KR100840249B1 - Method for manufacturing molten irons - Google Patents

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KR100840249B1
KR100840249B1 KR1020060134543A KR20060134543A KR100840249B1 KR 100840249 B1 KR100840249 B1 KR 100840249B1 KR 1020060134543 A KR1020060134543 A KR 1020060134543A KR 20060134543 A KR20060134543 A KR 20060134543A KR 100840249 B1 KR100840249 B1 KR 100840249B1
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이운재
조병국
정병준
이상열
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주식회사 포스코
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Abstract

A method for manufacturing molten irons is provided to obtain a briquette having a desired strength by increasing a contact area of fine reduced iron particles and carbon particles. A method for manufacturing molten irons comprises the step of heating and partially deoxidizing fine iron ore in a fluidized reduction reactor(30) using reduction gas generated in a melter-gasifier(10). A mixture is obtained by adding glance coal of 3 to 10 weigt percent to the fine iron ore. Agglomerate is manufactured by forming the mixture at a pressure of 6 to 10 ton per square meter. A pig iron is manufactured by charging the agglomerated into the melter-gasifier. In the step of mixture, the glance coal is heated and dried.

Description

용철 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING MOLTEN IRONS}Molten iron manufacturing method {METHOD FOR MANUFACTURING MOLTEN IRONS}

도 1은 용철 제조 장치의 실시예를 도시한 개략도이다.1 is a schematic view showing an embodiment of a molten iron manufacturing apparatus.

도 2는 성형압 변화에 따른 브리켓의 압축강도를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the compressive strength of the briquette according to the change in the molding pressure.

도 3은 성형온도 변화에 따른 브리켓의 압축강도를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the compressive strength of the briquette with the change in the molding temperature.

도 4는 무연탄 첨가량 변화에 따른 브리켓의 압축강도를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the compressive strength of the briquette according to the change in the amount of anthracite coal.

도 5는 무연탄 입도 변화에 따른 브리켓의 압축강도를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the compressive strength of the briquette according to the change in the anthracite coal particle size.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

10: 용융 가스화로 12: 입도분리기10: melt gasification furnace 12: particle size separator

14: 저장호퍼 20: 환원로14: storage hopper 20: reduction furnace

22: 공급관 24: 집진장치22: supply pipe 24: dust collector

30: 유동 환원로 32: 열간 혼합기30: flow reduction furnace 32: hot mixer

34: 파쇄기 36: 분체 가열로34: crusher 36: powder furnace

40: 열간 성형기 42: 저장호퍼40: hot forming machine 42: storage hopper

50: 냉간 성형기 52: 입도분리기50: cold forming machine 52: particle size separator

54: 바인더 공급기54: binder feeder

본 발명은 용철 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반탄과 분철광석을 이용한 용철 제조 장치 및 용철 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a molten iron manufacturing apparatus and a manufacturing method, and more particularly, to a molten iron manufacturing apparatus and a molten iron manufacturing method using ordinary coal and powdered iron ore.

철강산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심기간산업으로서, 인류의 발전과 함께하여 온 가장 역사가 오래된 산업중의 하나이다. 철강산업의 중추적인 역할을 담당하는 제철소에서는 원료로서 철광석 및 석탄을 이용하여 용융 상태의 선철인 용철을 제조한 다음, 이로부터 강을 제조하여 각 수요처에 공급하고 있다. The steel industry is a key industry that supplies basic materials to the entire industry, such as automobiles, shipbuilding, home appliances, construction, etc., and is one of the oldest industries with the development of mankind. Steel mills, which play a pivotal role in the steel industry, use molten iron and coal as raw materials to produce molten pig iron, which is then manufactured and supplied to each customer.

현재, 전세계 철생산량의 60% 정도가 14세기부터 개발된 고로법으로부터 생산되고 있다. 고로법은 소결 과정을 거친 철광석과 유연탄을 원료로 하여 제조한 코크스 등을 고로에 함께 넣고 산소를 불어넣어 철광석을 철로 환원하여 용철을 제조하는 방법이다. Currently, about 60% of the world's iron production comes from the blast furnace method developed since the 14th century. The blast furnace method is a method of producing molten iron by reducing iron ore to iron by putting together coke prepared from sintering process and coking coal as a raw material into a blast furnace.

용철생산설비의 대종을 이루고 있는 고로법은 그 반응 특성상 일정 수준 이상의 강도를 보유하고 노내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보유한 원료를 요구하므로, 전술한 바와 같이, 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로는 특정 원료탄을 가공처리한 코크스에 의존하며, 철원으로는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다. The blast furnace method, which is a large scale of the molten iron production equipment, requires a raw material having a certain level or more of strength and a particle size capable of ensuring the breathability in the furnace due to its reaction characteristics. As described above, the blast furnace method is a carbon source used as a fuel and a reducing agent. Depends on the coke processed specific raw coal, and the iron source mainly depends on the sintered ore which has undergone a series of agglomeration processes.

이에 따라 현재의 고로법에서는 코크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료예비처리설비가 반드시 수반되므로, 고로 이외의 부대설비를 구축해야 할 필요가 있을 뿐만 아니라 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염물질에 대한 환경오염방지설비의 설치 필요로 인하여 투자 비용이 다량으로 소모되어 제조원가가 급격히 상승하는 문제점이 있다. As a result, the current blast furnace method necessarily involves preliminary processing facilities such as coke production facilities and sintering facilities. Therefore, it is not only necessary to construct auxiliary facilities other than the blast furnace, but also to the environment for all environmental pollutants generated from the auxiliary facilities. Due to the need for the installation of pollution prevention equipment, there is a problem in that the manufacturing cost is rapidly increased due to the large investment cost.

이러한 고로법의 문제점을 해결하기 위하여, 세계 각국의 제철소에서는 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하고, 철원으로는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하는 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원제철법의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. In order to solve the problems of the blast furnace method, molten reduction of molten iron is produced by directly using general coal as a fuel and a reducing agent in steel mills around the world, and by directly using spectroscopy that occupies 80% or more of the world's ore production as an iron source. Many efforts are being made in the development of the steelmaking method.

용융 환원 제철법에 사용되는 용철 제조 장치는 기포 유동층이 형성되는 유동 환원로와 여기에 연결되어 석탄 충전층이 형성되는 용융 가스화로를 구비한다. 이때, 상온의 분광 및 부원료는 유동 환원로에 장입되어 예비 환원되는 데, 유동 환원로에서 분광의 유동 및 환원에 사용되는 환원가스는 용융 가스화로에서 발생되어 공급된다. The molten iron manufacturing apparatus used for the melt reduction steelmaking method includes a flow reduction furnace in which a bubble fluidized bed is formed, and a melt gasification furnace in which a coal packed bed is formed. At this time, the spectroscopy and subsidiary materials at room temperature are charged into the flow reduction furnace to be preliminarily reduced, and the reducing gas used for flow and reduction of the spectroscopy in the flow reduction furnace is generated and supplied from the melt gasification furnace.

용융 가스화로내에는 석탄이 공급되어 석탄충진층이 형성되어 있어서, 상온의 분광 및 부원료가 석탄충진층내에서 용융 및 슬래깅(slagging)되어 용철 및 슬래그로 배출된다. 용융가스화로 외벽에 설치된 다수의 풍구를 통해 산소가 취입되어 석탄충진층을 연소하면서 고온의 환원가스로 전환되어 유동 환원로로 보내져 상온의 분광 및 부원료를 환원한 후 외부로 배출된다. Coal is supplied into the melt gasifier to form a coal filling layer, so that spectroscopic and secondary raw materials at room temperature are melted and slaked in the coal packed layer and discharged into molten iron and slag. Oxygen is blown through a plurality of air vents installed on the outer wall of the melt gasification furnace, and the coal filling layer is combusted to be converted into a high temperature reducing gas and sent to a flow reducing furnace to reduce the spectroscopy and secondary raw materials at room temperature, and then discharge them.

그런데 전술한 용철 제조 장치에서는 용융가스화로 상부에 고속의 가스기류가 형성되어 있으므로 용융가스화로에 장입되는 분환원철 및 소성 부원료가 비산 손실되는 문제점이 있다. 또한, 분환원철 및 소성 부원료를 용융가스화로에 장입하는 경우, 용융가스화로내의 석탄충진층의 통기성 및 통액성 확보가 어려운 문제 점이 있다. However, in the above-described molten iron manufacturing apparatus, since a high-speed gas stream is formed on the upper part of the molten gasifier, there is a problem in that the branched iron and the calcined auxiliary material charged into the molten gasifier are scattered. In addition, when charging reduced iron and calcined feedstock into the molten gasifier, there is a problem that it is difficult to ensure the air permeability and liquidity of the coal packed layer in the molten gasifier.

따라서 문제점을 해결하기 위하여 분환원철 및 소성 부원료를 고온 브리켓화하여 용융가스화로에 장입하는 방법이 연구되고 있다. Therefore, in order to solve the problem, a method of charging the reduced-reduced iron and calcined subsidiary materials into a high temperature briquette into a melt gasifier has been studied.

상기와 같이, 분환원철을 브리켓으로 제조하여 용융가스화로에 장입하여 용선을 생산하는 기술로는 한국 공개특허공보 96-23095(특허 제 117067)호가 대표적이다. 상기 발명에서, 철광석은 단계적으로 유동 환원로를 거치면서 용융환원로에서 공급되는 고온의 환원가스에 의해 환원되며, 환원된 분환원철은 호퍼에 저장된 후, 열간 성형기를 통해 브리켓으로 제조되고, 제조된 브리켓은 일정 크기 이하로 파쇄되어 용융 가스화로에 장입된다. As described above, Korean Unexamined Patent Publication No. 96-23095 (Patent No. 117067) is typical as a technique for producing reduced iron by briquettes and charging molten gas furnace to produce molten iron. In the above invention, the iron ore is reduced by the high temperature reducing gas supplied from the molten reduction reactor while passing through the flow reduction step, the reduced reduced iron is stored in the hopper, and then manufactured as a briquette through a hot forming machine, Briquettes are broken up to a certain size and charged into the melt gasifier.

이와 같이, 유동 환원로에서 부분 환원된 분환원철을 브리켓으로 제조하는 경우, 브리켓의 제조는 열간 성형기의 물리적 힘, 즉 성형압에 크게 의존하고 있다. 따라서 열간 성형기의 설비 규모가 매우 커야 하고, 열간 성형기에 구비되는 롤의 마모 손상이 심해지는 문제점이 있다. As described above, in the case of producing reduced-reduced iron reduced in briquettes in a flow reduction furnace, the production of briquettes is highly dependent on the physical force of the hot forming machine, that is, the forming pressure. Therefore, the equipment scale of the hot forming machine has to be very large, and there is a problem in that the wear damage of the roll provided in the hot forming machine is severe.

또한, 상기와 같이 제조된 브리켓의 강도가 지나치게 높아 브리켓 제조 후 파쇄과정에서 일정 크기 이상이 되어 용융 가스화로 내로 장입되면, 용융 가스화로 내에서 환원 및 용융성의 저하로 인해 풍구손상을 일으켜 조업 불안정을 야기하게 된다. In addition, when the strength of the briquette manufactured as described above is too high and charged into the melt gasifier in the crushing process after the briquette is manufactured, the briquette may be damaged due to reduction and meltability in the melt gasifier, resulting in unstable operation. Cause.

또한, 용융 가스화로에서도 분환원철로 제조된 브리켓은 덩어리 형태로 분광석에 비해 환원가스와의 접촉면적이 적어 가스 이용효율이 낮다. In addition, even in a molten gasifier, briquettes made of reduced iron are in the form of agglomerates and have a low contact area with reducing gas, compared to spectroscopy, resulting in low gas utilization efficiency.

또한, 탄소원으로 용융 가스화로에 공급된 석탄을 성형한 성형탄과 덩어리 형태의 브리켓은 부피가 커서 승온이 어렵고, 탄광과 탄소원과의 접촉면적이 적어 브리켓의 환원 및 용융성이 나빠지는 근본적인 문제점을 내포하고 있다. In addition, the coal briquettes and coal briquettes formed by coal supplied to the molten gasifier as a carbon source have a large volume, which is difficult to raise the temperature, and has a fundamental problem of poor briquette reduction and meltability due to the small contact area between the coal mine and the carbon source. Doing.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의목적은 분환원철 입자와 탄소입자의 접촉 면적을 증대시켜 환원 및 용융효율을 향상시키고, 용융 가스화로에 장입하는 브리켓이 적절한 강도를 갖도록 하는 용철 제조 방법을 제공하는 데 있다. The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to increase the contact area of the reduced iron particles and carbon particles to improve the reduction and melting efficiency, so that the briquettes charged into the melt gasifier has an appropriate strength It is to provide a molten iron manufacturing method.

본 발명에 따른 용철 제조 방법은 용융 가스화로에서 발생하는 환원가스를 사용하여 유동 환원로에서 분철광석을 가열 및 부분 환원시키는 유동 환원 단계, 분철광석에 무연탄을 3~10wt% 첨가한 혼합물을 형성하는 단계, 혼합물을 성형압력 6~10ton/cm2로 성형하여 괴성체를 제조하는 성형 단계 및 괴성체를 용융 가스화로에 장입하여 용선을 제조하는 단계를 포함한다. The molten iron manufacturing method according to the present invention is a flow reduction step of heating and partially reducing the iron ore in the flow reduction furnace using a reducing gas generated in the melt gasifier, to form a mixture of 3 ~ 10wt% of anthracite coal in the iron ore Step, forming a mixture at a molding pressure of 6 ~ 10ton / cm 2 to produce a compacted material and charging the compacted material in a melt gasifier to produce a molten iron.

용철 제조 방법은 무연탄을 입도 상한이 0.25~5mm가 되도록 파쇄하는 단계를 더 포함할수 있다. 용철 제조 방법은 파쇄된 무연탄을 가열하여 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 성형 단계는 성형온도 450~650℃의 열간 브리켓팅으로 이루어질 수 있다.The molten iron manufacturing method may further include the step of crushing the anthracite coal so that the upper limit of the particle size is 0.25 ~ 5mm. The molten iron manufacturing method may further include heating and drying the crushed anthracite coal. Molding step may be made by hot briquetting of the molding temperature 450 ~ 650 ℃.

한편, 본 발명에 따른 환원철 열간 브리켓은 입도 상한이 0.25~5mm인 무연탄을 3~10wt% 함유한다.On the other hand, the reduced iron hot briquette according to the present invention contains 3 to 10wt% of anthracite coal having an upper particle size of 0.25 ~ 5mm.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명 의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described an embodiment of the present invention. Such embodiments of the present invention are merely for illustrating the present invention and the present invention is not limited thereto.

도 1은 용철 제조 장치(100)의 일 실시예를 나타낸 개략도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 용철 제조 장치(100)는 분철광석을 용융시키고 환원가스를 생산하는 용융 가스화로(10), 분철광석의 환원 기능을 수행하는 환원로(20), 분철광석을 사전에 환원하는 유동 환원로(30), 분철광석을 성형하는 열간 성형기(40) 및 용융 가스화로(10)에서 환원가스를 생산하기 위해 장입되는 석탄을 괴성화하는 냉간 성형기(50)를 포함한다. 1 is a schematic view showing an embodiment of the apparatus for manufacturing molten iron 100. As shown in FIG. 1, the molten iron manufacturing apparatus 100 may melt molten iron ore and melt gasifier 10 to produce a reducing gas, a reducing furnace 20 to perform a reducing function of iron ore, and a iron ore in advance. It includes a flow reduction furnace 30 for reducing the oil, a hot forming machine 40 for forming the iron ore and a cold forming machine 50 for agglomeration of coal charged to produce a reducing gas in the molten gasifier 10.

용융 가스화로(10)에 투입된 석탄은 가스화되어 환원가스가 되는데, 이러한 환원가스는 집진장치(24)를 거쳐 제3 유동 환원로(30c)의 하부로 공급되며, 제2 유동 환원로(30b)와 제1 유동 환원로(30a)를 통과하여 제1 유동 환원로(30a)의 상부에서 배가스로 배출된다. The coal introduced into the melt gasifier 10 is gasified to be a reducing gas. The reducing gas is supplied to the lower portion of the third flow reduction furnace 30c through the dust collector 24 and the second flow reduction furnace 30b. And it passes through the first flow reduction furnace (30a) is discharged to the exhaust gas from the upper portion of the first flow reduction furnace (30a).

입도분리기(12)에서는 분철광석으로부터 미세한 입자가 제거된다. 미세한 입자가 제거된 분철광석은 저장호퍼(14)에 저장된다. 저장호퍼(14)에 저장된 분철광석은 필요량으로 제어되어 제1 유동 환원로(30a)에 장입되고, 제2 유동 환원로(30b)와 제3 유동 환원로(30c)를 거치면서 용융 가스화로(10)으로부터 취입된 환원가스에 의해 예비 환원된다. In the particle size separator 12, fine particles are removed from the iron ore. The fine iron ore from which fine particles have been removed is stored in the storage hopper 14. The iron ore stored in the storage hopper 14 is controlled to a required amount and charged in the first flow reduction furnace 30a, and passes through the second flow reduction furnace 30b and the third flow reduction furnace 30c while melting gasifier ( It is preliminarily reduced by the reducing gas blown from 10).

도 1에는 3개의 유동 환원로(30a, 30b, 30c)가 도시되어 있으나, 이는 본 발명을 예시하기 위한 것뿐이며, 유동 환원로(30)는 2개 또는 3개 이상 구비될 수도 있다. Although three flow reduction furnaces 30a, 30b, and 30c are shown in FIG. 1, this is only to illustrate the present invention, and two or three or more flow reduction furnaces 30 may be provided.

한편, 무연탄은 파쇄기(34)에서 파쇄되고, 분체 가열로(36)에서 가열 및 건조된다. 이때, 무연탄의 입도 상한이 0.25mm 미만인 경우에는 제조되는 브리켓의 성형 압축강도가 저하되고, 입도 상한이 5mm를 넘는 경우에는 브리켓의 성형성이 악화된다. 따라서 무연탄의 입도 상한이 0.25~5mm가 되도록 파쇄한다. On the other hand, the anthracite coal is crushed in the crusher 34, and heated and dried in the powder heating furnace 36. At this time, when the upper limit of the particle size of the anthracite coal is less than 0.25 mm, the molding compressive strength of the manufactured briquettes is lowered, and when the upper limit of the particle size is more than 5 mm, the formability of the briquettes deteriorates. Therefore, the particle size of the anthracite coal is crushed to be 0.25 ~ 5mm.

상기한 바와 같이 예비 환원된 분환원철과 파쇄 및 가열 건조된 무연탄을 열간 혼합기(32)에 공급하여 혼합한다. 이때, 전체 혼합물에 대한 무연탄의 첨가량이 3wt% 미만인 경우에는, 제조된 브리켓이 용융 가스화로(10)에 장입되어 환원 및 용융될 때, 분환원철 입자와 무연탄 입자 간의 접촉면적이 증대되는 효과가 적다. 또한, 그 첨가량이 10wt%를 넘는 경우에는 제조되는 브리켓의 압축강도가 저하된다. 따라서 무연탄을 전체 혼합물에 대하여 3~10wt% 첨가하고, 보다 바람직하게는 3~7wt% 첨가한다. As described above, the pre-reduced reduced reduction iron and the crushed and heat-dried anthracite coal are supplied to the hot mixer 32 and mixed. At this time, when the amount of anthracite added to the total mixture is less than 3wt%, when the manufactured briquettes are charged and reduced and melted in the molten gasifier 10, the contact area between the reducing iron particles and the anthracite particles is small. . Moreover, when the addition amount exceeds 10 wt%, the compressive strength of the manufactured briquettes falls. Therefore, 3-10 wt% of anthracite coal is added with respect to the whole mixture, More preferably, 3-7 wt% is added.

무연탄과 혼합된 분환원철은 한 쌍의 성형롤(40a, 40b)가 구비된 열간 성형기(40)에서 성형되어 환원철 브리켓으로 저장호퍼(42)에 저장되었다가 환원로(20)를 거쳐 공급관(22)을 통해 용융 가스화로(10)에 장입된다. The reduced-reducing iron mixed with anthracite is molded in a hot forming machine 40 equipped with a pair of forming rolls 40a and 40b and stored in a storage hopper 42 as a reduced iron briquette, and then through a reduction furnace 20 to supply a pipe 22. It is charged into the melt gasifier 10 through the ().

이때, 열간 성형기(40)의 성형압력이 6ton/cm2 미만인 경우에는 브리켓의 압축강도가 낮아지고, 10ton/cm2을 넘는 경우에는 성형으로 인한 에너지의 소비가 과다하여 경제성이 낮아지게 된다. 따라서 열간 성형압력은 6~10ton/cm2으로 하고, 보다 바람직하게는 8~10ton/cm2으로 한다.At this time, when the molding pressure of the hot forming machine 40 is less than 6ton / cm 2, the compressive strength of the briquettes is lowered, and when the molding pressure of more than 10ton / cm 2 is exceeded, the energy consumption due to the molding is excessively low, the economic efficiency. Therefore, hot forming pressure is 6-10 ton / cm 2 , and more preferably 8 to 10 ton / cm 2 .

한편, 환원제인 석탄은 입도분리기(52)에서 크기를 선별하여 큰 것은 용융 가스화로(10)에 직접 투입한다. 또한, 작은 것은 바인더 공급기(54)에 저장된 바 인더를 첨가하여 냉간 성형기(50)에서 성형탄으로 제조하여 용융 가스화로(10)에 투입한다. Meanwhile, coal, which is a reducing agent, is sized by the particle size separator 52 and the larger one is directly injected into the melt gasifier 10. In addition, the smaller one is added to the binder stored in the binder feeder 54 to be made into coal briquettes in the cold forming machine 50 and put into the molten gasifier 10.

상술한 방법에 의해 용융 가스화로(10)에서는 용철이 제조된다. 이하에서는 본 발명의 효과를 알아보기 위한 실험예를 설명하도록 한다. 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 이하의 실험예에 한정 되는 것은 아니다.By the method mentioned above, molten iron is manufactured in the melting gasifier 10. Hereinafter will be described an experimental example for examining the effects of the present invention. The experimental example is for illustrating the present invention, and the present invention is not limited to the following experimental example.

실험예Experimental Example

입도 5mm이하 환원율 30~60%로 부분환원된 분환원철과, 입도 5mm 이하의 무연탄을 직경 250mm, 길이 600mm의 철 원통으로 이루어진 가열로에서 가열하고, 이를 브리켓으로 제조하였다. Partially reduced iron with a particle size of less than 5 mm and a reduction rate of 30 to 60% and anthracite coal having a particle size of 5 mm or less were heated in a heating furnace consisting of an iron cylinder having a diameter of 250 mm and a length of 600 mm.

분환원철과 무연탄의 균일한 가열과 혼합을 위해, 가열로 내부벽에 스크류 형태의 철판을 설치하였으며, 모터를 설치하여 임의 속도로 회전할 수 있도록 하였다. 또한, 시료 장입과 배출을 용이하게 하기 위해 가열로를 임의의 기울기로 기울일 수 있도록 하였다. For uniform heating and mixing of the reduced iron and anthracite coal, a screw-type iron plate was installed on the inner wall of the furnace, and a motor was installed to rotate at an arbitrary speed. In addition, the furnace was allowed to tilt at any inclination to facilitate sample loading and discharge.

분환원철과 탄소원 혼합물로부터 브리켓 제조를 위해 호퍼, 스크류 및 한 쌍의 성형롤을 구비하는 성형기를 사용하였다. 또한, 일정한 성형압으로 브리켓을 제조하기 위해 성형롤에 유압장치와 로드셀을 설치하였다. A molding machine having a hopper, a screw and a pair of forming rolls was used for briquette production from a mixture of reduced iron and carbon sources. In addition, a hydraulic device and a load cell were installed on a forming roll to produce a briquette at a constant forming pressure.

분환원철에 건조된 무연탄을 임의의 비율로 첨가하여 혼합한 시료를 가열로에 공급하여 가열로를 일정 각도로 기울여 회전하면서 외벽에 설치된 히터를 이용하여 원하는 온도로 가열하였다. Anthracite coal dried on the branched iron was added at an arbitrary ratio, and the mixed sample was supplied to the heating furnace, and the heating furnace was inclined at a predetermined angle and heated to a desired temperature using a heater installed on the outer wall.

또한, 유압장치를 이용하여 성형롤에 일정한 성형압이 걸리도록 하였다. 가 열로에서 가열된 시료를 호퍼로 공급하고, 이를 스크류에 의해 일정한 성형압이 걸린 성형롤로 공급하여 브리켓으로 제조하였다. 제조된 브리켓의 압축강도를 측정하여 품질을 평가하였다. In addition, by using a hydraulic device to apply a constant molding pressure to the forming roll. The sample heated in the heating furnace was supplied to a hopper, which was supplied to a forming roll subjected to a constant molding pressure by a screw to prepare a briquette. The quality was evaluated by measuring the compressive strength of the manufactured briquettes.

실험예 1Experimental Example 1

유동 환원로에서 부분환원된 분환원철에 탄소원을 첨가하여 브리켓을 제조함에 있어, 제조된 브리켓이 용융 가스화로로 장입되기 위한 적절한 강도를 유지하기 위해 첨가되는 무연탄 첨가량 및 입도조건과 브리켓으로 성형하기 위한 조건을 도출하고자 하였다. In preparing briquettes by adding a carbon source to partially reduced reduced iron in a fluid reduction furnace, the prepared briquettes are added to form an anthracite and particle size conditions and briquettes added to maintain an appropriate strength for charging into a melt gasifier. We tried to derive the condition.

사용된 분환원철은 유동 환원로에서 30~60% 정도로 부분환원된 분환원철을 사용하였으며, 탄소원으로 무연탄을 사용하였다. 분환원철에 무연탄(A탄)을 3wt%, 7wt%를 첨가 혼합하여, 가열로에서 혼합하면서 650℃로 가열한후 유압장치에 의해 성형압을 변화시키면서 성형롤에서 브리켓으로 제조하였으며, 제조된 브리켓에 대해 압축강도를 측정하였다. The reduced iron used was partially reduced reduced iron, about 30-60% in a fluid reduction furnace, and anthracite coal was used as the carbon source. 3 wt% and 7 wt% of anthracite coal (A-coal) was added to the reduced-reduced iron, heated to 650 ° C. while mixing in a heating furnace, and then manufactured as a briquette in a forming roll while varying the forming pressure by a hydraulic device. The compressive strength was measured for.

유압장치에 의해 성형압을 6ton/cm2에서 10ton/cm2로 변화시켜 제조된 브리켓의 압축강도 변화를 도 2에 나타내었다. The compressive strength change of the briquettes manufactured by changing the molding pressure from 6ton / cm 2 to 10ton / cm 2 by the hydraulic apparatus is shown in FIG. 2.

도 2에서 보는 바와 같이, 성형롤에 작용하는 성형압이 증가함에 따라 제조된 브리켓의 압축강도는 선형적으로 증가하였다. 또한, 분환원철 100%를 사용하여 브리켓으로 성형하였을 때 압축강도가 가장 높게 나타났으며, 분환원철에 무연탄의 첨가량이 증가하면 브리켓의 압축강도는 감소하는 것으로 나타났다. As shown in Figure 2, the compressive strength of the manufactured briquettes linearly increased as the forming pressure acting on the forming roll. In addition, the compressive strength was found to be the highest when molded into briquettes using 100% reduced iron, and the compressive strength of briquettes decreased as the amount of anthracite coal increased.

이는 무연탄 첨가시 압축강도 저하는 결합력이 없는 무연탄이 분환원철 내의 철(Fe) 성분이 고온에서 높은 성형압에 의해 결합되는 것을 저해하기 때문이다. 통상 일반 고로에 사용하기 위한 펠렛 및 괴성광의 수송 및 장입에 필요한 압축강도는 대략 50kgf/cm2 정도 이상으로 알려져 있다(철과강, Vol 87, p313(2001)). 또한, 용융 가스화로에 사용되는 성형탄의 압축강도는 60~70kgf/cm2 정도의 수준이다. This is because the anthracite coal, which has no lowering of the compressive strength when the anthracite coal is added, inhibits the binding of the iron (Fe) component in the branched iron by high forming pressure at high temperature. Usually, the compressive strength required for transporting and charging pellets and compacted ores for use in general blast furnaces is known to be about 50 kgf / cm 2 or more (iron and steel, Vol 87, p313 (2001)). In addition, the compression strength of the coal briquettes used in the melt gasifier is about 60 ~ 70kgf / cm 2 level.

따라서 탄소원 함유 브리켓의 강도도 개략 70kgf/cm2 정도 이상이면 용융 가스화로에 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 무연탄 3wt% 첨가 브리켓 제조시에는 용융 가스화로에서 사용할 수 있는 브리켓의 강도를 갖기 위해서는 성형롤에 작용하는 성형압은 6ton/cm2 이상 되어야 하며, 무연탄 7wt% 첨가시 성형롤에 작용하는 성형압은 8ton/cm2 이상이 되어야 한다. Therefore, if the strength of the carbon source-containing briquette is also about 70kgf / cm 2 or more, it can be used in the melt gasifier. Therefore, in order to have briquette strength that can be used in a melt gasifier, the molding pressure applied to the forming roll should be 6ton / cm 2 or more, and the forming pressure acting on the forming roll when adding 7wt% anthracite Should be at least 8 ton / cm 2 .

실험예 2Experimental Example 2

30~60% 정도로 부분환원된 분환원철에 무연탄(A탄)을 3wt%, 7wt%를 첨가 혼합하여, 가열로에서 혼합하면서 원하는 온도로 가열한 후 유압장치에 의해 10ton/cm2의 일정한 성형압이 작용하는 성형롤에서 브리켓으로 제조하였으며, 제조된 브리켓에 대해 압축강도를 측정하였다. 30 to 60% portion of the coal (A tan) in the reduced fine direct reduced iron by mixing the addition of 3wt%, 7wt%, and then heated to the desired temperature with mixing at heating at a predetermined molding pressure of 10ton / cm 2 by a hydraulic system so The working rolls were made of briquettes, and the compressive strength of the briquettes was measured.

가열로에서 분환원철과 무연탄(A탄)의 혼합시료의 가열온도를 450℃에서 650℃로 변화시켰을 때, 제조된 브리켓의 압축강도 변화를 도 3에 나타내었다. When the heating temperature of the mixed sample of reduced iron and anthracite (A-coal) in the heating furnace was changed from 450 ° C. to 650 ° C., the compressive strength change of the manufactured briquette is shown in FIG. 3.

도 3에서 보는 바와 같이, 가열로에서 가열된 시료의 온도 즉, 성형온도가 증가함에 따라 제조된 브리켓의 압축강도는 선형적으로 증가하였다. 또한, 성형롤에서의 성형압이 10ton/cm2에서는 분환원철에 7wt%까지의 무연탄을 첨가하였을 때 용융 가스화로에 사용할 수 있는 브리켓 제조를 위해서는 가열로에서 450℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the compressive strength of the manufactured briquettes linearly increased as the temperature of the sample heated in the furnace, that is, the forming temperature increased. In addition, when the forming pressure in the forming roll is 10 ton / cm 2 , it is preferable to heat to 450 ℃ or more in the heating furnace in order to produce a briquette that can be used in the melt gasifier when anthracite coal is added up to 7 wt% to the ring reducing iron.

실험예 3Experimental Example 3

30~60% 정도로 부분환원된 분환원철에 무연탄(A탄)의 첨가량을 변화시킨 혼합시료를 가열로에서 혼합하면서 원하는 온도로 가열한후 유압장치에 의해 10ton/cm2의 일정한 성형압이 작용하는 성형롤에서 브리켓으로 제조하였으며, 제조된 브리켓에 대해 압축강도를 측정하였다. 30 ~ 60% of the partially reduced reduced iron, mixed mixture of anthracite (A charcoal) added to the desired temperature while mixing in a heating furnace and heated to a desired temperature by a hydraulic device to operate a constant molding pressure of 10ton / cm 2 A briquette was manufactured on a molding roll, and the compressive strength of the prepared briquette was measured.

가열로에서 분환원철과 무연탄(A탄)의 혼합시료를 450℃에서 650℃로 가열하여 분환원철에 첨가되는 무연탄의 첨가량 변화에 따른 제조된 브리켓의 압축강도 변화를 도 4에 나타내었다. 4 shows a change in the compressive strength of the manufactured briquette according to the change in the amount of anthracite added to the reduced iron by heating the mixed sample of reduced iron and anthracite (A-coal) in a heating furnace from 450 ° C to 650 ° C.

도 4에서 보는 바와 같이, 분환원철에 첨가되는 무연탄(A탄) 량이 증가함에 따라 제조된 브리켓의 압축강도는 급격하게 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 650℃로 가열하여 10ton/cm2로 성형할 경우, 분환원철에 무연탄(A탄)을 10wt% 정도까지 첨가할 수 있으며, 낮은 온도인 450℃로 가열하여 10ton/cm2로 성형할 경우, 분환원철에 무연탄(A탄)을 7wt% 정도까지 첨가할 수 있을 것으로 판단된다. As shown in Figure 4, as the amount of anthracite (A-coal) is added to the reducing iron, the compressive strength of the manufactured briquettes was found to decrease rapidly. Therefore, when heated to 650 ℃ to form 10 ton / cm 2 , anthracite (A-coal) can be added to about 10wt% to the reduced iron, when heated to 450 ℃ to form a low 10 ton / cm 2 , It is believed that anthracite (A-coal) can be added to about 7 wt% of the branched iron.

실험예 4Experimental Example 4

30~60% 정도로 부분환원된 분환원철에 무연탄(A탄)을 7wt% 첨가한 혼합시료를 가열로에서 혼합하면서 450℃와 650℃로 가열한후 유압장치에 의해 10ton/cm2의 일정한 성형압이 작용하는 성형롤에서 브리켓으로 제조하였으며, 제조된 브리켓에 대해 압축강도를 측정하였다. After mixing the mixed sample containing 7wt% of anthracite coal (A-coal) to partially reduced reduced iron, which is 30 ~ 60%, is heated at 450 ℃ and 650 ℃ while mixing in a heating furnace, and then a constant molding pressure of 10ton / cm 2 by hydraulic system. The working rolls were made of briquettes, and the compressive strength of the briquettes was measured.

분환원철에 첨가되는 무연탄(A탄)의 입도(-0.25mm, -1mm, -5mm) 변화에 따른 제조된 브리켓의 압축강도 변화를 도 5에 나타내었다. 5 shows the change in compressive strength of the manufactured briquette according to the change in particle size (-0.25mm, -1mm, -5mm) of anthracite (A-coal) added to the branched iron.

첨가된 무연탄의 입도는 0.25mm 이하, 1mm 이하, 5mm 이하의 세가지 분류의 것이 첨가되었다. 도 5에서 보는 바와 같이, 분환원철에 첨가되는 무연탄(A탄)의 입도가 커질수록, 즉 큰 입경의 입자가 많을수록 제조된 브리켓의 압축강도는 증가하는 것으로 나타났다. The particle size of the anthracite coal added was 0.25mm or less, 1mm or less and 5mm or less. As shown in FIG. 5, the compressive strength of the manufactured briquettes was increased as the particle size of the anthracite coal (A-coal) added to the reducing iron increases, that is, the more particles having a larger particle size.

650℃의 예열온도와 7wt%의 무연탄 첨가비에서 첨가되는 무연탄 입도는 상한 입도가 0.25mm 이상 되도록 하며, 예열온도가 450℃ 인 경우, 첨가되는 무연탄 입도는 상한 입도가 1mm 이상이 되도록 관리하는 것이 바람직하다.The anthracite particle size added at the preheating temperature of 650 ° C. and the anthracite addition ratio of 7wt% is such that the upper limit particle size is 0.25mm or more. If the preheating temperature is 450 ° C., the anthracite particle size added is controlled to be the upper limit particle size of 1mm or more. desirable.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 용철 제조 방법은 분환원철과 무연탄으로부터 적절한 강도의 브리켓을 제조할 수 있도록 하며, 분환원철로 제조된 탄재 함유 브리켓이 용융 가스화로에 장입되었을 때, 용융 가스화로 내에서 환원 및 용융효율을 향상시킬 수 있다. As described above, the method for producing molten iron according to the present invention enables the production of briquettes of appropriate strength from the reduced iron and anthracite coal, and when the carbon material containing briquettes made of the reduced iron are charged into the molten gasifier, The reduction and melting efficiency can be improved.

또한, 탄재 함유 브리켓을 용융 가스화로 사용함에 따라 생산성이 증대되고, 에너지 효율이 향상된다.In addition, as the carbonaceous material-containing briquettes are used for melt gasification, productivity is increased and energy efficiency is improved.

Claims (8)

용융 가스화로에서 발생하는 환원가스를 사용하여 유동 환원로에서 분철광석을 가열 및 부분 환원시키는 유동 환원 단계,A flow reduction step of heating and partially reducing the iron ore in the flow reduction furnace by using the reducing gas generated in the melt gasifier; 상기 분철광석에 무연탄을 3~10wt% 첨가한 혼합물을 형성하는 단계,Forming a mixture of 3 ~ 10wt% anthracite coal to the iron ore, 상기 혼합물을 성형압력 6~10ton/cm2로 성형하여 괴성체를 제조하는 성형 단계, 및A molding step of forming a compacted body by molding the mixture at a molding pressure of 6 to 10 ton / cm 2 , and 상기 괴성체를 상기 용융 가스화로에 장입하여 용선을 제조하는 단계Preparing molten iron by charging the compacted material into the molten gasifier 를 포함하는 용철 제조 방법. The molten iron manufacturing method comprising a. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 무연탄을 3~7wt% 첨가하는 용철 제조 방법.In the step of forming the mixture, molten iron manufacturing method for adding 3 ~ 7wt% of the anthracite coal. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 성형 단계에서, 상기 성형압력을 8~10ton/cm2으로 하는 용철 제조 방법.In the forming step, the molten iron manufacturing method to the molding pressure of 8 ~ 10ton / cm 2 . 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 무연탄은 입도 상한이 0.25~5mm가 되도록 파쇄된 용철 제조 방법.In the step of forming the mixture, the anthracite coal is crushed molten iron so that the upper limit of the particle size is 0.25 ~ 5mm. 제4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 혼합물을 형성하는 단계에서, 상기 무연탄은 가열하여 건조된 용철 제조 방법.In the step of forming the mixture, the anthracite coal is heated to dry molten iron manufacturing method. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 성형 단계는 성형온도 450~650℃의 열간 브리켓팅으로 이루어지는 용철 제조 방법.The forming step is a molten iron manufacturing method consisting of hot briquetting of the molding temperature 450 ~ 650 ℃. 입도 상한이 0.25~5mm인 무연탄을 3~10wt% 함유하는 분환원철 브리켓.An iron-reducing briquette containing 3-10 wt% of anthracite coal having an upper particle size of 0.25-5 mm. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 무연탄을 3~7wt% 함유하는 분환원철 브리켓.Reduction iron briquettes containing 3 to 7 wt% of the anthracite coal.
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