KR101287881B1

KR101287881B1 - 통기성 향상을 위한 소결광 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101287881B1
Application number: KR1020110078530A
Authority: KR
Inventors: 조계용; 변상근; 박승배
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-07-19
Also published as: KR20130016534A

Abstract

상부광의 입도 증가를 통해 배합원료의 입도를 증가시켜 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 통기성 향상을 위한 소결광 및 그 제조방법이 소개된다.
이 중에서 소결광 제조방법은 20~45mm 입도 범위를 갖는 상부광을 소결대차에 장입하는 단계와, 분 코크스 및 무연탄을 포함하는 배합원료를 상기 상부광의 상부에 장입하는 단계와, 상기 상부광 및 배합원료가 장입된 소결대차를 점화로에 연속적으로 통과시키면서 점화로의 열을 통해 배합원료의 표층부를 착화시키고 분 코크스의 연소열에 의해 배합원료를 소성 결합하는 단계를 포함한다.

Description

통기성 향상을 위한 소결광 및 그 제조방법{SINTERED ORE HAVING ENHANCED BREATHABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 통기성 향상을 위한 소결광 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부광의 입도 증가를 통해 배합원료의 입도를 증가시킴으로써 제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 통기성 향상을 위한 소결광 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 소결광은 분 철광성 및 부원료가 혼합된 배합원료와 상부광을 고온으로 소성하는 과정을 통해 제조된다.

이러한 소결광을 제조하는 기술은 "상부광 혼합장입에 의한 소결품질이 우수한 소결광 제조방법 (특허공개공보 : 10-2001-0019980)"에서 구체적으로 공지되어 있다.

예컨대, 도 1a 내지 도 1b에 도시된 바와 같이, 소결 조업은 분 철광석과 부원료, 코크스(Coke)를 광석 빈(ORE BIN :10)에 저장한 후, 일정량을 절출하여 드럼 믹서(DRUM MIXER:11)에서 수분첨가 및 혼합하고, 서지 호퍼(SURGE HOPPER:12)에 저장한 후 드럼 피더(DRUM FEEDER:13)로 절출하여 디플렉터 플레이트(DEFLECTORPLATE:14)를 통해 도시되지 않은 그레이트 바 상부에 상부광 호퍼(15)를 통해 절출된 10-15mm 입도 범위를 갖는 상부광이 50mm 두께로 장입된 소결대차(16)에 장입한다.

이후, 소결 점화로(17)에서 고온(약 1200℃)의 불꽃으로 배합원료(18) 상부의 코크스를 착화시키고, 배풍기(MAIN BLOWER:19)와 가스 메인 덕트(GAS MAIN DUCT:20) 및, 윈드 박스(WIND BOX:21)를 이용하여 하부로부터 공기를 흡입시켜 고온소성에 의해 분 철광석을 괴성화하여 고로(Blast Furnace)에서 사용하기에 적합한 냉간강도 및 분율을 조정한 상태로서 고로에 공급하게 된다.

그러나, 이러한 종래 기술의 경우, 8~13mm 입도를 갖는 상부광이 고열에 의해 용융되면서 공기의 통기층을 막게 되므로, 배기 가스의 온도가 하강되고, 부압이 상승되는 현상이 발생되며, 과용융으로 인해 상부광과 소결기 간의 박리가 불가하여 조업이 불가능해지는 생산 장애요인이 발생되기도 하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상부광의 입도 증가를 통해 배합원료의 입도를 증가시켜 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있는 통기성 향상을 위한 소결광 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 통기성 향상을 위한 소결광 제조방법은, 20~45mm 입도 범위를 갖는 상부광을 소결대차에 장입하는 단계와, 분 코크스 및 무연탄을 포함하는 배합원료를 상기 상부광의 상부에 장입하는 단계와, 상기 상부광 및 배합원료가 장입된 소결대차를 점화로에 연속적으로 통과시키면서 점화로의 열을 통해 배합원료의 표층부를 착화시키고 분 코크스의 연소열에 의해 배합원료를 소성 결합하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 분 코크스는 2.50~2.80mm 입도 범위를 만족한다.

바람직하게, 상기 무연탄은 2.40~2.60mm 입도 범위를 만족한다.

바람직하게, 상기 소결기에 장입된 상부광 층후는 110 ~125mm이다.

바람직하게, 상기 소결대차에 마련된 그레이트 바 간의 간격은 5mm를 만족한다.

본 발명에 따른 통기성 향상을 위한 소결광은, 분 코크스 및 무연탄을 포함하는 배합원료와 20~45mm 입도 범위를 갖는 상부광을 점화로에 연속적으로 통과시키면서 점화로의 열을 통해 배합원료의 표층부를 착화시키고 분 코크스의 연소열에 의해 배합원료를 소성 결합하여 제조된다

바람직하게, 상기 무연탄은 2.40~2.60mm 입도 범위를 만족한다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 상부광의 입도 증가를 통해, 배기 가스의 온도를 상승시키고, 배기 가스의 부압을 낮추고, 배기 가스의 풍량을 상승시킴으로써, 배합원료가 대차에 융착되는 현상을 방지하고 층후 조업을 가능하게 하여 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 상부광의 입도 증가를 통해 배합원료의 입도를 증가시킴으로써, 소결광의 품질을 개선하고 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1a는 일반적인 소결광 제조공정을 설명하기 위한 개략도.
도 1b는 종래 상부광 혼합장치를 나타내는 정면개략도.
도 2는 본 발명에 따른 통기성 향상을 위한 소결광 제조장치를 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 통기성 향상을 위한 소결광 제조방법을 도시한 블럭도.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 통기성 향상을 위한 소결광 제조장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 통기성 향상을 위한 소결광 제조방법을 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상부광의 입도 증가를 통해 배합원료의 입도를 증가시킴으로써, 통기성 개선에 따라 생산성이 향상된 소결광을 제조한다.

특히, 소결광의 제조시, 통기성을 최적으로 조절하기 위해서는, 배기 가스의 온도, 부압 및 풍량 등을 고려하여 통기 조절이 이루어져야 하며, 과도하게 통기가 이루이지지 않도록 세밀하게 제어하여야 한다.

이에 따라, 이 특성을 감안하여 통기성이 항상된 소결광을 제조하기 위해, 소결대차에 장입되는 상부광의 입도와 배합원료(분 코크스, 무연탄)의 입도가 적절한 비율로 이루어지는 것이 요구된다. 그 적절한 조합비를 구하기 위하여, 본 발명자는 수많은 시행착오를 거쳤으며, 그 결과 하기의 입도를 갖는 구성이 가장 적합함을 발견하게 되었다. 상부광, 분 코크스 및 무연탄의 입도는 아래 표 1과 같다.

	상부광	분 코크스	무연탄
입도(mm)	20~45	2.50~2.80	2.40~2.60

예컨대, 상부광은 20~45mm 입도 범위로 복수의 그레이트 바가 5mm 간격으로 배치된 소결대차에 장입된다. 여기서, 상부광이 20mm 입도 미만이면, 1500도의 고열에 의한 배합원료의 소성 결합시 상부광이 융융되어 통기층을 막게 되므로, 온도가 하강되고 부압이 상승되는 현상이 발생되고, 상부광이 45mm 입도 초과이면, 배합원료가 상부광 사이의 이격공간으로 장입되면서 그레이트 바 간의 간격으로 빠져 나갈 우려가 발생된다. 이때, 소결대차에 장입되는 상부광 두께는 110 ~125mm를 만족하는 것이 바람직하다.

그리고 배합원료 중에서 분 코크스는 2.50~2.80mm 입도 범위가 만족되도록 하여 소결대차에 장입되고, 무연탄은 2.40~2.60mm 입도 범위가 만족되도록 하여 소결대차에 장입된다. 이들 분 코크스 및 무연탄은, 상부광이 20~45mm 입도 범위를 만족할 경우, 조대화로 인해 관리 부하가 감소되고, 해당 입도 범위에서 배기 가스의 온도 및 풍량이 상승되며, 배기 가스의 부압을 낮아지는 것으로 확인되었다.

이들 상부광, 분 코크스 및 무연탄의 입도 변화에 따른 소결광의 생산성 변호를 나타낸 표 2와, 배기 가스의 온도, 부압, 풍량 변화를 나타낸 표 3을 각각 살펴보면 다음과 같다.

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예 (종래기술)
상부광 입도(mm)	25	35	45	8~13
상부광 층후(mm)	117	113	121	130
분코크스 입도(mm)	2.6	2.5	2.8	2.30
무연탄 입도(mm)	2.4	2.6	2.6	2.10
생산성 (T/D/m2)	38.5	39.7	39.8	37.5

	실시예1	실시예1	실시예1	비교예 (종래기술)
소결기 층후(mm)	922	936	929	879
배기 가스의 온도(℃)	147.6	143.2	149.0	140.4
배기 가스의 부압(mbar)	173.1	173.1	168.9	178.0
배기 가스의 풍량(Nm³/min)	20,532	20,231	21,092	19,400

이와 같이, 상부광을 20~45mm 입도 범위로, 분 코크스 및 무연탄을 각각 2.50~2.80mm 입도와 2.40~2.60mm 입도 범위로, 각각 설정하면, 표 2 및 표 3에서 보듯이, 소결광의 생산성, 배기 가스의 온도 및 풍량은 상승되고, 배기 가스의 부압은 낮아질 수 있음이 확인되었다.

한편, 본 발명에 따른 소결광 제조방법은, 20~45mm 입도 범위를 갖는 상부광을 소결대차에 장입하고, 분 코크스 및 무연탄을 포함하는 배합원료를 상부광의 상부에 장입하며, 상부광 및 배합원료가 장입된 소결대차를 점화로에 연속적으로 통과시키면서 점화로의 열을 통해 배합원료의 표층부를 착화시키고 분 코크스의 연소열에 의해 배합원료를 소성 결합한다.

구체적으로, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 소결광의 주원료인 각종 철광석과 부원료인 규석,사문암, 석회석 및 연료인 무연탄, 분 코크스 등을 저장 빈(100)으로부터 컨베이어(220)를 통해 혼합기(240)로 이송한다. 혼합기(240)에 이송된 주연료, 부원료 및 반광은 배합원료로 혼합되고 수분이 첨가되어 조립(granulation)된 후, 컨베이어(260)를 통해 서지 호퍼(300)로 공급된다. 서지 호퍼(300)로 이동된 배합원료는 서지 호퍼(300)를 통해 다시 소결대차(600) 상으로 일정량의 비율로 공급된다.

이때, 배합원료에 포함되어 있는 분 코크스는 2.50~2.80mm 입도 범위를 만족하고, 무연탄은 2.40~2.60mm 입도 범위를 만족한다. 이들 분 코크스 및 무연탄은 종래 분 코크스 및 무연탄 보다 조대화되므로, 관리 부하가 감소될 수 있고, 통기성이 증대되는 경우에는 배기 가스의 온도 및 풍량은 상승되고 배기 가스의 부압은 낮게 되어 소결광의 생산성이 향상될 수 있다.

한편, 저장 빈(100)의 배합원료 일부는 서지 호퍼(300)의 후방에 설치된 상부광 호퍼(400)를 통해 소결대차(600)로 공급되는데, 서지 호퍼(300)에 저장된 배합원료보다 먼저 소결대차(600)로 공급되어 소결된다.

여기서, 이 상부광은 20~45mm 입도 범위로 복수의 그레이트 바가 5mm 간격으로 배치된 소결대차에 장입된다. 이는 상부광의 입도를 적정 수준으로 증가시켜 흡입되는 공기의 통기성을 향상시키기 위함이다.

계속하여, 서지 호퍼(300)에서 공급된 배합원료의 상층부는 서지 호퍼(300)의 전방에 설치된 점화로(500) 내에서 착화되고, 점화된 배합원료는 소결대차(600)를 따라 이동되면서 찬공기와 접촉되어 냉각된다. 이때, 소결대차(600)의 하부에는 주 배풍기(630)와 챔버(620)를 매개로 상호 연결된 윈드박스(610)가 설치되는데, 이 윈드박스(610)는 착화된 배합원료의 열기를 하부로 흡입하고, 그 흡입력에 의해 배합원료의 열기가 상층부에서 하층부로 내려오면서 배합원료 전체가 소성된다. 소성되는 배합원료는 소결대차(600)를 따라 전방으로 이동하면서 공기 중에서 냉각되어 최종적인 소결광이 만들어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 상부광의 입도 증가를 통해, 배기 가스의 온도를 상승시키고, 배기 가스의 부압을 낮추고, 배기 가스의 풍량을 상승시킴으로써, 배합원료가 대차에 융착되는 현상을 방지하고 층후 조업을 가능하게 하여 소결광의 생산성을 향상시킬 수 있고, 소결광의 품질을 개선하고 생산성을 향상시킬 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.

상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

100 :저장 빈 220 :컨베이어
240 :혼합기 300 :서지 호퍼
400 :상부광 호퍼 500 :점화로
600 :소결대차 610 :윈드박스
630 :주 배풍기

Claims

20~45mm 입도 범위를 갖는 상부광을 소결대차에 장입하는 단계;
분 코크스 및 무연탄을 포함하는 배합원료를 상기 상부광의 상부에 장입하는 단계; 및
상기 상부광 및 배합원료가 장입된 소결대차를 점화로에 연속적으로 통과시키면서 점화로의 열을 통해 배합원료의 표층부를 착화시키고 분 코크스의 연소열에 의해 배합원료를 소성 결합하는 단계를 포함하며,
상기 소결대차에 장입되는 상부광 층후는 110 ~125mm인 것을 특징으로 하는 통기성 향상을 위한 소결광 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 분 코크스는 2.50~2.80mm 입도 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 통기성 향상을 위한 소결광 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 무연탄은 2.40~2.60mm 입도 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 통기성 향상을 위한 소결광 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 소결대차에 마련된 그레이트 바 간의 간격은 5mm를 만족하는 것을 특징으로 하는 통기성 향상을 위한 소결광 제조방법.
분 코크스 및 무연탄을 포함하는 배합원료와 20~45mm 입도 범위를 갖는 상부광을 점화로에 연속적으로 통과시키면서 점화로의 열을 통해 배합원료의 표층부를 착화시키고 분 코크스의 연소열에 의해 배합원료를 소성 결합하여 제조된 통기성 향상을 위한 소결광.
청구항 6에 있어서,
상기 분 코크스는 2.50~2.80mm 입도 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 통기성 향상을 위한 소결광.
청구항 6에 있어서,
상기 무연탄은 2.40~2.60mm 입도 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 통기성 향상을 위한 소결광.