KR100226935B1 - 석회소성 슬러지를 이용한 소결광의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제철용 고로 장입원료인 소결광의 제조방법에 관한 것으로, 소결기를 사용하여 제철용 고로 장입원료인 소결광 제조시 조립공정에서 석회소성 공장에서 발생되는 석회소성 슬러지를 조립수에 적정 농도 범위로 첨가하여 소결 배합원료의 조립성을 개선하여 소결생산성 및 품질이 우수한 소결광을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 분철광석, 부원료 및 열원인 분코크스 등의 소결배합원료를 조립 및 소결하는 것을 포함하여 이루어지는 소결광 제조방법에 있어서, 상기 소결 배합원료들의 조립시 석회소성 슬러지 농도가 5.0-7.5 중량%범위인 조립수를 사용하는 것을 포함하여 이루어지는 석회소성 슬러지를 이용한 소결광 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
제1도는 소결포트 시험기의 개략도
제2도는 본 발명이 적용된 경우와 기존의 방법이 적용된 경우에 있어서 소결베드 표층부로의 시간에 따른 흡인풍속 변화를 나타낸 그래프
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 후드 2 : 풍속계
3 : 소결포트 4 : 소결 배합원료
5 : 열전대 6 : 윈드박스
7 : 열전대 8 : 그레이트바
9 : 부압계 10 : 벨브
11 : 상부광 12 : 소결배가스
본 발명은 제철용 고로장입 원료인 소결광의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 석회소성 슬러지를 사용하여 소결 배합원료의 조립성을 개선시키므로서 소결생산성이 우수한 소결광 제조방법에 관한 것이다.
소결기를 사용하여 제철용 고로 장입원료인 소결광을 제조하는 소결공정에서는 분철광석, 부원료 및 열원인 분코크스 등을 드림믹서에 넣어 혼합 및 조습(원료중량비 약 6-7%)을 행하여 소결 배합원료를 의사입자화시켜 소결기 대차상에 일정 높이로 장입하고, 점화로에 의해 표면점화후 하방으로 부터 공기를 강제흡인하면서 소결배합원료의 소성이 진행되고 소결광이 제조된다.
소결광 제조시 소결광의 생산성은 소결대차에 장입된 소결배합원료가 착화되기 전 소결베드의 통기성에 의해 큰 영향을 받으며, 이 통기성은 소결배합원료의 의사입화성 개선에 따라 향상되는 특성을 가지고 있다. 그러므로, 소결배합원료의 의사입화성을 개선하여 적정한 통기성을 유지하는 것이 소결광의 제조공정에서 매우 중요하다.
소결원료로 사용되는 분철광석은 그 입도가 매우 작고, 분포가 넓어 그대로 소결에 사용시 통기성을 악화시켜 생산성이 악화하므로 소결배합원료의 조립공정(Granulation)에서 수분과 바인더를 사용하여 1mm 이상의 핵입자 주위에 1mm이하의 미분자입자들을 부착시켜 의사입자를 제조함으로써 입경을 증가시키고 미분부를 감소시키는 방법을 사용하고 있다.
기존의 소결광 제조 방법에서는 조립과정에서 0.125mm이하의 미분이 많을 경우 이들 미분이 통기성을 저하시켜 소결시간 증가에 따른 생산성 저하를 일으키므로 조립공정에서 바인더로서 주로 생석회를 약 1.0-1.5%수준으로 사용하고 있다. 소결조업시 생석회 첨가량 증대에 의한 배합원료의 조립성 향상, 소결베드의 통기성 개선 및 분코크스비 저감등에 의해 소결생산성 및 품질의 개선이 가능하나 소결비용 측면에서 고가의 생석회 사용량에 한계가 있다.
한편, 석회소성 공장에서 페자원으로 발생되는 석회소성 슬러지는 표 1에 나타낸 바와같은 조성을 갖는 유용자원임에도 불구하고, 과다한 수분을 함유하고 점착성을 갖는 극미분이므로 대부분 재활용 되지 못하고 전량 매립처리되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자는 상기한 기존의 소결광 제조방법에서 소결배합원료의 조립성 개선에 의한 소결생산서어 향상을 위하여 연구와 실험을 행한 결과, 상기 표 1과 같은 화학조성 및 물성을 갖는 석회소성 슬러지를 소결조업시 조립공정에서 사용되는 조립수에 첨가물로 사용하여 소결배합원료에 균일 분사함으로써, 생석회와 함께 배합원료의 조립성을 개선하고, 소결생산성 및 품질개선과 폐자원의 재활용이 가능하다는 사실을 확인하고, 이에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것이다.
본 발명은 소결기를 사용하여 제철용 고로 장입원료인 소결광 제조시 조립공정에서 석회소성공장에서 발생되는 석회소성 슬러지를 조립수에 적정 농도 범위로 첨가하여 소결 배합원료의 조립성을 개선하여 소결생산성 및 품질이 우수한 소결광을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 분철광석, 부원료 및 열원인 분코크스 등의 소결배합원료를 조립 및 소결하는 것을 포함하여 이루어지는 소결광 제조방법에 있어서, 상기 소결 배합원료들의 조립시 석회소성 슬러지 농도가 5.0-7.5 중량% 범위인 조립수를 사용하는 것을 포함하여 이루어지는 석회소성 슬러지를 이용한 소결광 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
소결광 제조시 조립용 바인더로서 석회소성 공장에서 발생되는 석회소성 슬러지를 소결배합원료 조립시 조립수에 첨가물로 사용함으로써 배합원료의 조립성 개선에 의한 소결생산성 및 품질개선을 확인하고자 다음과 같은 조건으로 조립성 시험 및 소결포트 시험을 행하였다.
소결시 배합원료의 조립성은 소결광의 성품 및 생산성에 직접적인 영향을 미치므로 입자의 조립성을 대표할 수 있는 조립도와 통기도를 조사하였다.
하기 표 2의 화학조성과 하기표 3의 배합조건을 갖는 소결배합원료를 드와이드로이드(DWIGHT LLOYD CDL)식 소결기의 원통형 소형 드럼믹서(직경 200mm, 길이 500mm)에 장입하고, 적정 수분 6.8wt%w조건하에서 석회소성 슬러지를 조립수에 하기표 4와 같이, 고형물 농도 0%에서 10%까지 혼합한 후, 분사노즐을 통하여 배합원료에 분사하여 조립시험을 행하고, 조립후 얻어진 시료에 대하여 의사 입자의 붕괴를 방지하기 위하여 액체 질소를 15초간 분사하여 동결시킨 후 의사입도 분포, 조립도 및 통기도를 구하고, 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.
이때, 통기도는 풍속측정기를 사용하여 원통형 소결포트(직경100mm, 길이 300mm)의 소결베드 표층부로의 흡인풍속을 부압 1000mmAq의 조건하에서 하기식(2)를 이용하여 구하였으며, 조립도는 하기 식 (1)을 이용하여 구하였다.
[여기서, F는 유량 (Nm3/min), A는 흡인면적(m2), h는 장입층후(m), S는 부압(mmAq)이다.]
cf. 슬래그량 = (SiO + MgO + CaO + AlO)
조립수의 석회소성 슬러지 농도 증가에 따른 소결배합원료의 조립도 및 통기성을 측정한 결과를 나타낸 상기표 4에서 알 수 있는 바와같이, 조립수중의 석회소성 슬러지 농도가 5.0-7.5%범위인 조건에서 석회소성 슬러지를 무첨가한 조건에 비하여 소결배합원료의 미분부(1mm이하)함량의 감소에 의한 조립도가 개선되고, 소결 배합원료층을 통과하는 공기의 평균풍속이 증가하여 통기성이 개선됨을 확인할 수 있었으며, 7.5%이상에서는 변화폭이 적에 나타났다.
따라서, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 소결광 제조시 조립단계에서 조립수로 석회소성 슬러지 농도가 5.0-7.5%범위인 것을 사용함이 바람직함을 알 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
석회소성 슬러지의 첨가에 의한 소결광의 제조시 소결배합원료의 조립성 및 소결베드의 통기성 개선으로 소결품질의 악화없이 고증후조업이 가능한지를 확인하기 위하여, 상기 표 4에서 석회소성 슬러지를 조립수에 무첨가한 경우와 7.5%첨가한 경우에 대하여 제 1 도와 같은 소결포트 시험기를 사용하여 소결포트 시험을 행하여 소결광을 제조하였다.
소결포트 시험은 상기 표 3의 배합조건을 갖도록 소결배합원료를 혼합한 후, 소형 드럼믹서에 장입하고 혼합, 수분첨가 및 조립을 행하였으며, 이때 배합원료의 수분 함량은 7.0wt%로 일정하게 첨가하여 수분변동에 의한 영향을 최소화하였다.
드림믹서에 조립된 배합 원료를 장입하기 전 먼저 상부광(11)3㎏을 30-35mm의 두께로 장입하고, 그 위에 소결 배합원료(4)를 포트(3) 상부까지 장입하였다. 장입이 완료된 소결배합 원료(4)는 1050℃로 예열된 점호로를 포트(3)상부로 이동시켜 2분동안 점화하였다. 점화와 동시에 배풍기를 가동시켜 점화되는 동안 부압을 1.000mmAq로 유지시키고, 점화직후에는 점화로를 제거시키고 부압을 1,500mmAq로 하여 소결을 진행시켰다.
상기와 같이 제조된 소결광에 대하여 생산성, 회수율, 회전강도(Ti), 저온 환원분화율(RDI) 및 피환원율(RI)을 구하여 그 결과를 하기표 5에 나타내었다.
이때, 소결광의 생산성 및 회수율을 하기식(3)및 (4)에 의해 계산하였으며, 회전강도, 저온환원분화율 및 피환원율은 다음과 같은 조건으로 하기 식(5)(6) 및 (7)에 의해 계산하였다.
소결광의 회전강도 TI(Tumbling Index)는 소결완료 직후 2m높이에서 1회 낙하, 회전시험기(tumbler tester)에서 24rpm으로 30회 회전시켜 파쇄후 10-50mm의 성품소결공 15㎏을 회전시험기(tumbler tester)에 넣고 200회전시킨 후 +6.3mm소결과의 중량백분율로 나타내었다. 소결광의 저온 환원분화율 RDI(Reduction Degradation Index)는 15-20mm소결광 500g을 사용하여 550℃에서 CO 3%, N270%의 혼합가스(15 Nl/min)를 사용하여 30분간 환원시킨 수 회전기(tumbler)에서 30rpm으로 30분간 회전시켜 파쇄후 -2.83mm소결광의 중량백분율로 나타내었다. 소결광의 피환원을 RI(Reducibility Index)는 15-20mm 소결광 500g을 사용하여 900℃에서 CO 30%, N270%의 혼합가스(15Ml/min)를 사용하여 120분간 환원시킨 후 중량감소량과 시료의 T, Fe 및 FeO함량으로 부터 구하였다.
소결포트시험시 원료배합조건과 소결광의 목표성분치는 상기 표 3에 나타내었으며, 이때 CaO 및 AlO함량은 각각 9.8wt%, 1.7wt%로 고정하였으며, 분코크스의 배합비도 3.8wt%로 일정하게 고정하였다. 상기 표 5는 소결포트 시험시 조립수의 석회소성 슬러지 농도를 7.5%로 하여 소결배합원료를 조립한 본 발명과 석회소성 슬러지 무첨가 조건인 기존의 소결광 제조방법의 소결성을 비교한 결과이다. 본 발명의 경우 기존의 소결공 제조방법에 비하여 소결광의 회수율, 강도, 피환원율 측면에서는 차이가 적게 나타났으나, 소결시간의 현저한 감소 및 냉각속도의 증가로 인하여 소결생산성 및 저온환원분화율이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
또한, 소결베드의 표층부 점화직후부터 소성이 진행되는 동안 풍속측정기를 사용하여 소결베드 표층부로의 공기의 흡인풍속을 측정하고, 그 결과를 제 2도에 나타내었다.
제 2 도에 나타난 바와같이, 본 발명의 경우 기존의 소결광 제조방법에 비하여 소결시간 전체에 걸쳐 풍속이 상대적으로 높게 나타났다.
즉, 본 발명의 경우 상기 표 5 및 제 2 도에 나타낸 바와같이, 소결배합원료 조립시 조립수에 석호소성 슬러지를 적정량 첨가 및 분사하여 소결배합원료의 조립성을 개선함으로써 장입밀도의 저하 및 소결베드의 소성통기성의 개선으로 소결광의 생산성 및 저온환원분화율이 현저히 개선됨을 알 수 있다.
일반적으로 저온환원 분화율은 소결과정에서 냉각속도의 저하시 소결공 광물조직중 환원분화성에 악영향을 미치는 2차 헤마타이트의 증가로 악화되는데, 본 발명의 경우 기존의 방법에 비하여 소결베드이 통기성 개선에 의해 냉각속도가 증가하여 저온환원분화성이 개선된 것으로 판단된다.
상술한 바와같이, 본 발명은 소결배합원료의 조립성 개선에 의한 소결생산성 향상을 위하여 바인더로서 주로 사용되는 고가의 생석회를 추가 증사용하지 않고 매립 및 폐기처분 되고 있는 석회소성 슬러지를 조립수에 적정량 첨가하여 조립공정에 사용함으로써, 소결배합 원료의 조립성 및 소결베드의 통기성 개선으로 소결품질의 악화없이 고층후 조업에 의한 고생산성 조업이 가능한 효과가 있다.
Claims (1)
- 분철광석, 부원료 및 열원인 분코크스 등의 소결배합원료를 조립 및 소결하는 것을 포함하여 이루어지는 소결광 제조방법에 있어서, 상기 소결 배합원료들의 조립시 석회소성 슬러지 농도가 5.0-7.5 중량% 범위인 조립수를 사용하는 것을 포함하여 이루어지는 석회소성 슬러지를 이용한 소결광 제조방법.
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| JPH06248365A (ja) * | 1993-03-01 | 1994-09-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 低ＣａＯ焼結鉱の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970043197A (ko) | 1997-07-26 |
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