KR20050038235A - 수재 철분 분리장치 - Google Patents

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윤종남
강대호
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Abstract

본 발명은 고로에서 발생한 부산물인 수재중에 함유된 철분 및 철괴(이하, 철분이라 한다)의 발생량(철분량)을 검출하고, 이 철분의 발생량에 따라 철분 분리를 제어하는 수재 철분 분리장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 고로공장 수재속에 함유된 철분을 분리하는 장치에 있어서, 베어링(16-1-16-4)에 의해 회전가능토록 지지되고, 수재를 낙하는 경로에 설치된 원통형의 비자성체 드럼(11)과, 상기 드럼(11) 내측에 고정 설치된 자석(15)과, 상기 드럼(11)을 속도제어에 따라 회전시키는 모터(12)를 포함하는 철분 분리기(10); 상기 철분 분리기(10)를 통한 수재를 이송하는 벨트 콘베이어(1)의 상부에 설치되어 철분량 검출용 신호를 발생시키는 발신부(21)와, 상기 벨트 콘베이어(1) 하부에 설치되고, 상기 발신부(22)로부터 발생되어, 상기 벨트 콘베이어(1)상의 수재에 포함된 철분량에 따라 변화된 신호를 수신하는 수신부(22)를 포함하는 철분 검출기(20); 및 상기 철분 검출기(20)의 동작을 제어하고, 상기 철분 검출기(20)에 의해 검출한 철분 발생량에 따라 상기 철분 검출기(10)의 모터(12)의 속도를 제어하는 철분분리 제어기(30)를 구비함을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 수재에 함유된 철분을 보다 확실하게 분리할 수 있고, 이에 따라 수재의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

수재 철분 분리장치{APPARATUS FOR SEPARATING THE IRON FROM SLAG GRANULATION}
본 발명은 고로 공정중 쇳물 생산 과정에서 발생되는 수재에 함유된 철분 및 철괴를 분리하는 장치에 관한 것으로, 특히 고로에서 발생한 부산물인 수재중에 함유된 철분 및 철괴(이하, 철분이라 한다)의 발생량(철분량)을 검출하고, 이 철분의 발생량에 따라 철분 분리를 제어하도록 함으로써, 수재에 함유된 철분을 보다 확실하게 분리할 수 있고, 이에 따라 수재의 품질을 향상시킬 수 있는 수재 철분 분리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 수재를 생산하는 과정을 살펴보면, 쇳물에 포함된 슬라그를 고압수로 스프레이(spray)하여 수재를 생산하게 되는데, 이때 수재에는 슬라그와 용선을 완전 분리가 되지 않아 철분(철괴 포함)이 포함된다. 이는 산업 원료인 수재에 철 성분이 함유되면 산업 원료로 재처리하는 과정에서 파쇄기의 고장 원인 및 품질 저하의 원인이 되는 단점이 있다. 이에 따라 원료 제공시 고품질의 수재를 제공하는 것이 바람직하다.
이와 같은 기술과 관련된 종래의 방법은 다음과 같다.
통상, 고로 공장에서 수재를 생산하여 벨트 콘베이어를 이용하는데, 이러한 수재를 이송하는 과정에서의 종래 철분 제거방법으로는 상부에 전자석을 이용하여 철분을 제거하는 방법, 또는 마그네틱 풀리를 이용하여 제거하는 방법 등이 있다.
상기에 기술한 철분 제거 또는 철분 분리 방법(이하 철분 분리 방법이라 한다)중 전자의 방법은 수재속에 함유된 철분을 완전히 제거하지 못하고, 철분을 포집한 후 주기적으로 털어주는 과정중에 공백이 발생하여 철분을 제거하는데 효율적이지 못하다는 단점이 있다.
또한, 상기에 기술한 철분 분리 방법중 후자의 방법에 대해서 설명하면, 마그네틱 풀리를 이용하여 제거하는 방법으로, 이는 자력을 형성하기 위해 전원을 공급하여야 하는데, 이때, 수증기 및 수분에 의해 전원 공급부의 고장율이 높다는 단점이 있다.
도 1은 종래의 수재 철분 분리 장치 개략도이다.
도 1을 참조하면, 슬라그를 고압수로 파쇄 및 냉각하여 생산된 수재는 벨트 콘베이어(1) 상에 실려 저장 호퍼(HOPPER)로 이송되는데, 이 과정에서 벨트 콘베이어(1) 상부에 철편 분리기(3)가 설치되어 철편을 분리하고 어느 정도 분리하면 가이드 레일(4)을 이용하여 회수된 철분을 자화력을 없애 저장 공간에 떨어트린다.
그런데, 이러한 과정에서 일정한 시간 동안 수재(2)속에 함유된 철분은 그냥 지나쳐 분리하지 않고 흘러 들어가게 되는 문제점이 있고, 또한 상기에 기술한 2가지 방법은 철분량의 정도에 따라 자력의 세기를 조정하지 못하여 많은 철분량이 지나갈 때는 완전히 회수하지 못하는 문제점이 있으며, 또는 적은 철분량에 대해서는 불필요한 에너지 낭비가 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 고로에서 발생한 부산물인 수재중에 함유된 철분 및 철괴(이하, 철분이라 한다)의 발생량(철분량)을 검출하고, 이 철분의 발생량에 따라 철분 분리를 제어하도록 함으로써, 수재에 함유된 철분을 보다 확실하게 분리할 수 있고, 이에 따라 수재의 품질을 향상시킬 수 있는 수재 철분 분리장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 수재 철분 분리장치는
고로공장 수재속에 함유된 철분을 분리하는 장치에 있어서,
베어링에 의해 회전가능토록 지지되고, 수재를 낙하는 경로에 설치된 원통형의 비자성체 드럼과, 상기 드럼 내측에 고정 설치된 자석과, 상기 드럼을 속도제어에 따라 회전시키는 모터를 포함하는 철분 분리기;
상기 철분 분리기를 통한 수재를 이송하는 벨트 콘베이어의 상부에 설치되어 철분량 검출용 신호를 발생시키는 발신부와, 상기 벨트 콘베이어 하부에 설치되고, 상기 발신부로부터 발생되어, 상기 벨트 콘베이어상의 수재에 포함된 철분량에 따라 변화된 신호를 수신하는 수신부를 포함하는 철분 검출기; 및
상기 철분 검출기의 동작을 제어하고, 상기 철분 검출기에 의해 검출한 철분 발생량에 따라 상기 철분 검출기의 모터의 속도를 제어하는 철분분리 제어기
를 구비함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 수재 철분 분리장치의 전체 구성도이고, 도 3a,3b는 도 2의 철분 분리기 및 회전설비의 단면도이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 수재 철분 분리장치는 베어링(16-1-16-4)에 의해 회전가능토록 지지되고, 수재를 낙하는 경로에 설치된 원통형의 비자성체 드럼(11)과, 상기 드럼(11) 내측에 고정 설치된 자석(15)과, 상기 드럼(11)을 속도제어에 따라 회전시키는 모터(12)를 포함하는 철분 분리기(10)와, 상기 철분 분리기(10)를 통한 수재를 이송하는 벨트 콘베이어(1)의 상부에 설치되어 철분량 검출용 신호를 발생시키는 발신부(21)와, 상기 벨트 콘베이어(1) 하부에 설치되고, 상기 발신부(22)로부터 발생되어, 상기 벨트 콘베이어(1)상의 수재에 포함된 철분량에 따라 변화된 신호를 수신하는 수신부(22)를 포함하는 철분 검출기(20)와, 상기 철분 검출기(20)의 동작을 제어하고, 상기 철분 검출기(20)에 의해 검출한 철분 발생량에 따라 상기 철분 검출기(10)의 모터(12)의 속도를 제어하는 철분분리 제어기(30)로 이루어진다.
상기 철분 분리기(10)는 상부 및 하부 개구(18-1,18-2,18-3)를 갖는 외부 케이스(CASE)와, 상기 상부 개구 내부 양측에 형성하여 상기 상부 개구를 통해 유입되는 수재를 상기 비자성체 드럼(11)으로 가이드하는 수재 가이드편(G1,G2)과, 상기 비자성체 드럼(11) 하부에 설치되어 수재와 철분을 분리하여 배출하기 위한 분리 가이드편(G3)을 포함한다. 여기서, 상기 모터(12)와 원통형의 비자성체 드럼(11)은 고정 볼트(17-1~17-4)로 체결되며, 이러한 철분 분리기(10)는 철분벨트 콘베이어(1-1)와 벨트 콘베이어(1-2) 사이에 설치되어 수재가 자동 낙하되면 유입되면서 철분을 분리하는 구조로 설치된다.
도 4a,4b는 도 2의 철분 검출기의 구성도 및 동작 원리도이다.
도 4a, 4b를 참조하면, 상기 철분 검출기(20)의 발신부(21)는 상기 벨트 콘베이어(1)의 상부에서 하부로 교류자장을 발생하도록 이루어지고, 상기 철분 검출기(20)의 수신부(22)는 상기 벨트 컨베이어(1) 상의 철분량에 따라, 상기 발신부(21)에 의해 발생된 교류자장의 자속밀도가 변화되고, 이 변환된 자속밀도에 해당되는 전압을 검출하도록 이루어진다. 이러한 철분 검출기(20)의 철분 검출 원리는 상기 발신부(21)(Generator)의 코일(Coil)에 전류를 인가하여 전자기장을 형성하고, 이때, 철분이 투입되면 자속 밀도가 변화되어 수신부(22)에서 전압이 변화는 원리이다.
도 5는 본 발명에 따른 철분분리 제어기의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 상기 철분분리 제어기(30)는 상기 철분 검출기(20)의 발신부(21)로 동작전원을 공급하는 발신 전원부(31)와, 상기 철분 검출기(20)의 수신부(22)로부터의 전압을 수신하는 전압수신부(32)와, 상기 전압수신부(32)를 통한 전압과 사전에 설정된 기준전압을 비교해서 이 비교결과에 따라 모터 속도 조절용 전압을 조절하는 전압조절부(33)와, 상기 전압조절부(33)에 의한 전압에 따라 상기 철분 분리기(10)의 모터(12)의 속도를 제어하는 속도 제어기(34)를 포함한다.
또한, 상기 철분분리 제어기(30)는 수동으로 모터 설정 속도에 해당되는 전압을 설정하기 위한 수동입력부(35)와, 상기 수동입력부(35)의 설정 전압 또는 전압수신부(32)에 의한 검출전압을 선택하여 상기 전압조절부(33)로 입력하기 위한 상기 스위치(SW)를 포함한다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 먼저, 고로 공장이 가동되고 용선이 생산되면, 수재 설비가 가동되어 수재공장에서 생산된 수재는 벨트콘베이어(1-1)로 이송된다. 이 벨트 콘베이어(1-1)에서 수재는 철분 분리기(10)로 유입되어 수재에 포함된 철분이 분리된다.
이때 상기 철분 분리기(10)의 드럼(11)의 회전속도가 수재에 포함된 철분량에 제어된다. 상기 철분 분리기(10)를 통한 수재는 다시 벨트 콘베이어(1-2)를 통해 이송되면서 철분 검출기(20)에서 수재에 포함된 철분량을 검출하게 되고, 이 철분검출량에 따라 철분분리 제어기(30)는 상기 철분 분리기(10)의 드럼(11)의 회전을 제어하게 된다.
상기 철분 분리기(10)에 대한 동작을 구체적으로 설명하면, 상기 벨트콘베이어(1-1)에서 자유 낙하된 수재는 철편 분리기(10)의 상부 개구(18-1)로 유입되어 가이드편(G1,G2)을 통해 드럼(11)을 향해 자유 낙하되는데, 상기 철편 분리기(10)의 구동용 모터(12)가 회전되면서 이 모터(12)에 벨트에 의해 연결된 드럼(11)도 회전하게 되고, 이때, 상기 드럼(11) 내측에 고정 설치된 반원통형 자석(15)의 자화력에 의해 상기 수재속에 함유된 철분이 드럼(11)의 외측에 붙는다.
여기서, 상기 자석은 반원통형 영구자석으로서, 자화력은 상기 드럼(11), 즉 수재 유입되는 반원통에 생기게 되어 회전하면서 하부 개구, 즉 수재출구(18-2)와 철분 출구(18-3)로 분리되어 유도된다. 이러한 과정에서 수재에서 철분이 완전히 분리되는 것이 바람직하지만, 실제로는 완전하게 분리되지 않으므로, 이후의 과정에서 수재에 남아있는 철분량을 검출하고, 검출된 철분량에 따라 상기 드럼의 속도를 제어하여 수재로부터의 철분 분리 정도를 제어하게 된다.
그 다음, 상기 철분 검출기(20)에 대한 동작을 설명하면, 상기 철분 검출기(20)의 발신부(21)에 전원이 인가되며, 상기 철분 분리기(10)를 통과한 수재는 다시 벨트 콘베이어(1-2)에 의해 이송되는데, 이 벨트 콘베이어(1-2)에 의해 이송되는 수재에 포함된 철분량을 본 발명의 철분 검출기(20)가 검출하게 된다. 즉, 상기 철분 검출기(20)의 발신부(21)는 상기 벨트 콘베이어(1)의 상부에서 하부로 교류자장을 발생하고, 상기 철분 검출기(20)의 수신부(22)는 상기 벨트 컨베이어(1) 상의 철분량에 따라, 상기 발신부(21)에 의해 발생된 교류자장의 자속밀도가 변화되고, 이 변환된 자속밀도에 해당되는 전압을 검출한다.
구체적으로 설명하면, 상기 벨트 콘베이어(1-2)에 의해 수재가 이송되는 동안에, 본 발명의 철분 검출기(20)의 발신부(21)에서 전자기장을 형성하는데, 이때 상기 벨트 콘베이어(1)의 상부에 설치된 발신부(21)에서 철분량 검출용 신호를 발생시킨다. 이후, 상기 벨트 콘베이어(1) 하부에 설치된 수신부(22)에서 상기 발신부(22)로부터 발생되어, 상기 벨트 콘베이어(1)상의 수재에 포함된 철분량에 따라 변화된 신호를 수신한다. 즉, 전자기장에서 철분이 존재하는 경우에는 그 철분량에 따라 자속 밀도가 변화하게 되며, 이러한 자속밀도의 변화는 수신부(22)에서는 전압의 변화로 나타나게 된다.
그 다음, 본 발명의 철분분리 제어기(30)는 상기 철분 검출기(20)의 동작을 제어하고, 상기 철분 검출기(20)에 의해 검출한 철분 발생량에 따라 상기 철분 검출기(10)의 모터(12)의 속도를 제어하는데, 즉, 상기 철분 검출기(20)에 의해 검출된 전압에 기초해서, 본 발명의 철분분리 제어기(30)가 상기 철분 분리기(10)의 모터(12)를 제어하여 이 모터와 연동되는 드럼(11)의 회전속도를 제어하게 된다.
이에 대해서 구체적으로 설명하면, 상기 철분분리 제어기(30)의 발신 전원부(31)가 상기 철분 검출기(20)의 발신부(21)로 동작전원을 공급한 후, 전압수신부(32)는 상기 철분 검출기(20)의 수신부(22)로부터의 전압을 수신하며, 이때, 전압조절부(33)는 상기 전압수신부(32)를 통한 전압과 사전에 설정된 기준전압을 비교해서 이 비교결과에 따라 모터 속도 조절용 전압을 조절한다. 그리고, 속도 제어기(34)는 상기 전압조절부(33)에 의한 전압에 따라 상기 철분 분리기(10)의 모터(12)의 속도를 제어한다.
또한, 상기 철분분리 제어기(30)의 수동입력부(35)로 수동으로 모터 설정 속도에 해당되는 전압을 설정하는 경우, 스위치(SW)를 통해 상기 수동입력부(35)의 설정 전압 또는 전압수신부(32)에 의한 검출전압을 선택하여 상기 전압조절부(33)로 입력하여 수동 설정에 따라 모터의 속도를 제어할 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 고로 공정중 쇳물 생산 과정에서 발생되는 수재에 함유된 철분 및 철괴를 분리하는 장치에서, 고로에서 발생한 부산물인 수재중에 함유된 철분 및 철괴(이하, 철분이라 한다)의 발생량(철분량)을 검출하고, 이 철분의 발생량에 따라 철분 분리를 제어하도록 함으로써, 수재에 함유된 철분을 보다 확실하게 분리할 수 있고, 이에 따라 수재의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하므로, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
도 1은 종래의 수재 철분 분리 장치 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수재 철분 분리장치의 전체 구성도이다.
도 3a,3b는 도 2의 철분 분리기 및 회전설비의 단면도이다.
도 4a,4b는 도 2의 철분 검출기의 구성도 및 동작 원리도이다.
도 5는 본 발명에 따른 철분분리 제어기의 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 벨트 콘베이어 2 : 수재
3 : 철편분리기 4 : 가드레일
5 : 철분 10 : 철분 분리기
11 : 드럼 12 : 모터(회전기)
15 : 자석 18-1 : 수재입구
18-2 : 수재출구 18-3 : 철분출구
20 : 철분 검출기 21 : 발신부
22 : 수신부 30 : 철분분리 제어기

Claims (5)

  1. 고로공장 수재속에 함유된 철분을 분리하는 장치에 있어서,
    베어링(16-1-16-4)에 의해 회전가능토록 지지되고, 수재를 낙하는 경로에 설치된 원통형의 비자성체 드럼(11)과, 상기 드럼(11) 내측에 고정 설치된 자석(15)과, 상기 드럼(11)을 속도제어에 따라 회전시키는 모터(12)를 포함하는 철분 분리기(10);
    상기 철분 분리기(10)를 통한 수재를 이송하는 벨트 콘베이어(1)의 상부에 설치되어 철분량 검출용 신호를 발생시키는 발신부(21)와, 상기 벨트 콘베이어(1) 하부에 설치되고, 상기 발신부(22)로부터 발생되어, 상기 벨트 콘베이어(1)상의 수재에 포함된 철분량에 따라 변화된 신호를 수신하는 수신부(22)를 포함하는 철분 검출기(20); 및
    상기 철분 검출기(20)의 동작을 제어하고, 상기 철분 검출기(20)에 의해 검출한 철분 발생량에 따라 상기 철분 검출기(10)의 모터(12)의 속도를 제어하는 철분분리 제어기(30)
    를 구비함을 특징으로 하는 수재 철분 분리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 철분 분리기(10)는
    상부 및 하부 개구(18-1,18-2,18-3)를 갖는 외부 케이스(CASE);
    상기 상부 개구 내부 양측에 형성하여 상기 상부 개구를 통해 유입되는 수재를 상기 비자성체 드럼(11)으로 가이드하는 수재 가이드편(G1,G2); 및
    상기 비자성체 드럼(11) 하부에 설치되어 수재와 철분을 분리하여 배출하기 위한 분리 가이드편(G3)
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수재 철분 분리장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 철분 검출기(20)의 발신부(21)는
    상기 벨트 콘베이어(1)의 상부에서 하부로 교류자장을 발생하도록 이루어지고,
    상기 철분 검출기(20)의 수신부(22)는
    상기 벨트 컨베이어(1) 상의 철분량에 따라, 상기 발신부(21)에 의해 발생된 교류자장의 자속밀도가 변화되고, 이 변환된 자속밀도에 해당되는 전압을 검출하도록 이루어진 것을
    특징으로 하는 수재 철분 분리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 철분분리 제어기(30)는
    상기 철분 검출기(20)의 발신부(21)로 동작전원을 공급하는 발신 전원부(31);
    상기 철분 검출기(20)의 수신부(22)로부터의 전압을 수신하는 전압수신부(32);
    상기 전압수신부(32)를 통한 전압과 사전에 설정된 기준전압을 비교해서 이 비교결과에 따라 모터 속도 조절용 전압을 조절하는 전압조절부(33); 및
    상기 전압조절부(33)에 의한 전압에 따라 상기 철분 분리기(10)의 모터(12)의 속도를 제어하는 속도 제어기(34)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수재 철분 분리장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 철분분리 제어기(30)는
    수동으로 모터 설정 속도에 해당되는 전압을 설정하기 위한 수동입력부(35); 및
    상기 수동입력부(35)의 설정 전압 또는 전압수신부(32)에 의한 검출전압을 선택하여 상기 전압조절부(33)로 입력하기 위한 상기 스위치(SW)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수재 철분 분리장치.
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KR (1) KR20050038235A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100825565B1 (ko) * 2002-04-01 2008-04-25 주식회사 포스코 자기판을 이용한 고로수재내 철분 분리장치
KR101290241B1 (ko) * 2011-07-28 2013-07-30 현대제철 주식회사 철분 회수 장치

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