KR100236796B1 - 고온 벌크재의 냉각방법 및 그레이트냉각기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그레이트냉각기에서의 고온 벌크재, 특히 시멘트클링커, 광재 등의 냉각에 관한 것으로, 벌크재는 냉각기 그레이트 표면에 따라 이송되고, 냉각가스가 벌크재를 통해 횡단하여 흐른다. 비교적 작은 그레이트 표면에 의해 높은 냉각효율을 달성하기 위해 최소한 일부의 양의 벌크재는 벌크재가 이송로 상에서 이송될 때 냉각기출구 이전에 벌크재층으로부터 중력에 의해 하향으로 배출된다.

Description

고온 벌크재의 냉각방법 및 그레이트냉각기

제1도는 본 발명에 따른 그레이트냉각기의 개략적인 종단면도.

제2도는 벌크재 배출지점의 구성의 일실시예를 나타낸 다수개의 플레이트 행의 개략적인 사시도.

제3도, 제4도 및 제5도는 벌크재 배출지점의 배열과 구성의 또 다른 실시예를 나타낸 그레이트냉각기의 부분적인 종단면도.

제6도는 종래기술의 벌크재 베드의 성층과 온도분포를 설명하는 그레이트냉각기의 일반적인 실시예의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a : 냉각기입구 1b : 냉각기출구

3 : 냉각기 그레이트 표면 4 : 벌크재

9,10,29 : 배출지점 12 : 벌크재 배출구

13 : 벌크재 배출샤프트 16 : 재료분배장치

본 발명은 시멘트클링커(clinker), 광재(鑛滓)등의 고온 벌크재(bulk material)의 냉각방법 및 그레이트냉각기(grate cooler)에 관한 것이다.

종래, 이러한 형태의 고온 벌크재의 냉각방법 및 그레이트냉각기는 해당 기술분야에서 여러 가지 실시예로 잘 알려져 있다.

예를 들면, 시멘트클링커의 냉각을 위한 주지의 그레이트냉각기에 대한 시험과 관찰로부터, 실제 사용되는 이들 냉각기의 경우, 냉각될 벌크재(예를 들어 시멘트클링커)의 유효체적이 이송방향으로 갈수록 냉각기 그레이트 표면에 따라서 감소하는 것이 알려져 있다. 이는 벌크재를 충분히 냉각하기 위해서는 특히 이송방향으로 후방인 후냉영역에서 비교적 큰 냉각기 그레이트 표면이 요구된다는 것을 의미한다.

이러한 상황에 대해 개략적으로 도시한 제6도를 참조하여 간략하게 설명한다.

제6도에 있어서, 참조부호(1)로 개략적으로 나타낸 그레이트냉각기는 고온 벌크재가 가마(kiln)로부터 유입되는 입구샤프트(2)와, 냉각기입구(1a)와 냉각기출구(1b)사이에서 냉각기의 길이방향으로 연장되는 냉각기 그레이트 표면(3)을 구비하고 있다.

따라서, 이 냉각기 그레이트 표면(3)은 냉각되는 벌크재(4)의 이송면을 형성하고, 알려진 바와 같이 각각 고정 및 전후 이동가능하고, 개구부가 형성되며, 상기 개구부를 통해 냉각가스 또는 냉각공기(파선화살표 7)가 아래에서 위쪽으로 횡단하여 흐르는 각 그레이트플레이트(5,6)의 교번행(또는 교차행)(2a,3b)을 기본적으로 갖추고 있다.

제6도를 참조하면, 빈 공간으로 남겨지거나 사선으로 표시된 벌크재층(4a,4b)으로 도시된 바와 같이, 벌크재이송방향(화살표 8)으로 냉각될 유효체적이 감소되며, 이러한 체적의 감소는 일반적으로 알려진 바와 같이 그레이트냉각기가 스텝 그레이트냉각기의 형태로 구성되는 경우 최소한 소위 복열영역(recuperative zone)에서 이송방향으로 “베드높이의 상승”의 원리에 역행하게 될 수 있다. 벌크재 베드높이의 상승에 의해 냉각될 유효체적은 대체로 일정하게 유지될 수 있지만, 이송방향에서의 전체베드높이와 그에 따른 냉각공기의 압력손실이 증가한다.

이 상황은 일례로서의 US-A 4,624,636호와 같은 주지의 구성과 유사하다. 상기 명세서의 제1도에 따르면, 냉각기 그레이트 표면을 형성하는 그레이트플레이트의 개구가 너무 크기 때문에, 냉각될 벌크재의 일부의 양의 미세분말이 이를 통해 아래로 떨어지고, 여기서 특별히 구성된 칸막이로부터 수집되어 제거된다. 즉, 냉각기 그레이트 표면에 따라 이송되는 최저층의 미세한 재료가 소정의 스크린을 통하여 냉각기 그레이트의 전체면에 걸쳐 낙하되므로, 그 낙하되는 미세분말의 양에 대한 적절한 정밀제어가 어렵게 된다.

그러므로, 본 발명의 목적은 비교적 단순하면서 용이하게 제어가 가능한 수단에 의해 특히 강한 냉각효과를 비교적 적은 설치비 및 운전비로 실현할 수 있도록 특허청구의 범위 제1항 및 제9항의 전제부에 정의된 형태의 냉각방법 및 그레이트냉각기를 개선하는 것이다.

본 발명에 따르면, 전술한 목적은 각각 특허청구의 범위 제1항 및 제9항의 특징부에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 특허청구의 범위 종속항의 특징이 된다.

다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 개념을 설명하기 위해 특히 바람직한 예증으로서 소위 왕복운동 그레이트냉각기를 도시된 제6도를 참조하여 설명한다. 이 왕복운동 그레이트냉각기(1)는 고온의 시멘트클링커를 냉각시키기 위해 매우 특별하게 적용되고, 이 경우에 시멘트클링커는 벌크재(4)를 이루며, 상세히 도시되지는 않았지만 가마의 입구 샤프트(inlet shaft)(2)를 통해 유입되어 냉각기입구(1a)에 있는 냉각기 그레이트 표면(3)에 이른다. 냉각될 벌크재(4)의 이송중에, 화살표(7)에 따라 냉각가스 또는 냉각공기가 아래로부터 유입되어 벌크재베드를 횡단하여 위로 통과하면, 벌크재베드 내의 온도분포에 따라서 이송방향(화살표 8)으로 증가하는(두꺼워지는) 하위의 벌크재층(4a)과 이 하위의 벌크재층 위에 위치하며 사선이 그어진 상위의 벌크재층(4b)이 형성된다. 하위의 벌크재층(4a)으로부터 상위의 벌크재층(4b)으로의 전이영역(transition area)에서 온도가 Vo 라고 하면, 하위의 벌크재층(4a)에서는 온도가 VKli < Vo 로 되고, 상위의 벌크재층에서는 온도가 VKli > Vo 로 된다. 경계온도영역 Vo 아래의 영역, 즉 하위의 벌크재층(4a)에 있어서 벌크재(4)는 어느 경우에도 이미 충분히 냉각되어 있다.

냉각되는 벌크재(4)의 이송베드에서 성층(stratification)과 온도분포를 고려하여, 본 발명에 따르면 벌크재의 적어도 일부는, 냉각될 벌크재가 냉각기 그레이트 표면에서 이송됨에 따라 냉각기출구 이전에 벌크재베드 또는 벌크재층(4a)의 하위부분으로부터 중력에 의해 아래로 배출된다. 본 발명의 기초가 되는 시험에서, 실제로 냉각가스의 흐름방향(화살표 7)으로 냉각되는 벌크재(4)의 성층 결과로서 유입된 냉각가스와 먼저 접촉되는 하위의 벌크재층이 최대로 냉각되는 반면, 냉각가스가 나중에 통과하는 벌크재베드의 상부에서의 벌크재가 가장 고온이 되는 벌크재에서의 온도구배가 일어난다. 따라서, 본 발명에 따르면 최소한 하위의 벌크재층의 소정부분이 냉각기출구(1b) 이전에 중력에 의해 아래로 배출됨으로써, 그 상부에 위치된 벌크재의 고온층이 냉각기 그레이트 표면(3)으로 가라앉도록 할 수 있다. 이와 같이하면, 이미 충분히 냉각된 벌크재는 그 상부에 위치되어 있는 고온 벌크재의 냉각을 더 이상 방해하지 않게 된다.

제1도에 간략한 형태로 도시된 바와 같이, 조절가능한 일부의 양의 벌크재가 상세히 후술하는 냉각기 그레이트 표면(3)을 통해 냉각기출구(1b)에서 배출되는 냉각된 벌크재와 혼합될 수 있다. 하위의 벌크재층(4a)으로 부터 배출된 일부의 양의 벌크재가 하위의 벌크재층(4a)으로부터 다수의 지점, 즉 배출지점(9, 10) 또는 냉각기 그레이트 표면(3)의 길이 및 폭에 걸친 소정의 배출지점에서 중력에 의해 아래로 배출된다. 이 경우에, 조절가능한 일부의 양의 벌크재를 특히 선택가능한 배출지점(9, 10)에서 아래로 배출되는 것도 바람직하다. 하위의 벌크재층(4a)으로부터 배출된 일부의 양의 벌크재는 후냉(after-cooling)될 수 있다. 그러나, 필요한 경우 하위의 벌크재층(4a)으로부터 배출된 일부의 양의 벌크재는 냉각기 그레이트 표면(3)을 통해 냉각기출구(1b)에서 배출된 냉각된 벌크재와 함께 도시되지 않은 적절한 냉각장치에서 후냉될 수도 있다.

이 경우에, 상위의 고온 벌트재층의 큰 입자를 분쇄하기 위해 냉각기출구(1b)의 적절한 위치에 공지된 분쇄기(crush), 바람직하게는 롤분쇄기를 배설하는 것도 바람직하다.

이러한 냉각방법에 있어서, 하위의 벌크재층(4a)으로부터 최소한 일부의 양의 벌크재가 배출된 후, 냉각기 그레이트 표면(3)에 잔존하는 냉각되는 재료의 양이 벌크재의 배출지점(9 또는 10) 이전에서의 층높이와 동일하게 설정된다. 이것은 예를 들어, 전후 왕복가능한 그레이트플레이트(6)(다소의 플레이트높이의 변위에 의해 또는 가변의 스트로크 수를 가지는 별도의 구동에 의해)의 이송에 상응하는 감소, 또는 간단한 배플 등의 설치에 의해 주지의 간단한 방식으로 행할 수 있다. 어느 경우에도, 냉각에 유효한 냉각기 그레이트 표면의 전체길이에 대하여 대략 일정한 벌크재 베드높이(또는 냉각기출구를 향해 약간 감소하는 베드높이)를 이루는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 이와 같은 공정에 따라서, 냉각될 벌크재, 특히 시멘트클링커와 이 벌크재를 통해 아래로부터 위로 흘러서 고온 벌크재의 특히 강력하고 효과적인 냉각을 행하는 냉각가스와의 사이에서 비교적 큰 온도구배가 형성될 수 있다. 전술한 방법에 따르면, 이러한 냉각은 비교적 낮은 압력손실로 이루어 질 수 있다. 게다가 이러한 양호한 냉각효과는 주지의 구성에 비해 보다 작거나 또는 보다 짧은 냉각기 그레이트 표면으로 함으로써, 이에 상응하는 낮은 설치비 및 운전비가 요구된다는 또 다른 이점을 제공한다.

이러한 본 발명에 따른 방법이 실제로 행해지면, 일부의 양의 벌크재가 충분히 냉각된 후, 하위의 벌크재층(4a)에서 배출된다. 이는 냉각기 그레이트 표면(3)의 길이방향으로, 냉각될 특정 재료와 소망하는 냉각의 정도 또는 이미 냉각된 정도에 따라서 냉각기 그레이트 표면의 이송로의 후반부, 바람직하게는 삼등분한 후반부 삼분의 일 부분의 개시점에서 배출된다.

전술한 방법의 그 이상의 단계 또는 변형을 설명하기 이전에, 도면에 도시된 그레이트냉각기(1)의 실시예에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

제1도를 참조하면, 전술한 바와 같이 하위의 벌크재층(4a)으로부터 일부의 양의 벌크재에 대한 최소한 하나의 배출지점이 냉각기출구(1b) 이전의 냉각기 그레이트 표면(3)에 제공된다. 이러한 벌크재 배출지점은 여러개 제공되는 것이 바람직하며, 제1도에는 2개의 지점만이 개략적으로 도시되어 있다. 이들 벌크재 배출지점(9, 10)은 냉각될 벌크재(4)의 이송방향(화살표 8)에서 볼 때, 냉각기 그레이트 표면(3)의 후반부에서 특정 조건에 따라 길이 및 폭에 걸쳐 배치되도록 구성될 수 있다.

실제로, 이들 벌크재 배출지점(9, 10)은 각 경우에 배출된 일부의 양의 벌크재에 대한 배출 및 제거지점으로서 임의의 적절하고 유리한 방식으로 구성될 수 있다. 제1도의 가능한 구성이 제2도에 간략하게 도시되어 있다. 제2도에 있어서, 상호 교번되는 각 행(3a, 3b)의 고정된 그레이트플레이트(5)와 왕복운동 그레이트플레이트(6)의 보다 상세한 구성 및 배치를 제1도보다 명확하게 알 수 있다. 이들 그레이트플레이트(5, 6)는 냉각될 벌크재(4)를 횡단하여 흐르는 적절한 냉각가스, 특히 냉각공기가 아래로부터 유입되는 적절한 방식으로 구성 및 배치되어 있는 공지의 가스개구(11)를 갖는다.

충분히 큰 벌크재 배출구(12)는 전부 또는 일부 그레이트플레이트(5)의 상부 플레이트 표면에 제공되며(제2도 참조), 벌크재 배출샤프트(13)가 이들 개구 아래에 배설된다. 이들 벌크재 배출샤프트(13)에는 전술한 바와 같이 조절가능한 양의 벌크재를 하위의 벌크재층(4a)으로부터 하향으로 배출시킬 수 있도록 하는데 유리한 조정밸브가 설치된다. 제2도에 있어서, 밸브장치인 이중플랩밸브(double flap valve)(14)가 개략적으로 도시되어 있으며, 이것을 조정하여 필요한 또는 조절가능한 일부의 양의 벌크재(4)가 벌크재배출구(12)와 벌크재 배출샤프트(13)를 통해 배출 또는 제거될 수 있도록 한다.

벌크재 배출지점의 다른 가능한 구성 및 배열이 제3도, 제4도 및 제5도에 도시되어 있다. 이들 3개의 실시예에 있어서, 각 배출지점에서의 구성은 동일하므로, 그 일반적인 구성에 대하여 먼저 설명한다.

이들 3개의 실시예의 경우(제3도, 제4도 및 제5도) 모두 간략화하기 위하여 단지 하나의 벌크재 배출지점(29)만이 도시되어 있지만, 물론 다수의 배출지점(29)이 각 냉각기 그레이트 표면(3′, 3″, 3″′)의 길이를 따라 제1도를 참조하여 설명한 바와 같이 제공될 수 있다.

제3도, 제4도 및 제5도에 도시된 벌크재 배출지점(29)을 고려할 때, 첫째로 설정되어야 하는 것은 최소한 냉각기 그레이트 표면(3′, 3″, 3″′)의 2개의 연속하는 고정영역 사이(상세히 후술함)에서, 냉각될 벌크재의 이송방향(화살표 8)에서 볼 때, 각 배출지점(29)이, 횡방향으로 연장되고 대응하는 구성의 상부 개구프레임에 의해 형성 또는 정의되는 벌크재 배출개구(30)를 갖는다. 각 횡방향 벌크재 배출개구(30)는 제3도, 제4도 및 제5도의 도면에 수직인 그레이트 표면의 전체폭에 걸쳐 연장된다. 이 경우에, 대략 수직하게 하향으로 정렬된 배출샤프트(32)가 벌크재 배출개구(30) 아래에 배설되어 조절가능한 일부의 양의 벌크재를 배출하도록 한다. 이러한 구성은 제3도, 제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이 각 배출샤프트(32)의 완전개방 상단부(32a)는 완전개방 개구프레임(31)에 연결되는 반면, 배출샤프트(32)의 하단부(32b)는 고정된 벌크재 분배기플레이트(33) 위에 간격을 두고 개방되도록 형성된다. 이 벌크재 분배기플레이트(33)는 또한 냉각기 그레이트 표면(3′, 3″ 또는 3″′)의 전폭에 걸쳐 각각 횡방향으로 연장되고, 이 도면에 도시된 바와 같이 냉각기그레이트의 길이방향의 크기는 배출샤프트(32) 내에 있는 벌크재(4′)가 분배기플레이트(33)의 전면 또는 후면 모서리에서 중력에 의해 저절로 배출되지 않고 분배기플레이트(33)에 경사져 쌓일 수 있도록 충분히 크게 되어 있다(제3도 참조). 이 배출샤프트(32)에서 하향으로 배출되는 벌크재(4′)를 벌크재 분배기플레이트(33)로부터 배출하기 위해, 냉각기 그레이트 표면(3′, 3″, 3″′)의 길이방향, 즉 양 방향화살표(35)의 방향으로 전후 이동가능한 회수빔(reclaiming beam)(34)이 배출샤프트의 개방 하단부(32b)아래의 영역에서 분배기플레이트에 배설되고, 배출샤프트에 대략 평행으로 설치되어 있다. 이러한 전후 왕복운동은 도시되지 않은 종래의 구동장치에 의해 왕복운동이 “온”·“오프”될 수 있고, 또한 양을 조절가능하게 하는 방법으로 이루어질 수 있다. 벌크재 배출지점(29)은 통상 그 구동장치를 “온″ 또는 “오프”함으로써 전술한 방법에 의해 작동될 수 있고, 그 벌크재 배출 또는 제거량은 회수빔의 왕복운동의 제어에 따라 각 경우에 필요한 방식으로 조절될 수 있다.

제3도, 제4도 및 제5도의 각 실시예는 벌크재 배출지점(29)의 구성이 동일하나, 각각 냉각기 그레이트 표면(3′, 3″ 또는 3″′)의 배치에 차이가 있다.

전술한 설명에 비추어 제3도에 따른 실시예에 있어서, 벌크재 배출구(30) 및 벌크재 배출지점(29)의 개구프레임(31)은 고정된 그레이트플레이트(5)의 2행(3a′)으로 형성된 냉각기 그레이트 표면의 2개의 연속되는 고정영역 사이에 배치된다. 따라서, 이들 2행(3a′)의 그레이트플레이트는 이들 사이의 지점에서 냉각된 벌크재의 대응하는 양이 중력에 의해 하향으로 배출될 수 있도록 개구프레임(31)이 적절한 방식으로 그사이에 배치될 수 있는 거리만큼 냉각기그레이트의 길이방향으로 상호 이격된다. 즉, 그레이트플레이트의 이동가능한 행(3b′)이 상기 냉각기 그레이트 표면(3′)의 고정된 행(3a′)과 교번한다.

제4도는 벌크재 배출지점(29)이 냉각기출구(1b) 직전에 배설된 예를 나타낸다. 이 경우에도 벌크재 배출개구(30)는 제3도에 따른 예와 대략 동일하게 그레이트플레이트의 고정된 행(3a″) 사이에 배치된다. 그러나, 이 실시예(제4도)에서는 벌크재 이송방향(화살표 8)으로 그레이트플레이트의 행(3a″)이 연속으로 후속되는 것이 바람직하며, 즉 본 실시예에서 최종행은 고정된 그레이트플레이트(5)로 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 이 냉각기 그레이트 표면(3″)에서 벌크재 이송방향(화살표 8)으로 최종의 3행(3a″)이 고정 그레이트플레이트(5)로 형성되고, 그레이트플레이트의 선행의 행은 교번하는 행(3a″, 3b″)인 고정 및 이동가능한 플레이트로 형성된다.

제5도에 따른 실시예에 있어서, 또한 벌크재 배출개구(30)와 개구프레임(31)을 냉각기 그레이트 표면(3″′)의 출구단부 직전에 형성하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 벌크재 이송방향(화살표 8)으로 벌크재 배출개구(30)는 냉각기 그레이트표면(3″′)의 전방고정부가 고정 그레이트플레이트(5)의 행(3a″′)에 의해 형성되고, 냉각기 그레이트 표면(3″′)의 후방고정면은 그레이트플레이트의 행(3a″′, 3b″′)과 평행으로 연장되어 양방향 화살표(37)에 따라 그 경사도를 조절할 수 있는 재료배출슈트(36)에 의해 형성된다. 냉각기그레이트(3″′)의 최후방부를 형성하는 재료배출슈트(36)에 의해 냉각기그레이면(3″′)으로부터 배출된 냉각된 벌크재가 어느 경우에도 중력으로 저절로 특히 확실하고 유리하게 활강할 수 있다는 이점이 있다. 필요한 경우, 재료배출슈트(36)에는 냉각가스개구가 형성될 수 있다.

제3도, 제4도 및 제5도를 참조하여 전술한 3개의 실시예에 있어서, 벌크재 배출지점(29)의 배출샤프트(32)는 항상 재료로 충전되고, 그 벌크재의 배출은 각 경우에 회수빔(34)의 작동에 의해 행해진다.

전술한 바와 같은 벌크재 제거량은 넓은 범위 내에서 가변가능하며, 이로 인해 특히 확실하고 유리하게 제어가능한 제거량이 달성되며, 이는 또한 상기 벌크재가 배출샤프트(32) 내부에서 배출이 중단되는 문제가 일어나지 않는다는 것을 의미한다.

제1도에는 배출지점(9, 10)에서 배출된 일부의 벌크재가 혼합되어 함께 제거될 수 있도록 최소한 하나의 연통된 이송채널(15)이 냉각기 그레이트 표면(3)의 아래에 배치된 구조가 개략적으로 도시되어 있다. 이에 대해, 예를 들어 컨베이어벨트, 연속컨베이어 등과 같은 임의의 편리한 컨베이어구성을 사용할 수 있다.

또한, 제1도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 냉각기출구(1b)에서 배출되는 벌크재의 재료이송채널(17)과 2개의 분기덕트(18, 19)를 갖는 재료분배장치(16)를 냉각기출구(1b)의 후방에 설치하는 것이 바람직하다. 이들 2개의 분기덕트 중 하나의 분기덕트(18)는 연통된 이송채널(15)에 연결되고, 다른 분기덕트(19)는 제1도에서 단선의 기호로 표현된 귀환컨베이어(20)에 연결되어 고온재료의 배출지점 이전의 냉각기입구(1a)에 접속된다. 이를 위해, 냉각기 그레이트 표면(3)은 연장되어 제1도에 도시된 바와 같이 냉각기입구(1a)에서 입구샤프트(2)의 약간 아래에 최소한 재순환 재료입구(3c)가 형성된다.

전술한 방법의 각 단계의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 조절 또는 선택가능한 양의 벌크재가 각 배출지점(9, 10)을 통하여 하위의 벌크재층(4a)으로부터 배출될 수 있다. 극단의 경우, 냉각기출구(1b)에 도달하기 전에 그 벌크재가 이미 충분히 냉각되어 있다면 하위의 벌크재층(4a) 전부가 배출되는 것도 가능하다. 배출된 일부의 양의 벌크재의 총량에 따라 대응하는 비율의 냉각될 벌크재(4)가 냉각기 그레이트 표면(3)에 잔류하고, 냉각기출구(1b)에서 잔여의 벌크재가 냉각기 그레이트 표면(3)으로부터 배출되며, 필요한 경우 주지된 바와 같이 큰 재료의 파괴를 위한 분쇄기를 통과한다.

재료분배장치(16), 귀환컨베이어(20) 및 냉각기입구(1a)에서의 재순환재료입구(3c)를 형성함으로써, 냉각기출구(1b)에서 냉각기 그레이트 표면(3)으로부터 배출된 잔여벌크재가 분기되고, 그 일부분은 분기덕트(18)를 통해 이송채널(15)로 연결되어 본 냉각공정이 종료되며, 다른 일부분은 분기덕트(19), 귀환컨베이어(20) 및 냉각될 재료의 재순환재료입구(3c)를 통해 귀환되어, 고온벌크재가 입구샤프트(2)를 통해 냉각기 그레이트 표면상에 도입되기 전에 이송방향(화살표 8)에서 보았을 때 냉각기 그레이트 표면(3)의 전단에 도입되도록 할 수 있다. 이에 따라서, 귀환컨베이어(20)를 통하여 냉각기 그레이트 표면(3)에 도입된 재순환 재료가 냉각기 그레이트 표면(3)상에 최저의 벌크재층으로서 위치하고, 가마로부터 도입되는 고온벌크재가 벌크재층의 최저층보다 위인 상부층으로서 위치하도록 일종의 “샌드위치조작”이 행하여진다.

귀환컨베이어(20)에 의해 냉각기출구(1b)로부터 귀환된 벌크재는 냉각기출구(1b)에서 상위의 벌크재층(4b)으로부터 분기하는 것이 바람직하고, 따라서 이미 냉각되어 배출된 벌크재보다 높은 온도를 갖게 된다. 따라서, 아직도 비교적 온열의 귀환재료는 신속히 완전히 냉각되어 냉각기 그레이트 표면(3)에 베이스층으로서, 최소한 부분적으로 새로운 하위의 벌크재층(4a)으로 될 수 있다. 이와 같은 방법은 냉각효과의 향상뿐만 아니라 새로이 유입되는 고온 벌크재의 특히 높은 열로부터 그레이트플레이트(5, 6)를 보호하는 것에도 기여하게 된다. 또한, 관련된 가마와 연계되어 복원정도와 냉각기의 효율이 상당히 증대될 수 있다.

냉각될 벌크재에 대한 필요한 또는 허용되는 최종온도에 따라 냉각작용은 배기(排氣)가 없거나 적어도 낮은 정도에서 이루어질 수 있다.

Claims (19)

1. 그레이트냉각기(grate cooler)(1)에서 고온 벌크재, 특히 시멘트 클링커, 광재 등을 냉각하는 방법으로서, 고온 벌크재(4)가 냉각기입구(1a)로부터 냉각기 그레이트 표면(3)에 따라 냉각기출구(1b)로 이송되고, 냉각기 그레이트 표면의 아래에서 유입되는 냉각가스(7)가 고온 벌크재를 횡단하여 흐르고, 벌크재가 냉각기 그레이트 표면에 따라 그 이송로 상에서 이송될 때 일정량의 벌크재가 냉각기출구(1b) 이전에서 하향으로 낙하되는 고온벌크재의 냉각방법에 있어서, (a) 조절가능한 일부의 양의 벌크재가 냉각기 그레이트 표면(3, 3′, 3″, 3″′)에 따라 적어도 하나의 배출지점(9, 10, 29)에서 중력에 의해 벌크재층으로부터 하향으로 배출되고, (b) 냉각기출구(1b)에서 냉각기 그레이트 표면(3, 3′, 3″, 3″′)을 통과한 벌크재의 양 중에서, 적어도 일부의 양이 분기되어 냉각기입구(1a)로 귀환되어서, 냉각기 그레이트 표면에 최하위의 벌크재층으로서 유입되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
2. 제1항에 있어서, 조절가능한 일부의 양의 벌크재가 벌크재층으로부터 냉각기 그레이트 표면(3, 3′, 3″, 3″′)의 길이 및 폭에 걸쳐 형성된 다수개의 배출지점(9, 10, 29)에서 배출되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
3. 제2항에 있어서, 조절가능한 일부의 양의 벌크재가 선택가능한 배출지점(9, 10, 29)에서 하향으로 배출되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
4. 제2항에 있어서, 배출된 일부의 양의 벌크재가 냉각기 그레이트 표면(3, 3′, 3″, 3″′)의 냉각기출구(1b)에서 이미 냉각되어 배출된 벌크재와 혼합되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
5. 제4항에 있어서, 냉각기출구(1b) 이전에 벌크재층(4a)으로부터 배출된 최소한 일부의 양의 벌크재가 후냉되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
6. 제1항에 있어서, 벌크재층으로부터 최소한 일부의 양의 벌크재가 배출된 후, 냉각기 그레이트 표면(3)에 잔존하는 벌크재의 양이 일부의 양의 벌크재의 배출지점 이전의 층높이에 대응하는 층높이로 설정되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
7. 제1항에 있어서, 냉각기입구(1a)에 귀환되는 일부의 양의 벌크재가 비교적 고온인 벌크재층의 상위부분으로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
8. 제1항에 있어서, 일부의 양의 벌크재가 이송로를 이등분한 후반부의 벌크재층의 하위부분으로부터, 바람직하게는 삼등분한 후반부 삼분의 일 부분의 개시점으로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 냉각방법.
9. 고온벌크재, 특히 시멘트클링커, 광재 등을 냉각하는 고온벌크재의 그레이트냉각기(grate cooler)로서, 냉각기입구(1a)와 냉각기출구(1b) 사이에서 길이방향으로 연장되어, 냉각될 벌크재(4)의 이송면을 형성하고, 최소한 부분적으로 상호 교번하는 고정 및 가동 그레이트플레이트(5, 6)의 행(3a, 3b)을 갖는 냉각기 그레이트 표면(3, 3′, 3″, 3″′)을 포함하고, 상기 그레이트플레이트에는 냉각가스(7)가 아래로부터 위로 흐르는 개구(11)가 형성되는 고온 벌크재의 그레이트 냉각기에 있어서, 냉각기 그레이트 표면(3, 3′, 3″, 3″′)에서 냉각기출구(1b) 이전에 벌크재층으로부터 조절가능한 일부의 양의 벌크재가 중력에 의해 하향으로 배출되도록 구성된 최소한 하나의 배출지점(9, 10, 29)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
10. 제9항에 있어서, 각 배출지점(9, 10, 29)은 개별적으로 작동할 수 있는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
11. 제10항에 있어서, 냉각될 벌크재의 이송방향(8)으로 다수개의 배출지점(9, 10)이 냉각기 그레이트 표면(3)을 이등분한 후반부에 길이 및 폭에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
12. 제11항에 있어서, 고정그레이트플레이트(5)의 상부 플레이트 표면에 벌크재배출구(12)가 제공되고, 일부의 양의 벌크재를 조절하기 위한 조정밸브장치(14)가 구비된 벌크재배출샤프트(13)가 이들 배출구 아래에 배설되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
13. 제10항에 있어서, 냉각될 벌크재의 이송방향으로 횡방향으로 연장되는 벌크재 배출개구(30)가 최소한 냉각기 그레이트 표면(3, 3′, 3″, 3″′)의 2개의 연속의 고정영역 사이에 형성되어 그레이트 표면의 전체폭에 걸쳐 연장되고, 수직하게 하향으로 배열된 배출샤프트(32)가 조절가능한 일부의 양의 벌크재를 배출하도록 벌크재배출구 아래에 배설되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
14. 제13항에 있어서, 배출샤프트(32)의 하단부(32b)가 고정된 벌크재 분배기플레이트(33)에 간격을 두고 개구되고, 냉각기 그레이트 표면(3′, 3″, 3″′)의 길이방향으로 전후 왕복가능한 회수빔(34)이 배출샤프트의 개구 하단부(32b) 아래의 영역에서 분배기플레이트 위에 배출샤프트와 평행으로 설치되고, 이 전후이동운동이 “온”·“오프”가능하여 배출량을 조절하는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
15. 제13항에 있어서, 벌크재배출개구(30) 사이에 배설된 냉각기 그레이트 표면(3′, 3″)의 연속되는 각 고정영역이 고정그레이트플레이트(5)의 최소한 하나의 행(3a, 3a″)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
16. 제13항에 있어서, 냉각기 그레이트 표면(3″′)의 출구단부 직전에 벌크재배출개구(30)가 형성되고, 이 경우 벌크재 이송방향(8)으로 벌크재 배출개구(30)에 대하여 냉각기 그레이트 표면의 전방 고정영역이 고정그레이트플레이트(5)의 행(3a″′)에 의해 형성되고, 후방고정면이 그레이트플레이트의 행(3a″′, 3b″′)과 평행으로 연장되어 그 경사도가 조절가능한 재료배출슈트(36)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
17. 제9항에 있어서, 최소한 하나의 연통된 이송채널(15)이 배출된 일부의 양의 벌크재를 위해 냉각기 그레이트 표면(3) 아래에 배설되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
18. 제9항에 있어서, 2개의 분기덕트(18, 19)를 갖는 재료분배장치(16)가 냉각기출구(1b)에 배설되고, 2개의 분기덕트 중 하나의 덕트(18)가 냉각기출구(1b) 이전에 배출된 일부의 양의 벌크재를 위한 연통된 이송채널(15)에 접속되고, 다른 덕트(19)가 고온 벌크재의 배출지점 이전의 냉각기입구(1a)에 접속된 귀환컨베이어(20)에 접속되는 것을 특징으로 하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.
19. 제9항에 있어서, 냉각기출구에는 벌크재층의 최소한 상위의 고온부분을 분쇄하기 위한 분쇄기, 특히 롤분쇄기가 배설되는 것을 특징으로하는 고온 벌크재의 그레이트냉각기.