KR101977356B1

KR101977356B1 - 원료 장입 장치

Info

Publication number: KR101977356B1
Application number: KR1020170159796A
Authority: KR
Inventors: 구남형; 김태준; 안주현; 권민락
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-05-10
Anticipated expiration: 2037-11-28

Abstract

본 발명은 원료 장입 장치에 관한 것으로서, 원료가 저장되는 공간을 제공하고, 상기 원료를 배출시킬 수 있는 배출구가 형성되는 원료 호퍼; 상기 원료 호퍼의 하부에 회전 가능하도록 구비되고, 제1직경을 갖는 제1영역과, 상기 제1영역의 양쪽에 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 갖는 제2영역을 포함하는 드럼 피더; 및 상기 원료 호퍼에서 배출되는 원료의 이송경로를 형성하는 장입 슈트;를 포함하고, 소결 공정 시 소결 대차의 가장자리 영역으로 유입되는 풍량 및 유속을 저감시켜 소결 대차의 내측벽이 마모되는 것을 억제할 수 있다.

Description

원료 장입 장치{Charging apparatus for raw material}

본 발명은 원료 장입 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소결 시 누풍을 억제하여 소결대차의 수명 및 소결광의 품질을 향상시킬 수 있는 원료 장입 장치에 관한 것이다.

소결광 제조 공정은 미립의 분철광석을 소결하여 고로 사용에 적합한 크기로 제조하는 공정이다. 이러한 소결 공정에서는 분철광석, 부원료 및 고체 연료(분코크스, 무연탄) 등을 드럼 믹서에 넣어 혼합 및 조습(원료중량비 약 7∼8%)을 실시하여 미립의 원료를 의사 입자화시켜 소결 대차 상에 일정 높이로 장입하고, 점화로에 의해 표면 점화 후 하방으로부터 공기를 강제 흡인하여 소결 원료의 소성이 진행되면 소결광이 제조된다. 제조된 소결광은 배광부의 크러셔(crusher)를 거쳐 냉각기(cooler)에서 냉각되고, 고로 내 장입 및 반응에 용이한 5∼50㎜의 입도로 분급되어 고로로 이송된다.

이러한 소결광 제조 공정에서 원료층의 통기성은 소결광의 품질에 많은 영향을 미친다. 이에 소결 대차에 원료를 장입할 때 소결 대차의 하층부에는 큰 입자, 상부에는 작은 입자가 위치(수직편석조장)시키는 것이 일반적이다. 수직편석이 효과적으로 조장되면, 소결 대차 내 상-하 방향의 열량불균형 현상이 억제되는 한편, 소결대차 내 원료층에 유입되는 공기의 저항(통기저항)을 낮추어 소결광 생산성이 향상된다.

한편, 소결 대차 내부를 흡인하여 소결광을 제조하는 과정에서 소결 대차의 폭방향으로 통기 저항의 편차가 발생하게 된다. 즉, 소결 대차의 폭방향에 대해서 중심부보다 양쪽 가장자리 영역에서 통기 저항이 작게 발생하게 된다. 이에 소결 대차의 폭방향에 대해서 중심부로 양쪽 가장자리로 유입되는 공기의 양이 많고, 빠른 속도로 통과하게 된다. 이에 소결 대차의 내측벽이 마모되어 소결 공정 시 누풍을 발생시키고, 소결 대차의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.

또한, 소결 대차의 양쪽 가장자리 영역에서는 많은 양의 공기가 원료층에 산소를 충분히 공급하지 못하고 그대로 통과해 버리기 때문에 미소결광이 증가하고, 소결광의 강도를 저하시키는 등 소결광의 생산성 및 품질에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

KR

1700879

B

본 발명은 원료층 내 통기 저항의 편차를 줄일 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명은 용기의 마모를 억제하여 조업 시 누풍을 억제할 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명은 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있는 원료 장입 장치를 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료 장입 장치는, 원료가 저장되는 공간을 제공하고, 상기 원료를 배출시킬 수 있는 배출구가 형성되는 원료 호퍼; 상기 원료 호퍼의 하부에 회전 가능하도록 구비되고, 제1직경을 갖는 제1영역과, 상기 제1영역의 양쪽에 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 갖는 제2영역을 포함하는 드럼 피더; 및 상기 원료 호퍼에서 배출되는 원료의 이송경로를 형성하는 장입 슈트;를 포함할 수 있다.

상기 제2직경은 상기 드럼 피더의 단부로 갈수록 증가할 수 있다.

상기 제2영역은 상기 제1영역을 향해서 하향 경사지는 경사면을 포함할 수 있다.

상기 경사면은 직선 또는 곡선 형태로 형성될 수 있다.

상기 경사면은 수평면에 대하여 30 내지 45°의 각도를 가질 수 있다.

상기 제1영역은 상기 드럼 피더의 전체 길이에 대해서 40 내지 60%를 차지하고, 상기 제2영역은 상기 제1영역의 양쪽에서 상기 드럼 피더의 전체 길이에 대해서 각각 20 내지 30%를 차지할 수 있다.

상기 원료 호퍼는 상기 배출구의 개도를 조절하기 위한 게이트를 포함하고, 상기 게이트의 하부면은 상기 드럼 피더의 상부면 형상에 대응하는 형상으로 형성할 수 있다.

상기 장입 슈트는 면적을 가지는 경사판으로 형성되거나, 나란하게 배치되는 복수의 롤을 포함하는 롤타입으로 형성될 수 있다.

상기 장입 슈트는 폭방향에 대해서 중심부에 구비되는 수평부와, 상기 수평부의 양쪽에 구비되고 상기 수평부를 향해 하향 경사지는 경사부를 포함할 수 있다.

상기 경사부는, 상기 제2영역의 기울기와 동일하거나 작은 기울기를 가질 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 원료 장입 장치는, 회전에 의해 원료 호퍼에서 배합 원료를 절출하는 드럼 피더의 길이방향 단면 형상을 변형하여 드럼 피더의 길이 방향으로 편석을 유도할 수 있다. 즉, 드럼 피더의 길이 방향으로 양쪽 가장자리 영역에 경사면을 형성하여 입자 크기가 비교적 큰 입자를 중심부측으로 이동시킬 수 있다. 이에 배합 원료가 소결 대차에 장입될 때 소결 대차의 깊이 방향은 물론, 폭방향으로 편석을 유도할 수 있다. 따라서 소결 공정 시 소결 대차의 가장자리 영역으로 유입되는 풍량 및 유속을 저감시켜 소결 대차의 내측벽이 마모되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 이를 통해 소결 공정 시 소결 대차의 가장자리 영역에서 발생하는 누풍을 억제하여 소결 대차 전체에 걸쳐 소결이 원활하게 이루어지도록 하여 소결광의 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입 장치를 적용한 소결광 제조 설비를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입 장치의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 원료 장입 장치의 단면도.
도 4는 드럼 피더의 사시도 및 정면도.
도 5은 드럼 피더의 변형 예를 보여주는 도면.
도 6은 게이트가 설치된 원료 호퍼의 정면도.
도 7은 장입 슈트의 정면도 및 단면도.
도 8은 장입 슈트의 다양한 변형 예를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입 장치를 이용하여 용기에 원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 발명은 다양한 밀도 및 크기의 입자를 포함하는 원료를 이동하는 용기에 장입하는 장입장치에 관한 것으로서, 원료를 용기 내에서 입자의 밀도별 및 크기별로 분리하여 장입시키는데 적용될 수 있다. 특히, 용기의 폭방향을 따라 입도 편석을 형성하도록 원료를 장입할 수 있다. 이하에서는 소결광을 제조하는데 사용되는 배합 원료를 이동하는 소결 대차에 장입하는 배합 원료 장입 장치를 예로 들어 설명한다. 이와 같은 배합 원료 장입 장치를 이용하여 소결 대차에 원료를 장입하면, 소결 대차의 폭방향으로 입도 편석이 이루어져 소결 대차의 양쪽 가장자리 영역에서 발생하는 누풍을 억제하여 소결 대차의 마모를 억제하고, 소결광의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입 장치를 적용한 소결광 제조 설비를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 원료 장입 장치의 단면도이고, 도 4는 드럼 피더의 사시도 및 정면도이고, 도 5은 드럼 피더의 변형 예를 보여주는 도면이고, 도 6은 게이트가 설치된 원료 호퍼의 정면도이고, 도 7은 장입 슈트의 정면도 및 단면도이고, 도 8은 장입 슈트의 다양한 변형 예를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 소결광 제조 설비는, 이동 경로(200)를 따라 이동하는 소결 대차(500)에 원료를 장입하는 원료 장입장치(100)와, 원료 장입장치(100)에서 공급되는 원료를 수용하여 일방향으로 이동 가능하도록 구비되는 복수의 소결 대차(500), 복수의 소결 대차(500)를 공정 진행 방향으로 이송시키는 이송장치(400), 소결 대차(500)의 상부에 구비되어 소결 대차(500) 내의 원료의 표층에 화염을 분사하는 점화로(300), 소결 대차(500)의 이동 경로(200) 상에 설치되어 소결 대차(500)의 내부를 흡인하는 복수의 윈드 박스(600)를 포함할 수 있다.

여기에서 소결 대차(500)의 이동 경로(200)는 소결 대차(500)가 무한궤도방식으로 회전하도록 폐루프를 형성하며, 상부측 이동 경로는 소결 대차(500) 내부의 원료가 소결되는 소결 구간이고, 하부측 이동 경로는 소결이 완료된 소결광을 배광한 빈 소결 대차(500)가 소결 공정을 위해 상부측 이동 경로로 이동하기 위한 회차 구간이다. 이때, 원료 장입장치(100) 및 점화로(300)는 상부측 이동 경로 상측에 구비되고, 윈드 박스(600)는 상부측 이동 경로의 하부에 구비되어 상부측 이동 경로를 따라 이동하는 소결 대차(500)의 내부를 흡인한다. 그리고 소결 대차(500) 내부에서 소결이 완료된 소결광은 소결 대차(500)가 상부측 이동 경로에서 하부측 이동 경로로 이동하는 과정에서 배광되며, 이 영역을 배광부(210)라 하며, 배광부(210)는 상부측 이동 경로에서 대략 점화로(300)의 반대편에 위치하게 된다.

점화로(300)는 원료 호퍼(120)의 전방에 구비되어 소결 원료가 소결 대차(500)에 장입되어 형성된 원료층의 표층에 화염을 공급하여 착화시킨다.

윈드 박스(600)는 소결 대차의 이동 경로(200), 보다 구체적으로는 상부측 이동 경로의 하부에 구비되어 상부측 이동 경로를 따라 이동하는 소결 대차(500) 내부를 흡인한다. 윈드 박스(600)는 점화로(300)와 배광부(210) 사이에 걸쳐 구비될 수 있다. 윈드 박스(600)의 끝단에는 덕트(700), 덕트(700)에 연결되고, 덕트(700)의 끝단에는 블로워(720)가 설치되어 윈드 박스(600) 내부에 음압을 형성함으로써 소결 대차(500) 내부를 흡인할 수 있도록 한다. 또한, 덕트(700)에는 블로워(720)의 전방에 집진기(710)가 설치되어 있어 윈드 박스(600)를 통해 흡인된 배기가스 중 불순물을 여과시켜 굴뚝(730)을 통해 배출시킬 수 있다. 윈드 박스(600)는 외기를 흡인하여 배합 원료 표층의 점화 및 배합 원료의 연소를 가능하게 하여 소결광의 생산할 수 있도록 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 원료 장입 장치(100)는 소결 대차의 저면에 장입되는 상부광이 저장된 상부광 호퍼(110), 상부광의 상부에 장입되며 철광석과, 부원료와, 코크스 및 무연탄 등의 고체 연료가 혼합된 후에 조립된 배합 원료가 저장되는 원료 호퍼(120)와, 원료 호퍼(120)의 하부에 회전 가능하도록 구비되는 드럼 피더(140) 및 원료 호퍼(120)에서 배출되는 배합 원료를 소결 대차(500) 내부로 이송하는 장입 슈트(160)를 포함할 수 있다. 여기에서 원료 호퍼(120)에 저장되는 철광석 및 고체 연료는 배합 원료라 하고, 원료 호퍼(120)에서 배출되면서 흐름을 형성하거나 소결 대차(500) 내부에 장입된 이후에는 원료층이라 한다.

상부광 호퍼(110)는 소결 대차(500)의 상부측 이동 경로의 일측 상부에 구비되며, 소결 대차(500)의 바닥에 형성되는 그레이트 바로 배합 원료가 유출되는 것을 방지하기 위하여 상부광을 장입한다. 상부광은 성품 소결광 중 8 내지 15㎜ 정도의 입도를 갖는 소결광을 선별한 것을 의미한다.

원료 호퍼(120)는 상부광 호퍼(110)의 전방, 즉 소결 대차의 이동 경로에 대해서 전방에 구비되어, 소결광을 제조하기 위한 배합 원료를 저장할 수 있다. 원료 호퍼(120)에는 배합 원료를 배출시킬 수 있는 배출구(122)가 형성될 수 있다. 배출구(122)는 원료 호퍼(120)의 길이방향, 예컨대 수평방향을 따라 길게 연장되도록 형성될 수 있다. 예컨대 배출구(122)의 길이는 소결 대차(500)의 폭방향 길이 또는 장입 슈트(160)의 폭방향 길이와 유사한 길이로 형성될 수 있다. 그리고 배출구(122)에는 게이트(130)가 구비되어, 배출구(122)를 개도를 조절함으로써 배출구(122)를 통해 배출되는 배합 원료의 양을 조절할 수 있다. 게이트(130)는 배출구(122)의 전방에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비될 수 있고, 상하방향으로 이동하며 배출구(122)의 개도를 조절할 수 있다. 또한, 게이트(130)는 배출구(122)의 길이방향을 따라 연장되도록 형성될 수도 있고, 복수개로 분할되어 배출구(122)의 길이방향을 따라 형성될 수도 있다. 게이트(130)에 대한 구체적인 설명은 드럼 피더(140)에 대한 설명을 한 다음 다시 하기로 한다.

드럼 피더(140)는 원료 호퍼(120)의 하부에 회전 가능하도록 구비되어, 배출구(122)를 통해 배출되는 배합 원료를 장입 슈트(160)로 불출시킬 수 있다. 드럼 피더(140)는 배출구(122)의 길이방향을 따라 배치되어, 배출구(122)를 통해 배출되는 배합 원료를 장입 슈트(160)의 폭방향을 따라 균일하게 불출시킬 수 있다. 또한, 드럼 피더(140)는 회전 속도에 의해 배합 원료의 불출량을 조절하여 소결 대차(500)에 장입되는 배합 원료의 양을 조절할 수 있다. 예컨대 드럼 피더(140)의 속도가 증가할수록 장입 슈트(160)로 불출되는 배합 원료의 양이 증가하기 때문에 결과적으로는 소결 대차(500)에 장입되는 배합 원료의 양을 증가시킬 수 있다.

한편, 종래기술에 따른 드럼 피더는 일정한 직경을 갖는 원통형으로 형성될 수 있다. 이 경우, 드럼 피더는 배출구(122)에서 배합 원료가 배출되는 대로 장입 슈트(160)로 불출시킬 수 있다. 즉, 드럼 피더는 길이방향, 예컨대 장입 슈트(160)의 폭방향을 따라 다양한 입자 크기의 원료가 균일하게 혼합된 상태로 장입 슈트(160)에 불출시킨다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 드럼 피더(140)는 길이방향을 따라 적어도 일부에 경사면이 형성되어, 배합 원료를 장입 슈트(160)로 불출하기 전 드럼 피더(140)의 길이방향, 예컨대 소결 대차(500)의 폭방향으로 편석을 조장할 수 있다.

도 4를 참조하면, 드럼 피더(140)는 제1직경(d1)을 갖는 제1영역(A)과, 제1영역(A)의 양쪽에 제1직경(d1)보다 큰 제2직경(d2)을 갖는 제2영역(B)을 포함할 수 있다. 이때, 제2직경(d2)은 하나의 값으로 한정되지 않고 복수의 값으로 이루어질 수 있으며, 드럼 피더(140)의 양쪽 단부로 갈수록 증가하는 값을 가질 수 있다. 이에 드럼 피더(140)의 양쪽 가장자리, 즉 제2영역(B)에 제1영역(A)을 향해 하향 경사지는 경사면이 형성될 수 있다. 경사면은 도 4에 도시된 바와 같이 직선 형태로 형성될 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 드럼 피더(140)의 길이방향으로 곡률을 갖는 곡선 형태로 형성될 수도 있다.

드럼 피더(140)의 제2영역(B)에 형성되는 경사면의 각도(a)는 수평면에 대하여 대략 30 내지 45°정도로 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는 35 내지 40°정도로 형성될 수 있다. 경사면의 각도(a)가 제시된 범위보다 작은 경우에는 드럼 피더(140)의 길이방향으로 편석이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 그리고 경사면의 각도(a)가 제시된 범위보다 큰 경우에는 편석이 이루어지기보다 제2영역(B)으로 배출된 대부분의 배합 원료가 드럼 피더(140)의 중심부, 즉 제1영역(A)으로 이동하여 소결 대차(500)의 폭방향으로 배합 원료가 균일하게 장입되지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 제1영역(A)에 입자 크기가 큰 원료가 다량 유입되고, 이로 인해 소결 대차(500)의 중심부에 입자 크기가 큰 원료가 집중적으로 장입되기 때문에 소결 시 통기 저항이 크게 감소하여 소결이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다.

그리고 제1영역(A)은 드럼 피더(140)의 전체 길이(L)에 대해서 40 내지 60% 정도를 차지할 수 있고, 제2영역(B)은 드럼 피더(140)의 양쪽에서 각각 20 내지 30% 정도를 차지할 수 있다. 이때, 제2영역(B)이 차지하는 범위가 제시된 범위보다 작은 경우에는 제2영역(B)에 형성되는 경사면의 길이가 짧아 편석이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 그리고 제2영역(B)이 차지하는 범위가 제시된 범위보다 큰 경우에는 제2영역(B)으로 배출되는 배합 원료가 제1영역(A)으로 지나치게 많이 집중되어 소결 대차(500)의 중심부에 배합 원료의 장입량이 집중되는 문제점이 있다.

이와 같은 구성을 통해 드럼 피더(140)는 제2영역(B)으로 배출되는 배합 원료 중 입자 크기가 상대적으로 큰 원료를 제1영역(A) 측으로 이동시킬 수 있다. 즉, 비중이 동일한 원료의 경우, 입자 크기가 서로 다른 원료를 경사면을 따라 이동시키면 입자 크기가 큰 원료가 입자 크기가 작은 원료보다 빠르게 이동하고 더 멀리 이동할 수 있다. 이와 같은 원리를 이용하여 드럼 피더(140)의 제2영역(B)에 경사면을 형성하여, 제2영역(B)으로 배출되는 배합 원료 중 입자 크기가 비교적 큰 원료는 드럼 피더(140)의 중심부, 즉 제1영역(A)으로 이동시키고 입자 크기가 비교적 작은 원료는 드럼 피더(140)의 양쪽 가장자리 영역, 즉 제2영역(B)에 위치시킬 수 있다.

이렇게 드럼 피더(140)에서 1차적으로 편석을 조장한 후 장입 슈트(160)를 통해 소결 대차(500)에 배합 원료를 장입하면, 소결 대차(500)의 폭방향으로 중심부에는 비교적 입자 크기가 큰 원료가 장입되고, 양쪽 가장자리 영역에는 비교적 입자 크기가 작은 원료가 장입될 수 있다. 배합 원료가 소결 대차(500)에 이와 같은 패턴으로 장입되면, 종래에 비해 소결 대차(500)의 폭방향으로 중심부에서는 통기 저항이 감소하고, 소결 대차(500)의 폭방향으로 양쪽 가장자리 영역에서는 통기 저항이 증가하게 된다. 이로 인해 소결 시 소결 대차(500)의 양쪽 가장자리 영역으로 유입되는 풍량 및 유속을 저감시켜 소결 대차(500)의 내측벽이 마모되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 소결 대차(500)의 내측벽 마모로 인해 발생할 수 있는 누풍을 억제하여 소결광의 생산량 및 품질을 향상시킬 수 있다.

드럼 피더(140)의 형상이 변경됨에 따라 제2영역(B)으로 배출되는 배합 원료 중 일부가 제1영역(A)으로 이동하게 된다. 따라서 제1영역(A)과 제2영역(B)으로 배출되는 배합 원료의 양을 조절하여 장입 슈트(160)의 폭방향으로 배합 원료 균일하게 불출시킬 수 있다.

이에 게이트(130)를 이용하여 원료 호퍼(120)의 배출구(122)의 개도를 제어하여 제1영역(A)보다 제2영역(B)으로 배출되는 배합 원료양을 증가시킬 수 있다. 통상적으로 원료 호퍼(120)의 배출구(122)는 드럼 피더(140)의 길이방향으로 연장되는 직사각형으로 형성되고, 게이트(130)도 배출구(122)의 형상에 대응하는 형상으로 형성되는데, 게이트(130)는 배출구(122)의 전방에서 상하방향으로 이동하며 배출구(122)의 개도를 조절할 수 있다. 이 경우, 배합 원료는 배출구(122)의 연장방향, 예컨대 길이방향으로 균일하게 배출될 수 있다. 그러나 본 발명에서는 게이트(130)의 하부면을 드럼 피더(140)의 상부면에 대응하는 형상으로 형성하여 드럼 피더(140)의 제1영역(A)보다 제2영역(B)으로 더 많은 양의 배합 원료를 배출시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 게이트(130)는 드럼 피더(140)의 제1영역(A)에 대응하는 중심부(C)는 평평하게 형성하고, 드럼 피더(140)의 제2영역(B)에 대응하는 양쪽 가장자리 영역은 외측으로 상향 경사지게 형성할 수 있다. 이때, 게이트(130)의 양쪽 가장자리 영역은 드럼 피더(140)의 제2영역(B)에 형성되는 경사면의 기울기와 동일하거나 유사한 각도(b)를 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해 배출구(122)에서 드럼 피더(140)의 제1영역(A)에 대응하는 영역보다 제2영역(B)에 대응하는 영역에서 상대적으로 많은 양의 배합 원료가 배출될 수 있다.

드럼 피더(140)를 거쳐 배출되는 배합 원료는 드럼 피더(140)의 하부에 구비되는 가이드 슈트(150)를 통해 장입 슈트(160)로 불출될 수 있다.

장입 슈트(160)는 소결 대차(500)의 폭방향으로는 배합 원료를 편석 없이 고르게 장입하고 소결 대차의 깊이 방향으로는 하부에서 상부로 갈수록 입도가 작아지도록 입도 편석시켜 장입할 수 있다.

장입 슈트(160)는 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 면적을 갖는 플레이트 형상의 경사판으로 형성될 수 있고, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 복수의 롤이 나란하게 배열되어 그 상부면에 원료의 이송 경로를 형성하는 롤타입으로 형성될 수도 있다. 이때, 장입 슈트(300)에 형성되는 원료의 이송 경로는 원료가 이송되는 방향, 즉 장입 슈트(300)의 길이 방향을 따라 직선 형상 또는 곡선형상으로 형성될 수 있다.

장입 슈트(300)가 곡선형의 이송 경로를 가지는 경우, 장입 슈트(300)는 배합 원료가 이송되는 상부면이 사이클로이드 곡선 형태의 이송 경로를 형성할 수 있다. 사이클로이드 곡선은 배합 원료의 이송 경로를 최단 낙하 곡선으로 갖도록 형성하여 장입 슈트(300)를 통해 소결 대차(400)로 장입되는 배합 원료의 수평 이탈 속도를 증가시킴으로써 소결대차(400) 내에서의 수직편석을 향상시킬 수 있다. 다시 말해서 장입 슈트(300) 상부를 따라 이송되는 배합 원료 중 입도가 큰 원료는 입도가 작은 원료에 비해 큰 중량을 가지기 때문에 장입 슈트(300)의 수평 이탈 속도가 증가하게 되어 낙하 거리가 증가하게 된다. 따라서 입도가 큰 원료는 이동하는 소결대차(400)의 하부측에 장입되고, 입도가 작은 원료는 입도가 큰 원료의 상부측에 장입되어 수직 편석이 이루어지게 된다.

또한, 장입 슈트(160)는 드럼 피더(140)에서 1차적으로 조장된 편석을 소결 대차(500)까지 유지하거나, 배합 원료를 소결 대차(500)까지 이송하는 동안 장입 슈트(160)의 폭방향을 따라 2차적으로 편석을 조장할 수 있다.

이에 장입 슈트(160)는 도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 장입 슈트(160)의 폭방향에 대해서 중심부에 구비되는 수평부(X)와, 수평부(X)의 양쪽에 구비되고 수평부를 향해 하향 경사지는 경사부(Y)를 포함할 수 있다. 수평부(X)는 드럼 피더(140)의 제1영역(A)에 대응하는 위치에 형성되고, 경사부(Y)는 제2영역(B)에 대응하는 위치에 형성될 수 있으며, 경사부(Y)는 장입 슈트(160)의 길이방향, 즉 배합 원료가 이송되는 방향에 대해서 교차하는 방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다.

장입 슈트(160)의 경사부(Y)는 배합 원료를 소결 대차(500)로 이송하는 동안 배합 원료 중 비교적 입자 크기가 큰 입자를 수평부(X) 측으로 이동시켜 장입 슈트(160)의 폭방향을 따라 편석을 조장할 수 있다.

도 7의 (b)는 도 7의 (a)의 선Z-Z'에 따른 단면도이다. 도 7의 (b)를 참조하면, 경사부(Y)는 수평부(X)를 향해 하향 경사지도록 형성될 수 있는데, 경사부(Y)의 기울기(c)는 제2영역(B)의 기울기와 동일하거나 작은 기울기를 가질 수 있다. 이는 배합 원료가 장입 슈트(160)를 따라 이송되면서 장입 슈트(160)의 폭방향을 따라 편석을 조장하고, 소결 대차(500)에 장입될 때까지 편석된 상태를 유지하기 위함이다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 장입 장치를 이용하여 용기에 원료를 장입하는 상태를 보여주는 도면이다.

도 9를 참조하면, 원료 호퍼(100)에서 배출된 배합 원료는 드럼 피더(140)를 거쳐 가이드 슈트(150)를 통해 장입 슈트(160)로 불출된다.

배합 원료는 드럼 피더(140)에서 1차적으로 편석된 후 장입 슈트(160)로 불출된다. 이때, 드럼 피더(140)의 제2영역(B)으로 배출된 배합 원료 중에서 입자 크기가 큰 원료는 제2영역(B)에 형성된 경사면을 따라 제1영역(A)으로 이동한 후 장입 슈트(160)로 불출되고, 입자 크기가 작은 원료는 제2영역(B)에서 장입 슈트(160)로 불출된다.

그리고 드럼 피더(140)의 제1영역(A)을 거친 배합 원료는 장입 슈트(160)의 수평부(X)로 불출되고, 제2영역(B)을 거친 배합 원료는 장입 슈트(160)의 경사부(Y)로 불출된다. 이렇게 장입 슈트(160)로 불출된 배합 원료는 장입 슈트(160)의 상부면을 따라 이송되어 소결 대차(500)로 장입될 수 있다. 이때, 배합 원료가 장입 슈트(160)를 따라 이송되는 동안, 경사부(Y)를 따라 이송되는 배합 원료 중 입자 크기가 큰 원료는 수평부(X) 측으로 이동하여 2차적으로 편석이 이루어질 수 있다.

장입 슈트(160)를 따라 이송된 배합 원료는 소결 대차(500)에 장입되면서, 소결 대차(500)의 폭방향 및 높이방향으로 편석을 조장하며 장입될 수 있다. 즉, 소결 대차(500)의 폭방향으로 중심부 측에는 입자 크기가 상대적으로 큰 원료가 장입되고, 양쪽 가장자리 영역에는 입자 크기가 상대적으로 작은 원료가 장입되어 수평 편석이 이루어지질 수 있다. 또한, 소결 대차(500)의 깊이방향으로 하부측에는 입자 크기가 상대적으로 큰 원료가 장입되고, 상부측에는 입자 크기가 상대적으로 작은 원료가 장입되어 수직 편석이 이루어질 수 있다.

이와 같이 배합 원료를 소결 대차(500)에 장입하면, 소결 대차(500)의 하부에서 상부로 갈수록 원료의 입자 크기가 점점 감소하고, 소결 대차(500)의 폭방향 중심부에서 가장자리 측으로 갈수록 원료의 입자 크기는 점점 감소하게 된다. 이에 소결 시 소결 대차(500)의 폭방향으로 중심부보다 양쪽 가장자리 영역에서 통기 저항이 증가되므로 소결 대차(500)의 양쪽 가장자리 영역에서 발생할 수 있는 누풍을 억제할 수 있고, 누풍에 의해 소결 대차(500)의 내측벽이 마모되는 현상을 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 원료 장입 장치 110: 상부광 호퍼
120: 원료 호퍼 130: 게이트
140: 드럼 피더 150: 가이드 슈트
160: 장입 슈트

Claims

원료가 저장되는 공간을 제공하고, 상기 원료를 배출시킬 수 있는 배출구가 형성되는 원료 호퍼;
상기 원료 호퍼의 하부에 회전 가능하도록 구비되고, 제1직경을 갖는 제1영역과, 상기 제1영역의 양쪽에 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 갖는 제2영역을 포함하는 드럼 피더; 및
상기 원료 호퍼에서 배출되는 원료의 이송경로를 형성하는 장입 슈트;를 포함하고,
상기 제2직경은 상기 드럼 피더의 단부로 갈수록 증가하는 원료 장입 장치.
삭제
원료가 저장되는 공간을 제공하고, 상기 원료를 배출시킬 수 있는 배출구가 형성되는 원료 호퍼;
상기 원료 호퍼의 하부에 회전 가능하도록 구비되고, 제1직경을 갖는 제1영역과, 상기 제1영역의 양쪽에 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 갖는 제2영역을 포함하는 드럼 피더; 및
상기 원료 호퍼에서 배출되는 원료의 이송경로를 형성하는 장입 슈트;를 포함하고,
상기 제2영역은 상기 제1영역을 향해서 하향 경사지는 경사면을 포함하는 원료 장입 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 경사면은 직선 또는 곡선 형태로 형성되는 원료 장입 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 경사면은 수평면에 대하여 30 내지 45°의 각도를 갖는 원료 장입 장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 제1영역은 상기 드럼 피더의 전체 길이에 대해서 40 내지 60%를 차지하고,
상기 제2영역은 상기 제1영역의 양쪽에서 상기 드럼 피더의 전체 길이에 대해서 각각 20 내지 30%를 차지하는 원료 장입 장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 원료 호퍼는 상기 배출구의 개도를 조절하기 위한 게이트를 포함하고,
상기 게이트의 하부면은 상기 드럼 피더의 상부면 형상에 대응하는 형상으로 형성하는 원료 장입 장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 장입 슈트는 면적을 가지는 경사판으로 형성되거나, 나란하게 배치되는 복수의 롤을 포함하는 롤타입으로 형성되는 원료 장입 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 장입 슈트는 폭방향에 대해서 중심부에 구비되는 수평부와, 상기 수평부의 양쪽에 구비되고 상기 수평부를 향해 하향 경사지는 경사부를 포함하는 원료 장입 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 경사부는,
상기 제2영역의 기울기와 동일하거나 작은 기울기를 갖는 원료 장입 장치.