KR20000063090A - 고형의 금속화된 철 입자들의 고온 응집을 이용한 합금브리켓트의 제조방법 - Google Patents

고형의 금속화된 철 입자들의 고온 응집을 이용한 합금브리켓트의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철 합금 브리켓트 (iron-alloy briquettes)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 초기 금속화도가 적어도 90 중량% 이상이고 최소 650 ℃ 이상의 온도를 갖는, 고온의 금속화된 철 입자를 제공하는 단계 (단계 1); 합금철 분말, 금속을 포함하고 있는 애쉬 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되고 합금 금속을 포함하고 있는 첨가물을 제공하는 단계 (단계 2); 단계 1의 철 입자와 단계 2의 첨가물의 혼합물을 제공하기 위해 상기 입자와 상기 첨가물을 혼합하는 단계 (단계 3); 및 단계 3의 혼합물을 사용하여 상기 합금 금속을 포함하고 있는 브리켓트를 형성하는 단계 (단계 4)로 이루어지는 철 합금 브리켓트의 제조방법에 관한 것이다.

Description

고형의 금속화된 철 입자들의 고온 응집을 이용한 합금 브리켓트의 제조방법 {Method for hot agglomeration of solid metallized iron particles to produce alloyed briquettes}
본 발명은 철 합금 브리켓트 (iron-alloy briquettes)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로 초기 금속화도가 적어도 90 중량% 이상이고 최소 650 ℃ 이상의 온도를 갖는, 고온의 금속화된 철 입자를 제공하는 단계 (단계 1); 합금철 분말, 금속을 포함하고 있는 애쉬 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되고 합금 금속을 포함하고 있는 첨가물을 제공하는 단계 (단계 2); 단계 1의 철 입자와 단계 2의 첨가물의 혼합물을 제공하기 위해 상기 입자와 상기 첨가물을 혼합하는 단계 (단계 3); 및 단계 3의 혼합물을 사용하여 상기 합금 금속을 포함하고 있는 브리켓트를 형성하는 단계 (단계 4)로 이루어지는 철 합금 브리켓트의 제조방법에 관한 것이다.
넓은 범위의 탄소를 포함하는 고온의 주조된 철 브리켓트가 생산되어 왔으며 그러한 브리켓트는 철과 강철 제조시 공급 원료로 유용하다. 그러한 브리켓트는 상업적으로 고온의 브리켓트화된 철 (hot briquetted iron), 즉 HBI로 일컬어진다. 고온 브리켓팅 기술 (hot briquetting technique)은 유용하여 미세 입자 또는 펠렛 (pellets) 형태의 금속화된 철 산화물의 재산화 (reoxidation) 및 자발적 점화 (self-ignition)를 줄이기 위해 사용되어 왔으며, 이것은 선적에 유리하다.
미국 특허 제 5,698,009호는 먼저 환원시킨 고온의 철 입자를 응집시켜 열선철 (hot pig iron)을 제조하는 방법을 제시한 바 있다. 이 특허에서는 용광로에 통과시키기 전에 금속 분말을 포함하고 있는 알루미늄과 같은 결합제를 미리 환원시킨 고온의 철 또는 입자에 첨가한다. 이것은 용광로 내에서 고체 부하를 견딜 수 있는 충분한 기계적 압축력을 가진 고체를 형성시키기 위함이다. 사용된 결합 물질은 이 과정 중에 에너지 이용에 있어서 역효과를 주고 또한 생산된 금속의 품질을 떨어뜨릴 수 있다.
고품질의 제품을 제공하면서 효과적으로 고온의 브리켓트화된 철을 제조할 수 있는 적절한 방법이 필요하다.
또한 철강 제조방법은 원하는 특성을 얻기 위해 흔히 고가의 합금 첨가물이나 금속을 필요로 한다.
본 발명의 목적은 효과적으로 철 합금 브리켓트 (iron-alloy briquettes)를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 특정 철강 제조방법에서 유용한, 바람직한 합금 금속을 포함하는 철 합금 브리켓트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 최종 브리켓트 제품의 금속화도가 높은 철 합금 브리켓트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 합금 브리켓트 제조 공정을 도식화한 것이고,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 합금 브리켓트 제조 공정을 도식화한 것이다.
〈도면의 부호 설명〉
10 : 환원 용기 12 : 철 산화물 입자 공급 라인
14 : 환원 기체 루프 16 : 기체 유입 라인
18 : 기체 유출 라인 20 : 먼지 제거부
22 : 물 제거부 24 : 이산화탄소 제거부
26 : 압축기 28 : 환원 기체 공급 라인
30 : 라인 32 : 첨가물 공급 라인
32a : 첨가물 공급 라인
34 : 혼합 용기 36 : 비활성 기체 공급 라인
38 : 라인 40 : 냉각 순환부
42 : 라인
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 철 합금 브리켓트 (iron-alloy briquette)를 제조하는 방법을 제공한다. 구체적으로 고형의 금속화된 철 입자의 고온 응집을 이용하여 합금화된 브리켓트를 제조하는 방법을 제공한다.
상기 방법은 구체적으로
1) 초기 금속화도가 적어도 90 중량% 이상이고 최소 650 ℃ 이상의 온도를 갖는, 고온의 금속화된 철 입자를 제공하는 단계 (단계 1);
2) 합금철 (ferroalloy) 분말, 금속을 포함하고 있는 애쉬 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되고 합금 금속을 포함하고 있는 첨가물을 제공하는 단계 (단계 2);
3) 단계 1의 철 입자와 단계 2의 첨가물의 혼합물을 제공하기 위해 상기 입자와 상기 첨가물을 혼합하는 단계 (단계 3); 및
4) 단계 3의 혼합물을 사용하여 상기 합금 금속을 포함하고 있는 브리켓트를 형성하는 단계 (단계 4)로 이루어진다.
분말 첨가물은 합금철 분말과 금속을 포함하고 있는 애쉬를 모두 포함하는 것이 바람직하다. 합금철 분말은 규소철 (ferrosilicon)인 것이 가장 바람직하다. 금속을 포함하고 있는 애쉬는 하나 또는 그 이상의 전이금속을 포함하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 바나듐 산화물 및 니켈 산화물을 포함한다. 상기 애쉬는 다양한 탄화수소 연소 공정에서 쉽게 얻을 수 있는 폐기물이다.
본 발명의 제조방법은 원하는 합금 금속을 포함한 고품질의 브리켓트를 제조하는데 있어서 탄화수소 연소 공정에서 생성된 폐기물을 사용하므로 폐기물 처리 비용을 줄이고, 에너지 소비가 줄어 에너지를 효율적으로 이용한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 제조방법을 도식화하여 나타낸 것이다. 이 방법에서 철 산화물 입자를 라인 (12)을 통해 환원 용기 (10)에 공급해 준다. 환원 용기 (10)는 철 산화물 미세 입자를 고압 처리하기에 적당한 반응기 또는 용기, 예를 들어 버블링 베드 (bubbling bed) 반응기, 분출 베드 (spouted bed) 반응기 또는 순환 유동화 베드 (circulating fluidized bed) 반응기일 수 있으며, 결이 거칠거나 미립자 (particulate)인 철 산화물을 낮은 압력에서 처리하기에 적당한 회분식 (batch) 또는 샤프트 로 (shaft furnaces)를 사용한 반응기를 사용할 수 있다.
환원 기체는 환원 기체 루프 (14)를 통해 환원 용기 (10)로 순환되며, 환원 기체 루프 (14)는 기체 유입 라인 (16) 및 기체 유출 라인 (18)을 포함하고, 기체 유출 라인 (18)은 전형적으로 먼지 제거부 (20), 물 제거부 (22) 및 이산화탄소 제거부 (24)로 연결된다. (20), (22) 및 (24) 구역을 거쳐 처리된 기체는 압축기 (26)를 통해 공급되어, 필요할 때 라인 (28)로부터 공급된 순수한 환원 기체와 혼합되고 라인 (16)을 통해 환원 용기 (10)로 재순환된다. 환원 용기 (10)에서 철 산화물이 환원 기체와 반응하여 고온의 금속화된 철 입자가 생산되며, 생산된 입자는 라인 (30)을 통해 반응기 (10)에서 방출된다.
상기 고온의 금속화된 철 미립자 생성물의 금속화도 (degree of metallization)는 최소 90 중량% 이상인 것이 바람직하다. 이때 금속화도는 철 전체에 대하여 금속성의 또는 환원된 철이 차지하는 퍼센트로 정의된다. 또한 상기 고온의 금속화 철 미립자 물질은 전형적으로 약 2 중량%의 탄소와 약 1∼2 중량%의 산소를 포함한다.
첨가물은 고온의 금속화된 철 미립자 물질과 혼합되는데, 예를 들어 라인 (32)을 통해 혼합되며, 바람직하게는 혼합 용기 (34)로 공급된다. 이때 상기 혼합 용기 (34)에서는 분말 첨가물이 상기 고온의 금속화된 입자를 더 환원시키거나 금속화시킨 후 바람직한 특정 합금 금속을 상기 고온의 금속화된 철 입자에 도입되도록 하는 역할을 하며, 이때 상기 모든 반응은 발열 반응으로 다음의 용해 또는 다른 공정에 유리한 추가의 열을 공급해 준다.
첨가물은 적어도 650 ℃ 이상의 온도, 바람직하게는 약 700∼800℃, 더욱 바람직하게는 약 740∼790℃에서 고온의 금속 철 미립자 물질과 혼합하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 첨가물은 합금철 분말, 금속을 포함하고 있는 애쉬 및 상기 물질들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 미립자 첨가물인 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 상기 첨가물을 합금철 분말과 금속을 포함하고 있는 애쉬를 모두 포함한다.
본 발명에 따르면, 공정의 결과에 의해 최종 브리켓트 제품에 혼합되는 합금화 금속 (alloying metal)을 상기 첨가물이 포함하는 것이 유리하다. 다양한 철강 제조 과정에서는 특정 혼합된 합금화 금속이 이미 내부에 존재하는 브리켓트를 사용할 수 있다는 점에서 상기와 같은 것은 바람직하다. 또한 본 발명에 따르면, 상기 첨가물은 금속화된 철 입자에 남아있는 철 산화물과 반응하여 추가적인 금속화 공정을 제공하며, 따라서 최종 고온의 브리켓트화된 철의 금속화도를 증가시키는 환원 금속을 포함하는 것이 유리하다.
본 발명에 따라, 적당한 합금철 분말은 크롬 (chromium), 니켈 (nickel), 바나듐 (vanadium), 망간 (manganese), 규소 (silicon), 니오븀 (niobium) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 최소 하나 이상의 원소를 포함하는 합금철을 포함한다. 더욱 바람직하게는 상기 합금철 분말은 규소철, 망간철 (ferromanganese) 및 이들의 혼합물을 포함하며, 가장 바람직하게는 규소철을 포함한다. 하기에서 논의되는 바와 같이, 규소가 환원 금속으로 작용하여 금속화된 철에 남아있는 산소와 반응하여 발열 반응으로 실리카를 형성하기 때문에 상기와 같은 것은 유리하다.
상기 철 미립자 물질이 바람직한 추가 환원 반응이나 금속화를 제공하는 것 외에 상기 합금철 분말에 포함된 하나 또는 그 이상의 상기 언급된 금속도 또한 최종 제품에 바람직한 합금화 금속이다.
분말 첨가물의 금속을 포함하고 있는 애쉬 성분은 플라이 애쉬 (fly ash)가 바람직하며, 플라이 애쉬는 고체 또는 액체 탄화수소의 연소 공정과 같은 여러 가지 다른 공정에서 폐기물 또는 부생성물로 생성될 수 있다. 첨가물의 애쉬 성분은 전형적으로 다음의 철강 제조 공정에 사용하기 위한 합금화 금속으로서 최종 브리켓트 제품에 포함되는 것이 바람직한 하나 또는 그 이상의 금속을 포함한다. 바람직한 합금 금속으로는 티타늄 (titanium), 코발트 (cobalt), 바나듐, 크롬, 니오븀, 망간, 니켈 (nickel) 및 그 외 바람직한 금속, 구체적으로는 특히 육방 밀집 (hexagonal closed pack, HCP), 체심 입방 (body centered cubic, BCC), 면심 입방 (face centered cubic, FCC) 결정성을 갖는 것이 있다. 상기 애쉬는 전형적으로 산화물로 존재하는 전이금속을 포함하는 것이 바람직하며, 바나듐 산화물 및 니켈 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 이들 금속은 합금화 금속으로 유용하며, 따라서 최종 브리켓트 제품과 혼합되는 것이 바람직하고 유리하다. 적합한 플라이 애쉬는 약 11∼48 중량%의 바나듐 산화물 및 약 12∼44 중량%의 니켈 산화물을 포함하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 상기 바나듐 산화물은 V2O3또는 V2O5로 존재한다. 상기 애쉬의 잔부는 전형적으로 실리카, 철 산화물, 알루미나, 탄소 및 그 외 다른 전형적인 연소 생성물로 이루어진다.
특히 바람직한 첨가물은 규소 철; 및 상기 언급된 비율의 니켈 산화물과 바나듐 산화물을 포함하고 있는 플라이 애쉬를 포함한다.
고온의 금속화된 철 입자와 상기 분말 첨가물은 첨가물의 금속 양에 대한 금속화된 철의 몰 비가 약 1∼3이 되도록 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 첨가물은 약 5∼250 ㎛의 입자 크기를 갖는 미립자 물질인 것이 바람직하다.
하기에서 더 논의되는 바와 같이, 금속을 포함하고 있는 애쉬는 바람직한 합금 금속을 포함한 것을 간단히 얻을 수 있으며, 본 발명의 방법에 의해 상기 합금 금속은 최종 제품에 존재하여 특정 철강 제조 공정에 매우 유용한 브리켓트를 제공한다.
고온의 금속화된 철 입자는 입자, 미세 입자, 덩어리 또는 펠렛 (pellets) 형태, 또는 상기에서 기술된 바와 같이 반응기 (10)에서 처리하기 위하여 적당한 어떤 다른 형태로든 제공될 수 있으며, 상기 모든 형태는 본 명세서에서 입자 (particle)로서 총괄하여 언급된다.
화학적 및 기계적으로 충분히 균일한 원소 혼합물을 얻을 수 있도록 혼합 용기 (34)에서 고온의 금속화된 철 입자와 첨가물을 잘 혼합하는 것이 바람직하며, 순수한 질소와 같은 고온의 비활성 기체를 흘려보내는 동안 혼합하는 것이 바람직하고, 이때 고온의 비활성 기체는 탄화 수소를 연소하거나 환원 루프 (14)로부터 얻을 수 있는 어떠한 종류의 기체를 사용하여도 생성될 수 있다. 이 기체는 이 과정의 반응 환경에서 비활성이다. 적당한 비활성 기체는 분말 첨가물에 사용된 합금철의 산화력과 금속화된 철 입자의 탄소 함량에 의해 결정된다.
비활성 기체는 라인 (36)을 통해 혼합 용기 (34)로 공급된다.
혼합 단계에서 첨가물에 포함되는 환원 금속은 고온의 금속화된 철 입자에 남아있는 철 산화물과 반응하여 그 철 산화물을 더 환원시키거나 금속화시킨다. 또한 첨가물의 합금 금속 성분은 환원되고 최종 제품에 혼합되어 최종 제품은 더 높은 금속화도를 나타내고 환원된 합금 금속 원소와 일산화탄소, 이산화탄소 및 실리카와 같은 제거할 수 있는 산화물을 포함하게 된다.
앞서 언급한 반응은 발열 반응으로 과열이 발생하므로 그 다음의 용해 공정에서 필요한 에너지 소비를 줄일 수 있다. 또한 생성물의 금속 철 함량을 증가시키는 것이 바람직하며, 그로 인해 더욱 고품질의 최종 생성물을 얻을 수 있다.
혼합 용기 (34)로부터 부분적으로나마 고온의 금속화된 철 입자와 분말 첨가물이 반응한 고온의 고체 혼합물이, 전형적으로는 약 650∼740℃에서, 더욱 바람직하게는 670∼720℃에서 라인 (38)을 통해 브리켓팅 기계로 공급되어 원하는 양의 합금 원소를 함유한 원하는 고온의 합금 브리켓트를 생산하고, 상기 고온의 브리켓트는 도 1에서 도식화한 것과 같이 냉각 순환부 (40)로 방출되거나 라인 (42)을 통해 용광로 (smelting furnace)로 또는 용해로 (melting furnace)로 고온 방출된다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 고온의 브리켓트는 브리켓트의 사용 목적에 따라 다양한 종류의 금속, 또는 금속이나 다른 합금 첨가물의 조합을 포함하도록 맞춰 제조할 수 있다. 예를 들면, 브리켓트는 합금 금속으로서 특정 양의 니켈 및 크롬을 포함하도록 제조하여 최종 스테인레스 스틸 (stainless steel)을 제조하는 데 유용한 브리켓트 생성물을 제공할 수 있다. 또는 고강도의 저 합금 또는 저 탄소 강철을 제조하는 다음 단계에 유용하도록 브리켓트는 합금 금속으로서 특정 양의 바나듐 및 망간을 포함하도록 제조할 수 있다. 물론 특정 형태의 다른 강철을 제조하는 데 유용한 넓은 범위의 여러 가지 다양한 형태의 브리켓트를 제조할 수도 있다.
도 2를 참고로 본 발명에 의한 또 다른 바람직한 실시 형태를 설명한다. 첨가물이 환원 용기 (10)에서 라인 (32a)을 통해 고온의 금속화된 철 입자와 혼합되는 것을 제외하고는 도 2는 실질적으로 도 1과 동일하다. 혼합물은 라인 (30)에서 방출되어 혼합 용기 (34)를 지나 상기 기술된 브리켓트를 제조하기 위한 원하는 반응기 물질을 제공한다. 그리고 나서 도 2의 실시 형태에서, 미립자 첨가물은 본 발명의 범위 내에서 환원 용기 (10)에 첨가된다. 그러나, 도 1에서 볼 수 있듯이 본 발명의 미립자 첨가물은 환원 용기 (10)를 거친 후의 금속화된 철 미립자 물질에 도입되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 특히 바람직한 실시 형태에서는 규소철 분말을 함유한 미립자나 분말 첨가물 및 바나듐과 니켈 산화물을 함유한 애쉬를 사용한다.
금속화된 철 입자와 상기 분말 첨가물을 혼합하면, 브리켓팅 공정 동안 또는 작업 온도 범위와 완전한 용해가 일어나기 전인 약 850℃ 사이 온도에서의 전처리 가열 단계 동안에 하기의 발열반응이 일어난다. 상기 반응을 하기 반응식 1, 2, 3, 4에 나타내었다.
2 FeO + FeSi = 3 Fe + SiO2
FeO + C = Fe + CO
2NiO + FeSi = Fe + 2Ni + SiO2
2 V2O3+ FeSi = 3 Fe + 4 V + 3 SiO2
또한 니켈 산화물과 망간철의 혼합물, 규소철 및 알루미늄철 분말의 경우에도 유사한 반응이 일어날 수 있다. 니켈과 바나듐은 고체 상태에서 금속 철과 반응하여 강철 제조 공정의 용해 단계를 위한 철 합금을 형성한다. 규소는 철 산화물과 반응하여 실리카와 환원된 철을 형성하고, 실리카가 형성되면서 생성된 과열은 용해 단계에서 필요한 에너지 소비를 줄여준다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
〈실시예〉 철 합금 브리켓트의 제조
본 실시예에서 환원 반응은 환원 용기에서 실시되어 금속화도 92∼93 중량%인 고온의 금속화된 철 미립자 물질을 얻었다. 이 물질은 약 1.5∼1.8 중량%의 탄소와 약 1.8∼2.0 중량%의 산소를 포함하였다. 분말 첨가물은 고온의 브리켓트화된 철 1톤에 대해 각각 약 100∼120 kg과 약 135∼150 kg의 규소철과 플라이 애쉬를 포함하였다. 상기 애쉬는 V2O3및 V2O5의 형태의 바나듐 산화물 48%와 니켈 산화물 12%를 포함하였다. 철과 첨가물은 니켈과 바나듐 산화물에 대한 금속화된 철의 몰 비가 약 1.59 내지 2.66이 되도록 혼합되었다. 약 560℃의 반응 온도에서 본래 고온의 금속화된 철 미립자 물질의 금속화는 탄소와의 반응에 의한 용해 전에 약 2∼3.5%만큼 증가되었고, 니켈과 바나듐이 최종 생성물에 존재하였다.
본 발명은 본 발명의 정신이나 필수적인 특징의 변화없이 다른 형태로 구체화되거나 다른 방법으로도 수행될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 형태는 모두 첨부된 특허청구범위에 의해 지시되는 발명의 범위를 나타내는 하나의 예시로서만 인정되어야 하고 본 발명을 한정하는 것으로 인정되어서는 안되며, 동일한 범위와 의미 내의 변화 내용을 모두 포함한다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의하면 원하는 합금 금속을 포함한 고품질의 브리켓트를 제조할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 소비를 줄일 수 있고 탄화수소 연소 공정에서 생성된 폐기물을 사용함으로써 폐기물 처리 비용을 줄일 수 있으므로 매우 유용하다.

Claims (21)

1) 초기 금속화도가 적어도 90 중량% 이상이고 최소 650 ℃ 이상의 온도를 갖는, 고온의 금속화된 철 입자를 제공하는 단계 (단계 1);
2) 합금철 (ferroalloy) 분말, 금속을 포함하고 있는 애쉬 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되고 합금 금속을 포함하고 있는 첨가물을 제공하는 단계 (단계 2);
3) 단계 1의 철 입자와 단계 2의 첨가물의 혼합물을 제공하기 위해 상기 입자와 상기 첨가물을 혼합하는 단계 (단계 3); 및
4) 단계 3의 혼합물을 사용하여 상기 합금 금속을 포함하고 있는 브리켓트를 형성하는 단계 (단계 4)로 이루어지는 철 합금 브리켓트의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 첨가물은 환원 금속을 더 포함하고, 상기 혼합 단계는 상기 환원 금속과 상기 입자를 반응시켜 상기 초기 금속화도 이상의 금속화도를 갖도록 상기 금속화된 철 입자를 더 환원시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 혼합 단계는 상기 첨가물 내의 상기 합금화 금속과 상기 환원 금속에 대한 상기 금속화된 철 입자 내의 금속화된 철의 몰 비가 약 1 내지 약 3이 되도록 하여 실시되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 첨가물은 입자 크기가 약 5∼250 ㎛인 미립자 물질인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 합금철 분말은 크롬, 니켈, 바나듐, 망간, 규소, 니오븀 및 상기 금속의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 금속을 포함하고 있는 애쉬는 상기 합금화 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 6항에 있어서, 상기 합금화 금속은 티타늄, 코발트, 바나듐, 크롬, 니오븀, 망간, 니켈 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 금속을 포함하고 있는 애쉬는 약 11∼48 중량%의 바나듐 산화물 및 약 12∼44 중량% 니켈 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 합금철 분말은 규소철 (ferrosilicon)을 포함하고, 상기 금속을 포함하고 있는 애쉬는 바나듐 산화물 및 니켈 산화물을 포함하는 애쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 첨가물은 상기 금속을 포함하고 있는 애쉬를 포함하고, 상기 애쉬는 별도의 공정으로부터 얻어진 폐기물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 10항에 있어서, 상기 별도의 공정은 탄화수소 연소 공정인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 고온의 금속화된 철 입자를 제공하는 단계는 환원 용기에 철 산화물을 공급하는 단계; 및 상기 환원 용기 내에서 상기 철 산화물을 환원 기체와 반응시켜 초기 금속화도를 갖는 고온 금속화된 철 입자를 생산하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 12항에 있어서, 상기 용기는 버블링 베드 (bubbling bed) 반응기, 분출 베드 (spouted bed) 반응기, 순환 유동화 베드 (circulating fluidized bed) 반응기, 회분식 로 (batch furnaces) 및 샤프트 로 (shaft furnaces)로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 12항에 있어서, 상기 혼합 단계는 상기 반응기에서 실시되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 첨가물은 환원 금속을 포함하고 있는 상기 합금철 분말을 포함하고, 상기 혼합 단계에서는 상기 환원 금속을 고온 금속화된 철 입자 내의 산소와 반응시켜 환원 금속 산화물을 형성시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 15항에 있어서, 상기 환원 금속 산화물을 형성하는 단계에서 열이 공급되고 그로 인해 다음 용해 과정에서 필요한 에너지를 감소시키는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 고온 금속화된 철 입자는 약 2 중량%의 탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 고온 금속화된 철 입자와 상기 첨가물은 약 700∼800℃의 온도에서 혼합되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 고온 금속화된 철 입자와 상기 첨가물은 약 740∼790℃의 온도에서 혼합되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 형성 단계는 약 650∼740℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 형성 단계는 약 670∼720℃의 온도에서 실시되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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