KR19990052848A - Method of Preventing Coagulation of Ore and Pellets in the Process of Manufacturing Molten Iron Using Coal - Google Patents

Method of Preventing Coagulation of Ore and Pellets in the Process of Manufacturing Molten Iron Using Coal Download PDF

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Abstract

본 발명은 일반탄을 이용한 용철제조공정에서 발생되는 샤프트형 환원로에서의 응집현상을 방지하는 방법에 관한 것으로서,상기 용철제조공정에서 폐기물로 발생하는 슬러지를 이용하여 상기 공정에서 사용되는 광석 및 펠렛에 코팅함으로써 일반탄을 이용한 용철제조공정에 사용하기 부적합한 응집특성을 지닌 광석 및 펠렛을 사용가능하도록 할 뿐만 아니라 생산당시의 조건에 따라 변화하기 쉬운 응집특성에 의한 환원로 이상 조업상황 발생을 방지하여 원할한 조업을 가능하게 하는 광석및 펠렛의 응집방지방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention relates to a method of preventing agglomeration in a shaft-type reduction furnace generated in a molten iron manufacturing process using ordinary coal, ore and pellets used in the process by using sludge generated as waste in the molten iron manufacturing process. By coating on, it is possible not only to use ore and pellets with cohesive properties which are unsuitable for use in the manufacturing process of molten iron using ordinary coal, but also to prevent the occurrence of abnormal operation conditions of the reduction furnace due to the cohesive property that is easily changed according to the conditions at the time of production. It is an object of the present invention to provide a method for preventing agglomeration of ores and pellets that enables smooth operation.

본 발명은 광석및/또는 펠렛을 일반탄을 이용하여 용철로 제조하는 공정에 있어서, 상기 용철제조공정에서 폐기물로 발생하는 슬러지 0.2∼1중량%(광석및/또는 펠렛의 중량에 대해)를 상기 광석 및/또는 펠렛의 표면에 코팅하여 일반탄을 이용한 용철제조공정에 있어 광석 및 펠렛의 응집현상을 방지하는 방법을 그 요지로 한다.The present invention is a step of producing ore and / or pellets from molten iron using ordinary coal, 0.2 to 1% by weight (relative to the weight of ore and / or pellets) sludge generated as waste in the molten iron manufacturing process A method of preventing the agglomeration of ores and pellets in the molten iron manufacturing process using ordinary coal by coating on the surface of the ore and / or pellets is the subject.

Description

일반탄을 이용한 용철제조공정에서의 광석 및 펠렛의 응집방지 방법Method of Preventing Coagulation of Ore and Pellets in the Process of Manufacturing Molten Iron Using Coal

본 발명은 일반탄을 이용한 용철제조공정에서 발생되는 샤프트형 환원로에서의 응집현상을 방지하는 방법에 관한 것으로서,보다 상세하게는 일반탄을 이용한 용철제조공정에 있어서 배기 가스의 제진을 목적으로 사용한 용수에 포함되어 있는 슬러지를 이용하여 상기 공정에서 문제가 되고 있는 샤프트형 환원로에서의 응집현상을 최소화 할 수 있는 광석 및 펠렛의 응집 방지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preventing agglomeration in a shaft-type reduction furnace generated in a molten iron manufacturing process using ordinary coal, and more particularly, to use for the purpose of dust removal of exhaust gas in a molten iron manufacturing process using general coal. The present invention relates to a method for preventing agglomeration of ores and pellets that can minimize agglomeration in a shaft-type reduction furnace which is a problem in the process by using sludge contained in water.

현재 철강생산의 주류를 담당하고 있는 고로 제선법은 고열효율, 고생산성, 고환원능력 및 긴 설비수명 등의 특성을 구비하여 기술적으로는 거의 완성된 공정이라 생각할 수 있다. 그러나 고로 제선법은 고품위 철광석의 사용, 분광석의 괴성화 처리, 원료탄의 수급문제 및 코크스로의 환경오염문제 등을 갖고 있으며, 특히 대량생산방식으로 생산량의 조절이 어려워 시장수요의 변화에 따른 탄력적인 적응이 어렵다는 단점을 가지고 있다.The blast furnace making method, which is currently in charge of the mainstream of steel production, can be considered as a technically almost completed process with characteristics such as high thermal efficiency, high productivity, high reduction capacity and long equipment life. However, the blast furnace making method has the use of high-grade iron ore, the process of agglomeration of spectroscopy, supply and demand of raw coal and environmental pollution to coke furnace.In particular, it is difficult to control the production volume by mass production method, so it is elastic in accordance with the change of market demand. The disadvantage is that it is difficult to adapt.

이에 따라 세계 각국에서는 고로 대체 제철법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 그 중 괴탄과 괴광을 사용하는 COREX법이 유일하게 상업화에 성공하고 있다. 그러나 COREX법도 괴광과 괴탄만을 사용하는 단점이 있으며, 이를 해결하기 위해서 유동층을 이용하여 미분광을 환원시킨 다음,용융가스화로에 장입하여 선철을 제조하는 방법이 제시되었다.As a result, researches on alternative steelmaking methods have been actively conducted in various countries around the world, and the only COREX method using lumps of coal and lumps is successfully commercialized. However, the COREX method also has the disadvantage of using only lump and lump coal. In order to solve this problem, a method of manufacturing pig iron by reducing unspectralization using a fluidized bed and then charging the molten gas furnace has been proposed.

상기 COREX에서 원료로 사용되는 철광석의 경우 그 사용범위가 괴광 및 펠렛으로 한정되어 있지만 상기 괴광 및 펠렛의 환원특성 상 공정 상부의 샤프트형 환원로에서 행해지는 고체/기체 환원과정 중에 광석 및 펠렛 입자끼지 강하게 달라붙는 응집현상이 발생하게 되고,각 괴광 및 펠렛에서 응집현상이 발생하는 정도는 생산업체 및 생산당시의 조건에 따라 변화하게 된다.In the case of iron ore used as a raw material in COREX, its use range is limited to lump or pellet, but due to the reduction characteristics of the lump and pellet, The cohesion strongly occurs, and the degree of cohesion in each lump or pellet varies depending on the producer and the conditions at the time of production.

만일, 응집특성이 좋지 못한 광석 및 펠렛이 상기 환원로에 투입되었을 경우에는 환원로 내에서 응집현상이 발생하여 환원가스의 편류 및 로내 온도의 불균일현상을 야기하게 되고, 이러한 응집물이 하부까지 내려왔을 경우에는 로 하부에 장치된 배출장치의 이상작동 및 고장을 초래하게 되어 조업이 중단되게 되는 문제점을 나타내게 된다.If ore and pellets having poor coagulation characteristics are introduced into the reduction furnace, agglomeration occurs in the reduction furnace, which causes a reduction of the reducing gas and a non-uniformity of the temperature in the furnace. In this case, abnormal operation and failure of the discharge device installed in the lower part of the furnace may result in a problem that the operation is stopped.

상기와 같는 문제점으로 인해 환원로의 조업조건에 적합한 응집특성을 지닌 광석 및 펠렛을 선별해서 사용해야 하는 어려움이 따른다.Due to the problems described above, there is a difficulty in selecting ores and pellets having cohesive properties suitable for operating conditions of the reduction furnace.

이와같은 응집현상을 방지하는 방법으로는 광석이나 펠렛의 표면에 부원료로 코팅하는 방법이 있다.As a method of preventing such agglomeration phenomenon, there is a method of coating the surface of the ore or pellets with subsidiary materials.

그러나,이 방법은 부원료를 파쇄하는 공정등이 추가로 요구되고,또한,부원료와 물이 반응하여 수화물을 형성하므로 혼합후 단시간내에 코팅을 해야하는 문제점등이 있다.However, this method additionally requires a step of crushing the subsidiary materials, and also has a problem in that the subsidiary materials and water react to form a hydrate, so that coating is required within a short time after mixing.

본 발명은 일반탄을 이용한 용철제조공정에서 폐기물로 발생하는 슬러지를 이용하여 상기 공정에서 사용되는 광석 및 펠렛에 코팅함으로써 일반탄을 이용한 용철제조공정에 사용하기 부적합한 응집특성을 지닌 광석 및 펠렛을 사용가능하도록 할 뿐만 아니라 생산당시의 조건에 따라 변화하기 쉬운 응집특성에 의한 환원로 이상 조업상황 발생을 방지하여 원할한 조업을 가능하게 하고,또한,코팅제 준비및 코팅공정이 단순한 광석및 펠렛의 응집방지방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention uses ore and pellets having an agglomeration property unsuitable for use in the molten iron manufacturing process using ordinary coal by coating on the ore and pellets used in the process by using the sludge generated as waste in the molten iron manufacturing process using ordinary coal. In addition to preventing the occurrence of abnormal operation conditions in the reduction furnace due to the cohesive property that is easily changed according to the conditions at the time of production, it is possible to perform a smooth operation, and also to prevent agglomeration of ores and pellets with a simple coating preparation and coating process. The purpose is to provide a method.

본 발명은 광석및/또는 펠렛을 일반탄을 이용하여 용철로 제조하는 공정에 있어서, 상기 용철제조공정에서 폐기물로 발생하는 슬러지 0.2∼1중량%(광석및/또는 펠렛의 중량에 대해)를 상기 광석 및/또는 펠렛의 표면에 코팅하여 일반탄을 이용한 용철제조공정에 있어 광석 및 펠렛의 응집현상을 방지하는 방법에 관한 것이다.The present invention is a step of producing ore and / or pellets from molten iron using ordinary coal, 0.2 to 1% by weight (relative to the weight of ore and / or pellets) sludge generated as waste in the molten iron manufacturing process The present invention relates to a method of coating a surface of ore and / or pellets to prevent agglomeration of ores and pellets in a molten iron manufacturing process using ordinary coal.

이하,본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 적용될 수 있는 슬러지는 예비환원로내에서 철광석을 예비환원하는공정과 용융가스화로에서 예비환원된 광석을 일반탄을 이용하여 용선을 제조하는 공정으로 이루어지는 용철제조공정에 있어서 예비환원로에서 배출되는 최종 배가스에 물을 분사하여 생성된 것이다.The sludge which can be applied to the present invention is in the preliminary reduction furnace in the molten iron manufacturing process consisting of the process of preliminary reduction of iron ore in the preliminary reduction furnace and the manufacturing of molten iron using the ordinary coal from the ore preliminarily reduced in the molten gasifier. It is produced by spraying water on the final exhaust gas discharged.

본 발명에 바람직하게 적용될 수 있는 슬러지는 T.Fe:20∼50%미만, SiO2:5∼10%, CaO: 1.2∼11.2%, Al2O3:2.0∼6.0%, MgO: 1.0∼2.5%, C:25∼50%, TiO2:1%이하, P2O5:1.0%이하, K2O: 2.0%이하 ,Na2O: 0.8%이하,및 S:0.5 ∼1.0%로 조성되는 것이다.The sludge which can be preferably applied to the present invention is less than 20 to 50% of T.Fe, SiO 2 : 5 to 10%, CaO: 1.2 to 11.2%, Al 2 O 3 : 2.0 to 6.0%, MgO: 1.0 to 2.5 %, C: 25-50%, TiO 2 : 1% or less, P 2 O 5 : 1.0% or less, K 2 O: 2.0% or less, Na 2 O: 0.8% or less, and S: 0.5 to 1.0% Will be.

한편,일반탄을 이용한 용철제조공정의 샤프트형 예비환원로내에서 문제가되고 있는 스티킹(sticking)은 그 대부분이 섬유상 금속철의 성장으로 인한 광석및 펠렛의 입자간의 표면결합으로 인해 나타나므로 이러한 섬유상 금속철의 성장을 억제하므로서 스티킹을 줄일 수 있다.On the other hand, sticking, which is a problem in the shaft-type preliminary reduction furnace of the molten iron manufacturing process using ordinary coal, is due to the surface bonding between ore and pellet particles due to the growth of fibrous metal iron. Sticking can be reduced by suppressing the growth of fibrous metal iron.

상기 슬러지의 성분중 스티킹을 방지하는데 효과가 있는 성분은 CaO, Al2O3, MgO, C이며,스티킹을 촉진하는 성분은 S, Fe이며,그 중에서 특히, S는 스티킹을 유발하는 원소로 알려져 있다.Among the components of the sludge, the components which are effective in preventing sticking are CaO, Al 2 O 3 , MgO, C, and the components that promote sticking are S and Fe, among which S is used to induce sticking. It is known as an element.

상기 슬러지 성분중에서 T.Fe성분은 슬러지중에 과량 포함되어 있으면 샤프트형 예비환원로에서의 환원과정중 환원된 Fe농도가 높아짐에 따라 섬유상 금속철의 성장을 촉진하는 효과가 발생할 수 있지만, 코팅제로서 50%정도까지의 조성에서는 이러한 효과가 미비하다.If the T.Fe component in the sludge component is excessively contained in the sludge, the effect of promoting the growth of the fibrous metal iron may be increased as the reduced Fe concentration increases during the reduction process in the shaft type pre-reduction furnace. This effect is insignificant in compositions up to about%.

한편, 환원중 섬유상 금속철의 성장을 억제하는 CaO ,Al2O3, MgO성분은 광석중 필요이상으로 과량포함되어 있을 경우에는 광석의품위를 떨어뜨려 상기 공정에서의 생산성에 악영향을 미칠 수 있지만, 본 발명에서와 같이 광석및 펠렛의 표면에 코팅되어 있을 경우에는 섬유상 금속철의 성장을 억제하는 강력한 억제제의 역할을 하므로 본발명에서 제시하는 코팅제로서의 슬러지의 성분중에는 많을 수록 스티킹을 억제하는 효과가 크다.On the other hand, CaO, Al 2 O 3 , MgO component that inhibits the growth of fibrous metal iron during reduction may deteriorate the quality of the ore when it is contained in excess in the ore, but may adversely affect the productivity in the process. , When coated on the surface of the ore and pellet as in the present invention acts as a powerful inhibitor to inhibit the growth of fibrous metal iron, the more the components of the sludge as a coating agent proposed in the present invention the effect of inhibiting sticking Is large.

C의 경우에는 광석중에는 포함되어 있지 않지만, 환원공정중의 탄소분해(carbon deposition)반응으로 인해 상기 공정의 슬러지에 포함되게 되며,이 또한,강력한 스티킹 억제제의 역할을 하므로 코팅제로서의 슬러지에는 많이 포함될 수 록 바람직하다.C is not included in the ore, but is included in the sludge of the process due to the carbon deposition reaction during the reduction process, and also included in the sludge as a coating agent because it acts as a strong sticking inhibitor. It is preferable.

반면에,스티킹을 유발하는 성분인 S는 코팅제의 슬러지에는 그 양이 적을 수록 유리하지만,공정에서 발생하는 슬러지를 사용하는 이상 미량이라도 포함되어 있을 수 밖에 없지만,그 조성은 1.0%미만으로 관리하는 것이 바람직하다.On the other hand, S, a component that causes sticking, is advantageous in the sludge of the coating as the amount is smaller, but it may contain even a small amount of more than using the sludge generated in the process, but the composition is managed at less than 1.0% It is desirable to.

한편,본 발명에 있어 광석및/또는 펠렛의 표면에 코팅되는 슬러지(코팅제)의 양은 광석및/또는 펠렛의 중량에 대해 0.2∼1.0%중량%로 선정하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the present invention, the amount of sludge (coating agent) coated on the surface of the ore and / or pellets is preferably selected to 0.2 to 1.0% by weight relative to the weight of the ore and / or pellets.

상기 슬러지의 양이 0.2중량%미만인 경우에는 코팅효과가 미비하고, 1.0%이상인 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.When the amount of the sludge is less than 0.2% by weight, the coating effect is inadequate, and when the amount of the sludge is more than 1.0%, there are the following problems.

샤프트형 환원로의 통기도 저하에는 스티킹외에 미분에의한 영향도 상당히 크다.In addition to sticking, the effect of the fine powder is also significantly reduced on the reduction of the air permeability of the shaft-type reduction furnace.

떠라서,환원로에서 미분으로 작용할 수 있는 코팅제(슬러지)가 너무 많으면,환원로하부에서의 환원가스의 상승기류에 의해 표면에서 이탈되어 가스편류의 원인이 되는 미분으로 작용할 수 있다.Therefore, if there are too many coating agents (sludges) that can act as fine powder in the reduction furnace, they may be separated from the surface by the rising air flow of the reducing gas in the lower part of the reduction furnace and act as fine powder causing gas drift.

그러므로,광석및 펠렛의 스티킹을 억제하기 위한 코팅제로서의 슬러지의 사용량은 억제효과를 나타내면서 환원로의 상승기류에 의해 이탈되지 않을 정도의 범위로 선정하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to select the amount of the sludge used as a coating agent for suppressing sticking of ores and pellets in a range such that it does not escape by rising air flow in the reduction furnace while showing an inhibitory effect.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

(실시예)(Example)

하기 표1에 나타낸 성분을 가진 슬러지를 샤프트형 환원로 공정에서 사용 불가능한 응집특성을 가진 펠렛을 코팅 전, 후로 나누어 환원, 응집 및 마모특성을 조사하고 그 결과를 하기 표2에 나타내었다.The sludge having the components shown in Table 1 below was divided into pellets having cohesive properties which were not usable in the shaft type reduction furnace process before and after coating, and the reduction, flocculation and abrasion properties were investigated and the results are shown in Table 2 below.

하기 표2에 나타난 결과는 국제규격으로 인증된 방법(ISO 4695)을 사용하여 다음과 같은 조건하에서 측정된 것이다.The results shown in Table 2 below were measured under the following conditions using the internationally certified method (ISO 4695).

①시료건조(105℃에서 24시간, 시료입도:10~12.5mm)① Sample drying (24 hours at 105 ℃, sample particle size: 10 ~ 12.5mm)

②시료 장입후 60분 동안 800℃까지 승온 후 30분 유지(환원로 상부 가스조성)② After the sample is charged, it is maintained for 30 minutes after heating up to 800 ℃ for 60 minutes (composition of gas at the upper part of the reduction furnace)

③환원로 하부 가스조정으로 270분간 환원③Reduce 270 minutes by adjusting gas at the bottom of the reduction furnace

④환원된 시료의 입도분포 조사④ Investigation of particle size distribution of reduced sample

⑤Drum Test⑤Drum Test

⑥Drum Test를 거친 시료의 입도분포 조사⑥ Investigation of particle size distribution of samples that have passed the Drum Test

상기 과정에서 시료층에 가하는 하중은 14N/cm2이며 테스트가 끝난 시편은 노 내에서 질소 분위기 하에서 상온까지 냉각되었다.In the above process, the load applied to the sample layer was 14 N / cm 2 and the test specimen was cooled to room temperature under a nitrogen atmosphere in a furnace.

배출된 시편은 마모시험을 위한 드럼 테스트를 거친 후 입도분포를 조사하고, 조사된 입도에서 16mm이상의 입도를 갖는 부분을 응집된 부분으로 간주했다.The ejected specimens were subjected to a drum test for abrasion test, and then the particle size distribution was examined, and a portion having a particle size of 16 mm or more from the irradiated particle size was regarded as an agglomerated portion.

T,FeT, Fe SiO2 SiO 2 CaOCaO Al2O3 Al 2 O 3 MgOMgO TiO2 TiO 2 P2O5 P 2 O 5 K2OK 2 O Na2ONa 2 O CC SS ClCl 27.427.4 8.38.3 6.26.2 3.33.3 1.81.8 0.30.3 0.30.3 1.31.3 0.40.4 36.736.7 0.90.9 0.0880.088

환원율(%)Reduction rate (%) 분화도(%)Differentiation degree (%) 마모도(%)Abrasion Degree (%) 응집률(%)Cohesion Rate (%) 코팅 전Before coating 92.5592.55 1.31.3 1.021.02 15.9315.93 코팅 후After coating 89.8889.88 1.21.2 0.80.8 00

상기 표2에 나타난 바와 같이, 슬러지 코팅 전, 후 펠렛의 환원율에 있어서는 코팅 후 펠렛이 약간 낮게 나타났으나, 이것 역시 사용가능한 범위에 속하는 수치이며 기타 분화도와 마모도는 코팅 후 펠렛이 더 좋은 특성을 나타내는 것으로 나타났다. 특히 응집률에 있어서는 코팅 전 펠렛이 15.93%의 응집률을 갖는 것에 비해 코팅 후 펠렛에서는 응집이 일어나지 않는 것으로 나타나서 슬러지에 의한 응집방지 효과가 큰 것임을 알 수 있다.As shown in Table 2, in the reduction rate of the pellets before and after the sludge coating, the pellets after coating were slightly lower, but this is also a value within the usable range. It was shown. Particularly, in the coagulation rate, the pellets after the coating did not appear to be agglomerated, whereas the pellets before the coating had a coagulation rate of 15.93%.

상기한 바와 같이, 본 발명은 일반탄을 이용한 용철제조공정에 있어서 공정상 문제점을 야기할수 있는 광석 및 펠렛의 응집현상을 기존의 부원료 대신 상기 공정에서 폐기물로 배출되는 슬러지를 이용하여 코팅하는 방법에 의해 최소화 함으로써 광석 및 펠렛의 사용범위을 넓힐 수 있고 안정된 조업을 달성 할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention is a method for coating the coagulation phenomenon of ore and pellets, which may cause a process problem in the molten iron manufacturing process using a general coal by using the sludge discharged as waste in the process instead of the existing secondary raw materials. By minimizing by, it is possible to widen the range of use of ores and pellets and to achieve stable operation.

Claims (2)

광석및/또는 펠렛을 일반탄을 이용하여 용철로 제조하는 공정에 있어서, 상기 제조공정에서 폐기물로 발생하는 슬러지 0.2∼1중량%(광석및/또는펠렛의 중량에 대해)를 상기 광석 및/또는 펠렛의 표면에 코팅하여 광석 및/또는 펠렛의 응집현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 일반탄을 이용한 용철제조공정에서의 광석 및 펠렛의 응집방지방법In a process for producing ore and / or pellets from molten iron using ordinary coal, 0.2 to 1% by weight (relative to the weight of ore and / or pellets) of sludge generated as waste in the manufacturing process is used. Coating method of the pellets to prevent agglomeration of the ore and / or pellets, characterized in that the coal and coal pelletization prevention process in the molten iron manufacturing process using a coal 제1항에 있어서,슬러지는 T.Fe:20∼50%미만, SiO2:5∼10%, CaO: 1.2∼11.2%, Al2O3:2.0∼6.0%, MgO: 1.0∼2.5%, C:25∼50%, TiO2:1%이하, P2O5:1.0%이하, K2O: 2.0%이하 ,Na2O: 0.8%이하,및 S:0.5 ∼1.0%로 조성됨을 특징으로하는 일반탄을 이용한 용철제조공정에서의 광석 및 펠렛의 응집방지방법The sludge is less than 20 to 50% of T.Fe, SiO 2 : 5 to 10%, CaO: 1.2 to 11.2%, Al 2 O 3 : 2.0 to 6.0%, MgO: 1.0 to 2.5%, C: 25-50%, TiO 2 : 1% or less, P 2 O 5 : 1.0% or less, K 2 O: 2.0% or less, Na 2 O: 0.8% or less, and S: 0.5 to 1.0% To prevent agglomeration of ores and pellets in the manufacturing process of molten iron using ordinary coal
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100627448B1 (en) * 1999-11-23 2006-09-25 주식회사 포스코 A method for coating cold bonded pellet by using cdq dust

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KR100627448B1 (en) * 1999-11-23 2006-09-25 주식회사 포스코 A method for coating cold bonded pellet by using cdq dust

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