KR102157943B1

KR102157943B1 - 소결광의 제조 방법

Info

Publication number: KR102157943B1
Application number: KR1020187014808A
Authority: KR
Inventors: 겐타 다케하라; 데츠야 야마모토; 도시유키 히로사와; 다카히데 히구치; 노부유키 오오야마
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2015-11-30
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2020-09-18
Anticipated expiration: 2036-11-29
Also published as: JP6468367B2; WO2017094255A1; CN108291270A; CN108291270B; PH12018550044A1; KR20180072810A; JPWO2017094255A1

Abstract

미분철광석을 함유하는 소결 원료 중에 조대한 의사 입자가 형성됨으로써, 소결광의 생산성이 저하된다. 소결광의 제조 방법으로서, 회전하는 원통 용기와, 상기 원통 용기 내에서 회전하는 교반 날개를 갖는 고속 교반 장치로, 하기 수학식 (1) 을 만족하도록 소결 원료를 교반 처리하고, 교반 처리 후의 소결 원료를 조립 장치를 사용하여 조립하고, 조립 후의 소결 원료를 소결기를 사용해 소결하여, 소결광을 제조한다. 단, 하기 수학식 (1) 에 있어서, v : 원통 용기의 바닥판의 주속 (m/s), u : 교반 날개의 선단의 주속 (m/s), t : 소결 원료가 고속 교반 장치에 의해 교반되는 시간 (s), L : 교반 날개의 선단이 그리는 원주의 길이 (m), S : 교반 날개의 회전축 방향으로부터 투영한 원통 용기의 투영 면적에서 상기 교반 날개의 선단이 그리는 원의 면적을 뺀 면적 (㎡) 이다.

Description

소결광의 제조 방법

본 발명은, 드와이트·로이드식 소결기 등을 사용하여 소결되는 소결광의 제조 방법에 관한 것이다.

소결광은, 대체로 다음의 3 가지 공정으로 제조된다.

(1) 복수 브랜드의 분철광석 (신터피드, 콘센트레이트 및 펠릿피드라 불리고 있는 것 등) 에, 석회석이나 규석, 사문암 등의 부원료 가루와, 더스트, 스케일, 반광 등의 잡원료 가루와, 가루 코크스 등의 고체 연료를 적량씩 배합하여 소결 원료로 한다.

(2) 소결 원료에 수분을 첨가한 후에 조립 (造粒) 한다.

(3) 조립 후의 소결 원료를 소결기에 장입하고 소결한다.

소결 원료는, 수분을 함유함으로써 조립시에 서로 응집되어 의사 (擬似) 입자가 된다. 그리고, 이 의사 입자화된 소결 원료는, 소결기의 팔레트에 장입되었을 때, 장입층의 양호한 통기성을 확보하는 데에 도움이 되어, 소결 반응을 원활하게 진행시킨다.

소결용 분철광석은, 최근, 고품질 철광석의 고갈에 의해 저품위화되어 있다. 즉, 소결용 분철광석은, 슬래그 성분이 증가함과 함께 미분철광석의 비율이 많아지고 있다. 소결용 분철광석에 있어서의 슬래그 성분의 하나인 알루미나의 함유량 및 미분철광석의 비율의 증대는, 소결용 분철광석의 조립성을 저하시키는 원인이 된다. 그 한편으로, 고로에서 사용하는 소결광으로는, 고로에서의 용선 제조 비용의 저감이나 CO₂ 발생량의 저감이라는 관점에서 저슬래그비, 고피환원성 및 고강도의 소결광이 요구되고 있다.

소결용 분철광석을 둘러싸는 이와 같은 환경하에, 난조립성인 미분철광석을 사용하여, 고품질의 소결광을 제조하기 위한 기술이 제안되어 있다. 예를 들어, 이러한 기술의 하나로, Hybrid Pelletized Sinter 법 (이하, 「HPS 법」이라고 한다) 이 있다. HPS 법이란, 소결 원료의 조립 공정에서 드럼 믹서와 디스크 펠릿타이저를 사용하는 방법이며, 특허문헌 1 ∼ 5 에는, 철분이 높은 미분철광석을 다량으로 함유하는 소결 배합 원료를 드럼 믹서와 디스크 펠릿타이저를 사용하여 조립함으로써, 저슬래그비·고피환원성의 소결광을 제조하는 것이 개시되어 있다. 그 밖에, 특허문헌 6 에는, 소결 원료 가루의 조립 공정 전에, 고속 회전 믹서로 조습 혼합하는 방법이 개시되어 있고, 특허문헌 7 에는, 조립 공정 전에, 미분철광석과 제철 더스트를 교반 혼합기로 미리 혼합하는 방법이 개시되어 있고, 특허문헌 8 에는, 미분철광석을 에이리히 믹서로 미리 혼합 처리한 후 드럼 믹서로 조립하는 방법이 개시되어 있다.

일본 특허공보 평2-4658호 일본 특허공보 평6-21297호 일본 특허공보 평6-21298호 일본 특허공보 평6-21299호 일본 특허공보 평6-60358호 일본 공개특허공보 소60-52534호 일본 공개특허공보 평1-312036호 일본 공개특허공보 평7-331342호

입경 0.125 ㎜ 이하의 펠릿피드 등의 미분철광석을 다량으로 함유하는 소결 원료는, 응집되어 조대한 의사 입자를 형성한다. 조대한 의사 입자가 형성된 소결 원료를, 조립 장치를 사용하여 조립하면, 입경이 고르지 않게 됨과 함께, 미분철광석끼리가 단순히 응집된 것에 지나지 않는 결합 강도가 약한 조립 입자가 조립되기 쉬워진다.

이와 같은 조립 입자를, 소결기의 팔레트에 장입하여 장입층을 형성시키면, 장입층은, 치밀한 퇴적 구조가 되어 부피 밀도가 커지고, 장입층에 있어서의 통기성이 악화된다. 나아가서는, 이와 같은 입자를 소결기의 팔레트에 일정한 층두께로 조립 입자를 퇴적시키면, 당해 입자에 하중 (압축력) 이 가해짐으로써 용이하게 파괴되어 분화 (粉化) 되고, 장입층을 형성하는 간극이 작아져 공극률을 저하시킨다. 이 공극률이 저하되면 장입층에 있어서의 통기성이 악화된다. 장입층의 통기성의 악화는, 소결 원료의 소결 시간을 연장시키므로, 소결광의 생산성을 저하시킨다. 이와 같이, 소결 원료 중에 있어서의 조대한 의사 입자의 형성은, 소결광의 생산성을 저하시키는 원인이 된다.

특허문헌 1 ∼ 5 에 기재되어 있는 바와 같은 HPS 법을 사용하여 조립하는 방법에서는, 소결 원료에 함유되는 조대한 의사 입자를 해쇄할 수 없다. 또, 특허문헌 6 ∼ 8 에 기재되어 있는 고속 교반기를 사용하여 미리 혼합 처리하는 방법을 사용해도, 소결 원료에 함유되는 조대한 의사 입자를 충분히 해쇄할 수 없어 소결광의 생산성이 저하된다는 과제가 있었다.

본 발명은, 종래 기술이 안고 있는 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 미분철광석을 함유하는 소결 원료를 사용하는 경우에, 고속 교반 장치를 사용하여 소결 원료에 함유되는 조대한 의사 입자를 미리 조립 전에 해쇄하여 소결기에서의 생산성을 향상시키는 소결광의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 이하와 같다.

［1］소결광의 제조 방법으로서, 회전하는 원통 용기와, 상기 원통 용기 내에서 회전하는 교반 날개를 갖는 고속 교반 장치로, 하기 수학식 (1) 을 만족하도록 소결 원료를 교반 처리하고, 교반 처리 후의 소결 원료를 조립 장치를 사용하여 조립하고, 조립 후의 소결 원료를 소결기를 사용하여 소결하여, 소결광을 제조하는 소결광의 제조 방법.

[수학식 1]

단, 상기 수학식 (1) 에 있어서,

v : 상기 원통 용기의 바닥판의 주속 (m/s),

u : 상기 교반 날개의 선단의 주속 (m/s),

t : 상기 소결 원료가 고속 교반 장치에 의해 교반되는 시간 (s),

L : 상기 교반 날개의 선단이 그리는 원주의 길이 (m),

S : 상기 교반 날개의 회전축 방향으로부터 투영한 원통 용기의 투영 면적에서 상기 교반 날개의 선단이 그리는 원의 면적을 뺀 면적 (㎡) 이다.

［2］상기 소결 원료는, 입경 0.125 ㎜ 이하인 미분철광석을 10 ∼ 50 질량％ 함유하고, 또한 상기 소결기로 소결 원료를 소결한 소결광의 Al₂O₃ 농도가 1.6 질량％ 이상인［1］에 기재된 소결광의 제조 방법.

［3］상기 소결 원료는, 추가로 바인더를 함유하는［1］또는［2］에 기재된 소결광의 제조 방법.

［4］상기 바인더는, 생석회인［3］에 기재된 소결광의 제조 방법.

［5］상기 고속 교반 장치로 교반 처리한 후의 상기 소결 원료의 평균 입자경은, 3 ㎜ 이하인［1］내지［4］중 어느 하나에 기재된 소결광의 제조 방법.

［6］상기 고속 교반 장치에 의해 교반 처리하기 전의 상기 소결 원료는, 7 질량％ 이하의 수분을 함유하는［5］에 기재된 소결광의 제조 방법.

미분철광석을 함유하는 소결 원료여도, 본 발명의 소결광의 제조 방법에 의해 제조함으로써, 조립 전에 조대한 의사 입자를 해쇄할 수 있다. 이로써, 그 후에 조립된 소결 원료를 소결기의 팔레트에 장입하여 장입층을 형성해도, 당해 장입층의 통기성은 악화되지 않는다. 이로써, 종래, 통기성이 나쁜 상태에서 소결 원료를 소결하기 위해 필요시되고 있던 소결 시간은 단축되기 때문에, 소결기에 있어서의 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1 은 펠릿피드의 유무에 있어서의 의사 입자의 입도 분포의 차를 나타내는 그래프이다.
도 2(a) 는, 펠릿피드의 유무에 있어서의 조립 입자의 입도 분포의 차를 나타내는 그래프이고, (b) 는, 조립 입자 중에 있어서의 펠릿피드의 분포를 나타내는 그래프이고, (c) 는, 조립 입자 중에 있어서의 수분의 분산 상황을 나타내는 그래프이다.
도 3(a) 는, 종래의 조립 입자의 장입층의 단면도를 나타내고, (b) 는, 본 발명의 조립 입자의 장입층의 단면도이다.
도 4 는 고속 교반 장치 (10) 의 내부 사시도이다.
도 5 는 고속 교반 장치 (10) 의 평면도이다.
도 6 은 고속 교반 장치 (10) 에 있어서의 L 및 S 를 설명하는 도면이다.
도 7 은 입경 0.125 ㎜ 이하의 미분철광석의 함유량과, 소결 생산율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8 은 실험예 1 ∼ 4 와 생산율 향상 효과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9 는 교반 속도와 소결 생산율 향상 효과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10 은 교반 처리 후의 평균 입자경과, 소결 생산율 향상 효과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11 은 교반 처리시의 수분과, 교반 처리 후의 평균 입자의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명은, 미분철광석을 함유하는 소결 원료에 대해, 조립하기 전에, 고속 교반 장치를 사용하여 교반 처리함으로써, 미분철광석의 응집에 의해 생성된 조대한 의사 입자를 미리 해쇄하는 것이다. 먼저, 조대한 의사 입자를 생성하는 미분철광석을 함유하는 소결 원료의 특성에 대하여 설명한다.

도 1 은, 펠릿피드의 유무에 있어서의 의사 입자의 입도 분포의 차를 나타내는 그래프이다.

도 1 에 있어서 흑색 플롯은, 미분철광석인 펠릿피드가 배합되어 있지 않은 철광석의 입도 분포를 나타내고 있다. 또, 백색 플롯은, 흑색 플롯으로 입도 분포가 나타난 철광석에 펠릿피드를 40 질량％ 배합한 것의 입도 분포를 나타내고 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이 입경 0.125 ㎜ 이하의 펠릿피드를 40 질량％ 배합하여 혼합시키면, 흑색 플롯으로 나타나 있던 입도 분포는, 백색 플롯으로 나타낸 입도 분포가 되었다. 즉, 펠릿피드를 40 질량％ 혼합시킴으로써, 세립 (0.5 ㎜ 미만) 뿐만 아니라, 조대 (10 ㎜ 초과) 한 의사 입자가 생성되었다. 미분철광석은, 젖음성이 동일하면 세립일수록 비표면적이 크기 때문에 보다 수분을 흡수하므로, 분체간에 많은 수분을 유지한다. 이 때문에, 미분철광석은, 미분철광석이 아닌 다른 철광석에 대해 우선적으로 수분을 흡수한다. 그리고, 수분을 흡수함과 함께 미분철광석끼리가 응집되어, 단순히 미분철광석이 응집된 미세한 의사 입자나, 핵 입자의 주위에 미분철광석이 부착된 조대한 의사 입자가 생성되기 때문에, 입경이 고르지 않게 된다. 본 실시형태에 있어서, 입경 및 질량 비율은, JIS Z 8801 에 준거한 눈금 간격의 체를 사용하여 체를 침으로써 원료를 각 입도로 나눠, 각 입도의 질량을 각각 측정하고, 각 입도의 질량과 전체의 질량으로부터, 각 입도의 질량 비율을 산출하고 있다. 예를 들어, 「입경 0.125 ㎜ 이하의 펠릿피드를 40 질량％ 배합한다」란, JIS Z 8801 에 준거한 공칭 눈금 간격 125 ㎛ 의 체를 통과한 펠릿피드를, 철광석 전체의 질량에 대한 비율이 40 질량％ 가 되도록 배합하는 것을 말한다.

다음으로, 도 1 로 나타낸 조대한 의사 입자를 함유하는 소결 원료를, 드럼 믹서를 사용하여 조립한 조립 입자에 대하여 설명한다. 입경 0.125 ㎜ 이하의 펠릿피드를 40 질량％ 배합한 분광석과 펠릿피드를 함유하지 않는 분광석에 각각 수분을 첨가하여 드럼 믹서를 사용하여 조립하고, 각각의 조립 입자의 입도 분포를 계측하였다.

도 2(a) 는, 펠릿피드의 유무에 있어서의 조립 입자의 입도 분포의 차를 나타내는 그래프이다. 도 2(b) 는, 조립 입자 중에 있어서의 펠릿피드의 분포를 나타내는 그래프이다. 도 2(c) 는, 조립 입자 중에 있어서의 수분의 분산 상황을 나타내는 그래프이다.

도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 철광석 중에 펠릿피드를 40 질량％ 함유하는 소결 원료를 조립하면, 펠릿피드를 함유하지 않는 소결 원료에 비해, 조립 입자 중에 함유되는 조립 (粗粒) (8 ㎜ 초과) 의 비율이 높아졌다. 조립의 함유 비율은, 소결 원료의 전체량에 대해 75 질량％ 정도에 달하였다. 또, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 조립 입자 중에 있어서의 펠릿피드는, 조립 입자의 입도 분포와 동일하게, 조립에 많이 분포되어 있었다. 즉, 조립에 함유되는 펠릿피드의 양은, 투입한 펠릿피드 전체의 양에 대해 75 질량％ 정도로 높아, 펠릿피드의 대부분이 당해 조립에 편재되어 있는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터, 조립 입자 중에 함유되는 조립은, 펠릿피드끼리가 응집된 의사 입자에 의해 형성되어 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 조립 입자 중에 함유되는 조립은, 수분을 많이 함유하는 것을 알 수 있었다. 펠릿피드는, 다른 철광석에 대해 수분을 우선적으로 흡수하고, 조립 입자 중에서 조립을 형성한다. 이와 같이, 많은 수분을 함유하는 조립은, 바인더 등에 의해 결착되기 어려워 당해 조립의 결합 강도는 약해진다.

이와 같이 미분철광석을 함유하는 소결 원료를 조립하면, 입경이 고르지 않게 됨과 함께 결합 강도가 약한 조립이 조립된다. 이와 같은 조립을 함유하는 조립 입자를 소결기의 팔레트에 장입하면, 조립 사이에 미립이 들어가 치밀한 퇴적 구조가 되어, 공극률이 낮고, 또한 부피 밀도가 높은 장입층이 형성된다. 게다가, 이와 같은 조립을 소결기의 팔레트에 일정한 층 두께로 퇴적시키면, 당해 조립에 하중 (압축력) 이 가해짐으로써 용이하게 파괴되어 분화되고, 또한 장입층의 공극률을 저하시킨다. 이 결과, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 장입층의 통기성이 악화되고, 이 결과, 소결 원료의 소결 시간이 연장되어 소결광의 생산성이 저하된다. 또한, 도 3 에 있어서, 화살표는 장입층에 있어서의 통기로를 나타낸다.

이와 같은 미분철광석을 함유하는 소결 원료여도, 조립 전에, 고속 교반 장치를 사용하여, 특정한 조건에서 교반 처리함으로써 조대한 의사 입자를 충분히 해쇄할 수 있고, 이로써, 그 후의 조립 공정에 있어서 입경이 고르지 않고 결합 강도가 약한 조립이 조립되는 것을 억제할 수 있는 것을 알아내어 본 발명을 완성시켰다. 그리고, 이와 같이 조립된 조립 입자를 소결기의 팔레트에 장입하면, 도 3(b) 에 나타내는 바와 같이 장입층의 통기성은 좋아지고, 이 결과, 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 조대한 의사 입자를 해쇄하는 고속 교반 장치 (10) 의 구성에 대하여 설명한다. 도 4 는, 고속 교반 장치 (10) 의 내부 사시도이다. 또, 도 5 는, 고속 교반 장치 (10) 의 평면도이다. 고속 교반 장치 (10) 는, 소결 원료 (40) 를 교반 처리하는 장치이다. 고속 교반 장치 (10) 는, 소결 원료 (40) 가 장입되는 원통 용기 (20) 와, 교반 날개 (30) 와, 둑 (36) 을 갖는다. 또한, 둑 (36) 은, 소결 원료를 긁어내기 위해 형성하는 것이 바람직하지만, 없어도 된다. 원통 용기 (20) 는, 원통 형상의 원통 (22) 과, 원 형상의 바닥판 (24) 을 구비한다. 또, 원통 용기 (20) 에는 소결 원료 (40) 의 공급 및 배출을 위한 개구 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 바닥판 (24) 은, 원통 (22) 과 일체적으로 형성되어 있으며, 바닥판 (24) 은, 구동력을 받아 원통 (22) 과 함께 회전한다. 또한, 원통 용기 (20) 는, 원통 용기 (20) 의 상측을 봉지하는 천판을 구비하고 있어도 된다.

또, 본 실시형태에 있어서, 소결 원료 (40) 는, 미분철광석과, 석회석과, 가루 코크스 등의 고체 연료를 함유하고, 추가로, 규석, 사문암 등의 부원료 가루, 더스트, 스케일, 반광 등의 잡원료 가루, 및 바인더를 함유해도 된다. 또한, 소결 원료 (40) 에 있어서의 미분철광석은, 입경 0.125 ㎜ 이하의 분철광석이다.

교반 날개 (30) 는, 회전축 (32) 과, 복수의 교반판 (34) 을 구비한다. 회전축 (32) 은, 원통 용기 (20) 의 중심으로부터 편심된 위치이고, 교반 날개 (30) 는, 원통 용기 (20) 의 상측에 형성된 도시 생략된 구동부로부터 구동력을 받아 회전한다. 그 때문에, 교반 날개 (30) 와 바닥판 (24) 은, 각각 독립적으로 회전할 수 있다. 또한, 회전축 (32) 은, 원통 용기 (20) 의 중심에 형성되어 있어도 된다.

교반판 (34) 은, 회전축 (32) 으로부터 방사상으로 외측으로 돌출되어 형성되어 있다. 교반판 (34) 은, 회전축 (32) 에 있어서의 상하 방향의 2 개 지점에 있어서, 60 °간격으로 6 방향으로 형성되어 있다. 따라서, 교반 날개 (30) 에는 합계로 12 개의 교반판 (34) 이 형성되어 있다. 또한, 교반판 (34) 의 장 수는, 12 장에 한정되지 않고, 교반판 (34) 의 형상, 교반 날개 (30) 의 회전수 또는 바닥판 (24) 의 회전수 등에 따라 임의로 설정해도 된다. 예를 들어, 교반판 (34) 은, 교반축 (32) 의 상하 방향의 4 ∼ 8 개 지점에 8 ∼ 16 장 형성되어 있어도 된다. 또, 교반판 (34) 의 각도 및 높이의 간격도 임의로 설정해도 된다.

원통 용기 (20) 에 소결 원료 (40) 가 장입된 상태에서, 바닥판 (24) 은, 예를 들어, 시계 방향으로 회전하고, 교반 날개 (30) 는, 시계 반대 방향으로 회전한다. 바닥판 (24) 이 시계 방향으로 회전함으로써, 원통 용기 (20) 내에 장입된 소결 원료 (40) 는, 바닥판 (24) 의 회전 방향을 따라 시계 방향으로 회전한다. 시계 방향으로 회전한 소결 원료 (40) 는, 시계 반대 방향으로 회전한 교반 날개 (30) 에 충돌함으로써 교반된다. 또한, 바닥판 (24) 및 교반 날개 (30) 의 회전 방향은, 시계 방향이어도 되고 시계 반대 방향이어도 된다. 또, 바닥판 (24) 및 교반 날개 (30) 의 회전 방향은, 서로 상이해도 되고, 동일해도 된다.

또, 도 4 및 도 5 에서는, 고속 교반 장치 (10) 는, 수평하게 설치한 상태에서 소결 원료 (40) 를 교반 처리하는 예를 나타내었지만, 고속 교반 장치 (10) 를 기울여 사용해도 된다. 또, 교반 날개 (30) 는, 연직 방향으로 축지시킨 채로 하고, 원통 용기 (20) 만을 기울여 사용해도 된다.

상기 서술한 바와 같이, 소결 원료 (40) 가 미분철광석을 함유하는 경우에, 당해 미분철광석이 응집되어 조대한 의사 입자를 생성한다. 상기 서술한 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여, 당해 소결 원료 (40) 를 미리 교반 처리함으로써 조대한 의사 입자를 해쇄하여, 미분철광석을 소결 원료 (40) 중에 분산시킬 수 있다.

계속해서, 고속 교반 장치 (10) 의 교반 조건에 대하여 설명한다. 소결기로 소결광을 제조하기 전에, 소결 원료 (40) 는, 드럼 믹서를 사용하여 미리 정해진 시간 처리되어 조립된다. 드럼 믹서로 조립되기 전에, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 소결 원료 (40) 중에 함유되는 조대한 의사 입자를 해쇄한다. 이것은, 수분을 유지하기 쉽고, 부착되기 쉬운 미분철광석을 드럼 믹서로 조립하기 전에 해쇄하여, 조대한 의사 입자를 감소시킴으로써, 드럼 믹서 내에서 조립이 조립되는 것을 억제하기 위함이다. 또한, 드럼 믹서는, 조립 장치의 일례이며, 일반적인 조립기, 특히 전동 조립기를 사용해도 된다.

고속 교반 장치 (10) 내에 있어서의 소결 원료 (40) 의 입자 운동을 해석한 바, 원통 용기 (20) 내의 소결 원료 (40) 는, 교반판 (34) 의 선단부에 충돌하여, 교반 날개 (30) 에 있어서의 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원의 내측에는 들어가도 날개 길이의 절반까지 밖에 들어가지 않는 것을 알 수 있었다. 이것으로부터, 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원주 상에서 소결 원료 (40) 가 교반되는 것으로 생각되므로, 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원주의 길이 (L) 가 길어지면, 원통 용기 (20) 의 소결 원료 (40) 를 보다 교반할 수 있기 때문에 고속 교반 장치 (10) 의 교반 효율은 높아진다. 이후, 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원주의 길이 (L) 를 「유효 날개 길이」라고 칭한다.

또, 바닥판 (24) 에 대해 교반 날개 (30) 의 교반축 (32) 이 수직으로 형성된 경우에 있어서, 바닥판 (24) 의 면적에서 교반 날개 (30) 의 선단이 그리는 원의 면적을 뺀 면적을 S (㎡) 로 하면, 소결 원료 (40) 는, S 의 영역에 존재한다. S 의 영역에 존재하는 소결 원료 (40) 는, 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원주 상에 도달하지 않는 한 교반판 (34) 에 접촉하지 않기 때문에, S 가 커지면 반대로 고속 교반 장치 (10) 의 교반 효율은 낮아진다. 이후, 바닥판 (24) 의 면적에서 교반 날개 (30) 의 선단이 그리는 원의 면적을 뺀 면적 (S) 를 「유효 면적」이라고 칭한다. 또한, 바닥판 (24) 에 대해 교반축 (32) 이 경사져 형성된 경우에 있어서는, 회전축 (32) 의 방향으로부터 투영한 바닥판 (24) 의, 교반축 (32) 에 수직이 되는 평면에 투영한 면적과, 교반 날개 (30) 의 선단이 그리는 원의 면적의 차로 산출되는 면적을 유효 면적으로 해도 된다.

상기 서술한 바와 같이, 유효 날개 길이 (L) 가 길어지면 교반 효율은 높아지고, 유효 면적 (S) 이 커지면, 교반 효율은 낮아진다. 이것으로부터, L 을 S 로 나눈 값인 「L/S」를 고속 교반 장치 (10) 의 구조 상의 교반 효율을 나타내는 지표로 하였다.

도 6 은, 고속 교반 장치 (10) 에 있어서의 유효 날개 길이 (L) 및 유효 면적 (S) 을 설명하는 도면이다. L 은, 도 6 에 있어서의 교반 날개 (30) 의 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원 (50) 의 원주의 길이이다. S 는, 도 6 에 있어서 사선으로 나타낸 영역 (52) 이다. 이것은 교반 날개 (30) 의 회전축 방향으로부터의 용기의 투영 면적에서 교반 날개 (30) 의 운동에 의해 점유되는 면적을 뺀 면적이다.

또한, 교반 날개 (30) 가 복수 있는 경우에는, 유효 날개 길이 (L) 는, 각각 복수의 교반 날개 (30) 에 있어서의 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원주의 길이의 합계가 된다. 또, 교반 날개 (30) 가 복수 있는 경우에는, 유효 면적 (S) 은, 교반 날개 (30) 의 회전축 (32) 방향으로부터의 원통 용기 (20) 의 투영 면적에서 복수의 교반 날개 (30) 에 있어서의 교반판 (34) 의 선단이 그리는 원의 합계 면적을 뺀 면적이 된다.

또, 고속 교반 장치 (10) 에 있어서, 바닥판 (24) 의 회전에 의한 교반의 효율은, 바닥판 (24) 의 회전에 의해 교반 날개 (30) 에 수송하는 소결 원료 (40) 의 수송 속도에 관련된다. 소결 원료 (40) 는, 바닥판 (24) 의 회전에 수반하여 이동하므로, 교반 날개 (30) 에 소결 원료 (40) 를 수송하는 수송 속도는, 바닥판 (24) 의 주속 v(m/s) 에 관련된다. 그 때문에, 바닥판 (24) 의 주속 v(m/s) 을 고속 교반 장치 (10) 에 있어서의 교반의 효율을 나타내는 지표의 하나로 하였다. 또한, 바닥판 (24) 의 주속은, 바닥판 (24) 의 원주의 길이 (m) 와 바닥판 (24) 회전수 (rpm) 의 곱으로 산출할 수 있다.

또한, 고속 교반 장치 (10) 에 있어서, 교반 날개 (30) 의 회전에 의한 교반의 효율은, 소결 원료 (40) 가 고속 교반 장치 (10) 내에서 교반되는 시간에 이동하는 교반판 (34) 의 선단의 이동량에 관련된다. 그 때문에, 소결 원료 (40) 가 고속 교반 장치 (10) 에서 교반되는 시간 t(s) 과, 교반판 (34) 의 선단의 속도인 주속 u(m/s) 의 곱인 교반판 (34) 의 선단의 이동 거리 「u×t」(m) 를, 고속 교반 장치 (10) 에 있어서의 교반의 효율을 나타내는 지표의 하나로 하였다.

고속 교반 장치 (10) 에 있어서, 상기 서술한 교반의 효율을 나타내는 지표인 「L/S」, 「v」및 「u×t」의 곱인 하기 수학식 (2) 에서, 고속 교반 장치의 교반의 효율을 평가할 수 있는 것을 알아내었다. 또한, 하기 수학식 (2) 로 산출되는 값을, 교반 속도 (m/sec) 로 한다. 또한, 고속 교반 장치 (10) 에는, 둑 (36) 이 형성되어 있지만, 둑 (36) 의 유무로, 원통 용기 (20) 내에 있어서의 소결 원료 (40) 의 움직임은 크게 변화하지 않기 때문에, 둑 (36) 의 유무로, 고속 교반 장치 (10) 의 교반의 효율을 평가하는 하기 수학식 (2) 는 변하지 않는다.

[수학식 2]

그리고, 상기 수학식 (2) 로 산출되는 교반 속도가 하기 수학식 (1) 을 만족하는 경우에, 소결기에 있어서 높은 소결광의 생산율 향상 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 즉, 후술하는 도 9 에 나타내는 바와 같이, 교반 속도가 500 m/s 이하이면, 교반 날개 (30) 에 의한 교반의 효과가 없고, 소결 원료 (40) 가 함유되는 조대한 의사 입자를 해쇄할 수 없는 것이 원인이라고 생각된다.

[수학식 1]

또, 교반 속도는, 3000 m/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 교반 속도를 3000 m/s 보다 고속으로 해도 전력을 사용하는 것만으로, 소결광의 생산율 향상 효과가 거의 없기 때문이다. 이것은 교반 속도를 3000 m/s 로 함으로써, 소결 원료 (40) 에 함유되는 조대한 의사 입자의 대부분이 해쇄되었기 때문이라고 생각된다.

또한, 고속 교반 장치 (10) 에서는, 복수의 교반 날개 (30) 를 갖는 경우도 상정되며, 그 때에는, 교반 날개 (30) 의 주속 (v) 은, 복수의 교반 날개 (30) 의 주속 (v) 의 합을 교반 날개 (30) 의 개수로 나눈 단순 평균으로 해도 된다. 또, 유효 면적 (S) 은, 바닥판 (24) 의 면적에서, 전체 교반 날개 (30) 의 운동에 의해 점유되는 면적의 합을 뺀 값으로 해도 된다. 또한, 유효 교반 날개 길이 (L) 는, 각 교반 날개 (30) 의 유효 교반 날개 길이 (L) 의 합으로 해도 되고, 식 (2) 에 의한 값이 500 m/s 이상이 되도록 v, u, t, L, S 를 설정함으로써, 높은 소결광의 생산율 향상 효과를 얻을 수 있다.

다음으로, 소결 원료에 있어서의 미분철광석의 함유량의 영향에 대하여 설명한다. 미분철광석을 입경 0.125 ㎜ 이하인 입자로 정의하고, 입경이 0.125 ㎜ 이하인 헤마타이트 광석으로 이루어지는 미분철광석을 더한 소결 원료를 사용하여, 당해 소결 원료에 함유되는 상기 서술한 미분철광석의 함유 비율을 바꾼 샘플을 제조하였다. 여기서, 소결 원료는, 철광석 67 질량％, 반광 15 질량％, 탄재 5 질량％, 부원료인 석회석 11 질량％, 생석회를 2 질량％ 함유하고 있다. 또한, 각각의 샘플에 있어서 미분철광석을 첨가하고, 미분철광석 함유량의 변동분은 철광석의 입경 0.125 ㎜ 초과인 것으로 대체하였다. 그리고, 당해 샘플에 대해 7.5 질량％ 가 되는 수분을 첨가하여 드럼 믹서로 조립 후, 철제 시험팬을 사용하여 조립 입자를 소성하여 신터케이크 (소결물) 를 제조하였다. 제조된 신터케이크를, 2 m 의 높이에서 1 회 떨어뜨려, 입경이 10 ㎜ 이상인 것을 성품으로 하였다. 각각의 샘플로 제품 질량 (t) 을 측정하고, 당해 성품 질량 (t) 을 소결 시간 (h) 및 시험팬의 단면적 (㎡) 으로 나눠, 소결 생산율 (t/(㎡×h)) 을 산출하였다. 또한, 미분철광석의 함유량은, 0.125 ㎜ 이하의 철광석의 비율을 사전에 측정하고, 배합량으로부터 계산한 값이다. 또, 샘플의 수분은, 소결 원료의 양에 대해 내할한 값이며, 건조 기준의 원료와 첨가 수분으로부터 계산한 값이다.

도 7 은, 입경 0.125 ㎜ 이하의 미분철광석의 함유량과, 소결 생산율의 관계를 나타내는 그래프이다. 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 소결 원료에 함유되는 입경 0.125 ㎜ 이하의 미분철광석의 비율이 10 질량％ 를 초과한 경우에, 소결 생산율이 급격히 감소하고 있다. 이것으로부터, 미분철광석의 비율이 10 질량％ 를 초과하면, 결합 강도가 약한 조대한 의사 입자가 형성되고, 그 결과, 소결 생산율이 급격히 감소한 것으로 생각된다. 또, 미분철광석의 비율이 50 질량％ 를 초과한 경우, 드럼 믹서에서의 조립이 곤란해진다. 이 때문에, 소결 원료에 있어서의 조대한 의사 입자가 형성되는 조건은, 0.125 ㎜ 이하의 미분철광석을 10 ∼ 50 질량％ 의 범위 내에서 함유하는 경우라고 할 수 있다. 또한, 입경 0.125 ㎜ 이하의 소결 원료는, 수분을 첨가한 분체에 있어서의 입자간의 접착성을 나타내는 부착력이 증가하고, 소결 원료의 조립성이 상이한 거동을 나타내었으므로, 미분철광석의 입경의 임계값을 0.125 ㎜ 로 하였다.

다음으로, 소결 원료에 있어서의 Al₂O₃ 의 농도의 영향에 대하여 설명한다. 소결 원료 (40) 의 Al₂O₃ 농도가 높은 경우, 소결광 제조 중의 소결광의 강도 향상의 요인이 되는 융액의 점도가 높아진다는 문제가 있다. 또, Al₂O₃ 을 다량으로 함유하는 광석은, 응집되기 쉬운 점토계 광석으로 분류된다. 그 때문에, Al₂O₃ 비율이 높은 소결 원료를 사용하였을 때에는, Al₂O₃ 을 다량으로 함유하는 광석이 응집됨으로써, 소결시에 생성되는 융액의 점도를 높일 수 있어, 소결광 제조 중에 융액이 장입층에 분산되지 않고, 소결광의 강도는 저하된다.

그 때문에, 소결 원료 (40) 의 Al₂O₃ 농도가 높은 경우에, 소결 원료 (40) 를, 고속 교반 장치 (10) 를 사용해 교반 처리하여, Al₂O₃ 을 많이 함유하는 철광석을 분산시키는 것이 바람직하다. 이로써, 소결 중에 있어서의 Al₂O₃ 에 의한 융액의 점성 증가는 억제되고, 소결광 제조 중에 생성된 융액을 소결 원료 (40) 에 분산시킬 수 있기 때문에, 소결광의 강도는 향상된다. 또한, 상세한 것은 후술하지만, 고속 교반 장치 (10) 의 교반 처리에 의한 소결광의 강도 향상 효과는, 소결기에 의해 소결되는 소결광의 Al₂O₃ 의 농도가 1.6 질량％ 이상인 경우에 커진다.

또, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리하는 경우에, 소결 원료 (40) 에 함유되는 바인더, 탄재 및 석회석 중 적어도 어느 하나를 함유시켜 교반 처리해도 된다. 석회석은, 수분의 첨가에 의해 응집된다. 석회석이 응집되면 융액 중에 용해되기 어려워져, 총 융액량이 감소한다. 이로써, 소결광의 강도는 저하된다. 이 때문에, 소결 원료 (40) 와 함께 석회석을, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리함으로써, 수분을 함유하는 소결 원료 (40) 에 있어서 응집되기 쉬운 석회석을 분산시킬 수 있다. 석회석을 분산시킴으로써, 석회석은 융액 중에 용해되기 쉬워져, 총 융액량이 증가한다. 총 융액량을 증가시킴으로써, 소결광의 강도는 향상되기 때문에, 그 결과, 소결광의 수율이 높아지고, 소결광의 생산성이 향상된다. 이와 같이, 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리함으로써, 교반 처리하지 않는 경우보다 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또, 본래, 드럼 믹서로 조립하기 전에 첨가되는 바인더를, 교반 처리를 실시하기 전에 소결 원료 (40) 에 첨가하고, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리함으로써, 소결 원료 중에서 응집되기 쉬운 바인더를 소결 원료 (40) 중에 분산시킬 수 있다. 드럼 믹서는, 바인더를 경화시켜 입자를 조립하므로, 바인더를 분산시킬 수 있으면, 조립되는 입자의 결합 강도의 편차를 억제할 수 있다. 이로써, 결합 강도가 약한 입자가 드럼 믹서에 의해 조립되는 것을 억제할 수 있다.

결합 강도가 약한 조립 입자는, 소결기의 팔레트에 조립 입자를 공급할 때의 충격에 의해 파괴되고, 당해 파괴에 의해 미분이 발생한다. 파괴에 의해 발생한 미분에 의해, 장입층의 통기성이 저해되고, 소결광의 생산성이 저하된다. 소결 원료 (40) 와 함께 바인더를, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리하여, 바인더를 소결 원료 (40) 중에 분산시킴으로써, 결합 강도가 약한 입자가 조립되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리하지 않는 경우보다 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또, 탄재를, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리함으로써, 탄재를 소결 원료 중에 분산시킬 수 있다. 탄재가 소결 원료 중에 분산되지 않고 불균일하게 함유되는 상태에서 소결 원료를 소결하면 베이킹 불균일이 발생한다. 베이킹 불균일은, 소결이 불충분하고 소결광의 강도를 저하시키는 원인이 된다. 이 때문에, 소결 원료 (40) 와 함께 탄재를, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리하여 탄재를 분산시킴으로써, 상기 베이킹 불균일의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리하지 않는 경우보다 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, Al₂O₃ 의 함유량과, 석회석의 첨가 시기에 대하여 설명한다. Al₂O₃ 의 함유량 및 석회 첨가 시기를 바꾼 샘플을 제조하고, 각각의 샘플을 사용하여, 소결광의 생산율 향상 효과를 확인하는 실험을 실시하였다. 표 1 은, 각 실험예에 대응하는 조건을 나타낸다. 또한, 석회석 첨가 시기가 「교반 전」이란, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리하기 전에, 소결 원료에 석회석을 함유시키는 것을 의미한다. 또, 석회석 첨가 시기가 「교반 후」란, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리한 후에, 소결 원료에 석회석을 함유시키는 것을 의미한다.

이들 샘플을, 교반 날개 (30) 의 직경이 0.35 m, 원통 용기 (20) 의 직경이 0.75 m 인 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여, 교반 날개 (30) 의 회전수를 500 rpm, 바닥판 (24) 의 회전수를 28 rpm 으로 하여 교반 처리하였다. 또, 각 샘플에 있어서의 소결 원료 (40) 는, 입경 0.125 ㎜ 이하의 미분철광석을 15 질량％ 함유하도록 조절하였다. 여기서, 소결 원료는, 철광석 67 질량％, 반광 15 질량％, 탄재 5 질량％, 부원료인 석회석 11 질량％, 생석회를 2 질량％ 함유하고 있다. 또, 고속 교반 장치 (10) 에 의한 교반시의 수분은 5.5 질량％ 로 하였다. 또, 드럼 믹서를 사용하여 수분 함유량이 7.5 질량％ 가 되도록 물을 첨가하여 300 초간, 조립을 실시하였다. 그리고, 조립된 조립 입자를, 철제 시험팬을 사용하여 소성하여 신터케이크를 제조하고, 소결 생산율을 산출하였다. 또, 교반 처리만 실시하지 않고, 다른 조건을 동일하게 하여 조립된 조립 입자에 대해서도 동일한 철제 시험팬을 사용해 소성하여 신터케이크를 제조하고, 소결 생산율을 산출하였다.

도 8 은, 실험예 1 ∼ 4 와 생산율 향상 효과의 관계를 나타내는 그래프이다. 또한, 생산율 향상 효과는, 고속 교반 장치 (10) 에 의한 교반 처리를 실시한 경우의 소결 생산율과, 고속 교반 장치 (10) 에 의한 교반 처리를 실시하지 않은 경우의 소결 생산율의 차를 취함으로써 산출하였다. 이 결과, Al₂O₃ 의 비율이 1.6 질량％ 보다 낮은 실험예 3 과 비교하여, Al₂O₃ 의 비율이 1.6 질량％ 이상인 실험예 1 및 실험예 2 가, 생산율 향상 효과가 보다 큰 것을 알 수 있다. 이상의 결과로부터, Al₂O₃ 의 농도가 1.6 질량％ 이상인 경우에 본 발명의 효과가 보다 커지는 것이 분명해졌다.

또, 석회석 첨가 시기로 비교하면, 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리한 후이고, 드럼 믹서로 조립하기 전에 석회석을 첨가한 실험예 4 보다, 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리하기 전에 석회석을 첨가한 실험예 2 가, 소결 생산율의 향상 효과가 큰 것을 알 수 있다. 석회석을 함유하는 소결 원료 (40) 를 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리함으로써, 융액의 점성을 높이는 Al₂O₃ 에 첨가하고, 융액량을 증가시키는 석회석을 소결 원료 (40) 에 분산시킬 수 있다. 이로써, 미반응의 석회석을 감소시켜 융액을 증가시킬 수 있기 때문에, 소결광의 강도가 보다 향상되고, 이 결과, 소결 생산율이 보다 향상된 것으로 생각된다.

이상의 결과로부터, 소결광의 제조 방법에 있어서, 입경 0.125 ㎜ 이하의 미분철광석을 15 질량％ 함유하고, 또한 소결광의 Al₂O₃ 의 농도가 1.6 질량％ 이상인 소결 원료여도, 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리한 후에 드럼 믹서로 조립을 실시하여, 소결광을 제조함으로써, 소결광의 생산성을 보다 향상시킬 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 바인더로서 생석회 (CaO) 을 사용하였지만, 드럼 믹서에서의 조립성을 증가시키는 바인더인 소석회 (Ca(OH)₂), 증점성의 유기 바인더, 무기 바인더를 사용해도 된다. 생석회는 저렴하므로, 바인더로서 생석회를 사용함으로써, 저렴하게 소결광을 제조할 수 있다.

이상, 본 발명을 실시형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기한 실시형태에 기재된 구성으로 전혀 한정되지 않고, 특허청구범위에 기재되어 있는 사항의 범위 내에서 생각할 수 있는 그 밖의 실시형태나 변형예도 포함하는 것이다.

실시예

미분철광석을 함유하는 소결 원료 (40) 를, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리하고, 그 후, 드럼 믹서를 사용하여 조립한 조립 입자를 사용하여 소결광의 생산성 향상 효과를 확인하였다. 소결 원료 (40) 로는, 입경 0.125 ㎜ 이하의 미분철광석을 15 질량％ 와, 소결광의 Al₂O₃ 농도가 1.6 질량％ 인 철광석 원료를 함유하는 소결 원료를 사용하였다. 여기서, 소결 원료는, 철광석 67 질량％, 반광 15 질량％, 탄재 5 질량％, 부원료인 석회석 11 질량％, 생석회를 2 질량％ 함유하고 있다. 또, 고속 교반 장치 (10) 에 의한 교반시의 수분은 5.5 질량％ 로 하였다. 또한, 수분 함유량이 7.5 질량％ 가 되도록 물을 첨가하고, 300 초간 드럼 믹서를 사용하여 조립한 후에 소결하여 소결광을 제조하고, 소결 생산율 향상 효과를 산출하였다. 하기 표 2 에, 본 발명예 1 ∼ 7 및 비교예 1, 2 에 있어서의 고속 교반 장치 (10) 의 교반 날개 (30) 의 교반 조건, 바닥판 (24) 의 회전 조건, 교반 시간, 유효 날개 길이, 유효 면적, 교반 속도 및 생산율 향상 효과를 나타낸다.

도 9 는, 교반 속도와 소결 생산율 향상 효과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 9 는, 세로축을 생산율 향상 효과로 하고, 가로축을 교반 속도로 한 경우에 있어서의 표 2 의 본 발명예 1 ∼ 7 및 비교예 1, 2 를 각각 플롯한 그래프이다. 도 9 로부터 교반 속도를 500 m/s 보다 고속으로 함으로써 높은 소결광의 생산율 향상 효과가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 한편, 교반 속도를 3000 m/s보다 고속으로 해도 소결광의 생산율 향상 효과는 변하지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, 도 9 로부터, 교반 속도를 700 m/s 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1300 m/s 이상으로 하는 것이 더욱 바람직한 것을 알 수 있다.

계속해서, 표 2 의 조건에 있어서, 조대한 의사 입자가 고속 교반 장치 (10) 에 의해 해쇄되었는지를 확인하기 위해, 교반 후의 평균 입자경과 생산율 향상 효과의 관계를 확인하였다. 여기서, 평균 입자경은, 교반 처리 후의 분체 샘플을 1 ㎏ 채취하여, 건조 후, 눈금 간격 0.25, 0.5, 1, 2.8, 4.75, 8 ㎜ 의 체를 사용하여 눈금 간격이 넓은 순으로 당해 분체 샘플을 체를 쳐, 각 입도의 질량 비율을 측정하고, 그 질량 비율을 사용한 입자경을 가중 평균함으로써 산출하였다.

도 10 은, 교반 처리 후의 평균 입자경과, 소결 생산율 향상 효과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 10 으로부터 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리한 후의 평균 입자경이 3 ㎜ 이하인 경우에 소결광의 생산율 향상 효과가 큰 것을 알 수 있다. 즉, 고속 교반 장치 (10) 로 소결 원료 (40) 를 교반 처리하고, 소결 원료 (40) 중의 조대한 의사 입자를 해쇄하여, 소결 원료 (40) 의 평균 입자경을 3 ㎜ 이하로 함으로써, 소결광의 생산율 향상 효과를 높일 수 있었다. 또한, 도 10 으로부터, 고속 교반 장치 (10) 로 교반 처리한 후의 평균 입자경을 2.5 ㎜ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 2 ㎜ 이하로 하는 것이 더욱 바람직한 것을 알 수 있다.

계속해서, 고속 교반 장치 (10) 를 사용하여 교반 처리한 후의 평균 입자경이 3 ㎜ 이하가 되는 교반시의 수분량을 측정하였다. 소결 원료 (40) 를 고속 교반 장치 (10) 에 전체량 장입하고, 교반 처리하여, 교반 처리한 후의 평균 입자경을 측정하였다. 소결 원료 (40) 로는, 미분철광석의 비율이 15 질량％, 핵 입자의 비율이 55 질량％, Al₂O₃ 의 비율이 1.6 질량％ 인 소결 원료 (40) 를 사용하였다. 여기서, 소결 원료는, 철광석 67 질량％, 반광 15 질량％, 탄재 5 질량％, 부원료인 석회석 11 질량％, 생석회를 2 질량％ 함유하고 있다. 고속 교반 장치 (10) 에 있어서의 원통 용기 (20) 의 직경은 0.75 m 이고, 교반 날개 (30) 의 직경은 0.35 m 이다. 또, 원통 용기 (20) 에 있어서의 바닥판 (24) 의 회전수는 28 rpm 이고, 교반 날개 (30) 의 회전수는 500 rpm 이다. 수분 함유량을 바꾼 소결 원료 (40) 를 준비하여 상기 조건에서 교반 처리를 실시하고, 각 수분 함유량에 있어서의 교반 처리 후의 평균 입자경을 측정하였다.

도 11 은, 교반 처리시의 수분과, 교반 처리 후의 평균 입자의 관계를 나타내는 도면이다. 도 11 로부터 교반시의 수분을 7 질량％ 이하로 함으로써, 교반 처리 후의 평균 입자경은 3 ㎜ 이하가 되고, 교반 처리를 실시하는 것에 의한 소결광의 생산율 향상 효과가 커지는 것을 알 수 있다. 또한, 도 11 로부터, 교반시의 수분량을 6 질량％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 교반시의 수분량을 4 질량％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직한 것을 알 수 있다.

10 : 고속 교반 장치
20 : 원통 용기
22 : 원통
24 : 바닥판
30 : 교반 날개
32 : 회전축
34 : 교반판
36 : 둑
40 : 소결 원료
50 : 원
52 : 영역

Claims

소결광의 제조 방법으로서,
회전하는 원통 용기와, 상기 원통 용기 내에서 회전하는 교반 날개를 갖는 고속 교반 장치로, 하기 수학식 (1) 을 만족하도록 소결 원료를 교반 처리하고,
교반 처리 후의 소결 원료를 조립 장치를 사용하여 조립하고,
조립 후의 소결 원료를 소결기를 사용해 소결하여, 소결광을 제조하는 소결광의 제조 방법.
[수학식 1]

단, 상기 수학식 (1) 에 있어서,
v : 상기 원통 용기의 바닥판의 주속 (m/s),
u : 상기 교반 날개의 선단의 주속 (m/s),
t : 상기 소결 원료가 고속 교반 장치에 의해 교반되는 시간 (s),
L : 상기 교반 날개의 선단이 그리는 원주의 길이 (m),
S : 상기 교반 날개의 회전축 방향으로부터 투영한 원통 용기의 투영 면적에서 상기 교반 날개의 선단이 그리는 원의 면적을 뺀 면적 (㎡) 이다.
제 1 항에 있어서,
상기 소결 원료는, 입경 0.125 ㎜ 이하인 미분철광석을 10 ∼ 50 질량％ 함유하고, 또한 상기 소결기로 소결 원료를 소결한 소결광의 Al₂O₃ 농도가 1.6 질량％ 이상인 소결광의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 소결 원료는, 추가로 바인더를 함유하는 소결광의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 바인더는, 생석회인 소결광의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고속 교반 장치로 교반 처리한 후의 상기 소결 원료의 평균 입자경은, 3 ㎜ 이하인 소결광의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 고속 교반 장치로 교반 처리한 후의 상기 소결 원료의 평균 입자경은, 3 ㎜ 이하인 소결광의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 고속 교반 장치로 교반 처리한 후의 상기 소결 원료의 평균 입자경은, 3 ㎜ 이하인 소결광의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 고속 교반 장치로 교반 처리하기 전의 상기 소결 원료는, 7 질량％ 이하의 수분을 함유하는 소결광의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 고속 교반 장치로 교반 처리하기 전의 상기 소결 원료는, 7 질량％ 이하의 수분을 함유하는 소결광의 제조 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 고속 교반 장치로 교반 처리하기 전의 상기 소결 원료는, 7 질량％ 이하의 수분을 함유하는 소결광의 제조 방법.