KR101443448B1 - 소결광 환원분화율 예측방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결광 환원분화율 예측방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 소결광 환원분화율 예측방법은, 배합원료를 소결대차에 투입하여 괴상의 소결광으로 제작하는 샘플링단계;와, 상기 샘플링단계를 거쳐 제작된 괴상의 소결광을 일정한 패턴을 갖는 복수개의 구역으로 설정하는 구획단계;와, 상기 구획단계에서 복수개의 구역으로 설정된 각 구역의 소결광의 성분 중 세컨더리 헤마타이트(Secondary Hematite)의 함량을 측정하는 측정단계;와, 상기 측정단계에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 연산식에 대입하여 환원분화율을 연산 및 도출하는 연산단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 실제 소결대차를 이용하여 소결광을 제작하고, 이 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 측정한 후, 환원분화율과의 상관관계를 파악하여 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 알면 간편하게 환원분화율을 예측할 수 있는 장점이 있다.

Description

소결광 환원분화율 예측방법{PREDICTION METHOD FOR SINTER ORE WITH RDI}

본 발명은 소결광 환원분화율 예측방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실제 소결대차를 이용하여 소결광을 제작하고, 이 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 측정한 후, 환원분화율과의 상관관계를 파악하여 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 알면 간편하게 환원분화율을 예측할 수 있는 소결광 환원분화율 예측방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로는 연료인 코크스와 철광석을 반복 장입하면서 풍구를 통해 열풍을 불어넣어 장입된 철광석을 녹여 용선을 생산하는 설비이다. 철광석은 파쇄(crushing)와 체질(screening)에 의하여 적정한 크기만을 선택하여 고로에 장입된다. 고로에는 상기 철광석뿐만 아니라 분철광석을 단광화한 소결광도 사용된다.

관련 선행기술로는 대한민국 특허출원 제10-2002-0082253호(발명의 명칭: 저온 환원분화성을 개선할 수 있는 소결광 제조 방법)가 있다.

본 발명의 목적은 실제 소결대차를 이용하여 소결광을 제작하고, 이 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 측정한 후, 환원분화율과의 상관관계를 파악하여 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 알면 간편하게 환원분화율을 예측할 수 있는 소결광 환원분화율 예측방법을 제공하는 것이다.

또한, 소결광의 환원분화율을 간편하게 예측할 수 있으므로 소결모사시험시 신속성이 확보되고, 소량의 소결광만으로도 소결광의 환원분화율을 예측할 수 있는 소결광 환원분화율 예측방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 소결광 환원분화율 예측방법은, 괴상의 소결광을 일정한 패턴을 갖는 복수개의 구역으로 설정하는 구획단계;와, 상기 구획단계에서 복수개의 구역으로 설정된 각 구역의 소결광의 성분 중 세컨더리 헤마타이트(Secondary Hematite)의 함량을 측정하는 측정단계;와, 상기 측정단계에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 연산식에 대입하여 환원분화율을 연산 및 도출하는 연산단계;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구획단계와 측정단계 사이에는 상기 구획단계에서 구획된 각 구역의 소결광을 파쇄하는 파쇄단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파쇄단계에서 파쇄되는 소결광의 입도는 50mm 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연산식은, 환원분화율(%)=0.43*세컨더리 헤마타이트(%)+27.90;인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구획단계에서는 길이방향으로는 5개의 구역으로, 높이방향으로는 4개의 구역으로 구획하는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 실제 소결대차를 이용하여 소결광을 제작하고, 이 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 측정한 후, 환원분화율과의 상관관계를 파악하여 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 알면 간편하게 환원분화율을 예측할 수 있는 장점이 있다.

또한, 소결광의 환원분화율을 간편하게 예측할 수 있으므로 소결모사시험시 신속성이 확보되고, 소량의 소결광만으로도 소결광의 환원분화율을 예측할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소결광 환원분화율 예측방법의 소결광이 복수개의 구역으로 구획된 상태에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 값이 각 구역에 표시된 모습을 보인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소결광 환원분화율 예측방법의 소결광이 복수개의 구역으로 구획된 상태에서 측정된 환원분화율의 값이 각 구역에 표시된 모습을 보인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소결광 환원분화율 예측방법에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 함량과 환원분화율의 상관관계를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소결광 환원분화율 예측방법의 소결광이 복수개의 구역으로 구획된 상태에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 값이 각 구역에 표시된 모습을 보인 개념도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소결광 환원분화율 예측방법의 소결광이 복수개의 구역으로 구획된 상태에서 측정된 환원분화율의 값이 각 구역에 표시된 모습을 보인 개념도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소결광 환원분화율 예측방법에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 함량과 환원분화율의 상관관계를 나타낸 그래프이다.

상기 샘플링단계는 배합원료를 소결대차에 투입하여 배합원료를 소결광으로 제작하는 단계로서, 이러한 샘플링단계에서 제작되는 소결광은 후술할 측정단계에서 세컨더리 헤마타이트의 함량을 측정하는데 사용된다.

상기와 같은 샘플링단계에서는 실제 소결대차를 이용하며, 이 소결대차에 투입되는 배합원료는 실제의 배합원료와 동일한 것을 사용할 수도 있으나, 본 발명에서는 총 배합원료에 대하여 갈철광 45wt% 이상, 연료 3.8wt%의 실험조건에서 측정된 값이다.

또한, 상기와 같은 샘플링단계에서 제작된 소결광은 소결대차의 내부에 보관된 상태로 후술할 구획단계로 넘어간다.

상기 구획단계는 상술한 샘플링단계에서 제작된 괴상의 소결광을 일정한 패턴을 갖는 복수개의 구역으로 설정하는 단계로서, 본 발명에서는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 길이방향으로는 5개의 구역으로 구획하고, 높이방향으로는 4개의 구역으로 구획하여 총 20개의 구역으로 구획하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 소결광을 다수의 구역으로 구획하는 이유는 구획된 각 구역의 소결광에 포함된 성분을 개별적으로 분석하기 위함이다.

상기 측정단계는 상술한 구획단계에서 구획된 각 구역의 소결광에 함유된 세컨더리 헤마타이트의 함량을 측정하는 단계이며, 이러한 측정단계 직전에는 구획된 각 구역의 소결광을 파쇄하는 파쇄단계가 수행되는 것이 바람직하다.

상기 파쇄단계에서 소결광의 파쇄시, 소결광의 입도가 50mm 이하로 파쇄한 후, 입도가 15~20mm 범위 소결광을 별도로 선별한다.

상기와 같이 소결광의 입도가 15~20mm 사이의 것만 선별하는 이유는 측정의 용이성이 증진되도록 하기 위함이다.

상기와 같이 분리된 15~20mm의 입도를 갖는 소결광을 이용하여 환원분화율과 소결광 조직을 분석하는데, 여기서 소결광의 조직에는 프라이머리 헤마타이트(Primary Hematite), 세컨더리 헤마타이트(Secondary Hematite), 마그네타이트(Magnetite), 칼슘-페라이트(Calcium-Ferrite), 슬래그(Slag) 등이 있으며, 이러한 조직 중 세컨더리 헤마타이트의 함량을 구한 값이 도 1에 도시되어 있다.

또한, 도 2에는 구획된 각 소결광을 저온환원대역(고로의 상부 섭씨 약 550도 지점)에서 측정된 환원분화율 값이 도시되어 있는데, 이렇게 측정된 세컨더리 헤마타이트의 값과 환원분화율의 값은 후술할 연산단계에서 사용된다.

또한, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 값과 환원분화율의 값이 차이가 발생되는데, 그 이유는 배합원료의 입도가 소결대차 내에서 좌우 편석이 일어나면 흡입되는 공기의 유속에도 차이가 발생되기 때문이다.

상기 연산단계에서는 상술한 측정단계에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 함량 또는 환원분화율 중 어느 하나의 값을 연산식에 대입하여 나머지 하나의 값을 연산 및 도출하는 단계로서, 이러한 연산식은 상술한 측정단계에서 측정된 각 구역의 세컨더리 헤머터리의 함량과 환원분화율에 대한 상관관계를 도식화 한 것이다.

상기와 같은 연산식은, 환원분화율(%)=0.43*세컨더리 헤마타이트의 함량(%)+27.90이며, 이러한 환원분화율과 세컨더리 헤마타이트의 함량을 도 3과 같이 그래프로 나타낼 수 있다. 도 3에서 y는 환원분화율이고, x는 세컨더리 헤마타이트이다.

또한, 상기 세컨더리 헤마타이트의 함량과 환원분화율의 상관계의 지수값은 0.85인데, 이러한 상관관계 지수의 산정시 소결상태가 가장 취약한 최상층, 즉, 도 1 내지 도 2에 도시된 높이방향의 4개의 구역 중 최상층의 결과는 제외한 것이다.

여기서, 상관관계는 두 변위량 x(회전강도), y(낙하강도)에 있어서, x의 변화와 y의 변화 사이에 어떤 관계가 있을 때, 이러한 관계를 상관관계라 하고, 두 변위량 x, y 사이에는 상관관계가 있다고 한다.

상기와 같은 연산식에 의해 본 발명은 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 함량 또는 환원분화율 중 어느 하나의 값을 알면 나머지 하나의 값을 예측할 수 있다.

그러나, 환원분화율은 저온환원구간(고로의 상부의 온도인 약 섭씨 550도)을 통해 얻어지는 값이므로 상대적으로 측정하기 용이한 소결광에 포함된 세컨더리 헤마타이트의 값을 통해 환원분화율을 예측할 수 있는 것이 본 발명의 특징이다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 괴상의 소결광을 일정한 패턴을 갖는 복수개의 구역으로 설정하는 구획단계;와
   상기 구획단계에서 복수개의 구역으로 설정된 각 구역의 소결광의 성분 중 세컨더리 헤마타이트(Secondary Hematite)의 함량 또는 환원분화율(RDI)을 측정하는 측정단계;와
   상기 측정단계에서 측정된 세컨더리 헤마타이트의 함량 또는 환원분화율 중 어느 하나의 값을 연산식에 대입하여 나머지 하나의 값을 연산 및 도출하는 연산단계;가 포함되는 것을 특징으로 하는 소결광 환원분화율 예측방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 구획단계와 측정단계 사이에는 상기 구획단계에서 구획된 각 구역의 소결광을 파쇄하는 파쇄단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 소결광 환원분화율 예측방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 파쇄단계에서 파쇄되는 소결광의 입도는 50mm 이하가 되도록 파쇄하되, 입도가 50mm 이하의 소결광 중 입도가 15~20mm 사이의 소결광만 선별하여 상기 측정단계에서 사용하는 것을 특징으로 하는 소결광 환원분화율 예측방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 연산식은,
   환원분화율(%)=0.43*세컨더리 헤마타이트의 함량(%)+27.90;인 것을 특징으로 하는 소결광 환원분화율 예측방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 구획단계에서는 길이방향으로는 5개의 구역으로, 높이방향으로는 4개의 구역으로 구획하는 것을 특징으로 하는 소결광 환원분화율 예측방법.

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