KR20240090787A - 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트 - Google Patents

편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트 Download PDF

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KR20240090787A
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야빈 후앙
지안동 장
리준 리우
헝리앙 유
지안홍 치우
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후난 더시노 웨어 레지스턴트 인더스트리 씨오., 엘티디.
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Abstract

편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는, 슈트 본체(10)와 조정부(20)를 구비하고, 슈트 본체(10)는 재료 수용 캐버티(11)를 구비하고, 재료 수용 캐버티(11)는 공급단(111) 및 재료 분배단(112)을 구비하; 조정부(20)는 상기 슈트 본체(10)에 연결되며, 슈트 본체(10)의 재료 분배단(112)에 가까운 슈트 본체(10)의 사이드 상에 위치되며, 조정부를 관통하는 배출 캐버티(21)가 조정부(20) 내에 마련되고, 배출 캐버티(21)의 공급 포트는 재료 수용 캐버티(11)와 연통되며, 배출 캐버티(21)의 배출 포트(211)는 편평한 배출 포트(211)이다. 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)에 의해 재료 분배 슈트(100)의 배출 포트(211)로부터 나오는 재료 층의 두께는 재료 막힘 없이 최대한 얇게 만들 수 있고, 출구에서의 재료 흐름의 비산 및 교란이 효과적으로 방지되어, 용광로 내의 재료 표면으로의 회전 재료 분배의 포물선 낙하의 재료 표면 원형 링의 폭이 가능한 한 좁아서, 정확한 재료 분배가 실현된다.

Description

편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트
본 출원은, 인용에 의해 그 전체 내용이 본 명세서에 통합되는, "편평한 출구를 구비하는 대형 용광로(Blast Furnace) 재료 분배 슈트(chute)"라는 명칭으로 2021년 11월 8일 중국 국가 지적 재산권 관리국에 출원된 중국 특허 출원 번호 202122720239.4에 대한 우선권의 이익을 주장한다.
본 출원은 용광로 재료 분배에 관한 것으로서, 특히 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트에 관한 것이다.
용광로는 철강 제련을 위한 주요 설비이고, 용광로 재료 분배 슈트는 용광로의 주요한 재료 분배 설비이다. 용광로 재료 분배 슈트는 용광로의 꼭대기에 장착되고 용광로의 바닥에 배치된다. 용광로 재료 분배 슈트는 재료 분배기에 연결된다. 용광로 재료 분배 슈트는 재료 분배기의 구동 하에 다양한 경사각으로 회전될 수 있고, 용광로 재료 분배 슈트에 떨어지는 원료는 원심적으로 상이한 각도로 투입된다. 일반적으로, 용광로의 규모가 클수록 용광로의 가동률이 낮아진다. 그 이유들 중 하나는 용광로의 크기가 커질수록 용광로의 내경이 커져서 재료 분배의 외경이 더 커지기 때문이다. 따라서, 재료 분배의 외경이 커질수록 용광로 슈트의 재료 플랫폼의 폭(동일한 각도에서 재료의 동심 고리(annulus)의 너비)도 더 커져서, 재료 플랫폼으로부터 재료들이 비산되어 버려진다.
종래 기술에 따른 용광로 원료 분배 슈트의 경우, 재료 플랫폼의 폭이 주변에서 훨씬 더 크기 때문에 코크스, 소결 광석(sintered ore), 펠릿 광석 등을 주변의 필요한 구역으로 정확하게 이송하는 것이 어렵다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 용광로 재료 분배 슈트의 출구의 단면은 아크형(U-자형), 정사각형, 사다리꼴, 역사다리꼴 등의 형상을 가질 수 있다. 회전성의 재료 분배가 구현될 때, 이러한 구조들은 출구에서의 재료 흐름이 분산되고 어느 정도 난류를 일으키며, 회전 편심력의 작용으로 재료가 쌓일 수 있다. 출구에서의 재료 층의 두께는 최대 400mm까지 가능하다. 상부의 재료 층과 비산된 재료 흐름이 원심적으로 투입되면, 큰 직경의 분배 표면 상의 재료 플랫폼의 너비가 더 크지게 된다.
본 발명은 원료 분배가 구현될 때, 용광로 재료 분배 슈트에 의해 출구에서의 재료 흐름이 비산되고 난류가 발생되어 정확한 재료 분배를 얻을 수 없었던 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 착안된 것으로서, 출구에서의 재료 흐름이 비산되어 난류를 발생시키는 것을 효과적으로 방지하고 출구에서의 재료 층의 두께를 제어하여 정확한 재료 분배를 얻을 수 있도록 구조가 개선된, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는, 슈트 본체, 및 유동 조정부(flow rectification portion)를 포함하고, 슈트 본체에는 재료 수용 캐버티(cavity)가 마련되고, 재료 수용 캐버티에는 공급단과 분배단이 제공되며, 유동 조정부는 슈트 본체에 연결되고 분배단에 가까운 슈트 본체의 사이드에 배치되며, 배출 캐버티가 내부에 형성되어 유동 조정부를 통해 연장되고, 배출 캐버티의 공급 입구가 재료 수용 캐버티에 연통되고, 배출 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구이다.
바람직하게, 편평한 출구를 구비하는 용광로 재료 분배 슈트는 유동 평활부(sothing portion)를 더 포함하고, 유동 평활부는 슈트 본체로부터 떨어진 유동 조정부의 사이드에 연결되고, 유동 평활 캐버티는 유동 평활부 내에 형성되어 유동 조정부에 가까운 사이드로부터 유동 조정부로부터 멀어지는 사이드를 향해 유동 평활부를 통해 연장하고, 유동 평활 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구이다.
바람직하게, 유동 조정부는, 슈트 본체에 연결되는 바닥 벽, 바닥 벽과 이격되게 배치되는 꼭대기 벽, 및 슈트 본체에 연결되는 2개의 측벽들을 포함하고, 2개의 측벽들은 서로 이격되도록 대향 배치되어 있고, 2개의 측벽들의 각각의 양단은 바닥 벽과 꼭대기 벽에 각각 연결되며, 바닥 벽, 꼭대기 벽, 2개의 측벽들은 함께 배출 캐버티를 둘러싼다.
바람직하게, 막힘 방지(anti-block) 그루브가 꼭대기 벽에 형성되어 꼭대기 벽을 통해 연장하고, 막힘 방지 그루브는 편평한 배출 출구와 분배단를 연통시키고, 막힘 방지 그루브를 둘러싸는 꼭대기 벽의 표면은 바닥 벽에 가까운 방향에서 바닥 벽으로부터 멀어지는 방향으로 중심을 향해 경사져 있다.
바람직하게, 꼭대기 벽은 경사지고, 배출 캐버티의 두께는 공급 입구로부터 편평한 배출 출구를 향하는 방향으로 점진적으로 감소된다.
바람직하게, 슈트 본체는, 슈트 바닥 벽, 및 2개의 슈트 측벽들을 포함하고, 2개의 슈트 측벽들은 서로 이격되어 대향 배치되고, 2개의 슈트 측벽들은 각각 슈트 바닥 벽에 연결되고, 2개의 측벽들은 2개의 슈트 측벽들에 대응되게 배치되고, 슈트 바닥 벽과 2개의 슈트 측벽들은 함께 재료 수용 챔버를 둘러싸고, 바닥 벽은 슈트 바닥 벽과 동일한 높이이다.
바람직하게, 2개의 측벽들은 2개의 슈트 측벽들과 높이가 동일하거나, 2개의 측벽들 중 적어도 하나는 슈트 측벽들에 가까운 방향으로부터 슈트 측벽들로부터 멀어지는 방향으로 중심으로부터 멀어지는 방향으로 기울어져 있다.
바람직하게, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는, 슈트 본체에 연결되고 공급단에 가까운 사이드에 위치되는 커넥터를 더 포함한다.
바람직하게, 편평한 배출 출구는 직사각형 구멍 또는 비원형(obround) 구멍이다.
바람직하게, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는, 유동 평활부를 더 포함하고, 유동 평활부는 슈트 본체로부터 멀어지는 유동 조정부의 사이드에 연결되고, 유동 평활 캐버티는 유동 평활부 내에 형성되고 유동 조정부에 가까운 사이드로부터 유동 조정부로부터 멀어지는 사이드를 향해 유동 평활부를 통해 연장하고, 유동 평활 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구이다.
바람직하게, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는, 재료 수용판(receiving plate)을 더 포함하고, 재료 수용판은 슈트 본체 또는 유동 조정부에 연결되고, 재료 수용판의 적어도 일부는 슈트 본체의 두께 방향으로 재료 수용 캐버티 외측에 위치되고, 재료 수용판은 중앙 목부(throat)로부터 떨어지는 재료를 수용하고 재료를 재료 수용 캐버티 속으로 또는 배출 캐버티 속으로 안내하도록 구성된다.
종래 기술과 비교하여. 본 출원의 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는, 슈트 본체와 유동 조정부를 포함한다. 슈트 본체에는 재료 수용 캐버티가 마련되고, 재료 수용 캐버티에는 공급단과 분배단이 마련된다. 유동 조정부는 슈트 본체에 연결되고 분배단의 사이드 상에 위치된다. 배출 캐버티는 유동 조정부의 내부에 형성되고 유동 조정부를 통해 연장된다. 배출 캐버티의 공급 입구는 재료 수용 캐버티와 연통하고, 배출 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구이다. 따라서, 용광로의 재료 분배 과정 동안, 슈트 본체 내의 재료는 먼저 유동 조정부를 통해 흐른 후 편평한 배출 출구를 통해 흘러 나와 용광로의 재료 표면 상에 분배된다. 정류된 재료 흐름은 편평한 배출 출구를 통해 흘러나오며, 이것은 재료를 막지않으면서 분배 슈트의 배출 출구를 떠나는 재료 층의 두께를 가능한 한 작게 만들어서, 재료 흐름이 비산되어 난류로 되는 것을 효과적으로 방지하여, 비산된 재료 흐름의 면적을 효과적으로 감소시키고, 회전성 재료가 그 위에 분배되어 떨어지는 고리(재료 플랫폼)의 너비를 가능한 한 작게 만들어 재료 분배의 정확성을 달성할 수 있다.
본 출원의 실시예들 또는 종래 기술의 기술적 해결 방안을 명확하게 설명하기 위해, 실시예들 또는 종래 기술의 도면들을 간략하게 소개한다. 주지하다 시피, 이어지는 상세한 설명의 도면들은 본 출원의 일부 실시예일 뿐이다. 통상의 기술자라면 창의적인 작업을 거치지 않고서도 이러한 도면들을 기반으로 다른 도면들을 얻을 수 있다.
도 1은 종래 기술의 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래 기술의 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 3은 종래 기술의 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 4는 종래 기술의 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 6은 도 5의 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 11은 3개의 서로 다른 경사각에서 종래 기술의 용광로 분배 시스템의 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제6 실시에에 따른 3개의 서로 다른 경사각에서 용광로 분배 시스템의 용광로 재료 분배 슈트의 개략적인 구성도이다.
본 출원의 기술적 방안을 통상의 기술자가 더 잘 이해할 수 있도록, 본 출원의 실시예의 기술적 방안은 아래에서 명확하고 완전하게 설명될 것이다. 명백하게, 설명된 실시예들은 본 출원의 실시예의 전부가 아니라 단지 일부일뿐이다. 본 출원의 실시예에 기반하여, 통상의 기술자는 창의적인 작업을 기울이지 않고서도 획득한 다른 모든 실시예들은 본 출원의 범위에 속해야 한다.
어느 하나의 컴포넌트가 다른 컴포넌트에 "고정" 또는 "배열"될 때, 다른 컴포넌트에 직접적으로 또는 간접적으로 배열될 수 있음을 유의해야 한다. 하나의 컴포넌트가 다른 컴포넌트에 "연결"될 때, 다른 컴포넌트에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다.
첨부된 도면들에 기술된 구조, 비율, 치수 등은 단지 당업자의 이해와 판독을 용이하게 하고 명세서의 내용을 설명하기 위해 사용된 것이지, 본 출원의 구현 조건을 제한하기 위해 사용된 것이 아니라는 점에 유의해야 한다. 따라서, 기술적으로 실질적인 의미가 없다. 구조의 임의의 변경, 비율 관계의 변화 또는 치수의 조정은 달성될 수 있는 효과와 목적에 영향을 주지 않고 여전히 본 출원의 범위 내에 속해야 한다.
본 출원에서 제공되는 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는, 슈트 본체와 유동 조정부를 포함한다. 슈트 본체에는 재료 수용 캐버티가 마련되고, 재료 수용 캐버티에는 공급단과 분배단이 마련된다. 유동 조정부는 슈트 본체에 연결되며, 분배 섹션이 위치되는 사이드에 배치된다. 배출 캐버티는 유동 조정부의 내부에 형성되어 유동 조정부를 통해 연장된다. 배출 캐버티의 공급 입구는 재료 수용 캐버티와 연통되고, 배출 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구이다. 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는 출구에서 재료 흐름이 비산되어 난류로 변화되는 것을 효과적으로 방지하여 정확한 재료 분배를 얻을 수 있다.
제1 실시예
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는 대형 용광로의 정확한 재료 분배를 얻기 위해 대형 용광로에 적용된다. 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는 주로 출구에서 재료 층의 높이 차이(두께)를 조절하고, 재료 층의 흐름 방향을 제어하며, 재료 흐름이 난류로 변화되는 것을 감소시키도록 구성된다. 본 명세서에서, 대형 용광로는 1,500m3 이상의 대형 용광로를 의미한다.
편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 분배 슈트(100)는 슈트 본체(10)와 유동 조정부(20)를 포함한다. 슈트 본체(10)에는 재료 수용 캐버티(11)가 마련된다. 따라서, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)가 중앙 목부에 장착될 때, 중앙 목부로부터 떨어지는 재료는 재료 수용 캐버티(11)에 의해 효과적으로 수용될 수 있다. 바람직하게, 본 실시예에서, 재료 수용 캐버티(11)는 개방형 재료 수용 캐버티이다. 즉, 재료 수용 캐버티(11)는 상단에서 개구를 가진 반-밀폐형 구조로서, 중앙 목부와 효과적으로 협력할 수 있고 중앙 목부로부터 떨어지는 재료를 수용할 수 있다. 재료 수용 캐버티에는 공급단(111)과 분배단(112)이 마련된다. 공급단(111)과 분배단(112)은 재료 수용 캐버티(11) 내의 상대적인 위치 구역들을 나타내고, 공급단(111)은 실제 필요에 따라 원하는 위치에 위치될 수 있음을 유의해야 한다. 예를 들어, 공급단(111)은 재료를 효과적으로 수용할 수 있는 한 슈트 본체(10)의 끝단부 또는 상부 사이드에 위치될 수 있다. 분배단(112)은 재료가 이동하는 일단에 위치됨으로써, 재료가 공급단(111)으로부터 재료 수용 캐버티(11) 속으로 유입되어 분배단(112)으로부터 유출될 수 있다.
유동 조정부(20)는 슈트 본체(10)에 연결되고 분배단(112)에 가까운 슈트 본체(10)의 사이드 상에 배열된다. 배출 캐버티(21)는 유동 조정부(20) 내부에 형성되어 유동 조정부(20)를 통해 연장된다. 배출 캐버티(21)의 공급 입구는 재료 수용 캐버티(11)와 연통됨으로써, 재료가 분배단(112)으로부터 유출되어 상응하게 배출 캐버티(21) 속으로 유동할 수 있다. 배출 캐버티(21)의 배출 출구(211)는 편평한 배출 출구이다. 본 명세서에서, 편평한 배출 출구란 배출 출구(211)가 둘레적으로 폐쇄되어 폐쇄된 구조로서 형성되는 것을 의미한다. 따라서, 재료가 배출 출구(211) 밖으로 유출될 때 비산되지 않을 수 있다. 한편, 배출 출구(211)의 길이의 치수는 배출 출구(211)의 두께의 치수보다 더 크게 형성됨으로써, 재료가 상부 사이드로부터 비산되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
종래 기술에 따른 용광로 재료 분배 슈트 출구의 단면은 아크형(U-자형), 정사각형, 사다리꼴, 역사다리꼴 등의 형상을 가질 수 있음을 알 수 있다. 사용시 재료 분배 공정의 요구조건을 만족하기 위해, 용광로 재료 분배 슈트는 상하 경사 운동과 회전 운동의 2가지 기능들을 갖는다. 회전하는 동안 재료가 용광로에 분배될 때, 재료 흐름은 용광로 재료 분배 슈트의 내부 캐버티를 통해 용광로에 들어가면서 분산된다. 용광로 재료 분배 슈트의 회전 운동에 의해 생성되는 원심력은 재료 흐름의 비산을 더욱 악화시키고, 용광로의 재료 표면에 분배되는 재료 흐름에 의해 형성된 재료 벨트(belt)가 더 넓어져서, 정확한 프로세스를 구현하는 데 유리하지 않다.
대형 용광로 내에서 정확한 재료 분배를 얻기 위해서, 주로 출구에서 재료 층의 높이(두께) 차이를 조절하고, 재료 층의 흐름 방향을 조절하며, 재료의 난류흐름을 감소시킬 필요가 있다. 본 실시예에서, 유동 조정부(20)의 배출 출구(211)가 편평한 구조로 되어 있으므로, 출구에서 재료 층의 높이(두께) 차이를 능동적으로 제어하고, 출구에서 재료 흐름에 대한 능동적인 유동 조정을 얻을 수 있다. 재료 흐름의 단면은 편평한 직사각 모양이다. 재료 흐름은 먼저 편평한 배출 출구의 좌측 또는 우측에 집중되고(편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(10)의 회전 방향에 따라 다름), 배출 출구(211)로부터 배출되고 용광로의 재료 표면 상에 분배되어, 비산되는 재료 흐름의 면적을 줄이고 재료 벨트의 폭을 줄이고 재료 흐름이 비산되어 난류가 되는 것을 효과적으로 방지하여, 정확한 재료 분배를 달성하게 된다. 유동 조정부(20)를 마련하고 배출 출구(211)를 편평한 구조로 형성함으로써, 재료가 효과적으로 차단 및 안내될 수 있어서, 재료가 배출 출구의 좌측과 우측 모두 뿐만 아니라 배출 출구의 상부로부터 비산되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 용광로 속으로 들어가는 재료 흐름을 효과적으로 제어하고, 용광로 내의 재료 벨트의 폭을 줄여서 보다 정확한 재료 분배를 달성한다.
바람직하게, 편평한 출구를 구비하는 대형 재료 분배 슈트(100)는, 슈트 본체(10)로부터 멀어지는 유동 조정부(20)의 사이드에 연결되는 유동 평활부(310)를 더 포함한다. 유동 평활부(310)에는 유동 평활 캐버티(311)가 형성되어, 유동 조정부(20)에 가까운 사이드로부터 유동 조정부(20)로부터 멀어지는 사이드를 향하여 유동 평활부(310)를 통해 연장된다. 유동 평활 캐버티(311)의 배출 출구는 편평한 배출 출구이다. 구체적으로, 본 실시예에서, 유동 평활 캐버티(311)는 유동 조정부(20)의 편평한 배출 출구(211)와 동일한 형상의 단면을 갖는다. 유동 평활부(310)를 유동 조정부(20)의 하류에 배치함으로써, 폐쇄된 편평한 출구 섹션의 길이가 증가될 수 있고, 유동 평활부(310)는 난류 상태로부터 평활한 흐름 상태로 재료 흐름을 변경할 수 있다.
유동 조정부(20)만 제공되는 경우, 재료에 혼합될 때(예: 약 200mm의 강철 막대 및 용광로 격자 막대가 재료와 혼합되는 경우), 유동 조정부(20)의 편평한 출구 섹션에 불순물이 들러붙어 재료가 막힐 가능성이 있는 것으로 이해될 수 있다. 본 실시예에서, 유동 평활부(310)는 유동 조정부의 하류에 배열되어, 불순물 막힘을 효과적으로 방지할 수 있고, 재료의 정상적인 운반을 보장한다.
바람직하게, 유동 조정부(20)는 바닥 벽(22), 꼭대기 벽(23) 및 2개의 측벽들(24)을 포함한다. 바닥 벽(22)은 슈트 본체(10)와 연결되고, 꼭대기 벽(23)은 바닥 벽(22)과 이격되며, 측벽들(24)은 슈트 본체(10)에 연결되고, 각각의 측벽(24)의 양단은 바닥 벽(22)과 꼭대기 벽(23)에 각각 연결된다. 2개의 측벽들(24)은 서로 반대 방향으로 배치되고 서로 이격되어 있다. 바닥 벽(22), 꼭대기 벽(23) 및 2개의 측벽들(24)은 함께 배출 캐버티(21)를 둘러싼다. 따라서, 유동 조정부와 슈트 본체(10) 사이의 연결 신뢰성이 효과적으로 보장되고 또한 배출 캐버티(21)가 재료 수용 캐버티(11)로부터 재료를 효과적으로 수용하게 한다.
바람직하게, 꼭대기 벽(23)은 경사져 있고, 배출 캐버티(21)의 두께는 공급 입구로부터 편평한 배출 출구(211)를 향하는 방향으로 점차 감소한다. 즉, 배출 캐버티(21) 내에서, 공급 입구에 가까운 사이드 상의 두께를 따르는 공간은 배출 출구(211)에 가까운 사이드 상의 두께를 따르는 공간 보다 더 크기 때문에, 배출 캐버티(21)가 수용 캐버티(11) 내의 재료를 효과적으로 수용할 수 있어서, 재료 전이 이동을 보다 원활하게 할 수 있다.
바람직하게, 슈트 본체(10)는 슈트 바닥 벽(12)과 2개의 슈트 측벽들(13)을 포함한다. 슈트 측벽들(13)은 슈트 바닥 벽(12)에 연결된다. 2개의 슈트 측벽들(13)은 서로 마주보게 이격 배치되며, 2개의 측벽들(24)은 2개의 슈트 측벽들(13)에 대응하도록 배치된다. 즉, 2개의 측벽들(24) 중 하나는 2개의 슈트 측벽들(13) 중 하나에 대응하여 연결되고, 2개의 측벽들(24) 중 다른 하나는 다른 쪽의 슈트 측벽(13)에 대응하여 연결된다. 슈트 바닥 벽(12)과 2개의 슈트 측벽들(13)은 재료 수용 챔버(11)를 함께 둘러싸고, 바닥 벽(22)은 슈트 바닥 벽(12)과 동일한 높이이다. "바닥 벽(22)은 슈트 바닥 벽(12)과 동일한 높이이다"라는 표현은, 바닥 벽(22)의 내부 표면이 슈트 바닥 벽(12)의 내부 표면과 같은 높이이고, 바닥 벽(22)의 외부 표면이 슈트 바닥 벽(12)의 외부 표면과 같은 높이임을 나타낸다. 따라서, 재료는 바닥 벽(22)과 슈트 바닥 벽(12) 사이의 조인트를 스무스하게 통과함으로써, 재료 막힘을 방지하고 바닥 벽(22)의 구조적 강도를 보장한다.
바람직하게, 측벽(24)은 슈트 측벽(13)과 동일한 높이이다. 즉, 측벽(24)의 내부 표면은 슈트 측벽(13)의 내부 표면과 같은 높이이고, 측벽(24)의 외부 표면은 슈트 측벽(13)의 외부 표면과 같은 높이이다. 따라서, 재료는 측벽(24)과 슈트 측벽 사이의 조인트를 스무스하게 통과함으로써, 재료 막힘을 방지하고 측벽(24)의 구조적 강도를 보장한다.
바람직하게, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는 커넥터(30)를 더 포함한다. 커넥터(30)는 슈트 본체(10)에 연결되며 공급단(111)에 가까운 사이드 상에 위치됨으로써, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)가 커넥터(30)를 통해 중앙 목부에 용이하게 연결되게 한다. 본 명세서에서, 커넥터(30)는 중앙 목부 또는 분배기에 연결될 수 있도록 구체적으로, 연결 러그 또는 후크 타입의 구조일 수 있다.
바람직하게, 편평한 배출 출구(211)는 비원형(obround) 구멍이다. 즉, 편평한 배출 출구(211)는 비원형 구조를 가지고, 편평한 배출 출구(211)는 전이를 위해 모서리에 라운트형 아크를 가진다.
본 실시예에서, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는 상당히 감소되고 보다 균일한 폭을 갖는다. 따라서, 정확한 재료 분배가 얻어지고, 용광로 내부의 재료 분배 및 용광로 장입 구성(charge composition)이 개선되어, 출력이 향상되고 에너지 소비가 감소된다.
일 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 용광로 재료 분배 슈트(100)는 슈트 본체(10) 내부의 양측에 배플(baffle)을 직접 제공하는 것이 아니라 슈트 본체(10)의 후방측 상에 조정부(20)가 추가로 구비된다. 이것은 첫째, 조정부(20)가 일정한 수용 및 완충 효과를 갖고, 둘째, 재료가 배플 상에 직접 떨어짐으로써 튕겨져 비산되는 것을 방지할 수 있으므로, 재료가 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트에 잘 떨어지지 않게 하기 때문이다. 한편, 재료 흐름의 높이(두께) 차이는 편평한 배출 출구(211)를 통해 효과적으로 제어될 수 있다.
용광로가 더 커질수록 용광로의 이용률이 더 낮아 지는 것을 알 수 있다. 그 이유들 중 하나는, 용광로가 더 커질수록 용광로의 내경이 더 커지고, 분배 직경도 더 커지기 때문이다. 따라서, 용광로와의 거리가 커질수록 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트로부터 비산되는 원료 플랫폼의 폭(동일한 각도에서 재료의 동심 고리의 폭)이 더 커진다. 종래 기술에 따른 편평한 출구를 구비하는 용광로 재료 분배 슈트의 경우, 원료 플랫폼의 너비가 더 커질수록 코크스, 소결 광석, 펠릿 광석 등을 원하는 구역에 정확하게 전달하는 것이 더 어려워진다. 대형 용광로 내에서 정밀한 재료 분배를 얻기 위해서는, 주로 배출 출구의 사이드 상의 높이(두께) 차이를 제어하고, 재료 층의 흐름 방향을 제어하며, 재료의 난류 흐름을 감소시켜야 한다.
바람직하게, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는 주로 1500m3 이상의 용광로에 사용된다. 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)의 전체 길이는 약 2,500mm보다 더 크고, 편평한 배출 출구(211)의 두께는 약 200mm와 약 400mm 사이의 범위로 제한된다. 보다 바람직하게, 편평한 배출 출구(211)의 두께는 약 300mm 내지 약 350mm로서, 대형 용광로에 대한 보다 정밀한 재료 분배를 구현할 수 있다.
바람직하게, 일 실시예에서, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는 길이 방향을 따라 제1 직선 섹션, 제2 직선 섹션 및 상향경사(upwarp) 섹션으로 분할될 수 있다. 제2 직선 섹션은 제1 직선 섹션의 배출 사이드 상에 배치되고, 제2 직선 섹션은 제1 직선 섹션에 대해 위쪽으로 기울어진다. 상향경사 섹션은 제2 직선 센션의 배출 사이드 상에 배치되고, 상향경사 섹션은 제2 직선 섹션에 대하여 위쪽으로 경사진다. 따라서, 재료 분배가 시행되면, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)는 재료를 더 멀리 분배할 수 있으므로, 용광로의 용광로 본체의 직경이 더 크게 설계될 수 있으며, 소량의 재료가 착지점에 국부적으로 축적될 수 있어서, 완충 기능을 구현한다.
제2 실시예
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(200)는 제1 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)와 실질적으로 동일하다. 그 차이점은 다음과 같다.
본 실시예에서, 편평한 배출 출구(210)는 직사각형 구멍이다.
제3 실시예
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(400)는 제1 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)와 실질적으로 동일하다. 그 차이점은 다음과 같다.
본 실시예에서, 유동 조정부(410)는 제1 실시예의 그것과 상이하다. 구체적으로, 슈트 측벽(420)에 가까운 방향으로부터 슈트 측벽(420)으로부터 멀어지는 방향으로, 유동 조정부(410)의 사이드 상에 위치된 하나의 측벽(430)이 중심으로부터 멀어지는 방향으로 기울어져 있으므로, 유동 조정부(410)가 넓어질 수 있어서, 유동 조정부(410) 내의 재료 수용 캐버티가 유동 조정부(410)를 보다 더 좋게 하고, 재료 수용 캐버티의 부피가 효과적으로 증가될 수 있으므로, 재료가 누적되어 분포 폭이 증가되는 것을 방지한다. 선택적으로, 다른 실시예들에서, 실제 요구 사항에 따라, 유동 조정부(410)의 양 사이드 상에 위치된 측벽들(430)이 모두 기울어질 수 있다.
제4 실시예
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(500)는 제1 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(100)와 실질적으로 동일하다. 그 차이점은 다음과 같다.
본 실시예에서, 유동 조정부(510)는 제2 실시예의 그것과 상이하다. 구체적으로, 유동 조정부(510)의 꼭대기 벽(520) 내에 막힘 방지 그루브(530)가 형성된다. 상기 막힘 방지 그루브(530)는 편평한 배출 출구(540)와 분배단(550)을 연통시켜, 유동 조정부(510)에서 재료가 막히는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 재료의 흐름을 더 원활하게 한다. 바닥 벽(560)에 가까운 위치로부터 바닥 벽(560)으로부터 멀어지는 위치의 방향에서, 막힘 방지 그루브(530)를 둘러싸는 꼭대기 벽(520)의 표면(570)은 중심을 향해 기울어져 있다. 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(500)가 전방 방향에 대해 경사진 각도로 재료 분배를 구현할 때, 표면(570)은 막힘 방지 그루브(530) 내에서 재료를 위한 특정의 안내 기능을 구현할 수 있어서, 재료를 배출 캐버티 속으로 안내하여 정확한 재료 분배를 보장한다.
제5 실시예
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(600)는 제4 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(500)와 실질적으로 동일하다. 그 차이점은 다음과 같다.
본 실시예에서, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(600)는 재료 수용판(610)을 더 포함한다. 재료 수용판(610)은 슈트 본체(620) 또는 유동 조정부(630)에 연결되고, 재료 수용판(610)의 적어도 일부는 슈트 본체(620)의 두께 방향(도 10에서 X로 표시된 방향)으로 재료 수용 캐버티(640) 외부에 위치된다. 즉, 재료 수용판(610)의 적어도 일부는 슈트 본체(620) 외부로 연장된다. 재료 수용판(610)은 중앙 목부로부터 떨어지는 재료를 수용하고 재료를 재료 수용 캐버티(640) 또는 배출 캐버티(650) 속으로 안내하는데 사용된다. 따라서, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(600)가 중앙 목부에 수직인 방향으로 배열되는 경우, 떨어진 재료는 재료 수용판(610)에 의해 효과적으로 수용되어 재료가 재료 수용 캐버티(640) 또는 배출 캐버티(650) 속으로 안내될 수 있으므로, 정확한 재료 분배가 효과적으로 얻어질 수 있다. 구체적으로, 재료 수용판(610)은 슈트 본체(620)의 측벽에 대하여 경사져 있고, 슈트 본체(620)의 외측에 위치된 재료 수용판(610)의 일부가 개방된 형태로 되어 있어서, 재료를 효과적으로 수용할 수 있고 재료의 비산을 추가적으로 방지한다.
제6 실시예
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예는 용광로 분배 시스템(1000)을 개시한다. 용광로 분배 시스템(100)은 중앙 목부(700) 및 중앙 목부에 설치된 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트를 구비한다. 본 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는 제5 실시예에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트로서 구성된다.
종래 기술에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트에는 재료 수용판이 제공되지 않으므로, 상,하부 경사 이동 중에, 중앙 목부로부터 떨어지는 재료가 약간 비산된다. 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트가 거의 수직으로 경사질 때, 일정 양의 재료가 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트를 통과하지 않고 용광로 속으로 직접적으로 떨어질 수 있어서, 정확한 프로세스를 구현하는데 불리할 수 있다.
이에 비해, 용광로 분배 시스템(1000)에는 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(600)가 제공되기 때문에, 중앙 목부로부터 떨어진 재료가 재료 수용판(610)을 통해 효과적으로 수용될 수 있으므로, 정밀한 재료 분배를 효과적으로 구현할 수 있다.
종래 기술과 비교할 때, 본 발명의 실시예들에 따른 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트는 슈트 본체와 유동 조정부를 포함한다. 슈트 본체에는 재료 수용 캐버티가 마련되고, 재료 수용 캐버티에는 공급단과 분배단이 마련된다. 유동 조정부는 슈트 본체에 연결되고 분배단의 사이드 상에 위치된다. 배출 캐버티는 유동 조정부 내부에 형성되고 유동 조정부를 통해 연장된다. 배출 캐버티의 공급 입구는 재료 수용 캐버티와 연통하고, 배출 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구이다. 따라서, 용광로의 재료 분배 과정 동안, 슈트 본체 내의 재료는 먼저 유동 조정부를 통과하여 흐른 다음 편평한 배출 출구를 통해 유출되어 용광로의 재료 표면 상에 분배된다. 조정된 재료 흐름은 편평한 배출 출구를 통해 유출되어, 재료를 막히게 하지 않으면서 분배 슈트의 배출 출구를 떠나는 재료 층의 두께를 가능한 한 작게 만들고, 재료 흐름이 비산되어 난류로 되는 것을 효과적으로 방지 하고, 비산되는 재료 흐름의 영역을 효과적으로 줄이고, 토출되는 회전성 재료 분배가 떨어지는 재료 표면의 고리(재료 플랫폼)의 폭을 가능한 한 작게 만들어 정확한 재료 분배를 달성한다.
전술한 상세한 설명은 본 출원의 일부 실시예일 뿐이다. 통상의 기술자라면 본 발명의 개념을 벗어나지 않으면서 여전히 본 출원의 범위에 속하는 본 발명에 대한 개선을 이루어 낼 수 있다는 점에 유의 해야 한다.
10...슈트 본체 11...재료 수용 챔버
12...슈트 바닥 벽 13...슈트 측벽
20...유동 조정부 21...배출 캐버티
22...바닥 벽 23...꼭대기 벽
24...측벽 100...재료 분배 슈트
111...공급단 112...분배단
211...배출 출구 310...유동 평활부
311...유동 평활 캐버티 610...재료 수용판
700...중앙 목부 1000...용광로 분배 시스템

Claims (10)

  1. 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트(chute)로서,
    슈트 본체; 및
    유동 조정부(rectification portion)를 구비하고,
    상기 슈트 본체에는 재료 수용 캐버티가 마련되고, 상기 재료 수용 캐버티에는 공급단과 분배단이 형성되며,
    상기 유동 조정부는 상기 슈트 본체에 연결되고 상기 분배단에 가까운 상기 슈트 본체의 사이드 상에 배열되며, 배출 캐버티가 상기 유동 조정부의 내부에 형성되어 유동 조정부를 통해 연장되고, 상기 배출 캐버티의 공급 입구가 상기 재료 수용 캐버티와 연통하고, 상기 배출 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구인, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  2. 청구항 1에서,
    유동 평활부를 더 포함하고,
    상기 유동 평활부는 상기 슈트 본체로부터 멀어지는 상기 유동 조정부의 사이드에 연결되고, 유동 평활 캐버티가 상기 유동 평활부 내에 형성되어 상기 유동 조정부에 가까운 사이드로부터 상기 유동 조정부로부터 멀어지는 사이드를 향해 상기 유동 평활부를 통해 연장하고, 상기 유동 평활 캐버티의 배출 출구는 편평한 배출 출구인, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  3. 청구항 1에서,
    상기 유동 조정부는:
    상기 슈트 본체에 연결되는 바닥 벽;
    상기 바닥벽과 이격되도록 배치된 꼭대기 벽; 및
    상기 슈트 본체에 연결되는 2개의 측벽들을 구비하고,
    상기 2개의 측벽들은 서로 대향 배치되어 서로 이격되어 있으며, 상기 2개의 측벽들의 양단은 상기 바닥 벽과 상기 꼭대기 벽에 각각 연결되어 있고,
    상기 바닥 벽, 상기 꼭대기 벽, 및 2개의 측벽들이 함께 상기 배출 캐버티를 둘러싸는, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  4. 청구항 3에서,
    상기 꼭대기 벽 내에 형성되어 상기 꼭대기 벽을 통해 연장하는 막힘 방지 그루브를 더 구비하고,
    상기 막힘 방지 그루브는 상기 편평한 배출 출구와 상기 분배단을 연통시키고,
    상기 막힘 방지 그루브를 둘러싸는 상기 꼭대기 벽의 표면은 상기 바닥 벽에 가까운 쪽으로부터 상기 바닥 벽으로부터 멀어지는 쪽으로 중심을 향해 경사져 있는, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  5. 청구항 3에서,
    상기 꼭대기 벽은 경사지고, 상기 배출 캐버티의 두께는 상기 공급 입구로부터 상기 편평한 배출 출구를 향하는 방향으로 점차 감소되는, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  6. 청구항 5에서,
    상기 슈트 본체는:
    슈트 바닥 벽; 및
    2개의 슈트 측벽들을 구비하고,
    상기 2개의 슈트 측벽들은 서로 이격되어 대향 배치되고, 상기 2개의 슈트 측벽들의 각각은 상기 슈트 바닥 벽에 연결되고, 상기 2개의 측벽들은 상기 2개의 슈트 측벽들에 대응되게 배치되고,
    상기 슈트 바닥 벽과 2개의 슈트 측벽들은 함께 재료 수용 챔버를 둘러싸고, 상기 바닥 벽은 상기 슈트 바닥 벽과 동일한 높이인, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  7. 청구항 6에서,
    상기 2개의 측벽들은 상기 2개의 슈트 측벽들과 동일한 높이에 있거나, 또는
    상기 2개의 측벽들 중 적어도 하나는 상기 슈트 측벽들에 가까운 방향으로부터 상기 슈트 측벽들로부터 멀어지는 방향으로 중심으로부터 멀어지는 방향으로 경사져 있는, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  8. 청구항 1에서,
    상기 슈트 본체에 연결되고 상기 공급단에 가까운 사이드 상에 위치된 커넥터를 더 구비하는, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에서,
    상기 편평한 배출 출구는 직사각형 구멍 또는 비원형(obround) 구멍인, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
  10. 청구항 9에서,
    재료 수용판을 더 포함하고,
    상기 재료 수용판은 상기 슈트 본체 또는 상기 유동 조정부에 연결되고,
    상기 재료 수용판의 적어도 일부는 상기 슈트 본체의 두께 방향으로 상기 재료 수용 캐버티의 외부에 위치되고,
    상기 재료 수용판은 중앙 목부로부터 떨어지는 재료를 수용하고 상기 재료를 상기 재료 수용 캐버티 또는 상기 배출 캐버티 속으로 안내하도록 구성된, 편평한 출구를 구비하는 대형 용광로 재료 분배 슈트.
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