KR20040017540A - 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법 - Google Patents

소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소결광 제조시 소결베드의 표층부에 융액형성을 촉진하는 분코크스를 공급하여 소성 열량 및 융액 생성량을 증가시킴으로써 소결광 강도 및 회수율을 향상 시키는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 분코크스를 이송할 수 있는 코크스 이송수단(40)과,상기 코크스 이송수단(40)의 피더(61)에 연결된 코크스 투입관(62)과 결합되어 코크스를 공급시키는 스크루 피더본체(63)와, 상기 스크루 피더 본체(63) 내부에 삽입되어 회전하는 양방향 스크루(64)와, 상기 양방향 스크루(54)의 일측에 설치된 구동모터(66)와, 상기 스크루 피더본체(63)의 양측에 설치된 이동 실린더(67)로 이루어진 분체공급수단(67)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 제공한다.
이러한, 본 발명은 소결원료 충진층의 표층부에 융액형성을 촉진할 수 있는 소결용 분코크스 일정량을 공급하여 소결원료 표층부의 소성열량 및 융액생성량을 증가시킴으로써 취약한 표층부 소결광의 결합강도 및 회수율을 향상시키는데 탁월한 효과가 있다.

Description

소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD WITH MEANS FOR PUTTING COKES IN THE OUTER LAYER OF SINTERING MATERIAL}
본 발명은 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소결광 제조시 소결베드의 표층부에 융액형성을 촉진하는 분코크스를 공급하여 소성 열량 및 융액 생성량을 증가시킴으로써 소결광 강도 및 회수율을 향상 시키는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 드와이트 로이드식 소결공정은 분철광석, 부원료 및 분코크스 등을 혼합하는 드럼믹서(2)와, 상기 드럼믹스(2)의 하부에 연결되어 소결물을 저장하는 호퍼(3)와, 이에 부착되어 소결물을 공급하는 드럼피더(4)와, 이의 일측에 위치하여 소결베드 표면을 점화시키는 점화로(5)와, 상기 드럼 피더(4)의 하부에 위치하여 소결광을 생성하는 소결기(6)와. 상기 소결기(6)의 하부에 위치하여 소결광을 분쇄하는 파쇄기(7)로 이루어진다.
상기와 같이 구성된 소결공정에서 소결물은 드럼믹서(2)에서 혼합 및 조습이 되어 소결기(6) 대차상에 일정한 높이로 쌓이게 된다.
상기 점화로(5)에 의해 표면 점화가 된 후에 하방으로 공기가 강제흡인되면서 소성배합원료의 소성이 진행되어 소결광이 제조된다.
소결이 완료되면 소결광은 배광부의 파쇄기(7)를 거쳐 냉각기에서 냉각된 후에 고로내 장입 및 반응이 용이한 입도로 분급되어 고로로 이송된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 소결공정에 의해 소결광을 제조할 때에 소결베드에 쌓인 원료 충진층의 표면으로부터 100mm까지인 표층부에는 소결원료 충진층의 상부로 부터 실온의 공기가 흡입되므로 슬래그 성분의 용융화에 필요한 높은 온도까지 광석류가 가열되기 전에 소결원료중 코크스의 연소가 종료되기 때문에, 소성과정중 소성온도 저하, 융액생성량 부족 및 원료 충진밀도 저하등의 문제가 발생하여 하층부보다 취약한 소결광 생성 및 소결광 회수율이 저하되는 문제점이 발생되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 소결광 제조시 소결베드의 원료 충진층내에 융액형성을 촉진할 수 있는 소결용 분코크스 등의 고체연료를원료 층전층 표층부에 공급하여 표층부의 소성열량 및 융액생성량을 증가 시킴으로써 소결광 강도 및 회수율을 향상시키는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래에 소결광을 제조하는 방법 및 장치를 도시한 개념도;
도 2는 본 발명에 따른 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치의 작동에 의한 분코크스의 운송 상태를 도시한 개념도;
도 3은 본 발명에 따른 코크스 주입지관이 부착된 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치가 소결광에 장입되어 작동되는 상태도;
도 4는 본 발명인 코크스 주입지관이 부착된 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 상세하게 도시한 사시도;
도 5는 본 발명인 코크스 주입부가 부착된 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치가 작동되는 상태도;
도 6은 본 발명인 코크스 주입부가 부착된 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 상세하게 도시한 사시도;
도 7은 분체공급장치를 구성하는 스크루 피더 본체를 도시한 사시도;
도 8은 분체공급장치를 구성하는 스크루 피더 본체의 상부에 장착된 조절계를 도시한 측면도;
♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
3:호퍼 41:코크스빈
61:코크스 피더 63:스크루 피더 본체
64:스크루 65a:코크스 주입지관
65b:코크스 주입관 66:구동모터
67:이동실린더 72:조절계
상기의 목적을 이루기 위해서, 본 발명은 분코크스를 저장할 수 있는 코크스빈과, 상기 코크스빈의 일측에 설치되어 분코크스 배출구를 개폐하는 에어 실린더와, 상기 배출구의 하부에 설치되어 분코크스를 분급하는 스크린과, 상기 스크린과 연결되어 분코크스를 운반하는 1차 저장호퍼와, 이의 하부에 설치되어 분코크스를 이송하는 이송용기와, 상기 이송용기와 연결된 압송관을 통해 이송되는 분코크스를 저장하는 2차 저장호퍼와, 이에 연결되어 분코크스를 공급하는 피더로 이루어지는 코크스 이송수단과, 상기 코크스 이송수단의 피더에 연결된 코크스 투입관과 결합되어 분코크스를 공급시키는 스크루 피더 본체와, 상기 스크루 피더 본체 내부에 삽입되어 회전하는 양방향 스크루와, 상기 양방향 스크루의 일측에 설치된 구동모터와, 상기 스크루 피더본체의 양측에 설치된 이동 실린더로 이루어진 분체공급수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 제공한다.
또한, 상기 스크루 피더 본체는 이의 상부면에 위치한 다수개의 코크스 투입구를 개폐할 수 있는 게이트와, 상기 게이트를 조정할 수 있는 조절계를 포함하는 구성을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 제공한다.
또한, 상기 스크루 피더 본체 하부와 후면에는 각각 코크스를 주입시키는 코크스 주입지관과, 코크스를 평탄하게 하는 절단판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 제공한다.
또한, 상기 스크루 피더 본체 하부와 후면부에는 각각 코크스를 주입시키는 코크스 주입부와, 코크스를 평탄하게 하는 절단판으로 구성되고, 상기 스크루 피더 본체의 전면부는 다수의 코크스 투입구의 간격과 일치하게 소결광내부에 삽입되는 다수의 수직봉으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 제공한다.
또다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 분코크스 운송하는 코크스 이송수단과, 이와 연결되어 분코크스를 공급하는 분체공급수단으로 이루어진 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 통해서 소결용 분코크스를 원료충전층의 표층부에 깊이 50~100mm 이 되도록 공급할 때에 장입원료 톤당 1.8~3.4kg의 분코크스를 공급함으로써 표층부의 소결광의 결합강도 및 회수율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가방법을 마련한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치는 크게 코크스를 채취하여 이송하는 코크스 이송수단(40)과, 이에 부착되어 이송된 코크스를 소결원료 표층부에 공급하는 분체공급수단(67)으로 구성된다.
상기 코크스 이송수단(40)은 분코크스를 담을 수 있는 코크스빈(41)과, 이의 일측에 부착되어 분코크스 배출구(42a)를 개폐시키는 에어 실린더(42b)로 구비된다.
상기 분코크스 배출구(42a)의 하부에는 3mm이하의 분코크스를 절출하기 위한 스크린(43)이 설치되고, 이의 하부에는 절출된 분코크스를 운반하는 컨베이어 벨트(46)가 구비된다.
또한, 상기 컨베이어 벨트(46)에는 분코크스를 저장하여 이송시키기 위한 1차 저장호퍼(47a)가 연결되고, 이의 하측에는 분코크스를 담아두는 이송용기(48)가 부착된다.
상기 이송용기(48) 일측에는 분코크스를 고압의 공기에 의해 이송시키는 압축기(49)가 설치되어 있고, 상기 이송용기(48) 하부에는 분코크스가 운송되는 압축관(51)이 구비된다.
상기 압축관(51)의 끝에는 운송된 분코크스를 저장하는 2차 저장호퍼(47b)가 설치되고, 이의 하부에는 상기 분코크스를 공급하는 코크스 피더(61)가 구비된다.
한편, 분체공급수단(67)은 상기 코크스 피더(61)와 연결된 코크스 투입관(62)에 체결되어 분코크스를 소결원료 표층부에 공급하는 스크루 피더 본체(63)로 구비된다.
상기 스크루 피더 본체(63) 내부에는 소결기 양폭방향으로 균일하게 분코크스를 공급할 수 있고, 회전수에 의해 분코크스의 공급량을 조절할 수 있는 스크류(64)가 설치된다.
상기 스크루(63)의 일측에는 ,도 3과 도4에 도시된 바와 같이, 이를 회전시키는 구동모터(66)가 설치되고, 상기 스크루 피더 본체(63)의 양측에는 상기 스크루 피더 본체(63)를 상하로 이동시켜 소결 원료층 표층부(10)내 분코크스 투입깊이를 조정가능케 하는 이동 실린더(67)가 구비된다.
또한, 상기 스크루 피더 본체(63) 하부는 소결 원료층 표층부(10)에 삽입하되어 밭고랑을 만들면서 분코크스를 공급하는 코크스 주입지관(65a)으로 구비되고, 상기 스크루 피더 본체(63)의 후면에는 분코크스가 투입된 상기 소결 원료층 표층부(10)를 일정한 높이로 만들어 주는 절단판(11)이 설치된다.
도 5와 도6에 도시된 바와 같이, 또다른 형태로 구성된 상기 스크루 피더 본체(63)의 하부에는 소결 원료층 표층부(10)위에 코크스를 공급하는 코크스 주입부(65b)와, 상기 스크루 피더 본체(63)의 전면에는 상기 코크스 주입지관(65a)의 막힘현상을 해소하기 위해 각각의 코크스 투입구(71)의 간격과 일치되게 상기 소결 원료층 표층부(10)에 삽입되어 밭고랑을 만드는 수직봉(21)이 설치된다.
한편, 도 7과 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 스크루 피더 본체(63)에는 중심을 기준으로 양쪽 끝으로 갈수록 계단형으로 이루어져 양끝단은 하부를 향하게 됨으로써 스크루의 회전시 소결기 폭방향으로 일정하게 분코크스를 공급하도록 다수개의 코크스 투입구(74)가 구비된다.
상기 코크스 투입구(74)의 상부에는 분코크스의 공급을 차단하는 게이트(71)가 설치되고, 이의 일측에는 상기 게이트(71)를 조정하여 분코크스의 양을 조절하는 조절계(72)가 설치된다.
이하, 본 발명의 작용에 관하여 상세하게 설명한다.
상기의 구성이 포함된 도 2에 도시된 바와 같이, 코크스빈(41)에 저장된 분코크스는 에어 실린더(42)의 개폐에 의해 분코크스 배출구(42a)를 통해 3mm이하의 분체만이 스크린(43)으로 운반된다.
상기 스크린(43)으로 운반된 분코크스는 분급되어 컨베이어 벨트(46)에 의해 1차 저장호퍼(47a)로 이송되고, 이에 연걸된 이송용기(48)에 저장된다.
상기 이송용기(48)에 저장된 분코크스는 압축기(49)에 의해 압송관(51)을 통하여 2차 저장호퍼(47b)로 운송되고, 이에 연결된 상기 코크스 피더(61)로 운송된 분코크스는 코크스 투입관(62)을 거쳐 상기 스크루 피더 본체(63)에 공급된다.
도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이동 실린더(67)에 의해 상기 스크루 피더 본체(63)가 상하로 이동하면서 코크스 주입지관(65a)의 깊이를 맞추게 된다.
상기 구동모터(66)에 의해 상기 스크루(64)가 회전하면서 도 7에 도시된 바와 같이, 분코크스가 각각의 코크스 투입구(74)를 통해 일정하게 소결원료 표층부에 공급되고, 이때 상기 조절계(72)에 의해 상기 게이트(71)가 코크스 투입구(74)를 개폐하면서 분코크스의 공급량을 조절한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
[실시예]
본 발명에 사용된 분코크스는 3mm이하의 정립된 분코크스를 사용하며, 소결원료 표층부내의 분코크스 첨가량은 소결기 대차의 장입원료 톤당 0~4.2kg으로 변화시켜 표층부 소결광의 품질을 조사하고, 소결원료 표층부의 소결광 채취는 전기식 햄머드릴을 사용하여 소결이 완료된 후 표면으로부터 100mm깊이 까지에서 크기 50mm이상이고 무게는 30kg인 소결광을 채취하고, 분코크스의 공급깊이를 50~100mm로한 것은 이 깊이에서 소결광 회수율이 가장 낮았고, 100mm이상에서는 회수율이 상당히 좋은 상태를 유지한다.
또한, 소결원료 표층부에 분코크스를 첨가한 후에 표층부 원료중에 탄소함량을 분석하고, 표층부내의 소결온도를 조사하기 위하여 소결 원료층 표면으로부터 60mm,100mm 되는 깊이에 열전대를 설치하여 최고 소성온도를 측정한다.
한편, 분코크스 첨가량의 변화에 따른 결과을 표 1에 나타냈고, 표 1에 나타난 바와 같이, 분코크스 첨가량이 0 에서 4.2kg/ton으로 증가함에 따라 표층부 장입원료중의 탄소함량이 증가와 더불어 소성온도도 증가하여 소결광의 회수율이 개선되고, 분코크스 첨가량이 3.4kg/ton의 조건에서 가장 양호한 결과를 나타내고, 분코크스 첨가량이 1.8kg이하와 3.4kg이상에서는 오히려 회수율이 오히려 감소하는 경향을 보인다.
이때, 소결원료 표층부의 소성온도는 본 발명의 실시 전 1128~1170℃에서 실시 후 1332~1340℃로 증가하며, 표층부 소결광의 회수율은 실시 전 67.5%에서 실시 후 78.5%로 현저히 개선된다.
따라서, 회수율의 증가는 소성열량의 증가에 따라 표층부내 융액생성량이 증가하고 원료입자간 결합강도가 증가하기 때문이다.
표 1. 소결원료 표층부내의 분코크스 첨가량 변화시험 결과
구분 분코크스 첨가량(kg/ton-장입원료) 회수율(%) 소성온도(℃) 탄소함량
종래 - 67.5 1128 ~ 1170 4.9
본 발명 1.82.63.44.2 73.776.178.577.5 1227 ~ 12381215 ~ 13221332 ~ 13401295 ~ 1328 5.25.65.96.6
상기의 결과로부터 본 발명에서 분코크스 공급량을 3.4kg/ton으로 하였을때 소결광의 회수율이 가장 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법은 소결공정에 의해 소결광을 제조할 때에 소결베드에 쌓인 원료 충진층의 표층부에 융액형성을 촉진할 수 있는 소결용 분코크스 일정량을 공급하여 소결원료표층부의 소성열량 및 융액생성량을 증가시킴으로써 취약한 표층부 소결광의 결합강도 및 회수율을 향상시키는데 탁월한 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 분코크스가 저장된 코크스빈(41)의 일측에 설치되어 분코크스 배출구(42a)를 개폐하는 에어 실린더(42b)와, 상기 분코크스 배출구(42a)의 하부에 설치되어 분코크스를 분급하는 스크린(43)과, 상기 스크린(43)과 연결되어 분코크스를 운반하는 1차 저장호퍼(47a)와, 이의 하부에 설치되어 분코크스를 이송하는 이송용기(48)와, 상기 이송용기(48)와 연결된 압송관(51)을 통해 이송되는 분코크스를 저장하는 2차 저장호퍼(47b)와, 이에 연결되어 분코크스를 공급하는 피더(61)로 이루어지는 코크스 이송수단(40)과;
    상기 코크스 이송수단(40)의 피더(61)에 연결된 코크스 투입관(62)과 결합되어 분코크스를 공급시키는 스크루 피더 본체(63)와, 상기 스크루 피더 본체(63) 내부에 삽입되어 회전하는 양방향 스크루(64)와, 상기 양방향 스크루(54)의 일측에 설치된 구동모터(66)와, 상기 스크루 피더본체(63)의 양측에 설치된 이동 실린더(67)로 이루어진 분체공급수단(67)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크루 피더 본체(63)는 이의 상부면에 위치한 다수개의 코크스 투입구(74)를 개폐할 수 있는 게이트(71)와, 상기 게이트(71)를 조정할 수 있는 조절계(72)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스크루 피더 본체(63) 하부와 후면에는 각각 코크스를 주입시키는 코크스 주입지관(65a)과, 코크스를 평탄하게 하는 절단판(11)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스크루 피더 본체(63) 하부와 후면부에는 각각 코크스를 주입시키는 코크스 주입부(65b)와, 코크스를 평탄하게 하는 절단판(11)으로 구성되고, 상기 스크루 피더 본체(63)의 전면부는 다수의 코크스 투입구(74)의 간격과 일치하게 소결광내부에 삽입되는 다수의 수직봉(21)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치.
  5. 분코크스를 운송하는 코크스 이송수단(40)과, 이와 연결되어 분코크스를 공급하는 분체공급수단(67)으로 이루어진 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치를 통해서 소결용 분코크스를 소결대차(70)위에 공급할때 원료충전층의 표층부 깊이가 50~100mm 되도록 형성하면서 장입원료 톤당 1.8~3.4kg이 되도록 공급하는 것을 특징으로 하는 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가방법.
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