KR20100113177A - Iron ore briquetting - Google Patents

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셀레스트 줄리안느 살터
케이트 리차드 비닝
로스 로렌스 메킨즈
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커먼웰쓰 사이언티픽 앤드 인더스트리얼 리서치 오가니제이션
로브 리버 마이닝 컴퍼니 피티와이 리미티드
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Abstract

A method of producing an iron one briquette that is suitable for use as a blast furnace or other direct reduction furnace feedstock which includes the steps of: (1) mixing: (i) ore having a predetermined particle size distribution with a top size of 4.0 mm or less; and (ii) a flux; to form an ore/flux; (2) adjusting the water content of the ore prior to or during mixing step (1) to optimise briquette quality and product yield; (3) pressing the ore/flux mixture into a green briquette; and (4) indurating the green briquette to from a fured briquette.

Description

철광석의 단광 방법{IRON ORE BRIQUETTING}Briquetting method of iron ore {IRON ORE BRIQUETTING}

본 발명은 철의 제조 프로세스에서의 운송과 사용에 적합한 철광석 단광(iron ore briquettes)의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the production of iron ore briquettes suitable for transportation and use in the iron production process.

1800년대 말 이래로 철광석을 덩어리로 만드는 방법(agglomerating)이 개발되어 왔다. 그러나, 모든 이용 가능한 방법 중에서 펠릿화(pelletising)하여 소결(sintering)하는 방법만이 현재 중요시되고 있지만, 이 방법은 어느 정도의 단점을 갖고 있다.Since the late 1800s, agglomerating methods have been developed. However, among the available methods only the method of pelletizing and sintering is currently considered important, but this method has some disadvantages.

펠릿화는 습한 광석 미립으로부터 펠릿을 형성한 후에 1300℃ 정도의 온도에서 이것을 소성하는 2개의 별개의 프로세스로 이루어진다. 적합한 펠릿을 마련하기 위해서는 대체로 60 % 정도의 광석이 45 ㎛를 통과하는 입도로 매우 미세하게 광석을 분쇄하는 것이 중요하다. 이어서, 분쇄된 광석은 수평식 드럼 또는 경사식 디스크에서, 일반적으로는 적절한 결합제를 첨가하여 펠릿으로 형성한다. 다음에, 이렇게 형성된 펠릿은 샤프트형 킬른(shaft kiln), 수평 이동형 그레이트(grate), 또는 이동형 그레이트와 회전식 킬른의 조합 장치에서, 종종 경화(induration)라고 불리는 프로세스에서 소성된다. 펠릿화는 미세한 정광(精鑛)을 덩어리로 만드는 실용적이고 상업적으로 매력적인 방법이지만, 원하는 입도를 달성하기 위해서는 에너지가 많이 소모되는 상당한 분쇄 프로세스가 요구된다. 침철석(goethite)-적철석(hematite) 광석으로 제조한 펠릿은 긴 경화 시간을 요하고, 이는 제조 비용에 영향을 미친다. 경화 시간을 감소시키기 위해 종종 코크스 형태의 고체 연료가 첨가되는 데, 이로 인하여 (다이옥신, NOx, SOx를 비롯한) 유해 배출물의 생성을 초래된다.Pelletization consists of two distinct processes of forming pellets from wet ore granules and then firing them at temperatures around 1300 ° C. In order to prepare suitable pellets it is important to grind the ore very finely with a particle size of about 60% ore passing through 45 μm. The pulverized ore is then formed into pellets in a horizontal drum or inclined disk, usually with the addition of suitable binders. The pellets thus formed are then fired in a process often referred to as induration, in a shaft kiln, horizontally movable grate, or a combination device of movable grate and rotary kiln. Pelletization is a practical and commercially attractive way to agglomerate fine concentrates, but to achieve the desired particle size requires a significant energy consuming grinding process. Pellets made from goethite-hematite ores require long curing times, which affects manufacturing costs. In order to reduce the curing time, coke-like solid fuels are often added, resulting in the generation of hazardous emissions (including dioxins, NOx, SOx).

소결(sintering)은 습한 철광석 미립과 그 밖의 미립 물질을 보통은 코크스 분탄인 고체 연료와 함께 입자화하는 단계와, 이 입자화한 혼합물을 투과성의 이동식 그레이트에 적재하는 단계로 이루어진다. 온도가 상승함에 따라 그레이트로부터 아래쪽으로 공기가 배출된다. 짧은 점화 시기 후에, 베드의 외부 가열이 중단되고, 베드 내의 고체 연료가 연소함에 따라 좁은 연소 영역은 베드를 통하여 아래쪽으로 이동하고, 각 층은 차례로 대략 1300 ℃까지 가열된다. 연소 중에 입자 간의 결합이 일어나고, 강한 덩어리(agglomerate)가 형성된다. 그러나, 전통적인 소결 프로세스에서는 높은 수준의 유해 배출물, 특히 이산화황 및 다이옥신이 발생하고, 따라서 환경상의 이유로 이러한 프로세스는 바람직하지 않아 지속될 수 없다.Sintering consists of granulating wet iron ore and other particulates together with a solid fuel, usually coke coal dust, and loading the granulated mixture into a permeable mobile grate. As the temperature rises, air is vented downwards from the grate. After a short ignition period, external heating of the bed is stopped, and as the solid fuel in the bed burns, the narrow combustion zone moves downward through the bed, and each layer is heated to approximately 1300 ° C. in turn. Bonding between particles occurs during combustion, and strong agglomerates are formed. However, traditional sintering processes produce high levels of harmful emissions, especially sulfur dioxide and dioxins, and therefore for environmental reasons these processes are undesirable and cannot be sustained.

단광법(briquetting)은 1800년대 말 및 1900년대 초부터 상업적인 관심이 있던 프로세스이지만, 고로(blast furnace) 공급 물질로서 사용하는 철광석 단광의 제조는 상당한 수준에 이르지 못하고, 1950년 이후부터 감소하여 1960년 경에는 중단되었다. 실용화한 프로세스는 광석 미립을 몇몇 적절한 크기와 형태의 블록으로 압착하고 이어서 블록을 경화하는 프로세스를 수반하는 것이다. 타르 및 피치와 같은 광범위의 결합제 및/또는 유기 생성물, 나트륨 실리케이트, 황산제일철, 염화마그네슘, 석회석 및 시멘트와 같은 기타 첨가제가 시험되었다. 그러나, 최초의 단광 프로세스인 그렌달 공법(Groendal process)은 단지 철광석을 물과 혼합하여 벽돌 크기의 직사각형 블록으로 압착하는 프로세스만을 수반하는 것이었다. 이 공법에서는 압착 후에 블록을 1350 ℃로 가열한 터널형 킬른을 통하여 통과시켜 경화하였다.Briquetting is a process of commercial interest since the late 1800s and early 1900s, but the production of iron ore briquettes used as blast furnace feedstock has not reached a significant level, and has declined since 1950 until 1960. It was stopped at the time. The practical process involves crushing ore particles into blocks of some suitable size and shape and then curing the blocks. A wide range of binders and / or organic products such as tar and pitch, sodium silicates, ferrous sulfate, magnesium chloride, limestone and other additives such as cement have been tested. However, the first briquetting process, the Groendal process, involved only the process of mixing iron ore with water and pressing it into rectangular blocks of brick size. In this process, after pressing, blocks were hardened by passing through a tunnel-type kiln heated to 1350 ° C.

단광 프로세스에서의 발전은 대개 적합한 결합제의 개발을 지향하는 것이었지만, 일본 특허 제60-243232호에서는 고로에서 안정된 분포를 제공하도록 편평한 형태를 갖는 단광에 대해 개시하고 있다. 구체적으로는, 상기한 일본 특허의 명세서에서는 편평한 형태의 단광은 통상의 구형 펠릿보다 더 높은 온도에서 훨씬 더 쉽게 환원된다고 개시하고 있다. 상기 단광은 치수 증가에 따른 열등한 회전 또는 텀블 강도 및 충격 저항과 비교적 큰 압축 강도를 균형맞추기 위하여 2 cc 내지 30 cc 체적으로 제조된다. 상기 일본 명세서는 더 큰 단광은 고로에서 덜 용이하게 환원되는 것으로 개시하고 있다. 그러나, 상기 단광의 치수 및 형태와는 별도로, 중요한 인자로서 전술한 인자 외에는 없고, 정말로 단광의 제조와 관련한 다른 양태에 대하여 상세히 설명하고 있지도 않다.Advances in briquetting processes have generally been directed to the development of suitable binders, but Japanese Patent No. 60-243232 discloses briquettes having a flat shape to provide a stable distribution in a blast furnace. Specifically, the specification of the above Japanese patent discloses that flat briquettes are reduced much more easily at higher temperatures than conventional spherical pellets. The briquettes are made from 2 cc to 30 cc volume to balance inferior rotational or tumble strength and impact resistance with increasing dimension and relatively high compressive strength. The Japanese specification discloses that larger briquettes are reduced less easily in blast furnaces. However, apart from the dimensions and shape of the briquettes, there are no other factors other than the above-mentioned factors as important factors, and no other details are really described in connection with the production of briquettes.

본 출원인은 철광석으로부터 단광을 제조하는 것과 관련하여 광범위한 연구를 수행하였고, 고로 및 다른 직접 환원식 로에서 사용하기에 적합한 특성을 갖는 단광을 제조할 수 있는 방법을 발명하였다.The Applicant has conducted extensive research in the manufacture of briquettes from iron ore and invented a method for producing briquettes having properties suitable for use in blast furnaces and other direct reduction furnaces.

본 출원인이 상기 연구에서 중점을 둔 중요한 문제 중 하나는 상업적으로 실행 가능한 철광석 단광 공장은 상당한 처리량의 재료를 처리할 수 있어야 한다는 것디다. 이를 위해, 본 출원인은 단광 프레스는 프레스마다 시간당 70-100 톤 정도의 철광석을 처리할 수 있어야 한다고 생각한다. 본 출원인은 상기 연구에서, 놀랍게도 낮은 롤 압력에서 단광 프레스를 동작시키는 것이 가능하고, 후속 취급에 견디기에 충분한 소지 강도(green strength)를 갖고 있는 소지 단광(green briquette)을 제조할 수 있다는 것을 발견했다. 이것은 놀라운 발견인데, 왜냐하면 단광 프레스 제조업자가 제공한 정보에 따르면, 적절한 압력인 것으로 본 출원인이 발견한 압력보다 훨씬 더 큰 롤 압력이 필요하기 때문이다. 낮은 롤 압력에서 작동이 가능하다는 발견은 중요한데, 왜냐하면 저압 작동은 더 넓은 프레스를 사용할 수 있도록 하여 그 프레스에서의 생산 속도를 더 크게 하기 때문이다.One of the important issues that applicants have focused on in this study is that a commercially viable iron ore briquetting plant must be able to handle a significant amount of material. To this end, the Applicant believes that briquetting presses should be able to process about 70-100 tonnes of iron ore per hour per press. Applicants have found in the study that it is possible to operate briquetting presses at surprisingly low roll pressures and to produce green briquettes with sufficient green strength to withstand subsequent handling. . This is a surprising finding because, according to the information provided by the briquetting press manufacturer, a roll pressure is required that is much greater than the pressure we found to be an appropriate pressure. The discovery that it is possible to operate at low roll pressures is important because low pressure operation allows the use of wider presses, resulting in higher production speeds at those presses.

본 발명은 단광 형성 매개 변수의 선택과 관련된다.The present invention relates to the selection of briquetting parameters.

본 발명에 따르면, 고로 또는 다른 직접 환원식 노의 원료로서 사용하기에 적합한 철광석 단광을 제조하는 방법을 제공하는 데, 이 방법은, (a) 철광석/플럭스 혼합물을 형성하도록 철광석과 플럭스를 혼합하는 혼합 단계와; (b) 낮은 롤 압력을 이용하여 철광석/플럭스 혼합물을 소지 단광(green briquette)으로 압착하는 압착 단계와; (c) 소성 단광(fired briquette)을 형성하도록 상기 소지 단광을 경화시키는 경화 단계를 포함한다.According to the present invention, there is provided a process for producing iron ore briquettes suitable for use as a raw material for blast furnaces or other direct reducing furnaces, which process comprises: (a) mixing iron ore and flux to form an iron ore / flux mixture; Mixing step; (b) pressing the iron ore / flux mixture into a green briquette using a low roll pressure; (c) a curing step of curing the base briquettes to form fired briquettes.

단계 (b)에서 설명한 철광석의 단광화 처리를 위한 저압 작동은 중요하며, 이는 길이가 1.6 m에 이르는 단광 기계 상에서 넓은 롤을 사용함으로써 높은 생산 속도를 달성할 수 있게 한다.Low pressure operation for briquetting the iron ore described in step (b) is important, which makes it possible to achieve high production rates by using wide rolls on briquetting machines up to 1.6 m in length.

상기 낮은 롤 압력은 2 kgf 이상의 소지 압축 강도를 갖는 단광을 제조하기에 충분한 롤 압력에 의해 생성되는 것이 바람직하다.The low roll pressure is preferably produced by a roll pressure sufficient to produce briquettes having a compressive strength of at least 2 kgf.

상기 소지 압축 강도는 4 kgf 이상인 것이 바람직하다.It is preferable that the holding compressive strength is 4 kgf or more.

상기 소지 압축 강도는 5 kgf 이상인 것이 보다 바람직하다.As for the holding compressive strength, it is more preferable that it is 5 kgf or more.

상기 소지 압축 강도는 5 내지 30 kgf인 것이 보다 바람직하다.As for the holding compressive strength, it is more preferable that it is 5-30 kgf.

상기 소지 압축 강도는 15 내지 30 kgf인 것이 더욱 바람직하다.The holding compressive strength is more preferably 15 to 30 kgf.

낮은 롤 압력은 철광석/플럭스 혼합물에 대한 10 내지 140 kN/cm의 롤 압축력에 의해서 생성되는 것이 좋다.The low roll pressure is preferably produced by a roll compression force of 10 to 140 kN / cm for the iron ore / flux mixture.

롤 압축력은 10 내지 60 kN/cm인 것이 더욱 좋다.The roll compression force is more preferably 10 to 60 kN / cm.

롤 압축력은 10 내지 40 kN/cm인 것이 더욱 좋다.The roll compression force is more preferably 10 to 40 kN / cm.

단계 (a)는 철광석 입자의 소정 입도 분포를 가진 철광석과 플럭스 입자를 혼합하는 것을 포함하는 것이 좋다.Step (a) preferably comprises mixing the iron ore and flux particles with a predetermined particle size distribution of the iron ore particles.

단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석 입자의 소정 입도 분포는 철광석의 분쇄 없이 생성될 수 있다.The predetermined particle size distribution of the iron ore particles mixed with the flux in step (a) can be produced without the milling of the iron ore.

상기 방법은 단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석의 소정 입도 분포를 형성하기 위해 철광석을 파쇄(crushing) 및 스크리닝(screening)하는 것을 포함하는 것이 좋다.
The method preferably comprises crushing and screening the iron ore to form a desired particle size distribution of the iron ore mixed with the flux in step (a).

단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석의 소정 입도 분포의 최대 입도는 4.0 ㎜ 이하인 것이 좋다.The maximum particle size of the predetermined particle size distribution of the iron ore mixed with the flux in step (a) is preferably 4.0 mm or less.

최대 입도는 3.5 ㎜ 이하인 것이 더욱 좋다.The maximum particle size is more preferably 3.5 mm or less.

최대 입도는 3.0 ㎜ 이하인 것이 더욱 좋다.It is more preferable that the maximum particle size is 3.0 mm or less.

최대 입도는 2.5 ㎜ 이하인 것이 더욱 좋다.It is more preferable that the maximum particle size is 2.5 mm or less.

최대 입도는 1.5 ㎜ 이하인 것이 더욱 좋다.It is more preferable that the maximum particle size is 1.5 mm or less.

최대 입도는 1.0 ㎜ 이하인 것이 더욱 좋다.The maximum particle size is more preferably 1.0 mm or less.

단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석의 소정 입도 분포는 45 ㎛ 스크린을 통과하는 것이 50 % 미만인 것이 좋다.The desired particle size distribution of iron ore mixed with the flux in step (a) is preferably less than 50% passing through a 45 μm screen.

입도 분포는 45 ㎛ 스크린을 통과하는 것이 30 % 미만인 것이 더욱 좋다.The particle size distribution is more preferably less than 30% through a 45 μm screen.

입도 분포는 45 ㎛ 스크린을 통과하는 것이 10 % 미만인 것을 포함하는 것이 더욱 좋다.The particle size distribution more preferably includes less than 10% passing through the 45 μm screen.

철광석은 수화된 철광석(hydrated iron ore)인 것이 좋다.Iron ore is preferably a hydrated iron ore (hydrated iron ore).

수화된 철광석은 침철석 함유 광석인 것이 좋다.Hydrated iron ore is preferably goethite-containing ore.

플럭스는 100 ㎛ 미만이 지배적인 입도 분포를 갖는 것이 좋다.The flux preferably has a particle size distribution of less than 100 μm.

플럭스의 입도 분포는 250 ㎛ 스크린을 95 % 이상이 통과하는 것이 좋다.The particle size distribution of the flux is preferably 95% or more through the 250 μm screen.

플럭스는 석회석인 것이 좋다.The flux is preferably limestone.

단계 (a)에서 생산된 철광석/플럭스 혼합물은 소성 단광의 염기도가 0.2 보다 크도록 선택되는 것이 좋다.The iron ore / flux mixture produced in step (a) is preferably chosen such that the basicity of calcined briquettes is greater than 0.2.

염기도는 0.6 보다 큰 것이 더욱 좋다.The basicity is more preferably greater than 0.6.

여기서, "염기도"란 소성 단광의 (%CaO + %MgO)/(%SiO2 + %Al2O3)를 의미한다.Here, "base degree" means (% CaO +% MgO) / (% SiO 2 +% Al 2 O 3 ) of calcined briquettes.

철광석/플럭스 혼합물에는 바인더가 없는 것이 좋다.The iron ore / flux mixture is preferably free of binders.

상기 방법은 단광의 품질과 제품 수율을 최적화하기 위해 혼합 단계 (a) 전 또는 혼합 단계 (a) 동안 철광석의 물 함량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 좋다.The method further comprises adjusting the water content of the iron ore before or during the mixing step (a) to optimize the quality of the briquettes and the product yield.

바람직하게는 광석의 물 함량을 조절하는 단계는 광석/플럭스 혼합물의 수분 함량이 광석/플럭스 혼합물의 총중량의 2 내지 12 중량%가 되도록 철광석의 물 함량을 조절하는 단계를 포함한다. Preferably adjusting the water content of the ore comprises adjusting the water content of the iron ore such that the water content of the ore / flux mixture is from 2 to 12% by weight of the total weight of the ore / flux mixture.

"광석/플럭스 혼합물의 총중량"이란 용어는 (a) 광석/플럭스 혼합물의 자체 무게(dry weight), (b) 이 혼합물의 고유 수분의 무게, (c) (만일 있다면) 본 방법에서 이 혼합물에 추가된 수분의 무게의 총 합을 의미한다.The term "total weight of ore / flux mixture" means (a) the dry weight of the ore / flux mixture, (b) the weight of the intrinsic moisture of this mixture, and (c) (if any) It means the sum of the weights of added moisture.

"수분 함량"이란 용어는 상기 (b)와 (c)의 합이 된다. The term "water content" is the sum of (b) and (c) above.

바람직하게는, 광석의 수분 함량을 조절하는 단계는, 고밀도의 적철석(hematite) 광석인 철광석의 경우, 철광석/플럭스 혼합물의 수분 함량이 철광석/플럭스 혼합물의 총 중량의 2 내지 5 중량%가 되도록 철광석의 물 함량을 조절하는 것을 포함한다. Preferably, the step of adjusting the moisture content of the ore, in the case of iron ore of high density hematite ore, the iron ore so that the moisture content of the iron ore / flux mixture is 2 to 5% by weight of the total weight of the iron ore / flux mixture It includes controlling the water content of.

바람직하게는, 단계 (b)는 침철석(geothite)을 50% 이하 함유하는 철광석의 경우, 철광석/플럭스 혼합물의 수분 함량이 철광석/플럭스 혼합물의 총 중량의 4 내지 8 중량%가 되도록 철광석의 수분 함량을 조절하는 단계를 포함한다. Preferably, step (b) is for the iron ore containing 50% or less goothite, so that the moisture content of the iron ore / flux mixture is from 4 to 8% by weight of the total weight of the iron ore / flux mixture. Adjusting the.

바람직하게는, 단계 (b)는 침철석 광석이 지배적인 철광석, 즉 침철석 광석을 50%보다 많이 함유하는 철광석의 경우, 철광석/플럭스 혼합물의 수분 함량이, 철광석/플럭스 혼합물의 총 중량의 6 내지 12 중량%가 되도록, 철광석의 물 함량을 조절하는 단계를 포함한다. Preferably, step (b) is characterized in that, for iron ore in which goethite ore predominates, i.e., iron ore containing more than 50% of goethite ore, the moisture content of the iron ore / flux mixture is 6 to 12 of the total weight of the iron ore / flux mixture. Adjusting the water content of the iron ore to be in weight percent.

바람직하게는 압착 단계 (c)는 체적이 10 cc 이하인 단광(briquette)을 생성한다. Preferably the pressing step (c) produces briquettes with a volume of 10 cc or less.

더욱 바람직하게는 압착 단계 (c)는 체적이 8.5 cc 이하인 단광을 생성한다. More preferably, the pressing step (c) produces briquettes with a volume of 8.5 cc or less.

더욱 바람직하게는 압착 단계 (b)는 체적이 6.5 cc 이하인 단광을 생성한다. More preferably the pressing step (b) produces briquettes with a volume of 6.5 cc or less.

바람직하게는 경화(indurating) 단계 (c)는 40 분 내에 단광을 소성 온도(firing temperature)까지 가열하는 것을 포함한다. Preferably the step of indurating (c) comprises heating the briquettes to firing temperature within 40 minutes.

바람직하게는 경화 단계 (d)는 35 분 내에 단광을 소성 온도까지 가열하는 것을 포함한다. Preferably the curing step (d) comprises heating the briquettes to the firing temperature in 35 minutes.

더욱 바람직하게는 경화 단계 (d)는 30 분 내에 단광을 소성 온도까지 가열하는 것을 포함한다. More preferably the curing step (d) comprises heating the briquettes to the firing temperature within 30 minutes.

더욱 바람직하게는 단계 (c)는 20 분 내에 단광을 소성 온도까지 가열하는 것을 포함한다. More preferably step (c) comprises heating the briquettes to the firing temperature within 20 minutes.

더욱 바람직하게는 단계 (c)는 15 분 내에 단광을 소성 온도까지 가열하는 것을 포함한다. More preferably step (c) comprises heating the briquettes to the firing temperature within 15 minutes.

바람직하게는 소성 온도는 1200 ℃ 이상이다. Preferably the firing temperature is at least 1200 ° C.

더욱 바람직하게는 소성 온도는 1260 ℃ 이상이다. More preferably, the firing temperature is 1260 ° C or higher.

더욱 바람직하게 소성 온도는 1320 ℃ 이상이다. More preferably, the firing temperature is at least 1320 ° C.

더욱 바람직하게 소성 온도는 1350 ℃ 이상이다. More preferably, the firing temperature is at least 1350 ° C.

더욱 바람직하게 소성 온도는 1380 ℃ 이상이다. More preferably, the firing temperature is at least 1380 ° C.

소성 단광은 적어도 200 kgf의 파쇄 응력을 지니는 것이 바람직하다.The fired briquettes preferably have a fracture stress of at least 200 kgf.

소성 단광은 적어도 250 kgf의 파쇄 응력을 지니는 것이 바람직하다.The fired briquettes preferably have a fracture stress of at least 250 kgf.

철광석 미립자들은 넓게 광물학, 광물 관련학 및 입자 조직(particle texture)과 같은 암석학적 특성, 공극률, 입도 분포 및 화학적 성질을 기초로 하여 4개의 그룹으로 분류된다. 그룹은 아래와 같다.Iron ore particulates are broadly classified into four groups based on petroleum properties such as mineralogy, mineral relatedity and particle texture, porosity, particle size distribution and chemical properties. The groups are as follows.

(a) HC - 밀(密)한 적철석/자철석 광석,(a) HC-dense hematite / magnetite ore,

(b) GC - 침철석을 50% 이하 함유하는 광석, 및 (b) GC-ore containing up to 50% goethite, and

(c) G - 침철석(goethite)이 지배적인 광석, 즉 두석(pisolites), 쇄암질(detritals), 채널 철광 침전물(channel iron deposits)과 같은 침철석을 50% 보다 많이 포함하는 광석.(c) G-Ore containing more than 50% of goethite, such as gothite, pisolites, detritals, and channel iron deposits.

이하, GC 광석에 대한 2개의 특정한 서브-그룹에 대하여 설명한다. 2개의 서브-그룹은 아래와 같다.The following describes two specific sub-groups for GC ores. The two sub-groups are as follows.

(ⅰ) HG - 적철석이 지배적인 침철석 함유 광석, 및(Iii) HG-goethite-containing ore in which hematite is dominant, and

(ⅱ) GH - 적철석과 침철석의 양이 거의 동일한 광석. (Ii) GH-ore with almost the same amount of hematite and goethite.

이론에 의해서 제한되지 않길 바라면서, 소지 단광의 결합 메커니즘은, 입자들의 기계적인 상호 결합, 반데르발스 힘, 그리고 GC와 C 형태의 원료의 경우에 예컨대 침철석과 같이 함유된 수화광석류(hydrated iron species) 백분율에 의존하는 다양한 정도로의 수소 결합을 포함하는 결합의 조합을 수반하는 것으로 생각된다. 공급 재료의 몇가지 특성이 소지 단광과 소성 단광의 품질 및 처리 성능에 영향을 미치는 전술한 결합의 형성에 막대한 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 이러한 특징들로는 공급 재료의 수분 함유 수준, 그 공급 재료의 유동 특성, 철광석의 화학적 조성, 입도 분포 및 광물학적 특성, 그리고 공극률이 있다.Not wishing to be bound by theory, the binding mechanisms of the briquettes involve the mechanical interbonding of particles, van der Waals forces, and hydrated iron contained in the GC and C forms of the raw material, for example, goethite. species) are thought to involve a combination of bonds comprising varying degrees of hydrogen bonding depending on the percentage. Several properties of the feed material have been found to have a significant impact on the formation of the aforementioned bonds, which affects the quality and processing performance of the briquettes and calcined briquettes. These features include the moisture content of the feedstock, the flow characteristics of the feedstock, the chemical composition of the iron ore, the particle size distribution and the mineralogy, and the porosity.

공급 재료는 패킹 밀도를 높이고 광석 입자의 결합력을 증가시키기 위하여 가능한 한 넓은 입도 분포를 지니는 것이 바람직하다. 전술한 바와 같이, 소지 단광의 결합 메커니즘은 입자들의 기계적인 상호 결합, 반데르발스 힘 및 GC와 C 형태의 원료의 경우 수소 결합으로부터 일어나는 결합의 조합에 의한 것이라고 생각된다. 비록 넓은 크기 분포가 패킹 밀도를 증가시키고, 소지 단광의 강도를 개선시키지만, 좁은 입도 분포를 갖는 철광석으로 단광으로 제조할 수도 있다. The feed material preferably has a particle size distribution as wide as possible in order to increase the packing density and increase the binding force of the ore particles. As mentioned above, the bonding mechanism of the briquettes is believed to be due to the combination of mechanical mutual bonding of the particles, van der Waals forces, and bonds resulting from hydrogen bonding in the case of GC and C type raw materials. Although wide size distribution increases packing density and improves the strength of the briquettes, iron ore with a narrow particle size distribution can also be produced as briquettes.

입자의 최대 입도는 파쇄 처리에 의해서 결정되지만, 경화 프로세스 후에 허용 가능한 특성의 소성 단광을 생성하기 위해 2.5 mm 이하인 것이 바람직하다. 일반적으로, HC와 HG 형태의 철광석은 허용 가능한 소성 강도를 달성하기 위한 그러한 원료의 낮은 가열 요건으로 인해, 보다 거친 최대 입도를 갖고 단광으로 제조될 수 있다. 원료의 최대 입도는 파쇄 처리 또는 스크리닝 처리 중 어느 하나에 의해서 감소될 수 있다. The maximum particle size of the particles is determined by the crushing treatment, but is preferably 2.5 mm or less in order to produce plastic briquettes of acceptable characteristics after the curing process. In general, iron ores in the form of HC and HG can be made into briquettes with a coarser maximum particle size due to the low heating requirements of such raw materials to achieve acceptable plastic strength. The maximum particle size of the raw material can be reduced by either crushing or screening treatment.

입자의 최저 입도는 절대적인 제한을 갖고 있지 않지만, 이것은 본 발명에 의하여 불필요한 것으로 되는 부가적인 경제적 부담이기 때문에, 철광석을 (펠릿화를 위해 필요한 바와 같은) 미세한 입자로 분쇄하는 것은 불필요하거나 바람직하지 않다. 입자의 10% 미만이 45 ㎛의 체(sieve)를 통과하는 것이 바람직하다.The minimum particle size of the particles does not have absolute limitations, but since this is an additional economic burden to be unnecessary by the present invention, it is not necessary or desirable to grind the iron ore into fine particles (as required for pelletization). It is preferred that less than 10% of the particles pass through a 45 μm sieve.

단광(briqueting) 장치의 포켓 치수는 만족스런 단광이 달성될 수 있도록 적절한 경화 성능뿐만 아니라 단광화되는 최대 입도에 기초하여 선택되어야 하는 것이 바람직하다. 만족스런 단광을 달성하기 위한 최대 입도는 통상 최소 포켓 치수의 25% 내지 30%이다. 최대 입도가 그러한 사양을 초과하는 경우, 보다 큰 포켓 크기를 선택하는 것이 필요할 수도 있다.The pocket dimensions of the briqueting device should preferably be selected based on the appropriate curing performance as well as the maximum particle size to be brittled so that satisfactory briquettes can be achieved. The maximum particle size to achieve satisfactory briquetting is usually 25% to 30% of the minimum pocket dimension. If the maximum particle size exceeds that specification, it may be necessary to select a larger pocket size.

소지 단광의 품질 및 제품 수율을 최적화하기 위하여 수분 공급을 조절하는 것이 바람직하다. 액체 브릿징(liquid bridging)이 입자간 결합의 주요한 형태가 되는 수준을 초과하여서는 안된다. 이것은 소지 강도를 감소시키고 열적 안정성에 악영향을 끼친다. 불충분한 수분은 단광 압착 단계에서 과압을 야기하여, 소지 단광의 품질 및 수율에 악영향을 끼친다.It is desirable to control the water supply to optimize the quality of the briquettes and the product yield. Liquid bridging should not exceed the level at which it is a major form of interparticle bonding. This reduces the body strength and adversely affects thermal stability. Insufficient moisture causes overpressure in the briquetting crimping step, adversely affecting the quality and yield of the briquettes possessed.

피처리 철광석의 공급 특성에 따라, 공급 재료의 2 중량% 내지 12 중량%의 수분 함량이 소지 단광의 품질 및 수율을 최적화에 사용된다. 고밀도 적철석 정광(精鑛)은 일반적으로 2 중량% 내지 5 중량% 범위의 낮은 최적 단광 수분 함량를 갖는다. 이러한 정광은 입자의 상호 결합이 감소로 인해 낮은 강도의 단광을 생성하는 매끄러운 표면 조직을 갖는 좁은 입도 분포의 입자로 종종 이루어진다. 50% 이하의 침철석을 갖는 보다 다공성의 침철석 함유 광석(GC)은 4 내지 8 중량%의 범위에서 양호하게 단광화되며, 보다 다공성인 침철석이 지배적인 광석(G)은 6 내지 12 wt%의 범위에서 양호하게 단광화된다. 이러한 광석은 단광화 특성을 향상시키는 거친 표면 조직 및 형상을 갖는다.Depending on the feed properties of the iron ore to be treated, a water content of 2% to 12% by weight of the feed material is used to optimize the quality and yield of the briquettes in the possession. High density hematite concentrates generally have a low optimum briquette moisture content in the range of 2% to 5% by weight. These concentrates are often made up of particles of narrow particle size distribution with smooth surface textures resulting in low intensity briquettes due to the reduced mutual bonding of the particles. More porous goethite-containing ores (GCs) with less than 50% goethite are well brittle in the range of 4 to 8% by weight, and ores (G) dominated by the more porous goethite range from 6 to 12 wt%. Is well bridging at. These ores have a rough surface texture and shape that enhances briquetting properties.

종래 단광 장치를 본 발명의 방법에 사용할 수도 있다. 근본적으로, 그러한 장치는 공급 재료를 인접하여 정렬된 포켓 안으로 압축하여 단광을 만들기 위해, 닙(nip) 영역에서 함께 만나게 되는 포켓을 갖는 2개의 인접한 롤을 구비한다. 본 발명의 경우에, 롤은 경제적 가능성을 위하여 필요한 생산량을 달성하도록 수평하게 정렬되는 것이 바람직하다.Conventional briquetting devices can also be used in the method of the present invention. In essence, such a device has two adjacent rolls with pockets that meet together in the nip region to compress the feed material into adjacently aligned pockets to produce briquettes. In the case of the present invention, the rolls are preferably aligned horizontally to achieve the required output for economical possibilities.

용례에 따라 넓은 범위의 롤 압력에 걸쳐 단광화 처리가 수행될 수 있지만, 철광석의 단광화 처리는 10 내지 140 kN/cm의 롤 압착력으로 수행되는 것이 바람직하며, 상기 범위의 아래쪽 영역에서, 즉 10 내지 60kN/cm로 수행되는 것이 보다 바람직하다. 전술한 바와 같이, 철광석의 단광화 처리를 위해 이러한 낮은 압력 작동이 중요하며, 길이가 1.6m에 이르는 단광 기계 상에서 넓은 롤을 사용함으로써 생산 속도를 높게 할 수 있다. Depending on the application, briquetting may be carried out over a wide range of roll pressures, but briquetting of iron ore is preferably carried out with a roll pressing force of 10 to 140 kN / cm, in the region below the range of 10 More preferably, it is performed at 60 kN / cm. As mentioned above, this low pressure operation is important for briquetting of iron ore, and the production speed can be increased by using wide rolls on briquetting machines up to 1.6 m in length.

롤 압력은 단광 작업을 최적화하기 위하여 낮은 압력 범위 내에서 신중하게 조절되는 것이 바람직하다. 롤 압력이 너무 낮으면, 롤은 이격되게 되어, 두꺼운 웨브 및 찌그러진 단광을 생성하여, 경화 후에 단광의 수율 및 품질을 손상시킨다. 롤 압력이 최적값을 초과하면, 포켓으로부터 단광을 방출할 때 클램셀(clamshell) 효과로 인하여 단광의 불량한 막힘이 발생한다. 클램셀 효과는 작은 직경의 롤 및 초과 롤 압력의 경우에 보다 두드러지게 되어, 포켓 바인딩/재밍(jamming)을 야기한다. 소지 단광의 밀도 및 분쇄 강도는 증대되지만, 소성 단광의 내충격성은 심하게 손상될 것이다.The roll pressure is preferably carefully controlled within the low pressure range to optimize briquetting operations. If the roll pressure is too low, the rolls will be spaced apart, creating thick webs and crushed briquettes, which compromise the yield and quality of briquettes after curing. If the roll pressure exceeds the optimum value, poor clogging of briquettes occurs due to the clamshell effect when emitting briquettes from the pocket. The clamshell effect becomes more pronounced in the case of small diameter rolls and excess roll pressure, causing pocket binding / jamming. While the density and crush strength of the briquettes are increased, the impact resistance of the fired briquettes will be severely impaired.

수분 수준은 바람직하게는 공급 시스템을 통과하는 재료의 유동 특성에 영향을 미치도록 선택되며, 공급 재료에 대한 수분 수준은 2 내지 12 중량%가 대체로 적절하다. 공급 시스템에 있어서 수분 수준이 너무 높은 경우, 공급 압력이 악영향을 받아, 낮은 소지 강도로 나타나는 단광의 품질의 일부 손상과 수율 저하를 초래한다. 공급 시스템에서 공급 재료의 수분이 너무 적은 경우, 이로 인해 초래되는 공급 압력은 클램쉘을 야기하고, 이에 따라 수율 저하, 롤 포켓의 마모율 증대 및 소성 단광의 특성 저하를 초래할 수 있다.The moisture level is preferably selected to affect the flow properties of the material through the feed system, with a moisture level of 2 to 12% by weight being generally suitable for the feed material. If the moisture level in the supply system is too high, the supply pressure is adversely affected, resulting in some damage to the quality of the briquettes, which results in low holding strength, and a decrease in yield. If there is too little moisture in the feed material in the feed system, the resulting feed pressure may result in a clamshell, resulting in lower yields, increased wear rate of the roll pockets and lowered properties of the calcined briquettes.

단광 장치는 예비 압축기 공급 시스템 또는 중력 공급 시스템과 함께 작동될 수 있다. 중력 공급 시스템은 철광 산업에서와 같이 대중량이 단광화되는 경우에 유익하다.The briquetting device can be operated with a preliminary compressor supply system or a gravity supply system. Gravity feed systems are beneficial when the mass is briquettes, such as in the iron ore industry.

단광 프로세스의 경우, 단광 품질이 경제적인 생산 속도에서 얻어지는 것을 보장하도록 롤의 직경이 선택된다. 롤의 직경이 크면 생산 속도가 증대되지만, 닙 영역의 면적이 증대된다. 닙 영역의 세심한 제어를 통해 양질의 소지 단광 형성이 용이해지며, 웹이 지나치게 두꺼운 단광의 형성이 회피된다. 롤의 직경을 변경하면 공급 재료에 대한 최적 수분 수준도 변경될 수 있는데, 이 경우 롤 직경의 증대는 공급 수분을 증가시킨다. 롤의 직경은 대체로 250 내지 1200 mm 범위에서 달리할 수 있다. 생산성을 최대화하기 위하여, 롤은 단광의 품질을 유지하면서 가능한 한 최대 속도로 작동되는 것이 바람직하다. 그러나, 생산성이 2차적인 고려 사항인 경우에는 매우 낮은 롤 속도를 이용할 수도 있다.For briquetting processes, the diameter of the roll is chosen to ensure briquetting quality is obtained at an economical production rate. Larger diameters of rolls increase production speed but increase the area of the nip region. Careful control of the nip area facilitates formation of high quality briquettes and avoids the formation of briquettes with thick webs. Changing the roll diameter may also change the optimum moisture level for the feed material, in which case increasing the roll diameter increases the feed moisture. The diameter of the rolls can vary substantially in the range of 250 to 1200 mm. In order to maximize productivity, the rolls are preferably operated at the maximum speed possible while maintaining the quality of briquettes. However, very low roll speeds may be used where productivity is a secondary consideration.

대개, 1 rpm 내지 20 rpm의 롤 속도가 사용된다. 품질, 특히 빠른 롤 속도에서 품질을 유지하기 위해, 단광의 생산 속도에 부합하는 한편, 양질의 단광을 형성하기 위해 필요한 힘을 발생시키는 닙 영역의 면적에 부합하는 속도로 롤에 공급 재료를 제공하는 것이 바람직하다.Usually, a roll speed of 1 rpm to 20 rpm is used. To maintain feed quality, especially at high roll speeds, while providing feed to the rolls at a rate that matches the production rate of briquettes while matching the area of the nip area that generates the necessary force to form a good briquette. It is preferable.

단광 기계의 압력 허용량 범위 내에 있다면, 임의의 적절한 롤러 폭을 선택할 수 있다. 철광석의 단광화가 저압 작업인 경우, 넓은 롤이 바람직하며, 단광 기계의 용량은 증대된다. 상기 롤은 중력 공급 시스템과 함께 사용할 수 있도록 수평 정렬되는 것이 바람직하다. HC, GC(HG 및 GH 포함), 또는 G이든 관계없이, 각 종별에 관하여 전술한 수분 범위에서 철광석의 유동 특성은 중력 급송하는 데 적합하다.Any suitable roller width can be selected if it is within the pressure tolerance of the briquetting machine. When briquetting of iron ore is a low pressure operation, wide rolls are preferred, and the capacity of briquetting machines is increased. The rolls are preferably horizontally aligned for use with gravity feed systems. Whether HC, GC (including HG and GH), or G, the flow characteristics of iron ore in the moisture ranges described above for each species are suitable for gravity feeding.

포켓의 형상은 대개 날카롭게 각진 모양으로 이루어져서는 안되며, 취급 특성을 향상시키도록 보다 매끄럽고 둥근 형상이어야 한다. 예컨대, 길이/폭 및 폭/깊이의 비는 약 0.65인 것이 적합하다. 또한, 포켓의 형상은 포켓에 고착되는 경향을 배제시키도록 110°내지 120°의 특정 방출 각도를 갖는다.The shape of the pockets should not usually be sharply angled, but should be smoother and rounder to improve handling characteristics. For example, the ratio of length / width and width / depth is suitably about 0.65. The shape of the pocket also has a specific release angle of 110 ° to 120 ° to exclude the tendency to stick to the pocket.

포켓의 크기는 경화 프로세스, 원료 입도 및 제철용 고로에 대한 요구 조건에 따라 최적화될 수 있다. 통상, 단광의 체적은 2 내지 30 cc이다. 상기 체적은 10 cc 이하인 것이 바람직하다. 상기 체적은 8.5 cc 이하인 것이 더 바람직하다. 상기 체적은 6.5 cc 이하인 것이 더 바람직하다.The size of the pocket can be optimized according to the requirements for the curing process, the raw material particle size and the steelmaking blast furnace. Usually, the volume of briquettes is 2 to 30 cc. It is preferable that the said volume is 10 cc or less. More preferably, the volume is 8.5 cc or less. More preferably, the volume is 6.5 cc or less.

엇갈려 배치되어 있는 포켓 구조가 바람직한데, 그 이유는 롤 표면에 있어서의 가용 공간을 최적으로 사용할 수 있어서, 생산량을 최대화할 수 있기 때문이다.A staggered pocket structure is preferred because the available space on the roll surface can be optimally used, maximizing the yield.

바람직하게는, 경화 방법 및 조건은 단광 치수의 영향과 원료의 특성 간의 복합적인 관계를 고려하여 선택된다. Preferably, the curing method and conditions are selected taking into account the complex relationship between the impact of briquetting dimensions and the properties of the raw material.

단광의 체적, 형상, 그리고 원료의 암석학적 특성 간의 관계를 고려할 필요가 있다. 공급 재료의 화학 조성은 소성 단광의 특성에 상당한 영향을 끼친다. 수분은 별도로 하고, 공급 재료는 산화철과 맥석 광물로 이루어진 철광석을 포함하며, 소성 단광에 요구되는 염기도 수준을 제공하기 위해 필요한 플럭스가 첨가된다. 시험 결과로부터, 플럭스는 소성 단광에 있어서 요구되는 특성을 달성하기 위해 미세한 입도, 통상적으로 95% 이상이 250 ㎛의 체를 통과하는 것이 바람직한 것으로 드러났다. Consideration should be given to the relationship between the volume of briquettes, their shape, and the petrochemical properties of the raw materials. The chemical composition of the feed material has a significant effect on the properties of the calcined briquettes. Apart from the moisture, the feed material contains iron ore consisting of iron oxide and gangue minerals, and the necessary flux is added to provide the basicity levels required for calcined briquettes. From the test results, the flux was found to pass through a sieve of finer particle size, typically 95% or more, in order to achieve the properties required for firing briquettes.

이론적으로 제한하고자 하는 것은 아니지만, 소성 단광을 위한 결합 메커니즘으로는 확산 결합, 산화철 입자의 재결정화 및 보다 높은 플럭스 수준에서의 슬래그 결합이 포함되는 것으로 생각된다. 따라서, 플럭스 수준 및 소성 온도뿐만 아니라 소정 범위까지는 소성 시간이 단광의 특성에 큰 영향을 끼친다. 염기도 수준의 상승으로 인하여, 보다 높은 플럭스 수준이 환원 분위기에서의 변형에 저항하는 결합 상(bonding phase)의 형성을 촉진함에 따라 환원 강도 및 경화 강도가 개선될 수 있다. Although not intending to be bound by theory, it is believed that the bonding mechanism for plastic briquettes includes diffusion bonding, recrystallization of iron oxide particles, and slag bonding at higher flux levels. Therefore, the firing time up to a predetermined range as well as the flux level and firing temperature greatly affects the characteristics of briquettes. Due to the increase in the basicity level, reducing and curing strengths can be improved as higher flux levels promote the formation of a bonding phase that resists deformation in the reducing atmosphere.

경화는 직선형 격자의, 그레이트 킬른(grate kiln) 또는 배치식 킬른 프로세스를 이용하여 실행될 수 있다. Curing can be performed using a grate kiln or batch kiln process of a straight grating.

최적의 조건하에서 제조한 소지 단광(green briquette)이 동일 재료로 제조한 펠릿에 비하여 열적으로 매우 안정된 것으로 판명되었다. 펠릿화를 위한 공급 광석은 미세한 입도로서, 통상적으로는 45 ㎛의 체를 60% 이하가 통과하도록 분쇄되어야 하며, 펠릿은 깨짐을 방지하도록 저온에서, 통상적으로 200℃ 이하에서 서서히 건조된다. 이와 달리, 전술한 바와 같이, 성공적으로 경화될 수 있는 본 발명을 위한 공급 광석은 바람직하게는 2.5 ㎜에 이르는 최대 입도(top size)로 훨씬 거칠 수 있으며, 따라서 펠릿을 제조하는 데 필요한 것과 동일한 정도로 분쇄할 필요가 없다. 이러한 특징은 통상의 펠릿 제조 플랜트에 비하여 단광 작업에 소요되는 주요 자본 비용의 감소를 나타내는 것이다. Green briquettes produced under optimal conditions have been found to be thermally very stable compared to pellets made from the same material. The feed ore for pelletization is of a fine particle size, typically having to be pulverized to pass 60% or less through a 45 μm sieve, and the pellets are slowly dried at low temperatures, typically below 200 ° C., to prevent cracking. Alternatively, as described above, the feed ore for the present invention that can be successfully cured can be much coarse with a top size, preferably up to 2.5 mm, and thus to the same extent as is necessary for producing pellets. No need to grind This feature represents a reduction in the main capital cost of briquetting operations compared to conventional pellet production plants.

본 발명의 단광의 중요한 특징은 30분 내에, 보다 바람직하게는 20분 내에 소정 소성 온도로 가열하는 것과 같은 고속의 가열 시에 고온을 견디는 능력이다. 이것은 경화 상황에서 침철석 광석이 반응하는 방식에 대한 종래의 이해와 정반대되는 개념으로, 종래에 있어서는 탈수산과 자유수(free water) 제거 영역을 통하여 너무 빠르게 가열될 때 그들 광석이 깨지는 것으로 확인되었다. An important feature of the briquettes of the present invention is their ability to withstand high temperatures during high speed heating, such as heating to a predetermined firing temperature within 30 minutes, more preferably within 20 minutes. This is in stark contrast to the conventional understanding of how goethite ore reacts in hardening situations, where it has conventionally been found to break up when heated too quickly through the dehydration and free water removal zones.

전술한 바와 같이, 본 발명의 단광의 열 안정성은 펠릿의 열 안정성보다 훨씬 큰 것으로 판명되었으며, 이들 단광은 깨지는 일 없이 펠릿보다 훨씬 빠르게 가열될 수 있다. 이로 인하여, 가열 사이클이 훨씬 짧아진다. 결과적으로, 단광의 생산성은 동일 재료를 이용한 펠릿의 생산성보다 현저하게 높을 수 있다. 예컨대, 단광의 생산성은 직선형 그레이트 킬른에서 잠재적으로 30 t/㎡ㆍday 일 수 있으며, 이에 비하여 동일 킬른에서 HG 광석에 대한 펠릿의 생산성은 16 t/㎡ㆍday 일 수 있다. As mentioned above, the thermal stability of the briquettes of the present invention has been found to be much greater than the thermal stability of the pellets, and these briquettes can be heated much faster than the pellets without breaking. This makes the heating cycle much shorter. As a result, the productivity of briquettes can be significantly higher than the productivity of pellets using the same material. For example, the productivity of briquettes could potentially be 30 t / m 2 · day in a straight great kiln, whereas the productivity of pellets for HG ore in the same kiln could be 16 t / m 2 · day.

종래 기술의 문헌들을 본 명세서에서 언급하였지만, 그러한 인용은, 모든 문헌들이 호주 또는 임의의 다른 나라에서 해당 기술 분야의 공통된 일반적 지식의 일부를 형성한다는 것을 인정하는 것은 아니라는 것이 이해될 것이다.Although references in the prior art are referred to herein, it will be understood that such citations do not acknowledge that all documents form part of the common general knowledge of the art in Australia or any other country.

본 발명의 양호한 실시예들은 참조 도면들을 참조하여 예로서만 기술될 것이다.Preferred embodiments of the present invention will be described by way of example only with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따르면 낮은 롤 압력에서 단광 프레스를 동작시키는 것이 가능하고, 후속 취급에 견디기에 충분한 소지 강도(green strength)를 갖고 있는 소지 단광(green briquette)을 제조할 수 있다.According to the present invention it is possible to operate briquetting presses at low roll pressures and to produce green briquettes having a sufficient green strength to withstand subsequent handling.

도 1은 본 발명의 프로세스를 실행하기 위한 예비 압축 공급 시스템 및 250mm 직경의 롤들을 구비한 적절한 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 프로세스를 실행하기 위한 중력 공급 시스템 및 450mm 직경의 롤들을 구비한 적절한 장치의 개략도.
도 3은 본 발명의 프로세스를 실행하기 위한 중력 공급 시스템 및 650mm 직경의 롤들을 구비한 적절한 장치의 개략도.
도 4는 4cc 긴 아몬드형 포켓들 및 6cc 아몬드 형상들을 갖는 450mm 롤들을 사용한 경우의 HG 재료에 대한 전체 단광들의 생산 수율 대 공급 수분을 나타내는 도면.
도 5는 포켓 치수들을 변화시키면서 450mm 롤들상의 HG 재료에 대한 소지 단광 강도에 대한 공급 수분의 영향을 나타내는 도면.
도 6은 650mm 롤들 및 7.5 cc '필로우(pillow)' 형상을 사용한 경우의 HG 재료에 대한 소지 단광 강도에 대한 공급 수분의 영향을 나타내는 도면.
도 7은 450 mm 롤들 및 9 cc 아몬드 형상의 경우에 대한 단광의 특성들, 즉 두께, 소지 강도 및 소지 밀도에 대한 롤 압력의 영향을 나타내는 도면.
도 8은 650mm 롤들 및 7.5 cc '필로우' 형상을 사용한 경우의 HG 재료에 대한 소지 강도에 대한 룰 압력의 영향을 나타내는 도면.
도 9는 650mm 롤들 및 7.5 cc '필로우' 형상을 사용한 경우의 GH 재료에 대한 소지 강도에 대한 룰 압력의 영향을 나타내는 도면.
도 10은 450mm 롤들 및 9 cc 아몬드 형태들을 사용하고 6wt%의 공급 수분 및 90kg/㎠의 롤 압력인 경우의 단광의 특성들, 즉, 두께, 소지 강도, 및 소지 밀도에 대한 롤 속도의 영향을 나타내는 도면.
도 11은 예비 압축기, 250mm 롤들, 4cc 아몬드 형상 및 HG 재료를 갖는 단광 기계를 위한 작동 영역(Operating window)를 도시하는 도면.
도 12는 500mm 딥 배드(deep bed)에서의 단광 경화에 대한 온도 프로파일을 나타내는 도면.
도 13은 높은 생산성으로 단광들을 생산하는 단광 경화를 위한 온도 프로파일들과 낮은 생산성으로 펠릿(pellet)들을 생산하는 펠릿 경화에 대한 전형적인 온도 프로파일을 나타내는 도면.
도 14는 배치식 그레이트 킬른(batch grate kiln)의 그레이트 사이클의 종료시에 650mm 롤들 및 7.5cc '필로우' 형상을 사용하여 GH 재료로 만들어진 단광들에 대한 평균 베드(bed) 온도의 영향을 나타내는 도면.
도 15는 배치식 그레이트 킬른의 그레이트 킬른 소성(firing) 사이클의 종료시에 650mm 롤들 및 7.5cc '필로우' 형상을 사용하여 GH 재료로 만들어진 단광들에 대한 평균 베드(bed) 온도의 영향을 나타내는 도면.
도 16은 배치식 그레이트 킬른에서 테스트 사이클 동안 650mm 롤들 및 7.5cc '필로우' 형상을 사용하여 GH 재료로 만들어진 단광들에 대한 소성 온도(1380℃)에서 시간의 영향을 나타내는 도면.
도 17은 배치식 그레이트 킬른에서 테스트 사이클 동안 650mm 롤들 및 7.5cc '필로우' 형상을 사용하여 GH 재료로 만들어진 단광들에 대한 소성 온도(1380℃)에서 시간의 영향을 나타내는 도면.
도 18은 킬른에서만의 테스트 사이클 동안 킬른에서 7.5cc GH 단광들에 대한 체류(residence) 시간의 영향을 나타내는 도면.
도 19는 배치식 그레이트 킬른에서 테스트 사이클 동안 650mm 롤들 및 7.5cc '필로우' 형상을 사용하여 GH 재료로 만들어진 단광들에 대한 배드 높이 및 그레이트 소성 프로파일(grate firing profile)의 영향을 나타내는 도면.
도 20은 배치식 그레이트 킬른에서 테스트 사이클 동안 650mm 롤들 및 7.5cc '필로우' 형상을 사용하여 GH 재료로 만들어진 단광들에 대한 배드 높이 및 그레이트 소성 프로파일의 영향을 나타내는 도면.
도 21은 HG 재료, 250mm 롤들 및 4cc 아몬드 형상을 사용하여 만들어진 단광들의 소성 파쇄 강도에 대한 염기도 및 소성 온도의 영향을 나타내는 도면.
도 22는 HG 재료, 250mm 롤들 및 4cc 아몬드 형상을 사용하여 만들어진 단광들의 환원 지수, 환원 후의 파쇄 강도(crush strength after reduction; CSAR), 팽창(swell)과 같은 단광의 환원 특성들에 대한 염기도의 영향을 나타내는 도면.
1 is a schematic representation of a suitable compression supply system and 250 mm diameter rolls for implementing the process of the present invention.
2 is a schematic representation of a gravity feed system and a suitable apparatus with 450 mm diameter rolls for implementing the process of the present invention.
3 is a schematic illustration of a gravity feed system and a suitable apparatus with 650 mm diameter rolls for carrying out the process of the present invention.
FIG. 4 shows the production yield versus feed moisture for total briquettes for HG material when using 450 mm rolls with 4 cc long almond pockets and 6 cc almond shapes.
FIG. 5 shows the effect of feed moisture on the holding briquette strength on HG material on 450 mm rolls with varying pocket dimensions.
FIG. 6 shows the effect of feed moisture on the possessed briquette strength for HG material when using 650 mm rolls and a 7.5 cc 'pillow' shape. FIG.
FIG. 7 shows the influence of roll pressure on the properties of briquettes for the case of 450 mm rolls and 9 cc almond shape, ie thickness, holding strength and holding density.
FIG. 8 shows the effect of rule pressure on the holding strength for HG material when using 650 mm rolls and a 7.5 cc 'pillow' shape. FIG.
FIG. 9 shows the effect of rule pressure on holding strength for GH material when using 650 mm rolls and a 7.5 cc 'pillow' shape. FIG.
10 shows the effect of roll speed on the properties of briquettes using 450 mm rolls and 9 cc almond forms and at 6 wt% feed moisture and 90 kg / cm 2 roll pressure, ie thickness, holding strength, and holding density. Indicative drawing.
FIG. 11 shows an operating window for a briquetting machine with a preliminary compressor, 250 mm rolls, 4 cc almond shape and HG material.
FIG. 12 shows temperature profiles for briquetting curing in a 500 mm deep bed.
FIG. 13 shows a temperature profile for briquetting to produce briquettes at high productivity and a typical temperature profile for pellet curing to produce pellets at low productivity.
FIG. 14 shows the effect of average bed temperature on briquettes made of GH material using 650 mm rolls and 7.5 cc 'pillow' shape at the end of the great cycle of batch grate kiln. FIG.
FIG. 15 shows the effect of average bed temperature on briquettes made of GH material using 650 mm rolls and a 7.5 cc 'pillow' shape at the end of the great kiln firing cycle of the batch great kiln.
FIG. 16 shows the effect of time at firing temperature (1380 ° C.) for briquettes made of GH material using 650 mm rolls and 7.5 cc 'pillow' geometry during a test cycle in a batch great kiln.
FIG. 17 shows the effect of time at firing temperature (1380 ° C.) for briquettes made of GH material using 650 mm rolls and a 7.5 cc 'pillow' shape during a test cycle in a batch great kiln.
FIG. 18 shows the effect of residence time on 7.5 cc GH briquettes in a kiln during a test cycle only in the kiln.
FIG. 19 shows the effect of bad height and grate firing profile on briquettes made of GH material using 650 mm rolls and 7.5 cc 'pillow' geometry during a test cycle in a batch great kiln.
20 shows the effect of bad height and great plasticity profile on briquettes made of GH material using 650 mm rolls and 7.5 cc 'pillow' geometry during a test cycle in a batch great kiln.
FIG. 21 shows the influence of basicity and firing temperature on firing crush strength of briquettes made using HG material, 250 mm rolls and 4 cc almond shape.
FIG. 22 shows the effect of basicity on the reduction properties of briquettes such as reduction index, crush strength after reduction (CSAR), and swell of briquettes made using HG material, 250mm rolls and 4cc almond shape. A diagram showing.

(실시예 1)(Example 1)

롤 직경, 폭 및 공급 시스템을 변형시켜가면서 3 개의 상이한 롤 프레스를 이용하여 단광화를 수행하였다.Briquetting was carried out using three different roll presses while modifying the roll diameter, width and feed system.

처음 테스트는 300 kg/hr의 공칭 능력을 갖는 Taiyo K-102A 이중 롤 프레스를 이용하여 행하였다. 이 기계는 36 ㎜ 폭의 250 ㎜ 직경의 롤을 구비하고 있으며, 스크류형의 예비 압축기를 특징으로 한다. 도 1은 그의 주요 구성 요소를 도시하는 개략도이다.Initial testing was performed using a Taiyo K-102A double roll press with a nominal capacity of 300 kg / hr. The machine is equipped with a 36 mm wide 250 mm diameter roll and features a screw-type preliminary compressor. 1 is a schematic diagram showing its main components.

생성된 단광은 공칭 치수가 13 ×19 ×28 ㎜이고 체적이 4 ㏄인 필로우 형이었다. 각 롤의 주위에는 30 개의 포켓이 1열로 배치되었다.The resulting briquettes were of the pillow type with a nominal dimension of 13 x 19 x 28 mm and a volume of 4 mm 3. Thirty pockets were arranged in a row around each roll.

2개의 롤 중에서, 1개의 롤은 고정되어 있고, 다른 하나의 "부동(浮動) 롤"은 오일과 가스가 충전된 램(ram)에 의해서 고정 롤에 접하게 유지되어 있었다. 램 안에 있는 오일에 압력을 가하여 두 롤 사이에 원하는 하중(load force)을 제공하였다.Among the two rolls, one roll was fixed and the other "floating roll" was held in contact with the fixed roll by a ram filled with oil and gas. Pressure was applied to the oil in the ram to provide the desired load force between the two rolls.

또한, 롤 직경이 450 ㎜이고 롤 폭이 75 ㎜인 Komarek BH400 이중 롤 프레스를 이용하여 단광화를 수행하였다. 공급 재료는 롤 위에 있는 공급 호퍼로부터 닙 영역(nip zone) 안으로 중력에 의해 공급되었다. 도 2는 그의 주요 구성 요소를 도시하는 개략도이다.Briquetting was also performed using a Komarek BH400 double roll press with a roll diameter of 450 mm and a roll width of 75 mm. The feed material was gravity fed into the nip zone from the feed hopper on the roll. 2 is a schematic diagram showing main components thereof.

치수를 변형시킨 단광은 다음의 세부 사양으로 생성되었다.Briquettes with modified dimensions were produced with the following detailed specifications.

(1) 공칭 치수 17.5 × 28 × 34.3 ㎜(체적 8.9 ㏄). 각 열의 둘레에 엇갈린 배치 상태로 48 개의 포켓(9 ㏄의 아몬드 형상)을 2열로 배열하였다.(1) Nominal dimensions 17.5 × 28 × 34.3 mm (volume 8.9 kPa). 48 pockets (9 kPa almonds) were arranged in two rows with staggered arrangement around each row.

(2) 공칭 치수 14.5 × 22 × 33.9 ㎜(체적 6.3 ㏄). 각 롤의 둘레에 엇갈린 배치 상태로 60 개의 포켓(6 ㏄의 아몬드 형태)을 2열로 배열하였다.(2) Nominal dimension 14.5 x 22 x 33.9 mm (volume 6.3 kPa). Sixty pockets (six almonds) were arranged in two rows with staggered arrangement around each roll.

(3) 공칭 치수 15.2 × 21 × 22.9 ㎜(체적 3.9 ㏄). 각 열의 둘레에 엇갈린 배치 상태로 58 개의 포켓(4 ㏄의 구형)을 3열로 배열하였다.(3) Nominal dimensions 15.2 × 21 × 22.9 mm (volume 3.9 kPa). 58 pockets (spherical spheres of 4 mm 3) were arranged in three rows with staggered arrangement around each row.

(4) 공칭 치수 11.2 × 17.3 × 32.1 ㎜(체적 3.9 ㏄). 각 롤의 둘레에 걸쳐 대칭형 배치 상태로 72 개의 포켓(4 ㏄의 장방형)을 2열로 배열하였다.(4) Nominal dimensions 11.2 x 17.3 x 32.1 mm (volume 3.9 kPa). 72 pockets (4 mm square) were arranged in two rows in a symmetrical arrangement over each roll.

2개의 롤 중에서, 1개의 롤은 고정되어 있고, 다른 하나의 "부동 롤"은 오일과 가스가 충전된 램에 의해서 고정 롤에 접하게 유지되어 있었다. 램 안에 있는 오일에 압력을 가하여 두 롤 사이에 원하는 비 압착력(specific pressing force)을 제공하였다. 또한, 롤 직경이 650 ㎜이고 롤 폭이 130 ㎜인 Koppern 52/6.5 이중 롤 프레스를 사용하여 단광화 처리를 수행하였다. 공급 재료는 닙 영역 위에 위치하는 호로부터 그 닙 영역 안으로 중력에 의해 공급되었다. 닙 영역의 면적은 '닙 영역 조절기'를 통해 제어되었다. 도 3는 그의 주요 구성 요소를 도시하는 개략도이다.Of the two rolls, one roll was fixed and the other "floating roll" was held in contact with the fixed roll by a ram filled with oil and gas. Pressure was applied to the oil in the ram to provide the desired specific pressing force between the two rolls. In addition, briquetting treatment was performed using a Koppern 52 / 6.5 double roll press having a roll diameter of 650 mm and a roll width of 130 mm. The feed material was fed by gravity into the nip region from an arc located above the nip region. The area of the nip region was controlled via the 'nip region regulator'. 3 is a schematic diagram showing its main components.

생성된 단광은 공칭 치수가 30 × 24 × 16 ㎜이고 체적이 7.5 ㏄인 '필로우'형이었다. 각 롤의 면을 따라서 77 개의 포켓이 4열로 대칭적으로 배열되었다.The resulting briquettes were 'pillow' shaped with a nominal dimension of 30 × 24 × 16 mm and a volume of 7.5 mm 3. Along the face of each roll, 77 pockets were arranged symmetrically in four rows.

2개의 롤 중에서, 1개의 롤은 고정되어 있고, 다른 하나의 "부동 롤"은 오일과 가스가 충전된 램에 의해서 고정 롤에 접하게 유지되어 있었다. 램 안에 있는 오일에 압력을 가하여 두 롤 사이에 원하는 비 압착력을 제공하였다.Of the two rolls, one roll was fixed and the other "floating roll" was held in contact with the fixed roll by a ram filled with oil and gas. Pressure was applied to the oil in the ram to provide the desired specific compressive force between the two rolls.

(실시예 2)(Example 2)

공급 습기 함유량의 효과가 조사되었다.The effect of the feed moisture content was investigated.

도 4는 공급 수분이 실시예 1에 개시된 바와 같은 450 ㎜ 롤을 구비한 단광화 프레스에 의하여 제조된 6 cc 단광(briquette)과 4 cc 단광의 수율에 현저한 효과를 갖고 있음을 예시하고 있다. 상기 공급 재료는 20rpm의 고정 롤의 속도와 90 ㎏/㎠의 롤 압력에서 롤들이 동작하는 동안 롤에 중력에 의해 공급된다.4 illustrates that the feed moisture has a significant effect on the yield of 6 cc briquettes and 4 cc briquettes produced by briquetting presses with a 450 mm roll as disclosed in Example 1. FIG. The feed material is gravity fed to the roll while the rolls are operating at a speed of a fixed roll of 20 rpm and a roll pressure of 90 kg / cm 2.

또한, 공급 수분 제어는 수분 함량에서의 변화가 소지 강도(green strength), 내마모성(abrasion resistance) 및 분쇄 강도(shatter strength) 등과 같은 소지 특성에 영향을 준다는 점에서 중요하다. 이것은 도 5 및 도 6에서 예시하고 있다.Feed moisture control is also important in that the change in moisture content affects the properties of the body, such as green strength, abrasion resistance and shatter strength. This is illustrated in FIGS. 5 and 6.

도 5는 450 ㎜ 롤, 중력 공급 시스템 및 여러 가지 종류의 포켓 크기를 사용해서 HG로 구성된 단광에 대한 공급 수분 수준과 강도 사이의 관계를 도시하고 있다.FIG. 5 illustrates the relationship between supply moisture level and intensity for briquettes composed of HG using 450 mm rolls, gravity feed systems, and various types of pocket sizes.

도 6은 HG 재료에 대해 650 ㎜ 롤과 7.5 cc 포켓으로 구성된 단광에 대해서 동일한 관계를 도시하고 있다.FIG. 6 shows the same relationship for briquettes consisting of a 650 mm roll and 7.5 cc pockets for HG material.

소지 강도는 대략 6%의 최적의 수분 함량에 대하여 최대로 증가하는 경향이 있었다. 7.5%를 초과하는 수분 수준에서는 소지 강도가 허용할 수 없을 정도로 낮게 된다.Body strength tended to increase maximally for an optimum moisture content of approximately 6%. At moisture levels above 7.5%, the body strength becomes unacceptably low.

공급 수분은 단광의 파쇄 강도 및 소지 내마모성에 대한 영향력이 낮다.The feed moisture has a low impact on brittle fracture strength and intrinsic wear resistance.

(실시예 3)(Example 3)

전술한 바와 같이, 단광화 작업이 넓은 범위의 롤 압력에 걸쳐서 수행될 수 있을지라도, 그 단광화 작업는 낮은 압력에서 수행되는 것이 바람직하다. 철광석 단광화 처리에 대한 전술한 낮은 압력 작업은 획기적이고 단광화 기계에서의 넓은 롤에 의해 높은 생산성의 달성 가능성을 열어 놓고 있다.As mentioned above, although briquetting operations can be carried out over a wide range of roll pressures, the briquetting operations are preferably carried out at low pressures. The low pressure operation described above for iron ore briquetting treatments is groundbreaking and opens up the possibility of achieving high productivity by wide rolls in briquetting machines.

그러나, 전술한 바와 같이, 롤 압력은 단광화 작업이 최적화되어 있는 경우라면 이러한 낮은 압력 범위 내에서 조심스럽게 조절될 필요가 있다. 롤 압력이 너무 낮고 닙 영역의 면적이 조심스럽게 조절되지 않은 경우라면, 롤들은 서로 이격되어, 특히 경화 후의 단광의 품질과 제조 수율을 손상시키는 두꺼운 웹 및 찌그러진 단광를 제조하게 된다. 롤 압력이 최적치를 초과하면, 단광의 불량한 막힘은 포켓으로부터 단광의 방출에 대한 "클램쉘(clamshell)" 효과에 의해 발생한다. 소지 단광의 밀도 및 파쇄 강도가 증가될 수 있을지라도, 소성 단광의 내충격성은 크게 손상될 수 있다.However, as mentioned above, the roll pressure needs to be carefully adjusted within this low pressure range if briquetting operations are optimized. If the roll pressure is too low and the area of the nip area is not carefully controlled, the rolls will be spaced apart from one another, producing thick webs and crushed briquettes, which in particular impair the quality and production yield of briquettes after curing. If the roll pressure exceeds the optimum, poor clogging of briquettes is caused by the "clamshell" effect on the release of briquettes from the pocket. Although the density and breaking strength of the briquettes can be increased, the impact resistance of the calcined briquettes can be greatly impaired.

도 7은 공칭 9 cc 포켓을 갖는 450 ㎜ 직경 롤을 갖는 중력 공급식 기계로 제조된 원료 HG에 대한 (파쇄 강도와 관련하여 측정된) 단광 두께 및 품질에 대한 롤 압력의 효과를 도시하고 있다. 도 7은 허용 가능한 소지 강도가 60 ㎏/㎠의 낮은 롤 압력에서 얻을 수 있음을 나타내고 있다.FIG. 7 shows the effect of roll pressure on briquette thickness and quality (measured with respect to fracture strength) for raw material HG made with a gravity fed machine having a 450 mm diameter roll with a nominal 9 cc pocket. 7 shows that acceptable holding strength can be obtained at low roll pressures of 60 kg / cm 2.

도 8 및 도 9는 650 ㎜ 직경 롤을 사용해서 얻을 수 있는 압착력의 효과 및 그로 인한 소지 강도를 나타내고 있다. 그 작업은 HG 원료 및 GH 원료 타입에 대해 수행되었고, 롤 압력과 소지 강도 사이의 관계가 450 ㎜ 직경 롤을 사용한 작업과 유사한 것으로 나타난다. 특히, 도 8 및 도 9는 허용 가능한 소지 강도가 20 kN/㎝의 압착력에서 얻을 수 있음을 도시하고 있다.8 and 9 show the effect of the pressing force that can be obtained by using a 650 mm diameter roll and the resulting strength. The work was carried out on HG raw material and GH raw material types, and the relationship between roll pressure and holding strength appears to be similar to that using 450 mm diameter rolls. In particular, FIGS. 8 and 9 show that acceptable holding strength can be obtained at a compaction force of 20 kN / cm.

압착력은 또한 단광의 분쇄 강도 및 소지 내마모성에 상당한 영향을 미치는 것이 발견되었으며, 이러한 2개의 변수는 롤 압력이 증가함에 따라 증가한다.Pressing force has also been found to have a significant impact on brittle strength and brittle wear resistance of these briquettes, and these two variables increase with increasing roll pressure.

(실시예 4)(Example 4)

롤 속도도 또한 조사되었다.Roll speed was also investigated.

분당 회전수(rpm)로 측정되는 롤 속도는 공급 재료에 가해지는 압력의 크기에 영향을 미치는 것이 발견되었다. It was found that the roll speed, measured in revolutions per minute (rpm), affects the amount of pressure applied to the feed material.

롤 속도의 증가에 의해 롤의 닙 영역(nip zone)에서의 체류 시간이 보다 짧아지기 때문에, 보다 긴 시간 동안 보다 낮은 압력이 가해진다. 롤 압력은 공급 재료에 가해지는 압력의 크기를 조절하는 데 주로 이용될 수 있고, 롤 속도는 생산 속드를 최대로 하기 위하여 변경될 수 있다. 그러나, 소지 단광 제조 작업을 최적화하는 경우에 단광 두께 및 소지 강도에 관한 롤 속도의 영향을 고려하는 것은 중요하다. Since the residence time in the nip zone of the roll is shorter by increasing the roll speed, lower pressure is applied for a longer time. Roll pressure can be used primarily to control the magnitude of the pressure applied to the feed material, and the roll speed can be varied to maximize production speed. However, it is important to consider the influence of the roll speed on briquette thickness and body strength when optimizing the briquette production operation.

도 10에서는 원료 HG의 경우의 단광 두께 및 품질(파쇄 강도에 의하여 측정됨)에 관한 롤 속도의 효과를 롤 직경이 450㎜인 중력 공급 기계에 대하여 보여준다.FIG. 10 shows the effect of roll speed on briquette thickness and quality (measured by breaking strength) in the case of raw material HG for a gravity feed machine with a roll diameter of 450 mm.

도 10에는 롤 속도가 증가됨에 따라 두께 및 소지 강도가 감소되는 것이 보여진다.10, it is seen that the thickness and holding strength decrease as the roll speed is increased.

(실시예 5)(Example 5)

실시예 1에 기술된 단광 기계(briguetting machine)의 프로세스 변수들, 즉 롤 속도, 예비 압축기 속도와 롤 압력, 및 단광 밀도는 그러한 특정 단광화 처리 시스템의 작동 영역(operating window)을 결정하는 데 이용된다. The process variables of the briguetting machine described in Example 1, namely roll speed, precompressor speed and roll pressure, and briquetting density are used to determine the operating window of such a particular briquetting treatment system. do.

도 11의 다이어그램은 250㎜ 롤로 단광화 처리하여, 다이요 프레스(Taiyo press)에서 HG 재료로부터 공칭 4cc 단광을 형성하는 작동 영역의 일예이다.The diagram of FIG. 11 is an example of an operating region where briquetting with a 250 mm roll forms a nominal 4 cc briquette from HG material in a Taiyo press.

이 곡선들을 간소화하기 위해서, 롤 압력은 150 ㎏/㎠로 고정되었고, 예비 압축기 속도는 20 rpm으로 고정되었다. 일련의 곡선은 4 wt % 내지 12 wt %의 공급 수분에 대해 나타내는 것이다. 각각은 전체 단광을 형성하는 조건을 나타낸다. To simplify these curves, the roll pressure was fixed at 150 kg / cm 2 and the preliminary compressor speed was fixed at 20 rpm. A series of curves are shown for feed moisture from 4 wt% to 12 wt%. Each represents the conditions which form whole briquettes.

그 곡선의 오른쪽에는 포켓이 채워지지 않거나 단광이 약하여 쉽게 갈라지는 낮은 공급 압력의 영역이 있다. 그 곡선들의 왼쪽에는 공급 압력이 너무 높은 영역이 있다. 단광 전단 및 포켓 차단이 발생했다. 6 kgf 이하의 강도 범위에서, 단광은 너무 약하여 포켓 개방시 견딜 수 없어서, 포켓에 남아 있거나 개방시 쪼개질 수 있다. 30 kgf 이상에서, 추가적인 압밀이 달성될 수 없었다. 단광은 두꺼워졌고, 크램셀(clam shell)이 시작했다. 6 내지 30 kgf의 강도 범위는 전체 단광이 샘플 재료 및 다이요 단광 기계를 이용하여 형성될 수 있는 범위의 외측 한계를 획정한다. On the right side of the curve there is an area of low supply pressure where the pocket is not filled or briquettes are easily broken off. On the left side of the curves is an area where the supply pressure is too high. Briquetting shear and pocket blocking occurred. In the intensity range of 6 kgf or less, briquettes are so weak that they cannot tolerate opening the pocket, which may remain in the pocket or split upon opening. Above 30 kgf no further compaction could be achieved. The briquettes thickened, and the clam shell started. The intensity range of 6 to 30 kgf defines the outer limits of the range in which whole briquettes can be formed using sample materials and a Daiyo briquetting machine.

그 작동 영역을 결정하기 위해서는, 수율, 밀도, 파쇄 강도 및 낙하/분쇄 강도를 비롯한 특정 생산 및 품질 변수들이 고려되어야 한다. 이들 특성을 고려하면 단광 프로세스(briquetting process)의 작동 영역인 좁은 영역을 규정할 수 있다.To determine its operating area, specific production and quality variables, including yield, density, crush strength and drop / crush strength, must be considered. Taking these characteristics into account, it is possible to define a narrow area which is the operating area of the briquetting process.

도 11에서, 그 영역은 5 내지 9 rpm의 롤 속도, 6 kgf 내지 18 kgf의 소지 강도(green strength)에서 발생된다. In FIG. 11, the area occurs at a roll speed of 5 to 9 rpm, green strength of 6 kgf to 18 kgf.

(실시예 6)(Example 6)

최적화된 조건 하에서 제조된 소지 단강은 동일한 재료로부터 형성된 펠릿(pellet)과 비교하여 열적으로 매우 안정된다고 판명되었다. 이는 도 12와 도 13에 도시되어 있다. Base steels produced under optimized conditions have been found to be very thermally stable compared to pellets formed from the same material. This is illustrated in FIGS. 12 and 13.

도 12는 직선형 그레이트 프로세스를 시뮬레이팅하는 연구소급 경화 시험 중에 유입 및 유출 가스뿐만 아니라 단광 베드 내의 3개 지점의 온도 프로파일을 도시하고 있다. FIG. 12 shows the temperature profiles of three points in the briquette bed as well as the inlet and outlet gases during lab grade curing tests simulating a straight great process.

베드 온도는 베드 상부로부터 100, 250 및 500 mm에 위치한 열전대로 측정하였다. Bed temperature was measured with thermocouples located 100, 250 and 500 mm from the top of the bed.

단광은 도면들에 도시된 고속으로 가열했을 때 열적으로 안정된다고 판명되었다. 우수한 건조 성능으로 인해 단광을 파괴시키는 일없이 유입 가스 온도를 대기 온도로부터 10분 내에 1340℃로 상승시킬 수 있었다. Briquettes were found to be thermally stable when heated at the high speeds shown in the figures. The good drying performance allowed the incoming gas temperature to rise to 1340 ° C. in 10 minutes from ambient temperature without destroying briquettes.

도 13은 32 t/㎡ㆍd 및 25 t/㎡ㆍd의 생산성으로 HG 광석의 공칭 4 cc 단광을 제조한 단광 경화를 위한 온도 프로파일을 보여주고 있다. 이 도면은 또한 비교예로서, 전형적인 펠릿을 위한 경화 온도 프로파일을 보여주고 있다. 펠릿 프로파일은 펠릿 파괴가 최소화되고 소성 후 특성이 최대화되도록 최적화된 프로파일이다. 펠릿 프로파일은 단광의 생산성보다 비교적 낮은 16 t/㎡ㆍd의 생산성으로 펠릿을 생성하였다. 단광과 펠릿은 동일한 광석 종류로부터 제조되었다. FIG. 13 shows the temperature profile for briquetting to produce a nominal 4 cc briquette of HG ore with productivity of 32 t / m 2 · d and 25 t / m 2 · d. This figure also shows a curing temperature profile for a typical pellet as a comparative example. Pellet profiles are profiles that are optimized to minimize pellet breakage and maximize properties after firing. The pellet profile produced pellets with a productivity of 16 t / m 2 · d, which was relatively lower than that of briquettes. Briquettes and pellets were made from the same kind of ore.

단광의 높은 생산성은 단광이 고속으로 가열될 수 있게 하는 소지 단광의 열적 안정성에 기인한다. The high productivity of briquettes is due to the thermal stability of the briquettes which allow briquettes to be heated at high speed.

단광의 열적 안정성은 하나의 경화 방법과 하나의 광석 종류로 제한되지 않는 것으로 판명되었다. It has been found that the thermal stability of briquettes is not limited to one curing method and one ore type.

(실시예 7)(Example 7)

시험용의 그레이트 킬른 시스템을 사용하여 단광이 킬른로 진입하기 전 그레이트를 빠져나갈 때의 단광 특성을 측정하였다. A test Great Kiln system was used to measure briquette characteristics as briquettes exited the Great before entering the kiln.

그러한 장비는 포트 그레이트(pot grate)와 배치식 킬른으로 이루어진다. 이동 그레이트를 시뮬레이팅하기 위해, LGP 가스 버너를 사용하여 불꽃 온도를 발생시켰다. 포트 그레이트는 상하로 흐르는 가스 흐름을 가능하게 한다. 재료의 온도는 포트 벽 내로 그 벽을 통과해 배치된 열전대를 사용하여 베드 전반에 걸쳐 측정하였다. 이 측정값을 소성 사이클 동안의 단광 온도로 가정하였다. 테스트된 단광의 크기로 인해, 온도 측정치는 내부 온도가 아니라 단광의 외부 온도를 나타낸다. 측정된 온도는 대개 단광의 외부 온도와 베드의 그 지점에서의 가스 온도의 혼합 온도일 수 있다. Such equipment consists of pot grate and batch kiln. In order to simulate moving greats, LGP gas burners were used to generate flame temperatures. Port Great allows for gas flow to flow up and down. The temperature of the material was measured throughout the bed using a thermocouple placed through the wall into the port wall. This measurement was assumed to be briquetting temperature during the firing cycle. Due to the size of the briquettes tested, the temperature measurements represent the outside temperature of briquettes, not the internal temperature. The temperature measured can usually be a mixture of the outside temperature of briquettes and the gas temperature at that point in the bed.

도 14는 7.5 cc의 공칭 소지 크기를 갖는 GH 재료(d95=1 mm)로부터 제조된 단광의 온도가 처음에 대략 300-400℃의 평균 베드 온도에서 최대까지 증가된 후에, ~700℃에서 최소로 떨어지는 방식을 보여주고 있다. 보다 높은 온도에서, 강도는 다시 증가되었다. 강도는 ~700℃에서 최소값으로 저하되는데, 이 값은 소지 강도보다 낮다. 이것은 그레이트로부터 킬른으로 재료를 운반하는 데 중요한 인자이다. 강도가 이 온도 범위에서 최저이기 때문에, 최대 저하량은 소성 프로파일이 그러한 온도에서의 그레이트로부터 킬른으로의 운반을 포함하는 경우에 예상할 수 있다.FIG. 14 shows a minimum at ˜700 ° C. after the temperature of briquettes prepared from GH material (d95 = 1 mm) having a nominal body size of 7.5 cc was initially increased to a maximum at an average bed temperature of approximately 300-400 ° C. FIG. It shows how it falls. At higher temperatures, the strength increased again. The strength drops to a minimum at ˜700 ° C., which is lower than the holding strength. This is an important factor for transporting material from the great to the kiln. Since the strength is the lowest in this temperature range, the maximum reduction can be expected when the firing profile includes transport from the great to the kiln at that temperature.

직선형 그레이트 프로세스의 경우에, 경화 프로세스를 위해 선택되는 베드 높이는 중요하지 않으며, 이상적인 생산성을 달성하면서 베드의 하부에서 단광의 변형을 방지하기 위해 일반적으로 선택된 가스 투과성에 의해 억제되지 않는다고 판명되었다. 또한, 6 cc를 초과하는 단광 체적에서, 베드의 투과성은 베드 높이에 의해 크게 손상되지 않았다. 따라서, 경화 프로세스는 펠릿화 작업의 경우와 같이 그러한 변수에 의해 제한되지 않는다. 소지 단광 베드 깊이는 품질을 손상시키지 않으면서 생산성을 최적화시키도록 선택될 수 있다. In the case of straight grate processes, the bed height selected for the curing process is not critical and has been found not to be inhibited by the gas permeability generally chosen to prevent deformation of briquettes at the bottom of the bed while achieving ideal productivity. In addition, at briquetting volumes exceeding 6 cc, the permeability of the bed was not significantly impaired by the bed height. Thus, the curing process is not limited by such variables as in the case of pelletizing operations. The briquetting bed depth can be selected to optimize productivity without compromising quality.

그레이트 킬른 프로세스는 다른 경화 프로세스로부터 얻어진 제품에 비해 보다 우수한 소성 제품을 제조한다는 측면에서 특정한 이점을 제공할 수도 있다. 또한, 단광 내의 온도 구배를 감소시키고 균열을 야기할 수도 있는 단광의 차별적인 수축을 방지하는 방식으로 단광을 높은 온도 범위에 걸쳐 보다 균일하게 가열시킨다. 또한, 모든 단광이 회전 킬른에서 유사한 소성 온도 및 시간을 겪기 때문에, 단광의 품질은 직선형 그레이트 프로세스와 비교하여 보다 균일해진다. The great kiln process may provide certain advantages in terms of producing better plastic products over products obtained from other curing processes. In addition, the briquettes are heated more evenly over a high temperature range in a manner that reduces the temperature gradient in the briquettes and prevents differential shrinkage of the briquettes that may cause cracking. In addition, since all briquettes undergo similar firing temperatures and times in the rotary kiln, the briquette quality becomes more uniform compared to the straight grate process.

적합한 등급의 원료를 사용할 수 있다면, 직접 환원 프로세스에 적합한 단광을 생성할 가능성도 있다.If a suitable grade of raw material is available, it is also possible to produce briquettes suitable for the direct reduction process.

(실시예 8)(Example 8)

소성 온도를 연구하였다.The firing temperature was studied.

그레이트 섹션에 대해 동일한 소성 프로파일을 모두 사용하여, 7.5cc의 GH 재료(d95=1mm) 단광을 그레이트 킬른(grate-kiln) 시험 장비(rig)에서 소성하였다. 킬른으로 이동한 후에, 도달하는 소성 온도를 도시한 바와 같이 변경하였다는 점을 제외하고, 동일한 프로파일을 소성에 적용하였다. 그 결과가 도 15에 도시되어 있다.Using all of the same firing profiles for the great sections, 7.5 cc of GH material (d95 = 1 mm) briquettes were fired in the grate-kiln test rig. After moving to the kiln, the same profile was applied to the firing, except that the firing temperature reached was changed as shown. The result is shown in FIG.

도 15로부터 그러한 크기의 단광에서 적절한 소성 강도를 달성하려면 킬른에서의 소성 온도가 적어도 1380℃가 되어야 한다는 것을 분명하게 알 수 있다.It can be clearly seen from FIG. 15 that the firing temperature in the kiln should be at least 1380 ° C. in order to achieve adequate firing strength in briquettes of such size.

도 15에는 또한 소성 온도에 따라 향상된 텀블 강도(tumble strength)(텀블 지수 - Tumble Index; TI) 및 내마모성(마모 지수 - Abrasion Index; AI)을 나타내고 있다.15 also shows improved tumble strength (Tumble Index; TI) and abrasion resistance (Abrasion Index; AI) with firing temperature.

(실시예 9)(Example 9)

소성 온도 및 온도 시간을 연구하였다.Firing temperature and temperature time were studied.

공칭 크기가 7.5cc인 GH 재료(d95=1mm)로 된 단광을 일련의 그레이트 킬른 테스트로 소성하였다. 그레이트 소성 프로파일은 동일하였고, 소성 온도의 킬른 내에서의 소성 시간만이 6분에서 9분으로 변경되었다. 킬른에서 전체 소성 시간은 동일하게 유지하였는데, 킬른에서의 가열 속도로부터 소성을 위한 추가의 시간이 걸려, 9분의 소성 시간이 6분의 소성 시간과 비교해서 1380℃까지 더 빠른 가열 속도를 가졌다. Briquettes of GH material (d95 = 1 mm) with a nominal size of 7.5 cc were fired in a series of Great Kiln tests. The great firing profile was the same, only the firing time in the kiln of the firing temperature was changed from 6 minutes to 9 minutes. The overall firing time in the kiln remained the same, with additional time for firing from the heating rate in the kiln, the 9 minute firing time having a faster heating rate up to 1380 ° C. compared to the 6 minute firing time.

또한, 7.5cc의 경우에 사용한 것과 동일한 프로파일을 사용하여 6.3cc의 GH 단광으로 테스트도 수행하였다.In addition, tests were also performed with 6.3cc GH bridging using the same profile used for 7.5cc.

그 결과가 도 16 및 도 17에 도시되어 있다.The results are shown in FIGS. 16 and 17.

공칭 7.55cc 크기의 GH 단광의 경우에, 소성 강도는 킬른에서 소성 시간이 길어짐에 따라 실질적으로 상승하였다. 그 이유는 소성 사이클 동안 단광의 열 침투가 더 크기 때문이다.In the case of GH briquettes of nominal 7.55 cc size, the firing strength substantially increased with increasing firing time in the kiln. The reason is that the thermal penetration of briquettes is greater during the firing cycle.

6.3cc GH 단광에 대한 소성 후 특성은 7.5cc의 경우에 생성된 것보다 우수하였으며, 이것은 열 침투라는 문제가 단광의 소성 후 특성의 발생에 중요한 문제라는 것을 암시한다. 이 결과는 또한 단광에서의 열 침투가 불충분할 때 소성 제품에서 적절한 강도가 발생되지 않을 것을 암시하고 있다.The post-calcination properties for the 6.3 cc GH briquettes were better than those produced for 7.5 cc, suggesting that the problem of heat penetration is an important issue for the generation of post briquetting properties. This result also suggests that adequate strength will not occur in the fired product when heat penetration in briquettes is insufficient.

(실시예 10)(Example 10)

그레이트 킬른에서 체류 시간의 영향을 연구하였다.The effect of residence time in the Great Kiln was studied.

GH 재료(d95=1mm)로 된 공칭 7.5cc의 크기의 단광을 시험용 규모의 배치(batch)식 그레이트 킬른에서 소성하였다. 단광은 500 또는 1000℃에 예열된 킬른에 소지 상태로 장입되었다. 소성 프로파일을 단광에 부과하고, 전체 체류 시간을 기록하였다. 그 결과가 도 18에 도시되어 있다.Briquettes of nominal 7.5 cc of GH material (d95 = 1 mm) were calcined in a batch-type Great Kiln on a test scale. Briquettes were charged in the kiln preheated to 500 or 1000 ° C. Firing profiles were imposed on briquettes and the total residence time was recorded. The result is shown in FIG.

도 18은 체류 시간이 길어짐에 따라 소성 후 특성이 향상되었음을 나타내며, 요구되는 최종 특성을 달성하기 위해서는 제품을 완전히 가열시키는 것이 중요하다고 암시하고 있다.18 shows that the properties after firing have improved with longer residence times, implying that it is important to fully heat the product to achieve the required final properties.

고속 가열의 효과는 그레이트(grate)의 보다 큰 베드 깊이에 의해 감소되지 않았다. 이것이 도 19 및 20에 도시되어 있다. 소지 단광 베드(green briquette bed)는 고도로 침투성이 높고 종종 팰릿들(pellets)의 경우에 발생하는 것과 같은공기 흐름의 억제를 초래하지 않았다. 사용가능한 최대 베드 깊이는 한정되지 않았으나, 300mm보다 더 클 것이다. 이것은 그레이트-킬른 시스템(grate-kiln system)에서 최상의 팰릿 베드들에 대해 가능한 범위를 훨씬 초과한다.The effect of the fast heating was not reduced by the greater bed depth of the grate. This is shown in FIGS. 19 and 20. The green briquette bed was highly permeable and did not result in the suppression of air flow as often occurs in the case of pellets. The maximum bed depth available is not limited but will be greater than 300 mm. This far exceeds the possible range for the best pallet beds in the grate-kiln system.

(실시예 11)(Example 11)

단광의 화학적 성질의 효과가 조사되었다. 특정 온도 및 시간에서 머플로(muffle furnace)내에서 단광을 소성함으로써 HG 물질로부터 만들어진 소성된 단광의 특성에 미치는 염기도와 온도의 효과가 결정되었다. 그 결과들이 도 21에 도시되어 있다.The effect of briquette chemical properties was investigated. The effect of basicity and temperature on the properties of calcined briquettes made from HG materials was determined by firing briquettes in a muffle furnace at specific temperatures and times. The results are shown in FIG.

플럭스 첨가물의 수준을 반영하는 염기도 1.2의 63.81% Fe로부터 염기도 0.2의 65.93% Fe에 이르기까지 점진적으로 그 염기도가 변동하는 생성된 소성 단광들의 화학적 분석 결과가 이루어졌다.Chemical analysis of the resulting calcined briquettes with a gradual change in basicity ranging from 63.81% Fe with a basicity of 1.2 to 65.93% Fe with a basicity of 0.2 reflecting the level of flux additive.

도 21에서 알수 있는 바와 같이, 파쇄 강도는 온도가 증가함에 따라 증가하였고 염기도가 0.2로부터 0.8까지 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 효과는 온도가 조사 대상 범위에 걸쳐 증가함에 따라 더욱 현저해지며, 염기도 0.6인 경우 1295℃에서 300 kgf를 달성하는 것이 가능하였고 염기도 0.8인 경우 1280℃에서 300 kgf를 달성하는 것이 가능하였다.As can be seen in Figure 21, the breaking strength increased with increasing temperature and the basicity increased with increasing from 0.2 to 0.8. This effect becomes more pronounced as the temperature increases over the range to be investigated, it is possible to achieve 300 kgf at 1295 ° C. with a basicity of 0.6 and 300 kgf at 1280 ° C. with a basicity of 0.8.

강도 증가를 초래하는 염기도 수준의 증가에 대한 설명은 결합 메카니즘 변동과 관련되어 있다. 낮은 염기도 수준에서, 입자의 결합은 산화철의 재결정화 및 산화철-산화철 결합의 형성 결과로서 발생한다. 증가된 염기도 수준에서, 용융물 형성(melt formation)이 낮은 온도에서 발생하여 산화철 결정의 용융을 향상시키며, 슬래그 결합은 더욱 현저하게 되어 동일한 온도에 대해 더 높은 강도를 제공한다.The explanation for the increase in basicity level resulting in increased strength is related to the binding mechanism variation. At low basicity levels, the binding of particles occurs as a result of recrystallization of iron oxide and the formation of iron oxide-iron oxide bonds. At increased basicity levels, melt formation occurs at low temperatures to improve the melting of iron oxide crystals, and slag bonds become more pronounced, providing higher strength for the same temperature.

(실시예 12)(Example 12)

전체 단광과 표준 환원 테스트 방법 JIS 8713/IS07215를 이용한 환원 테스트가 1300℃에서 10분간 소성된 HG 단광에 수행되었다. 환원성, 스웰(swell) 및 환원후 파쇄 강도(CSAR; Crush Strength After Reduction)에 대한 결과가 도 22에 도시되어 있다.Total Briquettes and Standard Reduction Test Methods Reduction tests using JIS 8713 / IS07215 were performed on HG briquettes calcined at 1300 ° C. for 10 minutes. The results for reducibility, swell and crush strength after reduction (CSAR) are shown in FIG. 22.

환원 지수(RI)는 염기도 수준의 범위에 걸쳐 비교적 안정하게 유지되었다. RI는 0.2의 염기도에서 53.8%로부터 시작하여, 1.00의 염기도에서는 62.2%를 상회하는 수준까지 변동했다.Reduction index (RI) remained relatively stable over a range of basicity levels. RI varied from 53.8% at a basicity of 0.2 to levels above 62.2% at a basicity of 1.00.

스웰 지수(Swell Index)는 어느 정도 반응을 보였으며 최저 염기도에서 11%, 중간 범위에서 14.8%까지 변동하다가, 1.2의 염기도에서 0까지 감소하였다.The Swell Index was somewhat responsive and varied from 11% in the lowest basicity to 14.8% in the midrange and then to zero at the basicity of 1.2.

환원후 파쇄 강도(CSAR)는 염기도 수준의 변동에 대해 큰 반응을 보였으며, 염기도 0.20에서 22kgf로부터 시작하여, 염기도 1.20에서는 121 kgf에 이르는 범위를 보였다. 이러한 환원 강도에서의 변화는 소성된 후의 파쇄 강도 결과를 반영하며 또한 점화된 단광의 결합 상(bonding phase)에서의 변동과도 관련이 있다. 낮은 염기도의 단광들은 주로 산화철-산화철 결합에 의해 결합되나, 이러한 결합은 환원 동안 약해진다. 증가된 염기도 수준에서는, 슬래그 결합이 보다 현저해진다. 이들 결합들은, 염기도 1.2에서 스웰이 전혀 없거나 거의 없다는 점과 더 높은 환원 강도로 인해 환원 동안에 보다 안정화된다. SiO2 및 Al2O3 수준이 더 높아 플럭스 첨가물의 증가를 초래하는 경우에도 역시 슬래그 결합은 GH 및 G로부터 만들어지는 단광의 보다 중요한 결합 형태가 된다. 이와 같은 단광들은, 환원 과정이 비철 결합 상(non-ferrous bonding phase)의 파괴를 초래하지 않는 한, 일반적으로 환원 이후에 더 강해진다. 낮은 플럭스 첨가를 요구하는 HC와 같은 고등급 광석은 대부분 산화물-산화물 접합에만 의존하며, 그에 따라 환원후 낮은 강도값을 가진다.The crush strength (CSAR) after reduction showed a large response to fluctuations in the basicity level, starting from 22 kgf at a basicity of 0.20 to 121 kgf at a basicity of 1.20. This change in reducing strength reflects the fracture strength results after firing and is also related to the variation in the bonding phase of the ignited briquettes. Low basic briquettes are mainly bound by iron oxide-iron oxide bonds, but these bonds are weakened during reduction. At increased basicity levels, slag bonds become more pronounced. These bonds are more stabilized during reduction due to the absence or little swell at a basicity of 1.2 and the higher reduction strength. Slag bonds are also a more important form of bonding of briquettes made from GH and G, even if the SiO 2 and Al 2 O 3 levels are higher resulting in increased flux additives. Such briquettes are generally stronger after reduction, unless the reduction process results in the destruction of the non-ferrous bonding phase. High grade ores, such as HC, which require low flux additions mostly rely only on oxide-oxide junctions, and thus have low strength values after reduction.

본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고 상술된 본 발명의 실시예들에 대해 많은 수정이 이루어질 수 있을 것이다.Many modifications may be made to the embodiments of the invention described above without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (21)

고로 또는 다른 직접 환원식 노의 원료로서 사용하기 위한 철광석 단광을 제조하는 방법으로서,
(a) 철광석/플럭스 혼합물을 형성하도록 철광석과 플럭스를 혼합하는 혼합 단계로서, 상기 철광석/플럭스 혼합물에는 결합제가 없는 것인 혼합 단계와;
(b) 철광석/플럭스 혼합물에 10 내지 140 kN/cm의 롤 압착력을 가하여 형성되는 롤 압력을 이용하여 철광석/플럭스 혼합물을 소지 단광(green briquette)으로 압착하는 압착 단계와;
(c) 소성 단광(fired briquette)을 형성하도록 상기 소지 단광을 경화시키는 경화 단계
를 포함하는 것인 철광석 단광 제조 방법.
As a method of producing iron ore briquettes for use as a raw material for blast furnaces or other direct reduction furnaces,
(a) a mixing step of mixing iron ore and flux to form an iron ore / flux mixture, wherein the iron ore / flux mixture is free of binder;
(b) pressing the iron ore / flux mixture into a green briquette by using a roll pressure formed by applying a roll pressing force of 10 to 140 kN / cm to the iron ore / flux mixture;
(c) a curing step of curing the base briquettes to form fired briquettes
Iron ore briquette manufacturing method comprising a.
제1항에 있어서, 상기 롤 압력은 2 kgf 이상의 소지 압축 강도를 갖는 단광을 생성하는 롤 압착력에 의하여 발생되는 것인 철광석 단광 제조 방법.The iron ore briquette manufacturing method of claim 1, wherein the roll pressure is generated by a roll pressing force that produces briquettes having a compressive strength of 2 kgf or more. 제2항에 있어서, 상기 소지 압축 강도는 5 내지 30 kgf인 것인 철광석 단광 제조 방법.The iron ore briquette manufacturing method of claim 2, wherein the base compressive strength is 5 to 30 kgf. 제1항에 있어서, 상기 롤 압착력은 10 내지 60 kN/cm인 것인 철광석 단광 제조 방법. The iron ore briquette manufacturing method of claim 1, wherein the roll compressive force is 10 to 60 kN / cm. 제1항에 있어서, 상기 혼합 단계 (a)는 철광석 입자의 소정 입도 분포를 갖는 철광석과 플럭스 입자를 혼합하는 것을 포함하는 것인 철광석 단광 제조 방법. The method of claim 1, wherein the mixing step (a) comprises mixing the iron ore and flux particles having a predetermined particle size distribution of the iron ore particles. 제5항에 있어서, 상기 혼합 단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석 입자의 소정 입도 분포는 철광석을 분쇄하지 않고 생성될 수 있는 것인 철광석 단광 제조 방법.The iron ore briquette manufacturing method of claim 5, wherein a predetermined particle size distribution of the iron ore particles mixed with the flux in the mixing step (a) can be generated without crushing the iron ore. 제5항에 있어서, 상기 혼합 단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석의 소정 입도 분포를 형성하도록 철광석을 파쇄 및 스크리닝하는 단계를 포함하는 것인 철광석 단광 제조 방법.6. The method of claim 5, comprising crushing and screening the iron ore to form a predetermined particle size distribution of the iron ore mixed with flux in the mixing step (a). 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합 단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석의 소정 입도 분포의 최대 입도는 4.0 mm 이하인 것인 철광석 단광 제조 방법.The iron ore briquette manufacturing method according to any one of claims 5 to 7, wherein a maximum particle size of a predetermined particle size distribution of the iron ore mixed with the flux in the mixing step (a) is 4.0 mm or less. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혼합 단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석의 소정 입도 분포의 최대 입도는 2.5 mm 이하인 것인 철광석 단광 제조 방법.The iron ore briquette manufacturing method according to claim 5, wherein the maximum particle size of a predetermined particle size distribution of the iron ore mixed with the flux in the mixing step (a) is 2.5 mm or less. 제5항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 혼합 단계 (a)에서 플럭스와 혼합되는 철광석의 소정 입도 분포는 45 ㎛ 스크린을 50% 미만이 통과하는 것인 철광석 단광 제조 방법.The iron ore briquette manufacturing method according to claim 5, wherein the predetermined particle size distribution of the iron ore mixed with the flux in the mixing step (a) passes less than 50% through a 45 μm screen. 제10항에 있어서, 상기 소정 입도 분포는 45 ㎛ 스크린을 10% 미만이 통과하는 것인 철광석 단광 제조 방법.The method of claim 10, wherein the predetermined particle size distribution passes less than 10% through a 45 μm screen. 제1항에 있어서, 상기 철광석은 수화된 철광석인 것인 철광석 단광 제조 방법. The method of claim 1, wherein the iron ore is a hydrated iron ore. 제12항에 있어서, 상기 수화된 철광석은 침철석 함유 철광석인 것인 철광석 단광 제조 방법.13. The method of claim 12, wherein the hydrated iron ore is goethite-containing iron ore. 제1항에 있어서, 상기 플럭스는 100 ㎛ 미만인 입도 분포를 갖는 것인 철광석 단광 제조 방법. The iron ore briquette manufacturing method of claim 1, wherein the flux has a particle size distribution of less than 100 μm. 제14항에 있어서, 상기 플럭스의 입도 분포는 250 ㎛ 스크린을 95% 이상이 통과하는 것인 철광석 단광 제조 방법.15. The method of claim 14, wherein the flux particle size distribution is at least 95% through a 250 μm screen. 제1항에 있어서, 상기 혼합 단계 (a)에서 생성되는 철광석/플럭스 혼합물은 소성 단광의 염기도가 0.2보다 크도록 선택되는 것인 철광석 단광 제조 방법. The iron ore briquette manufacturing method of claim 1, wherein the iron ore / flux mixture produced in the mixing step (a) is selected such that the basicity of the calcined briquette is greater than 0.2. 제1항에 있어서, 단광 품질 및 생산 수율을 최적화하기 위하여 상기 혼합 단계 (a) 전 또는 혼합 단계 (a) 동안 철광석의 물 함량을 조절하는 단계를 더 포함하는 철광석 단광 제조 방법. The method of claim 1, further comprising adjusting the water content of the iron ore before or during the mixing step (a) to optimize briquetting quality and yield. 제17항에 있어서, 상기 철광석의 물 함량을 조절하는 단계는 철광석/플럭스 혼합물의 수분 함량이 철광석/플럭스 혼합물의 총중량에 대하여 2 내지 12 중량%가 되도록 철광석의 물 함량을 조절하는 것을 포함하는 것인 철광석 단광 제조 방법.18. The method of claim 17, wherein adjusting the water content of the iron ore comprises adjusting the water content of the iron ore such that the water content of the iron ore / flux mixture is from 2 to 12% by weight relative to the total weight of the iron ore / flux mixture. Process for producing iron ore briquettes. 제1항에 있어서, 상기 압착 단계 (b)는 체적이 10 cc 이하인 단광을 생성하는 것인 철광석 단광 제조 방법.The method of claim 1, wherein the pressing step (b) produces briquettes having a volume of 10 cc or less. 제1항에 있어서, 상기 경화 단계 (c)는 상기 단광을 40분 내에 1200℃ 이상의 소성 온도로 가열하는 것을 포함하는 것인 철광석 단광 제조 방법.The method of claim 1, wherein the curing step (c) comprises heating the briquette to a firing temperature of at least 1200 ° C. within 40 minutes. 제1항에 있어서, 소성 단광은 200 kgf 이상의 파쇄 강도를 갖는 것인 철광석 단광 제조 방법.The method of claim 1 wherein the calcined briquettes have a breaking strength of at least 200 kgf.
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