KR20110108990A - 생석회의 입도별 수화율 측정장치 - Google Patents

생석회의 입도별 수화율 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생석회의 입도별 수화율 측정장치에 관한 것으로, 채반거치대(20)에 입도별 채반(30)들이 상하방향으로 거치되고, 상기 채반거치대(20)에 상하진동장치(50)에 의해 상하방향의 진동이 인가되며, 각 채반(30)들의 중량을 감지하는 중량센서(40)가 구비되고, 상기 중량센서(40)에서 측정된 수화반응 전,후의 생석회 중량을 이용하여 입도별 생석회의 수화율을 계산한다.
생석회의 입도별 수화율을 자동으로 구할 수 있어서 작업이 용이하고 신속하며, 얻어진 데이터를 이용하여 생석회의 품질 관리(수화율의 변동 체크에 의함)가 가능하게 되어 보다 우수한 품질의 생석회를 필요한 공정으로 공급할 수 있게 되므로 제강 품질이 우수해진다.

Description

생석회의 입도별 수화율 측정장치{apparatus for measuring a hydration ratio of quicklime by a difference of particle size}
본 발명은 생석회의 입도별 수화율 측정장치에 관한 것으로, 생석회를 입도별로 자동 구분하고, 각 입도별로 수화율을 측정할 수 있도록 된 생석회의 입도별 수화율 측정장치에 관한 것이다.
석회석(lime stone)은 용선의 탈인과 탈황을 위한 염기성 용제로 사용된다.
그러나, 채광된 석회석은 CaCO3 를 주성분으로 하는 것으로서 제강 공정에 그대로 투입하기는 곤란하며, 고온하에서의 소성 공정을 거쳐서 CaCO3 로부터 CO2 를 제거하여 CaO 의 비율을 높인 생석회의 상태로 투입된다.
상기 생석회는 석회석에 비해 CaO 의 비율이 높아서 비교적 용해되기 쉬우므로 반응이 빠르고 열손실이 적기 때문이다.
한편, 용선을 정련하여 고순도의 청정강을 제조하기 위해서는 고품위의 생석회를 필요로 하는데, 생석회의 품질을 판단하기 위하여 주로 수화율을 측정하고 있으며, 또한 보다 유용한 수화율 데이터를 얻기 위하여 생석회를 입도별로 분류하고 입도별 수화율을 측정하는 것이 필요하다.
본 발명은 생석회를 자동으로 입도 선별하고, 각 입도별로 분류된 생석회의 수화율을 자동으로 측정할 수 있게 됨으로써 생석회의 입도별 수화율 측정 작업이 매우 용이하게 이루어질 수 있게 되고, 이에 따라 입도별 수화율 데이터를 용이하게 얻을 수 있도록 된 생석회의 입도별 수화율 측정장치를 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
베이스부재와;
상기 베이스부재에 탄성지지체를 매개로 장착된 다단의 채반거치대와;
상기 채반거치대의 각 단에 올려지고, 상부 단으로부터 하부 단으로 갈수록 채눈의 크기가 감소되는 입도별 채반들과;
상기 채반과 각 채반별로 입도 선별된 생석회의 중량을 측정하는 중량센서들과;
상기 베이스에 장착되고 연결로드를 매개로 상기 채반거치대와 연결되어 채반거치대에 상하방향의 진동을 인가하는 진동모터 및;
상기 중량센서로부터 측정된 수화반응 전의 입도별 생석회 중량과 수화반응 후의 입도별 생석회 중량을 이용하여 생석회의 입도별 수화율을 산출하는 컴퓨터;
를 포함한다.
또한, 본 발명은, 베이스부재와;
상기 베이스부재에 탄성지지체를 매개로 장착된 물탱크와;
상기 물탱크의 내부에 설치된 다단의 채반거치대와;
상기 채반거치대의 각 단에 올려지고, 상부 단으로부터 하부 단으로 갈수록 채눈의 크기가 감소되는 입도별 채반들과;
상기 채반과 각 채반별로 입도 선별된 생석회의 중량을 측정하는 중량센서들과;
상기 베이스에 장착되고 연결로드를 매개로 상기 물탱크와 연결되어 물탱크에 설치된 상기 채반거치대에 상하방향의 진동을 인가하는 진동모터 및;
상기 중량센서로부터 측정된 수화반응 전의 입도별 생석회 중량과 수화반응 후의 입도별 생석회 중량을 이용하여 생석회의 입도별 수화율을 산출하는 컴퓨터;
를 포함한다.
또한, 상기 물탱크의 하부 중앙에 임펠러가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스부재의 내부를 통하여 상기 물탱크의 물을 배출하는 배출관이 설치되고, 상기 배출관의 단부에 밸브가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 채반들의 측벽은 상부단과의 사이에 최하단 채반의 채눈 치수 미만의 틈을 형성하는 높이로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 물탱크에 상부를 관통하는 물공급관이 설치되고, 상기 물공급관의 하단은 최하단 채반보다 아래에 위치하는 것을 특징으로 한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,
각 공정에 사용되는 생석회를 요구하는 입도 별로 수화율을 자동 측정함으로써 생석회 품질의 표준화 및 향상이 가능하게 된다.
또한, 각 공정에서 사용되는 입도별로 생석회 품질 변동을 수화율 변동(저하)을 통해 사전에 점검함으로써 생석회 불량으로 인해 발생할 수 있는 제강 조업 상의 이상발생을 미리 방지하여 용강의 품질이 향상되고, 이로써 최종 제품의 품질이 안정화 및 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생석회 입도별 수화율 측정장치의 구성도,
도 2는 도 1과는 또 다른 본 발명의 실시예이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 베이스부재(10)와, 상기 베이스부재(10)의 상부에 설치되는 채반거치대(20)와, 상기 채반거치대(20)에 거치되는 다수의 입도별 채반(30)과, 상기 채반거치대(20)에 상하방향의 진동을 인가하는 상하진동장치(50)를 포함한다.
상기 베이스부재(10)는 장치의 베드 역할을 하는 부분으로서 진동에 둔감하여 작동시 안정적인 상태를 유지하도록 하기 위하여 고중량이면서 견고하게 제작된다.
상기 채반거치대(20)는 층별로 다수의 채반(30)이 거치될 수 있도록 다단으로 구성되고, 상기 베이스부재(10)의 상면에 장착된다.
단, 상기 채반거치대(20)에 진동이 인가되었을때 효과적으로 진동할 수 있도록 탄성지지체(25)를 매개로 상기 베이스부재(10)에 장착된다.
상기 탄성지지체(25)로서는 일반적으로 코일스프링이나 에어스프링 및 고무블럭 등이 사용될 수 있다.
한편, 상기 채반거치대(20)의 각 단마다 채반(30) 및 그에 담겨진 생석회의 중량을 감지하는 중량센서(40)가 설치된다.
상기 각 단에 올려지는 채반(30)들은 상기 중량센서(40)에 하중을 가함으로써 중량센서(40)에서 해당 채반(30)과 그에 담겨진 생석회의 총중량을 측정할 수 있도록 되어 있다.
상기 채반(30)들은 모두 다른 크기의 채눈을 가지는데, 채반거치대(20)의 상부 단에서 하부 단으로 갈수록 채반(30)의 채눈 크기가 감소하게 된다.
즉, 상부 단에서 하부 단으로 A, B, C, D, E 의 채반이 놓였다면 상기 채반들의 채눈 크기는 A > B > C > D > E 의 관계가 된다.
상기 상하진동장치(50)는 상기 베이스부재(10)의 상면 양측에 장착되고 상하방향의 진동을 발생시키는 진동모터(51)와, 상기 진동모터(51)와 상기 채반거치대(20)의 측면을 연결하는 연결로드(52)를 포함한다.
그리고, 상기 연결로드(52)와 상기 채반거치대(20)의 연결을 견고하고 안정적으로 하기 위하여 상기 채반거치대(20)의 측면에 채반거치대(20)를 둘러싸는 원형 링 형상의 클램프(53)을 설치하고, 상기 클램프(53)에 상기 연결로드(52)의 상단을 연결할 수 있다.
상기 중량센서(40)들은 컴퓨터(100)에 연결되어, 측정된 중량값을 상기 컴퓨터(100)로 전달하도록 되어 있으며, 상기 컴퓨터(100)는 각 센서로부터 전달받은 생석회 입도별 수화반응 전의 중량과 수화반응 후의 중량을 이용하여 입도별 생석회의 수화율을 계산한다.
수화율은 다음 식과 같이 구할 수 있다.
수화율(%) = ((수화반응전 중량 - 수화반응후 중량)/수화반응전 중량)×100
상기와 같이 샘플링 된 생석회의 입도별 수화율을 산출한 컴퓨터(100)는 산출된 데이터를 저장하고, 또한 데이터가 필요한 개별 공정이나 전체 공정을 총괄하는 상황실로 전송한다.
이제 상기 실시예의 작용 효과를 설명한다.
샘플링된 생석회를 최상 단의 채반(A)에 붓는다.
이어, 상기 진동모터(51)를 작동시키면 연결로드(52)를 통해 채반거치대(20)에 진동이 전달되어 채반거치대(20)와 각 단의 채반(30)들이 모두 상하로 진동된다.
상기와 같은 진동이 충분한 시간(5~10분)동안 인가되면, 상기 각 단의 채반들에 입도별로 선별된 생석회들이 담겨지게 된다.
즉, 입도가 큰 생석회들은 상부의 채반에 남겨지고, 입도가 작은 생석회들은 점차 아래쪽으로 이동하여 자신이 걸려질 수 있는 채눈을 가진 채반에 담겨지게 된다.
상기와 같이 각 채반별로 생석회의 입도가 구별되어 담겨지면, 채반거치대(20)의 상부에서 물공급관(60)을 이용하여 물을 살포하여 생석회의 수화반응을 진행한다.
설정된 시간 동안의 수화반응을 진행한 후에는 각 중량센서(40)들에서 측정된 중량값을 이용하여 상기 컴퓨터(100)에서 상기 식에 의해 입도별 생석회의 수화율을 계산한다.
이와 같이 산출된 생석회의 입도별 수화율은 생석회의 입도별로 품질을 판단할 수 있게 한다.
따라서, 생석회의 입도별 품질 변동을 상기 수화율 변동에 의해 판단(사전점검)할 수 있게 되므로 각 공정마다 입도별로 최적의 수화율을 갖는 생석회를 공급할 수 있게 된다.
즉, 일정한 품질 기준을 마련(표준화)하고 그에 맞추어 생석회의 품질을 관리함으로써 생석회의 품질 향상을 도모할 수 있고, 이에 따라 고순도의 청정강을 제조하는 것이 가능해진다.
도 2에 도시된 실시예는 상기 도 1의 실시예를 보다 개선한 실시예로서, 상기 채반거치대(20)를 둘러싸는 물탱크(70)가 구비된 것에 특징이 있다.
즉, 상기 베이스부재(10)의 상부에 물탱크(70)가 설치되고, 상기 물탱크(70)의 내부에 상기 채반거치대(20)가 설치된다.
이때 상기 채반거치대(20)에 상하방향 진동을 인가하기 위하여 상기 물탱크(70)에 상기 상하진동장치(50)가 설치된다.
즉, 상기 베이스부재(10)의 상면에 장착된 진동모터(51)에 연결로드(52)가 연결되고, 상기 연결로드(52)가 물탱크(70)의 측면을 둘러싼 클램프(53)에 연결되는 구조로 이루어진다.
따라서, 상기 물탱크(70)가 상하방향으로 유동가능해야만 상기 채반거치대(20)가 상하방향으로 진동할 수 있으므로 상기 물탱크(70)는 상기 베이스부재(10)에 탄성지지체(25')를 매개로 장착된다.
한편, 상기 물탱크(70)의 바닥면 중앙에는 임펠러(85)가 설치되며, 상기 임펠러(85)를 회전시키는 모터(80)는 상기 물탱크(70)의 바닥 외측면에 장착되고, 구동축만이 물탱크(70)의 내부로 유입되어 상기 임펠러(85)를 회전시키도록 되어 있다.
이때 상기 모터(80)의 구동축과 물탱크(70)의 바닥면 사이에는 미캐니컬실링(도시하지 않음)이 구비되어 누수를 방지함은 물론이다.
상기와 같이 물탱크(70)가 구비되면 필요한 만큼(최상단 채반(A)이 잠기는 수위(W)까지 물을 공급한다.)의 물만을 사용하여 수화반응을 진행할 수 있게 된다.
즉, 수화반응이 진행되는 시간동안 물을 계속 흘려보내지 않아도 되므로 물 사용량이 감소되는 효과가 있다.
또한, 상기 물탱크(70) 속에서 임펠러(85)로 물을 교반할 수 있으므로 생석회 수화반응을 보다 활발하게 이루어지도록 할 수 있으므로 필요한 만큼 충분한 수화반응을 유도하는데 소요되는 시간이 감소하므로 실험시간이 단축되는 효과가 있다.
또한, 상기 물탱크(70)의 일측 바닥면에 연결된 배출관(15)이 상기 베이스부재(10)의 내부를 관통하여 외부로 개방되도록 설치되는데, 상기 배출관(15)의 개방구에는 밸브(17)가 설치되어 수화반응을 진행할 때에는 배출관(15)을 차단상태로 유지할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이 배출관(15)과 밸브(17)가 구비됨으로써 수화반응이 종료된 후에는 상기 밸브(17)를 열고 배출관(15)의 단부에 위치시킨 수거통으로 폐수를 모을 수 있다. 따라서, 수화반응에 사용된 물을 실험실 바닥에 바로 흘려보내지 않으므로 실험실 바닥이 청결히 유지되고, 폐수를 보다 깨끗하게 처리할 수 있게 되는 효과가 있다.
한편, 상기 물탱크(70)의 상부 일측에는 상기 채반거치대(20)의 최상단 채반(A)으로 생석회를 부어넣을 수 있도록 투입구(71)가 형성된다.
또한, 상기 물탱크(70)의 상부 타측에는 물탱크 몸체를 관통하여 물탱크의 내부 하방으로 연장되는 물공급관(60')이 설치된다.
상기 물공급관(60')을 통해 물탱크(70)의 내부로 수화반응에 필요한 물을 공급할 수 있다.
또한, 상기 물공급관(60')의 하단은 상기 채반거치대(20)의 최하단 채반(E) 보다 아래쪽에 위치해 있어서, 물이 세차게 공급되어도 물과의 충돌에 의해 채반으로부터 생석회가 튀어나오는 것을 방지한다. 이는 입도선별된 생석회를 해당 채반에 그대로 유지시킴으로써 수화반응 전과 후의 정확한 중량을 측정할 수 있도록 함으로써 산출된 수화율의 신뢰성을 확보할 수 있다.
한편, 수화반응 진행 중에도 물탱크 내부에 충진된 물의 유동에 의하여 각 채반으로부터 생석회가 이탈되지 않도록 각 채반의 측벽이 높게 형성되어 상부 단과의 사이에 틈새가 거의 존재하지 않도록 한다.
즉, 각 단의 채반 측벽 상단과 그의 상부 단 사이에는 최하단 채반의 채눈 크기보다 작은 크기의 틈새가 존재하도록 상기 채반의 측벽 높이가 형성된다.
따라서, 임펠러에 의해 물이 교반되어도 각각의 채반으로부터 생석회가 외부로 이탈되지 않으므로 보다 정확한 중량측정을 통해 신뢰성 높은 수화율 값을 산출할 수 있다.
상기와 같이 보다 신속하게 수화반응을 진행시킬 수 있으므로 수화율 측정에 소요되는 총 시간을 감소시킬 수 있고, 또한 입도별로 선별된 생석회가 각 채반으로부터 이탈되는 것이 방지되므로 보다 정확한 입도별 수화율을 측정할 수 있으며, 사용되는 물의 양을 절감할 수 있고, 사용한 폐수를 깨끗하게 처리할 수 있게 된다.
10 : 베이스부재 15 : 배출관
17 : 밸브 20 : 채반거치대
25,25' : 탄성지지체 30 : 채반
40 : 중량센서 50 : 상하진동장치
51 : 진동모터 52 : 연결로드
53 : 클램프 60,60' : 물공급관
70 : 물탱크 71 : 투입구
80 : 모터 85 : 임펠러
100 : 컴퓨터

Claims (6)

  1. 베이스부재와;
    상기 베이스부재에 탄성지지체를 매개로 장착된 다단의 채반거치대와;
    상기 채반거치대의 각 단에 올려지고, 상부 단으로부터 하부 단으로 갈수록 채눈의 크기가 감소되는 입도별 채반들과;
    상기 채반과 각 채반별로 입도 선별된 생석회의 중량을 측정하는 중량센서들과;
    상기 베이스에 장착되고 연결로드를 매개로 상기 채반거치대와 연결되어 채반거치대에 상하방향의 진동을 인가하는 진동모터 및;
    상기 중량센서로부터 측정된 수화반응 전의 입도별 생석회 중량과 수화반응 후의 입도별 생석회 중량을 이용하여 생석회의 입도별 수화율을 산출하는 컴퓨터;
    를 포함하는 생석회의 입도별 수화율 측정장치.
  2. 베이스부재와;
    상기 베이스부재에 탄성지지체를 매개로 장착된 물탱크와;
    상기 물탱크의 내부에 설치된 다단의 채반거치대와;
    상기 채반거치대의 각 단에 올려지고, 상부 단으로부터 하부 단으로 갈수록 채눈의 크기가 감소되는 입도별 채반들과;
    상기 채반과 각 채반별로 입도 선별된 생석회의 중량을 측정하는 중량센서들과;
    상기 베이스에 장착되고 연결로드를 매개로 상기 물탱크와 연결되어 물탱크에 설치된 상기 채반거치대에 상하방향의 진동을 인가하는 진동모터 및;
    상기 중량센서로부터 측정된 수화반응 전의 입도별 생석회 중량과 수화반응 후의 입도별 생석회 중량을 이용하여 생석회의 입도별 수화율을 산출하는 컴퓨터;
    를 포함하는 생석회의 입도별 수화율 측정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 물탱크의 하부 중앙에 임펠러가 설치된 것을 특징으로 하는 생석회의 입도별 수화율 측정장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 베이스부재의 내부를 통하여 상기 물탱크의 물을 배출하는 배출관이 설치되고, 상기 배출관의 단부에 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 생석회의 입도별 수화율 측정장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 각 채반들의 측벽은 상부단과의 사이에 최하단 채반의 채눈 치수 미만의 틈을 형성하는 높이로 형성된 것을 특징으로 하는 생석회의 입도별 수화율 측정장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 물탱크에 상부를 관통하는 물공급관이 설치되고, 상기 물공급관의 하단은 최하단 채반보다 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 생석회의 입도별 수화율 측정장치.
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