KR102251037B1 - 소결광 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합시켜 조립하고, 조립 과정에서 요소가 포함된 요소 수용액을 분사하여, 요소를 포함하는 조립물인 소결 배합 원료를 마련하는 과정, 소결기의 대차 내로 상부광 및 소결 배합 원료를 포함하는 소결 원료를 장입하는 과정 및 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면, 소결광 제조시 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX의 배출량을 종래에 비해 감소시킬 수 있다. 또한, 소결광의 강도, 회수율을 확보하고, 종래와 동등한 수준의 결합재를 사용하면서도 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX의 배출량을 종래에 비해 감소시킬 수 있다.
그리고, 소결기 외부로 방출된 NOX 및 SOX를 처리하는 환경 청정 설비의 구동 및 유지를 위한 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

소결광 제조 방법{Method of manufacturing sintered ore}
본 발명은 소결광 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 환경에 유해한 가스의 발생량을 억제하거나, 줄일 수 있는 소결광 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고로의 제선 공정에서 원료로 사용되는 소결광은 철광석과 부원료 및 결합재를 혼합하여 소결 배합 원료를 마련하고, 이를 조립한 후에 소결시켜 제조한다. 여기서, 결합재는 주로 코크스 및 무연탄 중 적어도 하나를 사용한다.
이하, 소결 배합 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정을 간략히 설명한다. 대차 내로 소결 배합 원료가 장입된 후, 대차 내 원료층에 화염이 착화되면, 소결기의 윈드 박스로 인한 외기의 흡입에 의해 결합재가 연소된다. 이에, 대차 내 원료의 온도가 1350℃ 내지 1450℃에 도달하면서 소결 반응이 진행되며, 결합재와 부원료 간의 반응으로 융액이 생성되어, 원료 입자들이 괴성화됨에 따라 소결광이 제조된다.
결합재는 상술한 바와 같이 그 연소에 의해 열을 발생시키므로, 연료 또는 열원으로 명명될 수 있다.
한편, 결합재로 사용되는 무연탄, 코크스 각각에 C(탄소) 외에도, H(수소), O(산소), N(질소), S(황)이 함유되어 있는데, 소결광을 제조하는 과정에서 결합재의 연소에 의해 필연적으로 NOx, SOX 가스가 발생되어 방출된다. 이 NOx, SOX 가스는 대기 오염을 야기하는 문제가 있다.
따라서, NOx, SOX 가스의 배출을 줄이려는 노력이 이루어지고 있다. 예컨대, 발생된 NOx, SOX 가스를 처리하기 위한 환경 청정 설비를 도입하여 활용하고 있다, 그런데, 이는 구동 및 유지에 많은 비용이 들어가는 문제가 있다.
한국공개특허 KR20180060206A
본 발명은 환경에 유해한 가스의 배출량을 감소시킬 수 있는 소결광 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 NOx 및 SOX 가스의 배출을 억제하거나, 줄일 수 있는 소결광 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합시켜 조립하고, 상기 조립 과정에서 요소가 포함된 요소 수용액을 분사하여, 요소를 포함하는 조립물인 소결 배합 원료를 마련하는 과정; 소결기의 대차 내로 상부광 및 상기 소결 배합 원료를 포함하는 소결 원료를 장입하는 과정; 및 상기 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정;을 포함한다.
상기 소결 배합 원료를 마련하는 과정은, 상기 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합하고, 1차 조립하여 1차 조립물을 제조하는 1차 조립 과정; 및 상기 1차 조립물을 재차 조립하여 2차 조립물을 제조하는 2차 조립 과정;을 포함하고, 상기 1차 조립 과정 및 2차 조립 과정 중 적어도 하나의 과정에서 상기 요소 수용액을 분사하는 과정을 포함한다.
상기 1차 조립 과정 및 2차 조립 과정은 물을 분사하는 과정을 포함하고, 상기 요소 수용액을 분사하는데 있어서, 상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사한다.
상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서, 상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 2.5 중량% 이하가 되도록 조절한다.
상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서, 상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 1.5 중량% 이하가 되도록 조절한다.
상기 소결 배합 원료를 마련하는 과정은, 철광석, 제 1 결합재 및 부원료를 혼합 조립하여 제 1 조립물을 마련하는 과정; 제 2 결합재, 칼슘 페라이트 및 요소 수용액을 혼합 및 조립하여 요소를 포함하는 제 2 조립물을 마련하는 과정; 및 상기 제 1 조립물과 제 2 조립물을 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 마련하는 과정;을 포함한다.
상기 제 2 조립물을 마련하는 과정은, 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는 과정; 및 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물을 조립하여 제 2 조립물을 제조하는 과정;을 포함하고, 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는 과정 및 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물을 조립하는 과정 중 적어도 하나의 과정에서 요소 수용액을 분사한다.
상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는 과정 및 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물을 조립하는 과정은 물을 분사하는 과정을 포함하고, 상기 요소 수용액을 분사하는데 있어서, 상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사한다.
상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서, 상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 3 중량% 이하가 되도록 조절한다.
상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서, 상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 2 중량% 미만이 되도록 조절한다.
상기 제 2 결합재의 입경은 상기 제 1 결합재의 입경에 비해 크고, 상기 칼슘 페라이트의 입경은 상기 제 1 및 제 2 결합재의 입경에 비해 작다.
상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는데 있어서, 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물 전체에서, 상기 칼슘 페라이트의 함량을 30 중량% 이하로 조절한다.
상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는데 있어서, 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물 전체에서, 상기 칼슘 페라이트의 함량을 20 중량% 이하로 조절한다.
본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 철광석, 결합재, 부원료, 상부광 및 고형의 요소를 준비하는 과정; 상기 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 마련하는 과정; 소결기의 대차 내로 상기 상부광 및 요소를 장입하는 과정; 상기 대차 내로 장입된 상부광 및 요소 상부에 상기 소결 배합 원료를 장입하는 과정; 상기 대차 내로 장입된 상기 상부광, 요소 및 소결 배합 원료를 포함하는 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정;을 포함한다.
상기 대차 내로 상부광 및 요소를 장입하는 과정은, 상기 대차 내로 상부광을 장입하는 1차 장입 과정; 상기 1차 장입된 상부광 상에 요소를 장입하는 2차 장입 과정;을 포함하고, 상기 2차 장입 과정에서 요소를 단독으로 장입하거나, 요소와 상부광을 함께 장입한다.
상기 대차 내로 요소를 장입하는데 있어서, 상기 요소의 장입량을 상기 대차 내로 장입되는 상부광 전체 무게의 5% 이하로 한다.
상기 대차 내로 요소를 장입하는데 있어서, 상기 요소의 장입량을 상기 대차 내로 장입되는 상부광 전체 무게의 2% 이하로 한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 소결광 제조시 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX의 배출량을 종래에 비해 감소시킬 수 있다. 또한, 소결광의 강도, 회수율을 확보하고, 종래와 동등한 수준의 결합재를 사용하면서도 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX의 배출량을 종래에 비해 감소시킬 수 있다.
그리고, 소결기 외부로 방출된 NOX 및 SOX를 처리하는 환경 청정 설비의 구동 및 유지를 위한 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치를 설명하기 위해 개념적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치를 설명하기 위해 개념적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 대차 내에 상부광 및 고형의 요소가 장입된 상태를 도시한 개념도이다.
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. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한유 요소를 지칭한다.
본 발명은 환경에 유해한 가스의 배출량을 감소시킬 수 있는 소결광 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 NOx 및 SOx 가스의 배출량을 감소시킬 수 있는 소결광 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들에서는 소결광을 제조하는 소결 원료에 요소(Urea, (NH2)2CO)를 포함시켜 소결광을 제조한다.
소결 원료에 포함된 요소는 소결광 제조시에 발생된 NOx 및 SOx 가스를 환경에 유해하지 않은 물질로 변환시켜, 상기 NOX 및 SOX 가스가 그대로 소결기 외부로 배출되는 것을 억제시키는 기능을 한다.
보다 구체적으로 설명하면, 소결 원료에 포함된 요소는 소결 공정 중 그 열에 의해 NH2로 분해된다. 그리고, 분해된 NH2는 소결 공정 중 발생된 NOx를 환원 반응시키며, 이에 NOx가 N2로 환원된다(반응식 1 참조). 그리고, 생성된 N2 가스는 외부로 배출된다. 이와 같이, 소결 원료에 포함된 요소가 소결 공정 중 발생된 NOx를 N2로 환원시킴에 따라, 외부로 배출되는 NOX 양을 줄일 수 있다.
[반응식 1]
NH2 + NOX --> N2 + H2O
또한, 소결 공정 중 발생된 SOx는 요소, H2O, 산소 등과 반응하여 (NH4)2SO4 등의 고체염이 된다. 이와 같이, 소결 원료에 포함된 요소가 소결 공정 중 발생된 SOx를 고체염화시킴에 따라, 외부로 배출되는 SOX 양을 줄일 수 있다. 생성된 고체염은 소결광 내에 존재하게 되는데, ppm 단위로 아주 미량이기 때문에, 소결광의 품질에 영향을 미치지 않거나, 목표 수준 품질의 소결광을 제조하는데 문제가 없다.
NOx는 상술한 바와 같이 요소로부터 분해된 NH2와 반응하며, 이 반응에 의해 상기 NOx가 N2로 환원되는데, 이 반응이 주 반응이다. 하지만, 발생된 NOx 중 일부는 요소, H2O, 산소 등과의 반응을 통해 고체염이 되는 반응(부 반응)을 할 수 있다.
또한, SOx는 상술한 바와 같이 요소, H2O, 산소 등과 반응하며, 이 반응에 의해 상기 SOx가 (NH4)2SO4 등과 같은 고체염이되는데, 이 반응이 주 반응이다. 하지만, 발생된 SOx 중 일부는 요소 또는 요소로부터 분해된 NH2와 반응(부 반응)하여 가스가 되는 반응을 할 수 있다.
이하, 소결기의 대차 내로 장입되며, 요소가 포함된 소결 원료에 대해 설명한다. 여기서, 소결 원료란, 소결광 제조를 위해 대차 내로 장입되는 원료를 의미한다.
소결 원료는 일반적으로, 대차 내 바닥에 장입되는 상부광 및 상부광의 상측으로 장입되며, 철광석, 부원료 및 결합재를 포함하는 소결 배합 원료를 포함한다.
실시예들에 따른 소결 원료는 요소를 포함하는데, 요소가 포함된 소결 배합 원료를 마련하거나, 소결 배합 원료 및 상부광과 별도로 요소를 마련하여 장입할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치를 설명하기 위해 개념적으로 도시한 블록도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 제 1 실시예에 따른 소결광 제조 방법에 대해 설명한다.
제 1 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 요소가 포함된 소결 배합 원료를 제조하는 과정을 포함하는 방법이다. 도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 소결 원료를 마련하는 과정(S100), 마련된 소결 원료를 대차 내로 장입하는 과정(S200) 및 대차 내로 장입된 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정(S300)을 포함한다.
소결 원료를 마련하는 과정(S100)은 요소가 포함된 소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110) 및 상부광을 준비하는 과정(S120)을 포함한다.
소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110)은 철광석, 결합재, 부원료를 준비하는 과정(S111), 요소를 포함하는 수용액(이하, 요소 수용액)을 준비하는 과정(S112) 및 철광석, 결합재, 부원료, 요소 수용액을 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 마련하는 과정(S113)을 포함한다.
또한, 소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110)은 반광을 준비하는 과정을 더 포함할 수 있다. 여기서, 반광은 제조된 소결광 중 고로로 장입되지 못하는 작은 입경의 소결광으로서, 5mm 이하의 입경을 가지는 소결광일 수 있다.
철광석, 결합재 및 부원료를 준비하는 과정(S111)에 있어서, 결합재는 코크스 및 무연탄 중 적어도 하나를 포함하고, 입경이 3mm 미만인 것이 바람직하다. 그리고, 부원료는 석회석, 생석회 및 규석 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상부광은 소결기에서 제조된 소결광 중 10mm 내지 15mm(10mm 이상, 15mm 이하)의 입경을 가지는 소결광일 수 있다. 상부광은 소결기의 대차 내 바닥에 깔리도록 장입되는데, 이 상부광은 소결시 통기성을 확보하고, 대차의 하부에 마련된 그레이트 바 사이로 소결 배합 원료가 유실되는 것을 방지하는 기능을 한다. 또한, 상부광은 소결광이 그레이트 바에 융착되는 것을 방지한다.
요소 수용액은 요소를 함유하는 액상의 물질로서, 용매 및 요소를 포함한다. 여기서 용매는 물(water)일 수 있다. 요소 수용액은 조립 공정에서 물을 분사할 때, 상기 물과 함께 분사된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치는 철광석, 부원료 및 결합재가 저장 또는 수용되는 복수의 호퍼(100), 조립을 위한 물이 저장된 물탱크(300), 요소 수용액이 저장된 요소 저장부(500), 복수의 호퍼(100)로부터 공급된 원료들(철광석, 부원료 및 결합재), 물탱크(300)로부터 제공된 물, 요소 저장부(500)로부터 공급된 요소 수용액을 혼합하고 조립하는 조립부(200)를 포함한다.
또한, 소결 배합 원료 제조 장치는 물탱크(300)와 조립부(200)를 연결하여, 상기 물탱크로부터 제공된 물을 조립부로 분사하는 분사부(400) 및 요소 저장부(500)와 분사부(400)를 연결하여, 상기 요소 저장부(500)로부터 제공된 요소 수용액을 분사부(400)로 공급하는 공급부(600)를 포함한다.
복수의 호퍼(100)는 철광석이 저장된 호퍼, 석회석, 생석회 및 규석 등과 같은 부원료가 저장된 호퍼, 무연탄 및 코크스 중 적어도 하나를 포함하는 결합재가 저장된 호퍼를 포함한다. 또한, 호퍼는 반광이 저장된 호퍼를 더 포함할 수 있다.
조립부(200)는 복수의 호퍼(100)로부터 공급된 철광석, 부원료, 결합재와 요소 저장부(500)로부터 제공된 요소 수용액을 혼합하고, 이 혼합물을 괴성화 즉, 조립한다.
여기서, 철광석, 부원료 및 결합재가 혼합되어 조립된 조립물을 '소결 배합 원료'라 한다. 그리고, 실시예에 따라서 소결 배합 원료에 요소가 포함되거나, 포함되지 않을 수 있다.
조립부(200)는 복수의 믹서 예컨대 2개의 믹서(이하, 제 1 믹서(210) 및 제 2 믹서(220))를 포함하도록 구성될 수 있다. 제 1 및 제 2 믹서(210, 220) 각각은 내부 공간을 가지며, 회전이 가능한 드럼 믹서(drum mixer)일 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 믹서 각각의 내부에는 장입된 원료들을 교반 또는 혼합시키기 위한 블레이드가 마련된 구성일 수 있다.
분사부(400)는 물탱크(300)로부터 제공된 물을 조립부(200) 즉, 제 1 및 제 2 믹서(210, 220) 각각으로 공급하여 분사하는 수단이다. 이러한 분사부(400)는 물탱크(300)와 제 1 믹서(210)를 연결하는 제 1 분사관(410) 및 물탱크(300)와 제 2 믹서(220)를 연결하는 제 2 분사관(420)을 포함한다. 그리고, 제 1 및 제 2 분사관(410, 420) 각각의 연장 경로 상에는 물탱크(300)와의 연통을 제어하는 밸브(411, 421)가 설치될 수 있다.
요소 저장부(500)에는 용매와 요소가 포함된 요소 수용액이 저장되어 있으며, 요소가 소정 함량으로 포함된 수용액이다.
공급부(600)는 요소 저장부(500)로부터 제공된 요소 수용액을 조립부(200)로 공급하는 수단이다. 이러한 공급부(600)는 요소 저장부(500)와 제 1 분사관(410)을 연결하는 제 1 공급관(610) 및 요소 저장부(500)와 제 2 분사관(420)을 연결하는 제 2 공급관(620)을 포함한다. 그리고, 제 1 및 제 2 공급관(610, 620) 각각의 연장 경로 상에는 요소 저장부(500)와의 연통을 제어하는 밸브(611, 621)가 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이 조립부(200)는 철광석, 부원료, 결합재 및 물을 혼합하고, 이 혼합물을 조립하여 조립물 즉, 소결 배합 원료를 제조한다. 보다 구체적으로 설명하면, 제 1 믹서(210)에서 원료들이 혼합 및 1차 조립되고(1차 조립 과정), 1차 조립물이 제 2 믹서(220)로 장입되어 제 2 믹서(220)의 회전 동작에 의해 2차 조립(2차 조립 과정)되는데 이때 조립물의 강도가 보다 강해진다.
이렇게 제 1 및 제 2 믹서(210, 220)가 동작하는 동안, 제 1 실시예에서는 제 1 및 제 2 믹서(210, 220) 중 적어도 하나에 요소 수용액을 분사한다. 다른 말로하면, 제 1 분사관(410)을 통해 제 1 믹서(210) 내로 물이 분사되고, 제 2 분사관(420)을 통해 제 2 믹서(220) 내로 물이 분사될 때, 상기 제 1 및 제 2 분사관(410, 420) 중 적어도 하나에 요소 수용액을 공급한다. 즉, 제 1 공급관(610)과 제 1 분사관(410)을 연통시키거나, 제 2 공급관(620)과 제 2 분사관(420)을 연통시키거나, 제 1 및 제 2 공급관(610, 620) 각각을 제 1 및 제 2 분사관(410, 420)과 연통시켜, 상기 제 1 및 제 2 분사관(410, 420) 중 적어도 하나에 요소 수용액을 공급한다. 이에, 제 1 및 제 2 분사관(410, 420) 중 적어도 하나의 내부에서는 물과 요소 수용액이 혼합되고, 이로 인해 제 1 및 제 2 믹서(210, 220) 중 적어도 하나에서는 물과 요소 수용액이 함께 분사된다.
상술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 믹서(210, 220) 중 적어도 하나에는 물과 요소 수용액이 함께 분사되는데, 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체(물 + 요소 수용액)에 있어서, 요소가 소정 함량의 농도를 가지도록 분사한다. 이때, 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체(물 + 요소 수용액)에서, 요소가 2.5 중량% 이하(0 중량% 초과, 2.5 중량% 이하)로 조절되는 것이 효과적이며, 0.5 중량% 이상, 1.5 중량% 이하로 조절되는 것이 보다 효과적이다. 이는 요소 수용액에서의 요소 함량, 물 분사량 및 요소 수용액 분사량 중 적어도 하나를 조절함으로써 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 소결 배합 원료를 마련하는데 있어서, 제 1 및 제 2 믹서(210, 220)중 적어도 하나에 요소 수용액을 분사하여 마련하며, 이에 대해 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
예컨대, 제 1 공급관(610)을 통해 제 1 분사관(410)으로 요소 수용액을 공급하면, 제 1 분사관(410)을 통해 물과 요소 수용액이 함께 제 1 믹서(210) 내로 공급된다. 제 1 믹서(210) 내에서는 철광석, 부원료, 결합재, 물 및 요소 수용액이 혼합 및 조립된다. 즉, 제 1 믹서(210)로부터 요소가 포함된 1차 조립물이 제조된다. 그리고 1차 조립물은 제 2 믹서(220)로 장입되어 2차 조립됨으로써 소결 배합 원료가 제조된다.
다른 예로, 제 1 공급관(610)을 통해 제 1 분사관(410)으로 요소 수용액을 공급하지 않고, 제 2 공급관(620)을 통해 제 2 분사관(420)으로 요소 수용액을 공급하면, 제 2 분사관(420)을 통해 물과 요소 수용액이 함께 제 2 믹서(220) 내로 공급된다. 이와 같은 경우, 제 1 믹서(210)에서는 철광석, 부원료, 결합재, 물이 혼합 및 조립된 1차 조립물이 제조된다. 이후, 제 1 믹서(210)에서 제조된 1차 조립물이 제 2 믹서로 장입되어 2차 조립되는데, 제 2 믹서(220)에는 물과 함께 요소 수용액이 분사되므로, 제 2 믹서(220)에서는 1차 조립물에 요소가 포함된 2차 조립물이 제조된다. 이때, 제 2 믹서(220)에서는 1차 조립물 상에 물과 요소 수용액이 분사되므로, 상기 제 2 믹서(220)에서는 요소가 코팅된 2차 조립물 즉, 요소가 코팅된 소결 배합 원료가 제조될 수 있다.
또 다른 예로, 제 1 및 제 2 공급관(610, 620) 각각이 제 1 및 제 2 분사관(410, 420)으로 요소 수용액을 공급하여, 제 1 및 제 2 믹서(210, 220) 내부로 물과 함께 요소 수용액을 분사할 수 있다. 이와 같은 경우, 제 1 믹서(210) 내에서 철광석, 부원료, 결합재, 물, 요소 수용액이 혼합 및 조립된 1차 조립물이 제조된다. 그리고, 제 1 믹서(210)에서 제조된 요소를 포함하는 1차 조립물이 제 2 믹서(220)로 장입되어 2차 조립되는데, 이때 물과 함께 요소 수용액이 분사된다. 이에, 제 2 믹서(220)에서는 요소가 코팅된 2차 조립물 즉, 요소가 코팅된 소결 배합 원료가 제조될 수 있다.
소결 원료를 대차 내로 장입하는 과정(S200)은 소결광 제조를 위한 준비된 소결 원료를 대차 내로 장입하는 과정이다. 여기서, 소결 원료는 준비된 상부광과 소결 배합 원료를 포함하며, 상기 소결 배합 원료는 요소를 포함하고 있다. 그리고, 상부광, 소결 배합 원료 순으로 장입시켜, 대차 내 바닥에 상부광, 상부광 상에 소결 배합 원료가 적재되도록 한다.
대차 내로 요소가 포함된 소결 원료가 장입되면, 상기 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조한다(S300). 이를 위해, 대차 내 장입된 소결 배합 원료 표층에 화염을 착화시킨다. 화염이 착화되면, 소결기의 윈드 박스로 인한 외기의 흡입에 의해 결합재가 연소된다. 이후 대차 내 소결 원료의 온도가 1350℃ 내지 1450℃에 도달하면서 소결 반응이 진행되며, 결합재와 부원료 간의 반응으로 융액이 생성되어, 원료 입자들이 괴성화됨에 따라 소결광이 제조된다.
이렇게, 소결 원료가 소결되는 과정에서, 결합재인 무연탄 또는 코크스의 연소에 의해 환경에 유해한 NOx, SOx 가스가 발생된다. 이때, 발생된 NOx, SOx 가스는 소결 배합 원료에 포함된 요소에 의해 환경에 유해하지 않은 다른 가스로 변환되거나, 고체염이 된다.
보다 구체적으로 설명하면, 소결 배합 원료에 포함된 요소가 소결 공정에 의한 열에 의해 NH2로 분해된다. 그리고, NH2와 소결 공정 중 발생된 NOx가 반응하여 상기 NOx가 N2로 환원된다(반응식 1 참조). 또한, 소결 공정 중 발생된 SOx는 요소((NH2)2CO)), H2O, 산소 등과 반응하여 (NH4)2SO4 등의 고체염이 된다.
이와 같이, 소결 원료에 포함된 요소에 의해 소결 공정 중에 발생된 NOx가 N2로 환원되고, SOx가 (NH4)2SO4 등의 고체염이 됨에 따라, NOx 및 SOx의 배출량을 종래에 비해 줄일 수 있다.
표 1은 비교예 및 제 1 실시예에 따른 소결 원료를 이용하여 소결광을 제조하였을 때, 회수율(%), 결합재 원단위(kg/t-s), 강도(%)와, 소결기 외부로 배출되는 NOx, SOx 가스의 배출량을 나타낸 표이다.
표 1에서 제 1 실험예는 비교예에 따른 소결 원료를 이용한 것으로, 비교예에 따른 소결 원료는 철광석, 부원료, 결합재 및 반광을 포함하는 소결 배합 원료와, 상부광을 포함한다.
그리고, 제 2 내지 제 6 실험예는 제 1 실시예에 따른 소결 원료를 이용한 것으로, 제 2 내지 제 6 실험예에 따른 소결 원료는 소결 배합 원료 및 상부광을 포함한다. 여기서, 소결 배합 원료는 철광석, 부원료, 결합재, 반광 및 요소를 포함한다.
제 1 내지 제 6 실험예 각각의 부원료는 석회석, 생석회 및 규석을 포함한다. 그리고, 제 1 내지 제 6 실험예 각각의 결합재는 코크스 및 무연탄을 포함하며, 상기 코크스와 무연탄을 1 : 1의 비율로 혼합하였다.
제 2 내지 제 6 실험예에서 요소를 포함하는 소결 배합 원료는 위에서 설명한 도 2의 소결 배합 원료 제조 장치를 이용하여 제조하였다. 보다 구체적으로는, 제 1 및 제 2 믹서 동작시에, 상기 제 1 및 제 2 믹서 각각으로 물과 함께 요소 수용액을 공급하여, 요소를 포함하는 소결 배합 원료를 제조하였다.
그리고, 제 2 내지 제 6 실험예에 따른 소결 배합 원료를 제조하는데 있어서, 요소의 함량이 각기 다르도록 제조하였다. 즉, 제 1 및 제 2 믹서 각각으로 물과 요소 수용액을 공급할 때, 상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체(물 + 요소 수용액)에 있어서, 요소의 함량이 0.5 중량%(제 2 실험예), 1.0 중량%(제 3 실험예), 1.5 중량%(제 4 실험예), 2.0 중량%(제 5 실험예), 2.5 중량%(제 6 실험예)가 되도록 하여 분사하여 제조하였다.
표 1에서 요소 함량(중량%)은 앞에서 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 믹서 각각으로 물과 요소 수용액을 공급할 때, 상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체(물 + 요소 수용액)에 있어서 요소의 함량을 의미한다.
또한, 표 1에서 회수율(%)은 소결기에서 제조된 소결광 전체에 있어서, 입경이 5mm 이상인 소결광의 무게 비율(%)을 의미한다. 또한, 결합재 원단위(kg/t-s)는 소결광 1톤(ton)을 생산하기 위해 사용된 결합재의 양이다.
강도(%)는 회전 강도로서, 제조된 소결광 중 입경이 10mm 이상인 소결광을 드럼에 장입하여 회전시킨 후에 입경이 6.3mm 이상인 소결광의 무게 비율(%)을 산출한 것이다. 즉, 드럼에 장입된 소결광(입경이 10mm 이상)을 전체로 하고, 상기 드럼을 회전시킨 뒤에 그 입경이 6.3mm 이상인 소결광의 무게 비율(%)을 산출하며, 이를 강도(%)로 한다.
SOX 및 NOX의 배출량은 소결기의 대치 밖으로 배출되는 가스를 수집하고, 수집된 가스 내 SOX 및 NOX 각각의 함량을 측정하여 획득하였다.
구분 제 1 실험예 제 2 실험예 제 3 실험예 제 4 실험예 제 5 실험예 제 6 실험예
요소 함량(중량%) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
회수율(%) 73.0 73.1 73.4 73.5 73.2 73.1
결합재 원단위(kg/t-s) 72.5 72.4 72.2 72.1 72.3 72.4
강도(%) 72.0 71.9 72.1 72.2 72.0 71.9
SOx 배출량(ppm) 706 614 420 380 378 373
NOx 배출량(ppm) 254 243 235 230 240 245
표 1을 참조하면, 제 1 내지 제 6 실험예는 회수율, 결합재 원단위 및 강도가 유사한 수준이나, 요소를 포함하는 소결 원료를 이용한 제 2 내지 제 6 실험예가 그렇지 않은 제 1 실험예에 비해 NOX 및 SOX 배출량이 감소됨을 확인할 수 있다. 이로 부터, 제 1 실시예에 따른 소결 원료를 이용할 때 종래와 유사한 수준의 회수율, 결합재 원단위 및 강도를 가지면서도, 환경에 유해한 NOX 및 SOX 의 배출량을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
제 2 내지 제 6 실험예를 비교하면, SOx의 경우, 분사되는 액상물(물 + 요소 수용액) 중 요소의 함량이 0.5 중량%에서 1.5 중량%로 증가함에 따라 SOX 배출량 감소율이 커진다. 그러나, 1.5 중량%를 초과하는 범위에서는 요소의 함량이 증가할 수록 SOX 배출량 감소 폭이 감소한다. 또한, NOx의 경우 분사되는 액상물(물 + 요소 수용액) 중 요소의 함량이 0.5 중량%에서 1.5 중량%로 증가함에 따라 NOx 배출량이 감소하나, 1.5 중량%를 초과하는 범위에서는 요소의 함량이 증가할 수록 NOx 배출량 증가하는 경향을 보인다.
이로 부터, 요소 수용액의 투입 대비 효과 발현 측면에서 볼 때, 액상물(물 + 요소 수용액) 중 요소의 함량이 1.5 중량% 이하인 것이 효과적이고, 0.5 중량% 이상, 1.5 중량% 이하인 것이 보다 효과적임을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치를 설명하기 위해 개념적으로 도시한 블록도이다.
요소를 포함하는 소결 배합 원료를 제조하는 과정은 상술한 제 1 실시예에 한정되지 않고, 이외 다른 방법으로 제조할 수 있다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결광 제조 방법 및 소결 배합 원료 제조 장치에 대해 설명한다. 이때, 위에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 3을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 소결 원료를 마련하는 과정(S100), 마련된 소결 원료를 대차 내로 장입하는 과정(S200) 및 대차 내로 장입된 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정(S300)을 포함한다.
소결 원료를 마련하는 과정(S100)은 요소가 포함된 소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110) 및 상부광을 준비하는 과정(S120)을 포함한다.
여기서, 소결 원료를 대차 내로 장입하는 과정(S200) 및 대차 내로 장입된 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정(S300)은 제 1 실시예에서 설명한 방법과 동일하다.
소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110)은 철광석, 제 1 결합재, 부원료를 준비하는 과정(S111a), 제 2 결합재 및 칼슘 페라이트를 준비하는 과정(S111b), 요소를 포함하는 수용액 즉, 요소 수용액을 준비하는 과정(S112), 철광석, 제 1 결합재, 부원료를 혼합 및 조립하여 제 1 조립물을 마련하는 과정(S111c), 제 2 결합재, 칼슘 페라이트 및 요소 수용액을 혼합 및 조립하여 요소가 포함된 제 2 조립물을 마련하는 과정(S111d), 제 1 조립물과 요소가 포함된 제 2 조립물을 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 마련하는 과정(S113)을 포함한다.
또한, 소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110)은 반광을 준비하는 과정을 더 포함할 수 있고, 제 1 조립물을 마련하는 과정(S111c)에서 반광을 함께 혼합 및 조립할 수 있다.
제 1 및 제 2 결합재는 코크스 및 무연탄 중 적어도 하나를 포함한다. 그리고 제 2 조립물을 제조하기 위한 제 2 결합재의 입경은 제 1 결합재의 입경에 비해 큰 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 제 1 조립물을 제조하기 위한 제 1 결합재는 입경이 3mm 미만, 제 2 조립물을 제조하기 위한 제 2 조립물은 입경이 3mm 이상으로 마련되는 것이 바람직하다.
칼슘 페라이트(calcium ferrite)는 주 성분이 CaO 및 Fe2O3인 재료로서, 그 입경이 제 1 및 제 2 결합재의 입경에 비해 작은 것이 바람직하며, 1mm 미만으로 마련되는 것이 보다 바람직하다. 칼슘 페라이트(calcium ferrite)는 NOx가 요소로부터 분해된 NH2와 반응하여 N2로 환원되는데 있어서, NOx를 N2로 환원시키는 촉매 역할을 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치는 철광석, 부원료 및 제 1 결합재가 저장 또는 수용되는 복수의 제 1 호퍼(100), 복수의 제 1 호퍼(100)로부터 제공된 철광석 부원료 및 제 1 결합재를 혼합하고 조립하는 제 1 조립부(200), 조립을 위해 제 1 조립부(200)로 공급할 물이 저장된 제 1 물탱크(300a), 제 1 물탱크(300a)와 제 1 조립부(200)를 연결하여, 상기 제 1 물탱크(300a)로부터 제공된 물을 제 1 조립부(200)로 분사하는 제 1 분사부(400)를 포함한다.
또한, 소결 배합 원료 제조 장치는 제 2 결합재 및 칼슘 페라이트가 저장 또는 수용되는 복수의 제 2 호퍼(700), 요소 수용액이 저장된 요소 저장부(500), 복수의 제 2 호퍼(700)로부터 공급된 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하고 조립하는 제 2 조립부(800), 조립을 위해 제 2 조립부(800)로 공급할 물이 저장된 제 2 물탱크(300b)를 포함한다.
그리고, 소결 배합 원료 제조 장치는 제 2 물탱크(300b)와 제 2 조립부(800)를 연결하여, 상기 제 2 물탱크(300b)로부터 제공된 물을 제 2 조립부(800)로 분사하는 제 2 분사부(900) 및 요소 저장부(500)와 제 2 분사부(900)를 연결하여, 상기 요소 저장부(500)로부터 제공된 요소 수용액을 제 2 분사부(900)로 공급하는 공급부(600)를 포함한다.
복수의 제 1 호퍼(100), 제 1 조립부(200), 제 1 물탱크(300a)는 제 1 실시예의 호퍼(100), 조립부(200) 및 물탱크(300)와 동일한 구성 및 형태를 가진다.
제 1 조립부(200)는 철광석, 제 1 결합재, 부원료 및 물을 혼합, 조립하여 제 1 조립물을 제조하는 제 1 믹서(210) 및 제 1 믹서(210)에서 제조된 제 1 조립물과 후술되는 제 2 조립부(800)에서 제조되며 요소가 포함된 제 2 조립물을 혼합, 조립시키는 제 2 믹서(220)를 포함한다.
제 1 분사부(400)는 제 1 물탱크로부터 제공된 물을 제 1 및 제 2 믹서(210, 220) 각각으로 공급하여 분사하는 수단으로서, 제 1 물탱크(300a)와 제 1 믹서(210)를 연결하는 제 1 분사관(410) 및 제 1 물탱크(300a)와 제 2 믹서(220)를 연결하는 제 2 분사관(420)을 포함한다. 그리고, 제 1 및 제 2 분사관(410, 420) 각각의 연장 경로 상에는 제 1 물탱크(300a)와의 연통을 제어하는 밸브(411, 421)가 설치될 수 있다.
복수의 제 2 호퍼(700)는 제 2 결합재가 저장된 호퍼, 칼슘 페라이트가 저장된 호퍼를 포함한다.
제 2 조립부(800)는 제 2 호퍼(700)로부터 공급된 제 2 결합재, 칼슘 페라이트, 제 2 물탱크(300b)로부터 제공된 물 및 요소 저장부(500)로부터 제공된 요소 수용액을 혼합하고, 이 혼합물을 조립하여 요소를 포함하는 제 2 조립물을 제조한다. 이러한 제 2 조립부(800)는 원료들을 혼합하는 교반 믹서(810) 및 교반 믹서(810)에서 혼합된 원료들을 조립하는 조립기(800)를 포함하도록 구성될 수 있다. 여기서, 교반 믹서(810)는 드럼통 및 상기 드럼통 내부에서 회전하는 임펠러를 포함하는 고속 교반 믹서일 수 있다. 그리고, 조립기(800)는 내부 공간을 가지고, 원반형 또는 디스크 형상이며, 직경 방향의 중심을 축으로 하여 회전하는 드럼을 포함하는 펠렛타이저일 수 있다.
제 2 분사부(900)는 제 2 물탱크(300b)로부터 제공된 물을 제 2 조립부(800) 즉, 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 각각으로 공급하여 분사하는 수단이다. 이러한 제 2 분사부(900)는 제 2 물탱크(300b)와 교반 믹서(810)를 연결하는 제 3 분사관(930), 제 2 물탱크(300b)와 조립기(800)를 연결하는 제 4 분사관(940)을 포함한다. 그리고, 제 3 및 제 4 분사관(930, 940) 각각의 연장 경로 상에는 제 2 물탱크(300b)와의 연통을 제어하는 밸브(931, 941)가 설치될 수 있다.
요소 저장부(500)에는 용매와 요소가 포함된 요소 수용액이 저장되어 있으며, 요소가 소정 함량으로 포함된 수용액일 수 있다.
공급부(600)는 요소 저장부(500)로부터 제공된 요소 수용액을 제 2 조립부(800)로 공급하는 수단이다. 이러한 공급부(600)는 요소 저장부(500)와 제 3 분사관(930)을 연결하는 제 1 공급관(610) 및 요소 저장부(500)와 제 4 분사관(940)을 연결하는 제 2 공급관(620)을 포함한다. 그리고, 제 1 및 제 2 공급관(610, 620) 각각의 연장 경로 상에는 요소 저장부(500)와의 연통을 제어하는 밸브(611, 621)가 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이 제 2 조립부(800)는 제 2 결합재, 칼슘 페라이트 및 물을 혼합하고, 이 혼합물을 조립하여 조립 즉, 제 2 조립물을 제조한다. 보다 구체적으로 설명하면, 교반 믹서(810)에서 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합되고, 이 혼합물이 조립기(800)로 장입되면, 조립기의 동작에 의해 펠렛(pallet) 즉, 제 2 조립물이 제조된다.
여기서, 교반 믹서(810)에서 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합될 때, 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 포함하는 혼합물 전체에 있어서, 칼슘 페라이트의 함량이 30 중량% 이하(0 중량% 초과, 30 중량% 이하)로 하는 것이 바람직하고, 20 중량% 이하(0 중량% 초과, 20 중량% 이하)로 하는 것이 보다 효과적이다.
이렇게 교반 믹서(810) 및 조립기(800)가 동작하는 동안, 제 2 실시예에서는 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 중 적어도 하나에 요소 수용액을 분사한다. 다른 말로하면, 제 3 분사관(930)을 통해 교반 믹서(810) 내로 물이 분사되고, 제 4 분사관(940)을 통해 조립기(800) 내로 물이 분사될 때, 상기 제 3 및 제 4 분사관(930, 940) 중 적어도 하나에 요소 수용액을 공급한다. 즉, 제 1 공급관(610)과 제 3 분사관(930)을 연통시키거나, 제 2 공급관(620)과 제 4 분사관(940)을 연통시키거나, 제 1 및 제 2 공급관(620) 각각을 제 3 및 제 4 분사관(930, 940)과 연통시켜, 상기 제 3 및 제 4 분사관(930, 940) 중 적어도 하나에 요소 수용액을 공급한다. 이에, 제 3 및 제 4 분사관(930, 940) 중 적어도 하나의 내부에서는 물과 요소 수용액이 혼합되고, 이로 인해 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 중 적어도 하나에서는 물과 요소 수용액이 함께 분사된다.
상술한 바와 같이, 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 중 적어도 하나에는 물과 요소 수용액이 함께 분사되는데, 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체(물 + 요소 수용액)에 있어서, 요소가 소정 함량의 농도를 가지도록 분사한다. 이때, 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에서, 요소가 3 중량% 이하(0 중량% 초과, 3 중량% 이하)로 조절되는 것이 효과적이며, 1 중량% 이상, 2 중량% 미만으로 조절되는 것이 보다 효과적이다. 이는 요소 수용액에서의 요소 함량, 물 분사량 및 요소 수용액 분사량 중 적어도 하나를 조절함으로써 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이 요소를 포함하는 제 2 조립물을 마련하는데 있어서, 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 중 적어도 하나에 요소 수용액을 분사하여 마련하며, 이에 대해 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
예컨대, 제 1 공급관(610)을 통해 제 3 분사관(930)으로 요소 수용액을 공급하면, 제 3 분사관(930)을 통해 물과 요소 수용액이 함께 교반 믹서(810) 내로 공급된다. 이에, 교반 믹서(810)에서는 제 2 결합재, 칼슘 페라이트, 물 및 요소 수용액이 혼합된다. 즉, 교반 믹서(810)에서 요소가 포함된 혼합물이 제조된다. 그리고 이 혼합물은 조립기(800)로 장입되어 조립됨으로써 요소가 포함된 제 2 조립물이 제조된다.
다른 예로, 제 1 공급관(610)을 통해 제 3 분사관(930)으로 요소 수용액을 공급하지 않고, 제 2 공급관(620)을 통해 제 4 분사관(940)으로 요소 수용액을 공급하면, 제 4 분사관(940)을 통해 물과 요소 수용액이 함께 조립기(800) 내로 공급된다. 이와 같은 경우, 교반 믹서(810)에서는 제 2 결합재, 칼슘 페라이트 및 물이 혼합된다. 이후, 교반 믹서(810)에서 혼합된 혼합물이 조립기(800)로 장입되어 조립되는데, 조립기(800)에는 물과 함께 요소 수용액이 분사되므로, 조립기(800)에서 요소가 포함된 또는 요소가 코팅된 제 2 조립물이 제조된다.
또 다른 예로, 제 1 및 제 2 공급관(610, 620) 각각이 제 3 및 제 4 분사관(930, 940)로 요소 수용액을 공급하여, 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 내부로 물과 함께 요소 수용액을 분사할 수 있다. 이와 같은 경우, 교반 믹서(810)에서 제 2 결합재, 칼슘 페라이트 물 및 요소 수용액이 혼합된 혼합물이 제조된다. 그리고 이 혼합물은 조립기(800)로 장입되어 조립되는데, 이때 물과 함께 요소 수용액이 분사된다. 이에, 조립기(800)에서는 요소가 코팅된 제 2 조립물이 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 2 조립부(800)에서 제 2 결합재, 칼슘 페라이트 물 및 요소 수용액이 혼합되어 조립되는데 있어서, 제 2 결합재의 입자 표면에 칼슘 페라이트가 부착 또는 코팅되는 형태로 조립될 수 있다. 이는 제 2 결합재의 입경이 3mm 이상으로 크고, 칼슘 페라이트는 그 입경이 1mm 이하로 작기 때문이다. 이렇게 제 2 결합재 입자 표면에 칼슘 페라이트가 부착되는 형태로 조립될 때, 그렇지 않은 경우에 비해 NOX를 N2로 환원시키는 촉매 기능이 보다 활성화될 수 있다.
제 2 조립부(800)에서 제조된 요소를 포함하는 제 2 조립물은 제 1 조립부(200)의 제 2 믹서(220)로 공급된다. 이후, 제 2 믹서(220)에서 제 1 조립물, 제 2 조립물 및 물이 혼합, 조립되며, 이에 요소가 포함된 소결 배합 원료가 제조된다.
이와 같은 방법으로 요소가 포함된 소결 배합 원료가 마련되면, 대차 내로 상부광 및 소결 배합 원료를 장입한다(S200). 이후, 대차 내로 장입된 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조한다(S300).
소결 원료가 소결되는 과정에서, 결합재인 무연탄 또는 코크스의 연소에 의해 환경에 유해한 NOx, SOx 가스가 발생된다. 이때, 발생된 NOx, SOx 가스는 소결 배합 원료에 포함된 요소에 의해 환경에 유해하지 않은 다른 가스로 변환되거나, 고체염이 된다. 이에, 소결 공정 중 발생된 NOx 및 SOx가 그대로 외부로 배출되는 양을 종래에 비해 줄일 수 있다.
표 2는 비교예 및 제 2 실시예에 따른 소결 원료를 이용하여 소결광을 제조하였을 때, 회수율(%), 결합재 원단위(kg/t-s), 강도(%)와, 소결기 외부로 배출되는 NOx, SOx 가스의 배출량을 나타낸 표이다.
표 2에서 제 1 실험예는 표 1의 제 1 실험예와 동일하다. 즉, 제 1 실험예는 비교예에 따른 소결 원료를 이용한 것으로, 비교예에 따른 소결 원료는 철광석, 부원료, 결합재, 반광을 포함하는 소결 배합 원료와 상부광을 포함하고, 요소를 포함하지 않는다.
그리고, 제 7 내지 제 13 실험예는 제 2 실시예에 따른 소결 원료를 이용한 것으로, 제 7 내지 제 13 실험예에 따른 소결 원료는 철광석, 부원료, 결합재, 반광 및 요소를 포함하는 소결 배합 원료와, 상부광을 포함한다.
제 1 실험예, 제 7 내지 제 13 실험예 각각의 부원료는 석회석, 생석회 및 규석을 포함한다. 그리고, 제 1 실험예, 제 7 내지 제 13 실험예 각각의 결합재는 코크스 및 무연탄을 포함하며, 상기 코크스와 무연탄을 1 : 1의 비율로 혼합하였다.
제 7 내지 제 13 실험예에서 요소를 포함하는 소결 배합 원료는 위에서 설명한 도 4의 소결 배합 원료 제조 장치를 이용하여 제조하였다. 보다 구체적으로는, 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 동작시에, 상기 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 각각으로 물과 함께 요소 수용액을 공급하여, 요소를 포함하는 소결 배합 원료를 제조하였다.
그리고, 제 7 내지 제 13 실험예에 따른 소결 배합 원료를 제조하는데 있어서, 요소의 함량이 다르도록 제조하였다. 즉, 교반 믹서(810) 및 조립기(800) 각각으로 물과 요소 수용액이 공급될 때, 상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체(물 + 요소 수용액)에 있어서, 요소의 함량이 1.0 중량%(제 7 및 제 8 실험예), 2.0 중량%(제 9 내지 제 11 실험예), 3.0 중량%(제 12 및 제 13 실험예)가 되도록 하여 분사하여 제조하였다.
또한, 제 7 내지 제 13 실험예에 따른 소결 배합 원료를 제조하는데 있어서, 칼슘 페라이트의 함량이 다르도록 제조하였다. 즉, 교반 믹서(810)에서 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는데 있어서, 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합한 혼합물 전체(제 2 결합재 + 칼슘 페라이트)에 있어서, 칼슘 페라이트의 함량이 10 중량%(제 7, 제 9, 제 12 실험예), 20 중량%(제 8, 제 10 및 제 13 실험예), 30 중량%(제 11 실험예)가 되도록 제조하였다.
구분 제 1 실험예 제 7 실험예 제 8 실험예 제 9 실험예 제 10 실험예 제 11 실험예 제 12 실험예 제 13 실험예
요소 함량(중량%) 0 1 1 2 2 2 3 3
칼슘 페라이트 함량(중량%) 0 10 20 10 20 30 10 20
회수율(%) 73.0 73.2 73.3 72.9 72.8 71.7 72.6 72.7
결합재 원단위(kg/t-s) 72.5 72.3 72.1 72.6 72.7 73.4 72.8 72.7
강도(%) 72.0 72.2 72.3 72.1 71.9 71.2 71.8 71.9
SOx 배출량(ppm) 706 603 601 567 560
 557 569 563
NOx 배출량(ppm) 254 234 220 228 217 213 238 232
표 2를 참조하면, 제 1, 제 7 내지 제 13 실험예는 회수율, 결합재 원단위 및 강도가 유사한 수준이나, 요소 및 칼슘 페라이트를 포함하는 소결 원료를 이용한 제 7 내지 제 13 실험예가 그렇지 않은 제 1 실험예에 비해 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX 량이 감소됨을 확인할 수 있다. 이로 부터, 제 2 실시예에 따른 소결 원료를 이용할 때 종래와 유사한 수준의 회수율, 결합재 원단위 및 강도를 가지면서도, 환경에 유해한 NOX 및 SOX 배출량을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
그리고, 제 7 내지 제 13 실험예에서, 요소의 함량이 2 중량% 이상인 제 9 내지 제 13 실험예의 경우, 제 1 실험예에 비해 회수율 및 소결광의 강도가 소량 비율로 감소되고, 결합재 원단위가 소정량 증가하는 경향을 보였다. 그러나, 제 7 내지 제 13 실험예의 회수율, 강도 및 결합재 원단위는 소결광의 품질 또는 소결광의 제조에 있어서 문제가 되는 수준은 아니다.
하지만, NOX 및 SOX 배출량 감소 뿐만아니라, 회수율, 결합재 원단위 및 강도를 고려한다면, 요소의 함량이 2 중량% 미만인 것이 효과적이며, 1 중량% 이상, 2 중량% 미만인 것이 보다 효과적이다.
또한, 제 7 내지 제 13 실험예를 보면, 동일한 요소 함량에서, 칼슘 페라이트의 함량이 클수록 NOX 배출량이 감소됨을 확인할 수 있다. 이는, 칼슘 페라이트의 주성분인 CaO 및 F2O3가 NOX를 N2로 환원시키는 촉진제 역할을 하기 때문이다.
한편, SOX의 경우 칼슘 페라이트의 함량 증가에 따른 배출량 감소율이 NOX에 비해 미미 하지만, 상술한 바와 같이, 요소 및 칼슘 페라이트를 포함하는 소결 원료를 이용한 제 7 내지 제 13 실험예가 그렇지 않은 제 1 실험예에 비해 소결기 외부로 배출되는 SOX 배출량이 감소됨을 알 수 있다.
그리고, 제 7 실험예와 제 8 실험예를 보면 1 중량%의 동일한 요소 함량 조건에서, 칼슘 페라이트의 함량이 10 중량% 일 때에 비해 20 중량%로 증가되었을 때 소결광의 강도가 증가되었으며, 종래인 제 1 비교예에 비해서도 그 강도가 증가되었다. 또한, 제 12 실험예와 제 13 실험예를 보면 3 중량%의 동일한 요소 함량 조건에서, 칼슘 페라이트의 함량이 10 중량% 일 때에 비해 20 중량%로 증가되었을 때 소결광의 강도가 증가되었으며, 종래인 제 1 비교예와 유사한 수준이다.
그런데, 제 9 내지 제 11 실험예를 보면 2 중량%의 동일한 요소 함량 조건에서, 칼슘 페라이트의 함량이 10 중량%(제 9 실험예), 20 중량%(제 10 실험예) 일 때 소결광의 강도가 제 1 실험예에 비해 높거나, 제 1 실험예와 유사한 수준이나, 칼슘 페라이트 함량이 30 중량%(제 11 실험예)일 때 소결광의 강도가 제 1 실험예에 비해 낮다. 여기서, 제 11 실험예의 강도는 소결광의 품질 또는 소결광의 제조에 있어서 문제가 되는 수준은 아니다.
하지만, NOX 및 SOX 배출량 감소 뿐만아니라, 강도를 고려한다면, 요소의 함량을 2 중량%로 할 때, 칼슘 페라이트의 함량을 20 중량% 이하가 되도록 조절하는 것이 효과적이고, 10 중량% 이상, 20 중량% 이하로 하는 것이 보다 효과적이다.
즉, 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체(물 + 요소 수용액에 있어서, 요소가 2 중량%가 되도록 분사하는 경우, 교반 믹서에서 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합할 때, 혼합물 전체(제 2 결합재 + 칼슘 페라이트)에 있어서 칼슘 페라이트의 함량이 20 중량% 이하가 되도록 조절하는 것이 효과적이며, 10 중량% 이상, 20 중량% 이하로 하는 것이 보다 효과적이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6은 대차 내에 상부광 및 고형의 요소가 장입된 상태를 도시한 개념도이다.
상술한 제 1 및 제 2 실시예에서는 소결 원료를 마련하는데 있어서, 요소를 포함하는 소결 배합 원료를 제조하여 마련하였다. 즉, 철광석, 부원료, 결합재를 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 제조하는데 있어서, 요소를 더 포함하도록 제조하였다.
하지만, 제 1 및 제 2 실시예와 같이 소결 배합 원료에 요소가 포함되지 않고, 요소를 별도로 마련하여 대차 내로 장입시킬 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 제 3 실시예에 따른 소결광 제조 방법에 대해 설명한다. 제 3 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 소결 배합 원료와 별도로 요소를 준비하는 과정을 포함한다.
도 5를 참조하면, 제 3 실시예에 따른 소결광 제조 방법은 소결 원료를 마련하는 과정(S100), 마련된 소결 원료를 대차 내로 장입하는 과정(S200) 및 대차 내로 장입된 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정(S300)을 포함한다.
소결 원료를 마련하는 과정(S100)은 소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110), 고형의 요소를 준비하는 과정(S112) 및 상부광을 준비하는 과정(S120)을 포함한다.
소결 배합 원료를 마련하는 과정(S110)은 철광석, 결합재, 부원료를 준비하는 과정(S111) 및 철광석, 결합재, 부원료를 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 제조하는 과정(S113)을 포함한다. 또한, 소결 배합 원료를 마련하는 과정은 반광을 준비하는 과정을 더 포함할 수 있고, 소결 배합 원료를 마련하는 과정에서 철광석, 결합재, 부원료를 혼합 조립하는데 있어서 반광을 더 혼합하여 조립할 수 있다.
그리고, 소결 배합 원료를 마련하는데 있어서, 도 2에 도시된 제 1 실시예에 따른 소결 배합 원료 제조 장치를 이용하여 제조할 수 있다. 즉, 복수의 호퍼(100)로부터 제 1 믹서(210)로 철광석, 부원료 및 결합재를 공급하고, 상기 제 1 믹서(210)에서 물을 분사하면서 이들을 혼합하고, 1차 조립한다. 그리고 제 1 믹서(210)에서 제조된 1차 조립물은 제 2 믹서(220)로 장입된 후 2차 조립된다.
이렇게 철광석, 부원료 및 결합재를 혼합 및 조립하여 조립물을 제조하는데 있어서, 제 3 실시예에서는 제 1 실시예에서와 같이 제 1 및 제 2 믹서(210, 220)에 요소 수용액을 분사하지 않는다. 이에, 요소를 포함하지 않은 조립물 즉, 소결 배합 원료가 제조된다.
제 3 실시예에서는 요소를 준비하는데 있어서, 고형의 입자 상태로 준비하며, 이 고형의 요소는 상부광과 함께 대차로 장입된다. 고형의 요소를 준비하는데 있어서, 그 입경이 5mm 이상 바람직하게는 5mm 이상, 8mm 이하로 준비하는 것이 바람직하다. 이는 요소의 입경이 5mm 미만인 경우 대차(10) 내 통기성을 악화시킬 수 있고, 이에 따라 소결 반응이 원활하지 않을 수 있기 때문이다. 또한, 요소의 입경이 5mm 미만인 경우, 대차 내 하부를 폐쇄하고 있는 그레이트바(GB)를 통과하여 낙하될 수 있다.
대차(10) 내로 소결 원료를 장입하는 과정(S200)은, 대차(10) 내로 상부광(A) 및 고형의 요소(U)를 장입하는 과정(S210), 상부광(A) 및 고형의 요소(U) 상부에 소결 배합 원료(M)를 장입하는 과정(S220)을 포함한다.
대차(10) 내로 상부광(A) 및 고형의 요소(U)를 장입하는데 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 상부광(A)이 대차 내 바닥에 위치하고, 그 상부에 요소(U)가 적재되도록 장입시키는 것이 바람직하다. 즉, 대차(10) 내에 처음 적재되는 또는 대차(10) 내 바닥에 위치하는 원료가 상부광(A)이 되도록 장입시키는 것이 바람직하다.
요소(U)를 장입하는데 있어서, 소결 배합 원료(M)에 비해 먼저 장입시켜, 요소(U)가 소결 배합 원료(M) 하측에 적재되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 대차(10) 내로 요소(U)를 장입하는데 있어서, 요소(U)의 장입량을 상기 대차(10) 내로 장입되는 상부광(A) 전체 무게의 5% 이하로 하는 것이 효과적이며, 2% 이하로 하는 것이 보다 효과적이다.
상부광(A) 및 요소(U)의 장입이 완료되면, 그 상부로 소결 배합 원료(M)를 장입한다(S22O). 이에, 대차(10) 내에 요소를 포함하는 소결 원료가 장입된 상태가 된다. 이후, 대차(10) 내로 장입된 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조한다(S300).
소결 원료가 소결되는 과정에서, 결합재인 무연탄 또는 코크스의 연소에 의해 환경에 유해한 NOx, SOx 가스가 발생된다. 이때, 발생된 NOx, SOx 가스는 대차(10) 내에 장입된 요소(U)에 의해 환경에 유해하지 않은 다른 가스로 변환되거나, 고체염이 된다. 이에, NOx 및 SOx의 배출량을 종래에 비해 줄일 수 있다.
표 3은 비교예 및 제 3 실시예에 따른 소결 원료를 이용하여 소결광을 제조하였을 때, 회수율(%), 결합재 원단위(kg/t-s), 강도(%)와, 소결기 외부로 배출되는 NOx, SOx 가스의 배출량을 나타낸 표이다.
표 3에서 제 1 실험예는 표 1의 제 1 실험예와 동일하다. 즉, 제 1 실험예는 비교예에 따른 소결 원료를 이용한 것으로, 비교예에 따른 소결 원료는 철광석, 부원료, 결합재 및 반광을 포함하는 소결 배합 원료와 상부광을 포함한다.
그리고, 제 14 내지 제 18 실험예는 제 3 실시예에 따른 소결 원료를 이용한 것으로, 제 14 내지 제 18 실험예에 따른 소결 원료는 철광석, 부원료, 결합재, 반광을 포함하는 소결 배합 원료, 요소 및 상부광을 포함한다.
여기서, 요소는 고형으로 마련되어 대차 내에 별도로 장입되며, 소결 배합 원료 장입 전에 장입되었다.
그리고, 제 14 내지 제 18 실험예에 있어서, 대차 내로 장입되는 요소의 장입량을 각기 다르게 하였다. 즉, 대차 내로 장입되는 요소의 전체 무게가 대차 내로 장입되는 상부광의 전체 무게의 1.0%(제 14 실험예), 2.0%(제 15 실험예), 3.0%(제 16 실험예), 4.0%(제 17 실험예), 5.0%(제 18 실험예)가 되도록 장입하였다.
또한, 제 1 실험예, 제 14 내지 제 18 실험예 각각의 부원료는 석회석, 생석회 및 규석을 포함한다. 그리고, 제 1 실험예, 제 14 내지 제 15 각각의 결합재는 코크스 및 무연탄을 포함하며, 상기 코크스와 무연탄을 1 : 1의 비율로 혼합하였다.
구분 제 1 실험예 제 14 실험예 제 15 실험예 제 16 실험예 제 17 실험예 제 18 실험예
요소 장입량
(%)		 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
회수율(%) 73.0 72.9 72.8 72.4 72.1 71.6
결합재 원단위(kg/t-s) 72.5 72.6 72.7 73.1 73.4 73.9
강도(%) 72.0 72.0 71.9 71.5 71.6 71.2
SOx 배출량(ppm) 706 390 350 349 346 347
NOx 배출량(ppm) 254 232 231 233 234 234
표 3을 참조하면, 제 1 실험예, 제 14 내지 제 18 실험예는 회수율, 결합재 원단위 및 강도가 유사한 수준이나, 요소를 포함하는 소결 원료를 이용한 제 14 내지 제 18 실험예가 그렇지 않은 제 1 실험예에 비해 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX 배출량이 감소됨을 확인할 수 있다. 이로 부터, 제 3 실시예에 따른 소결 원료를 이용할 때 종래와 유사한 수준의 회수율, 결합재 원단위 및 강도를 가지면서도, 환경에 유해한 NOX 및 SOX 배출량을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.
제 14 내지 제 18 실험예를 비교하면, 요소의 장입량에 따라 NOX 및 SOX 배출량이 변한다. 즉, SOX의 경우, 대차로 장입된 요소의 전체 무게가 대차로 장입된 상부광 전체 무게의 2.0% 일 때 까지는, 요소의 장입량 증가에 따른 SOX 감소폭이 크지만, 2.0%를 초과하는 경우 그 감소폭이 완만해지는 경향을 보이고 있다. 또한, NOX의 경우, 대차로 장입된 요소의 전체 무게가 대차로 장입된 상부광 전체 무게의 2.0% 일 때 까지는, 요소의 장입량 증가에 따라 NOX 배출량이 감소되고 있으나, 2.0%를 초과하는 경우 증가되는 경향을 보이고 있다. 이에, 요소의 장입량을 상부광 장입량의 2% 이하로 하는 것이 효과적이고, 1% 이상, 2% 이하로 하는 것이 보다 효과적이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 소결 원료를 이용하여 소결광을 제조함으로써, 소결광 제조시 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX의 배출량을 종래에 비해 감소시킬 수 있다. 또한, 소결광의 강도, 회수율을 확보하고, 종래와 동등한 수준의 결합재를 사용하면서도 소결기 외부로 배출되는 NOX 및 SOX의 배출량을 종래에 비해 감소시킬 수 있다.
그리고, 소결기 외부로 방출된 NOX 및 SOX를 처리하는 환경 청정 설비의 구동 및 유지를 위한 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.
100: 호퍼 200: 조립부
210: 제 1 믹서 220: 제 2 믹서
400: 분사부 400: 요소 저장부
600: 공급부
810: 교반 믹서 820: 조립기

Claims (17)

  1. 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합시켜 조립하고, 상기 조립 과정에서 요소가 포함된 요소 수용액을 분사하여, 요소를 포함하는 조립물인 소결 배합 원료를 마련하는 과정;
    소결기의 대차 내로 상부광 및 상기 소결 배합 원료를 포함하는 소결 원료를 장입하는 과정; 및
    상기 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 소결 배합 원료를 마련하는 과정은,
    상기 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합하고, 1차 조립하여 1차 조립물을 제조하는 1차 조립 과정; 및
    상기 1차 조립물 상으로 상기 요소 수용액을 분사하면서 상기 1차 조립물을 재차 조립하여, 상기 1차 조립물 상에 요소가 코팅된 2차 조립물을 제조하는 2차 조립 과정; 을 포함하는 소결광 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 1차 조립 과정 및 2차 조립 과정은 물을 분사하는 과정을 포함하고,
    상기 요소 수용액을 분사하는데 있어서, 상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는 소결광 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서,
    상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 2.5 중량% 이하가 되도록 조절하는 소결광 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서,
    상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 1.5 중량% 이하가 되도록 조절하는 소결광 제조 방법.
  6. 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합시켜 조립하고, 상기 조립 과정에서 요소가 포함된 요소 수용액을 분사하여, 요소를 포함하는 조립물인 소결 배합 원료를 마련하는 과정;
    소결기의 대차 내로 상부광 및 상기 소결 배합 원료를 포함하는 소결 원료를 장입하는 과정; 및
    상기 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 부원료는 석회석을 포함하며,
    상기 소결 배합 원료를 마련하는 과정은,
    철광석, 제 1 결합재 및 부원료를 혼합 및 조립하여 제 1 조립물을 마련하는 과정;
    제 2 결합재 및 칼슘 페라이트를 혼합 및 조립하여 제 2 조립물을 마련하는 과정; 및
    상기 제 1 조립물과 제 2 조립물을 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 마련하는 과정;
    을 포함하며,
    상기 칼슘 페라이트의 입경은 상기 제 1 및 제 2 결합재의 입경에 비해 작고,
    상기 제 2 조립물을 마련하는 과정은,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는 과정; 및
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물을 조립하면서 요소 수용액을 분사하여 요소가 코팅된 제 2 조립물을 제조하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물이 조립되는 과정에서 상기 제 2 결합재의 표면에 칼슘 페라이트가 부착되게 조립되는 소결광 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는 과정에서 요소 수용액을 분사하는 소결광 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는 과정 및 상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물을 조립하는 과정은 물을 분사하는 과정을 포함하고,
    상기 요소 수용액을 분사하는데 있어서, 상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는 소결광 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서,
    상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 3 중량% 이하가 되도록 조절하는 소결광 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 물과 상기 요소 수용액을 함께 분사하는데 있어서,
    상기 물과 요소 수용액을 합한 액상물 전체에 있어서, 상기 요소가 2 중량% 미만이 되도록 조절하는 소결광 제조 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 2 결합재의 입경은 상기 제 1 결합재의 입경에 비해 큰 소결광 제조 방법.
  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는데 있어서,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물 전체에서, 상기 칼슘 페라이트의 함량을 30 중량% 이하로 조절하는 소결광 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트를 혼합하는데 있어서,
    상기 제 2 결합재와 칼슘 페라이트가 혼합된 혼합물 전체에서, 상기 칼슘 페라이트의 함량을 20 중량% 이하로 조절하는 소결광 제조 방법.
  14. 철광석, 결합재, 부원료, 상부광 및 고형의 입자 상태의 요소를 준비하는 과정;
    상기 철광석, 결합재 및 부원료를 혼합 및 조립하여 소결 배합 원료를 마련하는 과정;
    소결기의 대차 내로 상기 상부광 및 상기 요소를 장입하는 과정;
    상기 대차 내로 장입된 상부광 및 요소 상부에 상기 소결 배합 원료를 장입하는 과정;
    상기 대차 내로 장입된 상기 상부광, 요소 및 소결 배합 원료를 포함하는 소결 원료를 소결시켜 소결광을 제조하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 요소를 준비하는 과정에 있어서, 입경이 5mm 이상의 고형의 요소를 준비하는 소결광 제조 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 대차 내로 상부광 및 요소를 장입하는 과정은,
    상기 대차 내로 상부광을 장입하는 1차 장입 과정;
    상기 1차 장입된 상부광 상에 요소를 장입하는 2차 장입 과정;
    을 포함하고,
    상기 2차 장입 과정에서 요소를 단독으로 장입하거나, 요소와 상부광을 함께 장입하는 소결광 제조 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 대차 내로 요소를 장입하는데 있어서, 상기 요소의 장입량을 상기 대차 내로 장입되는 상부광 전체 무게의 5% 이하로 하는 소결광 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 대차 내로 요소를 장입하는데 있어서, 상기 요소의 장입량을 상기 대차 내로 장입되는 상부광 전체 무게의 2% 이하로 하는 소결광 제조 방법.

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