KR20090066798A - Method for manufacturing stainless alloy nickel steel - Google Patents

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Abstract

A manufacturing method of nickel cold wire using nickel ore and stainless by-products is provided to decrease manufacturing cost and to simplify a manufacturing process by using raw nickel ore. A manufacturing method of nickel cold wire using nickel ore and stainless by-products includes a step for injecting and dissolving 20 % or less of nickel ore, 50% or more of stainless by-products(1), 7 ~ 13% of a reductant(8), 7 ~ 12% of a slag making material(9), and 10% or less of recycle slag(10) in a SAF electric furnace(11). The reductant is made of cokes.

Description

니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING STAINLESS ALLOY NICKEL STEEL}TECHNICAL FOR MANUFACTURING STAINLESS ALLOY NICKEL STEEL}

본 발명은 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 SAF 전기로에 가공되지 않은 니켈 광석과 니켈이 함유되어 있는 스테인리스부산물 성형체인 단광을 투입하여 용해시키는 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing nickel cold wire using nickel ore and stainless by-products, and more specifically, nickel ore and stainless steel which are dissolved by injecting ore which is an unprocessed nickel ore and nickel by-product formed in a SAF electric furnace. It relates to a method for producing nickel cold wire using by-products.

일반적으로 니켈 냉선의 제조방법은 전기로법, HPAL법, 소형고로법 등이 있다. In general, the manufacturing method of nickel cold wire is an electric furnace method, HPAL method, small blast furnace method.

전기로법은 니켈 산화광 중의 하나인 사프로라이트(Saprolite)를 파쇄하고 건조기에서 건조시킨다. 이후, 로타리킬른(Rotary Kiln)에서 결정수를 분해하고 예비환원을 시킨 후 SAF 전기로에서 용해시켜 페로니켈(FeNi)을 제조한다.The electric furnace method crushes Saprolite, one of nickel oxide ores, and dry it in a dryer. Subsequently, ferronickel (FeNi) is prepared by decomposing and preliminarily reducing the crystal water in a rotary kiln and dissolving it in a SAF electric furnace.

다른 방법인 HPAL법은 니켈 산화광 중의 하나인 리모나이트(Limonite)를 황산으로 등으로 침출(Leaching)시켜 니켈 용액을 제조한다. 이후, 니켈 용액을 황화니켈(NiS)로 제조하고 산소를 넣어 산화 니켈(NiO)로 제조하여 수소로 환원시켜 니켈메탈을 제조한다.Another method, the HPAL method, leaches limonite, which is one of nickel oxides, into sulfuric acid and the like to prepare a nickel solution. Then, a nickel solution is prepared by nickel sulfide (NiS), oxygen is added to prepare nickel oxide (NiO), and reduced by hydrogen to prepare nickel metal.

또 다른 방법인 소형고로법은 리모나이트를 소결시킨 후 소형고로에서 다량의 코크스를 사용하여 니켈냉선을 제조한다.Another method, the small blast furnace method, is to sinter limonite and to produce nickel cold wire using a large amount of coke in a small blast furnace.

그러나, 전술한 방법들을 통해 니켈을 제조할 경우 대규모의 설비 투자가 요구되고, 니켈 광석을 사전에 소결과 같은 전처리를 해야되는 문제점이 있었다However, when nickel is manufactured through the above-described methods, a large amount of equipment investment is required, and nickel ore has to be pretreated, such as sintering in advance.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점들을 해소하기 위해 도출된 발명으로, 본 발명은 기존의 SAF 전기로에 투입된 스테인리스부산물에 니켈 광석을 투입시켜 용해시키는 니켈 광석과 스테인리스부산물 단광을 이용한 니켈 냉선의 제조방법을 제공하는데 있다. Therefore, the present invention is derived to solve the above-mentioned problems, the present invention is a method for producing a nickel cold wire using nickel ore and stainless by-product briquettes by injecting nickel ore into stainless by-products introduced into the existing SAF electric furnace. To provide.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법은 에스에이에프(SAF) 전기로에서 중량이 20% 이하의 니켈 광석, 50% 이상의 스테인리스부산물, 7 내지 13%의 환원제, 7 내지 12%의 슬래그 조제재 및 10% 이하의 재활용 슬래그를 투입하여 용해시키는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, the method for producing a nickel cold wire using the nickel ore and stainless by-product of the present invention is a nickel ore of less than 20%, 50% or more in SAF (electric furnace) furnace Injecting and dissolving stainless by-products, 7 to 13% reducing agent, 7 to 12% slag preparation and 10% or less recycled slag.

이때, 상기 환원제는 코크스로 이루어지며, 상기 코크스는 스테인리스부산물 단광과 니켈 광석의 합을 기준으로 상기 합의 1톤 중량당 100~200kg의 코크스가 첨가될 수 있다. 또한, 상기 슬래그 조제재는 규석으로 이루어지며, 상기 규석은 100 내지 180kg이 첨가될 수 있다. 또한, 상기 스테인리스부산물은 니켈이 함유된 단광 또는 펠렛(Pellet)일 수 있다. 또한, 상기 에스에이에프(SAF) 전기로로 투입되는 개재물의 수분 중량은 15%이하로 설정될 수 있다. At this time, the reducing agent is made of coke, the coke may be added to the coke of 100 ~ 200kg per 1 ton weight of the sum based on the sum of stainless steel by-product briquette and nickel ore. In addition, the slag preparation is made of silica, the silica may be added to 100 to 180kg. In addition, the stainless steel by-products may be nickel or pellets or pellets. In addition, the moisture weight of the inclusions introduced into the SAF (SAF) electric furnace may be set to 15% or less.

본 발명은 기존의 합금철을 제조하는 SAF 전기로에서 스테인리스부산물을 처리할 수 있으며, 스테인리스부산물이 투입된 SAF 전기로 내에 니켈 광석을 투입하여 용융시킴에 따라 니켈 냉선을 생산할 수 있다. 또한, SAF 전기로 내에 투입되는 니켈 광석의 투입량을 조절하여 니켈 광석을 가공하지 않고 사용함에 따라, 제조 공정을 단순화시키며 제조비용을 감소시킬 수 있다. 더 나아가, 전기로에서 발생되는 부산물과 니켈 광석을 통해 니켈 냉선을 제조함에 따라 저가의 니켈 냉선을 생산할 수 있다. The present invention can process stainless steel by-products in a conventional SAF electric furnace for producing ferro-alloy, and by melting nickel ore into the SAF electric furnace in which stainless steel by-products are injected, it is possible to produce nickel cold wire. In addition, by adjusting the amount of nickel ore introduced into the SAF electric furnace, the nickel ore is used without being processed, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost. Furthermore, the production of nickel cold wires by-products and nickel ore generated in the electric furnace can produce inexpensive nickel cold wires.

이하에서는, 본 발명의 실시예를 도시한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings showing an embodiment of the present invention, the present invention will be described in more detail.

도 1은 본 발명의 니켈 광석과 니켈이 함유된 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flow chart showing a method for manufacturing a nickel cold wire using a nickel ore and nickel-containing stainless steel by-product of the present invention.

도 1을 참조하면, 니켈 냉선(12)을 제조하기 위해서는 우선, 니켈이 함유된 스테인리스부산물(1)을 숙성기(2)에 투입시킨다. 여기서, 스테인리스부산물(1)은 스테인리스 제강더스트, 제강스케일, 소둔스케일 및 소둔산화철로서 스테인리스 제조과정에서 발생된 부산물로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 1, in order to manufacture the nickel cold wire 12, first, nickel-containing stainless steel by-products 1 are introduced into the aging machine 2. Here, the stainless by-product (1) may be made of by-products generated in the stainless steel manufacturing process as stainless steel steel dust, steel scale, annealing scale and annealing iron oxide.

숙성기(2)는 제강더스트에 있는 생석회를 수화시켜 제조된 스테인리스부산물 단광(6)이 수화 팽창에 의하여 깨지지 않도록 한다. 이후, 스테인리스 부산물(1)은 믹서(4)로 이동된다. 바인더(3)는 스테인리스부산물 단광(6)이 강도를 유지하며 SAF 전기로(11)에서 용해 작업시 발생된 CO가스가 잘 빠져나가도록 통기성을 유지할 수 있게 한다. 또한, 믹서(Mixer:4)에서 스테인리스부산물(1)과 바인더(3)를 혼합하여 브리켓터(Briquetter:5), 펠렛타이저(Pelletizer)에서 균일한 단광(6) 또는 펠렛(Pellet)으로 제조한다. 브리켓터(5)에 의해 형성된 스테인리스부산물 단광(6)은 SAF 전기로(11)에 투입된다. 또한, SAF 전기로(11)에는 가공되지 않은 니켈 광석(7), 환원제이면서 열원인 코크스(8), 슬래그 조제재인 규석(9) 및 재활용 슬래그(10)가 더 투입된다.The aging machine 2 hydrates the quicklime in steelmaking dust so that the stainless by-product briquette 6 produced is not broken by hydration expansion. The stainless by-product 1 is then transferred to the mixer 4. The binder 3 allows the stainless steel byproduct briquette 6 to maintain its strength and maintain breathability so that the CO gas generated during the melting operation in the SAF furnace 11 can be easily escaped. In addition, by mixing a stainless steel by-product (1) and a binder (3) in a mixer (Mixer: 4) to produce a uniform briquette (6) or pellet (Pellet) in a briquetter (5), pelletizer (Pelletizer) do. The stainless by-product briquette 6 formed by the briquette 5 is injected into the SAF electric furnace 11. Further, the SAF electric furnace 11 is further fed with an unprocessed nickel ore 7, a reducing agent and a coke 8 as a heat source, a silica 9 as a slag preparation material and a recycled slag 10.

이때, SAF 전기로(11)는 투입되는 원료의 수분 함량은 중요한 요소로 작용되며, 원료 내의 수분 중량(%)은 15% 이하로 설정하도록 한다. At this time, the SAF electric furnace 11 is the moisture content of the input raw material acts as an important factor, the moisture weight (%) in the raw material to be set to 15% or less.

이에 따라 본 실시예에서는 수분이 함유된 니켈 광석(7)의 배합비를 조절하여 SAF 전기로(11) 내의 수분 함량을 15% 중량 이하로 설정한다. 도 2를 살펴보면, 일반적으로 SAF 전기로(11)에 투입되는 원료의 수분 한계치는 15%이다. 이와 같이, SAF 전기로(11)에 투입되는 원료의 수분 한계치가 15%를 넘지 않기 위해서는 니켈 광석(7)의 투입비를 25% 이하로 설정해야한다. 즉, 니켈 광석(7)의 투입비가 원료 내의 25%를 넘을 경우 수분 함량이 높아진다. 이에 따라, 니켈 광석(7)에 의해 함유된 수분과 내화물이 반응하여 수명을 단축시키고 전력원 단위가 증가된다. 이에 따라, SAF 전기로(11)에 투입되는 원료의 니켈 광석(7)의 비율을 적어도 25% 이하가 되도록 한다.Accordingly, in the present embodiment, the mixing ratio of the moisture-containing nickel ore 7 is adjusted to set the moisture content in the SAF furnace 11 to 15% by weight or less. Referring to FIG. 2, in general, the moisture limit of the raw material introduced into the SAF electric furnace 11 is 15%. In this way, in order not to exceed 15% of the moisture limit of the raw material introduced into the SAF electric furnace 11, the charge ratio of the nickel ore 7 should be set to 25% or less. That is, when the input ratio of nickel ore 7 exceeds 25% in the raw material, the moisture content is increased. Accordingly, the moisture contained in the nickel ore 7 and the refractory react to shorten the life and increase the power source unit. Thereby, the ratio of the nickel ore 7 of the raw material injected into the SAF electric furnace 11 is made to be at least 25% or less.

또한, 환원제(8)인 코크스는 스테인리스부산물 단광(6)과 니켈 광석(7)의 1 톤 중량을 기준으로 100 내지 200kg/T-(스테인리스부산물 단광 및 니켈 광석의 합)이 첨가된다. In addition, the coke as the reducing agent 8 is added with 100 to 200 kg / T- (sum of stainless byproduct briquette and nickel ore) based on 1 ton weight of the stainless byproduct briquette 6 and the nickel ore 7.

이는 1톤의 스테인리스부산물 단광(6)과 니켈 광석(7)의 합에 100kg 미만의 코크스가 첨가되면 스테인리스부산물 단광(6)과 니켈 광석(7)의 환원이 잘이루어지지 않으며 200kg이 초과되어 첨가되면 제조비용이 증가하고 황(Sulphur) 함량이 높아지기 때문이다.If less than 100 kg of coke is added to the sum of one ton of stainless by-product briquette 6 and nickel ore 7, the reduction of stainless by-product briquette 6 and nickel ore 7 is not well achieved and is added in excess of 200 kg. This is because manufacturing costs increase and sulfur content increases.

또한, 슬래그 조제재(9)인 규석의 첨가량은 100 내지 180kg이 바람직하다. 이는 규석의 첨가량이 100kg 미만이거나 180kg이 초과되면 원료 내의 염기도가 맞지 않아 내화물의 수명을 단축시키며 슬래그의 융점이 달라져 니켈 냉선(12)의 제조가 어려워지기 때문이다. Moreover, as for the addition amount of the silica which is the slag preparation material 9, 100-180 kg is preferable. This is because when the addition amount of silica is less than 100kg or more than 180kg, the basicity in the raw material is not matched to shorten the life of the refractory material and the melting point of the slag is changed, making it difficult to manufacture the nickel cold wire 12.

또한, 재활욜 슬래그(10)는 150kg 이하를 투입시키는 것이 바람직한데 이는 재활욜 슬래그(10)를 150kg 초과하여 투입시키면 슬래그가 증가되어 니켈 냉선(12)의 실수율과 생산성이 저하되기 때문이다.In addition, the rehabilitation slag (10) is preferably added to 150kg or less because the slag is increased when more than 150kg of the rehabilitation slag (10) to increase the error rate and productivity of the nickel cold wire (12).

이와 같이, SAF 전기로(11)에 스테인리스부산물 단광(6), 니켈 광석(7), 환원제이면서 열원인 코크스(8), 슬래그 조제재인 규석(9) 및 재활용 슬래그(10)가 투입되면, 상기 부산물들을 용해시켜 니켈 냉선(12)을 제조한다. 이에 따라, 니켈 냉선(12)은 기존의 합금철을 제조하는 SAF 전기로(11)에서 스테인리스부산물을 처리할 수 있으며, 입도가 균일하지 않고 수분 및 결정수가 많이 함유된 니켈 광석(7)을 가공하지 않고 사용할 수 있다. 즉, 니켈 광석(7)은 미분에서부터 돌덩어리까지 크기가 일정하지 않고 수분 함량이 35%로 높고, 결정수도 15% 정도 포함하고 있어 전처리를 하지 않고 사용하기 곤란하였으나, 본 발명에서는 SAF 전기로(11) 내에 적정량의 니켈 광석(7)을 투입시켜 SAF 전기로(11)의 생산성이나 환원성에 차질이 없도록 하였다.Thus, when the stainless steel by-product briquette 6, nickel ore 7, the reducing agent and the coke (8) as a heat source, the silica (9) as a slag preparation material and the recycled slag (10) are introduced into the SAF electric furnace (11), By-products are dissolved to produce a nickel cold wire 12. Accordingly, the nickel cold wire 12 can process stainless by-products in the SAF furnace 11 for manufacturing conventional ferroalloy, and process nickel ores 7 containing a large amount of water and crystal water with a uniform particle size. Can be used without. That is, the nickel ore 7 is not uniform in size from the fine powder to the lump of stone and has a high moisture content of 35% and contains about 15% of crystal water, which is difficult to use without pretreatment. However, in the present invention, the SAF electric furnace 11 An appropriate amount of nickel ore (7) was added into the cavities so that the productivity and the reducibility of the SAF electric furnace 11 were not impaired.

이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the preferred embodiment of the present invention has been disclosed through the detailed description and the drawings. The terms are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 본 발명의 니켈 광석과 니켈이 함유된 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법을 나타내는 순서도이다.  1 is a flow chart showing a method for manufacturing a nickel cold wire using a nickel ore and nickel-containing stainless steel by-product of the present invention.

도 2는 SAF 전기로 내에 투입된 니켈 광석의 배합비에 따른 SAF 전기로의 수분 함량을 나타내는 그래프이다. Figure 2 is a graph showing the water content of the SAF electric furnace according to the mixing ratio of nickel ore injected into the SAF electric furnace.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣ ♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

1 : 니켈이 함유된 스테인리스부산물 2 : 숙성기   1: Nickel-containing stainless steel by-product 2: Aging machine

3 : 바인더 4 : 믹서   3: binder 4: mixer

5 : 브리켓터 6 : 스테인리스부산물 단광   5: briquette 6: stainless steel by-product briquette

7 : 니켈 광석 8 : 환원제   7: nickel ore 8: reducing agent

9 : 슬래그 조제재 10 : 재활용 슬래그   9: slag preparation 10: recycled slag

11 : SAF 전기로 12 : 니켈 냉선   11: SAF furnace 12: nickel cold wire

Claims (5)

에스에이에프(SAF) 전기로에서 중량이 20% 이하의 니켈 광석, 50% 이상의 스테인리스부산물, 7 내지 13%의 환원제, 7 내지 12%의 슬래그 조제재 및 10% 이하의 재활용 슬래그를 투입하여 용해시키는 단계를 통해 제조되는 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법.Dissolving in a SAF electric furnace by adding 20% or less nickel ore, 50% or more stainless by-products, 7 to 13% reducing agent, 7 to 12% slag preparation and 10% or less recycled slag Method for producing nickel cold wire using nickel ore and stainless by-products prepared by the. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 환원제는 코크스로 이루어지며, 상기 코크스는 스테인리스부산물 단광과 니켈 광석의 합을 기준으로 상기 합의 1톤 중량당 100~200kg의 코크스가 첨가되는 것을 특징으로 하는 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법. The reducing agent is made of coke, and the coke is nickel ore and stainless steel by-product of the nickel ore, characterized in that the coke of 100 to 200kg per ton weight of the sum is added based on the sum of the stainless by-product briquette and nickel ore. Manufacturing method. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 슬래그 조제재는 규석으로 이루어지며, 상기 규석은 100 내지 180kg이 첨가되는 것을 특징으로 하는 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법. The slag preparation is made of silica, and the silica is a method for producing nickel cold wire using nickel ore and stainless by-products, characterized in that 100 to 180kg is added. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 스테인리스부산물은 니켈이 함유된 단광 또는 펠렛(Pellet)인 것을 특 징으로 하는 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법. The stainless steel by-product is nickel ore or pellets (Pellet) characterized in that the manufacturing method of nickel cold wire using nickel ore and stainless by-products. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 에스에이에프(SAF) 전기로로 투입되는 개재물의 수분 중량은 15%이하로 설정되는 것을 특징으로 하는 니켈 광석과 스테인리스부산물을 이용한 니켈 냉선의 제조방법. The method of producing a nickel cold wire using nickel ore and stainless by-products, characterized in that the moisture weight of the inclusions introduced into the SAF electric furnace is set to 15% or less.
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