KR101188559B1

KR101188559B1 - 고온 환원철을 이용한 고온 브리켓 강의 제조 방법 및 그것을 위한 열간 성형용 환원철의 온도 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101188559B1
Application number: KR1020107006009A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 츠츠미; 유타카 미야카와
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2012-10-05
Also published as: AU2008301774B2; WO2009037982A1; US20100224028A1; EP2210960A4; US8088194B2; JP5053011B2; KR20100046055A; CN101796201B; AU2008301774A1; CN101796201A; JP2009074725A; EP2210960B1; EP2210960A1

Abstract

본 발명은, 회전 노상로등의 환원로로부터 고온으로 배출된 환원철을 이용해서 양호한 고온 브리켓 머신의 제조를 행하는 것이 가능한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 방법은, 상기 고온 환원철을 냉각하고, 또한 그 온도를 600℃를 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 제어하는 온도 제어 공정과, 당해 열간 성형 적정 온도를 갖는 고온 환원철을 브리켓 머신에서 열간 성형하는 것에 의해 고온 브리켓 강을 생성하는 공정을 포함하고, 상기 온도 제어 공정은, 내주면에 나선형상으로 이송 날개가 설치된 회전 드럼을 대략 수평으로 유지하는 것과, 당해 회전 드럼 내를 불활성 가스로 비산화성 분위기로 유지하면서, 상기 고온 환원철을 당해 회전 드럼 내에 장입해서 상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해 상기 회전 드럼 안을 통과시키는 것과, 상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해, 당해 환원철의 온도를 상기 열간 성형 적정 온도로 하도록 당해 환원철을 간접 냉각하는 것을 포함한다.

Description

고온 환원철을 이용한 고온 브리켓 강의 제조 방법 및 그것을 위한 열간 성형용 환원철의 온도 제어 방법 및 장치{PROCESS FOR PRODUCING HOT BRIQUETTE IRON USING HIGH-TEMPERATURE REDUCED IRON, AND METHOD AND APPARATUS FOR TEMPERATURE CONTROL OF REDUCED IRON FOR HOT FORMING FOR THE PROCESS}

본 발명은, 탄재 내장 괴성화물을 회전 노상로 등의 환원로에서 가열 환원해서 얻어지는 고온 환원철을 열간 성형하는 것에 의해 고온 브리켓 강(hot briquette iron)(이하「HBI」라고 약칭하는 경우가 있음)을 제조하는 방법 및 그 제조에 이용되는 환원철의 온도를 열간 성형에 적절한 온도로 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근의 고출선비(高出銑比) 조업 지향 및 CO₂ 배출 감소의 양면의 과제에 대응할 수 있는 고로(高爐) 용의 장입 원료로서, 고온 브리켓 강(이하「HBI」라고도 칭함)이 주목받고 있다(예를 들면, 비특허 문헌 1 참조).

그렇지만, 종래의 HBI는, 이른바 가스 베이스의 환원철(이하, 환원철을「DRI」라고도 약칭함)을 열간 성형하는 것에 의해 제조되는 것이며, 이 가스 베이스의 환원철은, 철 품위가 높은 소성 펠릿(pellet)을 원료로 해서, 이것을 천연가스를 개질한 환원 가스로 샤프트로(shaft furnace) 등의 향류가열식 환원로에서 환원하는 것에 의해 제조되는 것이기 때문에, 전기로에서 스크랩(scrap) 대체로서 이용되고는 있지만, 고로용 원료로서는 가격 등의 이유에 의해 실용화에 문제가 있었다.

한편, 근년, 저품위의 철원료와 염가의 석탄을 환원제로 하는 탄재 내장 괴성화물을 회전 노상로 등 복사 가열식 환원로의 고온 분위기하에서 환원하여 얻어지는, 이른바 석탄 베이스 DRI의 제조 기술이 개발되어, 실용화가 진행되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).

그러나, 석탄 베이스 DRI는 내장 탄재를 환원제로 하는 것이기 때문에, 가스 베이스 DRI보다 기공율이 높고, 또한 잔류 탄소의 함유량이 많다. 따라서, 이 석탄 베이스 DRI의 강도는 낮다. 이러한 석탄 베이스 DRI에 고로 장입에 견딜 만한 강도를 갖게 하기 위해서는, 탄재 배합량을 줄여 DRI내의 잔류 C 함유량을 극단적으로 저하시켜, 금속화율을 희생해서라도 강도를 확보할 수 밖에 없는 것이 현실이다(비특허 문헌 2의 도 3 참조). 게다가, 석탄 베이스 DRI는 종래의 가스 베이스 DRI와 마찬가지로 재산화되기 쉽기 때문에, 장시간의 저장이나 장거리의 수송에 적합하지 않다.

그래서, 고강도화 및 내재산화성(내후성) 부여를 목적으로 하고, 종래의 가스 베이스 DRI와 마찬가지로, 석탄 베이스 DRI를 브리켓화하는(즉 HBI로 한다) 것을 생각할 수 있다.

그렇지만, 상기 브리켓화에는, 온도 관리상의 문제가 있다. 환원로로부터 배출되었을 때의 환원철의 온도는 고온이며, 예를 들면 향류식 가열 환원로를 이용하는 현재 상태의 가스 베이스 DRI 제조법에서는 750-900℃ 정도, 또한 복사 가열식 환원로를 이용하는 석탄 베이스 DRI 제조법에서는 1000-1100℃ 정도가 된다. 이와 같이 환원로로부터 배출된 고온의 환원철을 실질적으로 냉각하는 일 없이, 현상의 가스 베이스 DRI 제조법과 마찬가지로 하여, 뜨거운 채로 브리켓 머신으로 공급하면, 여러 가지의 문제, 예를 들면 상기 환원철의 온도가 브리켓 롤의 내열성의 한계를 초과하는 것과, 환원철이 브리켓 롤의 포켓내에 고착해서 박리하기 어렵게된다는 문제가 생긴다.

이러한 문제를 해소하는 방법으로서, 환원로로부터 배출된 고온의 환원철을 어느 정도 냉각하고 나서 열간 성형하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 당해 환원철을 과도하게 냉각하면 환원철이 경화되어 성형성이 악화되기 때문에, 성형압을 높일 필요가 생기거나, 제조한 HBI에 균열이 발생하는 등의 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 3 내지 5에는, 로터리 킬른(kiln)을 이용한 냉각 방법이 개시되어 있지만, 이러한 방법은 어떠한 것이든, 고온 환원 펠릿을 최종적으로 상온까지 냉각하는 것을 목적으로 하는 것이며, 당해 문헌에는 상기 문제를 해소하기 위한 수단은 어떠한 것도 개시되어 있지 않다.

특허공개평11-279611호 공보 특허공개2001-181721호 공보 특허공고평7-42523호 공보 특허공개2002-38211호 공보 특허공개2001-255068호 공보

우지사와 유타카 등:철과 강, vol.92(2006), No.10, p.591-600 스기야마 켄 등:「FASTMET(R) 법에 따르는 더스트 처리」2001(삿포로) 자원?소재, 2001년 9월24-26일, 평성 13년도(2001년도) 자원?소재 관계학 협회 합동 추계 대회

본 발명의 목적은, 탄재 내장 괴성화물을 환원하는 것에 의해 얻어지는 고온 환원철을 이용하여 고온 브리켓 강을 양호하게 제조하는 것이 가능한 방법, 및 그 제조에 이용되는 고온 환원철의 온도를 상기 고온 브리켓 강의 제조에 적절한 온도로 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.

이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 복사 가열식 환원로로부터 1000-1100℃ 정도의 고온으로 배출된 환원철을 브리켓 머신에 의한 열간 성형에 적절한 600℃ 초과(바람직하게는 650℃ 이상) 750℃ 이하의 온도로 정밀도 양호하게 냉각하고 나서 열간 성형하는 것을 기본적인 컨셉으로 한다.

구체적으로, 본 발명은, 환원로에서 환원된 고온 환원철을 열간 성형해서 고온 브리켓 강을 제조하는 방법이며, 상기 고온 환원철을 냉각하고, 또한 그 온도를 600℃를 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 제어하는 온도 제어 공정과, 당해 열간 성형 적정 온도를 갖는 고온 환원철을 브리켓 머신으로 열간 성형하는 것에 의해 고온 브리켓 강을 생성하는 공정을 포함하고, 상기 온도 제어 공정은, 내주면에 나선형상으로 이송 날개(羽根)가 설치된 회전 드럼을 대략 수평으로 유지하는 것과, 당해 회전 드럼 내를 불활성 가스로 비산화성 분위기로 유지하면서, 상기 고온 환원철을 당해 회전 드럼 내에 장입해서 상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해 상기 회전 드럼안을 통과시키는 것과, 상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해, 상기 환원철의 온도를 상기 열간 성형 적정 온도가 되도록 상기 환원철을 간접 냉각하는 것을 포함한다.

이 방법에서는, 회전 드럼 내를 불활성 가스로 비산화성 분위기로 유지하면서, 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체로 냉각하는 간접 냉각 방식에 의해, 환원철의 온도가 확실하고, 또한 정밀도 양호하게, 후단의 열간 성형에 적절한 온도로 제어되어, 이것이 양호한 고온 브리켓 강의 제조를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련되는 HBI의 제조 프로세스를 개략적으로 나타내는 플로우도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시 형태와 관련되는 로터리 쿨러의 개략적인 구성을 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시 형태와 관련되는 로터리 쿨러의 개략적인 구성을 나타내는 정면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

[제 1 실시 형태]

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관련되는 HBI 제조 프로세스의 개략적인 구성을 나타내는 플로우도이다. 이 제조 프로세스에서는, 탄재 내장 산화철 괴성화물(A)을 1100-1300℃ 정도로 가열 환원해서 고온 환원철(Bl)로 하기 위한 환원로로서의 회전 노상로(1)와, 상기 고온 환원철(Bl)을 열간 성형에 적절한 온도로 냉각하기 위한 로터리 쿨러(2)와, 당해 냉각된 환원철(이하,「냉각 환원철」이라고도 함)(B2)을 열간에서 압축 성형해서 HBI(C)로 하기 위한 고온 브리켓 머신(3)이 이용된다. 또한, 이하에 있어서, 로터리 쿨러내의 환원철은, 고온 환원철(Bl) 및 냉각 환원철(B2)과 구별하기 위해, 단지「환원철(B)」이라고 칭한다.

로터리 쿨러(2)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 원통형의 회전 드럼(21)과 인버터 모터(23)를 구비한다. 회전 드럼(21)은 내주면을 가지며, 이 내주면 상에는 나선형상의 이송 날개(22)가 설치되어 있다. 이 회전 드럼(21)은 대략 수평한 자세로 회전 가능하게 설치되어, 상기 인버터 모터(23)로 회전 구동된다. 회전 드럼(21)은 그 내부에 고온 환원철(Bl)을 장입하기 위한 입구를 가지며, 그 삽입된 고온 환원철(Bl)은 상기 회전 드럼(21)의 회전에 수반하여, 상기 이송 날개(22)의 리드에 의해, 회전 드럼(21)의 출구 방향을 향해 이송된다.

이 로터리 쿨러(2)는 또한, 질소 가스 공급 라인(24)과, 냉각수 공급 장치(25)와, 온도계(26)를 구비한다. 상기 질소 가스 공급 라인(24)은 상기 회전 드럼(21) 내에 불활성 가스로서의 질소 가스(D)를 공급해서 당해 회전 드럼(21) 내를 비산화성 분위기로 유지하기 위한 것이며, 그 도중에 유량 조작 밸브(30)를 갖는다. 냉각수 공급 장치(25)는 상기 회전 드럼(21)의 외주면에 냉각 유체로서의 냉각수(E)를 분무하는 것에 의해 당해 회전 드럼(21)의 외주면을 냉각하기 위한 것이다. 상기 온도계(26)는 상기 회전 드럼(21)의 출구부에 설치되어, 그 출구부에서의 냉각 환원철(B2)의 온도(이하,「냉각 온도」라고도 함)를 측정하는 것과 동시에, 이 측정치가 열간 성형 적정 온도로 되도록, 회전 드럼(21)의 회전 속도 및/또는 질소 가스(D)의 회전 드럼(21)으로의 공급 유량을 제어하기 위해서, 상기 인버터 모터(23) 및/또는 상기 질소 가스 공급 라인(24)의 유량 조작 밸브(30)에 제어 신호를 출력하는 기능을 가진다.

상기 회전 노상로(1)로부터 배출된 1000-1100℃ 정도의 고온 환원철(Bl)은, 상기 로터리 쿨러(2)의 회전 드럼(21) 내에 장입되어, 상기 회전 드럼(21)의 회전에 수반해서 상기 회전 드럼(21) 안을 통과하는 동안에, 외주면이 수냉된 회전 드럼(21)을 거친 간접 냉각 방식에 의해 냉각된다. 이것에 의해, 다음 공정의 브리켓 머신(3)에서의 열간 성형에 적절한 600℃ 이상(바람직하게는 650℃ 이상) 750℃ 이하의 온도(열간 성형 적정 온도)까지 냉각된 냉각 환원철(B2)이 되어, 로터리 쿨러(2)로부터 배출된다.

이 환원철(B)의 열간 성형 적정 온도로의 냉각 제어(즉, 냉각 환원철(B2)의 냉각 온도의 제어)는, 고온 환원철(Bl)의 생산 속도 및 당해 고온 환원철(Bl)의 상기 회전 드럼으로의 장입 온도에 따라서, 회전 드럼(21)의 회전 속도 및 질소 가스(D)의 회전 드럼(21)으로의 공급 유량의 적어도 한쪽을 조정하는 것에 의해 행해지는 것이 가능하다.

구체적으로, 회전 드럼(21)의 회전 속도의 조정에 대해서는, 예를 들면, 회전 드럼(21)의 회전 속도의 상승이, 나선형상의 이송 날개(22)에 의한 환원철(B)의 이송 속도를 상승시켜, 회전 드럼(21) 내에 있어서의 환원철(B)의 체류 시간을 감소시킨다. 이것이 환원철(B2)의 냉각 정도를 감소시킨다(즉 환원철(B2)의 냉각 온도를 상승시킨다).

또, 질소 가스(D)의 회전 드럼(21)으로의 공급 유량의 조정에 대해서는, 예를 들면, 당해 질소 가스(D)의 공급 유량의 증가는, 회전 드럼(21) 내에 있어서의 질소 가스(D)의 선속도를 상승시켜, 환원철(B)과 질소 가스(D) 사이의 전열계수를 상승시키는 것과 동시에, 회전 드럼(21) 내에 있어서의 질소 가스(D)의 평균 온도를 저하시켜 이 온도와 환원철(B)의 온도간의 차이를 확대한다. 이것이 환원철(B2)의 냉각 정도를 증가시킨다(즉 환원철(B2)의 냉각 온도를 저하시킨다).

상기 로터리 쿨러(2)의 사양은, 회전 노상로(1)에서의 고온 환원철(Bl)의 생산 능력(최대 생산 속도)에 맞추어 설계될 필요가 있다. 예를 들면, 회전 노상로(1)에서 고온 환원철(Bl)을 최대로 생산하고 있을 때에는 상기 회전 드럼(21)의 회전 속도가 최소치로 또한 상기 질소 가스(D)의 공급 유량이 최대치라는 전제에 있어서, 상기 로터리 쿨러(2)가 최고 온도(예를 들면, 1100℃)의 고온 환원철(Bl)을 열간 성형 적정 온도의 최저 온도(650℃)까지 냉각할 수 있는 능력을 가지도록 상기 설계가 이루어지면 좋다.

이 로터리 쿨러(2)에 있어서, 회전 노상로(1)에서의 고온 환원철(Bl)의 생산 속도가 최대 생산에서의 속도로부터 저하함에 따라서, 예를 들면, 우선 상기 질소 가스(D)의 공급 유량을 최대치로부터 최소치까지 감소시키는 조작이 이루어지고, 다음에 회전 드럼(21)의 회전 속도를 최소치로부터 최대치까지 상승시키는 조작이 이루어지면 좋다. 이러한 조작은, 회전 노상로(1)에서의 고온 환원철(Bl)의 생산 속도에 따라서, 환원철(B2)의 냉각 온도를 열간 성형 적정 온도로 확실하게 또한 정밀도 양호하게 제어하는 것을 실현한다.

(변형예)

상기 제 1 실시 형태에서는, 복사식 환원로로서 회전 노상로가 이용되지만, 본 발명에서는 다른 복사식 환원로, 예를 들면 로터리 킬른이 이용되어도 좋다. 또한, 복사식 환원로 뿐만 아니라, 가스 베이스 DRI 제조법으로 이용되는 향류식 가열 환원로에 있어서도, 현재 상태보다 더욱 고온의 조업이 가능하게 되어서, 환원로로부터 배출되는 환원철의 온도가 상승했을 경우에 본 발명을 유효하게 적용하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제 1 실시 형태에서는, 불활성 가스로서 질소 가스가 이용되지만, 실질적으로 산소를 함유하지 않는 가스이면 사용 가능하고, 예를 들면, 냉각 후의 회전 노상로 배기가스를 이용할 수도 있다.

또한, 상기 제 1 실시 형태에서는, 냉각 유체로서 물(냉각수)이 이용되지만, 예를 들면, 고온 환원철의 생산 속도가 크게 저하해서 냉각수를 이용하면 환원철이 과도하게 냉각되어 버리는 것과 같은 경우에는, 물 대신에 공기가 이용되어도 좋다. 공기가 이용되는 경우, 가열된 공기를 회수하고, 예를 들면 회전 노상로의 가열용 버너의 연소용 공기로서, 그 현열(顯熱)을 유효하게 이용하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제 1 실시 형태에서는, 질소 가스의 공급 유량을 최소치까지 감소시키는 조작 후에, 회전 드럼의 회전 속도를 상승시키는 조작이 행해지지만, 이러한 조작의 순서는 역으로 해도 좋고, 혹은 양 조작이 동시에 행해져도 좋다.

또한, 상기 제 1 실시 형태에서는, 열간 성형 적정 온도로의 냉각의 제어가, 회전 드럼의 회전 속도 및/또는 불활성 가스의 공급 유량의 조정에 의해 행해지지만, 이들 대신해 또는 더해서, 냉각수의 온도의 조정에 의해 행해지는 것도 가능하다. 예를 들면, 냉각수의 온도의 상승은, 상술한 냉각수의 일부의 증발에 의한 흡열량을 감소시켜, 회전 드럼의 외주면으로부터의 발열량(拔熱量)을 감소시키기 때문에, 이것에 의해, 환원철의 냉각 정도를 감소시키는(냉각 환원철의 냉각 온도를 상승시킨다) 것이 가능하다.

[제 2 실시 형태]

상기 제 1 실시 형태(변형예를 포함한다)에서는, 열간 성형 적정 온도로의 냉각이, 회전 드럼(21)의 회전 속도, 질소 가스(D)의 공급 유량 및 냉각수(E)의 온도중 적어도 하나를 조정하는 것에 의해 행해지지만, 이러한 조정에 더하여, 제 2 실시 형태에서는, 환원철(B)의 층 표면으로부터 회전 드럼(21) 내주면으로의 방사 전열량이 조정된다. 이를 위해서는, 회전 드럼(21) 내에, 환원철(B)의 층 표면으로부터 회전 드럼(21) 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 조정하기 위한 수단이 마련된다.

상기 형태 계수의 조정 수단은, 도 3 및 도 4에 나타내는 예에서는, 회전 드럼(21) 내에 삽입되는 차단 부재와, 차폐판 조작 장치(28)를 포함한다. 상기 차단 부재는, 상기 회전 드럼(21)의 축방향과 대략 평행한 방향으로 연장되는 지축(29)과, 이 지축(29)을 따라서 연장되고, 당해 지축(29)에 고정되는 차폐판(27)을 갖는다. 상기 차폐판 조작 장치(28)는, 상기 지축(29)에 그 축방향으로의 이동 및 자축 주위의 회동중 적어도 한쪽을 행하게 하는 것에 의해, 상기 차폐판(27)의 삽입 길이 및 상기 차폐판(27)의 수평면에 대한 경사 각도중 적어도 한쪽을 변화시킨다.

이 차폐판(27)의 삽입 길이 및/또는 수평면에 대한 경사 각도의 변화는, 환원철(B)의 층 표면으로부터 회전 드럼(21) 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 변화시키고, 이것에 의해, 환원철(B)의 층 표면으로부터 회전 드럼(21) 내주면으로의 방사 전열량을 큰 폭으로 변화시킨다. 당해 차폐판(27)은, 회전 드럼(21) 내의 고온측(환원철(B)의 입구측)에 장입되는 것이 보다 바람직하고, 이 장입은 회전 드럼(21) 내의 저온측(환원철(B)의 출구측)으로의 장입보다, 방사 전열량의 변화 비율을 크게 할 수 있다.

이 형태 계수의 조정 수단을, 상기 제 1 실시 형태에서 기술한, 회전 드럼(21)의 회전 속도, 질소 가스(D)의 공급 유량, 냉각수(E)의 온도의 각각에 대한 조정 수단과 병용하는 것이, 회전 노상로(1)에 있어서의 고온 환원철(Bl)의 생산 속도가 큰 폭으로 변경되는 경우에도 1개의 로터리 쿨러(2)로 고온 환원철(Bl)을 열간 성형 적정 온도로 확실하게 또한 정밀도 양호하게 냉각하는 것을 가능하게 한다.

(변형예)

상기 형태 계수의 조정 수단은, 상기 제 2 실시 형태에 관련되는 가동식의 차폐판 대신에, 또는 이것에 더하여, 회전 드럼 내주면에 착탈 가능하게 설치되는 단열재를 포함하는 것이라도 좋다. 이 단열재의 설치 면적의 변경은 상기 형태 계수를 변화시킨다.

실시예

본 발명의 효과를 확증하기 위해서, 이하에 나타낸 바와 같이 고온 환원철의 냉각 시험을 실시하였다.

〔시험 방법 및 시험 조건〕

복사식 가열 환원로에서 환원된 고온 환원철을 모의한 환원철 펠릿을 이용하였다. 구체적으로는, 별도, 제철소 더스트와 미분탄으로 이루어지는 탄재 내장 산화철 펠릿을 회전 노상로에서 환원해 제조한 상온의 환원철 펠릿을 정량 공급기에 의해 소정의 공급 속도로 연속적으로 공급하여, 로터리식 가열로에서 1000℃로 가열한 상태로 이용하였다.

이와 같이 1000℃로 가열된 환원철 펠릿을 외경 0.3185m × 전체 길이 약 0.8m의 회전 드럼을 가지고, 그 내주면에 나선형상의 이송 날개가 설치된 로터리 쿨러에 연속적으로 공급하여, 상기 회전 드럼의 외주면의 소정 길이의 범위에 냉각수를 0.4㎥/h(일정)의 공급 속도로 분무하면서 회전 드럼의 회전 속도, 회전 드럼 내로의 질소 가스의 공급 유량, 냉각수의 온도, 살수 길이를 여러 가지 변경하는 것에 의해, 고온 환원철의 냉각을 행하였다. 그리고, 회전 드럼의 출구로부터 배출된 냉각 환원철의 온도를 측정하였다.

〔시험 결과〕

하기 표 1은 시험 결과를 나타낸 것이다. 동 표에 나타내는 바와 같이, 회전 드럼의 회전 속도를 조정하는 것(시험 No.1-3), 질소 가스 공급 유량을 조정하는 것(시험 No. 1, 4), 및 냉각수의 온도를 조정하는 것(시험 No. 1, 5)이, 냉각 환원철의 온도(회전 드럼 출구 온도)의 제어를 가능하게 하는 것이 확인되었다.

또한, 고온 환원철의 공급 속도를 200kg/h로부터 120kg/h로 저하시켰을 경우, 회전 드럼의 회전 속도를 조정하는 것만으로는, 냉각 환원철의 온도를 열간 성형에 적절한 650-750℃의 온도 범위로 제어할 수 없지만(시험 No.6-8), 살수 길이를 단축하는 것에 의해, 열간 성형에 적절한 온도 범위로 제어할 수 있는 것이 확인되었다(시험 No.9). 이 결과는, 회전 드럼의 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 조정하는 수단이 제어 성능을 높인다는 것을 나타내는 것이다.

[표 1]

이상과 같이, 본 발명은, 환원로에서 환원된 고온 환원철을 열간 성형해서 고온 브리켓 강을 양호하게 제조하기 위한 방법을 제공한다. 이 방법은, 상기 고온 환원철을 냉각하고, 또한 그 온도를 600℃를 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 제어하는 온도 제어 공정과, 당해 열간 성형 적정 온도를 가지는 고온 환원철을 브리켓 머신으로 열간 성형하는 것에 의해 고온 브리켓 강을 생성하는 공정을 포함하고, 상기 온도 제어 공정은, 내주면에 나선형상으로 이송 날개가 설치된 회전 드럼을 대략 수평으로 유지하는 것과, 당해 회전 드럼내를 불활성 가스로 비산화성 분위기로 유지하면서, 상기 고온 환원철을 당해 회전 드럼내에 장입해서 상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해 상기 회전 드럼안을 통과시키는 것과, 상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해, 당해 환원철의 온도를 상기 열간 성형 적정 온도로 하도록 당해 환원철을 간접 냉각하는 것을 포함한다.

또한, 본 발명은, 상기 고온 브리켓 강의 제조시에, 이 고온 환원철의 온도를 상기 열간 성형에 적절한 온도로 제어하기 위한 방법으로서, 내주면에 나선형상으로 이송 날개가 설치된 회전 드럼을 대략 수평으로 유지하는 것과, 당해 회전 드럼내를 불활성 가스로 비산화성 분위기로 유지하면서, 상기 고온 환원철을 당해 회전 드럼내에 장입해서 상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해 상기 회전 드럼안을 통과시키는 것과, 상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해, 당해 환원철을 600 ℃ 이상 750℃ 이하의 열간 성형 적정 온도로 간접 냉각하는 것을 포함한다.

이러한 방법에서는, 회전 드럼내를 비산화성 분위기로 유지하면서 그 외주면을 냉각 유체로 냉각하는 간접 냉각 방식이, 환원철의 온도를 확실하게 또한 정밀도 양호하게, 후단의 열간 성형에 적절한 온도로 제어해서 양호한 고온 브리켓 강을 제조하는 것을 가능하게 한다.

상기 냉각 유체로서는, 예를 들면 물 또는 공기가 매우 적합하다.

상기 고온 환원철의 온도의 제어는, 상기 회전 드럼의 회전 속도, 상기 불활성 가스의 상기 회전 드럼으로의 공급 유량 및 상기 냉각 유체의 온도중 적어도 하나를 조정하는 것에 의해 행해지는 것이 가능하다.

상기 고온 환원철의 온도의 제어가, 또한, 환원철의 층 표면으로부터 회전 드럼의 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 조정하는 것에 의해 행해지면, 제어 성능이 한층 더 향상한다.

구체적으로, 상기 형태 계수의 조정은, 상기 회전 드럼내에 그 축방향을 따라서 차폐 부재를 삽입하는 것과, 상기 차폐 부재의 상기 회전 드럼내로의 삽입 길이 및 상기 차폐 부재의 수평면에 대한 경사 각도 중 적어도 한쪽을 조정하는 것에 의해 행해지는 것이 가능하다. 또한, 상기 회전 드럼 내주면에 단열재를 착탈 가능하게 설치하는 것과, 상기 단열재의 설치 면적을 조정하는 것에 의해 행해져도 좋다.

또한, 본 발명은, 상기 고온 환원철의 온도를 상기 열간 성형에 적절한 온도로 제어하기 위한 장치로서, 내주면에 나선형상으로 이송 날개가 설치되어, 대략 수평으로 유지되는 회전 드럼과, 당해 회전 드럼내에 불활성 가스를 공급하는 것에 의해 당해 회전 드럼내를 비산화성 분위기로 유지하는 불활성 가스 공급 수단과, 상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해, 이 회전 드럼내에 장입된 고온 환원철을 진행시켜 상기 회전 드럼 안을 통과시키는 드럼 구동 수단과, 상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼 안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해, 당해 환원철을 간접 냉각하는 냉각 수단과, 상기 회전 드럼의 출구부에서의 상기 환원철의 온도를 측정해서, 이 측정치가 600℃를 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 되도록, 상기 회전 드럼의 회전 속도 및 상기 회전 드럼으로의 상기 불활성 가스의 공급 유량 중 적어도 일부를 조절하는 온도 제어 수단을 구비한다.

이 온도 제어장치는, 또한, 환원철의 층 표면으로부터 회전 드럼의 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 변화시키는 형태 계수 변경 수단을 구비하며, 상기 온도 제어 수단은, 상기 환원철의 온도의 측정치가 600℃을 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 되도록, 상기 형태 계수 변경 수단을 조작하는 것이 보다 바람직하다.

상기 형태 계수 변경 수단은, 예를 들면, 상기 회전 드럼내에 그 축방향을 따라서 삽입되는 차단 부재와, 이 차단 부재의 삽입 길이 및 당해 차단 부재의 수평면에 대한 경사 각도 중 적어도 한쪽을 변화시키는 차폐 부재 조작 수단을 포함하는 것이 매우 적합하다.

1: 회전 노상로 2: 로터리 쿨러
3: 고온 브리켓 머신 21: 회전 드럼
22: 이송 날개 23: 인버터 모터
25: 냉각수 공급 장치 26: 온도계

Claims

환원로에서 환원된 고온 환원철을 열간 성형해서 고온 브리켓 강을 제조하는 방법에 있어서,
상기 고온 환원철을 냉각해서 그 온도를 600℃를 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 제어하는 온도 제어 공정과, 당해 열간 성형 적정 온도를 가지는 고온 환원철을 브리켓 머신으로 열간 성형하는 것에 의해 고온 브리켓 강을 생성하는 공정을 포함하고,
상기 온도 제어 공정은,
내주면에 나선형상으로 이송 날개가 설치된 회전 드럼을 대략 수평으로 유지하는 것과,
당해 회전 드럼내를 불활성 가스로 비산화성 분위기로 유지하면서, 상기 고온 환원철을 상기 회전 드럼내에 장입해서 상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해 상기 회전 드럼 안을 통과시키는 것과,
상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼 안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 간접 냉각하는 것에 의해, 당해 환원철의 온도를 상기 열간 성형 적정 온도로 하는 것을 포함하며,
상기 고온 환원철의 온도의 제어가, 상기 불활성 가스의 상기 회전 드럼으로의 공급 유량을 조정하는 것에 의해 행해지는
고온 브리켓 강의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각 유체가 물 또는 공기인
고온 브리켓 강의 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 고온 환원철의 온도의 제어가, 또한 상기 회전 드럼의 회전 속도 및 상기 냉각 유체의 온도 중 적어도 하나를 조정하는 것에 의해 행해지는
고온 브리켓 강의 제조방법.
제 3 항에 있어서,
상기 고온 환원철의 온도의 제어가, 또한 환원철의 층 표면으로부터 회전 드럼의 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 조정하는 것에 의해 행해지는
고온 브리켓 강의 제조방법.
환원로에서 환원된 고온 환원철을 열간 성형해서 고온 브리켓 강을 제조할 때에, 이 고온 환원철의 온도를 상기 열간 성형에 적절한 온도로 제어하는 방법에 있어서,
내주면에 나선형상으로 이송 날개가 설치된 회전 드럼을 대략 수평으로 유지하는 것과,
당해 회전 드럼 내를 불활성 가스로 비산화성 분위기로 유지하면서, 상기 고온 환원철을 상기 회전 드럼 내에 장입해서 상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해 상기 회전 드럼 안을 통과시키는 것과,
상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼 안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 간접 냉각하는 것에 의해, 당해 환원철의 온도를 600℃를 초과하고 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 제어하는 것을 포함하며,
상기 고온 환원철의 온도의 제어가, 상기 불활성 가스의 상기 회전 드럼으로의 공급 유량을 조정하는 것에 의해 행해지는
열간 성형용 환원철의 온도 제어방법.
제 5 항에 있어서,
상기 냉각 유체가 물 또는 공기인
열간 성형용 환원철의 온도 제어방법.
제 5 항에 있어서,
상기 고온 환원철의 온도의 제어가, 또한 상기 회전 드럼의 회전 속도 및 상기 냉각 유체의 온도 중 적어도 하나를 조정하는 것에 의해 행해지는
열간 성형용 환원철의 온도 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 고온 환원철의 온도의 제어가, 또한 환원철의 층 표면으로부터 회전 드럼의 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 조정하는 것에 의해 행해지는
열간 성형용 환원철의 온도 제어방법.
제 8 항에 있어서,
상기 형태 계수의 조정이, 상기 회전 드럼 내에 그 축방향을 따라서 차폐 부재를 삽입하는 것과, 상기 차폐 부재의 상기 회전 드럼 내로의 삽입 길이 및 상기 차폐 부재의 수평면에 대한 경사 각도 중 적어도 한쪽을 조정하는 것에 의해 행해지는
열간 성형용 환원철의 온도 제어방법.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 형태 계수의 조정이, 상기 회전 드럼 내주면에 단열재를 착탈 가능하게 설치하는 것과, 상기 단열재의 설치 면적을 조정하는 것에 의해 행해지는
열간 성형용 환원철의 온도 제어방법.
환원로에서 환원된 고온 환원철을 열간 성형해서 고온 브리켓 강을 제조할 때에, 이 고온 환원철의 온도를 상기 열간 성형에 적절한 온도로 제어하는 장치에 있어서,
내주면에 나선형상으로 이송 날개가 설치되고, 대략 수평으로 유지되는 회전 드럼과,
상기 회전 드럼 내에 불활성 가스를 공급하는 것에 의해 상기 회전 드럼 내를 비산화성 분위기로 유지하는 불활성 가스 공급 수단과,
상기 회전 드럼을 회전시키는 것에 의해, 이 회전 드럼 내에 장입된 고온 환원철을 진행시켜 상기 회전 드럼 안을 통과시키는 드럼 구동 수단과,
상기 고온 환원철이 상기 회전 드럼 안을 통과하는 동안에 상기 회전 드럼의 외주면을 냉각 유체와 접촉시켜 냉각하는 것에 의해, 당해 환원철을 간접 냉각하는 냉각 수단과,
상기 회전 드럼의 출구부에서의 상기 환원철의 온도를 측정하고, 이 측정치가 600℃를 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 되도록, 상기 회전 드럼으로의 상기 불활성 가스의 공급 유량을 조절하고 또한 선택적으로 상기 회전 드럼의 회전 속도를 조절하는 온도 제어 수단을 구비하는
열간 성형용 환원철의 온도 제어장치.
제 11 항에 있어서,
환원철의 층 표면으로부터 회전 드럼의 내주면으로의 열방사의 형태 계수를 변화시키는 형태 계수 변경 수단을 더 포함하고,
상기 온도 제어 수단은, 상기 환원철의 온도의 측정치가 600℃를 초과하고 또한 750℃ 이하인 열간 성형 적정 온도로 되도록, 상기 형태 계수 변경 수단을 조작하는
열간 성형용 환원철의 온도 제어장치.
제 12 항에 있어서,
상기 형태 계수 변경 수단은, 상기 회전 드럼 내에 그 축방향을 따라서 삽입되는 차단 부재와, 이 차단 부재의 삽입 길이 및 상기 차단 부재의 수평면에 대한 경사 각도 중 적어도 한쪽을 변화시키는 차폐 부재 조작 수단을 포함하는
열간 성형용 환원철의 온도 제어장치.