로 설정 입력한다. 그러면, 제어부에서는 윈드박스(13) #13에 설치한 2개의 부압계(18)로부터 피드백된 부압의 평균치와 상기 기준 부압치를 비교한다.

비교 결과, 윈드박스(13) #13의 부압이 높으면 수직편석 정도가 적다는 것을 의미하기 때문에, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 편석조절장치(16)를 작동시켜 편석조절판(17)을 1회 50mm 상향시킴으로써 장입되는 배합원료(5) 상층부에 미세한 배합원료(5)의 장입을 증가시킨다.

그러면, 수직편석량이 증가되고, 수직편석량이 증가된 소결기(11)의 소결대차(11a)가 윈드박스(13) #13에 오게 되는 소정시간, 예를 들어 20분 후부터 수직편석량의 증가로 인하여, 장입된 배합원료(5)의 통기성이 향상되어 부압이 떨어지기 시작된다.

한편, 그 시점에서 다시 기준 부압치와 비교하여 윈드박스(13) #13의 부압 평균치가 상대적으로 높으면 다시 편석조절장치(16)를 작동시켜 편석조절판(17)을1회 50mm 상향시켜 편석량을 증가시킨다. 그리고, 다시 20분 후에 기준 부압치와 비교하여, 윈드박스(13) #13의 평균 부압치가 기준 부압치와 같게 되면 편석조절장치(16)는 작동하지 않는다. 이러한 제어는 매 20분 마다 반복된다.

반대로 기준 부압치 보다 윈드박스(13) #13의 부압 평균치가 낮을 경우에는 수직편석량이 많다는 것을 의미하기 때문에, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 편석조절장치(16)는 반대로 작동되어 편석조절판(17)을 하향시켜 수직편석량을 적게 하여 부압을 높이고 적정 통기성을 유지시킨다.

편석조절장치의 1회 작동거리를 50mm로 한정한 이유는 거리가 짧으면 편석증감의 변화가 미미하고 길면 편석증감의 변화가 심하게 나타났으며, 실험결과 편석량 증감의 변화에 적정 거리로 파악되었기 때문이다.

도 7(a) 및 (b)는 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 윈드박스(13) #13에서의 부압 추이를 나타낸 그래프이다. 부압에 영향을 주는 요인, 예를 들어 소결기 속도, 주배풍기(15)의 풍량, 배합원료(5)의 장입층후를 고정시키고, 본 발명의 실시예를 적용한 결과, 최적의 부압이 180mb에 근접한 것을 알 수 있었다.

이 결과 최적의 조업 부압에 맞는 편석이 유도되고 과잉편석 유도를 방지하여, 도 8에 나타난 바와 같이, 소결광의 품질이 종래 실시예보다 향상되었음을 알 수 있다.

또한, 종래 실시예와 본 발명의 실시예에 따른 소결광의 생산성을 비교하여 나타낸 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 최적 부압치에 근접시켜 소결기(11) 스피드를 증가시킬 수 있으므로, 소결광의 생산성이 향상되었음을 알수 있었다.

한편, 상술한 바와 같이, 편석조절판(17)의 상향 또는 하향만을 연속적으로 4회 반복하면, 편석조절장치(16)가 작동하지 않으며, 운전실 근무자에게 알람메세지를 발생시킨다.

또한, 본 발명에 적용한 기준 부압치, 편석조절판(17) 상하 이동거리, 기준 부압치와 부압계(18) 평균치 비교 주기, 연속 상하 이동횟수는 변경 가능하며, 편석정도를 확인할 수 있는 기타 조건(온도,풍량,장입밀도 등)을 기준 부압치로 대체하여 활용할 수 있다.

상술된 내용을 요약하면 다음과 같다.

소결기(11) 윈드박스(13)에서 측정된 측정부압치와 기준부압치를 비교한 비교치에 따라서 편석조절장치(16)를 작동하여 편석조절판(17)을 상하 이동시키고, 수직편석량을 반복 조절함으로써, 최적의 조업부압에 맞게 조절 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 종래에는 조업중 배합원료 입도변동, 층후변동, 조업지수변화 시 슬리트바 백플레이트가 고정되어 있어 적정한 편석유도가 불가능 하였으나, 본 발명에서는 배합원료 입도변동, 층후변동시 편석조절판을 상하 조정하여 최적의 조업부압에 근접되게 하는 편석유도가 가능하여 생산성, 품질향상에 효과가 있다.

또한, 종래에는 과잉편석 발생시 품질저하에 따른 생산성 감소가 동반되었는데 본 발명에서는 편석조절판을 상하 조정하여 최적의 조업부압에 근접되게 하는 편석유도가 가능하여 생산성은 안정적으로, 품질은 향상시키는 효과가 있다.

그리고, 종래에는 배합원료 입도변동, 층후변동, 과잉편석 발생시 여러가지 조업액션을 취하여 원가를 상승시키는 요인이 되었는데 본 발명에서는 편석조절판을 상하 조정하여 최적의 조업부압에 근접되게 하는 편석유도가 가능하여 조업액션이 불필요하게 되어 원가절감의 효과가 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 (4)

1. 층후검출봉과, 부압계를 갖는 소결기의 소결대차에 장입되는 배합원료의 편석을 유도하기 위한 장치에 있어서,

   상기 소결대차 상부에 위치하고 드럼피더로부터 낙하되는 배합원료의 편석을 유도할 수 있도록 배사판과 소정간격으로 이격된 복수개의 슬리트바를 갖고,

   상기 슬리트바 사이를 통과하는 배합원료가 직접 낙하되도록 상기 슬리트바 하부에 위치하는 편석조절판과, 상기 슬리트바의 설치방향을 따라서 상기 편석조절판을 이동시키기 위한 구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배합원료 편석유도장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 층후검출봉은 상기 소결대차의 진행방향에서 상기 편석조절판의 후방에 위치하는 것을 특징으로 하는 배합원료 편석유도장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 편석조절판은 상기 소결대차에 장입된 배합원료에 대한 상기 부압계의 실측부압이 기준부압보다 높으면 상기 슬리트바의 설치방향을 따라 상향으로 이동되어 배합원료의 편석량을 증가시키고 상기 부압계의 실측부압이 상기 기준부압보다 낮으면 상기 슬리트바의 설치방향을 따라 하향으로 이동되어 배합원료의 편석량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 배합원료 편석유도장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 편석조절장치는 구동모터의 회전에 의하여 회전하는 외접기어과, 상기 편석조절판의 배면에 설치되고 상기 외접기어가 맞물림되는 랙을 포함하는 것을 특징으호 하는 배합원료 편석유도장치.