KR101624088B1 - 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

저비용으로 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있는 용광로 취입탄의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.
용광로 설비의 용광로 본체의 내부로 풍구로부터 취입하는 용광로 취입탄의 제조 방법에 있어서, 석탄(11)의 재의 조성 및 융점을 미리 분석하는(S11－1) 동시에, 용광로 슬래그(12)의 조성을 미리 분석해(S11－2) 두고, 용광로 슬래그(12)가 석탄(11)의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 것으로, 석탄의 재의 조성 및 융점과 용광로 슬래그의 조성에 근거하여, 당해 석탄의 재 및 당해 용광로 슬래그의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘의 4원계 상태도에서 산화칼슘의 함유량이 재의 융점으로 1400℃ 이상이 되도록 상기 석탄과 상기 용광로 슬래그를 혼합(S13)하도록 했다.

Description

용광로 취입탄 및 이의 제조 방법{BLAST-FURNACE BLOWING COAL AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
용광로 설비는 철광석이나 석회석이나 코크스의 원료를 용광로 본체의 정상부로부터 내부로 장입(裝入)하는 동시에, 당해 용광로 본체의 측부의 아래쪽 가까이의 풍구(tuyere)로부터 열풍 및 보조 연료로서 용광로 취입탄(미분탄)을 취입함으로써, 철광석으로부터 선철을 제조할 수 있게 되어 있다.
그런데, 상기 용광로 설비의 조업을 안정하게 수행하기 위해, 상기 용광로 취입탄이 상기 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회(coal ash)의 부착 또는 당해 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제하는 것이 요구되고 있다.
예를 들면, 미분탄의 재(灰)의 연화점이 1300℃ 미만인 것에 석회석이나 사문암 등 CaO 공급원의 슬래그 형성제(slag-making agent)를 첨가하고, 미분탄 중의 재의 연화점을 1300℃ 이상으로 조정처리하고, 이어서 미분탄 중의 재의 연화점이 1300℃ 이상인 미분탄만을 용광로 본체의 풍구로부터 내부로 취입함으로써, 용광로 취입탄의 연소성을 향상시키는 것이 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 1 참조).
또한, 예를 들면, 부화 산소량을 증감하거나, 미분탄의 조성이나 입자 직경 등을 조절 하여 보다 연소하기 어렵게 제어하고, 레이스 웨이 안에서 최고 도달 온도를 낮추고, 미분탄의 취입량이 대단히 큰 조업에서도 통기성을 개선할 수 있는 용광로 미분탄 취입 조업 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허문헌 2 참조).
일본 공개특허공보 제(평)5－156330호(예를 들면, 명세서 단락 [0014] 내지 [0023], [도 1] 등 참조) 일본 공개특허공보 제(평)11－152508호
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재되는 미분탄(용광로 취입탄)은 상술한 바와 같은 슬래그 형성제를 미분탄에 일부러 첨가하고, 재의 연화점을 1300℃ 이상으로 조정처리한 미분탄만을 사용하고 있기 때문에, 가동 비용의 증가를 초래하는 것이 되고 있다.
또한, 상기 특허문헌 2에 기재되는 용광로 미분탄 취입 조업 방법에서는 미분탄의 취입량이 대단히 많고, 미분탄의 조성이나 입자 직경을 일부러 조절할 필요가 있기 때문에, 역시 가동 비용의 증가를 초래하는 것이 되어 버린다.
이러한 점에서, 본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 저비용으로 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있는 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상술한 과제를 해결하는 제 1 발명에 관한 용광로 취입탄은 용광로 설비의 용광로 본체의 내부에 풍구로부터 취입하는 용광로 취입탄으로, 석탄의 재의 조성 및 융점을 미리 분석하는 동시에, 철강 제조공정에서 발생하는 철강 슬래그의 조성을 미리 분석해 두고, 상기 철강 슬래그가 상기 석탄의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 것이며, 상기 석탄의 재의 조성 및 융점과 상기 철강 슬래그의 조성에 근거하여, 당해 석탄의 재 및 당해 철강 슬래그의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘의 4원계 상태도에서 산화칼슘의 함유량이 재의 융점으로 1400℃ 이상이 되도록 상기 석탄과 상기 철강 슬래그를 혼합한 것임을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하는 제 2 발명에 관한 용광로 취입탄은, 전술한 제 1 발명에 관한 용광로 취입탄으로, 상기 석탄이 평균 입자 직경 1mm 이하로 분쇄한 것이며, 상기 철강 슬래그가 입자 직경 20μm 내지 100μm로 분쇄한 것임을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하는 제 3 발명에 관한 용광로 취입탄은, 전술한 제 1 발명에 관한 용광로 취입탄으로, 상기 석탄과 상기 철강 슬래그와의 혼합물에 바인더와 물을 첨가하고, 브리켓상으로 성형한 것임을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하는 제 4 발명에 관한 용광로 취입탄은, 전술한 제2의 발명에 관한 용광로 취입탄으로, 상기 석탄과 상기 철강 슬래그와의 혼합물에 바인더와 물을 첨가하고, 브리켓상으로 성형한 것인 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하는 제 5 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법은, 용광로 설비의 용광로 본체의 내부로 풍구로부터 취입되는 용광로 취입탄을 제조하는 용광로 취입탄의 제조 방법에 있어서, 석탄의 재의 조성 및 융점을 분석하는 동시에, 철강 제조공정에서 발생하는 철강 슬래그의 조성을 분석하는 분석 공정과, 상기 철강 슬래그가 상기 석탄의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 것이고, 상기 석탄의 재의 조성 및 융점과 상기 철강 슬래그의 조성에 근거하여, 당해 석탄의 재 및 당해 철강 슬래그의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘의 4원계 상태도에서 산화칼슘의 함유량이 재의 융점으로 1400℃ 이상이 되도록 상기 석탄과 상기 철강 슬래그를 혼합하는 혼합 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하는 제 6 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법은 전술한 제 5 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법으로서, 상기 석탄은 평균 입자 직경 1mm 이하로 분쇄한 것이며, 상기 철강 슬래그가 입자 직경 20μm 내지 100μm로 분쇄한 것임을 특징으로 한다.
상술한 과제를 해결하는 제 7 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법은, 전술한 제6의 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법으로서, 상기 혼합 공정에서 바인더 및 물을 추가로 가하고, 상기 석탄 및 상기 철강 슬래그와 함께 혼합하고, 상기 혼합 공정에서 수득한 혼합물을 브리켓상으로 성형하는 성형 공정을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관한 용광로 취입탄에 의하면, 산화칼슘의 함유량으로 재의 융점이 1400℃ 이상이 되도록 석탄과 철강 슬래그를 혼합한 것으로, 재의 융점이 용광로 본체의 풍구로부터 내부로 취입되는 열풍의 온도보다 100 내지 150℃ 이상 높아지고, 또한 상기 철강 슬래그가 철강 제조공정에서 배출되는 것인 점에서, 당해 철강 슬래그를 유효하게 이용할 수 있으며, 석탄에 혼합하는 산화칼슘 공급원을 별도로 준비할 필요가 없고, 저비용으로 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법에 의하면, 상술한 용광로 취입탄을 저비용으로 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법의 첫 번째 실시형태의 순서를 나타내는 플로우 차트 도이다.
도 2는 본 발명에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법의 두 번째 실시형태의 순서를 나타내는 플로우 차트 도이다.
도 3은 용광로 취입탄에 대하여 SiO2－CaO－MgO－20% Al2O3의 4원계 상태도이다.
본 발명에 관한 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법의 실시형태를 도면에 근거하여 설명하지만, 본 발명은 도면에 근거하여 설명하는 이하의 실시형태에만 한정되는 것은 아니다.
[첫 번째 실시형태]
본 발명에 관한 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법의 첫 번째 실시형태를 도 1에 근거하여 설명한다.
본 실시형태에 관한 용광로 취입탄은, 석탄의 재의 조성 및 융점을 미리 분석하는 동시에, 용광로 설비로 배출되는 용광로 슬래그의 조성을 미리 분석해 두고, 상기 용광로 슬래그가 상기 석탄의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 것이며, 상기 석탄의 재의 조성 및 융점과 상기 용광로 슬래그의 조성에 근거하여, 당해 석탄의 재 및 당해 용광로 슬래그의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘의 4원계 상태도에서 산화칼슘의 함유량으로 재의 융점으로 용광로 설비의 용광로 본체의 측부의 하부측의 풍구로부터 내부로 취입되는 열풍(1200℃)보다 높은 1400℃ 이상이 되도록 상기 석탄과 상기 용광로 슬래그를 혼합한 것이다.
이러한 본 실시형태에 관한 용광로 취입탄(13)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 아역청탄(?歷?炭)이나 갈탄(褐炭) 등의 저품위 석탄인 석탄(11)의 조성 및 재의 융점을 분석하는(분석 공정 S11－1) 동시에, 용광로 설비로부터 배출되는 용광로 슬래그(12)의 조성을 분석하고(분석 공정 S11－2), 이어서 석탄(11)을 미분쇄하는(미분쇄 공정 S12－1) 동시에, 용광로 슬래그(12)를 미분쇄한(미분쇄 공정 S12－2) 후, 석탄(11)과 용광로 슬래그(12)를 혼합하고(혼합 공정 S13), 혼합물을 분쇄함(분쇄 공정 S14)으로써 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 분쇄 공정 S14는 용광로 설비에 취입하기 직전에 수행하는 것이 바람직하다.
상기 용광로 슬래그(12)는, 산화칼슘 함유량이, 예를 들면 41.7중량%로, 상기 석탄(11)의 재의 산화칼슘 함유량보다 많은 것이다.
상기 미분쇄 공정 S12－1에서는, 석탄(11)을 평균 입자 직경 1mm 이하로 미분쇄하도록 하고 있다. 이는, 석탄(11)이 평균 입자 직경 1mm보다 크면, 혼합 공정 S13에서 용광로 슬래그(12)와 혼합했을 때, 균일화하기 어려워지기 때문이다.
상기 미분쇄 공정 S12－2에서는, 용광로 슬래그(12)를 입자 직경 20μm 내지 100μm로 미분쇄하도록 하고 있다. 이는, 용광로 슬래그(12)가 입자 직경 20μm보다 작으면, 용광로 본체의 내부로 취입되면, 용광로 본체의 내부를 가스 기류를 탄 채로 통과하여 연소하지 않고 배출되어 버리기 때문이다. 용광로 슬래그(12)가 입자 직경 100μm보다 크면, 혼합 공정 S13에서 석탄(11)과 혼합했을 때, 균일화하기 어려워지기 때문이다.
이러한 본 실시형태에 관한 제조 방법에 의해 제조된 용광로 취입탄(13)에 있어서는, 산화칼슘의 함유량으로 재의 융점이 1400℃ 이상이 되도록 석탄(11)과 용광로 슬래그(12)를 혼합함으로써, 재의 융점이 용광로 본체의 풍구로부터 내부로 취입되는 열풍의 온도보다 100 내지 150℃ 이상 높아지고, 용광로 취입탄(13)의 재(용광로 취입 탄회)가 열풍으로 용해하지 않는 점에서, 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있다. 또한, 상기 용광로 슬래그(12)가 용광로 설비의 선철 제조공정에서 배출되는 것이라는 점에서, 당해 용광로 슬래그(12)를 유효하게 이용할 수 있으며, 석탄(11)에 혼합하는 산화칼슘 공급원을 별도로 준비할 필요가 없어서 저비용이다.
이 때문에, 본 실시형태에 관한 용광로 취입탄(13)에서는, 새롭게 석회석이나 사문암 등의 슬래그 형성제를 함유시키지 않아도, 용광로 설비로부터 배출되는 석탄(11)의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 용광로 슬래그(12)를 당해 석탄(11)에 함유시키는 것만으로, 석탄(11)의 재의 융점이 1100 내지 1300℃로 낮았던 것을, 용광로 취입탄(13)의 재(용광로 취입 탄회)의 융점으로 1400℃ 이상까지 높일 수 있으며, 열풍으로도 당해 용광로 취입탄(13)의 재(용광로 취입 탄회)가 용해하지 않게 되는 점에서 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 의하면, 저비용으로 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법에서는, 석탄(11)과 혼합하는 철강 슬래그로서 산화칼슘 함유량이 석탄의 재 조성의 산화칼슘 함유량보다 많은 용광로 슬래그(12)를 이용한 경우에 대하여 설명하지만, 철강 제조공정에서 발생하며 산화칼슘 함유량이 석탄의 재 조성의 산화칼슘 함유량보다 많은 철강 슬래그이면 좋고, 예를 들면, 전로(converter furnace) 설비에서 배출되는 전로계 슬래그(예를 들면, 산화칼슘 함유량이 45.8중량% 정도)나, 예를 들면, 철 스크랩을 용해하고, 환원 제련하여 생성하는 환원 슬래그(예를 들면, 산화칼슘 함유량이 55.1중량% 정도)를 이용하는 것도 가능하다.
[두 번째 실시형태]
본 발명에 관한 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법의 두 번째 실시형태를 도 2에 근거하여 설명한다. 또한, 전술한 실시형태의 경우와 동일한 부분에 대해서는 전술한 실시형태의 설명에서 이용한 부호와 동일한 부호를 이용함으로써, 전술한 실시형태에서의 설명과 중복 설명을 생략한다.
본 실시형태에 관한 용광로 취입탄은 석탄의 재의 조성 및 융점을 미리 분석하는 동시에, 용광로 설비에서 배출되는 용광로 슬래그의 조성을 미리 분석해 두고, 상기 용광로 슬래그가 상기 석탄의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 것으로, 상기 석탄의 재의 조성 및 융점과 상기 용광로 슬래그의 조성에 근거하여, 당해 석탄의 재 및 당해 용광로 슬래그의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘의 4원계 상태도에서 산화칼슘의 함유량으로 재의 융점으로 용광로 설비의 용광로 본체의 측부의 하부측의 풍구로부터 내부로 취입되는 열풍(1200℃)보다 높은 1400℃ 이상이 되도록 상기 석탄과 상기 용광로 슬래그를 혼합하고, 추가로 바인더 및 물을 혼합한 것이다.
이러한 본 실시형태에 관한 용광로 취입탄(23)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 저품위 석탄인 석탄(11)을 전술한 실시형태와 동일하게 하여 조성 및 재의 융점을 분석하는(분석 공정 S11－1) 동시에, 용광로 설비로부터 배출되는 용광로 슬래그(12)의 조성을 전술한 실시형태와 동일하게 분석하고(분석 공정 S11－2), 이어서 전술한 실시형태와 동일하게 하여 석탄(11)을 미분쇄하는(미분쇄 공정 S12－1) 동시에, 전술한 실시형태와 동일하게 하여 용광로 슬래그(12)를 미분쇄한(미분쇄 공정 S12－2) 후, 석탄(11) 및 용광로 슬래그(12)와 바인더(24) 및 물(25)을 혼합하고(혼합 공정 S13), 혼합물을 브리켓상으로 성형하며(성형 공정 S25), 브리켓상 성형품을 분쇄함(분쇄 공정 S14)으로써 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 분쇄 공정(S14)은 용광로 설비에 취입하기 직전에 수행하는 것이 바람직하다.
즉, 본 실시형태에서는, 상기 혼합 공정(S13)에서 상기 석탄(11) 및 상기 용광로 슬래그(12)와 상기 바인더(24) 및 상기 물(25)을 혼합하여 이루어진 혼합물을 상기 성형 공정(S25)에서 브리켓상으로 성형함으로써, 석탄(11)의 재 및 용광로 슬래그(12)의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘을 균일화하고 분쇄 공정(S14)에서 분쇄하여 용광로 취입탄(23)을 수득하도록 한 것이다.
상기 용광로 슬래그(12)는, 산화칼슘 함유량이, 예를 들면 41.7중량%로, 상기 석탄(11)의 재의 산화칼슘 함유량보다 많은 것이다.
상기 바인더(24)로서는, 성형 공정(S25)에서 혼합물을 브리켓상으로 성형 가능하고, 용광로 취입탄(23)의 재(용광로 취입 탄회)의 융점에 영향을 끼치기 어렵고, 용광로 안에서 완전 연소 하는 것이면 좋고, 예를 들면, 옥수수 전분, 당밀, 아스팔트 등을 들 수 있다.
상기 바인더(24)의 혼합량은, 석탄(11) 및 용광로 슬래그(12)의 혼합물을 펠렛상으로 성형 가능한 양이며, 예를 들면, 상기 석탄(11)과 상기 용광로 슬래그(12)의 혼합물에 대하여 1중량% 이상 5중량% 이하의 범위이다. 이는, 바인더(24)의 혼합량이 1중량%보다 적으면, 상기 석탄(11) 및 상기 용광로 슬래그(12)의 혼합물을 브리켓상으로 성형할 수 없기 때문이며, 바인더(24)의 혼합량이 5중량%보다 많으면, 가동 비용의 악화를 초래하기 때문이다. 또한, 상기 물(25)의 혼합량은, 석탄(11) 및 용광로 슬래그(12)의 혼합물을 펠렛상으로 성형 가능한 양이며, 예를 들면, 상기 석탄(11)과 상기 용광로 슬래그(12)의 혼합물에 대하여 2중량% 이상 8중량% 이하의 범위이다. 이는, 물(25)의 혼합량이 2중량%보다 적으면, 상기 석탄(11) 및 상기 용광로 슬래그(12)의 혼합물을 브리켓상으로 성형할 수 없기 때문이고, 물(25)의 혼합량이 8중량%보다 많으면, 수분의 증발을 위해 용광로 설비에서의 분쇄, 건조 공정에서 여분의 에너지를 소비해 버리기 때문이다.
즉, 본 실시형태에서는, 상기 석탄(11) 및 상기 용광로 슬래그(12)의 혼합물에 바인더(24)및 물(25)를 가하고, 추가로 혼합하고 나서, 상기 성형 공정(S25)에서 당해 혼합물을 펠렛상으로 성형함으로써, 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화칼슘 등을 균질화하는 동시에, 취급성(수송이나 저장 등)을 향상시키도록 하고 있다.
이러한 본 실시형태에 관한 제조 방법에 의해 제조된 용광로 취입탄(23)에 있어서는, 전술한 실시형태의 경우와 동일하게, 산화칼슘의 함유량으로 재의 융점이 1400℃ 이상이 되도록 석탄(11)과 용광로 슬래그(12)를 혼합함으로써, 재의 융점이 용광로 본체의 풍구로부터 내부로 취입하는 열풍의 온도보다 100 내지 150℃ 이상 높아지고, 용광로 취입탄(23)의 재(용광로 취입 탄회)가 열풍으로 용해하지 않는 점에서, 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있다. 또한, 상기 용광로 슬래그(12)가 용광로 설비의 선철 제조공정에서 배출되는 것인 점에서, 당해 용광로 슬래그(12)를 유효하게 이용할 수 있으며, 석탄(11)에 혼합하는 산화칼슘 공급원을 별도로 준비할 필요가 없어서 저비용이다.
상기 석탄(11), 상기 용광로 슬래그(12), 상기 바인더(24) 및 상기 물(25)을 혼합한 것을 성형 공정 S25에서 브리켓상으로 성형한 후에, 분쇄 공정(S14)에서 분쇄하고 있는 점에서, 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘이 균질화하게 되어, 전술한 실시형태의 경우보다 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 추가로 발생하지 않고 용광로 본체의 측부의 아래쪽 가까이의 풍구로부터 내부로 취입할 수 있다.
이 때문에, 본 실시형태에 관한 용광로 취입탄(23)에서는 새롭게 석회석이나 사문암 등의 슬래그 형성제를 함유시키지 않아도 용광로 설비로부터 배출되는 석탄(11)의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 용광로 슬래그(12)를 당해 석탄(11)에 함유시키는 것만으로, 석탄(11)의 재의 융점이 1100 내지 1300℃로 낮았던 것을, 전술한 실시형태의 경우보다 용광로 취입탄(23)의 재(용광로 취입 탄회)의 융점으로 1400℃ 이상까지 확실히 높일 수 있으며, 열풍으로도 당해 용광로 취입탄(23)의 재(용광로 취입 탄회)가 용해하지 않게 되는 점에서, 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있다.
따라서, 본 실시형태에 의하면, 전술한 실시형태의 경우보다 저비용으로 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 한층 더 확실하게 억제할 수 있다.
실시예
본 발명에 관한 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법의 작용 효과를 확인하기 위해 수행한 실시예를 이하에서 설명하지만, 본 발명은 각종 데이터에 근거하여 설명하는 이하의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
전술한 두 번째 실시형태에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법에서 이용되는 석탄의 재의 조성 분석(원소 분석)을 실시했다. 이 석탄은 아역청탄을 400℃에서 불활성 분위기(예를 들면, 질소 가스)하에서 0.5시간 동안 열처리하여 수득한 개질탄이다. 상기 석탄 중의 회분 함유량이 7중량%였다. 상기 석탄의 재(주성분)의 조성 분석의 결과를 하기 표 1에 나타낸다. 또한, 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화칼슘 및 산화알루미늄의 4원계 상태도를 나타내는 도 3으로부터, 하기 표 1의 경우, 점 P1의 위치가 되는 점에서, 상기 석탄의 재의 융점이 1215℃인 것으로 밝혀졌다.
SiO2(중량%) CaO(중량%) Al2O3(중량%) MgO(중량%)
41 30 22 7
전술한 두 번째 실시형태에 관한 용광로 취입탄의 제조 방법에서 이용되는 용광로 슬래그의 조성 분석(원소 분석)을 실시했다. 상기 용광로 슬래그(주성분)의 조성 분석의 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
SiO2(중량%) CaO(중량%) Al2O3(중량%) MgO(중량%)
34 42 13 8
상술의 도 3에 있어서, 재의 융점이 1400℃가 되는 산화칼슘의 함유량이 35중량%(점 P2의 위치)인 점에서, 상기 석탄을 95중량%, 상기 용광로 슬래그를 5중량%로 혼합하는 것으로, 혼합 후의 재의 조성이, 하기 표 3에 나타낸 바와 같이, 산화칼슘의 함유량이 35중량%가 되어, 재의 융점이 1400℃가 되는 것으로 밝혀졌다. 또한, 바인더로서 옥수수 전분을 상기 석탄과 상기 용광로 슬래그의 혼합물에 대하여 3중량% 첨가하고, 물을 6중량% 첨가했다.
SiO2(중량%) CaO(중량%) Al2O3(중량%) MgO(중량%)
39 35 18 8
따라서, 본 실시예에 의하면, 상기 석탄의 재의 조성 및 재의 융점을 분석하는 동시에, 용광로 슬래그의 조성을 분석하고, 분석 결과에 근거하여, 산화칼슘의 함유량이 재의 융점으로 1400℃가 되도록 상기 석탄과 상기 용광로 슬래그를 혼합한 용광로 취입탄으로 하는 것으로, 용광로 설비의 용광로 본체의 측부의 아래쪽 가까이의 풍구로부터 내부로 취입하는 열풍보다 재의 융점을 높일 수 있고, 저비용으로 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있다.
또한, 상기에서는 SiO2－CaO－MgO－20% Al2O3의 4원계 상태도를 이용하고, 석탄과 용광로 슬래그와의 혼합량을 특정하는 용광로 취입탄의 제조 방법에 대하여 설명했지만, 이는 재의 융점이 이산화실리콘이나 산화마그네슘이나 산화알루미늄의 함유량과 비교하여 산화칼슘의 함유량에 크게 의존하고 있고, 산화칼슘의 함유량을 기준으로 석탄과 용광로 슬래그와의 혼합량을 조정하고 있기 때문이다. 또한, SiO2－CaO－MgO－Al2O3의 4원계에서 산화알루미늄의 함유량이 20중량%인 경우의 상태도를 이용한 것은 석탄에 대하여 용광로 슬래그를 5 내지 10% 정도 혼합해도 산화알루미늄의 함유량의 변화는 거의 작고, 산화알루미늄의 함유량이 20중량%인 경우와 거의 동일한 상태도가 되기 때문이다.
산업상 이용 가능성
본 발명에 관한 용광로 취입탄 및 이의 제조 방법은 저비용으로 용광로 취입탄이 용광로 본체의 내부에 이르는 경로에서 용광로 취입 탄회의 부착 또는 용광로 취입 탄회에 의한 폐색을 억제할 수 있으므로, 제철 산업에 있어서 대단히 유익하게 이용할 수 있다.
11: 석탄
12: 용광로 슬래그
13, 23: 용광로 취입탄
24: 바인더
25: 물
P1: 석탄의 재의 용해 온도
P2: 혼합물의 재의 용해 온도
S11－1, S11－2: 분석 공정
S12－1, S12－2: 미분쇄 공정
S13: 혼합 공정
S14: 분쇄 공정
S25: 성형 공정

Claims (9)

  1. 용광로 설비의 용광로 본체의 내부로 풍구로부터 취입하는 용광로 취입탄으로서,
    석탄의 재의 조성 및 융점을 미리 분석하는 동시에, 철강 제조공정에서 발생하는 철강 슬래그의 조성을 미리 분석해 두고,
    상기 철강 슬래그가 상기 석탄의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 것이며, 상기 석탄의 재의 조성 및 융점과 상기 철강 슬래그의 조성에 근거하여, 당해 석탄의 재 및 당해 철강 슬래그의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘의 4원계 상태도에서 산화칼슘의 함유량이 재의 융점으로 1400℃ 이상이 되도록 상기 석탄과 상기 철강 슬래그를 혼합한 것인 것을 특징으로 하는 용광로 취입탄.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 석탄이 평균 입자 직경 1mm 이하로 분쇄한 것이고,
    상기 철강 슬래그가 입자 직경 20μm 내지 100μm로 분쇄한 것임을 특징으로 하는 용광로 취입탄.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 석탄과 상기 철강 슬래그와의 혼합물에 바인더와 물을 첨가하고, 브리켓상으로 성형한 것임을 특징으로 하는 용광로 취입탄.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 석탄과 상기 철강 슬래그와의 혼합물에 바인더와 물을 첨가하고, 브리켓상으로 성형한 것임을 특징으로 하는 용광로 취입탄.
  5. 용광로 설비의 용광로 본체의 내부로 풍구로부터 취입하는 용광로 취입탄을 제조하는 용광로 취입탄의 제조 방법에 있어서,
    석탄의 재의 조성 및 융점을 분석하는 동시에, 철강 제조공정에서 발생하는 철강 슬래그의 조성을 분석하는 분석 공정 및
    상기 철강 슬래그가 상기 석탄의 재보다 산화칼슘을 많이 함유하는 것으로, 상기 석탄의 재의 조성 및 융점과 상기 철강 슬래그의 조성에 근거하여, 당해 석탄의 재 및 당해 철강 슬래그의 주성분인 이산화실리콘, 산화마그네슘, 산화알루미늄 및 산화칼슘의 4원계 상태도에서 산화칼슘의 함유량이 재의 융점으로 1400℃ 이상이 되도록 상기 석탄과 상기 철강 슬래그를 혼합하는 혼합 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는, 용광로 취입탄의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 석탄은 평균 입자 직경 1mm 이하로 분쇄한 것이고, 상기 철강 슬래그가 입자 직경 20μm 내지 100μm로 분쇄한 것임을 특징으로 하는, 용광로 취입탄의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 혼합 공정에서 바인더 및 물을 추가로 가하고, 상기 석탄 및 상기 철강 슬래그와 함께 혼합하며,
    상기 혼합 공정에서 수득한 혼합물을 브리켓상으로 성형하는 성형 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는, 용광로 취입탄의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 석탄이 평균 입자 직경 1mm 이하로 분쇄한 것이고,
    상기 4원계 상태도는, 산화알루미늄의 함유량을 특정한 것을 특징으로 하는 용광로 취입탄.
  9. 청구항 5에 있어서, 상기 석탄이 평균 입자 직경 1mm 이하로 분쇄한 것이고,
    상기 4원계 상태도는, 산화알루미늄의 함유량을 특정한 것을 특징으로 하는 용광로 취입탄의 제조 방법.
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