KR20120071774A - 소결기 통기봉 부착광 제거장치 - Google Patents

소결기 통기봉 부착광 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소결기 대차에 설치된 통기봉(120)에 내마모성과 신축성을 구비한 고무계열의 에어튜브(130)를 삽입하고, 통기봉(120)과 에어튜브(130)의 사이에 압축공기를 공급함으로써 에어튜브(130)의 팽창 및 수축에 의하여 통기봉의 부착광을 제거하도록 구성되는 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 제공한다. 따라서 본 발명에 의하면 소결기 통기봉의 부착광을 자동으로 제거하여 인력과 비용의 소모를 최소화하고 항상 일정한 통기 공극을 형성하여 균일한 품질의 소결광을 생산할 수 있다.

Description

소결기 통기봉 부착광 제거장치{Apparatus for removing adhered ore from breathening-bar of insinterring utility}
본 발명은 소결기 통기봉에 부착된 부착광을 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축공기의 공급 및 배출에 의하여 에어튜브를 팽창 및 수축시킴으로써 소결기 통기봉에 부착된 부착광을 자동으로 제거하도록 하는 소결기 통기봉 부착광 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 소결기에 의한 소결과정은 무한궤도 운동되는 대차에 주원료인 철광석과 부원료인 석회석, 규사, 사문암 및 연료인 분코크스를 혼합 조립한 배합원료를 장입호퍼에 장입하고, 장입된 배합원료중 분코크스를 점화로에서 점화시킨 후 하방으로 흡인되는 공기에 의해 상부에서 하부로 소결이 진행되도록 하는 것이다.
도 1은 일반적인 소결공정 설비의 개략도, 도 2는 종래의 소결광 제조용 배합원료의 장입 과정을 도시한 개략도이다. 도 1의 도시를 참조하면, 소결공정은 원료빈(1)으로부터 공급된 원료가 벨트컨베이어(2)로 이송되어 드럼믹서(3)를 통과하고, 드럼믹서(3)에서 배출된 배합원료가 벨트컨베이어(4)로 이송되어 서지 호퍼(6)로 장입되고 드럼 피더(7)가 회전하면서 분할문(5)을 통과하여 소결기 대차(11)로 공급되도록 이루어져 있다.
소결기 대차(11)로 장입된 배합원료는 도 2의 도시와 같이 통기봉(18)이 설치된 위치를 통과하여 점화로(10)에서 착화된다. 이후, 배합원료는 소결반응을 일으키면서 소결광을 생산하고, 소결광 생산과정에서 대형블로우(15)에 의하여 하부로 흡입된 공기는 흡입관을 통해서 전기집진기(14)에서 공기 중에 포함되어 있는 더스트를 제거 후 청정 배가스를 배출한다.
상기의 통기봉(18)은 점화 전에 배합원료의 하층부에 통기를 위한 통기공극을 형성시켜 통기성을 향상시키도록 설치된다. 즉, 고로의 철광석으로 사용되는 소결광의 제조 원료(이하, 배합원료)는 입경 8㎜이하의 분광석을 다량 사용하며 저가광석의 사용 증가와 고층후 조업으로 인해 소결기에서 조업시 통기성이 나빠지는 문제가 발생하는데, 그 해결방안으로 배합원료의 폭 방향 및 깊이 방향으로 여러 열을 갖도록 다단형의 통기봉(18)을 배치함으로써 장입 롤(8)을 통해 장입된 배합원료(19)에 통기성을 부여하도록 하는 것이다.
그런데, 소결기 대차(11)로 장입된 배합원료(19)가 통기봉(18)이 설치된 위치를 통과하는 과정에서 배합원료의 수분과 점착성으로 인해 조업시 배사면에서의 부착광이 다량 형성되고 있으며, 이로 인한 장입량의 변동으로 조업의 불균일을 가져와 생산성과 품질이 저하되고 있다.
뿐만 아니라, 통기봉(18)의 외표면에 부착된 부착광은 통기성을 저해하는 원인이 되고 있으며, 통기봉(18)에 부착된 부착광이 고착 및 성장되어 대차로 장입되는 등 불균일한 장입으로 인해 설비의 가동이 중단되어야 하는 문제를 갖는 것이었다.
이와 같이 통기봉(18)에 부착되는 부착광을 제거하기 위하여 종래에는 수십개의 통기봉(18)에 형성된 부착광을 작업자가 작업도구를 이용하여 수작업으로 제거하였으나, 부착광 제거에 많은 작업시간이 소모되는 등 업무부하가 가중되고 인력과 시간의 낭비가 초래되고 안전 사고의 발생위험이 상존하였다.
상기한 기술 외에도 스크래퍼(scraper)를 이용하는 기술이 제안되어 있으나, 이 기술은 스크래퍼가 좌우 왕복주행함에 따라 배합원료의 흐름을 방해하여 소결기 폭방향으로 불균일한 원료장입을 일으키고, 먼지와 수분이 많은 조건에서 주기적인 반복 운동을 하는 부품의 내구성을 확보하기 곤란하여 실제 적용되고 있지 못한 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 소결기의 통기봉에 발생되는 부착광을 제거하기 위하여 내마모성과 신축성을 구비한 고무계열의 에어튜브를 통기봉에 장착하고, 상기 에어튜브를 압축공기의 공급 및 배출에 의하여 팽창 및 수축시킴으로써 통기봉 부착광을 자동으로 제거하도록 하는 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 제공하고자 함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 소결기 통기봉 부착광 제거장치는 소결기 대차에 설치된 통기봉에 신축성을 갖는 에어튜브가 삽입되고, 압축공기의 공급에 의하여 상기 에어튜브가 팽창됨에 의하여 통기봉의 부착광이 제거되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 통기봉은 내부에 공기투입구가 형성되고, 상기 통기봉에는 상기 공기투입구로부터 통기봉의 외둘레를 향하여 관통하는 공기공급홀이 적어도 하나 이상 형성된 것에도 특징이 있다.
또한 상기 에어튜브의 양측 단부에는 내부둘레를 따라 에어튜브와 통기봉의 사이로 공급된 압축공기의 유출 방지를 위한 밀폐부가 돌출되어 형성되고, 상기 통기봉은 외둘레를 따라 상기 에어튜브의 밀폐부에 대응하는 위치에 홈이 인입 형성된 것에도 특징이 있다.
또한 상기 통기봉은 일단이 베이스의 연결구에 체결되고 타단에는 에어튜브가 삽입되도록 축소된 외경을 갖는 에어튜브장착부로 구성된 제1 통기봉과, 상기 제1 통기봉에 체결되는 제2 통기봉으로 구성되는 것에도 그 특징이 있다.
또한 상기 베이스의 연결구는 베이스에 형성된 니플을 통해 주입되는 압축공기가 통기봉으로 전달되도록 내부가 관통되어 상기 공기투입구에 연결되도록 형성되고, 상기 니플에 연결된 압축공기 공급관을 통하여 서지탱크로부터 압축공기를 공급하도록 구성된 것에도 특징이 있다.
또한 상기 압축공기 공급관에는 서지탱크로부터 압축공기를 공급하거나 차폐하도록 된 압축공기 제어밸브와 상기 압축공기 공급관의 압력을 감지하는 압력 스위치 및 상기 압력 스위치의 감지신호에 의하여 통기봉측에서 서지탱크측을 향하여 압축공기가 전달되도록 방향을 전환하는 방향전환밸브가 설치되며, 상기 소결기 통기봉 부착광 제거장치는 압력 센서에 의하여 측정된 통기봉의 압력으로부터 상기 압축공기 제어밸브를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부와 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 압축공기 제어밸브의 개폐를 제어하는 에어공급 제어시스템을 더 포함하여 구성되는 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 의하면 내마모성과 신축성을 구비한 고무계열의 에어튜브를 통기봉에 장착하고, 에어튜브를 압축공기의 공급 및 배출에 의해 팽창 및 수축시켜 통기봉의 부착광을 자동으로 제거함으로써 항상 일정한 통기 공극을 형성하고 소결기 폭방향으로 원료의 장입을 균일화함으로써 고품질의 소결광을 제조할 수 있으며, 부착광 제거에 소모되는 비용과 인력의 낭비를 최소화할 수 있다.
도 1은 일반적인 소결공정 설비의 개략도,
도 2는 종래의 소결광 제조용 배합원료의 장입 과정을 도시한 개략도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 정면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 통기봉 구조를 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 구성하는 에어튜브의 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 작동원리를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 이용하여 통기봉 부착광을 제거하는 과정을 나타낸 순서도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명의 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 분해 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 정면도, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 통기봉 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치는 소결기 대차에 설치된 통기봉(120)에 내마모성과 신축성을 갖는 에어튜브(130)가 삽입되고, 압축공기의 공급에 의하여 상기 에어튜브(130)가 팽창됨에 의하여 통기봉의 부착광이 제거되도록 구성된다. 에어튜브(130)는 우레탄과 같이 내마모성과 신축성을 갖는 고무계열의 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서, 에어튜브(130)는 부착광이 많이 발생되는 통기봉의 일부분에만 끼워진 것으로 되어 있으나, 통기봉의 전체에 걸쳐 에어튜브(130)를 삽입하는 것도 가능하다.
통기봉(120)은 통기봉을 지지하는 베이스(111)의 전면에 돌출 형성된 연결구(112)에 체결되어 고정 설치된다. 도시된 실시예에서 통기봉(120)은 에어튜브(130)의 설치와 수리 및 교체작업을 용이하게 실시할 수 있도록 제1 통기봉(121)과 제2 통기봉(125)의 2단 분리형 구조로 되어 있다.
상기 제1 통기봉(121)은 베이스(111)측을 향하는 단부에 형성된 나사부(124)에 의해 베이스(111)의 연결구(112)에 나사 체결된다. 제1 통기봉(121)은 베이스(111) 반대측의 단부를 통해 에어튜브(130)가 삽입 장착될 수 있도록 축소된 외경을 갖는 에어튜브장착부(122)를 가지며, 에어튜브장착부(122)의 외경이 에어튜브(130)의 내경과 동일하거나 약간 작은 크기를 갖도록 구비된다.
제1 통기봉(121)은 도 6의 도시와 같이 중심부에 길이 방향을 따라 공기투입구(126)가 형성되어 에어튜브장착부(122)의 중간부까지 연장되어 있다. 상기 에어튜브장착부(122)의 중간부에는 상기 공기투입구(126)로부터 제1 통기봉(121)의 외둘레를 향하여 관통하는 4개의 공기공급홀(127)이 90°의 간격을 이루면서 방사상으로 형성되어 있다.
상기 제2 통기봉(125)은 에어튜브(130)가 제1 통기봉(121)의 에어튜브장착부(122)에 삽입된 상태에서 제1 통기봉(121)의 단부측 나사부(123)에 나사 체결된다.
상기 베이스(111)는 그 전면에 형성된 니플(113)을 통하여 내부 공간으로 압축공기가 공급되며, 베이스(111)의 연결구(112)는 내부가 관통되어 베이스(111) 내부 공간으로 주입된 압축공기가 통기봉의 공기투입구(126)로 전달되는 통로를 형성하고 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 구성도이다. 도시를 참조하면 통기봉(120)은 5개의 단으로 구성된 것으로 예시되어 있으며, 각 단의 통기봉(120)을 지지하는 베이스(111)는 니플(113)을 통해 압축공기 공급관(155)과 연결되어 이를 통해 서지탱크(151)로부터 압축공기를 공급받는다.
각 단의 압축공기 공급관(155)에는 서지탱크(151)로부터 압축공기를 공급 혹은 차폐시키는 압축공기 제어밸브(152)와, 압축공기 공급관(155)의 압력을 감지하는 압력 스위치(154) 및 상기 압력 스위치(154)의 감지신호에 의하여 통기봉(120)으로부터 서지탱크(151)측으로 압축공기가 전달되도록 방향을 전환하는 방향전환밸브(153)가 설치된다.
통기봉이 설치된 각 단에는 베이스(111)의 내부로 공급된 압축공기의 압력을 측정하는 압력센서(180)가 설치되어 있다. 압력센서(180)에 의해 측정된 각 단의 압축공기의 압력은 제어부(170)로 전달되며, 제어부(170)는 압력센서(180)에 의하여 측정된 압축공기의 압력으로부터 압축공기 제어밸브(152)를 제어하기 위한 제어신호를 에어공급 제어시스템(160)으로 출력하고, 에어공급 제어시스템(160)은 상기 제어부(170)의 제어신호에 따라 상기 압축공기 제어밸브(152)의 개폐를 제어하여 에어튜브(130)를 팽창 및 수축시킴으로써 통기봉의 부착광을 자동으로 제거하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 구성하는 에어튜브의 사시도(a)로서, 에어튜브(130)가 팽창되어 있는 상태를 나타내고 있다. 도 7의 (b)는 도 7의 (a)에 도시된 "D" 부 확대도로서, 도시와 같이 에어튜브(130)의 양측 단부에는 압축공기의 유출 방지를 위한 밀폐부(132)가 돌출되어 형성된다.
그리고 도 6의 (b)와 (d)에 도시한 바와 같이 제1 통기봉(121)의 에어튜브장착부(122)상에는 외둘레를 따라서 상기 에어튜브(130)의 양측 밀폐부(132)에 대응하는 위치에 반원 형태로 홈(128,129)이 인입되어 형성되어 있다.
따라서 에어튜브(130)가 제1 통기봉(121)의 에어튜브장착부(122)에 삽입되면, 에어튜브(130)의 양측 단부에 형성된 밀폐부(132)는 에어튜브장착부(122)에 인입 형성된 홈(128,129)에 끼워지고, 이에 따라 압축공기가 에어튜브(130)의 양측단부를 통해 배출되지 않도록 밀폐를 이루도록 한다.
그리고 도 7에 도시한 바와 같이 에어튜브(130)의 양측 단부에 테이퍼면(131)을 형성시키고, 제2 통기봉(125)이 체결될 때에 제1 통기봉(121)의 단부면과 제2 통기봉(125)의 단부면에 의하여 테이퍼면(131)이 압착됨으로써 압축공기의 공급에 의해 에어튜브(130)의 팽창시 에어튜브(130)와 통기봉(120)사이의 압축공기가 배출되지 않도록 할 수 있다. 제1 통기봉(121)의 단부면과 제2 통기봉(125)의 단부면을 상기 에어튜브(130)의 테이퍼면(131)에 대응되도록 내측면으로 테이퍼지도록 형성하거나, 제1 통기봉(121)의 단부면과 제2 통기봉(125)의 단부면에 에어튜브(130)의 단부측이 삽입될 수 있도록 홈을 가공하는 것도 가능하다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 소결기 통기봉 부착광 제거장치를 이용하여 통기봉 부착광을 제거하는 과정을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 도 3 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 소결기 통기봉 부착광 제거장치의 작용에 대해 설명한다.
도 9의 도시에서와 같이, 소결기 설비가 가동되면(S1), 제어부(170)에서는 에어공급 제어시스템(160)을 제어하여 압축공기 제어밸브(152)를 개방함으로써(S2), 통기봉측의 압축공기 압력이 5Kgf/cm2 로 상승될 때까지 압축공기를 공급한다(S3).
이어서 제어부(170)의 순차 제어에 의하여 타이머가 기동되고(S4,S5), 설정된 시간이 경과되면 제어신호를 에어공급 제어시스템(160)으로 출력하여 압축공기 제어밸브(152)를 개방 작동시킴으로써(S6), 일정한 주기마다 통기봉 부착광을 제거하게 된다. 이에 따라 서지탱크(151)의 압축공기는 베이스(111) 내부로 공급된 후 공기투입구(126)와 공기공급홀(127)을 통해 에어튜브(130)와 제1 통기봉(121)의 에어튜브장착부(122) 외주면 사이로 공급되고, 도 8b에 도시한 바와 같이 압축공기의 압력에 의하여 에어튜브(130)가 팽창되면서 통기봉에 부착된 부착광이 제거되게 된다.
이때, 에어튜브(130)의 밀폐부(132)가 에어튜브장착부(122)의 홈(128,129)에 끼워져 밀폐되어 있고, 에어튜브(130)의 양측 단부가 제1 통기봉(121)의 단부면과 제2 통기봉(125)의 단부면에 의하여 압착되는 상태에서 압축공기의 압력이 에어튜브(130)의 양측 단부가 제1 통기봉(121)과 제2 통기봉(125)의 단부면으로 작용하여 더욱 밀폐시키게 되므로, 통기봉(120)과 에어튜브(130)사이로 공급된 압축공기가 에어튜브(130)의 단부측으로 배출되는 것이 방지된다.
에어튜브(130)의 팽창은 압력 스위치(154)가 작동될 때까지 이루어진다. 즉, 압력 스위치(154)는 측정된 통기봉측 압축공기의 압력이 설정값 이상일 때에 동작된다(S8,S9). 이때 제어부(170)는 타이머를 정지하고(S10), 에어공급 제어시스템(160)을 통해 방향전환밸브(153)를 동작하며(S11), 이에 따라 통기봉측의 압축공기가 서지탱크(151)측을 향하는 방향으로 이동되어 도 8a의 도시와 같이 에어튜브(130)는 원래와 같이 수축된 상태로 복원된다(S12).
상기와 같은 에어튜브(130)의 팽창 및 수축과정은 각 단의 통기봉에서 동시에 이루어지거나 혹은 1단~5단에 걸쳐 순차적으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 통기봉에 부착된 부착광을 자동으로 탈광 제거하여 항상 일정한 통기 공극을 형성할 수 있고, 균일한 품질의 소결광을 생산할 수 있다.
1: 원료빈 2,4: 벨트컨베이어 3: 드럼믹서
5: 분할문 6: 서지 호퍼 7: 드럼 피더
8: 장입 롤 9: 층후 검출봉 10: 점화로
11: 소결기 대차 12: 메인 덕트 13: 풍상
14: 전기집진기 15: 대형 블로우 16: 연돌
17: 통기봉 베이스 18: 통기봉 19: 배합원료
111: 베이스 112: 연결구 113: 니플
120: 통기봉 121: 제1 통기봉 122: 에어튜브장착부
125: 제2 통기봉 126: 공기투입구 127: 공기공급홀
128,129: 홈 130: 에어튜브 131: 테이퍼면
132: 밀폐부 151: 서지탱크 152: 압축공기 제어밸브
153: 방향전환밸브 154: 압력 스위치 155: 압축공기 공급관
160: 에어공급 제어시스템 170: 제어부 180: 압력센서

Claims (6)

  1. 소결기 대차에 설치된 통기봉에 신축성을 갖는 에어튜브가 삽입되고, 압축공기의 공급에 의하여 상기 에어튜브가 팽창됨에 의하여 통기봉의 부착광이 제거되도록 구성되는 소결기 통기봉 부착광 제거장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 통기봉은 내부에 공기투입구가 형성되고, 상기 통기봉에는 상기 공기투입구로부터 통기봉의 외둘레를 향하여 관통하는 공기공급홀이 적어도 하나 이상 형성된 것을 특징으로 하는 소결기 통기봉 부착광 제거장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 에어튜브의 양측 단부에는 내부둘레를 따라 에어튜브와 통기봉의 사이로 공급된 압축공기의 유출 방지를 위한 밀폐부가 돌출되어 형성되고, 상기 통기봉은 외둘레를 따라 상기 에어튜브의 밀폐부에 대응하는 위치에 홈이 인입 형성된 것을 특징으로 하는 소결기 통기봉 부착광 제거장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 통기봉은 일단이 베이스의 연결구에 체결되고 타단에는 에어튜브가 삽입되도록 축소된 외경을 갖는 에어튜브장착부로 구성된 제1 통기봉과, 상기 제1 통기봉에 체결되는 제2 통기봉으로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결기 통기봉 부착광 제거장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 베이스의 연결구는 베이스에 형성된 니플을 통해 주입되는 압축공기가 통기봉으로 전달되도록 내부가 관통되어 상기 공기투입구에 연결되도록 형성되고, 상기 니플에 연결된 압축공기 공급관을 통하여 서지탱크로부터 압축공기를 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 소결기 통기봉 부착광 제거장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 압축공기 공급관에는 서지탱크로부터 압축공기를 공급하거나 차폐하도록 된 압축공기 제어밸브와 상기 압축공기 공급관의 압력을 감지하는 압력 스위치 및 상기 압력 스위치의 감지신호에 의하여 통기봉측에서 서지탱크측을 향하여 압축공기가 전달되도록 방향을 전환하는 방향전환밸브가 설치되며, 압력 센서에 의하여 측정된 통기봉의 압력으로부터 상기 압축공기 제어밸브를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 제어부와 상기 제어부의 제어신호에 따라 상기 압축공기 제어밸브의 개폐를 제어하는 에어공급 제어시스템을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소결기 통기봉 부착광 제거장치.
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