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KR101036646B1 - 분환원철 함유 환원체의 괴성체 제조 장치 및 이를 이용한용철제조장치 - Google Patents

분환원철 함유 환원체의 괴성체 제조 장치 및 이를 이용한용철제조장치 Download PDF

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KR101036646B1
KR101036646B1 KR1020040055558A KR20040055558A KR101036646B1 KR 101036646 B1 KR101036646 B1 KR 101036646B1 KR 1020040055558 A KR1020040055558 A KR 1020040055558A KR 20040055558 A KR20040055558 A KR 20040055558A KR 101036646 B1 KR101036646 B1 KR 101036646B1
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South Korea
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iron
screw feeder
charging hopper
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reduced
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신성기
김도승
조일현
이광희
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 분환원철 함유 환원체의 괴성체 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 괴성체 제조 장치는, 분환원철 함유 환원체가 장입되는 장입 호퍼, 장입 호퍼의 내부에 설치되어 장입 호퍼로 유입되는 분환원철 함유 환원체를 배출하며, 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 하나 이상의 스크래퍼가 장착된 스크류 피더, 및 스크류 피더에 의하여 장입 호퍼로부터 배출되는 분환원철 함유 환원체를 압축하여 괴성체를 제조하는 한 쌍의 롤을 포함한다. 이와 같은 본 발명을 통하여 품질이 양호한 괴성체를 제조할 수 있다.
스크래퍼, 장입 호퍼, 괴성체 제조 장치, 용철제조장치, 스크류 피더

Description

분환원철 함유 환원체의 괴성체 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치 {AN APPARATUS FOR MANUFACTURING COMPACTED IRONS OF REDUCED MATERIALS COMPRISING FINE DIRECT REDUCED IRONS AND AN APPARATUS FOR MANUFACTURING MOLTEN IRONS USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 제조 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 AA선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 BB선을 따라 자른 개략적인 부분 단면도이다.
도 4는 스크류 피더(screw feeder)에 스크래퍼(scraper)를 조립하는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 제조 장치를 포함하는 용철제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 괴성체 제조 장치 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분환원철(direct reduced iron, DRI) 함유 환원체를 압축하여 괴 성체를 제조하는 괴성체 제조 장치 및 이를 이용하여 용철을 제조하는 용철제조장치에 관한 것이다.
철강산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심기간산업으로서, 인류의 발전과 함께하여 온 가장 역사가 오래된 산업중의 하나이다. 철강산업의 중추적인 역할을 담당하는 제철소에서는 원료로서 철광석 및 석탄을 이용하여 용융 상태의 선철인 용철을 제조한 다음, 이로부터 강을 제조하여 각 수요처에 공급하고 있다.
현재, 전세계 철생산량의 60% 정도가 14세기부터 개발된 고로법으로부터 생산되고 있다. 고로법은 소결 과정을 거친 철광석과 유연탄을 원료로 하여 제조한 코우크스 등을 고로에 함께 넣고 산소를 불어넣어 철광석을 철로 환원하여 용철을 제조하는 방법이다. 용철생산설비의 대종을 이루고 있는 고로법은 그 반응 특성상 일정 수준 이상의 강도를 보유하고 노내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보유한 원료를 요구하므로, 전술한 바와 같이, 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로는 특정 원료탄을 가공처리한 코우크스에 의존하며, 철원으로는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다. 이에 따라 현재의 고로법에서는 코우크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료예비처리설비가 반드시 수반되므로, 고로 이외의 부대설비를 구축해야 할 필요가 있을 뿐만 아니라 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염물질에 대한 환경오염방지설비의 설치 필요로 인하여 투자 비용이 다량으로 소모되어 제조원가가 급격히 상승하는 문제점이 있다.
이러한 고로법의 문제점을 해결하기 위하여, 세계 각국의 제철소에서는 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하고, 철원으로는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하는 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원제철법의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.
미국특허공보 제5,534,046호는 일반탄 및 분광을 직접 사용하는 용철제조설비를 개시하고 있다. 미국특허공보 제5,534,046호에 개시된 용철제조장치는 기포유동층이 형성된 3단의 유동환원로와 여기에 연결된 용융가스화로로 이루어져 있다. 상온의 분광 및 부원료는 최초의 유동환원로에 장입된 다음, 3단의 유동환원로를 차례로 거친다. 3단의 유동환원로에는 용융가스화로로부터 고온환원가스가 공급되므로, 상온의 분광 및 부원료가 고온환원가스와 접촉하여 승온된다. 이와 동시에, 상온의 분광 및 부원료는 90% 이상 환원되고, 30% 이상 소성되어 용융가스화로내로 장입된다.
용융가스화로내에는 석탄이 공급되어 석탄충진층이 형성되어 있어서, 상온의 분광 및 부원료가 석탄충진층내에서 용융 및 슬래깅(slagging)되어 용철 및 슬래그로 배출된다. 용융가스화로 외벽에 설치된 다수의 풍구를 통해 산소가 취입되어 석탄충진층을 연소하면서 고온의 환원가스로 전환되어 유동환원로로 보내져 상온의 분광 및 부원료를 환원한 후 외부로 배출된다.
그러나 전술한 용철제조장치에서는 용융가스화로 상부에 고속의 가스기류가 형성되어 있으므로 용융가스화로에 장입되는 분환원철 및 부원료가 비산 손실되는 문제점이 있다. 또한, 분환원철 및 부원료를 용융가스화로에 장입하는 경우, 용융가스화로내의 석탄충진층의 통기성 및 통액성 확보가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 분환원철 및 부원료를 괴성체화하여 용융가스화로에 장입하는 방법이 연구되고 있다. 이와 관련하여 미국특허공보 제5,666,638호는 타원형의 해면철 브리켓을 제조하는 방법과 장치를 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제4,093,455호, 제4,076,520호 및 제4,033,559호는 판형 또는 골판형의 부정형 해면철 브리켓을 제조하는 방법과 장치를 개시하고 있다. 여기서는, 분환원철을 장거리 수송에 적합하도록 고온 브리켓화하고 냉각하여 해면철 브리켓으로 제조한다.
분환원철을 압착 성형하는 경우, 생산량 증대를 위하여 분환원철의 장입량을 증가시키면 점성을 가진 다량의 고온 분환원철이 장입 호퍼의 내벽에 부착되어 잘 떨어지지 않는다. 이에 따라 장입 호퍼가 막혀서 환원철을 롤에 원활하게 공급할 수 없으므로 조업이 중단되어 환원철 브리켓의 생산량이 크게 감소할 뿐만 아니라 장입 호퍼를 정비하는 데 많은 비용 및 시간이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 괴성체를 대량으로 제조하기에 적합한 괴성체 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 품질이 양호한 괴성체를 사용하여 양질의 용철을 제조할 수 있는 용철제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 괴성체 제조 장치는, 분환원철 함유 환원체가 장입되는 장입 호퍼, 장입 호퍼의 내부에 설치되어 장입 호퍼로 유입 되는 분환원철 함유 환원체를 배출하며 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 하나 이상의 스크래퍼(scraper)가 장착된 스크류 피더(screw feeder), 및 스크류 피더에 의하여 장입 호퍼로부터 배출되는 분환원철 함유 환원체를 압축하여 괴성체(briquette)을 제조하는 한 쌍의 롤(roll)을 포함한다.
여기서, 스크래퍼의 스크래핑면이 장입 호퍼의 내벽과 균일한 거리로 이격되어 장입 호퍼의 내벽 길이 방향으로 뻗어서 형성될 수 있다.
그리고 스크래핑면은, 스크류 피더와 이격되어 스크류 피더와의 사이에 공간을 형성할 수 있다.
또한, 스크래핑면의 양단이 절곡되어 스크류 피더에 연결 고정되는 것이 바람직하다.
스크래핑면의 양단은 곡률을 가지면서 절곡될 수 있다.
스크래핑면의 양 측면 중 적어도 하나는 스크류 피더의 회전 방향으로 경사져서 형성될 수 있다.
장입 호퍼의 내벽 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼는, 스크래핑면의 양단으로부터 절곡되어 스크류 피더 표면까지 뻗은 절곡 길이가 서로 상이한 것이 바람직하다.
또한, 스크류 피더의 중심축 하부에 스크류가 장착되어 있고, 스크류의 직상부에 절곡 길이가 상이한 스크래퍼를 설치할 수 있다.
스크래퍼는, 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래핑 부재, 및 스크래핑 부재의 양단에 연결되어 스크류 피더에 고정 장착되는 한 쌍의 지지 부재를 포함할 수 있다.
그리고 지지 부재는 스크류 피더에 나사 결합되는 것이 바람직하다.
스크래핑 부재는 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래핑면을 포함하고, 스크래핑 부재는 스크래핑면에서 절곡되어 지지 부재에 연결될 수 있다.
장입 호퍼의 내벽 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼는, 스크래핑면의 양단으로부터 절곡되어 한 쌍의 지지부재에 연결되기까지의 절곡 길이가 서로 상이한 것이 바람직하다.
스크래퍼는 스크류 피더에 부착된 제1 지지 부재와, 제1 지지 부재의 하부에 위치하면서 스크류 피더에 부착된 제2 지지 부재를 포함하고, 제1 지지 부재에 연결된 절곡 길이는 제2 지지 부재에 연결된 또다른 절곡 길이보다 긴 것이 바람직하다.
스크래퍼는 스크류 피더의 길이 방향을 따라 2개 이상 장착될 수 있다.
여기서, 2개 이상의 스크래퍼는 스크류 피더를 사이에 두고 상호 반대 방향에 교대로 장착될 수 있다.
본 발명의 용철 제조 장치는, 상기한 구조의 괴성체 제조 장치, 괴성체 제조 장치로부터 배출되는 괴성체를 파쇄하는 파쇄기, 및 파쇄기에서 파쇄한 괴성체를 장입하여 융용하는 용융가스화로를 포함한다.
또한, 괴탄 및 성형탄에서 선택한 적어도 하나의 석탄을 융융가스화로에 공급할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 제조 장치의 개략적인 사시도로서, 장입 호퍼(10)와 한 쌍의 롤(롤의 단부에 부착된 기어를 포함하여 도시)(20)을 포함하는 괴성체 제조 장치(100)를 개략적으로 나타내고 있다. 도 1에 도시한 괴성체 제조 장치의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 괴성체 제조 장치의 형태를 다른 여러 구조로 변형할 수 있다.
도 1에 도시한 장입 호퍼(10)의 중앙에 위치한 개구부(16)를 통하여 화살표 A'로 나타낸 방향을 따라 분환원철을 함유하는 환원체가 장입된다. 이러한 분환원철 함유 환원체는 철광석으로부터 제조되는 데, 부원료를 더 포함할 수 있으며 다단의 유동 환원로를 거치면서 환원되어 제조된다. 이외의 다른 방법으로 제조된 분환원철 함유 환원체를 장입 호퍼(10)에 장입해도 된다. 장입 호퍼(10)의 상부에는 배기공(14)이 형성되어, 장입 호퍼(10) 내부로 유입되는 고온의 분환원철 함유 환원체에서 발생하는 가스를 제거한다.
장입 호퍼(10)는 가이드 튜브(guide tube)(70)를 포함하는 데, 가이드 튜브(70)는 하부에 위치하는 공급 박스(feeding box)(30)에 끼움 결합되며, 공급 박스(30)의 하부는 치크 플레이트(미도시)로 고정 지지된다.
장입 호퍼(10) 내부에는 장입 호퍼(10)로 유입되는 분환원철 함유 환원체를 한 쌍의 롤(20) 사이의 갭(gap)으로 배출하는 스크류 피더(12)가 설치되어 있다. 여기서의 갭은 한 쌍의 롤의 길이 방향을 따라 존재하는 롤 사이의 공간을 말한다. 스크류 피더(12)는 하단에 스크류가 형성되어 있어서, 중력에 의하여 하부에 모이는 분환원철 함유 환원체를 상부에 부착된 모터(미도시)의 회전에 의하여 하부로 강제 배출시킨다.
롤 케이싱(roll casing)(24)내에 위치하는 한 쌍의 롤(20)은 장입 호퍼(10)로부터 스크류 피더(12)에 의하여 배출되는 분환원철 함유 환원체를 압축하여 괴성체를 제조한다. 한 쌍의 롤(20)은 상호 이격되어 갭(gap)을 형성하여 괴성체를 제조한다. 롤(20)의 외부에는 롤 커버(roll cover)(26)가 부착되어 있다.
이하에서는 도 2를 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 제조 장치의 내부 구조, 특히 장입 호퍼내에 스크류 피더의 길이 방향을 따라 설치한 스크래퍼에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 AA선을 따라 Z축 방향으로 자른 개략적인 단면도로서, 장입 호퍼(10)의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 하나 이상의 스크래퍼(18)가 장착된 스크류 피더(12)를 도시하고 있다.
고온의 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼(18)의 스크래핑면 양단은 절곡되어 스크류 피더(12)에 연결 고정된다. 여기서, 스크래핑면 양단은 곡률을 가지면서 절곡된다. 이로써 스크래퍼(18)의 스크래핑 성능을 최대화할 수 있고, 모서리 부분이 각을 형성하지 않으므로 분환원철 함유 환원체와의 접촉시 구동 저항을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
도 2에는 스크류 피더(12)의 길이 방향을 따라 스크래퍼(18)를 2개 설치한 것으로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 스크래퍼는 스크류 피더의 길이 방향을 따라 2개 이상 장착할 수 있다.
스크래퍼(18)는, 장입 호퍼의 내벽(102)에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래핑면(180)(도 3에 도시, 이하 동일)이 장입 호퍼(10)의 내벽(102)과 균일한 거리로 이격되어 장입 호퍼(10)의 내벽(102) 길이 방향으로 뻗어서 형성되어 있다. 특히, 스크래핑면이 장입 호퍼(10)의 내벽(102) 길이 방향으로 뻗어서 스크래핑면이 장입 호퍼(10)의 내벽(102)과 대향하는 면적이 넓어지므로, 장입 호퍼(10)의 내벽(102)에 부착된 고온의 분환원철 함유 환원체를 다량으로 제거하여 롤(20)에 공급할 수 있다. 또한, 스크래핑면은 스크류 피더(12)와 이격되어 스크류 피더(12)와의 사이에 공간을 형성하므로, 내부 공간으로 분환원철 함유 환원체가 통과할 수 있어서 스크류 피더(12)에 걸리는 부하를 최소화할 수 있다.
특히, 장입 호퍼(10)의 내벽 경사면(104)에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼(18)는, 스크래핑면의 양단으로부터 절곡되어 스크류 피더 표면까지 뻗은 절곡 길이(h1, h2)가 서로 상이하다. 따라서 장입 호퍼(10)의 내벽이 경사면(104)에 형성된다고 하여도 경사면(104)에 부착된 고온의 분환원철 함유 환원체를 떼어내어 하부의 롤(20)로 장입할 수 있는 이점이 있다.
이와 같은 장입 호퍼(10)의 경사면(104)은, 스크류 피더(12)의 중심축 하부 에 장착된 스크류(122)를 통하여 고온의 분환원철 함유 환원체를 잘 배출하기 위하여 스크류(122) 상부에서 그 내경을 줄이면서 가이드 튜브(70)를 장입 호퍼(10)의 하부에 부착하여 형성된다. 따라서 스크류(122)의 직상부에는 전술한 바와 같이 절곡 길이가 상이한 스크래퍼(18)를 스크류 피더(12)에 부착하는 것이 바람직하다.
이하에서는 도 3을 통하여 스크래퍼의 배치 각도에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
도 3은 도 2의 BB선을 따라 자른 개략적인 부분 단면도로서, 장입 호퍼(10) 상부에서 스크래퍼(18)가 장착된 스크류 피더(12)를 도시한 도면이다.
도 3에는 스크류 피더(12)의 길이 방향을 따라 장착되어 상하부로 존재하는 2개의 스크래퍼(18)가 동일 평면상에 도시되어 있다. 스크래핑면(180)과, 스크래핑면(180) 및 스크류 피더(12)간의 연결부(181)를 포함하는 2개 이상의 스크래퍼(18)는 상호 반대 방향으로 스크류 피더(12)에 교대로 장착되어 있다. 이에 따라 화살표로 나타낸 바와 같이 스크류 피더(12)가 회전하는 경우, 장입 호퍼에 부착된 분환원철 함유 환원체를 주기적으로 긁어서 제거할 수 있을 뿐만 아니라 회전체인 스크류 피더의 기계적인 균형을 맞출 수 있어서 오작동될 염려가 없다. 이하에서는 스크류 피더에 장착된 스크래퍼의 구조에 대하여 좀더 구체적으로 설명한다.
도 4는 스크류 피더에 스크래퍼를 조립하는 상태를 나타낸 도면으로서, 스크류 피더(12)의 길이 방향을 따라 나사 조립되는 스크래퍼(18)를 구체적으로 도시하고 있다.
도 4에 도시한 스크래퍼(18)는 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환 원체를 제거하는 스크래핑 부재(184)와, 스크래핑 부재의 양단에 연결되어 스크류 피더에 고정 장착되는 한 쌍의 지지 부재(186)를 포함한다.
스크래핑 부재(184)는 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하기 위하여 장입 호퍼의 내벽과 일정한 거리로 이격된 스크래핑면을 포함하고, 스크래핑면에서 절곡되어 지지 부재(186)에 연결된다. 스크래핑 부재(184)는 양측으로 절곡되어 그 단부에 오목부를 형성하므로, 지지 부재(186)를 여기에 삽입하여 양자를 간단하게 조립할 수 있다. 지지 부재(186)의 단부에는 나사홈이 형성되어 있어서, 스크류 피더(12)를 관통하여 스크류 피더(12)의 반대편에 부착하는 너트(188)로 조립한다.
도 4의 확대원에는 스크래핑 부재(184)의 스크래핑면을 CC선을 따라 자른 단면을 도시한다. 도 4의 확대원에 도시한 바와 같이, 스크래핑면의 양 측면(1845) 중 적어도 하나를 스크류 피더(12)의 회전 방향으로 경사져서 형성한다. 도 4의 확대원에서는 스크래핑면의 양 측면(1845)이 전부 경사져서 형성된 것으로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과하며, 스크래핑면의 양 측면(1845) 중 적어도 하나만 스크류 피더(12)의 회전 방향으로 경사지게 형성하면 된다. 이와 같이 경사진 측면(1845) 구조에 따라 화살표 방향과 같은 스크류 피더(12)의 회전시에 스크래핑면에 걸리는 분환원철 함유 환원체를 좀더 수월하게 제거할 수 있다.
특히, 장입 호퍼의 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하기 위한 용도로 본 발명의 스크래퍼(18)를 사용하는 경우에는 다음과 같이 스크래퍼(18)의 구조를 변경하여 스크류 피더(12)에 부착할 수 있다.
즉, 장입 호퍼의 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하기 위하여 스크류 피더(12)의 하부에 부착된 스크래퍼(18)는 스크래핑면의 양단이 절곡되어 한 쌍의 지지 부재(186)에 연결되는 절곡 길이(h3, h4)가 서로 상이하다. 스크래퍼(18)는 지지 부재(186)로서 스크류 피더(12)에 부착된 제1 지지 부재(1862)와 제1 지지 부재(1862)의 하부에 위치하면서 스크류 피더(12)에 부착된 제2 지지 부재(1864)를 포함한다. 여기서, 스크래핑면의 단부로부터 제1 지지 부재(1862)까지 연결된 절곡 길이(h3)는 스크래핑면의 단부로부터 제2 지지 부재(1864)까지 연결된 절곡 길이(h4)보다 길다. 이에 따라 스크래핑면이 장입 호퍼의 내벽 하부를 향하여 경사져서 위치하므로, 스크래핑면이 장입 호퍼의 내벽과 접촉하지 않고, 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 스크류 피더(12)의 회전에 의하여 쉽게 제거할 수 있다.
이와 같은 방법으로 장입 호퍼의 내벽에 부착된 고온의 분환원철 함유 환원체를 제거하여 내벽에서 분환원철 함유 환원체가 성장하는 것을 방지하여 안정적인 조업을 실시할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 장치를 이용한 용철제조장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 괴성체 제조 장치를 이용한 용철제조장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 괴성체를 용융가스화로에 장입하여 용철을 제 조하는 용철제조장치를 나타낸다.
도 5에 도시한 용철제조장치(200)는 본 발명의 괴성체 제조 장치(100), 괴성체 제조 장치로부터 배출되는 괴성체를 파쇄하는 파쇄기(40), 그리고 파쇄기(40)에서 파쇄한 괴성체를 장입하여 용융하는 용융가스화로(60)를 포함한다. 이외에 파쇄기(40)에서 파쇄한 괴성체를 임시 저장하기 위한 저장조(50)를 더 포함할 수 있다. 파쇄기(40) 및 용융가스화로(60)의 구조는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다.
용융가스화로(60)에는 괴탄 및 성형탄에서 선택한 적어도 하나의 석탄을 공급한다. 일반적으로 괴탄은 생산지에서 채취한 입도 8mm 초과의 석탄을 그 예로 들 수 있으며, 성형탄은 생산지에서 채취한 입도 8mm 이하의 석탄을 분쇄하여 프레스로 성형한 석탄을 그 예로 들 수 있다.
이와 같은 종류의 석탄을 용융가스화로(60)에 장입하고 산소(O2)를 공급하여 괴성체를 용융한 다음 출탕구로 배출한다. 이와 같은 방법으로 양호한 품질의 용철을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 괴성체 제조 장치는 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 하나 이상의 스크래퍼가 장착된 스크류 피더를 포함하므로, 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 용이하게 제거할 수 있어서 장입 호퍼가 막힐 염려가 없을 뿐만 아니라 하부의 롤로 분환원철 함유 환원체를 원활하게 공급할 수 있다.
그리고 스크래퍼의 스크래핑면이 장입 호퍼의 내벽과 균일한 거리로 이격되어 장입 호퍼의 내벽 길이 방향으로 뻗어서 형성되므로, 장입 호퍼와 접촉할 염려가 없고 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 손쉽게 제거할 수 있다.
또한, 스크래핑면은 스크류 피더와 이격되어 스크류 피더와의 사이에 공간을 형성하므로, 공간 사이로 분환원철 함유 환원체가 통과할 수 있어서 스크류 피더에 기계적인 부하가 그리 크게 걸리지 않아 고장 위험이 적다.
스크래핑면의 양단이 절곡되어 스크류 피더에 연결 고정되므로, 스크래퍼는 스크류 피더에 견고하게 고정될 수 있다.
그리고 스크래핑면의 양단이 곡률을 가지면서 절곡되므로, 스크래핑 성능이 증대될 뿐만 아니라 장입 호퍼 내벽과의 접촉 가능성이 줄어들어 구동 저항을 최소화할 수 있다.
스크래핑면의 양 측면 중 적어도 하나는 스크류 피더의 회전 방향으로 경사지게 형성함으로써, 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 좀더 수월하게 제거할 수 있다.
장입 호퍼의 내벽 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼는, 스크래핑면의 양단으로부터 절곡되어 스크류 피더 표면까지 뻗은 절곡 길이가 서로 상이하므로, 경사면으로 형성된 장입 호퍼의 내벽에 사용하기에 적합하다.
또한, 스크류 피더의 중심축 하부에 스크류가 장착되어 있고, 스크류의 직상 부에 절곡 길이가 상이한 스크래퍼를 설치하므로, 고온의 분환원철 함유 환원체를 배출하도록 내경이 점차로 감소하여 경사면이 형성된 장입 호퍼의 내벽 구조에 적합하다.
스크래퍼는, 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래핑 부재, 및 스크래핑 부재의 양단에 연결되어 스크류 피더에 고정 장착되는 한 쌍의 지지 부재를 포함하므로, 그 제작 및 조립이 간편하다.
지지 부재는 스크류 피더에 나사 결합되므로, 조립이 간편하고 조립 상태도 견고한 이점이 있다.
스크래핑 부재는 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래핑면을 포함하고, 스크래핑 부재는 스크래핑면에서 절곡되어 지지 부재에 연결되는 구조를 가지므로, 그 구조가 간단하여 제작이 용이한 이점이 있다.
그리고 장입 호퍼의 내벽 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼는, 스크래핑면의 양단으로부터 절곡되어 한 쌍의 지지부재에 연결되기까지의 절곡 길이가 서로 상이하므로, 경사면이 형성된 장입 호퍼의 내벽과 균일한 거리로 이격될 수 있어서 분환원철 함유 환원체의 제거에 적합하다.
스크래퍼는 상기 스크류 피더에 부착된 제1 지지 부재와, 제1 지지 부재의 하부에 위치하면서 스크류 피더에 부착된 제2 지지 부재를 포함하고, 제1 지지 부재에 연결된 절곡 길이는 제2 지지 부재에 연결된 또다른 절곡 길이보다 길어서 경사진 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 효율적으로 제거할 수 있다.
스크래퍼는 스크류 피더의 길이 방향을 따라 2개 이상 장착되어 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체의 제거 효율을 높일 수 있다.
그리고 2개 이상의 스크래퍼는 스크류 피더를 사이에 두고 상호 반대 방향에 교대로 장착되므로, 스크류 피더에 걸리는 기계적인 부하를 최소화할 수 있다.
본 발명의 용철제조장치는 상기와 같은 괴성체 제조 장치, 파쇄기 및 용융가스화로를 포함하므로, 양호한 품질의 용철을 제조할 수 있다.
또한, 괴탄 및 성형탄에서 선택한 적어도 하나의 석탄을 용융가스화로에 공급하므로 생산지에서 채취한 미분 상태의 석탄을 바로 이용할 수 있어서 생산비가 절감될 뿐만 아니라 공해가 없어서 환경친화적인 이점이 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (17)

  1. 분환원철 함유 환원체가 장입되는 장입 호퍼(hopper),
    상기 장입 호퍼의 내부에 설치되어 상기 장입 호퍼로 유입되는 분환원철 함유 환원체를 배출하며, 상기 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 하나 이상의 스크래퍼(scraper)가 장착된 스크류 피더(screw feeder), 및
    상기 스크류 피더에 의하여 상기 장입 호퍼로부터 배출되는 분환원철 함유 환원체를 압축하여 괴성체를 제조하는 한 쌍의 롤(roll)
    을 포함하는 괴성체 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 스크래퍼의 스크래핑면이 상기 장입 호퍼의 내벽과 균일한 거리로 이격되어 상기 장입 호퍼의 내벽 길이 방향으로 뻗어서 형성되는 괴성체 제조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 스크래핑면은, 상기 스크류 피더와 이격되어 상기 스크류 피더와의 사이에 공간을 형성하는 괴성체 제조 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 스크래핑면의 양단이 절곡되어 상기 스크류 피더에 연결 고정되는 괴성 체 제조 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 스크래핑면의 양단은 곡률을 가지면서 절곡되는 괴성체 제조 장치.
  6. 제2항에서,
    상기 스크래핑면의 양 측면 중 적어도 하나는 상기 스크류 피더의 회전 방향으로 경사져서 형성된 괴성체 제조 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 장입 호퍼의 내벽 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼는, 스크래핑면의 양단으로부터 절곡되어 상기 스크류 피더 표면까지 뻗은 절곡 길이가 서로 상이한 괴성체 제조 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 스크류 피더의 중심축 하부에 스크류가 장착되어 있고, 상기 스크류의 직상부에 상기 절곡 길이가 상이한 스크래퍼를 설치한 괴성체 제조 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 스크래퍼(scraper)는,
    상기 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래핑(scraping) 부재, 및
    상기 스크래핑 부재의 양단에 연결되어 상기 스크류 피더에 고정 장착되는 한 쌍의 지지 부재
    를 포함하는 괴성체 제조 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 지지 부재는 상기 스크류 피더에 나사 결합되는 괴성체 제조 장치.
  11. 제9항에서,
    상기 스크래핑 부재는 상기 장입 호퍼의 내벽에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래핑면을 포함하고, 상기 스크래핑 부재는 상기 스크래핑면에서 절곡되어 상기 지지 부재에 연결되는 괴성체 제조 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 장입 호퍼의 내벽 경사면에 부착된 분환원철 함유 환원체를 제거하는 스크래퍼는, 상기 스크래핑면의 양단으로부터 절곡되어 한 쌍의 지지부재에 연결되기까지의 절곡 길이가 서로 상이한 괴성체 제조 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 스크래퍼는 상기 스크류 피더에 부착된 제1 지지 부재와, 상기 제1 지지 부재의 하부에 위치하면서 상기 스크류 피더에 부착된 제2 지지 부재를 포함하고, 상기 제1 지지 부재에 연결된 상기 절곡 길이는 상기 제2 지지 부재에 연결된 상기 또다른 절곡 길이보다 긴 괴성체 제조 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 스크래퍼는 상기 스크류 피더의 길이 방향을 따라 2개 이상 장착된 괴성체 제조 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 2개 이상의 스크래퍼는 상기 스크류 피더를 사이에 두고 상호 반대 방향에 교대로 장착된 괴성체 제조 장치.
  16. 제1항에 따른 괴성체 제조 장치,
    상기 괴성체 제조 장치로부터 배출되는 괴성체를 파쇄하는 파쇄기, 및
    상기 파쇄기에서 파쇄한 상기 괴성체를 장입하여 융용하는 용융가스화로
    를 포함하는 용철제조장치.
  17. 제16항에서,
    괴탄 및 성형탄에서 선택한 적어도 하나의 석탄을 상기 융융가스화로에 공급 하는 용철제조장치.
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