KR20060061485A - 분환원철 함유 괴성체의 제조 방법, 분환원철 함유괴성체의 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치 - Google Patents

분환원철 함유 괴성체의 제조 방법, 분환원철 함유괴성체의 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분환원철 함유 괴성체의 제조 방법, 분환원철 함유 괴성체의 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명에 따른 괴성체 제조 장치는, 분환원철 함유 환원체를 하부로 배출하는 장입 장치, 이와 연결되어 이로부터 분환원철 함유 환원체가 장입되어 분환원철 함유 환원체를 압축하여 연속으로 이어진 괴성체를 제조하는 적어도 한 쌍의 성형롤, 성형롤에서 제조한 괴성체를 조파쇄하는 제1 파쇄기, 그리고 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하여 괴성체의 입도 분포를 조절하는 제2 파쇄기를 포함한다.
분환원철 함유 괴성체, 용철제조장치, 파쇄기, 성형롤

Description

분환원철 함유 괴성체의 제조 방법, 분환원철 함유 괴성체의 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치 {METHOD FOR MANUFACTURING COMPACTED IRONS COMPRISING FINE DIRECT REDUCED IRONS, AN APPARATUS FOR MANUFACTURING COMPACTED IRONS COMPRISING FINE DIRECT REDUCED IRONS, AND AN APPARATUS FOR MANUFACTURING MOLTEN IRONS USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 성형롤 표면 형상을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 제1 파쇄기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 또다른 제1 파쇄기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 제2 파쇄기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 AA선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 또다 른 제2 파쇄기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 분환원철 함유 괴성체의 제조 방법, 분환원철 함유 괴성체의 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용융가스화로에 장입되어 원활하게 용해될 수 있는 분환원철 함유 괴성체의 제조 방법, 분환원철 함유 괴성체의 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것이다.
철강산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심기간산업으로서, 인류의 발전과 함께하여 온 가장 역사가 오래된 산업중의 하나이다. 철강산업의 중추적인 역할을 담당하는 제철소에서는 원료로서 철광석 및 석탄을 이용하여 용융 상태의 선철인 용철을 제조한 다음, 이로부터 강을 제조하여 각 수요처에 공급하고 있다.
현재, 전세계 철생산량의 60% 정도가 14세기부터 개발된 고로법으로부터 생산되고 있다. 고로법은 소결 과정을 거친 철광석과 유연탄을 원료로 하여 제조한 코우크스 등을 고로에 함께 넣고 산소를 불어넣어 철광석을 철로 환원하여 용철을 제조하는 방법이다. 용철생산설비의 대종을 이루고 있는 고로법은 그 반응 특성상 일정 수준 이상의 강도를 보유하고 노내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보 유한 원료를 요구하므로, 전술한 바와 같이, 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로는 특정 원료탄을 가공처리한 코우크스에 의존하며, 철원으로는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다. 이에 따라 현재의 고로법에서는 코우크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료예비처리설비가 반드시 수반되므로, 고로 이외의 부대설비를 구축해야 할 필요가 있을 뿐만 아니라 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염물질에 대한 환경오염방지설비의 설치 필요로 인하여 투자 비용이 다량으로 소모되어 제조원가가 급격히 상승하는 문제점이 있다.
이러한 고로법의 문제점을 해결하기 위하여, 세계 각국의 제철소에서는 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하고, 철원으로는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하는 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원제철법의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
미국특허공보 제5,534,046호는 일반탄 및 분광을 직접 사용하는 용철제조설비를 개시하고 있다. 미국특허공보 제5,534,046호에 개시된 용철제조장치는 기포유동층이 형성된 3단의 유동환원로와 여기에 연결된 용융가스화로로 이루어져 있다. 상온의 분광 및 부원료는 최초의 유동환원로에 장입된 다음, 3단의 유동환원로를 차례로 거친다. 3단의 유동환원로에는 용융가스화로로부터 고온환원가스가 공급되므로, 상온의 분광 및 부원료가 고온환원가스와 접촉하여 승온된다. 이와 동시에, 상온의 분광 및 부원료는 90% 이상 환원되고, 30% 이상 소성되어 용융가스화로내로 장입된다.
용융가스화로내에는 석탄이 공급되어 석탄충진층이 형성되어 있어서, 상온 의 분광 및 부원료가 석탄충진층내에서 용융 및 슬래깅(slagging)되어 용철 및 슬래그로 배출된다. 용융가스화로 외벽에 설치된 다수의 풍구를 통해 산소가 취입되어 석탄충진층을 연소하면서 고온의 환원가스로 전환되어 유동환원로로 보내져 상온의 분광 및 부원료를 환원한 후 외부로 배출된다.
그러나 전술한 용철제조장치에서는 용융가스화로 상부에 고속의 가스기류가 형성되어 있으므로 용융가스화로에 장입되는 분환원철 및 소성 부원료가 비산 손실되는 문제점이 있다. 또한, 분환원철 및 소성 부원료를 용융가스화로에 장입하는 경우, 용융가스화로내의 석탄충진층의 통기성 및 통액성 확보가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 분환원철 및 소성 부원료를 고온 브리켓화하여 용융가스화로에 장입하는 방법이 연구되고 있다. 이와 관련하여 미국특허공보 제5,666,638호는 타원형의 해면철 브리켓을 제조하는 방법과 장치를 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제4,093,455호, 제4,076,520호 및 제4,033,559호는 판형 또는 골판형의 부정형 해면철 브리켓을 제조하는 방법과 장치를 개시하고 있다.
통상적으로 용융가스화로내에서 용융되기에 적합한 괴성체의 밀도는 3.5ton/m3 내지 4.2ton/m3 정도가 적당한 데, 전술한 바와 같은 방법으로 제조한 해면철 브리켓의 경우는 밀도가 너무 높아서 용융가스화로내에서 용융되기에 부적합하다. 또한, 용융가스화로에 해면철 브리켓을 바로 사용하는 경우에는 장거리 수송에 필요한 정도의 해면철 형상이나 강도가 필요하지 않다. 따라서 전술한 방법 으로 해면철 브리켓을 용융가스화로에 장입하여 용철을 제조하는 경우, 필요 이상의 에너지를 사용하게 되어 용철제조비용이 상승하는 문제점이 있다.
또한, 입도 분포가 제어되지 않은 해면철 브리켓을 용융가스화로에 장입하는 경우, 해면철 브리켓이 용융되지 않은 상태로 용융가스화로 하부에 설치된 산소 풍구 전단으로 강하하여 산소 풍구를 막아 버리게 된다. 이에 따라 산소 풍구 전단에서 석탄충진층 내부로 형성되는 연소 화염이 산소 풍구측으로 역화됨으로써 풍구를 손상시키며 이에 따라 용융가스화로의 조업 이상을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 형상 및 입도 분포가 제어된 분환원철 함유 괴성체의 제조 방법을 제공하여 용융가스화로내에서 분환원철 함유 괴성체를 원활하게 용융시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 바와 같은 분환원철 함유 괴성체를 제조할 수 있는 분환원철 함유 괴성체의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 입도가 양호한 괴성체를 사용하여 양질의 용철을 제조할 수 있는 용철제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 괴성체 제조 장치는, 분환원철 함유 환원체를 하부로 배출하는 장입 장치, 이와 연결되어 이로부터 분환원철 함유 환원체가 장입되어 분환원철 함유 환원체를 압축하여 연속으로 이어진 괴성체를 제조하는 적어도 한 쌍의 성형롤, 성형롤에서 제조한 괴성체를 조파쇄하는 제1 파쇄기, 그리고 조파쇄된 괴성 체를 다시 파쇄하여 괴성체의 입도 분포를 조절하는 제2 파쇄기를 포함한다.
여기서, 제2 파쇄기는, 괴성체의 입도 분포가, 0중량% 보다 크고 30중량% 이하인 입도 20mm 내지 30mm의 괴성체, 55중량% 이상 100중량% 미만인 입도 5mm 내지 20mm 미만의 괴성체, 그리고 0중량% 보다 크고 15중량% 이하인 입도 5mm 미만의 괴성체가 되도록 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하는 것이 바람직하다.
한 쌍의 성형롤의 표면에 각 성형롤의 축 방향을 따라 연속으로 오목홈이 형성되고, 오목홈에 다수의 돌출부를 상호 이격시켜 형성할 수 있다.
여기서, 돌출부는 노치(notch) 형태로서, 한 쌍의 롤의 외주 방향으로 돌출하는 것이 바람직하다.
그리고 돌출부는 그 중심으로 갈수록 그 두께가 감소할 수 있다.
다수의 돌출부간의 피치(pitch)는 16mm 내지 45mm인 것이 바람직하다.
제1 파쇄기는, 외주에 상호 이격된 다수의 돌기가 형성되고 함께 구동되도록 동축에 나란히 배열되어 설치된 다수의 파쇄판, 및 다수의 파쇄판 사이에 삽입되어 파쇄판간의 간격을 조절하는 스페이서 링(spacer ring)을 포함한다. 여기서, 다수의 파쇄판의 구동에 따라 파쇄판의 외주에 형성된 다수의 돌기로 괴성체를 조파쇄할 수 있다.
또다른 제1 파쇄기는 외주에 상호 이격된 다수의 돌기가 축방향을 따라 형성된 일체형 몸체(one body)로 이루어지고, 또다른 제1 파쇄기의 구동에 따라 다수의 돌기로 괴성체를 조파쇄할 수 있다.
제2 파쇄기는 다수의 파쇄용 디스크를 구비하고 상호 이격 설치된 한 쌍의 파쇄롤을 포함하고, 한 쌍의 파쇄롤을 상호 반대 방향으로 구동하여 파쇄용 디스크의 외주면에 형성된 다수의 블레이드(blade)로 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄할 수 있다.
한 쌍의 파쇄롤 중 어느 한 파쇄롤은 고정형 롤이고, 다른 한 파쇄롤은 이동형 롤이며, 한 쌍의 파쇄롤간의 간격을 가변 조절할 수 있다.
블레이드는, 파쇄롤의 회전 방향으로 향한 제1 경사면과 파쇄롤의 회전 반대 방향으로 향한 제2 경사면을 포함하고, 제1 경사면이 파쇄롤의 외주면과 이루는 제1 경사각은 제2 경사면이 파쇄롤의 외주면과 이루는 제2 경사각보다 큰 것이 바람직하다.
여기서, 제1 경사각은 80°내지 90°인 것이 바람직하다.
그리고 제2 경사각은 40°내지 50°인 것이 바람직하다.
한 쌍의 파쇄롤은 제1 파쇄롤 및 제2 파쇄롤을 포함하고, 제1 파쇄롤의 외주면에 형성된 다수의 제1 블레이드는 제2 파쇄롤의 외주면에 형성된 다수의 제2 블레이드의 사이에 대향할 수 있다.
제1 블레이드 단부로부터 이에 대향하는 제2 파쇄롤의 표면까지의 거리는 10mm 내지 20mm인 것이 바람직하다.
각 블레이드의 단부는 모따기(chamfer)되어 있는 것이 바람직하다.
제1 블레이드의 단부에 형성된 모따기면과 제1 블레이드에 가장 가까운 제2 블레이드의 단부에 형성된 모따기면이 상호 대향할 수 있다.
제1 블레이드의 상단에 형성된 모따기면과 제1 블레이드에 가장 가까운 제2 블레이드의 상단에 형성된 모따기면간의 거리는 10mm 내지 15mm인 것이 바람직하다.
또다른 제2 파쇄기는 상호 이격 설치된 한 쌍의 파쇄롤을 포함하고, 일체형 몸체로 이루어진 한 쌍의 파쇄롤을 상호 반대 방향으로 구동하여 한 쌍의 파쇄롤의 외주면에 형성된 다수의 블레이드로 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄할 수 있다.
제1 파쇄기의 후단에 바로 제2 파쇄기가 연결될 수 있다.
장입 장치는 분환원철 함유 환원체의 양을 가변 제어하면서 하부로 배출할 수 있다.
본 발명에 따른 용철제조장치는, 전술한 괴성체 제조 장치, 및 여기에서 파쇄한 괴성체를 장입하여 융용하는 용융가스화로를 포함한다.
본 발명에 따른 용철제조장치는, 괴성체 제조 장치에서 파쇄한 괴성체를 용융가스화로로 이송하는 고온 이송 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 용철제조장치에서는, 괴탄 및 성형탄 중 적어도 하나를 용융가스화로에 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 괴성체 제조 방법은, 분환원철 함유 환원체를 한 쌍의 성형롤에 장입하는 제1 단계, 한 쌍의 성형롤로 분환원철 함유 환원체를 압축하여 골판형 괴성체를 제조하는 제2 단계, 골판형 괴성체를 조파쇄하는 제3 단계, 그리고 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하여 괴성체의 입도 분포를 조절하는 제4 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 괴성체 제조 방법 중 제4 단계에서, 입도 분포가 조절된 괴 성체는, 0중량% 보다 크고 30중량% 이하인 입도 20mm 내지 30mm의 괴성체, 55중량% 이상 100중량% 미만인 입도 5mm 내지 20mm 미만의 괴성체, 그리고 0중량% 보다 크고 15중량% 이하인 입도 5mm 미만의 괴성체를 포함할 수 있다.
전술한 제3 단계에서, 골판형 괴성체의 평균 입도가 0mm 보다 크고 50mm 이하가 되도록 파쇄하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 제3 단계에서, 골판형 괴성체의 평균 입도가 0mm 보다 크고 30mm 이하가 되도록 파쇄하는 것이 더욱 바람직하다.
제3 단계 직후에 바로 제4 단계를 실행할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치(100)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 분환원철(direct reduced iron, DRI)을 압축 및 파쇄하여 괴성체를 제조하는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1에 도시한 괴성체 제조 장치(100)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 괴성체 제조 장치(100)를 다른 구조로도 변형할 수 있다.
특히, 도 1에는 장입 장치(11)에 분환원철만을 장입하는 것으로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 분환원철 함유 환원체를 압축 및 파쇄하여 괴성체를 제조할 수 있 으며, 여기서 분환원철 함유 환원체는 분환원철의 소성을 위한 소성 부원료를 더 포함할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 괴성체 제조 장치(100)는 장입 장치(11), 한 쌍의 성형롤(20), 제1 파쇄기(30) 및 제2 파쇄기(40)를 포함한다. 이외에 괴성체 제조 장치(100)는 필요에 따라 레벨제어장치(13), 개폐식 밸브(15), 장입 호퍼(hopper)(25) 및 가이드 슈트(29)를 포함한다. 이와 같은 괴성체 제조 장치(100)의 구성에 따라 전체적인 공정은, 분환원철 함유 환원체를 한 쌍의 성형롤에 장입하는 제1 단계, 한 쌍의 성형롤로 분환원철 함유 환원체를 압축하여 골판형 괴성체를 제조하는 제2 단계, 골판형 괴성체를 조파쇄하는 제3 단계, 그리고 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하여 괴성체의 입도 분포를 조절하는 제4 단계를 포함한다.
장입 장치(11)는 상부로 장입되는 분환원철 함유 환원체의 양을 가변 제어하면서 하부로 배출하여 한 쌍의 성형롤(20)에 공급한다. 이와 같이 대량의 분환원철 함유 환원체를 처리할 수 있으므로 연속적으로 대량의 괴성체를 제조할 수 있는 이점이 있다.
분환원철 함유 환원체는, 철광석 및 부원료의 혼합물을 유동환원로를 통과시켜 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 분환원철 함유 환원체를 장입 장치(11)로 공급할 수 있다. 장입 장치(11)는 이와 같이 유동환원로를 거친 700℃ 이상이고 체적 비중이 약 2ton/m3 정도인 분환원철 함유 환원체를 저장한다. 최종 유동환원로의 배출 압력이 3bar 정도이고, 유량은 3000m3/h 정도이므로, 장입 장치(11)로 고 온의 분환원철 함유 환원체가 압송된다. 소성 부원료 없이 고온의 분환원철만을 단독 사용하여 괴성체를 제조할 수도 있지만, 고온의 분환원철이 용용가스화로내에서 쉽게 부서지지 않도록 하기 위해서는 소성 부원료를 고온의 분환원철과 혼합하여 전체의 3wt%~20wt% 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.
장입 장치(11)의 하부에는 레벨제어장치(13)를 설치한다. 레벨제어장치(13)는 장입 장치(11)에 저장된 환원철 함유 환원체의 레벨을 검출하고, 기설정된 레벨에 도달하면 유동 환원로로부터 환원철 함유 환원체의 이송을 차단하거나 이송량을 제어한다. 또한, 장입 장치(11)의 하부에는 개폐식 밸브(15)가 설치되어 있다. 개폐식 밸브(15)는 장입 장치(11)의 하단을 개폐하는 개폐용 플레이트(15a)와 개폐용 플레이트(15a)를 제어하는 유압 액츄에이터(actuator)(15b)를 구비한다. 이와 같은 개폐식 밸브(15)를 이용하여 저장 장치(11)로부터 장입 호퍼(25)로 유입되는 환원철 함유 환원체의 양을 조절한다.
장입 호퍼(25)는 한 쌍의 성형롤(20) 사이의 갭(gap) 상부에 위치하여 분환원철 함유 환원체를 한 쌍의 성형롤(20) 사이로 장입한다. 이와 같이 장입 호퍼(25)를 이용하여 분환원철 함유 환원체를 연속으로 장입함으로써 한 쌍의 성형롤(20)을 이용하여 대량의 괴성체를 연속으로 제조할 수 있다.
한 쌍의 성형롤(20)은 2개의 성형롤(20a, 20b)로 이루어지는 데, 상부에 위치한 장입 장치(11)와 연결되어 장입 장치(11)로부터 장입되는 분환원철 함유 환원체를 압착한다. 2개의 성형롤(20a, 20b)은 상호 반대 방향으로 하부를 향하여 회전하므로 분환원철 함유 환원체를 압착하여 연속으로 이어진 괴성체를 제조할 수 있다. 특히, 대량의 분환원철 함유 환원체 장입으로 인한 고장을 방지하기 위하여 한 쌍의 성형롤(20) 중 제1 성형롤(20a)은 고정형으로 설치하고, 제2 성형롤(20b)은 유압 실린더(27) 등으로 축을 지지하여 제1 성형롤(20a)에 대해 수평 방향으로 이동할 수 있도록 이동형으로 설치한다. 이에 따라 대량의 분환원철 함유 환원체가 장입되어도 제2 성형롤(20b)이 제1 성형롤(20a)의 수평 방향으로 탄력적으로 변위 가능하므로 연속으로 괴성체를 제조할 수 있다.
제1 성형롤(20a)의 표면에 형성된 산과 제2 성형롤(20b)의 표면에 형성된 산이 상호 엇갈리면서 성형롤(20)이 작동하도록 하여 골판형 괴성체를 제조하는 것이 바람직하다. 이에 따라 후속 공정에서 괴성체를 쉽게 파쇄할 수 있다. 이와 같은 방법으로 괴성체를 제조하는 경우, 성형롤의 폭 방향에 대한 체적을 증가시킴으로써 생산성을 향상시킨다. 이와 같이 제조한 골판형 괴성체는 가이드 슈트(29)를 통해 안내되어 제1 파쇄기(30)에서 조파쇄된다. 가이트 슈트(29)는 성형롤(20)에서 제조한 괴성체를 끊김없이 연속으로 제1 파쇄기(30)로 안내한다.
제1 파쇄기(30)에서는 괴성체를 조파쇄하는 데, 골판형 괴성체의 평균 입경이 0mm 보다 크고 50mm 이하가 되도록 일단 파쇄한다. 여기서, 골판형 괴성체의 평균 입경이 50mm가 넘도록 파쇄하는 경우에는 제2 파쇄기(40)에 과중한 부하가 걸려서 고장이 일어날 위험이 있으므로, 평균 입경이 50mm 이하가 되도록 파쇄한다. 특히, 제1 파쇄기(30)에서는 골판형 괴성체의 평균 입경이 0mm 보다 크고 30mm 이하가 되도록 파쇄하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이, 골판형 괴성체의 평균 입경이 30mm 이하가 되도록 파쇄하여 후속 공정의 용융가스화로에서 사용하기 적합 하도록 부정형으로 제조한다.
이와 같이 조파쇄된 괴성체는 제2 파쇄기(40)로 유입되어 여기서 다시 파쇄된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 제조장치(100)에서는 제1 파쇄기(30)와 제2 파쇄기(40)의 사이에 핫 스크린(hot screen)을 설치하지 않는다. 핫 스크린은 제1 파쇄기(30)에서 파쇄된 입자를 선별하는 역할을 하여 제2 파쇄기(40)에 과부하가 걸리는 것을 방지하지만, 본 발명에서는 제2 파쇄기(40)의 파쇄 용량 증대로 인하여 핫 스크린을 별도로 설치할 필요가 없다. 따라서 제1 파쇄기(30)의 후단에 바로 제2 파쇄기(40)를 연결함으로써, 제1 파쇄기(30)에서 골판형 괴성체를 조파쇄한 직후에 제2 파쇄기(40)에서 바로 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하여 괴성체의 입도 분포를 조절한다.
제2 파쇄기(40)는 한 쌍의 파쇄롤을 이용하여 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄함으로써 괴성체의 입도 분포를 조절한다. 즉, 제2 파쇄기(40)에서 괴성체를 다시 파쇄시, 입도 20mm 내지 30mm의 괴성체가 0중량% 보다 크고 30중량% 이하가 되도록 하고, 입도 5mm 내지 20mm 미만의 괴성체가 55중량% 이상 100중량% 미만이 되도록 하며, 입도 5mm 미만의 괴성체가 15중량% 이하가 되도록 입도 분포를 조절하는 것이 바람직하다. 입도 25mm 내지 30mm의 괴성체가 30중량%를 초과하는 경우, 괴성체가 장입되는 용융가스화로 하부의 풍구 용손이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 조업 조건상 입도 5m 내지 20mm 미만의 괴성체는 55중량% 이상이 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 그리고 입도 5mm 미만의 괴성체가 15중량%를 초과하는 경우 괴성체가 장입되는 용융가스화로내의 통기성이 악화되는 문제점이 있다.
이와 같이 입도가 적절하게 분포된 괴성체를 용융가스화로에 장입하는 경우, 괴성체가 용융가스화로에 공급되어 용융 및 슬래깅(slagging)시에 용융성 및 통기성을 적절하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 용융가스화로의 하부에 부착된 산소 풍구가 용손되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 용철 제조 공정의 효율성 및 생산성 향상을 도모할 수 있다.
이하에서는 도 2 내지 도 7을 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 제조 장치(100)를 이루는 각 세부 장치의 구조에 대하여 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 세부 장치의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 성형롤 표면 형상을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 성형롤 중 고정형 롤(20a)의 표면 형상을 상세하게 도시한다. 도 2에는 도시하지 않았지만 이동형 롤(20b)(도 1에 도시)의 표면도 고정형 롤(20a)의 표면과 동일한 형태로 형성할 수 있다. 따라서 이하에서 설명하는 고정형 롤(20a)의 표면 형상은 고정형 롤(20a)에만 한정되는 것이 아니라 이동형 롤(20b)에도 마찬가지로 적용할 수 있다.
도 2에 도시한 고정형 롤(20a)의 경우, 고정형 롤(20a)의 축 방향을 따라 연속으로 오목홈(201)을 형성한다. 오목홈(201)에는 다수의 돌출부(202)를 상호 이격시켜 형성한다. 이와 같이 오목홈(201)이 형성된 성형롤을 이용하여 골판형의 괴성체를 제조할 수 있고, 돌출부(202)로 골판형의 괴성체 표면에 홈을 형성할 수 있다. 돌출부(202)로 골판형 괴성체 표면에 홈을 형성하므로, 후속 공정에서 골판 형 괴성체의 파쇄가 용이해져서 파쇄 성능을 향상시키고 괴성체의 분율을 최소화할 수 있다.
도 2의 확대원에 도시한 바와 같이, 돌출부(202)는 노치(notch) 형태로서 롤의 외주 방향으로 돌출되는 것이 바람직하다. 이와 같이 돌출부(202)를 노치 형태로 형성함으로써 상부로부터 유입되는 분환원철을 압착하는 동시에 그 표면에 홈을 형성한다. 이에 따라 후단에 연결된 제1 파쇄기에서 괴성체를 파쇄하기가 용이하다. 후속 공정에서의 파쇄 효과를 높이기 위해서 돌출부(202)는 그 중심(2021)으로 갈수록 두께가 감소하게 형성하는 것이 바람직하다. 돌출부(202)의 가장자리 부분이 중심(2021)에 비해 그 두께가 넓으므로, 돌출부(202)로 괴성체에 홈을 형성시 돌출부(202)를 더욱 견고하게 지지할 수 있어서 홈 형성이 용이하다.
오목홈(201)에 형성된 돌출부(202)간의 피치(pitch)는 16mm 내지 45mm인 것이 바람직하다. 피치가 16mm 미만인 경우 괴성체를 압축한 후 이송 중에 괴성체가 압축이 안되거나, 괴성체의 생산성이 악화되는 문제점이 있다. 또한, 피치가 45mm를 초과하는 경우 후단에 연결된 제1 파쇄기 및 제2 파쇄기에 과부하가 걸리고, 괴성체의 파쇄 효과가 미미한 단점이 있다. 이와 같은 방법으로 압축한 골판형 괴성체를 제1 파쇄기에 연속으로 공급함으로써 원하는 크기의 괴성체를 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 제1 파쇄기(30)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 연속으로 이어진 골판형 괴성체(B)를 파쇄하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 파쇄기(30)는 다수의 파쇄판(32)과 이들 사이 에 삽입되는 스페이서 링(38)을 포함한다. 파쇄판(32)의 외주에는 다수의 돌기(32a)가 상호 이격되어 형성되고, 다수의 파쇄판(32)은 함께 구동되도록 동축에 나란히 배열되어 설치된다. 스페이서 링(38)은 파쇄판(32)간의 간격을 조절한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 파쇄판(32)의 회전축(34)이 구동 수단에 연결되어 파쇄판(32)과 함께 회전할 수 있다. 이와 같은 파쇄판(32)의 구동에 따라 파쇄판(32)의 외주에 형성된 다수의 돌기(32a)로 괴성체를 조파쇄한다. 파쇄를 위하여 제1 파쇄기(30)의 하부에는 받침대(36)가 설치되어 있다. 골판형 괴성체(B)는 받침대(36)로 유도되면서 지지되어, 화살표 방향으로 회전하는 파쇄판(32)의 돌기(32a)의 관성력에 의한 충격으로 조파쇄된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 또다른 제1 파쇄기(35)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 일체형으로 제조된 또다른 제1 파쇄기(35)를 나타낸다. 또다른 제1 파쇄기(35)는 전술한 도 3의 제1 파쇄기(30)와 유사하므로, 제1 파쇄기(30)와 동일한 부분에 대해서는 편의상 그 설명을 생략하며 제1 파쇄기(30)와 다른 부분을 위주로 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 또다른 제1 파쇄기(35)는 디스크 형태가 아닌 일체형 몸체(one body)로 이루어진다. 또다른 제1 파쇄기(35)가 일체형 몸체로 이루어지고, 외주에 상호 이격된 다수의 돌기(32a)가 축방향인 Y축 방향을 따라 형성된다. 이와 같이 일체형 몸체로 된 또다른 제1 파쇄기(35)의 구동에 따라 다수의 돌기(32a)로 괴성체(B)를 조파쇄한다. 또다른 제1 파쇄기(35)는 일체형 몸체로 이루어지므로 수리 및 보수가 간편하고, 파쇄시 파손이 적은 이점이 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 제2 파쇄기(40)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 상호 이격 설치된 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)을 나타낸다.
한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)는 축 방향인 Y축 방향을 따라 설치된 다수의 파쇄용 디스크(43, 44)를 각각 포함한다. 파쇄용 디스크(43, 44)의 외주면에는 각각 다수의 블레이드(41, 42)가 형성되어 있다. 다수의 파쇄용 디스크(43, 44)를 각 축(45, 46)에 삽입한 후, Y축 방향으로 다수의 타이 볼트(tie bolt)(48)를 삽입하여 결합한다. 유압 모터 등의 구동 수단을 각 축(45, 46)에 연결한 후, 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)을 상호 반대 방향으로 구동한다. 이에 따라 상부로 유입되는 조파쇄된 괴성체를 원하는 크기로 파쇄할 수 있으므로, 용융가스화로에서의 통기성 확보에 유리하다.
블레이드(41, 42)는 제2 파쇄기(40)에서 괴성체를 좀더 효율적으로 파쇄하기 위한 형태로 형성된다. 도 6의 확대원에는 Y축 방향에서 파쇄롤(40b)에 형성된 블레이드(42)를 바라본 상태를 나타내며, 화살표는 파쇄롤(40b)의 회전 방향을 나타낸다. 도 5에는 도시하지 않았지만, 효율적인 파쇄를 위하여 좌측의 파쇄롤(40a)에 형성된 블레이드(41)도 우측의 파쇄롤(40b)에 형성된 블레이드(42)와 좌우 대칭이 되도록 형성한다.
도 5의 확대원에 나타낸 바와 같이, 블레이드(42)는 파쇄롤(40b)의 회전 방향으로 향한 제1 경사면(421)과 파쇄롤(40b)의 회전 반대 방향으로 향한 제2 경사면(422)을 포함한다. 여기서, 제1 경사면(421)이 파쇄롤(40b)의 외주면과 이루는 제1 경사각(α1)은 제2 경사면(422)이 파쇄롤(40b)의 외주면과 이루는 제2 경사각(α2)보다 크다.
파쇄롤(40b)의 회전 방향을 참고시, 제1 경사면(421)이 괴성체와 직접 접촉하여 괴성체를 파쇄한다는 점을 고려하여 제1 경사각(α1)을 급격하게 경사진 각도로, 즉 직각에 가깝게 형성한다. 이에 따라 괴성체를 효율적으로 파쇄할 수 있다. 따라서, 제1 경사각(α1)은 80°내지 90°가 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 제1 경사각(α1)이 80°미만이거나 90°를 초과하는 경우 파쇄가 잘 이루어지지 않는다.
한편, 제2 경사각(α2)은 파쇄시 블레이드(42)의 안정적인 지지를 위하여 완만한 경사각으로 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 제2 경사면(422)을 완만하게 형성함으로써 괴성체를 블레이드(42)로 파쇄시에 블레이드(42)가 받는 충격을 최소화하여 사용 수명을 늘일 수 있다. 여기서, 제2 경사각(α2)은 40°내지 50°가 바람직하다. 제2 경사각(α2)이 40°미만인 경우, 블레이드(42)의 폭이 넓어져서 파쇄롤(40b) 제작이 불가능하고, 제2 경사각(α2)이 50°를 초과하는 경우 블레이드(42)의 지지 효과가 미미한 단점이 있다.
도 6은 도 6의 AA선을 따라 자른 단면도로서, 제2 파쇄기(40)의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b) 중 어느 한 파쇄롤은 고정형 롤이고, 다른 한 파쇄롤은 이동형 롤이다. 따라서 제1 파쇄롤(40a)이 고정형 롤이면 제2 파쇄롤(40b)은 이동형 롤이고, 제1 파쇄롤(40a)이 이동형 롤이면 제2 파쇄롤(40b)은 고정형 롤이다. 이동형 롤은, 그 축의 양단을 스프링 완충 장치(미도시)로 지지함으로써 수평 방향으로 이동 가능하도록 하여 장입되는 괴성체의 양에 따라 양 파쇄롤(40a, 40b)간의 간격을 가변 조절할 수 있다. 또한, 유압 모터로 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)를 회전시키는 경우, 유압 모터에 공급되는 오일의 양으로 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)의 회전 속도를 조절함으로써 전술한 바와 같이 적절한 입도 분포를 가진 괴성체를 제조할 수 있다. 이에 따라 상부로부터 장입되는 괴성체의 양에 따라 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)간의 간격을 가변 조절하여 조업을 탄력적으로 조절할 수 있다.
도 6에 도시한 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)에서, 제1 파쇄롤(40a)의 외주면에 형성된 다수의 제1 블레이드(41)는 제2 파쇄롤(40b)의 외주면에 형성된 다수의 제2 블레이드(42)의 사이에 대향하는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 블레이드(41) 단부로부터 이에 대향하는 제2 파쇄롤(40b)의 표면까지의 거리(d1)는 10mm 내지 20mm 인 것이 바람직하다. 거리(d1)가 10mm 미만인 경우, 각 파쇄롤(40a, 40b)이 너무 밀착되어 블레이드(41, 42)가 상호 접촉하여 파손될 위험이 있다. 또한, 거리(d1)가 20mm 미만인 경우, 골판형 괴성체의 두께를 감안할 때 파쇄가 실질적으로 일어나디 어렵다.
다수의 제1 블레이드(41)간의 간격과 다수의 제2 블레이드(42)간의 간격이 동일하므로, 제2 블레이드(42)도 제1 블레이드(41)의 사이에 대향하며, 제2 블레이드(42) 단부로부터 이에 대향하는 제1 파쇄롤(40a) 표면까지의 거리도 10mm 내지 20mm 인 것이 바람직하다. 이에 따라 각 블레이드(41, 42)가 회전하여 괴성체를 원하는 입도 분포로 조절하면서 파쇄할 수 있다.
도 6의 확대원에는 제2 파쇄기(40)의 각 블레이드(41, 42)로 삽입된 괴성체가 파쇄되는 상태를 개략적으로 나타낸다. 도 6의 확대원에 도시한 바와 같이, 각 블레이드(41, 42)의 단부(411, 421)는 모따기(chamfer)되어 있어서 상부로부터 장입되는 괴성체가 파쇄되면서 하부로 잘 빠져나가도록 해 준다. 특히, 제1 블레이드(41)의 단부에 형성된 모따기면(411)과 이에 가장 가까운 제2 블레이드(42)의 단부에 형성된 모따기면(421)은 상호 대향한다. 이에 따라 각 모따기면(411, 421) 사이로 파쇄된 괴성체가 원활하게 잘 빠져나간다. 여기서 양 모따기면(411, 421)간의 거리는 10mm 내지 15mm인 것이 바람직하다. 모따기면(411, 421)간의 거리가 10mm 미만이면 상부로부터 장입되는 괴성체가 잘 빠져나가지 못하는 문제점이 있고, 모따기면(411, 421)간의 거리가 15mm를 초과하면 제대로 파쇄되지 않은 괴성체가 빠져나가는 문제점이 있다.
도 6의 확대원에 도시한 바와 같이, 양 모따기면(411, 421) 사이로는 입도 20mm 내지 30mm의 괴성체(B1)가 통과할 수 있고, 제1 블레이드(41)와 이에 대향하는 제2 블레이드(42)의 사이 공간으로는 입도 5mm 내지 20mm의 괴성체(B2)가 통과할 수 있다. 그리고 이들 괴성체(B1, B2)의 파쇄에 따라 입도 5mm 미만의 괴성체(B3 )가 제1 블레이드(41) 및 제2 블레이드(42) 사이를 통과할 수 있다. 이와 같이 형성된 제1 블레이드(41) 및 제2 블레이드(42)를 이용하여 입도가 적절하게 분포된 괴성체를 제조하여 용융가스화로에 공급시 그 거동을 최적화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 분환원철 함유 괴성체 제조 장치의 또다른 제2 파쇄기(60)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 일체형 몸체로 이루어진 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)를 나타낸다. 도 7에 도시한 또다른 제2 파쇄기(60)는 도 5에 도시한 제2 파쇄기(40)와 유사하므로, 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하며 다른 부분을 위주로 하여 설명한다.
또다른 제2 파쇄기(60)는 디스크형으로 분리되지 않고 일체형 몸체(47, 49)로 이루어진 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)를 포함하고, 그 외주면에 다수의 블레이드(41, 42)가 형성되어 있다. 이에 따라 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)을 상호 반대 방향으로 구동하여 한 쌍의 파쇄롤(40a, 40b)의 외주면에 형성된 블레이드(41, 42)로 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄한다. 이와 같이 또다른 제2 파쇄기(60)는 일체형 몸체로 이루어지므로 수리 및 보수가 간편하고, 파쇄시 파손이 적은 이점이 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(1000)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 분환원철 함유 괴성체 제조 장치에서 제조한 괴성체를 이용하여 용철을 제조하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 일정한 입도 분포로 조절된 괴성체는 고온이송장 치(50)를 거쳐서 용융가스화로(70)에 공급된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(1000)는 전술한 괴성체 제조 장치(100) 이외에 고온이송장치(50) 및 용융가스화로(70)를 더 포함한다. 파쇄된 괴성체는 열효율을 높이기 위하여 고온으로 유지되도록 외부와 단열된 고온이송장치(50)를 통하여 용융가스화로(70)로 공급된다. 고온이송장치(50)의 구조는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다.
용융가스화로(70)에는 괴탄 및 성형탄에서 선택한 적어도 하나의 석탄을 공급한다. 일반적으로 괴탄은 생산지에서 채취한 입도 8mm 초과의 석탄을 그 예로 들 수 있으며, 성형탄은 생산지에서 채취한 입도 8mm 이하의 석탄을 분쇄하여 프레스로 성형한 석탄을 그 예로 들 수 있다.
이와 같은 종류의 석탄을 용융가스화로(70)에 장입하고 산소(O2)를 공급하여 괴성체를 용융한 다음 출탕구로 배출한다. 이와 같은 방법으로 양호한 품질의 용철을 용이하게 제조할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예
유동환원로에서 배출되는 750℃ 정도의 고온 분환원철 및 소성 부원료의 혼합물인 환원체에 대해 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 파쇄기를 이용하여 괴성체 를 적절하게 파쇄하여 용융가스화로에 장입한 후 산소 풍구의 파손 빈도를 관찰하였다.
폭이 600mm인 제2 파쇄기를 이용하여 상부로부터 장입되는 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하였다. 제2 파쇄기를 이용하여 괴성체를 파쇄한 결과, 입도 분포는, 입경 20mm 내지 입경 30mm의 괴성체가 8%, 입경 5mm 내지 20mm 미만의 괴성체가 78%, 그리고 입경 5mm 미만의 괴성체가 14%였다. 이와 같이 파쇄한 괴성체를 용융가스화로에 장입하여 1주일 동안 용손된 산소 풍구를 관찰하였고, 그 결과 용손된 산소 풍구의 개수는 2개였다.
비교예
본 발명에 따른 실험예와의 비교를 위하여 종래의 일반적인 블레이드 형상을 구비한 폭 600mm의 제2 파쇄기를 이용하여 상부로부터 장입되는 조파쇄된 괴성체를 파쇄하였다. 블레이드의 형상을 제외한 나머지 조건은 본 발명의 실험예와 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다. 제2 파쇄기를 이용하여 괴성체를 파쇄한 결과, 입도 분포는 입경 20mm 내지 입경 30mm의 괴성체가 13%, 입경 5mm 내지 20mm 미만의 괴성체가 62%, 그리고 입경 5mm 미만의 괴성체가 25%였다. 이와 같이 파쇄한 괴성체를 용융가스화로에 장입하여 1주일 동안 용손된 산소 풍구를 관찰하였고, 그 결과 용손된 산소 풍구의 개수는 8개였다.
이상과 같은 본 발명의 실험예 및 종래 기술의 비교예로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에서는 블레이드의 형상을 변형한 제2 파쇄기를 사용하여 괴성체의 입도를 적절하게 조절함으로써 용융가스화로에 괴성체를 장입시 산소 풍구의 용 손을 최소화할 수 있다. 따라서 본 발명을 통한 괴성체의 입도 분포 조절을 통하여 융융가스화로의 조업을 안정화시킬 수 있을 뿐만 아니라 양호한 품질의 용철을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 괴성체 제조 방법은, 괴성체의 입도 분포 조절을 통하여 품질이 양호한 괴성체를 용융가스화로에 제공함으로써 용융가스화로의 조업을 최적화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 괴성체 제조 장치는 성형롤, 제1 파쇄기 및 제2 파쇄기의 형상을 변형하여 괴성체를 용이하게 파쇄하면서 양호한 품질의 괴성체를 공급할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 용철제조장치는 일정한 입도 분포의 괴성체를 이용하여 용철을 제조할 수 있으므로, 용철 제조시의 효율성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (29)

  1. 분환원철 함유 환원체를 하부로 배출하는 장입 장치,
    상기 장입 장치와 연결되어 상기 장입 장치로부터 분환원철 함유 환원체가 장입되어 상기 분환원철 함유 환원체를 압축하여 연속으로 이어진 괴성체를 제조하는 적어도 한 쌍의 성형롤,
    상기 성형롤에서 제조한 괴성체를 조파쇄하는 제1 파쇄기, 및
    상기 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하여 괴성체의 입도 분포를 조절하는 제2 파쇄기
    를 포함하는 괴성체 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 파쇄기는, 상기 괴성체의 입도 분포가,
    0중량% 보다 크고 30중량% 이하인 입도 25mm 내지 30mm의 괴성체,
    55중량% 이상 100중량% 미만인 입도 5mm 내지 25mm 미만의 괴성체, 및
    0중량% 보다 크고 15중량% 이하인 입도 5mm 미만의 괴성체
    가 되도록 상기 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하는 괴성체 제조 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 한 쌍의 성형롤의 표면에 상기 각 성형롤의 축 방향을 따라 연속으로 오목홈이 형성되고, 상기 오목홈에 다수의 돌출부를 상호 이격시켜 형성한 괴성체 제조 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 돌출부는 노치(notch) 형태로서, 상기 한 쌍의 롤의 외주 방향으로 돌출한 괴성체 제조 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 돌출부는 그 중심으로 갈수록 그 두께가 감소하는 괴성체 제조 장치.
  6. 제3항에서,
    상기 다수의 돌출부간의 피치(pitch)는 16mm 내지 45mm인 괴성체 제조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 제1 파쇄기는,
    외주에 상호 이격된 다수의 돌기가 형성되고, 함께 구동되도록 동축에 나란히 배열되어 설치된 다수의 파쇄판, 및
    상기 다수의 파쇄판 사이에 삽입되어 상기 파쇄판간의 간격을 조절하는 스페이서 링(spacer ring)
    을 포함하고,
    상기 다수의 파쇄판의 구동에 따라 상기 파쇄판의 외주에 형성된 다수의 돌기로 상기 괴성체를 조파쇄하는 괴성체 제조 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 제1 파쇄기는 외주에 상호 이격된 다수의 돌기가 축방향을 따라 형성된 일체형 몸체(one body)로 이루어지고, 상기 제1 파쇄기의 구동에 따라 다수의 돌기로 상기 괴성체를 조파쇄하는 괴성체 제조 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제2 파쇄기는 다수의 파쇄용 디스크를 구비하고 상호 이격 설치된 한 쌍의 파쇄롤을 포함하고, 상기 한 쌍의 파쇄롤을 상호 반대 방향으로 구동하여 상기 파쇄용 디스크의 외주면에 형성된 다수의 블레이드(blade)로 상기 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하는 괴성체 제조 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 한 쌍의 파쇄롤 중 어느 한 파쇄롤은 고정형 롤이고, 다른 한 파쇄롤은 이동형 롤이며, 상기 한 쌍의 파쇄롤간의 간격이 가변 조절되는 괴성체 제조 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 블레이드는, 상기 파쇄롤의 회전 방향으로 향한 제1 경사면과 상기 파쇄롤의 회전 반대 방향으로 향한 제2 경사면을 포함하고, 상기 제1 경사면이 상기 파쇄롤의 외주면과 이루는 제1 경사각은 상기 제2 경사면이 상기 파쇄롤의 외주면과 이루는 제2 경사각보다 큰 괴성체 제조 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제1 경사각은 80°내지 90°인 괴성체 제조 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 제2 경사각은 40°내지 50°인 괴성체 제조 장치.
  14. 제9항에서,
    상기 한 쌍의 파쇄롤은 제1 파쇄롤 및 제2 파쇄롤을 포함하고, 상기 제1 파쇄롤의 외주면에 형성된 다수의 제1 블레이드는 상기 제2 파쇄롤의 외주면에 형성된 다수의 제2 블레이드의 사이에 대향하는 괴성체 제조 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 블레이드 단부로부터 상기 제1 블레이드 단부에 대향하는 상기 제2 파쇄롤의 표면까지의 거리는 10mm 내지 20mm인 괴성체 제조 장치.
  16. 제14항에서,
    상기 각 블레이드의 단부는 모따기(chamfer)되어 있는 괴성체 제조 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 제1 블레이드의 단부에 형성된 모따기면과 상기 제1 블레이드에 가장 가까운 제2 블레이드의 단부에 형성된 모따기면이 상호 대향하는 괴성체 제조 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 제1 블레이드의 상단에 형성된 모따기면과 상기 제1 블레이드에 가장 가까운 제2 블레이드의 상단에 형성된 모따기면간의 거리는 10mm 내지 15mm인 괴성체 제조 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 제2 파쇄기는 상호 이격 설치된 한 쌍의 파쇄롤을 포함하고, 일체형 몸체로 이루어진 상기 한 쌍의 파쇄롤을 상호 반대 방향으로 구동하여 상기 한 쌍의 파쇄롤의 외주면에 형성된 다수의 블레이드로 상기 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하는 괴성체 제조 장치.
  20. 제1항에서,
    상기 제1 파쇄기의 후단에 바로 상기 제2 파쇄기가 연결된 괴성체 제조 장치.
  21. 제1항에서,
    상기 장입 장치는 상기 분환원철 함유 환원체의 양을 가변 제어하면서 하부로 배출하는 괴성체 제조 장치.
  22. 제1항에 따른 괴성체 제조 장치, 및
    상기 괴성체 제조 장치에서 파쇄한 상기 괴성체를 장입하여 융용하는 용융가스화로
    를 포함하는 용철제조장치.
  23. 제22항에서,
    상기 괴성체 제조 장치에서 파쇄한 괴성체를 상기 용융가스화로로 이송하는 고온 이송 장치를 더 포함하는 용철제조장치.
  24. 제22항에서,
    괴탄 및 성형탄 중 적어도 하나를 상기 융융가스화로에 공급하는 용철제조장치.
  25. 분환원철 함유 환원체를 한 쌍의 성형롤에 장입하는 제1 단계,
    상기 한 쌍의 성형롤로 상기 분환원철 함유 환원체를 압축하여 골판형 괴성체를 제조하는 제2 단계,
    상기 골판형 괴성체를 조파쇄하는 제3 단계, 및
    상기 조파쇄된 괴성체를 다시 파쇄하여 괴성체의 입도 분포를 조절하는 제4 단계
    를 포함하는 괴성체 제조 방법.
  26. 제25항에서,
    제4 단계에서, 상기 입도 분포가 조절된 괴성체는,
    0중량% 보다 크고 30중량% 이하인 입도 20mm 내지 30mm의 괴성체,
    55중량% 이상 100중량% 미만인 입도 5mm 내지 25mm 미만의 괴성체, 및
    0중량% 보다 크고 15중량% 이하인 입도 5mm 미만의 괴성체
    를 포함하는 괴성체 제조 방법.
  27. 제25항에서,
    제3 단계에서, 상기 골판형 괴성체의 평균 입도가 0mm 보다 크고 50mm 이하가 되도록 파쇄하는 괴성체 제조 방법.
  28. 제27항에서,
    제3 단계에서, 상기 골판형 괴성체의 평균 입도가 0mm 보다 크고 30mm 이하가 되도록 파쇄하는 괴성체 제조 방법.
  29. 제25항에서,
    상기 제3 단계 직후에 바로 상기 제4 단계를 실행하는 괴성체 제조 방법.
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