KR102459738B1 - 조립물, 조립물의 제조방법 및 소결광의 제조방법 - Google Patents

조립물, 조립물의 제조방법 및 소결광의 제조방법 Download PDF

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Abstract

컨베이어 정크션으로의 부착량을 적게 할 수 있는 조립물을 제공한다. 더스트 및 슬러지를 포함하는 조립물로서, 상기 조립물의 수분 함유량은 10질량% 이상 18질량% 이하이며, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상이다.

Description

조립물, 조립물의 제조방법 및 소결광의 제조방법
본 발명은, 컨베이어 반송성(搬送性)이 개선된 제철 프로세스에서 발생하는 슬러지(sludge) 및 더스트(dust)를 포함하는 조립물(造粒物), 해당 조립물의 제조방법 및 해당 조립물을 이용한 소결광(燒結鑛)의 제조방법에 관한 것이다.
제선(製銑), 제강(製鋼), 압연 등의 여러 가지 제철 프로세스에서는, 다량의 더스트 및 슬러지가 발생한다. 이들 더스트 및 슬러지에는 철분(鐵分), 탄소분(炭素分)이 많이 포함되므로 폐기하지 않고, 철원(鐵源), 열원(熱源)으로서 재이용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 더스트 및 슬러지는, 제선 및 제강에서의 고온 프로세스에 이용된다. 더스트 및 슬러지는, 고온 프로세스에서 재용융되며, 용선(溶銑)으로 녹아 들게하여 철원으로서 재이용된다.
더스트는, 수분 함유량이 0~5질량%의 미분(微粉)이라서, 벨트 컨베이어로 반송되면 발진(發塵)한다. 한편, 슬러지는, 수분 함유량이 많고 부착성이 높으므로, 벨트 컨베이어로 반송되면, 컨베이어 정크션(junction)에 부착되어 막힘이 발생한다. 이와 같이, 더스트 및 슬러지가 벨트 컨베이어로 반송되면 발진이나 부착에 의한 막힘이 발생한다.
이러한 문제에 대해, 특허문헌 1에는, 드럼 속을 공전(公轉)하는 교반 날개와, 교반 날개와 함께 공전하고 자전(自轉)하는 교반 로터(rotor)를 구비한 조립물 제조장치를 이용해서, 케이크 모양의 제철 슬러지를 해쇄(解碎)하고, 고화제(固化劑)와 제철 더스트를 첨가하여 조립 처리하는 조립물의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 방법을 이용함으로써, 특별한 건조 처리를 실시하는 일없이 적절히 조립할 수 있으며, 고온 프로세스에 적합하게 이용되는 조립물을 조립할 수 있는 것이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특개 2012-97295호 공보
특허문헌 1에 개시된 조립물은 수분 함유량이 많으므로, 해당 조립물을 벨트 컨베이어로 반송하면 컨베이어 정크션으로의 부착량이 많아진다. 특히, 제철소에서는 벨트 컨베이어가 옥외에 설치되어 있으며, 우천시에는 벨트 컨베이어에도 비가 내린다. 이 때문에, 우천시에는 조립물의 수분 함유량이 더욱 많아져서 컨베이어 정크션으로의 부착량이 늘어나고, 해당 부착에 의해 조립물의 막힘이 발생한다는 문제가 있었다.
본 발명은, 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 컨베이어 정크션으로의 부착량을 적게 할 수 있는 조립물을 제공하는 것에 있다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 이하와 같다.
(1) 더스트 및 슬러지를 포함하는 조립물로서, 상기 조립물의 수분 함유량은 10질량% 이상 18질량% 이하이며, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상인, 조립물.
(2) 상기 조립물의 표면 수분량은 10질량% 이상 15질량% 이하인, (1)에 기재된 조립물.
(3) 슬러지를 탈수하여 탈수 케이크로 하는 탈수 공정과, 상기 탈수 케이크와, 더스트를 교반기로 혼합하여 조립물을 조립하는 조립 공정을 가지며, 상기 조립물의 수분 함유량은 10질량% 이상 18질량% 이하이며, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상이 되도록 조립하는, 조립물의 제조방법.
(4) 상기 조립물의 표면 수분량은 10질량% 이상 15질량% 이하인, (3)에 기재된 조립물의 제조방법.
(5) 적어도 (3) 또는 (4)에 기재된 조립물의 제조방법으로 제조된 조립물과, 철 함유원료와, CaO 함유원료와, 응결재(凝結材)를 배합하여 소결 원료로 하는 배합 공정과, 상기 소결 원료에 물을 첨가하여 조립하는 조립 공정과, 조립된 상기 소결 원료를 소결기로 소결하여 소결광으로 하는 소결 공정을 가지는, 소결광의 제조방법.
본 발명의 조립물을 이용함으로써, 비가 내린 경우에서도 옥외에 설치된 벨트 컨베이어의 컨베이어 정크션으로의 조립물의 부착량을 적게 할 수 있다. 이에 의해, 벨트 컨베이어 반송시에서의 조립물의 막힘의 발생을 억제할 수 있다.
[도 1] 도 1은, 본 실시형태에 따른 조립물의 제조에 이용되는 교반기(10)의 내부 사시도이다.
[도 2] 도 2는, 교반기(10)의 평면도이다.
[도 3] 도 3은, 일정 이상의 전단력(剪斷力)을 가한 탈수 케이크의 점착성의 변화를 확인한 시험방법을 설명하는 도면이다.
[도 4] 도 4는, 부착성 평가 장치(30)를 나타내는 측면도이다.
이하, 발명의 실시형태를 통해 본 발명을 설명한다. 본 실시형태에 따른 조립물은, 제철 프로세스에서 발생하는 슬러지 및 더스트를 포함하고, 수분 함유량이 10질량% 이상 18질량% 이하이며, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상이 되도록 조립된 조립물이다. 본 실시형태에서 조립물의 수분 함유량은, 건조 전의 조립물의 질량과 해당 조립물을 110℃에서 12시간 건조시킨 후의 질량과의 차를 건조 전의 조립물의 질량으로 나눔으로써 산출한다. 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율은, 동일한 방법으로 조립물을 건조시킨 후, 눈구멍(目開) 0.125mm의 체(篩)를 이용하여 체 위에 남아 있는 조립물의 질량을 체로 치기 전의 조립물의 질량으로 나눔으로써 산출한다.
조립물의 수분 함유량을 10질량% 이상 18질량% 이하의 범위 내로 하고, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상으로 함으로써, 우천시에 옥외에 설치된 벨트 컨베이어로 해당 조립물을 반송했다고 해도 컨베이어 정크션으로의 부착량이 적어진다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 조립물을 이용함으로써, 우천시에서의 컨베이어 정크션으로의 부착량을 적게 할 수 있으므로, 해당 부착에 의해 발생하는 조립물의 막힘의 억제가 실현될 수 있다.
한편, 조립물의 수분 함유량이 10질량% 미만일 경우에는, 조립물의 조립이 진행되지 않고 세립(細粒)이 늘어난다. 세립은 조립(粗粒)보다 부착되기 쉬우므로, 해당 세립의 부착에 의해 컨베이어 정크션으로의 부착량이 많아진다. 조립물의 수분 함유량이 18질량%를 초과하는 경우에는, 수분 함유량의 증가와 함께 수분에 의해 형성되는 액가교력(液架橋力)이 커지고, 이에 의해, 조립(粗粒), 세립 불문하고 조립 원료의 컨베이어 정크션으로의 부착량이 많아진다. 이와 같이, 컨베이어 정크션으로의 부착량을 저감할 수 있는 조립물의 수분 함유량에는 상한 및 하한이 존재한다. 또한, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 미만일 경우에도 컨베이어 정크션으로의 부착량이 많아지므로, 벨트 컨베이어 반송시에서의 조립물의 막힘의 발생을 억제할 수 없다.
조립물의 표면 수분량을 10질량% 이상 15질량% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 컨베이어 정크션으로의 조립물의 부착량이 더욱 저감된다. 조립물의 표면 수분량은, 예를 들면, 조립물 표면만의 수분량을 측정하는 근적외 수분계(近赤外水分計)로 측정한다. 본 실시형태에서는, 수분 함유량을 0~30질량%의 범위 내로 한 슬러지와 더스트를 균일하게 혼합한 조립 원료를 이용하여 교정한 근적외 수분계를 사용해서 근적외 흡수 스펙트럼법의 검량선(檢量線)으로부터 표면 수분량을 평가했다. 이후의 설명에서, 슬러지의 탈수 케이크에 더스트를 혼합한 것을 「조립 원료」라고 기재하는 경우가 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 조립물의 제조방법에 관해 설명한다. 우선, 압축형 탈수 장치를 이용하여 제철 프로세스에서 발생한 슬러지를 탈수해서 탈수 케이크로 하는 탈수 공정이 실시된다. 계속해서, 해당 탈수 케이크와, 제철 프로세스에서 발생한 더스트를 교반기로 혼합, 조립하는 조립 공정이 실시된다. 이렇게 해서, 본 실시형태에 따른 조립물은 제조된다. 압축형 탈수 장치로서는, 예를 들면, 필터 프레스나 진공 필터를 이용할 수 있다.
본 실시형태에서 이용하는 슬러지는, 제철 프로세스인 제선 공정, 제강 공정, 압연 공정, 도금 공정 또는 산세(酸洗) 공정 등에서 발생한 슬러지이며, 수분 함유량이 20질량% 이상의 미분이다.
본 실시형태에서 이용하는 더스트는, 제철 프로세스인 제선 공정, 소결 제조 공정, 제강 공정 등에서 발생한 더스트이며, 수분 함유량이 0~5질량%의 미분이다.
도 1은, 본 실시형태에 따른 조립물의 제조에 이용되는 교반기(10)의 내부 사시도이다. 도 2는, 교반기(10)의 평면도이다. 교반기(10)는, 슬러지를 탈수한 탈수 케이크를 미세하게 해쇄함과 함께, 미세하게 해쇄된 탈수 케이크와 더스트를 혼합하고, 이들을 조립하는 장치이다.
교반기(10)는, 탈수 케이크나 더스트가 투입되는 원통 용기(12)와, 교반 날개(14)와, 보(堰)(16)를 가진다. 보(16)는, 조립 원료를 긁어내기 위해 설치하는 것이 바람직하지만, 없어도 된다. 원통 용기(12)는, 원통(18)과, 원 형상의 저판(底板)(20)을 구비한다. 원통 용기(12)에는 탈수 케이크나 더스트의 공급 및 배출을 위한 개구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 저판(20)은, 원통(18)과 일체적으로 마련되어 있으며, 저판(20)은, 구동력을 받아서 원통(18)과 함께 회전한다. 원통 용기(12)는, 원통 용기(12)의 상측을 봉지(封止)하는 천판(天板)을 가지고 있어도 된다.
교반 날개(14)는, 회전축(22)과, 복수의 교반판(24)을 가진다. 회전축(22)은, 원통 용기(12)의 중심으로부터 편심(偏心)한 위치에 설치된다. 교반 날개(14)는, 원통 용기(12)의 상측에 마련된 미도시의 구동부로부터 구동력을 받아서 회전한다. 이와 같이, 원통 용기(12)와 교반 날개(14)는, 다른 구동부로부터 구동력을 받아서 회전하므로, 각각 독립해서 회전한다. 회전축(22)은, 원통 용기(12)의 중심에 설치되어도 된다.
교반판(24)은, 회전축(22)으로부터 방사상(放射狀)으로 외측으로 돌출하여 설치되어 있다. 교반판(24)은, 회전축(22)에서의 상하방향의 2개소에서, 60° 간격으로 6방향으로 설치되어 있다.
교반판(24)을 설치하는 상하방향의 위치 및 수는, 원통 용기(12) 내에 충전하는 탈수 케이크 및 더스트의 양에 대응시켜서 적당히 변경해도 된다.
원통 용기(12)에 탈수 케이크가 투입된 상태에서, 저판(20)은, 예를 들면, 시계 방향으로 회전하고, 교반 날개(14)는, 반시계방향으로 회전한다. 저판(20)이 시계 방향으로 회전함으로써, 원통 용기(12) 내에 투입된 탈수 케이크는, 저판(20)의 회전 방향을 따라 시계 방향으로 회전한다. 시계 방향으로 회전된 탈수 케이크는, 반시계방향으로 회전한 교반 날개(14)에 충돌하는 것에 의해 해쇄된다. 저판(20) 및 교반 날개(14)의 회전 방향은, 시계 방향이어도 반시계방향이어도 된다. 저판(20) 및 교반 날개(14)의 회전 방향은, 서로 달라도 되고, 같아도 된다.
도 1 및 도 2에서는, 교반기(10)는, 수평으로 설치한 예를 나타냈지만, 교반기(10)를 수평면에 대해 기울어지게 하여 사용해도 된다. 교반 날개(14)는, 연직(鉛直) 방향으로 축지(軸支)시킨 채로 하고, 원통 용기(12)만을 수평면에 대해 기울어지게 하여 사용해도 된다. 교반기(10)를 이용함으로써, 탈수 케이크는 미세하게 해쇄되어, 해쇄된 소결 케이크와 더스트가 혼합된다. 이에 의해, 탈수 케이크의 내부에 포함되는 수분이 효율적으로 더스트에 옮겨지므로, 조립되지 않은 미조립분(未造粒粉)의 양이 적어진다.
도 3은, 일정 이상의 전단력을 가한 탈수 케이크의 점착성의 변화를 확인한 시험방법을 설명하는 도면이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 직경 155mm의 용기(26)에 교반기(10)로 해쇄한 탈수 케이크를 충전하고, SS재제(材製)의 시험판(28)을 바닥면에 대해 수직방향 하방으로 200N의 하중으로 밀어붙임으로써 끼운다. 이 시험판(28)을 3mm/sec의 속도로 바닥면에 대해 수직방향 상방으로 뽑아내는데에 필요한 인발력(引拔力)을, 주식회사 시마즈제작소 사 제의 오토그래프(등록상표)를 이용해서 측정했다. 시험 조건 및 시험 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112020097042468-pct00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 교반기(10)의 교반 날개의 주속(周速)을 빠르게 하고, 회전수를 높게 하고, 조립 시간을 길게 하는 것에 의해 시험판(28)의 인발력(引拔力)이 높아졌다. 이 결과로부터, 탈수 케이크에 전단력을 가해서 미세하게 해쇄함으로써, 탈수 케이크의 점착성이 높아지는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 교반기(10)를 이용해서 탈수 케이크의 해쇄를 행함으로써 탈수 케이크의 점착성이 높아지므로, 미세하게 해쇄한 탈수 케이크와 더스트가 혼합되어, 조립되지 않은 미조립분의 양은 더욱 적어진다. 또한, 컨베이어 반송시에 컨베이어 정크션에 부착되는 세립이 조립물의 내부로 들어가므로, 컨베이어 정크션에 부착되는 세립이 감소하고, 부착량이 저감된다.
조립물의 수분 함유량은, 수분 함유량이 적은 더스트의 혼합량으로 조정할 수 있다. 조립물의 수분 함유량이 높으면, 해쇄한 탈수 케이크의 점착력이 잔존하고, 컨베이어 반송시에 컨베이어 정크션에 부착된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는 더스트의 혼합량을 조정하여, 조립물의 함유 수분량을 10질량% 이상 18질량% 이하의 범위 내로 하고 있다.
입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율은, 교반 날개(14)의 주속 및 교반 날개(14)의 회전 시간으로 조정할 수 있다. 동일 구성의 교반기(10)를 이용해서 동일 조성의 조립 원료를 조립하는 경우에, 교반 날개(14)의 회전 시간이 동일하다면, 교반 날개(14)의 주속이 빠를수록 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 높아진다. 마찬가지로, 동일 교반기를 이용해서 동일 조성의 조립 원료를 조립하는 경우에, 교반 날개(14)의 주속이 동일하다면, 교반 날개(14)의 회전 시간이 길수록 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 높아진다. 본 실시형태에서는, 교반 날개(14)의 주속 및 회전 시간을 조정함으로써, 평균 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 90질량% 이상으로 하고 있다.
실시예
다음으로, 본 실시형태에 따른 조립물을 제조하고, 그 반송성을 평가한 실시예를 설명한다. 평균 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 바꾼 조립물을 제조하기 위해, 본 실시예에서는, 다른 2개의 조립 방법을 이용하여 조립물을 제조했다. 한쪽의 조립 방법으로서는, 도 1에 나타낸 교반기(10)와 동일 구성의 아이리히(EIRICH)사 제의 인텐시브 믹서(intensive mixer) 형식 RV02를 이용하여, 교반 날개의 주속 및 조립 시간을 변화시켜서 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 변화시킨 조립물을 제조했다. 다른 쪽의 조립 방법으로서는, 조립을 강화하기 위해 드럼식 조립기를 이용하여 조립 시간 및 드럼의 회전수를 변화시켜서 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 변화시킨 조립물을 제조했다.
조립 원료로 이용한 슬러지를 탈수한 탈수 케이크의 수분 함유량은 20질량%이며, 더스트의 수분 함유량은 0질량%였다. 이 탈수 케이크와 더스트의 혼합 비율을 바꿈으로써 조립물의 수분 함유량을 조정했다. 예를 들면, 수분 함유량이 16질량%가 되는 조립물을 제조하는 경우에는, 80질량%의 탈수 케이크와, 20질량%의 더스트를 혼합하여 조립물을 제조했다. 발명예 및 비교예 모두 조립물을 8kg 제조했다. 시험에 이용한 더스트 및 슬러지의 조성을 하기 표 2에 나타낸다. 표 2에서, 「T-Fe」는, 토탈(total) Fe의 약칭이며, 더스트 또는 슬러지 중의 철원자(鐵原子)의 질량 비율을 나타낸다. 표 2에서, 더스트 및 슬러지의 각 성분의 합계가 100이 되지 않는 것은, 표에 기재하고 있지 않은 CaO 등의 다른 성분을 포함하기 때문이다.
Figure 112020097042468-pct00002
이렇게 해서 제조한 조립물의 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율과, 부착성을 평가했다. 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율은, 조립물을 110℃에서 12시간 건조시킨 후, 눈구멍 0.125mm의 체를 이용하여 체로 쳐서, 체 위에 남아 있는 조립물의 질량을 이용하여 산출했다.
도 4는, 부착성 평가 장치(30)를 나타내는 측면도이다. 부착성 평가 장치(30)는, 벨트 컨베이어(32)와, 컨베이어 정크션을 모의(模擬)하여 설치된 슈트(chute)(34)를 가지는 장치이다. 조립물의 부착량의 평가는, 부착성 평가 장치(30)를 이용하여, 화살표(36)의 위치로부터 조립물을 8kg 투입하고, 벨트 컨베이어(32)로 조립물을 반송하여 슈트(34)에 낙하시켜, 슈트(34)에 부착된 부착량을 측정했다. 조립물의 투입량 및 벨트 컨베이어(32)의 속도는, 조립물의 반송 속도가 0.8kg/sec가 되도록 조정했다. 부착량의 평가는, 살수(散水) 없음 및 살수 있음의 2개의 조건으로 평가했다. 살수 있음의 조건에서는, 우천시를 모의하여 185g/min의 살수 속도로 물(38)을 살수하면서 조립물을 반송했다. 조립물의 조립 조건 및 평가 결과를 표 3, 표 4에 나타낸다.
Figure 112020097042468-pct00003
Figure 112020097042468-pct00004
표 3, 표 4에서 「조립 시간」은, 교반기를 이용한 경우에서는 교반 날개를 회전시킨 시간을 나타낸다. 한편, 드럼식 조립기를 이용한 경우에서는, 「조립 시간」은 드럼을 회전시킨 시간을 나타낸다. 「＋0.125의 함유 비율」은, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 나타낸다. 이하의 표에서도 「＋0.125의 함유 비율」은, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 나타낸다.
표 3에 나타내는 바와 같이, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상이 된 발명예 1의 조립물의 부착량은, 살수 없음 및 살수 있음의 조건에서, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 미만이 된 비교예 1의 조립물의 부착량보다 적어졌다.
표 4에 나타내는 바와 같이, 조립물의 수분 함유량이 10질량% 이상 18질량% 이하의 범위 내로 된 발명예 1~3의 조립물의 부착량은, 살수 없음 및 살수 있음의 조건에서, 조립물의 수분 함유량이 10질량% 미만의 비교예 2 및 수분 함유량이 18질량% 초과의 비교예 3의 조립물의 부착량보다 적어졌다.
이들 결과로부터, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 90질량% 이상으로 하고, 조립물의 수분 함유량을 10질량% 이상 18질량% 이하의 범위 내로 함으로써, 컨베이어 정크션에 설치된 슈트(34)로의 부착량을 저감할 수 있는 것이 확인되었다. 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율은 많은 쪽이 바람직하고, 93질량% 이상으로 하는 것이 더 바람직하고, 97질량% 이상으로 하는 것이 더욱 바람직하고, 상한은 100질량%이다. 조립물의 수분 함유량은, 12질량% 이상 17질량% 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 14질량% 이상 16질량% 이하의 범위 내로 하는 것이 더욱 바람직하다.
다음으로, 조립물의 표면 수분량의 영향에 대해 확인한 결과를 설명한다. 표 3 및 표 4에 결과를 나타낸 검토에서 사용한 더스트 및 슬러지를 이용하여, 80질량%의 탈수 케이크와 20질량%의 더스트를 혼합, 조립하고, 수분 함유량이 16질량%가 되는 조립물을 각각 8kg 제조했다. 표면 수분량이 적은 조립물을 제조하기 위해, 발명예 4에서는, 드럼식 조립기(회전 수: 20rpm)를 이용하여 드럼을 360초 회전시켜 조립하고, 표면 수분량이 10질량% 미만이 되는 8.3질량%의 조립물을 제조했다.
표면 수분량이 많은 조립물을 제조하기 위해, 발명예 6에서는, 인텐시브 믹서(교반 날개의 주속: 6.6m/s, 조립 시간: 60초)를 이용하여 조립물을 제조한 후, 수분 함유량이 1질량%로 내려갈 때까지 대기 중에서 방치했다. 그 후, 드럼식 조립기(회전 수: 20rpm)를 이용하여 1질량%가 되는 양의 수분을 살수하면서 드럼을 60초 회전시켜 표면 수분량이 많은 조립물을 제조했다. 이들 조립물의 제조 조건 및 평가 결과를 표 5에 나타낸다. 조립물의 표면 수분량은, 근적외 수분계로 측정된 수분량이다.
Figure 112020097042468-pct00005
표 5에 나타내는 바와 같이, 표면 수분량이 10질량% 이상 15질량% 이하의 범위 내로 된 발명예 5 및 발명예 1의 부착량은, 살수 없음의 조건에서, 표면 수분량이 10질량% 미만의 발명예 4 및 표면 수분량이 15질량% 초과의 발명예 6의 조립물의 부착량보다 적어졌다. 한편, 살수 있음의 조건에서는 발명예 5의 부착량이 발명예 6의 부착량보다 약간 많아졌다. 이것은 살수에 의해 표면 수분량의 영향이 작아진 것이 원인이라고 생각된다. 살수 있음의 조건에서도 발명예 5의 부착량은 발명예 4의 부착량보다 적어지며, 발명예 6의 부착량은 발명예 1의 부착량보다 증가하고 있는 것으로부터, 살수 있음의 조건에서도 표면 수분량을 10질량% 이상 15질량% 이하의 범위 내로 함으로써 슈트(34)로의 부착량이 저감되는 경향이 확인되었다. 이들 결과로부터, 조립물의 표면 수분량을 10질량% 이상 15질량% 이하의 범위 내로 함으로써, 컨베이어 정크션에 설치된 슈트(34)로의 부착량을 더욱 저감할 수 있다고 말할 수 있다. 조립물의 표면 수분량은, 11질량% 이상 15질량% 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직하고, 12질량% 이상 14질량% 이하로 하는 것이 더 바람직하다.
발명예 4에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 조립물은, 교반기(10)에 한하지 않고, 드럼식 조립기를 이용해도 제조할 수 있다. 그러나 드럼식 조립기는 탈수 케이크를 해쇄하는 능력이 낮다. 이 때문에, 본 실시형태에 따른 조립물을 제조하기 위한 조립 시간이 길어지므로, 본 실시형태에 따른 조립물의 제조에는, 드럼식 조립기를 이용하기보다 교반기를 이용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 조립물의 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 적정한 범위 내로 하는 교반 조건을 확인한 결과를 설명한다. 표 3 및 표 4에 결과를 나타낸 검토에서 사용한 더스트 및 슬러지를 이용하여, 80질량%의 탈수 케이크와 20질량%의 더스트를 아이리히사 제의 인텐시브 믹서 형식 RV02를 이용하여, 교반 날개의 주속 및 조립 시간을 바꿔서 혼합, 조립하고, 수분 함유량이 16질량%가 되는 조립물을 각각 8kg 제조했다. 조립물의 조립 조건 및 평가 결과를 표 6, 표 7에 나타낸다.
Figure 112020097042468-pct00006
Figure 112020097042468-pct00007
표 6에 나타내는 바와 같이, 교반 날개의 주속을 빠르게 함으로써, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율은 높아지며, 교반 날개의 주속은 4.7m/s 이상으로 함으로써 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율은 90질량% 이상이 되었다.
이 결과로부터, 조립 시간이 60초의 조건에서는, 교반 날개의 주속을 4.7m/s 이상으로 함으로써 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 90질량% 이상으로 할 수 있는 것이 확인되었다. 교반 날개의 주속을 빠르게 함에 따라 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 높아지며, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 높임에 따라 살수 없음 및 살수 있음의 조건에서, 부착량이 적어지는 경향이 확인되었다. 교반 날개의 주속을 9.4m/sec로 함으로써 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 거의 100질량%로 할 수 있으므로, 주속을 9.4m/sec보다 빠르게 해도 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 높일 수 없다. 이 때문에, 교반 날개의 주속은 9.4m/sec 이하로 하는 것이 바람직하다.
표 7에 나타내는 바와 같이, 조립 시간을 길게 함으로써, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율은 높아지며, 조립 시간을 30초 이상으로 함으로써 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 90질량% 이상으로 할 수 있었다.
이들 결과로부터, 교반 날개의 주속이 6.6m/s의 조건에서는, 조립 시간을 30초 이상으로 함으로써 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 90질량% 이상으로 할 수 있는 것이 확인되었다. 조립 시간을 길게 함에 따라 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 높아지며, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 높임에 따라 살수 없음 및 살수 있음의 조건에서, 슈트(34)로의 부착량이 적어지는 경향이 확인되었다. 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 높임에 따라 시트(34)로의 부착량이 적어지는 경향이 확인되었다는 것으로부터, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율의 상한은 100질량%인 것을 알 수 있다.
이와 같이, 표 6, 표 7에서, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 높아짐에 따라 부착량이 적어지는 경향이 확인되었다는 것으로부터, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 부착량에 관련하고, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 90질량% 이상으로 높임으로써, 조립물의 컨베이어 정크션에 설치된 슈트(34)로의 부착량을 저감할 수 있는 것이 확인될 수 있었다. 우천시에는 슈트(34)로의 부착량이 많아지는바, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율을 90질량% 이상으로 높임으로써, 우천시에서의 슈트(34)로의 부착량을 크게 저감할 수 있는 것도 확인할 수 있었다.
본 실시형태에 따른 조립물은, 소결광의 제조에 이용할 수 있다. 예를 들면, 철 함유원료와, CaO 함유원료와, 응결재를 배합하여 소결 원료로 하는 배합 공정에서 본 실시형태에 따른 조립물을 배합하고, 조립 공정에서 물을 첨가하여 해당 소결 원료를 조립하고, 소결 공정에서 조립된 상기 소결 원료를 소결기로 소결하여 소결광을 제조한다. 본 실시형태에 따른 조립물은, 벨트 컨베이어를 이용하여 반송할 수 있으므로, 철 함유원료 등의 원료가 배합되는 위치에 조립물을 벨트 컨베이어로 반송하고, 다른 원료에 용이하게 배합할 수 있다.
또한, 배합 공정에서 본 실시형태에 따른 조립물을 배합하는 것 대신에, 본 실시형태에 따른 조립물을 조립 공정의 후반(後半)에 배합하고, 조립된 소결 원료의 외층(外層)이 실시형태에 따른 조립물이 되도록 배합해도 된다. 이와 같이, 본 실시형태에 따른 조립물은, 소결광의 제조에 이용할 수 있어, 소결광의 제조에 있어서의 철원 및 열원으로서 재이용할 수 있다.
10 교반기
12 원통 용기
14 교반 날개
16 보
18 원통
20 저판
22 회전축
24 교반판
26 용기
28 시험판
30 부착성 평가 장치
32 벨트 컨베이어
34 슈트
36 화살표
38 물

Claims (5)

  1. 더스트(dust) 및 슬러지(sludge)를 포함하는 조립물(造粒物)로서, 상기 조립물의 수분 함유량은 10질량% 이상 18질량% 이하이며, 상기 조립물의 표면 수분량은 10질량% 이상 15질량% 이하인, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상인, 조립물.
  2. 슬러지를 탈수하여 탈수 케이크로 하는 탈수 공정과,
    상기 탈수 케이크와, 더스트를 교반 날개를 가진 교반기에서 혼합하여 조립물을 조립하는 조립 공정
    을 가지며,
    상기 조립물의 수분 함유량은 10질량% 이상 18질량% 이하이며, 상기 조립물의 표면 수분량은 10질량% 이상 15질량% 이하이고, 입자 지름이 0.125mm 이상의 조립물의 함유 비율이 90질량% 이상이 되도록 조립하는, 조립물의 제조방법.
  3. 적어도 청구항 2에 기재된 조립물의 제조방법으로 제조된 조립물과, 철 함유원료와, CaO 함유원료와, 응결재를 배합하여 소결 원료로 하는 배합 공정과,
    상기 소결 원료에 물을 첨가하여 조립하는 조립 공정과,
    조립된 상기 소결 원료를 소결기에서 소결하여 소결광(燒結鑛)으로 하는 소결 공정
    을 가지는, 소결광의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
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