KR20050058669A

KR20050058669A - 소결광의 제조방법

Info

Publication number: KR20050058669A
Application number: KR1020030090619A
Authority: KR
Inventors: 최만수; 김영춘; 윤종옥
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2005-06-17

Abstract

본 발명은 소결광을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 소결광 부원료인 석회석을 석회소성 슬러지로 대체하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서

성분편차가 적고, 석회소성 슬러지 처리공정을 단축시킬 수 있고, 배합원료의 성분제어 및 수분관리가 용이할 뿐만 아니라 알칼리 성분 함량도 줄일 수 있는 소결광 제조방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 철광석, 석회석 및 자체반광을 함유하는 소결배합원료를 사용하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

상기 석회석의 40중량%이하를, 석회소성공정에서 발생된 석회 슬러지로 대체하고,상기 석회 슬러지는 10 ∼40중량%의 고형분을 함유하고, 그리고 상기 석회 슬러지는 상기 자체반광과 혼합되어 상기 소결배합원료에 배합하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조방법을 그 요지로 한다.

본 발명에 의하면, 폐원료의 재활용 및 일반 석회석의 사용량을 저감시킬 수 있다.

Description

소결광의 제조방법{Method for Manufacturing Sintered Iron Ore}

본 발명은 소결광을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석회소성공정에서 발생되는 슬러지(Slurry)를 부원료로 사용하는 소결광의 제조방법에 관한 것이다

고로에 주 장입원료에 사용되는 소결광은 철광석과 석회석, 사문암 등의 부 원료, 그리고 연료와 조업 중 필연적으로 발생되는 고로 자체 반광을 혼합한 배합원료를 소결기에 장입하여 소결하는 과정을 통해 제조된다.

즉, 소결광은 도 1에 나타난 바와 같이 소결기(1)의 배합원료 저장조(2)로 부터 소결대차상에 배합원료를 장입하고, 배합원료가 장입된 소결층의 상부에 위치한 점화로(3)에 의해 소결층을 착화시킨 다음, 소결층하부로부터 주 배풍기에 의해 풍상을 통해 공기를 흡입하여 소결층에서 입자를 괴성화하는 소결과정을 통해 제조된다.

한편, 석회소성에서 원석으로 사용되는 석회석은 드럼 필타에서 세척하여 표면에 묻혀 있는 이물질 및 먼지를 제거하고 또한 공정 중 발생되는 먼지를 집진기에서 포집하여 씨크너로 보낸 다음 침전시켜 필터프레스에서 탈수시켜 슬러지를 분리한다.

석회소성공정에서는 슬러지가 필연적으로 발생하게 되는데, 이렇게 발생된 슬러지는 처리공정이 복잡할 뿐만 아니라 폐기물로 처리되고 있다.

상기와 같이 폐기처리되는 슬러지를 소결광 부원료의 대체물로 사용하는 기술이 대한민국 특허 출원제 93-30257호에 제시되어 있다.

상기 특허출원에 제시되어 있는 기술은 슬러지를 저장탱크에서 용해시킨 다음, 혼합기에 투입시켜 사용하는 것이다.

그러나, 상기한 종래기술을 사용하는 경우에는 슬러지에 포함되어 있는 이물질로 인한 막힘 발생과 일부 용해되지 않은 슬러지가 어느 한 부분에 집진 혼합되어 0.3~0.6%의 소결광중 CaO 성분편차를 발생시키게 되고, 이러한 편차가 발생되면 성분 비율제어가 되지 않은 관계로 배합원료 중 첨가량이 변동되어 배합원료 습분의 편차가 0.3~0.6% 발생하게 되어 품질에 영향을 미치게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기한 기술의 경우에는 슬러지로의 탈수과정을 통해야만 사용이 가능하므로 사용하는데 많은 제약이 따르는 문제점이 있다.

더욱이, 소결공장에서의 슬러지는 일반 석회석 대체용으로 사용되므로, 소결광중 CaO 성분의 정량제어가 어렵고, 또한 수분을 함유하므로 배합원료의 수분관리가 철저히 이루어져야 하고, 또한, 집진기에 악영향을 주는 알칼리(Alkali)성분이 0.21% 정도 함유되어 있으므로, 사용에 제약이 따르는 문제점이 있다.

본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 소결광 부원료인 석회석을 석회소성 슬러지로 대체하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

상기 석회석의 40중량%이하를, 석회소성공정에서 발생된 석회 슬러지로 대체하고,상기 석회 슬러지는 10 ∼40중량%의 고형분을 함유하고, 그리고 상기 석회 슬러지는 상기 자체반광과 혼합되어 상기 소결배합원료에 배합하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 철광석, 석회석 및 자체반광을 함유하는 소결배합원료를 사용하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

상기 석회석의 40중량%이하를, 석회소성공정에서 발생된 석회 슬러지로 대체하고, 그리고 상기 석회 슬러지는 14,000 ∼ 22,000㏁/cm의 도전율을 갖고, 그리고 상기 석회 슬러지는 상기 자체반광과 혼합되어 상기 소결배합원료에 배합하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조방법에 관한 것이다.

상기 석회석의 40중량%이하를, 석회소성공정에서 발생된 석회 슬러지로 대체하고, 그리고 상기 석회 슬러지는 10 ∼40중량%의 고형분을 함유하고, 슬러지의 고형분 함량은 슬러지의 도전율에 근거하여 제어되고, 그리고 상기 석회 슬러지는 상기 자체반광과 혼합되어 상기 소결배합원료에 배합하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조방법에 관한 것이다.

상기 석회석의 40중량%이하를, 석회소성공정에서 발생된 석회 슬러지로 대체하고, 그리고 상기 석회 슬러지는 10 ∼40중량%의 고형분을 함유하고, 슬러지의 고형분 함량은 슬러지의 도전율에 근거하여 제어되고, 상기 석회 슬러지는 14,000 ∼ 22,000㏁/cm의 도전율을 갖고, 그리고 상기 석회 슬러지는 상기 자체반광과 혼합되어 상기 소결배합원료에 배합하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 철광석, 석회석 및 자체반광을 함유하는 소결배합원료를 사용하여 소결광을 제조하는 방법에 바람직하게 적용된다.

일반적으로, 소결배합원료에 부원료로 배합되는 석회석의 함량은 8∼11중량%정도이다.

본 발명은 소결배합원료에 부원료로 배합되는 석회석을 석회소성공정에서 발생된 석회 슬러지로 대체하는 것이다.

본 발명에 있어서 석회소성공정에서 발생된 바람직한 석회 슬러지는 CaO: 48.05∼52.05중량%, MgO: 1.60∼2.00중량%, SiO₂: 3.04∼3.44중량%, K₂O: 0.21∼0.33중량%, Na₂O: 0.01∼0.02중량%, 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 고형분과 물로 조성되는 것이며, 바람직한 고형분의 입도는 0.125mm이하의 크기를 갖는 것이 95.7∼99.7%가 되도록 하는 것이다.

바람직하게는, 본 발명에서는 석회석 제조공정에서 세척과 집진 후 발생되는 물질을 시크너에 저장한 다음 필터프레스를 통해 슬러지와 분리한 후, 시크너 하부로 배출되는 석회 슬러지를 탱크롤리로 압송하여 슬러지 저장호퍼에 저장한 다음, 사용한다.

본 발명에 사용될 수 있는 석회 슬러지는 고형분 함량이 10∼40중량%가 되도록 설정하는 것이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.

상기 석회 슬러지의 고형분의 함량이 40중량%를 초과하는 경우에는 슬러지 저장호퍼로부터 슬러지를 절출하는 것이 어렵고, 또한 소결배합원료의 입도제어에 나쁜 영향을 끼칠 뿐만 아니라 알카리 성분함량이 증가하게 되어 집진기등의 설비에 악영향을 끼치게 되고. 슬러지중의 고형분의 함량이 너무 적은 경우에는 수분의 함량이 너무 많게 되어 석회석을 충분히 대체할 수 없게 되므로, 석회 슬러지의 고형분 함량은 10∼40중량%로 제한하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 석회 슬러지의 고형분 함량이 증가하면, 슬러지의 도전율도 증가하게 된다는 것을 인식하고, 이에 근거하여 본 발명에서는 도전율에 의하여 석회 슬러지의 고형분의 함량을 적절히 제어하는 것이다.

본 발명에서는 슬러지의 고형분의 함량을 도전율에 근거하여 제어함으로써 소결배합원료의 성분 및 수분제어를 보다 용이하게 할 수 있다.

바람직하게는, 슬러지의 도전율이 14,000 ∼ 22,000㏁/cm가 되도록 석회 슬러지의 고형분 함량을 제어하는 것이다.

즉, 상기 슬러지의 도전율이 14,000㏁/cm미만인 경우에는 석회 슬러지중의 고형분 함량이 너무 적고, 22,000㏁/cm을 초과하는 경우에는 석회 슬러지 중의 고형분 함량이 너무 많아 슬러지 저장호퍼로부터 슬러지를 절출하는 것이 어렵게 된다.

본 발명에 따라 적절한 고형분의 함량을 갖는 슬러지를 자체반광과 혼합하기 위한 바람직한 슬러지 저장호퍼의 일례가 도 2에 나타나 있다.

도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명을 구현하기 위한 슬러지 저장호퍼(30)에는 슬러지를 균일하게 혼합 및 이동시키는 슬러지 이동 및 혼합 스크루(31) 및 도전율을 측정하기 위한 도전율 측정기(32)가 구비되어 있다.

본 발명에서는 석회석 제조공정에서 발생된 슬러지를 슬러지 저장호퍼(30)로 보내고 슬러지 이동 및 혼합 스크루(31)에 의하여 균일하게 혼합한 후, 도전율 측정기(32)에 의하여 도전율을 측정한다.

슬러지의 도전율이 14,000 ∼ 22,000㏁/cm의 값을 나타내면, 슬러지 공급관(33) 및 스크루 휘더(43)을 통하여 자체 반광과의 혼합공정으로 보내어 상기 슬러지와 자체 반광을 혼합한 다음, 슬러지와 자체 반광의 혼합물을 소결배합원료에 혼합한다.

도 2에서, 미설명 부호 40은 반광호퍼를, 부호 41은 사각슈트를, 부호 42는 휘더를 , 44는 슈트를, 431은 슬러리 분출홀을, 50은 믹서를 나타낸다.

석회 슬러지를 자체 반광과 혼합하는 이유는 슬러지의 균일 혼합을 위함이다.

상기 석회 슬러지와 자체 반광의 혼합방법의 일례로서 슬러지를 자체 반광 절출과정에 투입시켜 석회 슬러지와 자체 반광을 함께 절출시켜 보다 균일하게 혼합시키는 방법을 들수 있다.

상기와 같이, 슬러지와 자체 반광이 혼합된 소결배합원료를 조립시킨 다음, 소결함으로써 소결광이 제조된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

석회 슬러지의 고형분 함량에 따른 CaO, MgO, SiO₂ 및 알칼리 성분 농도 및 도전율을 조사하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

고형분함량(중량%)	CaO	MgO	SiO₂	알칼리 성분	도전율(㏁/㎝)
10	4.82-5.2	0.16-0.20	0.28-0.32	0.03-0.04	14000-16000
20	9.8-10.2	0.34-0.38	0.63-0.67	0.06-0.07	16000-18000
30	14.8-15.2	0.52-0.56	0.95-0.99	0.09-0.10	18000-20000
40	19.8-20.2	0.70-0.74	1.28-1.32	0.12-0.14	20000-22000
50	24.5-25.6	0.88-0.92	1.60-1.64	0.17-0.19	22000-24000
60	29.8-30.2	1.06-1.08	1.88-1.97	0.19-0.21	24000 이상

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 고형분의 함량이 증가할수록 알칼리 성분의 함량이 증가하고, 또한 도전율이 증가함을 알 수 있다.

특히, 고형분의 함량이 40%를 초과하는 경우에는 알칼리 성분의 함량이 너무 많게 됨을 알 수 있으며, 본 발명에 부합되는 고형분의 함량 범위에 속하는 10∼40%를 갖는 경우의 도전율은 14000∼22000정도임을 알 수 있다.

(실시예 2)

하기 표 1과 같은 조성을 갖는 소결배합원료 및 연료를 사용하여 소결광을 제조하였다.

이때, 하기 표2의 소결배합원료중 석회석을 하기 표 3에서와 같이 석회 슬러지로 대체하였다.

석회 슬러지로 대체한 소결배합원료중의 수분 편차, 알칼리 증가비, 먼지농도 및 소결광중의 CaO 농도 편차를 조사하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

소결배합원료(중량%)						연료(중량%)소결원료100중량%에 대하여
철광석	사문암	석회석	생석회	고로반광	자체반광	연료(중량%)소결원료100중량%에 대하여
65	0.5	9.5	1.5	7.0	16.5	3.5

구분	슬러지 대체(투입)비율(%)
구분	10	20	30	40	50	60
알칼리성분증가비(%)	0.105	0.210	0.310	0.420	0.525	0.632
먼지농도(mg/Nm2)	13	13	14	14	19	22
CaO농도편차	0.15	0.15	0.25	0.25	0.25	0.3
수분편차	0.15	0.15	0.25	0.25	0.3	0.4

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 석회 슬러지 대체비율이 40%를 초과하는 경우에는 알칼리 성분 증가비 및 먼지농도가 현저히 증가하고, 또한, 소결광의 CaO 편차 및 소결배합원료중의 수분편차가 증가됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 소결광 부원료인 석회석을 석회소성 슬러지로 대체하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서 성분편차가 적고, 석회소성 슬러지 처리공정을 단축시킬 수 있고, 배합원료의 성분제어 및 수분관리가 용이할 뿐만 아니라 알칼리 성분 함량도 줄일 수 있는 소결광 제조방법을 제공함으로써 폐원료의 재활용 및 일반 석회석의 사용량을 저감시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 통상적인 소결공정을 나타내는 개략도

도 2는 본 발명에 따라 석회 슬러지를 혼합하는 공정을 나타내는 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 . . . 소결기 3 . . . 점화로

30 . . . 슬러지 저장호퍼 40 . . . 반광호퍼

31 . . . 슬러지 이동 및 혼합 스크루 50 . . . 믹서

Claims

철광석, 석회석 및 자체반광을 함유하는 소결배합원료를 사용하여 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

상기 석회석의 40중량%이하를, 석회소성공정에서 발생된 석회 슬러지로 대체하고, 그리고 상기 석회 슬러지는 10 ∼40중량%의 고형분을 함유하고, 슬러지의 고형분 함량은 슬러지의 도전율에 근거하여 제어되고, 상기 석회 슬러지는 14,000 ∼ 22,000㏁/cm의 도전율을 갖고, 그리고 상기 석회 슬러지는 상기 자체반광과 혼합되어 상기 소결배합원료에 배합하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조방법