KR20080074204A - 소결 원료의 조립 방법 및 소결광 제조 방법 - Google Patents

Abstract

소결하려는 원료의 1O0％ 중 철분 함유 더스트 및/또는 슬러지를 6O％ 이상, 또한 입도가 2㎜ 이상인 조립을 20％ 이상이 되도록 배합하고, 여기에 연료로서 첨가하는 가루 코크스 첨가 총량의 3분의 1 이하를 배합하여 진동 혼련 조립기로 혼련, 조립하여 조립 입자를 제조한 후, 그 조립된 조립 입자에 남은 가루 코크스 첨가 총량을 첨가하여 전동 조립기로 외장 피복 조립하고, 그렇게 조립된 소결 원료를 체로 걸러 1㎜ 이상의 입도의 것을 사용하여 소결함으로써 현행의 소결법으로는 사용량에 한계가 있는 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 하여 소결 가능하게 된다．

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Description

소결 원료의 조립 방법 및 소결광 제조 방법 {METHOD OF GRANULATING SINTERING RAW MATERIAL AND PROCESS FOR PRODUCING SINTERED ORE}

본 발명은, 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 한 소결 원료의 조립 방법 및 그 소결 원료의 조립 방법에 의해 조립된 소결 원료를 사용한 소결광 제조 방법에 관한 것이다.

제철소의 제철, 제강, 주조, 압연, 가공 등의 각 공정에서 발생하는 더스트나 슬러지 중에는 입도가 수십 ㎛ 이하로 미세한 것이 많으나, 이들 중 일부는 기존의 가루 철광석을 주원료로 한 소결에 사용하여, 순환 재이용되고 있다.

그러나, 미립 더스트나 미립 슬러지는 소결 과정에서 통기성이나 용융성의 장해가 되기 때문에 그 사용량에는 한계가 있다. 가루 철광석에 섞어 사용하였다고 해도 수％ 정도이며, 미니 펠릿화 등의 조립 강화를 실시해도 겨우 10％ 정도밖에 재이용되고 있지 않다.

또한, 미립 더스트나 미립 슬러지의 일부에는 아연, 알칼리, 오일 등의 불순물을 포함하는 것이 있다. 이들 불순물은 소결 과정에서 여러 장해를 일으키는 경우가 있다. 그로 인해, 미립 더스트나 미립 슬러지 그 자체에는 철분이나 탄소 등의 유효 원소를 많이 포함하고 있음에도 불구하고, 대부분이 재이용되고 있지 않 다. 예를 들어, 함유 아연은 소결 과정에서 휘발 증산되어 배기 가스에 들어가 불격자에 부착되어 눈 막힘을 일으키는 경우가 있다. 또한, 함유 알칼리는 집진기의 집진 효율을 저하시키고, 부유 분진 농도를 증가시키는 경우가 있다. 또한, 함유 오일은 전기 집진기의 돌연(突燃) 현상을 야기시키는 요인도 되기 때문에 사용량이 엄격하게 제한된다.

한편, 예를 들어 특허 문헌1 등에는 전로(轉爐) 더스트를 주원료로 한 소결 처리 방법이 제안되어 있다. 이 기술은 전로 더스트 중에 포함되는 금속철의 발열 효과를 이용한 것이다.

또한, 특허 문헌2에는 전로 더스트의 탈아연을 행하면서 소결하는 업 드래프트(상방 흡인식) 소결법이 제안되어 있다(도3를 참조).

또한, 비특허 문헌1에는 수백 ㎛ 이하의 철광석 미분을 다량으로 사용하는 기술로서 미분 원료(약 60％)와 핵이 되는 원료를 드럼형 믹서 또는 디스크형 펠레타이저로 사전 조립하는 방법이 제안되어 있다.

마찬가지로 철광석 미분 원료를 다량으로 사용하는 기술로서, 통상의 소결 원료(분광석 60％)에 미분 원료 40％를 혼합하고, 디스크형 펠레타이저로 조립하여 5 내지 10㎜의 펠릿을 만들고, 그 후 미분 코크스를 첨가하여 펠릿의 표면에 코크스를 피복한 것을 소결하는 방법도 제안되어 있다.

또한, 특허 문헌4에는 조립을 강화하는 기술로서 다수의 압밀 매체를 용기 내에 저장하고 용기 내에 수분을 첨가한 미분 원료를 원진동의 가속도 3 내지 10G(G : 중력 가속도)를 가하여 조립하는 진동 혼련 조립법이 제안되어 있다. 이 기술에 의하면 입도가 63㎛ 미만인 미립광석을 80％ 이상 조립할 경우에 효과적이라고 되어 있다.

특허 문헌1 : 일본 특허 공개 제2000-248320호 공보

특허 문헌2 : 일본 특허 공개평10-330851호 공보

특허 문헌3 : 일본 특허 공개평8-193226호 공보

특허 문헌4 : 일본 특허 공개평3-166321호 공보

비특허 문헌1 : 철과 강 : VOL.71, No.10 중(1988) 「소결 원료의 조립과 그 역할」

그러나, 특허 문헌1에 개시되어 있는 소결 처리 방법은, 전로 더스트 중에 포함되는 금속철의 발열 효과를 이용하는 것으로 금속철을 많이 포함할 경우에 한정되어 버린다.

또한, 특허 문헌2에 개시되어 있는 업 드래프트 소결법은 층 두께나 풍속이 매우 한정된 좁은 소결 조건에서 조업이 가능하게 되어 있다. 그로 인해, 미립 더스트나 미립 슬러지 전체를 대상으로 하여 하방 흡인식, 업 드래프트 중 무엇이든 소결할 수 있는 방법이 아니라, 일반적인 소결 조건 하에서 안정된 소결이 가능하게 되는 방법이라고는 할 수 없다.

또한, 비특허 문헌1 등에 개시되어 있는 철광석 미분을 다량으로 사용하는 기술은 통상의 소결 공정에 이용되는 혼합 조립기 이외의 설비나 공정이 필요하여, 경제성 등의 면에서 실시되고 있지 않다. 또한, 조립 강도가 약하기 때문에 사전 조립 후에 혼합 조립기를 거쳐 소결기에 도착할 때까지 붕괴되는 것이 많아, 그 효과가 확실한 것은 아니다. 이러한 기술을, 철광석 미분보다도 조립성이 뒤떨어지는 미립 더스트나 미립 슬러지에 그대로 적용하여 실용화할 수 있다고는 하기 어렵다.

또한, 특허 문헌4에 개시되어 있는 조립을 강화하는 진동 혼련 조립법을 이용하여, 미립 더스트나 미립 슬러지의 소결이 실시된 예는 없다. 실제로 본원 발명자들이 미립 더스트나 미립 슬러지를 이용하여 실험한 결과, 어느 정도 강한 소결은 가능하였으나 안정 소결은 할 수 없었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 종래 기술을 이용하여 미립 더스트나 미립 슬러지의 전체 발생량을 순환 재이용할 수 없어 매립하거나 하여 처분하고 있는 것이 현 상황이다. 일부에서는 소결기와 별도로 고온 환원 처리 설비를 설치하여 처리하고 있는 제철소도 있으나, 에너지 소비, 설비비, 조업비 등의 비용이 매우 높아진다는 문제가 있다.

그러나, 미립 더스트나 미립 슬러지는 철분을 많이 포함하고 있기 때문에 매립하지 않고 재이용하는 것이 바람직하고, 또한 에너지 소비, 설비비, 조업비가 고온 환원 처리와 비교하여 매우 유리한 소결법으로 처리하는 것이 바람직하다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 현행의 소결법으로는 사용량에 한계가 있는 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 하여 소결 가능하게 하는 것을 목적으로 한다. 또한, 미립 더스트나 미립 슬러지가 아연, 알칼리, 오일 등의 불순물을 포함하는 경우에도 경제적이며 또한 환경 부하가 낮은 소결법을 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

따라서, 본 발명에 의한 소결 원료의 조립 방법은 소결 원료를 조립하는 소결 원료의 조립 방법으로서, 소결하려는 원료 100％ 중 철분 함유 더스트 및/또는 슬러지를 60％ 이상, 또한 입도가 2㎜ 이상인 조립을 20％ 이상이 되는 중량비로 배합하고, 여기에 연료로서 첨가하는 가루 코크스 첨가 총량의 3분의 1 이하를 배합하여, 진동 혼련 조립기로 혼련, 조립하여 조립 입자를 제조하는 공정과, 상기 조립 입자에 남은 가루 코크스 첨가 총량을 첨가하여, 전동 조립기로 외장 피복 조립하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다. 이 경우에, 상기 가루 코크스의 일부 또는 전체의 대체로서 코크스 공장에서 발생하는 슬러지 또는 고로재를 첨가하도록 하여도 된다.

본 발명에 의한 소결광 제조 방법은 본 발명에 의한 소결 원료의 조립 방법에 의해 조립된 소결 원료 중 1㎜ 이상의 입도의 것을 사용하여 소결하는 것을 특징으로 한다. 특히 아연, 알칼리, 오일 등의 불순물을 포함할 경우에는 업 드래프트 소결법에 의해 소결하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 회전로상 방식의 소결기에 의해 소결하는 것이 바람직하고, 또한 상기 회전로상 방식의 소결기의 배기 가스 계통과 팔레트 사이를 방수 밀폐 구조로 하는 것이 바람직하다.

도1은 본 발명을 적용한 소결광 제조 방법의 프로세스를 설명하기 위한 흐름도이다.

도2a는 회전로상식 소결기의 개략을 설명하기 위한 도면이다.

도2b는 스트레이트 스트랜드식 소결기의 개략을 설명하기 위한 도면이다.

도3은 하방 흡인식 송풍과 상방 흡인식 송풍의 소결 진행 상황을 모식적으로 도시하는 도면이다．

이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다.

우선, 본원 발명자들이 예의 연구를 거듭하여 본 발명의 소결 원료의 조립 방법 및 소결광 제조 방법에 이른 경위에 관하여 설명한다. 본 발명의 골자는 가루 철광석과는 다른 미립 더스트나 미립 슬러지의 소결 특성을 고려한 조립 방법, 소결광 제조 방법을 창의 고안함으로써, 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 한 소결 원료의 조립 방법 및 소결광 제조 방법을 제공하는 것이다．

본원 발명자들은, 철광석 소결의 현행 기술로는 미립 더스트나 미립 슬러지를 다량으로 소결할 수 없다는 근본적인 원인을 기초 해석했다. 그 결과, 미립 더스트나 미립 슬러지의 입도가 특히 100㎛ 이하인 미립자는 소결 과정에서 통풍에 의해 유동되기 쉽고, 이 유동이 원인이 되어 소결 결합을 어렵게 하고 있는 것을 발견하였다.

이것은, 통상의 원료보다 부유되기 쉬운 미립 더스트나 미립 슬러지는 정치 (靜置)하기 어렵기 때문에, 결합 온도에 도달해도 융착되기 어렵고, 따라서 소결체를 형성하기 어려운 것에 원인이 있다. 그 결과, 배기 가스 중의 더스트가 되어 흩어져 비록 그 미립자가 소결되었다고 해도 강고한 소결체로 발달해 가지 않는 것 이 소결을 불량하게 하는 원인인 것이 판명되었다.

이러한 소결 반응의 진행 상황은 팔레트 내에서 진행되기 때문에 블랙박스로 되어 있다. 그래서, 본원 발명자들은 특수 투명 소결 냄비 시험 장치를 고안하여 소결 반응을 더 상세히 해석했다.

미립 더스트나 미립 슬러지를 안정되게 소결하기 위해서는 소결 과정에서 미립자를 유리 상태로 하지 않도록 하는 것이 기본 조건이다. 종래의 철광석의 소결에서는 원료의 평균 입도가 ㎜오더로 비교적 거친 원료가 사용되므로, 소결 원료 중에 소량의 미분이 포함되어 있어도 의사 입자 중에 들어가 실제로는 수율을 떨어뜨려 생산성을 악화시키고 있으나, 일단은 소결이 가능하다.

따라서, 현행의 소결 배합 원료에서는 통상 1㎜ 이하의 미세한 철광석 미립 원료를 20％ 전후 포함한 상태로 소결이 행해지고 있다. 그러나, 미립 더스트나 미립 슬러지의 배합 비율을 증가해 가면 생산 속도가 저하되다가, 이것이 30％를 초과하면 통기 장해에 의해 더이상 소결할 수 없게 되어 버린다. 이 현상은 일반적으로 잘 알려진 것이나, 그 장해의 원인은 상술한 미립 더스트나 미립 슬러지의 소결 중의 유동 현상이나 유동에 가까운 형태로 된 미립자의 소결체의 취약성에 있는 것을 본원 발명자들은 규명했다.

그 대책으로서는, 미립 더스트나 미립 슬러지를 소결 중에도 유동화할 수 없을 정도의 강고한 조립을 하는 것이며, 또한 소결 원료 중에 미조립의 미립자를 포함하지 않도록 하여 소결하는 시험을 행하였다.

그리고, 미조립의 미립자가 안정되게 소결하는 최소 조립 입도에 대하여 실 험을 반복한 결과, 체 상의 입도의 임계 하한은 1㎜이며, 1㎜ 이상으로 체로 거르면 안정적으로 소결할 수 있는 것이 판명되었다.

또한, 체 상의 조립 입자가 약할 경우, 소결 과정에서 다시 유리 상태가 되기 때문에 유리 상태로 복귀되지 않을 정도로 강고한 조립이 필요해지는 것도 반복 시험을 행함으로써 판명되었다.

여기서, 딱딱한 조립 입자를 미립 더스트나 미립 슬러지로 형성하는 것은 일반적으로 행해지고 있는 드럼 조립기나 접시형 조립기를 이용한 전동 조립법으로는 어려운 것도 판명되었다. 철광석 조립의 일부에 사용되고 있는 아이리히 믹서 등의 교반 조립법도 전동 조립법보다는 어느 정도 딱딱한 조립 입자가 얻어지나, 미립 더스트나 미립 슬러지의 경우에는 강도가 부족한 것이 판명되었다.

이에 대하여 바이브로익스프롤러라는 진동 가속 혼련 조립 기술로, 가속도 6G 이상의 조건으로 조립을 행하면 강고한 조립이 가능한 것이 판명되었다. 원료 중 수분이 미립 더스트나 미립 슬러지에서는 공간 분포적으로 편재되어 있으며, 소결 과정에서 편재된 수분이 건조되면, 그곳이 공동이 되어 입자의 유동화가 일어나는 것이 밝혀졌다. 가속도 6 이상의 조건으로 수분을 최적값보다 1할 이내로 유지하도록 조립하면, 미립자의 유동화를 방지할 수 있는 것을 발견했다.

또한, 미분을 유리 상태로 하지 않도록 해도 안정적으로 소결할 수 있는 경우와, 그렇지 않을 경우가 있는 것을 알 수 있으며, 그 요인을 규명하기 위하여 여러 검토를 거듭하였다. 그 결과, 소결 과정에서의 융액 생성 상태를 미립 더스트나 미립 슬러지의 용융 특성에 맞게 제어하는 것이 안정 소결에는 필요한 것이 판 명되었다.

일반적으로 소결 과정에서는 미립 더스트나 미립 슬러지와 같은 매우 비표면적이 높은 세립자는 용융되기 쉬운 성질이 있으며, 미립 더스트나 미립 슬러지의 집합체만으로는 일정한 고온에 도달했을 때 한번에 함께 녹아 떨어져 버려 소결광의 본래의 제품 형태인 다공질의 소결체를 형성하는 것이 어렵다는 성질을 가지고 있다.

또한, 통상적인 소결로는 조립의 입자가 골격이 되어, 그 입자의 표면에 융액이 둘러싸여 그 융액을 결합제로서 조립끼리 결합하여 소결체가 순차적으로 소결 반응 진행과 함께 형성되어 간다. 그와 동시에 통풍에 의해 원료 중에 포함되는 가루 코크스가 연소되어, 그 열로 소결이 진행되는 철광석의 현 소결 방식으로는 통기 관통 기공이 형성되는 소결체가 형성되지 않으면 반응이 계속되지 않는다.

예를 들어, 소결 과정에서 융액이 너무 생성된 경우에는 조립간의 간격을 융액이 메워 통기 기공이 없어져 소결 반응이 계속되지 않게 된다. 따라서, 융액 제어가 소결 조업에는 중요한 것이 잘 알려져 있다.

그 때문에, 미립 더스트나 미립 슬러지를 다량으로 사용할 경우에는 핵이 되는 조립의 비율이 감소하고, 조립 간극이 적어져 한번에 원료가 용융되는 성질이 있으면 기공 폐색을 일으키기 쉬워지는 케이스가 많아진다. 그 때문에, 미립 더스트나 미립 슬러지를 안정되게 소결하기 위해서는 미립 더스트나 미립 슬러지의 용융 특성에 따른 용융 제어 기술을 발견하는 것이 필요하다.

본원 발명자들은 여러 검토를 거듭한 결과, 미립 더스트나 미립 슬러지만으 로는 소결이 어려워, 배합 원료 중에 2㎜ 이상의 조립이 20％ 이상 확보되지 않으면 소결이 안정되지 않고 또한 동시에 융액 생성을 제어하기 위하여 코크스의 연소 제어에 고안이 필요해지는 것을 발견한 것이다.

핵원료가 되는 조립은 철광석 소결에서는 다량으로 소결 배합 원료 중에는 포함되어 있으나, 이 핵원료의 비율을 높일수록 본 발명의 목적으로 하는 미립 더스트나 미립 슬러지의 배합 비율이 떨어진다. 따라서, 가능한 한 적은 핵원료로 통기 기공을 확보하기 위해서는 핵원료가 녹기 어렵도록, 게다가 결합에 필요한 융액량을 확보하는 융체 생성 제어가 필요해진다.

소결 과정에서의 융액 생성은 코크스의 연소열에 의해 일어나므로, 코크스 첨가량으로도 어느 정도 가능하나, 코크스의 연소 조건의 하나인 코크스의 조립 입자의 배위에 의해 제어 가능하다. 이 경우에 코크스의 분포를 조립 입자의 내측과 외측에서 변경하는 코크스 내외장 기술이 행해지고 있다.

그런 한편, 조립 시에 가루 코크스는 조립 강도를 약하게 하는 요소가 되기 때문에, 미립 더스트나 미립 슬러지를 조립할 때에는 코크스를 가능한 한 적게 하는 편이 바람직하다. 핵원료를 최소한으로 억제하여 미립 더스트나 미립 슬러지의 융체 생성을 최적으로 하는 조립의 최적 통합 조건의 검토를 거듭한 결과, 내외장 분포에서 내장 코크스가 가루 코크스 첨가 총량의 3분의 1 이하로 되게 하는 것이 안정 소결에 필요한 것을 발견했다.

따라서, 한번의 진동 혼련 조립에 의하지 않고, 진동 혼련 조립 시에 코크스의 일부(가루 코크스 첨가 총량의 3분의 1 이하)를 첨가하여 미립 더스트나 미립 슬러지 전량과 함께 조립한 후, 다시 조립 입자에 남은 코크스(가루 코크스 첨가 총량의 3분의 2 이상)를 표면에 가루 코크스를 피막하도록 조립한다. 조립의 관점에서는 코크스가 진동 혼련 조립 시에는 적을수록 좋으나, 융체 생성 제어의 관점에서는 내장 코크스는 감소시켜도 하한이 있기 때문에, 코크스의 내외장비에 최적의 범위가 존재한다.

핵원료가 되는 조립의 원료는 반광(return ore) 중에 포함되는 조립이어도 되고, 철광석류, 석회석의 조립이어도 가능하다. 또한, 연료로서 첨가되는 가루 코크스는 철광석 소결에서 사용되고 있으므로 가루 코크스이어도 되나, 그 중 일부 또는 전부를 코크스 공장에서 발생하는 슬러지, 고로재로 대체할 수도 있다.

이상 서술한 방법을 구체적으로 정리하면, 도1에 도시하는 프로세스를 행함으로써, 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 한 소결이 가능하게 된다．

우선, 소결하려는 원료 100％ 중 철분 함유 더스트 및/또는 슬러지를 60％ 이상, 또한 입도가 2㎜ 이상인 조립을 20％ 이상이 되는 중량비로 배합하고, 여기에 연료로서 첨가하는 가루 코크스 첨가 총량의 3분의 1 이하를 배합하여, 진동 혼련 조립기로 혼련, 조립하여 조립 입자를 제조한다(스텝 S1). 여기서의 배합 비율은 건조 중량에 근거하는 것으로 한다. 또한, 소결하려는 원료의 100％ 중 나머지는 가루 철광석이나 반광 등의 통상의 철 함유 소결 원료를 사용하면 된다.

다음에, 상기 스텝 S1에서 조립된 조립 입자에 남은 가루 코크스 첨가 총량을 첨가하여 전동 조립기로 외장 피복 조립한다(스텝 S2).

그리고, 상기 스텝 S1, S2의 조립 공정에 의해 조립된 소결 원료를 체로 걸 러, 1㎜ 이상의 입도의 것을 사용하여 소결한다(스텝 S3).

이상에서 설명한 바와 같이, 소결 배합 원료 중에 포함되는 핵원료 비율을 일정 범위로 유지하고, 코크스 내외장비를 일정 조건으로 유지하며 코크스 내외장 조립을 행하여, 입도가 1㎜보다 작은 것을 포함하지 않는 강고한 조립 입자만을 사용하여 소결함으로써, 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 한 안정된 소결이 가능하게 된다. 종래의 철광석 소결에서는 미립 더스트나 미립 슬러지를 30％ 이상 포함한 경우 안정 소결할 수 없었으나, 상기의 소결 조건에 의해 미립 더스트나 미립 슬러지를 60％ 이상 배합해도 안정되게 소결하는 것이 가능하게 되었다. 이와 같이, 제철소 내에서 발생하는 매우 입도가 미세하여, 조립하기 어렵고, 또한 소결하기 어렵다고 하는 철광석의 소결 특성과 기본적으로 다른 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 하여, 종래 행해져 온 소결법과는 완전히 다른 소결법으로 소결함으로써, 종래 설비를 사용하면서 고효율로 소결광이 제조 가능하게 되었다.

그런데, 미립 더스트나 미립 슬러지 중에는 소결광은 제조할 수 있어도 항구적으로 소결광 생산의 속행에 장해가 되는 불순물을 포함한 것이 있다. 전술한 바와 같이, 함유 아연은 소결 중에 산화아연이 되어 배기 가스 중에 증발 비산되어 그레이트의 눈 막힘이나 배관로, 집진기, 블로어에 부착되어 조업 속행의 장해가 된다. 또한, 함유 알칼리 금속류는 집진기의 집진 효율을 저하시킬 뿐만 아니라, 굴뚝으로부터의 대기로의 부유 분진량 방출의 증가 원인이 되는 등 다량으로 소결 원료로서 사용할 수 없다. 또한, 함유 오일은, 전기 집진기의 돌연 현상을 야기시키는 요인이 되고, 블로어에의 미연유의 부착이 문제가 되어, 한정된 일정량밖에 사용할 수 없다.

본원 발명자들은, 상기한 바와 같은 문제에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과, 종래 소결법으로는 다량 사용할 수 없던 불순물을 포함하는 미립 더스트나 미립 슬러지도 다량으로 소결할 수 있는 방법을 제안하기에 이르렀다. 이하, 그 상세에 대하여 서술한다.

불순물을 포함하는 미립 더스트나 미립 슬러지를 사용할 수 없는 것은, 소결기는 하방 흡인식으로 배기 계통 내에 집진기, 흡인 블로어가 배열되기 때문에 장해가 일어나는 것에 기인하고 있다. 이 문제를 해결하기 위해 소결법을 배기 계통과 불격자, 블로어 등과 독립시켜, 배기 가스 중의 불순물에 기인하는 여러 장해로부터 각 설비를 지킬 수 있는 기구가 필요하다.

업 드래프트 소결법은, 블로어로 압축한 공기를 소결기 하부의 풍상(風箱)에 포함시켜, 그 공기를 소결기 팔레트의 바닥면으로부터 압박하여 불어 올리면서 소결하는 방법이다. 이에 의해, 배기 가스는 소결기 팔레트의 표면으로부터 흩어지므로, 아연이나 알칼리, 미연유 등의 불순물이 배기 가스에 포함되어 있어도 불격자나 블로어에 닿는 일이 없어 장해가 일어나지 않는다. 또한, 그들 불순물을 제거하는 장치를 배기 가스 계통에 직접 설치할 수도 있으므로 효율적으로 불순물을 제거할 수 있다.

통상적으로, 업 드래프트 소결은 하방 흡인식 소결보다도 안정 소결이 어렵다. 이것은, 하방 흡인식 소결에서는 중력의 작용에 의해 융액이 조금씩 유하하면서 소결체가 생성되는 것에 비하여, 업 드래프트 소결에서는 융액이 상방으로 이동 할 수 없으므로, 입자의 융착이 보다 어렵게 되기 때문이다. 특히 미립 더스트나 미립 슬러지는 소결층 내를 통과하는 초속 수m 단위의 고속 통과 공기로 유동을 일으키기 쉬워, 융착 결합(즉 소결)하기 어려워진다. 소결 조건이 하방 흡인식 소결보다 엄격한 업 드래프트 소결에 있어서, 소결시키는 것이 어려운 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 한 본 발명에 의한 소결 원료의 조립 방법 및 소결광 제조 방법에 적용하는 것은 매우 유효하며, 불순물을 포함하는 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 한 안정된 소결이 가능하게 된다．

또한, 업 드래프트 소결기에는 통상 스트랜드가 직선식의 것이 많아, 이동식 팔레트와 스트랜드 가대는 레일로 기계적 미끄럼 이동부에 의해 접하여 공기 밀봉도에 한도가 있어 누풍이 많아 소음의 요인이 되고 있다. 누풍은 블로어의 전기 에너지를 쓸데없이 소비하는 요인이 된다.

도2b에 도시한 바와 같이 스트랜드는 끝없이 팔레트(P)가 무연쇄 방식으로 가동할 수 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 반환 팔레트 경로가 스트랜드 아래에 있기 때문에 설비의 높이가 높아져 설비 비용이 높아질 뿐만 아니라 분진 발생을 억제할 수 없다. 또한, 팔레트(P)가 급열 및 급랭의 반복으로 재료 피로가 심하기 때문에 팔레트(P)에는 비싼 재질의 강재가 사용되고 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하여, 환경 부하가 작고, 또한 설비비, 조업비를 억제할 수 있는 소결기로 하기 위해서는 반환 팔레트가 없는 소결기가 기구상 필요하다. 따라서, 종래 소결기는 직선식이나, 이것을 도2a에 개략 구성을 도시한 바와 같은 회전로상 방식으로 하면, 반환 팔레트를 없앨 수 있어 풍상과 팔레트(P) 와 가대를 일체화할 수 있다. 따라서, 누풍을 완전히 막을 수 있는 동시에, 반환 팔레트로부터의 발진이 전혀 없어 종래의 소결기에 비해 매우 깔끔한 소결이 가능하게 된다.

회전로상 방식의 소결기는, 반환 팔레트를 없애는 소결기로서 알맞으며, 하방 흡인식 소결법 및 업 드래프트 소결법의 양 쪽에 적용할 수 있다. 특히 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 한 소결에서는 발진이 심해지고, 또한 환기 저항이 커지므로 누풍이 많아져, 종래의 반환 팔레트 방식의 소결기로는 한계가 있었다. 이 점에 주목하면, 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 하는 방법으로 회전로상 방식을 이용하는 것은 효과적이어서, 문제가 되는 소결기에 의한 발진이나 소리를 억제하여 환경 부하를 경감시키고, 저비용의 설비비로 누풍이 적고 전기 소비원 단위가 적은 소결이 가능하게 된다.

또한, 회전로상 방식이고 또한 업 드래프트 소결하면, 회전 가동하는 팔레트와 위치 고정의 배기 계통 설비를 방수 장치로 시일할 수 있어 배기 가스를 밀봉할 수 있다(특허 문헌3을 참조). 이 기술을 이용하면, 배기 가스 계통 내에는 하방 흡인식 소결 방식과 같이 블로어도 없기 때문에 배기 가스 처리를 심플하게 취급할 수 있다. 특히 산화아연, 알칼리 금속류, 미연유 등의 불순물을 포함하는 미립 더스트나 미립 슬러지의 소결로 발생하는 배기 가스에 대하여 효율적으로 배기 가스 처리를 행할 수 있어, 본 기술을 적용하는 것은 매우 유용하다.

(실시예 1)

소결하려는 원료의 100％ 중 전로 더스트 80％, 조립 반광 20％로 한다. 거 기에 연료로서 고로 2차재 1％[소결하려는 원료를 100으로 한 경우의 백분률(건조 중량)]를 더 첨가하여, 진동 혼련 조립기로 4분간 혼련·조립한 후, 고로 2차재 3％[소결하려는 원료를 100으로 한 경우의 백분률(건조 중량)]를 첨가하여 팬 펠레타이저로 전동 조립한다. 그리고, 체눈 3㎜의 진동 체 장치를 통해 1㎜ 이상의 조립 입자를 회전로상식 소결기에 장입하여, 업 드래프트 소결했다. 아연 더스트를 함유하고 있으므로, 소결기의 배기 가스 계통과 팔레트 사이를 방수 밀폐 구조로 하고, 이어서 배기 가스중 조립 더스트를 싸이클론으로 제거한 후 급속 냉각한다. 그 후, 산화아연 회수 장치에 의해 산화아연을 회수하여 버그식 집진기로 제진하고나서 대기로 방출하였다.

(실시예 2)

소결하려는 원료의 100％ 중 함유 슬러지 35％와 석회 슬러지 45％, 거기에 조립 반립 20％로 한다. 거기에 연료로서 가루 코크스 3％[소결하려는 원료를 100으로 한 경우의 백분률(건조 중량)]를 더 첨가하여, 진동 혼련 조립기로 4분간 혼련·조립한 후, 가루 코크스 6％[소결하려는 원료를 100으로 한 경우의 백분률(건조 중량)]를 첨가하여 팬 펠레타이저로 전동 조립한다. 그리고, 진동 체 장치를 통해 1㎜ 이상의 조립 입자를 체로 걸러 회전로상식 소결기로 업 드래프트 소결했다. 소결기의 배기 가스 계통과 팔레트 사이를 방수 밀폐 구조로 하고, 이어서 배기 가스 중 조립 더스트를 싸이클론으로 제거한 후, 다공질 코크스 충전층에서 배기 가스를 클리닝하여 대기로 방출했다.

(실시예 3)

소결하려는 원료의 100％ 중 철분 함유 더스트 45％, 철분 함유 슬러지 15％, 철광석 낙광분 5％, 반광 25％로 한다. 여기에, 연료로서 가루 코크스 1.5％[소결하려는 원료를 100으로 한 경우의 백분률(건조 중량)]를 더 첨가하여, 진동 혼련 조립기로 4분간 혼련·조립한 후, 가루 코크스 4％[소결하려는 원료를 100으로 한 경우의 백분률(건조 중량)]를 첨가하여 팬 펠레타이저로 전동 조립한다. 그리고, 진동 체 장치를 통해 1㎜ 이상의 조립 입자를 체로 걸러 하방 흡인식 DL(드와이트 로이드) 소결기로 소결했다.

(실시예 4)

유분 5％를 포함하는 함유 슬러지(미립 스케일) 100％를 원료로 하고, 연료를 무첨가하여 진동 혼련 조립기로 4분간 혼련한 후, 진동 체 장치를 통해 1㎜ 이상의 조립 입자를 체로 걸러, 회전로상식 업 드래프트 소결기로 소결하였다. 배기 가스 중에는 다이옥신이 포함되나, 소결기의 배기 가스 계통과 팔레트 사이를 방수 밀폐 구조로 하여 대기 방산을 방지하고, 배기 가스는 싸이클론과 백 필터로 탈진한 후, 다공질 충전층을 통하여 탈가스했다.

본 발명에 따르면, 입도가 미세하여 조립하기 어렵고, 또한 소결하기 어렵다고 하는 미립 더스트나 미립 슬러지를 주원료로 하여 종래부터 있던 소결 설비를 사용하면서 고효율로 소결이 가능하게 된다．

Claims (6)

1. 소결 원료를 조립하는 소결 원료의 조립 방법이며,

   소결하려는 원료 100％ 중 철분 함유 더스트 및/또는 슬러지를 60％ 이상, 또한 입도가 2㎜ 이상인 조립을 20％ 이상이 되는 중량비로 배합하고, 여기에 연료로서 첨가하는 가루 코크스 첨가 총량의 3분의 1 이하를 배합하여 진동 혼련 조립기로 혼련, 조립하여 조립 입자를 제조하는 공정과,

   상기 조립 입자에 남은 가루 코크스 첨가 총량을 첨가하여 전동 조립기로 외장 피복 조립하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 소결 원료의 조립 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가루 코크스의 일부 또는 전체의 대체로서 코크스 공장에서 발생하는 슬러지, 또는 고로재를 첨가하는 것을 특징으로 하는 소결 원료의 조립 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 기재된 소결 원료의 조립 방법에 의해 조립된 소결 원료 중 1㎜ 이상의 입도의 것을 사용하여 소결하는 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법.
4. 제3항에 있어서, 업 드래프트 소결법에 의해 소결하는 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 회전로상 방식의 소결기에 의해 소결하는 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 회전로상 방식의 소결기의 배기 가스 계통과 팔레트 사이를 방수 밀폐 구조로 하는 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법.

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