KR101729298B1 - 소결 배합 원료용 조립광, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 소결 배합 원료 - Google Patents

소결 배합 원료용 조립광, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 소결 배합 원료 Download PDF

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Abstract

소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 입경이 1mm 이상 5mm 이하인 분철광석; 입경이 0.1mm 이상 0.25mm 이하인 미분철광석; 입경이 10 μm 이상 150μm 이하인 마이크로바인더; 및 입경이 0.1 μm 이상 0.5 μm 이하인 나노바인더; 를 포함하고, 상기 나노바인더는 TiO2 분말인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet), 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 소결 배합 원료를 제공한다.

Description

소결 배합 원료용 조립광, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 소결 배합 원료{GREEN PELLET FOR SINTERING BLENDING MATERIAL, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND SINTERING BLENDING MATERIAL CONTAINING THE SAME}
소결 배합 원료용 조립광(Green pellet), 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 소결 배합 원료에 관한 것이다.
일반적으로 선택 조립 방법에 따른 소결용 배합 원료의 제조 공정은 미분 철광석에 수분을 첨가하여 혼합 후 펠렛타이저로 조립하여 소형 펠렛을 제조하는 단계와, 소형 펠렛들에 부원료(석회석, 생석회와 같은 CaO 함유 원료 또는 규석, 사문암과 같은 SiO2 함유 원료)와 고체연료(코크스 또는 무연탄 등) 등을 혼합 후 재조립하는 단계를 포함한다.
소결용 배합 원료는 소결 장치로 장입되고, 점화로를 통과하면서 연료인 코크스에 불꽃이 착화되며, 배풍기의 흡입 압력에 의해 대기중 공기가 소결 표층부로 흡입되면서 소결 과정을 거치게 된다. 이러한 과정을 거쳐 반용융 상태인 소결광이 제조되고, 제조된 소결광은 후 공정인 용광로(고로)로 이송된다.
미분 철광석과 수분만으로 제조된 소형 펠렛은 강도가 낮으므로 소결광을 제조하는 과정에서 소결 베드(bed) 내부의 통기성을 저하시킨다. 따라서 소결 생산성이 저하되고, 소결광의 품질이 낮아지며, 소결에 사용되는 코크스 양을 증대시키는 문제를 유발한다.
또한, 고로가 장기간 가동되면 고로 노저 측벽의 연와가 용선의 유동에 의한 침식작용으로 얇아지게 된다. 그러면 노내의 가스 또는 용선이 누출될 위험이 있는데 이를 방지하기 위해 TiO2성분이 포함된 연천광을 노내에 장입하는 것이 일반적이다. 그러나, 연천광은 TiO2성분 함량은 높으나, 알루미나와 알칼리/Zn 성분 함량도 높아서 다량 사용할 경우 출선 작업시 슬래그(Slag) 배출을 어렵게하고, 고로 내부의 벽에 부착물을 형성시켜 고로 노황 관리를 어렵게 한다.
조립광(Greem pellet)의 조립특성을 개선하여 소결 생산성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 고강도이고, 고로의 노저 연와의 침식을 억제할 수 있는 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet), 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 소결 배합 원료를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는, 입경이 1mm 이상 5mm 이하인 분철광석; 입경이 0.1mm 이상 0.25mm 이하인 미분철광석; 입경이 10 μm 이상 150μm 이하인 마이크로바인더; 및 입경이 0.1 μm 이상 0.5 μm 이하인 나노바인더; 를 포함하고, 상기 나노바인더는 TiO2 분말인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)을 제공한다.
상기 TiO2 분말은, 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)의 반응을 통해 얻어진 것일 수 있다.
상기 나노바인더의 입경은 0.2 μm 이상 0.3 μm 이하인 것일 수 있다.
상기 나노바인더는, 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 0.05중량% 이상 0.10중량% 이하 포함되는 것일 수 있다.
상기 분철광석은, 갈철광, 또는 적철광을 포함하는 것일 수 있다.
상기 미분철광석은, 자철광을 포함하는 것일 수 있다.
상기 마이크로바인더는, 생석회, 벤토나이트, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.
상기 마이크로바인더는, 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 1.0중량% 이상 3.0중량% 이하 포함되는 것일 수 있다.
상기 미분철광석은, 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 10중량% 이상 40중량% 이하 포함되는 것일 수 있다.
상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)은, 입경이 3mm 이상 8mm 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예는, 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물을 조립기로 투입하는 단계; 및 상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계; 를 포함하는 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법을 제공한다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;에서, 상기 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 상기 물(H2O)의 반응을 통해 TiO2 분말이 생성되는 것일 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;에서, 상기 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP)는, 상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;에서 혼합된 혼합물 총량 100중량%에 대하여, 0.2중량% 이상 0.4중량% 이하 투입되는 것일 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;에서, 상기 물(H2O)은, 상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;에서 혼합된 혼합물 총량 100중량%에 대하여, 5중량% 이상 15중량% 이하 투입되는 것일 수 있다.
상기 혼합된 혼합물을 조립기로 투입하는 단계; 및 상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;의 상기 조립기는, 펠렛타이저(Pelletizer)인 것일 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;의 상기 조립기의 회전 속도는 6.5rpm 이상 7.5rpm 이하인 것일 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;의 상기 조립기는 펠렛타이저 이고, 상기 펠렛타이저의 팬이 지면과 이루는 각도(Tilting angle)는 45˚ 이상 50˚ 이하인 것일 수 있다.
분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;의
상기 분철광석은, 갈철광, 또는 적철광을 포함하는 것일 수 있다.
분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;의 상기 미분철광석은, 자철광을 포함하는 것일 수 있다.
분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;의 상기 마이크로바인더는, 생석회, 벤토나이트, 또는 이들의 조합인 것일 수 있다.
분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;에서 상기 마이크로바인더는, 상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더의 총량 100중량%에 대하여, 1.0중량% 이상 3.0중량% 이하 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는, 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet); 철광석; 부연료; 및 고체 연료;를 포함하는 소결 배합 원료를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는, 조립광(Greem pellet)의 조립특성을 개선하여 소결 생산성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 고강도이고, 고로의 노저 연와의 침식을 억제할 수 있는 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet), 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 소결 배합 원료를 제공한다.
도 1은 종래의 소결 원료용 조립광의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예의 소결 원료용 조립광의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예의 소결 원료용 조립광의 제조방법의 개략적인 구성도이다.
도 4는 소결 원료용 조립광 제조시 사용되는 펠렛타이저(pelletizer)의 간략한 모식도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 "입경"은 구형 물질의 평균 지름을 의미한다. 만약 물질이 비구형일 경우, 상기 비구형 물질을 구형으로 근사하여 계산한 구의 지름을 의미한다.
본 명세서에서 "평균 입경" 은 다른 정의가 없는 한 측정 단위 내 존재하는 구형 물질의 평균 지름을 의미한다. 만약 물질이 비구형일 경우, 상기 비구형 물질을 구형으로 근사하여 계산한 구의 지름을 의미한다.
본 발명의 일 구현예는, 입경이 1mm 이상 5mm 이하인 분철광석; 입경이 0.1mm 이상 0.25mm 이하인 미분철광석; 입경이 10 μm 이상 150μm 이하인 마이크로바인더; 및 입경이 0.1 μm 이상 0.5 μm 이하인 나노바인더;를 포함하고, 상기 나노바인더는 TiO2 분말인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)을 제공한다.
최근 철광석의 품질이 저하되어 미분 철광석의 사용을 늘려야 하는 상황이다. 하지만 미분 철광석의 사용량을 늘릴 경우, 소결 베드(Bed)의 통기성 악화로 소결 생산성이 급격하게 떨어진다. 이에, 미분 철광석을 다량으로 사용하여 소결광을 생산하기 위해서는 선택조립설비(Selective Granulation System)에서 5mm정도의 크기의 조립광(Green Pellet)을 만들어 소결기에 장입한다. 하지만 조립광(Green Pellet)의 조립강도가 약할 경우, 소결 베드(Bed)내에서 다시 분화되어 통기성을 악화시키므로 조립광(Green Pellet)의 조립강도를 향상시킬 필요가 있다.
또한, 고로가 장기간 가동되면 고로 노저 측벽의 연와가 용선의 유동에 의한 침식작용으로 얇아지게 된다. 그러면 노내의 가스 또는 용선이 누출될 위험이 있는데 이를 방지하기 위해 TiO2성분이 포함된 연천광을 노내에 장입하는 것이 일반적이다. 노내에 TiO2의 장입량이 증가하면 용선 중 Ti 농도가 증가하고, 그 결과 용선 점성이 증가하여 용선의 유동성이 감소하게 되어 노저 연와의 침식을 방지하는 효과가 있다. 그리고 TiO2에 의한 노저 부착물이 생겨서 연와를 두껍게 하는 효과도 있다. 그러나, 연천광은 TiO2성분 함량은 높으나, 알루미나와 알칼리, Zn 등의 함량도 높아서 다량 사용할 경우 출선 작업시 슬래그(Slag) 배출을 어렵게하고, 고로 내부의 벽에 부착물을 형성시켜 고로 노황 관리를 어렵게 하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해, 입경 0.1 μm 이상 0.5 μm 이하의 극미분 TiO2 분말을 바인더로 활용하여 미분 철광석을 고강도 조립광(Green Pellet)으로 만들어 소결 생산성을 향상시켰다. 또한, 이러한 조립광을 사용하여 소결광을 제조할 경우, TiO2 성분은 다량 함유하지만 알루미나와 알칼리, Zn 등의 성분은 연천광 대비 작은 소결광을 생산할 수 있다. 이에, 노말기 고로의 노저를 보호하면서 노황 변동을 최소화 할 수 있다.
상기 TiO2 분말은, 하기 반응식 1로 표시되는, 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 상기 물(H2O)의 반응을 통해 얻어진 것일 수 있다.
[반응식 1] Ti{OCH(CH3)2}4(l) + 2H2O(l) → TiO2(s) +4(CH)3CHOH(l)
위의 반응식에서 알 수 있듯이, 액상인 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP)와 물(H2O)이 반응하면 TiO2 분말이 만들어진다. 이 때 만들어진 TiO2 분말의 입경은 0.1μm 이상 0.5μm 이하 정도로 극미분이며, 조립광 조립시 입자와 입자 사이, 또는 핵입자의 크랙(Crack)을 충진시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 TiO2 분말의 입경은 0.2μm 이상 0.3μm 이하인 것일 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 종래와 본 발명의 소결 원료용 조립광(green pellet)를 나타내는 모식도이다. 도 1에서 나타낸 바와 같이 종래에는 바인더로 150 μm 이하의 마이크로 수준인 바인더(1)를 일반적으로 사용하여 왔다. 이러한 마이크로바인더(1)를 선택조립설비에 투입하고 조립과정을 거친 후 건조하면, 바인더가 가교역할을 하여 핵입자(2)와 미분 원료(3) 사이의 공극을 최소화 시키고 입자간 결합되는 부분을 늘려 결합력(Van der Waals 힘, 입자간 Liquid의 가교력 등)을 높여준다.
이에 더하여 도 2와 같이 0.1μm 이상 0.5μm 이하의 나노수준의 나노바인더(4)를 사용하는 경우, 핵입자(2)의 크랙(Crack) 부분을 충진 시킬 수 있고, 핵입자(2)와 미분원료(3) 사이의 공극을 최소화하여 조립광(Green Pellet)의 조립강도를 높일 수 있다. 또한, 0.1μm 이상 0.5μm 이하의 나노수준의 TiO2 분말을 나노바인더를 사용하는 경우, TiO2성분은 다량 함유하지만 알루미나와 알칼리, Zn 등의 성분은 연천광 대비 작은 소결광을 생산할 수 있다. 이에, 노말기 고로의 노저를 보호하면서 노황 변동을 최소화 할 수 있다.
상기 극미분 TiO2 분말은 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 0.05중량% 이상 0.10중량% 이하 포함되는 것일 수 있다. TiO2 분말의 함량이 너무 적은 경우 조립강도 개선 효과 부족의 문제가 발생할 수 있다. TiO2 분말의 함량이 너무 많은 경우 고로 용선 중 Ti 함량 과다로 고로내 용융물 유동성 악화의 문제가 발생할 수 있다.
상기 분철광석은 조립광 제조시 핵입자(2)로 작용한다. 분철광석은 갈철광, 또는 적철광을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 분철광석의 함량은 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 50중량% 이상 90중량% 이하 포함되는 것일 수 있다. 구체적으로, 50중량% 이상 80중량% 이하; 50중량% 이상 70 중량% 이하; 60중량% 이상 80 중량%; 60중량% 이상 70 중량%; 또는 60중량% 이상 90 중량% 이하인 것일 수 있다. 분철광석의 함량이 너무 많은 경우 전체 원료의 비표면적 감소에 따른 결합 Point 감소로 결합력 약화의 문제가 발생할 수 있다. 분철광석의 함량이 너무 적은 경우 조립광(Green Pellet)을 형성할 핵입자의 수가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 분철광석의 입경은 1mm 이상 5mm 이하인 것일 수 있다. 분철광석의 입경이 너무 작은 경우 소결 원료층의 통기성 악화로 생산성 저하의 문제가 발생할 수 있다. 분철광석의 입경이 너무 큰 경우 소결 원료층 소성 불량으로 소결광 품질 저하의 문제가 발생할 수 있다.
상기 미분철광석은, 조립광 제조시 미분 원료(3)로 작용한다. 미분철광석은 자철광, Marramaba계 철광석, 일부 Pellet Feed, 또는 집진 Dust를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 미분철광석의 함량은 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 10중량% 이상 40중량% 이하 포함되는 것일 수 있다. 구체적으로, 10중량% 이상 30중량% 이하; 10중량% 이상 20중량% 이하; 20중량% 이상 30중량% 이하; 10중량% 이상 40중량% 이하; 또는 20중량% 이상 40중량% 이하인 것일 수 있다. 미분 철광석의 함량이 너무 적은 경우 전체 원료의 비표면적 감소에 따른 결합 Point 감소로 결합력 약화의 문제가 발생할 수 있다. 미분 철광석의 함량이 너무 많은 경우 조립되지 못하거나 약하게 결합된 미분철광석에 의해 소결 원료의 입도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 미분철광석은 입경이 0.1mm 이상 0.25mm 이하인 것일 수 있다. 미분철광석의 입경이 너무 작은 경우 조립되지 않고 편석될 경우 소결원료층 통기성의 불균형이 초래되는 문제가 발생할 수 있다. 미분철광석의 입경이 너무 큰 경우 핵입자와의 결합 Point 감소로 결합력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 마이크로바인더는 핵입자(2) 와 미분 원료(3) 사이의 가교역할을 하여 핵입자(2)와 미분 원료(3) 사이의 공극을 최소화 시키고 입자간 결합되는 부분을 늘려 결합력을 향상시킨다. 마이크로바인더는 생석회, 또는 벤토나이트를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 마이크로바인더의 함량은 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 1.0중량% 이상 3.0중량% 이하 포함되는 것일 수 있다. 마이크로바인더의 함량이 너무 적은 경우, 조립성 저하에 따른 소결 원료층 통기성 저하 문제가 발생할 수 있다. 마이크로바인더의 함량이 너무 많은 경우, 조립에 기여하지 못하고 미분입자로 남아 통기성을 저하시키는 입자가 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)은, 입경이 3mm 이상 8mm 이하인 것일 수 있다. 조립광의 입경이 너무 작은 경우, 입경이 너무 작아 소결 원료층 통기성이 저하되어 소성 시간이 증가하여 소결생산성이 저하된다. 조립광의 입경이 너무 큰 경우, 통기성이 불균일한 소결원료층이 형성되기 쉽고, 과다 통기에 의한 소결 고온 유지시간 감소로 소결광 품질이 저하될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는, 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계(S10); 상기 혼합된 혼합물을 조립기로 투입하는 단계(S20); 및 상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계(S30);를 포함하는 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법을 제공한다.
도 3은 상기 소결 배합 원료용 조립광의 제조방법의 개략적인 구성도이다. 도 3을 참고하여 상기 소결 배합 원료용 조립광의 제조방법을 설명한다.
먼저, 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 고속교반믹서와 같은 혼합기를 이용하여 혼합한다(S10). 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더에 관한 설명은 상술한 바와 같으므로 생략한다. 고속교반믹서는 혼합을 위한 장치의 예시일 뿐이며 이에 한정하는 것은 아니다.
이후, 상기 혼합된 혼합물을 조립기로 투입한다(S20). 상기 조립기는 펠렛타이저(Pelletizer)일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. 도 4는 상기 펠렛타이저(10)의 예시적이고 간략화된 모식도이다. 도 4에서 나타낸 바와 같이, 상기 펠렛타이저에는 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 분사 노즐(5)과 H2O 분사 노즐(6)을 모두 구비되어 있다. 이에, 상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립할 수 있다. 상기 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)은 각각 시간의 차이를 두고 투입될 수도 있고, 동시에 투입될 수도 있다.
구체적으로, 펠렛타이저 내부로 분사된 액체상태의 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)간의 하기 반응식 1로 표시되는 반응에 의해, 입경이 0.1μm 이상 0.5μm 이하 정도인 극미분의 TiO2 분말이 생성된다.
[반응식 1] Ti{OCH(CH3)2}4(l) + 2H2O(l) → TiO2(s) +4(CH)3CHOH(l)
이에, 펠렛타이저 내부로 유입된 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더의 혼합물과 상기 입경이 0.1μm 이상 0.5μm 이하 정도로 나노수준인 TiO2 분말이 펠렛타이저 내부에 설치된 회전 팬(도시되지 않음) 위를 유동하면서, 입자가 점진적으로 성장하여 조립이 이루어져 소결 배합 원료용 조립광(7)이 제조된다. 이때, 상대적으로 입경이 큰 분철광석은 핵입자로 작용하고, 상대적으로 입경이 작은 미분철광석은 미분 원료로 작용하여 분철광석 표면에 부착되는 형태로 조립된다. 또한, 0.1μm 이상 0.5μm 이하의 극미분의 TiO2 분말은 바인더로 작용하여, 핵입자의 크랙(Crack) 부분을 충진 시킬 수 있고, 핵입자와 미분원료 사이의 공극을 최소화하여 조립광(Green Pellet)의 조립강도를 높여 줄 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계(S30);에서, 상기 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP)는, 상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계(S10);에서 혼합된 혼합물 총량 100중량%에 대하여, 0.2중량% 이상 0.4중량% 이하 투입되는 것일 수 있다. 이는 상기 범위에서 목적하는 조립광의 TiO2 함량에 따라 조절될 수 있으며, 상기 범위로 TTIP의 함량을 조절함으로써, 최종 조립광내 TiO2의 함량을 상술한 바와 같이 0.05중량% 이상, 및 0.10중량% 이하로 조절할 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계(S30);에서, 상기 물(H2O)은, 상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계(S10);에서 혼합된 혼합물 총량 100중량%에 대하여, 5.0중량% 이상 15중량% 이하 투입되는 것일 수 있다. 구체적으로, 5.0중량% 이상 12중량% 이하; 7중량% 이상 15중량% 이하; 7중량% 이상 12중량% 이하; 10중량% 이상 12중량% 이하; 8중량% 이상 12중량% 이하; 8중량% 이상 11중량% 이하;인 것일 수 있다. 물의 함량을 상기와 같은 범위로 조절함으로써, 제조된 조립광의 강도를 향상 시킬 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계(S30);의 상기 조립기는 펠렛타이저이며, 펠렛타이저의 회전 속도는 6.5rpm 이상 7.5rpm 이하인 것일 수 있다. 회전 속도를 상기 범위로 함으로써 조립강도 향상의 효과를 얻어낼 수 있다.
상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계(S30);의 상기 조립기는 펠렛타이저이며, 펠렛타이저의 팬이 지면과 이루는 각도(Tilting angle)는 45˚ 이상 50˚ 이하인 것일 수 있다. 경사 각도를 상기 범위 내로 함으로써 역시 조립강도 향상의 효과를 얻어낼 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예는, 상기와 같이 본 발명에서 제공하는 소결 배합 원료용 조립광; 철광석; 부원료; 및 고체연료;를 포함하는 소결 배합 원료를 제공한다. 이는, 철광석; 부원료; 및 고체연료; 의 혼합물과, 상기 소결 배합 원료용 조립광을 혼합 및 재조립하여 제조할 수 있다.
구체적으로, 상기 철광석은 적철광, 마라맘바 광석, 상기 조립광을 구성하는 갈철광 및 자철광과 다른 갈철광 및 다른 자철광 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 부원료는, 석회석, 규석, 백운석, 및 사문암 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 고체연료는 코크스 또는 무연탄을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1 : 마이크로바인더 2 : 핵입자 3 : 미분 원료
4 : 나노 바인더 5 : TTIP 분사노즐 6 : H2O 분사노즐
7 : 조립광 10 : 펠렛타이저

Claims (22)

  1. 입경이 1mm 이상 5mm 이하인 분철광석;
    입경이 0.1mm 이상 0.25mm 이하인 미분철광석;
    입경이 10 μm 이상 150μm 이하인 마이크로바인더; 및
    입경이 0.1 μm 이상 0.5 μm 이하인 나노바인더; 를 포함하고,
    상기 나노바인더는 TiO2 분말인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)이되,
    상기 나노바인더는, 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 0.05중량% 이상 0.10중량% 이하 포함되는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  2. 제 1항에서,
    상기 TiO2 분말은, 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)의 반응을 통해 얻어진 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  3. 제 2항에서,
    상기 나노바인더의 입경은 0.2 μm 이상 0.3 μm 이하인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  4. 삭제
  5. 제 1항에서,
    상기 분철광석은, 갈철광, 또는 적철광을 포함하는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  6. 제 5항에서,
    상기 미분철광석은, 자철광을 포함하는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  7. 제 6항에서,
    상기 마이크로바인더는, 생석회, 벤토나이트, 또는 이들의 조합인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  8. 제 7항에서,
    상기 마이크로바인더는, 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 1.0중량% 이상 3.0중량% 이하 포함되는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  9. 제 8항에서,
    상기 미분철광석은, 상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet) 총량 100중량%에 대하여, 10중량% 이상 40중량% 이하 포함되는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  10. 제 9항에서,
    상기 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)은, 입경이 3mm 이상 8mm 이하인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet).
  11. 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;
    상기 혼합된 혼합물을 조립기로 투입하는 단계; 및
    상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;
    를 포함하는 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  12. 제 11항에서,
    상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;에서,
    상기 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 상기 물(H2O)의 반응을 통해 TiO2 분말이 생성되는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  13. 제 12항에서,
    상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;에서,
    상기 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP)는,
    상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;에서 혼합된 혼합물 총량 100중량%에 대하여, 0.2중량% 이상 0.4중량% 이하 투입되는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  14. 제 13항에서,
    상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;에서,
    상기 물(H2O)은,
    상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;에서 혼합된 혼합물 총량 100중량%에 대하여, 5중량% 이상 15중량% 이하 투입되는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  15. 제 14항에서,
    상기 혼합된 혼합물을 조립기로 투입하는 단계; 및
    상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;의
    상기 조립기는, 펠렛타이저(Pelletizer)인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  16. 제 15항에서,
    상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;의 상기 조립기의 회전 속도는 6.5rpm 이상 7.5rpm 이하인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  17. 제 16항에서,
    상기 혼합물이 투입된 조립기에 티타늄 이소프록사이드(Titanium-isopropoxide, TTIP) 및 물(H2O)을 투입하면서, 조립광(Green pellet)을 조립하는 단계;의
    상기 조립기는 펠렛타이저 이고, 상기 펠렛타이저의 팬이 지면과 이루는 각도(Tilting angle)는 45˚ 이상 50˚ 이하인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  18. 제 17항에서,
    분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;의
    상기 분철광석은, 갈철광, 또는 적철광을 포함하는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  19. 제 18항에서,
    분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;의
    상기 미분철광석은, 자철광을 포함하는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  20. 제 19항에서,
    분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;의
    상기 마이크로바인더는, 생석회, 벤토나이트, 또는 이들의 조합인 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  21. 제 20항에서,
    분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더를 혼합하는 단계;에서
    상기 마이크로바인더는, 상기 분철광석, 미분철광석, 및 마이크로바인더의 총량 100중량%에 대하여, 1.0중량% 이상 3.0중량% 이하 포함되는 것인 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet)의 제조 방법.
  22. 제 1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 소결 배합 원료용 조립광(Green pellet);
    철광석;
    부연료; 및
    고체 연료;를 포함하는 소결 배합 원료.
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