KR102333177B1 - 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법과 제조장치 - Google Patents

플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법과 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법과 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 함철부산물 또는 비철부산물을 분체 상태 그대로 플라즈마 버너를 이용하여 용융환원시킨 후 불순물을 제거함으로써 공정의 효율성을 도모하고 저황 고순도의 용융환원광을 제조할 수 있는 용융환원광 제조방법과 제조장치에 관한 것이다.
본 발명의 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법은 함철부산물 또는 비철부산물을 포함하는 분체원료와, 환원제를 혼합하면서 수분을 첨가하는 혼합단계와; 스크류피더를 통해 상기 혼합단계에서 수득한 혼합분체를 플라즈마 버너가 장착된 용융환원로의 유입구로 밀어넣는 투입단계와; 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 유입되는 상기 혼합분체에 상기 플라즈마 버너의 화염을 접촉시켜 상기 환원분체를 용융하여 환원시키는 용융환원단계와; 상기 용융환원단계에서 수득한 용융물의 불순물을 제거하는 불순물제거단계와; 상기 불순물이 제거된 용융물을 냉각시켜 용융환원철을 수득하는 냉각단계;를 포함한다.

Description

플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법과 제조장치{manufacturing method of reduced ore using ferrous and nonferrous by-product powder, manufacturing apparatus of reduced ore}
본 발명은 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법과 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 함철부산물 또는 비철부산물을 분체 상태 그대로 플라즈마 버너를 이용하여 용융환원시킨 후 불순물을 제거함으로써 공정의 효율성을 도모하고 저황 고순도의 용융환원광을 제조할 수 있는 용융환원광 제조방법과 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 제철소에서 발생하는 함철 부산물로서 생산가공 공정의 집진지에서 발생되는 분말 상태의 더스트(dust), 수분이 함유된 슬러지, 밀스케일(Mill Scale) 등이 있다.
상기한 더스트, 슬러지 그리고 밀스케일은 대부분이 산업폐기물로서 그동안 폐기물 재활용 차원에서 별도의 제품으로 제조하여 사용하고 있다.
하지만, 더스트, 슬러지, 밀스케일은 등은 대부분 분말 상태이거나, 또는 다량의 수분이 함유된 슬러지로서 단독으로 재활용이 어려운 바, 대한민국 공개특허 제10-2006-0070022호에 개시된 바와 같이 바인더와 혼합한 후 별도의 성형기로 압착하여 단광형태로 제조하여 사용하고 있다.
상기와 같이 단광형태로 제조하여 재활용하는 제품으로는 더스트 단광, SPB(Sludge Pressed Brick), CBP(Cold Bonded Pellet), MSP(Mill Scale Pellet) 제품과 최근에는 단광형태로 제조 후, 별도의 환원로에서 표면만 환원시킨 제품으로 HBI(Hot Briquette Iron), DRI(Direct Reduced Iron) 등이 있다.
이러한 고형화 제품들 즉, 상기 더스트 단광, SPB, CBP, MSP, HBI, DRI 제품들의 사용 용도는 고로, 전로, 전기로에서 주부원료로 냉각제, 산화제, 고철대체제 등으로 사용하게 된다.
그러나, 함철 부산물을 주원료하여 더스트 단광, CBP, SPB를 제조할 경우에는 바인더로 사용하는 당밀, 시멘트, 분정광에는 용선, 용강 제조시 유해성분인 황(S) 함량이 높아 용선, 용강 제조시 품질을 저해하게 되므로 업계에서는 사용을 기피할 수 밖에 없는 점이 있었다.
또한, 더스트를 활용한 대부분의 고형화 제품은 브리켓팅 장치를 통하여 압축 성형시키므로 불순물 제거가 불가하여 제품 성분이 불량하고, 강도가 약해 이송 및 사용시 노내로 투입하는 과정에서 분화 및 붕괴가 쉽게 발생되어 그 사용효과가 현저하게 떨어지는 문제점뿐만 아니라 쉽게 분화 및 붕괴되는 것에 의해 미분이 발생되어 환경오염을 발생시키는 심각한 문제점이 있었다.
또한, 밀스케일과 바인더를 혼합해 브리켓팅장치와 노를 통하여 성형된 MSP는 밀스케일이 산화철(Fe2O3) 상태이므로 M-Fe 함량이 극히 낮아 제품으로 제조되더라도 고철대용으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
그리고, 최근 기술인 DRI와 HBI 제품은 압축 성형 후, 브리켓팅장치를 통하여 고상 소결환원된 제품으로 불순물을 제거시키지 않고 표면만 고상환원시켜 환원철로 제조하더라도 불순물이 함유되어 양질의 용융환원철을 얻을 수 없는 등의 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0976126호에는 함철부산물을 이용한 저[Ｓ] 용융환원철의 제조방법 및 장치가 개시되어 있다.
상기 용융환원철 제조방법은 함철부산물 중 수분이 함유된 제강슬러지와 제강더스트에 환원제와 탈황제를 혼합하여 혼합물(A)을 제조하기 위한 단계(S100)와; 상기 혼합물(A)을 모터(111)로부터 구동력을 전달받아 회전하는 회전체(110)에 투입시켜 성형원료(B)로 제조하기 위한 단계(S200)와; 상기 회전체(110)에 의해 제조된 성형원료(B)를 이송용관체(130)를 통하여 용해로(150)로 투입시기 위한 단계(S300)와; 상기 용해로(150)로 투입된 성형원료(B)를 버너(151)로부터 가열되는 불꽃열을 이용하여 용융물(C)로 용융시키기 위한 단계(S400)와; 상기 용해로(150)를 일측으로 기울여 용융됨으로 인하여 부유된 불순물(D)을 제거시키기 위한 단계(S500)와; 상기 용해로(150)를 타측으로 기울여 불순물(D)이 제거된 용융물(C)을 냉각조(171)로 투입시키기 위한 단계(S600)와; 상기 냉각조(171)로 투입된 용융물(C)에 냉수를 공급하여 냉각시켜 용융환원철(E)로 제조하기 위한 단계(S700)를 포함하여 이루어진다.
상기 용융환원철의 제조방법은 함철 부산물을 용융환원시켜 제작하므로 황의 함량이 낮고 산화철을 환원시킬 수 있다는 장점은 있으나, 함철부산물을 펠렛 형태로 성형한 후 용융시켜 환원철을 제작하므로 공정이 추가되는 문제점이 있다. 또한, 용해로에서 배출되는 용융물로부터 불순물을 제거하기 위한 장치와 공정이 복잡하다.
1. 대한민국 공개특허 제10-2006-0070022호: 제철부산물을 이용한 단광제조 및 단광용융방법 2. 대한민국 등록특허 제10-0976126호: 함철부산물을 이용한 저[Ｓ] 용융환원철의 제조방법 및 장치
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 함철부산물 또는 비철부산물을 분체 상태 그대로 플라즈마 버너를 이용하여 용융환원시킨 후 불순물을 제거함으로써 공정의 효율성을 도모하고 저황 고순도의 용융환원광을 제조할 수 있는 용융환원광 제조방법과 제조장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법은 함철부산물 또는 비철부산물을 포함하는 분체원료와, 환원제를 혼합하면서 수분을 첨가하는 혼합단계와; 스크류피더를 통해 상기 혼합단계에서 수득한 혼합분체를 플라즈마 버너가 장착된 용융환원로의 유입구로 밀어넣는 투입단계와; 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 유입되는 상기 혼합분체에 상기 플라즈마 버너의 화염을 접촉시켜 상기 환원분체를 용융하여 환원시키는 용융환원단계와; 상기 용융환원단계에서 수득한 용융물의 불순물을 제거하는 불순물제거단계와; 상기 불순물이 제거된 용융물을 냉각시켜 용융환원철을 수득하는 냉각단계;를 포함한다.
상기 함철부산물은 자력선별기에 의해 선별된다.
상기 용융환원단계는 상기 플라즈마 버너의 화염이 상기 유입구에 닿게 하여 상기 혼합분체가 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 유입되는 즉시 상기 플라즈마 버너의 화염과 직접 접촉하여 용융된다.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조장치는 함철부산물 또는 비철부산물을 포함하는 분체원료와, 환원제, 수분을 혼합하는 믹서와; 상기 믹서에서 혼합된 혼합분체가 화염에 의해 용융환원되는 용융환원로와; 상기 용융환원로에 형성된 유입구와 연결되도록 상기 용융환원로의 외부에 설치되어 상기 믹서에서 배출되는 혼합분체를 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 밀어넣는 스크류피더와; 상기 용융환원로에 설치되어 상기 혼합분체가 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 유입되는 즉시 상기 화염과 직접 접촉되어 용융될 수 있도록 상기 화염을 상기 유입구에 닿도록 발생시키는 플라즈마 버너와; 상기 용융환원로에서 용융된 용융물의 불순물을 제거하기 위한 불순물제거부와; 상기 불순물이 제거된 용융물을 냉각수로 냉각하기 위한 냉각수분사부;를 구비한다.
상기 불순물제거부는 상기 용융물이 유입되는 분리조와, 상기 분리조에 수용된 상기 용융물의 표면보다 더 높도록 상기 분리조의 내부에 설치되며 상기 융융물에 잠긴 하부는 상기 분리조의 바닥으로부터 이격되는 격벽과, 상기 용융물의 표면으로 부상된 불순물을 제거하기 위한 스키머를 구비한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 함철부산물 또는 비철부산물을 분체 상태 그대로 플라즈마 버너를 이용하여 용융환원시킨 후 불순물을 제거함으로써 공정의 효율성을 도모하고 저황 고순도의 용융환원광을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 함철부산물 또는 비철부산물을 용융시켜 부유된 불순물을 제거시킨 후 냉각시켜 용융환원광을 제조하므로 분화 및 붕괴가 발생되지 않아 용융환원광을 소요처로 이송 및 투입시 분진의 발생이 없어 환경오염을 방지할 수있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 용융환원광의 제조방법을 나타낸 블록도이고,
도 2는 본 발명의 다른 예에 따른 용융환원광의 제조방법을 나타낸 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 용융환원광의 제조장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법과 제조장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1 및 3을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법은 함철부산물 또는 비철부산물을 포함하는 분체원료와 환원제를 혼합하면서 수분을 첨가하는 혼합단계와, 스크류피더를 통해 혼합단계에서 수득한 혼합분체를 플라즈마 버너가 장착된 용융환원로의 유입구로 밀어넣는 투입단계와, 유입구를 통해 용융환원로의 내부로 유입되는 혼합분체에 플라즈마 버너의 화염을 접촉시켜 상기 혼합분체를 용융하여 환원시키는 용융환원단계와, 용융환원단계에서 수득한 용융물의 불순물을 제거하는 불순물제거단계와, 불순물이 제거된 용융물을 냉각시켜 용융환원철을 수득하는 냉각단계를 포함한다. 이하 단계별로 설명한다.
1. 혼합단계
혼합단계에서 분체원료와 환원제를 믹서에서 혼합하여 수분을 첨가한다.
분체원료와 환원제는 60 내지 90중량% : 10 내지 40중량%의 비율로 혼합될 수 있다.
분체원료로 함철부산물 분말 또는 비철부산물 분말을 이용할 수 있다. 또한, 분체원료로 함철부산물 분말과 비철부산물 분말을 함께 이용할 수 있다. 함철 부산물과 비철부산물을 함께 이용하는 경우 함철부산물과 비철부산물은 1:0.5~1의 중량비로 사용될 수 있다.
함철부산물로 제철소 생산가공 공정의 집진지에서 발생하는 분말 상태의 더스트(dust), 수분이 함유된 슬러지(고로 슬러지, 제강슬러지 등), 밀스케일(mill scale) 등을 예로 들 수 있다.
그리고 비철부산물은 비철금속을 함유하는 부산물을 의미한다. 이러한 비철부산물로서 알루미늄, 구리, 아연 등의 제련공정에서 발생되는 슬러지, 광재, 드로스, 더스트 등의 부산물을 예로 들 수 있다.
상술한 분체원료는 평균입도크기가 10 내지 500메쉬일 수 있다.
환원제는 철 또는 비철 금속을 환원시키는 역할을 한다. 환원제로 코크스 분말이나 석탄 분말 등을 이용할 수 있다. 환원제는 평균입도 크기가 100 내지 300메쉬일 수 있다.
분체원료와 환원제는 저장빈에 저장되어 있을 수 있다. 도시된 예에서는 함철 부산물 분말이 저장된 제 1저장빈(1)과, 비철부산물 분말이 저장된 제 2저장빈(3), 환원제가 저장된 제 3저장빈(3)으로 이루어진다.
제 2저장빈(3)과 제 3저장빈(5)에 저장된 원료들은 배합비율에 따라 배출되어 제 1이송컨베이어(7)에 의해 이동하고, 호퍼(9)를 통해 믹서(28)로 투입된다.
함철 부산물의 경우 바로 제 1저장빈에서 호퍼(9)로 바로 투입될 수 있으나, 자력선별기(13)를 거쳐 호퍼(9)로 투입되는 것이 바람직하다.
제 1저장빈(1)에서 배출된 함철 부산물은 제 2이송컨베이어(15)에 의해 이송되고, 제 2이송컨베이어(15)에 의해 이송되는 도중에 자력선별기(13)에 의해 철 함량이 높은 함철부산물만 선별할 수 있다. 자력선별기로 철을 선별하는 통상적인 장치를 이용할 수 있다.
자력선별을 통해 비교적 철 함량(약 50%w/w 이상)이 높은 함철 부산물을 선별하여 호퍼(9)로 투입한다. 호퍼로 투입된 분체원료와 환원제는 믹서(28)로 유입된다.
분체원료와 환원제는 믹서(28)에서 골고루 혼합되어 혼합분체를 형성한다. 믹서(28)의 내부에는 교반날개가 설치될 수 있다. 분체원료와 환원제는 60 내지 90중량% : 10 내지 40중량%의 비율로 믹서(28)에 투입되어 혼합된다. 믹서(28)에서 분체원료와 환원제가 혼합된 후 믹서(28)의 내부로 물을 분무하여 혼합분체에 수분을 첨가할 수 있다. 이는 스크류피더(25)를 통해 용융환원로(21)로 혼합분체를 유입시킬 때 혼합분체의 비산을 방지하고, 수소분해에 의한 용융효율과 환원효율을 높이기 위함이다.
수분이 첨가된 후 혼합분체의 수분함량은 5 내지 20%(w/w)일 수 있다.
2. 투입단계
다음으로, 수분이 첨가된 혼합분체를 용융환원로(21)로 투입시킨다.
혼합분체를 용융환원로(21)로 투입하기 위해 용융환원로의 외부에 스크류피더(25)가 설치된다. 스크류피더(25)는 원통형의 본체(26)와, 본체(26)의 내부에 설치되는 이송스크류(27)를 구비한다.
본체(26)의 일측에는 믹서(28)의 배출구가 연결되어 믹서(28)에서 배출되는 혼합분체가 본체(26)의 내부로 유입된다.
스크류피더(25)의 배출구는 용융환원로(21)의 측벽에 형성된 유입구(22)와 연결된다. 따라서 이송스크류(27)가 회전하면 혼합분체는 유입구(22)를 통해 용융환원로(21)의 내부로 유입된다.
3. 용융환원단계
다음으로, 용융환원로(21)의 내부로 유입되는 혼합분체에 플라즈마 버너의 화염을 접촉시켜 환원분체를 용융하여 환원시킨다.
본 발명에 적용된 환원용융단계는 펠렛이나 단광 형태가 아닌 분체를 용융환원로(21)에 투입한다는 점, 그리고 분체가 용융환원로(21)로 유입되면서 플라즈마 버너(23)의 화염과 직접 접촉되도록 하여 분체가 용융환원로(21)에 투입되는 즉시 용융되면서 환원된다는 점, 분체가 융융된 상태로 용융환원로(21)의 바닥으로 흘러내리게 한다는 점, 화염을 발생시키는 버너로 플라즈마 버너(23)를 이용한다는 점에서 특징이 있다.
용융환원로(21)로 유입된 혼합분체를 용융 및 환원시키기 위해 용융환원로(21)에는 플라즈마 버너(23)가 장착된다. 플라즈마 버너(23)로 아크 플라즈마 버너를 이용할 수 있다.
플라즈마 버너(23)는 전기에너지를 이용해 수천도 이상의 고온의 플라즈마 이온을 만들어 연료를 가열 및 점화시키는 장치로서, 비교적 적은 전기에너지로 고온의 화염을 발생시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 플라즈마 버너는 전기에너지를 크게 절감할 수 있으며, 환원반응을 촉진시키고, 환경오염물질인 황산화물(Sox), 질소산화물(Nox) 발생을 줄이는 장점을 갖는다.
플라즈마 버너(23)에서 발생된 화염은 유입구(22)에 닿는다. 따라서 플라즈마 버너(23)는 유입구(22)를 통해 용융환원로(21)의 내부로 유입되는 혼합분체와 직접 접촉하도록 설치된다. 이러한 구조에 의해 혼합분체가 유입구(22)를 통해 용융환원로(21)로 유입되는 중에 혼합분체를 용융시키면서 환원시킬 수 있다. 용융환원로(21)로 유입되는 순간 혼합분체는 가장자리 둘레부터 용융되면서 용융막을 형성하면서 용융되므로 혼합분체가 용융환원로(21) 내에서 비산되지 않는다. 만약, 플라즈마 버너(23)의 화염과 유입구(22)가 멀리 떨어져 있을 경우 용융막을 형성하지 못하므로 플라즈마 버너(23)의 강한 화염에 의해 발생된 대류에 의해 유입구(22)를 통해 유입되는 혼합분체가 비산하는 문제점이 발생한다. 이와 같이 플라즈마 버너(23)의 화염을 유입구(22)에 닿도록 발생시키므로 혼합분체가 유입구(22)에서 밀려나오는 즉시 용융되기 시작하므로 혼합분체의 비산을 방지할 수 있다.
그리고 종래와 같이 함철부산물을 펠렛이나 단광 형태로 용융환원로에 투입할 경우 본 발명과 같이 용융환원로의 유입되는 순간 즉시 용융시키기 어렵다. 본 발명은 분체 형태로 스크류피더(25)에서 공급되기 때문에 유입구(22)에서 나오는 중에 즉시 용융되지만, 펠렛이나 단광 형태일 경우 즉시 용융시키기 어렵기 때문이다.
4. 불순물제거단계
다음으로, 불순물제거부(30)를 통해 용융단계에서 수득한 용융물의 불순물을 제거한다.
불순물제거부(30)는 용융환원로(21)에서 용융된 용융물에 부유하는 불순물을 제거한다. 불순물의 일 예로 슬래그를 예로 들 수 있다. 슬래그는 비중이 작아 용융물의 표면으로 부상한다.
도시된 불순물제거부(30)는 용융물(35)이 유입되는 분리조(31)와, 분리조(31)에 수용된 용융물(35)의 표면보다 더 높도록 분리조(31)의 내부에 설치되며 융융물(35)에 잠긴 하부는 분리조(31)의 바닥으로부터 이격되는 격벽(33)과, 용융물(35)의 표면으로 부상된 불순물(37)을 제거하기 위한 스키머를 구비한다.
분리조(31)는 용융물(35)이 냉각되지 않도록 전기유도로로 이루어질 수 있다. 분리조(31)는 격벽(33)에 의해 2개의 공간으로 구분된다. 즉, 좌측의 유입공간과 우측의 배출공간으로 구분될 수 있다. 분리조(31)는 배출구를 통해 용융물을 배출하거나, 좌우로 틸팅이 되는 구조에 의해 용융물을 배출할 수 있다.
분리조(31)의 유입공간으로 용융물(35)이 유입되면, 용융물의 표면으로 불순물이 부상한다. 이때 표면에 부상한 불순물(37)은 격벽(33)에 의해 배출공간으로 이동은 차단된다. 그리고 용융물(35)은 격벽(33)의 하부에 벌어진 틈을 통해 배출공간으로 이동이 가능하다.
도시되어 있지 않지만, 스키머는 용융물의 표면으로 부상한 불순물(37)을 제거한다. 스키머로 통상적인 구조를 이용할 수 있다.
5. 냉각단계
다음으로, 불순물이 제거된 용융물을 냉각시켜 용융환원철을 수득한다.
냉각조(41)로 불순물이 제거된 용융물이 투입된다. 냉각조(41)로 투입된 용융물을 냉각시키기 위해 냉각수분사부가 마련된다.
냉각수분사부는 냉각조(41)의 내부로 냉각수를 분사한다. 냉각수분사부로 냉각수가 저장된 냉각수저장조(43)와, 냉각수저장조(43)와 연결관(44)으로 연결되어 냉각조(41)의 상부에 설치되는 분사노즐(45)과, 냉각조(41)와 냉각수저장조(43)를 연결하여 냉각조로 분사된 냉각수를 냉각수저장조(43)로 유입시키는 냉각수리턴관(46)으로 이루어진다.
이와 같이 냉각조(41)에서 용융물이 냉각되어 최종적으로 용융환원광(50)이 얻어진다. 용융환원광은 용융물의 냉각속도에 따라 크기가 달라진다. 용융물을 급냉시킬수록 크기가 작아지고, 서냉시킬수록 크기가 커진다.
또한, 냉각조 대신에 일정한 형태의 주형틀이 설치될 수 있다. 이 경우 분리조에서 배출되는 용융물은 주형틀에 주입되고, 주형틀에 상부에서 분사되는 냉각수에 의해 용융물을 냉각시켜 일정한 형태의 용융환원광을 제조할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 함철부산물 또는 비철부산물을 분체 상태 그대로 환원 및 용융시킨 후 불순물을 제거함으로써 공정의 효율성을 도모하고 저황 고순도의 용융환원광을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 함철부산물 또는 비철부산물을 용융시켜 부유된 불순물을 제거시킨 후 냉각시켜 용융환원광으로 제조하므로 분화 및 붕괴가 발생되지 않아 용융환원광을 소요처로 이송 및 투입시 분진의 발생이 없어 환경오염을 방지할 수있다.
한편, 도 2는 분체원료로서 비철부산물 분체만을 이용하는 경우를 예로 들고 있다. 이 경우 비철부산물 분체와 환원제를 혼합하여 용융환원광을 제조할 수 있다. 믹서로 투입되는 분체원료만 다를 뿐 상술한 실시예와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
13: 자력선별기 9: 호퍼
21: 용융환원로 22: 유입구
23: 버너 25: 스크류피더
28: 믹서 30: 불순물제거부 41: 냉각조 45: 분사노즐

Claims (5)

  1. 함철부산물 또는 비철부산물을 포함하는 입도크기가 10 내지 500메쉬인 분말 형태의 분체원료와, 입도크기가 100 내지 300메쉬인 분말형태의 환원제를 믹서에 투입하여 혼합하면서 수분을 첨가하는 혼합단계와;
    스크류피더를 통해 상기 혼합단계에서 수득한 혼합분체를 플라즈마 버너가 장착된 용융환원로의 측벽에 형성된 유입구로 밀어넣는 투입단계와;
    상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 유입되는 상기 혼합분체에 상기 플라즈마 버너의 화염을 접촉시켜 상기 혼합분체를 용융하여 환원시키는 용융환원단계와;
    상기 용융환원단계에서 수득한 용융물의 불순물을 제거하는 불순물제거단계와;
    상기 불순물이 제거된 용융물을 냉각시켜 용융환원철을 수득하는 냉각단계;를 포함하고,
    상기 스크류피더는 상기 믹서에서 배출되는 혼합분체가 내부로 유입되며 배출구가 상기 유입구와 연결되는 원통형의 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 회전하면서 상기 혼합분체를 상기 유입구로 이동시키는 이송스크류를 구비하며,
    상기 플라즈마버너는 상기 혼합분체가 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 유입되는 즉시 상기 화염과 직접 접촉되어 둘레부터 용융되면서 용융막을 형성할 수 있도록 상기 화염을 상기 유입구에 닿도록 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 함철부산물은 자력선별기에 의해 선별된 것을 특징으로 하는 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조방법.
  3. 삭제
  4. 함철부산물 또는 비철부산물을 포함하며 입도크기가 10 내지 500메쉬인 분말 형태의 분체원료와, 입도크기가 100 내지 300메쉬인 분말형태의 환원제와, 수분을 혼합하는 믹서와;
    상기 믹서에서 혼합된 혼합분체가 화염에 의해 용융환원되는 용융환원로와;
    상기 용융환원로의 측벽에 형성된 유입구와 연결되도록 상기 용융환원로의 외부에 설치되어 상기 믹서에서 배출되는 혼합분체를 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 밀어넣는 스크류피더와;
    상기 혼합분체가 상기 유입구를 통해 상기 용융환원로의 내부로 유입되는 즉시 상기 화염과 직접 접촉되어 둘레부터 용융되면서 용융막을 형성할 수 있도록 상기 용융환원로에 설치되어 상기 화염을 상기 유입구에 닿도록 발생시키는 플라즈마 버너와;
    상기 용융환원로에서 용융된 용융물의 불순물을 제거하기 위한 불순물제거부와;
    상기 불순물이 제거된 용융물을 냉각수로 냉각하기 위한 냉각수분사부;를 구비하고,
    상기 스크류피더는 상기 믹서에서 배출되는 혼합분체가 내부로 유입되며 배출구가 상기 유입구와 연결되는 원통형의 본체와, 상기 본체의 내부에 설치되어 회전하면서 상기 혼합분체를 상기 유입구로 이동시키는 이송스크류를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 불순물제거부는 상기 용융물이 유입되는 분리조와, 상기 분리조에 수용된 상기 용융물의 표면보다 더 높도록 상기 분리조의 내부에 설치되며 상기 용융물에 잠긴 하부는 상기 분리조의 바닥으로부터 이격되는 격벽과, 상기 용융물의 표면으로 부상된 불순물을 제거하기 위한 스키머를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 버너를 이용한 함철 및 비철부산물 분체의 용융환원광 제조장치.

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