KR20170005551A - 표면처리장치 및 이를 구비하는 원료처리설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동경로를 일방향으로 주행 가능하도록 형성되고, 내부에 원료가 장입되는 복수개의 대차와, 이동경로의 상부에 위치하는 장입부와, 장입부의 출구부로부터 일방향으로 이격되어 이동경로의 상부에 위치하고, 이동경로의 폭방향의 회전축을 중심으로 회전하며 원료 표층을 평탄화하도록 형성되는 표면처리장치와, 표면처리장치로부터 일방향으로 이격되어 이동경로의 상부에 위치하는 점화로를 포함하는 원료처리설비로서, 원료 표층의 높이가 고르도록 원료 표층을 평탄화하여 원료 표층의 착화 효율을 향상시킬 수 있는 표면처리장치 및 원료처리설비가 제시된다.

Description

표면처리장치 및 이를 구비하는 원료처리설비{Surface processing unit and Raw material processing apparatus having the same}

본 발명은 표면처리장치 및 원료처리설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원료 표층의 높이를 고르게 처리하여 원료 표층의 착화 효율을 향상시킬 수 있는 표면처리장치 및 이를 구비하는 원료처리설비에 관한 것이다.

소결광 제조 공정은 미분 철광석, 석회석, 미분 코크스 및 무연탄 등을 배합하여 소결배합원료를 마련하고, 이를 소결 대차에서 소결시켜 소결광으로 제조하는 공정이다.

한편, 소결광 제조 공정의 수율 및 연료 소모량은 소결배합원료의 표층 착화 효율에 의하여 결정된다. 하지만 소결배합원료는 소결 대차에 낙하 장입되는 동안 편중될 수 있고, 소결배합원료의 표층 높이는 소결 대차의 폭 방향으로 불균일할 수 있다. 이는 소결배합원료의 표층 착화 효율을 저하시키는 요인이 된다.

따라서 소결배합원료를 소결 대차에 장입하는 호퍼와 소결배합원료의 표층에 화염을 분사하는 점화로 사이에는 소결배합원료의 표층을 고르게 조절하는 표면고름판이 마련된다.

그러나 표면고름판은 통상적으로 별도의 기계적인 구동 장치 없이 정해진 위치에 고정 설치되고 있다. 이의 경우, 소결배합원료의 장입량 변동에 따른 표층의 높이 변화에 대응할 수 없기 때문에, 구조적인 개선이 요구되고 있다.

KR 10-2015-0071386 A

본 발명은 좁은 공간에서 최소한의 움직임만으로 원료 표층의 높이 변화에 대응할 수 있는 표면처리장치를 제공한다.

본 발명은 원료의 표층 높이 변화에 신속하게 대응하며 원료의 표층을 평탄하게 처리할 수 있는 표면처리장치를 제공한다.

본 발명은 원료의 표층 높이가 고르도록 평탄화하여 원료의 표층 착화 효율을 향상시킬 수 있는 원료처리설비를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 표면처리장치는 일방향으로 이동경로를 주행하는 원료의 표층을 처리하는 장치로서, 상기 원료를 처리하도록 상기 이동경로의 상부에 위치하는 회전부; 및 상기 회전부의 일측을 상기 이동경로의 폭방향으로 관통하는 회전축;을 포함하고, 상기 회전축과 이격되는 위치에서 상기 회전부에 장착되는 접촉부재; 및 상기 회전축과 이격되는 위치에서 상기 회전부에 연결되며, 적어도 일부가 전후진 가능하도록 형성되는 구동부;를 포함할 수 있다.

상기 회전부는, 상기 일방향으로 연장되며, 일측 및 타측에 상기 회전축 및 접촉부재가 각각 장착되는 제1프레임; 및 상기 제1프레임의 일측으로부터 상기 이동경로의 두께방향으로 연장되고, 상기 구동부가 연결되는 제2프레임;을 포함할 수 있다.

상기 접촉부재는 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되며, 적어도 일면이 상기 이동경로의 두께방향을 따라 휘어지는 곡면으로 형성될 수 있고, 상기 곡면의 곡률반경 값은 50㎜ 이상일 수 있다.

상기 접촉부재는 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되는 제1평면 및 상기 제1평면에 경사지게 연결되는 제2평면을 포함할 수 있으며, 상기 제1평면의 최고점, 상기 제1평면과 제2평면 사이의 연결점 및 상기 제2평면의 최저점을 이은 곡선의 곡률반경 값은 50㎜ 이상일 수 있다.

상기 이동경로의 폭방향으로 연장되고, 상기 접촉부재의 하부에 장착되는 환봉;을 포함할 수 있다. 상기 이동경로의 두께방향으로의 상기 접촉부재의 너비는 상기 환봉의 직경의 3배 내지 5배일 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료처리설비는, 일방향으로 이동경로를 주행 가능하도록 형성되고, 내부에 원료가 장입되는 복수개의 대차; 상기 이동경로의 상부에 위치하는 장입부; 상기 장입부의 출구부로부터 상기 일방향으로 이격되어 상기 이동경로의 상부에 위치하고, 상기 이동경로의 폭방향의 회전축을 중심으로 회전하며 원료의 표층을 평탄화하도록 형성되는 표면처리장치; 상기 표면처리장치로부터 상기 일방향으로 이격되어 상기 이동경로의 상부에 위치하는 점화로;를 포함한다.

상기 표면처리장치는, 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 일측에 상기 회전축이 형성되는 회전부; 및 상기 회전축과 이격되는 상기 회전부의 타측에서 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되는 접촉부재;를 포함할 수 있다.

상기 표면처리장치는, 상기 회전축과 이격되는 위치에서 상기 회전부에 연결되며, 전후진 가능하도록 형성되는 구동부;를 포함할 수 있다.

상기 표면처리장치는, 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되고, 상기 접촉부재의 하부에 장착되는 환봉;을 포함할 수 있다.

상기 회전부는, 상기 일방향으로 연장되며, 일측 및 타측에 상기 회전축 및 접촉부재가 각각 형성되는 제1프레임; 및 상기 제1프레임의 일측으로부터 상기 이동경로의 두께방향으로 돌출되고, 상기 구동부가 연결되는 제2프레임;을 포함할 수 있다.

상기 접촉부재는 적어도 일면이 상기 이동경로의 두께방향을 따라 휘어지는 곡면으로 형성될 수 있다.

상기 접촉부재는 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되는 제1평면 및 상기 제1평면에 하향 경사지게 연결되는 제2평면을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 좁은 공간에서 최소한의 움직임만으로 원료 표층의 높이 변화에 신속하게 대응하며 원료의 표층 높이를 폭 방향으로 고르게 조절할 수 있다. 또한, 원료의 표층을 평탄하게 고르는 과정에서 원료와의 접촉면을 견고하게 지지할 수 있어, 원료의 표층의 평탄도를 높은 수준에서 유지할 수 있다. 이로부터 원료의 표층 착화 효율을 향상시킬 수 있고, 이에 장치가 적용되는 각종 공정에서의 수율을 향상시킬 수 있으며, 연료 소모량을 감소시킬 수 있다.

예컨대 소결광 제조 공정에 적용되는 경우, 원료의 상부에 마련되는 접촉부재를 이용하여, 원료의 표층 높낮이를 일정하게 고름으로써 원료의 미립입자들이 불규칙하게 편중되며 원료 표층에 적층되는 것을 방지할 수 있다. 이와 함께, 접촉부재의 하부에 마련되는 환봉을 이용하여 원료의 표층을 균일하게 압하할 수 있다. 이로부터 원료 표층 높이를 폭 방향 및 길이 방향으로 고르게 평탄화시킬 수 있다.

상기한 바에 의하여, 원료의 표층 평탄도를 높은 수준에서 유지할 수 있어, 원료 표층의 착화 효율을 현저히 향상시킬 수 있다. 이에 점화로에서의 연료 소모량을 줄일 수 있으며, 원료 표층부의 회수율을 보다 증가시킬 수 있다. 따라서 소결광 제조 공정의 생산성을 높일 수 있다.

또한, 구동부로 회전부를 회전시키며 접촉부재를 원하는 높이로 위치시킬 수 있어, 원료 표층의 높이 변화에 능동적으로 대응할 수 있다. 이때, 구동부가 전후방향으로 배치되어 전후방향으로 움직이며 회전부를 회전시킬 수 있어, 상하방향으로의 최소한의 움직임만으로 접촉부재를 원하는 높이에 위치시킬 수 있다. 따라서, 상하방향으로 좁은 공간에 구비되더라도 설비의 다른 구성부와의 구조적인 간섭이 방지될 수 있다. 이에 더하여, 접촉부재가 원료의 표층을 고르는 동안 접촉부재에 전후방향으로 가해지는 힘을 전후방향으로 회전부에 연결되어 전후방향으로 움직이는 구동부를 이용하여 견고하게 지지할 수 있어, 원료 표층의 평탄화 과정을 더욱 안정적으로 실시할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표면처리장치 및 원료처리설비를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표면처리장치의 작동 방식 및 원리를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 표면처리장치가 적용된 원료처리설비에서의 원료 표층의 상태를 종래와 비교하여 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 원료처리설비를 이용한 소결 공정에서의 연료 소모량을 종래와 비교하여 설명하기 위한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장되거나 확대될 수 있으며, 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 표면처리장치 및 이를 구비하는 원료처리설비를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 표면처리장치를 도시한 부분도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표면처리장치의 작동 방식을 도시한 모식도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 표면처리장치가 적용된 원료처리설비에서의 원료 표층의 처리 상태를 종래와 비교하여 도시한 모식도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 원료처리설비를 이용한 원료의 소결 공정에서의 연료 소모량을 종래와 비교하여 도시한 그래프이다.

먼저, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 각각의 방향을 다음과 같이 정의한다. 일방향은 원료(1)를 적재한 대차(100)가 주행하는 방향일 수 있고, 예컨대 표면처리장치(300)로부터 점화로(400)를 향하는 방향일 수 있다. 길이방향은 일방향 및 일방향의 반대방향을 모두 포함하는 방향일 수 있으며, 예컨대 전후방향 또는 x축 방향일 수 있다. 폭방향은 원료(1)를 적재한 대차(100)가 주행하는 기준 평면 상에서 원료의 이동경로에 교차하는 방향일 수 있고, 예컨대 좌우방향 또는 y축 방향일 수 있다. 두께방향은 대차(100)의 내부로 원료(1)가 낙하 적재되는 방향일 수 있으며, 예컨대 상하방향 또는 z축 방향일 수 있다. 한편, 상기의 방향들은 본 발명의 설명을 위한 것이며, 제한을 위한 것이 아니다. 따라서 각 방향의 정의는 각 구성부의 구조를 명확하게 설명 가능한 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.

다음으로, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 원료처리설비를 설명한다.

원료처리설비는 대차(100), 장입부(200), 표면처리장치(300), 점화로(400)를 포함하고, 윈드박스(미도시), 파쇄부(미도시), 배기부(미도시)를 포함할 수 있다.

원료(1)는 소결광 제조 공정에서 원료로 사용되는 소결배합원료일 수 있다.

대차(100)는 이동경로를 일방향으로 주행 가능하도록 형성될 수 있고, 내부에 원료(1)가 장입될 수 있다. 이를 위하여, 대차(100)는 내부에 원료가 적재되는 공간이 형성될 수 있고, 복수개 구비되어 일방향으로 연속하여 배열되되, 엔드리스 방식으로 연결되어 상부측의 이동경로와 하부측의 회송경로를 형성할 수 있다.

대차(100)는 이동경로를 주행하며 내부에 적재된 원료(1)를 일방향으로 이동시키고, 이어서, 회송경로를 일방향의 반대방향으로 주행하며 상부측의 이동경로로 회차될 수 있다.

장입부(200)는 원료호퍼(210), 호퍼게이트(220), 드럼피더(230), 슈트(240)를 포함할 수 있고, 이동경로의 상부에 위치하여, 대차(100)에 원료(1)를 공급하는 역할을 한다. 원료호퍼(210)는 예컨대 하측으로 개방된 공간을 내부에 가지는 용기일 수 있으며, 내부에는 원료(1)가 저장될 수 있다. 원료호퍼(210)는 이동경로의 상부에 배치될 수 있다. 호퍼게이트(220)는 원료호퍼(210)의 하측 개구에 슬라이딩 가능하게 장착될 수 있고, 드럼피더(230)는 호퍼게이트(220)의 하부에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 슈트(240)는 드럼피더(230)의 하측에 배치되되, 일방향의 반대방향으로 하향 경사지게 배치될 수 있다. 호퍼게이트(220)는 드럼피더(230)에 대하여 전후진하며 원료호퍼(210)의 개도를 조절할 수 있고, 드럼피더(230)는 회전수를 조절하며 슈트(240)로 절출되는 원료의 양을 제어할 수 있다. 슈트(240)는 경사면으로 원료(1)를 낙하시키며 대차(100)의 내부로 안내하여, 원료(1)를 입도에 따라 이동경로의 두께방향으로 수직하게 편석시키며 장입할 수 있다.

표면처리장치(300)는 이동경로를 일방향으로 주행하는 원료(1) 표층을 처리하도록 이동경로의 상부에 마련되는 장치로서, 예컨대 주행하는 대차(100)에 적재된 원료(1)의 표층과 접촉하며 이의 표면이 높낮이의 차이 없이 이동경로의 폭방향 및 길이방향 각각에 대하여 판판하도록 원료(1)의 표면을 고르는 장치일 수 있다.

표면처리장치(300)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있고, 예컨대 복수개 구비되는 경우에는, 이동경로의 폭방향으로 연속하여 배열될 수 있다. 이의 경우, 이동경로는 길이방향으로 분할되는 복수개의 구간이 이동경로의 폭방향으로 연속하여 배열되어, 각각의 표면처리장치에 의하여 구간별로 표면이 고르게 처리될 수 있다.

이하에서는 원료처리설비에 하나의 표면처리장치(300)가 구비되는 것을 기준으로 하여 표면처리장치(300)의 구조 및 작동 방식을 설명한다. 표면처리장치(300)는 장입부(200)의 출구부 예컨대 슈트(240)의 하측 단부로부터 일방향으로 소정 거리 이격되어 이동경로의 상부에 위치한다. 표면처리장치(300)는 이동경로의 폭방향의 회전축(320)을 중심으로 회전하며 원하는 높이에서 원료(1)의 표층을 평탄화하도록 형성될 수 있고, 구체적으로는, 원료(1)의 표층에 접촉하는 일면의 높이를 조절 가능하도록 형성되어 원료(1) 표층의 높이가 변하더라도 능동적으로 대응 가능하다. 표면처리장치(300)는 회전부(310) 및 회전축(320)을 포함하고, 회전부(310)에는 접촉부재(330)가 구비될 수 있으며, 환봉(340) 및 구동부(350)를 더 포함할 수 있다.

회전부(310)는 원료(1)의 표층을 처리 예컨대 평탄화하도록 이동경로의 상부에 위치할 수 있으며, 표면처리장치(300)의 나머지 구성부들을 지지하는 역할과 함께, 회전을 이용하여 이동경로의 길이방향으로의 구동부(350)의 이동을 이동경로의 두께방향으로의 접촉부재(330)의 이동으로 전환시키는 역할을 한다.

이처럼 회전부(310)는 좁은 공간에서 상하방향으로의 최소한의 움직임만으로 원하는 높이에 접촉부재(330)를 위치시켜 원료(1)를 평탄화할 수 있어, 본 발명의 실시 예에서는 보다 원활하게 원료(1)의 표층 높이 변화에 대응할 수 있다.

회전부(310)는 일방향으로 연장되며, 회전축(320)을 중심으로 회전 가능하도록 일측에 회전축(320)이 형성될 수 있다. 상세하게는, 회전부(310)는 이동경로의 폭방향으로의 회전축(320)을 중심으로 회전 가능하도록 형성되는 제1프레임(311) 및 제2프레임(312)을 포함할 수 있다. 제1프레임(311)은 일방향으로 연장되며, 일측에 회전축(320)이 형성되거나 장착되고, 상기의 일측으로부터 일방향의 반대방향으로 이격되는 타측에 접촉부재(330)가 장착되거나 형성될 수 있다. 한편, 제1프레임(311)의 일측은 제1프레임(311)의 타측으로부터 일방향으로 이격되는 위치일 수 있고, 이와 마찬가지로, 제1프레임(311)의 타측은 제1프레임(311)의 일측으로부터 일방향의 반대방향으로 이격되는 위치일 수 있다.

제2프레임(312)은 회전축(320)이 장착된 제1프레임(311)의 일측으로부터 이동경로의 두께방향으로 연장되거나 돌출되어 형성되고, 구동부(350)가 연결될 수 있다. 제2프레임(312)은 예컨대 회전축(320)의 상측으로 돌출되고, 구동부(350)의 직선운동에 의하여 회전축(320)을 중심으로 회전되며, 이에 제1프레임(311)이 함께 회전되며 제1프레임(311)의 타측에 장착되는 접촉부재(330)가 상하방향으로 움직일 수 있다.

상기한 구조 외에도, 회전부(310)는 다양하게 변경될 수 있으며, 서로 이격된 위치에서 접촉부재(300) 및 구동부(350)가 장착될 수 있는 다양한 구조의 회전체일 수 있다.

회전축(320)은 회전부(310)의 일측을 이동경로의 폭방향으로 관통하여 장착될 수 있다. 회전축(320)은 회전부(310)의 회전 중심의 역할을 한다. 회전축(320)의 외주면에는 베어링 등이 구비될 수 있다. 회전축(320)을 중심으로 회전부(310)가 회전하며 접촉부재(330)의 상하방향으로의 높이를 원활하게 조절할 수 있다.

접촉부재(330)는 이동경로의 폭방향으로 연장될 수 있고, 회전부(310)의 회전 중심 예컨대 회전축(320)으로부터 일방향의 반대방향으로 이격되어 회전부(310)의 타측에 형성되거나 장착될 수 있다. 즉, 접촉부재(330)는 회전부(310)의 타측에서 이동경로의 폭방향으로 연장되는 회전부(310)의 일 부분이거나, 이동경로의 폭방향으로 연장 형성되어 회전부(310)에 장착되는 별도의 부재일 수 있다.

접촉부재(330)는 장입부(200)의 출구부에 대면하는 적어도 일면이 이동경로의 두께방향을 따라 휘어지는 곡면으로 형성될 수 있다. 이때, 곡면은 일방향의 반대방향을 향하여 또는 장입부(200)의 출구부를 향하여 볼록한 곡면일 수 있다. 또는 곡면은 이동경로의 두께방향을 따라 휘어지되, 일방향으로 하향 경사지게 휘어지는 곡면일 수 있다.

예컨대 접촉부재(330)를 측면에서 보면, 접촉부재(330)는 상부를 기준으로 할 때, 항상 일방향으로 하향 경사지게 기울어져 있다. 이를 달리 표현하면, 접촉부재(330)는 하부를 기준으로 할 때, 항상 원료가 낙하 장입되는 장입부(200)의 출구부를 향하는 방향으로 상향 경사지게 기울어져 있다. 이를 도 1 및 도 2(a)에 도시하였다. 접촉부재(330)의 상술한 곡면은 일방향으로 이동하며 접촉부재(330)에 부딪히는 원료를 접촉부재(330)의 하부로 원활하게 유도하는 역할을 하며, 이에 접촉부재(330)가 원료(1)의 표층에 접촉하며, 예컨대 원료(1)의 표면 고름 시에, 원료(1)의 표층 높이가 고르게 정돈될 수 있다.

상기의 곡면을 형성하는 곡선들은 이차방정식이 적용되는 원 또는 타원 또는 포물선 등의 곡선이거나, 이 외에도 소정의 다항식이 적용되는 곡선일 수 있다. 이때, 곡선의 곡률반경(r) 값은 50㎜ 이상일 수 있다. 예컨대 곡선의 곡률반경(r) 값이 50㎜ 미만일 경우, 곡면의 상하방향으로의 너비를 충분히 확보할 수 없어, 원료와 곡면과의 접촉 시에 원료가 곡면의 상부를 범람하거나, 또는, 원료와 곡면과의 접촉 시에 접촉에 의한 충격이나 저항이 불필요하게 커질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 곡선의 곡률반경(r) 값을 50㎜ 이상으로 함에 의하여, 원료와 곡면과의 접촉 시에 구조적으로 안정될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 접촉부재(330)는 하기의 변형 예를 포함하여 다양하게 변경될 수 있다. 도 2(b)를 참조하면, 접촉부재(330)는 일방향의 반대방향을 향하는 적어도 일면이 적어도 하나 이상의 평면으로 분할되어 형성되되, 상대적으로 하부에 형성되는 평면은 상대적으로 상부에 형성되는 평면에 대하여 이동경로의 두께방향으로 경사지게 이어질 수 있다. 이때, 각 평면들은 일방향의 반대방향으로 볼록하도록, 또는 상대적으로 상부의 평면을 기준으로 하부의 평면이 일방향으로 하향 경사지도록 연결될 수 있다. 이의 경우, 접촉부재(330)를 측면에서 보면, 접촉부재(330)는 상부를 기준으로 하부가 일방향으로 하향 경사지게 기울어지며, 이와 마찬가지로, 하부를 기준으로 상부가 일방향의 반대방향으로 상향 경사지게 기울어진다.

예컨대 본 발명의 변형 예에서는 접촉부재(330)는 이동경로의 폭방향으로 연장되는 제1평면(331) 및 제1평면의 하측에서 제1평면(331)에 일방향으로 하향 경사지게 연결되는 제2평면(332)를 포함할 수 있다. 물론, 접촉부재(330)는 이 외에도 다수의 평면들을 가질 수 있으며, 평면의 개수는 특별히 한정하지 않는다.

한편, 상기의 제1평면(331)의 최고점(P₁), 이들 평면 사이의 연결점(P₂) 및 제2평면(332)의 최저점(P₃)을 이은 곡선의 곡률반경(r) 값은 50㎜ 이상일 수 있다. 예컨대 원료(1)의 층후(두께)가 기준 층후보다 높을 경우 접촉부재(330)가 회전부(310)의 회전에 의하여 상승하여야 하는데, 이때 상술한 곡률반경(r) 값이 50㎜ 미만이면 접촉부재(330)의 경사가 일방향의 반대방향으로 하향 경사지게 반전될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 상술한 곡률반경(r) 값을 50㎜ 이상으로 하여 접촉부재(330)의 상승 시에 원료의 표층에 안정적으로 접촉하며 접촉부재(330)에 부딪히는 원료를 접촉부재(330)의 하부로 원활하게 유도할 수 있다.

접촉부재(330)는 표면처리장치(300)가 적용되는 공정에서의 원료 공급량 및 원료 입도 등의 조업 조건에 대응하여 상하방향으로의 너비 예컨대 높이(h)가 결정될 수 있다. 예컨대, 소결광 제조 공정에 적용되는 경우, 장입부(200)에서 불출되는 원료량이 시간당 500톤 미만일 경우 그 높이(h)가 100㎜ 이상으로 결정될 수 있고, 장입부(200)에서 불출되는 원료량이 시간당 500톤 이상일 경우 그 높이(h)가 150㎜ 이상으로 결정될 수 있다. 한편, 접촉부재(330)의 높이(h)의 상한값은 접촉부재(330)와 장입부(200)의 슈트(240) 사이의 이격 거리에 원하는 정도의 여유 공간을 마련할 수 있는 높이로 결정될 수 있다.

상기의 접촉부재(330)는 두 개의 평판을 곡선으로 매끄럽게 연결하는 방식으로 마련되거나, 하나의 평판을 프레스 가공으로 휘어지게 만드는 방식으로 마련될 수 있다.

환봉(340)은 이동경로의 폭방향으로 연장되고, 접촉부재(330)의 하측에서 이의 하부에 장착될 수 있다. 이때, 환봉(340)의 외주면이 접촉부재(330)의 일면에 매끄럽게 이어지도록 장착될 수 있다. 환봉(340)은 접촉부재(330)의 하부로 유도되는 원료(1)를 원료(1) 표층 내로 밀어넣는 즉, 압하하는 역할을 한다. 환봉(340)은 적용되는 공정에서의 원료 공급량 및 원료 입도 등의 조업 조건에 대응하여 그 직경이 결정되거나, 접촉부재(330)의 상하방향으로의 높이에 대응하여 직경이 결정될 수 있다.

환봉(340)의 직경이 접촉부재(330)의 상하방향으로의 높이에 대응하여 형성되는 경우, 이동경로의 두께방향으로의 접촉부재(330)의 너비는 환봉의 직경(d)의 3배 내지 5배일 수 있다. 또는, 환봉(340)의 직경이 환봉(340)이 적용되는 공정에서의 원료 공급량 및 원료 입도 등의 조업 조건에 대응하여 결정되면 예컨대 환봉(340)의 직경은, 장입부(200)에서 불출되는 원료량이 시간당 500톤 미만일 경우, 20㎜ 이상일 수 있고, 500톤 이상일 경우 50㎜ 이상일 수 있다.

구동부(350)는 회전축(320)과 이격되는 위치에서 회전부(310)에 연결될 수 있으며, 적어도 일부가 일방향에 대하여 전후진 가능하도록 형성될 수 있다. 상세하게는, 구동부(350)는 회전부(310)의 일측 회전 중심으로부터 일방향으로 이격되는 위치에서 회전부(310)의 제2프레임(311)의 상부에 연결될 수 있다. 구동부(350)는 예를 들어, 일방향 및 일방향의 반대방향으로 직선운동이 가능하도록 형성되는 유압 실린더 기구이거나 공압 실린더 기구이거나 리니어 모터일 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 실린더 및 로드의 결합에 의하여 마련되는 구동부(350)를 예시한다. 이의 경우, 구동부(350)는 실린더의 로드를 일방향 및 이의 반대방향으로 전후진 이동시키며 회전부(310)를 회전축(320)을 중심으로 회전시켜 접촉부재(330)와 환봉(240)의 높이를 상하방향으로 조절할 수 있다.

한편, 구동부(350)가 회전축(320)을 중심으로 하여, 접촉부재(330)의 반대측에서 회전부(310)에 장착되어 일방향 및 이의 반대방향으로 이동함에 따라, 구동부(350)가 회전축(320)에 힘을 가하는 방향과, 접촉부재(330)가 원료(1)에 접촉되며 힘을 받는 방향이 서로 평행할 수 있어, 원료(1)와의 충돌에 의해 접촉부재(330)에 가해지는 일방향으로의 힘이 구동부(350)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있으며, 상기한 연결 구조에 의하여, 구동부(350)는 원료와의 접촉면을 보다 견고하게 지지할 수 있다. 또한, 상기한 연결 구조에 의하여, 구동부(350)와 장입부(200) 간의 구조적인 간섭을 방지 또는 최소화할 수 있어, 보다 좁은 공간에서도 원활하게 작동하며 접촉부재(330) 및 환봉(340)의 높이를 조절할 수 있다.

구동부(350)의 행정거리는 접촉부재(330)의 상하방향으로의 이동거리 예컨대 승강거리에 대응되며, 본 발명의 실시 예에서는 소결광 제조 공정에서의 기준 원료층 두께로부터 ±200㎜의 높이로 접촉부재(330)를 조절 가능하도록 구동부(350)의 일방향 및 이의 반대방향으로의 행정거리가 결정될 수 있다.

도 3(a)는 원료의 층후가 기준층후인 경우에서의 표면처리장치를 도시한 모식도이고, 도 3(b)는 원료의 층후가 기준층후보다 낮을 경우에서의 표면처리장치의 작동을 도시한 모식도이며, 도 3(c)는 원료의 층후가 기준층후보다 높을 경우에서의 표면처리장치의 작동을 도시한 모식도이다. 이하에서는, 도 3을 참조하여, 표면처리장치(300)의 작동 방식 및 원리를 설명한다.

대차에 기준층후(H0)로 원료(1)가 장입되며 일방향으로 이동되는 경우, 표면처리장치(300)는 회전부를 소정각도에서 정지 고정시킨 상태에서 접촉부재(330)의 하부에 연결된 환봉(340)의 높이를 기준층후(H0)에 일치시킨다. 원료(1)는 일방향으로 이동되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 원료(1) 표층의 표면이 고르게 압하될 수 있다.

조업 조건이 변경되는 등의 이유로, 대차에 기준층후(H0)보다 높은 제1층후(H1)로 원료(1)가 장입되며 일방향으로 이동되는 경우, 표면처리장치(300)는 구동부(350)의 단부를 일방향의 반대방향으로 이동시켜, 회전부를 소정의 방향으로 회전시키고, 이에 접촉부재(330)의 하부의 환봉(340)을 상승시켜 이의 높이를 제1층후(H1)에 일치시킨다. 원료(1)는 일방향으로 이동되며, 층후가 변경되었음에도 여전히, 도 4에 도시된 바와 같이, 원료(1) 표층의 표면이 고르게 압하될 수 있다.

또한, 조업 조건이 변경되는 등의 이유로, 대차에 기준층후(H0)보다 낮은 제2층후(H2)로 원료(1)가 장입되며 일방향으로 이동되는 경우, 표면처리장치(300)는 구동부(350)의 단부를 일방향으로 이동시켜, 회전부를 소정 방향으로 회전시키고, 이에 접촉부재(330)의 하부의 환봉(340)을 상승시켜 이의 높이를 제2층후(H2)에 일치시킨다. 원료(1)는 일방향으로 이동되며, 층후가 변경되었음에도 여전히, 도 4에 도시된 바와 같이, 원료(1) 표층의 표면이 고르게 압하될 수 있다.

이처럼, 표면처리장치(300)는 원료(1)의 층후가 변하더라도 이를 유연하게 대처할 수 있다. 또한, 표면처리장치(300)는 좁은 공간에서 상하방향으로의 최소한의 움직임만으로 원료 표층의 높이 변화에 신속하게 대응하며 원료의 표층 높이를 폭 방향으로 고르게 조절하고, 이때, 구동부(350)가 배치되 구동력을 제공하는 방향이 전후방향으로서, 이는 원료(1)가 접촉부재(330)에 충돌하는 방향과 평행함에 따라, 원료와의 접촉면이 보다 견고하게 지지될 수 있다.

이하에서는 원료처리설비의 나머지 구성부들을 설명한다. 점화로(400)는 표면처리장치(300)로부터 일방향으로 이격되어 이동경로의 상부에 위치할 수 있다. 점화로(400)는 하측으로 화염을 분사하도록 형성되어 원료(1)의 표층으로 화염을 공급하며 원료(1)를 착화사키는 역할을 한다.

윈드박스(미도시)는 이동경로의 하부에 구비되되 복수개 구비되어 일방향으로 연속하여 배열될 수 있고, 이동경로에서 일방향으로 주행하는 대차(100)의 내부에 연결될 수 있다. 윈드박스는 내부에 부압을 형성하여, 대차(100)가 이동경로를 따라 일방향으로 주행하는 동안 대차(100)의 내부를 흡기하는 역할을 하며, 이에, 대차(100)의 내부에 적재된 원료(1)의 표층에서 하부층을 향하는 방향으로 가스 및 화염의 이동 및 전파가 이루어지며 원료(1)가 소결될 수 있다.

파쇄부(미도시)는 이동경로 일방향으로의 외측으로 이격되어 배치될 수 있다. 이동경로를 이동하며 소결이 완료된 원료 예컨대 소결광은 대차(100)가 하부측의 회송 경로로 진입하는 과정에서 대차(100)로부터 배출되며, 이의 배광을 파쇄부(미도시)에서 공급받아 소정의 입도로 파쇄할 수 있다.

한편, 파쇄부의 외부 일측에는 냉각기(미도시)가 위치할 수 있고, 냉각기는 내부에 소결광이 수용될 수 있는 공간을 가지며, 냉각기에는 소결광의 냉각을 위한 냉매(쿨러가스)가 가스의 상태로 공급될 수 있다.

배기부(미도시)는 윈드박스로 흡기되는 배가스를 외기로 배출하도록 일단이 복수의 윈드박스들에 연결되고, 타단이 이동 경로의 외측으로 연장되어 개방될 수 있다.

상기한 바와 같이 형성되는 원료처리설비는 대차(100)에 적재된 원료(1) 표층을 고르게 평탄화시킬 수 있고, 이에 따라 원료(1) 표층의 착화 효율이 향상될 수 있다. 이를 도 5에 도시하였다. 즉, 원료처리설비를 소결광 제조 공정에 적용하여 점화로 내의 연료 소모량을 그래프로 나타내었다. 종래의 구조 및 방식의 소결광 제조 설비로 조업을 반복 실시하였을 때의 연료 소모량을 종래 구간(D1)에 표시하였고, 본 발명의 실시 예에 따른 원료처리설비로 조업을 반복 실시하였을 때의 연료 소모량을 실시 예의 구간(D2)에 표시하였다. 그래프에서 보여지는 바와 같이, 본 발명의 실시 예가 적용되는 소결광 제조 공정에서 연료의 소모량이 확연히 줄어든 것을 확인할 수 있으며, 그 이유는 표면처리장치(300)에 의하여 원료(1)의 공급량 변화에 신속하게 대응하며 원료(1) 표층의 평탄도를 높은 수준으로 유지할 수 있음에 따라 원료(1) 표면의 착화 효율이 향상되어, 표층에 섞인 고체 연료가 원활하게 연소될 수 있어, 점화로에서 보다 적은 화염을 생성하였기 때문이다.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 본 발명의 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100: 대차 200: 장입부
240: 슈트 300: 표면처리장치
310: 회전부 320: 회전축
330: 접촉부재 340: 환봉
350: 구동부 400: 점화로

Claims (17)

1. 일방향으로 이동경로를 주행하는 원료의 표층을 처리하는 장치로서,
   상기 원료를 처리하도록 상기 이동경로의 상부에 위치하는 회전부; 및
   상기 회전부의 일측을 상기 이동경로의 폭방향으로 관통하는 회전축;을 포함하는 표면처리장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전축과 이격되는 위치에서 상기 회전부에 장착되는 접촉부재;를 포함하는 표면처리장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 회전축과 이격되는 위치에서 상기 회전부에 연결되며, 적어도 일부가 전후진 가능하도록 형성되는 구동부;를 더 포함하는 표면처리장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 회전부는, 상기 일방향으로 연장되며, 일측 및 타측에 상기 회전축 및 접촉부재가 각각 장착되는 제1프레임; 및 상기 제1프레임의 일측으로부터 상기 이동경로의 두께방향으로 연장되고, 상기 구동부가 연결되는 제2프레임;을 포함하는 표면처리장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 접촉부재는 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되며, 적어도 일면이 상기 이동경로의 두께방향을 따라 휘어지는 곡면으로 형성되는 표면처리장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 곡면의 곡률반경 값은 50㎜ 이상인 표면처리장치.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 접촉부재는 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되는 제1평면 및 상기 제1평면에 경사지게 연결되는 제2평면을 포함하는 표면처리장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1평면의 최고점, 상기 제1평면과 제2평면 사이의 연결점 및 상기 제2평면의 최저점을 이은 곡선의 곡률반경 값은 50㎜ 이상인 표면처리장치.
9. 청구한 2 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 이동경로의 폭방향으로 연장되고, 상기 접촉부재의 하부에 장착되는 환봉;을 포함하는 표면처리장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 이동경로의 두께방향으로의 상기 접촉부재의 너비는 상기 환봉의 직경의 3배 내지 5배인 표면처리장치.
11. 일방향으로 이동경로를 주행 가능하도록 형성되고, 내부에 원료가 장입되는 복수개의 대차;
    상기 이동경로의 상부에 위치하는 장입부;
    상기 장입부의 출구부로부터 상기 일방향으로 이격되어 상기 이동경로의 상부에 위치하고, 상기 이동경로의 폭방향의 회전축을 중심으로 회전하며 원료의 표층을 평탄화하도록 형성되는 표면처리장치; 및
    상기 표면처리장치로부터 상기 일방향으로 이격되어 상기 이동경로의 상부에 위치하는 점화로;를 포함하는 원료처리설비.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 표면처리장치는, 상기 회전축을 중심으로 회전 가능하도록 일측에 상기 회전축이 형성되는 회전부; 및 상기 회전축과 이격되는 상기 회전부의 타측에서 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되는 접촉부재;를 포함하는 원료처리설비.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 표면처리장치는, 상기 회전축과 이격되는 위치에서 상기 회전부에 연결되며, 전후진 가능하도록 형성되는 구동부;를 포함하는 원료처리설비.
14. 청구항 12에 있어서,
    상기 표면처리장치는, 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되고, 상기 접촉부재의 하부에 장착되는 환봉;을 포함하는 원료처리설비.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 일방향으로 연장되며, 일측 및 타측에 상기 회전축 및 접촉부재가 각각 형성되는 제1프레임;
    상기 제1프레임의 일측으로부터 상기 이동경로의 두께방향으로 돌출되고, 상기 구동부가 연결되는 제2프레임;을 포함하는 원료처리설비.
16. 청구항 12에 있어서,
    상기 접촉부재는 적어도 일면이 상기 이동경로의 두께방향을 따라 휘어지는 곡면으로 형성되는 원료처리설비.
17. 청구항 12에 있어서,
    상기 접촉부재는 상기 이동경로의 폭방향으로 연장되는 제1평면 및 상기 제1평면에 하향 경사지게 연결되는 제2평면을 포함하는 원료처리설비.

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