KR101532338B1 - method for producing of molten iron - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동 제련 공정 중 발생하는 슬래그로부터 용선을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 용기에 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 마련하는 단계와, 용융물의 온도를 유지하기 위한 부원료를 투입하는 단계 및 부원료가 투입된 용융물에 환원제를 투입하여 용융물을 환원시키는 단계를 포함함으로써, 동 제련 슬래그 내의 산화철을 환원하여 철원을 회수할 수 있다.
이에, 동 제련 슬래그의 사용으로 인해 용선을 제조하기 위해 소모되는 철광석의 사용량을 감소시킬 수 있어, 상대적으로 저가인 동 제련 슬래그로 인해 용선을 낮은 가격으로 대량 생산할 수 있다.
또한, 동 제련 슬래그 내 산화철 함량의 80% 이상을 용선으로 회수할 수 있어 고수익성의 재료 효율을 얻을 수 있고, 동 제련 슬래그를 폐기 또는 매립하기 위한 비용을 절약할 수 있다.
The present invention relates to a method for producing molten iron from slag generated during a copper smelting process, comprising the steps of: providing a molten metal containing copper smelting slag in a vessel; injecting an additive to maintain the temperature of the molten metal; And adding a reducing agent to the molten material so as to reduce the molten material, thereby reducing the iron oxide in the copper smelting slag to recover the iron source.
Therefore, the use of copper smelting slag can reduce the amount of iron ore consumed to manufacture the molten iron, and the molten copper can be mass-produced at a low price due to the relatively low cost copper smelting slag.
In addition, 80% or more of the iron oxide content in the copper smelting slag can be recovered as molten iron, thereby achieving a high profitability material efficiency and saving costs for disposing or filling the copper smelting slag.

Description

용선 제조 방법 {method for producing of molten iron}The present invention relates to a method for producing molten iron,

본 발명은 용선 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동 제련 과정에서 발생하는 동 제련 슬래그에 함유된 철원을 용이하게 용선으로 회수할 수 있는 용선 제조 방법을 제공한다. The present invention relates to a method for manufacturing a molten iron, and more particularly, to a molten iron manufacturing method capable of easily recovering a molten iron contained in a copper smelting slag generated in copper smelting as a molten iron.

일반적으로, 고로에서 출선되는 용선은 예비처리 공정, 전로 공정, 2차 정련 공정 등의 제강 공정을 거쳐 용강(鎔鋼)으로 제조되고, 이러한 용강은 연속주조 공정을 거쳐 슬라브, 블룸, 빌릿, 빔 블랭크 등의 주편으로 제조된다.Generally, the molten iron discharged from the blast furnace is produced as molten steel through a steelmaking process such as a pre-treatment process, a transforming process, and a secondary refining process, and the molten steel is continuously cast to form a slab, a bloom, Blanks and the like.

고로에서 출선되는 용선은 철광석을 소결시킨 소결광과, 코크스 등을 고로에 장입시켜 가열하는 제선 공정을 통해 제조된다. 즉, 고로에서 출선되는 용선은 철원(鐵源)으로서 철광석을 사용하는데, 국내 및 국외의 제강 시장에서 철광석의 원가가 상승되고, 이로 인해 철광석의 원활한 수급이 이루어지지 않아 철광석 이외의 철원을 확보하기 위한 방안들이 강구되어 왔다.Chartered iron from the blast furnace is produced by a sintering process in which sintering sintered iron ore and coke are charged into the blast furnace and heated. In other words, chartered iron from the blast furnace uses iron ore as a source of iron, and the cost of iron ore is rising in the domestic and overseas steelmaking markets, and iron ore supply is not smoothly supplied. There have been many plans for this.

최근에는 철원을 확보하기 위한 방안들 중에서 철광석 대비 저품위의 철원을 사용하여 용선을 제조하는 방법이 활발하게 적용되고 있다.In recent years, a method for manufacturing molten iron using a low-grade iron source compared to iron ore has been actively applied among measures for securing iron sources.

그러나, 이러한 저품위의 철원은 고품위의 철광석과 골고루 섞어 용선으로 제조하는 방법이 사용되며, 이는 소량의 용선이 제조되는 문제점이 발생한다.However, such a low-grade iron source is mixed with a high-grade iron ore to produce a molten iron, which causes a problem that a small amount of molten iron is produced.

또한, 저품위의 철원 재료의 양과 비례하여 고품위의 철광석의 혼합량이 요구됨으로써, 저품위의 철원 재료를 이용하여 용이하게 용선을 제조할 수 있는 방안이 확립되지 않는 실정이다. In addition, since a high-grade iron ore is required to be mixed in proportion to the amount of the low-grade iron source material, a method of easily manufacturing the iron wire using the low-grade iron source material is not established.

KRKR 13190271319027 BB

본 발명은 철광석 대비 저가의 철원을 활용하여 용선을 제조하는데 소모되는 비용을 절감할 수 있는 용선 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a method of manufacturing a molten iron which can reduce the cost of manufacturing a molten iron utilizing a low-cost iron source compared to iron ore.

본 발명은 동 제련 슬래그 내에 존재하는 철원을 환원반응을 통해 용선으로 용이하게 회수할 수 있는 용선 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a method of manufacturing a molten iron capable of easily recovering iron resources present in the copper smelting slag to a molten iron through a reduction reaction.

본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법은, 용기에 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 마련하는 단계와, 상기 용융물의 온도를 유지하기 위한 부원료를 투입하는 단계 및 상기 부원료가 투입된 용융물에 환원제를 투입하여, 상기 용융물을 환원시키는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a molten iron according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a melt containing copper smelting slag in a vessel; injecting an additive to maintain the temperature of the melt; and adding a reducing agent to the molten melt And reducing the melt.

상기 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물 마련하는 단계는, 상기 용기 내에 상기 동 제련 슬래그를 단독으로 투입한 후 용해하거나, 상기 동 제련 슬래그에 스크랩 및 용선 중 적어도 어느 하나를 혼합하여 용해할 수 있다. The step of preparing the melt containing the copper smelting slag may include dissolving the copper smelting slag after the copper smelting slag is put into the vessel alone or mixing and dissolving at least one of scrap and molten iron in the copper smelting slag.

상기 부원료는 상기 동 제련 슬래그 사용량의 0.1 내지 0.4 투입될 수 있다. The additive may be added to the copper smelting slag in an amount of 0.1 to 0.4.

상기 환원제는 카본 함유 재료이며, 석탄 및 폐타이어를 포함할 수 있다. The reducing agent is a carbon-containing material, and may include coal and waste tire.

상기 환원제는 상기 동 제련 슬래그 사용량의 0.01 이상 투입될 수 있다. The reducing agent may be added in an amount of 0.01 or more of the amount of the copper smelting slag.

상기 환원제가 폐타이어인 경우, 상기 폐타이어는 상기 동 제련 슬래그 사용량의 0.05 이상 투입될 수 있다. If the reducing agent is a waste tire, the waste tire may be put in an amount of 0.05 or more of the amount of the copper smelting slag.

상기 부원료를 투입하는 단계 또는 상기 용융물을 환원시키는 단계에서부터 상기 용융물을 교반하는 과정을 지속적으로 수행할 수 있다. It is possible to continuously perform the process of stirring the molten material from the step of feeding the sub-raw material or reducing the molten material.

상기 교반은 가스 교반 및 기계식 교반 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다. The stirring may be performed using at least one of gas stirring and mechanical stirring.

상기 용융물의 용해 온도는 1350℃ 이상일 수 있다. The melting temperature of the melt may be 1350 DEG C or higher.

상기 용융물을 환원하는 단계에서 상기 용융물의 환원 시간은, 상기 환원제의 투입 직후부터 5분 이상 수행될 수 있다. In the step of reducing the melt, the reduction time of the melt may be performed for 5 minutes or more immediately after the addition of the reducing agent.

상기 용융물을 환원시키는 단계 이후에, 상기 용융물로부터 회수된 용선을 분리하여 다른 용기로 출선하는 단계를 수행할 수 있다. After the step of reducing the melt, a step of separating the molten metal recovered from the melt and leaving the molten metal in another container may be carried out.

본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법은, 동 제련 슬래그 내의 철원을 용이하게 용선으로 회수할 수 있다. 즉, 동을 제련하는 과정에서 발생한 슬래그를 포함하는 용융물에 부원료 및 환원제를 동 제련 슬래그의 사용량 대비 적정량을 투입함으로써 용융물 내의 철원을 환원반응에 의해 용이하게 회수할 수 있다. According to the method of manufacturing a molten iron according to the embodiment of the present invention, the iron source in the copper smelting slag can be easily recovered as a molten iron. That is, the iron source in the melt can be easily recovered by the reduction reaction by adding an appropriate amount of the additive and the reducing agent to the amount of the copper smelting slag to the melt containing the slag generated in the process of smelting the copper.

이에, 동 제련 슬래그의 철원은 환원시켜 생산되는 용선은 철광석을 이용하여 생산되는 용선을 대체할 수 있다. 이때, 슬래그의 생산량이 풍부하여 기존에 철광석을 이용하여 용선을 제작하기 위해 사용되는 철광석의 소모량 및 원자재 부담을 감소시킬 수 있어, 용선을 낮은 가격으로 대량으로 생산할 수 있다.Therefore, the iron source of the copper smelting slag can be replaced with the iron resource produced by using iron ore. At this time, since the production amount of slag is abundant, it is possible to reduce the consumption of iron ore and the cost of raw materials, which are conventionally used for making iron ores by using iron ore, so that the iron ores can be mass-produced at low prices.

또한, 동 제련 슬래그 내 철원 함량의 80% 이상을 용선으로 회수할 수 있어 고수익성의 재료 효율을 얻을 수 있으며, 동 제련 슬래그를 폐기 또는 매립하기 위한 비용을 절약할 수 있다.In addition, more than 80% of the iron source content in the copper smelting slag can be recovered as molten iron, thereby achieving a high profitability material efficiency and saving the cost for disposing or filling the copper smelting slag.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용융물을 구성하는 예시를 나타내는 도면이다.
도 3는 도1의 환원율을 실험을 통해 개략적으로 설명할 수 있는 고주파 유도로를 나타내는 도면이다.
도 4은 동 제련 슬래그 중 부원료 함량에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 환원제의 함량에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다.
도 6는 환원 반응시간에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 교반 실시의 유무에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다.
1 is a flowchart showing a method of manufacturing a molten iron according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an example of constituting a melt according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a high frequency induction furnace, which can be schematically explained through experimentation with the reduction ratio of FIG. 1; FIG.
4 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag according to the content of additives in the copper smelting slag.
5 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag according to the content of the reducing agent.
6 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag with respect to the reduction reaction time.
7 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag with or without stirring.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법은, 동 제련 공정에서 발생하는 슬래그를 이용한 용선 제조 방법으로서, 용기에 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 수용한 뒤, 용융물로부터 동 제련 슬래그의 철원을 회수할 수 있는 방법을 제시할 수 있다. 이때, 용기는 동 제련 슬래그가 수용되는 래들일 수 있다. 이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법 및 동 제련 슬래그의 처리범위에 의한 환원율에 대해 각각 살펴보기로 한다.
A method for manufacturing a molten iron according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a molten iron using slag generated in the copper smelting process. The molten metal containing the copper smelting slag is received in a container and the iron source of the copper smelting slag is recovered I can suggest how to do it. At this time, the vessel may be a ladle in which the copper smelting slag is received. Hereinafter, with reference to FIG. 1 to FIG. 7, a description will be given of the method of manufacturing a molten iron according to an embodiment of the present invention and the reduction ratio according to the processing range of the copper smelting slag, respectively.

슬래그(Slag ( SlagSlag ))

슬래그는 철광석, 석탄, 석회석 등의 천연자원으로부터 철강 제품을 제조하면서 부산물을 생성된 물질이다. 본 발명의 실시 예에 사용되는 슬래그는 동의 제련과정에서 발생하는 부산물인 동 제련 슬래그(copper slag)이며, 동 제련 슬래그는 순수한 동 1kg을 생산할 시에 약 1.4kg정도가 발생하며, 국내의 경우 연간 약 100만 톤 정도가 발생하고 있다. 더욱이, 앞으로 지속적인 동 소비의 증가에 따른 동 생산업체의 설비증설로 동 제련 슬래그는 계속 증가할 것으로 예상되며, 이에 대한 처리비용의 증가 및 매립지의 확보가 요구된다.Slag is a by-product of producing steel products from natural resources such as iron ore, coal and limestone. The slag used in the embodiment of the present invention is a by-product copper slag produced in the copper smelting process, and copper smelting slag generates about 1.4 kg when producing 1 kg of pure copper, About one million tons are generated. Moreover, copper smelting slag is expected to continue to increase due to the continuous expansion of copper production due to the increase in copper consumption, and it is required to increase the disposal cost and secure landfill.

한편, 동 제련 슬래그는 하기의 표1에 제시된 것과 같은 성분으로 구성되어 있다. 이때, 동 제련 슬래그의 구성 성분의 이론치는 중량%로 T.Fe : 38 ~ 42, Cu : 0.75~0.8, S : 0.65, Ni : 0.01~0.02, Pb : 0.2~0.5, Zn : 1.0~1.5, CaO : 2~4.5, SiO2 : 30~34, Al2O3 : 4.5, MgO : 1.5를 포함할 수 있다. 그러나, 하기에서 환원 시험 장치(1)를 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 동 제련 슬래그로부터의 용선의 회수 과정에 사용된 동 제련 슬래그의 구성 성분의 분석치는 중량%로 T.Fe : 39.17, Cu : 0.83, S : 0.61, C : 0.0055, Ni : 0.04, Pb : 0.22, Zn : 0.92, CaO : 2.53, SiO2 : 32.64, Al2O3 : 4.11, MgO : 0.95, P2O5 : 0.12, TiO2 : 0.37가 포함되어 있다. On the other hand, the copper smelting slag is composed of the components shown in Table 1 below. The theoretical values of the constituents of the copper smelting slag are T.Fe: 38 to 42, Cu: 0.75 to 0.8, S: 0.65, Ni: 0.01 to 0.02, Pb: 0.2 to 0.5, Zn: 1.0 to 1.5, CaO: 2 to 4.5, SiO 2 : 30 to 34, Al 2 O 3 : 4.5, MgO: 1.5. However, the analytical values of the components of the copper smelting slag used in the recovery process of the molten iron from the copper smelting slag according to the embodiment of the present invention using the reduction test apparatus 1 are T.Fe: 39.17, Cu: 0.83, S: 0.61, C: 0.0055, Ni: 0.04, Pb: 0.22, Zn: 0.92, CaO: 2.53, SiO 2: 32.64, Al 2 O 3: 4.11, MgO: 0.95, P 2 O 5: 0.12 , And TiO 2 : 0.37.

분석치Analytical value 이론치Theoretical value



성분
(wt%)




ingredient
(wt%)
T.FeT.Fe 39.1739.17 38 ~ 4238 to 42
CuCu 0.830.83 0.75~0.80.75 to 0.8 SS 0.610.61 0.650.65 CC 0.00550.0055 -- NiNi 0.040.04 0.01~0.020.01 to 0.02 PbPb 0.220.22 0.2~0.50.2 to 0.5 ZnZn 0.920.92 1.0~1.51.0 to 1.5 CaOCaO 2.532.53 2~4.52 to 4.5 SiO2 SiO 2 32.6432.64 30~3430 to 34 Al2O3 Al 2 O 3 4.114.11 4.54.5 MgOMgO 0.950.95 1.51.5 P2O5 P 2 O 5 0.120.12 -- TiO2 TiO 2 0.370.37 --

상기의 동 제련 슬래그를 구성하는 성분 중 T.Fe를 회수하여 용선으로 분리해내는 것이 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법의 결과이다. 이에 하기에서는 용선 제조 방법을 순서대로 설명하기로 한다.
It is a result of the method of manufacturing the molten iron according to the embodiment of the present invention that T.Fe among the components constituting the copper smelting slag is recovered and separated into molten iron. Hereinafter, the method of manufacturing the molten iron will be described in order.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용융물을 구성하는 예시를 나타내는 도면이다. 도 3는 도1의 환원율을 실험을 통해 개략적으로 설명할 수 있는 고주파 유도로를 나타내는 도면이다. 도 4은 동 제련 슬래그 중 부원료 함량에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다. 도 5는 환원제의 함량에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다. 도 6는 환원 반응시간에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다. 도 7은 교반 실시의 유무에 따른 동 제련 슬래그의 환원율을 나타내는 그래프이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a molten iron according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram illustrating an example of constituting a melt according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing a high frequency induction furnace, which can be schematically explained through experimentation with the reduction ratio of FIG. 1; FIG. 4 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag according to the content of additives in the copper smelting slag. 5 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag according to the content of the reducing agent. 6 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag with respect to the reduction reaction time. 7 is a graph showing the reduction ratio of the copper smelting slag with or without stirring.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조 방법은, 래들에 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 마련하는 단계와, 용융물의 온도를 유지하기 위한 부원료를 투입하는 단계 및 부원료가 투입된 용융물에 환원제를 투입하여, 용융물을 환원시키는 단계;를 포함한다.
Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a molten iron according to an embodiment of the present invention includes the steps of: providing a ladle containing melts containing copper-smelting slag; injecting an additive for maintaining the temperature of the melt; And reducing the molten material.

먼저, 동의 제련하기 위한 자용로 공법(flash smelting process)는 크게 동 정광을 용해하여 중간상인 매트(Matte)와 슬래그를 분리하는 용련(smelting)공정, 매드(Matte) 중의 Fe와 S를 제거하여 조동(Blister copper)으로 만드는 제동(Converting) 공정 및 조동 중의 잔류 유황과 미량 불순물을 제거하여 전기 분해할 수 있는 양극(Anode)형태로 주조하는 정제-주조 공정으로 구성된다. 이때, 자용로에서 생성된 매트와 슬래그는 비중 차이로 인해 분리되며 슬래그는 주기적으로 배재된다. 이와 같이 분리된 매트는 매트 출탕 래들로 출탕된 후 운반되어 전로에 공급되며, 동 제련 슬래그는 슬래그 배재 용기로 배재되어 슬래그 처리 위치로 이송된다. First, the flash smelting process for smelting copper is mainly a smelting process for dissolving the copper concentrate to separate the intermediate matte and the slag, removing Fe and S from the matte, And a refining and casting process that casts into the form of an anode that can be electrolyzed by removing residual sulfur and trace impurities during roasting. At this time, the mat and the slag generated in the furnace are separated due to the difference in specific gravity, and the slag is discharged periodically. The thus separated mats are discharged into the matte flood ladle and then transported and supplied to the converter, and the copper smelting slag is discharged to the slag disposal vessel and transferred to the slag treatment station.

예컨대, 동 제련 슬래그는 배재된 상태로 냉각된 덩어리 상태로 마련될 수도 있고 소정 입도까지 분쇄하여 분말 형태를 가지도록 마련할 수 있다. 이때, 본 발명에서는 용선을 제조하는 과정에서 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 마련해야 하기 때문에, 동 제련 슬래그를 용융시키기 위한 열원의 소비를 감소시키기 위해 냉각 후 일정 입도까지 분쇄시킨 상태로 마련할 수 있다.
For example, the copper smelting slag may be provided in the form of a cooled lump in an excavated state, or it may be pulverized to a predetermined particle size to have a powder form. In this case, in the present invention, since a melt containing the copper-smelting slag is to be prepared in the process of producing the molten iron, it is possible to prepare the steel in a state of being crushed to a predetermined size after cooling in order to reduce the consumption of heat source for melting the copper- .

동 제련 슬래그를 소정의 형태로 마련한 뒤, 내부에 아무것도 수용되지 않은 빈 상태의 래들을 준비한 뒤, 래들 내에 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 마련한다(S100). 이때, 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 마련하는 것은 래들 내에 동 제련 슬래그를 단독으로 수용한 뒤 동 제련 슬래그를 용해하거나, 동제련 슬래그에 스크랩(Scrap) 및 용선 중 적어도 어느 하나를 혼합한 뒤 용해하여 마련할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 것처럼, 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물은 A) 동 제련 슬래그만을 단독으로 래들에 수용한 뒤 용융시키는 것, B) 동 제련 슬래그와 용선을 섞어 용융시키는 것, C) 동 제련 슬래그와 스크랩을 섞어 용융시키는 것 및 D) 동 제련 슬래그와 스크랩 및 용선을 섞어 용융시키는 것 중 어느 하나의 조합을 사용하여 용융물을 마련할 수 있다. 이때, 동 제련 슬래그 외에 스크랩 및 용선 중 적어도 어느 하나를 혼합하여 용융물을 마련하게 되면, 스크랩 및 용선에 함유된 T.Fe도 회수시킬 수 있기 때문에 용선의 제조량을 증가시킬 수 있다.
After the copper smelting slag is prepared in a predetermined form, a ladle containing the copper smelting slag is prepared in the ladle (S100). At this time, in order to prepare the melt containing the copper smelting slag, it is preferable that the copper smelting slag is contained in the ladle alone and then the copper smelting slag is melted or at least one of scrap and molten iron is mixed with the copper smelting slag, . That is, as shown in Fig. 2, the melt containing the copper smelting slag is obtained by A) only copper smelting slag is contained in the ladle and then melted, B) melted by mixing the copper smelting slag and the molten iron, Melting the mixture of the smelting slag and the scrap, and D) melting the slag, the scrap and the molten iron to melt the mixture. At this time, if molten metal is prepared by mixing at least one of scrap and molten iron in addition to copper smelting slag, T.Fe contained in scrap and molten iron can also be recovered, so that the amount of molten iron produced can be increased.

용융물에 포함될 수 있는 스크랩 및 용선을 간략하게 설명하면 하기와 같다. The scrap and molten iron that may be contained in the melt will be briefly described below.

스크랩(scrap( ScrapScrap ))

스크랩은 일반적으로 전기로에서 강을 제조하기 위해 필요한 철원 예컨대, 고철을 말하며 철광석(또는 소결광)과 달리 사용 용도에 따라 다양한 성분이 포함되어 있다. 이로 인해, 스크랩을 철원으로 하는 용선에는 다양한 성분이 함유된다. 이때, 스크랩을 동제련 슬래그와 섞어 용융물을 마련하는 경우, 스크랩에 포함된 성분 중 강의 품질 저하를 발생시키는 성분은 용선을 제조한 뒤 정련과정을 통해 제거할 수 있다. Scrap is generally a steel source necessary for manufacturing steel in an electric furnace, for example, scrap iron. Unlike iron ores (or sintered ores), various components are included depending on the intended use. For this reason, various types of ingredients are contained in the charcoal which uses scrap as an iron source. At this time, when the scrap is mixed with the copper smelting slag to prepare the molten metal, the component of the scrap that causes the quality degradation of the steel can be removed through the refining process after the molten iron is manufactured.

용선ship chartering

용선은 일반적으로 용광로에서 제조되며 강을 제조하기 위한 철원을 함유한다. 이때, 용선은 철광석과 코크스를 용광로 내에 수용하며 용융시킬 수 있는 열을 가하여 제조될 수 있다. 본 발명에서 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물에 포함될 수 있는 용선은 설명한 바와 같이 철광석을 원료로 사용할 수도 있고, 전술한 스크랩이 일부 철광석에 포함되어 제조된 용선일 수도 있다. 이때, 본 발명에서는 용선을 구성하는 세부 구성요소에 대해서는 한정하지 않으며, 동 제련 슬래그와 혼합하여 용융된 후, 철원을 회수할 수 있도록 철원이 함유된 용융물이면 좋다. Charcoal is generally produced in furnaces and contains iron sources for the production of steel. At this time, the iron wire can be manufactured by receiving iron ore and coke in a furnace and applying heat to melt the iron ore and coke. In the present invention, the molten iron that may be contained in the melt containing the copper smelting slag may be iron ore as a raw material as described above, or may be a molten iron produced by incorporating the above-mentioned scrap into a part of iron ore. In the present invention, the constituent elements constituting the molten iron are not limited, and it may be a molten material containing the iron source so that the molten iron can be recovered after being mixed with the copper smelting slag.

이처럼, 동제련 슬래그를 포함하며 스크랩 및 용선 중 적어도 어느 하나가 포함되어 마련된 혼합물은 소정 온도 이상으로 가열되면서 용융물을 형성할 수 있다. 이때, 혼합물의 용해 온도는 1350℃ 이상으로 가열할 수 있다. 이와 같은 온도를 가하여 용융물을 제조하는 이유로는, 동 제련 슬래그의 융점이 약 1200℃ 이상이며, 이때, 동 제련 슬래그에 함유된 Fe의 융점은 1200℃를 넘는 온도이기 때문에 1350도 이상의 온도로 동제련 슬래그 포함한 혼합물을 용해하여 용융물을 마련할 수 있다. 이때, 더욱 용융물은 1400도 내지 1600도 내의 온도 범위가 되도록 가열될 수도 있다. 이와 같이 용융물이 온도를 나타내는 경우, 용융물에 추후에 투입되는 원료들을 용이하게 용해시킬 수 있도록 할 수 있다.
As such, the mixture containing copper smelting slag and containing at least one of scrap and molten iron can be melted while being heated to a predetermined temperature or higher. At this time, the melting temperature of the mixture can be heated to 1350 ° C or higher. The melting point of the copper smelting slag is about 1200 ° C or more because the melting point of Fe contained in the copper smelting slag is higher than 1200 ° C, The melt containing the slag may be melted to provide a melt. Here, the melt may further be heated to a temperature range of 1400 to 1600 degrees. When the melt exhibits a temperature as described above, it is possible to easily dissolve the materials to be added later to the melt.

동 제련 슬래그를 포함한 용융물을 마련한 후, 용융물에는 부원료가 투입하는 과정이 수행된다(S200). 부원료는 예컨대 CaO(생석회)가 투입될 수 있으며, 용융물에 투입되는 생석회는 용융물의 융점 온도를 유지하기 위해 투입될 수 있다. 생석회는 용융물 내의 SiO2와 반응하여 CaO-SiO2를 형성한다. 이때, 순수한 생석회의 융점은 2750도로 매우 높아 재화(액상화)가 용이하지 않으나, CaO-SiO2로 형성되면 융점이 1450℃로 떨어진다. 또한, 여기서 동 제련 슬래그의 성분중 산화철(FeO)이 공급되면 CaO-SiO2-FeO가 형성되어 융점은 1300℃로 더욱 낮아지고 생석회는 쉽게 액상으로 조성되어 용융물 중으로 혼입된다After the melt containing the copper smelting slag is prepared, a process of adding the additive to the melt is performed (S200). CaO (burnt lime) can be added, for example, and the quicklime introduced into the melt can be put in order to maintain the melting temperature of the melt. The quicklime reacts with SiO2 in the melt to form CaO-SiO2. In this case, the melting point of the pure quicklime is as high as 2750 ° C, so it is not easy to liquefy (liquefy). However, when CaO-SiO 2 is formed, the melting point falls to 1450 ° C. In addition, when iron oxide (FeO) is supplied as a component of the copper smelting slag, CaO-SiO2-FeO is formed to lower the melting point to 1300 ° C and the quicklime is easily formed into a liquid phase and incorporated into the melt

한편, 용융물 내에 투입되는 부원료는 용융물에 사용되는 동 제련 슬래그의 사용량의 0.1 내지 0.4가 포함될 수 있다. 이때, 부원료가 상기 범위를 벗어나며 용융물에 투입되는 경우, 용융물로부터의 용선 환원율이 80%을 넘지 않아 환원이 용이하지 않기 때문에 생석회의 투입량은 0.1 내지 0.4일 수 있다. 이때, 생석회의 투입량에 따른 환원율을 뒷받침할 수 있는 자료가 실험을 통해 제시되어 있으므로, 용선 제조 방법의 순차 설명이 완료된 후, 환원 시험 장치(1)를 통해 부원료 및 환원제의 투입량에 따른 환원율에 대해 살펴보기로 한다.
On the other hand, the additive added into the melt may include 0.1 to 0.4 of the amount of the copper smelting slag used in the melt. At this time, when the additive material is out of the above range and is input to the melt, the reduction rate of the molten iron from the melt is not more than 80%, and the reduction is not easy. Therefore, the input amount of quicklime may be 0.1 to 0.4. Since the data supporting the reduction rate according to the input amount of quicklime is presented through the experiment, after the sequential description of the method of manufacturing the molten iron is completed, the reduction ratio according to the amount of the sub- Let's take a look.

용융물 내에 부원료를 투입한 후, 용융물 내에 환원제를 투입하는 과정이 수행된다(S300). 환원제는 용융물로부터 용선을 회수하기 위해, 즉 용융물 중 T.Fe를 환원시키기 위해 투입되는 것이다. 이때, 환원제는 카본을 함유하는 재료가 사용될 수 있고 예컨대, 석탄(코크스) 및 폐타이어가 포함될 수 있으며, 용융물 내로 투입되는 환원제의 입자 크기는 한정하지 않으나 작은 크기의 입자크기를 가질수록 용융물에 용해되기 용이하다. 환원제는 하기의 화학식1과 같은 반응에 의해 환원 과정을 진행하는데, 용융물 내 산화철 FeO와 환원제 내의 탄소 C가 반응하면 안정화된 Fe가 회수될 수 있다. After the additive is charged into the melt, a reducing agent is introduced into the melt (S300). The reducing agent is added to recover the molten iron from the melt, i.e., to reduce T. Fe in the melt. In this case, a material containing carbon may be used as the reducing agent, for example, coal (coke) and waste tire may be included, and the particle size of the reducing agent put into the melt is not limited, but the smaller the particle size, . The reducing agent is reduced by the reaction represented by the following general formula (1). When FeO in the melt reacts with carbon C in the reducing agent, stabilized Fe can be recovered.

Figure 112013105528919-pat00001
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한편, 용융물 내에 투입되는 환원제는 용융물에 사용되는 동 제련 슬래그 사용량의 0.01 이상이 투입될 수 있다. 이때, 투입되는 환원제가 폐타이어인 경우에는 폐타이어는 동 제련 슬래그의 사용량의 0.05 이상이 투입될 수 있다. 여기서, 폐타이어는 통상적으로 석탄에 비해 카본의 함유량이 적기 때문에 석탄 대비 소정의 양이 추가로 함유되는 것이 바람직하다. 이와 같이 투입되는 환원제 및 환원제로서 폐타이어가 투입될 경우의 투입량이 상기의 범위 이하의 값으로 투입되는 경우, 용융물의 통상적 온도인 1400 내지 1600도의 온도에서 용융물의 온도가 1400인 경우, 용융물의 환원율이 80% 넘지 않기 때문에 환원제의 투입량은 상기 범위 이상으로 투입될 수 있다. 이때, 전술한 부원료와 마찬가지로 환원제의 투입량에 따른 용융물의 환원율을 뒷받침할 수 있는 자료는 도 5에 제시되어 있으므로, 하기에서 살펴보기로 한다.
On the other hand, the reducing agent to be introduced into the melt may be supplied with 0.01 or more of the amount of copper smelting slag used in the melt. At this time, when the reducing agent is a waste tire, the waste tire may be supplied with 0.05 or more of the amount of the copper smelting slag. Here, since the content of carbon in the waste tire is generally smaller than that of coal, it is preferable that the waste tire further contains a predetermined amount of the coal. In the case where the amount of the reducing agent and the reducing agent to be charged are such that the amount of the waste tires to be charged is lower than the above range and the temperature of the melt is 1400 at a temperature of 1400 to 1600 ° C. which is a normal temperature of the melt, Is not more than 80%, the amount of the reducing agent can be increased to the above range. In this case, the data that can support the reduction rate of the melt according to the amount of the reducing agent, like the above-mentioned subsidiary material, is shown in FIG. 5, and will be described below.

이와 같이 차례대로 생석회 및 환원제의 투입(S200, S300)이 완료되면, 환원제의 반응율을 증가시켜 환원율을 증가시키기 위해 용융물을 교반하는 과정(S400)이 추가로 수행된다. 교반의 과정은 크게 가스 교반 및 기계식 교반 중 적어도 어느 하나가 사용되어 용융물을 교반할 수 있다. 즉, 가스를 이용한 용융물 교반은 공지된 기술과 같이 용융물이 수용된 래들의 하부 및/또는 상부에 가스를 취입하는 플러그 및/또는 랜스가 설치되며, 상기 플러그 및/또는 랜스에 의해 용융물과의 반응이 없는 불활성 가스 예컨대, Ar를 취입함으로써 가스교반을 실시할 수 있다. 한편, 기계적 교반은 임펠러를 통한 교반을 실시할 수 있는데, 임펠러는 회전축을 기준으로 회전축의 외측으로 소정길이 및 소정의 형상을 갖는 블레이드(날개)가 연결되어 있다. 이에, 임펠러의 블레이드를 용융물에 침지시킨 상태에서 임펠러의 회전축을 회전시킴으로써 용융물의 교반을 실시할 수 있다. When the quicklime and the reducing agent are inputted (S200, S300) in this order, the process of stirring the melt (S400) is performed to increase the reaction rate of the reducing agent and increase the reduction rate. At least one of gas stirring and mechanical stirring may be used to stir the melt. That is, the melt agitation using a gas is carried out by a plug and / or a lance for introducing a gas into the bottom and / or top of the ladle containing the melt, as known in the art, and the reaction with the melt by the plug and / It is possible to perform gas stirring by blowing an inert gas such as Ar. On the other hand, the mechanical stirring can be performed through the impeller. The impeller is connected to a blade (blade) having a predetermined length and a predetermined shape on the outer side of the rotating shaft with respect to the rotating shaft. Therefore, the impeller can be agitated by rotating the rotating shaft of the impeller while the blade of the impeller is immersed in the melt.

한편, 용융물의 교반은 전술한 부원료를 투입하는 과정에서 수행될 수도 있으며, 환원제를 투입하는 과정에서 수행될 수도 있다. 즉, 교반작업은 용융물에 부가적인 요소가 투입될 때, 용융물과 부원료 및 환원제의 반응율을 증가시킬 수 있다.
On the other hand, the stirring of the melt may be carried out in the course of injecting the above-mentioned subsidiary material or may be carried out in the course of injecting the reducing agent. That is, the stirring operation can increase the reaction rate of the melt and the additive and the reducing agent when an additional element is added to the melt.

용융물에 환원제가 투입된 후, 교반작업을 통해 환원제가 용융물에 용해되면 전술한 환원제의 투입공정과 같이 환원제에 의해 용융물 내 산화철(FeO)가 환원되어(S500), 용선이 회수된다(S600). 이때, 용융물을 환원하는 과정에서 용융물의 환원 시간은 전술한 환원제의 용융물로의 투입 직후부터 5분 이상이 수행될 수 있다. 이때, 용융물의 환원 시간이 5분 이내로 진행되는 경우, 용융물은 환원되지 않은 상태이다. 따라서, 용융물은 최소 5분 이상으로 환원제와 반응되는 것이 좋다. 이때, 전술한 부원료 및 환원제와 마찬가지로 반응시간에 따른 용융물의 환원율을 뒷받침할 수 있는 자료가 도 6에 제시되어 있으므로, 하기에서 살펴보기로 한다.
When the reducing agent is dissolved in the molten material through the stirring operation after the molten material is introduced into the molten material, iron oxide (FeO) in the molten material is reduced by a reducing agent (S500) and the molten iron is recovered (S600). At this time, the reduction time of the melt in the process of reducing the melt may be performed for 5 minutes or more immediately after the introduction of the reducing agent into the melt. At this time, when the reduction time of the melt proceeds within 5 minutes, the melt is not reduced. Therefore, the melt should react with the reducing agent for at least 5 minutes. At this time, data that can support the reduction rate of the melt according to the reaction time, like the above-mentioned additives and the reducing agent, are shown in FIG. 6 and will be described below.

전술한 바와 같이 동 제련 슬래그가 포함된 용융물에 부원료 및 환원제를 투입하고 교반을 실시함으로써 동 제련 슬래그의 철이 환원되어 회수된 용선은 슬래그와 분리시켜 용융물이 수용된 용기와 다른 용기로 출선시켜 회수할 수 있다(S600). 이때, 용융물 중의 용선과 나머지 슬래그를 분리하는 방법으로는 자력 감지 수단을 사용하여 용선을 선별해낼 수 있다. 즉, 자성을 띄는 용선은 자력 감지 수단을 통해 회수할 수 있고 슬래그는 자력 감지 수단에 의해 아무런 영향도 받지 않음으로써 용선과 함께 출선되지 않고 배재될 수 있다.
As described above, the iron of the copper smelting slag is reduced by adding the auxiliary material and the reducing agent to the melt containing the copper smelting slag, and the molten iron recovered is separated from the slag and can be withdrawn and withdrawn to the container containing the melted material (S600). At this time, as a method of separating the molten iron from the molten slag and the remaining slag, the molten iron can be selected using the magnetic force sensing means. That is, the molten iron which is magnetized can be recovered through the magnetic force sensing means, and the slag is not affected by the magnetic force sensing means, and can be discharged without being withdrawn together with the molten iron.

이하에서는 상기에 전술한 용선 제조 방법을 실험적으로 나타낼 수 있는 환원 시험 장치(1)에 대해 설명하며, 전술한 부원료 및 환원제의 투입량에 따른 환원율을 알 수 있는 그래프를 살펴보기로 한다. Hereinafter, a reduction test apparatus 1 capable of empirically representing the above-described method of manufacturing a molten iron will be described. A graph showing a reduction rate depending on the amounts of the sub materials and the reducing agent described above will be described.

도 3을 참조하면, 환원 시험 장치(1)는 동 제련 슬래그 중 T.Fe를 환원제로 환원시켜 용선을 제조하기 위한 실험실적 실험 장치를 간략하게 나타낸 것으로, 내부에 도가니(30)가 수용 가능하도록 내부공간을 형성하는 하우징(10)과, 하우징(10)의 개방된 상면을 커버하는 리드(15)를 포함하고, 하우징(10) 내부에는 도가니(30)를 상부에 배치하기 위한 보조블럭(13)이 구비될 수 있다. 이때, 도가니(30) 카본 도가니를 사용하였으며 내부에는 동제련 슬래그를 포함하는 용융물이 수용될 수 있다. 이때, 하우징(10)의 외측에는 도가니(30) 내의 용융물을 가열하기 위해 가열수단(70)이 하우징(10)을 둘러싸며 배치된다. 가열수단(70)은 고주파로 용융물을 가열할 수 있는 수단이 사용될 수 있다. Referring to FIG. 3, the reduction test apparatus 1 briefly shows a laboratory test apparatus for producing molten iron by reducing T. Fe from a copper smelting slag with a reducing agent, and has a crucible 30 A housing 10 defining an inner space and a lid 15 covering an opened upper surface of the housing 10 and an auxiliary block 13 for placing a crucible 30 on the interior of the housing 10 May be provided. At this time, a crucible (30) carbon crucible is used and a melt containing the copper smelting slag can be accommodated therein. At this time, on the outer side of the housing 10, a heating means 70 is arranged to surround the housing 10 to heat the melt in the crucible 30. As the heating means 70, means capable of heating the melt at high frequency can be used.

이때, 환원 시험 장치(1)를 이용한 실험 방법을 설명하면, 카본 도가니(30)에 동제련 슬래그 200g과 소정의 CaO 및 환원제를 섞은 용융물을 수용한 뒤, 1kg급 고주파 유도로 내에 장착한다. 이때, 용융물의 목표온도는 1400 내지 1600℃로 설정한다. 이후, 용융물이 목표온도에 도달하면 도가니 상부에 배치된 카본 로드(50)를 하강하여 용융물에 침적시키고, 카본로드(50)를 회전하여 용융물을 교반시킨다. 이때, 교반속도는 60rpm으로 설정될 수 있다.
In this case, 200 g of copper-smelting slag, a predetermined mixture of CaO and a reducing agent are received in the carbon crucible 30, and then the crucible 30 is mounted in the 1 kg class high frequency induction furnace. At this time, the target temperature of the melt is set to 1400 to 1600 占 폚. Then, when the melt reaches the target temperature, the carbon rod 50 disposed on the crucible is lowered and immersed in the melt, and the carbon rod 50 is rotated to stir the melt. At this time, the stirring speed may be set to 60 rpm.

우선, 상기 실험 조건에서 용융물에 투입된 CaO의 투입량에 따른 환원율을 표2 및 도 4를 통해 살펴보기로 한다.First, the reduction ratio according to the amount of CaO added to the melt under the above experimental conditions will be described with reference to Table 2 and FIG.


환원율(%)Reduction rate (%) 비고Remarks
1400℃1400 ° C 1600℃1600 ° C
CaO 투입량
(g)

CaO input
(g)
00 57.357.3 8484 ·동 제련 슬래그 투입량 : 200g

· Copper smelting slag input: 200g

2525 80.580.5 100100 5050 9595 100100 7575 6363 99.299.2

여기서, 환원율은 용융물의 온도가 각각 1400도 및 1600도 일 경우를 나누어서 실험하였으며, CaO의 투입량이 50g일 경우 각각의 온도에서 용융물의 환원율이 가장 높은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이후에 CaO의 투입량이 50g을 넘어 증가되면 환원율은 서서히 감소하다가 75g이 투입되는 경우 1400도에서 용융물의 환원율이 63%로 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이때, 용융물의 온도가 1400도의 경우에는 CaO의 투입량에 대한 민감도가 1600도의 용융물에 비해 민감하기 때문에 환원율이 급격하게 낮아지는 것을 알 수 있다. 따라서, CaO양의 투입량을 살펴보았을 때, 생석회의 투입량은 동 제련 슬래그의 사용량에 대해 0.1 내지 0.4의 범위 내로 투입될 수 있다. Here, the reduction rate was experimentally divided into cases where the temperature of the melt was 1400 ° C. and 1600 ° C., respectively. When the amount of CaO was 50 g, the reduction rate of the melt was the highest at each temperature. When the amount of CaO is increased beyond 50 g, the reduction rate gradually decreases. However, when 75 g is added, the reduction rate of the melt decreases to 63% at 1400 ° C. In this case, when the temperature of the melt is 1400 ° C., the sensitivity to the CaO input is more sensitive than the melt of 1600 ° C., so that the reduction rate is drastically lowered. Therefore, when the amount of CaO added is considered, the input amount of quicklime can be put in the range of 0.1 to 0.4 with respect to the amount of copper smelting slag.

이후, 표3 및 도5를 통해 용융물에 투입된 환원제의 투입량에 따른 환원율을 살펴보기로 한다. Hereinafter, the reduction ratio according to the amount of the reducing agent charged into the melt through Table 3 and FIG. 5 will be described.


환원율(%)Reduction rate (%) 비고Remarks
1400℃1400 ° C 1600℃1600 ° C 환원제 투입량
(g)
Reducing agent input
(g)
0 ~ 20 to 2 77 ~ 77↑77 ~ 77 ↑ 83 ~ 83↑83 ~ 83 ↑ ·동 제련 슬래그 투입량 : 200g
·CaO 투입량 : 50g
·교반 : 50 rpm
· Copper smelting slag input: 200g
· CaO input amount: 50 g
Stirring: 50 rpm
2 이상2 or more 82 ~ 82↑82 ~ 82 ↑ 93 ~ 93↑93 ~ 93 ↑ 1010 9595 100100

여기서, 환원제를 투입하기 전 용융물에 투입되는 생석회의 투입량은 전술한 실험치에 근거하여 1400도 및 1600도의 용융물 상태에서 가장 환원율이 우수했던 투입량인 CaO 50g을 투입하였다. 여기서, 각각의 온도에서 환원율 80% 이상을 얻기 위해서는 환원제 양이 2g이상 포함되어야 하는 것을 알 수 있다. 이는 동 제련 슬래그의 사용량에 대해 환원제는 투입량이 0.01 이상이 되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 범위로 투입되는 환원제는 일반 석탄, 코크스 등 순수 카본 재료인 경우 동제련 슬래그의 사용량 대비 0.01이 투입되며, 폐타이어의 경우에는, 폐카본이 25%수준 함유되어 있으므로, 동제련 슬래그의 사용량에 대해 0.05 이상 투입될 수 있다.
Here, the amount of the quicklime charged into the melt prior to the addition of the reducing agent was 50 g of CaO, which was the amount of the highest reduction ratio in the melt state of 1400 ° and 1600 °, based on the above-mentioned experimental values. Here, in order to obtain a reduction rate of 80% or more at each temperature, it is understood that the amount of the reducing agent should be 2 g or more. It is preferable that the amount of the reducing agent is 0.01 or more with respect to the amount of the copper smelting slag. At this time, when the pure carbon material such as general coal or coke is used as the reducing agent, 0.01 is added to the amount of copper smelting slag, and in the case of waste tire, the amount of waste carbon is 25% It may be added in an amount of 0.05 or more based on the amount used.

또한, 용융물과 환원제의 반응시간에 따른 환원율 경향을 표4 및 도 6을 통해 살펴보기로 한다. In addition, the tendency of reduction rate according to the reaction time of the melt and the reducing agent is shown in Table 4 and FIG. 6.


환원율(%)Reduction rate (%) 비고Remarks
1400℃1400 ° C 1600℃1600 ° C

반응시간
(분)


Reaction time
(minute)
0~40 to 4 -- --
·동 제련 슬래그 투입량 : 200g
·CaO 투입량 : 50g
·환원제 투입량 : 2g 이상
·교반 : 50 rpm

· Copper smelting slag input: 200g
· CaO input amount: 50 g
· Reducing agent input: 2g or more
Stirring: 50 rpm
55 85.885.8 99.299.2 1010 84.884.8 97.397.3 3030 86.586.5 98.898.8 4545 9393 100100 6060 9595 100100

여기서 각각 1400도 및 1600도의 온도를 갖는 용융물의 반응시간에 따른 환원율(%)을 살펴보면, 환원제 투입 후 경과된 시간이 5분 이상일 경우에는 각각의 온도의 환원율이 80% 이상을 나타내고 있으나, 반응시간이 5분이 안될 경우, 즉, 환원제 투입 후 0분 내지 4분에서는 환원율에 대한 값을 얻을 수 없는 것을 확인할 수 있다. 이때, 환원 반응 시간이 짧으면 짧을수록 용융물의 온도 확보 등의 이점은 있으나, 안정적인 반응을 통한 환원율 80% 이상을 얻기 위해서는 용융물에 환원제를 투입한 후 최소 5분을 반응하여야 용융물의 환원율을 80% 이상으로 얻을 수 있으므로, 용융물의 환원시간은 5분 이상 수행되는 것이 좋다.
Here, the reduction rate (%) of the melt having the temperatures of 1400 ° C. and 1600 ° C. according to the reaction time is as follows. When the elapsed time after the addition of the reducing agent is over 5 minutes, the reduction ratio of each temperature is more than 80% It can be confirmed that the value for the reduction rate can not be obtained in the case of less than 5 minutes, that is, 0 to 4 minutes after the addition of the reducing agent. In order to obtain a reduction rate of 80% or more through a stable reaction, it is necessary to react for at least 5 minutes after the reducing agent is added to the molten material to reduce the reduction rate of the molten material to 80% or more , So that the reduction time of the melt is preferably 5 minutes or more.

마지막으로 용융물에 부원료 및 환원제의 투입 후 교반을 실시한 경우와, 미실시한 경유에 대한 환원율을 나타내는 결과가 도 7의 그래프에 제시되어 있다. 이를 참조하면, 용융물의 교반을 실시하면 용융물의 환원 공정을 수행함으로써 각각의 온도에서 환원율이 모두 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 교반이 미실시된 경우, 1400도 및 1600도의 용융물에서 각각 69% 및 83%의 환원율을 나타내나, 교반이 실시된 경우, 1400도 및 1600도의 용융물 각각은 77% 및 91%의 환원율을 나타낸다. 따라서, 환원율을 증가시키기 위해서는 교반이 필수적으로 수행되는 것이 요구되며, 실험치에서 가스교반과 기계적 교반에 대한 선택은 제시되어 있지 않으나, 교반은 가스 교반 및 기계적 교반이 동시에 수행될 수도 있다.
Finally, the graph of FIG. 7 shows the results of the addition of the additives and the reducing agent to the melt and the reduction of the non-stirring light oil. Referring to this, it can be confirmed that when the melt is stirred, the reduction rate is increased at each temperature by performing the reduction process of the melt. That is, when the stirring is not performed, the reduction ratios of 69% and 83% are shown in the melts of 1400 ° and 1600 °, respectively. When the stirring is performed, the melts of 1400 ° and 1600 °, respectively, show the reduction ratios of 77% and 91% . Therefore, in order to increase the reduction ratio, stirring is indispensably required, and no choice is made for gas stirring and mechanical stirring in the experimental data. However, stirring may be performed simultaneously with gas stirring and mechanical stirring.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의하면, 동 제련 슬래그에 존재하는 산화철을 환원하여 용선으로 회수함으로써, 종래에 용선을 제작하기 위해 소모되는 철광석의 사용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 동 제련시 발생하는 슬래그를 재활용 함으로써, 다량의 슬래그를 사용함으로써 용선의 제조량을 증가시킬 수 있고, 이에, 슬래그를 처리하는데 소모되는 폐기물 처리 비용을 감소시킬 수 있어, 최종적으로 공정의 수율을 증가시킬 수 있다.
As described above, according to the embodiment of the present invention, iron oxide present in the copper smelting slag is reduced and recovered as molten iron, so that the amount of iron ore consumed to manufacture molten iron in the past can be reduced. In addition, by recycling the slag generated during copper smelting, the amount of molten iron produced can be increased by using a large amount of slag, and the waste treatment cost consumed for treating the slag can be reduced, .

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

M : 용융물 1 : 환원 시험 장치
30 : 도가니 50 : 카본로드
70 : 가열수단
M: Melt 1: Reduction test apparatus
30: Crucible 50: Carbon rod
70: Heating means

Claims (11)

용선 제조 방법으로서,
용기에 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물을 마련하는 단계와;,
상기 용융물의 온도를 유지하기 위한 부원료를 상기 동 제련 슬래그 사용량 대비 0.1 내지 0.4 범위 내로 투입하는 단계; 및
상기 부원료가 투입된 용융물에 환원제를 상기 동 제련 슬래그 사용량 대비 0.01 이상 투입하여, 상기 용융물 내 철원 함량의 80% 이상을 용선으로 회수하여 환원시키는 단계;를 포함하는 용선 제조 방법.
A method for producing a molten iron,
Providing a vessel with a melt containing copper smelting slag;
Adding an additive for maintaining the temperature of the melt to a range of 0.1 to 0.4 based on the amount of the copper smelting slag; And
Adding a reducing agent to the molten material to which the additive is added in an amount of 0.01 or more based on the amount of the copper smelting slag to recover and reduce at least 80% of the iron source content in the molten iron to a molten iron.
청구항 1 에 있어서,
상기 동 제련 슬래그를 포함하는 용융물 마련하는 단계는,
상기 용기 내에 상기 동 제련 슬래그를 단독으로 투입한 후 용해하거나,
상기 동 제련 슬래그에 스크랩 및 용선 중 적어도 어느 하나를 혼합하여 용해하는 용선 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of preparing the melt containing the copper smelting slag comprises:
The copper smelting slag is solely injected into the vessel and then melted,
And mixing and dissolving at least one of scrap and molten iron in the copper smelting slag.
삭제delete 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
상기 환원제는 카본 함유 재료이며,
석탄 및 폐타이어를 포함하는 용선 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The reducing agent is a carbon-containing material,
A method of manufacturing molten iron including coal and waste tire.
삭제delete 청구항 4 에 있어서,
상기 환원제가 폐타이어인 경우, 상기 폐타이어는 상기 동 제련 슬래그 사용량의 0.05 이상 투입되는 용선 제조 방법.
The method of claim 4,
Wherein when the reducing agent is a waste tire, the waste tire is charged in an amount of 0.05 or more of the amount of the copper smelting slag.
청구항 1 또는 2 에 있어서,
상기 부원료를 투입하는 단계 또는 상기 용융물을 환원시키는 단계에서부터 상기 용융물을 교반하는 과정을 지속적으로 수행하는 용선 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the molten metal is continuously stirred from the step of introducing the subsidiary material or reducing the molten material to the molten metal.
청구항 7 에 있어서,
상기 교반은 가스 교반 및 기계식 교반 중 적어도 어느 하나를 사용하는 용선 제조 방법.
The method of claim 7,
Wherein the stirring is performed using at least one of gas stirring and mechanical stirring.
청구항 2 에 있어서,
상기 용융물의 용해 온도는 1350℃ 이상인 용선 제조 방법.
The method of claim 2,
Wherein the melt temperature of the melt is 1350 DEG C or higher.
청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
상기 용융물을 환원하는 단계에서 상기 용융물의 환원 시간은,
상기 환원제의 투입 직후부터 5분 이상 수행되는 용선 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
The reduction time of the melt in the step of reducing the melt,
Wherein the reducing agent is carried out for at least 5 minutes immediately after the introduction of the reducing agent.
청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서
상기 용융물을 환원시키는 단계 이후에,
상기 용융물로부터 회수된 용선을 분리하여 다른 용기로 출선하는 단계;를 수행하는 용선 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2, wherein
After the step of reducing the melt,
Separating the molten iron recovered from the melt and leaving the molten iron to another vessel.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4110107A (en) * 1977-06-16 1978-08-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Process for reducing molten furnace slags by carbon injection

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