KR940003468B1 - 백색 시멘트 클링커 냉각 방법 및 플랜트 시스템 - Google Patents

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Description

백색 시멘트 클링커 냉각 방법 및 플랜트 시스템

독일 특허 제 3,120,683호에는 이러한 형태의 처리 및 플랜트 시스템에 대해 기술되어 있다. 이러한 공정 및 플랜트 시스템에 있어서, 미세한 파편은 회전관형로에서 백색 시멘트 클링커가 배출되는 정상 출구의 상부에 있는 분리된 출구를 통하여 배출된다. 상기 미세한 파편은 수조속에서 작동하는 이송장치의 말단에 공급되는데, 그 공급 위치는 수조내의 수면위에 존재한다. 상기 회전 관형로의 말단부에서 배출된 클링커는 중간 크기의 파편과 거친 파편으로 분리되는데 분쇄되는 대상은 거친 파편만 해당되며, 상기 두 종류의 파편은 열처리되기 위해 수조속으로 투입된다. 따라서, 공지된 종래 기술의 방법에서는 대략 클링커의 30%가 수조속으로 투입된다. 상기 수조에 투입된 클링커는 수조속에서 구동되는 이송장치에 의하여 이송된 후, 최종 냉각 유니트로 이송된다.

상기 공지된 냉각방법 및 플랜트 시스템은 설계 및 제조시 경비가 많이 드는 단점을 갖고 있는데, 그 한 요소는 상기 미세한 파편이 회전관형로로부터 배출되는 지점을 상부위치로 재배치하는 것을 들 수 있다. 3가지 종류의 등급(즉, 미세한 파편, 중간 크기 파편, 거친 파편)으로 구성된 클링커를 단지 하나의 이송장치만으로 이송하기 때문에, 상기 이송장치의 동작을 3가지 종류의 등급으로 배출되는 클링커와 조합하는 것이 불가능하다는 단점을 갖는다. 또한, 상기 이송 장치상에 3종류의 파편들이 적층되는 방식은 다음과 같은 사항 즉, 건조한 고온의 미세 파편이 이송 장치상에서 최상부층으로 공급되기 때문에 불리하다.

본 발명의 목적은, 간단한 설계 및 경비 지출의 절감을 수반하면서 상기 백색 시멘트 클링커의 냉각에 관련된 열소모를 감소시키는 방식으로 상기 서두에 기재된 냉각 방법 및 이와 관련된 플랜트 시스템을 개선하는 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 본 발명의 방법에 따르면, 클링커 전체는 회전관형로에서 배출된 후 2종류의 파편으로 나누어지도록 분류되며, 미세한 파편은 열처리를 위해 단독으로 물분사된 후 제1이송장치로 이송되며, 거친 파편은 분쇄단계로 이송될 동안 물분사되며, 분쇄장치에 의해 분쇄된 파편은 수조로 공급된후 제2이송 장치에 의해 이송되며, 고온의 건조한 미세 파편은 이송 장치상에서 최하층을 형성하면서 그위에 습한 분쇄된 거친 파편이 상부층으로 적층된 후, 상기 2개의 파편층은 최종 냉각 유니트로 이송된다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 상기 클링커는 상기 수조속으로 투하되기 보다는 이것의 대략 90퍼센트가 물분사되는데, 이러한 물분사 처리는 상기 회전관형로로부터 클링커가 방출되는 온도 즉, 대략 1400℃로부터 대략 800℃로 열처리가 이루어진다. 이러한 분사 처리는 자동장치에 의하여 신속히 조정되고 또한 상기 클링커의 거의 90퍼센트에 영향을 미치기 때문에 열처리가 양호하게 실행되며, 이러한 열처리는 클링커에 과도한 양의 수분이 흡수되지 않도록 하면서 순간순간의 클링커 흐름에 연속적으로 조화될 수 있다. 거친 파편에 해당하는 약 10%의 클링커가 과도하게 수분을 흡수하기 쉬운데, 이것은 양호한 상태는 아니지만 종래기술에 비해 상기 열처리에 대한 자동 제어의 실행 능력은 개선되었으며 동시에 불필요한 과도한 수분 흡수가 상당히 감소되었다.

또한 상기 2종류의 클링커 파편들 각각에 대하여 분리된 이송 장치를 사용하므로써 상기 클링커의 이송을 효과적으로 제어할 수 있기 때문에, 2종류의 파편이 쌓이는 적층 두께를 조절할 수 있다. 또한 고온의 건조한 미세 파편이 제3이송 장치상에서 두꺼운 하부층을 형성하고, 이러한 고온의 건조한 미세 파편층 위에 수조에서 열처리된 분쇄된 거친 파편이 상부층으로 쌓이기 때문에, 수조에서 배출된 클링커는 제3이송장치 영역에서는 이미 예비 건조 처리(pre-drying)를 받는다는 장점을 얻을 수 있다. 이러한 예비 건조 처리중 상부층에서 발생하는 증기는 이러한 재료가 최종 냉각 유니트로 유입되는 지점의 상부에서 배출되도록 되어 있다. 따라서, 본 발명에 따른 방법에 의하면 열회수 장치가 회전관형로에 매우 건조한 공기를 공급하므로 클링커 연소 처리에 대한 부담이 상당히 경감된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 최종 건조 처리 공정은 분리된 최종 냉각 유니트내에서 일어나는데, 이러한 처리는 상기 클링커를 냉각한 후 즉시 이루어지며, 회전관형로에는 냉각 공정에서 사용되었던 건조한 공기가 단독으로 제공된다. 이에 의해 회전관형로에는 연소 공기에 포함된 습기에 의한 부담이 거의 완전하게 감소된다.

본 발명에 따른 냉각 방법을 수행하기 위한 종래의 플랜트 시스템은 보통 회전 관형로와, 그 하부에 설치된 분류기와, 분쇄 장치와, 이송 장치가 설치된 수조와, 최종 냉각 유니트를 포함하고 있다. 본 발명에 따른 플랜트 시스템의 개선점은, 분류기가 분사장치가 설치된 낙하부의 하부에 설치되며, 상기 이송 장치는 미세 파편을 제3이송장치에 하부층으로 이송하여 이 하부층 위에 제2이송장치가 수조에서 배출된 분쇄된 거친 파편을 상부층으로 공급하는 것을 특징으로 한다. 예비 건조 처리 효과를 얻기 위하여 본 발명에 따라 파편을 2종류의 층구조로 하는 것은 간단한 방법으로, 즉 클링커의 품질을 저하시키지 않고 클링커의 약 90%인 미세 파편을 물분사 하는 양호한 열처리 조건을 제공하는 낙하부를 제공하므로써 달성된다.

본 발명에 따르면, 상기 3개의 이송 장치의 구동속도는 재료의 특성이 가변적일때 조차도 어떤 주어진 시간에 희망의 적층 두께를 형성하도록 서로 독립적으로 자동 제어될 수 있다.

본 발명에 따른 플랜트 시스템의 양호한 실시예에 있어서, 상기 최종-냉각 유니트는 2개의 챔버로 분리되며, 공기는 분리된 장치에 의해 각각의 챔버에 유입되며, 각각의 챔버에는 가열된 공기를 배출하기 위한 팬이 제공된다. 이러한 방법에 따라 제2챔버로부터는 매우 건조한 공기가 배출되며 이러한 건조 공기는 회전 관형로에 연소 공기로 공급되기 때문에 클링커에 포함된 상당한 열이 회수된다.

제2도에서는, 이동-바아 형태의 스크린이 분류기로서 작용하도록 설치되는데, 이러한 스크린은 예비-분쇄 효과(pre-comminuting effect)를 일으킨다. 만약 이러한 형태의 스크린을 약간 경사져서 설치할 경우에는 클링커를 분류시키는 효과를 유발하므로써 상기 플랜트 시스템의 전체 높이가 감소된다. 더구나, 이러한 스크린을 설치하므로써 분쇄 장치가 간단하면서도 소형화될 수 있다. 또한 상기 이동-바아형 스크린은 거친 파편을 수조로 매우 신속하게 이동시킨다는 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 플랜트 시스템의 실시예가 도면을 참조로 하기에 상세히 기술될 것이다.

백색 시멘트 클링커용 플랜트 시스템을 도시한 제1도에는 백색 시멘트 클링커가 소결되는 회전 관형로(1)의 단부가 도시되어 있다. 클링커는 상기 회전 관형로(1)의 단부로부터 약 1400℃의 온도로 배출된다.

상기 클링커는 낙하부(2)로 낙하되며, 상기 낙하부의 상부에는 분류기가 설치된다. 상기 분류기(3)는 그 목적하는 바에 따라 적당한 각도로 경사져서 회전관형로(1)로부터 배출된 상기 클링커를 2종류의 파편으로 분류한다. 회전관형로가 시계방향으로 회전할 경우, 상기 미세한 파편(F)은 거친 파편(G)보다 늦게 상기 회전 관형로(1)에서 낙하되며, 상기 미세한 파편(F)은 상기 분류기(3)의 상부에서 낙하부(2)속으로 낙하되고, 거친 파편(G)은 분류기(3)의 상부를 따라 굴러서 분쇄 장치(4)의 유입 덕트속으로 유입된다. 제1도에 도시된 양호한 실시예에 있어서, 상기 분쇄 장치(4)는 상기 회전관형로(1)의 고온의 출구지역 외측에 설치된 리바운드 분쇄기(rebound crusher)이다.

상기 분류기(3)의 상부에서 하향으로 구를 동안 상기 거친 파편(G)은 노즐(5)에 의하여 물분사되고, 이러한 물냉각효과는 거친 파편을 구성하는 대형 덩어리의 상기 구름 운동에 의하여 강화된다. 상기 분쇄 장치(4)를 통과한 후 즉시, 상기 분쇄된 거친 파편(GF)은 약 800℃의 온도에서 파편을 열처리 하는 수조(6)로 이송된다.

상기 분류기(3)를 통과한 미세한 파편(F)은 엇갈린 형태로 설치된 노즐(7)에 의하여 물 분무되어 약 800℃의 온도로 열처리된다. 상기 낙하부(2)의 바닥부에서, 상기 미세한 파편(F)은 제1이송 장치(8)상에 낙하되어 제1이송 장치상에서 일정한 층두께를 형성한다. 제1이송 장치(8)의 속도는 상기 미세한 파편(F)이 생성되는 비율로 조정되는데, 상기 미세한 파편이 회전관형로(1)에서 배출되는 전체 클링커중 90%에 상당하므로 제1이송 장치(8)상에는 한정된 층의 두께가 연속적으로 형성된다. 미세 파편에 대해 최종 처리가 요구되는 경우에는 미세 파편(F)이 상기 제1이송 장치(8)상에 놓여 있을때 이를 물분사하기 위해 노즐(9)이 사용될 수 있다. 또한 분쇄된 거친 파편(GF)은 상기 분쇄 장치(4)로부터 배출되자마자 수조(6)에서 작동되는 제2이송 장치(10)상에 낙하되며, 상기 제2이송 장치(10)는 상기 분쇄된 거친 파편을 수조(6)위로 하나의 층으로서 이송한다. 또한 제2이송 장치(10)에 있어서 수조(6)내에서의 파편의 층두께 및 잔류시간은 제2이송장치(10)의 속도를 변화시키므로써 조절할 수 있다.

상기 미세한 파편(F)은 상기 회전관형로(1)로부터 배출되는 클링커의 대략 90퍼센트 정도이기 때문에, 상기 90%라는 큰 비율만이 물분사에 의해 단독으로 열처리되며, 상기 수조(6)는 통과하지 않는다. 노즐(7)에 의한 물분사 열처리는 신속하고도 유연한 자동제어와, 미세한 열처리 방향과, 클링커의 과도한 수분 흡수 방지라는 장점을 갖게 되므로 제1이송 장치(8)상에 놓인 고온의 미세 파편층은 수분을 과도하게 흡수하지 않게 된다. 전체 클링커의 대략 10퍼센트 정도인 거친 파편(G)은 상기 분쇄 장치(4)내에서 분쇄된 파편이 수조(6)속에서 열처리된다는 사실 때문에 과도한 물의 흡수를 피할 수 없다. 따라서, 상기 제2이송 장치(10)상에 놓여 있는 분쇄된 거친 파편의 층은 과도한 습기를 함유한다. 상기 수조(6)내의 수위는 일정하게 유지되지만, 수조내의 잔류 시간을 변화시키기 위해 상기 제2이송 장치(10)의 속도 함수로서 가변가능하다.

상기 제1 및 제2이송 장치(8, 10)의 하부에는 제3이송장치(11)가 도시되어 있는데, 상기 2개의 이송 장치에 의하여 이송된 2종류의 파편층은 제3이송 장치(11)상으로 이송된다. 이러한 작동은 상기 제1이송 장치(8)에 의하여 이송된 고온의 건조한 파편이 제3이송 장치에 하부층으로 이송되고 그 위에 상기 수조(6)로부터의 습한 파편층이 상부층으로 적층되는 방식으로 이루어진다. 이러한 적층의 결과에 따라, 고온의 건조한 미세 파편(F)은 열처리된 재료가 이미 제3이송 장치상에 두터운 층으로 이송되고, 이러한 건조한 두터운 층위에 습한 상태인 분쇄된 거친 파편(FG)층이 얇게 쌓이므로 이에 의해 분쇄된 거친 파편(G)이 예비 건조처리(pre-drying)효과를 얻게 된다. 상기 제3이송 장치(11)는 챔버(12)에 의하여 둘러싸여 있고, 예비 건조 처리시 발생된 증기는 팬(13)에 의하여 상기 챔버(12)로부터 배출된다. 상기 챔버(12)는 상기 제1 및 제2이송장치(8, 10)를 포함하고 있는 공간과, 상기 낙하부(2)와, 분쇄 장치(4)와 연결되어 있기 때문에, 상기 팬(13)은 분류 지역과, 열처리 지역, 분쇄지역 및 이송 지역등 각각의 지역에 지역내에서 압력 강하를 일으키므로 열처리수(quenching water)에 의해 발생되는 증기는 상기 회전 관형로(1)속으로 유입될 수 없게 된다.

상기 제3이송 장치(11)상에서 상부층 및 하부층 형태로 적층된 파편들은 배출 장치(14)를 경유하여 그 아래에 설치된 최종 냉각 유니트(15)로 이송되는데, 제1도의 실시예에 도시된 바와같이 상기 최종 냉각 유니트(15)는 구동 수단에 의하여 회전되는 드럼으로 설계된다. 이러한 최종 냉각 유니트(15)에 있어서, 상기 파편은 대략 800℃의 열처리 온도로부터 60내지 120℃로 공냉처리된다. 클링커내에 남아있는 열의 상당부분이 상기 제2차 공기를 가열시키기 위해 사용되기 때문에 상기 가열된 냉각용 공기는 팬(17)에 의하여 공기 배출관(16)을 경유하여 배출되고 또한 필요한 연소 공기의 일부로 상기 회전관형로(1)에 공급된다.

분류 공정 및 열처리 공정에 관한한 상기 제1실시예와 대응하는 제2도의 제2실시예에 있어서, 상기 제3이송 장치(11)에 의해서 이송된 재료를 최종 냉각하기 위하여 이동 격자(18)가 사용되는데 상기 이동 격자(18)는 서로 격리된 두개의 냉각 챔버(19a, 19b)를 가로질러 구동된다. 각각의 냉각 챔버(19a, 19b)에는 각각의 팬(20a, 20b)에 의하여 신선한 공기가 공급된다. 상기 신선한 공기는 상기 이동격자(18)상에 놓여 있는 재료를 냉각시키고 이동격자를 통과하여 배출된다. 이를 위해, 상부 냉각 챔버(19a)에 팬(13)이 설치되어 습한 공기를 대기로 배출한다. 상기 상부 냉각 챔버(19a)내에서 가열된 냉각용 공기는 상기 재료에서 습기가 이미 제거되었기 때문에 매우 건조하며, 또한 이렇게 가열된 공기는 증기 존재의 결과로 상기 로(1)에 부담을 주지 않고 제2차 예열 공기로 회전관형로(1)에 공급된다. 또한, 상기 팬(17)은 하부 냉각 챔버(19b)상에 설치되어 상기 가열된 냉각용 공기를 회전관형로(1)에 공급하는데, 이러한 공기는 파편에 남아 있는 열에 비례하여 가열된다. 섭씨 60 내지 120도로 냉각된 상기 백색 시멘트 클링커는 하부 냉각 챔버(19b)로부터 파편 배출 장치(21)로 배출된다.

상기 제1실시예에 대한 다른 형태는 제2도에 도시된 플랜트 시스템에 제공되어 있다. 제2도에 도시된 플랜트 시스템에서 제1도의 분류기(3)는 이동형 바아 스크린(22)으로 장착되는데, 상기 이동형 바아 스크린은 구동수단에 의해 회전되는 타원형 스크린 바아를 갖고 있으며, 이에 의해 예비 분쇄 효과를 일으키는 동시에 분류 효과까지도 제공한다. 제2도의 이동형 바아 스크린을 통과한 거친 파편의 체적은 제1도의 장치듸 거친 파편의 체적보다 상당히 작으므로 매우 간단한 소형의 분쇄장치(4)로 연속적으로 이송가능하며, 제2도에 도시된 실시예의 분쇄 장치는 롤 형태의 분쇄기로 설계되어 있다. 더구나, 상기 이동형 바아 스크린(22)은 상기 거친 파편(G)이 열처리 공정으로 이송되는 속도를 증가시킨다. 또한, 이동형 바아 스크린(22)은 고정식 분쇄기보다 경사가 가파르지 않아서 전체 높이를 축소시킬 수 있다.

제2도에 도시된 실시예에서는 제1실시예의 제1 및 제3이송장치(8, 11)가 각각 단일의 이송 장치를 형성하도록 결합되었으며, 수조(6)에서 배출되는 습한 파편은 이송 장치의 말단에 공급되고 있다.

제1도는 본 발명의 제1실시예의 사시도.

제2도는 본 발명의 제2실시예의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전 관형로 2 : 낙하부

3 : 분류기 4 : 분쇄장치

5,7,9 : 노즐 6 : 수조

8 : 제1이송장치 F : 미세한 파편

G : 거친 파편 10 : 제2이송장치

11 : 제3이송장치

본 발명은 회전관형로내에서 소결되어 배출된 백색 시멘트 클링커를 냉각시키기 위한 공정 및 이것을 수행하기 위한 플랜트 시스템에 관한 것으로서, 상기 클링커는 회전로로 부터 배출되면서 여러종류의 파편으로 분류된 후 이송 장치에 의해 이송되고, 최종 냉각 유니트로 이송되기전에 거친 파편은 분쇄되어 수조속으로 투입되는 반면에 미세한 파편은 열처리하기 위해 물분사된다.

Claims (5)

1. 회전관형로(1)에서 소결되어 그로부터 배출된 후 여러종류의 파편으로 분류되고 열처리를 위해 물분사되는 백색 클링커 시멘트에서, 클링커의 거친 파편은 분쇄된 후 수조속에 적재되며, 클링커의 파편 전체는 이송장치에 의해 이송된 후 최종 냉각 유니트로 공급되며, 상기 최종 냉각 유니트에서 발생되는 가열된 냉각용 공기는 회전관형로에 연소공기로 공급되는 백색 시멘트 클링커 냉각 방법에 있어서, 회전 관형로(1)에서 배출된 클링커를 미세한 파편(F)과 거친 파편(G)으로 분류하는 단계와, 미세한 파편(F)을 단독으로 물분사하는 단계와, 미세한 파편(F)을 제1이송장치에 적재하는 단계와, 거친 파편(G)이 분쇄장치(4)로 이송될 동안 상기 거친 파편을 물분사하는 단계와, 상기 거친 파편(G)을 분쇄장치(4)로 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄된 거친 파편을 수조(6)로 이송하는 단계와, 상기수조내의 분쇄된 거친 파편을 제2이송장치(10)로 배출하는 단계와, 고온의 건조한 미세 파편(F)을 제3이송장치(11)상에 하층부로 이송하는 단계와, 습기를 다량으로 함유하고 있는 분쇄된 거친 파편(G)을 상기 제3이송장치상의 미세 파편위에 상층부로 이송하는 단계와, 상기 상층부 및 하층부로 이루어진 파편층을 최종 냉각 유니트(15)로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 시멘트 클링커 냉각방법.
2. 제1항에 있어서, 클링커를 냉각한 후 즉시 최종 냉각 유니트(15)에서 분리식 최종 냉각 처리를 실행하는 단계와, 냉각 공정에 사용되었던 건조한 가열된 공기를 회전관형로(1)를 위한 연소공기로 공급하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 시멘트 클링커 냉각방법.
3. 회전관형로와, 상기 회전관형로의 하부에 설치된 분류기와, 거친 파편을 분쇄하는 분쇄장치와, 파편을 이송하는 이송장치가 설치된 수조와, 최종 냉각 유니트를 포함하는, 상기 제1항 및 제2항에 따른 방법을 실시하기 위한 플랜트 시스템에 있어서, 분사 장치(7)가 장착된 낙하부(2)의 상부 내측에 설치된 분류기(3)와, 상기 낙하부(2)의 바닥에 위치되어 미세한 파편(F)을 제3이송장치(11)상에 하부층으로 이송하는 제1이송장치(8)와, 수조(6)로부터 배출된 분쇄된 거친 파편(GF)을 제3이송장치(11)상에 상부층으로 공급하는 제2이송장치(10)와, 제1이송장치(8)에 있는 미세 파편이 하층부로 적재되고 제2이송장치(10)의 수조(6)에서 배출된 분쇄된 거친 파편(G)이 상층부로 적재되는 제3이송장치(11)와, 고온의 공기를 배출하는 팬(13, 17)이 장착된 최종 냉각 유니트(15)에 설치된 분리형 냉각 챔버(19a, 19b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 백색 시멘트 클링커 냉각용 플랜트 시스템.
4. 제3항에 있어서, 제1 내지 제3이송장치(8, 10, 11)의 구동 속도는 상호 독립적으로 자동 제어되는 것을 특징으로 하는 백색 시멘트 클링커 냉각용 플랜트 시스템.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 이동형 바아 형태의 스크린(22)이 분류기로 작동하도록 설치되며, 상기 스크린(22)은 회전관형로에서 배출되는 클링커를 예비분쇄하는 것을 특징으로 하는 백색 시멘트 클링커 냉각용 플랜트 시스템.

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