KR900004855B1 - 소결원료 장입장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

소결원료 장입장치

제1도:종래의 소결원료 배합장치를 나타내는 개략도.

제2도:단일 경사판에서의 정체영역 발생 순환도.

제3도:본 발명에 부합되는 소결원료 배합장치를 나타내는 측면 개략도.

제4도:본 발명에 부합되는 경사판에 의한 정체영역 모형도.

제5도:배합원료 입자크기에 따른 코크스비를 나타내는 그래프.

제6도:본 발명 및 종래 장치를 사용하는 경우의 입도분포비 a,b 및 코크스비 c,d를 나타낸 그래프.

제7도:본 발명 및 종래 장치를 사용하는 경우의 성품회수율 a, 상온강도지수 b, 소결시간 c 및 소결최고온도 d를 나타낸 그래프.

본 발명은 소결원료 장입장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수의 경사판을 포함하는 소결원료 장입장치에 관한 것이다.

통상, 소결광제조는 주원료인 철광석과 부원료인 석회석, 사문암, 생석회 및 규사등과 소결시 열원으로 사용되는 코크스를 적정 배합후 수분이 6% 되도록 수분을 첨가하여 원통형 혼합기(Drum Mixer)에서 균일하게 혼합하게 조립한다. 상기와 같이 균일혼합되고 조립된 배합원료를 소결기(콘베이어 벨트)에 장입하고 점화로에서 2분 정도 소결원료의 표면을 착화시킨 후 소결기 하부의 흡인닥트(Suction duct)에서 공기를 흡인하면 배합원료중 코크스 연료에 의해 소결반응이 진행되어 소결광이 제조된다.

소결광이 품질(상온강도, 환원분화지수, 열간성상등) 및 생산성은 소결층내 열이력과 밀접한 관계에 있으며, 나아가서 소결기층후 방향의 품질균일화와 회수율의 향상을 위하여 소결층내 열이력의 균일화와 소결기 방향으로의 입도분포균일 유지가 필요하다.

이러한 층내 열이력을 좌우하는 주된 요인으로는 배합원료 장입시 소결기 방향 및 층후방향의 입도분포 및 코크스 분포상태이다.

배합원료의 장입은, 소결과정을 좌우하는 주된 요인으로서, 이상적인 장입방법으로는 통기성을 유지하며 충진층 하부에 조립원료를 편석시키고 코크스 등의 고체연료를 상층에 많게 하며, 소결기 방향으로의 입도를 균일하게 유지하는 것이다.

또한, 상부 소결층은 급열급냉하기 때문에 중, 하부에 비해서 품질 및 회수율이 악화되므로 상층부의 연소속도를 억제하고 연소대를 확대할 수 있는 장입방법이 필요하다.

종래의 장입방법에서는, 제1도에 나타난 바와 같이, 서지호퍼(Surge Hopper)(1) 하단의 드럼절출기(Drum Feeder)(2)에 의해 절출된 배합원료(3)가 경사판(4)(Deflector Plate)위에 낙하됨으로써 입자자체의 낙하운동 및 서면분급 현상에 의해 소결기(콘베이어벨트)(5) 상층부에 세립, 하층부에 조립원료가 장입된다.

콘베이어벨트(5) 상에 장입된 배합원료(3)는 콘베이어벨트(5)의 이동에 의하여 점화로(6)를 거치게 되는데, 이 점화로(6)에서 배합원료(3)의 표면부가 착하된 후, 콘베이어벨트(5) 하부에 설치된 흡인닥트(7)에서 공기를 흡인하면 배합원료 중 코크스연료에 의해 소결반응이 진행되어 소결광이 제조된다.

그러나, 상기 종래 방법은 단지 단 경사판(4)에 의한 분급작용을 이용하는 것으로 일정한 한계를 갖고 있으며 대량 원료의 절출시 원료자중에 의해 사면분급 현상이 제한을 받는 문제점을 갖고 있다.

또한, 제2도에 나타난 바와 같이, 경사판(4) 하단에서는 세립원료가 부착하여 정체영역(입자운동이 없는 영역)이 발생하고, 성장하며, 부착 정체영역이 일정 크기에 이를 때 자중 및 낙하원료의 충격에 의해 파괴되는 순환과정((a)단계-(g)단계)이 발생하여 소결기 방향의 입도불균일의 원인이 되고 있다.

또한, 소결층내 열원으로 사용되는 코크스의 분포상태를 개선하기 위한 적극적인 방법으로 소결기 상부의 열량부족과 하부의 열량과잉현상(특히 고층후 조업에서 심함)을 고려하여 소결기 하층부에 조립코크스를, 상부에 세립코크스를 다량 잡입하는 편석장입법과 소결기 하부에 코크스 장입량을 줄이거나 전혀 장입하지 않고 상부에 다량 코크스를 장입하는, 2단 장입법 및 배합원료 조립시 분코크스를 분할하여 첨가하는 방법등이 검토되어 왔으나 설비보완 등의 문제점이 있어 실용화되고 있지 못하다.

따라서, 본 발명은 다수의 경사판을 포함하여 향상된 코크스 분포상태 및 균일한 입도분포를 부여하는 향상된 소결원료 장입장치를 제공하고자 하는 것이다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명은, 혼합기에서 혼합조립된 배합원료를 저장하는 서지호퍼, 서지호퍼의 하부에 설치되는 드럼절출기 및 드럼절출기에서 절출된 배합원료를 소결기에 적절하게 장입하기 위하여 일정한 경사각을 갖고 설치되는 경사판을 포함하여 구성되는 소결원료 장입장치에 있어서, 상기 경사판이 경사판 총 길이의 2/5-3/5의 길이 및 50-70°의 경사각을 갖고 설치되는 제1경사판; 상기 제1경사판이 상부 상면부 및 이 사면부에 대하여 경사져 있는 하부가이드부로 이루어지고; 상기 하부가이드부와 일정한 간격을 갖고 이에 평형하게 설치되는 제2경사판; 상기 제2경사판과 일정한 간격을 두고 30-50°의 경사각으로 설치되는 제3경사판; 상기 제1경사판의 하부가이드부와 제2경사판 사이를 통과한 배합원료를 분급하기 위하여 제1경사판의 상부 사면부와 평형하고 제2경사판과 일정한 간격을 갖고 설치되는 제4경사판; 제3경사판과 일정한 간격을 갖고 이에 평형하게 설치되는 제5경사판; 및 제4경사판에 의해서 분급된 배합원료를 가이드하기 위하여 제5경사판에 평형하게 설치되는 제6경사판을 포함하여 구성되는 소결원료 장입장치에 관한 것이다.

이하, 도면을 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도에 나타난 바와 같이, 통상, 소결원료 장입장치는 혼합기에서 혼합, 조립된 배합원료(3)를 저장하는 서지호퍼(1), 서지호퍼(1)의 하부에 설치되는 드럼절출기(3) 및 드럼절출기(3)에서 절출된 배합원료(3)를 소결기(5)에(콘베이어벨트)에 적절하게 장입하기 위하여 일정한 경사각을 갖고 설치되는 경사판(4)을 포함하여 구성된다.

본 발명은 종래의 소결원료 장입장치를 구성하는 경사판(4)을 개량한 것으로서, 제3도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 소결원료 장입장치는 복수개의 경사판(41-46)을 포함한다.

복수개의 경사판중의 하나인 제1경사판(41)은 경사판 총 길이의 2/5-3/5의 길이 및 50-70°의 경사각을 갖고 통상의 지지 수단에 의해서 지지되며, 상부 사면부(41a)와 하부가이드부(41b)로 이루어진다.

상기 제1경사판(41)의 길이가 경사판의 총 길이(제3도에서, 제1경사판 길이+제2경사판 길이+제3경사판 길이의 총합)의 2/5보다 짧은 경우에는 제1경사판(41) 상에서의 배합원료(3)의 분급효과가 적고, 3/5 이상인 경우에는 종래의 단경사판(4)을 사용하는 경우와 마찬가지의 효과를 가져오게 되므로, 그 길이는 경사판의 총 길이의 2/5-3/5이 바람직하다.

또한, 상기 제1경사판(41)의 경사각이 50°이하인 경우에는 원료의 부착이 쉽게 일어나 불균일한 배합원료 장입상태를 야기하게 되고, 70°이상인 경우에는 빠른 낙하에 의하여 배합원료의 분급정도가 나빠지게 되므로, 그 경사각은 50-70°가 바람직하다.

또한, 상기 제1경사판(41) 하부에는 하부가이드부(41b)와 일정한 간격을 두고 이에 평형하게 설치되는 제2경사판(42)이 지지되어 있으며, 제2경사판(42)은 경사판 총 길이에 대하여 1/5-2/5의 길이를 갖는 것이 바람직한데, 그 이유는 제1경사판(41)의 길이를 한정하는 이유와 같다.

상기 제2경사판(42)과 하부가이드부(41b) 사이의 간격은 총 배합원료의 10-20%가 통과하도록 조절되는 것이 바람직하다.

또한, 제3경사판(43)이 상기 제2경사판(42)과 일정한 간격을 두고 30-50°의 경사각으로 경사져 그 하부에 설치되어 있는데, 그 길이는 경사판 총 길이에 대하여 1/5-2/5가 바람직하며, 그 경사각 및 길이의 한정이유는 제1경사판(41)의 경사각 및 길이를 한정하는 이유와 같다.

제2경사판(42)과 제3경사판(43) 사이의 간격은 총 배합원료의 20-30%가 통과되도록 조절되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1경사판(41)의 하부가이드부(41b)와 제2경사판(42) 사이를 통과한 배합원료를 분급하기 위하여 제4경사판(44)이 제1경사판(41)의 상부 사면부(41a)와 평형하고 제2경사판(42)과 일정한 간격을 갖고 설치된다.

상기 제4경사판(44)은 제4경사판(44)에서 분급되는 배합원료와 상기 제2경사판(42)에서 분급된 배합원료 사이의 심한 충돌을 방지하도록 제2경사판(42)과 충분한 간격을 갖고 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2경사판(44)의 길이는 일단이 제1경사판(41)의 하부가이드부(41b)의 하단을 지나서 확장되고, 그 타단은 하기에서 설명될 제5경사판(45)의 상단부를 지나서 확장되도록 크기화되는 것이 바람직하다.

또한, 제5경사판(45)이 상기 제3경사판(43)과 일정한 간격을 갖고 이에 평형하게 설치되는데, 이 경사판은 배합원료의 분급효과는 그다지 크지 않으며, 오히려, 상기 제2경사판(42)에서 분급된 배합원료를 소결기로 안내하는 역활이 더 크다.

또한, 제4경사판(44)에 의해서 분급된 배합원료를 가이드하기 위하여 제6경사판(46)이 상기 제5경사판(45)과 평형하게 설치된다.

상기 제6경사판(46)은 제4경사판(44)을 기준으로 하여 제5경사판(45)과 맞서는 위치에 설치되고, 그 길이는 그 상단이 제4경사판(44)의 하단을 지나 확장되도록 크기화되는 것이 바람직하다.

상기한 여섯 개의 경사판은 강재등으로 형성되는 판상이며, 그 폭은 배합원료가 옆으로 벗어나는 것을 방지하도록 크기화될 수 있다.

또한, 상기 경사판의 측면에는 배합원료의 이탈을 방지하기 위하여 차단판을 형성할 수도 있다.

상기 경사판은 통상의 지지 수단에 의해 지지되는데, 예를 들면 원형 또는 사각형상을 갖고 일단이 지면에 고정되는 지지봉들의 타단을 이의 측면에 고정시키므로서 경사판이 일정한 경사각을 갖고 고정될 수도 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 소결원료 장입장치의 작용·효과에 대하여 설명한다. 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 드럼절출기에서 절출된 배합원료(3)는 제1경사판(41)에 의해서 하부세립, 상부조립으로 약간 분급되고, 상부조립부와 하부세립부의 일부는 제2경사판(42)으로 하강하고, 하부세립부의 나머지 부분은 제1경사판(41)의 하부가이드부(41b)와 제2경사판(42) 사이의 틈을 통해 제4경사판(44) 상으로 하강된다.

상기 제2경사판(1)으로 하강한 배합원료(

면 방향으로 하강된 배합원료)는 제2경사판(42) 상에서 조립부와 세립부로 재분급되어 조립부는 제3경사판(43)을 통해 소결기에 장입되고, 그리고 세립부의 일부는 제2경사판(42)과 제3경사판(43) 사이의 틈을 통해 제4경사판(44)상으로 하강되고, 세립부의 나머지 부분은 제5경사판(45)을 통해 (

면 방향) 소결에 장입된다.

한편, 제1경사판(41)의 하부가이드부(41b)와 제2경사판(42) 사이의 틈을 통해 제4경사판(44) 상으로 하강된 배합원료는 제4경사판(44) 상에서 재분급되어 제6경사판(46)을 통해 (

면 방향) 소결기에 장입된다.

즉,

면 방향으로 하강된 배합원료는 제3경사판(43)에 의해 소결기 방향의 속도성분이 증가되어 소결기 하단에 조립, 상단에 세립원료로 1차 장입된다.

면 방향으로 하강하는 배합원료는 중립 크기를 갖는 것으로서, 제2경사판(42) 및 제5경사판(45)에서 분급되어

방향으로 1차 장입된 배합원료 위에 장입되고,

면 방향으로 하강하는 배합원료는 상기

방향으로 장입된 배합원료 위에 장입되므로서, 장입원료의 편석을 조장하여 소결기 하부에 대립, 중부에 중립, 및 상부에 세립입자로 편석장입된다.

또한, 소결기 진행방향으로의 입도불균일은 경사면에서 정체영역의 생성, 성장 및 붕괴되는 순환과정(제2도 참조)에 원인이 있으므로, 본 발명의 장치를 사용하는 경우에는, 제4도에서와 같이, ② 및 ③ 방향의 하단으로 세립원료를 분리시켜 경사면 하단의 정체영역 발생원인의 세립원료량을 줄이고 이 세립원료부에 입자운동을 발생시킴으로써 정체영역의 성장이 방지되어 소결기 진행방향의 입도분포 불균일이 해결된다.

또한, 본 발명의 장치를 사용하여 배합원료를 장입하는 경우에는 배합원료의 입도편석을 적극적으로 조장함으로써, 제5도의 배합원료 입도별 코크스비에서 알 수 있는 바와 같이, 코크스는 세립원료부에 편재되어 있으므로 소결기 상단에는 코크스비가 높으며 하단에는 코크스비가 낮게 되어 있는 향상된 코크스 분포상태를 제공할 뿐만 아니라 소결기 진행방향으로의 입도분포 불균일을 개선시킨 소결원료 장입방법을 제공한다.

통상, 배합원료 중에서 1mm 이하의 입도를 갖는 세립, 1-5mm의 입도를 갖는 것을 중립, 그리고 5mm 이상의 입도를 갖는 것을 조립이라고 하는데, 본 발명의 원료장입 장치를 사용하는 경우, 배합원료가 각 경사판에서 완전하게 조립부와 세립부로 분급되는 것은 아니며, 조립부에도 어느 정도의 세립입자가 혼합될 수 있고 그 역도 가능하다.

따라서, 여기서 세립, 중립 및 조립부란 각각의 입자가 주가 된다는 것을 의미한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

본 실시예는 실제 소결조건과 유사하게 하여 실험한 것으로서, 종래의 단일 경사판과 하기표 1의 제원을 갖는 제3도의 다층 다단경사판(본 발명장치)을 이용하여 하기표 2의 원료(표 3은 그 성분) 5kg을 소결기에 장입한 후 각각에 대하여 입도분포 및 코크스 분포상태를 측정하고 그 결과치를 제6도에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

제6도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 장치를 사용하는 경우 종래의 장치를 사용하는 경우에 비하여 소결기 층후 방향의 입도분포 및 코크스 분포상태가 현저히 개선된다.

한편, 종래 장치 및 본 발명 장치에 의해서 분급되어 장입되는 배합원료를 사용하여 포트(pot) 소결 실험한 후 각각에 대한 회수율, 상온강도(TI)지수, 소결시간 및 소결최고온도를 측정하고, 그 결과를 제7도에 나타내었다.

제7도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 이상적인 코크스 분포상태(소결층 상부에 고코크스 함유율, 소결층 하부에 저코크스 함유율)에 기인한 소결과정 중 열이력의 균일화로 소결층 상부의 급열, 급냉에 의한 균열방지와 열량부족 상태를 해소시켜 줌으로써 회수율이 증가된다.

또한, 본 발명은 열이력의 균일화에 의해 소결광의 강도가 증가되어 상온강도(TI)지수가 향상된다.

또한, 본 발명은 소결층 상, 하방향의 적극적 편석효과에 의해 소결과정 중 통기저항이 감소되어 소결시간의 단축 및 코크스 완전 연소에 영향을 주어 소결배풍 최고온도 증가 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 혼합기에서 혼합, 조립된 배합원료(3)를 저장하는 서지호퍼(1), 서지호퍼(1)의 하부에 설치되는 드럼절출기(2) 및 드럼절출기(2)에서 절출된 배합원료(3)를 소결기(5)에 적절하게 장입하기 위하여 일정한 경사각을 갖고 설치되는 경사판(4)을 포함하여 구성되는 소결원료 장입장치에 있어서, 상기 경사판이, 경사판 총 길이의 2/5-3/5의 길이 및 50-70°의 경사각을 갖고 설치되는 제1경사판(41); 상기 제1경사판(41)이 상부 상면부(41a) 및 이 사면부에 대하여 경사져 있는 하부가이드부(41b)로 이루어지고; 상기 하부가이드부(41b)와 일정한 간격을 갖고 이에 평형하게 설치되는 제2경사판(42); 상기 제2경사판(42)와 일정한 간격을 두고 30-50°의 경사각으로 경사져 설치되는 제3경사판(43); 상기 제1경사판(41)의 하부가이드부(41b)와 제2경사판(42) 사이를 통과한 배합원료를 분급하기 위하여 제1경사판의 상부 사면부(41a)와 평형하고 제2경사판(42)과 일정한 간격을 갖고 설치되는 제4경사판(44); 제2경사판(42)과 일정한 간격을 갖고 이에 평형하게 설치되는 제5경사판(45); 및 제4경사판(44)에 의해서 분급된 배합원료를 가이드하기 위하여 제5경사판(45)에 평형하게 설치되는 제6경사판(46)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소결원료 장입장치.

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