WO2018021634A1 - 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법 - Google Patents

소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2018021634A1
WO2018021634A1 PCT/KR2016/014732 KR2016014732W WO2018021634A1 WO 2018021634 A1 WO2018021634 A1 WO 2018021634A1 KR 2016014732 W KR2016014732 W KR 2016014732W WO 2018021634 A1 WO2018021634 A1 WO 2018021634A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sintering
raw material
ignition furnace
bogie
layer
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/014732
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
왕민규
차진호
김성완
이승문
서성모
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020160097188A external-priority patent/KR101818512B1/ko
Priority claimed from KR1020160099524A external-priority patent/KR101862150B1/ko
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to CN201680088014.0A priority Critical patent/CN109564065A/zh
Priority to EP16910655.6A priority patent/EP3492852A4/en
Priority to JP2019504787A priority patent/JP2019526029A/ja
Publication of WO2018021634A1 publication Critical patent/WO2018021634A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B21/00—Open or uncovered sintering apparatus; Other heat-treatment apparatus of like construction
    • F27B21/06—Endless-strand sintering machines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B21/00—Open or uncovered sintering apparatus; Other heat-treatment apparatus of like construction
    • F27B21/04—Sintering pots or sintering pans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge

Definitions

  • the present invention relates to a sintering apparatus and a sintered ore manufacturing method using the same, and more particularly to a sintering apparatus and a sintered ore manufacturing method using the same to improve the sintered ore production rate and to produce a sintered ore of uniform quality.
  • Sintered ore used as a raw material in the blast furnace making process is produced by mixing iron ore and coal (or coke) as a heat source, and then burning the coal and sintering iron ore with the heat of combustion.
  • the upper light stored in the upper light hopper and the compounding material stored in the surge hopper is put on the truck and transported, the moving truck passes through the lower part of the ignition furnace.
  • the flame (ie, flame) sprayed from the ignition furnace is ignited on the upper surface of the sintered raw material contained in the trolley, that is, the surface layer.
  • the trolley passing through the ignition furnace is transferred in the process progress direction by the conveyor, and the trolley passes through the upper side of the plurality of wind boxes arranged in the process progress direction.
  • a suction force is generated in the trolley passing through the upper side of the wind box in a downward direction, and the flame complexed by the air outside the sucked trolley is moved downward.
  • the complexed flame and the air introduced from the outside react with each other to cause a combustion reaction, and the temperature of the raw material layer around the flame rises to 1300 to 1400 ° C. Then, as the temperature rises, a low melting compound is formed by the reaction of the iron ore and the subsidiary materials, and a melt is locally produced, and the sintered ore is manufactured while solidifying in the course of cooling again. And when the trolley arrives at the wind box located at the end of the process, the flame reaches the bottom of the trolley, at which time the sintering is completed, and the above operation is carried out continuously for a plurality of trolleys.
  • the trolley in which the flame is ignited passes the wind box as described above, the flame or heat moves downward, and the sintered layer of the raw material layer is rapidly cooled by air at room temperature introduced from outside after the flame ignition. There is a problem that the temperature is lowered. Accordingly, the upper layer, which is the upper region of the raw material layer, lacks the amount of heat and reaction time for the sintering reaction, so that unreacted sintered ore (that is, the sintered ore in which the iron ore lacks the reaction) is generated in the upper layer, thereby reducing the sintered ore production rate or There is a problem of increasing the recovery rate of sintered ore.
  • the heat due to the flame of the upper portion is gradually moved to the lower side as the movement of the trolley, thereby causing a heat accumulation phenomenon in which the temperature rises toward the lower side. Accordingly, the amount of underfired sintered ore is increased in the lower portion of the raw material layer.
  • the temperature gradient of the raw material layer described above an unbaked sintered ore is generated in the upper layer portion, an underfired sintered ore is generated in the lower layer portion, and there is a problem in that a quality deviation of the sintered ore is generated in one bogie.
  • an additional heat source is added to the uppermost surface of the raw material layer to increase the reaction temperature or to increase the sintered ore strength due to the increased amount of melt produced on the uppermost surface.
  • a method of adding the same auxiliary material has been proposed. However, in the case of such a method, as the fine heat source or sub-material is added to the uppermost surface of the raw material layer, the heat source or sub-material is scattered and dust is generated, which causes a problem in environmental aspects.
  • the present invention provides a sintering apparatus capable of improving the sintered ore production rate and producing a sintered ore of uniform quality, and a sintered ore manufacturing method using the same.
  • the present invention provides a sintering apparatus capable of suppressing generation of unbaked sintered ore in the upper layer and undersintered sintered ore in the lower layer, and a sintered ore manufacturing method using the same.
  • the present invention provides a sintering apparatus and a sintered ore manufacturing method using the same that can increase the reaction temperature rise and the reaction time at the surface layer portion of the blended raw material in the balance.
  • the sintering apparatus can be charged with the sintering raw material, the trolley movable in the sintering process progress direction;
  • An ignition furnace installed to inject flames into the raw material layer charged in the trolley on a path in which the trolley moves in the direction of the sintering process;
  • a plurality of wind boxes installed at a lower side of the ignition furnace and arranged so that an area of a suction passage becomes smaller from the ignition furnace toward the end point of the sintering.
  • Each of the plurality of wind boxes has a cylindrical shape having an inner space, and includes one side opening opened in the direction of the bogie and the other side opening opened in a direction in which a blower connected to the plurality of wind boxes is located,
  • the plurality of wind boxes are arranged so that the suction passage area becomes smaller toward the end point of sintering.
  • a wind box having a smaller inner diameter of one side opening is provided toward the end point of the sintering.
  • the other openings of the plurality of wind boxes are formed to have the same inner diameter, and the inclination from the one opening to the other opening increases with respect to the center of the width direction of the wind box toward the end point of the sintering process.
  • Each of the plurality of wind boxes has a cylindrical shape having an inner space, and includes one side opening opened in the direction of the bogie and the other side opening opened in a direction in which a blower connected to the plurality of wind boxes is located.
  • Inside the shutter is provided to control the communication between the opening and the other opening, the plurality of wind box is arranged so that the area of the suction passage is reduced from the ignition furnace toward the end of the sintering line, the sintering end point Increasingly, the open area of the shutter is reduced.
  • the plurality of wind boxes are referred to as a sintering section from the ignition furnace to the sintering point, the plurality of wind boxes are arranged so as to reduce the area of the suction passage toward the sintering end point in the entire sintering section.
  • the plurality of wind boxes are referred to as a sintering section from the ignition furnace to the end point of sintering, and the middle layer, which is the lower layer of the upper portion and the first half, is the sintering section in which the sintering reaction of the upper layer including the upper surface of the raw material layer is mainly performed in the moving truck.
  • the middle part is compared with the area of the suction passage of the wind box disposed corresponding to the first part.
  • the area of the suction passage of the wind box correspondingly arranged is small, and the area of the suction passage of the wind box correspondingly arranged in the latter half is smaller than the area of the suction passage of the wind box arranged correspondingly to the middle portion.
  • the plurality of windboxes corresponding to the first half are mutually the same suction passages
  • the plurality of windboxes corresponding to the middle portion are mutually the same suction passages
  • the plurality of windboxes corresponding to the second half are mutually Suction passages are identical.
  • the plurality of wind boxes are referred to as a sintering section from the ignition furnace to the end point of sintering, and the middle layer, which is the lower layer of the upper layer and the first half, is a sintering section in which the sintering reaction of the upper layer including the upper surface is mainly performed in the moving truck.
  • the sintering section where the sintering reaction is mainly performed in the middle part and the sintering section where the sintering reaction is mainly performed in the lower layer, which is the lower part of the middle part is called the second half
  • the plurality of wind boxes are sucked toward the end point of sintering in some of the sintering sections.
  • the area of the passage is arranged so as to be small, and the area of the suction passages of the wind boxes disposed corresponding to the first half is larger than the area of the suction passages of the wind boxes disposed corresponding to the mid and second half.
  • a reflection member installed in front of the ignition furnace or in the ignition furnace on the moving path of the trolley, reflecting radiant energy generated from the raw material layer and transmitting the radiant energy back to the raw material layer.
  • one end of the reflective member When the reflective member is installed in front of the ignition furnace, one end of the reflective member is positioned in front of the ignition furnace, and is formed to extend in the sintering process progress direction from the one end, and the reflective member is formed to extend in the sintering process progress direction.
  • the position of the other end of the sintering section in which the plurality of windboxes are arranged side by side, the sintering reaction position in the trolley where the sintering reaction is gradually moving downward while moving is the lower point of any one of 80 mm to 120 mm from the surface of the raw material layer. It is located at the sintering point when.
  • the sintering apparatus is a plurality of trolleys, each of which is capable of charging a sintering raw material, and movable in the sintering process progress direction;
  • a hopper installed to charge the sintered raw material into the bogie;
  • An ignition furnace positioned in front of the hopper on the basis of the process progress direction of the bogie and installed to inject a flame into the raw material layer of the sintered raw material charged into the bogie;
  • a lance installed to supply a heat source into the upper layer part of the raw material layer from the rear of the ignition furnace.
  • the lance is formed extending in a direction corresponding to the moving direction of the bogie, the front end of the heat source is discharged in the rear of the ignition furnace, in front of the point where the charging of the sintering raw material is completed or the loading of the sintering raw material is completed. It is installed to be located.
  • a tip of the lance is located between the hopper and the ignition furnace.
  • the pressurization portion for pressurizing the raw material layer to which the heat source is additionally added is located between the hopper and the pressing portion.
  • a ventilation bar extending in a direction corresponding to the moving direction of the trolley and installed at a position corresponding to the middle and lower layers of the raw material layer at the rear of the ignition furnace, and capable of being inserted into and removed from the trolley.
  • the lance is located above the vent bar, and the tip of the lance is located between the tip of the vent bar and the ignition furnace.
  • the sintered ore manufacturing method comprises the steps of charging the sintered raw material into the bogie moving in the direction of the sintering process; Passing the trolley into which the sintered raw material is loaded to the lower side of the ignition furnace to ignite the flame on the raw material layer loaded with the sintered raw material; And moving the trolley on which the flame is ignited from the lower side of the ignition furnace to the upper end of the plurality of wind boxes installed at the end of the sintering process, increasing the rate at which external air flows into the trolley toward the end of the sintering process. It includes; the process of proceeding.
  • the arrangement of the plurality of windboxes is adjusted to reduce the area of the suction passage from the lower side of the ignition furnace to the end point of the sintering process. .
  • Each of the plurality of wind boxes has a tubular shape having an inner space, and includes one side opening opened in a moving path direction of the trolley and the other opening opened in a direction in which a blower connected to the plurality of wind boxes is located.
  • a windbox having a smaller inner diameter of the one side opening toward the end point of the sintering is provided.
  • Each of the plurality of wind boxes has a tubular shape having an internal space, and includes one side opening opened in the moving path direction of the trolley and the other opening opened in a direction in which a blower connected to the plurality of wind boxes is located.
  • the shutter In adjusting the arrangement of the plurality of windboxes so as to reduce the area of the suction passage from the lower side of the ignition furnace to the end point of the sintering process, the shutter to control the communication between one opening and the other opening inside the plurality of windboxes And the opening area of the shutter decreases toward the end point of the sintering.
  • the plurality of wind boxes are referred to as a sintering section from the ignition furnace to the end point of sintering
  • the arrangement of the plurality of wind boxes is controlled such that the area of the suction passage decreases as the plurality of wind boxes reach the end point of sintering in the entire sintering section.
  • the plurality of wind boxes are referred to as a sintering section from the ignition furnace to the end point of sintering, and the middle layer, which is the lower layer of the upper portion and the first half, is the sintering section in which the sintering reaction of the upper layer including the upper surface of the raw material layer is mainly performed in the moving truck.
  • the sintering section in which the sintering reaction is mainly performed in the middle part and the sintering section in which the sintering reaction is mainly performed in the lower part which is the lower layer of the middle part is called the second half, outside air is introduced into the trolley disposed correspondingly to the upper side of the wind box disposed correspondingly to the first part.
  • the outside air flows into the trolley disposed corresponding to the upper side of the wind box disposed correspondingly to the middle portion, and the outside air flows into the trolley disposed correspondingly to the upper side of the wind box disposed correspondingly to the middle portion.
  • the suctioned flow rate corresponds to the upper side of the wind box disposed corresponding to the latter half. It is small compared to the flow rate at which outside air is drawn into the mounted bogie.
  • the plurality of wind boxes are referred to as a sintering section from the ignition furnace to the end point of sintering
  • the middle layer which is the lower layer of the upper portion and the first half
  • the sintering section in which the sintering reaction of the upper layer including the upper surface of the raw material layer is mainly performed in the moving truck.
  • the flow rate of suction is increased, and the outside air flows to the upper side of the wind box disposed corresponding to the middle and the second half, and the outside air flows to the upper side of the wind box disposed corresponding to the first half. Small compared to the incoming flow rate.
  • Charging a sintered raw material into a bogie moving in the process progress direction When the raw material layer loaded with the sintered raw material is divided into an upper layer part, a middle layer part and a lower layer part from the uppermost surface, when charging of the sintered raw material is completed at a target height, a heat source is provided inside the upper layer part of the raw material layer loaded with the sintered raw material. Adding process; And manufacturing a sintered ore by igniting a flame on the surface layer of the raw material layer in the trolley in which the heat source is added to the upper layer, and moving the trolley in the direction of the sintering process.
  • the sintering raw material In the charging of the sintering raw material into the trolley, the sintering raw material is charged from one side to the other side in the trolley according to the moving direction of the trolley, and the charging of the sintering raw material is completed at a desired height from one side to the other side.
  • the heat source In the addition of a heat source into the upper layer portion of the raw material layer, the heat source is sequentially added into the upper layer portion from one side of the bogie to which charging of the sintered raw material is completed to the other side.
  • the heat source is ejected from the rear of the ignition furnace using a lance extending in a direction corresponding to the moving direction of the bogie.
  • the heat source In adding the heat source, the heat source is ejected between the hopper for charging the sintered raw material into the bogie and the ignition furnace.
  • the bogie to which the heat source is added into the upper layer passes through the press section located between the hopper and the ignition furnace, while the raw material layer is pressed by the press section and then passes through the ignition furnace bottom.
  • a ventilation bar extending in the bogie in a direction corresponding to the moving direction of the bogie is disposed,
  • the venting bar is located at least one of the middle and lower layers of the raw material layer in the bogie.
  • the heat source includes a powder composed of a plurality of particles.
  • a gas is added together to assist the movement of the heat source, and the gas includes either air or an inert gas.
  • the unreacted sintered bundle generation in the upper layer and the under-fired sintered ore generation in the lower layer can be suppressed or reduced.
  • a sintered ore having a uniform quality can be obtained regardless of the upper layer, the middle layer, and the lower layer or for the entire raw material layer.
  • the temperature of the upper layer portion is increased by the added heat source, and the degree and speed of temperature drop by the air sucked from the outside can be lowered. . Therefore, the temperature in the upper layer is higher than in the prior art, and the reaction time is increased in comparison with the conventional, so that the upper layer is sintered for sufficient heat and reaction time. For this reason, the sintered ore production rate in an upper layer part can be improved.
  • the fine powder heat source is supplied to the upper layer part from the lower side of the upper surface of a raw material layer using the lance which concerns on 2nd Example.
  • the heat source or subsidiary material of the fine powder is supplied so as not to be exposed to the outside of the raw material layer, it is possible to minimize or prevent dust generation by the heat source or subsidiary material of the fine powder. Accordingly, there is an effect that can minimize or prevent the problem of environmental pollution.
  • FIG. 1 is a view illustrating main parts of a sintering apparatus according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a plurality of wind boxes according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining a plurality of wind boxes according to a modification of the first embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a raw material layer in a trolley
  • FIG. 6 is a view showing the temperature according to the reaction time in the sintering apparatus according to the prior art and the first embodiment
  • FIG. 7 is a view for explaining an installation position of a reflective member according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view illustrating main parts of a sintering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining charging of a sintering raw material and charging of a heat source in the sintering apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • 11 is a view for explaining the position of the lance tip from which the heat source is ejected;
  • FIG. 13 is a view for explaining a loaded sintered raw material and a further charged heat source in a bogie
  • 1 is a view showing main parts of a sintering apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 is a view for explaining a plurality of wind boxes according to a first embodiment of the present invention.
  • 3 is a view for explaining a plurality of wind boxes according to a modification of the first embodiment. It is a figure for demonstrating the raw material layer in a trolley
  • bogie. 5 is a graph showing the tendency of the sintering reaction temperature according to the flow rate.
  • the sintering apparatus includes a hopper in which a sintering raw material is stored, a sintering raw material is charged, and a plurality of bogies 30 sequentially moving in the sintering process progressing direction and extending in the process progressing direction.
  • An ignition furnace installed at an upper side of the conveyor 40 at one side of the conveyor 40 and the hopper 13 for transferring the plurality of trolleys 30, and injecting a flame into the sintered raw material charged into the trolley 30.
  • the plurality of wind boxes 50 and trolleys 30 are arranged on a path through which the plurality of trolleys 30 are transported from the lower side of the conveyor 40, and suck or suck the inside of the trolley 30.
  • the sintering apparatus includes a dust collector 60 for collecting dust in exhaust gas discharged through the storage bin 11 and the wind box 50 in which various raw materials (that is, sintered raw materials) for manufacturing sintered ore are respectively stored.
  • bogie 30 includes the compounding raw material charged to the upper side of the upper light and the upper light which are the raw materials initially charged to the trolley
  • the blended raw material includes a secondary raw material including a binder containing lime (C), limestone or quicklime such as Fe-containing iron ore, powdered coke and anthracite.
  • the blended raw material may further include carbon or iron by-products containing both iron and carbon and raw materials for basicity control.
  • the storage bin 11 stores the constituent raw materials of the above-described blended raw materials, namely iron ore, binders, by-products, secondary raw materials, basicity adjusting raw materials, and the like, and the raw materials are moved to the granulator 12 to be mixed and assembled.
  • the blending raw material and the granulator for mixing them may be provided separately.
  • the hopper 13 includes a first hopper 14 in which the upper light is stored, and a second hopper 15 in which the granulated material of the blended raw material is stored.
  • the first and second hoppers 14 and 15 are installed to be located behind the ignition furnace 20 based on the movement path of the trolley 30 above the trolley 30.
  • the 2nd hopper 15 is located in front of the 1st hopper 14 with respect to the movement path of the trolley
  • the second hopper 15 loads the sintered raw material evenly in the width direction of the trolley 30 without particle size segregation, and in the depth direction of the trolley 30 (ie, the up and down direction), the sintered raw material goes from the lower side to the upper side. The mouth is segregated and charged so that becomes small.
  • the ignition furnace 20 is located in front of the second hopper 15 to supply the flame to the surface layer of the raw material layer formed by charging the sintered raw material into the trolley 30 to ignite it.
  • the trolley 30 is provided to provide a space for forming a raw material layer by charging the sintered raw material, that is, the upper light and the blended raw material, and having an internal space, and the upper side where the hopper 13 and the ignition furnace 20 are located. It is an open shape. Such a trolley 30 may be disposed such that at least a portion of the ventilation bar (not shown) can be inserted into and removed from the raw material layer.
  • the raw material layer has a lower layer portion L3 and a lower layer portion L3 extending from a lower surface in contact with a bottom portion of the trolley 30 to a predetermined height upward. It can be divided into the middle layer part L2 to a fixed height from the upper side, and the upper layer part L1 from the middle layer part L2 to the uppermost surface.
  • the upper layer part L1 means a lower point of 80 mm to 120 mm, preferably a depth of 100 mm from the uppermost surface of the raw material layer, and the lower area of the upper layer part L1 is the middle layer part L2 and the middle layer.
  • the lower part L2 is the lower layer part L3.
  • a section in which a plurality of wind boxes are arranged in a moving path of the trolley is called a sintering section.
  • the sintering reaction proceeds downwardly.
  • the sintering proceeds in the order of the upper layer part L1, the middle layer part L2, and the lower layer part L3.
  • sintering reaction of the middle portion and lower layer portion L3 is mainly performed in the first half portion of the sintering section where the sintering reaction of the upper layer portion L1 of the raw material layer is mainly performed, and in the sintering portion mainly in which the sintering reaction of the middle layer portion L2 is performed.
  • the resulting sintering section is called the latter half. That is, the sintering section is divided into the first half, the middle half, and the second half in the direction of the light distribution unit from the ignition furnace 20.
  • the plurality of wind boxes 500 suck the outside air into the trolley 30 to move the flame or the heat caused by the movement of the trolley 30 downward.
  • the plurality of wind boxes 500 are arranged in a section between the ignition furnace 200 and the light distribution unit.
  • the wind box 500 has a cylindrical shape having an inner space in which an upper side corresponding to a lower portion of the trolley 30 and a blower 60 are positioned, for example, a lower side thereof is opened.
  • the wind box 500 is provided in plurality, and arranged in such a way that the plurality of wind boxes 500 are arranged in series from at least a position corresponding to the ignition path 20 to the light distribution unit in the moving path of the trolley 30.
  • a pipe is connected to each of the plurality of wind boxes 500, and the pipe is connected to the dust collector 60 and the blower 60.
  • the wind box 500 has a cylindrical shape in which a direction facing the truck 30 and a direction in which the pipe is connected are opened.
  • the opening in the direction in which the vehicle 30 is oceanic is referred to as one side opening
  • the opening in the direction connecting with the pipe is referred to as the other side opening.
  • one opening of the wind box 500 may be an upper opening
  • the other opening may be a lower opening. At this time, one opening of the wind box 500 (that is, the upper opening) becomes the suction passage.
  • a plurality of wind boxes 500 are arranged from the position of the ignition furnace to the light distribution unit, and the wind box 500 is gradually moved from the ignition furnace 20 toward the sintering process progressing direction or the light distribution unit direction. It is configured to reduce the area of the suction passage. That is, a plurality of wind boxes are arranged side by side so that the inner diameter of one side opening becomes smaller toward the end point of sintering. At this time, the other opening (lower opening) of the wind box 500 through which gas and dust are discharged may have the same inner diameter.
  • the suction passages of one of the plurality of wind boxes arranged in the sintering section that is, the areas of one side opening are all different, and the area of the one side opening decreases toward the end point of sintering. do.
  • the spacing between the plurality of bogies becomes smaller toward the end point of sintering.
  • the inclination increases as the outer circumferential surface of the wind box 500 extending in the direction from the one side opening toward the other side toward the end point of the sintering.
  • a plurality of wind boxes 500 are arranged from the position of the ignition furnace 20 to the light distribution unit, and the inner diameter of one side opening is reduced toward the light distribution unit from the ignition furnace 20 toward the light distribution unit. . That is, a wind box 500 having a smaller inner diameter of one side opening is provided toward the light distribution part or closer to the light distribution part.
  • the inner diameter W1 of one side opening increases from the light distribution part toward the ignition furnace 20. That is, a wind box 500 having a larger inner diameter W1 of one side opening is provided toward the light distribution unit rotor ignition furnace 20 or closer to the ignition furnace 20.
  • the inner diameter (W2) of the other side opening of the plurality of wind boxes 500 are all the same.
  • the plurality of wind boxes 500 are arranged in this way, it is possible to adjust the flow rate of the outside air flows into the trolley. That is, when the outside air flows into each of the plurality of trucks, the inflow flow rate of the outside air increases toward the light distribution part. In other words, the flow rate of the outside air flowing into the trolley from the light distribution part toward the ignition furnace 20 decreases.
  • the upper opening inner diameter W1 of the wind box 500 is adjusted, but the suction passage area may be adjusted in the wind box 500.
  • the plurality of wind boxes 500 according to the modified example have the same inner diameters of the upper opening and the lower opening, but the area W3 communicating between the upper opening and the lower opening in the plurality of wind boxes 500. Adjust to become narrower toward this light distribution part.
  • the suction passage in the windbox according to the second embodiment is the open area of the shutter.
  • a shutter 800 for controlling communication between the upper opening and the lower opening is installed in each of the plurality of wind boxes 500, and adjusts the degree of opening and closing of the shutter 800 inside each wind box 500. Thereby, it can adjust so that opening area W3 may become narrow toward the light distribution part direction.
  • interval between a plurality of wind boxes is all the same, and also the inclination of the outer peripheral surface toward one opening from one side opening is also the same.
  • the number of windboxes may be less than that of the first embodiment.
  • the area of the suction passage of the wind box 500 decreases from the ignition furnace 20 toward the sintering process progress direction or the light distribution direction.
  • the present invention is not limited thereto, and the area of the suction passage decreases toward the end point of the sintering, but some wind boxes may have the same suction passage.
  • the area W1 of the suction passage of the windbox 500 disposed corresponding to the middle is smaller and correspondingly disposed in the middle portion.
  • the area W1 of the suction passage of the wind box 500 corresponding to the latter half is smaller.
  • the present invention is not limited thereto, and the area W1 of the suction passage may be small only in a portion of the sintering section.
  • the suction passage area W1 decreases as the plurality of windboxes 500 move from the ignition furnace 20 to the end point of sintering only in the first half section, and the plurality of windboxes 500 corresponding to the middle and second half portions are suctioned.
  • the area W1 of the passage is the same, it may be configured to be smaller than the suction passage of the first half.
  • the flow rate of the outside air flows into the trolley from the first half, the middle half, and the second half increases by adjusting the opening area of the plurality of wind boxes 500. That is, the inflow flow rate of air in the first half where the reaction of the upper layer (L1) mainly proceeds is lower than the middle portion, and the inflow flow rate of air in the middle half where the reaction of the middle layer (L2) mainly proceeds is lower than the second half.
  • the time for which the heat is stagnated in the upper layer portion L1 is increased, and thus, at a high temperature for the sintering reaction.
  • the reaction holding time of the is increased. Accordingly, since the upper layer portion L1 is sintered for sufficient heat and reaction time, the sintered ore production rate in the upper layer portion L1 can be improved, and the production rate of the entire raw material layer is improved.
  • the time that the heat generated by the combustion of the flame and the binder stagnates in the second half can be shortened compared to the conventional one, thereby suppressing the problem of overfiring in the lower layer L3. Or can be prevented.
  • the inner diameter W1 of one side opening decreases toward the light distribution unit direction, or one side toward the ignition furnace direction. Increase the inner diameter W1 of the opening.
  • the sintering reaction time in the upper layer portion L1 is increased compared to the conventional art, and the sintering reaction temperature and the sintering reaction time in the lower layer portion W3 decrease. Therefore, it is possible to suppress or reduce the unreacted sintered bundle generation at the upper layer portion L1 and the generation of underfired sintered ore at the lower layer portion L3. As a result, sintered ore having a uniform quality can be obtained regardless of the upper layer portion L1, the middle layer portion L2 and the lower layer portion L3 or the entire raw material layer.
  • the reflective member 300 is installed in front of the ignition furnace 20 or inside the ignition furnace, and transmits radiant energy generated from the upper layer part L1 to the upper layer part again. That is, the reflective member 300 additionally supplies a heat source to the upper layer portion L1 by utilizing the radiant energy generated in the upper layer portion L1.
  • the reflective member 300 may be made of a material, for example, a metal, capable of reflecting radiant energy to supply the upper layer part L1.
  • the shape having an opening so that the outside air can flow into the bogie located below the reflective member 300 It consists of.
  • One or more openings may be in the form of a mesh formed spaced apart from each other.
  • the reflective member 300 is formed to extend in the balance movement direction. When the reflective member 300 is installed in front of the ignition furnace 20, one end of the reflective member 300 is formed in the ignition furnace 20. Located in the front, extending from the one end in the moving direction of the truck 30, the other end is the other end.
  • sintering position As the trolley
  • the other end of the reflective member 300 is extended so as to be located at the sintering section point when the sintering position is located at a distance of any one of 80 mm to 120 mm downward from the upper surface of the raw material layer.
  • h 1 and 120 mm spaced apart points are defined as h 2 and 80 mm spaced downward from the upper surface of the raw material layer.
  • the sintering position is h 1
  • the position in the sintering section is X 1
  • the position in the sintering section is X2.
  • the reflective member 300 is extended so that the other end thereof is located at the minimum X 1 point, and is formed to extend at the maximum X 2 point (see FIG. 7).
  • the reflective member 300 extends from the rear of the ignition furnace 20 to any one of X 1 to X 2 in the sintering section. This is to allow an additional heat source supply to the upper layer part L1 of the moving truck by the reflective member 300.
  • the temperature of the upper layer part L1 rises by such a heat source supply by a reflecting member.
  • the upper layer portion L1 is sintered for a sufficient heat and reaction time, thereby improving the sintered ore production rate at the upper layer portion L1.
  • a sintered raw material for preparing a sintered ore that is, a top light and a blended raw material is prepared.
  • the top light is a sintered ore with a small particle size of 2 to 3 mm among the already prepared sintered ore, and is not used for blast furnace operation, but is used as the top light at the time of processing of the next charge raw material.
  • the upper light facilitates the flow of the gas in the trolley 30 in the raw material processing process, and serves to protect the trolley made of iron material when the iron ore raw material is melted.
  • the blended raw material includes a secondary raw material including a binder containing lime (C), limestone or quicklime such as Fe-containing iron ore, powdered coke and anthracite.
  • the prepared upper light is transferred to the first hopper 14 and stored, and the blended raw material is stored in the storage bin 11 and then assembled in an assembly form in the granulator 12 and charged into the second hopper 15 for storage. do.
  • the upper light and the assembly are sequentially passed through the first hopper 14 and the second hopper 15 while passing through the lower side of the first hopper 14 and the second hopper 15. Charges.
  • the one truck 30 passes through the lower side of the first hopper 14, and the upper light is charged into the inside, and the upper light is charged.
  • the assembled vehicle 30 is charged by passing the lower side of the 2nd hopper 15.
  • bogie 30 moves from the left side to the right direction, charging to the desired height of a sintering raw material is completed from the right side to the left side of the trolley 30.
  • the charged cart 30 is moved to pass through the lower side of the ignition furnace 20, at which time, a spark is ignited from the ignition furnace 20 is ignited on the upper surface (or surface layer portion) of the raw material layer.
  • the trolley 30 in which the flame is ignited moves in the direction in which the plurality of wind boxes 50 are arranged or in the direction in which the light distribution unit is located.
  • the outside air is supplied into the trolley 30 and sucked by the suction force of the wind box 50.
  • the flame gradually moves downward due to the movement of the trolley 30, whereby the sintering reaction proceeds from the upper side to the lower side of the raw material layer, thereby producing a sintered ore.
  • each of the plurality of trolleys 30 moves in the direction in which the light distribution unit is located from the upper side of the wind box 500 under the ignition furnace 20, and the position of the combustion zone in each of the trolleys 30 is from the upper layer L1 to the lower layer L3. Go to).
  • the plurality of wind box 500 is installed or configured so that the open area becomes narrower toward the light distribution part or the open area becomes wider toward the direction in which the ignition furnace 20 is located. . That is, as in the first embodiment shown in FIG. 2, the wind box 500 having a smaller area W1 of the upper opening toward the light distribution part is disposed, or a plurality of wind boxes as shown in FIG. 3.
  • the opening area (W3) of the shutter 800 becomes narrower toward the light distribution part.
  • the flow rate of the outside air flowing into the trolley 30 increases in the first half and the second half of the sintering section.
  • the time at which heat is stagnated in the upper layer portion L1 is increased, so that the reaction holding time at a high temperature for the sintering reaction is increased. Accordingly, since the upper layer portion L1 is sintered for sufficient heat and reaction time, the sintered ore production rate in the upper layer portion L1 can be improved, and the production rate of the entire raw material layer is improved.
  • the trolley 30 in which the flame is ignited in the ignition furnace 20 passes through the lower side of the reflective member 300 provided in front of the ignition furnace 20.
  • the radiant energy generated by the flame complexed from the ignition furnace 20 to the upper portion is reflected while passing through the lower side of the reflective member and is transferred back to the upper portion, an additional heat source is supplied to the upper layer.
  • the temperature of the upper layer portion L1 is increased, and the upper layer portion L1 is sintered for sufficient heat and reaction time, thereby improving the sintered ore production rate at the upper layer portion L1.
  • the present invention by controlling the flow rate of the air through the plurality of wind box 500, and by additionally supplying the heat source to the upper layer using the reflective member 300, the unreacted sintered balm in the upper layer and undersized in the lower layer The generation of sintered ore can be suppressed or reduced. As a result, sintered ore having a uniform quality can be obtained regardless of the upper layer portion L1, the middle layer portion L2 and the lower layer portion L3 or the entire raw material layer.
  • FIG. 8 is a view illustrating main parts of a sintering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • 9 is a view for explaining charging of a sintering raw material and charging of a heat source in the sintering apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • 10 is a view for explaining the installation of the ventilation bar and the lance on the basis of the truck. It is a figure for demonstrating the position of the lance tip from which a heat source is ejected.
  • 12 is a view showing the structure of a lance according to a second embodiment of the present invention. It is a figure explaining the sintered raw material loaded in the trolley
  • a hopper in which a sintering raw material is stored and a sintering raw material are charged, and a plurality of trolleys 30 sequentially moving in the sintering process progress direction extend in the process progress direction.
  • the ignition furnace 20 is installed on the conveyor 40, one side of the hopper 13 for transporting a plurality of trolley 30, the upper side of the conveyor 40, injecting a flame to the sintered raw material charged into the trolley 20
  • the rear side of the ignition furnace is installed on the path in which a plurality of trucks are transported from the lower side of the conveyor 40, and the plurality of wind boxes 50 and the trucks 30 that suck or suck the inside of the trucks are referred to.
  • a lance 110 for supplying a heat source into the upper layer of the sintered raw material layer (hereinafter, referred to as a raw material layer) placed in the bogie.
  • a lance 110 for supplying a heat source into the upper layer of the sintered raw material layer (hereinafter, referred to as a raw material layer) placed in the bogie.
  • a lance 110 for supplying a heat source into the upper layer of the sintered raw material layer (hereinafter, referred to as a raw material layer) placed in the bogie.
  • the pressurizing portion 300 to press the upper portion of the raw material layer is compacted.
  • the sintering apparatus includes a storage bin 11 in which various raw materials (that is, sintered raw materials) for manufacturing a sintered ore are mixed, a granulator 12 that mixes a plurality of sintered raw materials, and adds water to granulate granules, and a bogie ( A dust collector for collecting dust in the exhaust gas discharged through the light distribution unit in which the sintered ore is distributed from the light emitting unit 100, the blower 70 connected to the plurality of wind boxes 50, and the outside air is sucked into the trolley, and the wind box 50 ( 60).
  • various raw materials that is, sintered raw materials
  • a granulator 12 that mixes a plurality of sintered raw materials, and adds water to granulate granules
  • a bogie A dust collector for collecting dust in the exhaust gas discharged through the light distribution unit in which the sintered ore is distributed from the light emitting unit 100, the blower 70 connected to the plurality of wind boxes 50, and the outside air is sucked into the
  • the raw material layer has a lower layer portion L3 and a lower layer portion L3 extending from a lower surface contacting the bottom portion of the trolley 30 to a predetermined height upward. It can be divided into the middle layer part L2 to a fixed height from the upper side, and the upper layer part L1 from the middle layer part L2 to the uppermost surface. More specifically, the upper layer portion L1 means a depth of 100 mm from the top surface of the raw material layer to the lower side, and the lower region of the upper layer portion L1 is the middle layer portion L2 and the lower portion of the middle layer portion L2 is the lower layer portion L3. )to be.
  • the venting bar 200 is inserted into or removed from the lower side of the second hopper 15 that charges the blended raw material into the trolley 30 moving downward of the second hopper 15 in the moving path of the trolley 30. It is provided so that it can ensure the air permeability of the raw material layer in the trolley
  • the ventilation bar 200 has a bar shape extending in the moving direction of the trolley 30, and as illustrated in FIG. 10, a plurality of ventilation bars 200 are provided, and the trolley 30 intersects with the moving direction of the trolley 30. It is installed to be listed in the width direction and the height direction. That is, the plurality of vent bars 200 are spaced apart from each other in the width direction of the trolley 30, and the plurality of vent bars 200 arranged in the width direction may be installed in multiple stages or in multiple layers.
  • the upper layer portion L1 means the uppermost surface of the raw material layer and the uppermost surface from the uppermost surface to a point below a predetermined distance, for example, 100 mm lower.
  • the term “inside the upper layer portion L1” to which the heat source is added or supplied means an area except the uppermost surface of the raw material layer, that is, the uppermost surface of the upper layer portion L1, of the upper layer portion L1.
  • the heat source supplied into the upper layer part L1 of the raw material layer is a raw material containing carbon (C), for example, solid state of at least one of anthracite coal and powdered coke, and is preferably fine powder having small particles.
  • C carbon
  • the heat source supply unit 120 is an upper layer portion L1 of the raw material layer, as well as a heat source, in addition to the subsidiary materials included in the blended raw material, the sublayers such as raw materials including quicklime and quicklime are further added to the upper layer portion L1. Supply.
  • the carrier gas is supplied together to the lance 110.
  • the raw material storage unit 120, 130, 140 according to the second embodiment includes a heat source storage unit 130, gas storage unit 120 and the sub-material storage unit 140, each through a separate pipe It is connected to the lance 110.
  • the lance 110 supplies at least one of a heat source and a subsidiary material to the upper layer portion L1 of the raw material layer.
  • the lance 110 is formed to extend in the moving direction of the trolley 30, the heat source and the sub-material is moved to the inside is ejected or discharged to the outside through the open tip.
  • the lance 110 supplies a gas at the same time in order to smoothly supply the heat source or the heat source.
  • the lance 110 includes an inner tube 111, which is a moving passage of a heat source or a subsidiary material, and an inner tube 111 is inserted therein, and a gas, for example, air, which assists the movement of the heat source or a subsidiary material. and an exterior 112 which is a moving passage of air or inert gas.
  • the lance 110 is in the form of a double tube in which the inner tube 111 is inserted into the outer tube 112, a heat source or an auxiliary raw material is ejected to the tip of the inner tube 111, and gas is ejected to the tip of the outer tube 112.
  • the lance 110 has a double tube structure including an inner tube 111 which is a moving passage of a heat source or a subsidiary material and an outer side 112 which is a moving passage of a gas.
  • the lance 110 is not limited to this, and may be in the form of a single tube instead of a double tube. That is, the lance 110 is composed of a single tube, through which the heat source or subsidiary materials and gas can be ejected together.
  • a plurality of lances 110 are provided and arranged in a direction crossing or perpendicular to the moving direction of the trolley as shown in FIG. 10 and spaced apart from each other.
  • the plurality of lances 110 may be spaced apart at equal or irregular intervals.
  • the lance 110 is provided to correspond to the upper layer portion L1 at a position in the height direction of the raw material layer. That is, when 100% of the sintered raw material is loaded at the target height to be charged in the trolley 30 (charging is completed), the upper layer portion (up to 100 mm deep from the top surface of the raw material layer (the layer on which the sintered raw material is loaded) is lowered, for example). L1), the lance 110 is provided at a position below the top surface of the raw material layer within a point 100 mm away from the top surface.
  • the heat source is to be ejected to be located in the upper layer (L1) in a state where the sintered raw material is 100% charged to the height to be charged.
  • bogie 30 moves from the left side to the right direction in the sintering process progress direction FIG. 8, for example, When looking in the left-right direction of each trolley
  • the heat source is supplied to the upper layer part L1 at the point where charging is completed, and the heat source is not supplied to the point where charging is not completed.
  • the compounding material of the upper layer portion L1 is reacted at a sufficient reaction temperature, thereby improving the reactivity of the upper layer portion L1, and thus the upper layer portion ( The occurrence of unreacted sintered ore in L1) can be minimized or prevented.
  • the upper layer portion to which the heat source or subsidiary material is added ( The charging density of L1) is improved, thereby increasing the time for the high temperature heat to stay in the upper layer portion L1, thereby improving the reactivity of the upper layer portion L1.
  • the lance 110 according to the second embodiment is blown or added to the upper layer portion of the fine powder heat source or sub-material, but the heat source or sub-material of the fine powder is not added onto the uppermost surface of the raw material layer, but in the upper layer portion L1, A heat source or side feed is added from the top surface to the bottom. That is, the heat source or the subsidiary material of the fine powder is added so as not to be exposed to the outside of the raw material layer. Therefore, it is possible to minimize or prevent the generation of dust by the additional heat source or secondary raw material of the fine powder, thereby minimizing or preventing this environmental pollution problem.
  • Figure 15 is a graph showing the productivity according to the heat source addition depth.
  • the sintered raw material is prepared, under the same conditions.
  • the blended raw material includes a binder of 3.8 wt% based on the total blended raw material.
  • the heat source was added to a position spaced 150 mm downward from the uppermost surface of the raw material layer.
  • a heat source was added to a position spaced 50 mm downward from the uppermost surface of the raw material layer, and 100 mm spaced downward from the uppermost surface of the raw material layer. Heat source was added to the location.
  • the intensity (Tumbler indux) of the sintered ore decreases as the depth of the heat source addition increases.
  • productivity is improved in the case of the second and third experimental examples (first and second embodiments) in which the heat source is added, compared to the first experimental example (the first comparative example) in which the heat source is not added. Able to know.
  • the productivity was lower than that of the first comparative example in which the heat source was not added. You can see the loss.
  • the heat source is added to the lower side of the uppermost surface of the raw material layer, but the heat source is preferably added up to a maximum of 100 mm from below the surface layer of the raw material layer. .
  • the maximum position to which a heat source is added does not become the point which exceeds 100 mm below the surface layer of a raw material layer.
  • a sintered raw material for preparing a sintered ore that is, a top light and a blended raw material is prepared.
  • the top light is a sintered ore with a small particle size of 2 to 3 mm among the already prepared sintered ore, and is not used for blast furnace operation, but is used as the top light at the time of processing of the next charge raw material.
  • the upper light facilitates the flow of the gas in the trolley 30 in the raw material processing process, and serves to protect the trolley made of iron material when the iron ore raw material is melted.
  • the blended raw material includes a secondary raw material including a binder containing lime (C), limestone or quicklime such as Fe-containing iron ore, powdered coke and anthracite.
  • the prepared upper light is transferred to the first hopper 14 and stored, and the blended raw material is stored in the storage bin 11 and then assembled in an assembly form in the granulator 12 and charged into the second hopper 15 for storage. do.
  • each of the plurality of trolleys 30 is sequentially moved from the lower side of the first hopper 14 to the lower side of the ignition furnace 20, and the upper light and the assembly are assembled to the trolley 30. Charge water and heat source sequentially.
  • the one truck 30 passes through the lower side of the first hopper 14, and the upper light is charged into the inside, and the upper light is charged.
  • the assembled vehicle 30 is charged by passing the lower side of the 2nd hopper 15.
  • bogie 30 moves from the left side to the right direction, charging to the desired height of a sintering raw material is completed from the right side to the left side of the trolley 30.
  • the lance 110 is located in the height corresponding to an upper layer part among the lower regions of the uppermost surface of a raw material layer, and the tip of the lance 110 is charged. Since it is located ahead of a predetermined distance from the point where it is completed or the charging completion point, a heat source is additionally supplied or added to the inside of the upper layer part L1 in the material layer in which charging is completed.
  • the lance 110 may be used to further add not only a heat source, but also a material containing an auxiliary material, such as CaO, as necessary.
  • the trolley 30 to which the heat source is additionally added to the upper layer part L1 is pressed by the operation of the pressing part 300 while passing through the lower part of the pressing part 300, and thus the charging density of the upper layer part L1 to which the heat source is added. Is improved. Since the trolley which passed the pressurizing part 300 passes through the lower side of the ignition furnace 20, the flame sprayed from the ignition furnace 20 is ignited on the raw material layer surface layer (top surface). The trolley 30 in which the flame is ignited moves in the direction in which the plurality of wind boxes 50 are arranged or in the direction in which the light distribution unit is located. The outside air is supplied into the trolley 30 by the suction force of the wind box 50 and is sucked. .
  • the flame gradually moves downward due to the movement of the trolley 30, whereby the sintering reaction proceeds from the upper side to the lower side of the raw material layer, thereby producing a sintered ore.
  • the trolley 30 reaches the windbox 50 position at the rear end, that is, the light distribution unit, when the flame reaches the bottom of the trolley or the bottom layer of the raw material layer, the flame is extinguished and sintering is completed.
  • the trolley 30 arriving at the end of 50) distributes the manufactured sintered ore, and the distributed sintered ore is cooled in a cooler.
  • the sintered ore thus produced is used as a raw material in the steelmaking process in the blast furnace.
  • the sintering reaction is performed from the upper side to the lower side of the raw material layer, that is, from the upper layer portion L1 to the lower layer portion L3.
  • the trolley 30 in which the flame is ignited passes the wind box 50, the flame or heat moves downward, and the sintered layer of the raw material layer is formed by air at room temperature introduced from outside after the flame ignition.
  • the temperature is lowered rapidly cooling.
  • the upper layer part L1 lacks heat and reaction time for the sintering reaction, and thus, unreacted sintered ore (that is, sintered ore in which iron ore is insufficient in reaction) is generated in the upper layer part L1, thereby decreasing the sintered ore production rate (or sintered ore). Increase in recovery) decreases.
  • the temperature of the upper layer portion L1 is increased by the added heat source, and the degree of temperature drop and the rate of temperature drop by air sucked from the outside are lowered.
  • the temperature in the upper layer portion L1 is higher than in the prior art, and the reaction time is increased compared with the conventional one, so that the upper layer portion L1 is sintered for a sufficient heat and reaction time, thereby increasing the sintered ore production rate in the upper layer portion L1.
  • the fine powder heat source is supplied to the upper layer part L1 from the lower side of the upper surface of a raw material layer using the lance 110 which concerns on 2nd Example.
  • the heat source or subsidiary material of the fine powder is supplied so as not to be exposed to the outside of the raw material layer, it is possible to minimize or prevent the generation of dust by the heat source or subsidiary material of the fine powder, thereby minimizing or preventing the environmental pollution problem. have.
  • the sintering apparatus and the sintered ore manufacturing method using the same it is possible to suppress or reduce the generation of unreacted sintered bundle in the upper layer and the generation of undersintered sintered ore in the lower layer.
  • a sintered ore having a uniform quality can be obtained regardless of the upper layer, the middle layer, and the lower layer or for the entire raw material layer.
  • the temperature in the upper layer is higher than in the prior art, and the reaction time is increased in comparison with the conventional, so that the upper layer is sintered for sufficient heat and reaction time. For this reason, the sintered ore production rate in an upper layer part can be improved.

Abstract

본 발명에 따른 소결 장치는 소결원료의 장입이 가능하며, 소결 공정 진행 방향으로 이동 가능한 대차, 대차가 소결 공정 진행 방향으로 이동하는 경로 상에서, 상기 대차 내 장입된 원료층으로 화염을 분사하도록 설치된 점화로, 점화로의 하측에 설치되며, 상기 점화로로부터 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적이 작아지도록 나열 설치된 복수의 윈드 박스를 포함한다. 따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 복수의 윈드 박스를 통한 공기의 유속을 조절하고, 반사 부재를 이용하여 상층부로 열원을 추가 공급함으로써, 상층부에서의 미반응 소결괄 방생 및 하층부에서의 과소성 소결광 발생을 억제 또는 줄일 수 있다. 그리고 이로 인해 상층부, 중층부 및 하층부에 관계없이 또는 원료층 전체에 대해 균일한 품질의 소결광을 얻을 수 있다.

Description

소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법
본 발명은 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소결광 생산율을 향상시키고, 균일한 품질의 소결광을 제조할 수 있는 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 관한 것이다.
고로의 제선 공정에서 원료로 사용되는 소결광은 철광석과 열원인 석탄(또는 코크스)을 혼합한 후 상기 석탄을 연소시키고, 그 연소열로 철광석을 소결시킴으로써 생산된다.
소결광을 제조하는 방법을 간략히 설명하면, 먼저 상부광 호퍼에 저장된 상부광과 써지 호퍼에 저장된 배합원료가 대차 상에 투입되어 운송되고, 이동 중인 대차는 점화로 하부를 통과한다. 이때 점화로로부터 분사되는 화염(즉, 불꽃)이 대차 내에 수용된 소결 원료의 상부 즉, 표층에 착화된다. 점화로를 통과한 대차는 컨베이어에 의해 공정 진행 방향으로 이송되며, 이때 대차가 공정 진행 방향으로 나열 배치된 복수의 윈드 박스의 상측을 통과하게 된다. 윈드 박스의 상측을 통과하는 대차에는 하측 방향으로 흡인력이 발생되며, 흡입된 대차 외부의 공기에 의하여 착화된 화염이 하측 방향으로 이동된다. 이때, 착화된 화염과 외부로부터 유입된 공기가 반응하여 연소 반응이 일어나며, 화염 주위의 원료층의 온도가 1300 내지 1400℃로 상승한다. 그리고, 온도의 상승과 함께 철광석과 부원료의 반응에 의해 저융점 화합물이 형성되어 국부적으로 융액이 생성되며, 이것이 다시 냉각되는 과정에서 고화되면서 소결광이 제조된다. 그리고 대차가 공정 진행 종료 지점에 위치한 윈드 박스에 도착할 때, 화염이 대차의 바닥에 이르게 되며, 이때 소결이 완료되며, 복수의 대차에 대해 상기한 조업이 연속적으로 이루어진다.
한편, 상술한 바와 같이 화염이 착화된 대차가 윈드 박스를 지나감에 따라, 화염 또는 열이 하측으로 이동하는데, 화염 착화 이후 외부로부터 유입되는 상온의 공기에 의해 원료층의 소결층이 급격히 냉각되어 온도가 낮아지는 문제가 있다. 이에 따라, 원료층의 상측 영역인 상층부는 소결 반응을 위한 열량 및 반응 시간이 부족하여, 상층부에서 미반응 소결광(즉, 철광석이 반응이 부족한 소결광)이 발생되며, 이로 인해 소결광 생산율이 감소하는 또는 소결광 회수율의 증가하는 문제가 있다.
또한, 상층부의 화염에 의한 열은 대차의 이동에 따라 점차 하부로 이동되는데, 이에 따라 하부로 갈수록 온도가 상승하는 열 축적 현상이 발생된다. 이에, 원료층의 하층부에서는 과소성된 소결광 발생량이 증가된다. 그리고, 상술한 바와 같은 원료층의 온도 구배 발생에 의해, 상층부에는 미소성 소결광이 발생되고, 하층부에는 과소성 소결광이 발생되어, 일 대차 내에서 소결광의 품질 편차가 발생되는 문제가 있다.
상층부에서의 미소성 소결광 발생 문제를 해결하기 위하여, 대차의 이동 속도를 감소시키거나, 블로어의 동작을 조절하여 부압을 감소시킴으로써, 상층부의 반응 시간 증대를 유도하는 방법이 있다. 그러나, 반응 시간이 증가하는 만큼, 소결 생산성(T/D/m2)이 감소하는 문제가 있다.
원료층 상층부의 냉각으로 인한 문제를 해결하기 위하여, 원료층의 최상측 표면에 추가로 열원을 첨가하여, 반응온도를 상승시키거나, 최상측 표면에 융액 생성량 증가에 따른 소결광 강도 향상을 위하여 CaO와 같은 부원료를 첨가하는 방법이 제안되었다. 그런데 이러한 방법의 경우 원료층의 최상측 표면에 미분인 열원 또는 부원료가 첨가됨에 따라, 상기 열원 또는 부원료가 비산되어 분진이 발생되고, 이로 인해 환경적인 측면에서 문제가 발생되고 있다.
이에, 분진 발생을 줄이기 위하여, 미분의 열원에 수분을 혼합하여 원료층의 최상측 표면으로 공급하였으나, 수분에 의해 소결광의 품질이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 소결광 생산율을 향상시키고, 균일한 품질의 소결광을 제조할 수 있는 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 상층부의 미소성 소결광 및 하층부의 과소성 소결광 발생을 억제할 수 있는 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 대차 내 배합원료의 표층부에서의 반응 온도 상승 및 반응 시간을 증가시킬 수 있는 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 소결 장치는 소결원료의 장입이 가능하며, 소결 공정 진행 방향으로 이동 가능한 대차; 상기 대차가 소결 공정 진행 방향으로 이동하는 경로 상에서, 상기 대차 내 장입된 원료층으로 화염을 분사하도록 설치된 점화로; 상기 점화로의 하측에 설치되며, 상기 점화로로부터 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적이 작아지도록 나열 설치된 복수의 윈드 박스;를 포함한다.
상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고, 상기 점화로로부터 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드 박스가 나열 설치되는데 있어서, 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 일측 개구의 내경이 작은 윈드 박스를 설치한다.
상기 복수의 윈드 박스의 타측 개구는 동일한 내경을 가지도록 형성되어, 상기 소결 공정 종료 지점으로 갈수록, 상기 윈드 박스의 폭 방향 중심을 기준으로 상기 일측 개구로부터 타측 개구로 이어지는 경사가 증가한다.
상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고, 상기 복수의 윈드 박스 내부에는 일측 개구와 타측 개구 사이의 연통을 제어하는 셔터가 마련되며, 상기 점화로로부터 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드 박스가 나열 설치되는데 있어서, 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 셔터의 개방 면적을 감소시킨다.
상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라고 할 때, 상기 소결구간 전체에서 상기 복수의 윈드 박스가 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로의 면적이 작아지도록 나열 설치된다.
상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라 하고, 이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때, 상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적에 비해, 상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적이 작고, 상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적에 비해, 상기 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적이 작다.
상기 전반부에 대응 배치된 복수의 윈드박스는 상호 흡입통로가 상호 동일하고, 상기 중반부에 대응 배치된 복수의 윈드박스는 상호 흡입통로가 상호 동일하며, 상기 후반부에 대응 배치된 복수의 윈드박스는 상호 흡입통로가 상호 동일하다.
상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라고 하고, 이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때, 상기 소결구간 중 일부의 구간에서 복수의 윈드 박스가 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로의 면적이 작아지도록 나열 설치되며, 상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적이 중반부 및 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로 면적에 비해 크다.
상기 대차의 이동 경로 상에서 상기 점화로의 전방 또는 상기 점화로의 내부에 설치되어, 상기 원료층으로부터 발생된 복사 에너지를 반사시켜 상기 원료층 방향으로 다시 전달하고, 개구를 가지는 반사 부재를 포함한다.
상기 반사 부재가 점화로의 전방에 설치되는 경우, 상기 반사 부재의 일단이 상기 점화로의 전방에 위치하고, 상기 일단으로부터 소결 공정 진행 방향으로 연장 형성되며, 상기 소결 공정 진행 방향으로 연장 형성된 상기 반사 부재의 타단의 위치는, 상기 복수의 윈드박스가 나열 설치된 소결구간 중, 이동하면서 소결 반응이 점차 하측으로 이동하고 있는 대차 내 소결 반응 위치가 상기 원료층의 표면으로부터 80mm 내지 120mm 중 어느 하나의 하측 지점일 때의 소결 지점에 위치한다.
본 발명에 따른 소결 장치는 각각이 소결원료의 장입이 가능하며, 소결 공정 진행 방향으로 이동 가능한 복수의 대차; 상기 대차로 소결원료를 장입하도록 설치된 호퍼; 상기 대차의 공정 진행 방향을 기준으로, 상기 호퍼의 전방에 위치하여, 상기 대차 내에 장입된 소결원료의 원료층에 화염을 분사하도록 설치된 점화로; 상기 대차 내에 장입되는 소결원료의 원료층을 최상측 표면으로부터 상층부, 중층부 및 하층부로 구분할 때, 상기 점화로의 후방에서 상기 원료층의 상층부 내부로 열원을 공급하도록 설치된 랜스;를 포함한다.
상기 랜스는 상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 열원이 배출되는 선단이 점화로의 후방에서, 소결원료의 장입이 완료되는 지점 또는 소결원료의 장입이 완료되는 지점의 전방에 위치하도록 설치된다.
상기 랜스의 선단이 상기 호퍼와 상기 점화로 사이에 위치한다.
상기 호퍼와 상기 점화로 사이에 위치하여, 상기 열원이 추가 첨가된 원료층을 가압하는 가압부를 포함하고, 상기 랜스의 선단이 상기 호퍼와 상기 가압부 사이에 위치한다.
상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 점화로의 후방에서 상기 원료층의 중층부 및 하층부와 대응하는 위치에 설치되어, 상기 대차 내로 삽탈 가능한 통기바를 포함한다.
상기 랜스는 상기 통기바의 상측에 위치하며, 상기 랜스의 선단은 상기 통기바의 선단과 점화로 사이에 위치한다.
본 발명에 따른 소결광 제조 방법은 소결 공정 진행 방향으로 이동중인 대차로 소결원료를 장입시키는 과정; 상기 소결원료가 장입된 대차를 점화로 하측으로 통과시켜, 상기 소결원료가 적재된 원료층 상에 화염을 착화시키는 과정; 및 상기 화염이 착화된 대차를 상기 점화로 하측에서 소결 공정 종료 지점까지 나열 설치된 복수의 윈드 박스 상측으로 이동시켜 상기 소결 공정 종료 지점으로 갈수록 외부 공기가 상기 대차로 유입되는 속도를 증가시키면서, 소결 반응을 진행하는 과정;을 포함한다.
상기 소결 공정 종료 지점으로 갈수록 외부 공기가 상기 대차로 유입되는 속도를 증가시키는데 있어서, 상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절한다.
상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 이동 경로 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고, 상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절하는데 있어서, 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 상기 일측 개구의 내경이 작은 윈드 박스를 설치한다.
상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 이동 경로 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고,
상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절하는데 있어서, 상기 복수의 윈드 박스 내부에는 일측 개구와 타측 개구 사이의 연통을 제어하는 셔터가 마련되며, 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 셔터의 개방 면적을 감소시킨다.
상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라고 할 때, 상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절하는데 있어서, 상기 소결구간 전체에서 상기 복수의 윈드 박스가 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드 박스의 배치를 조절한다.
상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라 하고, 이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때, 상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속이 비해 상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속에 비해 작고, 상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속이 상기 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속에 비해 작다.
상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라 하고, 이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때, 상기 대차가 상기 소결구간 중 일부의 구간에서 소결 종료 지점으로 갈수록 외부 공기가 흡입되는 유속이 증가하도록 하며, 상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측으로 이동하는 대차로 외부공기가 유입되는 유속이 상기 중반부 및 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측으로 이동하는 대차로 외부공기가 유입되는 유속에 비해 작다.
상기 점화로로부터 화염이 착화된 대차 내 원료층으로부터 발생된 복사 열원 에너지를 반사시켜 상기 원료층으로 다시 전달하는 과정을 포함한다.
공정 진행 방향으로 이동중인 대차로 소결원료를 장입시키는 과정; 상기 소결원료가 적재된 원료층을 최상측 표면으로부터 상층부, 중층부 및 하층부로 구분할 때, 목표 높이로 상기 소결원료의 장입이 완료되면, 상기 소결원료가 적재된 원료층 중 상기 상층부 내부에 열원을 첨가하는 과정; 및 상기 상층부에 열원이 첨가된 대차 내 원료층 표층에 화염을 착화시키고, 상기 대차를 소결 공정 진행 방향으로 이동시켜 소결광을 제조하는 과정;을 포함한다.
상기 대차에 상기 소결원료가 장입되는데 있어서, 상기 대차의 이동 방향에 따라 상기 대차 내 일측에서부터 타측 방향으로 상기 소결원료가 장입되어, 일측에서부터 타측 방향으로 원하는 높이로 소결원료의 장입이 완료되며, 상기 원료층의 상층부 내부에 열원을 첨가하는데 있어서, 상기 소결원료의 장입이 완료되는 상기 대차의 일측에서부터 타측 방향으로 상기 상층부 내부에 상기 열원이 순차적으로 첨가된다.
상기 열원을 첨가하는데 있어서, 상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장된 랜스를 이용하여, 점화로의 후방에서 상기 열원을 분출한다.
상기 열원을 첨가하는데 있어서, 상기 소결원료를 상기 대차로 장입시키는 호퍼와 상기 점화로 사이에서 상기 열원을 분출한다.
상기 상층부 내로 상기 열원이 첨가된 상기 대차는 상기 호퍼와 점화로 사이에 위치된 가압부 하측을 통과하면서, 상기 가압부에 의해 원료층이 가압된 후 상기 점화로 하측을 통과한다.
상기 대차로 소결원료를 장입시키기 전에, 상기 대차 내로 상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장된 통기바를 배치시키고,
상기 통기바는 상기 대차 내에서 상기 원료층의 중층부 및 하층부 증 적어도 어느 하나의 위치에 대응 위치된다.
상기 상층부로 열원을 첨가하는데 있어서, 부원료를 함께 첨가한다.
상기 열원은 복수의 입자로 이루어진 파우더(powder)를 포함한다.
상기 열원을 첨가하는데 있어서, 상기 열원의 이동을 돕도록 가스를 함께 첨가하며, 상기 가스는 에어(air) 또는 불활성 가스 중 어느 하나를 포함한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 복수의 윈드 박스를 통한 공기의 유속을 조절하고, 반사 부재를 이용하여 상층부로 열원을 추가 공급함으로써, 상층부에서의 미반응 소결괄 방생 및 하층부에서의 과소성 소결광 발생을 억제 또는 줄일 수 있다. 그리고 이로 인해 상층부, 중층부 및 하층부에 관계없이 또는 원료층 전체에 대해 균일한 품질의 소결광을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에 의하면, 원료층의 상층부 내부에 열원을 추가로 첨가함으로써, 첨가된 열원만큼 상층부의 온도가 상승되어, 외부로부터 흡입되는 공기에 의한 온도 하락 정도 및 속도를 낮출 수 있다. 따라서, 상층부에서의 온도가 종래에 비해 높고, 반응 시간이 종래에 비해 증가되어, 충분한 열 및 반응 시간 동안 상층부가 소결 반응한다. 이로 인해 상층부에서의 소결광 생산율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 열원을 상층부에 첨가하는데 있어서, 제 2 실시예에 따른 랜스를 이용하여 원료층 최상측 표면의 하측에서 상층부로 미분의 열원을 공급한다. 이에, 미분의 열원 또는 부원료가 원료층 외부로 노출되지 않도록 공급됨에 따라, 미분의 열원 또는 부원료에 의한 분진 발생을 최소화 또는 방지할 수 있다. 이에 따른 환경 오염 문제를 최소화 또는 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결 장치의 요부를 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복수의 윈드 박스를 설명하기 위한 도면
도 3은 제 1 실시예의 변형예에 따른 복수의 윈드 박스를 설명하기 위한 도면
도 4는 대차 내의 원료층을 설명하기 위한 도면
도 5는 유속에 따른 소결 반응 온도의 경향을 나타낸 그래프
도 6은 종래 및 제 1 실시예에 따른 소결 장치에서 반응 시간에 따른 온도를 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사 부재의 설치 위치를 설명하는 도면
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 장치의 요부를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 장치에서, 소결원료의 장입 및 열원의 장입을 설명하는 도면
도 10은 대차를 기준으로, 통기바 및 랜스의 설치를 설명하기 위한 도면
도 11은 열원이 분출되는 랜스 선단의 위치를 설명하기 위한 도면
도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 랜스의 구조를 나타내는 도면
도 13은 대차 내 장입된 소결원료 및 추가로 장입된 열원을 설명하는 도면
도 14는 소결광 강도를 나타낸 그래프
도 15는 열원 첨가 깊이에 따른 생산성을 나타낸 그래프
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결 장치의 요부를 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 복수의 윈드 박스를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 제 1 실시예의 변형예에 따른 복수의 윈드 박스를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 대차 내의 원료층을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 유속에 따른 소결 반응 온도의 경향을 나타낸 그래프이다. 도 6은 종래 및 제 1 실시예에 따른 소결 장치에서 반응 시간에 따른 온도를 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반사 부재의 설치 위치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결 장치는 소결원료가 저장된 호퍼, 소결원료가 장입되며, 소결 공정 진행 방향으로 순차 이동하는 복수의 대차(30), 공정 진행 방향으로 연장 설치되어, 복수의 대차(30)를 이송시키는 컨베이어(40), 호퍼(13)의 일측에서 컨베이어(40)의 상측에 설치되어, 대차(30)에 장입된 소결원료에 화염을 분사하는 점화로(20), 컨베이어(40)의 하측에서 복수의 대차(30)가 이송되는 경로 상에 나열 설치되어, 대차(30) 내부를 흡인 또는 흡입하는 복수의 윈드 박스(50), 대차(30)의 이동 방향을 기준으로 점화로(20)의 전방에 위치되거나, 점화로(20) 내부에 설치된 반사 부재(300), 대차(100)로부터 소결광이 배광되는 배광부, 복수의 윈드 박스(500)와 연결되어 외부 공기가 대차(30) 내로 흡인되도록 하는 블로어(70)를 포함한다.
또한, 소결 장치는 소결광 제조를 위한 각종 원료(즉, 소결원료)가 각기 저장된 저장빈(11), 윈드 박스(50)를 통해 배출되는 배가스 내 더스트를 집진하는 집진기(60)를 포함한다.
대차(30)에 장입되는 소결원료는, 대차(30)로 처음 장입되는 원료인 상부광, 상부광의 상측으로 장입되는 배합원료를 포함한다. 배합원료는 Fe를 함유한 철광석, 분코크스 및 무연탄 등의 탄소(C)를 함유하는 결합재, 석회석 또는 생석회를 포함하는 부원료를 포함한다. 또한, 배합원료는 탄소 또는 철원과 탄소를 모두 포함하는 부산물 및 염기도 조절을 위한 원료를 더 포함할 수 있다.
저장빈(11)은 상술한 배합원료의 구성 원료 즉, 철광석, 결합재, 부산물, 부원료, 염기도 조절 원료 등 각각을 저장하고, 상기 원료들이 조립기(12)로 이동되어 혼합 및 조립된다. 물론 배합원료를 혼합기와 이를 혼합하는 조립기가 별도로 구비될 수 있다.
호퍼(13)는 상부광이 저장되는 제 1 호퍼(14)와, 배합원료를 조립한 조립물이 저장된 제 2 호퍼(15)를 포함한다. 이러한 제 1 및 제 2 호퍼(14, 15)는 대차(30) 상측에서 상기 대차(30)의 이동 경로를 기준으로 점화로(20)의 후방에 위치하도록 설치된다.
제 2 호퍼(15)는 대차(30)의 이동 경로에 대해 제 1 호퍼(14)의 전방에 위치되어, 대차(30)로 배합원료 즉, 조립물을 장입한다. 제 2 호퍼(15)는 대차(30)의 폭방향으로는 소결원료를 입도 편석없이 고르게 장입하고, 대차(30)의 깊이 방향(즉, 상하 방향)으로는 소결원료를 하부에서 상부로 갈수록 입도가 작아지도록 입도 편석시켜 장입한다.
점화로(20)는 제 2 호퍼(15)의 전방에 위치되어, 소결원료가 대차(30)에 장입되어 형성된 원료층의 표층에 화염을 공급하여 착화시킨다.
대차(30)는 소결원료 즉, 상부광과 배합원료가 장입되어 원료층을 형성하기 위한 공간을 제공하기 위한 것으로, 내부 공간을 가지며, 호퍼(13), 점화로(20)가 위치된 상측이 개방된 형상이다. 이러한, 대차(30)에는 통기바(미도시)의 적어도 일부가 원료층으로 삽탈 가능하도록 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, 대차(30) 내에 소결원료의 장입이 완료되었을 때, 원료층은 대차(30) 내 바닥부와 접하는 하측 표면으로부터 상측으로 일정 높이까지의 하층부(L3), 하층부(L3)로부터 상측으로 일정 높이까지의 중층부(L2), 중층부(L2)로부터 최상측 표면까지의 상층부(L1)로 나눌 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상층부(L1)는 원료층의 최상측의 표면으로부터 하측으로 80mm 내지 120mm 하측 지점, 바람직하게는 100mm 깊이까지를 의미하며, 상층부(L1)의 하측 영역이 중층부(L2), 중층부(L2) 하측이 하층부(L3)이다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예 및 변형예에 따른 윈드 박스에 대해 설명한다.
이때, 설명의 편의를 위하여, 대차의 이동 경로 중, 복수의 윈드 박스가 나열 설치된 구간을 소결구간이라 명명한다. 그리고 대차는 점화로(20)로부터 배광부 방향으로 이동함에 따라 하측 방향으로 소결 반응이 진행되는데, 이를 다른 말로 하면, 상층부(L1), 중층부(L2), 하층부(L3) 순으로 소결이 진행된다. 이에, 이하에서는 원료층의 상층부(L1)의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간의 초반 구간을 전반부, 중층부(L2)의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결 구간을 중반부, 하층부(L3)의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결 구간을 후반부라 명명한다. 즉, 소결 구간은 점화로(20)로부터 배광부 방향으로 전반부, 중반부, 후반부로 나누어진다.
복수의 윈드 박스(500)는 외부 공기를 대차(30) 내로 흡입하여, 대차(30)의 이동에 따라 착화된 화염 또는 이로 인한 열을 하측으로 이동시킨다. 이러한 복수의 윈드 박스(500)는 점화로(200)와 배광부 사이의 구간에 나열 배치된다.
윈드 박스(500)는 대차(30)의 하부와 대응되는 상측 및 블로어(60)가 위치된 방향 예컨대 하측이 개방되며, 내부 공간을 가지는 통 형상이다. 이러한 윈드 박스(500)는 복수개로 마련되며, 대차(30)의 이동 경로 중, 적어도 점화로(20)와 대응하는 위치에서부터 배광부까지 복수의 윈드 박스(500)가 연속으로 나열되도록 배치된다. 그리고 복수의 윈드 박스(500) 각각에는 배관이 연결되며, 상기 배관이 집진기(60) 및 블로어(60)와 연결된다.
상술한 바와 같이 윈드 박스(500)는 대차(30)와 대향하는 방향과, 배관과 연결되는 방향이 개구된 통 형상이다. 이하에서는 윈드 박스(500)에서 대차(30)와 대양하는 방향의 개구를 일측 개구, 배관과 연결되는 방향의 개구를 타측 개구라 명명한다. 보다 구체적인 예로 윈드 박스(500)의 일측 개구는 상측 개구, 타측 개구는 하측 개구일 수 있다. 이때, 윈드 박스(500)의 일측 개구(즉, 상측 개구)가 흡입통로가 된다.
본 발명의 제 1 실시예에서는 점화로의 위치로부터 배광부까지 복수의 윈드 박스(500)가 나열 설치되는데 있어서, 점화로(20)로부터 소결 공정 진행 방향 또는 배광부 방향으로 갈수록 윈드 박스(500)의 흡입통로의 면적이 작아지도록 구성한다. 즉, 소결 종료 지점으로 갈수록 일측 개구의 내경이 작아지도록 복수의 윈드 박스를 나열 설치한다. 이때, 가스 및 더스트가 배출되는 윈드 박스(500)의 타측 개구(하측 개구)는 동일한 내경을 가지도록 한다.
제 1 실시예에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 소결구간에 배치된 복수의 윈드 박스의 흡입통로 즉 일측 개구의 면적을 모두 다르게 하고, 소결 종료 지점으로 갈수록 일측 개구의 면적이 작아지도록 한다. 이에, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 대차 간의 간격이 소결 종료 지점으로 갈수록 작아진다. 그리고, 윈드박스(500)의 일측 개구로부터 타측 개구 방향으로 연장되는 방향의 외주면이 소결 종료 지점으로 갈수록 경사가 증가한다.
이렇게 제 1 실시예에서는 점화로(20)의 위치로부터 배광부까지 복수의 윈드 박스(500)가 나열 설치되는데 있어서, 점화로(20)로부터 배광부 방향으로 갈수록 일측 개구의 내경이 작아지도록 구성한다. 즉, 배광부 방향으로 갈수록 또는 배광부와 인접할수록 일측 개구의 내경이 작은 윈드 박스(500)를 설치한다. 이를 다른 말로 설명하면, 복수의 윈드 박스(500)가 나열 설치되는데 있어서, 배광부로부터 점화로(20) 방향으로 갈수록 일측 개구의 내경(W1)이 커지도록 한다. 즉, 배광부로터 점화로(20) 방향으로 갈수록 또는 점화로(20)와 인접할수록 일측 개구의 내경(W1)이 큰 윈드 박스(500)를 설치한다. 이때, 복수의 윈드 박스(500)의 타측 개구의 내경(W2)은 모두 동일하다.
이렇게 복수의 윈드 박스(500)를 배치 구성하면, 외부의 공기가 대차 내로 유입되는 유속의 조절이 가능하다. 즉, 외부의 공기가 복수의 대차 내 각각으로 유입되는데 있어서, 배광부 방향으로 갈수록 외부 공기의 유입 유속이 증가한다. 다른 말로 하면, 배광부로부터 점화로(20) 방향으로 외부의 공기가 대차로 유입되는 유속이 감소한다.
상술한 제 1 실시예에서는 윈드 박스(500)의 상측 개구 내경(W1)을 조절하였으나, 윈드 박스(500) 내부에서 흡입통로 면적을 조절할 수 있다.
즉, 변형예에 따른 복수의 윈드 박스(500)는 상측 개구 및 하측 개구의 내경이 모두 동일하나, 복수의 윈드 박스(500) 내부에서 상측 개구와 하측 개구 사이를 연통하는 개구의 면적(W3)이 배광부로 갈수록 좁아지도록 조절한다. 이때, 제2 실시예에 따른 윈드박스에서의 흡입통로는 셔터의 개방 면적이 된다.
이를 위해, 복수의 윈드 박스(500) 각각의 내부에 상측 개구와 하측 개구 사이의 연통을 제어하는 셔터(800)가 설치되며, 각 윈드 박스(500) 내부의 셔터(800)의 개폐 정도를 조절함으로써, 배광부 방향으로 갈수록 개방 면적(W3)이 좁아지도록 조절할 수 있다.
이러한 변형예의 경우, 복수의 윈드 박스 간의 간격이 모두 동일하고, 일측 개구에서 하측 개구로 향하는 외주면의 경사도도 동일하다. 그리고, 변형예의 경우 제 1 실시예에 비해 윈드박스의 갯수를 적게 설치할 수 있다.
상술한 실시예들에서는 점화로(20)로부터 소결 공정 진행 방향 또는 배광부 방향으로 갈수록 윈드 박스(500)의 흡입통로의 면적이 작아지도록 구성하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로의 면적이 작아지도록 하되, 일부의 윈드박스는 동일한 흡입통로를 가지도록 할 수도 있다.
즉, 전반부에 대응 배치된 윈드 박스(500)의 흡입통로의 면적(W1)에 비해, 중반부에 대응 배치된 윈드 박스(500)의 흡입통로의 면적(W1)이 작고, 중반부에 대응 배치된 윈드 박스(500)의 흡입통로의 면적(W1)에 비해, 상기 후반부에 대응 배치된 윈드 박스(500)의 흡입통로의 면적(W1)이 작도록 한다.
또한, 이에 한정되지 않고, 소결구간 중 일부의 구간에서만 흡입통로의 면적(W1)이 작도록 할수도 있다. 예컨대, 전반부 구간에서만 복수의 윈드박스(500)가 점화로(20)로부터 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적(W1)이 감소하고, 중반부 및 후반부에 대응 위치된 복수의 윈드 박스(500)는 흡입통로의 면적(W1)이 동일하면서, 전반부의 흡입통로에 비해 작도록 구성될 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에서는 복수의 윈드 박스(500)의 개구 면적 조절에 의해 전반부에서, 중반부, 후반부로 갈수록 외부 공기가 대차로 유입되는 유속이 증가한다. 즉, 상층부(L1)의 반응이 주로 진행되는 전반부에서 공기의 유입 유속이 중반부에 비해 낮고, 중층부(L2)의 반응이 주로 진행되는 중반부에서 공기의 유입 유속이 후반부에 비해 낮다.
따라서, 복수의 윈드 박스(500)의 일측 개구의 내경(W1)을 모두 동일하게 하는 종래에 비해, 본 발명의 경우 상층부(L1)에서 열이 정체되는 시간이 증가되어, 소결 반응을 위한 고온에서의 반응 유지 시간이 증가된다. 이에, 충분한 열 및 반응 시간 동안 상층부(L1)가 소결 반응하므로, 상층부(L1)에서의 소결광 생산율을 향상시킬 수 있고, 원료층 전체에 대한 생산율이 향상된다.
또한, 소결구간의 후반부에서 공기의 유입 속도를 증가시킴으로써, 화염 및 결합제의 연소에 의해 발생된 열이 후반부에 정체하는 시간을 종래에 비해 줄일 수있어, 하층부(L3)에서 과소성 되는 문제를 억제 또는 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 공기의 유속이 증가함에 따라 평균 반응 온도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 이는 유속을 빠르게 하는 경우, 화염 및 결합재의 연소에 의해 발생된 열이 하부로 빠르게 이동하기 때문에, 일정 온도 이상으로 온도가 상승되지 않고, 빠른 유속에 의해 오히려 냉각 효과가 발생되어 반응 온도가 낮아지는 것으로 판단된다.
한편, 앞에서 설명한 바와 같이, 종래의 경우 하층부(L3)에는 화염 및 결합재의 연소에 의한 열에 의한 과도한 온도 상승에 의해 과소성 되는 문제가 있었다.
그런데, 본 발명과 같이 전반부 및 중반부에 비해 후반부에서의 공기 유속을 증가시킴으로써, 하층부(L3)에서의 과도한 온도 상승을 억제할 수 있고, 이에 따라 과소성이 발생되지 않는 적정 반응 온도를 유지할 수 있다. 이에, 하층부(L3)에서의 과소성 소결광 발생을 억제 또는 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 점화로(20)에서 배광부까지 복수의 윈드 박스(500)를 나열, 설치하는데 있어서, 배광부 방향으로 갈수록 일측 개구의 내경(W1)을 감소 또는 점화로 방향으로 갈수록 일측 개구의 내경(W1)을 증가시킨다.
이에, 종래에 비해 상층부(L1)에서의 소결 반응 시간이 증가되고, 하층부(W3)에서는 소결 반응 온도 및 소결 반응 시간이 감소한다. 따라서, 상층부(L1)에서의 미반응 소결괄 방생 및 하층부(L3)에서의 과소성 소결광 발생을 억제 또는 줄일 수 있다. 그리고 이로 인해 상층부(L1), 중층부(L2) 및 하층부(L3)에 관계없이 또는 원료층 전체에 대해 균일한 품질의 소결광을 얻을 수 있다.
반사 부재(300)는 점화로(20)의 전방 또는 점화로 내부에 설치되며, 상층부(L1)에서 발생하는 복사 에너지를 다시 상층부로 전달한다. 즉, 반사 부재(300)는 상층부(L1)에서 발생한 복사 에너지를 활용하여 상층부(L1)로 열원을 추가 공급한다. 이를 위해, 반사 부재(300)는 복사 에너지를 반사시켜 상층부(L1)로 공급할 수 있는 재료 예컨대 금속으로 이루어질 수 있다.
그리고, 반사 부재(300)가 그리고, 반사 부재(300)가 점화로(20)의 전방에 설치되는 경우, 외부 공기가 반사 부재(300) 하측에 위치된 대차로 유입될 수 있도록 개구를 가지는 형상으로 구성된다. 개구는 하나 또는 복수개가 상호 이격되어 형성된 메쉬(mesh) 형태일 수 있다.
반사 부재(300)는 대차 이동 방향으로 대응하여 연장 형성되는데, 이 반사 부재(300)가 점화로(20)의 전방에 설치되는 경우, 상기 반사 부재(300)의 일단이 점화로(20)의 전방에 위치하고, 일단으로부터 대차(30) 이동 방향으로 연장 형성되는데, 연장 끝단이 타단이다.
대차(30)가 소결 공정 진행 방향으로 이동함에 따라 소결 반응의 일어나는 위치(이하, 소결 위치)가 점차 하측으로 이동된다. 이는 화염이 착화된 대차(30)가 소결 공정 종료 방향으로 이동하면서 윈드 박스(500)에 의한 흡입력에 의해 화염 또는 열이 하측으로 이동하기 때문이다.
반사 부재(300)의 타단은 소결위치가 원료층의 상부 표면으로부터 하측 방향으로 80mm 내지 120mm 중 어느 하나의 이격된 지점에 위치할 때의 소결구간 지점에 위치하도록 연장 설치된다.
예를 들어, 원료층의 상부 표면으로부터 하측 방향으로 80mm 이격된 지점을 h1, 120mm 이격된 지점을 h2라 정의한다. 그리고, 소결 위치가 h1일 때 소결구간에서의 위치는 X1, 소결 위치가 h2일 때 소결구간에서의 위치는 X2이다. 이때, 반사 부재(300)는 그 타단이 최소 X1 지점에 위치하도록 연장 형성되고, 최대 X2 지점에 위치하도록 연장 형성된다(도 7 참조). 다른 말로 하면, 반사 부재(300)는 점화로(20)의 후방에서 소결 구간 중 X1 내지 X2 중 어느 하나의 지점까지 연장 형성된다. 이는 이동 중인 대차의 상층부(L1)에 반사 부재(300)로 인한 추가 열원 공급이 이루어지도록 하기 위함이다.
이러한, 반사 부재에 의한 열원 공급에 의해 상층부(L1)의 온도가 상승한다. 이에, 충분한 열 및 반응 시간동안 상층부(L1)가 소결 반응하며, 이로 인해 상층부(L1)에서의 소결광 생산율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결 장치의 동작을 설명한다. 이때, 공정 진행 방향 또는 복수의 대차(30)가 좌측에서 우측으로 이동하고, 반사 부재(300)가 점화로(20)의 전방에 설치된 것을 예를 들어 설명한다.
먼저, 소결광 제조를 위한 소결원료 즉, 상부광과 배합원료를 준비한다. 여기서, 상부광은 이미 제조된 소결광 중 입도가 2 내지 3mm로 작은 소결광으로서, 고로 조업에 사용되지 않고, 다음 차지의 원료 처리 시에 상부광으로서 사용된다. 상부광은 원료 처리 공정에서 대차(30) 내 가스의 흐름을 원활하게 해주며, 철광석 원료가 용융되었을 때, 철 재료로 되어 있는 대차를 보호하는 역할을 한다. 배합원료는 Fe를 함유한 철광석, 분코크스 및 무연탄 등의 탄소(C)를 함유하는 결합재, 석회석 또는 생석회를 포함하는 부원료를 포함한다. 준비된 상부광은 제 1 호퍼(14)로 이송되어 저장되고, 배합원료는 해당 저장빈(11)에 저장된 후 조립기(12)에서 조립물 형태로 조립된 후 제 2 호퍼(15)로 장입되어 저장된다.
상술한 바와 같이 상부광 및 조립물이 마련되면, 복수의 대차(30) 각각을 제 1 호퍼(14), 제 2 호퍼(15) 하측을 통과하면서 대차(30)에 상부광 및 조립물을 순차로 장입한다.
복수의 대차(30) 중 일 대차(30)에서의 장입에 대해 설명하면, 상기 일 대차(30)는 제 1 호퍼(14)의 하측을 통과함으로써 내부로 상부광이 장입되고, 상부광이 장입된 대차(30)는 제 2 호퍼(15) 하측을 통과함으로써 조립물이 장입된다. 이때, 대차(30)가 좌측에서 우측 방향으로 이동하므로, 대차(30)의 우측에서부터 좌측 방향으로 소결원료가 목적하는 높이로의 장입이 완료된다.
그리고, 장입이 완료된 대차(30)는 점화로(20)의 하측을 통과하도록 이동하며, 이때, 점화로(20)로부터 불꽃이 점화되어 원료층의 상부 표면(또는 표층부)에 착화된다. 화염이 착화된 대차(30)는 복수의 윈드 박스(50)가 나열된 방향 또는 배광부가 위치한 방향으로 이동하는데, 윈드 박스(50)의 흡입력에 의해 외부 공기가 대차(30) 내로 공급되어 흡입된다. 이에 따라 대차(30)의 이동에 의해 화염이 점차 하측으로 이동하고, 이에 원료층의 상측에서부터 하측 방향으로 소결 반응이 진행되어 소결광이 제조된다.
이후, 대차(30)가 최 후단의 윈드 박스(50) 즉, 배광부에 도달하면, 화염이 대차 바닥 또는 원료층의 최하부층에 도달하면, 화염이 소멸되어 소결이 완료되며, 윈드 박스(50)의 끝단에 도착한 대차(30)는 제조된 소결광을 배광하고, 배광된 소결광은 냉각기에서 냉각된다.
이렇게 복수의 대차(30) 각각이 점화로(20) 하측의 윈드 박스(500) 상측에서부터 배광부가 위치한 방향으로 이동하면서, 각 대차(30) 내에서 연소대의 위치가 상층부(L1)에서부터 하층부(L3)로 이동한다. 이때, 실시예들에 따른 소결 장치에 의하면, 배광부 방향으로 갈수록 개방 면적이 좁아지도록 또는 점화로(20)가 위치한 방향으로 갈수록 개방 면적이 넓어지도록 복수의 윈드 박스(500)를 설치 또는 구성하였다. 즉, 도 2에 도시된 제 1 실시예와 같이, 배광부 방향으로 갈수록 상측 개구의 면적(W1)이 작은 윈드 박스(500)를 배치하거나, 도 3에 도시된 변형예와 같이 복수의 윈드 박스(500) 내 설치된 셔터(800)의 개폐 정도를 조절하여 배광부 방향으로 갈수록 셔터(800)의 개방 면적(W3)이 좁아지도록 한다.
이러한 복수의 윈드 박스(500)의 배치 구조에 의해, 소결 구간의 전반부에서, 중반부, 후반부로 갈수록 외부 공기가 대차(30)로 유입되는 유속이 증가한다.
따라서, 종래에 비해 상층부(L1)에서 열이 정체되는 시간이 증가되어, 소결 반응을 위한 고온에서의 반응 유지 시간이 증가된다. 이에, 충분한 열 및 반응 시간 동안 상층부(L1)가 소결 반응하므로, 상층부(L1)에서의 소결광 생산율을 향상시킬 수 있고, 원료층 전체에 대한 생산율이 향상된다.
또한, 소결구간의 후반부에서 공기의 유입 속도가 증가됨으로써, 화염 및 결합제의 연소에 의해 발생된 열이 후반부에 정체하는 시간을 종래에 비해 줄일 수있어, 하층부(L3)에서 과소성 되는 문제를 억제 또는 방지할 수 있다.
그리고, 점화로(20)에서 화염이 착화된 대차(30)는 점화로(20) 전방에 설치된 반사 부재(300) 하측을 통과한다. 이때, 점화로(20)로부터 상층부로 착화된 화염에 의해 발생된 복사 에너지가 반사 부재 하측을 통과하면서 반사되어 다시 상층부로 전달됨에 따라, 상층부에 추가 열원이 공급된다.
이로 인해, 상층부(L1)가 온도가 상승하여, 충분한 열 및 반응 시간 동안 상층부(L1)가 소결 반응하며, 이로 인해 상층부(L1)에서의 소결광 생산율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 복수의 윈드 박스(500)를 통한 공기의 유속을 조절하고, 반사 부재(300)를 이용하여 상층부로 열원을 추가 공급함으로써, 상층부에서의 미반응 소결괄 방생 및 하층부에서의 과소성 소결광 발생을 억제 또는 줄일 수 있다. 그리고 이로 인해 상층부(L1), 중층부(L2) 및 하층부(L3)에 관계없이 또는 원료층 전체에 대해 균일한 품질의 소결광을 얻을 수 있다.
이하, 도 8 내지 13을 참조하여, 제 2 실시예에 따른 소결 장치에 대해 설명한다. 이때 상술한 제 1 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 장치의 요부를 나타낸 도면이다. 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 장치에서, 소결원료의 장입 및 열원의 장입을 설명하는 도면이다. 도 10은 대차를 기준으로, 통기바 및 랜스의 설치를 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 열원이 분출되는 랜스 선단의 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 랜스의 구조를 나타내는 도면이다. 도 13은 대차 내 장입된 소결원료 및 추가로 장입된 열원을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 장치는 소결원료가 저장된 호퍼, 소결원료가 장입되며, 소결 공정 진행 방향으로 순차 이동하는 복수의 대차(30), 공정 진행 방향으로 연장 설치되어, 복수의 대차(30)를 이송시키는 컨베이어(40), 호퍼(13)의 일측에서 컨베이어(40)의 상측에 설치되어, 대차에 장입된 소결원료에 화염을 분사하는 점화로(20), 컨베이어(40)의 하측에서 복수의 대차가 이송되는 경로 상에 나열 설치되어, 대차 내부를 흡인 또는 흡입하는 복수의 윈드 박스(50), 대차(30)의 이동 방향을 기준으로 점화로의 후방에 위치되어 대차에 장입된 소결원료층(이하, 원료층) 중, 상층부 내부로 열원을 공급하는 랜스(110)를 포함하는 열원 공급부(120), 대차(30)의 이동 방향을 기준으로 점화로(20)의 후방에 위치되어 대차(30) 내로 삽탈 가능하여, 대차(30)에 장입된 원료층의 상층부(L1)의 하측 영역에 통기를 위한 통기 공극을 형성시키는 통기바(200), 호퍼(13)와 점화로(20) 사이에 위치하여, 대차(30) 내 원료층의 상부를 가압하여 다지는 가압부(300)를 포함한다.
또한, 소결 장치는 소결광 제조를 위한 각종 원료(즉, 소결원료)가 각기 저장된 저장빈(11), 복수의 소결 원료를 혼합하고, 수분을 첨가하여 의사 입자화 조립하는 조립기(12), 대차(100)로부터 소결광이 배광되는 배광부, 복수의 윈드 박스(50)와 연결되어 외부 공기가 대차 내로 흡인되도록 하는 블로어(70), 윈드 박스(50)를 통해 배출되는 배가스 내 더스트를 집진하는 집진기(60)를 포함한다.
도 13을 참조하면, 대차(30) 내에 소결원료의 장입이 완료되었을 때, 원료층은 대차(30) 내 바닥부와 접하는 하측 표면으로부터 상측으로 일정 높이까지의 하층부(L3), 하층부(L3)로부터 상측으로 일정 높이까지의 중층부(L2), 중층부(L2)로부터 최상측 표면까지의 상층부(L1)로 나눌 수 있다. 보다 구체적인 예로, 상층부(L1)는 원료층의 최상측의 표면으로부터 하측으로 100mm 깊이까지를 의미하며, 상층부(L1)의 하측 영역이 중층부(L2), 중층부(L2) 하측이 하층부(L3)이다.
통기바(200)는 대차(30)의 이동 경로 중, 배합원료를 장입하는 제 2 호퍼(15)의 하측에서, 상기 제 2 호퍼(15)의 하측으로 이동하는 대차(30) 내로 삽탈 또는 통과 가능하도록 설치되어, 대차(30) 내 원료층의 통기성을 확보한다. 이러한 통기바(200)는 대차(30)의 이동 방향으로 연장 형성된 바(bar) 형상이며, 도 10에 도시된 바와 같이, 복수개로 마련되어, 대차(30)의 이동 방향과 교차하는 대차(30)의 폭방향 및 높이 방향으로 나열되도록 설치된다. 즉, 복수의 통기바(200)는 대차(30)의 폭 방향으로 나열되어 이격 설치되며, 폭 방향으로 나열된 복수의 통기바(200)가 다단 또는 복수층으로 설치될 수 있다.
상층부(L1)는 상술한 바와 같이, 원료층의 최상측 표면과, 상기 최상측 표면으로부터 소정 거리 하측 예컨대 100mm 하측 지점까지를 의미한다. 여기서, 열원이 첨가 또는 공급되는 "상층부(L1) 내부"라 함은 상층부(L1) 중 상기 원료층의 최상측 표면 즉, 상층부(L1)의 최상측 표면을 제외한 영역을 의미한다.
원료층의 상층부(L1) 내부로 공급되는 열원은 탄소(C)가 포함된 원료 예컨대, 무연탄 및 분코크스 중 적어도 어느 하나의 고체상이며, 입자가 작은 미분인 것이 바람직하다.
제 2 실시예에 따른 열원 공급부(120)는 원료층의 상층부(L1)로 열원뿐만 아니라, 배합원료에 포함된 부원료 외에, 상층부(L1)로 생석회, 생석회를 포함 원료 등의 부원료를 추가로 더 공급한다.
그리고 열원 또는 부원료 공급을 원활하게 하기 위하여, 랜스(110)로 캐리어 가스를 함께 공급한다. 이에, 제 2 실시예에 따른 원료 저장부(120, 130, 140)는 열원 저장부(130), 가스 저장부(120) 및 부원료 저장부(140)를 포함하며, 각각이 별도의 배관을 통해 랜스(110)와 연결된다.
랜스(110)는 원료층의 상층부(L1)로 열원 및 부원료 중 적어도 하나를 공급한다. 이러한 랜스(110)는 대차(30)의 이동 방향으로 연장 형성되며, 내부로 열원 및 부원료가 이동하여 개구된 선단을 통해 외부로 분출 또는 배출된다.
제 2 실시예에 따른 랜스(110)는 열원 또는 열원의 공급을 원활하게 하기 위하여, 가스를 동시에 공급한다. 이를 위해, 랜스(110)는 도 12에 도시된 바와 같이, 열원 또는 부원료의 이동 통로인 내관(111), 내부에 내관(111)이 삽입 설치되며, 열원 또는 부원료의 이동을 돕는 가스 예컨대, 에어(air) 또는 불활성 가스의 이동 통로인 외관(112)을 포함한다. 즉, 랜스(110)는 외관(112) 내부에 내관(111)이 삽입된 이중관 형태이며, 내관(111)의 선단으로는 열원 또는 부원료가, 외관(112)의 선단으로는 가스가 분출된다.
상기에서는 랜스(110)가 열원 또는 부원료의 이동 통로인 내관(111)과, 가스의 이동 통로인 외관(112)을 포함하는 이중관 구조인 것을 설명하였다. 하지만 랜스(110)는 이에 한정되지 않고, 이중관이 아닌 단일관 형태일 수 있다. 즉, 랜스(110)는 하나의 관으로 이루어지며, 상기 관을 통해 열원 또는 부원료와 가스가 함께 분출되도록 할 수 있다.
그리고, 랜스(110)는 복수개로 마련되어, 도 10에 도시된 바와 같이 대차의 이동 방향과 교차 또는 직교하는 방향으로 나열, 이격 배치된다. 이때, 복수의 랜스(110)는 등간격 또는 불규칙한 간격으로 이격 배치될 수 있다.
랜스(110)는 원료층의 높이 방향의 위치에서, 상층부(L1)에 대응 위치하도록 설치된다. 즉, 대차(30) 내에 장입하고자 하는 목표 높이로 소결원료가 100% 장입되었을 때(장입 완료), 원료층(소결원료가 적재된 층)의 최상측 표면으로부터 하측으로 100mm 깊이까지를 예컨대 상층부(L1)라고 하면, 랜스(110)는 원료층 최상측 표면의 하측에서, 상기 최상측 표면으로부터 하측으로 100mm 이격된 지점 이내의 위치에 설치된다.
또한, 열원은 소결원료가 장입하고자 하는 높이로 100% 장입된 상태에서, 상층부(L1) 내에 위치하도록 분출되어야 한다. 그리고, 대차(30)는 소결 공정 진행 방향 도 8을 예로 들면 좌측에서 우측 방향으로 이동하며, 각 대차(30)의 좌우 방향에서 보면, 우측에서부터 좌측 방향으로 원료가 쌓인다. 즉, 대차(30)의 우측부터 좌측으로 점차 100%에 가까워지도록 쌓인다. 이를 다른 말로 하면, 대차(30)의 우측에서부터 좌측 방향으로 순차적으로 장입이 완료된다. 이에, 열원이 분출되는 랜스(110) 선단이 도 11에 도시된 바와 같이, 제 2 호퍼(15) 하측으로 이동 중인 대차에 있어서, 원료층이 100% 쌓이는 또는 장입이 완료되는 지점 또는 장입 완료 지점으로부터 소정 위치 전방 앞에 위치하며, 점화로(20)의 후방에 위치하도록 설치된다. 보다 바람직하게 랜스(110)는 통기바(200)의 선단과 점화로(20) 사이 또는 통기바(200)의 선단과 가압부(300) 사이에 위치하도록 설치된다.
따라서, 열원은 도 11에 도시된 바와 같이, 장입이 완료된 지점에서의 상층부(L1)에 열원이 공급되고, 장입이 완료되지 않은 지점에는 열원이 공급되지 않는다.
이렇게, 본 발명에서는 원료층의 상층부(L1) 내부에 열원이 추가로 첨가됨으로써, 상층부(L1)의 배합원료가 충분한 반응 온도에서 반응되고, 이에 상층부(L1)의 반응성이 향상되며, 따라서 상층부(L1)에서의 미반응 소결광이 발생되는 것을 최소화 또는 방지할 수 있다.
그리고 랜스(110)의 선단이 통기바(200)의 선단과 점화로(20) 사이 또는 통기바(200)의 선단과 가압부(300) 사이에 위치함에 따라, 열원 또는 부원료가 첨가된 상층부(L1)의 장입 밀도가 향상되며, 이에 따라 상층부(L1)에 고온의 열이 체류하는 시간이 증대되어, 상층부(L1)의 반응성이 보다 향상되는 효과가 있다.
제 2 실시예에 따른 랜스(110)에 의해 미분의 열원 또는 부원료가 상층부로 취입 또는 첨가되는데, 미분의 열원 또는 부원료가 원료층의 최상측 표면 상으로 첨가되는 것이 아니라, 상층부(L1) 중, 최상측 표면으로부터 하측으로 열원 또는 부원료가 첨가된다. 즉, 미분의 열원 또는 부원료가 원료층 외부로 노출되지 않도록 첨가된다. 따라서, 추가로 첨가되는 미분의 열원 또는 부원료에 의한 분진 발생을 최소화 또는 방지할 수 있어, 이로 이한 환경 오염 문제를 최소화 또는 방지할 수 있다.
또한, 추가로 첨가되는 열원 또는 부원료에 분진 발생 방지를 위한 수분을 첨가할 필요가 없어 공정이 단순해지고, 수분에 의한 소결광 품질 저하 발생을 방지할 수 있다.
한편, 종래에는 열원 또는 부원료를 추가로 첨가하기 위하여, 원료층의 최상측 표면으로 첨가하는 방법을 취했는데, 이와 같은 방법의 경우 미분의 열원 또는 부원료로부터 분진이 발생되는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위하여 미분의 열원 또는 부원료에 수분을 첨가하였으나, 수분은 결과적으로 소결광의 품질을 저하시키는 요인이 된다.
이하, 도 14 및 도 15를 참조하여, 열원 첨가 깊이에 따른 생산성 및 강도 변화를 설명한다.
도 14는 소결광 강도를 나타낸 그래프이고, 도 15는 열원 첨가 깊이에 따른 생산성을 나타낸 그래프이다.
실험을 위하여, 소결원료를 준비하는데, 동일한 조건으로 준비한다. 이때, 배합원료는 상기 배합원료 전체에 대해 3.8 wt%의 결합재를 포함한다.
그리고 상부광 및 배합원료로 제조된 조립물을 대차로 장입시켜 소결광을 제조하는데 있어서, 제 1 실험예(제 1 비교예)는 원료층의 상층부에 열원을 첨가하지 않았고(열원 첨가 깊이= 0mm), 제 4 실험예(제 2 비교예)는 원료층의 최상측 표면으로부터 하측으로 150mm 이격된 위치까지 열원을 첨가하였다. 또한, 제 2 및 제 3 실험예(제 1 및 제 2 실시예)는 원료층의 최상측 표면으로부터 하측으로 50mm 이격된 위치까지 열원을 첨가하였고, 원료층의 최상측 표면으로부터 하측으로 100mm 이격된 위치까지 열원을 첨가하였다.
도 14를 참조하면, 열원 첨가 깊이 증가 따라 소결광의 강도(Tumbler indux)가 낮아지는 것을 알 수 있다.
도 15를 참조하면, 열원을 첨가하지 않은 제 1 실험예(제 1 비교예)에 비해 열원을 첨가한 제 2 및 제 3 실험예(제 1 및 제 2 실시예)의 경우 생산성이 향상되는 것을 알 수 있다. 그런데, 열원을 원료층 최상측 표면으로부터 하측으로 100mm 지점을 초과하는 150mm 지점까지 첨가한 제 4 실험예(제 2 비교예)의 경우, 오히려 열원을 첨가하지 않은 제 1 비교예에 비해 생산성이 낮아지는 것을 알 수 있다. 이는 100mm 지점을 초과하는 위치까지 열원을 첨가하는 경우, 열원이 상층부를 넘어 중층부까지 첨가된 것으로, 너무 두꺼운 두께 즉, 많은 양의 열원이 첨가됨에 따라, 중층부에서 열원과 반응하는 결합재의 양이 증가되고, 이에 따라 이후 하층부에서 반응될 잔여 결합재가 감소되어, 하층부에서는 소결 반응이 진행되기 위한 충분한 반응 온도가 유지되지 않기 때문이다.
따라서, 도 14 및 도 15의 실험결과를 통해, 원료층의 최상측 표면의 하측에 열원을 첨가하되, 원료층의 표층 직하로부터 하측으로 최대 100mm 지점까지 열원이 첨가되는 것이 바람직함을 알 수 있다. 다른 말로 하면, 열원이 첨가되는 최대 위치가 원료층의 표층으로부터 하측으로 100mm를 초과하는 지점이 되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이하, 도 8 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 장치의 동작을 설명한다. 이때, 공정 진행 방향 또는 복수의 대차가 좌측에서 우측으로 이동하는 것을 예를 들어 설명한다.
먼저, 소결광 제조를 위한 소결원료 즉, 상부광과 배합원료를 준비한다. 여기서, 상부광은 이미 제조된 소결광 중 입도가 2 내지 3mm로 작은 소결광으로서, 고로 조업에 사용되지 않고, 다음 차지의 원료 처리 시에 상부광으로서 사용된다. 상부광은 원료 처리 공정에서 대차(30) 내 가스의 흐름을 원활하게 해주며, 철광석 원료가 용융되었을 때, 철 재료로 되어 있는 대차를 보호하는 역할을 한다. 배합원료는 Fe를 함유한 철광석, 분코크스 및 무연탄 등의 탄소(C)를 함유하는 결합재, 석회석 또는 생석회를 포함하는 부원료를 포함한다. 준비된 상부광은 제 1 호퍼(14)로 이송되어 저장되고, 배합원료는 해당 저장빈(11)에 저장된 후 조립기(12)에서 조립물 형태로 조립된 후 제 2 호퍼(15)로 장입되어 저장된다.
상술한 바와 같이 상부광 및 조립물이 마련되면, 복수의 대차(30) 각각을 제 1 호퍼(14)의 하측에서부터 점화로(20) 하측으로 순차 이동시켜, 대차(30)에 상부광, 조립물, 열원을 순차로 장입한다.
복수의 대차(30) 중 일 대차(30)에서의 장입에 대해 설명하면, 상기 일 대차(30)는 제 1 호퍼(14)의 하측을 통과함으로써 내부로 상부광이 장입되고, 상부광이 장입된 대차(30)는 제 2 호퍼(15) 하측을 통과함으로써 조립물이 장입된다. 이때, 대차(30)가 좌측에서 우측 방향으로 이동하므로, 대차(30)의 우측에서부터 좌측 방향으로 소결원료가 목적하는 높이로의 장입이 완료된다.
이때, 제 2 호퍼(15)의 하측을 지나가는 대차(30)에 있어서, 랜스(110)는 원료층의 최상측 표면의 하측 영역 중, 상층부에 대응하는 높이에 위치하고, 랜스(110) 선단이 장입이 완료되는 지점 또는 장입 완료 지점으로부터 소정 거리 전방 앞에 위치하므로, 장입이 완료된 원료층에서 상층부(L1) 내부에 열원이 추가로 공급 또는 첨가된다.
물론 랜스(110)를 이용하여 열원뿐만 아니라, 필요에 따라 부원료 예컨대, CaO를 포함하는 재료를 더 추가할 수 있다.
상층부(L1)에 열원이 추가 첨가된 대차(30)는 가압부(300)의 하부를 지나가면서, 가압부(300) 동작에 의해 가압되며, 이에 따라 열원이 첨가된 상층부(L1)의 장입 밀도가 향상된다. 이후 가압부(300)를 지나간 대차는 점화로(20) 하측을 통과하면서, 점화로(20)로부터 분사된 화염이 원료층 표층(최상층 표면)에 착화된다. 그리고 화염이 착화된 대차(30)는 복수의 윈드 박스(50)가 나열된 방향 또는 배광부가 위치한 방향으로 이동하는데, 윈드 박스(50)의 흡입력에 의해 외부 공기가 대차(30) 내로 공급되어 흡입된다. 이에 따라 대차(30)의 이동에 의해 화염이 점차 하측으로 이동하고, 이에 원료층의 상측에서부터 하측 방향으로 소결 반응이 진행되어 소결광이 제조된다. 이후, 대차(30)가 최 후단의 윈드 박스(50) 위치 즉, 배광부에 도달하면, 화염이 대차 바닥 또는 원료층의 최하부층에 도달하면, 화염이 소멸되어 소결이 완료되며, 윈드 박스(50)의 끝단에 도착한 대차(30)는 제조된 소결광을 배광하고, 배광된 소결광은 냉각기에서 냉각된다.
이렇게 제조된 소결광은 고로에서의 제선 공정 시의 원료로 사용된다.
상술한 바와 같이, 화염이 착화된 대차(30)가 윈드 박스(50)의 연장 방향으로 이동함에 따라, 원료층의 상측에서부터 하측 방향 즉, 상층부(L1)로부터 하층부(L3) 방향으로 소결 반응이 진행된다.
그런데, 종래에는 화염이 착화된 대차(30)가 윈드 박스(50)를 지나감에 따라, 화염 또는 열이 하측으로 이동하는데, 화염 착화 이후 외부로부터 유입되는 상온의 공기에 의해 원료층의 소결층이 급격히 냉각되어 온도가 낮아지는 문제가 있다. 이에 따라 상층부(L1)는 소결 반응을 위한 열량 및 반응 시간이 부족하여, 상층부(L1)에서 미반응 소결광(즉, 철광석이 반응이 부족한 소결광)이 발생되며, 이로 인해 소결광 생산율이 감소(또는 소결광 회수율의 증가)이 감소한다.
하지만, 본 발명에서는 원료층의 상층부(L1) 내부에 열원을 추가로 첨가함으로써, 첨가된 열원만큼 상층부(L1)의 온도가 높아지며, 외부로부터 흡입되는 공기에 의한 온도 하락 정도 및 온도 하락 속도를 낮출 수 있다. 따라서, 상층부(L1)에서의 온도가 종래에 비해 높고, 반응 시간이 종래에 비해 증가되어, 충분한 열 및 반응 시간동안 상층부(L1)가 소결 반응하며, 이로 인해 상층부(L1)에서의 소결광 생산율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 열원을 상층부(L1)에 첨가하는데 있어서, 제 2 실시예에 따른 랜스(110)를 이용하여 원료층 최상측 표면의 하측에서 상층부(L1)로 미분의 열원을 공급한다. 이에, 미분의 열원 또는 부원료가 원료층 외부로 노출되지 않도록 공급됨에 따라, 미분의 열원 또는 부원료에 의한 분진 발생을 최소화 또는 방지할 수 있고, 이에 따른 환경 오염 문제를 최소화 또는 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법에 의하면, 상층부에서의 미반응 소결괄 방생 및 하층부에서의 과소성 소결광 발생을 억제 또는 줄일 수 있다. 그리고 이로 인해 상층부, 중층부 및 하층부에 관계없이 또는 원료층 전체에 대해 균일한 품질의 소결광을 얻을 수 있다. 또한, 상층부에서의 온도가 종래에 비해 높고, 반응 시간이 종래에 비해 증가되어, 충분한 열 및 반응 시간 동안 상층부가 소결 반응한다. 이로 인해 상층부에서의 소결광 생산율을 향상시킬 수 있다.

Claims (33)

  1. 소결원료의 장입이 가능하며, 소결 공정 진행 방향으로 이동 가능한 대차;
    상기 대차가 소결 공정 진행 방향으로 이동하는 경로 상에서, 상기 대차 내 장입된 원료층으로 화염을 분사하도록 설치된 점화로;
    상기 점화로의 하측에 설치되며, 상기 점화로로부터 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적이 작아지도록 나열 설치된 복수의 윈드 박스;
    를 포함하는 소결 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고,
    상기 점화로로부터 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드 박스가 나열 설치되는데 있어서,
    상기 소결 종료 지점으로 갈수록 일측 개구의 내경이 작은 윈드 박스를 설치하는 소결 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스의 타측 개구는 동일한 내경을 가지도록 형성되어, 상기 소결 공정 종료 지점으로 갈수록, 상기 윈드 박스의 폭 방향 중심을 기준으로 상기 일측 개구로부터 타측 개구로 이어지는 경사가 증가하는 소결 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고,
    상기 복수의 윈드 박스 내부에는 일측 개구와 타측 개구 사이의 연통을 제어하는 셔터가 마련되며,
    상기 점화로로부터 상기 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드 박스가 나열 설치되는데 있어서,
    상기 소결 종료 지점으로 갈수록 셔터의 개방 면적을 감소시키는 소결 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라고 할 때,
    상기 소결구간 전체에서 상기 복수의 윈드 박스가 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로의 면적이 작아지도록 나열 설치된 소결 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라 하고,
    이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때,
    상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적에 비해, 상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적이 작고,
    상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적에 비해, 상기 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적이 작은 소결 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 전반부에 대응 배치된 복수의 윈드박스는 상호 흡입통로가 상호 동일하고,
    상기 중반부에 대응 배치된 복수의 윈드박스는 상호 흡입통로가 상호 동일하며,
    상기 후반부에 대응 배치된 복수의 윈드박스는 상호 흡입통로가 상호 동일한 소결 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라고 하고,
    이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때,
    상기 소결구간 중 일부의 구간에서 복수의 윈드 박스가 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로의 면적이 작아지도록 나열 설치되며,
    상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로의 면적이 중반부 및 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 흡입통로 면적에 비해 큰 소결 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대차의 이동 경로 상에서 상기 점화로의 전방 또는 상기 점화로의 내부에 설치되어, 상기 원료층으로부터 발생된 복사 에너지를 반사시켜 상기 원료층 방향으로 다시 전달하고, 개구를 가지는 반사 부재를 포함하는 소결 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 반사 부재가 점화로의 전방에 설치되는 경우,
    상기 반사 부재의 일단이 상기 점화로의 전방에 위치하고, 상기 일단으로부터 소결 공정 진행 방향으로 연장 형성되며,
    상기 소결 공정 진행 방향으로 연장 형성된 상기 반사 부재의 타단의 위치는,
    상기 복수의 윈드박스가 나열 설치된 소결구간 중, 이동하면서 소결 반응이 점차 하측으로 이동하고 있는 대차 내 소결 반응 위치가 상기 원료층의 표면으로부터 80mm 내지 120mm 중 어느 하나의 하측 지점일 때의 소결 지점에 위치하는 소결 장치.
  11. 각각이 소결원료의 장입이 가능하며, 소결 공정 진행 방향으로 이동 가능한 복수의 대차;
    상기 대차로 소결원료를 장입하도록 설치된 호퍼;
    상기 대차의 공정 진행 방향을 기준으로, 상기 호퍼의 전방에 위치하여, 상기 대차 내에 장입된 소결원료의 원료층에 화염을 분사하도록 설치된 점화로;
    상기 대차 내에 장입되는 소결원료의 원료층을 최상측 표면으로부터 상층부, 중층부 및 하층부로 구분할 때, 상기 점화로의 후방에서 상기 원료층의 상층부 내부로 열원을 공급하도록 설치된 랜스;
    를 포함하는 소결 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 랜스는 상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 열원이 배출되는 선단이 점화로의 후방에서, 소결원료의 장입이 완료되는 지점 또는 소결원료의 장입이 완료되는 지점의 전방에 위치하도록 설치된 소결 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 랜스의 선단이 상기 호퍼와 상기 점화로 사이에 위치하는 소결 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 호퍼와 상기 점화로 사이에 위치하여, 상기 열원이 추가 첨가된 원료층을 가압하는 가압부를 포함하고,
    상기 랜스의 선단이 상기 호퍼와 상기 가압부 사이에 위치하는 소결 장치.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장 형성되어, 상기 점화로의 후방에서 상기 원료층의 중층부 및 하층부와 대응하는 위치에 설치되어, 상기 대차 내로 삽탈 가능한 통기바를 포함하는 소결 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 랜스는 상기 통기바의 상측에 위치하며,
    상기 랜스의 선단은 상기 통기바의 선단과 점화로 사이에 위치하는 소결 장치.
  17. 소결 공정 진행 방향으로 이동중인 대차로 소결원료를 장입시키는 과정;
    상기 소결원료가 장입된 대차를 점화로 하측으로 통과시켜, 상기 소결원료가 적재된 원료층 상에 화염을 착화시키는 과정; 및
    상기 화염이 착화된 대차를 상기 점화로 하측에서 소결 공정 종료 지점까지 나열 설치된 복수의 윈드 박스 상측으로 이동시켜 상기 소결 공정 종료 지점으로 갈수록 외부 공기가 상기 대차로 유입되는 속도를 증가시키면서, 소결 반응을 진행하는 과정;
    을 포함하는 소결광 제조 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 소결 공정 종료 지점으로 갈수록 외부 공기가 상기 대차로 유입되는 속도를 증가시키는데 있어서,
    상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절하는 소결광 제조 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 이동 경로 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고,
    상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절하는데 있어서,
    상기 소결 종료 지점으로 갈수록 상기 일측 개구의 내경이 작은 윈드 박스를 설치하는 소결광 제조 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스 각각은 내부 공간을 가지는 통 형상이며, 상기 대차의 이동 경로 방향으로 개구된 일측 개구 및 상기 복수의 윈드 박스와 연결된 블로어가 위치한 방향으로 개구된 타측 개구를 포함하고,
    상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절하는데 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스 내부에는 일측 개구와 타측 개구 사이의 연통을 제어하는 셔터가 마련되며,
    상기 소결 종료 지점으로 갈수록 셔터의 개방 면적을 감소시키는 소결광 제조 방법.
  21. 청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 하나에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라고 할 때,
    상기 점화로의 하측에서부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드박스의 배치를 조절하는데 있어서,
    상기 소결구간 전체에서 상기 복수의 윈드 박스가 소결 종료 지점으로 갈수록 흡입통로의 면적이 작아지도록 상기 복수의 윈드 박스의 배치를 조절하는 소결광 제조 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라 하고,
    이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때,
    상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속이 비해 상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속에 비해 작고,
    상기 중반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속이 상기 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측에 대응 배치된 대차 내로 외부 공기가 흡입되는 유속에 비해 작은 소결광 제조 방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 복수의 윈드 박스가 점화로로부터 소결 종료 지점까지를 소결구간이라 하고,
    이동중인 대차 내에서 상기 원료층 중 상부 표면을 포함한 상층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 전반부, 상기 상층부의 하층인 중층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 중반부, 상기 중반부의 하층인 하층부의 소결 반응이 주로 이루어지는 소결구간을 후반부라 할 때,
    상기 대차가 상기 소결구간 중 일부의 구간에서 소결 종료 지점으로 갈수록 외부 공기가 흡입되는 유속이 증가하도록 하며,
    상기 전반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측으로 이동하는 대차로 외부공기가 유입되는 유속이 상기 중반부 및 후반부에 대응 배치된 윈드 박스의 상측으로 이동하는 대차로 외부공기가 유입되는 유속에 비해 작은 소결광 제조 방법.
  24. 청구항 18 내지 청구항 20 중 어느 하나에 있어서,
    상기 점화로로부터 화염이 착화된 대차 내 원료층으로부터 발생된 복사 열원 에너지를 반사시켜 상기 원료층으로 다시 전달하는 과정을 포함하는 소결광 제조 방법.
  25. 공정 진행 방향으로 이동중인 대차로 소결원료를 장입시키는 과정;
    상기 소결원료가 적재된 원료층을 최상측 표면으로부터 상층부, 중층부 및 하층부로 구분할 때, 목표 높이로 상기 소결원료의 장입이 완료되면, 상기 소결원료가 적재된 원료층 중 상기 상층부 내부에 열원을 첨가하는 과정; 및
    상기 상층부에 열원이 첨가된 대차 내 원료층 표층에 화염을 착화시키고, 상기 대차를 소결 공정 진행 방향으로 이동시켜 소결광을 제조하는 과정;
    을 포함하는 소결광 제조 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 대차에 상기 소결원료가 장입되는데 있어서,
    상기 대차의 이동 방향에 따라 상기 대차 내 일측에서부터 타측 방향으로 상기 소결원료가 장입되어, 일측에서부터 타측 방향으로 원하는 높이로 소결원료의 장입이 완료되며,
    상기 원료층의 상층부 내부에 열원을 첨가하는데 있어서,
    상기 소결원료의 장입이 완료되는 상기 대차의 일측에서부터 타측 방향으로 상기 상층부 내부에 상기 열원이 순차적으로 첨가되는 소결광 제조 방법.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 열원을 첨가하는데 있어서,
    상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장된 랜스를 이용하여, 점화로의 후방에서 상기 열원을 분출하는 소결광 제조 방법.
  28. 청구항 26에 있어서,
    상기 열원을 첨가하는데 있어서,
    상기 소결원료를 상기 대차로 장입시키는 호퍼와 상기 점화로 사이에서 상기 열원을 분출하는 소결광 제조 방법.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 상층부 내로 상기 열원이 첨가된 상기 대차는 상기 호퍼와 점화로 사이에 위치된 가압부 하측을 통과하면서, 상기 가압부에 의해 원료층이 가압된 후 상기 점화로 하측을 통과하는 소결광 제조 방법.
  30. 청구항 26에 있어서,
    상기 대차로 소결원료를 장입시키기 전에, 상기 대차 내로 상기 대차의 이동 방향과 대응하는 방향으로 연장된 통기바를 배치시키고,
    상기 통기바는 상기 대차 내에서 상기 원료층의 중층부 및 하층부 증 적어도 어느 하나의 위치에 대응 위치된 소결광 제조 방법.
  31. 청구항 25에 있어서,
    상기 상층부로 열원을 첨가하는데 있어서, 부원료를 함께 첨가하는 소결광 제조 방법.
  32. 청구항 25 내지 청구항 31 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열원은 복수의 입자로 이루어진 파우더(powder)를 포함하는 소결광 제조 방법.
  33. 청구항 25 내지 청구항 31 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열원을 첨가하는데 있어서, 상기 열원의 이동을 돕도록 가스를 함께 첨가하며,
    상기 가스는 에어(air) 또는 불활성 가스 중 어느 하나를 포함하는 소결광 제조 방법.
PCT/KR2016/014732 2016-07-29 2016-12-15 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법 WO2018021634A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680088014.0A CN109564065A (zh) 2016-07-29 2016-12-15 烧结设备和使用该烧结设备制造烧结矿的方法
EP16910655.6A EP3492852A4 (en) 2016-07-29 2016-12-15 SINKING APPARATUS AND PROCESS FOR PRODUCING SINTERED ORE USING THE SAME
JP2019504787A JP2019526029A (ja) 2016-07-29 2016-12-15 焼結装置及びこれを用いた焼結鉱の製造方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160097188A KR101818512B1 (ko) 2016-07-29 2016-07-29 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법
KR10-2016-0097188 2016-07-29
KR10-2016-0099524 2016-08-04
KR1020160099524A KR101862150B1 (ko) 2016-08-04 2016-08-04 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018021634A1 true WO2018021634A1 (ko) 2018-02-01

Family

ID=61016290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/014732 WO2018021634A1 (ko) 2016-07-29 2016-12-15 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3492852A4 (ko)
JP (1) JP2019526029A (ko)
CN (1) CN109564065A (ko)
WO (1) WO2018021634A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018142331A1 (en) * 2017-02-03 2018-08-09 Kashyap Rakesh System and method for maintaining optimum moisture content in granulated mix

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113058481B (zh) * 2021-03-02 2023-08-08 山东骏图磨具有限公司 一种用于智能制造的烧结设备
CN115164580A (zh) * 2022-01-05 2022-10-11 中冶长天国际工程有限责任公司 一种三相复合供热式低碳烧结装置及其方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0931553A (ja) * 1995-07-14 1997-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 焼結鉱の製造方法
JP2002121620A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Kobe Steel Ltd 排ガス循環方式焼結操業方法
KR20040017540A (ko) * 2002-08-22 2004-02-27 주식회사 포스코 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법
KR20160034666A (ko) * 2014-09-22 2016-03-30 주식회사 포스코 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법
KR20160062288A (ko) * 2014-11-24 2016-06-02 주식회사 포스코 소결장치 및 소결방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2410944A (en) * 1943-05-13 1946-11-12 American Smelting Refining System for sintering
US3732062A (en) * 1972-01-20 1973-05-08 J Porteus Method of and apparatus for reducing air pollution in the thermal processing of ores and other materials
JPS61127827A (ja) * 1984-11-27 1986-06-16 Nippon Kokan Kk <Nkk> 焼結法
JP2004125384A (ja) * 2002-08-01 2004-04-22 Toyotomi Co Ltd 反射式石油燃焼機器
JP2010024477A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Kobe Steel Ltd 鉄鉱石ペレットの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0931553A (ja) * 1995-07-14 1997-02-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 焼結鉱の製造方法
JP2002121620A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Kobe Steel Ltd 排ガス循環方式焼結操業方法
KR20040017540A (ko) * 2002-08-22 2004-02-27 주식회사 포스코 소결 원료층 표층부 분코크스 첨가장치 및 방법
KR20160034666A (ko) * 2014-09-22 2016-03-30 주식회사 포스코 소결광 제조 설비 및 이를 이용한 소결광 제조 방법
KR20160062288A (ko) * 2014-11-24 2016-06-02 주식회사 포스코 소결장치 및 소결방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3492852A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018142331A1 (en) * 2017-02-03 2018-08-09 Kashyap Rakesh System and method for maintaining optimum moisture content in granulated mix

Also Published As

Publication number Publication date
CN109564065A (zh) 2019-04-02
JP2019526029A (ja) 2019-09-12
EP3492852A4 (en) 2019-07-03
EP3492852A1 (en) 2019-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018021634A1 (ko) 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법
WO2016099010A1 (ko) 소결기 및 소결방법
WO2017086534A1 (ko) 원료 처리 설비 및 이를 이용한 원료 처리 방법
WO2013183914A1 (ko) 원료의 장입장치 및 장입방법
US20070295165A1 (en) Process for Producing Molten Iron and Apparatus Therefor
WO2016080650A1 (ko) 소결장치 및 소결방법
WO2018101645A1 (ko) 통기성 측정기 및 소결 장치
WO2017159962A1 (ko) 소결장치 및 소결방법
WO2010024545A2 (ko) 수직형 소성로를 이용한 자열 소성체 제조방법
WO2018074783A1 (ko) 배가스 처리장치 및 처리방법
WO2013094862A1 (ko) 풍구 조립체 및 이를 이용한 용철제조장치
WO2017069526A1 (ko) 원료 처리 장치, 원료 처리 방법 및 이를 이용하여 제조된 조립물
US8871000B2 (en) Electric furnace for producing molten metal having material recycling capability
WO2013100333A1 (ko) 분철광석 환원장치 및 용철 및 환원철 제조장치 및 그 방법
KR20180047213A (ko) 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법
WO2016006785A1 (ko) 연소기 독립형 유동층 간접 가스화 시스템
WO2020032470A1 (ko) 슬래그 처리 설비 및 슬래그 처리 방법
WO2021040413A1 (ko) 펠렛 및 바인더의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 펠렛
WO2014157949A1 (ko) 석탄계 용철 제조 공정에서 배출되는 함철 부산물의 재활용 방법 및 그에 사용되는 설비, 및 환원철 괴성화 설비
WO2014003306A1 (ko) 제강 환원슬래그 볼 조재제 및 그 제조방법
WO2020080808A1 (ko) 이산화탄소 배출 저감형 용철 제조장치 및 그 제조방법
KR101818512B1 (ko) 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 제조 방법
WO2020101360A1 (ko) 용선 제조방법 및 그 장치
JP2001114539A (ja) セメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び方法
WO2018105910A1 (ko) 용선 제조 설비 및 용선 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16910655

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019504787

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016910655

Country of ref document: EP

Effective date: 20190228