KR20130045375A - 환원철 원료 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

입상 환원철 원료의 깨어짐을 저감시키면서, 게다가 노상 폭에 상관없이 노상 상에 환원철 원료를 균일하게 공급한다. 환원철 원료를 받아들여 배출구(10a)로부터 배출하는 호퍼(10)와, 배출구(10a)와 이동 노상식 환원 용융로의 원료 투입부를 연락하는 동시에, 배출구(10a)로부터 배출되는 환원철 원료를 받는 트로프(14)와, 트로프(14)의 출구측에 마련된 출구부와, 노상 이동방향을 따라 트로프를 진동시키는 가진 장치로 구성되는 원료 공급 장치(4)를, 이동 노상식 환원 용융로의 노폭 방향으로 복수 배치해서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

환원철 원료 공급 시스템{SYSTEM FOR FEEDING REDUCED IRON MATERIAL}

본 발명은, 탄소질 환원제와 산화철을 함유하고 괴상으로 성형된 괴성화물(塊成化物)을 환원철 원료로서 이동식 환원 용융로에 공급하는 환원철 원료 공급 시스템에 관한 것이다.

도 12는 탄소질 환원제와 산화철을 주성분으로 하는 입상의 환원철 원료를 이동식 노상로(爐床爐)에 공급하는 종래의 환원철 원료 공급 장치의 구성을 도시한 것이다.

도 12에 있어서, 건조기에 의해 건조된 입상의 환원철 원료[이하, 펠릿(pellet)이라고 칭함](P)는 벨트 컨베이어(50)에 의해 환원철 원료 공급 장치(51)로 반송된다.

환원철 원료 공급 장치(51)는, 원료 수납 호퍼(hopper)(52)와, 그 원료 수납 호퍼(52)의 하방에 배치된 통형상 부재(53)와, 노 본체의 천장(54)에 마련되고 그 통형상 부재(53)를 상하 이동시키는 복수의 전동 실린더(55)로 주로 구성되어 있다.

각 전동 실린더(55)는, 통형상 부재(53)를 승강시켜서 그 통형상 부재(53)의 하단과 노상(爐床)(56)의 간극(T)을 조정하는 것에 의해, 공급량을 조정하면서 펠릿(P)을 노상(56) 상에 공급하도록 되어 있다.

또한, 원료 수납 호퍼(52)의 하부에는 그 배출구를 개폐하는 슬라이드 게이트(52a)가 구비되어 있고, 노상 진행방향에 있어서 통형상 부재(53)의 하류측에는 평탄화기(leveler)(57)가 배치되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

또, 도 13a에 도시하는 회전 노상에의 환원철 원료 공급 장치에서는, 노 본체(60)의 노 덮개에, 회전 노상(61)의 폭에 걸쳐서 1개의 슬릿(silt)(62)이 개구되어 있고, 이 슬릿(62)은 원료 투입구를 바로 아래에 면하고 있다.

도면 중, 도면부호(63)는 노 본체(60)의 측벽에 복수 배치된 버너이며, 도면부호(64)는 환원 생성된 금속을 노 본체(60)의 외부로 배출하기 위한 스크루이다.

펠릿은 진동 컨베이어의 트로프(trough)(65)로부터 슬릿(62) 및 원료 투입구를 거쳐서 회전 노상(61) 상에 공급되도록 되어 있다.

또한, 도 13b에 도시하는 트로프 확대도에 도시하는 바와 같이, 트로프(65)에는 펠릿을 분할하여 안내하기 위한 복수의 칸막이(65a 내지 65d)가 트로프 측벽(65e)에 대하여 비스듬하게 마련되어 있고, 회전 노상(61) 상에 공급되는 펠릿의 양이 회전 노상(61)의 외주부로부터 내주부로 향해서 순차 적어지도록 구성되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).

일본 특허 제 3075722 호 공보 일본 특허 제 3978756 호 공보

그러나, 도 12에 도시한 환원철 원료 공급 장치(51)에서는, 통형상 부재(53)의 하단과 노상(56) 사이에 존재하는 펠릿이 노상(56)에 질질 끌려서 깨지거나 가루화할 우려가 있고, 더욱이 금속철 제조의 장기 연속 조업에 필요로 하는, 노상 상의 층상 노상재(Q)를 긁어내어 버려, 환원 용융 반응에 악영향을 미치는 경우가 있다.

또한, 상기 환원철 원료 공급 장치(51)에서는 통형상 부재(53)를 거쳐서 노상(56) 상에 펠릿을 집중적으로 공급하기 위해서, 노상(56)에 공급된 괴상의 펠릿을 노상(56) 상에 균일하게 펼치기 위한 평탄화기(57)가 필요하게 된다. 그렇지만, 이러한 평탄화기(57)는 펠릿 반송시에 발생한 가루를 고르는 기능을 가지지 않기 때문에, 노상(56) 상의 동일한 위치에 환원철 원료의 가루가 퇴적한다는 문제가 있다.

퇴적한 환원철 원료의 가루는 환원철 원료의 환원 용융 반응의 촉진을 저해할 뿐만 아니라, 노상재 중에 잠입해서 노상 상에 철판층을 형성하여 연속 조업을 방해한다.

한편, 도 13a 및 도 13b에 도시한 환원철 원료 공급 장치에서는, 노상의 노폭 전체를 커버할 수 있는 길이의 진동 컨베이어를 설치하도록 구성되어 있다.

그러나, 노 본체의 대형화를 도모하기 위해서 노상 폭을 확장하면, 노폭 전체를 커버할 수 있는 대형의 진동 컨베이어를 설계하지 않으면 안되어, 실질적으로 대응 불가능하다.

또한, 도 13a 및 도 13b에 도시하는 환원철 원료 공급 장치에서는, 펠릿의 입경 변동이나 발생한 가루에 의해 트로프(65) 상을 흐르는 펠릿의 이동 속도가 영향을 받았을 경우에, 노의 외주부, 내주부에 공급되는 펠릿의 양을 각각 개별적으로 조정할 수 없다는 문제가 있다.

이와 같이, 상기한 종래의 환원철 원료 공급 장치는 고품위의 금속철을 대량 생산하기 위해서는 다양한 장해가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 종래의 환원철 원료 공급 장치에 있어서의 과제를 고려해서 이루어진 것으로서, 입상 환원철 원료의 깨어짐을 저감시키면서, 게다가 노상 폭에 관계없이 노상 상에 환원철 원료를 균일하게 공급할 수 있는 환원철 원료 공급 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양은, 환원철 원료를 받아들여 배출구로부터 배출하는 호퍼와, 상기 배출구와 이동 노상식 환원 용융로의 원료 투입부를 연락하는 동시에, 상기 배출구로부터 배출되는 상기 환원철 원료를 받는 트로프와, 상기 트로프의 출구측에 마련된 출구부와, 노상 이동방향을 따라 상기 트로프를 진동시키는 가진(加振) 장치로 구성되는 원료 공급 장치를, 이동 노상식 환원 용융로의 노폭 방향으로 복수 배치해서 이루어지는 환원철 원료 공급 시스템을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 원료 공급 장치를, 노폭 방향에 지그재그로 배치하면, 각 원료 공급 장치의 배출구끼리를 보다 노폭 방향으로 접근시킬 수 있어, 환원철 원료를 틈새없이 노상에 공급할 수 있어 노상을 유효하게 활용할 수 있다. 또한, 지그재그로 배치함으로써, 원료 공급 장치에 대하여 노폭 방향으로부터 접근하는 것이 가능하게 되어, 유지보수성이 향상된다.

또한, 원료 공급 장치마다 환원철 원료의 공급량을 조정할 수 있기 때문에, 예를 들어 상기 이동 노상식 환원 용융로가 회전 노상로인 경우, 외주측의 원료 공급 장치로부터 내주측의 원료 공급 장치를 향해서 공급량이 서서히 적어지도록 원료 공급 장치를 조정하면, 노상 상에 깔려지는 환원철 원료의 깔림 밀도를 노폭에 걸쳐서 거의 균일하게 할 수 있어, 결과적으로 1층이 되도록 제어하는 것이 가능해져, 금속철의 생산성을 높일 수 있다.

상기 트로프의 출구부와 상기 이동 노상식 환원 용융로의 원료 투입부를 접속하는 접속부가 평면에서 보아 타원형으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 출구부로서 장방형의 슈트(shoot)를 갖고, 그 슈트내에 보강 리브(rib)를 마련하면, 노내로부터의 복사열을 받아서 슈트가 변형하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 이동 노상식 환원 용융로의 노상으로부터 상기 트로프의 출구부까지의 높이를 1,200㎜ 이하로 하면 환원철 원료의 깨어짐이나 가루화를 방지할 수 있다.

또, 상기 슈트의 하단을 상기 원료 투입부와 오버랩(overlap)시키면, 펠릿으로부터 발생하는 가루의 퇴적을 방지할 수 있다.

또, 상기 원료 투입부가 수냉 벽을 갖는 구성으로 하면 열변형을 방지할 수 있어, 그 외측에 내화물을 시공하면, 열 손실(loss)을 억제할 수 있다.

또, 상기 호퍼 내의 상부에 하중 분산 수단을 마련하면, 펠릿 공급시에 있어서, 진동 피더(feeder)에 대하여 하중이 단번에 가해지지 않아, 가진 장치의 동작을 안정시킬 수 있다.

또, 상기 트로프의 입구측에 상기 환원철 원료를 받아들이는 수납구를 구비하는 구성으로 하고, 상기 호퍼의 배출구와 상기 수납구를 기밀성이 있는 신축 이음매를 거쳐서 접속하면, 호퍼와 트로프의 접속 부분을 가스 시일할 수 있다.

상기 트로프의 상부에 공급 호퍼를 설치하여 양자를 신축 이음매로 접속하고, 그 공급 호퍼 내에 환원철 원료의 충전층을 형성하고, 한편 상기 트로프의 상기 출구부와 상기 이동 노상식 환원 용융로의 원료 투입부를 유연성을 갖는 시일재를 이용하여 접속하면, 상기 이동 노상식 환원 용융로의 노내 가스를 대기로부터 차단할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 각 호퍼에 대하여, 상기 환원철 원료를 일정량씩 분배 공급하는 분배 공급 장치를 더 구비하면, 환원철 원료 반송중에 발생한 가루를, 환원철 원료와 함께 호퍼 내에 균등하게 투입할 수 있기 때문에, 환원철 원료의 반응을 방해하는 가루의 노상 상에서의 편적(偏積)을 방지할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 환원철 원료를 공급하는 흐름에 있어서, 상기 분배 공급 장치의 상류측에 체(sieve) 장치를 마련할 수 있다.

본 발명에 따르면, 입상 환원철 원료의 깨어짐을 저감시키면서, 게다가 노상 폭에 상관없이 노상 상에 환원철 원료를 균일하게 공급할 수 있다는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 회전 노상로의 개략 평면도,
도 2는 도 1의 D-D 종단면도,
도 3은 도 1의 회전 노상로를 회전 이동방향으로 전개해서 도시한 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 환원철 원료 공급 시스템의 원료 공급 장치의 구성을 도시하는 것으로, 일부 절결부를 갖는 사시도,
도 5는 원료 공급 장치의 진동 피더를 위에서 본 사시도,
도 6은 원료 공급 장치의 진동 피더를 아래에서 본 사시도,
도 7a는 도 4에 도시하는 접속부의 구성을 도시하는 저면도,
도 7b는 도 4에 도시하는 접속부의 시일 구조를 도시한 정면도,
도 8은 환원철 원료 공급 시스템의 구성을 도시하는 개략 측면도,
도 9는 펠릿 낙하 테스트의 결과를 도시하는 그래프,
도 10은 환원철 원료 공급 시스템의 구성을 도시하는 개략 평면도,
도 11은 본 발명에 따른 분배 공급 장치의 개략 정면도,
도 12는 종래의 환원철 원료 공급 장치의 구성을 도시하는 측면도,
도 13a는 종래의 다른 환원철 원료 공급 장치의 평면도,
도 13b는 도 13a에 도시하는 트로프의 확대도.

이하, 도면에 도시한 실시형태에 근거하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

1. 회전 노상로

본 발명의 환원철 원료 공급 시스템이 적용되는 이동식 환원 용융로로서의 회전 노상로는 도넛형상의 회전 이동 바닥을 갖고 있으며, 도 1은 그 회전 노상로(1)의 개략 평면도를 도시하고 있고, 도 2는 도 1에 있어서의 D-D 종단면을 도시하고 있다.

양 도면에 있어서, 회전 노상로(1)의 노상(1a)은 도시하지 않는 구동 장치에 의해 소정의 속도로 회전하도록 구성되어 있다.

노체(2)의 벽면 적소에는 연소 버너(3)가 복수 배치되어 있고, 이들 연소 버너(3)의 연소열 및 그 복사열을 노상(1a) 상의 괴성화물로서의 예를 들어 펠릿에 전달하는 것에 의해, 그 펠릿의 가열 환원 및 용융이 행해진다.

또한, 상기 괴성화물로서는, 펠릿형상, 브리켓(briquette)형상 등 각종의 형태가 예시된다.

도 3은, 가열 환원 용융 공정을 설명하기 위해서, 도 1에 도시한 회전 노상로(1)를 회전 이동방향으로 전개해서 도시한 설명도이다.

도 3에 있어서, 노체(2)의 내부 구조는 칸막이 벽(K1 내지 K3)에 의해 환원 구역(Z1)으로부터 냉각 구역(Z4)까지 칸막이되어 있고, 노체(2)의 회전방향 상류측에는 노상(1a)을 면하여 원료 공급 장치(4) 및 노상재 장입 장치(6)가 배치되는 동시에, 회전방향 최하류측(회전 구조이기 때문에, 실제로는 노상재 장입 장치(6)의 바로 상류측에도 됨)에는 배출 장치(7)가 마련되어 있다.

상기 회전 노상로(1)를 가동함에 있어서는, 노상(1a)을 소정의 속도로 회전시켜 두고, 그 노상(1a) 상에 원료 공급 장치(4)로부터 펠릿을 공급해 간다.

노상(1a) 상에 장입된 펠릿은, 환원·용융 구역(Z1 내지 Z3)을 이동하는 과정에서 연소 버너(3)에 의한 연소열 및 복사열을 받아, 펠릿중의 산화철이 탄소질 환원제에 의해 환원된다.

거의 완전히 환원된 환원철은, 더 가열되는 것에 의해 용융되어, 부생(副生)하는 슬래그(slag)와 분리하면서 응집해서 입상의 용융 금속철이 되고, 냉각 구역(Z4)에서 냉각 장치(8)에 의해 냉각되어 고화하고, 그 하류측에 마련된 배출 장치(7)에 의해 순차적으로 회전 노상로(1)의 외부로 긁어내진다.

이 때, 부생한 슬래그도 동시에 배출되지만, 이들은 배출 호퍼(9)를 거친 후, 임의의 분리 장치(체나 자력 선별 장치 등)에 의해 입상의 금속철과 슬래그의 분리가 행해지고, 최종적으로 슬래그 성분 함량이 극히 적은 입상의 금속철을 얻을 수 있도록 되어 있다.

또한, 도 1에서는 노체(2)의 내부가 4개의 구역으로 분할되어 있지만, 분할하는 구역의 수는 적절히 변경할 수 있는 것이다.

2. 원료 공급 장치

도 4는 환원철 원료 공급 시스템을 구성하고 있는 원료 공급 장치의 구성을 도시하는 사시도이다.

도 4에 있어서, 원료 공급 장치(4)는, 도시하지 않는 건조기에 의해 건조된 펠릿을 받아들이는 공급 호퍼(호퍼)(10)와, 이 공급 호퍼(10)의 배출구(10a) 하방에 배치되는 진동 피더(11)와, 노체의 천장판(2a)(도 3 참조)을 관통하여 마련된 원료 투입부(12)와, 진동 피더(11)의 출구와 원료 투입부(12)의 입구를 접속하는 접속부(13)를 구비하고 있다.

이하, 각부의 구성에 대해서 설명한다.

2.1 공급 호퍼

공급 호퍼(10)는, 로스 인 웨이트(loss in weight; 감량) 방식, 즉 호퍼 전체의 중량을 계산하고, 원료 배출에 의한 중량 경감률을 계산하여 공급량을 제어하는 것으로 구성되어 있다.

공급 호퍼(10) 내에는 펠릿이 항상 어느 정도 축적되고, 축적된 펠릿은 노내와 대기를 차단하는 머티리얼 시일(material seal)의 역할을 하고 있지만, 공급 호퍼(10) 내의 펠릿의 레벨이 어느 정도 하강해 오면, 공급 호퍼(10)와 피드 빈(feed bin)(23) 사이에 위치하는 슬라이드 게이트(24)가 개방되어, 그 상방에 있는 피드 빈(23)(도 11 참조)으로부터 공급 호퍼(10) 내로 펠릿이 보급된다.

이 때, 상방으로부터 공급 호퍼(10) 내로 낙하해 오는 펠릿의 하중이 공급 호퍼(10) 하방에 위치하는 진동 피더(11)에 대하여 단번에 가해지면, 진동 피더(11)의 동작을 저해하여, 펠릿 반송 정밀도에 악영향을 미쳐버린다.

그래서, 공급 호퍼(10) 내의 상부에는 단면 삼각형으로 이루어지는 하중 분산판(하중 분산 수단)(10b)이 마련되어 있다. 이러한 하중 분산판(10b)은, 피드 빈(23)으로부터 화살표(A) 방향으로 단속적으로 투하되는 펠릿의 하중이 진동 피더(11)의 트로프(14) 상에 강하게 가해지지 않도록, 그 하중을 화살표(B 및 C) 방향으로 분산시키기(분배하기) 위해서 있다.

그것에 의해, 단속적인 하중의 부가에 의해 진동 피더(11)의 적정한 동작이 저해되는 것을 방지하고 있다. 또한, 펠릿 공급량의 변동을 경감할 수도 있다.

2.2 진동 피더

진동 피더(11)는, 공급 호퍼(10)로부터 배출되는 펠릿을 받는 트로프(14)와, 그 트로프(14)를 진동시키는 가진 장치(16)(도 5 참조)로 주로 구성되어 있다. 또한, 도 4에서는 트로프(14)의 구성을 설명하기 위해서, 가진 장치(16)를 제거한 상태를 도시하고 있다.

2.2.1 트로프

트로프(14)는 은 얕은 상자형상으로 이루어지고, 도시하지 않는 노체 구조물로부터 대략 수평으로 매달리는 것에 의해, 상기 공급 호퍼(10)로부터 독립되어 있다.

트로프(14)의 한쪽 단부(14a)의 상면에는 펠릿을 받아들이기 위한 수납구(14b)가 형성되고, 그 수납구(14b)를 통해서 상기 공급 호퍼의 배출구(10a)가 유격 끼워맞춤되어 있다.

상기 수납구(14b)의 주연부와 그 수납구(14b)에 유격 끼워맞춤된 상기 공급 호퍼(10)의 배출구(10a)는 신축 이음매(15)를 거쳐서 접속되어 있고, 기밀성이 유지되도록 되어 있다.

트로프(14)의 다른쪽 단부(14c)의 하면에는 슬릿형상 배출구(14d)가 형성되어 있다. 이러한 슬릿형상 배출구(14d)는 트로프(14)의 폭방향을 향해서 형성되어 있고, 트로프(14)의 폭과 대략 동일한 폭으로 형성되어 있다.

2.2.2 가진 장치

도 5는 진동 피더(11)를 위에서 본 외관도이며, 도 6은 진동 피더(11)를 아래에서 본 외관도이다.

양 도면에 있어서, 가진 장치(16)는, 수평방향으로 배치되는 트로프(14)에 대하여 소정의 장착각(θ)에 의해 경사진 상태로 트로프(14)의 커버(14f)에 마련되어 있다. 이러한 가진 장치(16)는, 구체적으로는, 전자 코일, 영구자석, 스프링으로 구성되어 있다.

이러한 종류의 가진 장치(16)에서는 전자 코일에 인가하는 전압을 조정하는 것에 의해, 펠릿의 공급량을 조정할 수 있다.

가진 장치(16)와 트로프(14) 사이에는 진동 전달 프레임(17)이 개재되어 있다. 이러한 진동 전달 프레임(17)은 가로방향에서 보아 쐐기형상을 이루고, 또한 트로프(14)와 동일한 가로 폭으로 이루어지는 상자형상으로 구성되어 있고, 가진 장치(16)의 가진력(F)이 트로프(14)의 전체 폭에 균등하게 전달되도록 구성되어 있다.

또한, 가진력(F)은 상기 트로프(14) 및 상기 진동 전달 프레임(17)의 전체 중심을 통과하도록 설계되어 있다.

상기 가진 장치(16)가 구동되면, 진동 전달 프레임(17)을 거쳐서 가진력(F)을 받은 트로프(14)는 전후방향(I 방향)으로 진동하고, 그 트로프(14)의 한쪽 단부(14a)에 공급된 펠릿은 슬릿형상 배출구(14d)(도 4 참조)까지 반송된다.

2.3 접속부

도 7a는 접속부(13)를 하방에서 본 저면도이며, 도 7b는 접속부의 시일 구조를 도시한 정면도이다.

양 도면에 있어서, 접속부(13)는 슬릿형상 배출구(14d)를 구성하여 트로프(14)의 폭과 대략 동일한 폭으로 이루어지는 각통형상(角筒形狀)의 출구 슈트(출구부)(13a)를 구비하고 있고, 이러한 출구 슈트(13a)는 트로프(14)의 다른쪽 단부(14c)로부터 현수된 단면 타원형의 통체(13b)로부터 더 하방으로 돌출되어 있다.

통체(13b)를 타원형으로 하는 이유는 아래와 같다.

펠릿의 깨어짐이나 가루화를 방지하기 위해서는, 진동 피더(11)는 가능한 한 낮은 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 그러한 배치로 하기 위해서는, 진동 피더(11)의 출구부와 노체 천장판의 간격을 크게 취할 수 없어지기 때문에, 진동 피더(11)와 노체 사이가 한정된 범위에 있는 접속 부분에 액세스하는 것이 극히 어려워진다.

그래서, 출구 슈트(13a)를 구비한 통체(13b)를 타원형으로 하고, 금속제의 밴드를 감는 것만으로 통체(13b) 전체를 균일하게 게다가 간편하게 체결하는 것을 가능하게 하고 있다. 그것에 의해, 진동 피더(11)의 한쪽측 또한 측방으로부터 액세스하는 것이 가능하게 되어, 유지보수도 용이해진다.

또, 출구 슈트(13a) 내에는 복수의 보강 리브(13c)가 배치되어 있다. 이들 보강 리브(13c)는 노상으로부터의 복사열에 노출되어 출구 슈트(13a) 및 그 주변부가 변형하는 것을 방지하기 위해서 마련되어 있다.

상세하게는, 노내에 면하는 상기 출구 슈트(13a)는, 노상 및 노내 가스에 의한 복사열에 의해 열변형을 발생시킬 가능성이 높고, 변형이 생기면 펠릿의 균등한 배출이 저해될 우려가 있다. 따라서, 출구 슈트(13a)의 통 구멍(筒孔) 내에 보강 리브(13c)를 마련하는 것에 의해 출구 슈트(13a)의 형상을 열변형시키는 일없이 유지하여, 적정한 펠릿 공급량을 확보해서, 출구 슈트(13a) 폭방향에 대해서도 펠릿의 균등 공급이 확보되도록 되어 있다.

한편, 원료 투입부(12)의 상단부에도 상기 통체(13b)와 대향하도록 하여 단면 타원형의 통체(12a)가 세워져 있고, 수하된 상기 통체(13b)와 세워진 통체(12a)에 걸쳐서 내열성의 시일재(13d), 예를 들어 아라미드 폴리머 섬유에 의한 천이 감겨져 있다.

또한, 시일재(13d)의 상부 및 하부에는 각각 체결용의 금속제 밴드(13e)가 감겨지고, 그 금속제 밴드(13e)에 등간격으로 배열된 구멍부에 나사 결합될 수 있는 체결 부품(나사)(13f)을 체결 방향으로 회전시키는 것에 의해 시일재(13d)를 고정하도록 되어 있다.

통체(13b 및 12a)의 단면이 타원형으로 형성되어 있는 것에 의해, 상기한 바와 같이, 하나의 체결 부품(13f)만으로 금속제 밴드(13e) 전체 둘레를 균등하게 체결할 수 있도록 되어 있다.

또한, 출구 슈트(13a)는 노체의 천장판(2a) 상면보다도 약간 하방으로 들어가도록 해서 배치되어 있어, 접속 부분에서 환원철 원료의 가루가 퇴적하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

상세하게는, 펠릿은 적잖이 가루를 동반해서 회전 노상로(1)에 공급되지만, 이러한 가루는 노내의 가스 흐름이나 펠릿의 낙하에 따른 가스의 난류 효과에 의해 진동 피더(11)의 출구부에서 날리기 쉽다. 따라서, 가능한 한, 그러한 날린 가루가 출구부 주변에 퇴적하지 않도록 연구할 필요가 있다.

왜냐하면, 퇴적하는 가루는, 어느 정도 퇴적이 성장한 곳에서 괴상으로 되어 노상 상에 낙하하고, 펠릿 상에 덮여져, 펠릿에 복사열이 들어가는 것을 방해하여, 적정한 반응을 저해하는 요인이 되기 때문이다.

그래서, 본 실시형태에서는, 진동 피더(11)의 출구 슈트(13a) 하단을 원료 투입부(12)와 오버랩시킴으로써 가루가 퇴적하는 것을 방지하고 있다.

또, 상기 원료 투입부(12)는 노내 가스 및 노상으로부터의 복사열을 받아서 고온으로 되기 때문에, 수냉 구조(수냉 벽)로 되어 있다. 다만, 수냉으로 하면 거기에 받은 복사열은 열 손실이 되어 냉각수에 의해 계외(系外)로 가지고 가버린다.

그래서, 본 실시형태에서는 원료 투입부(12) 자체의 열변형에 대해서는 수냉에 의해 억제하고, 열 손실을 가능한 한 억제하기 위해서, 그 원료 투입부(12)의 외측을 내화물로 덮고 있다.

3. 환원철 원료 공급 시스템

도 8은 상기 구성으로 이루어지는 원료 공급 장치를 노폭 방향으로 복수 배치한 환원철 원료 공급 시스템의 구성을 도시하는 개략 측면도이다.

도 8에 있어서, 공급 호퍼(10)로부터 트로프(14) 상에 공급된 펠릿은 트로프(14) 상을 이동하면서 슬릿형상 배출구(14d)(도 7a 참조)로 인도되고, 노체의 천장판(2a)을 관통하고 있는 원료 투입부(12)를 통해서 노상(1a) 상에 공급되어, 노상 진행방향(R)으로 이송된다.

노상 진행방향(R)으로 이송되는 펠릿의 일부가 2층 이상으로 적층되는 경우에도, 노상 회전방향에 있어서의 원료 투입부(12)보다도 하류측에 레벨링 스크루(leveling screw)(18)를 배치하면, 펠릿을 1층으로 고르게 할 수 있다.

또, 트로프(14)의 슬릿형상 배출구(14d)로부터 노상(1a)까지 펠릿 낙하 높이는 1,200㎜ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1,000㎜ 이하이다.

펠릿 낙하 높이를 1,200㎜ 이하로 설정하면, 노상재의 미립자가 날리지 않을 정도로 노내 가스의 유속을 어느 정도 억제하면서 노상에의 펠릿 낙하 충격에 의한 깨어짐이나 가루화를 방지하는 효과가 있다.

표 1은 펠릿 낙하 테스트를 실행하여, 펠릿 낙하에 의해 발생하는 깨어짐이나 가루의 상태를 조사한 것이다.

표 1에 있어서, 「Ball」은 평균 입경 19㎜이 유지되고 있는 펠릿을 나타내고, 「Fine」은 2.4㎜ 메쉬 이하의 가루 및 칩을 나타내고, 「Chip」은 평균 입경 19㎜의 절반 이하로 변형한 펠릿을 나타내며, 결과를 (％)과 Wt(g)으로 나타냈다.

낙하 테스트는, 1회당 약 100개 정도의 펠릿을 각 낙하 높이(600㎜ 내지 1,800㎜의 7단계)로 나누어서 철판 상에 낙하시켜, 철판 상에 남아 있는 「Ball」, 「Fine」, 「Chip」 모두를 회수하여, 체를 이용하여 분급했다.

도 9는 각 낙하 높이마다의 「Fine」과 「Chip」의 양을 도시한 그래프이며, 낙하 높이가 높아짐에 따라서 「Fine」과 「Chip」의 양이 함께 증가하는 경향이 있다.

또, 도 10은 환원철 원료 공급 시스템에 있어서의 원료 공급 장치의 배치를 도시한 개략 평면도이다.

도 10에 있어서, 본 실시형태의 원료 공급 장치(4)는 천장판(2a)의 폭방향으로 6기(基)가 지그재그로 배치되어 있다.

상기 지그재그 배치에 대하여, 6기의 원료 공급 장치(4)를 노폭 방향으로 횡으로 나란히 배치하는 것도 고려되지만, 횡으로 나란히 배치하면, 피더, 공급 호퍼, 계량기가 간섭하기 때문에, 이웃하는 슬릿형상 배출구(14d)를 근접시키는 것은 곤란하다.

또한, 원료 공급 장치(4)를 배치하는 개수는 회전 노상로의 노폭 및 원료 공급 장치(4)의 폭에 따라서 결정된다.

이동 노상식 환원 용융로에서 대규모로 금속철을 제조하기 위해서는, 노폭을 확장할 필요가 있지만, 상기 원료 공급 장치(4)의 배치에 따르면, 그러한 대형화의 노상에 대해서도 균일하게 펠릿을 공급하는 것이 가능하게 되고, 게다가 공급량을 양호한 정밀도로, 또한 간편하게 조정할 수 있다.

도 11은 공급 호퍼(10)에 펠릿을 공급하는 장치의 개략 구성을 도시한 것이다.

도 11에 있어서, 건조기에 의해 건조되고 벨트 컨베이어(20), 롤러 스크린(체 장치)(21)을 거쳐서 반송된 펠릿은 셔틀 컨베이어(shuttle conveyor)(22)에서 피드 빈(23) 내로 균등하게 투입된다.

상기 피드 빈(23)은, 진동 피더(11)의 대수만큼의 배출부(23a)를 구비하고 있고, 각 공급 호퍼(10)에 대하여 펠릿을 공급하도록 되어 있다.

상기 셔틀 컨베이어(22)는, 펠릿 및 그 펠릿으로부터 발생한 가루[롤러 스크린(21)으로 다 제거할 수 없는 가루]를 피드 빈(23)에 분산시켜서 투입하기 위해서 마련되어 있어, 펠릿과 함께 반송되는 가루를 노폭 방향으로 균등하게 분산시킬 수 있도록 되어 있다. 그것에 의해, 일부의 진동 피더에 대하여 가루가 치우친 상태로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 셔틀 컨베이어(22)는 진동 컨베이어나 왕복 컨베이어로 구성할 수도 있다.

또, 펠릿을 공급하는 흐름에 있어서, 상기 셔틀 컨베이어(22)의 상류측에는 롤러 스크린(21)이 배치되어 있고, 이러한 롤러 스크린(21)은 원료 공급 장치(4)에 펠릿을 공급할 때까지 발생한 가루를 체에 걸러서, 피드 빈(23)에 들어가기 전에 그 가루를 제거하도록 되어 있다.

상기 셔틀 컨베이어(22), 피드 빈(23)은 각 공급 호퍼(10)에 대하여 펠릿을 일정량씩 분배 공급하는 분배 공급 장치로서 기능한다.

또한, 펠릿은, 괴성화후의 반송중에 있어서 컨베이어의 환승부나 각종 호퍼에 공급시의 낙하에 의해 적잖이 가루가 발생한다.

가루화한 펠릿의 가루가 노상 상에 치우쳐 공급되어, 노상 상의 펠릿의 일부 또는 전부가 가루에 의해 덮여지면, 노체에 마련되어 있는 연소 버너로부터 펠릿에 전달되어야 할 복사열이 방해되어, 펠릿의 환원 용해 반응의 촉진이 저해된다.

그 결과, 가루의 영향을 받은 펠릿은 반응이 지연되는 것으로 인해 반응이 불충분한 상태로 환원철이 되어, 생산성이 저하한다. 따라서, 이들 가루는 가능한 한 노상에 공급하지 않는 것이 바람직하다.

그래서, 상기 공급 호퍼(10)에 펠릿을 공급하는 장치에서는, 공급 호퍼(10)에 펠릿을 공급하기 이전 단계에서 롤러 스크린(21)을 통과시켜서 체에 걸러내는 것에 의해 가루의 대부분을 제거하도록 되어 있다.

또한, 제거되지 않은 가루에 대해서는 셔틀 컨베이어(22)를 이용하여 피드 빈(23)에 균일하게 분배하는 동시에, 더욱이 각 원료 공급 장치(4)에 있어서 폭방향으로 균일하게 고르게 되기 때문에, 펠릿과 함께 약간의 가루가 수반되더라도, 또한 노상이 대형화되어도, 펠릿을, 또는 가루를 포함하는 펠릿을 항상 치우침이 없는 상태로 노상 상에 균일하게 공급할 수 있다.

본 출원을 상세하게 또 특정한 실시 태양을 참조하여 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하는 일없이 여러가지 변경이나 수정을 가할 수 있다는 것은 당업자에게 명확하다.

본 출원은 2010년 9월 1일자로 출원된 일본 특허 출원(특원 2010-196061 호)에 근거하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 받아들인다.

1 : 회전 노상로(이동 노상식 환원 용융로)
1a : 노상 2 : 노체
2a : 천장판 3 : 연소 버너
4 : 원료 공급 장치 6 : 노상재 장입 장치
7 : 배출 장치 8 : 냉각 장치
9 : 배출 호퍼 10 : 공급 호퍼
10a : 배출구 10b : 하중 분산판
11 : 진동 피더 12 : 원료 투입부(수냉 벽)
12a : 통체 13 : 접속부
13a : 출구 슈트(출구부) 13b : 통체
13c : 보강 리브 13d : 시일재
13e : 금속제 밴드 13f : 체결 부품
14 : 트로프 14a : 한쪽 단부
14b : 수납구 14c : 다른쪽 단부
14d : 슬릿형상 배출구 14f : 커버
15 : 신축 이음매 16 : 가진 장치
17 : 진동 전달 프레임 18 : 레벨링 스크루
20 : 벨트 컨베이어 21 : 롤러 스크린
22 : 셔틀 컨베이어 23 : 피드 빈

Claims (12)

1. 환원철 원료를 받아들여 배출구로부터 배출하는 호퍼와,
   상기 배출구와 이동 노상식 환원 용융로의 원료 투입부를 연락하는 동시에, 상기 배출구로부터 배출되는 상기 환원철 원료를 받는 트로프와,
   상기 트로프의 출구측에 마련된 출구부와,
   노상 이동방향을 따라 상기 트로프를 진동시키는 가진 장치로 구성되는 원료 공급 장치를, 이동 노상식 환원 용융로의 노폭 방향으로 복수 배치해서 이루어지는 것을 특징으로 하는
   환원철 원료 공급 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 원료 공급 장치가 노폭 방향으로 지그재그로 배치되어 있는
   환원철 원료 공급 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 트로프의 출구부와 상기 이동 노상식 환원 용융로의 원료 투입부를 접속하는 접속부가 평면에서 보아 타원형으로 형성되어 있는
   환원철 원료 공급 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 출구부로서 장방형의 슈트를 갖고, 그 슈트내에 보강 리브가 마련되어 있는
   환원철 원료 공급 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동 노상식 환원 용융로의 노상으로부터 상기 트로프의 출구부까지의 높이가 1,200㎜ 이하인
   환원철 원료 공급 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 슈트의 하단이 상기 원료 투입부와 오버랩되어 있는
   환원철 원료 공급 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 원료 투입부가 수냉 벽을 갖고, 그 외측에 내화물이 시공되어 있는
   환원철 원료 공급 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 호퍼 내의 상부에 하중 분산 수단이 마련되어 있는
   환원철 원료 공급 시스템.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 트로프의 입구측에 상기 환원철 원료를 받아들이는 수납구가 구비되고, 상기 호퍼의 배출구와 상기 수납구는 기밀성이 있는 신축 이음매를 거쳐서 접속되어 있는
   환원철 원료 공급 시스템.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 트로프의 상기 출구부와 상기 이동 노상식 환원 용융로의 원료 투입부는 유연성을 갖는 시일재를 거쳐서 접속되어 있는
    환원철 원료 공급 시스템.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 호퍼에 대하여, 상기 환원철 원료를 일정량씩 분배 공급하는 분배 공급 장치를 더 구비해서 이루어지는
    환원철 원료 공급 시스템.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 환원철 원료를 공급하는 흐름에 있어서, 상기 분배 공급 장치의 상류측에 체 장치가 마련되어 있는
    환원철 원료 공급 시스템.

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