KR20130105654A

KR20130105654A - 처리된 dri 재료

Info

Publication number: KR20130105654A
Application number: KR1020137008952A
Authority: KR
Inventors: 개리 엠. 레반드스키; 케일 바돌로메; 데이비드 더블유. 헨드릭슨; 크리스토퍼 피. 매닝; 안소니 램제완
Original assignee: 누-아이론 테크놀로지, 엘엘씨
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-09-25
Also published as: US9238253B2; EP2614172B1; US20130230720A1; JP2013539819A; WO2012034015A1; MX338718B; MX2013002717A; AU2011299042A1; ES2916773T3; CA2810840A1; BR112013005714A2; EP2614172A1; EP2614172A4; CA2810840C

Abstract

본 발명에 따르면, 1.5 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는 처리된 DRI 재료가 개시된다. 또한, 처리된 DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 방법 및 시스템의 일 실시예는 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 챔버는 텀블링 도중에 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 텀블링 도중 미분이 챔버를 빠져나갈 수 있게 하는 적어도 하나의 개방부를 갖는, 회전 가능 챔버 조립 단계와, DRI로부터의 미분을 제거하기 위해 스크린 상에서 DRI를 텀블링시키도록 챔버 내로 DRI를 전달하는 단계를 포함할 수 있다. 방법 및 시스템의 다른 실시예는 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 챔버는 공급 단부와 출구 단부를 가지며 DRI가 챔버를 통해 이동할 때 DRI를 지지할 수 있는 스크린을 내부에 구비하는, 회전 가능 챔버 조립 단계와, 미분을 제거하면서 DRI를 텀블링시키도록 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

처리된 DRI 재료{PROCESSED DRI MATERIAL}

본원 발명은 직접 환원 철을 만들기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 종종 스펀지 철로도 불리는 직접 환원 철(DRI)은 스틸을 제조하기 위한 소스 재료로서 광범위하게 이용되는 상업용 제품이다. 스틸을 제조하기 위한 종래의 기술은 전기 아크 노(EAF) 또는 염기성 산소 노(BOF, basic oxygen furnace)의 사용을 포함한다. DRI는 통상적으로 타코나이트 펠릿 및 철의 다른 소스보다 철 유닛(iron units)이 높고, EAF에 의한 스틸 생산에 있어서 스크랩(scrap)의 부분적 대체품으로 사용될 수 있다.

DRI는 타코나이트 펠릿과 같은, 선광 철 광석으로부터 형성된다. 예컨대, 타코나이트는 채굴 및 분쇄된 후, 철 함유 부분이 비철 함유 부분으로부터 자기적으로 분리되어 채굴된 타코나이트보다 철 함량이 더 높은 선광 제품을 형성하였다. 선광 철 광석 부분은 펠릿화에 의해 펠릿으로 형성될 수 있으며, 천연 가스 또는 석탄을 이용하여 환원제(예컨대, 탄소질 재료)가 존재하는 선형 하스 노(linear hearth furnace)에서 철의 용융점 아래까지 가열될 수 있어, 금속성 철로의 철 광석의 환원을 증진시킬 수 있다. 통상적으로, DRI는 잔여 맥석(remainder gangue)을 갖는 90% 초과 금속성 철이다.

DRI를 제조하는 공정에서, 선광 및 펠릿형 산화철 함유 재료는 석탄, 코크스 또는 다른 형태의 탄소질 재료와 같은, 환원제와 혼합된 노를 통하여 이동된다. 석회석 또는 돌로마이트와 같은, 탈황제도 통상적으로 추가된다. 환원제의 탄소와 산화철 재료의 산소는 노의 환원 구역에서 화학적으로 반응하여, 금속성 철을 형성하도록 산화철을 부분적으로 환원시킨다. 이러한 그리고 다른 종래의 환원 공정은 DRI를 생성하는데 사용된다.

DRI와 DRI 미분(fines)은 공기와 수분 내의 산소에 매우 민감하기 때문에, DRI는 운반하기가 어렵다. 특히, 수분은 철과 반응하여 FeO와 H₂를 형성한다. 스펀지 철인 DRI는 많은 공극을 가져서 DRI를 다공성이 되게 한다. 또한, DRI의 다공성 성질은 DRI가 낮은 압축 강도를 갖지며, DRI의 취급이 표면 미분을 발생시킨다는 것을 의미한다. 또한, 예컨대 DRI가 운반 중 선박의 보관부에 보관될 때, 펠릿의 일부는 그들보다 위의 펠릿의 중량 하에서 붕괴하는 경향이 있어 추가로 미분 및 작은 입자를 발생시킨다. DRI 미분 및 작은 입자는 그 주위의 수분 및 산소와 반응하는 능력을 증가시켰다. 추가로, DRI 펠릿의 거친 표면 특성은 큰 표면적을 갖는 미립자 물질 및 다른 미분을 생성하는데, 이는 또한 DRI가 산소와 반응할 가능성을 증진시켰다. 그와 같은 미립자 물질 및 미분은 통상적으로 DRI의 보관과 운반 전반에 걸쳐 생성되는데, 이는 DRI의 장거리 운반 및 오랜 기간 동안의 DRI의 보관을 어렵게 한다.

다공성, 낮은 내부 강도(internal strength) 및 DRI의 특이한 성질 모두는 산화 분위기 및/또는 수분에 노출되는 단괴(nodule)의 표면적을 증가시켜서, 상당하고 빠른 산화 및 부식을 초래한다. DRI 산화 중 발생하는 반응은 열과 수소를 생성하여 DRI를 과열 및 연소에 영향 받기 쉽게 만든다. 공기가 자유롭게 순환하는, DRI를 보관하는 용기 내의 온도 증가는 1200°F에 도달할 수 있다. 그와 같은 연소는 DRI를 하적할 때 크레인의 캠 버킷 내에서 그리고 DRI의 운반 도중 선박의 보관부 내에서 화재의 원인이 된다. 이러한 위험은 운반 및 보관 도중의 손실로 인해 스틸 플랜트로 전달되는 DRI의 비용을 크게 증가시켰다. DRI를 운반하는 것과 연관된 어려움 및 위험으로 인해, DRI의 생산은, 약간의 예외는 있지만, 더욱 경제적인 위치 및 시간이 아니라 제강 설비 부근 및 제강의 사용 시간 부근에 위치되었다.

그 결과, DRI의 자연 발화 특성(pyrophoric property)과 관련된 위험을 감소시키고 DRI의 압축 강도를 개선하기 위해 DRI를 부동태화 하는데 많은 기술이 사용되어 왔다. 그러나, 다양한 시도에도 불구하고, DRI가 벌크 상태에서 그리고 보관된 상태에서 장거리에 걸쳐 안전하게 운반될 수 있도록 DRI를 부동태화(passivating) 하기 위한 경제적이고 효율적인 방식이 여전히 요구되고 있다. 강력하고 안정적이며 내화성인 제품(pyrophobic product)은 DRI의 안전한 운반 및 보관을 가능하게 하여, 제강에 있어서의 그 유용성 및 효율을 크게 증가시킬 것이다.

처리된 DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템이 본원에 개시된다. 방법은 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 회전 가능 챔버는 챔버 내에서 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며, 미분이 텀블링 도중 챔버를 빠져나갈 수 있게 구성된 챔버 내의 적어도 하나의 개방부를 갖는, 회전 가능 챔버 조립 단계와, 회전 가능 챔버 내로 DRI를 전달하는 단계와, DRI로부터 미분을 제거하기 위해 챔버 내에서 스크린 상에 DRI를 텀블링 시키도록 챔버를 회전시키는 단계를 포함한다. 스크린은 1/8 메시와 1/4 메시 사이의 메시 크기를 가질 수 있다. 또한, 방법은 챔버의 회전 동안 회전 가능 챔버 내의 개방부 또는 개방부들을 통해 DRI에서 제거된 미분을 소개시키는 단계를 포함할 수 있으며, 텀블링 도중 DRI로부터 제거된 미분을 소개시키는 단계를 포함할 수 있다. DRI는 연마된 외양을 갖는 DRI에 의해 발현되는 원하는 제거를 생성하기 위해 챔버 내에서 적어도 10분의 체류 시간 동안 분당 20 내지 50 또는 20 내지 40의 회전수로 회전 가능 챔버 내에서 텀블링될 수 있다.

처리된 DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 또한 DRI를 회전시키도록 구성된 회전 가능 챔버의 하류에 회전 롤러를 조립하는 단계와, 처리된 DRI에 오일을 가하는 단계를 포함할 수도 있다. 스프레이 노즐이 롤러 상에서 회전하는 처리된 DRI에 오일을 전달하도록 위치 및 구성될 수 있다. 오일은 광유일 수 있으며, 올레산을 포함할 수 있다. 오일은 처리된 DRI로의 오일의 전달 전에 가열될 수 있다.

처리된 DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 처리되고 오일이 가해진 DRI에게 DRI의 압축 강도를 증가시키도록 구성된 재료를 가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 재료는 석회석계 결합제(limestone based binder)와 같은 석회석을 포함할 수 있다.

또한, 본원에 개시된 처리된 DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 챔버는 공급 단부 및 출구 단부를 가지며 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부까지 회전 가능 챔버를 통해 이동할 때 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 텀블링 도중 DRI로부터 제거된 미분이 챔버를 빠져나갈 수 있게 하는 적어도 하나의 개방부를 챔버를 따라 갖는, 회전 가능 챔버를 조립하는 단계와, 공급 단부를 통해 회전 가능 챔버로 DRI를 전달하고, DRI로부터 미분을 제거하면서 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부로 챔버를 통해 이동하는 동안 챔버 내의 스크린 상에서 DRI를 텀블링 시키기 위해 챔버를 회전시키는 단계와, 회전 가능 챔버의 배출 단부로부터 처리된 DRI를 제거하는 단계를 포함한다.

1.5 ㎛ 미만의 표면 조도(Ra)를 갖는 처리된 DRI 재료가 또한 개시된다. 대안적으로, 처리된 DRI 재료는 1.0 ㎛ 또는 0.75 ㎛ 미만의 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 처리된 DRI 재료는 펠릿을 포함할 수 있으며, 200 회전 후 98.5%+1/4을 초과하는 텀블 인덱스(tumble index)를 가질 수 있다. 다른 예에서, 처리된 DRI 재료는 오일로 코팅될 수 있고, 오일은 광유 및 올레산을 포함할 수 있다. 또한, 처리된 DRI 재료는 DRI 재료의 압축 강도를 증가시키기 위해 석회석과 같은 결합제를 포함할 수 있다.

회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 회전 가능 챔버는 공급 단부 및 출구 단부를 가지며 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부까지 회전 챔버를 통해 이동할 때 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 텀블링 도중 DRI로부터 제거된 미분이 챔버를 빠져나가는 것을 허용하도록 챔버를 따라 적어도 하나의 개방부를 갖는, 회전 가능 챔버 조립 단계와, 공급 단부를 통해 회전 가능 챔버로 DRI를 전달하고, DRI로부터 미분을 제거하면서 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부로 챔버를 통해 이동하는 동안 챔버 내의 스크린 상에서 DRI를 텀블링 시키기 위해 챔버를 회전시키는 단계와, 회전 가능 챔버의 배출 단부로부터 처리된 DRI를 제거하는 단계에 의해 제조되는 1.5 ㎛ 미만의 표면 조도(Ra)를 갖는 처리된 DRI 재료도 개시된다.

본 발명의 특정 실시예 및 추가의 이익이 상세하기 후술되는 바와 같이 도시된 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 처리된 DRI를 제조하기 위한 시스템의 일 실시예의 정면도이다.
도 2a는 처리된 DRI를 제조하기 위한 시스템의 다른 실시예의 사시도이다.
도 2b는 도 2b의 시스템의 단면도이다.
도 3은 처리된 DRI를 제조하기 위한 시스템의 또 다른 실시예이다.
도 4a는 처리된 DRI를 제조하는데 사용되는 스크린의 평면도이다.
도 4b는 처리된 DRI를 제조하는데 사용되는 다른 스크린의 평면도이다.
도 4c는 도 4b의 스크린의 단면도이다.
도 5는 길슨 스크린의 사시도이다.
도 6은 처리된 DRI를 제조하기 위한 시스템의 또 다른 실시예의 사시도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 6의 시스템과 함께 사용하기 위한 챔버의 단면도이다.
도 8은 도 6의 시스템과 함께 사용하기 위한 챔버의 저면도이다.
도 9는 도 6의 시스템에 대한 용도로 스크린의 단면도이다.
도 10은 처리된 DRI를 코팅하기 위한 시스템의 일 실시예이다.
도 11은 처리된 DRI를 코팅하기 위한 시스템의 다른 실시예이다.
도 12a 및 도 12b는 처리 전 DRI 펠릿의 표면의 현미경사진이다.
도 13a 내지 도 13b는 가공처리한 후 DRI 펠릿의 표면의 현미경 사진이다.
도 14는 1/4 메시보다 큰 재료에 대한 비교 텀블 결과의 도표다.
도 15는 범위 -1/4" +28M 내의 미분에 대한 비교 결과의 도표다.
도 16은 28M 미만의 미분에 대한 비교 결과의 도표다.
도 17은 처리 전 DRI 펠릿의 표면 프로파일이다.
도 18은 처리 후 DRI 펠릿의 표면 프로파일이다.
도 19a 내지 도 19c는 DRI 펠릿의 표면 특성을 도시한 도표다.

변경된 표면을 갖는 처리된 DRI 재료가 본원에 개시된다. 처리된 DRI는 DRI로부터 부서진 먼지 및 다른 미립자와 같은 미분 및 DRI의 자연 발화화 성질에 기여하는 다른 작은 조각들을 제거하기 위해 스크린 위에서 DRI를 텀블링 시킴으로써 제조될 수 있다. DRI 재료는 크기가 최대 1/2인치 이상인 단괴 또는 펠릿으로 형성될 수 있다. 처리된 DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 회전 가능 챔버는 챔버 내에서 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며, 미분이 텀블링 도중 챔버를 빠져나갈 수 있게 구성된 챔버 내의 적어도 하나의 개방부를 갖는, 회전 가능 챔버 조립 단계와, 회전 가능 챔버 내로 DRI를 전달하는 단계와, DRI로부터 미분을 제거하기 위해 챔버 내에서 스크린 상에 DRI를 텀블링 시키도록 챔버를 회전시키는 단계를 포함한다. 일반적으로, 텀블링은 DRI 재료의 표면을 마모시키기 위해 DRI 펠릿 또는 단괴가 서로 상호 작용하거나 스크린과 상호 작용하도록 DRI 재료를 교반하는 것으로 설명된다. DRI 재료의 텀블링은 더욱 상세하게 후술되는 바와 같이 DRI 재료를 교반하는, 예컨대 DRI 재료를 회전(rolling), 선회(turning) 또는 진동시키는 다양한 기술을 이용하여 달성될 수 있다.

도 1 내지 도 9를 대체로 참조하면, 처리된 DRI를 제조하기 위한 일괄 및 연속 시스템이 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, DRI 펠릿(14)은 텀블링 동안 DRI 펠릿(14)을 지지할 수 있는 스크린(12)을 갖는 회전 가능 챔버(10)로 전달될 수 있다. 스크린(12)은 회전 가능 챔버(10) 내에 배치되며 챔버(10)가 회전되는 동안 DRI 펠릿(14)을 지지하도록 구성된다. 일 예에서, 스크린(12)은 스크린 지지부(16)에 의해 회전 가능 챔버(10)에 고정될 수 있다. 스크린 지지부(16)는 챔버(10) 내의 소정의 위치에서 스크린(12)을 유지하기 위한 측방향 및 종방향 지지를 스크린에 제공할 수 있다. 도시된 바와 같이, 챔버(10)는 DRI 재료의 일괄 처리를 위해 구성되고 DRI 재료를 삽입 및 제거하기 위한 개방부를 가질 수 있다. 적절한 도어 또는 커버(도시 생략)가 챔버 내에 DRI 재료를 유지하고 미분 및 다른 미립자의 의도치 않은 방출을 억제하기 위해 작동 중 챔버를 폐쇄하는데 사용될 수 있다. 더욱 상세하게 후술되는 바와 같이, 진입 및 출구 개방부 모두를 갖도록 구성된 DRI 재료의 실질적으로 연속적인 처리를 위한 챔버를 포함하는 다른 챔버 형상도 본원에 개시된 방법 및 시스템과 함께 사용될 수 있다.

챔버(10)가 회전될 때, DRI 펠릿(14)은 챔버(10) 내의 스크린(12) 상에서 텀블링된다. DRI 펠릿(14)이 텀블링 됨에 따라, DRI 펠릿(14)은 서로 접촉하고 스크린(12)과 접촉한다. DRI 펠릿(14)의 텀블링은 펠릿(14)의 표면을 마모시킨다. 또한, 텀블링 공정은 불충분한 압축 강도를 갖는 DRI 펠릿이 파괴 또는 분해되게 할 수 있다. 이 방식에서, 텀블링 공정은 단지 DRI 재료의 표면을 마모시킬 뿐만 아니라 후속 공정 또는 운반 도중 파괴될 수 있는 약한 DRI 펠릿의 수를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 DRI 펠릿으로부터의 먼지 및 더 큰 미립자 물질을 포함하는 미분의 생성이 텀블링 시스템 내에서 집중될 수 있다. 또한, 후속 공정에서의 DRI 펠릿으로부터의 미분의 발생이 감소될 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, DRI를 제조하기 위한 시스템 및 방법의 다른 실시예가 도시된다. 회전 가능 챔버(10)는 챔버의 내부 표면에 걸쳐 펼쳐진 스크린(12)을 가질 수 있다. 또한, 챔버(10)는 내부 벽(20)을 가질 수 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 챔버(10)는 DRI가 챔버 내에서 텀블링되는 동안, DRI 펠릿(14)의 텀블링 중 발생되는 먼지 및 미립자 물질이 제거될 수 있는 개방부(24)를 가질 수 있다. 예컨대, 스크린 지지부(16)는 챔버(10) 및 스크린(12) 사이에 공간 또는 간극을 만들 수 있다. 텀블링 공정 동안 발생된 먼지 및 미립자는 스크린(12)의 개방부를 통과하여 챔버(10)와 스크린(12) 사이에 공간 또는 간극을 통해 챔버(10) 내의 개방부(24)로 이동할 수 있다. 챔버(10)가 회전할 때, 개방부(24)는 먼지 및 미립자가 챔버(10)를 빠져나가는 것을 허용한다. 정압(positive pressure) 또는 다른 수집 시스템이 인접한 플리넘 내에서 챔버를 빠져나가는 먼지 및 미립자를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 챔버(10)는 모터(도시 생략)에 의해 회전될 수 있으며 회전 속도는 제어 시스템(18)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 제어 시스템(18)은 정압 또는 다른 수집 시스템을 제어할 수 있으며, DRI로부터의 먼지 및 다른 미립자의 생성을 모니터링할 수 있다.

도 3을 참조하면, 챔버(10)는 탈출한 먼지 및 미립자를 가두도록 구성된 하우징 내에 배치될 수 있다. 하우징은 먼지 및 미립자가 수집될 수 있는 하우징 플로어(22)와, 먼지 및 미립자가 텀블링 공정 동안 하우징에서 제거될 수 있도록 구성된 출구(25)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하우징 플로어(22)는 출구(25)로의 먼지 및 미립자의 전달을 용이하게 하기 위해 경사질 수 있다.

전술된 방법 및 시스템의 실시예에서, DRI 펠릿은 시스템에 공급될 수 있으며 스크린 상에 지지될 수 있다. 작동 동안, 시스템은 스크린을 회전시켜서 DRI 펠릿을 서로에 대하여 그리고 스크린(12)에 대하여 텀블링시킨다. DRI 펠릿들의 상호작용 및 스크린과의 상호작용은 DRI 펠릿의 표면을 마모시킨다. 도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 본원에 개시된 방법 및 시스템과 함께 사용되는 스크린이 도시된다. 실질적으로 사각형 개방부(28)를 갖는 직사각형 스크린(26)은 도 4a에 도시된다. 스크린은 0.25 인치 이상의 직경을 갖는 DRI 재료를 보유하기 위해 1/4 메시일 수 있다. 1/8 메시와 같은 다른 크기의 스크린도 이용될 수 있다. 실질적으로 다이아몬드 형상 개방부(32)를 갖는 다른 스크린(30)이 도 4b에 도시된다.

스크린(30)의 단면이 도 4c에 도시된다. 단면에 도시된 바와 같이, 스크린은 적어도 상부 부분(34) 및 측면 부분(36)이 형성된 프로파일을 가질 수 있다. DRI 펠릿이 스크린 상에서 텀블링 될 때, 펠릿은 스크린(30)의 상부 부분(34)과 측면 부분(36)을 타격할 수 있다. 스크린 프로파일은 DRI 펠릿의 표면의 원하는 변경을 달성하기 위해 텀블링 도중에 필요에 따라 DRI 펠릿의 마모를 감소 또는 증가시키도록 선택될 수 있다.

텀블링의 시간 또는 지속 기간의 길이와 회전 속도는 DRI의 운반성을 실질적으로 개선하기 위해 충분한 압축 강도를 갖는 원하는 정도의 DRI 펠릿의 표면 변경을 달성하도록 선택될 수 있다. 실험은 다른 회전 속도(RPM) 및 체류 시간(분)을 이용하여 수행되었다. DRI 펠릿은 1/4 메시 스크린 상에서 텀블링되었으며, 1/4 메시 스크린을 통과한 발생된 먼지 및 미립자(전체적으로 발생된 미분)가 수집되어 무게가 측정되었다. 이러한 실험에서 발생된 미분의 중량 퍼센트가 아래 표에 도시된다.

상기 표에 도시된 바와 같이, 발생된 미분은 회전 속도 및 텀블링 시간 모두와 함께 증가하는 경향을 갖는다. 텀블링은 그 방법의 특정한 실시예에 따라서, 20 내지 50 rpm 또는 20 내지 40 rpm의 회전속도로 15분 또는 20분 동안 계속될 수 있다. 땅콩 쉘과 같은 연마 매체(grinding medium)가 이용될 수도 있지만, 그러한 매체는 필요하거나 바람직하지 않다.

이제 도 5을 참조하면, 진동 테이블(40)에 장착되는 용기(42) 내에 수용된 스크린(44), 예컨대 1/4 메시 스크린을 포함하고 길슨 스크린(38)이 도시된다. DRI 재료는 DRI 재료를 진동시켜 DRI 재료가 스크린 상에서 텀블링하도록 작동되는 진동 테이블(40) 및 스크린(44) 상에 배치될 수 있다. DRI 재료가 스크린(44) 상에서 텀블링할 때, DRI 재료의 표면은 이전에 논의된 바와 같이 마모될 수 있으며 약한 DRI 펠릿은 파괴될 수 있다. 스크린(44)의 DRI 재료를 텀블링하는데 요구되는 시간은 처리된 DRI의 표면에 대한 원하는 변경을 달성하도록 선택될 수 있다. 도시된 바와 같이, 용기(42)는 미분과 다른 미립자를 포획하기 위해 스크린(44) 아래로 연장한다. 다른 실시예에서, 용기는 스크린(44)을 둘러쌀 수 있거나 또는 분리 커버가 텀블링 작동 동안 발생된 먼지 및 다른 미립자 물질을 가두기 위해 시스템을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 처리된 DRI를 제조하는 방법은 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 챔버는 챔버 내에서 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며, 스크린 상에서의 DRI의 텀블링 도중 발생되는 미분을 수용하도록 구성되는 부분을 갖는, 챔버 조립 단계와, 챔버 내로 DRI를 전달하는 단계와 DRI의 표면을 마모시키기 위해 챔버 내의 스크린 상에서 DRI를 텀블링시키도록 챔버를 작동하는 단계를 포함할 수 있다.

처리된 DRI로부터 발생된 미분은 도 5에 도시된 바와 같은 길슨 스크린을 사용하여 측정될 수도 있다. DRI 재료는 DRI 재료를 걸러내도록 작동되는 진동 테이블 및 스크린(44) 상에 배치될 수 있어, 스크린(44)을 통과하는 미분으로부터 스크린(44)에 의해 보유되는 DRI 펠릿을 분리시킬 수 있다. 스크린(44)의 크기는 측정되는 미분의 크기에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 1/4 메시의 스크린이 더 큰 미분을 측정하는데 사용될 수 있으며, 28 메시 스크린이 더 작은 미분을 측정하는데 사용될 수 있다.

DRI를 제조하는 방법 및 시스템은 챔버가 회전하는 동안 DRI에서 제거되는 미분을 소개시키는 단계를 포함할 수 있다. 상술된 바와 같이, 진공 또는 다른 수집 시스템은 DRI에서 제거된 미분을 포획하거나 또는 소개시키기 위해 챔버(10)를 통하여 그리고 개방부(24)를 통해 정압을 제공하도록 구성될 수 있다. 미분은 챔버 외부에서 수집될 수도 있으며, 후속 공정을 위해 보관될 수도 있다. 일 실시예에서, 미분은 미국 특허 제4,076,520호에서 기술된 바와 같이 연탄(briquette)으로 다져질 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템은 텀블링 공정 동안 발생되는 미분의 양을 측정할 수 있다. 텀블링이 진행될 때, 발생되는 미분의 양은 DRI 펠릿의 표면이 매끄러워지고 약한 DRI 펠릿이 파괴됨에 따라 감소할 것으로 예상될 수 있다. 따라서, DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 시간 주기에 걸쳐 소개되는 미분의 양이 미리 결정된 경계값 미만으로 떨어질 때까지 챔버를 회전시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 대안적 실시예에서, 방법 및 시스템은 소정의 시간 주기, 예컨대, 적어도 10분 또는 적어도 15분 동안 챔버를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다. 챔버는 일정한 속도로 회전할 수 있거나, 회전 속도는 요구에 따라 텀블링 공정 도중 변경될 수 있다. 마찬가지로, 도 5에 도시된 시스템의 실시예에서, 진동 테이블은 요구에 따라 일정한 주기 및 진폭으로 또는 주기 및 진폭을 변경하면서 스크린을 진동하도록 구성될 수 있다. 체류 시간 및 작동 파라미터는 상기 방법 및 시스템의 특정 실시예와 함께 유용하고 경제적인 결과를 제공하기 위해 변경될 수 있다.

도 6 내지 도 9에 대체로 도시된 바와 같이, 처리된 DRI를 제조하기 위한 시스템의 다른 실시예가 실질적으로 연속적인 작동에서 DRI 재료를 처리하기 위해 도시된다. DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 회전 가능 챔버는 공급 단부와 출구 단부를 가지며 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부까지 회전 가능 챔버를 통해 이동할 때 텀블링 동안 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 텀블링 동안 DRI에서 제거된 미분이 챔버를 빠져나갈 수 있도록 적어도 하나의 개방부를 챔버를 따라 갖는 회전 가능 챔버 조립 단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법은 공급 단부를 통해 회전 가능 챔버로 DRI를 전달하고 DRI로부터 미분을 제거하면서 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부까지 챔버를 통해 이동하는 동안 챔버 내의 스크린 상에서 DRI를 텀블링시키도록 챔버를 회전시키는 단계와, 회전 가능 챔버의 출구 단부로부터 처리된 DRI를 제거하는 단계를 포함한다.

도 6을 참조하면, 공급 단부(56) 및 출구 또는 배출 단부(58)를 갖는 챔버(50)가 도시된다. 챔버(50)는 실질적으로 원통형이고, 챔버(50)의 길이를 따라 위치되는 하나 이상의 롤러(62) 상에 지지될 수 있다. 챔버(50)는 모터(64)에 의해 회전될 수 있고, 일 실시예에서, 모터(64)는 롤러(62) 중 하나와 관련되어 작동한다. 챔버(50)는 챔버의 내부 표면에 걸쳐 펼쳐진 스크린(54)을 갖는다. 전술된 바와 같이, 스크린(54)은 챔버(50)가 회전될 때 DRI 펠릿(52)을 지지하도록 구성된다. DRI 펠릿(52)은 공급 단부(56)에서 챔버(50)에 공급된다. DRI 펠릿(52)은 컨베이어, 트레이 또는 DRI 펠릿(52)을 챔버(50)의 공급 단부(56)로 전달하기에 적합한 다른 장치에 의해 공급될 수 있다.

챔버에 진입하는 DRI 펠릿(52)은 챔버(50)가 회전할 때 스크린(54) 상에서 텀블링된다. 챔버(50)가 회전함에 따라 DRI 펠릿(52)은 공급 단부(56)로부터 배출 단부(58)로 스크린(54) 상의 챔버(50)의 길이를 따라 이동한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 챔버(50)는 챔버가 회전할 때 DRI 펠릿(52)이 중력에 의해 공급 단부(56)로부터 배출 단부(58)로 가압되도록 경사부에 위치될 수 있다. 챔버(50)의 길이 및 각도(θ)는 원하는 체류 시간 및 챔버(50)의 회전속도에 따라 챔버(50)를 통과하는 DRI 펠릿(52)의 소정의 유량을 달성하도록 선택될 수 있다.

이제 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 처리된 DRI를 제조하기 위한 시스템 및 방법의 다른 실시예에서, 챔버(50)는 챔버(50)의 길이를 따라 DRI 펠릿(50)을 배출 단부(58)에 가압하도록 구성된 마루부(ridge) 또는 플라이트(55, flite)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 플라이트(55)는 챔버(50)가 회전할 때 DRI 펠릿이 배출 단부를 향하여 가압되도록 챔버(50)의 내부 벽의 길이를 따라 나선형 패턴을 형성할 수 있다. 챔버의 내부 표면에 걸쳐 펼쳐진 스크린(54)은 플라이트(55)들 사이에서 연장될 수 있다. 또한, 스크린(54)은 플라이트(55)에 걸쳐 펼쳐질 수 있다. 플라이트(55)는 도 7a에 도시된 바와 같이 챔버(50)의 벽에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 챔버(50)는 직경이 대략 여덟(8) 피트이고 대략 오십(50) 피트의 길이를 가질 수 있다. 플라이트(55)은 챔버(50)의 내부 벽에 용접될 수 있고 시스템은 적어도 시간당 250 톤의 DRI 재료를 처리할 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템은 시간당 적어도 350 톤의 DRI 재료를 처리할 수 있다.

또 다른 대안적 실시예에서, 플라이트(55)은 도 7b에 도시된 바와 같이 챔버(50) 내에 배치된 샤프트(57)에 부착될 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 챔버(50)와 샤프트(57)는 서로 독립적으로 회전될 수 있다. 또 다른 대안적 실시예에서, 마루부 또는 플라이트는 DRI 펠릿(52)의 유동을 지연 또는 방해하도록 구성될 수 있다. DRI 펠릿(52)의 유동을 지연 또는 방해하는 것은 챔버(50) 내에서 DRI 펠릿(52)의 체류 시간을 증가시킬 수 있다. 이 방식으로, 챔버(50)를 늘이지 않으면서도 체류 시간을 증가시킬 수 있다.

챔버(50)는 챔버 벽(66)을 가질 수 있다. 챔버 벽(66)은 텀블링 도중에 DRI로부터 제거된 미분이 챔버를 빠져나가는 것을 허용하기 위해 챔버(50)의 길이를 따라 이격된 복수의 개방부(68)를 도 8에 도시된 바와 같이 가질 수 있다. 챔버의 개방부(68)는 챔버의 길이를 따라, 또는 챔버의 주연부 주위에 전체적으로 또는 부분적으로 연장할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 개방부(68)는 챔버(50)의 길이를 따르는 몇몇 위치에서 주연부 주위에 부분적으로 연장한다. 챔버는 먼지 및 다른 미립자가 스크린을 통과할 수 있으며 개방부(68)를 통과하여 챔버를 빠져나가기 전에 챔버 벽(66)의 내부 표면 상에 수집될 수 있도록 구성된다. 상술된 바와 같이, 정압 또는 다른 수집 시스템은 개방부(68)를 통해 챔버로부터 먼지 및 미립자를 인출할 수 있으며, 연탄화(briquetting)와 같은 추가의 처리를 위해 미립자를 수집할 수 있다.

챔버(50) 내에 배치된 스크린(54)은 1/4 메시일 수 있거나, 또는 요구에 따라 다른 크기일 수도 있다. 또한, 스크린은 하나 이상의 메시 크기를 포함할 수 있다. 스크린(70)의 단면도가 도 9에 도시된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 스크린(70)은 다른 스크린 크기의 3개의 개별 부분을 포함하며, 제1 부분(72)은 1/4 메시 스크린이고, 제2 부분은 3/16 메시 스크린이고, 제3 부분은 1/8 메시 스크린이다. 스크린의 메시 크기가 공급 단부로부터 배출 단부까지 챔버의 길이를 따라 감소하도록, 스크린(70)은 도 6에 도시된 챔버(50)와 같은 챔버 내에 위치될 수 있다. 명확해지는 바와 같이, 스크린은 하나 이상의 개별 부분을 가질 수 있거나, 또는 요구에 따라 스크린의 길이를 따라 가변 메시 크기를 가질 수 있다. 챔버의 길이를 따라 메시 크기를 변경함으로써, DRI 펠릿의 표면의 실질적인 마모가 변경 및 제어될 수 있다. 예컨대, 공급 단부 근처에서, DRI 재료는 약한 펠릿 또는 불충분한 압축 강도를 갖는 펠릿을 포함할 수 있다. DRI 재료가 스크린 위의 텀블링하기 시작하면, 이러한 약한 펠릿은 파괴될 수 있다. 공급 단부 근처에 스크린은 이러한 파괴된 펠릿을 수용하기 위해, 1/4 메시와 같이 더 클 수도 있다. DRI 재료가 챔버(50)를 통해 전진함에 따라, 약한 펠릿의 수는 효과적으로 감소될 수 있다. 더 작은 메시 크기를 갖는 하나 이상의 스크린은 남아 있는 DRI 펠릿의 표면을 원하는 정도의 매끄러움으로 연마하는데 효과적일 수 있다. 더 작은 메시 크기는 DRI 펠릿이 스크린과 접촉하고 DRI 펠릿의 표면을 연마하는 더 많은 기회를 제공할 수 있다. 배출 단부 근처의 DRI 펠릿과 같이, 더 작은 메시 크기는 펠릿의 배출 전에 남아 있는 먼지 및 다른 미립자를 제거하기 위해 펠릿의 더욱 양호한 변경(finer modification)을 가능하게 할 수 있다. 명확해지는 바와 같이, 스크린의 프로파일은 또한 펠릿이 공급 단부로부터 배출 단부까지 챔버를 통해 이동할 때 DRI 펠릿의 처리의 효율성을 향상시키기 위해 챔버(50)의 길이를 따라 변경될 수 있다.

처리된 DRI 재료를 제조하는 방법 및 시스템에서, 비-산화 분위기(non-oxidizing atmosphere)가 제공될 수 있지만, 필수적인 것은 아니다. DRI 펠릿의 산화를 감소시키기 위해, 산소가 실질적으로 격감된 분위기가 DRI가 처리되고 있는 동안 챔버 내에 제공될 수 있다.

또한, DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 먼지 및 다른 미립자를 제거하기 위한 처리 후에 처리된 DRI에 오일을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 오일은 롤러에 의해 회전되는 처리된 DRI에 오일을 전달하도록 구성된, 도 10에 도시된 롤러 위에 위치되는 스프레이 노즐에 의해 가해질 수 있다. 일 실시예에서, 처리된 DRI에 가해지는 오일은 오일의 점성을 감소시키고 DRI 단괴의 공극으로의 오일의 침투를 증가시키고 DRI 재료의 코팅 효율을 높이기 위해 가열된다. DRI를 제조하는 방법 및 시스템은 또한 챔버의 하류에 롤러를 조립하는 단계로서, 상기 챔버는 상기 롤러의 회전에 의해 챔버로부터 제거되는 처리된 DRI를 회전시키도록 구성되는, 롤러 조립 단계와, 롤러 상에서 회전할 때 처리된 DRI에 오일을 전달하도록 구성되는 롤러 위에 스프레이 노즐을 위치시키는 단계를 포함한다.

이제 도 10 및 도 11을 참조하면, 오일을 DRI 재료에 가하는 방법 및 시스템의 실시예가 설명된다. 롤러 시스템(80)이 DRI 펠릿 또는 단괴를 회전시키고 DRI 재료(82)에 오일을 효과적으로 가하는 것을 촉진하도록 구성될 수 있다. 롤러 시스템(80)은 DRI 재료를 지지할 수 있는 복수의 롤러(86)에 DRI 재료(82)를 공급하는 공급 트레이(84)를 포함할 수 있다. DRI 재료(82)는 수집 상자(88)까지 롤러(86) 위에서 회전되거나 롤링될 수 있다. 대안적 실시예에서, DRI 재료는 컨베이어, 트레이, 또는 그것이 롤러에 의해 회전될 때 DRI를 분사하기 위해 후속 공정 또는 보관 위치로 DRI를 운반하기 위한 다른 적절한 장치에 제공될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 스프레이 노즐(90)은 롤러(86) 위에 배치될 수 있다. 스프레이 노즐(90)은 롤러 상에서 회전하는 처리된 DRI에 오일을 전달하기 위해 구성될 수 있다. 오일과 미분 회수 트레이(92)는 롤러(86)들 사이를 통과하는 임의의 미분 또는 오일을 포획하기 위해 롤러(86) 아래 위치될 수 있다. 오일 및 미분은 수집될 수 있고 미분은 여과되어서 오일은 재사용될 수 있다. 미분은 텀블링 공정 동안 수집된 미분들과 조합될 수 있으며 고온 연탄화(hot briquetting)와 같은 후속 공정에 사용될 수 있다. 수집된 오일은 코팅 시스템의 효율을 향상시키기 위해 반드시 필수적으로 여과될 수 있으며 재사용을 위해 재활용될 수 있다.

DRI 펠릿에 가해진 오일은 DRI 재료를 부동태화 하도록 선택될 수 있다. 오일은 DRI 재료를 실질적으로 코팅하여, 산소 및 수준에 대한 DRI의 노출을 감소시킨다. 산소와 수분에 대한 노출을 감소시킴으로써, 산화 및 수소 가스의 발생이 감소될 수 있다. 또한, 오일 코팅은 탈출 먼지(fugitive dust)를 보유하도록 작동할 수도 있어, 보관 또는 운반 동안 DRI가 연소할 가능성을 감소시킨다.

일 실시예에서, 오일은 광유일 수 있다. 추가적으로, 광유는 올레산과 혼합될 수 있다. 올레산은 수분에 대한 노출을 감소하는 데 도움이 되기 때문에, DRI 펠릿의 산화를 감소시킬 수 있다. 올레산 분자의 극성 말단은 DRI 펠릿의 표면에 부착될 수 있는 반면에, 올레산 분자의 선형 체인의 나머지는 DRI 펠릿 표면으로부터 멀어지도록 돌출된다. 이러한 유형의 표면 코팅은 소수성일 수 있으며 펠릿 표면이 수분을 반발하게 할 수 있다. 다른 오일과 혼합물이 DRI 재료를 부동태화 하기 위해 가해질 수도 있다. 일 실시예에서, DRI 재료를 광유와 올레산의 혼합물로 코팅하는 것은 대략 57%로부터 대략 29.1%까지 DRI 재료의 다공성을 감소시켰다.

도 11을 참조하면, 오일을 DRI 재료에 가하기 위한 방법 및 시스템의 다른 실시예가 도시된다. 도 11에 도시된 챔버(10)는 도 1에 도시된 것과 실질적으로 동일하지만, 스프레이 노즐(94)을 추가로 구비한다. 스프레이 노즐(94)은 DRI 재료가 텀블링하는 동안 스크린(12) 또는 DRI 펠릿(14)과 간섭하지 않도록 적절한 위치에서 챔버(10) 내에 위치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 시스템은 전술된 바와 같이 우선 DRI 펠릿을 텀블링시킬 수 있으며 이후에 펠릿을 챔버(10)로부터 제거하지 않고 오일을 DRI 펠릿에 가할 수 있다. 또한, 시스템은 오일이 가해지고 있는 동안 챔버 내에서 DRI 펠릿을 텀블링 시킬 수 있다. DRI 펠릿을 텀블링 시키는 것은 DRI 재료의 표면에 대한 오일의 보급정도(coverage)를 향상시킬 수 있다. 또한, 챔버(10)는 코팅 작업의 효율을 향상시키기 위해 모든 초과 오일을 수집 및 재활용하도록 구성될 수 있다.

또한, DRI를 제조하기 위한 방법 및 시스템은 DRI의 압축 강도를 증가시키도록 된 재료를 처리된 그리고 오일이 가해진 DRI에 가하는 단계를 포함할 수 있다. 가해진 재료는 유기 또는 무기 결합제일 수 있다. DRI 재료의 압축 강도를 증가시키기 위해 결합제와 같은 코팅 재료를 가하는 것은 운반 도중 DRI 펠릿의 파손을 감소시킬 수 있다. 일 예에서는, 석회석 결합제가 사용될 수 있다. 석회석은 제강 작업에 종종 사용된다. DRI 재료와 함께 석회석 결합제를 사용함으로써, DRI의 압축 강도가 운반을 위해 향상될 수 있고 제강 작업 동안 추가적으로 석회석을 추가할 필요는 감소될 수 있다.

이제 도 12 및 도 13을 참조하면, DRI 펠릿의 표면의 현미경사진은 도시된다. 처리 전의 DRI 펠릿의 표면은 30x 및 160x 배율로 도 11a 및 도 11b에 도시된다. 본원 발명에 따른 처리 후 DRI 펠릿의 표면은 역시 30x 및 160x 배율로 도 12a 및 도 12b에 도시된다. 현미경사진의 비교로부터 명확해지는 바와 같이, 처리된 DRI 펠릿의 표면은 처리되지 않은 DRI 펠릿의 표면보다 실질적으로 더욱 균일하다. 이러한 현미경사진에 도시된 바와 같이, 원래 형성된 DRI 펠릿의 표면은 실질적으로 거칠거나 불균일할 수 있다. 보관과 운반 동안, 거친 표면은 DRI 펠릿이 서로에 대해 그리고 보관 또는 운반 설비의 표면과 접촉함에 따라 침식되어 먼지, 미립자 및 다른 미분을 발생시킬 수 있다. 전술되었던 처리된 DRI를 제조하기 위한 시스템 및 방법은 먼지, 미립자 및 다른 미분을 제거하기 위해 DRI 펠릿의 거친 표면을 마모할 수 있다. 그 결과, 보관 및 운반 중, 본원 발명에 따라서 제조된 처리된 DRI 펠릿은 실질적으로 적의 미분을 생성하지 않으며 연소의 위험을 감소시킨다.

도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, DRI 펠릿의 다양한 샘플에 대한 먼지, 미립자 및 다른 미분의 발생이 설명된다. DRI의 주어진 샘플로부터의 먼지, 미립자 및 다른 미분 양은 전술된 바와 같이 도 1에 도시된 바와 같은 드럼 내에서 DRI를 텀블링함으로써 측정될 수 있다. 미분은 미립자 크기에 따라 분류 및 구분될 수 있다. 단지 설명을 목적으로, "미립자"는 1/4 메시 스크린을 통과하는 미분일 수 있으며 28 메시 스크린에 의해 보유되는 것으로 분류될 수 있으며, 스크리닝된 전체 재료의 중량 퍼센트로 측정될 수 있다(% -1/4" +28M). "먼지"는 28 메시 스크린을 통과한 미분일 수 있고, 스크리닝된 전체 재료의 중량 퍼센트로 측정될 수 있다(% -28M). 먼지, 미립자 또는 다른 미분을 조성하지 않는 DRI 재료로서, 1/4 메시 스크린 상에 보유되는 재료는 스크리닝된 전체 재료의 중량 퍼센트로 측정될 수 있다(%+1/4"). 명확해지는 바와 같이, 임의의 스크린 크기가 선택될 수 있으며, 본원에 개시된 크기는 단지 설명을 위한 것이다.

점진적 텀블 결과의 도표(110)가 도 14에 도시된다. 도표(110)는 텀블 드럼 내에서의 선택된 수의 회전 후 1/4 메시 스크린 상에 보유된 DRI 재료의 퍼센트를 도시하며, 이는 ISO 텀블 인덱스를 결정하는데 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 회전의 수가 증가함에 따라 1/4 메시 스크린 상에 보유된 DRI 재료의 퍼센트가 감소되며, 이는 먼지, 미립자 및 다른 미분의 발생을 나타낸다. 트리니다드(111)로부터 그리고 미국(112)으로부터의 처리되지 않은 DRI가 텀블 시험에 의해 발생된 미분의 양을 위한 상대적 베이스라인을 결정하기 위해 측정되었다. 미분의 발생은 DRI 재료가 라인(113)에 의해 도시된 바와 같이 도 5에 도시된 길슨 스크린 상에서 삼십(30) 분 동안 처리된 후에 감소되는 것으로 발견되었다. 유사하게, 광유(114)로 DRI 재료를 처리하는 것은 베이스라인 샘플에 비해 거의 미분을 생성하지 않았다. 볼 밀(115) 내에서의 삼십(30)분 처리는 미분 발생에 있어서 광유(114)보다 덜 효과적인 것으로 발견되었다. 본원 발명에 따라서 처리된 DRI의 결과는 라인(116)과 라인(117)에 도시된다. 라인(116)은 1/4 메시 스크린상에 보유되는 DRI 재료의 양이 36 RPM에서 삼십(30)분 동안 텀블링된 DRI 재료에 대해 대략 98.5%까지 향상된 것을 보여준다. 유사하게, 라인(117)은 1/4 메시 스크린상에 보유되는 DRI 재료의 양이 전술된 바와 같이 광유로 처리되고 27 RPM에서 삼십(30)분 동안 텀블링된 DRI 재료에 대해 대략 98.7%까지 향상된 것을 보여준다. 도시된 바와 같이, 본원에 개시된 방법은 스크린 위에서 DRI 재료를 텀블링시켜서 DRI 재료로부터 제거하는 먼지, 미립자 및 다른 미분을 제거함으로써 발생되는 미분의 양을 감소시킬 수 있다.

얻어진 미분의 감소를 추가로 도시하기 위해, 도 15는 처리되지 않은 DRI 재료(121)의 샘플 및 광유로 처리된 DRI 재료(122)의 샘플로부터 발생되는, 1/4 메시 스크린을 통과하지만 28 메시 스크린에 의해 보유되는 미립자, 미분의 비교를 도시한다. 도시된 바와 같이, 텀블 드럼 내에서의 200 회전 후 발생된 미립자의 양은 대략 1.8%로부터 대략 1.3%로 감소된다.

도 16은 처리되지 않은 DRI 재료(131)의 샘플과 광유로 처리된 DRI 재료(132)의 샘플에서 발생된, 28 메시 스크린을 통과한 먼지, 미분의 비교를 도시한다. 도시된 바와 같이, 텀블 드럼 내에서의 200 회전 후 발생된 먼지의 양은 대략 0.8%로부터 대략 0.15%로 감소된다.

도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 표면 조도(surface roughness)가 감소된 DRI 재료가 도시된다. DRI 펠릿과 같은, DRI 재료의 표면 조도는 텐코 P10 프로필로미터(Tencor P10 Profilometer) 또는 다른 표면 프로파일링 설비와 같은 첨필 프로필로미터(stylus profilometer)에 의해 측정될 수 있으며 산술적 평균 표면 조도 또는 "Ra"에 의해 측량될 수 있다. 표면 조도가 감소된 DRI 재료는 1.5 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는 DRI 재료를 생산하도록 전술된 방법 및 시스템을 사용하여 생산될 수 있다. 다른 실시예에서, DRI 재료는 1.0 ㎛ 미만 또는 0.75 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. DRI 재료의 표면의 조도를 감소시킴으로써, 미분의 후속하는 생성이 운반 또는 DRI 재료의 이후 공정 동안 크게 감소된다는 것을 알 수 있다. 미립자의 발생의 감소는 DRI 재료의 자연 발화 특성을 감소시켜서 더 안정적이고 더 안전한 제품을 제공한다.

일 실험에서, 평균 표면 조도(Ra)는 처리되지 않은 DRI 펠릿의 샘플 및 본원 발명에 따른 처리 후의 DRI 펠릿의 샘플에 대해 측정되었다. 하기 표에 도시된 바와 같이, 처리되지 않은 DRI 펠릿의 표면 조도, ㎛ 단위의 Ra 값은 처리된 DRI 펠릿의 표면 조도보다 상당히 크다.

감소된 표면 조도는 도 17 및 도 18을 참조하여 추가 도시될 수 있다. 처리되지 않은 DRI 펠릿의 표면은 텐코 P10 프로필로미터를 이용하여 프로파일링되었으며 측정된 표면 프로파일은 도 17에서 도시된다. 도시된 바와 같이, 처리되지 않은 DRI 펠릿은 상당히 불규칙한 표면을 갖는다. 이 도면에서, Z-축은 -60 ㎛ 내지 +20 ㎛ 범위를 반영하고 실질적인 진동이 이러한 범위 내에 있는 펠릿 표면이 도시된다. 대조적으로, 도 18은 본원 발명에 따른 처리된 DRI 펠릿에 대한 비교 이미지이다. 도시된 바와 같이, 표면 불규칙성은 크게 감소되었다. 도 18에 대한 Z-축 스케일은 사용된 그래픽 소프트웨어에 의해 표시되기에는 너무 작았으며, 이는 얻어진 표면의 조도가 크게 감소했다는 것을 나타낸다.

상기된 바와 같이, 펠릿과 같은 DRI 재료의 표면 조도는 첨필 프로필로미터 또는 다른 프로파일링 설비에 의해 측정될 수 있다. 그와 같은 설비를 이용할 때, 표면 조도의 정확한 측정을 획득하기 위해 DRI 펠릿의 곡률에 대한 보정이 필요할 수도 있다. 라운딩된 또는 불규칙한 형상의 대상물에 대해 표면 조도를 측정하기 위한 다양한 기술이 본 기술분야에 공지되어 있다. 일 예에서, 표면 조도 측정은 펠릿의 실질적으로 평평한 부분에서 수행될 수 있다. 대안적으로, 도 19a 내지 도 19c를 참조하여 기술된 바와 같이, 조도 계산은 펠릿 형상의 불규칙성을 보정하면서 수행될 수 있다. 도 19a에서, 라인(A)은 처리되지 않은 DRI 펠릿의 미가공 측정(raw measurement)을 나타낸다; 라인(B)은 펠릿의 산출된 불규칙성을 나타낸다; 그리고 라인(C)은 계산된 불규칙성을 보정한 후 처리되지 않은 펠릿에 대한 조정된 측정을 나타낸다. 도 19b에서, 라인(D)은 처리되지 않은 DRI 펠릿의 미가공 측정을 나타낸다; 그리고 라인(E)은 본원 발명의 처리된 DRI 펠릿의 미가공 측정을 나타낸다. 마지막으로, 도 19c에서, 라인(F)은 처리되지 않은 DRI 펠릿의 조정된 측정을 나타낸다; 그리고 라인(G)은 처리된 DRI 펠릿의 조정된 측정을 나타내는데, 각각은 시험되는 DRI 펠릿의 일반적 형상에 대해 보정되도록 변경되었다. 도 19c로부터 명확해지는 바와 같이, 처리된 DRI 펠릿은 미처리된 펠릿보다 상당히 적은 표면 조도를 갖는다. 또한, 본 기술 분야에 공지된 다른 측정 기술 및 처리 도구가 DRI 펠릿의 평균 표면 조도(Ra) 값을 획득하기 위해 사용될 수도 있다.

전술된 바로부터 명확해지는 바와 같이, 처리된 DRI 재료는 1.5 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 대안적 실시예에서, 처리된 DRI 재료는 1.0 ㎛ 미만 또는 0.75 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 가질 수 있다. 처리된 DRI 재료는 펠릿을 포함할 수 있고, 200 회전 후 98.5%+1/4보다 큰 텀블 인덱스를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 처리된 DRI 재료는 오일로 코팅될 수 있고 오일은 광유 및 올레산을 포함할 수 있다. DRI 재료를 오일로 처리하는 것은 운반 중 물에 대한 노출로부터 DRI 재료를 보호함으로써 산화를 감소시킬 수 있다. 또한, 처리된 DRI 재료는 DRI 재료의 압축 강도를 증가시키기 위해, 석회석과 같은 결합제를 포함할 수 있다.

1.5 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는 전술된 처리된 DRI 재료는, 공급 단부 및 출구 단부를 가지며 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부까지 회전 가능 챔버를 통해 이동할 때 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 텀블링 도중 DRI로부터 제거된 미분이 챔버를 빠져나갈 수 있게 하는 적어도 하나의 개방부를 챔버를 따라 갖는 회전 가능 챔버를 조립하는 단계와, 공급 단부를 통해 회전 가능 챔버로 DRI를 전달하고 DRI가 공급 단부로부터 챔버를 통해 이동하는 동안 챔버 내의 스크린 상에서 DR?를 텀블링 시키기 위해 챔버를 회전시키는 단계에 의해 제조될 수 있다.

특정한 실시예가 기술되었지만, 다양한 변화가 이루어질 수 있고, 등가물이 대체될 수 있으며, 변경이 본원 발명의 범주 내에서 본원의 기술에 대한 특정한 상황 또는 재료를 변경하도록 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims

처리된 DRI를 제조하는 방법이며,
a. 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 챔버는 챔버 내에서 텀블링 동안 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며, 텀블링 동안 미분이 챔버를 빠져나가는 것을 허용하도록 구성된 적어도 하나의 개방부를 챔버 내에 구비하는, 회전 가능 챔버 조립 단계와,
b. 회전 가능 챔버 내로 DRI를 전달하고, DRI로부터 미분을 제거하기 위해 챔버 내의 스크린 상에서 DRI를 텀블링시키기 위해 챔버를 회전시키는 단계를 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제1항에 있어서,
스크린은 1/8 메시와 1/4 메시 사이의 메시 크기를 갖는
처리된 DRI 제조 방법.
제1항에 있어서,
c. 챔버의 회전 동안 회전 가능 챔버 내에 적어도 하나의 개방부를 통해 DRI로부터 제거된 미분을 소개시키는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제1항에 있어서,
DRI는 챔버 내에서 적어도 10분의 체류 시간 동안 분당 20 회전과 40 회전 사이로 회전 가능 챔버 내에서 텀블링되는
처리된 DRI 제조 방법.
제1항에 있어서,
c. DRI를 회전시키도록 구성된 회전 가능 챔버의 하류에 회전 가능 롤러를 조립하는 단계와 롤러 상에서 회전하는 처리된 DRI에 오일을 가하는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제5항에 있어서,
d. 롤러 상에서 회전하는 처리된 DRI에 오일을 전달하도록 구성된 스프레이 노즐을 롤러 위에 위치시키는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제5항에 있어서,
오일은 광유를 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제5항에 있어서,
오일은 올레산을 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제5항에 있어서,
오일은 처리된 DRI로의 전달 전에 가열되는
처리된 DRI 제조 방법.
제5항에 있어서,
e. DRI의 압축 강도를 증가시키기 위해 구성된 재료를 처리된 그리고 오일이 가해진 DRI에 가하는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제10항에 있어서,
재료는 석회석을 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
처리된 DRI를 제조하는 방법이며,
a. 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 회전 가능 챔버는 공급 단부 및 출구 단부를 가지며 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부까지 회전 챔버를 통해 이동할 때 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 텀블링 도중 DRI로부터 제거된 미분이 챔버를 빠져나가는 것을 허용하도록 챔버를 따라 적어도 하나의 개방부를 갖는, 회전 가능 챔버 조립 단계와,
b. 공급 단부를 통해 회전 가능 챔버로 DRI를 전달하고, DRI로부터 미분을 제거하면서 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부로 챔버를 통해 이동하는 동안 챔버 내의 스크린 상에서 DRI를 텀블링 시키기 위해 챔버를 회전시키는 단계와,
c. 회전 가능 챔버의 배출 단부로부터 처리된 DRI를 제거하는 단계를 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제12항에 있어서,
스크린이 1/8 메시와 1/4 메시 사이의 메시 크기를 갖는
처리된 DRI 제조 방법.
제12항에 있어서,
챔버는 배출 단부를 향해 챔버의 길이를 따라 DRI를 가압하도록 구성된 나선형 플라이트를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제12항에 있어서,
d. 챔버의 회전 동안 회전 가능 챔버 내에 개방부를 통해 DRI로부터 제거된 미분을 소개시키는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제12항에 있어서,
DRI는 챔버 내에서 적어도 10분의 체류 시간 동안 분당 20 회전과 40 회전 사이로 회전 가능 챔버 내에서 텀블링되는
처리된 DRI 제조 방법.
제12항에 있어서,
d. DRI를 회전시키도록 구성된 회전 가능 챔버의 하류에 회전 가능 롤러를 조립하는 단계와 롤러 상에서 회전하는 처리된 DRI에 오일을 가하는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제17항에 있어서,
e. 롤러 상에서 회전하는 처리된 DRI에 오일을 전달하도록 구성된 롤러 위에 스프레이 노즐을 위치시키는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제17항에 있어서,
오일은 광유를 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제17항에 있어서,
오일은 올레산을 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제17항에 있어서,
오일은 처리된 DRI로의 전달 전에 가열되는
처리된 DRI 제조 방법.
제17항에 있어서,
e. DRI의 압축 강도를 증가시키기 위해 구성된 재료를 처리된 그리고 오일이 가해진 DRI에 가하는 단계를 더 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
제22항에 있어서,
재료는 석회석을 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.
1.5 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는 처리된 DRI 재료.
제24항에 있어서,
DRI 재료는 1.25 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는
처리된 DRI 재료.
제24항에 있어서,
DRI 재료는 1.0 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는
처리된 DRI 재료.
제24항에 있어서,
DRI 재료는 0.75 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는
처리된 DRI 재료.
제24항에 있어서,
DRI 재료는 펠릿을 포함하는
처리된 DRI 재료.
제24항에 있어서,
DRI 재료는 200 회전 후 98.5%+1/4보다 큰 텀블 인덱스를 갖는
처리된 DRI 재료.
제24항에 있어서,
DRI 재료는 오일로 코팅되는
처리된 DRI 재료.
제30항에 있어서,
오일은 광유 및 올레산을 포함하는
처리된 DRI 재료.
제24항에 있어서,
DRI 재료는 DRI 재료의 압축 강도를 증가시키기 위해 결합제를 포함하는
처리된 DRI 재료.
제32항에 있어서,
결합제는 석회석을 포함하는
처리된 DRI 재료.
1.5 ㎛ 미만의 평균 표면 조도(Ra)를 갖는 처리된 DRI 재료이며,
a. 회전 가능 챔버를 조립하는 단계로서, 상기 회전 가능 챔버는 공급 단부 및 출구 단부를 가지며 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부까지 회전 챔버를 통해 이동할 때 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 텀블링 도중 DRI로부터 제거된 미분이 챔버를 빠져나가는 것을 허용하도록 챔버를 따라 적어도 하나의 개방부를 갖는, 회전 가능 챔버 조립 단계와,
b. 공급 단부를 통해 회전 가능 챔버로 DRI를 전달하고, DRI로부터 미분을 제거하면서 DRI가 공급 단부로부터 출구 단부로 챔버를 통해 이동하는 동안 챔버 내의 스크린 상에서 DRI를 텀블링 시키기 위해 챔버를 회전시키는 단계와,
c. 회전 가능 챔버의 배출 단부로부터 처리된 DRI를 제거하는 단계에 의해 제조되는
처리된 DRI 재료.
제34항에 있어서,
DRI 재료는 200 회전 후 98.5%+1/4보다 큰 텀블 인덱스를 갖는
처리된 DRI 재료.
제34항에 있어서,
d. DRI 재료에 오일을 가하는 단계에 의해 추가로 제조되는
처리된 DRI 재료.
제36항에 있어서,
오일은 광유 및 올레산을 포함하는
처리된 DRI 재료.
제34항에 있어서,
e. DRI 재료의 압축 강도를 증가시키기 위해 DRI 재료에 결합제를 가하는 단계에 의해 추가로 제조되는
처리된 DRI 재료.
제38항에 있어서,
결합제는 석회석을 포함하는
처리된 DRI 재료.
처리된 DRI를 제조하는 방법이며,
챔버를 조립하는 단계로서, 상기 챔버는 챔버 내에서 텀블링 도중 DRI를 지지할 수 있는 내부 스크린을 가지며 스크린 상에서 DRI의 텀블링 도중 발생되는 미분을 수용하도록 구성되는 상자를 갖는, 챔버 조립 단계와,
챔버 내로 DRI를 전달하고, DRI의 표면을 마모하기 위해 챔버 내에서 스크린 상의 DRI를 텀블링시키도록 챔버를 작동시키는 단계를 포함하는
처리된 DRI 제조 방법.