KR101018251B1 - 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철공정에서 발생하는 제철부산물을 이용하여 제조되는 단광에 관한 것이다.

본 발명은 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상: 10~30중량%, 나머지 소결반광으로 이루어진 혼합원료 100중량부에 대하여, 당밀: 4~8중량부, 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상: 8~15중량부를 첨가하여 조성된다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 조성되는 원료를 이용하여 단광을 제조하는 방법을 포함하여 이루어진다.

본 발명은 입도가 굵어 펠렛으로 성형하기 어려운 소결반광을 이용함에도 불구하고 성형체의 강도가 약한 문제점을 해결할 수 있는 단광을 제공할 수 있는 효과가 있다.

단광, 소결반광, 석회소성슬러지, 백운석슬러지, 코크스 더스트

Description

제철부산물을 이용한 제철원료용 단광 및 그 제조방법{Briquette for steelmaking material using byproducts of steelmaking and method for manufacturing the same}

도 1은 본 발명의 제철부산물을 이용한 단광의 제조 공정도이다.

본 발명은 제철공정에서 발생하는 제철부산물을 이용하여 제조되는 단광에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소결반광 및 석회소성슬러지 또는 백운석슬러지를 재활용하여 제조되는 제철원료용 단광 및 그 제조방법에 관한 것이다.

제철부산물을 이용하여 제철원료를 제조하는 종래기술로는 석회소성슬러지 단독으로 건조하여 펠렛화하여 제강 부원료로 재활용하는 방법이나, 일본 공개특허공보 소56-501570 또는 2001-348625 등에 나타낸 것과 같이 철광석분, 고로 및 전로 더스트, 압연 스케일 등에 석탄, 코크스 등의 탄재를 첨가하고 바인더로서 전분 을 사용하여 펠렛으로 제조하여 제철공정에 재사용하는 방법 등이 있다. 그러나, 상기의 종래기술에서와 같이 전분만을 바인더로서 사용할 경우에는 성형체의 강도가 약한 것이 단점이 있다. 이러한 펠렛은 강도가 약하여 제철공정에서 재사용시 또는 트럭이나 컨베이어 등으로 운송시 파쇄 및 붕괴가 일어나 분진의 발생량이 많아 주위 작업환경을 나쁘게 할 뿐만 아니라 재사용시 효율을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 성형체의 강도를 향상시킬 필요가 있다.

일반적으로, 펠렛이나 단광을 제조할때 사용되는 원료의 입도가 굵을 경우에는 성형이 잘 되지 않으며 성형강도가 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 분말을 이용하여 성형체를 제조하고자 할 경우에는 분말의 크기를 가능한 작게 하는 것이 바람직하다. 이러한 경향은 단광의 경우보다 펠렛의 경우가 분말의 입자크기에 영향을 많이 받는다. 따라서, 소결반광과 같이 입자가 굵을 경우에는 펠렛 제조보다 단광형태로 성형체를 제조하는 것이 성형 전체 공정을 고려할때 바람직하며, 특히 소결반광의 입도조정을 위한 전처리 공정에서 경제적이다. 즉, 펠렛형태로 제조하기 위해서는 입도가 굵은 소결반광의 경우에는 볼밀 등을 이용하여 매우 미세하게 분쇄를 하여야 하는 반면 단광형태로 제조할 경우에는 죠크러셔 등을 이용하여 거칠게 분쇄를 하여도 성형이 가능하기 때문에 펠렛 제조 형태보다 경제적이다.

상기와 같이 입자가 굵은 소결반광을 단광으로 제조하더라도 강도가 부족하여 재사용시 파쇄나 붕괴가 발생되는 문제점은 여전하다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소결반광을 사용하여 단광을 제조시 강도가 우수하여 파쇄나 붕괴가 없는 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광 및 그 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상: 10~30중량%, 나머지 소결반광으로 이루어진 혼합원료 100중량부에 대하여, 당밀: 4~8중량부, 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상: 8~15중량부를 첨가하여 조성된다.

또한, 본 발명은, 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상: 10~30중량%, 나머지 소결반광으로 조성되는 혼합원료를 해쇄 및 혼합하는 단계;

상기 해쇄 및 혼합된 혼합원료 100중량부에 대하여, 당밀: 4~8중량부, 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상: 8~15중량부를 첨가하여 혼합하는 단계; 및

상기 혼합된 원료를 통상의 방법으로 단광으로 제조하는 단계:를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 펠렛형태로 제조하기에는 입도가 굵은 소결반광을 이용하여 제철원료용 단광을 제조하는데 특징이 있는 것으로, 먼저 본 발명의 성분제한 이유부터 살펴본다.

석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상: 10~30중량%

본 발명에서와 같이 분말을 이용하여 성형체를 제조하는 경우에 점력이 없는 원료만을 사용하면 성형이 잘 되지 않는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 성형시 원료에 점력을 부여해 줄 수 있고, 또한 발생되는 형태가 함수(含水)를 한 형태로 발생되기 위하여 석회소성슬러지 또는 백운석슬러지를 첨가한다. 상기와 같이, 석회소성슬러지 또는 백운석슬러지를 사용하면 향후 함수조절을 위하여 수분을 첨가하지 않아도 된다. 상기 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상의 함량이 10중량% 미만이면 점력의 작용이 약하고 추가로 수분을 투입하여야 할 뿐만 아니라 강도가 감소하는 문제점이 있고, 30중량%를 초과하면 수분량 과다로 단광제조시 단광제조기로부터 성형체의 탈형이 잘 되지 않는 문제점이 있으므로, 상기 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상의 첨가량은 10~30중량%로 제한하는 것이 바람직하다.

소결반광: 나머지

본 발명의 혼합원료에 있어서, 상기한 성분 이외에는 소결반광으로 구성된다. 소결반광은 제철공정중 소결광 제조후 적정입도의 소결광을 제조하고 난 후, 입도가 규격외 처리된 소결광을 의미한다. 상기 소결반광의 입도는 특별히 한정하지 않아도 되나, 5mm 이하의 입도로 고른 분포를 갖는 소결반광을 사용하면 성형이 용이하고, 압축강도를 향상시킬 수 있어 보다 바람직하다.

상기와 같이, 조성되는 혼합원료에는 필요에 따라서 20중량% 이하의 코크스 더스트가 추가로 조성될 수 있다.

상기 코크스 더스트는 소결반광의 환원제일 뿐만 아니라 열원으로도 유효한 성분이다. 상기 코크스 더스트의 첨가량이 20중량%를 초과하면 성형체의 강도를 저하시키는 문제점이 있으므로, 상기 코크스 더스트의 첨가량은 20중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 조성되는 혼합원료에 당밀, 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상이 외삽하여 첨가된다.

당밀: 혼합원료 100중량부에 대하여 4~8중량부

상기 당밀은 원료중의 석회성분과 작용하여 결합작용을 함으로써 성형체의 초기강도를 발현시키는 효과가 있다. 상기 당밀의 첨가량이 혼합원료 100중량부에 대하여 4중량부 미만이면 초기 압축강도가 부족하고, 8중량부를 초과하면 혼합원료의 액상이 과다하게 되어 단광제조시 단광제조기로부터 성형체의 탈형이 잘 되지 않는 문제점이 있으므로, 상기 당밀의 첨가량은 혼합원료 100중량부에 대하여 4~8중량부로 제한하는 것이 바람직하다.

시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상: 8~15중량부

상기 시멘트와 고로스래그 미분말중 1종 이상은 성형체의 장기강도를 발현시키는 효과가 있다. 상기 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종의 첨가량이 혼합원료 100중량부에 대하여 8중량부 미만이면 성형체의 압축강도가 부족하고, 15중량부를 초과하면 과다한 시멘트 투입으로 인하여 경제적이지 못할 뿐만 아니라 성형체를 용융로에 투입시 황성분이 쇳물에 재투입되는 문제점이 있으므로, 상기 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상의 첨가량은 혼합원료 100중량부에 대하여 8~15중량부로 제한하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 단광의 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 단광의 제조공정도이다.

먼저, 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상: 10~30중량%, 나머지 소결반광으로 구성되며, 필요에 따라서 20중량% 이하의 코크스 더스트가 추가로 조성되는 혼합원료를 해머 크러셔 또는 해쇄형 혼합기로 해쇄 및 혼합한다. 이때, 상기 소결반광은 죠 크러셔 또는 파쇄기를 이용하여 5mm 이하의 입도를 갖도록 한 것이면, 성형이 용이하고 압축강도를 향상시킬 수 있어 보다 바람직하다.

상기 해쇄 및 혼합된 혼합원료 100중량부에 대하여 당밀: 4~8중량부, 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상:8~15중량부를 첨가하여 믹서에 넣고 혼합한다.

이후, 상기와 같이 혼합된 원료는 단광제조기에 도입되어 통상의 방법을 이용하여 단광으로 제조된다. 상기 단광제조기로는 쌍롤형 또는 프레스형 등 단광제조에 이용되는 통상의 단광제조기가 이용가능하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

[실시예]

소결반광은 제철소 소결공장에서 발생되는 반제품으로 평균입경이 5mm인 것을 사용하였다. 상기 소결반광은 죠 크러셔를 이용하여 5mm 통과분이 100%가 되도록 하였다. 코크스 더스트는 백필터에서 포집된 더스트를 사용하였으며, 입도는 0.3mm 통과분이 100%인 것을 사용하였다. 석회소성슬러지 또는 백운석슬러지는 탈수된 케익형태를 그대로 사용하였으며, 이때 그 함수량은 27%가량이었다.

상기한 원료를 하기 표 1의 배합비로 해머 크러셔를 이용하여 해쇄 및 혼합하였으며, 이후 당밀 및 시멘트를 하기 표 1의 첨가량으로 첨가하여 혼합하였다. 이렇게 혼합된 원료를 단광제조기에 도입하여 단광으로 제조하였다.

상기와 같이 제조된 단광의 물성을 평가하기 위하여 Tumbling Index(TI)값을 측정하였다. TI값의 측정은 D1150×W600mm의 철제 원통내에 15kg의 단광을 넣고 500초 동안 200회전 시킨 후, 6.3mm의 체를 통과시켜 체에 걸린 분율을 TI값으로 하였다.

구분	소결반광 (중량%)	코크스 더스트 (중량%)	석회소성슬러지 또는 백운석슬러지(중량%)	당밀 (중량부)	시멘트 (중량부)	TI값 (%)
발명예1	80	10	10	6	15	85
발명예2	70	10	20	6	10	80
발명예3	90	0	10	6	8	78
발명예4	80	10	10	6	10	77
비교예1	90	10	0	6	10	60
비교예2	80	10	10	0	0	20
비교예3	80	10	10	6	0	25
비교예4	80	10	10	0	15	51
비교예5	80	10	10	3	5	45

상기 표 1에서, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예1~4는 TI값이 77% 이상으로 강도가 매우 우수함을 알 수 있었다.

그러나, 본 발명의 범위를 만족하지 않는 비교예1~5는 발명예에 비하여 TI값이 낮아 강도가 떨어지는 것을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 입도가 굵어 펠렛으로 성형하기 어려운 소결반광을 이용함에도 불구하고 성형체의 강도가 약한 문제점을 해결한 단광을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상: 10~30중량%, 나머지 소결반광으로 이루어진 혼합원료 100중량부에 대하여, 당밀: 4~8중량부, 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상: 8~15중량부를 첨가하여 조성되는 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광.
2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합원료는 코크스 더스트: 20중량% 이하를 추가적으로 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 소결반광의 입도가 5mm 이하인 것을 특징으로 하는 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광.
4. 석회소성슬러지와 백운석슬러지중 1종 이상: 10~30중량%, 나머지 소결반광으로 조성되는 혼합원료를 해쇄 및 혼합하는 단계;

   상기 해쇄 및 혼합된 혼합원료 100중량부에 대하여, 당밀: 4~8중량부, 시멘트와 고로슬래그 미분말중 1종 이상: 8~15중량부를 첨가하여 혼합하는 단계; 및

   상기 혼합된 원료를 통상의 방법으로 단광으로 제조하는 단계:를 포함하여 이루어지는 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 혼합원료는 코크스 더스트: 20중량% 이하를 추가적으로 포함하여 조성되는 것을 특징으로 하는 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광의 제조방법.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 소결반광의 입도가 5mm 이하인 것을 특징으로 하는 제철부산물을 이용한 제철원료용 단광의 제조방법.

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