KR20050000922A

KR20050000922A - 용융로의 슬래그 배출장치

Info

Publication number: KR20050000922A
Application number: KR1020030041520A
Authority: KR
Inventors: 함동수; 정석우; 유영돈; 윤용승
Original assignee: 고등기술연구원연구조합
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-06
Also published as: KR100536517B1

Abstract

본 발명은 용융로의 슬래그 배출장치에 관한 것이다.

본 발명은 용융로의 슬래그를 서서히 냉각시킴으로써, 기계적 강도가 높아진 고형화의 슬래그를 배출시키는 장치로서, 상측단을 통하여 폐기물이 투입되어 용융되는 용융로 몸체와, 상기 용융로 몸체의 일측으로 설치되어 복수개의 버너로 슬래그가 균질화되는 균질화로와, 상기 균질화로 하단의 배출구에 설치되어 적층되는 슬래그의 배출을 통제하는 배출수단과, 상기 배출수단의 하부에 위치하여 상기 균질화로에서 떨어지는 고온의 슬래그를 온도를 제어할 수 있는 몰드에서 서서히 냉각시키는 서냉배출수단과, 상기 배출수단 및 서냉배출수단을 제어하는 제어부를 포함한다. 따라서 컨베이어를 따라 이송되는 몰드에서 고온의 용융 슬래그를 서서히 냉각시키게 됨으로써, 강도가 매우 좋아진 고형화의 슬래그를 다양한 용도의 건설자재로 활용이 가능한 효과가 있다. 또한, 슬래그 배출장치가 간소화되어 생산 설비가 절감되는 효과가 있다.

Description

용융로의 슬래그 배출장치{SLAG TRAP OF MELTING FURNACE}

본 발명은 용융로의 슬래그 배출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용융로에서 배출되어 고형화되는 슬래그를 서서히 냉각시킴으로써, 슬래그 강도가 증가되어 골재 등의 자원으로 재활용이 가능하도록 한 용융로의 슬래그 배출장치에 관한 것이다.

일반적으로 용융로는 고온에서 운전이 가능하도록 내부에 내화재가 시공되어 있으며, 용융로에 투입되는 폐기물은 내부의 고온 반응에 의하여 폐기물 성분중 유기물은 가스로 전환되고 무기물은 용융되면서 슬래그로 전환되어 운전중 계속해서 외부로의 배출이 이루어지는 것이다.

이처럼 슬래그를 배출시키기 위한 장치로는 대개 냉각수와의 접촉에 의하여 고형화된 슬래그를 배출하기 위하여 록호퍼(rock hopper)장치와 컨베이어 장치로 구성된다.

도 1a는 종래의 록호퍼 방식에 의한 용융로의 슬래그 급냉 배출장치를 도시한 것이고, 도 1b는 종래 컨베이어 방식에 의한 용융로 슬래그 급냉 배출장치를 도시한 것이다.

먼저 도 1a에 도시된 용융로(1)는 폐기물이 유입되어 용융되는 몸체(2)와, 몸체(2)의 일측으로 이어져 버너(3)에 의하여 고온의 슬래그가 균질화되는 균질화로(4)와, 균질화로(4)의 하단으로 용융 슬래그의 흐름을 유도하는 역할을 하는 슬래그 탭(slag tap:5)이 설치된다.

그리고 슬래그 탭(5)의 하단으로 급냉 배출장치를 이루는 슬래그와 록호퍼(7)가 설치된다.

슬래그는 록호퍼(7)의 냉각수 유입포트(8)를 통하여 유입되는 냉각수가 소정 높이로 채워져 있다.

슬래그는 슬래그 탭(5)에서 배출되는 슬래그를 냉각수에 직접 접촉시킴으로써, 급냉 시키게 된다. 록호퍼(7)의 양단에는 밸브(9)(10)가 설치된다.

슬래그의 배출은, 몸체(2)에 유입된 폐기물은 용융되어 균질화로(4)에서 균질화되고, 슬래그 탭(5)을 통하여 배출된다.

운전 중에는 록호퍼(7)의 상단 밸브가 열려있는 상태로서, 배출된 슬래그는 슬래그의 냉각수에 떨어지면서 급냉되어 고형화된다. 고형화 슬래그가 채워지면 상단의 밸브(9)가 닫히고, 하단의 밸브(10)가 열리면서 록호퍼(7) 내부의 소형화 슬래그를 냉각수와 함께 외부로 배출하게 된다.

그리고 도 1b에 도시된 컨베이어 방식은, 슬래그 탭(5)을 통과한 슬래그는 슬래그 유도챔버(11)로 유도되고 냉각수가 저장된 컨베이어(12)의 내부 바닥에 떨어져 고형화된 슬래그로 된다. 상기 슬래그를 컨베이어(12)에 부착된 스크래퍼 또는 버킷이 운전 중에 계속해서 움직이면서 배출시키게 된다.

그러나 이와 같이, 용융 슬래그를 냉각수와 접촉시키는 급냉 방식에서는, 고온의 용융 슬래그가 냉각수와의 접촉시 발생하는 급격한 온도저하 및 수증기 발생에 의하여 고형화된 슬래그가 작은 입자로 부서지면서 강도가 떨어져 골재나 건설자재로 사용하는데 있어서 그 활용도가 상당히 제한적이다. 또한, 이러한 급냉 방식에 의하여 고형화된 슬래그의 기계적 강도를 높여 자재로서 재활용하기 위해서는 분쇄나 재가열 등을 위한 설비가 필요하므로 비용이 추가적으로 소요되는 문제점이 있었다.

그리고, 냉각수를 사용하는 급냉 방식의 경우 용융로(1)의 운전중 계속해서 외부로 배출되는 냉각수만큼의 새로운 냉각수가 슬래그에 지속적으로 보충되어야 하며, 외부로 배출되는 냉각수에 대한 처리설비가 추가로 필요하므로 장치가 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컨베이어를 따라 이송되는 몰드에서 고온의 용융 슬래그를 서서히 냉각시키게 됨으로써, 강도가 매우 좋아진 고형화의 슬래그가 다양한 용도의 건설자재로 재활용이 가능하도록 한 용융로의 슬래그 배출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 다른 목적으로 냉각수를 사용하는 급냉 방식이 아니므로 기존의 설비에서 사용되는 냉각수 공급장치와 배출되는 냉각수 처리설비가 불필요하여 배출장치가 간소화된 용융로의 슬래그 배출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용융로의 슬래그를 서서히 냉각시킴으로써, 기계적 강도가 높아진 고형화의 슬래그를 배출시키는 장치로서, 상측단을 통하여 폐기물이 투입되어 용융되는 용융로 몸체와, 상기 용융로 몸체의 일측으로 설치되어 복수개의 버너로 슬래그가 균질화되는 균질화로와, 상기 균질화로하단의 배출구에 설치되어 적층되는 슬래그의 배출을 통제하는 배출수단과, 상기 배출수단의 하부에 위치하여 상기 균질화로에서 떨어지는 고온의 슬래그를 온도를 제어할 수 있는 몰드에서 서서히 냉각시키는 서냉배출수단과, 상기 배출수단 및 서냉배출수단을 제어하는 제어부를 포함하는 용융로의 슬래그 배출장치를 제공한다.

도 1a는 종래의 록호퍼 방식에 의한 용융로의 슬래그 급냉 배출장치를 도시한 것이고,

도 1b는 종래 컨베이어 방식에 의한 용융로 슬래그 급냉 배출장치를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명에 따른 용융로의 슬래그 배출부분의 구성도이고,

도 3은 본 발명에 따른 용융 슬래그의 배출장치를 도시한 것이고,

도 4는 본 발명에 따른 용융로의 슬래그 배출장치의 사용 상태도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

20 : 용융로 30 : 배출수단

31 : 가이드통로 32 : 게이트밸브

34 : 연결축 36 : 구동모터

40 : 서냉배출수단 42 : 컨베이어

44 : 몰드 45 : 발열체

46 : 감지센서 48 : 몰드레벨센서

50 : 제어부

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 용융로의 슬래그 배출부분의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 용융 슬래그의 배출장치를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 용융로의 슬래그 배출장치의 사용 상태도이다.

본 발명에 따른 용융로의 슬래그 배출장치는 각종 폐기물를 용융시켜 슬래그로 처리하는데 있어서, 서서히 슬래그를 냉각시킴으로서 고형화된 슬래그가 건설자재로 사용이 가능하도록 하는데 그 특징이 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 용융로(20)는 크게 용융 슬래그를 배출하기 위한 용융로 몸체(22)와 균질화로(24) 및 배출수단(30)과, 용융 슬래그를 서서히 냉각시켜 배출하는 서냉배출수단(40)으로 구성된다.

여기서 용융로 몸체(22)는 상측단을 통하여 폐기물이 투입되어 용융되는 곳이며, 용융로 몸체(22)의 일측으로 복수개의 버너(25)로 하여 용융된 슬래그가 균질화되는 균질화로(24)가 설치된다.

그리고 균질화로(24)의 하단에 수직한 배출구(26)가 형성되고, 배출구(26)주면에 적층되는 슬래그의 배출을 통제하는 배출수단(30)이 설치된다.

배출수단(30)은, 배출구(26)의 입구측에 수평하게 연통하는 가이드통로(31)가 형성되고, 가이드통로(31)를 따라 개폐 이동하는 게이트밸브(32)가 설치된다. 게이트밸브(32)의 일측으로는 연결축(34)이 설치되고, 그 연결축(34)의 일단에는 연결축(34)을 전, 후진시키는 구동모터(36)가 설치된다.

그리고 균질화로(24)의 내부에 슬래그 레벨센서(29)가 설치되어 적층되는 용융 슬래그의 최대 수위를 감지하게 된다.

그리고 배출구의 하측에 복수개의 응고방지용 버너(27)가 설치되어, 상기 게이트밸브(32) 주변의 온도를 계속해서 고온으로 유지하게 된다.

또한, 게이트밸브(32)가 개방되어 흘러내리는 슬래그가 상기 응고방지용 버너(27)에 달라붙지 않도록 배출구(26)의 입구측 하단에 슬래그 흐름유도턱(28)이 돌출 설치된다.

도 3에 도시된 서냉배출수단(40)은 컨베이어(42)와, 컨베이어(42) 상에 소정 간격으로 이격되는 몰드(44)가 설치된다. 몰드(44)는 사각의 형태로 상측이 개방되며, 흑연재로 제작되는 것이 바람직하다.

그리고 운전 중에 몰드(44)의 온도를 대략 900℃로 유지시키기 위하여 전기적으로 발열되는 발열체(45)가 몰드(44) 내부에 복수개 설치된다.

그리고 컨베이어(42)를 따라 이동하는 몰드(44)가 배출구(26)의 하부에 위치하였을 경우 그 위치를 감지하여 정지시키는 감지센서(46)가 몰드(44)의 전면상에 설치된다.

또한, 배출구(26)의 하단에 몰드(44) 내부에 채워지는 슬래그의 양을 감지하는 몰드레벨센서(48)가 설치된다.

상기 배출수단(30) 및 서냉배출수단(40)을 제어하는 제어부(50)가 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 용융로의 슬래그 서냉 배출장치의 작용은 다음과 같다.

본 발명에 따라 도 4를 참조하면, 초기에 균질화로(24)의 게이트밸브(32)가 닫힌 상태에서 폐기물이 용융로 몸체(22)로 투입되어 용융되고, 균질화로(24)에서 버너(25)로 인한 고온의 영역에서 용융 슬래그가 균질화되고, 균질화로(24)의 내부에 저장된다.

그리고 몰드(44)의 발열체(45)에 용융로(20)의 운전 시작과 동시에 전기를 공급하여 용융로 몸체(22)에 공급되는 폐기물이 용융되기 시작하는 시점에서는 대략 900℃를 유지하게 한다.

또한, 용융로(20)의 운전이 시작되면 배출구(26)의 응고방지용 버너(27)도 점화하여 배출구(26) 부군의 온도 저하로 인하여 슬래그가 고형화되는 것을 방지한다.

따라서 운전 초기에 대략 900℃로 가열된 몰드(44)는 컨베이어(42)의 이동에 의하여 배출구(26)의 하부에 위치하게 되고 컨베이어(42)가 정지하게 되는데, 몰드(44)의 정지 위치는 몰드(44)에 장착된 감지센서(46)에 의하여 감지되면 정지함으로써 정확한 위치에 정지하게 된다.

용융로(20)에서 공급되는 폐기물이 용융되어 균질화로(24)에서 균질화됨에따라 슬래그가 배출구(26) 부근으로 이동하여 용융풀을 형성하고, 이를 슬래그 레벨센서(29)가 감지하게 된다.

슬래그 레벨센서(29)에 의하여 용융 슬래그가 적정량 쌓이게 되면, 제어부(50)에서 구동모터(36)에 신호를 보내 구동시키고, 구동된 구동모터(36)는 연결축(34)에 연결된 게이트밸브(32)가 가이드통로(31)를 따라 이동하여 배출구(26)를 개방시키게 된다.

게이트밸브(32)의 개방에 따라 고온의 용융 슬래그가 하방의 몰드(44)로 떨어지게 된다.

용융 슬래그가 몰드(44) 내부에 일정량 채워지면 몰드레벨센서(48)가 감지하여 제어부(50)에 신호를 보내고, 제어부(50)는 구동모터(36)를 통하여 게이트밸브(32)가 닫히면서 슬래그의 배출이 차단된다.

이 때, 균질화로(24)의 내부에 채워진 슬래그의 배출시 슬래그와 함께 내부의 가스가 배출되는 것을 방지하기 위하여 몰드(44)에 채워지는 슬래그 양을 1/2 정도로 몰드레벨센서(48)에서 제한한다.

게이트밸브(32)가 닫히게 되면, 그 신호가 제어부(50)를 통하여 컨베이어(42)에 전달되고, 컨베이어(42)가 작동하면서 다음의 가열된 상태로 비어있는 몰드(44)가 배출구(26) 하부로 이동된다. 그리고 슬래그가 채워진 몰드(44)는 가열된 몰드(44) 내부에서 발열체(45)의 설정된 온도에 따라 제어되어 서서히 냉각된다.

그리고 다시 용융로(20) 내부의 슬래그가 채워져 슬래그 레벨센서(29)에서감지되면, 게이트밸브(32)가 열리면서 몰드(44)에 슬래그가 채워지는 과정이 반복적으로 진행된다.

이러한 과정이 반복되어 몰드(44)가 컨베이어(42)의 이동에 의하여 진행하다가 아래 방향으로 위치하게 되면 서서히 냉각된 고형화된 슬래그가 몰드(44)에서 낙하되면서 배출되고 몰드(44)는 다시 900℃까지의 승온 과정이 진행된다.

이와 같은 과정을 통해 생성된 고형화의 슬래그는 기계적 강도가 우수하여 골재나 건설자재로의 재활용이 가능하다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하 청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명인 용융로의 슬래그 배출장치는, 컨베이어를 따라 이송되는 몰드에서 고온의 용융 슬래그를 서서히 냉각시키게 됨으로써, 강도가 매우 좋아진 고형화의 슬래그를 다양한 용도의 건설자재로 활용이 가능한 효과가 있다.

또한, 슬래그 배출장치가 간소화되어 생산 설비가 절감되는 효과가 있다.

Claims

용융로의 슬래그를 서서히 냉각시킴으로써, 기계적 강도가 높아진 고형화의 슬래그를 배출시키는 장치로서,

상측단을 통하여 폐기물이 투입되어 용융되는 용융로 몸체와,

상기 용융로 몸체의 일측으로 설치되어 복수개의 버너로 슬래그가 균질화되는 균질화로와,

상기 균질화로 하단의 배출구에 설치되어 적층되는 슬래그의 배출을 통제하는 배출수단과,

상기 배출수단의 하부에 위치하여 상기 균질화로에서 떨어지는 고온의 슬래그를 대기중에서 서서히 냉각시키는 서냉배출수단과,

상기 배출수단 및 서냉배출수단을 제어하는 제어부

를 포함하는 용융로의 슬래그 배출장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배출수단은,

상기 배출구의 입구측에 가이드통로가 형성되고, 상기 가이드통로를 따라 개폐 이동하는 게이트밸브와,

상기 게이트밸브의 일측에 연결되는 연결축과,

상기 연결축의 일단에 설치되는 구동모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 용융로의 슬래그 배출장치.
제 1 항에 있어서,

상기 균질화로의 내부에, 적층되는 용융 슬래그의 최대 수위 감지를 위한 슬래그 레벨센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 용융로의 슬래그 배출장치.
제 2 항에 있어서,

상기 배출구의 하측에 설치되어, 상기 게이트밸브 주변의 온도를 계속해서 고온으로 유지하기 위하여 복수개의 응고방지용 버너가 포함되는 것을 특징으로 하는 용융로의 슬래그 배출장치.
제 4 항에 있어서,

상기 게이트밸브의 개방에 의해 흘러내리는 슬래그가 상기 응고방지용 버너에 부착되는 것을 방지하도록 상기 배출구의 입구측 하단에 슬래그 흐름유도턱이 설치되는 것을 특징으로 하는 용융로의 슬래그 배출장치.
제 1 항에 있어서,

상기 서냉배출수단은,

컨베이어와,

상기 컨베이어 상에 소정 간격으로 이격 설치되고 상측이 개방된 몰드와,

상기 몰드 내부에 다수개 설치되어 운전 중 전기적인 발열에 의하여 적정 온도를 유지하는 발열체로 구성되는 것을 특징으로 하는 용융로의 슬래그 배출장치.
제 6 항에 있어서,

상기 배출구의 하단에 몰드레벨센서가 설치되어 상기 몰드 내부에 채워지는 슬래그의 양을 감지하는 것을 특징으로 하는 용융로의 슬래그 배출장치.
제 6 항에 있어서,

상기 몰드의 전면상에 감지센서가 설치되어 상기 컨베이어를 따라 이동하는 몰드가 상기 배출구의 하부에 위치하였을 때 그 위치를 감지하여 정지시키는 것을 특징으로 하는 용융로의 슬래그 배출장치.