KR102045597B1 - The method for recycling by-product emitted from coal-based iron making process and equipment for hot compacting iron - Google Patents
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Abstract
본 발명은 석탄계 용철 제조 공정에서 분진 또는 슬러지의 형태로 발생하는, 유용성분이 다량 함유된 부산물을 환원철의 괴성화 제조 공정에서 재활용하는 방법 및 괴성화 설비에 관한 것으로서, 철광석을 환원시키는 유동 환원로; 상기 유동 환원로에서 환원된 환원철을 저장하는 환원철 저장조; 환원철 공급관을 통해 상기 환원철 저장조와 연결되며, 환원철을 괴성화 설비로 공급하는 강제 이송조; 상기 강제 이송조로부터 공급되는 환원철을 괴성화하는 괴성화 설비; 및 용철 제조 공정에서 발생한 부산물 괴성체를 부산물 공급 배관을 통해 이송하는 이송수단을 포함하며, 상기 부산물 공급 배관은 상기 부산물 괴성체를 상기 환원철 공급관 및 강제 이송조로부터 선택되는 적어도 하나에 공급하는 것인 환원철 괴성화 설비 및 이에 따른 괴성화 방법을 제공한다.The present invention relates to a method and a compaction facility for recycling by-products containing a large amount of useful components generated in the form of dust or sludge in a coal-based molten iron manufacturing process in the compaction production process of reduced iron, a flow reduction furnace for reducing iron ore; A reduced iron storage tank for storing reduced iron reduced in the flow reduction furnace; A forced transfer tank connected to the reduced iron storage tank through a reduced iron supply pipe and supplying reduced iron to a compaction facility; A compaction facility for compacting the reduced iron supplied from the forced transfer tank; And transfer means for transferring the by-product compacted material generated in the molten iron manufacturing process through a by-product supply pipe, wherein the by-product supply pipe is to supply the by-product compacted material to at least one selected from the reduced iron supply pipe and a forced transfer tank. Provided is a reduced iron compaction plant and a compaction method accordingly.
Description
본 발명은 석탄계 용철 제조 공정에서 분진 또는 슬러지의 형태로 발생하는, 유용성분이 다량 함유된 부산물을 환원철의 괴성화 제조 공정에서 재활용하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for recycling by-products containing a large amount of useful components generated in the form of dust or sludge in a coal-based molten iron manufacturing process.
석탄계 용철 제조 공정 중 파이넥스(FINEX) 용선 제조 설비는 분 상태의 철광석을 환원시키는 유동 환원 공정과 환원된 분철광석을 괴상태로 만드는 괴성화 공정, 및 석탄 충진층을 구비하고 괴성화된 환원광을 제공받아 이를 용융로에서 용융시키는 용융로 공정으로 구성되는데, 각 공정의 특성에 따라 일정량의 부산물이 배출된다.
FINEX molten iron manufacturing equipment during the coal-based molten iron manufacturing process is equipped with a flow reduction process for reducing the iron ore in the powder state, a compaction process for the reduced iron ore into a bulk state, and a coal packed layer and compacted reduced ore It consists of a melting furnace process that receives and melts it in the melting furnace, and a certain amount of by-products are discharged according to the characteristics of each process.
상기 배출되는 부산물은 주로 철광석, 부원료, 탄소 함유 물질과 같이 용철 제조 공정에서 직접 사용되는 유용성분으로 구성되어 있기 때문에 용철 제조 공정에서 재활용하는 것이 경제적인 점에서 유리하다. 이때, 상기 배출되는 부산물은 물을 이용하는 경우에는 슬러지의 형태로 얻을 수 있으며, 물을 사용하지 않는 경우에는 분진의 형태로 회수되고 있다.
Since the by-products are mainly composed of useful components used directly in the molten iron manufacturing process, such as iron ore, secondary raw materials, carbon-containing materials, it is advantageous from the economic point of recycling in the molten iron manufacturing process. In this case, the discharge by-product can be obtained in the form of sludge when water is used, and is recovered in the form of dust when water is not used.
그러나, 상기와 같은 슬러지 형태로 회수된 부산물을 재활용함에 있어서는 부산물이 수분을 함유하고 있기 때문에, 그 취급이 용이하지 않으며, 또, 상기 부산물을 재활용하기 위해서는 전처리 공정을 거쳐야 한다. 따라서, 슬러지 상태의 부산물을 재활용하기 위해서는 일정한 수준까지 수분을 제거할 필요가 있으며, 이러한 과정에서 다량의 에너지가 소모된다.
However, in recycling the by-products recovered in the form of sludge as described above, since the by-products contain water, their handling is not easy, and in order to recycle the by-products, a pre-treatment process must be performed. Therefore, in order to recycle sludge by-products, it is necessary to remove water to a certain level, and a large amount of energy is consumed in this process.
한편, 상기 회수된 부산물의 입자는 대부분 100㎛ 이하의 극미분이기 때문에, 이를 용철 제조 공정 내에서 직접 사용할 경우, 대부분 재비산되어 손실될 가능성이 크다. 따라서, 상기의 문제점을 극복하기 위하여 괴성화한 후 용융로 공정에 장입하여 재활용하고 있다.
On the other hand, since most of the recovered by-product particles are extremely fine powder of 100 μm or less, when they are used directly in the molten iron manufacturing process, they are most likely to be scattered and lost. Therefore, in order to overcome the above-mentioned problems, it is compacted and charged into a melting furnace process and recycled.
용융로 공정에 장입하여 재활용함에 있어서는 분진 형태의 부산물은 건조공정을 거칠 필요없이, 그리고, 슬러지의 경우 수분을 건조한 후에 각 부산물을 괴성화하여 장입한다. 그러나, 이와 같은 괴성화된 부산물은 상온 강도와 열간 강도가 낮기 때문에, 이송 중에 분화되거나 약 1,000℃ 정도로 유지되는 용융로에 장입되는 순간 다시 분화되어 버린다. 이와 같이 분화된 입자는 용융로에 발생되는 환원가스에 의해 재비산되어 다시 분진 또는 슬러지로 손실되기 때문에 재활용 효과가 반감되며, 또한, 분화된 입자가 용융로 내부에 잔류하는 경우, 입도가 작은 관계로 큰 입자 사이의 공극을 채워 가스의 통기도를 악화시키는 문제점이 발생한다.
In the charging and recycling of the furnace, by-products in the form of dust do not need to go through the drying process, and in the case of sludge, the by-products are compacted and charged after drying the water. However, such compacted by-products are low in room temperature strength and hot strength, so they are differentiated again when they are differentiated during transport or charged into a melting furnace maintained at about 1,000 ° C. The differentiated particles are halved again by the reducing gas generated in the melting furnace and are lost again to dust or sludge, and thus the recycling effect is halved. In addition, when the differentiated particles remain in the melting furnace, they have a large particle size. The problem arises that the air gap between the particles is filled up and the air permeability is deteriorated.
상기 문제점을 최소화하기 위하여, 일부에서는 입자 간의 결합력을 증대시키기 위해 결합제를 사용하거나, 기존의 펠렛 제조공정과 유사하게 고온에서 열처리하여 사용하는 방법이 제시되어 있으나, 에너지 소비가 증대되고, 제조 단가가 증가하여, 재활용 효과가 반감되는 문제점이 또 발생하게 된다.
In order to minimize the above problems, in some cases, a method of using a binder to increase the bonding strength between particles or heat-treating at a high temperature similarly to a conventional pellet manufacturing process is proposed, but energy consumption is increased and manufacturing cost is increased. Increasingly, a problem arises in that the recycling effect is halved.
상기와 같은 제반 문제점으로 인하여, 파이넥스(FINEX) 용선 제조 설비에서는 부산물들의 재활용이 제한적으로 이루어지고 있으며, 회수된 부산물은 대부분 무상으로 시멘트 공장에 제공되어 철원으로 재활용되거나 매립되고 있는 실정이다. 따라서, 부산물의 재활용을 위해서는 에너지 소비를 최소화할 필요가 있으며, 괴성화할 경우 재분화를 억제할 수 있는 방향으로 기술 개발이 이루어져야 한다.
Due to the above problems, the recycling of by-products is limited in the FINEX molten iron manufacturing equipment, and the recovered by-products are mostly provided to the cement factory for free recycling or landfill. Therefore, in order to recycle by-products, it is necessary to minimize energy consumption, and when it is agglomerated, technology development should be made in a way to suppress regeneration.
본 발명은 용철 제조 공정에서 발생하는 슬러지 및 분진 형태의 부산물을 환원철과 혼합하여 이들을 함께 괴성화함으로써, 슬러지와 분진을 효율적으로 재활용하는 환원철 괴성화 설비 및 환원철 괴성화 방법을 제공하고자 한다.
The present invention is to provide a reduced iron compaction facility and reduced iron compaction method for efficiently recycling sludge and dust by mixing the sludge and dust by-products generated in the molten iron manufacturing process with reduced iron and agglomerated them together.
본 발명의 일 구현은 환원철 괴성화 설비를 제공하고자 하는 것으로서, 철광석을 환원시키는 유동 환원로; 상기 유동 환원로에서 환원된 환원철을 저장하는 환원철 저장조; 환원철 공급관을 통해 상기 환원철 저장조와 연결되며, 환원철을 괴성화 설비로 공급하는 강제 이송조; 상기 강제 이송조로부터 공급되는 환원철을 괴성화하는 괴성화 설비; 및 용철 제조 공정에서 발생한 부산물 괴성체를 부산물 공급 배관을 통해 이송하는 이송수단을 포함하며, 상기 부산물 공급 배관은 상기 부산물 괴성체를 상기 환원철 공급관 및 강제 이송조로부터 선택되는 적어도 하나에 장입하는 것일 수 있다.One embodiment of the present invention is to provide a reduced iron compaction equipment, a flow reduction furnace for reducing iron ore; A reduced iron storage tank for storing reduced iron reduced in the flow reduction furnace; A forced transfer tank connected to the reduced iron storage tank through a reduced iron supply pipe and supplying reduced iron to a compaction facility; A compaction facility for compacting the reduced iron supplied from the forced transfer tank; And transfer means for transferring the by-product compacted material generated in the molten iron manufacturing process through a by-product supply pipe, wherein the by-product supply pipe may be charged into at least one selected from the reduced iron supply pipe and a forced transfer tank. have.
상기 이송수단은 기체 유동, 중력 또는 기계장치에 의한 이송수단일 수 있으며, 상기 이송수단은 캐리어 가스에 의한 이송수단이며, 상기 캐리어 가스를 공급하는 가스압축장치를 포함할 수 있다. 이때, 기체-고체 분리에 의해 캐리어 가스를 제거하고 부산물 공급 배관에 부산물 괴성체를 공급하는 기체-고체 분리수단을 더 포함하며, 상기 기체-고체 분리수단은 싸이클론일 수 있다.The conveying means may be a gas flow, gravity or a conveying means by a mechanical device, the conveying means is a conveying means by a carrier gas, may include a gas compression device for supplying the carrier gas. At this time, the gas-solid separation means further comprises a gas-solid separation means for removing the carrier gas and supply the by-product compacted material to the by-product supply pipe, the gas-solid separation means may be a cyclone.
또한, 상기 이송수단이 기계장치에 의한 이송수단인 경우, 상기 기계 장치는 버켓 엘리베이터 또는 컨베이어벨트일 수 있다.
In addition, when the conveying means is a conveying means by a mechanical device, the mechanical device may be a bucket elevator or a conveyor belt.
또한, 본 발명은 환원철 괴성화 방법에 관한 것으로서, 환원분위기 하의 환원로에서 소성하여 철광석을 환원철로 환원시키는 유동 환원 단계; 상기 환원된 환원철을 배출하여 환원철 저장조에 저장하는 저장단계; 상기 저장된 환원철을 환원철 공급관을 통해 강제 이송조에 공급하는 공급 단계; 및 상기 공급된 환원철을 괴성화 설비에 공급하여 괴성화하는 괴성화 단계를 포함하며, 용철 제조 공정에서 발생한 부산물 괴성체를 상기 환원철 공급관 및 강제 이송조 중의 적어도 하나에 장입하여 상기 환원철과 혼합하는 혼합 단계를 더 포함할 수 있다.The present invention also relates to a reduced iron compaction method, comprising: a flow reduction step of reducing iron ore to reduced iron by firing in a reduction furnace under a reducing atmosphere; A storage step of discharging the reduced reduced iron and storing it in a reduced iron storage tank; Supplying the stored reduced iron to a forced transfer tank through a reduced iron supply pipe; And an agglomeration step of supplying the supplied reduced iron to an agglomeration facility to agglomerate, wherein a by-product agglomerate generated in a molten iron manufacturing process is charged into at least one of the reduced iron supply pipe and a forced transfer tank, and mixed with the reduced iron. It may further comprise a step.
상기 부산물 괴성체는 기체 유동, 중력 또는 기계적 이송장치에 의해 이송될 수 있다. The by-product compacts may be transported by gas flow, gravity or mechanical transport.
이때, 상기 부산물 괴성체는 기체 유동에 의해 이송되는 경우, 상기 기체는 공기, 질소 가스, 용철 제조 공정 배가스 또는 이들의 혼합가스일 수 있으며, 상기 부산물 괴성체는 기체-고체 분리에 의해 기체를 제거한 후에 환원철과 혼합하는 것이 바람직하다.In this case, when the by-product compacted material is transferred by a gas flow, the gas may be air, nitrogen gas, molten iron manufacturing exhaust gas or a mixture thereof, and the by-product compacted material may be removed by gas-solid separation. It is preferable to mix with reduced iron later.
또한, 상기 부산물 괴성체는 슬러지, 분진 또는 슬러지와 분진의 혼합물일 수 있다.In addition, the by-product compact may be sludge, dust or a mixture of sludge and dust.
또, 상기 괴성화는 펠렛타이징, 익스트루젼 또는 브리켓팅에 의해 수행될 수 있다.
In addition, the compaction may be performed by pelletizing, extrusion or briquetting.
본 발명은 용철 제조 공정에서 발생하는 부산물인 슬러지와 분진을 환원철에 혼합하여 괴성화함으로써, 부산물의 재활용 중에 부산물 괴성체의 재분화를 방지할 수 있다. 이로 인해, 부산물의 재손실을 방지할 수 있으며, 또한, 용융로 내에서의 통기도 저하 문제를 방지할 수 있다.
According to the present invention, by mixing and compacting sludge and dust, which are by-products generated in a molten iron, with reduced iron, it is possible to prevent re-differentiation of by-product compacts during recycling of by-products. For this reason, re-loss of a by-product can be prevented and the problem of air permeability deterioration in a melting furnace can be prevented.
또한, 환원철의 괴성화 공정 중 성형성에 따라 실시간으로 부산물 괴성체의 공급량을 조절할 수 있어 조업 대응을 신속하게 수행할 수 있다.
In addition, since the supply amount of the by-product compacted material can be adjusted in real time according to the formability during the compaction process of reduced iron, it is possible to quickly perform an operation response.
나아가, 공정 내에서 부산물 괴성체의 체류 시간을 단축시킬 수 있으므로, 부산물 괴성체의 분화를 최소화할 수 있다.
Furthermore, since the residence time of the by-product compacts can be shortened in the process, the differentiation of the by-product compacts can be minimized.
도 1은 본 발명의 환원철 괴성화 공정을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 상기 환원철 괴성화 공정 중에 용철 제조공정에서 발생하는 부산물 괴성체를 공급하는 위치를 도시한 개략적 공정도이다.
도 2는 용철 제조공정에서 발생한 부산물 괴성체를 환원철 괴성화 공정에서 재활용하는 공정의 일 예를 도시한 개략적 공정도이다.1 is a view schematically showing a reduced iron compaction process of the present invention, a schematic process diagram showing a position for supplying the by-product compacts generated in the molten iron manufacturing process during the reduced iron compaction process.
Figure 2 is a schematic process diagram showing an example of a process for recycling the by-product compacted material generated in the molten iron manufacturing process in the reduced iron compaction process.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부 도면은 본 발명의 일 예를 적어도 부분적으로 과장 또는 축소하여 표현될 수 있다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the accompanying drawings may be expressed by at least partially exaggerating or reducing the example of the present invention.
일반적으로, 용철 제조 공정 중에 배출되는 부산물은 주로 철광석, 부원료, 탄소 함유 물질과 같이 용철 제조 공정에서 직접 사용되는 유용성분으로 구성되어 있으므로, 용철 제조 공정 중에서 재활용하는 것이 가장 바람직하다. 이에, 종래에는 상기 부산물을 재활용함에 있어서 부산물을 괴성화하여 용융로 공정에 장입하여 왔으나, 이러한 괴성체는 상온 강도 및 열간 강도가 낮아, 이송 중에 분화되거나 용융로에 장입되는 순간 다시 분화되어, 재비산으로 인한 분진 또는 슬러지의 손실또는, 통기도 저하 등의 문제를 야기하였다.
In general, the by-products emitted during the molten iron manufacturing process is mainly composed of useful components used directly in the molten iron manufacturing process, such as iron ore, secondary raw materials, carbon-containing materials, it is most preferable to recycle in the molten iron manufacturing process. Thus, in the conventional recycling of the by-products by compacting the by-products and charged in the melting furnace process, these compacted materials are low in room temperature strength and hot strength, they are differentiated during transfer or recharged at the moment of charging into the melting furnace, re-scattered It caused a problem such as loss of dust or sludge or lowering of air permeability.
이에, 본 발명자들은 용철 제조공정에서 발생되는 부산물의 효율적인 재활용을 위한 연구를 거듭한 결과, 용철 제조 공정에서 발생하는 부산물인 슬러지와 분진의 괴성체를 환원철에 혼합하여 환원철을 괴성화하는 경우에 부산물의 재비산으로 인한 슬러지 손실이나 통기도 저하 등의 문제를 일으키지 않고 부산물을 효율적으로 재활용할 수 있음을 발견하였다.
Therefore, the present inventors have conducted a study for the efficient recycling of by-products generated in the molten iron manufacturing process, by-products in the case of aggregating reduced iron by mixing a compacted product of sludge and dust, which are by-products generated in the molten iron manufacturing process, with reduced iron It was found that by-products can be recycled efficiently without causing problems such as sludge loss or lowering of aeration due to re-scattering.
특히, 슬러지와 분진을 환원철과 혼합함에 있어서, 부산물의 투입 위치에 따라 부산물 괴성체의 투입량을 조절함으로써 환원철을 괴성화하는 성형성을 향상시킬 수 있어, 부산물 괴성체의 재분화를 최소화할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
In particular, in mixing sludge and dust with reduced iron, the moldability of compacting reduced iron can be improved by adjusting the input amount of by-product compacted material according to the input position of the by-product, thereby minimizing re-differentiation of the by-product compacted material. The present invention was completed.
본 발명에 있어서 재활용되는 부산물은 파이넥스(FINEX) 공정 등, 석탄계 용철 제조공정 중에 발생하여 배출되는 슬러지와 분진을 적합하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 파이넥스 공정에서 배출되는 슬러지와 분진은 표 1에 나타낸 바와 같은 구성 성분 및 평균 입도를 갖는다.
By-products recycled in the present invention may be suitably used sludge and dust generated during the coal-based molten iron manufacturing process, such as Finex (FINEX) process. For example, the sludges and dusts discharged from the Finex process have components and average particle sizes as shown in Table 1.
함량
(중량%)
content
(weight%)
*금속 Fe 및 Fe 산화물은 Fe 원소 총량(Total Fe 원소)을 포함하는 개념임.
*잔부는 미량원소의 화합물을 의미한다* The sludge content is the content of solids, excluding water of about 33% by weight of the total sludge.
* Metal Fe and Fe oxide are concepts that include the total amount of Fe element (Total Fe element).
* Remainder means a compound of trace element
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 슬러지와 분진은 철 산화물, 탄소성분을 함유한 차르 및 부원료 성분 등으로 구성되어 있어, 저품위 철광석에 탄소 성분과 부원료가 혼합되어 있는 수준에 불과하여 파이넥스(FINEX) 공정에서 재사용하기에 충분한 유용성분을 가지고 있다.
As can be seen from Table 1, the sludge and the dust is composed of iron oxide, carbon-containing char and secondary raw materials, etc., and is only a level in which carbon components and secondary raw materials are mixed in low-grade iron ores, and Finex (FINEX) ) Have enough useful ingredients to reuse in process.
또한, 상기 파이넥스 공정에서 배출되는 부산물은 평균 입도가 약 10㎛ 이하(무게비로는 90% 이상이 30㎛ 이하)에 해당하며, 주요 구성 성분은 철 산화물과 석탄 차르 및 Ca와 Mg의 산화물 또는 탄산화물로 구성되어 있다.
In addition, the by-products discharged from the Finex process corresponds to an average particle size of about 10㎛ or less (90% or more in weight ratio 30㎛ or less), the main components are iron oxides and coal char and oxides or carbonic acid of Ca and Mg It consists of cargo.
또한, 상기 부산물은 괴성화하여 재활용하는 것이 이송 중에 비산 등으로 인하여 작업성 저하나 부산물의 손실 등을 방지할 수 있는데, 상기 파이넥스 공정에서 배출되는 부산물은 상기와 같은 입도 및 조성으로 인해 괴성화하기에 좋고, 고온에서도 급격한 물리화학적 반응을 수반하지 않기 때문에 재활용하기에 용이한 조건을 가지고 있다.
In addition, the by-products can be agglomerated and recycled to prevent deterioration of workability or loss of by-products due to scattering, etc., during transportation. It is suitable for recycling and has a condition that is easy to recycle since it does not involve a rapid physicochemical reaction even at high temperatures.
한편, 상기와 같은 극미분 상태의 부산물을 환원철에 혼합하여 사용하는 경우에는 환원철과의 혼합에 따른 괴성화가 원활하게 수행되지 않는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 발명에서 제안하는 바와 같이 환원철과 혼합함에 있어서는 상기 부산물을 괴성화하여 혼합하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 슬러지 또는 분진은 단독으로 괴성화하여 환원철과 혼합하여 사용할 수 있으나, 슬러지 및 분진을 혼합하여 괴성화한 후에 괴성체를 환원철과 혼합하여 사용하는 것이 괴성화하기에 보다 바람직하다.
On the other hand, when the mixed by-products in the ultrafine state as described above is used to reduce iron, it is known that agglomeration due to mixing with reduced iron is not performed smoothly. Therefore, in the mixing with the reduced iron as proposed in the present invention, it is preferable to harden and mix the by-products. In this case, the sludge or dust may be compacted alone to be used in combination with reduced iron, but it is more preferable to use the mixed compact with reduced iron after mixing and compacting the sludge and dust.
일반적으로 슬러지의 경우, 대략 수분 함량이 40중량% 이하이기 때문에, 수분 함량이 거의 없는 분진과 동일한 양을 혼합하는 경우 전체 수분 함량이 20% 이하가 되어 재활용하기에 바람직하다. 따라서, 부산물이 괴성화되어 형성된 괴성체 또한 수분 함량이 적을수록 바람직하며, 특히 0 이상 20 중량% 이하인 것이 바람직하다.
In general, in the case of sludge, since the moisture content is approximately 40% by weight or less, when mixing the same amount with the dust having little moisture content, the total moisture content is 20% or less, which is preferable for recycling. Therefore, compacted products formed by compaction of by-products are also preferred as the water content is smaller, and particularly preferably 0 to 20% by weight.
본 발명에서 부산물을 괴성화함에 있어서는 본 발명에서 혼합기를 사용하여 혼합 성형하거나, 기계적인 힘을 가하여 압착하거나, 밀어내기와 같이 주형틀을 이용하여 성형하는 방법, 또는 회전하는 경사진 팬이나 드럼통을 활용하여 응집시키는 방법 등을 사용할 수 있으며, 그 종류는 특별히 한정하지는 않는다. 예를 들어, 아이리 믹서와 같은 일반적으로 사용되는 혼합기를 사용하여 슬러지와 분진을 혼합하여 간단하여 성형할 수 있으며, 슬러지에 포함된 수분으로 인하여 두 물질이 혼합되면서 응집되어 괴성화될 수 있다.
In the compaction of the by-products in the present invention, in the present invention, a method of mixing or molding by using a mixer, pressing by mechanical force, or molding using a mold such as extrusion, or rotating inclined pans or drums The method of aggregating and using can be used, The kind is not specifically limited. For example, the sludge and the dust may be mixed and used simply by using a commonly used mixer such as an air mixer, and due to the moisture contained in the sludge, the two materials may be mixed and agglomerated and compacted.
상기 형성된 괴성체는 건조 공정, 선별 공정 또는 건조 공정 및 선별 공정 등을 필요에 따라 선택하여 수행할 수 있다.
The formed compacted body may be performed by selecting a drying process, a screening process or a drying process and a screening process as necessary.
상기 형성된 부산물 괴성체는 환원철의 괴성화를 위한 공정 중에 상기 환원철에 혼합함으로써 재활용될 수 있다. 이와 같이 상기 부산물을 환원철과 혼합하여 괴성화하여 용융로에 장입함으로써 고온의 분위기에서 재활용 시 발생되는 부산물의 재분화에 의한 손실 및 통기도 저하와 같은 2차적 문제를 해결할 수 있다.
The formed by-product compacted material may be recycled by mixing with the reduced iron in a process for compacting reduced iron. As such, by-products are mixed with reduced iron and agglomerated to be charged into a melting furnace, thereby solving secondary problems such as loss due to regeneration of by-products generated during recycling in a high-temperature atmosphere and lowering air permeability.
일반적으로 석탄계 용철 제조공정은 분 상태의 철광석을 환원시키는 유동 환원 공정, 환원된 분철광석을 괴성체로 형성하는 괴상화 공정 및 상기 괴상화된 환원광을 용융로에서 용융시키는 용융 공정으로 구성된다. 이중, 상기 유동 환원공정 및 괴상화 공정을 도 1에 개략적으로 나타내었다.
Generally, the coal-based molten iron manufacturing process includes a flow reduction process for reducing iron ore in a powder state, agglomeration process for forming reduced iron ore into compacted material, and a melting process for melting the compacted reduced ore in a melting furnace. Of these, the flow reduction process and the block formation process are schematically shown in FIG.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 분 상태의 철광석(철광석)을 유동 환원로(110)에 의해 환원 처리하여 철광석을 환원시킨다. 상기 유동 환원로(110)에서의 환원 공정은 600℃ 이상의 고온에서 환원 소성되며, 따라서, 유동 환원로(110)를 통과한 환원철은 약 550 내지 850℃ 정도의 온도를 갖는다. 이후, 상기 유동 환원로(110)에서 환원된 환원철은 유동 환원로(110)로부터 배출되어 환원로 배출관(115)을 통해 환원철 저장조(120)로 이송된다.
As can be seen from FIG. 1, the iron ore (iron ore) in the powdered state is reduced by the
상기 부산물 괴성체는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 환원철 저장조(120)로부터 괴성화 공정이 수행되는 공정 중에 장입하는 것이 바람직하다. 즉, 환원철이 환원철 저장조(120)로부터 환원철 강제 이송조(130)로 공급되는 배관인 환원철 공급관(125)에 상기 부산물 괴성체를 장입할 수 있다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 환원철 강제 이송조(130)에 상기 부산물 괴성체를 장입할 수도 있다.
As shown in FIG. 1, the by-product compacted material is preferably charged in a process in which the compacted process is performed from the reduced
상기한 바와 같이 환원철 공급관(125)을 통해 환원철 강제 이송조(130)에 공급된 이후에는 공급된 환원철의 괴성화 공정이 수행된다. 따라서, 상기 환원철 공급관(125) 및 환원철 강제 이송조(130)에 공급된 환원철의 조건이 환원철의 괴성체 성형성에 밀접한 영향을 끼치는 것임을 알 수 있다. 따라서, 괴성화 공정의 조업 진행 중에 괴성체의 성상, 즉, 환원철의 성형성 정도를 관찰하고, 그에 따라 부산물 괴성체의 공급량을 조절함으로써 괴성체의 성형성을 제어할 수 있어, 조업 상태에 따라 신속하게 대응할 수 있으며, 따라서, 환원철의 성형성을 향상시킬 수 있다.
As described above, after being supplied to the reduced iron forced
또한, 환원철에 혼합되는 부산물 괴성체는 최소의 공정을 거친 후에 괴성화 공정이 수행됨으로써 부산물 괴성체의 분화를 최소화할 수 있어 환원철의 성형성을 또한 향상시킬 수 있다.
In addition, the by-product compacted material mixed with the reduced iron may minimize the differentiation of the by-product compacted material by performing the compacting process after a minimum process, thereby improving the formability of the reduced iron.
본 발명에 의하는 경우에는 환원철의 괴성체 온도가 충분히 상승하지 않는다는 단점이 있으나, 상기와 같이 부산물 괴성체의 장입량을 제어함으로써 환원철의 성형성을 높일 수 있어, 온도가 낮음으로 인한 문제는 상쇄시킬 수 있다.
According to the present invention has the disadvantage that the compacted iron compact temperature is not sufficiently increased, but by controlling the amount of by-product compacted material as described above can improve the formability of the reduced iron, the problem caused by the low temperature will be offset Can be.
상기 부산물 괴성체를 환원철에 혼합함에 있어서는 이송된 부산물 괴성체를 환원철에 바로 기송 장입할 수 있다. 이때, 상기 기송 장입을 위한 캐리어 가스로는 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 공기 또는 질소 등을 압축하여 사용할 수 있으며, 또한, 파이넥스 공정 중에 발생하거나 배출되는 가스를 사용할 수 있다.
In mixing the by-product compacted material with reduced iron, the transported by-product compacted material may be directly charged to the reduced iron. In this case, the carrier gas for charging the pneumatic charge is not particularly limited, and for example, air or nitrogen may be compressed and used, and a gas generated or discharged during the Finex process may be used.
또한, 중간에 저장 빈을 설치하여 부산물을 일시적으로 저장한 후, 일정량을 중력 장입하는 방법 등을 사용할 수 있다. 나아가, 예를 들어, 버켓 엘리베이터 또는 컨베이어 벨트 등과 같은 기계적 설비를 이용하여 부산물 괴성체를 이송하여 장입할 수도 있다.
In addition, a storage bin may be installed in the middle to temporarily store the by-products, and then a method of charging a certain amount of gravity may be used. Further, for example, by-product compacts may be transferred and charged using mechanical equipment such as a bucket elevator or a conveyor belt.
상기와 같은 공정에 의해 부산물 괴성체와 환원철의 혼합물을 환원철 강제 이송조(130)에 공급한 후 환원철 괴성화 설비(140)에 공급하여 괴성화함으로써 환원철 괴성체를 얻을 수 있다.
The reduced iron compacted material may be obtained by supplying a mixture of the by-product compacted material and the reduced iron to the reduced iron forced
이에 의해 얻어진 괴성체는 최종적으로 용융 가스화로에 장입되어 용융단계가 후속적으로 이루어지는 재활용된 부산물을 이용한 용철 제조 공정에 제공할 수 있다.
The compacted product thus obtained can be finally charged into a melt gasifier and provided to a molten iron manufacturing process using recycled by-products where the melting step is subsequently performed.
상기 환원철에 혼합되는 부산물 괴성체는 종래 부산물의 재활용을 위해 괴성화하는 설비를 그대로 활용하여 괴성화한 후에 상기한 바와 같은 위치에서 환원철 과 혼합할 수 있는 것으로서, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.
The by-product compacted material mixed with the reduced iron may be mixed with the reduced iron at a position as described above after being compacted by utilizing a conventional compacted equipment for recycling the by-product, and is not particularly limited in the present invention.
도 2에 파이넥스 공정에서 배출되는 부산물인 슬러지와 분진을 이용하여 얻어진 부산물 괴성체를 환원철 괴성화 공정에 공급하여 재활용하는 설비의 일예를 나타내었다.
Figure 2 shows an example of a facility for supplying by-product compacted material obtained by using the by-product sludge and dust discharged from the Finex process to the reduced iron compaction process.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 파이넥스 공정에서 발생하는 부산물 중 고체산물인 분진 및 슬러지를 혼합하여 괴성화된 부산물 괴성체를 부산물 저장조(310)에 공급하여 혼합한 후, 스크류 피더(320)를 통해 괴성체를 배출한다. 상기 배출된 괴성체를 버켓 엘리베이터(325)를 통해 부산물 중계조(330)로 이송하고, 부산물 기송조(340)로 이송한 후, 로터리 피더(350)를 통해 배출함으로써 가스압축장치(380)로부터 공급되는 캐리어 가스에 의해 부산물 공급 배관(200)을 통해 환원철 괴성화 공정에 장입한다.
As can be seen from Figure 2, by-products compacted by mixing the solid product dust and sludge of the by-products generated in the Finex process supplied to the by-
이때, 환원철 괴성화 공정에 장입함에 있어서 가스가 함께 공급되는 경우에는 환원철의 괴성화 공정에 있어서 바람직하지 않은바, 싸이클론(360)에 의한 기체-고체 분리에 의해 부산물 괴성체로부터 캐리어 가스를 분리하여 제거한 후에 상기 부산물 괴성체를 부산물 장입조(370)에 저장한 후에 로터리 피더(350)에 의해 부산물 공급배관(200)을 통해 괴성화 공정에 장입하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 부산물 공급 배관(200)을 통한 부산물 괴성체의 장입은 중력 또는 기계적 이송장치에 의해 공급하는 것이 보다 바람직하다.
In this case, when the gas is supplied together in charging the reduced iron agglomeration step, it is not preferable in the agglomeration step of the reduced iron. The carrier gas is separated from the by-product agglomerate by gas-solid separation by the
도 2에는 유동 환원로(110)에서 환원되어 환원철 저장조(120)에 저장된 환원철을 환원철 공급관(125)을 통해 강제 이송조(130)로 제공되는 과정에서 상기 환원철 공급관(125)에 상기 부산물 괴성체를 공급하는 공정의 일 예를 나타내었으나, 상기한 바와 같이, 강제 이송조(130)에 공급할 수도 있으며, 양자 모두에 공급할 수도 있다.
2 is a by-product compacted material in the reduced
실시예Example
이하, 본 발명을 실시예를 들어, 보다 구체적으로 설명한다. 다음의 실시예는 본 발명을 예를 들어 설명하기 위한 일 예시로서, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
Hereinafter, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely. The following examples are examples for explaining the present invention by way of example, and the present invention is not limited thereto.
실시예Example 1 One
분철광석을 약 750℃의 온도의 유동 환원로(110)에서 환원한 후, 환원된 환원철을 환원로 배출관(115)을 통해 배출하고, 압력차에 의해 상기 환원철 저장조(120)로 공급하였다.
After the reduced iron ore was reduced in the
한편, 파이넥스(FINEX) 용철 제조 공정에서 발생한 표 1과 같은 조성을 갖는 슬러지 및 분진을 1:1의 중량비로 혼합하여 괴성화된 부산물 괴성체를 도 2에 나타낸 바와 같이 부산물 저장조(310)에 저장하였다.
On the other hand, the sludge and dust having a composition as shown in Table 1 in the FINEX molten iron manufacturing process was mixed in a weight ratio of 1: 1 and the compacted by-product compacted material was stored in the by-
상기 저장된 부산물 괴성체를 스크류 피더(320)를 통해 배출하고 버켓 엘리베이터(325)를 통해 부산물 괴성체를 부산물 중계조(330)로 이송하였다.
The stored by-product compacted material was discharged through the
이어서, 상기 부산물 괴성체를 부산물 기송조(340)로 이송한 후 로터리 피더(350)를 통해 일정량으로 가스 공급 배관(355)으로 배출하였다. 동시에 가스압축장치(380)를 통해 질소 가스를 고압 공급하였다.
Subsequently, the by-product compacted material was transferred to the by-
상기 가스 공급배관(355)을 통해 기송되는 상기 부산물 괴성체를 싸이클론을 통과시켜 질소 가스를 제거한 후, 환원철 공급관에 연결된 부산물 공급 배관(200)을 통해 중력에 의해 고상의 부산물 괴성체를 상기 환원철 공급관(125)으로 장입하였다. 이때, 장입된 부산물 괴성체는 환원철과의 합계 중량에 대하여 약 7%가 되도록 장입하였다.
After removing the nitrogen gas by passing the by-product agglomerate conveyed through the
이후, 환원철과 부산물 괴성체의 혼합물을 환원철 괴성화 설비에 의해 압력을 가함으로써 괴성체를 제조하였다. 상기 얻어진 괴성체의 열간 강도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Thereafter, compacted material was prepared by applying a mixture of reduced iron and by-product compacted material by using a reduced iron compacted equipment. The hot strength of the obtained compact was measured, and the result is shown in Table 2.
상기 얻어진 괴성체의 밀도 및 열간 강도를 환원철만으로 괴성화된 괴성체(HCI, Hot Compacted Iron)의 열간 강도와 비교하여 표 2에 나타내었다.
The density and hot strength of the obtained compacts are shown in Table 2 in comparison with the hot strength of the compacted compacts (HCI, Hot Compacted Iron).
상기 열간강도는 1000℃의 조건에서 30분간 30rpm의 회전수로 드럼 테스트(drum test)를 수행하였을 때, 생산된 괴성체의 입도 중 통기도를 저하시키는데 영향을 줄 수 있는 2.8㎜ 이하의 입도를 갖는 미분 분율(%)을 측정하여 열간 강도 인자로 나타내었다.
The hot strength has a particle size of 2.8 mm or less that may affect the air permeability of the produced compacted material when the drum test is performed at a speed of 30 rpm for 30 minutes at 1000 ° C. The differential fraction (%) was measured and expressed as the hot strength factor.
이때, 상기 HCI를 드럼 테스트하기 전의 2.8㎜ 이하 입도의 미분 분율은 약 10% 수준이며, 이를 기준으로 비교함으로써 열간 강도의 변화 정도를 확인할 수 있다. 미분 분율의 증가 폭이 클수록 열간 강도가 낮은 것으로 판단할 수 있다.
At this time, the differential fraction of the particle size of 2.8 mm or less before the drum test of the HCI is about 10% level, and by comparing this, the degree of change in hot strength can be confirmed. It can be judged that the greater the increase in the differential fraction, the lower the hot strength.
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 얻어진 괴성체는 불순물로서 부산물 괴성체를 포함하고 있음에도 불구하고, 환원철 단독의 괴성체에 비하여 미분 분율 증가 정도가 크지 않음을 알 수 있는바, 열간강도 저하가 거의 없음을 알 수 있다.
As can be seen from Table 2, although the compacted body obtained by the present invention contains the by-product compacted material as an impurity, it can be seen that the degree of fine fraction increase is not as large as that of the compacted iron alone compacted material. It can be seen that there is almost no decrease in hot strength.
따라서, 부산물 괴성체를 포함하는 환원철 괴성체를 용융로에 장입하더라도 부산물의 재분화로 인한 종래와 같은 문제를 유발하지 않으면서도 부산물을 재활용할 수 있음을 알 수 있다.
Therefore, it can be seen that even if charged iron compacts containing by-product compacts are charged into the melting furnace, the by-products can be recycled without causing problems as in the prior art due to the regeneration of the by-products.
이상과 같은 설비를 이용하여 파이넥스 공정에서 배출되는 슬러지와 분진을 이용하여 제조한 괴성체를 환원철 괴성화 공정에서 재활용할 수 있다.
By using the above facilities, the compacted material produced using the sludge and dust discharged from the Finex process can be recycled in the reduced iron compaction process.
나아가, 부산물 괴성체를 괴성화 공전 직전에 장입함으로써 성형성에 따른 부산물의 함량을 용이하게 제어할 수 있어, 부산물의 재활용 효율을 보다 높일 수 있다.
Furthermore, by loading the by-product compacted material just before the hardening revolution, it is possible to easily control the content of the by-product according to the moldability, it is possible to further increase the recycling efficiency of the by-product.
110 유동 환원로 115 환원로 배출관
120 환원철 저장조 125 환원철 공급관
130 환원철 강제 이송조 140 환원철 괴성화 설비
200 부산물 공급 배관 310 부산물 저장조
320 스크류 피더 325 버켓 엘리베이터
330 부산물 중계조 340 부산물 기송조
350 로타리 피더 355 가스공급배관
360 싸이클론 370 부산물 장입조
380 가스압축장치110
120 Reduced
130 Reduced
200 By-
320
330 By-products Jungjo-
350
360
380 gas compressor
Claims (11)
상기 환원된 환원철을 배출하여 환원철 저장조에 저장하는 저장단계;
상기 저장된 환원철을 환원철 공급관을 통해 강제 이송조에 공급하는 공급 단계; 및
상기 공급된 환원철을 괴성화 설비에 공급하여 괴성화하는 괴성화 단계
를 포함하며, 용철 제조 공정에서 발생한 슬러지 및 분진 중 적어도 하나의 부산물을 괴성화한 부산물 괴성체를 상기 환원철 공급관 및 강제 이송조 중의 적어도 하나에 장입하여 상기 환원철과 혼합하는 혼합 단계를 더 포함하는 것인 환원철 괴성화 방법.
A flow reduction step of reducing the iron ore to reduced iron by calcining in a reduction furnace under a reducing atmosphere;
A storage step of discharging the reduced reduced iron and storing it in a reduced iron storage tank;
Supplying the stored reduced iron to a forced transfer tank through a reduced iron supply pipe; And
A compaction step of supplying the supplied reduced iron to the compaction facility to compact
And a mixing step of charging the at least one by-product compacted material of the sludge and dust generated in the molten iron manufacturing process into at least one of the reduced iron supply pipe and the forced transfer tank and mixing the reduced iron with the reduced iron. Phosphorus reduced iron compaction method.
8. The method of claim 7, wherein the byproduct compact is conveyed by gas flow, gravity, or mechanical conveying means.
The method of claim 7, wherein the by-product compacted material is transferred by a gas flow, wherein the gas is air, nitrogen gas, molten iron manufacturing process exhaust gas, or a mixture thereof.
10. The method of claim 9, wherein the byproduct compact is mixed with reduced iron after removing the gas by gas-solid separation.
8. The method of claim 7, wherein said compaction step is performed by pelletizing, extrusion or briquetting.
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