KR101433531B1 - 양방향 송풍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결대차에 실려 이송되는 장입물에 고온의 가스를 송풍하는 장치로서, 고온의 가스를 공급하는 가스공급배관과; 상기 가스공급배관에서 공급받은 고온의 가스를 이송되는 장입물의 상부 및 하부에 교대로 송풍하는 가스출입관과; 장입물에 송풍된 고온의 가스를 배출하는 가스배출배관을 포함하는 양방향 송풍장치.

Description

양방향 송풍장치{BI-DIRECTIONAL VENTILATION APPARATUS}

본 발명은 양방향 송풍장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소결대차에서 이송되는 장입물의 상부 및 하부를 교대로 송풍하기 위한 양방향 송풍장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로에 장입원료로 사용되는 소결광은 혼합한 배합원료를 소결기에 장입하여 소결하는 과정을 통해 제조된다.

도 1은 일반적인 소결공정을 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 장입물(M)이 적재된 소결대차(10)는 진행방향(A)을 따라 무한궤도 방식으로 연속 주행한다. 서지호퍼(2) 전방에 설치된 점화로(3)는 공급된 장입물(M)을 착화한다.

이때 장입물(M)의 화기가 소결대차(10) 하부의 윈드박스(4)측에서 챔버(5)를 매개로 배풍기(6)로 흡입된다. 즉, 소결대차(10)의 상표면측에 착화된 화기가 소결대차(10)의 바닥측으로 옮겨지면서 장입물(M)의 소결작업이 수행된다.

한편, 소결대차(10)의 하부에 위치한 배풍기(7)는 장입물(M) 하부방향에서 공기를 흡입하여 작업시 한 방향으로 공기가 유입됨에 따라 장입물(M)의 상부는 소결시 완전용융이 이루어지지 않고 미소성 상태로 남아 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 특허문헌 1에서는 소결대차의 일측 하부에 설치된 하부송풍지관의 내부에서 공기를 차단하는 하부댐퍼와, 상기 하부댐퍼를 포함하는 상기 하부송풍지관 상부에 설치되어 공기를 이송시키는 상부송풍지관과, 상부송풍지관의 내부에 설치되어 공기를 차단하는 상부댐퍼와, 상기 상부송풍지관에 연결되어 공기가 통과되는 상부송풍관과, 상기 상부송풍관의 일측에 연결되어 공기를 흡입하는 상부송풍기로 구성된 상하 양방향 공기 흡입장치를 제공하였다.

이에 따라 소결시 소결대차에 적재된 장입물의 상하 양방향에서 공기를 흡입하여 장입물이 완전용융되지 않고 미소성 상태로 남아 있는 것을 방지할 수 있었다.

하지만 특허문헌 1의 상하 양방향 공기 흡입장치는 소결기에만 적용 가능하였다. 또한 냉각부에서 외부공기를 흡인하여 송풍하기 때문에 산화작용이 일어날 수 있는 조건을 가지게 되어 소결된 장입물의 품질이 저하되는 단점이 있었다.

공개특허 10-2004-0021253 (2004.03.10)

본 발명은 소결대차에 적재되는 장입물의 상부 및 하부를 교대로 고온의 가스를 송풍할 수 있는 양방향 송풍장치를 제공한다.

그리고, 본 발명은 소결기에 한정되지 않고 펠릿 소성고정 및 탄재내장 소성공정 등에도 적용할 수 있는 양방향 송풍장치를 제공한다.

또한, 버너로부터 공급받은 고온의 가스를 환원성 분위기에서 송풍할 수 있게 됨에 따라 소결된 장입물의 품질을 향상시킬 수 있는 양방향 송풍장치를 제공한다.

본 발명의 일실시형태에 따른 양방향 송풍장치는 소결대차에 실려 이송되는 장입물에 고온의 가스를 송풍하는 장치로서, 고온의 가스를 공급하는 가스공급배관과; 상기 가스공급배관에서 공급받은 고온의 가스를 이송되는 장입물의 상부 및 하부에 교대로 송풍하는 가스출입관과; 장입물에 송풍된 고온의 가스를 배출하는 가스배출배관을 포함한다.

상기 가스공급배관은 가스가 이동하는 하나의 통로가 형성된 메인공급배관과; 상기 메인공급배관에서 분기되어 연통되는 제 1 분기공급배관 및 제 2 분기공급배관으로 이루어진다.

상기 제 1 분기공급배관은 장입물의 상부에서 이격 설치되고, 상기 제 2 분기공급배관은 장입물의 하부에서 이격 설치된다.

상기 가스출입관은 상기 제 1 분기공급배관에 연결되면서 교대로 가스를 송풍 또는 흡입하는 상부 가스출입관과; 상기 제 2 분기공급배관에 연결되면서 장입물을 기준으로 상기 상부 가스출입관과 대향되는 위치에 배치되어 상기 상부 가스출입관과 반대로 가스를 송풍 또는 흡입하는 하부 가스출입관으로 이루어진다.

상기 상부 가스출입관은 전단이 장입물이 위치한 방향으로 확장되는 상부 나팔부와; 후단이 상기 제 1 분기공급배관 및 상기 가스배출배관과 연통되는 상부 분기관으로 이루어진다.

상기 하부 가스출입관은 전단이 장입물이 위치한 방향으로 확장되는 하부 나팔부와; 후단이 상기 제 2 분기공급배관 및 상기 가스배출배관과 연통되는 하부 분기관으로 이루어진다.

상기 상부 가스출입관 및 상기 하부 가스출입관은 장입물의 이송방향을 따라 다수개가 구비된다.

상기 가스배출배관은 상기 제 1 분기공급배관 및 상기 상부 분기관에 연통되는 제 1 분기배출배관과; 상기 제 2 분기공급배관 및 상기 하부 분기관에 연통되는 제 2 분기배출배관과; 상기 제 1 분기배출배관과 상기 제 2 분기배출배관이 연결되어 하나의 공통배관으로 형성되는 메인배출배관으로 이루어진다.

상기 상부 분기관은 상기 제 1 분기공급배관과 상기 제 1 분기배출배관과 연결되고, 상기 제 1 분기공급배관 및 상기 제 1 분기배출배관이 연결되는 위치에는 상기 제 1 분기공급배관 및 상기 제 1 분기배출배관을 교대로 개폐 가능하도록 제 1 댐퍼가 구비되고, 상기 하부 분기관은 상기 제 2 분기공급배관과 상기 제 2 분기배출배관과 연결되고, 상기 제 2 분기공급배관 및 상기 제 2 분기배출배관이 연결되는 위치에는 상기 제 2 분기공급배관 및 상기 제 2 분기배출배관을 교대로 개폐 가능하도록 제 2 댐퍼가 구비된다.

상기 가스배출배관은 상기 제 1 분기배출배관과 상기 제 2 분기배출배관이 연결되는 위치에는 상기 제 1 분기배출배관 및 상기 제 2 분기배출배관을 교대로 개폐 가능하도록 제 3 댐퍼가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 가스출입관과 상기 하부 가스출입관 중 어느 하나가 가스를 송풍하면, 다른 하나는 가스를 흡입하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 장입물의 상부 및 하부를 교대로 고온의 가스를 송풍 또는 흡입할 수 있게 됨에 따라 장입물의 상부 및 하부의 온도편차를 줄일 수 있는 효과가 있다. 그리고 버너에 연결된 하나의 분기된 배관을 통해 장입물의 상부 및 하부로 고온의 가스를 송풍 또는 흡입할 수 있는 효과가 있다.

또한, 버너에서 공급받은 고온의 가스를 환원성 분위기에서 장입물의 상부 및 하부에 교대로 송풍할 수 있게 됨에 따라 소결된 장입물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 소결공정을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명 일실시예에 따른 양방향 송풍장치의 사시도.
도 3은 본 발명 일실시예에 따른 양방향 송풍장치가 장입물의 상부를 송풍하는 것을 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명 일실시예에 따른 양방향 송풍장치가 장입물의 하부를 송풍하는 것을 나타내는 단면도.

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 2는 본 발명 일실시예에 따른 양방향 송풍장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명 일실시예에 따른 양방향 송풍장치가 장입물의 상부를 송풍하는 것을 나타내는 단면도이며, 도 4는 본 발명 일실시예에 따른 양방향 송풍장치가 장입물의 하부를 송풍하는 것을 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 송풍장치는 소결대차(10)에 실려 이송되는 장입물(M)에 고온의 가스를 송풍하는 장치로서, 고온의 가스를 공급하는 가스공급배관(100)과; 상기 가스공급배관(100)에서 공급받은 고온의 가스를 이송되는 장입물(M)의 상부 및 하부에 교대로 송풍하는 가스출입관(200)과; 장입물(M)에 송풍된 고온의 가스를 배출하는 가스배출배관(300)을 포함한다.

상기 가스공급배관(100)은 고온의 가스가 공급되는 통로로서, 상기 가스공급배관(100)은 메인공급배관(110)과; 상기 메인공급배관(110)에서 분기되어 연통되는 제 1 분기공급배관(120) 및 제 2 분기공급배관(130)으로 이루어진다.

상기 메인공급배관(110)은 내부가 중공되어 고온의 가스가 이동하는 통로가 형성된다.

상기 제 1 분기공급배관(120)은 상기 메인공급배관(110)의 통로에 연통되어 장입물(M)의 상부로 이격 설치된다.

상기 제 2 분기공급배관(130)은 상기 소결대차(10)를 기준으로 상기 제 1 분기공급배관(120)에 대향되는 위치에 구비되어 상기 메인공급배관(110)의 통로에 연통되고 상기 소결대차(10)의 하부로 이격 설치된다.

상기 가스출입관(200)은 소결대차(10)에 실려 이송되는 장입물(M)에 상기 가스공급배관(100)에서 공급받은 가스를 송풍 또는 흡입하는 수단으로서, 장입물(M) 상부에 근접 배치되는 상부 가스출입관(210); 장입물(M)를 기준으로 상기 상부 가스출입관(210)에 대향되는 위치에 배치되는 하부 가스출입관(220)으로 이루어진다.

특히, 장입물(M)의 넓은 면적에 걸쳐 송풍하기 위해 상기 가스출입관(200)은 소결대차(10)의 길이방향을 따라 다수개가 구비될 수 있다.

상기 상부 가스출입관(210)은 장입물(M)의 상부에 근접 배치되어 상기 가스공급배관(100)으로부터 공급받은 고온의 가스를 장입물(M)의 상부에 송풍 또는 흡입한다. 그리고 상기 상부 가스출입관(210)은 후단이 상부 분기관(211), 전단이 상부 나팔부(213)로 이루어진다.

상기 상부 분기관(211)은 양방향으로 분기되어 상기 제 1 분기공급배관(120) 및 상기 가스배출배관(300)에 각각 연통되고, 분기된 반대측에 상기 상부 나팔부(213)가 설치된다.

특히, 상부 분기관(211)에는 상기 제 1 분기공급배관(120) 및 상기 가스배출배관(300)이 연결되는 위치에 제 1 댐퍼(212)가 구비된다.

상기 제 1 댐퍼(212)는 상기 제 1 분기공급배관(120)을 통해 고온의 가스가 이동하는 통로 또는 상기 가스배출배관(300)을 통해 고온의 가스가 이동하는 통로를 교대로 개폐하는 수단이다.

상기 상부 나팔부(213)는 장입물(M)의 상부에 근접 배치되어 소결대차(10)의 폭방향에 대응되는 크기를 갖고, 상부로 갈수록 그 둘레면이 좁아지는 형상을 갖는다.

상기 하부 가스출입관(220)은 장입물(M)의 하부에 근접 배치되어 상기 가스 공급배관(100)으로부터 공급받은 고온의 가스를 장입물(M)의 하부에 송풍 또는 흡입한다. 그리고 상기 하부 가스출입관(220)은 후단이 하부 분기관(221), 전단이 하부 나팔부(223)로 이루어진다.

상기 하부 분기관(221)은 양방향으로 분기되어 상기 제 2 분기공급배관(130) 및 상기 가스배출배관(300)에 각각 연통되고, 상단에 상기 하부 나팔부(223)가 설치된다.

특히, 하부 분기관(221)에는 상기 제 2 분기공급배관(130) 및 상기 가스배출배관(300)이 연결되는 위치에 제 2 댐퍼(222)가 구비된다.

상기 제 2 댐퍼(222)는 상기 제 2 분기공급배관(130)으로 가스가 이동하는 통로 또는 상기 가스배출배관(300)으로 가스가 이동하는 통로를 교대로 개폐하는 수단이다.

상기 하부 나팔부(223)는 장입물(M)의 하부에 근접 배치되어 소결대차(10)의 폭방향에 대응되는 크기를 갖고, 하부로 갈수록 그 둘레면이 좁아지는 형상을 갖는다.

상기 가스배출배관(300)은 상기 가스출입관(200)을 통해 흡입된 고온의 가스가 배출되는 통로로서, 제 1 분기공급배관(120) 및 상기 상부 분기관(211)에 연통되는 제 1 분기배출배관(310)과; 제 2 분기공급배관(130) 및 상기 하부 분기관(221)에 연통되는 제 2 분기배출배관(320)과; 상기 제 1 분기배출배관(310)과 상기 제 2 분기배출배관(320)이 연결되어 하나의 공통 통로로 연결되는 메인배출배관(330)으로 이루어진다.

상기 제 1 분기배출배관(310)은 일단이 상기 상부 분기관(211)에 연통되고 타단이 상기 제 2 분기배출배관(320)과 연결된다.

상기 제 2 분기배출배관(320)은 일단이 상기 하부 분기관(221)에 연통되고 타단이 상기 제 1 분기배출배관(310)과 연결된다.

상기 메인배출배관(330)은 상기 제 1 분기배출배관(310)과 상기 제 2 분기배출배관(320)이 연결된 위치에서 연통되어 흡입된 가스를 배출하는 통로를 형성한다.

상기 가스배출배관(300)의 상기 제 1 분기배출배관(310)과 상기 제 2 분기배출배관(320)이 연결되는 위치에는 흡입된 가스가 이동하는 통로인 상기 제 1 분기배출배관(310)과 상기 제 2 분기배출배관(320)을 교대로 개폐 가능하도록 제 3 댐퍼(340)가 더 구비된다.

제 3 댐퍼(340)는 상기 제 1 분기배출배관(310)의 통로 또는 상기 제 2 분기배출배관(320)의 통로를 교대로 개폐 가능하도록 구비된다.

특히, 고온의 가스는 버너에서 발생한 것으로 산화물을 환원하는 능력이 있는 노내 가스이다. 예컨대 노내 분위기에는 코크스의 연소에 의해서 생기는 일산화탄소 가스가 다량으로 함유되며, 이것이 철광석을 환원시키는 작용을 한다. 또한, 상기 가스공급배관(100), 상기 가스출입관(200) 및 상기 가스배출배관(300) 내부에 부압을 발생시켜 가스를 이동 가능하게 하기 위한 브로워(400)와; 상기 가스배출배관(300)으로 배출되는 가스의 온도를 낮춰주기 위한 열교환기(500)가 구비된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 송풍장치의 작동상태를 설명한다.

장입물(M)이 적재된 소결대차(10)는 무한궤도 방식으로 진행방향(A)을 따라 연속 주행한다. 서지호퍼(2) 전방에 설치된 점화로(3)는 공급된 장입물(M)을 착화한다. 이때 장입물(M)의 화기를 소결대차(10) 하부의 윈드박스(4)측에서 챔버(5)를 매개로 배풍기(6)로 흡입한다.

장입물(M)의 화기를 하부로 흡입하는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 장입물(M)의 화기를 하부로 흡입하기 위해 버너에서 발생한 고온의 가스를 가스공급배관(100)으로 공급하게 된다. 이때 제 1 댐퍼(212)는 제 1 분기배출배관(310)의 일단에 위치한 통로를 폐쇄한다. 또한 제 2 댐퍼(222)는 제 2 분기공급배관(130)의 통로를 폐쇄하고, 제 3 댐퍼(340)는 제 1 분기배출배관(310)을 폐쇄한다.

이에 따라 버너에서 발생한 고온의 가스는 제 1 분기공급배관(120), 상부 분기관(211)을 지나 상부 나팔부(213)를 통해 장입물(M)의 상부로 송풍된다.

이 후, 장입물(M)의 상부를 송풍한 고온의 가스는 브로워에 의해 하부 나팔부(223)에서 흡입되고 하부 분기관(221) 지난 다음 제 2 분기배출배관(320)을 지나메인배출배관(330)에서 열교환기(500)에 의해 온도를 낮춘 후, 가스배출배관(300)으로 이동된다.

장입물(M)의 화기를 상부로 흡입하는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 장입물(M)의 화기를 하부로 흡입하기 위해 버너에서 발생한 고온의 가스를 가스공급배관(100)으로 공급하게 된다. 이때 제 1 댐퍼(212)는 제 1 분기공급배관(120)의 통로를 폐쇄한다. 또한 제 2 댐퍼(222)는 제 2 분기배출배관(320)의 일단에 위치한 통로를 폐쇄하고, 제 3 댐퍼(340)는 제 2 분기배출배관(320)의 타단에 위치한 통로를 폐쇄한다.

이에 따라 버너에서 발생한 고온의 가스는 제 2 분기공급배관(130), 하부 분기관(221)을 지나 하부 나팔부(223)를 통해 장입물(M)의 하부로 송풍된다.

이 후, 장입물(M)을 송풍한 고온의 가스는 브로워(400)에 의해 상부 나팔부(213)에서 흡입되고 상부 분기관(211), 제 1 분기배출배관(310)을 지난 다음 메인배출배관(330)에서 열교환기(500)로 온도를 낮춘 후, 가스배출배관(300)으로 이동된다.

전술된 장입물(M)의 화기를 하부로 흡입하는 동작과, 장입물(M)의 화기를 상부로 흡입하는 동작이 교대로 실시될 수 있으며 이에 따라 장입물(M)의 상부 및 하부의 온도편차를 줄일 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

M: 장입물 A: 진행방향
2: 서지호퍼 3: 점화로
4: 윈드박스 5: 챔버
6: 배풍기 G: 가스
10: 소결대차 100: 가스공급배관
110: 메인공급배관 120: 제 1 분기공급배관
130: 제 2 분기공급배관 200: 가스출입관
210: 상부 가스출입관 211: 상부 분기관
212: 제 1 댐퍼 213: 상부 나팔부
220: 하부 가스출입관 221: 하부 분기관
222: 제 2 댐퍼 223: 하부 나팔부
300: 가스배출배관 310: 제 1 분기배출배관
320: 제 2 분기배출배관 330: 메인배출배관
340: 제 3 댐퍼 400: 브로워
500: 열교환기

Claims (9)

1. 소결대차에 실려 이송되는 장입물에 고온의 가스를 송풍하는 장치로서,
   고온의 가스를 공급하는 가스공급배관과;
   상기 가스공급배관에서 공급받은 고온의 가스를 이송되는 장입물의 상부 및 하부에 교대로 송풍하는 가스출입관과;
   장입물에 송풍된 고온의 가스를 배출하는 가스배출배관을 포함하는 양방향 송풍장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 가스공급배관은
   가스가 이동하는 하나의 통로가 형성된 메인공급배관과;
   상기 메인공급배관에서 분기되어 연통되는 제 1 분기공급배관 및 제 2 분기공급배관으로 이루어지고,
   상기 제 1 분기공급배관은 장입물의 상부에서 이격 설치되고, 상기 제 2 분기공급배관은 장입물의 하부에서 이격 설치되는 양방향 송풍장치.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 가스출입관은
   상기 제 1 분기공급배관에 연결되면서 교대로 가스를 송풍 또는 흡입하는 상부 가스출입관과;
   상기 제 2 분기공급배관에 연결되면서 장입물을 기준으로 상기 상부 가스출입관과 대향되는 위치에 배치되어 상기 상부 가스출입관과 반대로 가스를 송풍 또는 흡입하는 하부 가스출입관으로 이루어지는 양방향 송풍장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 상부 가스출입관은 전단이 장입물이 위치한 방향으로 확장되는 상부 나팔부와; 후단이 상기 제 1 분기공급배관 및 상기 가스배출배관과 연통되는 상부 분기관으로 이루어지고,
   상기 하부 가스출입관은 전단이 장입물이 위치한 방향으로 확장되는 하부 나팔부와; 후단이 상기 제 2 분기공급배관 및 상기 가스배출배관과 연통되는 하부 분기관으로 이루어지는 양방향 송풍장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 상부 가스출입관 및 상기 하부 가스출입관은 장입물의 이송방향을 따라 다수개가 구비되는 양방향 송풍장치.
   
   
6. 청구항 4에 있어서, 상기 가스배출배관은
   상기 제 1 분기공급배관 및 상기 상부 분기관에 연통되는 제 1 분기배출배관과;
   상기 제 2 분기공급배관 및 상기 하부 분기관에 연통되는 제 2 분기배출배관과;
   상기 제 1 분기배출배관과 상기 제 2 분기배출배관이 연결되어 하나의 공통배관으로 형성되는 메인배출배관으로 이루어지는 양방향 송풍장치.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 상부 분기관은 상기 제 1 분기공급배관과 상기 제 1 분기배출배관과 연결되고, 상기 제 1 분기공급배관 및 상기 제 1 분기배출배관이 연결되는 위치에는 상기 제 1 분기공급배관 및 상기 제 1 분기배출배관을 교대로 개폐 가능하도록 제 1 댐퍼가 구비되고,
   상기 하부 분기관은 상기 제 2 분기공급배관과 상기 제 2 분기배출배관과 연결되고, 상기 제 2 분기공급배관 및 상기 제 2 분기배출배관이 연결되는 위치에는 상기 제 2 분기공급배관 및 상기 제 2 분기배출배관을 교대로 개폐 가능하도록 제 2 댐퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍장치.
   
8. 청구항 6에 있어서, 상기 가스배출배관은
   상기 제 1 분기배출배관과 상기 제 2 분기배출배관이 연결되는 위치에는 상기 제 1 분기배출배관 및 상기 제 2 분기배출배관을 교대로 개폐 가능하도록 제 3 댐퍼가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍장치.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 상부 가스출입관과 상기 하부 가스출입관 중 어느 하나가 가스를 송풍하면, 다른 하나는 가스를 흡입하는 것을 특징으로 하는 양방향 송풍장치.
   

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