KR100893270B1 - 소결기 점화로의 온도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로의 원료로 사용되는 소결광을 제조함에 있어서 소결기의 작동 및 정지시 점화로 내부온도를 일정하게 유지하여 양질의 소결광을 생산함은 물론 가스의 사용량을 줄일 수 있는 소결기 점화로의 온도 조절장치에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 점화로(50)의 상부에 설치되고 소결기 대차(60)에 장입된 배합원료의 중앙부 및 측면부의 온도를 제어할 수 있도록 복수개의 버너로 이루어진 버너 블록(51a)과, 상기 점화로(50)의 하부에 설치되어 공기를 배풍시키는 윈드 박스(61)의 내부에 격벽(61a)에 의해서 분리된 내측 배풍구(84) 및 외측 배풍구(82)와, 상기 내측 배풍구(84) 및 외측 배풍구(82)를 통하여 배풍되는 공기의 양을 제어하도록 배출구에 각각 설치된 내측 댐퍼(83)와 외측 댐퍼(81)를 포함하여서 된 것이다.

소결기, 배합원료, 점화로, 윈드 박스, 댐퍼

Description

소결기 점화로의 온도 조절장치{Temperature control apparatus of sintering machine ignition furnace}

도 1은 일반적인 소결 공정을 나타낸 개략도.

도 2는 종래의 소결기 점화로를 나타낸 사시도.

도 3은 종래의 소결기 점화로를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 온도 조절장치가 설치된 소결기 점화로를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 온도 조절장치가 설치된 소결기 점화로를 나타낸 단면도.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 온도 조절장치의 사용상태를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

50 : 점화로 51a : 버너 블록

60 : 소결기 대차 61 : 윈드 박스

61a : 격벽 81 : 외측 댐퍼

82 : 외측 배풍구 83 : 내측 댐퍼

84 : 내측 배풍구

본 발명은 소결기 점화로의 온도 조절장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고로의 원료로 사용되는 소결광을 제조함에 있어서 소결기의 작동 및 정지시 점화로 내부온도를 일정하게 유지하여 양질의 소결광을 생산함은 물론 가스의 사용량을 줄일 수 있는 소결기 점화로의 온도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 철광석은 철(Fe)을 30∼70％ 함유한 광석을 말하며, 우수한 철광석은 황(S), 인(P), 동(Cu)과 같은 유해성분이 적고 크기가 일정한 것을 의미한다. 원산지에서 생산된 철광석은 성분 및 크기 등이 일정하지 않기 때문에 고로에 직접 투입할 수 없으므로, 철광석의 성분 및 크기 등을 일정하게 하고 코크스 등과 혼합한 후 이를 소결시킨 소결광 형태로 고로에 투입한다.

이러한 소결광 제조공정을 도1을 참조하여 설명한다. 먼저 소결광의 주원료인 각종 철광석과 부원료인 규석, 사문암, 석회석 및 연료인 무연탄, 코크스 등을 저장 빈(10)으로부터 서지 호퍼(30)로 이송한다. 이 때, 상기 서지 호퍼(30)에는 반광 저장호퍼(20)로부터 반광이 또한 공급된다.

상기 연료 및 반광을 포함한 소결원료를 혼합·조립(granulation)한 후 소결대차(60)로 공급한다. 상기 서지 호퍼(30)의 후방에는 상부광 호퍼(40)가 설치되는데, 이 상부광 호퍼(40)는 상기 저장 빈(10)으로부터 공급되는 소결원료의 일부를 이송받아 소결대차(60)로 공급한다. 이 상부광 호퍼(40)에 저장된 소결원료는 서지 호퍼(30)에 저장된 소결원료보다 먼저 소결대차(60)로 공급되어 소결된다.

이와 같이, 상부광이 먼저 소결되고 그 상부에 서지 호퍼(30)에서 공급되는 소결원료들이 적층된 후 소결되기 때문에 기존에 소결층의 하부에서 발생되는 반광량이 감소되어 소결광의 회수율이 향상된다.

이 서지 호퍼(30)의 전방에 설치된 점화로(50) 내에서는 상기 서지 호퍼(30)에서 공급된 소결원료의 상층부를 착화시킨다. 이 점화된 소결원료는 소결대차(60)를 따라 이동되면서 찬공기와 접촉되어 냉각된다. 소결대차(60)의 하부에는 주 배풍기(63)와 챔버(62)를 매개로 상호 연결된 윈드박스(61)가 설치되고 이 윈드박스(61)는 착화된 소결원료의 열기를 하부로 흡입하는데, 그 흡입력에 의해 소결원료의 열기가 상층부에서 하층부로 내려오면서 소결원료 전체가 소성된다. 소성되는 소결원료는 소결대차(60)를 따라 전방으로 이동하면서 공기 중에서 냉각되어 최종적인 소결광이 만들어진다.

소결광은 소결대차의 전방 말단에서 회수되고, 파쇄기(64)에 의해 파쇄된 후 핫 스크린(65)에 의해 입도에 따라 분리된다. 온도가 350∼450℃이고 직경이 5㎜이하의 소결광을 핫반광이라 하는데 고로에서 사용할 수 있는 소결광은 그 입도가 약 5∼50㎜이 정도이므로 상기 핫반광은 핫 스크린(65)에 의해 분리되어 상기 반광 저장호퍼(20)로 보내져 상기한 소결광 제조 공정에 재투입된다.

반면, 직경 5㎜ 이상의 소결광은 1차 스크린(69-1), 2차 스크린(69-2) 및 3차 스크린(69-3)을 거쳐 최종적으로 소결광 저장조(70)에 저장된다.

상기 소결광을 제조하는 과정중 점화로(50)에는 열원으로 C.O.G 가스를 사용하고 있으며, 점화로 온도는 1200~1300℃ 유지하고 또한 표층부 전체에 균일하게 착화 시켜 주기 위하여 에어 송풍기(54) 및 가스 공급기(52)를 통하여 공급되는 에어 및 가스는 에어 밸브(55) 및 가스 밸브(53)의 조작으로 조절되는 것이다.

또한 윈드 박스(61)를 통하여 배풍되는 공기의 양은 상기 윈드 박스(61)의 내부에 설치된 댐퍼(80)에 의해서 조절되는 것이다.

그러나 소결기 대차(60)에 적재된 배합원료의 측면에는 누풍이 발생되므로 중앙부에 비해 원드 박스(61)로 빠지는 흡입량이 적어 착화가 되지 않으므로 중앙에 비해 많은 양의 버너를 설치하여 착화를 양호하게 해주고 있으나 배합원료의 밀도가 다르므로 가스와 에어를 동일하게 사용하면 중앙부는 과 용융되고 측면에는 착화가 잘 되지 않는 문제점이 있다.

일예로 소결기 대차(60)의 측면에는 중앙부에 비해 유량을 50% 이상 증가시키고 중앙부에는 측면에 비해 가스유량을 감소시켜야 정상적인 착화상태를 유지시킬 수 있으므로 버너상부에 설치되어 있는 밸브의 개폐량을 조정하여 문제점을 해결하고 있으나 소결기대차에 적재된 배합원료 밀도는 수시로 변동되므로 항상 착화상태를 주시해야 한다.

또한 설비의 파손 및 이상작동으로 인하여 공장을 정지 시 점화로 버너는 정상유량의 70% 감소시켜 유지하고 있어 점화로 온도가 850~900℃로 유지되고 점화로 하부에 설치된 댐퍼(80)를 100% 열어 점화로의 열 유출 및 폭발을 방지하고 있으나 점화로 하부에 적재되어 있는 배합원료가 용융되는 현상과 측면 착화상태를 개선시키기 위해 중앙부에 비해 많은 가스를 사용하기 때문에 점화로 내부에 있는 소결기대차의 측면 판을 소손시키는 현상이 발생되고 공장 기동 후 용융된 소결광을 성품 처리 할 때 파쇄기에서 파쇄되지 않게되어 슈트가 막히는 현상으로 인하여 수송 벨트가 파손되는 등의 문제점이 있었다.

또한 공장정지로 발생되는 문제점을 해결하기 위해서는 점화로를 소화 시켜야 하나 소화작업 시 점화로의 급격한 냉각으로 내화물의 균열현상이 발생되므로 점화로 밸브의 개폐량을 조정하여 온도를 최소로 유지하고 있고 2시간이상 정지 시 점화로 온도의 급격한 변화를 주지 않아야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 소결기 대차에 적재된 배합원료를 착화함에 있어서 소결기 대차에 적재된 배합원료의 밀도에 따라서 점화방법을 변경하고 소결기 정지 및 초기 점화시 착화범위를 조정함으로써 소결기에 적재된 배합원료의 표면 용융상태 및 용융광 생성을 방지할 수 있는 소결기 점화로의 온도 조절장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 소결기 점화로의 온도 조절장치는 점화로의 상부에 설치되고 소결기 대차에 장입된 배합원료의 중앙부 및 측면부의 온도를 제어할 수 있도록 복수개의 버너로 이루어진 버너 블록과, 상기 점화로의 하부에 설치되어 공기를 배풍시키는 윈드 박스의 내부에 격벽에 의해서 분리된 내측 배풍구 및 외측 배풍구와, 상기 내측 배풍구 및 외측 배풍구를 통하여 배풍되는 공기의 양을 제어하도록 배출구에 각각 설치된 내측 댐퍼와 외측 댐퍼를 포함하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 온도 조절장치가 설치된 소결기 점화로를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 온도 조절장치가 설치된 소결기 점화로를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 소결기 대차(60)에 장입된 배합원료를 착화시키는 점화로(50)에는 배합원료를 착화시키는 복수개의 버너가 설치되어 있되, 상기 버너는 소결기 대차(60)의 상부면을 분할 할 수 있도록 버너 블록(51a)으로 설치되어 있으고, 상기 버너 블록(51a)은 소결기 대차(60)의 중앙을 기점으로 양측이 대칭되게 설치되어 있으며, 각 버너 블록(51a)에는 에어 송풍기(54)와 가스 공급기(52)를 통하여 유입되는 에어 및 가스의 양을 조절할 수 있도록 에어 밸브(55)와 가스 밸브(53)가 각각 연결되어 있다.

한편, 상기 점화로(50)의 하부에 설치되어 공기를 배풍시키는 윈드 박스(61)의 내부에는 격벽(61a)이 설치되어 윈드 박스(61)의 내부를 내측 배풍구(84)와 외측 배풍구(82)로 분할되어 있고, 상기 내측 배풍구(84) 및 외측 배풍구(82)의 내부에는 배풍되는 공기의 양을 제어할 수 있도록 내측 댐퍼(83)와 외측 댐퍼(81)가 각각 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 점화로(50)의 상측에 설치된 버너 블록(51a)에 의해서 발생되는 화염의 크기는 가스 밸브(53) 및 에어 밸브(55)의 개폐량을 조절하면서 제어하게 된다.

즉, 상기 소결기 대차(60)에 적재된 배합원료의 양측에는 누풍이 발생되므로 중앙에 비해 적재밀도를 높게 적재하여 착화가 잘 이루어지지 않게 되므로 도 6에 나타낸 바와 같이 원드 박스(61)에 설치된 외측 댐퍼(81)를 개방시키고 내측 댐퍼(83)를 폐쇄시켜 소결기 대차(60)의 양 측면의 배풍량이 증가시켜 소결기 대차(60)의 양측에 적재된 배합원료의 착화상태를 양호하게 하며, 중앙부에는 흡입력을 약화시키므로 표면에 용융현상을 억제함으로써 통기성이 악화되는 현상을 방지하게 된다.

따라서 소결기 대차(60)에 적재된 배합원료의 밀도에 따라 가스와 에어의 공급량을 변경하고 원드 박스(61)에 설치된 내측 댐퍼(83)와 외측 댐퍼(81)를 조절하면 배합원료의 착화를 일정하게 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 공장 정지시 및 초기 점화시에는 도 7에 나타낸 바와 같이 버너 블록(51a)중 중앙에 설치된 버너 블록(51a)만 점화시키고 외측 댐퍼(81)는 닫고 내측 댐퍼(83)는 열면, 최소한의 온도유지가 가능하게 되는 것이다.

따라서, 공장정지 후 점화로 온도를 400~600℃로 유지하게 되므로 점화로 하부에 있는 배합원료 용융현상을 방지할 수 있으며 점화로 초기 착화시 초기에 급격한 온도상승을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 통하여 구체적으로 설명한다.

일예로 소결기 화상면적이 436㎡인 대형 소결기에서 정상운전 중 조업비교와 공장정지 시 점화로의 온도와 가스 사용량을 파악할 수 있는 실기조업을 실시하였다.

먼저, 비정상시 점화로 가스 사용량은 표 1에 나타낸 바와 같이 발명 전 보다 발명 후에 감소되었다.

또한, 공장정지 시에는 표 2에 나타낸 바와 같이 종래에는 전 버너가 착화되어 있으므로 가스 사용량이 285~300 N㎥/H로 과다하게 사용되었으나 본 발명의 가스 사용량을 26~30 N㎥/H 감소시킴은 물론 점화로 하부에 용융되는 현상을 방지할 수 있었다.

또한 정상조업 중 소결기 대차 내에는 소결기 대차 양측에 누풍을 방지하기 위해 배합원료 밀도의 분포가 다르므로 표면을 동일하게 착화 시 양측에는 착화가 되지 않고 중앙부에는 용융현상이 발생되어 통기성악화로 생산성저하의 원인을 본 발명은 소결기 대차에 적재된 배합원료의 밀도 분포에 따라 착화상태를 조정하여 일정한 착화로 소결광을 생산할 수 있다.

그리고 가스 사용량은 표 3에 나타낸 바와 같이 본 발명은 790~820 N㎥/H 사용으로 종래에 비해 130 N㎥/H 감소 및 소결기 대차에 적재된 배합원료 표면의 용융현상의 방지로 생산성을 35.1~35.4T/D/㎡로 유지하여 종래에 비해 0.4 T/D/㎡ 증가되었다.

이와 같이 본 발명은 정상조업 중 소결기 대차에 적재된 배합원료의 밀도에 따라 착화상태를 조정하고 또한 공장 정지 시 점화로의 버너의 점화상태를 상황에 따라 조정할 수 있어 점화로 온도영향에 따른 설비의 열화현상을 방지하여 가스의 사용량을 최소화하게 됨은 물론 생산성을 향상시킬 수 있게되는 특유의 효과가 있 다.

Claims (2)

1. 점화로(50)의 상부에 설치되고 소결기 대차(60)에 장입된 배합원료의 중앙부 및 측면부의 온도를 제어할 수 있도록 복수개의 버너로 이루어지고 소결기 대차(60)의 중앙을 기점으로 양측면이 대칭되게 설치되는 버너 블록(51a)과, 상기 점화로(50)의 하부에 설치되어 공기를 배풍시키는 윈드 박스(61)의 내부에 격벽(61a)에 의해서 분리된 내측 배풍구(84) 및 외측 배풍구(82)와, 상기 내측 배풍구(84) 및 외측 배풍구(82)를 통하여 배풍되는 공기의 양을 제어하도록 배출구에 각각 설치된 내측 댐퍼(83)와 외측 댐퍼(81)를 포함함을 특징으로 하는 소결기 점화로의 온도 조절장치.
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