KR101787323B1 - 소결 부원료용 분석회석 제조방법 - Google Patents

소결 부원료용 분석회석 제조방법 Download PDF

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Abstract

소결 부원료용 분석회석 제조방법에 관한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 소결 부원료용 분석회석 제조방법은 함수율 13 중량% 이상의 석회 슬러지를 건조 장치에 투입하고, 50~250℃의 열풍으로 건조 및 분쇄하여 건조물을 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 제조된 건조물은 입도가 5mm 이상인 석회석(CaCO3) 분말을 8 중량% 이하 포함하고, 입도가 0.15mm 이하인 석회석 분말을 18 중량% 이하로 포함하며, 함수율이 8 중량% 이하이다.

Description

소결 부원료용 분석회석 제조방법 {MANUFACTURING METHOD FOR FINE LIMESTONE FOR SUB MATERIAL FOR SINTER PROCESS}
본 발명은 소결 부원료용 분석회석 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 소결 공정시 부원료로 사용될 수 있는 분석회석 제조방법에 관한 것이다.
일관(一貫) 제철이란, 고로에서 생산된 용선을 제강 공정에서 정련하여, 연속 주조공정을 통해 주편을 생산하는 공정이다. 한편, 일관 제철 공정에서는 제선 및 제강 공정에서 사용할 생석회(CaO)를 얻기 위하여 석회 소성 공정을 실시하는데, 상기 석회 소성 공정에서는 석회석(CaCO3)을 공기가 차단된 상태에서 고온으로 가열하여 이산화탄소(CO2)를 제거하여, 생석회(CaO)를 제조하게 된다.
한편, 생석회 제조 과정에서 부산물로 발생하는 석회 슬러지는 소성로 내부의 통기성을 확보하고, 이송 시의 배관 막힘을 방지하기 위해 석회석을 미리 세척하여 미분을 제거하는 과정에서 발생하게 되며, 부피를 감소하기 위해 필터 프레스를 이용하여 탈수된 형태로 배출시킨다. 이렇게 발생한 석회 슬러지는 성상이 석회석과 유사하며, 일반적으로 그 가치가 낮은 시멘트의 원료로서 활용되고 있는 실정이다.
본 발명과 관련한 배경기술은 일본 등록특허공보 제5112009호(2013.01.09. 공고, 발명의 명칭: 석회 슬러지의 소성방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 소결 공정시 부원료로 사용될 수 있는 분석회석 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 친환경성, 경제성 및 생산성이 우수한 분석회석 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 소결 부원료용 분석회석 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 소결 부원료용 분석회석 제조방법은 함수율 13 중량% 이상의 석회 슬러지를 건조 장치에 투입하고, 50~250℃의 온도로 건조 및 분쇄하여 건조물을 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 건조 장치는, 석회 슬러지가 투입되는 투입부, 및 내부의 온도를 측정하는 제1 측정부가 구비되며, 내부에 석회 슬러지를 건조할 수 있는 공간이 형성된 건조 챔버; 상기 투입된 석회 슬러지를 분쇄하는 분쇄부; 열풍 조절수단이 구비되며, 상기 석회 슬러지를 건조하여 건조물을 제조하기 위한 열풍이 투입되는 열풍 투입부; 상기 건조물 중 석회석 분말의 입도를 측정하는 제2 측정부 및 상기 건조물의 함수율을 측정하는 제3 측정부가 구비되며, 상기 제조된 건조물이 배출되는 배출부; 및 상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 열풍 조절수단과 전기적으로 연결되어, 상기 제2 측정부에서 측정된 건조물 중 석회석 분말의 입도 및 제3 측정부에서 측정된 건조물의 함수율 값을 수용하는 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제3 측정부에서 측정된 건조물의 함수율 값에 따라 상기 열풍 조절수단을 제어하여 열풍 투입량을 조절하며, 상기 제조된 건조물은 입도가 5mm 이상인 석회석(CaCO3) 분말을 8 중량% 이하 포함하고, 입도가 0.15mm 이하인 석회석 분말을 18 중량% 이하로 포함하며, 함수율이 8 중량% 이하이다.
한 구체예에서 상기 석회 슬러지는, 전체 중량에 대하여 산화칼슘(CaO): 45~55 중량%, 산화마그네슘(MgO): 0.9~1.8 중량%, 산화나트륨(Na2O): 0.016~0.022 중량% 및 산화칼륨(K2O): 0.15~0.45 중량%를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 분쇄부는, 상기 석회 슬러지를 교반 및 분쇄하는 복수 개의 분쇄수단, 상기 분쇄수단을 회전 가능하게 지지하는 회전축 및 상기 회전축에 회전력을 전달하는 구동수단;을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 측정부에서 측정된 건조물 중 입도가 5mm 이상인 석회석 분말이 상기 건조물 전체 중량에 대하여 8 중량%를 초과하는 경우, 상기 건조물을 상기 건조 장치의 투입부에 투입하여 건조 및 분쇄를 추가로 실시할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제조된 건조물은, 소결 공정용 부원료 또는 제강 공정시 냉각제로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 소결 부원료용 분석회석 제조방법을 적용시, 소결 공정시 석회석 또는 제강 공정시 냉각제로 활용 가능하여, 친환경성, 경제성 및 생산성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 소결 부원료용 분석회석 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 소결 부원료용 분석회석을 제조하기 위한 건조 장치를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
소결 부원료용 분석회석 제조방법
본 발명의 하나의 관점은 소결 부원료용 분석회석 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 소결 부원료용 분석회석 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 소결 부원료용 분석회석 제조방법은 함수율 13 중량% 이상의 석회 슬러지를 건조 장치에 투입하고, 50~250℃의 온도로 건조 및 분쇄하여 건조물을 제조하는 단계;를 포함한다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 소결 부원료용 분석회석을 제조하기 위한 건조 장치를 나타낸 것이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 건조 장치(100)는, 석회 슬러지가 투입되는 투입부(12) 및 내부의 온도를 측정하는 제1 측정부(14)가 구비되며, 내부에 석회 슬러지를 건조할 수 있는 공간이 형성된 건조 챔버(10); 건조 챔버(10) 내부에 석회 슬러지가 투입되는 투입부(12); 상기 투입된 석회 슬러지(S)를 분쇄하는 분쇄부(20); 열풍 조절수단(42)이 구비되며, 상기 석회 슬러지를 건조하여 건조물을 제조하기 위한 열풍이 투입되는 열풍 투입부(40); 상기 건조물 중 석회석 분말의 입도 및 상기 건조물의 함수율을 측정하는 제2 측정부(60)가 구비되며, 상기 제조된 건조물이 배출되는 배출부(50); 및 제1 측정부(14), 제2 측정부(60), 제3 측정부(62) 및 열풍 조절수단(42)과 전기적으로 연결되어, 제1 측정부(14)에서 측정된 건조 챔버(10) 내부 온도, 제2 측정부(60)에서 측정된 건조물 중 석회석 분말의 입도 및 제3 측정부(62)에서 측정된 건조물의 함수율 값을 수용하는 제어부(70);를 포함한다.
한 구체예에서 제2 측정부(60)는 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 통상적인 입도 측정기기를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 제3 측정부(62)는 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 적외선을 이용한 측정기를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
한 구체예에서 제어부(70)는 제3 측정부(62)에서 측정된 건조물의 함수율 값에 따라, 열풍 조절수단(42)을 제어하여 열풍 투입량을 조절한다. 예를 들면 상기 제3 측정부(62)에서 측정된 건조물의 함수율이 8 중량%를 초과하는 경우, 제어부에서 열풍 조절수단을 제어하여 열풍투입부(40)로 투입되는, 열풍 투입량을 증가시킬 수 있다.
열풍 조절수단(42)은 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 열풍 조절수단(42)으로 밸브를 사용할 수 있다.
도 1을 참조하면 분쇄부(20)는, 건조 챔버(10)의 폭 방향을 따라 일정 간격 이격되어 구비되어, 상기 석회 슬러지를 교반 및 분쇄하는 복수 개의 분쇄수단(24), 분쇄수단(24)을 회전 가능하게 지지하는 회전축(22) 및 회전축(22)에 회전력을 전달하는 구동수단(26);을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 분쇄수단은, 디스크 및 패들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 구동 수단은, 가변 모터를 사용할 수 있다. 예를 들면, 구동 수단으로 가변 모터를 사용하여 회전축에 회전력을 전달하여, 디스크 및 패들 등의 분쇄수단을 회전하여 상기 석회 슬러지를 교반 및 분쇄할 수 있다.
한 구체예에서 상기 건조는, 건조 챔버 내부의 온도를 50~250℃로 실시된다. 상기 건조 온도를 50℃ 미만으로 건조시, 상기 석회 슬러지가 용이하게 건조되지 않으며, 250℃를 초과하여 건조시, 상기 석회 슬러지로부터 건조물의 제조 효율성이 더 이상 증가하지 않으며, 생산 비용만 증가하게 된다.
한 구체예에서 상기 제조된 건조물은 입도가 5mm 이상인 석회석(CaCO3) 분말을 8 중량% 이하 포함하고, 입도가 0.15mm 이하인 석회석 분말을 18 중량% 이하로 포함하며, 함수율 8 중량% 이하로 조절된다.
예를 들면, 상기 건조물은 입도가 5mm 이상인 석회석 분말을 0 초과 8 중량% 이하로 포함하고, 입도가 0.15mm 이하인 석회석 분말을 0 초과 18 중량% 이하로 포함하며, 함수율 0 초과 8 중량% 이하로 조절된다.
상기 건조물이 입도 5mm 이상인 석회석 분말을 8 중량% 초과하여 포함하거나, 입도 0.15mm 이하인 석회석 분말을 18 중량%를 초과하여 포함하는 경우, 소결 공정의 분석회석 기준에 미달되어, 소결 부원료로서 사용될 수 없다. 또한, 상기 건조물이 함수율 8 중량%를 초과하는 경우, 소결 공정의 분석회석 기준에 미달되어, 소결 부원료로서 사용될 수 없다.
상기 도 1을 참조하면, 제2 측정부에서 측정된 건조물 중 입도가 5mm 이상인 석회석 분말이 상기 건조물 전체 중량에 대하여 8 중량%를 초과하는 경우, 상기 건조물을 상기 건조 장치의 투입부에 투입하여 건조 및 분쇄를 추가로 실시할 수 있다.
한 구체예에서 상기 석회 슬러지는, 상기 석회 슬러지 전체 중량을 기준으로 산화칼슘(CaO): 45~55 중량%, 산화마그네슘(MgO): 0.9~1.8 중량%, 산화나트륨(Na2O): 0.016~0.022 중량% 및 산화칼륨(K2O): 0.15~0.45 중량%를 포함할 수 있다. 상기 조성의 석회 슬러지 적용시, 분석회석과 성상이 유사하여, 분석회석 대체재로서의 이용 가치가 우수하여 소결 부원료로 사용되기 적합할 수 있다.
한 구체예에서 상기 석회 슬러지는 함수율 13 중량% 이상을 포함한다. 예를 들면, 함수율 13~16 중량%를 포함할 수 있다. 상기 함수율 조건에서, 분석회석 제조 공정의 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제조된 건조물은, 소결 공정용 부원료 또는 제강 공정시 냉각제로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 소결 부원료용 분석회석 제조방법을 적용시, 소결 공정시 석회석 또는 일관 제철 공정시 냉각제로 활용 가능하여, 친환경성, 경제성 및 생산성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 및 비교예
실시예
산화칼슘(CaO): 45~55 중량%, 산화마그네슘(MgO): 0.9~1.8 중량%, 산화나트륨(Na2O): 0.016~0.022 중량% 및 산화칼륨(K2O): 0.15~0.45 중량%를 포함하고, 함수율 15 중량%의 케이크 성상의 석회 슬러지를 준비하여, 도 2와 같은 상기 건조 장치(100) 이용하여 분석회석을 제조하였다.
구체적으로 상기 석회 슬러지를 건조 장치(100)의 투입부(12)를 통해 건조 챔버(10) 내부로 투입하고, 열풍 투입부(40)를 통해 열풍을 투입하여, 열풍 투입부(40)를 통해 열풍을 투입하여, 건조 챔버(10) 내부 온도를 150℃로 하여, 구동수단(가변 모터)(26)에서 회전축(22)에 회전력을 전달하여, 복수 개의 분쇄수단(디스크)(24)을 회전하여 석회 슬러지(S)를 교반 및 분쇄하여, 건조물을 제조하였다.
상기 건조물은, 제2 측정부(60)에서 측정된 입도가 5mm 이상인 석회석(CaCO3) 분말을 5 중량%로 포함하고, 입도가 0.15mm 이하인 석회석 분말을 15 중량% 이하로 포함하였으며, 상기 제3 측정부(62)에서 측정된 함수율이 5 중량%로 측정되었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
10: 건조 챔버 12: 투입부
14: 제1 측정부 20: 분쇄부
22: 회전축 24: 분쇄수단
26: 구동수단 40: 열풍 투입부
42: 열풍 조절수단 50: 배출부
60: 제2 측정부 62: 제3 측정부
70: 제어부 100: 건조 장치
S: 석회 슬러지

Claims (5)

  1. 함수율 13 중량% 이상의 석회 슬러지를 건조 장치에 투입하고, 50~250℃의 온도로 건조 및 분쇄하여 건조물을 제조하는 단계;를 포함하며,
    상기 건조 장치는, 석회 슬러지가 투입되는 투입부, 및 내부의 온도를 측정하는 제1 측정부가 구비되며, 내부에 석회 슬러지를 건조할 수 있는 공간이 형성된 건조 챔버;
    상기 투입된 석회 슬러지를 분쇄하는 분쇄부;
    열풍 조절수단이 구비되며, 상기 석회 슬러지를 건조하여 건조물을 제조하기 위한 열풍이 투입되는 열풍 투입부;
    상기 건조물 중 석회석 분말의 입도를 측정하는 제2 측정부 및 상기 건조물의 함수율을 측정하는 제3 측정부가 구비되며, 상기 제조된 건조물이 배출되는 배출부; 및
    상기 제1 측정부, 제2 측정부, 제3 측정부 및 열풍 조절수단과 전기적으로 연결되어, 상기 제2 측정부에서 측정된 건조물 중 석회석 분말의 입도 및 제3 측정부에서 측정된 건조물의 함수율 값을 수용하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 측정된 건조물의 함수율 값에 따라 상기 열풍 조절수단을 제어하여 열풍 투입량을 조절하며,
    상기 제조된 건조물은 입도가 5mm 이상인 석회석(CaCO3) 분말을 8 중량% 이하 포함하고, 입도가 0.15mm 이하인 석회석 분말을 18 중량% 이하로 포함하며, 함수율이 8 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 소결 부원료용 분석회석 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 석회 슬러지는 산화칼슘(CaO): 45~55 중량%, 산화마그네슘(MgO): 0.9~1.8 중량%, 산화나트륨(Na2O): 0.016~0.022 중량% 및 산화칼륨(K2O): 0.15~0.45 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 소결 부원료용 분석회석 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분쇄부는, 상기 석회 슬러지를 교반 및 분쇄하는 복수 개의 분쇄수단, 상기 분쇄수단을 회전 가능하게 지지하는 회전축 및 상기 회전축에 회전력을 전달하는 구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소결 부원료용 분석회석 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 측정부에서 측정된 건조물 중 입도가 5mm 이상인 석회석 분말이 상기 건조물 전체 중량에 대하여 8 중량%를 초과하는 경우,
    상기 건조물을 상기 건조 장치의 투입부에 투입하여 건조 및 분쇄를 추가로 실시하는 것을 특징으로 하는 소결 부원료용 분석회석 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제조된 건조물은, 소결 공정용 부원료 또는 제강 공정시 냉각제로 사용되는 것을 특징으로 하는 소결 부원료용 분석회석 제조방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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