KR20070039159A

KR20070039159A - 제련 장치

Info

Publication number: KR20070039159A
Application number: KR1020077004527A
Authority: KR
Inventors: 마크 헤이톤
Original assignee: 테크놀라지칼 리소시스 피티와이. 리미티드.
Priority date: 2004-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2007-04-11
Also published as: UA87860C2; CN101023311A; CN101023311B; CN101023188A; BRPI0513815A; BRPI0513815B1; NZ552847A; US20090065984A1; ZA200506043B; CN100548501C; US8211357B2; TWI373529B; WO2006010208A1; TR200700466T1; CN101023188B; TW200609358A; UA90482C2; KR101253729B1; CN1800416A

Abstract

야금용기(11)는 고체 주입 랜스(31)가 통과하여 용기 내로 뻗어나가는 원주를 따라 이격된 튜브형 장착물(25)들을 가진다. 랜스 철거 장치(33)는 각 랜스(31)의 사면의 방향 위에 용기로부터 위쪽 바깥쪽으로 기울어진 트윈 레일 트랙(40)을 지지하는 신장형 트랙 지지 구조물(41)을 포함한다. 상호 연결된 상부 및 하부 캐리지(42, 44)는 호이스트(47)의 작동에 의해 트랙(40)을 따라 움직일 수 있다. 철거 장치(33)는 연속적으로 고체 운반 라인 구획(36, 37) 및 랜스(31)를 캐리지(42, 44)와의 연결 및 이들 캐리지의 트랙(40)을 따른 상부 이동을 통해 철거하도록 작동될 수 있다. 상부 캐리지(42)는 철거될 구성요소의 상부에 연결되기 위한 피봇 아암(51)을 구비하여 그 구성요소들이 먼 위치로의 철거를 위해 오버헤드 크레인에 매달릴 수 있는 상태로 아래쪽으로 선회될 수 있다.

랜스, 공급 라인 구획, 오버헤드 크레인, 호이스트, 직접 제련 공정

Description

제련 장치{SMELTING APPARATUS}

본 발명은 제련 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 그러나 이에 한정되지는 않고, 광석, 부분 환원 광석 및 금속 함유 폐류(metal-containing waste streams)와 같은 금속 공급 물질로부터 순수한 또는 합금 형태의 용융 금속을 생산하기 위한 직접 제련을 수행할 제련 장치에의 응용에 관한 것이다.

기본적으로 용융 금속층을 반응 매체로서 의존하고, 하이스멜트 방법이라고 일반적으로 일컬어지는 알려진 직접 제련 방법은 본 출원인의 미국특허 제6267799호 및 국제특허출원 WO 96/31627에 설명되어 있다. 이 간행물들에 설명된 것과 같은 하이스멜트 방법은:

(a) 용융 금속 및 슬래그의 용탕을 용기에 형성하는 단계;

(b) 상기 용탕에

(i) 금속 공급 물질, 전형적으로 산화 금속; 및

(ii) 금속 산화물의 환원제 및 에너지원으로서 작용하는 고체 탄소질 물질, 전형적으로 석탄을 주입하는 단계;

(c) 금속층에서 금속 공급 물질을 금속으로 제련하는 단계를 포함한다.

"제련"이라는 용어는 여기서 액체 금속을 생산하기 위해 산화 금속을 환원하 는 화학 반응이 일어나는 열 공정을 의미하는 것으로 이해된다.

하이스멜트 방법은 또한 용탕으로부터 방출된 CO 및 H₂ 와 같은 반응 가스를 산소 함유 가스와 함께 용탕 위의 공간에서 후연소하는 단계 및 후연소에 의해 생성된 열을 용탕에 전달하여 금속 공급 물질을 제련하기 위해 필요한 열 에너지에 기여하는 단계를 포함한다.

하이스멜트 방법은 또한 용탕의 명목상의 정지 표면 위에 전이 구역을 형성하는 단계를 포함하는데, 상기 전이 구역에는 용융 금속 및/또는 슬래그의 상승 후 하강하는 상당한 양의 방울(droplets) 또는 튐(splashes) 또는 흐름(streams)이 있어 용탕 위에서 반응 가스를 후연소함으로써 생산되는 열 에너지를 용탕으로 전달하는 효과적인 매체를 제공한다.

하이스멜트 공정에서, 금속 공급 물질 및 고체 탄소질 물질은 복수의 랜스/송풍구를 통해 금속층으로 주입되는데, 상기 랜스/송풍구는 제련 용기의 측벽을 통해 아래쪽 안쪽으로 뻗어나가도록 수직에 대해 기울어져서 용기의 하부 구역으로 들어가고 용기의 하부의 금속층에 고체 물질을 운반한다. 용기의 상부에서의 반응 가스의 후연소를 촉진하기 위해서, 열풍(산소강화될 수 있음)을 아래쪽으로 뻗은 열풍 주입 랜스를 통해 용기의 상부 구역으로 주입한다. 용기 내의 반응가스의 후연소로부터 발생한 배기가스는 배기가스관을 통해 용기의 상부로부터 제거된다.

하이스멜트 방법은 단일의 콤팩트한 용기에서 직접 제련에 의해 많은 양의 용융 금속을 생산하는 것을 가능하게 한다. 이 용기는 긴 기간 이상 연장될 수 있 는 제련 작업 내내 극고온에서 고체, 액체 및 기체를 담는 압력 용기로서 작용해야만 한다. 본 출원인의 미국 특허 제6322745호 및 국제특허출원 WO 00/01854호에 설명된 바와 같이, 상기 용기는 강철 쉘과, 그 쉘에 담기고 내화재로 형성되며 적어도 용융 금속과 접촉하는 바닥과 측면을 가지는 노 및 노의 측면으로부터 위쪽으로 뻗어나가고 슬래그 층 및 위의 가스 연속공간과 접하는 측벽으로 구성되고, 이 측벽들 중 적어도 일부는 수냉각 패널로 구성된다. 이러한 패널들은 이중의 구불구불한 형상(double serpentine shape)에 그 사이에 다져진(rammed) 또는 채워진(gunned) 내화재를 가질 수 있다.

하이스멜트 공정을 수행하기 위한 야금 용기는, 본 출원인의 미국특허 제6565798호에 설명된 바와 같이, 공정이 연속으로 수행되고, 용기가 긴 기간 동안, 전형적으로는 약 1년 이상 압력 용기로서 폐쇄되어 있어야만 하고 그 다음 짧은 기간 동안 빨리 재라이닝되어야 하는 것에서 유일한 문제점들을 가진다.

용기의 개장(改裝, refurbishment)을 수행할 수 있기 전에, 용기로부터 모든 고체 주입 랜스를 철거하고 그것들을 안전한 장소로 옮기는 것이 필요하다. 더욱이, 개별 랜스들은 용기의 주된 개장 사이에 수리 및/또는 교체를 위해 철거될 필요가 있을 수 있다. 전형적인 상업적인 제련 설비에서, 랜스는 5미터를 초과하는 길이를 가지며, 길고 가는 형태이지만, 상당한 무게를 가질 수 있고, 오버레인 크레인이나 호이스트에 매달릴 수 있도록 수직 형상으로 들려질 수 있기까지 철거 공정 동안 알맞게 지지될 필요가 있다. 또한 일반적으로 랜스로 고체 물질을 운반하기 위한 고체 운반 라인이 있는데, 이것들은 랜스의 철거가 진행되기 전에 먼저 제 거되어야만 한다.

본 발명에 따르면,

야금 용기;

고체 물질을 상기 용기 내로 운반하기 위한 용기의 측벽을 통해 아래쪽 안쪽으로 사선으로 뻗어나가는 적어도 하나의 신장형(elongate) 고체 주입 랜스;

상기 용기의 측벽으로부터 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가는 신장형 트랙;

상기 트랙을 따라 움직일 수 있는 캐리지 수단; 및

상기 캐리지 수단을 트랙을 따라 움직이게 작동할 수 있는 캐리지 구동 수단을 포함하고, 상기 캐리지 수단은 랜스가 트랙으로부터 지지되고 캐리지 구동 수단의 작동에 의해 위쪽 바깥쪽으로 움직여서 용기로부터 철거될 수 있도록 랜스에 연결될 수 있는 제련 장치가 제공된다.

상기 트랙은 랜스의 사면 방향과 평행하고 인접하여 배치될 수 있다. 그것은 예를 들어 랜스의 사면 방향 위에 배치될 수 있고, 평행한 레일들을 포함할 수 있다.

상기 장치는 랜스가 트랙으로부터 캐리지 수단을 통해 지지될 수 있도록 랜스를 캐리지 수단에 연결하기 위한 랜스 연결기 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 랜스 연결기 수단은 연결된 랜스가 트랙과 평행하게 뻗어나가는 최초의 기울어진 상태로부터 대략 수직인 상태로 낮춰져서 그것이 오버헤드 크레인이나 호이스트(hoist)의 작동에 의해 들어 올려질 수 있도록 작동될 수 있다.

상기 캐리지 수단은 트랙을 따라 하나가 다른 하나 위에 배치된 상부 및 하부 캐리지를 포함할 수 있다.

상기 연결기 수단은 상부 캐리지를 랜스의 상단부에 연결하기 위한 상부 연결기 및 랜스의 상단부로부터 아래쪽으로 이격된 랜스의 부분을 하부 캐리지에 연결하기 위한 하부 연결기를 포함할 수 있다.

상기 상부 연결기는 상부 캐리지 및 랜스의 상단 사이에 피봇 연결을 제공할 수 있고, 상기 하부 연결기는 랜스가 상기 피봇 연결 둘레로 아래쪽으로 돌아(swing) 상기 수직 상태가 되도록 작동될 수 있다.

상기 하부 연결기는 지지된 랜스를 수직 상태로 낮추도록 작동될 수 있는 호이스트를 포함할 수 있다. 상기 호이스트는 수동으로 작동될 수 있다. 그것은 예를 들어, 수동 작동 레버 호이스트일 수 있다. 그것은 랜스와 연결되기 위해 호이스트 선 또는 체인에 연결될 수 있다.

상기 호이스트 선 또는 체인은 랜스에 연결되거나 또는 슬링 지지물(sling support)의 일부로서 랜스의 둘러쌀 수 있다.

상기 용기는 튜브형 노즐의 형태인 랜스 지지물을 포함할 수 있고, 상기 랜스는 그것의 상단에 상기 랜스는 그 상단에 노즐 내에 지지될 수 있고 랜스가 초기에 위쪽 바깥쪽으로 움직일 때 하부 연결기가 랜스에 연결될 때까지 랜스를 지지하도록 그 안에서 미끄러질 수 있는 외장(outer sheath)을 포함할 수 있다.

상기 장치는 용기의 외부에서 랜스에 연결되는 고체 운반 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 고체 운반 라인은, 랜스에 연결되고 트랙 아래에서 용기의 측벽으로부터 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가는 분리가능한 대략 직선인 구획을 포함할 수 있고, 상기 랜스 연결기 수단은 랜스의 철거 전에 초기 단계에서 상기 라인 구획을 트랙으로부터 지지되도록 캐리지 수단에 연결하게끔 대안적으로 작동될 수 있어 운반 라인 구획이 트랙을 따라 위쪽으로 움직이고 장치로부터 제거될 수 있도록 한다.

상기 연결기 수단은 초기 단계에서 운반 라인 구획을 오버헤드 크레인이나 호이스트 상에서 들어 올려질 수 있는 수직 상태로 낮출 수 있게 작동될 수 있다.

본 발명은 또한 작동 상태에서 용기에 고체 물질을 운반하기 위해 용기 측벽을 통해 아래쪽 안쪽으로 사선으로 뻗어나가는 고체 주입 랜스를 야금 용기로부터 철거하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은:

신장형 트랙을 용기의 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가도록 위치시키는 단계;

상기 트랙 상에 트랙을 따라 움직일 수 있도록 캐리지 수단을 장착하는 단계;

상기 트랙에 의해 지지되도록 랜스를 캐리지 수단에 연결하는 단계; 및

랜스가 트랙으로부터 지지되는 동안 용기로부터 랜스를 뽑아내도록 캐리지 수단을 트랙을 따라 위쪽으로 움직이는 단계를 포함한다.

상기 트랙은 랜스의 사면 방향과 평행이고 인접하여 위치할 수 있다. 그것은, 예를 들어, 랜스의 사면 방향의 위에 위치할 수 있다.

상기 방법은 랜스가 캐리지 수단과의 연결을 통해 트랙으로부터 지지되는 동안 랜스를 대략 수직인 상태로 낮추는 단계, 랜스의 상단을 오버헤드 크레인 또는 호이스트에 연결하는 단계, 랜스를 캐리지 수단으로부터 분리하는 단계 및 수직 상태에서 랜스를 들어올려 용기로부터 철거하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 야금 용기로부터 고체 주입 랜스 및 상기 랜스에 분리가능하게 연결될 수 있는 고체 공급 라인 구획을 제거하는 방법에까지 더 확장될 수 있는데, 상기 랜스는 고체 물질을 용기의 하부에 운반하기 위해 용기 측벽을 통해 뻗어나가고 공급 라인 구획은 랜스와 정렬되어 용기의 바깥에서 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가는 작동상태를 가지는 제거 방법에 있어서,

상기 공급 라인 구획 위에서 용기의 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가도록 신장형 트랙을 위치시키는 단계;

상기 트랙을 따라 움직일 수 있도록 트랙 상에 캐리지 수단을 장착하는 단계;

상기 트랙으로부터 지지될 수 있도록 상기 캐리지 수단에 상기 공급 라인 구획을 연결하는 단계;

트랙으로부터 지지되는 동안 공급 라인 구획을 수직 상태로 낮추는 단계;

공급 라인 구획을 오버헤드 크레인 또는 호이스트에 연결하는 단계;

상기 라인 구획을 캐리지 수단으로부터 분리하고 그것을 오버헤드 크레인 또는 호이스트 상에서 용기로부터 들어올리는 단계;

랜스를 캐리지 수단에 연결하는 단계;

캐리지 수단을 트랙을 따라 위쪽으로 움직여서 용기로부터 랜스를 뽑아내는 단계;

트랙으로부터 지지되는 동안 랜스를 수직 상태로 낮추는 단계;

랜스를 오버헤드 크레인 또는 호이스트에 연결하는 단계; 및

랜스를 캐리지 수단에서 분리하고 그것을 오버헤드 크레인 또는 호이스트 상에서 용기로부터 들어올리는 단계를 포함한다.

상기 방법은 공급 라인 구획을 수직 상태로 낮추기 전에 캐리지 수단을 트랙을 따라 움직여서 공급 라인 구획을 위쪽 바깥쪽으로 움직이는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위해 첨부된 도면을 참고하여 몇몇 특정 실시예가 이제 설명될 것이다.

도 1은 직접 제련 용기의 수직 단면이다.

도 2는 용기의 평면도이다.

도 3은 고체 공급 라인 및 랜스 철거 장치와 함께 용기에 장착된 고체 주입 랜스를 도시한다.

도 3A는 랜스 철거 장치의 부분 확장도이다.

도 4 내지 14는 랜스 및 공급 라인 구성요소들이 도 3의 철거 장치를 사용하여 제거되는 방식을 보여준다.

도 15 내지 17은 도 3 내지 16에 도시된 장치 및 과정에 대한 변형예를 도시한다.

도 18은 용기를 둘러싸는 접근탑의 사시도이다.

도 19는 하부 철거 플랫폼의 높이에서 본 사시도이다.

도 20은 상부 철거 플랫폼의 측면 사시도이다.

도 21은 상부 철거 플랫폼 아래에서 본 사시도이다.

도면들은 미국 특허 제6267799호 및 국제특허출원 WO96/31627호에 설명된 바와 같은 하이스멜트 공정의 작동에 적합한 직접 제련 장치를 도시한다. 상기 장치는 전체가 11로 표시된 야금 용기, 내화 벽돌로 형성된 바닥(13)과 측면(14)을 포함하는 노(12), 용융 금속을 연속적으로 배출하기 위한 전로(15) 및 용융 슬래그를 배출하기 위한 탭홀(16)을 포함한다.

용기의 바닥은, 강철로 만들어지고 원통형 주 배럴부(18), 위쪽 안쪽으로 좁아지는 지붕부(19) 및, 배기가스 챔버(26)를 한정하는 상부 원통부(21) 및 상단부(22)를 포함하는 외부 용기 쉘(17)의 하단에 고정되어 있다. 상부 원통부(21)에는 배기가스를 위한 큰 지름의 출구(23)가 구비되어 있고, 상단부(22)에는 열풍을 용기의 상부 구역으로 운반하기 위한 아래쪽으로 뻗어나가는 가스 주입 랜스가 장착되는 개구(24)가 구비된다. 고온 가스 주입 랜스(20)는 내부가 수냉각되고, 냉각수가 안쪽으로 및 바깥쪽으로 흐르기 위한 내부 및 외부 환형 냉각제 유로가 구비되어 있다. 더욱 상세하게는 이 랜스는 미국 특허 제6440356호에 개시된 전체적인 구성일 수 있다.

쉘의 주 원통부(18)는 철광석, 탄소질 물질 및 플럭스를 용기의 하부에 주입 하기 위한 고체 주입 랜스(31)들이 통과해 뻗어나가는 8개의 원주를 따라 이격된 튜브형 장착물 또는 노즐(25)을 가진다. 고체 주입 랜스들도 또한 내부가 수냉각되고, 냉각수가 안쪽으로 및 되돌아서 흐르기 위한 내부 및 외부 환형 냉각제 유로가 구비된다. 더욱 상세하게는, 상기 고체 주입 랜스들은 미국 특허 제6398842호에 개시된 전체적인 구성일 수 있다.

사용시에, 상기 용기는 철과 슬래그의 용탕을 포함하고, 용기의 상부는 약 1200°C의 극고온 및 압력하에서 고온의 가스를 포함하여야만 한다. 상기 용기는 따라서 오랜 기간 이상 압력 용기로서 작용해야할 필요가 있고 그것은 강성 구성(robust construction)이고 완전히 밀봉되어야만 한다.

전형적인 설비에서, 주 배럴부(18)는 지름이 약 10미터일 수 있고, 상부 원통부(21)는 지름이 약 5.5미터일 수 있다.

도 2에서 볼 수 있다시피, 용기(11)에는 용기의 둘레에 원주를 따라 동일한 간격으로 배치된 8개의 고체 주입 랜스(31)가 장착되어 있다. 이들 랜스 중 4개는 예열된 광석을 용기의 하부로 주입할 수 있고, 중간의 4개의 랜스들은 석탄을 주입할 수 있다. 각 랜스(31)는 고온의 광석 또는 석탄을 운반하기 위한 개별적인 운반 라인에 연결되었고, 각 랜스를 위한 전용 랜스 철거 장비가 있다. 도 3은 고온 광석 운반 라인(32)(그 일부가 윤곽만으로 표현되었음) 및 랜스(31) 중 하나를 위한 랜스 철거 장비(33)를 도시한다. 유사한 운반 라인 및 철거 장비가 다른 각 랜스를 위해 제공될 수 있다.

도 3에서 볼 수 있다시피, 랜스(31)는 용기의 튜브형 장착물(25) 중의 하나 에 장착된다. 그것은 그 상단에 특대형(over-size) 원통 외장(sheath)(30)을 가지는데, 그것은 지지노즐(25) 안에 슬라이딩 장착되고, 노즐(25)의 상단의 64 위치에 볼트로 조여진다. 랜스의 상단은 운반 라인(32)의 직선 구획(35)의 하단에 34 위치에서 볼트로 조여진다. 운반 라인 구획(35)의 상단은 엘보 커넥터(윤곽 도시)(36)를 통해 운반 라인(32)의 수직 직선 구획(윤곽 도시)(37)에 연결된다. 제련 공정 동안, 고온의 철광석은 위쪽으로, 전형적으로 공기이송(pneumatic conveying)에 의해 운반 라인(32)의 수직 구획(37)을 통해 엘보 커넥터(36)의 상부까지 운반된다. 광석은 그 다음 운반 라인(32)의 사선 수직 구획(35)을 통해 뒤로 내려와서 주입 랜스(31)로 들어간다.

랜스 철거 장치(33)는 신장형 트랙 지지 구조물(41)을 포함하고, 상기 지지 구조물(41)은 용기(11)의 바깥에서 위쪽 바깥쪽으로 기울어지도록 지지 구조물(41)을 따라 뻗어나가는 트윈 레일 트랙(40)을 지지한다. 더욱 상세하게는, 트랙(40)은 직선 운반 라인 구획(35) 및 랜스(31)의 사면의 방향과 평행이고 그 위에 위치한다. 바퀴(43)가 구비된 트롤리(trolley)(42) 형태의 상부 캐리지 및 바퀴(45)가 구비된 트롤리(44) 형태의 하부 캐리지는 트랙을 따라 움직일 수 있도록 트랙(40) 상에 장착된다. 상부 트롤리(42)는 트랙을 따라 상부 트롤리(42)를 올리거나 내리도록 작동될 수 있게 체인(46)에 의해 호이스트(47)에 연결된다. 하부 트롤리(44)는 상부 트롤리와 연합하여 트랙을 따라 올려지거나 내려질 수 있도록 연결 체인(48)에 의해 상부 트롤리에 연결된다. 상부 트롤리는 광석 라인 및 랜스를 아래에 설명할 방식으로 제거할 때 피봇 연결을 제공하는 구멍(52)이 구비된 피봇 아 암(51)을 구비한다. 하부 트롤리는 아래에서 설명할 바와 같이 라인 및 랜스 연결기에 연결하기 위한 아래쪽으로 돌출한 러그(53)를 가진다.

랜스(31)를 용기(11)로부터 철거하기 위해서, 우선 운반 라인(32)의 사선 직선 구획(35)(윤곽이 도시된 광석 라인(32)의 상부와 함께)을 제거하는 것이 필요하다. 랜스 철거 장치(33)는 도 3 내지 16을 참고하여 설명될 일련의 단계들에서 랜스 철거 뿐만 아니라 직선 라인 구획(35)을 위해서도 쓰일 수 있다.

도 3

1. 고온 광석 운반 라인의 상단이 위치하는 가이드(53)가 제거된다.

2. 레버 호이스트(54) 및 체인 슬링(55)이 트랙 지지 구조물(41) 및 고온 광석 라인의 직선 구획(35) 사이에서 고온 광석 라인의 사선 구획을 고정하기 위해 연결된다.

3. 운반 라인(32)의 상부(윤곽 도시)가 오버헤드 크레인에 의해 제거된다.

도 4

4. 리프팅 브라켓(38)이 오버헤드 크레인 또는 트롤리를 통해 상부 트롤리(42)에 근접하게 위치하고 상부 트롤리(42) 상에 아래쪽으로 돌출한 아암(51)에 피봇 연결된다.

5. 상부 트롤리(42)는 트랙에서 약간의 거리를 내려오고 리프팅 브라켓은 광석 운반 라인(32)의 사선 직선 구획(35)의 상단에 부착된다.

6. 하부 트롤리(44)는 두 개의 레버 호이스트(61)에 의해 사선 라인 구획(35)의 하부에 연결된다.

7. 라인 구획(35)보다 높은 위치에서 레버 호이스트(54)가 풀리고, 피봇 아암(51)은 리프팅 브라켓(38)을 통해, 사선 직선 구획(35)의 상부를 지지한다.

8. 광석 운반 라인(32)의 사선 구획(35)이 34 위치에서 플랜지 볼트를 풂으로써 랜스(31)의 상단에서 분리된다.

도 5

9. 상부 및 하부 트롤리(42, 44)는 호이스트(47)의 작동에 의해 트랙의 상단까지 당겨진다.

10. 고온 광석 라인 구획(35)은 레버 호이스트(61)를 내림으로써 수직 상태에 가깝게 수직으로 낮춰져서 라인 구획이 리프팅 브라켓(38)과 상부 트롤리(42) 상의 피봇 아암(51) 사이의 피봇 연결 둘레를 돌도록 한다.

도 6

11. 레버 호이스트(61)가 고온 광석 라인으로부터 분리된다.

12. 라인 구획(35)은 주 크레인 또는 호이스트 상에서 피봇 아암(51)이 수평이 되고 고온 광석 라인 구획이 주 크레인 아래에 수직으로 매달릴 때까지 들어 올려진다.

도 7

13. 상부 트롤리의 피봇 연결이 리프팅 브라켓으로부터 분리되고 라인 구획(35)이 수직으로 들어 올려져서 먼 위치로 치워진다.

도 8

14. 랜스 리프트 브라켓(62)을 주 크레인과 함께 들여오고 상단 트롤리 피봇 아암(51)에 연결한다.

도 9

15. 하부 트롤리 및 상부 트롤리는 하부 트롤리가 노즐(25)에 인접한 트랙(41)의 하단에 닿을 때까지 내려진다.

16. 상부 트롤리(42)가 하부 트롤리에 인접하여 트랙의 바닥으로 내려져서 랜스 리프트 브라켓(62)이 랜스 상단에서 플랜지(34)에 연결될 수 있도록 한다.

18. 랜스는 64 위치에서 장착물(25)로부터 볼트가 풀리고 랜스를 풀기 위한 유압 유닛을 사용하여 랜스가 풀린다.

도 10

19. 상부 트롤리가 호이스트(47)의 작동에 의해 트랙 위로 끌려 올라간다.

20. 하부 트롤리가 두 개의 레버 호이스트(61)에 의해 랜스의 외장(30)의 하부에 연결된다. 랜스의 초기의 위쪽으로의 이동 및 부분적인 철거 동안, 외장(30)은 지지 노즐(25) 내에서 미끄러져서 하부 호이스트가 캐리지로부터 랜스를 완전히 지지하도록 연결될 때까지 랜스에 대한 지지를 유지한다. 호이스트(61)에 대한 연결점은 외장(30) 중간 지점에 위치하여 외장(30)의 노즐(25)과의 지지 결합이 풀리기 전에 하부 캐리지가 랜스를 지지할 수 있도록 한다. 외장(30)의 하단은 랜스가 용기 내에 설치되었을 때 용기의 내면과 거의 동일 평면이 되도록 거의 수직으로 각이 지어 있다. 이 수직의 부분은 외장에 확장된 하부를 제공하여 그것이 랜스가 노즐을 통해 용기로부터 철거될 때 외장과 노즐과의 결합의 정도를 향상시킨다.

도 11

26. 두 개의 트롤리들이 호이스트(47)의 작동에 의해 트랙의 상단으로 올려진다. 이것은 랜스의 첨단이 노즐(25)의 외부 외연(periphery)으로부터 벗어나도록 랜스를 트랙의 상단에 위치시킨다.

도 12

27. 랜스(31)는 랜스가 거의 수직이고 주 크레인이 랜스 리프트 브라켓(62)에 다시 연결될 때까지 두 개의 레버 호이스트(61)를 점차 풂으로써 아암(51)의 피봇 연결 주위로 낮춰진다.

도 13

28. 두 개의 레버 호이스트(61)가 풀어지고 철수된다. 주 크레인이 작동되어 상부 캐리지 상의 피봇 연결(51)이 수평이 되고 랜스가 크레인 아래에 수직으로 매달릴 때까지 랜스를 들어올린다.

도 14

29. 랜스 리프팅 브라켓(62)은 피봇 아암(51)으로부터 분리되고 그 다음 랜스가 수직으로 들어 올려져서 먼 위치로 치워진다.

랜스 및 운반 라인 구획과 엘보 커넥터가 상기 과정들의 역순으로 설치되거나 재설치될 수 있으며, 호이스트(61)가 랜스 또는 라인 구획이 상부 및 하부 트롤리와의 연결을 통해 트랙으로부터 지지되는 동안 기울어진 상태로 위쪽으로 돌도록 작동될 수 있음이 이해될 것이다.

각 랜스(31) 및 고온 광석 또는 석탄 운반 라인 구획은 상기 설명된 작업 순서에 따라 개별적인 철거 장치에 의해 제거될 수 있고, 작업 역순에 따라 설치되거 나 재설치될 수 있다. 주변의 보조 설비의 위치에 따라, 주 크레인 상에서 들어 올려지기 전에 각 랜스 및 운반 라인 구획을 완전히 수직인 상태로 낮추는 것이 모든 경우에 가능하지는 않을 수 있다. 도 15 내지 17은 랜스(31)가 랜스의 하단과 맞물려 그것을 수직이지만 약간 기울어진 상태로 잡는 가이드(63)와 맞물리도록 낮춰지고, 상기 가이드는 그 다음 랜스가 주변 구조물들로부터 벗어날 때까지 크레인 상에서 위쪽으로 당겨질 때 랜스의 하단을 인도하고 지지하여 그것을 점차로 수직 상태로 만들고, 랜스가 수직으로 들어 올려져 치워질 수 있는 변형예를 도시한다. 주변 장비로의 접근성 및 근접성에 따라 용기 둘레의 몇몇 랜스에 이러한 변형을 주는 것이 필요할 수 있다. 제련 용기에 대체로 주변 장애물이 없는 경우에는 용기의 둘레를 도는 단일의 트랙 지지물을, 예를 들어 오버헤드 원형 레일로부터 매달림으로써, 장착하여 하나의 철거 장비를 용기 둘레의 여러 개 또는 모든 랜스에 사용하기 위해 서로 다른 위치에서 연속적으로 사용하는 것이 가능할 수 있다.

도 18 내지 21은 용기(11)를 둘러싸는 접근탑(100)을 도시한다. 접근탑(100)은 용기(11)에 사람이 접근할 수 있도록 하는 플랫폼, 용기 냉각 시스템을 위한 냉각 파이프 및 랜스의 설치 및 제거를 위한 호이스트, 그리고 원료 운반 시스템과 같은 용기(11)에 사용되는 보조 장비를 위치시키고 지지한다.

한 쌍의 플랫폼들(103, 104)이 각 랜스(31)에 제공된다. 도 19에서 잘 볼 수 있다시피, 제1 플랫폼(103)은 랜스를 용기 내에 위치시키는 노즐(25)과 인접한 높이에서 탑에 위치한다. 제2 플랫폼(104)은 제1 플랫폼(103) 위에 위치한다. 호이스트의 제1 말단은 랜스(31)를 수용하고 용기에 위치시키는 노즐 위에서 용기에 인 접하여 있다. 도 20에서 볼 수 있다시피, 호이스트(47)의 제2 말단은 용기로부터 위쪽 바깥쪽, 제2 플랫폼(104) 위에 사람이 이 제2 말단에 접근하여 작업하기 적당한 높이에 위치한다. 이를 위해 호이스트의 일부가 제2 플랫폼(104)의 우묵한 부분 또는 구멍(105)에 위치할 필요가 있을 수 있다.

제2플랫폼(104)은 전형적으로 용기 및 접근탑의 부분적으로 위에 위치한다. 전형적으로, 용기의 상부 및 접근탑의 상부(101)는 제2 플랫폼 높이 위로 연장한다. 접근탑의 상부는 제2 플랫폼으로부터 떨어질 수 있어서 철거 외곽(envelope)을 한정하기 위해 상부(101)에 의해 한정되는 외연을 넘어서 밖으로 확장하는 제2 플랫폼 수직 위의 영역에 거의 빈 공간을 제공한다. 이 수직의 빈 공간은 크레인이 실질적으로 방해없이 호이스트의 제2 말단과, 호이스트와 랜스가 통과하는 제2 플랫폼(104)의 우묵한 곳(또는 구멍)에 접근할 수 있도록 한다. 수직 공간은 철거 외곽으로도 불릴 수 있다.

작동시에, 원료 공급 라인은 제1 플랫폼(103)의 구멍(107) 및 제2 플랫폼(104)의 구멍(105)을 통해 수직으로 지나고, 랜스를 용기에 유지하는 노즐(25)을 향해 호이스트와 평행하게 아래쪽 안쪽으로 뻗어나갈 수 있다. 랜스(31) 및, 관련된 원료 공급 라인을 용기로부터 제거할 때, 랜스는 도 3 내지 17과 관련하여 앞서 설명한 바와 같이 레일을 따라 철거된다. 랜스의 상부는 호이스트가 그 안에 또는 그에 인접하게 유지되는 제2 플랫폼(104)의 우묵한 부분(또는 구멍)(105)을 통과한다. 오버헤드 크레인 또는 호이스트로부터의 커플링은 제2 플랫폼 위로 연장하는 철거 외곽을 통과하고, 도 8 및 9와 관련하여 앞서 설명한 바와 같이 랜스의 후단 에 고정된 리프팅 브라켓(62)에 부착된다. 랜스는 피봇 아암(51) 둘레로 돌아 수직 상태가 된다. 제2 플랫폼(104)의 우묵한 부분(또는 구멍)(105)은, 랜스가 호이스트와 평행하게 우묵한 부분/구멍을 통해 뻗어나가는 상태와, 랜스가 인접한 호이스트의 제2 말단으로부터 수직으로 매달려서 오버헤드 크레인 또는 호이스트를 통해 들려서 제2 플랫폼(104)으로부터 제거될 준비가 된 상태 사이에서 움직이는 것을 허용하는 적절한 형상이다.

호이스트(47)의 제2 말단은 랜스(31)가 그것의 수직 상태와 호이스트와 평행인 상태 사이에서 움직일 때 랜스(31)의 첨단이 제1 플랫폼과 노즐(25)로부터 제거되기에 적당한 제1 플랫폼 위의 높이에 위치한다. 랜스의 첨단은 바람직하게는 그 수직 상태에서 피봇 아암(51)으로부터 매달렸을 때 제1 플랫폼 위의 높이에 위치한다. 그것은 사람이 랜스를 제1 및 제2 플랫폼에서 접근하고 검사할 수 있게 한다.

랜스의 길이에 따라서, 제1 및 제2 플랫폼 사이의 간격이 제2 플랫폼이 접근탑의 바닥 높이를 구성하기에 부적절할 수 있다. 이 경우에는, 제2 플랫폼은 바람직하게는 접근탑의 제1 외연으로부터 바깥쪽으로 확장하고, 바닥 높이에 위치한 제3 플랫폼으로부터 수직으로 아래쪽에 배치된다. 제1 플랫폼으로부터 일정 높이 위에 위치한 제3 플랫폼은 제1 플랫폼 상의 사람에게 충분한 머리의 공간을 제공한다.

따라서, 용기 및 접근탑은 주입 랜스를 용기의 하부에 설치하도록 동작될 수 있는 랜스 설치 장치를 지지하는 제련 장치를 제공하고, 접근탑은 상기 설치 장치 위로 수직으로 뻗어나가는 하나 이상의 랜스 설치 외곽을 포함한다.

추가로, 랜스 설치 장치는 탑의 상부의 외부 경계를 넘어 용기로부터 외측으로 뻗어나갈 수 있고, 철거 외곽은 탑의 상부의 외부 경계에 인접하여 위치할 수 있다.

또한, 랜스 설치 장치는 용기에 인접한 제1 말단으로부터 탑의 상부의 외부 경계로부터 바깥쪽에 외측으로 배치된 제2 말단까지 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나간다.

다른 변형이 요구될 수 있으며, 도시된 장치는 오직 예로써 개선된 것이며 청구된 청구항의 범위를 벗어남이 없이 많은 변형이 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 발명에 의해 직접 제련 공정에 쓰이는 제련 장치 및 방법이 제공된다.

Claims

제련 장치에 있어서:

야금 용기;

상기 용기 내로 고체 물질을 운반하기 위해 용기의 측벽을 통해 아래쪽 안쪽으로 사선으로 뻗어나가는 적어도 하나의 신장형(elongate) 고체 주입 랜스;

상기 용기의 측벽으로부터 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가는 신장형 트랙;

상기 트랙을 따라 움직일 수 있는 캐리지 수단; 및

상기 캐리지 수단이 트랙을 따라 움직이도록 작동하는 캐리지 구동 수단을 포함하고, 상기 캐리지 수단은 랜스가 트랙으로부터 지지되고 상기 캐리지 구동 수단의 작동에 의해 랜스가 위쪽 및 바깥쪽으로 움직여서 용기로부터 철거될 수 있도록 랜스에 연결될 수 있는 제련 장치.
제1항에 있어서, 상기 트랙은 랜스의 사면의 방향에 인접하여 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제2항에 있어서, 상기 트랙은 랜스의 사면의 방향 위에 배치되며 평행한 레일들을 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 랜스가 캐리지 수단을 통해 트랙 으로부터 지지되도록 랜스를 캐리지 수단에 연결하기 위한 랜스 연결기 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제4항에 있어서, 상기 랜스 연결기 수단은 연결된 랜스가 트랙과 평행하게 뻗어나가는 초기의 사선 상태로부터 오버헤드 크레인 또는 호이스트의 작동에 의해 들어 올려질 수 있는 대략 수직인 상태로 낮춰질 수 있도록 동작될 수 있는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 캐리지 수단은 트랙을 따라 하나가 다른 하나 위에 배치된 상부 및 하부 캐리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제6항에 있어서, 상기 연결기 수단은 상부 캐리지를 랜스의 상단부에 연결하는 상부 연결기 및 하부 캐리지를 랜스의 상단부로부터 아래쪽으로 이격된 랜스의 부분에 연결하는 하부 연결기를 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제7항에 있어서, 상기 상부 연결기는 상부 캐리지와 랜스의 상단 사이에 피봇 연결을 제공하고, 상기 하부 연결기는 랜스가 상기 피봇 연결 둘레를 아래쪽으로 돌아 수직 상태가 되도록 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제8항에 있어서, 상기 하부 연결기는 지지된 랜스를 수직 상태로 낮추도록 작동될 수 있는 호이스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제9항에 있어서, 상기 호이스트는 랜스와의 연결을 위해 호이스트 선 또는 체인에 연결되는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제10항에 있어서, 상기 호이스트 선 또는 체인은 랜스에 연결되거나 슬링 지지물의 일부로서 랜스 둘레를 감을 수 있는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 튜브형 노즐 형태의 랜스 지지물을 포함하고, 상기 랜스는 그 상단에 노즐 내에 지지될 수 있고 랜스가 초기의 위쪽 바깥쪽으로 움직일 때 하부 연결기가 랜스에 연결될 때까지 랜스를 지지하도록 노즐 안에서 미끄러질 수 있는 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 용기의 외부에서 랜스에 연결된 고체 운반 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제13항에 있어서, 상기 고체 운반 라인은 랜스에 연결되고 트랙 아래에서 용기의 측벽으로부터 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가는 분리가능하고 대략 직선인 구획을 포함하고, 랜스 연결기 수단은 랜스의 철거 전에 공정 초기에 운반 라인 구획을 트 랙으로부터 지지되도록 캐리지 수단에 연결하여 운반 라인 구획이 트랙을 따라 위쪽으로 이동하여 장치로부터 제거될 수 있도록 대안적으로 동작될 수 있는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제14항에 있어서, 상기 연결기 수단은 공정 초기에 운반 라인 구획이 수직 상태로 낮춰질 수 있도록 하여 그것이 오버헤드 크레인 또는 호이스트 상에서 들어 올려질 수 있도록 작동될 수 있는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기에 인접한 제1 말단과 상기 용기로부터 위쪽 바깥쪽에 배치된 제2 말단 사이에서 뻗어나가도록 적어도 하나의 상기 호이스트를 위치시키고 지지하기 위한 용기를 둘러싸는 접근탑을 더 포함하고, 용기의 상부 및 상기 접근탑의 상부는 상기 호이스트의 제2 말단 높이 위에서 수직 위로 뻗어나가고, 상기 접근탑의 상부는 적어도 하나의 랜스 철거 외곽이 상기 호이스트의 상기 제2 말단 위에서 수직으로 위쪽으로 뻗어나가서 상기 철거 외곽을 통해 랜스 및/또는 고체 운반 라인을 제거할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제16항에 있어서, 상기 호이스트의 제2 말단 위의 접근탑의 상부의 적어도 일부는 호이스트의 제2 말단으로부터 외측으로 배치되고, 상기 철거 외곽은 접근탑의 상부로부터 적어도 호이스트의 제2 말단에 인접한 곳까지 바깥쪽으로 확장되고 호이스트의 제2 말단으로부터 위쪽으로 뻗어나가는 실질적인 공간을 포함하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제16항 또는 제17항에 있어서, 제1 플랫폼이 랜스를 위치시키는 상기 노즐에 인접한 높이에서 접근탑 상에 위치하고, 적어도 하나의 제2 플랫폼이 상기 제1 플랫폼으로부터 수직으로 위에 위치하며, 상기 호이스트는 제2 플랫폼의 구멍 또는 우묵한 부분을 통과하여 호이스트의 제2 말단이 상기 제2 플랫폼의 수직 위에 있도록 위치하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제18항에 있어서, 상기 구멍 또는 우묵한 부분은 랜스가 상기 호이스트에 의해 지지되는 동안 상기 호이스트에 실질적으로 평행하고 지지되는 동안 실질적으로 수직 상태로 호이스트의 제2 말단에 인접하도록 상기 랜스를 수용하는 형상인 것을 특징으로 하는 제련 장치.
제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 제2 플랫폼은 제3 플랫폼의 외연으로부터 바깥쪽으로 그리고 수직 아래로 확장되며, 상기 제3 플랫폼은 상기 제1 플랫폼의 바로 위에 있으며 상기 제1 플랫폼 위에 소정의 최소 거리에 위치하는 것을 특징으로 하는 제련 장치.
고체물질을 용기 내로 운반하기 위하여 작동 상태일 때 용기의 측벽을 통해 아래쪽 안쪽으로 사선으로 뻗어나가는 고체 주입 랜스를 야금 용기로부터 철거하는 방법에 있어서:

신장형 트랙을 용기의 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가도록 위치시키는 단계;

상기 트랙을 따라 움직일 수 있도록 캐리지 수단을 트랙 상에 장착하는 단계;

랜스가 트랙으로부터 지지될 수 있도록 랜스를 캐리지 수단에 연결하는 단계; 및

랜스가 트랙으로부터 지지되는 동안 랜스가 용기로부터 철거되도록 캐리지 수단을 트랙을 따라 위로 움직이는 단계를 포함하는 랜스를 철거하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 트랙은 랜스의 사면 방향에 평행하고 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 랜스를 철거하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 트랙은 상기 랜스의 사면의 방향 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 랜스를 철거하는 방법.
제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리지 수단과의 연결을 통해 랜스가 트랙으로부터 지지되는 동안 랜스를 대략 수직인 상태로 낮추는 단계, 랜스의 상단을 오버헤드 크레인 또는 호이스트에 연결하는 단계, 랜스를 캐리지 수단으로부터 분리하는 단계 및 수직 상태로 랜스를 들어올려 용기로부터 철거하는 단계 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랜스를 철거하는 방법.
제련 용기로부터 고체 주입 랜스 및 이 랜스에 분리가능하게 연결가능한 고체 공급 라인 구획을 제거하는 방법으로서, 상기 랜스는 용기의 하부로 고체 물질을 운반하기 위해 용기의 측벽을 통해 뻗어나가며 상기 공급 라인 구획은 용기의 바깥에서 상기 랜스와 정렬되어 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가는 작동 상태를 가지는 방법에 있어서:

상기 공급 라인 구획 위에서 용기의 위쪽 바깥쪽으로 뻗어나가도록 신장형 트랙을 위치시키는 단계;

상기 트랙을 따라 움직일 수 있도록 트랙 상에 캐리지 수단을 장착하는 단계;

트랙으로부터 지지되도록 상기 공급 라인 구획을 캐리지 수단에 연결하는 단계;

트랙으로부터 지지되는 동안 상기 공급 라인 구획을 수직 상태로 낮추는 단계;

상기 공급 라인 구획을 오버헤드 크레인 또는 호이스트에 연결하는 단계;

상기 캐리지 수단으로부터 상기 라인 구획을 분리하고 오버헤드 크레인 또는 호이스트 상에서 그것을 용기로부터 들어올려 철거하는 단계;

랜스를 캐리지 수단에 연결하는 단계;

랜스를 용기로부터 철거하기 위해 캐리지 수단을 트랙을 따라 위쪽으로 움직 이는 단계;

랜스가 트랙으로부터 지지되는 동안 랜스를 수직 상태로 낮추는 단계;

랜스를 오버헤드 크레인 또는 호이스트에 연결하는 단계; 및

랜스를 캐리지 수단으로부터 분리하고 오버헤드 크레인 또는 호이스트 상에서 랜스를 용기로부터 들어올려 철거하는 단계를 포함하는 랜스 및 공급 라인 구획을 제거하는 방법.
제25항에 있어서, 공급 라인 구획을 수직 상태로 낮추기 전에 그것을 위쪽 바깥쪽으로 움직이도록 캐리지 수단을 트랙을 따라 움직이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 랜스 및 공급 라인 구획을 제거하는 방법.