KR20030050220A

KR20030050220A - 소결광 제조방법

Info

Publication number: KR20030050220A
Application number: KR1020010080620A
Authority: KR
Inventors: 이강복; 임만실; 장형수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-06-25
Also published as: KR100786499B1

Abstract

본 발명은 원료인 철광석과, 연료인 분코크스와 소결공정에서 발생되는 소결반광을 사용하여 소결광을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 원료와 연료와 소결반광을 정량절출하고 혼합하여 배합원료를 제조하는 단계와, 상기 배합원료를 소결대차에 장입시키는 단계와, 장입된 배합원료를 점화시키고 냉각시켜서 소결광을 생산하는 단계와, 생산된 소결광을 입도 크기별로 분류시키는 단계와, 분류된 소결광에서 기준입도보다 작은 소결광을 반광 빈으로 이송하고 기준입도보다 이상의 소결광을 소결광 빈으로 이송하는 단계로 이루어지고, 상기 연료의 절출량 조절함수는 상기 반광 빈으로 이송되는 소결광에 함유되어 있는 산화철의 함유량을 포함하는 것을 특징으로 하므로, 종래의 반광 빈의 저장수위의 변화에 따라 일률적으로 적용되었던 연료(분코크스) 사용비를 반광 중 산화철(FeO) 성분의 변화에 대응하여 조정함으로써 소결광 중 산화철(FeO) 성분을 안정적으로 얻을 수 있고 그 결과 연료(분코크스)의 과사용을 억제할 수 있는 효과가 있다.

Description

소결광 제조방법{Method for manufacturing the sintering ore}

본 발명은 소결반광을 사용하여 소결광을 제조하는 방법에 관한 것이고, 더 상세하게는 소결반광에 함유되어 있는 산화철(FeO) 성분을 이용하여 적정한 연료를 사용함으로써 소결광 중 산화철(FeO) 성분을 안정시키고 연료의 과사용을 억제할수 있는 소결광 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 소결공정은 원료처리설비에서 공급되는 주원료, 부원료 및 연료인 분코크스를 배합한 배합원료를 소결기에 장입한 후 점화로에서 착화시키고 냉각시켜 고로공정에서 주원료로 사용되는 소결광을 생산하는 공정이다.

즉, 도 1을 참조하면, 원료처리설비의 철광석 빈(8)에서 철광석 절출장치(9)를 이용하여 주원료인 철광석을 절출시키고 분코크 빈(10)에서 절출장치(11)를 이용하여 연료인 분코크를 절출시킨다. 이때, 약 5㎜ 이하의 입도를 갖는 반광은 반광 빈(1)에서 절출된다. 이와 같이 절출되는 주원료, 보조원료 및 연료는 혼합기(12)에서 수분의 첨가하에서 혼합된 후, 조립기(13)에서 조립과정을 거쳐 소결기(14)에 장입된다.

그리고, 소결기(14)에서 생산되는 소결광은 냉각기(15)에서 냉각된 후 제1스크린(16), 제2스크린(17) 및 제3스크린(18)을 통과하면서 입자크기에 따라 분류된다. 이때, 약 5mm 이하의 입도를 갖는 소결광은 반광 빈(1)으로 회수되고 5mm 이상의 입도를 갖는 소결광은 후공정으로 공급하기 위해 소결광 빈(19)에 저장된다.

반광 빈(1)으로 회수되는 소결광을 소결반광(return fine)이라 한다. 이와 같이 5mm 이하의 입도를 갖는 소결반광은 후공정인 고로공정에서 통기성을 저해시키므로 소결공정에서 회수하여 재사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 소결공정에서 반광 빈(1)에 저장되어 있는 소결반광을 사용하는 비율은 소결기마다 차이가 있으나 대략 20 ~ 30% 정도이다.

소결반광은 다음 과정을 통해서 사용된다. 즉, 반광 빈(1)의 상부에 위치한초음파 레벨러(2)에서 반광 빈(1)에 저장되어 있는 소결반광의 저장량을 연속적으로 측정하고, 측정 데이타는 A/D 변환기(3)를 통해 모니터(4)에 디스플레이된다. 이때, 운전자가 디스플레이되는 측정 데이타를 수시로 확인해가면서 과거의 경험에 따라 반광 절출값을 수동입력기(5)에 입력한다. 원료, 즉 분코크스의 사용비는 수동입력기(5)에 입력된 반광 절출값에 의해서 결정된다. 그리고, 수동입력기(5)에 입력된 반광 절출값은 다시 D/A 변환기(6)를 통해 반광절출장치(7)에 제공된다. 그 결과, 반광절출장치(7)는 제공되는 반광 절출값에 따라 반광 빈(1)으로부터의 반광의 절출량을 조절함으로써 반광 빈(1)에 저장되는 소결반광의 저장량을 관리한다.

한편, 하기 표 1에는 일반적인 소결광의 화학성분을 나타낸다.

[표 1]

구 분	FeO	CaO	SiO₂	MgO	Al₂0₃
평 균	7.91	9.13	4.99	0.96	1.56
최고치	8.55	9.36	5.08	1.00	1.58
최저치	7.45	8.97	4.92	0.92	1.54
범 위	1.10	0.39	0.16	0.08	0.04
표준편차	4.08	1.42	0.55	0.32	0.16

상기 표 1에서, 소결광에 함유되어 있는 산화철(FeO)은 소결층에서 환원 용해된 마그네타이트(Magnetite)가 냉각과정에서 재산화되지 않고 잔류한 것이다. 따라서, 소결광은 산화철(FeO)의 함유량이 어느 정도 높을수록 강도가 증가하는 장점이 있다. 그러나, 산화철(FeO)의 함유량이 너무 높으면 SiO₂가 상대적으로 많이 존재하게 되며, 그 결과 형성되는 2FeO·SiO₂에 의해서 소결광은 난환원성을 갖는다.

이와 같이, 소결광에 함유되어 있는 산화철(FeO)의 성분이 상대적으로 높은 경우에 소결광이 난환원성을 갖게 되면 후공정인 고로공정에서 환원과정에 사용되는 연료의 사용량이 증가한다. 따라서, 연료의 사용량을 감소시키기 위해서는 소결광의 강도가 어느 정도 확보되면 산화철(FeO)의 성분은 가능한 한 낮게 관리하는 것이 바람직하다.

한편, 소결광 중 산화철(FeO) 생성에 가장 크게 영향을 미치는 것은 연료인 분코크스의 사용량이다. 즉, 분코크스를 많이 사용하면 소결광 중 산화철(FeO)의 함유량은 증가하는 반면에 분코크스의 사용량이 증가하면 산화철(FeO)의 함유량은 감소한다. 그리고, 소결광 중 산화철(FeO)의 함유량을 통해서 연료인 분코크스의 사용 정도를 알 수 있다. 따라서, 산화철(FeO)의 생성량을 최소화시키는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 연료의 사용량은 수동입력기(5)에 입력된 반광 절출값에 따라서 조절되므로, 소결광 중 산화철(FeO)의 생성량은 반광 빈(1)에 저장되는 소결반광의 저장량 및 소결반광에 함유되어 있는 산화철(FeO)의 함유량과 밀접한 관계가 있다. 그러나, 연료의 사용량은 반광 절출값, 즉 반광 빈(1)에 저장되는 소결반광의 저장량 만을 기준으로 결정되므로 상기 표 1에 나타난 바와 같이 다른 화학성분에 비하여 산화철(FeO) 성분의 표준편차가 상대적으로 크게 나타나는 것을 알 수 있다. 이는 연료인 분코크스가 필요 이상으로 과사용되는 것을 의미한다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소결공정에 있어서 소결반광에 함유되어 있는 산화철(FeO)의 함유량을 이용하여 연료인 분코크스의 사용량을 적절하게 조정하여 소결광의 원가를 절감할 수 있고 또한 소결광에 함유되어 있는 산화철 성분을 안정적으로 얻을 수 있는 소결광 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 소결공정을 개략적으로 도시한 도면;

도 2는 본 발명에 따른 소결공정을 도시한 도면;

도 3은 본 발명에 따른 소결광 제조방법의 흐름도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

7 : 소결광 정량절출장치

20 : 성분측정장치

21 : A/D 변환기

22 : 프로세스 컴퓨터

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 원료인 철광석과, 연료인 분코크스와 소결공정에서 발생되는 소결반광을 사용하여 소결광을 제조하는 방법은 상기 원료와 연료와 소결반광을 정량절출하고 혼합하여 배합원료를 제조하는 단계와, 상기 배합원료를 소결대차에 장입시키는 단계와, 장입된 배합원료를 점화시키고 냉각시켜서 소결광을 생산하는 단계와, 생산된 소결광을 입도 크기별로 분류시키는 단계와, 분류된 소결광에서 기준입도보다 작은 소결광을 반광 빈으로 이송하고 기준입도보다 이상의 소결광을 소결광 빈으로 이송하는 단계로 이루어지고, 상기 연료의 절출량 조절함수는 상기 반광 빈으로 이송되는 소결광에 함유되어 있는 산화철의 함유량을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고, 동일 구성은 동일 도면번호를 채택한다.

먼저, 소결광을 제조하기 위하여, 원료인 철광석과, 연료인 분코크스와, 소결공정에서 발성되는 반광은 각각의 정량절출장치(9, 11, 7)를 통해서 철광석 빈(8)과, 분코크스 빈(9)과, 반광 빈(1)으로부터 정량절출된다. 정량절출된 철광석과, 분코크스와, 반광은 혼합기(12)에서 배합원료로 혼합된 후 조립기(13)를 경유하여 소결기(14)에 장입된다. 소결기(14)에 장입된 배합원료를 점화시키고 냉각시킴으로써 소결광을 생산한다.

생산된 소결광은 스크린(16, 17, 18)을 통과하면서 입도별로 분류되고, 분류된 소결광 중에서 기준입도, 예를 들어 5㎜보다 작은 입도를 갖는 소결광은 반광 빈(1)으로 이송되고 기준입도보다 큰 입도를 갖는 소결광은 소결광 빈(19)으로 이송된다.

이때, 본 발명에 따르면, 벨트 컨베이어(미도시)를 통해서 반광 빈(1)으로 이송되는 소결광, 즉 소결반광에 함유되어 있는 산화철(FeO) 성분의 함유량은 상기 소결광의 이송경로 상에 설치되어 있는 성분측정장치(20)에 의해서 측정된다. 성분측정장치(20)는 산화철(FeO) 성분의 자성을 이용하여 소결반광에 함유되어 있는 산화철(FeO) 성분의 함유량을 측정한다. 이와 같이 성분측정장치(20)에 의해서 아날로그 데이타로 측정된 산화철(FeO) 성분의 함유량 데이타는 제1A/D 변환기(21)를 경유하여 디지탈 데이타로 변환되어 프로세스 컴퓨터(22)에 제공된다.

그리고, 반광 빈(1)에 저장되는 소결반광의 저장량은 반광 빈(1) 상부에 설치되어 있는 초음파 레벨러(2)에 의해서 아날로그 데이타로 측정되고, 측정된 소결반광의 저장량 데이타는 제2A/D 변환기(3)에서 디지탈 데이타로 변환된 후 프로세스 컴퓨터(22)에 제공된다.

이때, 본 발명에 따르면, 분코크스 정량절출장치(11)에 의해서 분코크스 빈(10)으로부터 절출되는 분코크스 절출량은 프로세스 컴퓨터(22)에서 제공되는 산화철(FeO) 성분의 함유량 데이타와 소결반광의 저장량 데이타에 의해서 조절된다.

즉, 프로세스 컴퓨터(22)에서는 입력된 데이터를 기초로 산화철(Fe0) 성분의 목표 값과 비교하고 하기에 설명되는 상관관계식을 통해서 소결반광 절출값과, 연료 절출값을 각각 계산한다. 그리고, 프로세스 컴퓨터(22)에서 계산된 디지탈 계산값은 D/A 변환기(6)를 경유하여 반광 절출장치(7)와 분코크스 절출장치(11)에 제공되어 반광과 분코크스가 절출되도록 한다.

운전자는 프로세스 컴퓨터(22)로부터 모니터(4)에 디스플레이되는 화면을 통해서 상기와 같은 일련의 과정을 항상 감시한다.

이하, 본 발명에 따른 소결광 제조방법의 작용을 설명한다.

본 발명에 따르면, 소결광에 함유되어 있는 산화철(FeO)의 함유량을 일정하게 제어하기 위하여 요구되는 데이터는 프로세스 컴퓨터(22)에 수집된다. 프로세스 컴퓨터(22)에 제공되는 데이터는 성분측정장치(20)로부터 제공되는 소결반광에 함유되어 있는 산화철(FeO) 성분의 함유량과, 원료 빈으로부터 절출하고자 하는 원료 절출량과, 반광 빈(1)에 저장되는 소결반광의 저장량 등으로 구성되고, 이러한 데이터는 프로세스 컴퓨터(22)에 저장된다. 여기에서, 원료 절출량은 건조상태를 기준으로 하여 입력된다. 프로세스 컴퓨터(22)는 입력되는 데이터를 저장되어 있는 기준값과 비교한 후, 최종적으로 연료 절출값을 출력한다.

즉, 미리 설정된 제어주기, 예를 들어 5분 경과여부를 판단하여, 5분이 경과되지 않으면 상기 과정을 반복하여 수행하고 5분이 경과하면 5분 전에 제공된 데이타와 현재의 데이타을 비교하고 그 편차를 계산한 후, 총원료 절출량 대비 반광비와 연료비를 다음과 같이 계산한다.

반광비 = 반광 절출량/총원료 절출량 ‥‥‥‥ (1)

연료비 = 연료 절출량/총원료 절출량 ‥‥‥‥ (2).

이때, 상기 데이타 중에서 연료비와 소결반광에 함유된 산화철 성분의 함유량 및 연료비와 반광비의 상관계수를 순환최소 자승법을 이용하여 계산한다.

또한, 하기 식 3에 의해서 반광 빈(1)에 저장되는 소결반광의 저장수위를 반광 빈(1)의 상한수위로부터 감산한 편차값을 구한 후 목표 연료비와 목표 반광비를 계산한다. 여기에서, 목표 연료비는 하기에 설명되는 편차값의 합산값과 동일하고 목표 반광값은 상기 식 1에서 얻어진 반광비와 상기 편차값의 합산값과 동일하다.

편차값 = 반광빈 상한수위 - 현재 저장수위 ‥‥‥‥ (3).

그리고, 5분 또는 2시간의 경과여부를 각각 판정하여, 5분이 경과할 때마다 상기 식 3에 의해서 구해지는 편차값을 합산한다. 한편, 2시간이 경과하면, 연료비와 반광비의 감산값을 소결반광에 함유된 산화철(FeO)의 함유량으로 나누어 경과된 2시간 동안의 평균 반광비와 반광중 산화철 함유량을 계산한다. 이 후에, 반광비와 연료비의 편차값을 보정하여 최종 연료비의 목표치를 계산한다.

이와 같이 계산된 연료비 목표치는 분코크스 절출장치에 제공되고 운전자는 모니터(4)를 통하여 연료 절출량을 감시한다.

본 발명에 따르면, 종래의 반광 빈의 저장수위의 변화에 따라 일률적으로 적용되었던 연료(분코크스) 사용비를 반광 중 산화철(FeO) 성분의 변화에 대응하여 조정함으로써 소결광 중 산화철(FeO) 성분을 안정적으로 얻을 수 있고 그 결과 연료(분코크스)의 과사용을 억제할 수 있는 효과가 있다.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims

원료인 철광석과, 연료인 분코크스와 소결공정에서 발생되는 소결반광을 사용하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

상기 원료와 연료와 소결반광을 정량절출하고 혼합하여 배합원료를 제조하는 단계와,

상기 배합원료를 소결대차에 장입시키는 단계와,

장입된 배합원료를 점화시키고 냉각시켜서 소결광을 생산하는 단계와,

생산된 소결광을 입도 크기별로 분류시키는 단계와,

분류된 소결광에서 기준입도보다 작은 소결광을 반광 빈으로 이송하고 기준입도보다 이상의 소결광을 소결광 빈으로 이송하는 단계로 이루어지고,

상기 연료의 절출량 조절함수는 상기 반광 빈으로 이송되는 소결광에 함유되어 있는 산화철의 함유량을 포함하는 것을 특징으로 하는 소결광 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 연료의 절출량 조절함수는 상기 반광 빈에 저장되는 소결광의 저장량을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소결광 제조방법.