KR20210099648A - 경화 장치 - Google Patents

Abstract

물질을 가열 및/또는 건조하기 위한 가열 영역(5)으로부터 냉각 가스에 의하여 물질을 냉각하기 위한 냉각 영역(6)으로 이송 방향(T)에 따라 벌크 물질을 이송하기 위한 트레블링 그레이트(2);
가열 영역(5) 내의 제1 후드 섹션(8)과 냉각 영역(6) 내의 제2 후드 섹션을 갖고 트레블링 그레이트(2) 상에 배치되는 후드(7); 및
제2 후드 섹션(9)으로부터 제1 후드 섹션(8)으로 사용된 냉각 가스를 가이드하기 위한 2개의 재순환 덕트(11)를 포함하는 경화 장치(1)이되,
재순환 덕트(11)는 후드(7)의 반대면에 배치되고, 후드(7)에 대하여 측방으로 오프셋되고, V-형태의 가스 포집 덕트(15)에 의하여 제2 후드 섹션(9)에 연결되고, 각 재순환 덕트(11)는 적어도 하나의 가스 공급 덕트(14)에 의하여 제1 후드 섹션(8)에 연결되고, 적어도 하나의 먼지 퍼징 개구부(16)가 재순환 덕트(11)로부터 먼지를 퍼징하기 위하여 재순환 덕트(11)의 최하단부(11.1)에 배치되는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).

Description

경화 장치

본 발명은 후드, 또는 PhilAnt 후드로 언급되는 후드를 갖는 경화 장치에 관한 것이다.

철 야금에 있어서, 경화 장치는 펠릿화 및/또는 건조 공정에 의하여 벌크 물질의 미세 입자들을 응집시키기 위하여 일반적으로 사용된다. 초기의 입자형 물질은 트레블링 그레이트로 이송되면서 열처리된다. 건조 또는 펠릿화 장치에서 사용될 수 있는 트레블링 그레이트는 레일을 따라 움직이는 팔렛트 카(또는 그레이트 케리지)의 무한 체인에 의하여 구현된다. 팔레트 카는 벌크 물질로 채워지고, 열처리가 수행되는 펠릿 하소 또는 건조 장치를 통하여 이동한다.

벌크 물질의 열처리를 수행하기 위하여, 펠릿화에 있어서 경화 장치는 서로 다른 온도 조건을 갖는 수개의 처리 존을 갖는 공정 라인을 갖는다. 예를 들어, 하나 이상의 건조 존이 있을 수 있고, 이 다음으로는 사전-가열 영역 및 하소 존(zone)이 있고, 후자가 주로 펠릿화 공정을 담당하게 된다. 이후, 일반적으로 트레블링 그레이트가 하나 이상의 냉각 영역을 지나가고, 여기서 일반적으로 능동 냉각이 벌크 물질을 통하여 냉각 가스를 이동시킴에 의하여 수행된다. 마찬가지로, 건조, 사전-가열 및/또는 하소 존에서 벌크 물질을 통하여 가스 스트림(예를 들어, 공기 또는 다른 공정 가스를 포함하는 가스 스트림)을 공급하는 것은 일반적이다. 가스 스트림은 보다 효과적은 건조 또는 가열을 가능하도록 하거나, 또는 (고상, 액상 또는 가스상) 가열 연료의 연소를 위하여 충분한 산소 공급을 제공하는 것을 가능하게 하도록 역할을 할 수 있다.

벌크 물질을 통하여 가스 스트림을 정확하게 지향시키기 위하여, 및 서로에 대하여, 및 외부 대기에 대하여 서로 다른 존을 밀봉하기 위하여, 일련의 윈드 박스가 트레블링 그레이트 하부에 제공되고, 후드는 트레블링 그레이트 상부에 제공된다. 윈드 박스와 후드는 트레블링 그레이트와 함께 (어느 정도) 가스-밀봉의 방법으로 연결된다. 일반적으로, 상기한 존(zone)들 각각을 위하여 적어도 하나의 윈드 박스가 있고, 후드는 존들에 대응하는 서로 다른 섹션으로 구분된다. 윈드 박스 각각과 후드 섹션의 각각은 가스를 도입하거나 또는 제거하기 위하여 적어도 하나의 덕트 또는 채널에 연결될 수 있다. 이와 같은 채널을 통한 가스 유동은 일반적으로 하나 또는 수개의 팬에 의하여 향상된다.

사전-가열 또는 하소 존(zone)에서 물질을 보다 효과적으로 가열하기 위하여, 및 에너지를 절약하기 위하여, 이와 같은 존들의 적어도 하나를 재순환 덕트에 의하여 냉각 영역과 연결하는 것은 일반적이고, 이를 통하여 사용된 냉각 가스(예를 들어 약 400 °C 의 온도를 가짐)는 사전-가열 또는 하소 존으로 가이드된다. 공지기술로 알려진 하나의 디자인에 따르면, 재순환 덕트는 후드의 최상부 부분에 통합되거나 또는 후드 상에 배치된다. 가스는 하나 이상의 연결 덕트를 통하여 하소 존으로 공급된다. 종종, 이와 같은 덕트는 수평 버너를 갖는 연소 챔버를 포함하고, 여기서 가스는 이미 상승된 온도로부터 건조 또는 펠릿화 공정을 각각 수행하기 위하여 필요한 온도까지 가열된다. 대부분의 챔버와 덕트는 열적 고립을 위하여 내화 내부 라이닝에 의하여 보호되고, 장시간의 기간동안 높은 온도를 견디기 위하여 보호된다.

공지 기술에서 알려진 경화 장치의 심각한 이슈는 내화 물질의 손상에 따라 필요한 셧다운 시간의 길이와 반복성이다. 이와 같은 손상의 대부분은 높은 온도에 의하여 초래되지 않는다. 오히려, 가스 스트림에 의하여 재순환 덕트로, 나아가 연소 챔버로 이송되는 먼지가 축적되고, 고온에 의하여 녹거나, 건조되어 슬래그를 형성하고, 이는 부분적으로는 내화 라이닝에 접착된다. 슬래그가 온도 변화를 겪으며 팽창과 수축을 겪게 되고, 내화 물질에 대한 동시적 힘이 손상을 초래하게 된다. 이에 따라 슬래그를 제거하고, 내화 라이닝을 수리하기 위하여 경화 장치를 콜드 셧다운하는 것이 필요하게 된다. 이는 어느 정도 시간을 소비하는 공정이고, 이에 따라 추가적인 비용을 초래하고, 공장의 생산성을 저하시킨다.

따라서, 본 발명의 목적은 경화 장치의 전반적인 셧다운 시간을 감소시키는 것이다.

이와 같은 목적은 청구항 제1항에 따른 경화 장치에 의하여 해결된다.

도 1은 본 발명의 제1 구체예에 따른 PhilAnt 후드를 갖는 경하 장치의 사시도이고;
도 2는 도 1의 경화 장치의 상면도이고;
도 3은 도 1의 경화 장치의 측부 단면도이고;
도 4는 도 1의 경화 장치의 정면 단면도이고;
도 5는 제2 구체예에 따른 경화 장치의 전면 단면도이고;
도 6은 제3 구체예에 따른 경화 장치의 상부 단면도이고;
도 7은 제4 구체예에 따른 경화 장치 일부의 상면도이고;
도 8은 제5 구체예에 따른 경화 장치 일부의 상면도이고; 및
도 9는 제6 구체예에 따른 경화 장치의 전면 단면도이다.

본 발명은 또한 PhilAnt 후드로도 언급되는 경화 후드의 새로운 디자인을 갖는 경화 장치를 제공한다. 장치는 물질을 가열하기 위한 가열 영역으로부터 냉각 가스에 의하여 물질을 냉각하기 위한 냉각 영역으로 이송 방향을 따라 벌크 물질을 이송하기 위한 트레블링 그레이트를 포함한다. 이하에서는, 반대 방향과 함께 이송 방향은 또한 "세로" 방향으로도 언급된다. 물론 트레블링 그레이트는 레일을 따라 움직이는 팔레트 카의 무한 체인을 포함한다. 경화 장치에서, 철광석 펠릿은 이들을 적절하게 높은 온도에 노출시킴에 의하여 건조 및/또는 하소된다. 이와 같은 경우, 벌크 물질은 "그린" 철광석 펠릿으로 이루어진다. 일반적으로, 트레블링 그레이트는 적어도 2개의 서로 다른 존, 즉 가열 영역 및 냉각 영역을 따라 이송 방향을 따라 움직인다. 일반적으로 말해서, 가열 영역은 열이 벌크 물질로 이동하는 존(zone)이다. 이는 건조 존(예를 들어 300 °C 내지 400 °C의 적절하게 높은 온도를 가짐)으로 언급될 수도 있으나, 일반적으로 이는 사전 가열 또는 하소 존(900 °C 내지 1400 °C 사이의 높은 온도를 가짐)을 의미한다. 가열 영역은 이송 방향을 따라 첫번째 존일 필요는 없고, 가열 영역과 냉각 영역 사이에 적어도 하나의 추가 존이 있을 수 있음이 이해된다. 어느 경우든, 벌크 물질은 가열 영역으로부터 냉각 영역으로 이송되고, 여기서, 냉각 가스에 의하여 냉각된다. 여기서, "냉각 가스"는 일반적으로 통상의 공기를 의미하지만, 더 넓은 관점에서, 벌크 물질을 냉각시키기 위하여 사용되는 임의의 가스 또는 가스의 혼합을 의미한다. 일반적으로 냉각 가스는 벌크 물질과 접촉하게 되기 전에는 약 상온이지만, 그 이후에는 수백 도씨의 온도를 가질 수 있다. 바람직하게는 냉각 가스는 벌크 물질을 통하여 유동하는 상승 가스 스트림으로 적용된다.

경화 장치는 나아가 가열 영역 내의 제1 후드 섹션과 냉각 영역 내의 제2 후드 섹션을 갖는 트레블링 그레이트 상에 배치되는 후드를 포함한다. 일반적으로, 제1 및 제2 후드 섹션은 적접 또는 후드의 다른 중간 섹션에 의하여 연결된다. 일반적으로 후드는 어느 정도 가스-기밀 방법으로 상부로부터 트레블링 그레이트의 적어도 많은 부분을 덮는다. 또한, 서로 다른 온도를 갖는 서로 다른 존은 일반적으로 임의의 가스 교환을 최소화하는 분리 벽 또는 커튼에 의하여 분리된다. 따라서, 제1 및 제2 후드 섹션이 서로 직접적으로 연결된다고 하여도, 이들의 내부 공간은 일반적으로 가스 교환에 대하여 분리된다. 일반적으로 후드의 폭은 어느 정도는 트레블링 그레이트 그 자체의 폭에 대응된다. 내부의 상승된 온도를 견디기 위하여, 후드는 금속으로 된 외부층과 내화 라이닝이라고도 언급되는 내화 물질로 된 내부층을 가질 수 있다.

또한, 경화 장치는 사용된 냉각 가스를 제2 후드 섹션으로부터 제1 후드 섹션으로 가이드하기 위한 2개의 재순환 덕트를 포함할 수 있다. "사용된 냉각 가스"는 물론 벌크 물질을 냉각하기 위하여 이미 사용되었고, 따라서 상승된 온도를 갖는 냉각 가스이다. 이의 상대적으로 높은 에너지 함유량은 가열 영역에서 벌크 물질을 가열하는 것을 용이하게 하거나 개량하기 위하여 사용된다. 2개의 재순환 덕트를 제외하고, 가열 영역은 가스의 다른 소스에 연결될 수 있다. 일반적으로 재순환 덕트는 금속 외부층을 갖고, 또한 내화 라이닝을 포함할 수 있다. 동일 사항이 이하 설명되는 다른 덕트에도 적용된다.

경화 장치는 PhilAnt 후드의 반대 면 상에 배치되는 2개의 재순환 덕트를 포함한다. 이들 재순환 덕트 각각은 후드에 대하여 측방으로 오프셋되고, 이에 따라 하나의 재순환 덕트는 "좌측에 있고", 다른 덕트는 "우측에 있다". 재순환 덕트는 V-형태의 가스 포집 덕트에 의하여 제2 후드 섹션에 연결되고, 적어도 하나의 가스 공급 덕트에 의하여 제1 후드 섹션에 연결되고, 재순환 덕트로부터 먼지를 퍼징하기 위하여 하부 영역에 배치되는 복수의 먼지 퍼징 개구부를 갖는다. 상기한 바와 같이, 가스 포집 덕트는 V-형태, 또는 갈고리 형태(forked shape)를 갖고, 이때 절반은 재순환 덕트 중 하나로 제공되고, 나머지 절반은 다른 재순환 덕트로 제공된다.

각각의 재순환 덕트는 측방으로 오프셋되고, 이는 이송 방향에 수직인 수평 방향을 따라 오프셋되는 것을 의미한다. 여기소 "수평" 및 "수직"은 경화 장치가 이의 작동 상태에 있을 때, 중력의 방향을 의미한다. 다시 말해, 재순환 덕트의 적어도 일부는 후드 상에 수평으로 배치되지 않는다. 후드에 대한 재순환 덕트의 수직 위치는 후드의 수직 위치보다 높게, 이와 동일하게 또는 이보다 낮게 선택될 수 있다. 재순환 덕트는 V-형태의 가스 포집 덕트에 의하여 제22 후드 섹션에 연결된다. 사용된 냉각 가스가 제2 후드 섹션으로부터 재순환 덕트로 유동하는 가스 포집 덕트는 또한 내화 라이닝을 포함할 수 있다. 더욱이, 재순환 덕트는 적어도 하나의 가스 공급 덕트에 의하여, 일반적으로는 복수의 가스 공급 덕트에 의하여 제1 후드 섹션에 연결된다. 이와 같은 가스 공급 덕트는 제2 후드 섹션으로부터 유래하는 가스를 제1 후드 섹션으로 공급 또는 주입하기 위하여 사용된다. 일반적으로 각각의 가스 공급 덕트는 내화 라이닝을 갖는다.

재순환 덕트가 가스를 가이드하기 위하여 사용되고, 따라서, 주로 기밀성 외부 쉘을 갖지만, 각각의 재순환 덕트는 하부 영역에 배치되는 적어도 하나의, 일반적으로는 복수의 먼지 퍼징 개구부를 갖는다. 본 발명의 내용에서, 재순환 덕트의 이 하부 영역은 특히, 최하단부, 즉 재순환 덕트의 "바닥"을 기술한다. 먼지가 가스 스트림에 의하여 재순환 덕트로 이송되면, 대부분의 이 먼지는 곧 적어도 잠정적으로 하부 영역에 침착된다. 먼지 퍼징 개구부가 존재하여, 개구부에 들어오는 임의의 먼지는 일반적으로는 중력에 의하여 재순환 덕트로부터 퍼징된다. 각 퍼지 개구부는 재순환 덕트, 후드, 가스 공급 덕트 및 가스 포집 덕트의 외부 영역으로 유도된다. 일부 가스는 또한 각각의 퍼지 개구부를 통하여 재순환 덕트에서 배출될 수 있으나, 이 양은 재순환 덕트를 통한 가스 유동의 총 양과 비교하면 작게 또는 심지어는 무시할 수 있는 양으로 유지될 수 있다. 먼지 퍼징 개구부를 통하여 재순환 덕트의 외부로의 통로는 불필요한 가스 유출을 방지하기 위하여 밸브, 예를 들어 더블 팬들럼 플랩 밸브(double pendulum flap valve) 또는 더블 콘 밸브(double cone valve)에 의하여 폐쇄될 수 있다. 이와 같은 밸브는 예를 들어 퍼지 덕트(이하 참조) 내의 예를 들어 먼지 퍼징 개구부 내 또는 그 하부에 배치될 수 있으며, 먼지 퍼징 개구부는 퍼지 덕트에 연결된다. 개별적 퍼지 개구부의 단면적은 다소 작을 수 있고, 예를 들어, 재순환 덕트의 (내측) 단면적의 1 %에서 5 % 시아일 수 있으나, 또한 이보다 클 수도 있다. 먼지 퍼징 개구부가 존재함에 따라, 재순환 덕트 및 가스 공급 덕트 내에서의 먼지 축적은 방지되고, 또는 적어도 현저히 줄어든다. 동일한 것이 슬래그의 형성에도 적용되고, 이에 따라 슬래그의 팽창 및 수축에 의하여 야기되는 내화 라이닝에 대한 손상이 감소된다. 따라서, 전체적인 셧다운 시간이 감소될 수 있고, 총 작동 시간이 향상된다.

여기서, 가스 공급 덕트와 가스 포집 덕트는 재순환 덕트의 일부로 고려될 수 있고, 따라서, 적어도 하나의 먼지 퍼징 개구부가 가스 공급 덕트 또는 가스 포집 덕트에 배치되는 것이 고려될 수 있다.

바람직하게는, 경화 장치는 재순환 덕트로부터 퍼징된 먼지를 포집하기 위한 수단을 포함한다. 이와 같은 수단은 퍼지 개구부를 통하여 재순환 덕트로부터 배출되는 먼지를 수집하기 위하여 정적으로 위치하는 용기일 수 있다. 예를 들어, 개별적인 용이가 가득찬 경우, 빈 용기로 교체될 수 있고, 또는 원래 위치에 있는 상태로 비워질 수 있다. 먼지를 포집하기 위하여 이와 같은 수단은 또한 컨베이어 벨트 등과 같은 이송 장비를 포함할 수 있고, 이느 먼지를 수집하고 이를 원하는 위치로 이송시킨다. 일반적으로 먼지는 예를 들어, 새로운 펠릿 또는 브리켓이나 다른 것과 같은 재활용 방법을 형성하기 위하여 재사용될 수 있다. 따라서, 먼지를 공정 라인으로 재도입하는 것은 자동으로 또는 적어도 부분적으로는 자동으로 수행될 수 있다.

각각의 퍼지 개구부가 직접적으로 외부로 연결될 수도 있으나, 퍼지 덕트가 각각의 퍼지 개구부에 연결되는 것이 바람직하다. 먼지의 중력에 의한 움직임을 용이하게 하기 위하여, 퍼지 덕트가 하방으로, 특히 수직 방향으로 연장되는 것이 바람직하다. 퍼지 덕트의 하부 말단은 먼지를 포집하여 경화 장치 주변을 오염시키는 먼지의 위험을 감소시키기 위하여 상기한 수단의 상부 또는 그 내부에 위치할 수 있다.

가열 영역에서 물질을 가열하기 위한 수단은 일반적으로 본 발명의 범위 내에서 제한되지 않으나, 경화 장치가 가열 영역에서 물질을 가열하기 위한 복수의 버너를 포함하는 것이 바람직하고, 이때 버너는 하방으로 지향되는 것이 바람직하다. 이와 같은 버너는 임의의 종류의 가스상, 액상 또는 심지어는 고상의 연료(예를 들어 석탄)를 가열하기 위하여 채택될 수 있다. "하방으로 지향되다"는 하방 이동 성분을 갖는 불꽃을 생산하기 위하여 각 버너가 채택되는 것을 의미한다. 이와 같은 구체예는 열과 중력의 영향 하에서 내화 라이닝의 과열 또는 버너의 구부러짐과 같은 수평 방향으로 지향된 버너와 관련된 문제점을 회피할 수 있다. 또한, 하방 지향된 버는 펠릿 베드에 대한 개선된 열 분산을 초래할 수 있고, 버너 불꼿의 재 지향 필요성을 회피할 수 있다. 또한 이들이 종래 기술의 소성 후드 및 다운코머(downcomer)(버너 팟)에서 내화부를 실질적으로 손상시키는 주된 근본적인 원인이라는 것을 주목할 수 있다.

일 구체예에 따르면, 적어도 일부의 버너는 수직으로 하방 지향된다. 대안으로 또는 추가적으로, 적어도 일부의 버너는 수직 방향에 경사지게 지향된다. 만약 버너가 경사지게 지향되면, 이들은 이와 같은 가스 유동을 지지하기 위하여 의도된 가스 유동의 방향으로 기울어질 수 있다.

적어도 일부의 버너는 제2 후드 섹션에 배치될 수 있다. 이 경우, 이들 버너는 일반적으로 실링, 즉, 제2 후드 섹션의 최상부에 장착된다. 이들은 수직으로 하방 지향되고, 및/또는 이들은 세로방향으로 기울어질 수 있다. 대안으로 또는 추가적으로, 적어도 일부의 버너는 적어도 하나의 가스 공급 덕트 내에 배치될 수 있다. 후자의 옵션은 어느 정도는 벌크 물질에 대한 간접적 가열에 대응되고, 첫번째 옵션은 직접 가열을 포함할 수 있으며, 이때 버너의 불꽃은 벌크 물질 자체에 지향된다. 가스 공급 덕트 내의 버너는 일반적으로 (후드 방향으로 가스의 유동을 지지하기 위하여) 측방으로 기울어지지만, 추가적으로 또한 세로방향일 수 있다. 더욱이, 적어도 하나의 버너는 V-형태의 가스 포집덕트에 배치될 수 있다.

또한, 적어도 하나의 버너는 세로로 기울어질 수 있고, 및 선택적으로, 측방으로 기울어질 수 있다. 가스 포집 덕트 내의 버너는 대부분 콜드 스타트 이후 경화 장치의 예열 기간 동안 적용될 수 있고, 및 일반 작동 기간 동안에는 꺼질 수 있다. 또한, 적어도 일부의 버너는 적어도 하나의 재순환 덕트 내에 배치될 수 있다. 또한 이와 같은 버너는 대부분 예열 기간 동안 작동될 수 있다. 버너는 특정 에너지 인풋을 보장하기 위하여 설정된 영역에 다른 패턴의 배열로 설치될 수 있다. 다른 패턴 및 버너 조절로, 조화된 온도 프로파일이 물질 베드에 달성될 수 있다.

각각의 재순환 덕트가 후드에 대하여 측방으로 오프셋 (및 선택적으로 수직으로 오프셋)되어 있으므로, 가스 공급 덕트를 이송 방향에 대하여 수직으로 정렬하는 것이 가능하다. 예를 들어, 재순환 덕트의 수직 위치에 따라, 각각의 가스 공급 덕트는 수평으로 또는 경사진 방법으로 정렬될 수 있다. 하지만, 제2 후드 섹션으로부터 제1 후드 섹션으로의 가스 유동을 용이하게 하고 이를 향상시키기 위하여, 적어도 하나의 가스 공급 덕트가 이송 방향에 경사지게 정렬되는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 제2 후드 섹션으로부터 시작하여, 각각의 가스 공급 덕트는 제1 후드 섹션이 위치한 방향으로 경사질 수 있고, 이는 가스 유동의 일반적으로 의도되는 방향이다. "경사지게 정렬되다"는 가스 공급 덕트가 구부러지거나 만곡된 형태의 구체예 뿐만 아니라, 가스 공급 덕트가 평평한 경우의 구체예를 포함한다.

마찬가지로, V-형태의 가스 포집 덕트는 이송 방향에 경사지게 정렬될 수 있다.

일 구체예에 따르면, 2개의 재순환 덕트의 공급 덕트는 서로에 대하여 분리되도록 배치되고, 제1 후드 섹션의 반대 면에 연결될 수 있다. 이와 같은 구체예는 특히 재순환 덕트의 수직 위치가 주로 후드의 수직 위지에 대응되는 경우 적용될 수 있다. 다른 구체예에서, 적어도 하나의 가스 공급 덕트는 재순환 덕트와 제1 후드 섹션 사이에서 T-연결이다. 다른 말로, "T의 암"이 재순환 덕트에 연결되고, "T의 베이스"가 제1 후드 섹션에 연결된다.

상기한 바와 같이, 각각의 재순환 덕트는 바람직하게는 복수의 가스 공급 덕트에 의하여 제1 후드 섹션에 연결된다. 이와 같은 가스 공급 덕트는 일반적으로 이송 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 이는 재순환 덕트를 통하여 초기에 이동하는 총 가스 스트림이 개별적 가스 공급 덕트를 통하여 이동하는 부분적 가스 스트림으로 분리되는 것을 의미한다. 이는 또한 재순환 덕트를 통하여 이동하는 유동 속도가 가스가 공급 덕트로 각각 분리됨에 따라 감소하는 것을 의미한다. 만약 재순환 덕트의 단면(즉, 단면적)이 총 길이에 대하여 일정한 경우, 이는 가스 속도에 심각한 차이를 초래하게 될 것이다. 이를 회피하기 위하여, 적어도 하나의 재순환 덕트의 단면은 V-형태의 가스 포집 덕트 방향으로 증가하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 단면은 순차적으로 증가하고, 이에 따라 재순환 덕트는 예를 들어 좁은 단면의 제1 섹션, 중간 단면의 제2 섹션, 및 넓은 단면의 제3 섹션을 포함할 수 있다. 추가적으로, 가스 공급 덕트는 최적화된 유체역학적 디자인을 가질 수 있다.

각각의 재순환 덕트가 후드에 대하여 측방으로 오프셋되어 있으므로, 선택적으로 상방으로부터 경화장치의 어떠한 부분으로도 개별적으로 접근하는 것이 가능하다. 또한, 상기한 바와 같이, 재순환 덕트는 후드의 그것과 유사하게 수직 위치로 배치될 수 있고, 즉, 재순환 덕트와 후드는 대체로 동일한 수직 위치에 있을 수 있다. 이와 같은 환경은 건설과 유지를 용이하게 하기 위하여 사용될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 경화 장치는 후드의 상부 및 각 재순환 덕트의 상부에 위치할 수 있는 승강장치를 포함한다. 재배치를 가능하도록 하기 위한 수평의 이동 승강장치 빔의 시스템과 함께 제공되는 승강장치(예를 들어, 크레인)는 후드 또는 적어도 하나의 재순환 덕트를 상부로부터 선택적으로 접근하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 이와 같은 승강장치는 경화 장치의 빌딩 내부에 영구적으로 배치될 수 있다.

보다 더 건설 및 유지보수를 용이하게 하기 위하여, 적어도 하나의 재순환 덕트가 길이 방향을 따라 개별적인 교환을 위하여 배열되는 복수의 연속적인 덕트 세그먼트를 포함하는 가는 것이 바람직하다. 이와 같은 덕트 세그먼트는 내화 라이닝을 포함하여 사전에 제작될 수 있고, 그 후, 경화 장치의 위치에 각각이 설치 및 연결될 수 있다. 덕트 세그먼트는 상기한 바와 같은 승강장치에 의하여 위치로, 또는 그 위치로부터 이동될 수 있다. 이와 같은 덕트 세그먼트를 사용하여 건설을 위한 시간과 유지보수를 위하여 요구되는 셧다운 시간을 감소시킬 수 있음이 이해된다. 덕트 세그먼트는 개별적 교환을 위하여 배열되고, 이는 이웃하는 다른 덕트 세그먼트를 제거하지 않고도 하나의 덕트 세그먼트를 제거 또는 교체할 수 있음을 의미한다. 적어도 일부의 덕트 세그먼트는 동일할 수 있고, 이는 또한 덕트 세그먼트의 초기 건설 또는 교환을 용이하도록 할 수 있다. 일 구체예에 따르면, 덕트 세그먼트는 특정 길이의 튜브 섹션일 수 있고, 원형의 단면을 가질 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로, 적어도 하나의 가스 공급 덕트 및/또는 가스 포집 덕트는 개별적 교환을 위하여 배열되는 길이 방향을 따라 복수의 연속적인 요소를 포함할 수 있다.

때때로, 재순환 덕트의 내부로 빠르게 접근할 수 있는 것이 바람직하다. 재순환 덕트 내부의 급속 냉각이 요구되는 경우, 또는 내부 조사가 수행될 필요가 있을 때 그러하다. 이와 같은 상황에서, 세로로 연속적인 덕트 세그먼트 중 하나를 제거하는 것은 너무 시간이 많이 소비된다. 이는 적어도 하나의 재순환 덕트가 횡적 분리를 위하여 배열되는 2개의 덕트 세그먼트를 포함하는 구체예에 의하여 고려될 수 있다. 이와 같은 덕트 세그먼트는 또한 하프 튜브 또는 일반적으로 파트 튜브로 언급될 수도 있다. 특히, 덕트 세그먼트의 하나는 다른 세그먼트의 상부로 배치될 수 있고, 이 상부 덕트 세그먼트는 개별적으로 제거될 수 있다. 분리의 방향은 재순환 덕트가 연장되는 방향에 횡방향이다. 특히, 이는 수직 방향이어서, 하나의 요소가 다른 요소로부터 들려질 수 있다.

재순환 덕트와 유사하게, 후드는 개별적인 교환을 위하여 배열되는 복수의 후드 세그먼트를 포함할 수 있다. 이는 특히 제1 후드 섹션을 의미할 수 있고, 이는 가열 영역에서 보다 더 가혹한 온도 조건의 대상이 되고, 따라서 더 유지보수 및 수리가 필요할 수 있다. 여기서 마찬가지로, 각 후드 세그먼트는 내화 라이닝을 포함하여 사전에 제작될 수 있다. 건설 과정에서, 개별적 후드 세그먼트는 이웃하는 후드 세그먼트를 움직이지 않고도 하나의 후드 세그먼트를 제거 또는 교체하는 것이 가능하도록 연결될 수 있다.

수가지의 이유로, 재순환 덕트 또는 가스 공급 덕트 내에서 가스 스트림에 영향을 주는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 작동 중 경화장치의 퍼포먼스는 가열 영역의 일 부분에 다소간의 냉각 영역으로부터의 사용된 냉각 가스를 공급하는 경우 영향을 받을 수 있다. 심지어는 경화 장치의 다른 부분은 여전히 작동하는 동안에, 조사 또는 유지보수를 수행하기 위하여, 시스템의 특정 부분으로의 가스 유동의 유입 및 배출을 완전하게 차단하는 것도 고려할 수 있다. 이와 같은 임의의 목적을 위하여, 적어도 하나의 재순환 덕트 및/또는 적어도 하나의 가스 공급 덕트가 가스 유동에 영향을 주기 위한 밸브 요소를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 구체예가 첨부된 도면을 바탕으로 예시적으로 설명될 것이다.

도 1 내지 도4는 본 발명의 첫번째 구체예에 따른 경화 장치(1)를 보여준다. 경화장치는 트레블링 그레이트(2)의 2개의 레일(3)을 포함하고, 여기서 복수의 팔레트 카(22)가 무한 트레블링 그레이트 체인을 형성한다. 트레블링 그레이트(2)의 상부 런 밑으로, 복수의 윈드 박스(4)가 배치되고, 이는 기밀 방식으로 팔레트 카에 연결된다. 후드(7)는 트레블링 그레이트(2) 상부에서 적어도 대부분 기밀을 형성하면서 트레블링 그레이트(2) 상부에 배치된다. 트레블링 그레이트(2)는 특히 이송 방향(T)을 따라 냉각 영역(6)으로 그린 팰릿의 건조가 수행되는 하소 존(5)으로부터 경화 장치(1)의 연속되는 존을 따라 철광석 펠릿을 이송하기 위하여 채택된다. 건조 공정은 후드(7)의 제1 후드 섹션(8) 하에서 수행된다. 냉각 영역(6)에서는, 건조된 펠릿은 윈드 박스(4)를 통하여 공급되고, 트레블링 그레이트(2)를 통하여 이동하고, 후드(7), 보다 구체적으로는 제2 후드 섹션(9)으로 들어가는 상승 가스 스트림에 의하여 냉각된다. 도 3에 표시된 바와 같이, 제1 후드 섹션(8)과 제2 후드 섹션(9)은 수직으로 연장된 차단벽(10)에 의하여 분리된다.

두개의 재순환 덕트(11)가 후드(7)에 대하여 측방으로 오프셋되어 배치된다. 도 4를 통하여 확인되는 바와 같이, 각각의 재순환 덕트는 후드(7)에 대하여 유사한 수직 위치에 배치된다. 재순환 덕트(11)는 후드(7)의 서로 반대 면에 배치되고, 대칭으로 디자인된다. 이들 각각은 복수의 가스 공급 덕트(14)에 의하여 제1 후드 섹션(8)에 연결되고, 복수의 가스 공급 덕트는 이송 방향(T)에 대하여 수평 및 횡방향으로 정렬된다. 더욱이, 두 재순환 덕트(11)는 V-형태의 가스 포집 덕트(15)에 의하여 제2 후드 섹션(9)에 연결된다. 재순환 덕트(11)의 기능은 제2 후드 섹션(9)으로부터 사용된 냉각 가스를 제1 후드 섹션(8)으로 가이드하는 것이다. 각각의 가스 유동은 도면에 도시되지 않은 팬에 의하여 달성되거나 개선될 수 있다.

가스 유동의 일부가 모든 가스 공급 덕트(14)를 통하여 배출됨에 따라, 재순환 덕트(11)를 통한 총 가스 유동은 제2 후드 섹션(9)으로부터 제1 후드 섹션(8)의 길이 방향을 따라 감소한다. 이는 재순환 덕트(11)의 단면적을 단계별로 감소시킴에 의하여 해결될 수 있다. 첫번째 부분은 큰 직경을 갖고, 두번째 부분은 중간 직경을 갖고, 세번째 부분은 작은 직경을 갖는다. 따라서, 유동 비율이 현저히 감소하지만, 가스 유동 속도는 적절하게만 감소한다. 각각의 재순환 덕트(11)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 원현 단면을 갖는 튜브 형태이다.

가스 포집 덕트(15) 및 가스 공급 덕트(14)로 향하는 개구부 외에, 재순환 턱트(11)의 하부 영역(11.1)에 배치되는 복수의 퍼지 개구부(16)를 포함한다. 각각의 퍼지 개구부(16)로부터 하방으로 수직으로 연장되는 퍼지 덕트(17)가 유래한다. 밸브(24), 예를 들어, 더블 펜들럼 플랩 밸브(double pendulum flap valve) 또는 더블 콘 밸브는 퍼지 덕트(17)로부터 불필요한 가스의 유출을 방지하기 위하여 각 퍼지 덕트(17)에 배치된다. 각 퍼지 덕트(17)의 단면적은 재순환 덕트(11)의 단면적보다 훨씬 작을 수 있고, 이는 나아가 퍼지 덕트(17)를 통하여 배출되는 가스의 양을 감소시키는데 도움을 준다. 사용된 냉각 가스가 재순환 덕트(11)를 통하여 가이드됨에 따라, 현저한 양의 먼지가 축적될 수 있고, 이는 재순환 덕트(11) 및 가스 공급 덕트(14)에 침적될 수 있다. 이는 주로 먼지가 재순환 덕트(11)로부터 중력의 당김에 의하여 피징되는 퍼지 개구부(16)의 존재에 의하여 방지된다. 밸브(24)는 간헐적으로 열려서 먼지가 퍼지 덕트(17)를 통하여 하방으로 떨어지게 할 수 있다. 박스(18)가 각 퍼지 덕트(17)의 하부 말단에 배치되어 재순환 덕트(11)로부터의 먼지를 수집한다. 퍼지 덕트(17) 하부에 위치하는 박스(18) 대신에, 컨베이어 시스템이 먼지를 원하는 위치로 이송하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 먼지는 새로운 펠릿을 생산함에 있어, 또는 브리켓이나 다른 재순환 방법에서 재사용될 수 있다.

도 4의 단면도에서 확인되는 바와 같이, 후드(7)는 제1 후드 섹션(8)에서 직사각형 단면을 갖고, 재순환 덕트(11)는 원형 단면을 갖는다. 이들 요소 각각은 금속으로 된 외측 쉘과 내화 물질의 내측 라이닝을 갖는다. 경화 장치(1)의 건설과 유지보수를 용이하게 하기 위하여, 후드(7)와 재순환 덕트(11) 모두는 개별적 교환을 위하여 배열되는 복수의 덕트 세그먼트(13)로 이루어진다. 유사하게, 가스 공급 덕트(14)와 가스 포집 덕트(15)는 개별적 교환을 위하여 배열되는 복수의 덕트 세그먼트를 포함한다. 다시 말해, 이웃하는 덕트 세그먼트를 제거하지 않고도 단일 덕트 세그먼트(13)를 제거하거나 교체하는 것이 가능하다. 도 4는 예시적으로 후드(7)와 재순환 덕트(11) 상에 장착되는 승강장치(19)에 의하여 움직이는 재순환 덕트(11)의 덕트 세그먼트(13)를 보여준다. 재순환 덕트(11)가 거의 동일한 수직 위치에 후드(7) 옆으로 배치되기 때문에, 승강장치(19)의 승강장치 빔(20)이 상대적으로 낮은 높이로 위치할 수 있다. 따라서, 승강장치(19)는 경화 장치(1)의 빌딩(24) 내에 용이하게 위치할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 구체예에서, 하소 존(5)에서 펠릿을 건조하기 위하여 요구되는 열은 제1 후드 섹션(8)의 실링에 장착된 복수의 버너(23)에 의하여 생산된다. 버너(14)는 수직으로 하방으로 지향된다.

도 5는 첫번째 구체예와 대부분 동일한 경화 장치(1)의 두번째 구체예의 전면 단면도이다. 그러나, 이 경우, 버너(23)가 가스 공급 덕트(14)에 설치되고, 수직 방향(V)에 경사지게 지향된다. 특히, 이들은 가스 유동의 의도된 방향으로, 즉 후드(7) 쪽으로 경사진다. 이는 가스 유동을 지지하거나 개선하는 것을 도울 수 있다. 버너(23)는 대안으로는 공급 덕트(14)에 장착된 상태에서 수직으로 하방 지향될 수 있음을 주목해야 한다.

도 6은 세번째 구체예에 따른 경화 장치(1) 부분의 상부 단면도이고, 대부분 첫번째 구체예와 동일하다. 이 구체예에서, 복수의 움직일 수 있는 밸브 요소(21)가 재순환 덕트(11) 및 가스 공급 덕트(14)에 제공된다. 이와 같은 밸브 요소를 사용하여, 가스 유동은 차단되거나, 감소되거나 또는 원하는 방향으로 새롭게 지향된다.

도 7은 네번째 구체예에 따른 경화 장치(1) 부분의 상부 단면도이고, 가스 공급 덕트(14)가 이송 방향(T)에 대하여 수직으로 정렬되지 않고, 경사지게 정렬된다는 점에서 첫번째 구체예와 상이하다. 다시 말해, 가스 공급 덕트(14)는 이송 방향(T) 쪽으로 경사져 있어서, 재순환 덕트(11)에서 오는 가스 유동이 가스 공급 덕트(14)로 들어가면서 단지 약간의 방향 전환을 경험해야 한다. 이는 또한 가스 유동을 증가시키도록 도울 수 있다.

도 8은 다섯번째 구체예에 따른 경화 장치(1) 부분의 상부 단면도이고, 이는 주로 네번째 구체예와 동일하나, 버너(23)의 특별한 구성을 갖는다. 하나의 버너(23)는 가스 포집 덕트(15)의 일 측에 배치된다. 이 버너(23)는 세로방향뿐만 아니라 측방으로 기울어져 배치된다. 더욱이, 수개의 수직으로 정렬된 버너(23)는 후드(7)의 각 재순환 덕트(11)에 배치된다. 모든 이들 버너(23)는 경화 장치(1)의 콜드 스타트 후 예열 단계 동안에만 켜질 수도 있다. 더욱이, 복수의 버너(23)가 가스 공급 덕트(14)에 배치된다. 이들은 또한 경화 장치의 통상적인 작동 동안 가스 유동을 증가시키기 위하여 주로 측방 및 세로로 경사져 있다. 여기서 보여지는 버너 구조는 첫번째, 두번째 또는 세번째 구체예 중 어떠한 것에서의 최소 채택과 함께 사용될 수 있음이 이해될 수 있다.

도 8는 여섯번째 구체예에 따른 경하 장치(1)의 전면 단면도이다. 여기서, 재순환 덕트(11)느 또한 후드(7)에 대하여 측방으로 오프셋되지만, 첫번째 구체예와 비교하여 현저히 높게 배치된다. 또한, 가스 공급 덕트(14)의 형태가 상이하다. 특히, 각각의 가스 공급 덕트(14)는 재순환 덕트(11)와 후드(7)를 서로 연결하는 T-정션이다. 또한, 예시적으로, 후드(7)의 후드 세그먼트(13)는 후드(7)와 재순환 덕트(11)의 상부에 장착되는 승강장치(19)에 의하여 움직이는 것이 보여진다.

1 경화 장치
2 트레블링 그레이트
3 레일
4 윈드 박스
5 하소 존
6 냉각 영역
7 후드
8 제1 후드 섹션
9 제2 후드 섹션
10 차단벽
11 재순환 덕트
11.1 하부 영역
12 후드 세그먼트
13 덕트 세그먼트
14 가스 공급 덕트
15 가스 포집 덕트
16 퍼지 개구부
17 퍼지 덕트
18 박스
19 승강장치
20 승강장치 빔
21 밸브 요소
22 팔레트 카
23 버너
24 밸브
T 이송 방향
V 수직 방향

Claims (13)

1. 물질을 가열 및/또는 건조하기 위한 가열 영역(5)으로부터 냉각 가스에 의하여 물질을 냉각하기 위한 냉각 영역(6)으로 이송 방향(T)을 따라 벌크 물질을 이송하는 트레블링 그레이트(2);
   가열 영역(5) 내의 제1 후드 섹션(8)과 냉각 영역(6) 내의 제2 후드 섹션(9)을 갖는 트레블링 그레이ㅌ(2) 상에 배치되는 후드(7); 및
   사용된 냉각 가스를 제2 후드 섹션(9)으로부터 제1 후드 섹션(8)으로 가이드하기 위한 2개의 재순환 덕트(11)를 포함하는 경화 장치(1)이되,
   재순환 덕트(11)는 후드(7)의 반대면에 배치되고, 후드(7)에 대하여 측방으로 오프셋되고, V-형태의 가스 포집 덕트(15)에 의하여 제2 후드 섹션(9)에 연결되고, 각각의 재순환 덕트(11)는 적어도 하나의 가스 공급 덕트(14)에 의하여 제1 후드 섹션(8)에 연결되고, 재순환 덕트(11)로부터 먼지를 퍼징하기 위하여 재순환 덕트(11)의 최하단부(11.1) 내에 배치되는 적어도 하나의 먼지 퍼징 개구부(16)를 갖는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
2. 제1항에 있어서, 재순환 덕트(11)로부터 퍼지된 먼지를 포함하기 위한 수단(18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 퍼지 덕트(17)는 각 퍼지 개구부(16)에 연결되는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 영역(5)에서 물질을 가열하기 위한 복수의 버너(23)를 포함하고, 버너(23)는 하방으로 지향되는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
5. 제4항에 있어서, 적어도 일부의 버너(23)는 수직으로 하방 지향되고, 및/또는 적어도 일부의 버너(23)는 수직 방향(V)에 대하여 경사지게 지향되는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 적어도 일부의 버너(23)는 제2 후드 섹션(9)에 배치되고, 적어도 일부의 버너(23)는 적어도 하나의 가스 공급 덕트(14)에 배치되고, 및/또는 적어도 하나의 버너(23)는 적어도 하나의 가스 포집 덕트(15)에 배치되는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가스 공급 덕트(14)는 이송 방향(T)에 대하여 경사지게 정렬되는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가스 공급 덕트(14)는 재순환 덕트(11)와 제1 후드 섹션 사이의 T-연결부인 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 재순환 덕트(11)의 단면은 적어도 하나의 가스 포집 덕트(15) 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 재순환 덕트(11)는 개별적 교환을 위하여 배열되는, 길이 방향으로 복수의 연속적인 덕트 세그먼트(13)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 후드(7)는 개별적 교환을 위하여 배열되는 복수의 후드 세그먼트(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
    
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 재순환 덕트(11) 및/또는 적어도 하나의 가스 공급 덕트(14)는 가스 유동에 영향을 주기 위한 밸브 요소(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).
    
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 후드(7) 및 각 재순환 덕트(11) 상에 위치할 수 있는 승강장치(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 장치(1).

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