KR101143334B1 - 용광로에서의 철 생산율 증가방법 - Google Patents

용광로에서의 철 생산율 증가방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서 철 생산율을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 당해 방법은 충전될 철 함유 물질을 미립자 물질의 분산액의 슬래그 개질 유효량과 접촉시킴을 포함하는데, 당해 접촉 공정은 응집물이 용광로 공정을 거치기 전에 수행한다.
용광로, 철 생산율, 슬래그 개질, 클러스터 감소

Description

용광로에서의 철 생산율 증가방법{Method to improve iron production rate in a blast furnace}
본 발명은 청구항 1의 전문에 따른 용광로에서의 철 생산율의 증가방법에 관한 것이다.
발명의 배경
본 발명은 일반적으로 용광로 축에 존재하는 용광로 기체와 광물 사이의 반응에 관한 것이고, 용융 슬래그의 형성에 관련된 광물의 분포에 관한 것이다. 또한, 철광석 응집물의 취급 및 수송에서 분진 억제에 관련된 인자에 관한 것이다.
산화철 펠릿을 일반적으로 단독으로 또는 천연 광석 덩어리와 함께 사용되거나, 용광로에서 철 단위로서 소결한다. 약 1000℃ 초과의 노(furnace)의 고온 영역에서, 산화철에서 금속성 철로의 환원은 급격하게 가속화된다. 이러한 급격한 환원 단계 동안 철광석 응집물은 철-철 소결 또는 저융점 표면 슬래그의 형성으로 인해 클러스터화할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 온도를 추가로 증가시킴에 따라, 응집물 중 슬래그 형성 물질은 용융하기 시작하고 결국 응집물로부터 침출된다. 1차 슬래그는 천연 상태에서 산성인 경향이 있다. 이러한 소위 1차 슬래그는 환원 기체 또는 탄소과 접촉하여 환원되는 잔류물 FeO를 포함한다. 철을 탄소와 접촉하여 탄소처리하고 용융시킨다. 1차 공정에서 형성된 슬래그는 적재물 중 다른 덩어리 슬래그 형성물과 반응되어 2차 슬래그를 형성한 다음, 마지막에 잔여물 코크 재와 반응되어 노로부터 탭핑(tapping)되는 최종 슬래그를 형성한다. 슬래그 및 철의 용융 및 탄소처리를 포함하는 이러한 용융 공정은 노의 용융 영역 및 송풍구의 안정성에 크게 영향을 미치고, 기체 유동에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 당해 공정을 통해 유동 슬래그를 유지하는 것은 안정한 작동에 중요하다. 이는 특히 당해 광석층에서 2차 슬래그의 염기도가 높을 수록 1차 슬래그 및 2차 슬래그의 용융 온도 차가 극심하게 될 위험성이 높기 때문에 매우 낮은 슬래그 용적을 갖는 노 작동에 중요하다. 몇몇의 경우, FeO의 흡열 환원 및 철의 용융으로 인해, 슬래그는 재결빙되어 광석 층을 통한 기체 유동을 방해하고 추가의 환원 및 용융을 지연시킬 수 있다. 슬래그 형성물의 분포를 개선시켜 슬래그 용융 온도의 극심한 차이를 감소시킨다.
매우 고온의 송풍구 및 노에서, 충전 물질과 함께 도입되는 약간의 알칼리(칼륨 및 나트륨)는 축의 기체와 환원되고 증발되고 상승된다. 알칼리를 상승시킴으로서, 알칼리는 먼저 알칼리를 포획하는 것으로 널리 공지된 적재물 중 산 성분과 반응한다. 산 성분에 포획되지 않은 알칼리는 계속하여 상승되고, 카보네이트 및 시아나이드로서 침착된다. 이들 침착물은 비계(scaffolding), 현수(hanging)를 야기하는 것으로 공지되어 있고, 또한 노의 내화 내층과 반응한다. 또한, 환원 기체 중 알칼리의 존재는, 충전된 층에서 침투성 문제를 일으키는 코크 및 철광석 응집물의 열화를 야기하는 것으로 보고된다. 알칼리 순환의 정도 및 알칼리의 존재 하에 코크 제1철 적재물의 거동은 용광로 작동에 관한 지속적인 근원이다.
광석의 클러스터화 현상, 열악한 슬래그 형성 및 용융 거동 및 알칼리 순환은 보다 높은 용광로 연료 속도를 필요로 하여 덜 효율적인 기체-고체 접촉, 불안정한 적재량 감소 및 불안정한 가열 금속 품질을 야기하고, 이에 따라 생산성을 감소시킨다.
수개의 광물학 인자가 이들 거동에 영향을 주는 것으로 이해된다. 다음 거동을 임의로 개선시키는 것은 용광로 공정을 개선시키고, 용광로 생산성 및 효율성을 증가시킬 수 있다.
첫번째로, 산 물질-즉 실리카 또는 알루미나 상당량을 포함하는 물질을 알칼리와 격렬하게 반응시켜 카보네이트 또는 시아나이드보다 안정한 형태로 결합시킨다. 카보네이트 또는 시아나이드 형태의 알칼리 순환은 축에 침착되어 기체 유동을 방해하고, 이는 비계를 야기하여 벽위에 광석 층의 클러스터를 형성하고, 코크 또는 응집물과 반응하여 열화를 일으킨다. 자갈형태의 실리카의 첨가는, 예를 들면, 최종 탭핑된 슬래그 조성물을 조절하는데 효율적이다. 그러나, 일반적으로 +6mm로 충전된 이러한 자갈과 같은 입자 크기는 기체-고체 반응 표면적을 보다 좁게 한다. 벌크 부가제의 좁은 표면적 때문에, 알칼리와의 반응이 최대화되지 않는다.
두번째로, 응집물이 융용되기 시작하는 경우, 산성 슬래그는 철광석 응집물로부터 가장 먼저 유동된다. 당해 슬래그는 전형적으로 미립자 크기가 6mm 초과인 덩어리 석회석, 전환자 슬래그, 백운석 또는 감람석과 같은 벌크 고체로서 가할 수 있는 CaO 및 MgO와 같은 망상분쇄되는 옥사이드에 의한 유동을 요구한다. 그러나, 유동 입자의 불균질 분포 때문에, 극심한 슬래그 조성물이 존재하면 고점도 슬래그를 발생시켜 기체 유동을 방해하고 잠재적으로 펠릿의 클러스터화를 야기하거나, 최악적 경우, 슬래그를 결빙시켜 극심한 기체의 채널링(channelling) 및 현수를 야기할 수 있다.
세번째로, 철의 고체-상태 소결 또는 저융점 표면 슬래그로 인한 철광석 응집물의 클러스터화는 응집물 사이의 접촉점에서 고융점 광물 층의 적용에 의해 완화될 수 있다. 클러스터화는 DR 펠릿 표면에 고융점 광물을 적용하여 DR 공정에서 감소된다.
노의 화학적 거동에 관련되지 않은 최종 고려 사항은 수송에서 분진 발생을 최소화하는데 전형적으로 사용되는 물 분무이다. 펠릿 중 수분은 용광로 상부 기체 온도를 감소시키기 때문에 피해야 하고, 몇몇의 경우 보다 많은 연료를 요구하고 이에 따라 용광로 생산성을 감소시킨다. 분진 억제는 또한 용광로 기체와 함께 배출되는 분진이 회수되고 처리되어야 하기 때문에 용광로 공정에서 중요하다. 통상적으로 연진으로 언급되는 이러한 분진은 철 단위를 손실시키고 처리 또는 재생에 고비용이 들게 한다. 또한, 수송 중 분진발생의 감소는 철 단위 손실을 감소시키고, 용광로 철 제조의 환경적 측면을 개선시킨다.
미국 특허 제4,350,523호에는 용광로에 사용되는 철광석 펠릿이 용광로 공정에서 코크 및 연료 속도, 및 또한 슬립(slip)의 빈도 및 변이를 감소시키는 것으로 기재되어 있다. 당해 문헌에 따르면, 고온 영역에서의 펠릿의 환원(소위 환원의 지연)은 개별적인 펠릿의 공극률 및 기공 직경을 증가시켜 개선된다. 당해 펠릿은 펠릿을 소결하기 전 펠릿화 공정 동안 가연성 물질을 당해 펠릿에 부가하여 제조한다.
러시아 특허 제173 721호에는 환원 단위의 상부에서 펠릿의 유리 및 파괴 문제 및 노 축의 가운데 및 하부에서 금속성 철의 집중적인 형성 동안 펠릿의 점착성 문제가 기재되어 있다. 당해 문헌의 교시에 따라, 이러한 문제점은 소결직전 미가공 펠릿에 CaO 및/또는 MgO 피복 물질을 적용하여 감소된다. 표면 층의 염기도를 변화시켜, 당해 펠릿의 환원 특성을 개선시킨다.
용광로 효율성 및 생산성이 다양한 방법으로 꾸준히 개선되어 왔지만, 당해 공정은 보다 더 개선될 수 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 소결된 펠릿 환원성 또는 환원 분해 특성을 변화시키지 않으면서 연료 효율성 및 안정성을 증가시켜 생산율을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다. 당해 방법은 개선된 슬래그 형성 및 용융 거동, 철광석 응집물의 클러스터화 정도의 감소, 및 용광로에서 알칼리 순환의 감소 또는 개질을 통해 기체의 채널링(channeling), 슬립핑(slipping)의 양 및 분진 형성을 감소시키는 개선방법을 제공한다.
따라서, 본원에 제시된 발전 및 제안은 놀랍게도 용광로에서의 효율성 및 생산율을 증가시키는 것으로 나타났다.
발명의 요약
본 발명은 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서 충전될 철 함유 물질을 미립 자 물질의 분산액의 슬래그 개질 유효량과 접촉시킴을 포함하는, 철 생산율을 증가시키는 방법에 관한 것이고, 당해 접촉 공정은 용광로 공정 전에 수행된다. 용광로에 즉시 충전되는 펠릿과 같은 물질을 포함하는 피복 철은 미가공 펠릿에 피복물을 적용하는 것과 비교하여 다수의 이익을 제공한다. 소결된 펠릿을 피복하는 것의 이점은 펠릿의 기본적인 특징이 피복 과정에서 변화되지 않고, 이에 따라 임의의 피복 물질을 펠릿의 강도 또는 환원성의 변화 없이 사용할 수 있다. 소결된 펠릿을 피복하는 것의 두번째 이점은 피복 물질이 용광로에 도입되어 광물학적으로 변화되지 않으면서, 반응을 위한 보다 큰 표면적을 갖게 되어 목적하는 기체-고체 반응을 촉진된다.
슬래그 개질에 유효한 미립자 물질은 하소 석회, 석회석 및 백운석을 포함하는 석회 함유 물질; 마그네사이트, 감람석, 사문석 및 페리클레이스를 포함하는 마그네슘 함유 물질; 보크사이트, 보크사이트성 점토, 카올리나이트, 카올리나이트성 점토, 멀라이트, 강옥, 벤토나이트, 규선석 및 내화 점토를 포함하는 알루미늄 함유 물질; 규암 또는 임의의 실리카 광물을 포함하는 실리카 함유 물질; 산화바륨을 포함하는 옥사이드 함유 물질; 및 티탄철광 또는 금홍석과 같은 다른 전형적인 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 미립자 물질은 1000℃ 초과의 온도까지 고체인 물질 (예를 들어, 하소 석회 (CaO))이거나, 가열하는 경우, 1000℃ 초과의 온도까지 고체 상을 형성하는 것(예를 들어, 석회석 (CaCO3))이다.
소결된 용광로 펠릿을 피복하는 것은 하중 입구(loading port)에서의 하중과 같이 환경적으로 민감한 분진을 야기하는 제1 취급 전이 바람직하다. 피복은 또한 (소결 후 또는 직후) 용광로로 충전시키기 전에만 수행될 수 있다.
피복 혼합물의 일부는 표면에 경화되어 입자 위에 당해 피복 혼합물을 유지 시킬 수 있는 점토와 같은 결합제 물질 또는 시멘트 형태의 물질일 수 있다.
용광로 공정에서 알칼리 순환을 감소시키거나, 철광석 펠릿의 슬래그 용융 거동을 개선시키기 위해, 본 발명의 발명자들은 반응성 광물 표면적을 최대화하고 슬래그 형성물 분산을 개선시킬 수 있는 방법을 광범위하게 연구하였다. 이러한 최대화는 소결된 펠릿의 표면에 다양한 광물의 피복물을 분산시켜 수행하였다. 수송, 취급에서 분진 생성의 조절 및 연진 생성의 조절은 반응성 표면적을 최대화하는 연구와 결합한 가능한 개선방법을 연구하여 하나의 발명으로부터 여러가지 이득을 성취할 수 있다.
일련의 연구후, 용광로 공정의 개선은 임의의 공지된 미립자 고체를 포함하는 분산액을 적용하여 증명되거나, 용광로 공정에서 철광석 펠릿 위로의 구체적인 거동을 갖게 하는 것으로 여겨진다. 또한, 분산액을 사용한 피복은 최대 분진 억제를 최적화하여 수송 및 취급을 위한 피복된 펠릿의 필요한 수분을 최소화할 수 있다.
당해 슬러리의 유효 표면적은 벌크 고체로서 피복 광물을 보다 큰 크기의 순서로 충전하여 반응성이 보다 크다. 이러한 방법에서, 하기에 알칼리 반응성 물질로 언급되는 알칼리와 반응하는 광물은 용광로 축에서 높은 알칼리 순환을 야기하는 것으로 알려진 카보네이트 또는 시아나이드보다 안정한 형태로 알칼리의 최대량을 포획할 수 있다. 펠릿 표면에 분산되는 광물을 사용하는 기체로부터 알칼리의 제거는 코크 열화를 야기하거나, 비계 및 내화 손상을 야기하는 내화물에 부착되는 알칼리와 코크의 반응을 제한한다.
펠릿 표면에 광물 피복물을 적용하여, 일반적으로 산성 1차 슬래그가 침출되기 시작하는 경우, 펠릿으로부터 1차 슬래그 유동을 임계 반응 표면에서 보다 균일하게 할 수 있다. 알칼리와 반응하는 산 물질에 대해, 산화칼륨 및 산화나트륨은 산성 슬래그의 점도를 매우 낮게 하기 때문에 슬래그 형성을 증가시킬 수 있는 것으로 인지된다.
당해 산화철과 비교하여 조절된 과립 크기 및 상이한 표면 편광을 갖는 미세 미립자 고체를 포함하는 분산액을 적용하여, 개별적인 입자는 유리된 분진을 펠릿 표면에 보다 효율적으로 부착된다. 이러한 강한 부착력은 수송중 분진과 용광로 상부 기체를 통한 분진 생산량 둘 다를 감소시킨다 .
본 발명은 다음 도면에 나타난 예를 기준으로 하기에 상세하게 설명된다.
도 1은 감람석, 규암 및 백운석의 피복물로 시험되는 MPBO 펠릿의 용광로 시험 동안 기체 유동에 대한 저항(적재 저항 지수, BRI) 및 적재량 감소 속도이다.
도 2는 감람석 및 규암 피복물로 시험되는 MPB1 펠릿의 용광로 시험 동안 광학 염기도의 함수로서 슬래그의 산화칼륨 함량을 나타낸다.
도 3은 감람석 및 규암의 피복물로 시험된 MPB1 펠릿의 시험 노 수행 동안 가열 금속 온도와 규소의 관계를 나타낸다.
도 4는 시험 용광로의 하부 축으로부터 제거된 카올리나이트 피복된 MPBO 펠 릿의 표면 위의 K20 풍부한 슬래그 형성을 나타낸다.
본 발명은 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서 충전될 철 함유 물질을 미립자 물질의 분산액의 슬래그 개질 유효량과 접촉함을 포함하는 철 생산을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 당해 접촉 공정은 철광석 응집 후 및 용광로 축에 충전하기 전에 일어난다.
본 발명의 충전된 응집된 물질은 용광로의 가공에 전형적인 임의의 형태일 수 있다. 비제한적인 예로서, 당해 충전된 물질은 펠릿, 연탄, 과립 등으로 응집된 광석, 또는 전형적으로 광석 덩어리 또는 파편 광석로서 언급되는 천연 응집된 산화철 광석일 수 있다.
본원에 사용된 "분산액"은 액체 매질 중의 미분된 및/또는 분말화된 고체 물질인 임의의 분산형태 또는 미세물의 혼합물을 의미한다. 이와 유사한 용어 "슬러리", "현탁액" 등은 또한 용어 "분산액"에 포함된다. 분산액 피복 슬러리의 고체 함량은 혼합물의 1 내지 90%에서 선택될 수 있다. 바람직하게는, 분산액 피복 슬러리의 고체 함량은 혼합물의 30%이다.
본원에 사용된 "슬래그 개질 물질"은 슬래그 형성 공정에 활성인 임의의 물질로서 이해된다. 당해 물질의 주요한 효과는 용광로 기체 중 알칼리를 포획할 수 있는 것이다. 본원에 사용된 "알칼리 반응성 물질"은 부가된 슬래그 형성물의 분산 또는 조성을 개선시켜 슬래그 형성 공정을 촉진할 수 있는 임의의 물질로서 이해된다. 추가로 본원에 사용된 "유동-유효 물질"은 저융점 표면 슬래그를 형성하 는 고체 상태 소결을 방지하여 환원 후 물질을 포함하는 충전된 철의 클러스터화를 감소시키는데 주로 효과가 있는 임의의 물질을 의미한다. 이들 물질은 또한 "클러스터(cluster) 감소 유효" 물질로 언급된다.
하나의 양태에서, 철 함유 응집물은 철광석 펠릿 형성에 사용되는 결합제 또는 다른 부가제를 포함하는 펠릿의 형태이다. 전형적인 결합제 및 부가제 뿐만 아니라 당해 결합제 및 부가제의 사용방법은 널리 공지되어 있다. 이러한 결합제 및 부가제의 비제한적인 예는 벤토나이트와 같은 점토, 카복시메틸 셀룰로스(CMC)의 알칼리 금속 염, 염화나트륨 및 나트륨 글리콜레이트 및 다른 폴리삭카라이드 또는 합성 수용성 중합체일 수 있다.
본 발명의 분산액은 임의로 안정한 분산액을 유지하는 것을 돕고, 응집물을 포함하는 환원가능한 철에 미립자 물질의 부착을 증진시키거나/시키고, 당해 분산액이 보다 높은 고체 함량이 되게 하는 안정화 시스템에 사용할 수 있다. 임의의 통상적인 공지된 안정화 시스템은 분산액을 안정화하는 것을 돕는 것과 관련하여 사용할 수 있다. 이러한 안정화제의 예는 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 유도체 등과 같은 유기 분산제 및 가성 소다, 재, 인산염 등을 포함하는 무기 분산제이다. 바람직한 안정화제는 크산탄 고무 또는 이의 유도체, 하이드록시에틸 셀룰로스 카복시메틸셀룰로스와 같은 셀룰로스 유도체, 및 폴리아크릴아미드과 같은 합성 점도 개질제 등을 포함하는 유기 및 무기 안정화제 둘 다를 포함한다.
본원에 사용된 "미립자 물질"은 물과 같은 액체 매질 중 분산액을 형성할 수 있는 미분된 분말 유사 물질이다.
철 및 강철 제조에 통상적으로 사용되는 임의의 유동제 또는 부가제를 본 발명의 분산액에 사용할 수 있다. 석회 함유 물질 또는 마그네슘 함유 물질이 바람직하고, 다수의 비제한적인 예는 하소 석회, 마그네사이트, 백운석, 감람석, 사문석, 석회석 또는 티탄철광이다.
임의의 알칼리 반응성 광물은 본 발명의 분산액에 사용될 수 있다. 당해 광물의 전형적인 비제한적인 예는 규암, 보크사이트 또는 보크사이트성 점토, 카올리나이트 또는 카올리나이트성 점토, 멀라이트이다.
당해 분산액의 미립자의 크기는 미립자 물질의 형태 및 물과 같은 매질 중 분산액을 형성하는 능력에 의해 결정된다. 일반적으로, 당해 미립자 물질의 매질 크기는 0.05 내지 약 500㎛의 범위일 수 있다. 미립자 물질의 50% 초과의 입자 크기는 45㎛ 미만이다.
본 발명의 방법을 수행하는 경우, 다양한 기술이 응집물을 포함하는 충전된 철과 미립자 물질을 접촉시키는데 사용될 수 있다. 당해 사용된 방법은 바람직하게는 응집된 물질과 접촉되는 분산액을 형성하는 것과 관련되어 있다.
실험실 및 시험 규모 둘다에서의 일련의 시험에서 용광로 공정에서의 효과를 시험한다. 두가지 형태의 철광석 펠릿을 다양한 피복물로 시험한다: MPBO 펠릿(표준 LKAB 감람석 펠릿) 및 MPB1(LKAB 시험 펠릿). 수송 및 취급 동안 개선된 분진 억제는 피복된 MPBO 펠릿으로 완전한 규모 시험에서 증명된다. .
첫번째 일련의 시험에서, 표준 MPBO 펠릿을 평가한다. 당해 펠릿의 화학적 분석을 표 1에 나타내었다. MPBO-2 및 MPBO-3은 유사한 형태의 펠릿이고, 여기서, 이들 둘 다는 감람석 이외에 소량의 석회석을 포함하는 감람석 펠릿이고, MPBO-3 펠릿에서 또한 소량의 규암을 가한다.
MPBO-3 펠릿을 피복 시험용 기본 펠릿으로서 사용하는 반면, 피복되지 않은 MPBO-2 및 MPBO-3 둘 다를 시험 용광로에서 참조 물질로서 사용한다. 당해 펠릿을 다른 형태의 피복 물질로 피복하고, 여기서, 3가지 형태의 피복 물질을 이들 연구에 사용한다: 감람석, 규암 및 백운석. 이들 물질 모두를 결합 상으로서 벤토나이트 9%와 혼합한다. 당해 피복 물질의 화학적 분석을 또한 표 1에 나타내었고, 당해 피복 물질의 크기 분포를 상이한 크기 범위의 분획으로 표 2에 나타내었다. 사용된 모든 물질은 크기가 매우 유사하고, 대부분이 45㎛ 미만이고(65 내지 70%), 단지 소량이 0.125mm 초과이다(1 내지 6%).
피복 과정 동안, 펠릿을 컨베이어 벨트 상에서 펠릿 저장소로부터 제거한다. 제2 컨베이어 벨트로의 수송 지점에서, 예비 혼합된 피복 슬러리를 펠릿의 스트림으로 두개의 노즐을 통해 분무한다. 피복제를 포함하는 당해 피복 슬러리를 상기한 벤토나이트와 혼합하고, 물을 가하여 고체 함량이 25%가 되게 한다. 피복 슬러리 및 펠릿의 유동을 조절하여 펠릿 생성물 1ton당 고체 피복 물질 4kg의 양을 적용하여 조절한다.
기본 펠릿 및 피복된 펠릿의 화학적 분석을 표 3에 나타내고, 여기서, 또한 용광로 영역에서 샘플링한 펠릿의 화학적 분석을 제공한다. 당해 피복 물질이 저장, 수송, 취급 및 스크리닝(용광로에 충전 전에 6mm 미만의 작은 크기를 스크리닝하여 제거함) 후 펠릿 표면에 잔류하는 것을 발견하였다.
실험실 규모에서 피복된 펠릿의 거동을 연구하기 위해, ISO 7992 시험에서 용광로 펠릿에 통상적으로 사용되는 하중 시험하에서 환원을 수행한다. 당해 ISO 7992 시험은 환원 후 점착성을 측정하기 위해 낙하 시험을 부가한다.
ISO 7992 시험에서, 펠릿 1200g을 1050℃에서 등온으로 환원시켜 2% H2, 40% CO 및 58% N2의 대기중에서 환원 동안 샘플 층에 500g/cm2 하중으로 80% 정도로 환원시킨다. 용광로 축에서 당해 상태를 모사하는 관찰 위치로부터, 부가 낙하 과정을 포함하는 ISO 7992 시험은 용광로 펠릿에 적합한 점착성 시험이다. 당해 시험 온도는 1050℃가 적합하고, 당해 온도는 펠릿이 강한 환원 기체에 노출되기 시작하고, 금속성 철로의 환원이 가속화되기 시작하는 보존 영역의 하부 말단의 대략적인 온도이기 때문이다. 소량의 용융 슬래그를 또한 형성할 수 있다. 이어서, 당해 샘플을 질소로 냉각시키고, 당해 샘플의 클러스터화된 부분을 1.0m 낙하 시험에서 20회 낙하 이하로 처리한다. 당해 시험의 결과는 점착 경향을 나타내는 점착 지수 값이 SI 0(낙하 시험을 시작하기 전에는 응집 입자가 없다) 내지 100(20회 낙하 후 모든 입자가 응집된다)이다. 이러한 시험의 결과를 표 4에 나타내었다. 순수한 백운석 및 감람석에 점착성 측정을 수행한다. 그러나, 규암은 시험실 점착 시험에서 효과를 측정할 수 없다. 당해 피복 물질의 광물학은 용광로 내의 반응 때문에 급격하게 변화할 수 있고, 당해 점착 지수는 초기에 표면에 효과가 있고 물질이 표면에 잔류하는 것을 나타내는 것으로 인지할 수 있다. 시험실 환원 및 점착 시험의 결과는 반드시 용광로 작동에 관련되거나 효과를 설명할 필요는 없다.
기계적 및 야금술 시험의 결과를 표 5에 나타내었다. 펠릿 품질에 관련된 대부분 파라미터는 중요하지 않거나, 피복의 용도에 전혀 영향을 주지 않는다. 냉압축 강도(CCS)의 감소는 13 내지 29 daN/펠릿 또는 6 내지 12%로 수득되고, 6.3mm 초과 분획에서의 저온 분해가(LTD)는 18% 단위 이하이다. 이러한 변화 둘 다는 실질적으로 물을 철광석 펠릿에 부가하여 발생되는 널리 공지된 효과이고, 피복 물질에 의해 발생되지 않는다.
첫번째 일련의 예비 규모 시험에서, 상기한 피복된 MPBO 펠릿을 1.2 노 직경의 LKAB 시험 용광로에 채운다.
당해 수행을 5개의 상이한 과정으로 나눈다:
MPBO-2 피복되지 않은 펠릿을 사용한 참조 과정
MPBO-O 감람석 피복된 MPBO-3 펠릿
MPBO-D 백운석 피복된 MPBO-3 펠릿
MPBO-Q 규암 피복된 MPBO-3 펠릿
MPBO-3 피복되지 않은 펠릿을 사용한 참조 과정
MPBO-2 및 MPBO-3 펠릿 형태 둘 다는 용광로 작동에서 상당한 상이함을 나타내지 않고 사업장[SSAB Tunnplat(Lulea) and SSAB Oxelosund(Sweden) 및 Fundia Koverhar(Finland)]에서 작동된다.
표 6은 수행 과정 각각에서 펠릿의 수분 함량 및 용광로에 충전된 덩어리 슬래그 형성물의 양을 나타낸다. 당해 MPBO-2 펠릿은 건조하지만(수분 0.1% 미만), 당해 MPBO-3 펠릿은 수분 함량이 2.2%이다. 피복 과정 동안 펠릿에 가한 수분량은 약 1.5%에 상응하고, 침전물의 노출은 펠릿 수분을 추가로 0.6 내지 0.8%로 증가시 킨다.
적재물에 충전된 석회석의 양은 모든 과정에서 거의 일정한 수준으로 유지된다. 목적하는 슬래그 염기도 및 용적을 유지하기 위해, 염기성 BOF-슬래그 부가량 및 덩어리 규암 부가량을 조절하여 사용되는 상이한 피복 물질의 상이한 화학에 보정한다.
당해 시행의 원래 목적은 연료 속도를 최소화하고 노 생산성을 최대화하기 보다는 안정한 작동을 유지하고 연진 생성 효율성을 성취한다. 용광로 조건은 표 7에 나타내었다. 당해 공정 안정성의 제1 척도는 적재량 감소에서 안정성 및 수학식 1에 따라 계산한 적재 저항 지수(BRI)의 안정성이다.
BRI = ([용광로 압력]2-[상부 압력]2)/([보쉬(bosh) 기체 용적]1.7×상수)
첫번째 일련의 시험에서, 감소 속도는 감람석 피복된 MPBO 펠릿의 경우에만 명백하게 개선되고, 기체 유동에 대한 저항은 도 1에서와 같이 규암 피복된 펠릿을 사용하는 경우 매우 안정하다. 감람석 피복물 펠릿의 감소 속도의 개선은 감소된 클러스터화 때문일 수 있다. 기체 유동에 대한 저항은 원래 펠릿의 용융 거동과 관련된다. 석탄 주입 시스템에서 변이로 인해, 이를 비교하기 위한 사용은 결정적이지 않다. 그러나, 규암 피복된 MPBO 펠릿의 경우, 안정성이 극도로 우수하고, 백운석- 피복된 MPBO 과정에서 노 냉각으로부터의 회복 동안에서도 기체 유동에 대한 저항은 안정하게 유지된다. 일반적인 결론은 피복된 펠릿을 사용한 작동은 참 조로 사용되는 피복되지 않은 펠릿에서 보다 안정하다는 것이다.
상부 기체를 통해 수행되고 연진으로서 수집되는 분진의 용적은 피복되지 않은 펠릿과 비교하여 피복된 펠릿에서 현저하게 감소한다. 표 8은 수집된 연진의 양 및 이의 조성을 나타낸다. 수집된 연진의 평균 크기 분포는 표 2에 나타내었다. 당해 연진은 당해 시험에서 피복에 사용되는 물질 보다 상당히 조악한 것으로 나타났다. 연진의 미세한 부분은 분진 포획 집진장치를 통해 통과하고, 후속적인 습윤 정전기침전기를 통해 슬러지의 형태로 수집된다. 표 9는 상이한 과정으로부터의 용광로 슬러지의 조성을 나타낸다.
건조 분진 포획 집진 장치에서 수집된 용광로 연진의 상당한 감소는 표 7에 나타낸 바와 같이 피복된 펠릿를 사용하는 수행 동안 관찰된다. 당해 연진 용적은 피복되지 않은 펠릿과 비교하여 피복된 펠릿을 사용한 세 과정 모두에서 현저하게 낮다. 표 7에서 연진의 화학적 분석에 기초한 질량 균형은 노를 이탈하는 연진에 의해 펠릿 물질이 약 2/3로 감소하는 것으로 나타낸다. 이들 관찰 결과는 추가로 표 8에 기재된 바와 같이 피복된 펠릿을 사용하는 경우, 연진, 즉 슬러지의 습윤 부분에서 철의 함량이 또한 감소된다는 사실을 추가로 확인한다.
또한, 코크 미세물 뿐만 아니라 충전된 덩어리 슬래그 형성물에 의해 형성된 미립자의 양은 건조 MPBO-2 펠릿을 사용한 과정 보다 피복된 펠릿 및 습윤 MPBO-3 펠릿을 사용한 과정 모두에서 감소하는 것으로 인지할 수 있다. 이는 습윤 또는 피복된 습윤 펠릿의 표면에 분진의 부착 효과 때문인 것으로 생각된다.
산 피복 물질(규암 또는 보다 낮은 함량 감람석)을 사용하여 용광로 작동 동 안 슬러그에 의해 보다 우수하게 알칼리 제거를 수행할 수 있는 것으로 예상된다. 이는 반응 가능한 피복 물질의 매우 큰 표면적 때문인 것으로 예상된다. 그러나, 이러한 기대되는 효과는 MPBO 펠릿을 사용한 첫번째 일련의 시험 동안 증명되지 않는다. 당해 MPBO 펠릿은 이미 시험 용광로로부터의 알칼리를 수집하는 적합한 우수한 능력이 있는 탐침기 샘플로 공지되어 있고, 당해 생산량은 최종 용광로 슬래그의 조성물에 의해서만 영향 받을 수 있다. 그러나, 알칼리의 내부 순환은 펠릿 표면에 형성된 높은 알칼리 함량 실리케이트 슬래그를 갖는 규암 피복물에 의해 변화되는 것으로 예상되고, 이는 기체 유동에 대한 저항의 개선된 안정성을 반영한다.
두번째 일련의 시행에서, MPB1 펠릿인 피복된 시험 펠릿을 사용한 시험 용광로의 거동을 표 10에 기재된 조성으로 평가할 수 있다. 당해 알칼리 생산량을 상세하게 연구한다. 이러한 형태의 펠릿으로의 알칼리 흡착은 MPBO-형태의 펠릿에서 보다 열등한데 이는 하소 동안 펠릿에 형성되는 슬래그의 광물학 때문인 것으로 고려된다. MPBO 펠릿은 약간의 미반응된 감람석, 및 알칼리와 반응하는 휘석성 상을 포함한다. 당해 MPB1 펠릿에서, 펠릿 중 슬래그 형성물은 대부분 알칼리와 미반응성인 것으로 간주되는 무정형 슬래그이다.
당해 MPB1 펠릿을 수계 분산액을 사용하여 피복시켜 펠릿 1ton당 3.6kg 규암 및 0.4kg 벤토나이트; 및 3.6kg 감람석 + 0.4kg 벤토나이트를 각각 수득한다. MPB1 펠릿을 참조로서 어떠한 미립자도 포함하지 않고 물로 피복시킨다. 당해 피복 과정은 본질적으로 상기한 MPBO의 수행과 동일하다. 또한, 당해 작동에서 안정 성은 연료 속도 및 생산 최적화보다 주요한 목적이다.
도 2는 참조 MPB1 펠릿과 비교하여 감람석 또는 규암 피복된 MPB1 펠릿의 슬래그를 통한 명백히 개선된 알칼리 제거를 증명하는 슬래그를 통한 알칼리 생산량을 나타낸다. 당해 노를 과정중에서 규암 피복된 MPB1 펠릿를 사용하여 가온하여 상이한 슬래그 염기도 분포를 수득한다. 이에도 불구하고, 이들 피복 형태 둘 다는 수득한 슬래그 광학 염기도에 대한 개선된 알칼리 생산량을 나타낸다. 표 11에 나타낸 바와 같이, 적재량 감소를 또한 피복된 펠릿을 사용하여 고르게 한다. 당해 적재 저항 지수는 규암 피복된 펠릿에서 변화하지 않고, 약간 증가한 편차를 갖지만, 이는 노에 과량 연료 공급에 인한 다소 높은 가열 금속 규소 함량에 관련된 것으로 해석되어야 한다. 감람석 피복된 펠릿 과정 동안 약간 정돈된 연료 속도를 사용하면 당해 기체 유동에 대한 저항은 참조 과정에서 보다 낮고 안정하다.
또한, 피복된 MPBl 펠릿의 사용은 가열 금속 규소 함량의 함수로서의 가열 금속 온도를 증가시킨다. 도 3은 규암 및 감람석 피복된 MPB1 펠릿에 대한 결과를 나타낸다. 가열 금속 온도를 유지하는 감소된 가열 금속 규소 함량에서의 작동은 용광로 공정에서 감소된 코크 속도 및 이에 따른 높은 생산율을 가능하게 하고, 뿐만 아니라 슬래그로 변환되는 철 손실을 최소화하여 이에 따라 강철 제조공정에서 철의 총괄 수율을 증가시키는 이점이 있다. 클러스터화 감소 및 알칼리 순환 둘 다는 온도에 영향을 주고 가열 금속 Si에 관련이 있는 인자이다. 보다 낮은 규소 분산 및 피복된 MPB1 펠릿의 온도는 보다 안정한 용융 영역 및 노의 보다 좁은 면적의 기체-고체 접촉을 나타낸다. 심각한 클러스터화는 용융 철의 온도가 감소하 면 노내에 용융되지 않은 클러스터화된 물질을 감소시켜 감소될 수 있다. 두번째로, 알칼리 순환은 열 펌프로서 작용하여 고온 영역을 감소시키고 축에서 보다 낮은 온도에서 산화시키고 고체화시켜 이에 따라 보다 고온 영역에서 금속의 열적용을 감소시킨다. 또한, 축에서의 알칼리 침착은, 용이하게 재순환되고 축내에서 상당히 부착될 수 있고 현수 및 비계를 야기하는 것으로 공지된 분진, 예를 들면, 카보네이트를 생성한다.
세번째 일련의 시험에서, MPBO 펠릿을 유사한 분산액 시스템을 사용하여 피복시켜 펠릿 1ton당 카올리나이트 3.6kg 및 벤토나이트 0.4kg을 수득한다. 표 12는 피복된 펠릿과 동일한 양의 물로 분무된 참조 MPBO의 조성 및 당해 피복된 펠릿의 조성을 나타낸다. 당해 적재량에서 시판되는 용광로내에 MBPO 펠릿 80%과 함께 다른 펠릿 20%를 포함한다. 당해 적재 구조는 MPBO 펠릿 80%(피복되거나 피복되지 않음) 및 다른 펠릿 20%로 일정하게 유지된다.
카올리나이트 피복된 MPBO 펠릿 및 참조 MPBO 펠릿의 시험 과정에서, 당해 연료 속도를 시험 과정 동안 적극적으로 정돈하여 연료 속도를 최적화하한다. 당해 노를 석탄 주입 보다 안정하고 신뢰할 수 있는 작동 데이타를 수득하는 오일 주입하여 작동시킨다. 석탄 주입 속도 및 연소 거동은 이들 시험에 사용되는 속도에서 오일 주입 시스템 또는 오일 연소만큼 안정하지 않다.
시험 용광로 작동의 주요한 결과를 표 13에 나타내었다. 당해 수득된 카올리나이트 피복된 펠릿은 감소 속도에서 낮은 표준 편차로서 나타난 고른 적재량 감소 및 슬립의 완전한 부재를 수득하고; 연료 속도를 4kg/tHM으로 감소시키고; 생산율을 증가시키고; 연진 용적을 매우 상당히 감소시킨다. 이들 결과는 이전 시험 결과의 해석을 지지하고, 연료 속도를 감소시키고, 생산성을 증가시키고, 노 안정성을 개선시키는 것으로 나타난다.
당해 노의 하부 축 영역으로부터 적재 탐침기로 제거된 샘플의 시험은 예상한 바와 같이 카올리나이트 피복물과 칼륨의 중요한 반응을 나타낸다. 도 4는 카올리나이트 피복물로부터 칼륨 알루미노-실리케이트 형성의 예를 나타낸다. 칼실라이트를 용광로 기체와 카올리나이트 피복물의 중요한 반응 생성물로서 x-선 회절로 확인하였다.
철광석 펠릿의 수송 및 취급에서, 분진은 환경적 관심사이다. 완전한 규모의 수송 시험을 약 25% 고체를 포함하고 벤토나이트 또는 다른 사용되는 결합제를 포함하지 않는 수분산액을 분무하여 펠릿 1ton당 카올리나이트 4kg로 피복된 카올리나이트 피복된 MPBO 펠릿에서 수행한다. 취급 및 수송 동안, 하중, 비하중 및 컨베이어를 통한 수송 동안 당해 분진 억제는 물 단독일 때 보다 상당해 우수한 것이 발견된다.
선택된 피복 물질의 효과는 피복된 펠릿의 광물학과 관련하여 고려되어야 한다. 펠릿의 하나의 형태에 효과적인 피복물은 펠릿의 다른 형태에는 효과가 없을 수 있다. 특히, 알칼리 순환에 작동 민감성에 관한 노의 상태가 피복물의 선택에 중요하다. 당해 기체와 광물의 화학적 반응의 이해 및 슬래그 형성 공정에서 중요한 인자는 구체적인 펠릿 형태용 최적 피복물을 선택하는 것이 필요하다.
옥사이드 펠릿 및 피복 물질의 화학적 분석(중량%)
물질 MPBO-2 MPBO-3 감람석 규암 백운석 벤토나이트
Fe(%) 66.6 66.6 5.0 0.3 1.0 3.8
Si02(%) 1.78 2.00 42.20 98.00 2.00 56.30
CaO(%) 0.32 0.22 0.80 0.02 29.50 2.83
MgO(%) 1.48 1.42 49.50 0.09 21.00 3.73
A1203(%) 0.29 0.29 0.44 1.00 0.37 18.60
Ti02(%) 0.39 0.37 0.03 0.03 0.00 0.83
MnO(%) 0.06 0.05 0.00 0.01 0.10 0.06
K2O(%) 0.02 0.02 0.02 0.29 0.09 0.57
V205(%) 0.26 0.25 0.02 0.01 0.00 0.05
P205(%) 0.017 0.017 0.030 0.011 0.050 0.160

피복 물질로 사용되는 물질 및 시험 용광로로부터의 연진의 크기 분포
크기 범위(mm) 0.045
미만		 0.045
내지
0.063		 0.063
내지
0.075		 0.075
내지
0.125		 0.125
내지
0.250		 0.250
내지
0.500		 0.500
내지
1		 1
초과
감람석(%) 68 11 5 13 2 1 0 0
백운석(%) 67 13 7 11 1 1 0 0
규암(%) 70 9 4 10 6 1 0 0
벤토나이트(%) 65 21 10 3 1 0 0 0
연진(%) 9 11 8 24 35 12 1 0
피복 전후의 펠릿의 조성(중량%). a) 피복전 화학적 분석, b) 피복후 예상분석(계산치), c) 피복후 펠릿의 화학적 분석 및 d) 저장(4 내지 6주), 수송, 취급 및 적절한 크기의 스크리닝(+6mm) 후 용광로 영역에서 수집한 샘플의 화학적 분석 결과
물질 샘플 피복물 Si02(%) MgO(%) CaO(%) Fe(%)
MPBO-3 a)기본 물질 포함하지
않음		 2.00 1.42 0.22 66.60
MPBO-O b)이론상 감람석 2.16 1.60 0.22 66.33
MPBO-O c)펠릿 플랜트에서 감람석 2.16 1.65 0.26 66.39
MPBO-O d)BF 영역에서 감람석 2.15 1.64 0.20 66.44
MPBO-Q b)이론상 규암 2.37 1.42 0.22 66.33
MPBO-Q c)펠릿 플랜트에서 규암 2.42 1.40 0.20 66.24
MPBO-Q d)BF 영역에서 규암 2.50 1.44 0.19 66.24
MPBO-D b)이론상 백운석 2.01 1.50 0.31 66.33
MPBO-D c)펠릿 플랜트에서 백운석 2.01 1.50 0.38 66.49
MPBO-D d)BF 영역에서 백운석 1.98 1.50 0.29 66.55

ISO 7992 환원-하중 시험 및 낙하 과정(두 시험의 평균) 후 피복되지 않은 펠릿 및 피복된 펠릿의 점착 지수
측정된 특성 MPBO-3 MPBO-O MPBO-D MPBO-Q
점착 지수(SI) 95 47 35 95
환원 시간(min) 73 75 75 83

옥사이드 펠릿 및 피복된 펠릿의 기계적 및 야금술 시험 결과
ISO 표준 MPBO-3 MPBO-O MPBO-D MPBO-Q
냉 압축 강도
(daN/펠릿)		 ISO 4700 232 203 215 219
붕괴 강도
(%+6.3mm)		 개질된
ISO 32711) 		95.0 95.2 95.0 94.6
마모성
(%-0.5mm)		 4.5 4.4 4.4 4.8
저온 분해
(%+6.3mm)		 ISO 13930 67.7 49.6, 67.3 56.6
저온 분해
(%-0.5mm)		 9.5 12.2 11.5 11.0
환원성, R40
(%O/min)		 ISO 4695 0.52 0.53 0.56 0.54
ITH
(%+6.3mm)2) 		71.8 74.8 68.4 74.1
압력강하,Dp
(mmH20)		 ISO 7992 12.9 9.7 12.2 11.2
층 수축율
(%)		 6.0 3.6 6.2 6.3
1) 3kg 샘플(ISO 3271 미만, 여기서, 15kg 샘플을 시험한다).
2) 감소 후 강도(ISO 4695로부터 감소된 물질을 기계적으로 처리하고 체질한다).
용광로 시험에서 충전된 펠릿의 수분 함량 및 슬래그 형성물의 양
MPBO-2 MPBO-O MPBO-D MPBO-Q MPBO-3
펠릿 수분율(%) 0.1 2.1 2.2 2.3 2.2
석회석(kg/tHM) 48 48 49 49 49
BOF-슬래그(kg/tHM) 45 41 42 48 48
규암(kg/tHM) 17 15 17 11 17
코크 속도(kg/tHM) 408 410 414 421 430
수행 동안 용광로 작동 파라미터
MPBO-2 MPBO-O MPBO-D MPBO-Q MPBO-3
기간(h) 85 83 48 68 27
용광로 온도
(℃)		 1198 1197 1198 1197 1197
용광로 용적
(Nm3/h)		 1590 1589 1591 1590 1570
석탄 주입,PCI
(kg/tHM)		 133 131 123 127 122
산소 보강률
(%)		 3.3 3.4 3.5 3.4 3.4
용광로 수분
(g/Nm3)		 26 26 27 27 27
화염 온도
(계산치,℃)		 2188 2195 2201 2201 2204
상부 압력
(bar, gauge)		 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
연진 양, 조성(중량%) 및 기원 추측
MPBO-2 MPBO-O MPBO-D MPBO-Q MPBO-3
건조 연진
(kg/tHM)		 5.4 2.9 2.7 3.0 4.4
Fe(%) 21.6 13.8 n.a. 13.3 21.8
SiO2(%) 11.1 15.9 n.a. 20.8 17.7
CaO(%) 16.2 14.1 n.a. 12.1 14.2
MgO(%) 4.3 9.2 n.a. 6.3 6.8
A1203(%) 3.0 4.2 n.a. 4.0 4.0
MnO(%) 0.3 0.4 n.a. 0.4 0.3
K20(%) 0.3 0.5 n.a. 0.4 0.6
C(%) 20.4 26.0 n.a. 31.2 16.5
펠릿(kg/tHM) 1.5 0.5 n.a. 0.5 1.3
코크(kg/tHM) 1.4 0.9 n.a. 1.1 0.9
석회석(kg/tHM) 1.0 0.5 n.a. 0.4 0.8
BOF-슬래그
(kg/tHM)		 1.0 0.5 n.a. 0.5 0.7
규암(kg/tHM) 0.5 0.3 n.a. 0.3 0.7
감람석 피복
(kg/tHM)		 - 0.2 - - -
규암 피복
(kg/tHM)		 - - - 0.2 -
용광로 시험에서 습윤 정전기 침전기로 수집한 슬러지의 화학적 분석(중량%)
MPBO-2 MPBO-O MPBO-D MPBO-Q MPBO-3
Fe(%) 6.2 2.4 1.6 1.1 n.a.
Si02(%) 19.2 20.2 22.6 18.2 n.a.
Ca0(%) 8.8 7.3 8.0 7.4 n.a.
MgO(%) 8.7 10.3 14.7 10.7 n.a.
A1203(%) 6.1 6.6 8.4 8.3 n.a.
Mn0(%) 0.6 0.5 0.7 0.5 n.a.
K20(%) 1.2 1.1 1.0 0.7 n.a.
Na20(%) 10.4 9.2 6.5 7.7 n.a.
V205(%) 0.2 0.2 0.2 0.1 n.a.
P2O5(%) 0.1 0.2 0.2 0.1 n.a.
C(%) 16.0 17.0 11.8 12.3 n.a.
S(%) 0.3 0.2 0.1 0.2 n.a.

시험 용광로에서 시험한 MPB1 및 피복된 MPB1 펠릿의 조성 및 야금술 특성
MPB1 펠릿 MPB1 규암 피복된
펠릿		 MPB1 감람석 피복된
펠릿
Fe(중량%) 66.8 66.6 66.3
CaO(중량%) 1.45 1.53 1.53
MgO(중량%) 0.31 0.35 0.49
SiO2(중량%) 1.44 2.02 1.70
A1203(중량%) 0.35 0.37 0.38
수분율(중량%) 0.7 1.0 1.2
냉압축 강도 ISO 4700
(daN/펠릿)		 291 277 279
저온 분해 ISO 13930
(%+6.3mm)		 78 82 75
LTD ISO 13930
(%-0.5mm)		 12 10 15
환원성, R40 ISO 4695
(%O/min)		 1.2 1.2 1.2
ITH1)
(%+6.3mm)		 78 83 83
1) 환원 후 강도(ISO 4695로부터 환원된 물질을 기계적으로 처리하고 체질한다).
MPB1을 피복된 MPB1 펠릿과 비교한 시험 용광로에서의 작동 결과 요약
MPB1 MPB1 규암 피복 MPB1 감람석 피복
시험 시간(h) 42 67 76
Eta CO(%) 47.4 46.9 47.5
표준 BDR(cm/min) 0.52 0.35 0.48
생산율(t/h) 1.56 1.54 1.57
코크 속도(kg/tHM) 400 400 396
석탄 속도(kg/tHM) 123 127 124
평균 가열 금속 온도(℃) 1433 1445 1450
평균 가열 금속 Si(%) 1.62 1.71 1.53
시험 용광로에서 시험되는 MPBO 펠릿 및 카올리나이트 피복된 MPBO 펠릿의 조성물
중량% MPBO 펠릿 MPBO-카올리나이트 피복된 펠릿
Fe 66.6 66.4
CaO 0.38 0.40
MgO 1.52 1.49
Si02 1.74 1.98
A1203 0.33 0.52
수분 1.8 16

피복되지 않은 MPBO 펠릿과 카올리나이트 피복된 MPBO 펠릿을 비교한 시험 용광로에서의 작동 결과 요약
MPBO-참조 MBPO-카올리나이트 피복
시간(h) 50 62
용광로 용적(Nm3/h) 1516 1516
산소 보강(Nm3/h) 101 101
생산율(t/day) 34.1 34.6
표준 BDR(cm/min) 1.53 1.15
BRI(-) 6.74 6.38
표준 BRI(-) 0.33 0.21
코크 속도(kg/tHM) 404 403
오일 속도(kg/tHM) 121 118
HM Si(%) 1.24 1.23
HM T(℃) 1422 1425
HM C(%) 4.49 4.56
연진(kg/tHM) 5.6 3.6
슬립 수/day 3.8 0.0

Claims (19)

  1. 충전될 소결된 철 함유 물질을 미립자 물질의 분산액의 슬래그 개질 유효량과 접촉시키는 공정을 포함하고, 당해 접촉 공정은 철 함유 응집물의 외부 경계면의 적어도 일부에 표면 피복층을 형성함을 포함하며, 당해 접촉 공정은 용광로 공정으로 진행되기 전에 수행되고, 미립자 물질의 분산액이 1000℃ 초과의 온도까지 고체인 물질이거나, 가열하는 경우, 1000℃ 초과의 온도까지 고체 상을 형성하고, 미립자 물질이 0.05 내지 500㎛의 범위인, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  2. 제1항에 있어서, 슬래그 개질 유효량의 분산액이 임의의 알칼리 반응성 물질을 포함하는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  3. 제2항에 있어서, 알칼리 반응성 물질이 임의의 산화알루미늄 함유 물질 또는 임의의 실리카 옥사이드 함유 물질을 포함하는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  4. 제1항에 있어서, 슬래그 개질에 유효한 미립자 물질이 하소 석회, 석회석 및 백운석을 포함하는 석회 함유 물질; 마그네사이트, 감람석, 사문석 및 페리클레이스를 포함하는 마그네슘 함유 물질; 보크사이트, 보크사이트성 점토, 카올리나이트, 카올리나이트성 점토, 멀라이트, 강옥, 벤토나이트, 규선석 및 내화 점토를 포함하는 알루미늄 함유 물질; 규암 또는 임의의 실리카 광물을 포함하는 실리카 함유 물질; 산화바륨을 포함하는 옥사이드 함유 물질; 및 티탄철광 또는 금홍석과 같은 다른 전형적인 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  5. 제1항에 있어서, 슬래그 개질 유효량의 분산액이 액체 중의 고체 미립자를 포함하는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  6. 제1항에 있어서, 슬래그 개질 유효량의 분산액이 전형적인 클러스터(cluster) 감소 유효 물질로 이루어진, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  7. 제6항에 있어서, 전형적인 클러스터 감소 유효 물질이 하소 석회, 석회석 및 백운석을 포함하는 석회 함유 물질; 마그네사이트, 감람석, 사문석 및 페리클레이스를 포함하는 마그네슘 함유 물질; 보크사이트, 카올리나이트, 멀라이트, 강옥, 벤토나이트, 규선석, 내화 점토를 포함하는 알루미늄 함유 물질; 규암을 포함하는 실리카 함유 물질; 산화바륨을 포함하는 옥사이드 함유 물질; 및 티탄철광 또는 금홍석과 같은 다른 전형적인 물질로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  8. 제6항에 있어서, 클러스터 감소 유효량의 분산액이 액체 중의 고체 미립자를 포함하는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  9. 제1항에 있어서, 슬래그 개질 유효량의 분산액이 임의의 전형적인 슬래그 개질 미립자 물질과 임의의 전형적인 클러스터 감소 유효 물질의 혼합물로서의 고체 미립자로 이루어진, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서, 클러스터 감소 유효량의 분산액이 결합제를 포함하는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  12. 제11항에 있어서, 결합제가, 벤토나이트, 점토, 시멘트 형태의 물질 또는 경화되어 미립자위에 피복 혼합물을 유지시킬 수 있는 유기 물질을 포함하는, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서, 미립자 물질의 50% 초과의 입자 크기가 45㎛ 미만인, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  16. 제1항에 있어서, 분산액이 슬러리와 같은 액체 매질 중의 미분된 물질의 혼합물로 이루어진, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  17. 제16항에 있어서, 분산액 피복 슬러리의 고체 함량이 혼합물의 1 내지 90%인, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  18. 제17항에 있어서, 분산액 피복 슬러리의 고체 함량이 혼합물의 30%인, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
  19. 제1항에 있어서, 철 함유 응집물이 펠릿, 연탄 또는 과립 형태인, 철 함유 응집물로 충전된 용광로에서의 철 생산율 증가방법.
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