KR102177527B1 - 소결용 결합재의 사전 처리방법, 소결용 결합재의 사전 처리장치 및 소결광 제조방법 - Google Patents

소결용 결합재의 사전 처리방법, 소결용 결합재의 사전 처리장치 및 소결광 제조방법 Download PDF

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Abstract

코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 마련하는 단계; 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 마련하는 단계; 상기 결합재와 상기 피복재를 혼합하는 단계; 및 상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 상기 분쇄된 결합재의 표면 상에 상기 피복재를 코팅하는 단계;를 포함하는 소결용 결합재의 사전 처리방법이 소개된다.

Description

소결용 결합재의 사전 처리방법, 소결용 결합재의 사전 처리장치 및 소결광 제조방법{METHOD FOR PRETREATING BINDING MATERIAL FOR SINTERING, APPARATUS FOR PRETREATING BINDING MATERIAL FOR SINTERING AND MANUFACTURING METHOD OF SINTERED ORE}
본 발명은 소결용 결합재의 사전 처리방법, 소결용 결합재의 사전 처리장치 및 소결광 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 소결광 제조에 이용되는 결합재 중, 유효 입도의 비율 증가를 통해, 소결 과정 중 질소 산화물(이하, NOx라고 함)의 발생량이 저감시킬 수 있는 소결용 결합재의 사전 처리방법, 소결용 결합재의 사전 처리장치 및 소결광 제조방법에 관한 것이다.
소결광의 제조에 있어서, 결합재로 사용되는 것은 분코크스 혹은 무연탄이며, 이들 결합재는 통상적으로 파쇄설비를 통해 파쇄되고 난 후, 코크스 저장빈 및 무연탄 저장빈으로 이동하게 된다. 이때 파쇄된 결합재의 입도는 통상적으로 소결 공정에서 가장 좋은 연소효율을 갖는 유효 입도 범위는 약 50% 수준을 나타내게 된다.
이러한 소결 과정 중 결합재에 포함되어 있는 질소 성분의 일부가 NOx의 형태로 배가스 중에 혼입되는데 NOx는 대기오염 물질의 종류로서 대기 중으로 NOx의 배출에 대해서는 그 농도 및 총량에 대한 규제가 엄격하게 마련되어 있고 이러한 이유가 조업 조건의 변경 등에 많은 제약을 주게 된다.
또한, NOx를 제거하는 배가스 청정 설비 등이 설치되어 있지만 고가의 설비 투자 및 운영비가 필요하다. 따라서 조업에 대한 제약, 설비 투자비 및 운영비 등의 저감을 목적으로 결합재로부터 NOx의 발생을 억제하는 방법이 검토되고 있다.
소결 결합재의 사전처리에 의해 NOx 발생을 억제하는 방법으로서 칼슘페라이트를 함유하는 미분말 촉매와 결합재를 조립하여 NOx를 환원해 발생량을 억제시키는 기술이다. 그러나 칼슘페라이트는 조립성이 열위하여 결합재의 피복 효과가 충분히 향상되지 않는 문제가 존재한다.
본 발명은 소결광 제조에 이용되는 결합재 중, 유효 입도의 비율 증가를 통해, 소결 과정 중 NOx의 발생량이 저감시킬 수 있는 소결용 결합재의 사전 처리방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리방법은 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 마련하는 단계; 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 마련하는 단계; 상기 결합재와 상기 피복재를 혼합하는 단계; 및 상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 상기 분쇄된 결합재의 표면 상에 상기 피복재를 코팅하는 단계;를 포함한다.
상기 결합재를 마련하는 단계에서, 상기 결합재의 평균 입도는 5mm 이상일 수 있다.
상기 피복재를 마련하는 단계에서, 상기 피복재는 평균 입도 1mm 이하의 분체 형태일 수 있다.
상기 피복재를 마련하는 단계에서, 상기 산화칼슘 함유 부산물의 전체 중량에 대해, 상기 산화칼슘은 25 중량% 이상일 수 있다.
상기 피복재를 마련하는 단계에서, 상기 산화칼슘 함유 부산물은 용선 예비처리 더스트, 석회 슬러지, 슬래그 및 생석회 더스트 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 결합재와 피복재를 혼합하는 단계에서, 상기 혼합된 결합재와 피복재의 전체 중량에 대해, 상기 피복재는 5 내지 30 중량%일 수 있다.
상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하는 단계에서, 상기 코팅된 결합재의 전체 중량에 대해, 입도가 0.25 내지 3mm인 코팅된 결합재는 55 중량% 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리장치는 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 공급하는 결합재 공급기; 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 공급하는 피복재 공급기; 상기 결합재와 상기 피복재를 혼합하는 혼합기; 상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 상기 분쇄된 결합재의 표면 상에 상기 피복재를 코팅하는 분쇄기; 및 상기 피복된 결합재가 저장되는 저장빈;을 포함한다.
상기 결합재 공급기로부터 상기 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 결합재는 상기 저장빈으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 결합재는 상기 혼합기로 분급하는 제1스크린;을 더 포함할 수 있다.
상기 분쇄기로부터 상기 코팅된 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 코팅된 결합재는 상기 저장빈으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 코팅된 결합재는 상기 분쇄기로 분급하는 제2스크린;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 마련하는 단계; 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 마련하는 단계; 상기 결합재와 상기 피복재를 혼합하는 단계; 상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 상기 분쇄된 결합재의 표면 상에 상기 피복재를 코팅하는 단계; 상기 코팅된 결합재를 원료물질, 반광 및 부원료물질과 혼합하고 조립하여 괴상화 입자를 제조하는 단계; 및 상기 괴상화 입자를 소결하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 괴상화 입자를 제조하는 단계에서, 상기 괴상화 입자는, 철광석을 포함하는 60 내지 66 중량%의 원료물질, 석회석, 생석회 및 규석 중에서 1종 이상을 포함하는 9 내지 13 중량%의 부원료물질, 18 내지 22 중량%의 반광, 4 내지 6 중량%의 코팅된 결합재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리방법은 소결광 제조에 이용되는 결합재 중, 유효 입도의 비율 증가를 통해, 소결 과정 중 NOx의 발생량이 저감되는 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리장치의 개략도를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리장치에 의한 결합재 및 피복재의 모습을 도식화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리장치를 포함하는 소결광 제조장치의 개략도를 나타낸 도면이다.
도 4는 통상의 소결 공정을 나타내는 도면이다.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
소결용 결합재의 사전 처리방법
본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리방법은 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 마련하는 단계, 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 마련하는 단계, 결합재와 피복재를 혼합하는 단계 및 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 분쇄된 결합재의 표면 상에 피복재를 코팅하는 단계를 포함한다.
먼저, 결합재를 마련하는 단계에서는 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 마련한다. 통상적으로, 결합재로 사용되는 것은 코크스 혹은 무연탄이며, 이들 결합재는 코크스 저장기 및 무연탄 저장기로 이동하게 된다. 코크스는 분코크스 형태가 이용될 수 있으며, 결합재의 평균 입도는 5mm 이상일 수 있다.
이때, 파쇄된 결합재의 입도는 분쇄기인 로드밀(Rod Mill)의 운전조건, 결합재의 Feed 입도 및 수분 등에 따라 달라지게 되며, 소결 공정에서 가장 좋은 연소효율을 갖는 유효 입도는 0.25 내지 3mm 정도이다. 유효 입도는 소결 과정 중 NOx의 발생량과 관련성이 있으며, 유효 입도의 분포가 높을수록 소결 과정 중 NOx의 발생량이 저감될 수 있다.
다음으로, 피복재를 마련하는 단계에서는 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 마련한다.
이때, 피복재는 평균 입도 1mm 이하의 분체 형태일 수 있다. 이에 따라 피복재의 추가적인 분쇄 작업 없이도 결합재의 표면에 용이하게 부착되도록 할 수 있다.
산화칼슘 함유 부산물은 전체 중량에 대해, 산화칼슘이 25 중량% 이상 포함된 것으로서, 용선 예비처리 더스트, 석회 슬러지, 슬래그 및 생석회 더스트 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 중에서 용선 예비처리 더스트는 평균 입도가 20 내지 30㎛인 것으로서, 40 내지 50 중량%의 산화칼슘이 포함되어 있고, 이외에도 T.Fe, 실리카 및 알루미나 등이 포함될 수 있다.
다음으로, 결합재와 피복재를 혼합하는 단계에서는 결합재와 피복재를 균일하게 혼합하여 결합재 표면에 피복재가 부착될 수 있도록 한다. 구체적으로, 고속 교반기를 이용하여 교반함으로써 결합재와 피복재가 매우 균일한 형태로 혼합되도록 할 수 있다.
한편, 혼합된 결합재와 피복재의 전체 중량에 대해, 피복재는 5 내지 30 중량%일 수 있다. 피복재의 함량이 너무 적을 경우, 결합재의 표면에 충분히 코팅되기가 어려울 수 있다. 반면, 피복재의 함량이 너무 많을 경우, 상대적으로 결합재의 투입량이 적어질 수 있고, 잉여 피복재끼리 뭉치게 되어 효율을 떨어뜨릴 수 있다.
다음으로, 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하는 단계에서는 평균 입도는 5mm 이상의 결합재를 분쇄하여 분쇄된 결합재 표면에 분체 형태의 피복재가 부착됨으로써 코팅된 결합재의 제조가 이루어질 수 있다. 로드밀 분쇄기가 이용될 수 있다. 이와 같은 코팅을 통해 결합재의 입도를 증가시킴으로써 소결 공정에서 가장 좋은 연소효율을 갖는 유효 입도의 비율을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 코팅된 결합재의 전체 중량에 대해, 입도가 0.25 내지 3mm인 코팅된 결합재가 55 중량% 이상일 수 있다. 이와 같은 유효 입도의 비율 증가를 통해, 소결 과정 중 NOx의 발생량이 저감되는 효과를 기대할 수 있다.
소결용 결합재의 사전 처리장치
도 1과 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 소결용 결합재의 사전 처리장치는 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 공급하는 결합재 공급기(100), 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 공급하는 피복재 공급기(200), 결합재와 피복재를 혼합하는 혼합기(300), 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 분쇄된 결합재의 표면 상에 피복재를 코팅하는 분쇄기(400) 및 코팅된 결합재가 저장되는 저장빈(500)을 포함한다.
구체적으로, 결합재 공급기(100)로부터 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 결합재는 저장빈(500)으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 결합재는 혼합기(300)로 분급하는 제1스크린(600)을 더 포함할 수 있다.
또한, 분쇄기(400)로부터 코팅된 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 코팅된 결합재는 저장빈(500)으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 코팅된 결합재는 분쇄기(400)로 분급하는 제2스크린(700)을 더 포함할 수 있다.
결합재 공급기(100)는 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재의 저장이 이루어지며, 결합재를 혼합기(300) 또는 저장빈(500)으로 공급할 수 있다. 구체적으로, 결합재 공급기(100)는 코크스 공급기와 무연탄 공급기를 포함할 수 있다.
피복재 공급기(200)는 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재의 저장이 이루어지며, 피복재를 혼합기(300)로 공급할 수 있다.
혼합기(300)는 결합재 공급기(100) 및 피복재 공급기(200)와 각각 연결되어 결합재 공급기(100) 및 피복재 공급기(200)로부터 결합재 및 피복재를 공급받는다. 도 2와 같이, 공급받은 결합재 및 피복재를 혼합하여 결합재 표면에 피복재가 부착될 수 있도록 한다. 구체적으로, 혼합기(300)는 결합재와 피복재를 교반하는 고속 교반믹서일 수 있다. 이에 따라 결합재와 피복재가 매우 균일한 형태로 혼합되도록 할 수 있다.
분쇄기(400)는 혼합기(300)와 연결되어 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하고, 이에 따라 분쇄된 결합재의 표면 상에 피복재를 코팅한다. 도 2와 같이, 분쇄기(400)는 로드밀로 구성되어 밀(Mill) 내부에서 회전 및 낙하되는 로드(Rod)에 의해 결합재와 피복재의 혼합, 파쇄 및 다짐현상 들이 작용함으로써 적정 입도로 파쇄됨과 동시에 피복재의 코팅이 이루어질 수 있다.
구체적으로, 결합재 공급기(100)가 코크스 공급기와 무연탄 공급기를 포함할 경우, 혼합기(300)도 한 쌍으로 구성되어 각각 코크스 공급기 및 무연탄 공급기와 연결될 수 있고, 분쇄기(400)도 한 쌍으로 구성되어 한 쌍의 혼합기(300)와 각각 연결될 수 있다.
저장빈(500)은 분쇄기(400)와 연결되어 코팅된 결합재의 저장이 이루어진다. 결합재 공급기(100)와도 연결되어 코팅되지 않은 결합재를 공급받아 저장할 수 있다. 구체적으로, 결합재 공급기(100)가 코크스 공급기와 무연탄 공급기를 포함할 경우, 저장빈(500)은 코크스 저장빈 및 무연탄 저장빈을 포함할 수 있다.
제1스크린(600)은 결합재 공급기(100)의 하방에 배치되어 결합재 공급기(100)로부터 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 결합재는 저장빈(500)으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 결합재는 혼합기(300)로 분급할 수 있다. 이때, 일정 입도는 5mm를 의미할 수 있다.
제2스크린(700)은 분쇄기(400)의 하방에 배치되어 분쇄기(400)로부터 코팅된 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 코팅된 결합재는 저장빈(500)으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 코팅된 결합재는 분쇄기(400)로 분급할 수 있다. 마찬가지로 이때, 일정 입도는 5mm를 의미할 수 있다.
소결광 제조방법
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은 DL(Dweight Lloyd)식 소결기를 사용하여 제철용 소결광을 제조할 수 있다. 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하는 결합재를 마련하는 단계, 생석회, 소석회 및 산화칼슘 함유 부산물 중에서 1종 이상을 포함하는 피복재를 마련하는 단계, 결합재와 피복재를 혼합하는 단계, 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 분쇄된 결합재의 표면 상에 피복재를 코팅하는 단계, 코팅된 결합재를 원료물질, 반광 및 부원료물질과 혼합하고 조립하여 괴상화 입자를 제조하는 단계 및 괴상화 입자를 소결하는 단계를 포함한다.
결합재를 마련하는 단계, 피복재를 마련하는 단계, 결합재와 피복재를 혼합하는 단계 및 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하는 단계는 상기의 소결용 결합재의 사전 처리방법과 동일하므로 상기한 설명으로 대신하기로 한다.
피복된 결합재의 제조 이후, 괴상화 입자를 제조하는 단계에서는 괴상화 입자가 철광석을 포함하는 60 내지 66 중량%의 원료물질, 석회석, 생석회 및 규석 중에서 1종 이상을 포함하는 9 내지 13 중량%의 부원료물질, 18 내지 22 중량%의 반광, 4 내지 6 중량%의 코팅된 결합재를 포함하도록 혼합한 후, 조립할 수 있다.
구체적으로, 도 3과 같이, 상기한 소결 배합원료들을 정량 절출하여 1차 믹서(Mixer)에 장입시킨 다음 적절한 수분을 첨가함으로써 혼합 및 조립을 실시할 수 있다. 이후, 2차 믹서(Mixer)로 이송되어 재조립한 다음 서지 호퍼로 장입시킬 수 있다.
한편, 소결기에 장입된 조립원료가 융액을 형성하여 소결 대차 하부에 부착되는 것을 방지할 목적으로 상부광을 사용할 수 있다. 소결광 2차 Screen을 거친 후, 10 내지 15mm의 입도를 가진 소결광을 상부광 호퍼에 장입할 수 있다.
다음으로, 조립된 괴상화 입자를 소결하여 소결광을 제조할 수 있다.
구체적으로, 통상의 소결 공정을 나타내는 도 4를 통해, 소결광 제조 과정을 상세하게 설명할 수 있다. 도 4와 같이, 상부광 호퍼(12)를 통해 상부광이 대차 하부에 장입된 후, 서지 호퍼(11)로부터 조립된 배합원료들이 드럼 피더(14)를 거쳐 경사판을 통해서 입도 및 밀도차이에 따른 편석을 일으켜 소결 대차(20)에 장입되게 된다. 이후, 점화로(30)에서 소결 베드 상부를 점화시키고, Main Blow(53)를 통해서 상부의 공기를 하부로 흡인해가면서 소결이 진행될 수 있다. 배가스는 윈드 박스(40)을 거쳐 주배풍관(51)을 지나 전기 집진기(52)에서 더스트 등을 집진한 후, 스택(54)으로 빠져나가게 된다.
이하 본 발명의 구체적인 실시예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
1. 결합재의 유효 입도 분포
( 실시예 1)
결합재로서 평균 입도 5mm의 코크스를 마련하였고, 피복재로서 하기 표 1의 조성을 갖는 용선 예비처리 시, 발생하는 더스트인 산화칼슘(CaO) 함유 부산물을 마련하였다.
CaO 부산물 화학성분 (중량%) 평균 입도
T.Fe CaO SiO2 Al2O3 K2O Na2O C
용선예비처리더스트 25.5 43.6 3.6 1.0 0.9 0.2 6.6 23㎛
각각 마련된 결합재 및 피복재를 고속 교반기에 넣고 교반하여 혼합하였다. 이때, 결합재와 피복재의 전체 중량에 대하여 피복재의 함량이 10 중량%가 되도록 하였다. 혼합된 결합재와 피복재를 로드밀(Rod Mill) 분쇄기에 넣고 분쇄하여 코팅된 결합재의 제조를 완료하였다.
( 실시예 2)
실시예 1과 동일한 공정을 통해 코팅된 결합재를 제조하되, 결합재와 피복재의 혼합 시, 결합재와 피복재의 전체 중량에 대하여 피복재의 함량이 20 중량%가 되도록 하였다.
( 비교예 )
결합재로서 평균 입도 5mm의 코크스를 마련한 다음, 결합재를 로드밀(Rod Mill) 분쇄기에 넣고 분쇄하였다.
( 결합재의 입도 분포 결과)
실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 따른 결합재의 입도 분포 결과를 하기 표 2와 같다.
구 분 입도분포 (중량%)
-0.25mm 0.25~0.5mm 0.5~1mm 1~3mm 3~5mm +5mm
실시예 1
10 중량%		 14 15 21 22 12 16
실시예 220 중량% 11 16 22 23 13 15
비교예단독 파쇄 22 13 20 20 10 15
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2의 경우, CaO 부산물의 혼합, 응집 및 피복 등의 영향으로 결합재를 단독으로 파쇄한 비교예보다 다소 입자가 커진 것을 알 수 있다.
또한, 실시예 1 및 실시예 2의 비교를 통해, CaO 부산물의 배합량이 클수록 그 현상은 더 크게 나타난 것을 알 수 있다.
소결 반응 중에 가장 열효율이 좋은 입도 범위로 알려진 유효 입도 0.25 내지 3mm의 비율도 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 각각 58% 및 61%로서 53%의 비교예 보다 향상된 수준을 나타냈다.
2. 소결광의 NO x 발생량
( 실시예 1)
피복재의 함량이 10 중량%가 되도록 혼합한 코팅된 결합재를 원료물질, 반광 및 부원료물질과 조립하고, 소결하여 소결광을 제조하였다. 원료 배합 비율은 하기 표 3에 나타내었다.
( 실시예 2)
피복재의 함량이 20 중량%가 되도록 혼합한 코팅된 결합재를 원료물질, 반광 및 부원료물질과 조립하고, 소결하여 소결광을 제조하였다. 원료 배합 비율은 하기 표 3에 나타내었다.
( 비교예 )
단독으로 파쇄한 결합재를 원료물질, 반광 및 부원료물질과 조립하고, 소결하여 소결광을 제조하였다. 원료 배합 비율은 하기 표 3에 나타내었다.
구 분 비교예 실시예 1 실시예 2
적철광 A 18.40 18.40 18.40
갈철광 B 34.03 34.03 34.03
마라맘바광 C 6.31 6.31 6.31
적철광 D 5.11 5.11 5.11
석회석 10.2 9.68 9.16
생석회 1.81 1.81 1.81
규석 0.20 0.20 0.20
반광 19.64 19.64 19.64
결합재 4.30 4.30 4.30
CaO 부산물 혼합비 (%) 0 0.43 0.86
총계 100 100 100
상기 표 3에서와 같이, 결합재와 CaO 부산물을 혼합 파쇄하여 연료로 사용한 실시예 1 및 실시예 2에서는 전체 배합원료의 염기도(CaO함량/SiO2함량=1.75)를 비교예와 동일하게 맞추기 위해, 추가되는 CaO 부산물의 CaO 성분을 고려하여 석회석의 배합비를 감소시켰다.
이와 같이 CaO 함유 부산물을 결합재 파쇄공정에서 혼합시킴으로서 소결원료에 배합되는 부원료인 석회석의 첨가량을 감소할 수 있어 원료비 저감의 효과도 가져올 수 있다.
( 소결광의 NO x 발생량 결과)
실시예 1, 실시예 2 및 비교예를 통해 제조된 소결광을 소결 연료로 사용했을 때의 소결 배가스 중 NOx의 농도를 조사하였다. 이에 따른 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
소결시간(분) 생산성
(t/d.m2)		 소결광
강도(%)		 NOx
농도(ppm) 저감율(%)
비교예 35.25 30.85 72.4 305 -
실시예 1 35.04 31.97 73.5 253 17
실시예 2 34.95 32.11 73.4 232 24
상기 표 4에서와 같이, 실시예 1 및 실시예 2의경우, 소결 배가스 중 NOx의 농도가 253ppm, 232ppm으로 비교예보다 감소하였고, 이때의 NOx 저감율은 각각 17%와 24%를 나타내었다. 이를 통해, 소결 과정에서 발생되는 환경유해 물질인 NOx의 발생량이 저감되는 효과가 있음을 알 수 있다.
또한, 혼합 파쇄한 실시예들의 경우, 결합재의 입도가 소폭 증가하여 소결 베드의 통기성이 개선되므로 소결 시간 단축 및 생산성 증가 효과가 있었고, 소결광 강도도 소폭 향상되는 결과를 나타냈다.
본 발명은 상기 구현예 및/또는 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 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 결합재 공급기 200: 피복재 공급기
300: 혼합기 400: 분쇄기
500: 저장빈 600: 제1스크린
700: 제2스크린

Claims (12)

  1. 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하고, 평균 입도가 5mm 이상인 결합재를 마련하는 단계;
    산화칼슘의 함량이 40 내지 50중량% 이고, 평균입도가 20 내지 30㎛인 산화칼슘 함유 부산물을 포함하는 피복재를 마련하는 단계;
    상기 결합재와 상기 피복재를 혼합하는 단계; 및
    상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 상기 분쇄된 결합재의 표면 상에 상기 피복재를 코팅하는 단계;를 포함하는 소결용 결합재의 사전 처리방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피복재를 마련하는 단계에서,
    상기 산화칼슘 함유 부산물은 용선 예비처리 더스트, 석회 슬러지, 슬래그 및 생석회 더스트 중에서 1종 이상을 포함하는 소결용 결합재의 사전 처리방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결합재와 피복재를 혼합하는 단계에서,
    상기 혼합된 결합재와 피복재의 전체 중량에 대해, 상기 피복재는 5 내지 30 중량%인 소결용 결합재의 사전 처리방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하는 단계에서,
    상기 코팅된 결합재의 전체 중량에 대해, 입도가 0.25 내지 3mm인 코팅된 결합재는 55 중량% 이상인 소결용 결합재의 사전 처리방법.
  8. 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하고, 평균 입도가 5mm 이상인 결합재를 공급하는 결합재 공급기;
    산화칼슘의 함량이 40 내지 50중량% 이고, 평균입도가 20 내지 30㎛인 산화칼슘 함유 부산물을 포함하는 피복재를 공급하는 피복재 공급기;
    상기 결합재와 상기 피복재를 혼합하는 혼합기;
    상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 상기 분쇄된 결합재의 표면 상에 상기 피복재를 코팅하는 분쇄기; 및
    상기 피복된 결합재가 저장되는 저장빈;을 포함하는 소결용 결합재의 사전 처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 결합재 공급기로부터 상기 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 결합재는 상기 저장빈으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 결합재는 상기 혼합기로 분급하는 제1스크린;을 더 포함하는 소결용 결합재의 사전 처리장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 분쇄기로부터 상기 코팅된 결합재를 공급받아 일정 입도 이하의 코팅된 결합재는 상기 저장빈으로 분급하고, 일정 입도를 초과하는 코팅된 결합재는 상기 분쇄기로 분급하는 제2스크린;을 더 포함하는 소결용 결합재의 사전 처리장치.
  11. 코크스 및 무연탄 중에서 1종 이상을 포함하고 평균 입도가 5mm 이상인 결합재를 마련하는 단계;
    산화칼슘의 함량이 40 내지 50중량% 이고, 평균입도가 20 내지 30㎛인 산화칼슘 함유 부산물을 포함하는 피복재를 마련하는 단계;
    상기 결합재와 상기 피복재를 혼합하는 단계;
    상기 피복재와 혼합된 결합재를 분쇄하여 상기 분쇄된 결합재의 표면 상에 상기 피복재를 코팅하는 단계;
    상기 코팅된 결합재를 원료물질, 반광 및 부원료물질과 혼합하고 조립하여 괴상화 입자를 제조하는 단계; 및
    상기 괴상화 입자를 소결하는 단계;를 포함하는 소결광 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 괴상화 입자를 제조하는 단계에서,
    상기 괴상화 입자는,
    철광석을 포함하는 60 내지 66 중량%의 원료물질, 석회석, 생석회 및 규석 중에서 1종 이상을 포함하는 9 내지 13 중량%의 부원료물질, 18 내지 22 중량%의 반광, 4 내지 6 중량%의 코팅된 결합재를 포함하는 소결광 제조방법.
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