KR100433249B1 - 소결용 분코크스 입도선별장치 및 입도정립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결공정에서 열원으로 사용되는 분코크스, 침전지, 무연탄 등을 바람에 의해 사전에 입도별로 분리시키고, 분리된 분탄은 유기 점결액을 혼합하여 의도적으로 입도를 생성시켜서 소결광 제조에 사용하여 생산성 향상과 원단위 저감 및 품질을 개선하는 소결용 분코크스 입도선별장치 및 입도정립장치를 제공하는 데 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 괴탄과 분탄을 저장하기 위하여 설치된 괴탄용인 제1저장조와 분탄용인 제2저장조로 이루어지고, 제1저장조와 제2저장조는 분리막에 의해 분리되며, 제1저장조의 일측 상부에는 저장조의 분코크스가 장입되는 장입구가 형성된 분리저장조와; 장입구를 통해 장입되어 낙하하는 분코크스를 균등하게 분산시킬 수 있도록 장입구의 하부에 설치되는 분산판과; 분산판으로부터 분산되어 낙하하는 분코크스중 분탄이 제2저장조로 유입될 수 있도록 공기를 송풍하기 위하여 제1저장조의 일측에 형성되는 송풍수단과; 제2저장조의 일측 상부에 설치되어 송풍수단으로부터 유입되는 공기를 외부로 배출시키는 집진기로 이루어진 소결용 분코크스의 입도선별장치 및 입도정립장치를 제공한다.

Description

소결용 분코크스 입도선별장치 및 입도정립장치{Apparatus for screening and making the size of the powder coke using in the sintering machine}

본 발명은 소결광 제조에 사용되는 연료인 분코크스를 제조하는 공정으로 분철광석을 반용융광인 소결광으로 제조할 때 주원료로 사용되는 분코크스 입자를 최적으로 선별하여 파쇄하고 제조하는 소결용 분코크스 입도선별장치 및 입도정립장치에 관한 것이다.

일반적으로, 소결광이 제조되는 과정은 각종의 10mm 이하의 분광석과 석회석, 규사, 사문암등의 화학성분을 조성하는 부원료 그리고 열원인 분코크스를 혼합하고 조립하여 소결기에 장입시키고, 이를 점화로에서 착화시킨 후 하방향에서 흡입하여 소결광으로 소결시킨다.

이 과정에서 열원인 분코크스의 입자가 연소되면서 발생되는 열에 의해 미분의 분광석 입자가 반용융되어 소결광이 된다.

종래에는 이 과정에서 사용되는 분코크스는 입도분포가 -0.125~10mm까지 투입되어 사용되며, 최적 입도는 1~3mm 입도분포로서 소결조업에서 최대생산을 할 수 있는 경제적 조업이 된다.

분코크스 입도가 1mm 이하일 경우에는 소결과정중에 빨리 연소되기 때문에 열을 보유하는 시간이 짧아 분코크스 주위의 분광석이 용융되기 전에 소멸되어 분광석이 완전히 소결되지 못하게 된다.

이러한 현상 때문에 분코크스가 타면서 내는 열에 의해서 분광석이 완전하게 용융되지 못하고 쉽게 분화되고, 소결광의 조직이 치밀하지 못하게 되며, 열량의 부족으로 인해서 소결 시간이 지연되어 생산성이 저하되고, 열량 원단위가 증가되는 문제점들이 있었다.

이러한 종래 기술의 문제점을 나열하면 다음과 같다.

첫째, 종래의 분코크스 정립 설비는 입고되는 분코크스 입도 분포가 -0.125~25mm 까지 분포되어 사전에 입도 선별을 하더라도 1mm 이하의 분탄 입도 분포가 약 50% 정도로 별도의 재생 처리 없이 그대로 소결 조업에 사용됨에 따라 분탄 입자는 소결 조업에서 소모성 역할에 지나지 않았다.

둘째, 종래 파쇄 설비에서 발생되는 -0.125~1mm 입도의 분탄이 소결 조업에 사용될 때 소결과정 중에서 타면서 발생하는 열량이 적기 때문에 소결 시간이 길어지고, 완전한 용융결합이 되지 못하기 때문에 품질이 나빠졌었다.

셋째, 종래의 분코크스 파쇄설비에 있어서 입도를 선별하는 스크린의 사목이 막힐 경우 1mm 이하 분탄 입도의 분코크스가 파쇄기에 다시 유입되어 파쇄되어 -0.125mm 입도의 미분 함유량이 증가된다. 한편 스크린 사목의 막힘현상은 분코크스 자체의 수분 함유량이 증가 될수록 악화되고, 특히 하절기 장마철과 동절기 기온이 낮은 상태에서 심하게 나타난다.

넷째, 소결조업에 사용되는 분코크스 입도중 상대적으로 비중이 낮은 1mm 이하의 분탄은 분광석와 혼합되는 과정에서 분무되는 물에 의하여 한쪽으로 편기되므로 균일한 혼합이 되지 못하여 소결조업에서 분코크스 열량 투입의 불균형이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 소결공정에서 열원으로 사용되는 분코크스, 침전지, 무연탄 등을 바람에 의해 사전에 입도별로 분리시키고, 분리된 분탄은 유기 점결액을 혼합하여 의도적으로 입도를 생성시켜서 소결광 제조에 사용하여 생산성 향상과 원단위 저감 및 품질을 개선하는 소결용 분코크스 입도선별장치 및 입도정립장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 괴탄과 분탄을 저장하기 위하여 설치된 괴탄용인 제1저장조와 분탄용인 제2저장조로 이루어지고, 제1저장조와 제2저장조는 분리막에 의해 분리되며, 제1저장조의 일측 상부에는 저장조의 분코크스가 장입되는 장입구가 형성된 분리저장조와; 장입구를 통해 장입되어 낙하하는 분코크스를 균등하게 분산시킬 수 있도록 장입구의 하부에 설치되는 분산판과; 분산판으로부터 분산되어 낙하하는 분코크스중 분탄이 제2저장조로 유입될 수 있도록 공기를 송풍하기 위하여 제1저장조의 일측에 형성되는 송풍수단과; 제2저장조의 일측 상부에 설치되어 송풍수단으로부터 유입되는 공기를 외부로 배출시키는 집진기로 이루어진 소결용 분코크스의 입도선별장치를 제공한다.여기서 분리막은 높이를 조절할 수 있도록 설치되고, 분산판은 각도조정이 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 분탄이 재생탄으로 조립화되는 조립공간을 갖고 조립화된 재생탄이 토출되는 토출구가 일단에 형성되어 있는 혼합피더와, 조립공간에 유기점결제를 공급하기 위한 점결제공급수단과, 조립공간 내의 분탄과 유기점결제를 혼합하여 재생탄을 형성하기 위한 혼합피더와, 토출구를 통해 토출되는 재생탄을 건조시켜서 경화시키기 위한 건조수단으로 이루어진 소결용 분코크스의 입도정립장치를 제공한다.여기서, 본 발명에 따른 소결용 분코크스의 입도정립장치는 혼합피더로부터 건조수단으로 토출되는 재생탄을 소정의 크기로 절단하는 커터기를 더욱 포함하는 것이 바람직하고, 혼합피더는 나선형 스크류가 설치되어 있는 샤프트와 샤프트를 회전시키기 위한 회전모터로 이루어져 샤프트의 회전에 따라 조립공간 내의 분탄과 유기점결제가 혼합되면서 토출구를 향해 이동하며, 건조수단은 소정 각도로 경사진 경사판과 경사판을 가열하기 위한 가열수단으로 이루어지고, 경사판은 진동가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입도선별장치 및 입도정립장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분산판을 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 입도정립장치를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 혼합피더의 커터기를 나타내는 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 스크류 피더

11 : 임시저장조

12 : 로타리 피더

13 : 분산판

20 : 풍구

21 : 조절판

30 : 혼합피더

30b : 스크류

30d : 커터기

40 : 건조스크린

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 입도선별장치 및 입도정립장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 바람을 생성시켜 분코크스를 입도별로 분리시키는 풍구(20)와 분리된 분탄에 유기 점결액을 첨가하여 혼합시키는 혼합피더(30), 그리고 일정 입도로 만들어 진 재생탄 입자를 건조시키는 건조 스크린(40)과 분리된 괴탄을 일정 입도로 파쇄하는 분쇄설비로 구성되어 진다.

즉, 도 1을 참조하면, 무연탄, 침전지, 분코크스 등이 입조되는 400mm²용량의 저장조(1a)가 구성되고, 그 하부에 혼합된 탄종을 일정량 절출시키는 스크류피더(10)와 스크류피더(10)에서 절출시킨 탄을 일시 저장시키는 저장조(11), 그리고 저장조(11)의 연료탄을 정량적으로 절출시키는 로타리피더(12)로 연료탄의 절출 설비가 구성된다.

연료탄의 입도별 분리 설비는 도 2에 도시한 바와 같이 로타리피더(12) 하부에 절출된 연료탄을 균일하게 분산시키는 분산판(13)이 부채 모양의 골이 파인 형태로 구성되며, 바람에 의해 입도가 분리되어 저장되는 괴탄 저장조(22)와 분탄 저장조(23)는 사각형의 박스 모양으로 상단 부위가 서로 연결된 형태이고, 하단부는 저장된 연료탄의 절출이 쉽도록 원뿔 모양의 형태가 되며, 각각의 저장조 사이에는 높이가 조정되는 조절판(21)이 사각형의 판 모양으로 구성된다.

또한 괴탄 저장조(22) 측면에는 입도 선별을 위해 바람을 생성시키는 풍구(20)가 설치되며, 분탄 저장조(23)의 상단부에는 저장조 내부의 바람을 배출시키는 집진기(24)가 설치되는 구성을 갖는다.

한편 괴탄 저장조(22)하부에는 분리된 괴탄을 처리하는 수송벨트(5b)가 구성되어 있어 분쇄 설비로 보내져서 입도선별을 하는 과정을 거치도록 구성되어 지고, 분탄 저장조(23)하부에는 분리 수집된 분탄을 혼합시키는 혼합피더(30)가 있으며, 혼합피더(30)는 스크류피더(30b)를 회전시키는 모타(30a)와 스크류피더(30b)를 감싸고 있는 케이싱(30c)으로 구성되며, 케이싱은 둥근 원통형으로 끝단부에는 토출구(30e)가 있고, 토출구 바로 옆에는 재생되는 재생탄을 일정 크기로 절단시키는 커터기(30d)가 별도로 구성되며, 커터기 하부에는 재생된 탄을 건조시키는 드라이 스크린(40)이 구성되어 진다.

상기의 혼합피더(30)와 커터기(30d), 그리고 드라이 스크린(40)을 도 3에서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

혼합피더(30)는 둥근 원형의 케이싱(30c) 내부에 스크류가 축에 연결되고, 축의 끝단부에는 회전 동력을 일으키는 모타(30a)가 장착되며, 케이싱(30c) 상단부에는 유기 점결액이 분사되는 노즐이 다수개가 취부되어 있다.

모타(30a)가 장착된 반대 방향의 토출구(30e)는 안쪽은 넓고 바깥쪽으로 좁아지도록 다수개가 형성되어 있으며, 토출구(30e)는 일정한 배열을 갖추고 있다.

또한 커터기(30d)는 혼합피더(30c)의 토출구(30e)에 근접하게 설치되나 별도의 구성으로 설치가 되며, 재생된 탄을 절단하는 커터날(30da)과 이를 고정하는 고정판(30db), 그리고 이를 고정시키는 고정볼트(30dc)로 이루어지고, 커터기(30d)의 커터날(30da)은 120도 각도로 3개가 구성되며, 회전모타(30a')에 의해 연속적으로 회전하는 구성이 된다.

한편 드라이 스크린(40)은 상하로 떨리는 진동체이고, 하단부는 밀폐형의 구조로 스팀이 들어오는 유입관과 배출되는 토출관이 있으며, 밀폐 공간의 구성은 스팀이 지그재그로 스팀 유도판(41) 사이로 흐르도록 구성 된다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 무연탄, 침전지, 분코크스가 저장조(1a)에 입조되면, 스크루류피더(10)의 회전에 의해 일정량이 연속해서 일시 저장조(11)에 공급되고, 공급된 연료탄은 로타리피더(12)의 일정한 회전 속도에 의해서 절출되는 작용을 한다.

절출된 연료탄은 도 2에 도시한 바와 같은 분산판(13)에 떨어지게 되며, 이때 연료탄이 부채꼴 모양의 골판지 위에 떨어지면서 골고루 균등하게 퍼지면서 낙하 될 때 풍구(20)에서 발생되는 바람에 의해서 날려가다가 입도가 굵은 것은 조절판에 부딪쳐서 괴탄 저장조(22)에 입조된다.

또한 분탄은 조절판(21)과 저장조의 케이싱 사이로 날려서 분탄 저장조(23)에 입조가 되며, 풍구(20)에서 발생된 공기는 집진기(24)를 걸쳐 저장조 밖으로 배출된다.

한편, 분산판(13)은 상하로 각도 조정이 되며, 연료탄의 수분이 많을 때와 분탄(1mm이하)의 혼입량이 많을때는 각도를 하향으로 조정하고, 이와 반대일 경우에는 상향으로 조종하는 작용을 하며, 분탄과 괴탄을 분리하는 조절판(21)은 와이어 로프에 연결된 작동 모터에 의해서 상하로 조정되는 작용으로 분탄과 괴탄의 입도를 조정하는 역할을 하게 된다.

입도별로 분리된 괴탄은 상부의 저장조로 이송되어 10mm 이하로 파쇄한후 스크린을 거쳐 입도를 7mm 이하와 7mm이상으로 선별한다. 선별된 7mm 이하는 소결조업에서 사용되는 연료저장조로 보내지고 7mm 이상은 저장조로 다시 보내지는 순환작용에 의해서 연속적으로 파쇄를 하게된다.

한편 분탄 저장조(23)에서 저장된 -0.125~1mm 이하의 미분탄은 혼합피더(30)의 회전에 의해 절출되고, 이때 유기 점결액이 혼합피더(30)의 케이싱 내부에 다수개의 노즐로 분사가 되어 혼합피더(30)내의 미분탄과 혼합된다.

이때, 유기 점결재 용액의 끈적거리는 성분이 함유되어 있기 때문에 혼합 작용시 미분탄의 입자간에 응결력이 강해지는 작용에 의해서 밀가루 반죽처럼 미분탄 입자가 반죽이 된 상태로 여러개의 토출구(30e)을 통해서 국수 가락 빠져 나오는 것처럼 배출된다.

이 때 토출구(30e)와 근접해서 별도록 설치된 커터기(30d)의 회전에 의해서 토출구(30e)를 통해서 연속해서 배출되는 재생탄을 일정한 크기로 절단을 한다. 이와 같이 절단된 미분탄 입자는 1~5mm 정도의 의사입자로 만들어지며, 재생탄의 입도는 커터기의 회전속도에 따라 조정이 가능하다.

이렇게 의도적으로 만들어진 재생탄의 입자는 드라이 스크린(40)을 거치면서 수분이 증발되어 입도가 경화되는 작용을 하게 된다.

이는 드라이 스크린(40)사이를 스팀이 지그재그로 통과하면서 달구어진 배출판 위를 입도가 지나면서 유기 점결액중의 수분이 증발 되면서 입도가 경화되는 작용을 하기 때문이다.

상기와 같이 -0.125~1mm 분포의 미분탄 입자가 1mm~5mm 입도로 재생되어 경화 된 후 소결 조업용 저장조에 보내져 소결광 제조에 사용되고, 재생입도의 크기는 커터기(30d)를 회전시키는 모타의 회전속도의 증감에 의해서 조정이 된다.

상기 내용을 요약하면 하기와 같다.

즉, 소결용 분코크스 입도 정립장치는 소결용 분코크스 입도 정립 설비에 있어서, 바람을 생성시켜 소결연료탄을 입도별로 분리하는 풍구와, 분리된 분탄에 유기 점결액을 첨가하여 혼합시키는 혼합피더 그리고 혼합피더에서 재생되는 재생탄을 일정 크기로 절단하는 커터기와 재생탄을 건조시키는 드라이 스크린을 포함한다.

또한, 소결용 연료탄의 입도 선별장치는 각종의 소결 연료탄을 절출시키는 로타리 피더 하부에 부채꼴 모양의 분산판을 장착하고, 분산판에서 낙하되는 연료탄에 풍구에서 발생시킨 바람에 의해서 분탄과 괴탄이 입도별로 조절판의 높낮이에 의해서 선별된다.

분탄 조립장치는 풍구에서 발생하는 바람에 의해서 분리된 -0.125~1mm 입도의 소결용 미세 분탄을 혼합피더에서 유기 점결액으로 혼합반죽시켜 토출구를 통해서 국수가락 모양으로 연속적으로 배출될 때 별도록 구성된 커터기에서 의해서 1~5mm 입도의 재생탄을 형성한다.

또한, 분탄 조립장치에 있어서, 혼합피더와 커터기에 의해서 만들어진 재생탄을 드라이 스크린에서 건조시키고, 경화시키며, 드라이 스크린은 진동체로 배출판 하부에 스팀이 지그재그로 통과되면서 배출판을 달구어서 그 위로 흐르는 재생탄의 수분이 증발되면서 경화된다.

이러한 작용에 의해 본 발명은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면, 소결연료로서의 분코크스는 휘발분이 적고 고정탄소가 높으며, 최고 도달 온도가 높고 그 온도의 지속 시간이 길어 원료가 충분히 소결 될 수 있어야 한다. 특히 분코크스 입도는 배합원료의 통기성, 연소광정, 또는 최고 도달 온도등에 영향을 미치기 때문에 균일한 입도가 요구 된다. 분코크스 입도가 미립(-0.125~1mm)일 경우 열용량이 감소하고 연소성이 불량하여 상온 강도의 악화와 분코크스의 원단위 상승 용인이 되며, 최적 입도의 범위는 1~3mm 입도가 요구된다.

종래의 분코크스 파쇄설비 및 방법에는 1mm 이하의 분탄 입도 분포가 약 50% 전후로서 재생처리 없이 소결 조업에 사용되었으나 본 발명에 의해 미탄을 이용하여 1~5mm 사이즈의 재생탄을 만들 수 있음에 따라 열용량의 감소 방지로 원단위 저감과 상온 강도의 향상을 기대할 수 있으며, 스크린 사목 막힘에 따른 과파쇄로 -0.125mm 사이즈의 미세입도의 증가를 방지할 수 있기 때문에 분광석과 혼합 과정에서 편기도 방지할 수 있는 실질적인 효과를 얻을 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 요지 및 사상으로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (7)

1. (정정)소결용 분코크스의 저장조로부터 공급되는 분코크스를 괴탄과 분탄으로 분리하기 위한 입도선별장치에 있어서,

   상기 괴탄과 분탄을 저장하기 위하여 설치된 괴탄용인 제1저장조와 분탄용인 제2저장조로 이루어지고, 상기 제1저장조와 제2저장조는 분리막에 의해 분리되며, 상기 제1저장조의 일측 상부에는 상기 저장조의 분코크스가 장입되는 장입구가 형성된 분리저장조와,

   상기 장입구를 통해 장입되어 낙하하는 분코크스를 균등하게 분산시킬 수 있도록 상기 장입구의 하부에 설치되는 분산판과,

   상기 분산판으로부터 분산되어 낙하하는 분코크스중 분탄이 상기 제2저장조로 유입될 수 있도록 공기를 송풍하기 위하여 상기 제1저장조의 일측에 형성되는 송풍수단과,

   상기 제2저장조의 일측 상부에 설치되어 상기 송풍수단으로부터 유입되는 공기를 외부로 배출시키는 집진기로 이루어진 것을 특징으로 하는 소결용 분코크스의 입도선별장치.
2. (정정)제1항에 있어서, 상기 분리막은 높이를 조절할 수 있도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소결용 분코크스의 입도선별장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 분산판은 각도조정이 가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소결용 분코크스의 입도선별장치.
4. (정정)소결용 분코크스의 분탄을 조립시키기 위한 입도정립장치에 있어서,

   상기 분탄이 재생탄으로 조립화되는 조립공간을 갖고 조립화된 재생탄이 토출되는 토출구가 일단에 형성되어 있는 혼합피더와,

   상기 조립공간에 유기점결제를 공급하기 위한 점결제공급수단과,

   상기 조립공간 내의 분탄과 유기점결제를 혼합하여 재생탄을 형성하기 위한 혼합피더와,

   상기 토출구를 통해 토출되는 재생탄을 건조시켜서 경화시키기 위한 건조수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 소결용 분코크스의 입도정립장치.
5. (정정)제4항에 있어서, 상기 혼합피더로부터 상기 건조수단으로 토출되는 재생탄을 소정의 크기로 절단하는 커터기를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 소결용 분코크스의 입도정립장치.
6. (정정)제4항에 있어서, 상기 혼합피더는 나선형 스크류가 설치되어 있는 샤프트와, 상기 샤프트를 회전시키기 위한 회전모터로 이루어져, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 조립공간 내의 분탄과 유기점결제가 혼합되면서 상기 토출구를 향해 이동하는 것을 특징으로 하는 소결용 분코크스의 입도정립장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 건조수단은 소정 각도로 경사진 경사판과, 상기 경사판을 가열하기 위한 가열수단으로 이루어지고, 상기 경사판은 진동가능하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 소결용 분코크스의 입도정립장치.