KR20020053507A - 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드럼믹서 내에서 위치한 소결광 제조용 배합원료량에 따라 최적의 형태로 입자간 응집을 이룰 수 있게 적정량의 워터를 자동으로 조절하여 미세분무할 수 있도록 하는 워터첨가장치에 의해, 소결광 제조를 위한 소결 작업시 소결광 제조용 배합원료층간에 일정한 통기성을 확보할 수 있도록 하여 균질한 품질의 소결광을 제조할 수 있도록 한 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치에 관한 것이다.

특히, 1,2차 드럼믹서 내에 위치한 소결광 제조용 배합원료에 워터를 첨가시켜 일정형태의 입자간 응집을 이룰 수 있도록 하는 살수장치에 있어서,

1,2차 드럼믹서(1),(3) 내에 삽입 설치되어 있되, 삽입 설치되어 있는 부위의 하단에 일정각도로 회동을 취할 수 있는 수개의 회동노즐(4)이 구비되어 있고, 1,2차 드럼믹서(1),(3)의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 배관내의 압력을 감지하는 압력계(5)와, 공급되는 워터량을 측정하는 유량발신기(6)와, 공급되는 워터량을 조절하는 유량조절변(7)과, 워터의 공급과 중단을 관할하는 워터솔레노이드밸브(8)와, 일정압력의 워터를 공급토록 하는 워터펌프(9)가 순서대로 연결 설치되어 있는 워터공급관(10)과; 상기 워터공급관(10)의 내측에 삽입 설치되어 있되, 하단에는 워터공급관(10)의 회동노즐(4)에 에어를 공급토록 하는 수개의 에어분사노즐(11)이 구비되어 있고, 1,2차 드럼믹서(1),(3)의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 공급되는 에어량을 측정하는 에어발신기(12)와, 공급되는 에어량을 조절하는 에어조절변(13)과, 에어의 공급과 중단을 관할하는 에어솔레노이드밸브(14)와, 일정압력의 에어를 공급토록 하는 에어탱크(15)가 순서대로 연결 설치되어 있는 에어공급관(16)과; 상기 유량 및 에어발신기(6),(12)와 압력계(5)에서 측정된 신호를 전달받아 기설정된 배관내의 압력 수치를 유지하게 상기 유량 및 에어조절변(7),(13)의 개도상태를 제어할 수 있도록 하는 계장제어기(17)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치{GRANULATION WATER SPRAYING EQUIPMENT OF A BLENDING MATERIAL FOR SINTERING MACHING}

본 발명은 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드럼믹서 내에서 위치한 소결광 제조용 배합원료량에 따라 최적의 형태로 입자간 응집을 이룰 수 있게 적정량의 워터를 자동으로 조절하여 미세분무할 수 있도록 하는 워터첨가장치에 의해, 소결광 제조를 위한 소결 작업시 소결광 제조용 배합원료층간에 일정한 통기성을 확보할 수 있도록 하여 균질한 품질의 소결광을 제조할 수 있도록 한 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치에 관한 것이다.

일반적으로 소결광 제조용 배합원료는 여러종류의 분철광석을 혼합시킨 브렌딩광석과 부원료(석회석,규사,사문암,생석회), 그리고 고체연료인 분코크스와 무연탄으로 이루어져 있다.

이와 같은 소결광 제조용 배합원료는 통상적으로 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 정량절출기에서 절출되어 1차 드럼믹서(1)에 넣고 천동시킴과 동시에 워터를 살수하여 일정형태의 조립으로 형성한 후 도 4에서 도시된 바와 같이 조립(造粒 : +1mm이하의 미분을 수분에 의하여 부착되는 현상)을 2차 드럼믹서(3)에서 강화함으로써 소결층내에서 통기성을 확보할 수 있게 제작하고 있다.

상기 소결광 제조에 사용되는 원료 중에는 보통 입도 0.5mm 이하의 미분이 20% 이상 포함되어 있다.

그러므로, 상기 미분(-1mm 이하)의 원료가 조립화되어 있지 않으면 베드 내에서 공극을 감소시켜 통기성을 극히 저하시킴과 동시에 소결광의 생산성과 품질성을 저해함으로 소결공정을 행하기 전에 상술한 바와 같이 배합원료에 최적의 수분량을 정하여 수분 제어를 행하는 살수과정은 매우 중요하다 할 수 있다.

이처럼 베드내 통기성 개선을 위한 수분의 살수를 이루기 위해서는 최적의 첨가비를 이루어야 한다.

즉, 상기 배합원료에 첨가하는 최적수분은 배합원료에 최대의 통기성을 주는 수분으로 최대 팽윤수분(최대팽윤수분은 수분과 부피비중의 관계에서 부피비중을 만들어주는 수분 % 로써 원료의 흡수성에 따라 좌우되며 입도별로는 입도가 작은 것이 양호하며 1mm 이상의 것은 거의 팽윤되지 않음)과 관련이 있다.

또한, 광석의 친수성에 따라서도 영향이 있어 친수성(젖음성)이 적으면 입자 표면에서 조립이 진행되지 않으며 또한 광석의 친수성이 극단적으로 좋으면 광석 표면의 과잉수분이 조립입자 사이의 공격을 메워서 충전층을 통과하는 공기의 흐름을 오히려 방해하므로 통기성의 저하를 유발한다.

따라서 원료 조립으로 첨가되는 수분이 바인더로 작용할 수 있도록 하는 것이 통기성을 확보하는데 중요한 공정이라 할수 있다.

그러므로 이와 관련된 여러가지 기술이 현재까지 개발되고 있으며 예를들어조립도를 개선하기 위한 사전처리 방법으로는 특허출원번호 1987-15118에서와 같이 결합체로써 생석회를 첨가하여 의사 입자를 촉진시키는 방법과, 반광을 예열하여 부착입자를 증가시키는 방법 그리고 그밖에 온수 첨가법이나 사전원료의 살수법 그리고 조립기에서의 입자 정체 영역을 파괴하여 조립을 강화시키는 고속교반기 사용법 등이 전해지고 있다.

또한, 특허출원번호 1991-24579에서는 최적 조립 수분량 결정 방법이 있으나 이것은 산식을 결정할 광석별 수분함유량 등 대상 인자의 채취시 대량생산 및 연속 제조 공정에서는 정하기 어렵고, 매 파일(PILE)마다 동일한 원료를 사용치 않는 현 조업 특성상 최적의 수분을 조업중 도출 하는데 실용 가능성이 없는 문제점이 있었다.

그리고, 특개평 10-17946에서는 수분의 제어 정도의 향상을 위해 2차믹서에서 배출된 배합원료의 적외선 수분계를 이용하여 배합원료의 수분을 측정하여 요구하는 목표 수분을 증감 제어하는 방법이 제시되어 있으나 이는 배합 원료량에 따른 뚜렷한 수분첨가 방법에 대해서는 찾아볼 수 없는 문제가 있었다.

또한, 배합원료의 조립성을 향샹시키기 위한 현재의 워터첨가 장치는 원료량에 따라 비율살수를 행하는 제어를 효과적으로 이루지 못해 도 6에 도시된 바와 같이 살수량 많을 때에는 일시에 많은 워터가 노즐을 통해 공급되어 과잉수분을 함유한 원료로 인해 조립성을 도리어 악화시키는 문제를 빈번히 발생시키는 문제가 있었고, 살수량이 적을 때에는 전체적인 원료에 살수를 고루 이루지 못해 조립을 효과적으로 이루지 못하여 다량의 미분을 잔류한 상태에서 소결기 베드내로 장입되어소결광의 생산성과 품질성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 개선하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 드럼믹서 내에서 위치한 소결광 제조용 배합원료량에 따라 최적의 형태로 입자간 응집을 이룰 수 있게 적정량의 워터를 자동으로 조절하여 미세분무할 수 있도록 하는 워터첨가장치에 의해, 소결광 제조를 위한 소결 작업시 소결광 제조용 배합원료층간에 일정한 통기성을 확보할 수 있도록 하여 균질한 품질의 소결광을 제조할 수 있도록 한 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적은 1,2차 드럼믹서 내에 위치한 소결광 제조용 배합원료에 워터를 첨가시켜 일정형태의 입자간 응집을 이룰 수 있도록 하는 살수장치에 있어서,

1,2차 드럼믹서 내에 삽입 설치되어 있되, 삽입 설치되어 있는 부위의 하단에 일정각도로 회동을 취할 수 있는 수개의 회동노즐이 구비되어 있고, 1,2차 드럼믹서의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 배관내의 압력을 감지하는 압력계와, 공급되는 워터량을 측정하는 유량발신기와, 공급되는 워터량을 조절하는 유량조절변과, 워터의 공급과 중단을 관할하는 워터솔레노이드밸브와, 일정압력의 워터를 공급토록 하는 워터펌프가 순서대로 연결 설치되어 있는 워터공급관과; 상기 워터공급관의 내측에 삽입 설치되어 있되, 하단에는 워터공급관의 회동노즐에 에어를 공급토록 하는 수개의 에어분사노즐이 구비되어 있고, 1,2차 드럼믹서의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 공급되는 에어량을 측정하는 에어발신기와, 공급되는 에어량을 조절하는 에어조절변과, 에어의 공급과 중단을 관할하는 에어솔레노이드밸브와, 일정압력의 에어를 공급토록 하는 에어탱크가 순서대로 연결 설치되어 있는 에어공급관과; 상기 유량 및 에어발신기와 압력계에서 측정된 신호를 전달받아 기설정된 배관내의 압력 수치를 유지하게 상기 유량 및 에어조절변의 개도상태를 제어할 수 있도록 하는 계장제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도1은 본 발명에 따른 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치의 구성 상태를 도시한 시스템도,

도 2는 본 발명에 따른 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치의 요부 구성 상태를 도시한 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치의 동작 상태를 도시한 순서도,

도 4는 일반적인 소결광 제조공정을 나타낸 개략도,

도 5는 소결 배합원료의 조립단계를 나타낸 예시도,

도 6a, 도 6b는 종래의 살수장치에 의한 분사상태를 나타낸 예시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 :1차 드럼믹서 3 :2차 드럼믹서

4 :회동노즐 5 :압력계

6 :유량발신기 7 :유량조절변

8 :워터솔레노이드밸브(WATER SOLENOID VALVE)

9 :워터펌프(WATER PUMP) 10 :워터공급관

11 :에어분사노즐 12 :에어발신기

13 :에어조절변 14 :에어솔레노이드밸브

15 :에어탱크 16 :에어공급관

17 :계장제어기

이하, 첨부도면과 표를 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치의 구성 상태를 도시한 시스템도이고, 도 2는 본 발명에 따른 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치의 요부 구성 상태를 도시한 정면도이다.

도시된 바와 같이 1,2차 드럼믹서(1),(3) 내에 삽입 설치되어 있되, 삽입 설치되어 있는 부위의 하단에 일정각도로 회동을 취할 수 있는 수개의 회동노즐(4)이 구비되어 있고, 1,2차 드럼믹서(1),(3)의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 배관내의 압력을 감지하는 압력계(5)와, 공급되는 워터량을 측정하는 유량발신기(6)와, 공급되는 워터량을 조절하는 유량조절변(7)과, 워터의 공급과 중단을 관할하는 워터솔레노이드밸브(8)와, 일정압력의 워터를 공급토록 하는 워터펌프(9)가 순서대로 연결 설치되어 있는 워터공급관(10)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 워터공급관(10)의 내측에는 하단에 워터공급관(10)의 회동노즐(4)에 에어를 공급토록 하는 수개의 에어분사노즐(11)이 구비되어 있고, 1,2차드럼믹서(1),(3)의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 공급되는 에어량을 측정하는 에어발신기(12)와, 공급되는 에어량을 조절하는 에어조절변(13)과, 에어의 공급과 중단을 관할하는 에어솔레노이드밸브(14)와, 일정압력의 에어를 공급토록 하는 에어탱크(15)가 순서대로 연결 설치되어 있는 에어공급관(16)이 삽입 설치되어 있다.

또한, 상기 워터공급관(10)과 에어공급관(16)에는 유량 및 에어발신기(6),(12)와 압력계(5)에서 측정된 신호를 전달받아 기설정된 배관내의 압력 수치를 유지하게 상기 유량 및 에어조절변(7),(13)의 개도상태를 제어할 수 있도록 하는 계장제어기(17)가 연결 구성되어 있다.

이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 동작과 그에 따른 작용을 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치의 동작 상태를 도시한 순서도이다.

이는 종래의 배합원료 절출량을 지시하는 제어값을 이용하여 운전자가 설정한 목표수분값을 기설정시킨 후 가동을 실시하게 되면 소결기 생산량에 따라 변동되는 배합원료의 절출량에 의해 공급되는 유량과 에어량은 유량과 에어조절변(7),(13)의 개도에 의해 제어되게 된다.

즉, 가동시 유량과 에어량은 유량과 에어발신기(6),(12) 및 압력계(5)에 의해 측정되어 계장제어기(17)로 전달되게 된다.

이렇게, 계장제어기(17)에 전달된 유량과 에어량 측정신호는 계장제어기(17)에 의해 기설정된 기준치의 목표수분값과 비교되게 된다.

이때, 기준치의 목표수분값 보다 워터공급관(10) 내의 압력이 크다고 판단되어질 경우에는 에어조절변(13)의 개도를 자동으로 CLOSE 조절하여 보다 많은 양의 워터가 살수되도록 한다.

또한, 기준치의 목표수분값 보다 워터공급관(10) 내의 압력이 적다고 판단되어질 경우에는 에어조절변(13)의 개도를 자동으로 OPEN 조절하여 보다 많은 양의 에어를 동반한 워터가 살수되도록 한다.

이와 같이 작동을 취하는 본 발명은 살수과정에서 워터공급관(10) 내의 압력 수치가 어느 한계치 이하에서는 워터의 압력이 형성되지 못해 조립을 필요로 하는 부위에 분사가 이루어지지 못하고 노즐 하부로 워터가 흘러 내리게 되는 문제를 미연에 방지할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

반면에 어느 한계치 이상에서는 다량의 워터가 한꺼번에 분사되어 과잉수분을 일으키는 문제 현상을 미연에 방지할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 됨으로 워터의 양에 상관없이 조립시 필요로 하는 영역내 워터의 분사가 가능하므로 소결 조업에서 필요로 하는 배합원료 입자를 제조할 수 있도록 하는 작용을 이룰 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용된 분철광석과 부원료인 석회석,규사,사문암,생석회와 코크스 및 반광의 배합비를 아래 표1에 나타내었다.

(표1) 본발명에 사용된 배합원료 구성비

구분	B.O	LS	SL	SE	BLM	COKE	RF	평균입도	비고
배합비(%)	86.51	10.52	0.37	0.88	1.72	3.62	19.2	2.48

따라서 상기 (표1)의 배합원료를 목표 수분 6.6%로 설정하고, 생산량을 일정하게 조정한 상태에서 상기 1,2차 드럼믹서(1),(3)에 장입되는 배합 원료량을 600T/H, 수분첨가비를 1차 드럼믹서(1)에서 2.3%, 2차 드럼믹서(3)에서 0.8%로 각각 설정한 상태에서 에어의 분사량을 가변시켜 배관내 분사압의 변화에 따른 배합원료의 혼합성 및 조립성을 상기 2차 드럼믹서(3)에서 배출되자마자 하부 벨트컨베어에서 매 10분 간격으로 3회 정지시켜 5포인트로 3∼4 Kg의 시료를 채취하였다.

이때 상기 시료의 혼합성은 건조기에서 1시간 동안 원료를 건조시켜 표준편차를 구했으며, 또한 조립성은 시료 250g을 전동체에 넣고 15초 동안 입도별 체질하여 2회 평균값의 표준편차를 각각 구해 아래 (표2)에 나타내었다.

(표2)분사압의 변화에 따른 혼합성 및 조립성의 변화

상기 표2에 나타난 바와같이 워터의 분사압 6Kgf/㎠ 에서 가장 양호한 배합원료의 혼합성 및 조립성을 나타내었다.

또한 이때 상기 (표2)에 의해 조업한 결과를 아래 (표4)에 나타내었다.

그리고 상기 (표2)에 따른 시험 결과로 알 수 있듯이 종래의 배합원료 혼합성 및 조립성과 비교한 결과 표준편차가 0.052와 0.011로써 종래보다 각각 감소하여 개선되었음을 아래 (표3)에 의해 알 수 있다.

(표3) 종래기술과 본발명기술의 혼합성 및 조립성 비교

구분	종래기술	본발명기술	편차
혼합성	0.129	0.030	- 0.099
조립성	0.065	0.037	- 0.028

결과적으로 앞에서 표현한 바와 같은 개선결과에 따라 생산성 및 배풍량이 향상됨과 동시에 부압이 감소함을 아래 (표4)에 의해 알 수 있다.

(표4) 종래기술과 본발명기술의 생산성 및 조업지수 비교표

구분	종래기술	본발명기술	비고
생산성(T/D/m3)	32.7	33.4
배풍량(Nm3/min)	17254	17932
부압(mb)	185	177

이상에서 살펴 본 바와 같이 본 발명은 드럼믹서 내에서 위치한 소결광 제조용 배합원료량에 따라 최적의 형태로 입자간 응집을 이룰 수 있게 적정량의 워터를 자동으로 조절하여 미세분무할 수 있도록 하는 살수장치에 의해, 소결광 제조를 위한 소결 작업시 소결광 제조용 배합원료층간에 일정한 통기성을 확보할 수 있도록 하여 균질한 품질의 소결광을 제조할 수 있도록 함과 동시에 생산성 등의 향상을 도모할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1,2차 드럼믹서 내에 위치한 소결광 제조용 배합원료에 워터를 첨가시켜 일정형태의 입자간 응집을 이룰 수 있도록 하는 살수장치에 있어서,

1,2차 드럼믹서(1),(3) 내에 삽입 설치되어 있되, 삽입 설치되어 있는 부위의 하단에 일정각도로 회동을 취할 수 있는 수개의 회동노즐(4)이 구비되어 있고, 1,2차 드럼믹서(1),(3)의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 배관내의 압력을 감지하는 압력계(5)와, 공급되는 워터량을 측정하는 유량발신기(6)와, 공급되는 워터량을 조절하는 유량조절변(7)과, 워터의 공급과 중단을 관할하는 워터솔레노이드밸브(8)와, 일정압력의 워터를 공급토록 하는 워터펌프(9)가 순서대로 연결 설치되어 있는 워터공급관(10)과;

상기 워터공급관(10)의 내측에 삽입 설치되어 있되, 하단에는 워터공급관(10)의 회동노즐(4)에 에어를 공급토록 하는 수개의 에어분사노즐(11)이 구비되어 있고, 1,2차 드럼믹서(1),(3)의 외측에 위치하게 되는 관 부위에는 공급되는 에어량을 측정하는 에어발신기(12)와, 공급되는 에어량을 조절하는 에어조절변(13)과, 에어의 공급과 중단을 관할하는 에어솔레노이드밸브(14)와, 일정압력의 에어를 공급토록 하는 에어탱크(15)가 순서대로 연결 설치되어 있는 에어공급관(16)과;

상기 유량 및 에어발신기(6),(12)와 압력계(5)에서 측정된 신호를 전달받아 기설정된 배관내의 압력 수치를 유지하게 상기 유량 및 에어조절변(7),(13)의 개도상태를 제어할 수 있도록 하는 계장제어기(17)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 소결기용 배합원료의 조립을 위한 살수장치.