KR101921940B1 - 통기성 측정기 및 소결 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 처리물의 이동 방향으로 서로 이격되는 복수의 롤러, 일 롤러와 타 롤러의 사이를 연결하도록 일 롤러와 타 롤러의 양측 단부들에 설치되는 복수의 회전체, 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 형성된 공간의 상면을 실링하도록 설치되는 플랜지, 플랜지를 관통하여 상측으로 연장되는 중공관, 중공관에 장착되는 유속 센서를 포함하는 통기성 측정기 및 이를 구비하는 소결 장치로서, 처리물의 통기성을 연속적으로 정밀하게 측정 가능한 통기성 측정기 및 원료층의 구간별 통기성을 연속으로 정밀하게 측정 가능한 소결 장치가 제시된다.
Description
본 발명은 통기성 측정기 및 소결 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 처리물의 통기성을 연속적으로 정밀하게 측정할 수 있는 통기성 측정기 및 원료층의 구간별 통기성을 연속으로 정밀하게 측정하면서 폭방향으로 균일하게 조절할 수 있는 소결 장치에 관한 것이다.
소결광은 분철광석, 석회석, 분코크스 및 무연탄 등을 원료로 하여 제조되는 고로 장입물로서, 용선 생산을 위한 고로 조업 시 고로의 내부에 철광석 및 코크스와 함께 장입된다. 소결광 제조 공정은 미립의 분철광석을 소결하여 고로 사용에 적합한 크기로 제조하는 공정이다. 소결광 제조 공정은 소결광 제조용 배합 원료를 준비하는 과정 및 배합 원료를 소결광으로 제조하는 과정을 포함한다.
우선, 소결광 제조용 배합 원료는 예컨대 분철광석, 석회석, 분코크스 및 무연탄 등을 혼합기에 장입하여 배합한 후, 이 배합물을 조립기에 장입하여 배합물의 중량 또는 전체 중량 대비 약 7% 내지 8%로 조습하면서 배합물을 수㎜ 정도의 입도로 의사 입자화하여 준비한다. 이후, 소결 대차를 소결기의 연장방향으로 이동시키면서, 소결 대차에 배합 원료를 입도 및 성분별로 수직 편석하게 소정 높이 장입한 후 배합 원료의 표층을 점화하여 연소대를 생성하고, 소결 대차의 하방으로 공기를 흡인하여 연소대를 배합 원료의 하방으로 이동시키며, 배합 원료를 소결하여, 소결광을 제조한다. 이 일련의 과정은 연속하여 수행된다. 이후, 소결광은 소결기의 배광부에 마련된 파쇄기 및 냉각기를 거쳐 파쇄 및 냉각되고, 고로 사용에 적합한 입도인 5㎜ 내지 50㎜의 입도로 분급되어 고로로 이송된다.
소결 대차에 장입된 배합 원료(이하, 원료층 이라 함)가 가진 통기성은 소결광의 생산성 및 품질을 결정하는 주요 인자이다. 원료층의 통기성이 원하는 정도로 유지되면서 원료층의 폭방향으로 균일해야 원료층의 폭방향으로 화염의 전파속도가 균일하고, 원료층의 폭방향 모든 위치에서 소결 반응이 원활하게 진행되어 양호한 품질의 소결광을 얻을 수 있다. 따라서, 소결광 제조 시 원료층의 통기성을 측정하면서 원료층의 통기성이 원하는 값으로 유지되도록 제어함과 함께 원료층의 폭방향으로 통기성이 균일하도록 원료 장입방식 등의 공정 조건들을 제어해야 한다.
한편, 종래에는 소결 대차의 하단에 온도 센서를 설치하여 화염전파 위치를 추정한 후 이로부터 원료층의 통기성을 간접적으로 추정하는 방식, 소결 대차의 진행 경로 상측에 중공의 파이프를 수직 설치하여 원료층의 표면에 접촉시키면서 파이프의 내부 기체 유속을 측정하여 원료층의 통기성을 직접 산출하는 방식 등을 활용하였다. 그중, 온도 센서를 이용한 방식은 추정에 의한 방식이므로 오차가 커서 결과값을 원료의 장입패턴을 정밀하게 제어하는 것에 사용하기가 어렵다. 또한, 파이프를 이용한 방식은 원료층이 소결 대차가 진행하는 방향으로 소결 대차와 함께 계속 이동되면서 소결 처리되기 때문에, 원료층의 표면 상태에 따라 파이프가 원료층의 표면에서 불규칙하게 이격되면서 그 접촉면에서 기체가 누설되어 결과값이 부정확하다. 따라서, 이 방식 또한 원료의 장입패턴을 정밀하게 제어하는 것에 사용하기가 어렵다. 즉, 종래에는 소결 대차의 경로상의 고정된 위치에서 원료층의 통기성을 실시간으로 측정하기 어려웠고, 원료층의 폭방향의 복수 구간에서 통기성을 정밀하게 측정하기 어려웠다.
또한, 종래에는 배합 원료의 장입을 위하여 소결 대차의 상측에 설치된 원료 호퍼, 드럼 피더 및 장입 슈트를 이용하여 원료를 수직 편석하게 장입하였고, 원료층의 폭방향 통기성에 실시간으로 대응하여 폭방향의 입도 편석을 조절할 수 있는 독립된 구조가 없었다. 이때, 드럼 피더 및 장입 슈트가 원료의 폭방향 장입량을 조절할 수 있으나, 이것은 원료의 폭방향 입도 편석을 조절하는 것과 전혀 다른 것이므로, 드럼 피더 및 장입 슈트만으로는 원료층의 폭방향 통기성에 실시간으로 대응하면서 폭방향의 입도 편석을 조절하기가 어렵다. 즉, 종래에는 원료층의 폭방향 통기성에 실시간으로 대응하여 폭방향의 입도 편석을 조절하기 어려웠다.
한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌 및 비특허문헌에 개시되어 있다.
F.van Loo et al., Improved Sinter Mix preparation while using challenging materials, METEC & 2nd ESTAD 2015, Dusseldorf, Germany
본 발명은 처리물의 통기성을 연속적으로 정밀하게 측정할 수 있는 통기성 측정기를 제공한다.
본 발명은 원료층의 폭방향의 구간별 통기성을 연속으로 정밀하게 측정할 수 있는 소결 장치를 제공한다.
본 발명은 원료층의 폭방향 구간별 통기성을 실시간으로 조절할 수 있는 소결 장치를 제공한다.
본 발명은 원료층의 통기성을 폭방향으로 균일하게 조절할 수 있는 소결 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 통기성 측정기는, 처리물의 상측에 처리물의 이동 방향으로 서로 이격되는 복수의 롤러; 일 롤러와 타 롤러의 사이를 연결하도록 일 롤러와 타 롤러의 양측 단부들에 설치되는 복수의 회전체; 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 형성된 공간의 상면을 실링하도록 설치되는 플랜지; 상기 플랜지를 관통하여 상측으로 연장되는 중공관; 및 상기 중공관에 장착되는 유속 센서;를 포함한다.
상기 회전체는, 처리물의 이동 방향으로 서로 이격되어 상기 일 롤러와 타 롤러에 각각 정렬되는 복수의 휠; 상기 복수의 횔을 둘러 감아 회전 가능하게 장착되는 벨트; 및 상기 벨트의 내측 공간을 실링하도록 상기 벨트의 내주면에 설치되는 측벽;을 포함할 수 있다.
상기 측벽은 상기 복수의 휠에서 이격되어 상기 벨트의 내주면에 접촉될 수 있다.
상기 회전체는, 상기 벨트의 내주면에 오목하게 형성되는 슬릿;을 더 포함하고, 상기 측벽은 상기 슬릿에 삽입 설치될 수 있다.
상기 일 롤러와 타 롤러는, 각 양측 단부들이 마주보는 벨트에 접촉되고, 각 외주면이 각 벨트에 나란하게 접할 수 있다.
상기 플랜지는 하부면의 가장자리 둘레가 마주보는 벨트들 및 롤러들의 외주면에 접촉되도록 설치될 수 있다.
상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체 사이에 형성된 공간을 포함하여 제1통로가 형성되고, 상기 제1통로는 상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 상면과 측면들이 형성되고, 하면이 개방되어 처리물과 연통될 수 있다.
상기 중공관의 내부를 포함하여 제2통로가 형성되고, 상기 제2통로는 출구가 상기 제1통로의 상면에 연통할 수 있다.
상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 처리물의 이동 방향을 가로지르는 방향으로 관통하여 회전 가능하게 지지하는 지지체;를 포함하고, 상기 지지체는 하부가 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 상기 처리물에 접촉 가능하게 지지하고, 상부가 상기 플랜지나 중공관에 연결되어 상기 플랜지를 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 접촉 가능하게 지지할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 소결 장치는, 주행하면서 원료를 처리 가능하게 설치되는 대차; 및 상기 대차의 상측에 상기 대차의 주행 방향을 가로질러 설치되고, 상기 대차의 내부에서 처리되는 원료층과 연통되는 통로를 형성하는 롤러 및 회전체를 구비하는 통기성 측정기;를 포함한다.
상기 통기성 측정기는, 상기 원료층을 마주보도록 설치되는 플랜지; 상기 플랜지를 관통하여 상측으로 연장되는 중공관; 및 상기 중공관에 장착되는 유속 센서;를 포함하고, 상기 롤러 및 회전체는 상기 플랜지의 하부면의 가장자리 둘레에 접촉되도록 설치되어 상기 통로를 형성할 수 있다.
상기 롤러는 복수개 구비되어 상기 대차의 상측에 상기 대차의 주행 방향으로 서로 이격되고, 상기 회전체는 복수개 구비되어 일 롤러와 타 롤러의 사이를 연결하도록 일 롤러와 타 롤러의 양측 단부들에 설치되며, 상기 플랜지는 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 형성된 공간의 상면을 실링하도록 설치될 수 있다.
상기 회전체는, 상기 대차의 주행 방향으로 서로 이격되어 상기 일 롤러와 타 롤러에 각각 정렬되는 복수의 휠; 상기 복수의 횔을 둘러 감아 회전 가능하게 장착되는 벨트; 상기 벨트의 내주면에 오목하게 형성되는 슬릿; 및 상기 벨트의 내측 공간을 실링하도록 상기 슬릿에 삽입 설치되는 측벽;을 포함할 수 있다.
상기 측벽은 상기 복수의 휠에서 이격되어 상기 벨트의 내주면에 접할 수 있다.
상기 일 롤러와 타 롤러는, 각 양측 단부들이 마주보는 벨트에 접촉되고, 각 외주면이 각 벨트에 나란하게 접하며, 상기 플랜지는 하부면의 가장자리 둘레가 마주보는 벨트들 및 롤러들의 외주면에 접촉되도록 설치되며, 상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체 사이에 형성된 공간을 포함하여 제1통로가 형성될 수 있다.
상기 제1통로는 상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 상면과 측면들이 형성되며, 하면이 개방되어 상기 원료층에 연통되고, 상기 중공관의 내부를 포함하여 제2통로가 형성되며, 상기 제2통로의 출구가 상기 제1통로의 상면에 연통할 수 있다.
상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 상기 대차의 주행 방향을 가로지르는 방향으로 관통하여 회전 가능하게 지지하는 지지체;를 포함하고, 상기 지지체는 하부가 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 상기 원료층에 접촉 가능하게 지지하고, 상부가 상기 플랜지나 중공관에 연결되어 상기 플랜지를 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 접촉 가능하게 지지될 수 있다.
상기 통기성 측정기는 상기 대차의 주행 방향을 가로지르는 방향으로 나열된 복수의 구간에 각각 설치되고, 상기 대차에 원료를 장입 가능하게 설치되는 호퍼; 상기 호퍼의 내부에 장입되는 원료의 입도 편석을 폭방향으로 조절 가능하게 설치되는 장입기; 및 각각의 통기성 측정기로부터 측정값을 입력받아 편차값를 산출한 후, 편차값을 이용하여 상기 장입기를 제어하는 폭방향 장입 제어기;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 처리물의 통기성을 연속적으로 정밀하게 측정할 수 있는 통기성 측정기를 이용하여, 일방향으로 이동하며 처리 중인 원료층의 표면에 연속하여 기밀하게 밀착할 수 있으면서, 원료층의 표면에서 높게 이격된 위치의 기체를 구조적인 간섭 없이 연속하여 안정적으로 공급할 수 있다. 따라서, 원료층의 통기성을 폭방향의 복수 구간별로 연속적으로 측정하면서 정밀하게 측정할 수 있고, 이를 이용하여, 원료층의 폭방향 구간별 통기성을 실시간으로 조절할 수 있는데, 이때, 원료층의 통기성이 폭방향으로 균일하도록 조절할 수 있다.
예컨대 제철소의 소결광 제조 공정에 적용되면, 롤러 및 회전체를 이용하여 소결 대차의 상측에 원료층과 연통되는 통로를 형성할 수 있고, 이 통로를 이용하여, 주행 중인 원료층에 연속하여 연통하면서 원료층의 통기성을 연속하여 정확하게 측정할 수 있다. 또한, 소결 중인 원료층의 통기성을 소결 대차 상의 복수 위치에서 실시간으로 정밀하게 측정하여, 원료층의 폭방향 구간별로 통기성의 편차를 산출할 수 있다.
이를 기초로 하여, 균일한 화염 전파를 위한 원료의 장입 패턴을 설계할 수 있고, 이를 테면, 원료 호퍼의 내부에 폭방향으로 입도 편석하게 원료를 장입하여, 소결 대차의 폭방향으로 원료를 입도 편석시켜 장입할 수 있다. 이에, 원료층을 소결하는 중에 원료층의 폭방향 모든 구간에서 통기성이 균일할 수 있다. 따라서, 원료층을 소결하는 동안 원료층의 폭방향의 모든 구간에서 균일한 화염 전파가 가능하여 소결 반응이 원활할 수 있고, 미소결 부분 없이 원료층을 균일하게 소결할 수 있다. 이에, 소결광의 생산성이 극대화될 수 있고, 소결광의 강도 편차가 저감될 수 있다. 이를 통하여 경제적 이익을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 장입기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 결합도이다.
도 6은 본 발명의 비교 예 및 실시 예에 따른 통기성 측정 결과를 대비한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 비교 예 및 실시 예에 따른 소결광의 입도 편석을 측정한 결과를 대비한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 장입기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 결합도이다.
도 6은 본 발명의 비교 예 및 실시 예에 따른 통기성 측정 결과를 대비한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 비교 예 및 실시 예에 따른 소결광의 입도 편석을 측정한 결과를 대비한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
이하에서 사용되는 용어 중, 일방향(X) 및 타방향(Y)은 기준이 되는 구성 요소 예컨대 후술하는 대차의 길이방향 및 폭방향을 지칭하고, 상하방향(Z)은 일방향 및 타방향에 모두 교차하는 방향을 지칭하며 높이방향이라고도 한다. 이때, 대차의 길이방향은 대차 진행방향과 나란한 방향이며, 대차의 주행 방향이라고도 한다.
본 발명은 일방향으로 이동하는 원료층의 통기성을 연속적으로 정밀하게 측정 가능한 통기성 측정기 및 소결 장치에 관한 것이며, 제철소의 소결광 제조 공정을 기준으로 실시 예를 설명한다. 물론, 본 발명은 여러 산업 분야의 각종 원료처리설비 및 다양한 처리공정의 통기성 측정 방식에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 장입기의 개략도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 개략도이다. 이때, 도 3에 도시된 통기성 측정기들 중 도면의 좌측에 위치하는 통기성 측정기는 기체 흐름이 잘 보이도록 단면의 개략적인 형상을 도시하였다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 분해도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 결합도이다. 이때, 도 5의 (a)는 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기의 결합도를 입체적으로 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 도시된 통기성 측정기의 중심부를 타방향(Y) 및 상하방향(Z)으로 절단하여 단면 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5의 (c)는 도 5의 (a)에 도시된 통기성 측정기의 측면을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기를 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기(700)는, 복수의 롤러(710), 복수의 회전체(720), 플랜지(730), 중공관(740), 유속 센서(750)를 포함하고, 산출부(미도시)를 포함할 수 있다. 통기성 측정기(700)는 일방향(X)으로 주행하는 처리물의 상측에 설치되고, 처리물과 연속하여 접촉 및 연통하면서 통기성을 연속적으로 정밀하게 측정할 수 있다.
처리물은 예컨대 후술하는 소결 장치의 대차(60)에 장입되어 대차 진행방향으로 주행하며 처리되는 원료층을 포함할 수 있다. 물론, 처리물은 각종 경로를 다양한 방식으로 이동 중인 각종 처리물을 포함할 수 있고, 이를 한정하지 않는다.
롤러(710)는 처리물의 상측에 처리물의 이동 방향을 가로질러 배치될 수 있고, 처리물의 이동 방향으로 서로 이격될 수 있다. 이때, 처리물의 이동 방향은 대차 진행방향과 나란한 방향일 수 있고, 이하에서 일방향(X)이라 한다. 그리고 처리물의 이동 방향을 가로지르는 방향은 대차 진행방향을 가로지르는 방향일 수 있고, 이하에서 타방향(Y)이라 한다.
롤러(710)는 복수개 예컨대 두 개 구비될 수 있다. 이하에서는 각 롤러(710)를 구분하여 지칭할 때, 처리물의 이동 방향을 기준으로, 선행하는 롤러를 일 롤러라 하고, 후행하는 롤러를 타 롤러라 한다. 이때, 이동 중인 처리물에 먼저 접촉되는 것을 선행이라 하고, 나중에 접촉되는 것이 후행이라 한다.
각각의 롤러(710)는 타방향(Y)으로 연장되어 형성되며, 양측 단부에 각각 원통 형상의 돌기(711)가 형성될 수 있다. 각각의 돌기(711)는 후술하는 회전체(720)에 삽입되어 밀착되면서 롤러(710)와 회전체(720)의 접촉면을 늘릴 수 있다. 이에, 롤러(710)와 회전체(720)가 안정적으로 결합되어 지지될 수 있다. 또한, 각각의 돌기(711)에 의해 롤러(710)와 회전체(720)가 평면 형상으로 접하는 대신 입체 형상으로 접할 수 있다. 이에, 롤러(710)와 회전체(720)의 접촉면에서 기체가 누설되는 것을 억제 또는 방지하면서 접촉면을 기밀하게 실링할 수 있다.
각 롤러(710)는 후술하는 제1통로(S1)의 타방향(Y)의 측면들을 형성한다. 따라서, 각 롤러(710)는 타방향(Y)의 연장 길이가 제1통로(S1)의 타방향(Y)의 너비에 따라 정해지고, 일방향(X)의 이격 길이가 제1통로(S1)의 일방향(X)의 너비에 의하여 정해지며, 직경이 제1통로(S1)의 상하방향(Z)의 너비에 의하여 정해진다. 이때, 제1통러(S1)의 각 방향별 너비는 처리물의 통기성 측정이 용이하도록 정해진 너비이고, 처리물의 처리 공정 예컨대 소결광 제조 공정에서 원료층의 통기성을 용이하게 측정하기 위해 통기성 측정기(700)와 연통되어야 하는 원료층의 면적에 따라 정해질 수 있다. 각 롤러(710)에 의하여 제1통로(S1)의 타방향(Y)의 측면들이 실링될 수 있다.
각 롤러(710)는 외주면이 처리물의 표면에 접촉하여 밀착될 수 있다. 이에, 각 롤러(710)는 고온 분위기에서 안정적으로 사용 가능하고, 처리물의 불규칙하고 거친 표면에 원활하게 밀착될 수 있는 각종 재질을 포함할 수 있는데, 이를 특별히 한정하지 않는다. 예컨대 금속 재질, 합금 재질 또는 우레탄이나 합성고무 등의 수지 재질을 포함할 수 있다. 이때, 고온 분위기는 처리물이 처리되는 온도 분위기이고, 예컨대 소결광 제조 공정에서 원료층의 소결이 진행되는 온도의 분위기일 수 있다. 한편, 각 롤러(710)는 외피가 상술한 재질로 피복될 수도 있다.
회전체(720)는 일 롤러와 타 롤러의 사이를 연결하도록 일 롤러와 타 롤러의 양측 단부들에 설치될 수 있다. 즉, 회전체(720)는 복수개 예컨대 두 개이고, 각각의 회전체(720) 중 어느 하나는 일 롤러와 타 롤러의 일측 단부들을 연결하여 설치되고, 나머지 하나는 일 롤러와 타 롤러의 타측 단부들을 연결하여 설치된다.
각각의 회전체(720)는 제1통로(S1)의 타방향(Y)의 측면들을 형성한다. 따라서, 각 회전체(720)는 연장 길이가 각 롤러(710)의 이격 길이에 대응하고, 이격 길이가 각 롤러(710)의 연장 길이에 대응하며, 상하방향(Z)의 너비가 각 롤러(710)의 직경에 대응한다. 각 회전체(720)에 의해 제1통로(S1)의 일방향(x)의 측면들이 실링될 수 있다.
이하에서는 하나의 회전체(720)를 기준으로 회전체(720)의 상세한 구조를 설명한다. 이하에서 설명되는 회전체(720)의 상세 구조는 나머지 회전체(720)에도 같이 적용될 수 있다.
회전체(720)는 복수개 예컨대 두 개의 휠(721), 벨트(722), 측벽(723) 및 슬릿(724)을 포함할 수 있다. 각 휠(721)은 타방향(Y)으로 연장되어 형성되고, 처리물의 이동 방향으로 서로 이격되어 일 롤러와 타 롤러에 각각 정렬될 수 있다. 즉, 회전체(720)는 하나의 회전체별로 복수개 예컨대 두 개의 휠(721)을 가지고, 각 롤러(710)는 하나의 롤러마다 복수개 예컨대 두 개의 휠이 정렬되어, 각 롤러(710)는 양측 단부에 각각 하나씩 휠(721)이 정렬된다. 휠(721)은 회전체(720)의 구조를 지지하는 역할을 하고, 벨트(722)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 각 휠(721)은 외주면에 기어나 체인 혹은 스프라켓 형상의 링 부재(725)가 구비될 수도 있다. 이런 경우에 링 부재(721)는 벨트(722)의 내주면을 따라 형성된 오목 홈(미도시)에 삽입 설치되어, 벨트(722)의 슬립을 방지할 수 있다.
벨트(722)는 복수의 횔(721)을 둘러 감아 회전 가능하게 장착될 수 있다. 벨트(722)는 캐터필러나 컨베이어 등에 사용되는 벨트일 수 있는데, 기체의 누설이 방지될 수 있도록 내주면과 외주면이 막힌 구조일 수 있다. 여기서, 막힌 구조라고 함은 예컨대 내주면과 외주면이 홀 등에 의해 연통하지 않는 구조를 의미한다. 벨트(722)의 재질은 우레탄이나 합성고무 등의 각종 수지 재질을 포함할 수 있다. 물론, 벨트(722)는 외주면이 처리물의 표면에 접촉하여 밀착될 수 있고, 내주면이 각 롤러(710)의 돌기(711)들 및 측벽(723)에 접촉하여 밀착될 수 있는 것을 만족하는 각종 재질의 외피를 가지는 구조일 수도 있다.
측벽(723)은 벨트(722)의 내측 공간을 실링하도록 벨트(722)의 내주면에 설치될 수 있다. 측벽(723)은 벨트(722)의 내주면을 따라 연장될 수 있다. 측벽(723)은 예컨대 일방향(X)으로 연장된 수직 판일 수 있고, 일방향(X)의 양 단부가 반원 또는 원호의 형상일 수 있다. 측벽(723)은 처리물의 이동 방향을 가로지르는 방향으로 복수의 휠(721)에서 이격되어 벨트(722)의 내주면에 접촉 설치될 수 있다.
슬릿(724)은 벨트(722)의 내주면을 따라 오목하게 형성되며, 슬릿(724)에 측벽(723)이 삽입 설치되어, 벨트(722)의 회전 시 측벽(723)이 안정적으로 벨트(722)의 내주면에 고정될 수 있다.
상술한 회전체(720)는 예컨대 캐터필러의 구조가 적용될 수 있으며, 이 구조에서 각각의 휠(721)은 구동륜의 역할을 하고, 측벽(723)은 보기륜 및 스커트의 역할을 하며, 각각의 롤러(710)는 각 회전체(720) 사이에 형성된 공간의 개방된 전면과 후면을 막아주는 역할을 한다. 또한, 벨트(722), 롤러(710) 및 측벽(723)은 각 롤러(710)와 회전체(720) 사이에 형성된 상술한 공간의 일방향(X)의 측면들과 타방향(Y)의 측면들을 실링해주는 역할을 한다.
이때, 각 벨트(722) 및 각 롤러(710)는 위에서 설명한 것처럼 처리물의 거친 표면에 밀착될 수 있는 재질로 형성되거나, 적어도 외피가 상기 재질로 피복되기 때문에, 처리물의 불규칙한 표면에 의한 기체의 누출이 억제 또는 방지될 수 있다.
또한, 각 벨트(722) 및 각 롤러(710)는 모두 처리물에 접촉하여 회전 가능한 구조이므로, 처리물의 표면에 접촉하여 슬립되지 않을 수 있고, 따라서, 이동 중인 처리물의 거친 표면에 의한 마찰 손상이 억제 또는 방지될 수 있다. 한편, 일 롤러와 타 롤러는 각 양측 단부들이 마주보는 벨트(722)에 접촉되고, 각 외주면이 각 벨트(722)에 나란하게 접한다. 즉, 롤러(710)와 벨트(722)의 외주면이 일변 또는 동일변을 이루게 되고, 하나의 외주면과 같이 연결된다. 따라서, 처리물과의 접촉이 원활할 수 있다.
플랜지(730)는 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)에 의해 형성된 공간의 상면을 실링하도록 설치될 수 있다. 플랜지(730)는 예컨대 소정 두께를 가지는 사각판 형상일 수 있다. 플랜지(730)는 롤러(710)들 및 회전체(720)들 사이에 형성되는 공간을 마주보도록 위치하고, 하부면의 가장자리 둘레가 마주보는 벨트(710)들 및 롤러(720)들의 외주면에 접촉되도록 설치될 수 있다. 플랜지(730)는 벨트(710)들 및 롤러(720)들의 회전 시 마모가 방지될 수 있도록, 하부면의 가장자리 둘레의 접촉면에 라이너(미도시)가 더 구비될 수도 있다.
플랜지(730), 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720) 사이에 형성된 공간을 포함하여 제1통로(S1)가 형성될 수 있다. 이 제1통로(S1)는 플랜지(730), 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)에 의해 상면과 측면들이 형성되고, 하면이 개방되어 처리물의 표면에 연통될 수 있다. 이때, 제1통로(S1)의 측면들은 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)에 의해 실링될 수 있고, 제1통로(S1)의 상면은 플랜지(730)에 의해 중공관(740)에 연통할 수 있다.
중공관(740)은 예컨대 상하방향(Z)으로 연장된 중공의 관으로, 플랜지(730)를 관통하여 상측으로 연장될 수 있다. 중공관(740)의 단면 형상은 원형이나 사각형 등 다양할 수 있다. 중공관(740)은 처리물의 표면에서 높게 이격될 수 있고, 이때의 높이는 처리물의 처리 공정에 따라 다양하다. 예컨대 처리 공정이 소결광 제조 공정이면, 중공관(740)은 대차의 주행에 의한 기류 등의 간섭이 적거나 없는 소정의 높이(약 수십 내지 수백 ㎝)까지 연장되어 개방될 수 있고, 이 높이는 소결광 제조 공정에서 원료층을 원활하게 소결하기 위한 윈드박스의 흡인력 및 대차의 주행 속도 등의 각종 공정 조건들과 대차 주변의 분위기 등에 따라 다양하게 정해질 수 있다.
중공관(740)의 내부를 포함하여 제2통로(S2)가 형성되고, 제2통로(S2)는 출구가 제1통로(S1)의 상면에 연통할 수 있다. 제1통로(S1)와 제2통로(S2)를 포함하여 기체 통로가 형성된다. 기체 통로는 처리물에 연통하는데, 통기성 측정기(700)가 처리물에 대하여 상대적으로 주행하는 동안에도 구조적인 간섭 없이 처리물에 연통될 수 있다. 기체의 통로를 통하여, 처리물의 상측 높은 위치의 기체가 구조적인 간섭 등이 없이 처리물까지 원활하게 도달하여, 처리물의 내부로 흡인될 수 있다. 이때의 기체 흐름을 유속 센서(750)로 측정하여 처리물의 통기성을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있다.
즉, 처리물에서 상측으로 이격된 높은 위치의 기체가 중공관(740)의 내부로 흡인되어 제2통로(S2)를 지나 플랜지(730)와 롤러(710)들과 회전체(720)들로 둘러싸인 제1통로(S1)를 통과하여 처리물의 표면에 도달하고, 이후, 처리물의 하방으로 인가되는 흡인력에 의하여 처리물의 표면에서 내부로 흡인된다. 이때, 기체의 상기 흐름은 처리물의 내부에 하방으로 인가되는 흡인력에 기인한다. 한편, 처리물의 통기성에 따라 기체가 흡인되는 정도가 달라지며, 기체가 흡인되는 정도에 따라 기체 통로를 흐르는 기체의 유속이 다르다.
유속 센서(750)는 중공관(740)에 장착되어 중공관(740)의 내부를 흐르는 기체의 유속을 측정할 수 있다. 이를 위해, 유속 센서(750)는 중공관(740)의 내부를 흐르는 기체의 유속을 측정 가능한 다양한 센서일 수 있다. 유속 센서(750)는 중공관(740)의 상단에서 이격된 일측을 관통하여 장착되는데, 중공관(740)의 상단보다 하단에 가깝도록 장착될 수도 있다.
유속 센서(750)가 중공관(740)의 상단보다 하단에 가깝도록 장착되면, 중공관(740) 내의 기체 흐름이 더욱 안정화된 상태에서 기체의 유속을 측정할 수 있다.
산출부(미도시)는 유속 센서(750)로부터 유속 값을 받아 처리물의 통기성을 산출할 수 있다. 이때, 통기성 값은 무차원 값으로서, 제이피유(JPU)로 표현될 수 있다. 여기서, JPU는 일본 통기성 유닛의 영문 약자이다. 기체 통로 내의 유속 값에서 통기성을 산출하는 방식을 이하에서 간단히 예시한다.
예컨대 처리물의 상하방향(Z)의 두께값[㎜]을 분모로 하고, 처리물에 하방으로 가해지는 흡인 압력(예컨대 부압값[㎜Aq])을 분자로 하여 나눈 값을 구하고, 그 값의 0.6승 값을 구한다. 이 값을 제1값이라 한다. 또한, 유속 값에 제2통로(S2)의 단면적 값을 곱한 기체의 유량 값[m3/min]을 구하여 분모로 하고, 제1통로(S1)에 연통하는 처리물의 표면적 예컨대 소성 면적[m2]을 분자로 하여 나눈 값을 구한다. 이 값을 제2값이라 한다. 이 제1값과 제2값을 곱하여 통기성 값[JPU]을 구할 수 있다.
이때, 처리물의 두께, 처리물에 가해지는 부압, 제2통로(S2)의 단면적 및 소성 면적은 처리 공정 및 장치로부터 얻을 수 있는 값들이고, 유속 값은 통기성 측정기로부터 실시간으로 측정되는 값이다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 통기성 값이 연속하여 실시간으로 측정될 수 있다. 물론, 이 방식 외에도 다양한 방식으로 유속 센서(750)에서 측정된 유속 값으로부터 처리물의 통기성을 구할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기(700)는 지지체(760)를 더 포함할 수 있다. 지지체(760)는 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)를 처리물의 이동 방향을 가로지르는 방향으로 관통하여 회전 가능하게 지지할 수 있다.
지지체(760)는, 타방향(Y)으로 연장 형성되고, 일방향(X)으로 서로 이격되어 일 롤러와 타 롤러에 각각 정렬되며, 타방향(Y)으로 롤러(710)들 및 회전체(720)들을 관통하여 회전 가능하게 지지하는 복수개의 지지바(761), 지지바(761)들의 양측 단부들에 각각 장착되는 지지블록(762), 각 지지블록(762)의 상측으로 연장되는 수직바(763), 수직바(763)들의 상측 단부들을 일방향(X)으로 연결하여 장착되는 일방향 수평바(764), 및 일방향 수평바(764)들과 중공관(740) 사이를 각각 연결하여 장착되는 타방향 수평바(765)를 포함한다. 이때, 타방향 수평바(765)는 중공관(740)과 일방향 수평바(764) 사이를 연결하여 장착되어도 무방하다.
이 구조에 의해 지지체(760)는 하부가 롤러(710)들 및 회전체를(720)들을 처리물에 접촉 가능하게 지지하고, 상부가 플랜지(730)나 중공관(740)에 연결되어 플랜지(730)를 롤러(710)들 및 회전체를(720)들에 접촉 가능하게 지지할 수 있다. 지지체(760)에 의하여 롤러(710)들 및 회전체를(720)들 간의 결합이 안정적으로 유지될 수 있고, 롤러(710)들 및 회전체를(720)들에 대한 플랜지(730)의 높이가 유지되어 플랜지(730)가 롤러(710)들 및 회전체를(720)들에 대한 접촉이 유지될 수 있다.
물론, 지지체(760)의 구조는 다양하게 변경될 수 있고, 롤러(710)들 및 회전체를(720)들이 처리물에 접촉되면서 회전 가능하게 지지되는 것, 플랜지(730)가 롤러(710)들 및 회전체를(720)들에 접촉 가능하게 지지되는 것을 만족하는 다양한 구조로 변경 가능하다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치를 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치는, 일방향으로 주행하면서 원료(M)를 처리 가능하도록 설치되는 대차(60), 및 대차(60)의 상측에 대차(60)의 주행 방향을 가로질러 설치되고, 대차(60)의 내부에서 처리되는 원료층과 연통되는 통로를 형성하는 롤러 및 회전체를 구비하는 통기성 측정기(700)를 포함한다. 이때, 대차(60)의 상측이라고 함은 대차(60)에 장입된 원료층의 표면을 기준으로 하여 그 상측을 의미한다. 한편, 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치는, 호퍼(10), 피더(20), 게이트(30), 슈트(40), 및 점화로(50)를 포함할 수 있고, 폭방향 장입 제어기(800) 및 장입기(900)를 더 포함할 수 있다.
원료(M)는 소결광 제조용의 배합원료를 포함한다. 배합원료는 함철원료, 결합재 및 부원료를 혼합한 후, 이를 조습하면서 조립하여 마련한다. 함철원료는 분철광석이나 미분철광석 등을 포함하고, 결합재는 분코크스 및 무연탄 등을 포함하며, 부원료는 석회석 또는 생석회 등을 포함한다. 배합원료에 예컨대 염기도 조절을 위한 첨가제가 더 배합될 수도 있다.
호퍼(10)는 내부에 원료(M)가 저장되고, 후술하는 이송경로의 상측에 설치되어 이송경로를 주행 중인 대차(60)를 마주볼 수 있고, 대차(60)에 원료(M)를 장입 가능하게 설치될 수 있다. 호퍼(10)는 하부에 피더(20)가 회전 가능하게 구비된다. 피더(20)의 하부에 슈트(40)가 경사지게 설치되며, 피더(20)와 호퍼(10) 사이에 게이트(30)가 설치된다.
피더(20) 및 슈트(40)는 호퍼(10)와 대차(60) 사이에서 원료(M)의 낙하 장입을 안내한다. 피더(20)가 회전수를 조절하면서 게이트(30)가 호퍼(10)의 개도를 조절하여 원료(M)의 공급을 제어하고, 슈트(40)가 원료(M)를 경사지게 낙하시켜 수직 편석하게 장입할 수 있다. 상하방향(Z)으로의 입도 편석 및 성분 편석에 의하여 원료층의 표층부 소결광 회수율 및 강도가 증대될 수 있고, 원료(M)에 함유되어 연료로서 사용되는 결합재(석탄 및 분코크스 등)의 사용량을 저감할 수 있다.
한편, 원료층의 입도 편석이 폭방향으로 균일하면 통기성이 폭방향으로 불균일하게 형성되고, 화염의 전파 속도가 원료층의 폭방향으로 각기 달라지게 되어 원료층의 일부 영역에서 소결이 불충분하게 이루어진다. 이는, 소결광의 생산성에 연결된다. 화염이 원료층의 폭방향으로 균일하게 전파되는 것이 소결광의 품질 및 생산성 향상에 바람직하다.
따라서, 원료를 대차(60)에 장입할 때, 폭방향의 입도 편석이 다르도록 장입하는 것이 좋고, 상세하게는, 폭방향의 복수의 구간 중 중심 구간(c)에 상대적으로 큰 입도의 원료가 장입되고, 양측 가장자리 구간(e)에 상대적으로 작은 입도의 원료가 장입되도록 폭방향으로 입도 편석을 조절하는 것이 좋다.
하지만 상기 구조만으로는 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하기가 어렵다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 폭방향 장입 제어기(800) 및 장입기(900)를 이용하여 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절할 수 있다. 이때, 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하기 위한 기준값으로서 통기성 측정기(700)에서 측정된 원료층의 폭방향 구간들별 통기성 값이 활용될 수 있다. 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하는 구체적인 방식은 폭방향 장입 제어기(800) 및 장입기(900)를 설명할 때 같이 설명한다.
이송경로가 시작되는 지점의 타방향 및 상하방향으로 이격된 복수의 위치에는 각각 통기바(미도시)가 일방향(X)으로 설치될 수 있다. 통기바는 슈트(40)에 의한 원료(M)의 낙하 영역에 설치되어 주행 중인 대차(60)의 내부를 일방향(X)으로 가로질러 배치된다. 대차(60)가 진행방향으로 이동하면서 대차(60) 내의 원료층에 삽입된 통기바들이 원료층에서 탈락되면 통기바가 있던 원료층 내부의 영역들에 복수의 공극이 형성될 수 있다.
호퍼(10)에 선행하여 이송경로 상의 일위치에 상부광 호퍼(미도시)가 배치된다. 상부광은 이전에 제조된 소결광에서 예컨대 8 내지 15㎜ 입도의 소결광을 선별하여 마련할 수 있다. 상부광은 원료(M)보다 먼저 대차(60)에 장입되어, 대차(60)의 바닥에 원료가 부착되거나 바닥의 틈새로 원료가 유실되는 것을 방지한다.
점화로(50)는 대차(60)의 상측에서 호퍼(10)로부터 일방향으로 이격되고, 원료층에 화염을 분사할 수 있다. 점화로(60)는 하측의 이송경로로 화염을 분사 가능하게 형성되어 원료층의 표면에 화염을 착화시킬 수 있다. 화염은 원료층에 함유된 고체 연료에 착화되어 연소대를 형성한다. 연소대가 원료층의 상부에서 하부로 이동되어 원료층이 소결될 수 있다.
이송경로의 하부에 윈드박스(미도시)가 복수개 구비되어 일 방향으로 연속하여 배열될 수 있다. 윈드박스는 대차(60)의 내부에 각각 연통할 수 있고, 부압을 형성하여 대차(60)의 내부를 하방으로 흡인할 수 있다.
윈드박스는 대차(60)의 하부를 감싸도록 대차(60)의 하측에 설치되는데, 대차(60)의 주행 방향으로 복수개 설치되어 일 방향으로 배열될 수 있다. 윈드박스는 대차(60)의 바닥면을 통해 대차(60)의 내부에 연통하며, 배기부(미도시)에 의해 부압이 내부에 형성되며, 부압을 이용하여 대차(60)의 내부를 하방으로 흡인할 수 있다. 이 흡인에 의해 연소대가 원료층의 표면에서 상부층을 거쳐 하부층으로 전진하면서 원료를 소결시킬 수 있다.
배기부(미도시)는 윈드박스들의 내부에 연통하여 배가스를 흡인할 수 있다. 배기부는 메인 챔버 및 메인 챔버의 상류 측에 각 윈드박스들을 연결하는 복수개의 관을 포함하고, 메인 챔버의 하류 측에 장착되는 집진기 및 블로어를 더 포함한다.
블로어는 메인 챔버 내에 부압을 형성하여, 배가스의 흐름을 메인 챔버의 상류 측에서 하류 측으로 형성할 수 있다. 메인 챔버의 하류 측으로 유도된 배가스는 외기에 배출된다. 한편, 점화로(50)에서 일방향으로 이격된 이송경로의 상측에 후드(미도시)가 구비될 수 있고, 후드는 배기 챔버에서 배가스의 일부를 공급받아 이송경로에 순환시킬 수 있다.
대차(60)는 이송경로를 일방향으로 주행하면서 원료(M)를 처리 가능하게 설치될 수 있다. 대차(60)는 복수개 구비되며, 일방향으로 배열되어 서로 결합될 수 있다. 대차(60)는 이송경로를 주행하며 내부에 장입된 원료(M)를 처리 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 일방향은 소결 장치가 연장된 방향일 수 있고, 대차(60)가 이송경로를 주행하는 방향(대차 진행방향이라 함)일 수 있다.
대차(60)는 내부의 공간이 상측으로 개방되는데 내부의 공간에 원료(M)가 낙하 장입되어 원료층을 형성한다. 대차(60)는 바닥이 통기 가능한 구조로 마련되며, 예컨대 격자 구조의 그레이트 바(grate bar)에 의해 바닥이 마련될 수 있다. 격자 구조의 그레이트 바에 의하여 대차(60)의 내부 공간이 윈드박스에 연통할 수 있고, 대차(60)의 내부가 하방으로 흡인될 수 있다. 이에, 대차(60)의 내부 공간에 적재된 원료층의 열처리가 가능하다. 대차(60)의 내부 공간이 원료층을 열처리하는 공간으로 사용될 수 있고, 원료층은 이송경로를 지나면서 소결 및 냉각될 수 있다.
복수개의 대차(60)는 일방향으로 설치된 컨베이어에 일방향으로 주행 가능하게 지지될 수 있다. 복수개의 대차(60)는 엔드리스 방식으로 결합되어 컨베이어의 상부측을 주행하면서 이송경로를 형성할 수 있고, 컨베이어의 하부측을 주행하면서 회송경로를 형성할 수 있다. 대차(60)는 이송경로를 일방향으로 주행하면서 원료층을 열처리 예컨대 소결하고, 이송경로가 종료되는 지점(회차 지점)에서 회차되면서 원료층을 배광한 후 회송경로로 진입하여 일 방향의 반대 방향으로 회송경로를 주행하고, 회송경로가 종료되는 지점에서 이송경로로 회차될 수 있다.
이송경로는 복수의 구간을 포함한다. 복수의 구간은 장입 구간, 장입 구간에 연결되는 점화 구간, 및 장입 구간의 반대측에서 점화 구간에 연결되는 소결 구간을 포함한다. 복수의 구간은 원료가 이동하는 방향(대차가 이송경로를 주행하는 방향)을 기준으로 장입 구간, 점화 구간 및 소결 구간의 순서로 연접한다. 원료가 이동하는 방향을 기준으로 하여, 장입 구간은 원료가 먼저 통과되는 이송경로의 상류측인 이송경로의 일측 가장자리에 마련되고, 점화 구간은 장입 구간에 후행하여 장입 구간의 하류측에 연결되며, 소결 구간은 점화 구간에 후행하여 점화 구간의 하류측에 연결된다.
장입 구간에 호퍼(10)가 배치되어 이 구간을 주행하는 대차(60)에 원료를 적재한다. 점화 구간에 점화로(50)가 배치되어 이 구간을 주행하는 대차(60)에 적재된 원료층을 점화한다. 소결 구간은 대차(60)에 적재된 원료층의 표면에 형성된 연소대를 원료층의 하부로 이동시키며 원료층을 소결하는 구간이다. 원료층은 소결 구간을 일 방향으로 주행하면서 소결되어 소결광으로 제조된다.
복수의 구간이 종료되는 지점(이송경로의 타측 가장자리의 하류측)의 외측에 배광 슈트가 설치될 수 있다. 대차(60)가 소결 구간 중의 일지점을 통과할 때, 연소대가 대차(60)의 바닥에 도달하면서 원료층의 소결이 완료되면, 이후부터 이송경로의 종료 지점까지 대차(60)가 이동하며 소결광이 냉각된다. 물론, 원료층의 소결이 완료되는 지점이 이송경로의 종료 지점일 수도 있다. 이후, 소결광은 이송경로의 종료 지점(후술하는 복수의 구간이 종료되는 지점)에서 배광 슈트(미도시)에 배광될 수 있다.
소결 구간을 중심으로 점화 구간의 반대측에서 소결 구간의 외측으로 이격된 위치에 파쇄기(미도시)가 구비될 수 있고, 이 파쇄기와 이송경로의 종료 지점을 주행하며 회차 중인 대차의 사이를 연결하도록 배광슈트(미도시)가 설치된다. 파쇄기는 대차에서 배광된 원료층을 소정의 입도로 파쇄 가능하게 형성될 수 있다. 파쇄기에서 소정 입도로 파쇄된 소결광은 소정의 슈트에 안내되어 냉각기에 장입된다.
냉각기(미도시)는 예컨대 공랭식 냉각기일 수 있고, 예컨대 냉각대차를 환형의 냉각경로에서 순환시키면서 냉각대차의 내부로 공기를 불어 넣어 냉각대차의 내부에 장입된 소결광을 냉각시킬 수 있는 구조로 마련될 수 있다. 냉각기에서 냉각된 소결광은 고로 공정으로 이송될 수 있다.
상술한 호퍼(10), 피더(20), 게이트(30), 슈트(40), 점화로(50), 대차(60), 윈드박스, 배기부, 파쇄기, 배광슈트 및 냉각기 등 소결 장치의 구성부들은 상술한 구성과 방식 외에도 다양한 구성 및 방식을 가질 수 있고, 이를 특별히 한정하지 않는다.
통기성 측정기(700)는 대차의 주행 방향을 가로지르는 방향으로 나열된 복수의 구간에 각각 설치되고, 원료층의 폭방향 입도 편석에 의한 통기도를 각 구간에서 연속하여 측정할 수 있다. 이때, 복수의 구간은 원료층의 폭 방향으로 구분되는 복수의 구간이다. 이 복수의 구간은 길이방향으로 연장되되 폭방향으로 이격되는 복수의 영역선들을 원료층의 상부면과 하부면에 배치한 후 이 영역선들을 상하방향으로 연결하여 형성된 복수의 면들에 의하여 대차(60)상에 형성되는 복수의 구간을 의미한다.
복수의 구간 각각은 길이방향으로 연장되고, 폭방향으로 나열될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 복수의 구간을 중심 구간(c) 및 양측 가장자리 구간(e)으로 각각 예시한다. 본 발명의 실시 예에서는 통기성 측정기(700)를 이용하여 원료층의 상술한 구간별 통기성을 연속으로 정밀하게 측정할 수 있다. 이 통기성 측정기(700)는 위에서 상세하게 설명하였으므로, 이하에서는 통기성 측정기(700)가 구비하는 구성 요소들의 연결 관계를 중심으로 간단히 설명한다.
통기성 측정기(700)는, 대차(60)의 상측에 서로 이격되는 복수의 롤러(710), 일 롤러와 타 롤러의 사이를 연결하도록 일 롤러와 타 롤러의 양측 단부들에 설치되는 복수의 회전체(720), 원료층을 마주보고 설치되며, 하부면의 가장자리 둘레가 롤러(710)들 및 회전체(720)들에 접촉되도록 설치되는 플랜지(730), 플랜지(730)를 관통하여 상측으로 연장되는 중공관(940), 중공관(940)에 장착되는 유속 센서(950) 및 유속 센서(750)에 연결되는 산출부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 통기성 측정기(700)는 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)를 대차의 주행 방향을 가로지르는 방향으로 관통하여 회전 가능하게 지지하는 지지체(760)를 포함할 수 있다.
롤러(710)들 및 회전체(720)들은 원료층에 연통하는 통로를 형성할 수 있고, 플랜지(930)는 롤러(710)들 및 회전체(720)들에 의해 형성된 상술한 공간의 상면을 실링하도록 설치될 수 있다.
회전체(920)는 대차의 주행 방향으로 서로 이격되어 일 롤러와 타 롤러에 각각 정렬되는 복수의 휠(721), 복수의 횔(721)을 둘러 감아 회전 가능하게 장착되는 벨트(722), 벨트(722)의 내주면에 오목하게 형성되는 슬릿(724), 복수의 휠(721)에서 이격되어 벨트(722)의 내주면에 접하며 벨트(722)의 내측 공간을 실링하도록 슬릿(724)에 삽입되어 설치되는 측벽(723)을 포함할 수 있다.
일 롤러와 타 롤러는 각 양측 단부들이 마주보는 벨트(722)에 접촉되고, 각 외주면이 각 벨트(722)에 나란하게 접하며, 플랜지(730)는 하부면의 가장자리 둘레가 마주보는 벨트(722)들 및 롤러(710)들의 외주면에 접촉되도록 설치된다.
복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720) 사이에 형성된 공간을 포함하여 제1통로(S1)가 형성될 수 있다. 제1통로(S1)는 플랜지(730), 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)에 의해 상면과 측면들이 형성되며, 하면이 개방되어 원료층에 연통된다. 중공관(730)의 내부를 포함하여 제2통로(S2)가 형성되는데, 제2통로(S2)의 출구가 제1통로(S1)의 상면에 연통할 수 있다.
지지체(760)는 하부가 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)를 원료층에 접촉 가능하게 지지하고, 상부가 중공관(740)에 연결되어 플랜지(730)를 복수의 롤러(710) 및 복수의 회전체(720)에 접촉 가능하게 지지할 수 있다.
유속 센서(750)는 중공관(740)의 내부를 지나는 기체의 유속을 측정할 수 있고, 산출부는 유속 센서(750)에서 측정되는 유속 값을 이용해서 원료층의 통기성을 산출할 수 있다.
상술한 바와 같이 형성되는 통기성 측정기(700)의 작동을 설명한다. 원료층이 대차(60)에 의하여 이송경로를 수 m/s의 속도로 주행하면, 롤러(710)들 및 회전체(720)들이 원료층에 접촉하여 회전되면서 원료층과의 밀착을 유지할 수 있다. 이에, 제1통로(S1)의 측면들이 원활하게 실링되면서 제1통로(S1)가 그 하면을 통하여 원료층에 연속하여 연통될 수 있다. 원료층은 내부가 하방으로 흡인되므로 이에 의하여 제1통로(S1) 내의 기체가 원료층으로 흡인되고, 제1통로(S1)에 연통하는 제2통로(S2)를 통하여 원료층의 표면에서 높게 이격된 위치의 기체를 연속하여 안정적으로 원료층의 표면에 안내할 수 있다.
즉, 통기성 측정기(700)는 롤러 및 회전체를 이용해서 주행 중인 원료층의 표면에 밀착되면서 그 내부의 통로들이 원료층에 연통될 수 있다. 이때, 원료층의 거친 표면과의 마찰에 따른 손상이 억제되거나 방지될 수 있고, 원료층의 거친 표면을 통한 기체의 누출이 억제되거나 방지될 수 있다. 즉, 통기성 측정기(700)를 운용함에 있어 그 내구성 및 밀폐성을 향상시킬 수 있다. 유속 센서(740)는 제2통로(S2)를 흐르는 기체의 유속을 측정한 후, 이 값을 이용해서 산출부가 통기성을 정확하게 산출한다. 즉, 통기성 측정기(700)를 운용함에 있어 측정의 정확성을 향상시킬 수 있다.
각각의 통기성 측정기(700)에서 이 같은 과정을 연속으로 수행하여 폭방향의 복수 구간별 통기성을 실시간으로 산출할 수 있다. 폭방향의 복수 구간별로 산출되는 원료층의 통기성은 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하는 것에 활용될 수 있다. 또한, 통기성 값으로부터 원료층의 폭방향 입도 편차에 의한 공극률의 계산이 가능하다.
이하에서 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하는 구체적인 방식 및 이에 적용되는 폭방향 장입 제어기(800) 및 장입기(900)를 설명하기 전에 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절해야 하는 이유를 먼저 설명한다.
원료층의 폭방향 장입 밀도 및 입도 편석이 고르게 형성되면, 대차(60)의 양측 가장자리의 측벽(일방향으로 연장된 측벽을 지칭함)에 접하는 일부 원료층(폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에 위치하는 원료층을 지칭)의 공극이 대차(60)의 중앙에 위치하는 나머지 원료층(폭방향의 중심 구간(c)에 위치하는 원료층을 지칭함)의 공극보다 큰 값을 가지게 된다. 이는 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에서는 원료층의 공극 형성이 대차(60)의 측벽에 영향을 받기 때문이다. 즉, 원료(M)와 대차(60)의 측벽 간의 공극이 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에서 원료층의 공극률을 증가시키는 요인이 된다.
이 경우, 폭방향의 중심 구간(c)의 원료층에서 흡인되는 기체의 유속이 상대적으로 작고, 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)의 원료층을 통과하는 기체의 유속이 상대적으로 크다. 이러한 유속의 차이가 일정 값을 넘어서면 원료(의사입자 라고도 함)의 소결에 필요한 열에너지가 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에 장입된 원료층에 충분하게 공급되지 못하게 되어, 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에서는 원료층이 불완전 소결되고, 따라서, 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에 장입된 원료층에 대한 소결광 회수율이 저하되고, 소결광의 강도 저하가 야기된다.
따라서, 소결광의 회수율 및 강도를 향상시키기 위해서는 실시간으로 원료층의 폭방향의 복수 위치에서 통기성을 측정하고, 그 값의 편차를 줄이도록 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절해야 한다.
본 발명의 실시 예에서는 상술한 통기성 측정기(700)에서 측정된 통기성 값을 폭방향 장입 제어기(800)가 전달받은 후, 그 값을 이용하여 장입기(800)를 제어할 수 있고, 이에, 원료층의 폭방향으로 공극률이 균일하도록 폭방향의 복수 위치별로 입도를 다르게 편석시켜 장입할 수 있다. 이에, 원료층의 폭방향으로 화염의 전파속도가 균일해지게 되어 소결광의 회수율이 향상될 수 있고, 강도의 편차가 줄어들 수 있다.
이하, 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하는 구체적인 방식을 폭방향 장입 제어기(800) 및 장입기(900)를 설명하면서 함께 설명한다.
폭방향 장입 제어기(800)는 연산부(810) 및 제어부(820)를 포함할 수 있다. 연산부(810)는 각각의 통기성 측정기로부터 측정값을 입력받아 편차값를 산출할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시 예에서는 복수의 구간 중 폭방향 중심 구간(c)의 통기성 값을 기준으로 양측 가장자리 구간(e)의 통기성 값을 각각 구할 수 있다. 물론, 편차값은 다양한 방식으로 구할 수 있고, 구간의 개수에 따라 복수의 편차값을 구할 수 있다. 편차값은 제어부(820)로 전달될 수 있다. 이후, 제어부(820)는 입력받은 편차값을 이용하여 폭방향의 중심 구간(c) 및 양측 가장자리 구간(e)의 유속 차이를 판단하고, 폭방향의 중심 구간(c) 및 양측 가장자리 구간(e)들 중 유속이 느린 구간에 입도가 큰 원료가 장입되도록 하고 유속이 빠른 구간에 입도가 작은 원료가 장입되도록 하여 장입기(900)의 작동을 제어한다. 장입기(900)에 의하여 대차(60)에 장입되는 원료층의 폭방향 입도 편석이 조절될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에서는 원료(M)가 대차(60)로 낙하 장입될 때, 입도별로 수직 편석하게 장입되면서 폭방향으로 입도가 편석되어 장입될 수 있는데 이는 장입기(900)에 의해 수행될 수 있다. 장입기(900)는 호퍼(10)의 내부에 장입되는 원료(M)의 입도 편석을 폭방향으로 조절 가능하게 설치될 수 있다.
장입기(900)는 예컨대 셔틀 컨베이어라고 지칭할 수 있다. 이 장입기(900)는 원료(M)의 운반이 가능한 컨베이어부(910) 및 컨베이어부(910)의 하류측 단부를 타방향(Y) 예컨대 폭방향으로 왕복 이동시킬 수 있는 셔틀부(920)를 포함할 수 있다. 이때, 셔틀부(920)의 구조는 특별히 한정하지 않고, 폭방향으로 전후진하거나 신축되며 요동 가능한 구조이면 되고, 예컨대 실린더 구조로 마련될 수도 있다.
장입기(900)는 컨베이어부(910)의 하류측 단부가 호퍼(10)의 입구 개구상에 위치하도록 설치되며, 상류측(미도시)에서 원료(M)를 적재받아 이를 하류측 단부로 운반하고, 이후, 원료(M)를 호퍼(10)에 낙하 장입한다.
컨베이어부(910)의 하류측 단부는 셔틀부(920)에 의하여 폭방향으로 왕복 이동하면서 호퍼(10)의 내부에 원료(M)를 장입하는데, 도 2에 도시된 것처럼 폭방향의 중심부가 오목한 형상으로 골을 형성하고 폭방향의 양측 가장자리가 각각 볼록한 형상으로 언덕을 형성하도록 원료(M)를 장입할 수 있다. 이런 경우에 호퍼(10)의 내부에 장입된 원료(M)의 상면 형상을 브이 형상이라고 지칭한다. 또는, 도면에 도시된 것과 반대로, 폭방향의 중심부가 볼록한 형상의 언덕을 형성하고 폭방향의 양측 가장자리가 각각 오목한 형상의 골을 형성하도록 원료(M)를 장입할 수 있다. 이런 경우에 호퍼(10)의 내부에 장입된 원료(M)의 상면 형상을 역 브이 형상이라 지칭한다.
브이 형상의 상면 형상에서는 폭방향의 중심부에 입도가 큰 원료(M)들이 상대적으로 많이 모이게 되고, 그 골의 깊이가 깊을수록 폭방향의 중심부로 입도가 큰 원료(M)가 모이는 현상이 심화된다. 이때, 골의 깊이는 언덕의 높이(H2)에서 골의 높이(H1)를 뺀 값을 의미한다.
반면, 역 브이 형상의 상면 형상에서는 폭방향의 양측 가장자리에 입도가 큰 원료(M)들이 상대적으로 많이 모이면서, 폭방향의 중심부에는 입도가 작은 원료(M)들이 상대적으로 많이 모인다. 이때, 역 브이 형상의 상면에서 골의 깊이가 깊을수록 폭방향의 양측 가장자리로 입도가 큰 원료(M)가 모이는 현상이 심화된다.
이는, 원료(M)의 입자가 가지는 물리적인 특성 예컨대 안식각, 반발계수, 정지마찰계수, 구름마찰계수 등에 의해 조대 입자가 흐르거나 유동하여 폭방향으로 입도 편석이 생기기 때문이다. 이를테면, 입도가 큰 원료(M)일수록 언덕에서 골 쪽으로 굴러 떨어지려는 성질이 강하고, 입도가 작은 원료(M)는 언덕 쪽에 잔류하거나 골 쪽으로 짧은 거리만 굴러 떨어진 후 그 위치에서 잔류하려는 거동을 보이기 때문이다.
이러한 원리를 이용하여 호퍼(10)의 내부에서 원료(M)의 폭방향 입도 편석을 조절할 수 있으며, 이는 대차(60)에 장입된 원료층의 폭방향 입도 편석에도 이어질 수 있다. 즉, 원료(M)는 호퍼(10) 내의 폭방향 입도 편석 대로 대차(60)에 장입될 수 있고, 원료의 장입 중에는 피더(20), 게이트(30) 및 슈트(40)로 원료의 폭방향 입도 편석을 조절할 수 없다. 결국, 호퍼(10) 내부의 폭방향 입도 편석을 조절하는 방식으로 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절할 수 있다.
예컨대 호퍼(10) 내부에 장입되는 원료(M)가 브이 형상의 상면 형상을 갖도록 셔틀부(920)의 폭방향 왕복 속도 및 컨베이어부(910)의 이송량 및 이송 속도를 조절하면, 원료층의 폭방향의 복수 구간들 중 중심 구간(c)에 상대적으로 큰 입도의 원료(M)를 장입하면서 양측 가장자리 구간(e)에 각각 상대적으로 작은 입도의 원료(M)를 장입할 수 있다. 이때, 골의 깊이를 증가시킬수록 입도 편석의 차이가 커질 수 있고, 골의 깊이를 감소시킬수록 입도 편석의 차이가 작아질 수 있다.
반면, 호퍼(10) 내에 장입되는 원료(M)가 역 브이 형상의 상면 형상을 갖도록 셔틀부(920)의 폭방향 왕복 속도 및 컨베이어부(910)의 이송량 및 이송 속도를 조절하면, 원료층의 폭방향 중심 구간(c)에 상대적으로 작은 입도로 원료(M)를 장입하며 양측 가장자리 구간(e)에 각각 상대적으로 큰 입도의 원료(M)를 장입할 수 있다. 이때, 골의 깊이를 증가시킬수록 입도 편석의 차이가 커질 수 있고, 골의 깊이를 감소시킬수록 입도 편석의 차이가 작아질 수 있다.
이를 응용하면, 호퍼(10)의 내부에 폭방향의 원하는 위치에 복수의 골과 언덕들을 형성하면, 원료층의 폭방향의 원하는 구간들에 대한 입도 편석을 각각 원활하게 조절할 수 있다.
상술한 장입기(900)의 작동 방식은 폭방향 장입 제어기(800)에 의해 제어될 수 있고, 폭방향 장입 제어기(800)는 원료층의 폭방향 복수 구간별 통기성 차이를 근거로 하여 원료층의 폭방향으로 통기성이 균일해지도록 장입기(900)의 작동을 제어할 수 있다. 이를 위한 장입기(900)의 작동 패턴은 다양할 수 있으며, 각각의 소결광 제조 공정별 호퍼 사이즈, 원료 장입량 및 대차 주행 속도 등 공정 조건 등에 따라 각각 다르게 정해질 수 있다.
폭방향의 중심 구간(c)에 설치된 통기성 측정기(700)에서 측정되는 통기성 값이 상대적으로 작고, 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에 각각 설치된 통기성 측정기(700)에서 측정되는 통기성 값이 상대적으로 큰 경우를 기준으로 하기에서, 장입기(900)에 의한 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하는 방식을 설명한다.
장입기(900)는 폭방향 장입 제어기(800)에 의해 원료의 이송량, 원료의 이송 속도 및 원료의 폭방향의 낙하 위치를 다양한 패턴으로 조절하여 호퍼(10)의 폭방향 중심부에 큰 입도의 원료가 장입되도록 하고, 폭방향의 양측 가장자리에 작은 입도의 원료가 장입되도록 한다. 통기성 값의 편차가 클수록 폭방향의 입도 편석의 차이가 크도록 장입하고, 통기성 값의 편차가 작을수록 폭방향의 입도 편석의 차이가 작도록 장입한다. 이처럼, 호퍼(10)의 내부에서 원료의 입도 편석이 폭방향으로 조절되면, 원료가 호퍼(10)에서 불출되어 대차(60)로 장입되면서 폭방향으로 입도 편차를 가지게 되어, 원료층의 폭방향 입도 편석이 조절될 수 있다. 예컨대 원료층의 폭방향의 중심 구간(c)에 상대적으로 큰 입도의 원료가 장입되고, 원료층의 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에 상대적으로 작은 입도의 원료가 장입될 수 있다.
이에, 폭방향의 중심 구간(c)에서 원료층의 통기성이 증가되고, 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에서 원료층의 통기성이 감소되면서, 원료층의 폭방향으로 통기성이 균일하게 조절될 수 있고, 이에, 원료층의 내부에서 흡인 중인 기체가 원료층의 폭방향의 모든 위치에서 균일한 속도로 흡인되면서 화염의 전파가 폭방향으로 균일해질 수 있다.
한편, 공정을 수행하면서 원료층의 폭방향 입도 편석을 실시간으로 조절하는 중에 원료층의 폭방향 입도 편석 상태가 반전될 수도 있다. 이하에서, 폭방향의 중심 구간(c)에 설치된 통기성 측정기(700)에서 측정되는 통기성 값이 상대적으로 크고, 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에 각각 설치된 통기성 측정기(700)에서 측정되는 통기성 값이 상대적으로 작은 경우를 기준으로 하기에서, 장입기(900)에 의한 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절하는 방식을 설명한다.
장입기(900)는 폭방향 장입 제어기(800)에 의해 원료의 이송량, 원료의 이송 속도 및 원료의 폭방향의 낙하 위치를 다양한 패턴으로 조절하여 호퍼(10)의 폭방향 중심부에 작은 입도의 원료가 장입되도록 하고, 폭방향의 양측 가장자리에 큰 입도의 원료가 장입되도록 한다. 통기성 값의 편차가 클수록 폭방향의 입도 편석의 차이가 크도록 장입하고, 통기성 값의 편차가 작을수록 폭방향의 입도 편석의 차이가 작도록 장입한다.
이처럼, 호퍼(10)의 내부에서 원료의 입도 편석이 폭방향으로 조절되면 원료가 호퍼(10)에서 불출되어 대차(60)로 장입되면서 폭방향으로 입도 편차를 가지게 되어, 원료층의 폭방향 입도 편석이 조절될 수 있다. 예컨대 원료층의 폭방향의 중심 구간(c)에 상대적으로 작은 입도의 원료가 장입되고, 원료층의 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에 상대적으로 큰 입도의 원료가 장입될 수 있다.
이에, 폭방향의 중심 구간(c)에서 원료층의 통기성이 감소되고, 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에서 원료층의 통기성이 증가되면서, 원료층의 폭방향으로 통기성이 균일하게 조절될 수 있고, 이에, 원료층의 내부에서 흡인 중인 기체가 원료층의 폭방향의 모든 위치에서 균일한 속도로 흡인되면서 화염의 전파가 폭방향으로 균일해질 수 있다.
이처럼 폭방향의 양측 가장자리 구간(e)에서 원료층을 통과하는 기체의 유속이 폭방향의 중심 구간(c)에서 원료층을 통과하는 기체의 유속보다 상대적으로 느리거나 빠르면, 장입기(900)로 호퍼(10) 내의 원료의 폭방향 입도를 편석시켜서 원료층의 폭방향 입도 편석을 제어할 수 있다.
이에, 원료층을 통과하는 기체의 유속이 폭방향으로 균일하게 되면서 화염의 전파가 폭방향으로 균일할 수 있다. 따라서, 폭방향으로 균일한 열에너지의 분포가 원료층의 내부에 형성된다. 이 결과, 소결광의 회수율 및 생산성이 향상되고, 강도 편차가 저감되어 품질이 향상된다.
이러한 과정 중에 호퍼(10) 내의 원료의 폭방향 입도 편석은 호퍼(10) 내의 수분 증발 및 분진 비산 등에 의해 광학이나 기계적인 계측기로는 계측하기가 어렵다. 이때, 통기성 측정기(600)에서 측정되는 원료층의 폭방향 위치(또는 구간)별 통기성 값을 이용하여 호퍼(10) 내의 원료의 폭방향 입도 편석을 실시간 예측할 수도 있다. 예컨대 원료층의 폭방향 위치(또는 구간)별 통기성 값의 변화로부터 호퍼(10) 내의 원료의 폭방향 입도 편석의 변화를 예측하고, 이로부터 호퍼(10) 내의 원료의 폭방향 입도 편석을 실시간 예측할 수 있다.
도 6은 본 발명의 비교 예 및 실시 예에 따른 통기성 측정 결과를 대비한 그래프이고, 도 7은 본 발명의 비교 예 및 실시 예에 따른 소결광의 입도 편석을 실제로 측정한 결과를 대비한 그래프이다.
본 발명의 비교 예 및 실시 예에 따른 통기성 측정 결과를 대비하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 통기성 측정기를 마련하고, 화상면적 450㎡의 소결 장치를 이용하여 소결광 제조 공정을 수행하면서 대차의 폭방향 중앙 및 양측 가장자리 위치에서 통기성 측정기로 유속 값을 측정하였다.
비교예의 경우, 원료층의 폭방향 입도 편차의 조절 없이 공정을 수행하였고, 그래프를 보면, 대차상의 각 위치에서 유속이 차이가 나는 것을 확인할 수 있다.
실시예의 경우, 측정된 유속 값으로부터 통기성을 산출하여 폭방향 장입 제어기(800)로 전달하고, 이 값의 편차를 이용하여 폭방향 장입 제어기(800)가 장입기(900)의 작동을 제어하고, 장입기(900)가 대차의 측벽 부근과 중앙 부근에서 입도가 편석되도록 조절하여 호퍼(10)에 원료를 장입하였다. 그 결과 그래프를 보면, 대차상의 각 위치에서 유속 차이가 현저히 저감되었음을 확인할 수 있다.
이후, 비교예의 소결광 제조 공정에서 대차에 장입된 원료층을 샘플링하고, 실시예의 소결광 제조 공정에서 대차에 장입된 원료층을 샘플링하여 입도분석을 수행하였다. 도 7에 도시된 것처럼 비교예의 경우와 달리 실시예에서는 대차 중앙 측의 입도가 좌측 및 우측의 입도보다 크도록 입도 편석되어 원료층이 장입된 것을 확인할 수 있다. 즉, 대차 중앙 측의 입도가 좌측 및 우측의 입도보다 크도록 입도 편석이 조절되면 대차상의 각 위치에서 유속 차이가 현저히 저감됨을 보여준다.
또한, 비교예의 소결광 제조 공정에서의 소결광 회수율보다 실시예의 소결광 제조 공정에서의 소결광 회수율이 1.0% 이상 증가하였음을 더 확인할 수 있었다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 원료층의 구간별 통기성을 연속으로 정밀하게 측정하면서 폭방향으로 균일하게 조절할 수 있다. 더욱 상세하게는, 원료층의 통기성을 실시간으로 측정할 수 있는 통기성 측정기, 원료층의 폭방향 입도 편석을 조절할 수 있는 장입기 및 폭방향 장입 제어기를 이용하여, 원료층의 하방으로 흡인되는 기체의 유속을 측정할 수 있고, 이 값들이 폭방향으로 균일하게 되도록 원료층의 폭방향 입도 편석을 제어할 수 있다. 이에, 소결광의 회수율이 증대될 수 있고, 강도 편차가 저감될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 또한, 본 발명의 상기 실시 예에 제시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차 적용되어 다양한 형태로 변형될 것이고, 이 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
10: 호퍼 20: 피더 30: 게이트
40: 슈트 50: 점화로 60: 대차
700: 통기성 측정기 710: 롤러 720: 회전체
723: 측벽 730: 플랜지 740: 중공관
750: 유속 센서 800: 폭방향 장입 제어기 900: 장입기
40: 슈트 50: 점화로 60: 대차
700: 통기성 측정기 710: 롤러 720: 회전체
723: 측벽 730: 플랜지 740: 중공관
750: 유속 센서 800: 폭방향 장입 제어기 900: 장입기
Claims (18)
- 처리물의 상측에 처리물의 이동 방향으로 서로 이격되는 복수의 롤러;
일 롤러와 타 롤러의 사이를 연결하도록 일 롤러와 타 롤러의 양측 단부들에 설치되는 복수의 회전체;
상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 형성된 공간의 상면을 실링하도록 설치되는 플랜지;
상기 플랜지를 관통하여 상측으로 연장되는 중공관; 및
상기 중공관에 장착되는 유속 센서;를 포함하고,
상기 회전체는,
처리물의 이동 방향으로 서로 이격되어 상기 일 롤러와 타 롤러에 각각 정렬되는 복수의 휠;
상기 복수의 횔을 둘러 감아 회전 가능하게 장착되는 벨트; 및
상기 벨트의 내측 공간을 실링하도록 상기 벨트의 내주면에 설치되는 측벽;을 포함하는 통기성 측정기. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 측벽은 상기 복수의 휠에서 이격되어 상기 벨트의 내주면에 접촉되는 통기성 측정기. - 청구항 1에 있어서,
상기 회전체는,
상기 벨트의 내주면에 오목하게 형성되는 슬릿;을 더 포함하고,
상기 측벽은 상기 슬릿에 삽입 설치되는 통기성 측정기. - 청구항 1에 있어서,
상기 일 롤러와 타 롤러는, 각 양측 단부들이 마주보는 벨트에 접촉되고, 각 외주면이 각 벨트에 나란하게 접하는 통기성 측정기. - 청구항 1에 있어서,
상기 플랜지는 하부면의 가장자리 둘레가 마주보는 벨트들 및 롤러들의 외주면에 접촉되도록 설치되는 통기성 측정기. - 청구항 1에 있어서,
상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체 사이에 형성된 공간을 포함하여 제1통로가 형성되고,
상기 제1통로는 상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 상면과 측면들이 형성되고, 하면이 개방되어 처리물과 연통되는 통기성 측정기. - 청구항 7에 있어서,
상기 중공관의 내부를 포함하여 제2통로가 형성되고, 상기 제2통로는 출구가 상기 제1통로의 상면에 연통하는 통기성 측정기. - 청구항 1에 있어서,
상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 처리물의 이동 방향을 가로지르는 방향으로 관통하여 회전 가능하게 지지하는 지지체;를 포함하고,
상기 지지체는 하부가 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 상기 처리물에 접촉 가능하게 지지하고, 상부가 상기 플랜지나 중공관에 연결되어 상기 플랜지를 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 접촉 가능하게 지지하는 통기성 측정기. - 주행하면서 원료를 처리 가능하게 설치되는 대차; 및
상기 대차의 상측에 상기 대차의 주행 방향을 가로질러 설치되고, 상기 대차의 내부에서 처리되는 원료층과 연통되는 통로를 형성하는 통기성 측정기;를 포함하고,
상기 통기성 측정기는,
상기 원료층을 마주보도록 설치되는 플랜지;
상기 대차의 상측에 상기 대차의 주행 방향으로 서로 이격되고, 상기 플랜지의 하부면의 가장자리 둘레에 접촉되도록 설치되는 복수의 롤러;
일 롤러와 타 롤러의 사이를 연결하도록 일 롤러와 타 롤러의 양측 단부들에 설치되고, 상기 플랜지의 하부면의 가장자리 둘레에 접촉되도록 설치되는 복수의 회전체;
상기 플랜지를 관통하여 상측으로 연장되는 중공관; 및
상기 중공관에 장착되는 유속 센서;를 포함하고,
상기 회전체는,
상기 대차의 주행 방향으로 서로 이격되어 상기 일 롤러와 타 롤러에 각각 정렬되는 복수의 휠;
상기 복수의 횔을 둘러 감아 회전 가능하게 장착되는 벨트;
상기 벨트의 내주면에 오목하게 형성되는 슬릿; 및
상기 벨트의 내측 공간을 실링하도록 상기 슬릿에 삽입 설치되는 측벽;을 포함하고,
상기 플랜지는 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 형성된 공간의 상면을 실링하도록 설치되는 소결 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 10에 있어서,
상기 측벽은 상기 복수의 휠에서 이격되어 상기 벨트의 내주면에 접하는 소결 장치. - 청구항 10에 있어서,
상기 일 롤러와 타 롤러는, 각 양측 단부들이 마주보는 벨트에 접촉되고, 각 외주면이 각 벨트에 나란하게 접하며,
상기 플랜지는 하부면의 가장자리 둘레가 마주보는 벨트들 및 롤러들의 외주면에 접촉되도록 설치되며,
상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체 사이에 형성된 공간을 포함하여 제1통로가 형성되는 소결 장치. - 청구항 15에 있어서,
상기 제1통로는 상기 플랜지, 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 의해 상면과 측면들이 형성되며, 하면이 개방되어 상기 원료층에 연통되고,
상기 중공관의 내부를 포함하여 제2통로가 형성되며, 상기 제2통로의 출구가 상기 제1통로의 상면에 연통하는 소결 장치. - 청구항 10에 있어서,
상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 상기 대차의 주행 방향을 가로지르는 방향으로 관통하여 회전 가능하게 지지하는 지지체;를 포함하고,
상기 지지체는 하부가 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체를 상기 원료층에 접촉 가능하게 지지하고, 상부가 상기 플랜지나 중공관에 연결되어 상기 플랜지를 상기 복수의 롤러 및 복수의 회전체에 접촉 가능하게 지지하는 소결 장치. - 청구항 10에 있어서,
상기 통기성 측정기는 상기 대차의 주행 방향을 가로지르는 방향으로 나열된 복수의 구간에 각각 설치되고,
상기 대차에 원료를 장입 가능하게 설치되는 호퍼;
상기 호퍼의 내부에 장입되는 원료의 입도 편석을 폭방향으로 조절 가능하게 설치되는 장입기; 및
각각의 통기성 측정기로부터 측정값을 입력받아 편차값를 산출한 후, 편차값을 이용하여 상기 장입기를 제어하는 폭방향 장입 제어기;를 포함하는 소결 장치.
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