KR102139634B1 - 소결광 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재를 혼합하고, 조립하여 조립물 형태의 제 1 배합 원료를 마련하는 과정, 제 1 배합 원료와 제 2 철광석 원료를 혼합시켜 제 2 배합 원료를 마련하는 과정 및 제 2 배합 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법에 의하면, 1차로 철광석과 부원료를 혼합시킨 후에, 추가로 철광석을 더 투입한다. 이에, 추가로 투입된 철광석은 부원료 없이 그 자체로의 치밀화 소성에 의해 강도가 확보되고, 이와 동시에 피환원성이 높은 헤마타이트 상 또는 헤마타이트 광물이 유지됨으로써, 소결광 전체의 강도 및 피환원성이 향상된다. 따라서, 피환원성이 향상된 소결광을 고로에 장입하므로, 종래에 비해 소결광 투입량을 줄일 수 있고, 이에 따라 CO₂ 발생량을 줄일 수 있다.

Description

소결광 제조 방법{Method of manufacturing sintered ore}

본 발명은 소결광 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피환원성을 향상시킬 수 있는 소결광 제조 방법에 관한 것이다.

고로에서 용선을 생산하는 제선 조업에 있어서, 소결광이 환원제로서 사용되며, 최근 제철 공정에서 CO₂ 발생량 저감이 중요한 이슈가 되고 있다.

한편, 고로에서 제선 조업 중에 CO₂가 발생되는데, CO₂ 발생량은 소결광의 환원력 즉, 피환원성이 높을수록 저감된다. 즉, 소결광의 피환원성이 높을수록 환원제인 소결광의 사용량이 줄어들게 되므로, 이로 인해 CO₂ 발생량이 저감되는 것이다. 그러나, 소결광의 피환원성과 소결광의 강도 및 생산율은 반비례적인 관계가 있다. 즉, 소결광의 피환원성을 향상시키면, 소결광의 강도 및 소결광의 생산율이 저하되는 문제가 있다. 또한, 소결광의 강도가 저하되면, 고로의 상부에서의 통기성 저하 등의 조업적인 문제를 야기시킨다.

일본등록특허 JP5464317

본 발명은 피환원성을 향상시킬 수 있는 소결광 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 강도를 확보하면서도, 피환원성을 향상시킬 수 있는 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재를 혼합하고, 조립하여 조립물 형태의 제 1 배합 원료를 마련하는 과정; 상기 제 1 배합 원료와 제 2 철광석 원료를 혼합시켜 제 2 배합 원료를 마련하는 과정; 및 상기 제 2 배합 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정;을 포함한다.

상기 부원료는 석회석을 포함한다.

상기 제 1 철광석 원료는 제 1 철광석 입자를 포함하고, 상기 제 1 철광석 입자의 입경은 8mm 이하이다.

상기 제 2 철광석 원료는 제 2 철광석 입자를 포함하고, 입경이 5mm 이상인 제 2 철광석의 입자의 질량%가 80% 이상이다.

상기 제 2 배합 원료는 상기 부원료와 상기 제 1 철광석 입자가 상호 결합되고, 상기 제 2 철광석 입자는 상기 부원료와 분리되어 있다.

상기 제 1 배합 원료를 마련하는데 있어서, 물을 혼합한다.

상기 제 2 철광석 원료는 적철광, 갈철광 및 자철광 중 적어도 하나를 소성하여 제조된 소성광 및 입경이 8mm 이하인 철광석을 소성하여 제조된 소성광 중 적어도 하나를 사용한다.

본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법에 의하면, 1차로 철광석과 부원료를 혼합시킨 후에, 추가로 철광석을 더 투입한다. 이에, 추가로 투입된 철광석은 부원료 없이 그 자체로의 치밀화 소성에 의해 강도가 확보되고, 이와 동시에 피환원성이 높은 헤마타이트 상 또는 헤마타이트 광물이 유지됨으로써, 소결광 전체의 강도 및 피환원성이 향상된다. 따라서, 피환원성이 향상된 소결광을 고로에 장입하므로, 종래에 비해 소결광 투입량을 줄일 수 있고, 이에 따라 CO₂ 발생량을 줄일 수 있다.

그리고, 추가로 투입된 철광석으로 인해, 조대한 입경을 가지는 철광석이 소결 대차 내에 균일하게 분포함에 따라, 소결 통기성이 향상된다. 이에 따라 소결 반응율 및 소결광 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치를 개념적으로 도시한 블록도
도 3은 소결 장치의 소결 대차 내에 실시예에 따른 소결 배합 원료를 장입한 상태를 개념적으로 도시한 도면
도 4는 비교예 및 실시예에 따른 소결광의 강도를 나타낸 그래프
도 5는 비교에 및 실시예에 따른 소결광의 환원율을 나타낸 그래프

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.

본 발명은 피환원성을 향상시킬 수 있는 소결광 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 소결광의 강도 및 생산성을 확보하면서도, 피환원성을 향상시킬 수 있는 소결광 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치를 개념적으로 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 제 1 철광석 원료, 부원료, 결합재 및 제 2 철광석 원료를 마련하는 과정(S110, S120, S130, S140), 제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재와 물을 혼합하고, 괴성화하여 제 1 배합 원료를 제조하는 과정(S200), 제 1 배합 원료와 제 2 철광석 원료를 혼합하여 제 2 배합 원료(소결 배합 원료)를 제조하는 과정(S300), 제 2 배합 원료 즉, 소결 배합 원료를 소성하여 소결광을 제조하는 과정(S400)을 포함한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치는 제 1 배합 원료를 구성하는 원료들이 저장 또는 수용된 복수의 제 1 호퍼(100), 복수의 제 1 호퍼(100)로부터 공급된 원료들과 물을 혼합하고, 괴성화하는 제 1 믹서(200), 제 2 철광석 원료를 저장 또는 수용하는 제 2 호퍼(300), 제 1 믹서(200)로부터 제공된 제 1 배합 원료와 제 2 호퍼(300)로부터 제공된 제 2 철광석 원료를 혼합하여 제 2 배합 원료를 마련하는 제 2 믹서(400)를 포함한다.

복수의 제 1 호퍼(100)에는 실시예에 따른 제 1 배합 원료를 구성하는 원료들이 저장되어 있다. 즉, 복수의 제 1 호퍼(100)는 제 1 철광석 원료가 저장된 호퍼, 생석회(CaO)와 같은 부원료가 저장된 호퍼, 소결 반응시 결합재로서 작용하는 재료 예컨대 석탄이 저장된 호퍼를 포함한다.

실시예에 따른 제 1 철광석 원료는 8mm 이하의 입경을 가지는 철광석으로 이루어진 집단이다. 보다 구체적으로 하면, 개구가 8mm인 개구를 가지는 스크린을 이용하여 분급하여, 상기 스크린의 개구를 통과한 철광석들이다. 이에, 제 1 철광석 원료는 다른 말로 하면, 0 초과 8mm 이하의 입경을 가지는 다수의 철광석이 이루는 집단이다. 이를 다른 말로 하면, 제 1 철광석 원료는 0mm를 초과하는 입경의 철광석에서부터 최대 8mm 이하의 입경을 가지는 철광석으로 이루어져 있다.

제 2 철광석 원료는 입경이 5mm 이상인 철광석이 80 질량% 이상 함유된 철광석들의 집단이다. 이를 다른 말로 하면, 제 2 철광석 원료는, 그 전체에 대해 입경이 5mm 이상인 철광석의 질량%가 80 질량% 이상이고, 0mm 초과 5mm 미만인 철광석의 질량%가 20 질량% 이하인 집단이다. 실시예에 따른 제 2 철광석 원료는 예컨대 갈철광일 수 있다.

이에 한정되지 않고, 제 2 철광석 원료는 적철광, 갈철광 및 자철광 중 적어도 하나를 소성하여 제조된 소성광 및 입경이 8mm 이하인 철광석을 소성하여 제조된 소성광 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 제 1 철광석 원료는 상술한 바와 같이, 0 초과 8mm 이하의 입경을 가지는 다수의 철광석이 이루는 집단을 의미하므로, 상기 제 1 철광석 원료를 구성하는 철광석 입자를 제 1 철광석으로 명명한다. 또한 상술한 바와 같이, 제 2 철광석 원료는 입경이 5mm 이상인 철광석의 질량%가 80 질량% 이상인 집단을 의미하므로, 상기 제 2 철광석 원료를 구성하는 철광석 입자를 제 2 철광석으로 명명한다.

제 1 믹서(200)는 복수의 제 1 호퍼(100)로부터 제공된 제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재와 물을 혼합하면서, 이들을 조립 또는 괴성화시켜 제 1 배합 원료를 제조한다. 즉, 제 1 믹서(200)로 제 1 철광석 원료, 부원료, 결합재 및 물이 투입되면, 제 1 믹서(200)에서 이들이 서로 결합되어 괴상화되며, 괴상화된 조립물은 그 평균 입경이 3 내지 5mm 일 수 있다.

제 1 믹서(200)에서는 상술한 바와 같이, 제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재와 물을 혼합하여 제 1 배합 원료를 제조하는데, 상기 제 1 믹서(200)에서는 제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재와 물을 혼합시키는 것뿐만 아니라, 이들을 상호 결합시켜 괴성화시킨다. 이에, 제 1 믹서(200)에서 제조된 제 1 배합 원료는 괴성화된 조립물이므로, 이하에서는 제 1 배합 원료를 조립물로 명명한다.

제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재와 물이 혼합되고, 괴성화된다는 의미는, 제 1 철광석 원료를 구성하는 다수의 제 1 철광석들 중 적어도 일부 또는 대부분은 부원료 예컨대 석회석과 상호 접촉하거나 결합된다는 의미이다. 다른 말로 하면, 제 1 믹서로 투입된 석회석의 적어도 일부 또는 대부분은 제 1 철광석에 접촉 또는 부착되거나 결합된다.

제 2 믹서(400)는 제 1 배합 원료 즉, 조립물과 제 2 철광석 원료를 혼합한다. 여기서 제 2 믹서(400)는 조립물과 제 2 철광석이 그 입경에 따라 뭉쳐져 있거나 치우쳐 있지 않고, 고르게 분포하도록 하는 역할을 한다. 즉, 상대적으로 작은 입경을 가지는 조립물 또는 제 2 철광석들이 한쪽으로 치우쳐 위치하거나, 상대적으로 큰 입경을 가지는 조립물 또는 제 2 철광석들이 한쪽으로 치우쳐 위치하지 않고, 상대적으로 작은 입경의 조립물 및 제 2 철광석과 상대적으로 큰 입경의 조립물 및 제 2 철광석이 고르게 분포할 수 있도록 한다. 다른 말로하면 제 2 믹서(400)는 제 1 믹서와 같이 조립물과 제 2 철광석을 조립시키지 않는다.

이렇게 제 2 믹서(400)에서 제 1 배합 원료를 조립한 조립물과 제 2 배합 원료가 혼합되면, 소결 장치로 투입될 원료가 되는 제 2 배합 원료 즉, 소결 배합 원료가 마련된다.

제 2 믹서(400)로부터 제조된 소결 배합 원료(제 2 배합 원료)가 소결 장치로 이동되며, 약 1300℃ 내지 1350℃의 온도에서 소성 반응을 통해 소결광이 된다. 즉, 소결 장치의 대차 내로 소결 배합 원료를 장입하고, 화염을 착화시키면, 대차의 외부로부터 흡인된 공기 중 산소와 소결 배합 원료 내 결합재(예컨대 석탄) 간의 반응에 의해 1300℃ 내지 1350℃의 열이 발생한다. 그리고 이 열에 의해 철광석이 소성된다. 또한, 이때 철광석과 부원료인 석회석이 결합, 반응하여 저융점 화합물이 형성되어 국부적으로 융액이 생성되는데, 이 융액이 냉각시 고체가 되면서 바인더 역할을 하게 되어, 강도가 우수한 소결광이 제조된다.

소결광의 피환원성은 소결광 내 광물상의 비율 및 기공의 크기에 의해 결정된다. 통상적으로 철광석은 주로 헤마타이트 광물상으로 이루어져 있는데, 소성 반응하게 되면, 칼슘페라이트 및 실리케이트가 형성되고, 냉각 과정에서 마그네타이트가 형성된다. 즉, 소선 반응시에 철광석 내 Fe₂O₃와 석회석 간의 반응에 의해 칼슘페라이트가 형성되고, 철광석의 Fe₂O₃와 SiO₂ 간의 반응에 의해 실리카케이트가 형성된다. 또한, 소성 반응을 거쳐 냉각되는 과정에 의해 Fe₃O₄가 형성된다. 그리고, 소성 반응 온도가 높을수록 실리케이트 및 마그네타이트의 생성량이 많다.

이 중, 철광석의 본래 광물상인 헤마타이트와, 석회석과의 반응에 의해 형성된 칼슘페라이트는 환원성이 우수하다. 그러나, 마그네타이트 및 실리케이트는 환원성이 좋지 않다. 따라서, 소결광 내 헤마타이트 및 칼슘페라이트가 많을수록 피환원성이 향상되고, 반대로 소결광 내 마그네타이트 및 실리케이트가 많을수록 피환원성이 저감된다.

또한, 철광석과 석회석 간의 반응에 의한 융액 생성과 냉각 과정에 의해 소결광 내 기공이 형성된다. 그리고, 소결광 내 기공은 고로 내 환원 가스의 확산에 영향을 미치는데, 조대 기공 보다는 미세 기공이 많을수록 환원 가스의 확산 즉, 피환원성이 향상된다.

한편, 상술한 바와 같은 소성 반응 및 냉각 과정에 의해, 무작위로 칼슘페라이트, 마그네타이트 및 실리케이트가 형성된다. 즉, 피환원성이 높은 칼슘페라이트 뿐만 아니라, 마그네타이트 및 실리케이트도 함께 형성된다. 이는 소성 반응이 진행될 수록, 환원성이 높으며, 철광석이 본래 가지고 있는 광물상인 헤마타이트량이 감소된다는 의미이며, 이에 칼슘페라이트가 형성되었더라도, 마그네타이트 및 실리케이트에 의해 피환원성이 저감된다.

따라서, 소결광의 피환원성의 측면에서 보면, 소결광 내 헤마타이트량이 많을수록 피환원성이 높다. 이에, 본 발명의 실시예에서는 소결광이 철광석의 본래 광물상인 헤마타이트가 종래에 비해 다량 함유되도록 함으로써, 피환원성이 향상된 소결광을 제공한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 제 1 철광석을 석회석 및 결합재와 먼저 혼합 및 조립시켜, 제 1 철광석과 석회석이 상호 접촉거나 결합되도록 한다. 그리고, 제 1 철광석, 석회석 및 결합재가 상호 혼합되어 조립된 조립물에 제 2 철광석을 혼합시킨다. 이에, 추가로 또는 별도로 투입된 제 2 철광석의 대부분은 석회석과 상호 접촉 또는 결합되지 않거나, 종래에 비해 석회석과 상호 접촉 또는 결합되는 량이 작다.

이를 다른 말로하면, 소결광의 원료가 되는 제 1 철광석 원료와 제 2 철광석원료를 합한 전체 철광석에 있어서, 종래와 실시예는 전체 철광석 량 및 석회석 투입량은 동일하다. 그러나, 실시예에 따른 소결 배합 원료에 의하면, 상기 소결 배합 원료의 전체 철광석 중 석회석과 상호 접촉 또는 결합되는 철광석의 비율이 종래에 비해 적다.

이에, 소결 배합 원료의 소성 반응 시에, 선 투입된 철광석(제 1 철광석)과 이와 접촉 또는 결합되어 있는 석회석과의 반응에 의해 칼슘페라이트, 마그네타이트 및 실리케이트가 형성된다.

하지만, 추가로 또는 별도로 투입된 제 2 철광석 중 적어도 일부 또는 대부분은 석회석과 분리되어 있다. 이에, 제 2 철광석의 적어도 일부 또는 대부분은 석회석 없이 그 자체로 반응함에 따라 헤마타이트 상을 유지하고 있다.

따라서, 종래와 실시예는 전체 철광석 량 및 석회석 투입량은 동일하나, 실시예에 따른 소결광 중 환원성이 우수한 헤마타이트량이 종래에 비해 많고, 실시예에 따른 소결광 중 환원성이 나쁜 마그네타이트 상 및 실리케이트 상의 량이 종래에 비해 적다. 이로 인해, 실시예에 따른 소결광의 피환원성이 종래에 비해 높다.

그리고, 제 2 철광석의 대부분은 석회석 없이 그 자체로 치밀화 소성이 일어나므로, 그 자체로 강도가 증가하고, 이는 소결광의 강도 향상에 영향을 미친다.

즉, 소성 과정에서 반응식 1과 같은 결정수 해리 과정이 나타나며, 이때 제 2 철광석인 갈철광이 적철광으로 변환된다.

반응식 1) 2FeOOH = Fe₂O₃ + H₂O

결정수가 해리되면서 결정수 부분에 기공이 생성되어 강도가 약해질 수 있으나, 소성 온도 이상(1300℃ 이상)에서 치밀화 소성이 일어나, 강도가 높아진다.

또한, 상술한 바와 같이 투입된 석회석은 제 1 철광석 원료와 혼합되어 조립되며, 제 2 철광석 원료가 이후에 별도로 투입되어 혼합된다. 이에, 투입된 석회석의 대부분은 제 1 철광석과 접촉 또는 결합되며, 이에 추가로 제 2 철광석 원료가 투입되더라도, 이미 석회석과 제 1 철광석이 접촉 또는 결합되어 있기 때문에, 제 2 철광석과 접촉 또는 결합될 석회석이 없거나, 아주 적다.

이렇게, 소결 배합 원료 중, 석회석과 접촉 또는 결합되어 있는 철광석을 기준으로 하면, 석회석(CaO)에 대한 상기 철광석의 SiO₂의 비율 즉, 염기도가 종래에 비해 높다. 다른 말로 하면, 종래와 실시예는 석회석 투입량, 제 1 및 제 2 철광석 원료는 상호 동일하나, 실시예의 경우 제 2 철광석 원료를 추후에 별도로 투입함으로써, 석회석과 접촉 또는 결합되어 있는 철광석 기준에서 보면, 실시예에 따른 소결 배합 원료의 염기도가 종래에 비해 높다.

이렇게 실시예에 따른 소결 배합 원료의 높은 염기도에 의해, 칼슘페라이트 상이 확대되어 피환원성이 향상된다. 또한, 철광석과 석회석(CaO) 간의 반응에 의해 칼슘페라이트가 형성된다는 것은 철광석과 석회석(CaO) 간의 반응에 의해 융액이 생성된다는 것이고, 융액의 냉각시 고체가 되면서 소결광의 강도를 높이므로, 상기 높은 염기도에 의한 칼슘페라이트의 형성에 의해 소결광의 강도가 확보된다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 칼슘페라이트 형성 및 제 2 철광석의 치밀화 소성에 의해 강도를 확보할 수 있다.

이와 같이 실시예에 따른 소결광 제조 방법에 의하면, 제 2 철광석을 추가로 투입함에 따라, 제 2 철광석이 석회석 없이 그 자체로의 치밀화 소성에 의해 강도가 확보되고, 이와 동시에 피환원성이 높은 헤마타이트 상 또는 헤마타이트 광물이 유지됨으로써, 소결광 전체의 강도 및 피환원성이 향상된다. 따라서, 피환원성이 향상된 소결광을 고로에 장입하므로, 종래에 비해 소결광 투입량을 줄일 수 있고, 이에 따라 CO₂ 발생량을 줄일 수 있다.

그리고, 제 2 철광석 원료의 별도 투입으로 인해, 5mm 이상의 조대한 입경을 가지는 철광석이 소결 대차 내에 균일하게 분포함에 따라, 소결 통기성이 향상된다. 이에 따라 소결 반응율 및 소결광 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 3은 소결 장치의 소결 대차 내에 실시예에 따른 소결 배합 원료를 장입한 상태를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 4는 비교예 및 실시예에 따른 소결광의 강도를 나타낸 그래프이다. 도 5는 비교에 및 실시예에 따른 소결광의 환원율을 나타낸 그래프이다.

실험을 위하여, 비교예 및 실시예에 따른 방법으로 소결 배합 원료를 마련하였다. 비교예 및 실시예에 따른 소결 배합 원료는 제 1 철광석 원료, 제 2 철광석 원료, 부원료인 석회석 및 결합재인 석탄을 포함한다.

그리고, 비교예 및 실시예에 따른 소결 배합 원료 전체에 대해 제 2 철광석 원료가 5 내지 10 질량%가 되도록 하였다.

여기서, 비교예의 경우 제 1 믹서(200)에 제 1 철광석 원료, 제 2 철광석 원료, 석회석, 석탄 및 물을 투입하고, 이들을 혼합 및 조립하였다. 그리고 이를 제 2 믹서(400)에 투입하여 입경 분포가 균일하도록 하는 과정을 거쳤다.

실시예는 제 1 믹서(200)에 제 1 철광석 원료, 석회석, 석탄 및 물을 투입하고, 이들을 혼합 및 조립하였다. 그리고, 조립물과 제 2 철광석 원료를 제 2 믹서(400)에 투입하여 입경 분포가 균일하도록 하는 과정을 거쳤다.

그리고, 비교예 및 실시예에 따른 소결 배합 원료 각각을 동일한 량(1.5kg)으로 준비하고, 이를 대차(10)에 장입하였다. 보다 구체적으로는 대차 내에 먼저 소결 반광을 장입하고, 상기 소결 반광 상에 소결 배합 원료를 장입한다. 도 3을 참조하면, 대차 내에 소결 배합 원료가 장입되었을 때, 제 1 배합 원료가 조립된 조립물 또는 제 1 철광석과 별도로 상대적으로 입경이 큰 조대한 제 2 철광석이 고르게 분포되어 있다.

이렇게 소결 배합 원료가 대차(10) 내로 장입되면, 이들을 소성 반응시켜 소결광을 제조한다.

그리고 비교예 및 실시예에 따른 소결광의 강도 및 환원율을 측정하였다. 강도는 상온 조건의 회전체에 동일한 량의 소결광(예컨대 15g)을 장입하고, 상기 회전체를 일정 시간 동안 회전 동작시킨 후에, 5mm 이상의 입경을 가지는 소결광 량을 이용하여 측정한다. 그리고, 환원율은 동일한 량의 소결광(예컨대 15g)을 환원로에 장입하고, CO 30%, 질소 70%, 900℃ 조건에서 3시간 유지 후에 소결광의 환원율을 측정하였다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 비교예와 실시예에 따른 소결광은 그 강도가 상호 유사하나, 실시예에 따른 소결광의 환원율 즉 피환원성이 비교예에 비해 높다.

이러한 결과는 아래와 같은 이유에 기인한다.

비교예의 경우, 제 1 믹서(200)에서 제 1 철광석 원료, 석회석 및 석탄이 혼합 및 괴성화된다. 그리고 실시예의 경우 제 1 믹서(200)에서 제 1 철광석 원료, 석회석 및 석탄이 혼합 및 괴성화된 후에, 제 2 믹서에서 여기에 추가적으로 제 2 철광석 원료를 혼합한다. 그리고 비교예 및 실시예는 제 1 철광석 원료의 량이 동일하고, 제 2 철광석 원료의 량이 동일하다.

이에, 제 1 철광석 원료와 제 2 철광석 원료가 모두 포함된 비교예에 따른 조립물 전체에 대한 석회석 량에 비해 실시예에 따른 조립물의 석회석 량이 높다. 따라서 비교예에 다른 조립물의 염기도(1.89)에 비해 실시예에 따른 조립물의 염기도(1.99)가 높다.

한편, 실시예의 경우 제 2 믹서에서 조립물과 제 2 배합 원료가 혼합됨에 따라, 소결 배합 원료 전체를 기준으로 한 염기도는 1.89로서, 비교예와 동일하다.

그러나, 대차(10) 내에 소결 배합 원료를 장입하여 소성 반응시킬 때, 실시예에 따른 조립물 중 철광석과 석회석 간의 반응으로 인한 칼슘페라이트 생성율이 비교예에 비해 높다. 이는, 실시예에 따른 조립물 전체에 대한 석회석 량 즉, 염기도가 비교예에 비해 높아, 소결 반응시에 철광석과 석회석 간의 반응에 의한 칼슘페라이트의 생성율이 높기 때문이다. 따라서, 실시예에 따른 소결광의 경우, 비교예에 비해 칼슘페라이트로 인한 피환원성이 향상된다.

그리고, 후 첨가 또는 별도로 투입되는 제 2 철광석의 대부분 또는 적어도 일부는 석회석과 반응하지 않기 때문에, 제 2 철광석의 본래 광물상인 헤마타이트를 유지하고 있다. 이에, 실시예에 따른 소결광 중 헤마타이트 량이 비교예에 비해 높다. 따라서, 실시예에 따른 소결광이 비교예에 비해 피환원성이 비교예에 비해 높다.

또한, 상술한 바와 같이 칼슘페라이트의 생성율을 향상시킴에 따라, 소결광의 피환원성을 향상시키면서도 소결광의 강도 하락을 억제 또는 강도를 확보할 수 있다.

100: 제 1 호퍼 200: 제 1 믹서
300: 제 2 호퍼 400: 제 2 믹서

Claims (7)

1. 제 1 철광석 입자를 포함하는 제 1 철광석 원료, 부원료 및 결합재를 혼합하고, 조립하여 조립물 형태의 제 1 배합 원료를 마련하는 과정;
   상기 제 1 배합 원료와 제 2 철광석 원료를 혼합시켜 제 2 배합 원료를 마련하는 과정; 및
   상기 제 2 배합 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정;
   을 포함하고,
   상기 제 2 철광석 원료는 제 2 철광석 입자를 포함하고, 입경이 5mm 이상인 제 2 철광석 입자의 질량%가 80% 이상이고, 입경이 0mm 초과, 5mm 미만인 제 2 철광석 입자의 질량%가 20 질량% 이하이며,
   상기 제 2 배합 원료는 상기 부원료와 상기 제 1 철광석 입자가 상호 결합되고, 상기 제 2 철광석 입자는 상기 부원료와 분리되어 있는 소결광 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 부원료는 석회석을 포함하는 소결광 제조 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제 1 철광석 입자의 입경은 8mm 이하인 소결광 제조 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 배합 원료를 마련하는데 있어서, 물을 혼합하는 소결광 제조 방법.
7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 2 철광석 원료는 적철광, 갈철광 및 자철광 중 적어도 하나를 소성하여 제조된 소성광 및 입경이 8mm 이하인 철광석을 소성하여 제조된 소성광 중 적어도 하나를 사용하는 소결광 제조 방법.
   

Images