KR20110115609A - 소결광의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이 소결광의 제조 방법에서는, 소결 원료로서, 4.0질량％ 이상의 결정수를 함유하는 고결정수 철광석을 포함하는 철광석과, 부 원료와, 연소 반응의 개시 온도가 450℃ 미만인 저온 연소 고체 연료를 10질량％ 이상 포함하는 고체 연료를 상기 고결정수 철광석이 상기 소결 원료 중에 30질량％ 이상 포함되도록 배합하고, 상기 소결 원료를 드와이트-로이드식 소결기에 장입하고, 상기 소결 원료의 표층부에 착화하고, 상기 소결 원료의 상방으로부터 하방을 향해 공기를 흡인한다.

Description

소결광의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING SINTERED ORE}
본 발명은, 제철 프로세스에 있어서의 고로 원료용 소결광을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본원은, 2009년 3월 16일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2009-063466호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
드와이트-로이드식 소결기를 사용한 소결광의 제조 방법의 개략 공정을 도 1에 도시한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 소결광은, 소결 원료(6)를 소결기(30) 내에서 소결함으로써 제조된다. 이 소결 원료(6)는, 주 원료인 철광석(1a)과, 부 원료인 석회석(2a)과, 고체 연료인 코크스(3a)와, 반광(返鑛)(4a)의 혼합물을 조립(造粒)하여 제작된다. 철광석(1a), 석회석(2a), 코크스(3a) 및 반광(4a)은, 각각 철광석 호퍼(1), 석회석 호퍼(2), 코크스 호퍼(3) 및 반광 호퍼(4)로부터 소정량 잘라내어진다. 이들 잘라내어진 원료를 드럼 믹서 등의 조립기(5)를 사용하여 수분이 5.5 내지 8.5질량％ 정도로 되도록 습도 조절하면서 조립한다. 조립물은, 주로 입경 1㎜ 이상의 핵 입자의 주위에 입경 0.5㎜ 이하의 미분 입자가 부착된 의사(擬似) 입자로 이루어진다. 소결 원료(6)로서, 이러한 조립물을 사용함으로써 소결기 내의 통기성을 유지할 수 있다.
조립물인 소결 원료(6)를 서지 호퍼(7)에 장입한다. 이 소결 원료(6)를, 드럼 피더(8)에 의해 잘라내고, 슈트(8a)를 통해 소결기(30)의 팔레트 상에 장입하여 충전층(9)을 형성한다. 이 충전층(9)의 표층 부분의 코크스(3a)에 점화로(10)에 의해 점화하고, 배풍기(20)를 사용하여 충전층(9)의 하방에 공기를 흡인하면서 코크스(3a)를 연소시키고, 이 코크스(3a)의 연소열에 의해 상층으로부터 하층을 향해 순차 소결 원료(6)를 소결한다. 소결 원료(6)의 소결에 의해 얻어진 소결 케이크(11)는, 배광부(12)에 의해 배출되어, 파쇄 및 정립(整粒)된다. 정립 후의 5㎜ 이상의 괴성화물이 성품 소결광으로서 고로에 공급된다. 또한, 5㎜ 이하의 소결광은, 반광(4a)으로서 재사용된다. 또한, 성품 소결광의 일부는, 상부용(床敷用) 소결광(46)으로서 재사용된다.
오늘날의 세계적인 철강 수요의 증가를 배경으로 하여, 제철 원료로서의 소결광의 가일층의 생산 효율의 향상이 요구되고 있다. 동시에, 환경면에 있어서도, 소결시에 고체 연료의 연소에 의해 발생하는 배출 가스 NOx 등의 대기 오염 물질의 배출량 삭감이 강하게 요구되고 있다.
소결광의 생산성을 향상시키고, 대기 오염 물질을 저감하는 종래 기술로서, 예를 들어 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2에, 이하의 소결광의 제조 방법이 제안되어 있다.
특허 문헌 1은, 고체 연료의 연소성을 개선하여, 소결광의 생산성을 향상시키기 위해, 소결 반응 중의 소결광의 표면에 살수함으로써 발생한 수증기를 소결층 내의 고체 연료의 연소 반응에 공급하여, 수소의 생성 반응을 유인하는 방법을 개시한다.
특허 문헌 2는, 고체 연료의 연소성을 개선하여, 소결광의 생산성을 향상시키고, 또한 NOx를 저감하기 위해, 배합 원료 중의 수분량과 살수량의 배분을 적정화하여, 수증기를 공급함으로써, 수증기의 공급 효과를 최대화하는 방법을 개시한다.
일본 특허 공고 소51-6002호 공보 일본 특허 공고 평7-78257호 공보
그러나 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2의 소결 기술에는, 다음에 서술하는 2가지의 문제가 있다. 제1 문제는, 수분의 증발에 필요한 열량을 확보할 필요가 있다는 것이다. 매크로한 열의 밸런스를 생각하면, 소결층의 표면에 살수하는 방법으로는, 살수량에 상당하는 증발 잠열을 소결층에 공급할 필요가 있다. 최근의 에너지 절약 조업에 있어서는, 고체 연료의 배합율을 필요량의 하한 부근까지 낮추어 소성을 행하고 있으므로, 소결층 내의 열량의 여유는, 극히 작다. 따라서, 소결층에 살수를 행한 경우에는, 그 살수량에 상당하는 열량을 얻기 위해, 별도로 고체 연료를 증가시킬 필요가 있다.
소결층에의 공급 공기에 증기를 혼합하여 수분을 공급하는 방법에서는, 증기를 제조하는 플랜트에 있어서 증발 잠열이 소비되고 있으므로, 매크로한 열 밸런스를 고려하면 공급 수분량에 상당하는 열량을 투입할 수밖에 없다.
제2 문제는, 소결층에 수분을 공급하기 위해, 소결 스트랜드 상에 대규모의 살수 설비를 설치하는 것을 피할 수 없다는 점이다. 통상의 소결기에 있어서의 소결 면적은, 200 내지 600㎡로, 전체 소결층에 있어서의 고체 연료의 연소 반응을 개선하기 위해서는, 이 소결 면적의 대부분에 고르게 살수할 필요가 있다. 이것을 위해서는, 소결기의 상부에 복수의 살수 배관 및 살수 노즐을 규칙적으로 설치할 필요가 있다.
통상, 정기적인 소결기의 수리에 있어서는, 사용 후의 소결 팔레트를 천정 크레인에 의해 끌어 올려, 소결기의 외부로 반출하고, 정비 완료된 소결 팔레트를 역수순으로 반입하는 교환 작업이 일상적으로 행해지고 있다. 소결기의 스트랜드 상에 대규모의 살수 배관망 및 살수 장치를 설치한 경우에는, 이들 살수 배관망 및 살수 장치에 간섭하지 않도록 소결 팔레트의 교환 작업을 행할 필요가 있으므로, 수리 시간의 장기화 등의 폐해가 발생한다.
본 발명은 상기 현상에 비추어 이루어진 것으로, 제철 공정에 있어서의 고로 장입용 원료로 되는 소결광의 제조에 있어서, 종래의 살수 및 수증기 첨가를 이용하는 일 없이, 고체 연료의 연소 반응에 수증기가 공급되는 소결 원료를 제공하여, 고체 연료의 연소성을 본질적으로 개선시켜, 생산성을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 소결광 생산량당의 흡인 풍량의 원단위를 저감시켜, 배풍기의 전력 소비량을 저감시킬 수 있고, 또한 전체 배출 가스량과 NOx 배출량을 저하시켜, 대기 환경 규제 물질의 배출 부하를 저감할 수 있는 새로운 소결 기술을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명자들은, 소결층 내에서의 고체 연료의 연소성을 개선하기 위해 연구 개발을 진행시켜 왔다. 특히, 본 발명자들은, 소결층 내에서 일어나는 철광석 중의 결정수의 열분해 반응과 고체 연료의 연소 반응을 동시에 일으키기 위해, 다양한 검토를 행해 왔다. 그 결과, 고결정수 철광석과 비교적 저온에서 연소되는 고체 연료를 조합하여 사용하는 소결법의 유효성을 확인하였다.
도 2는, 소결층(착화 후의 충전층)의 수직 단면의 모식도이다. 이 소결층은, 소결 반응의 진행 상태에 따라서 복수의 존(zone)으로 구분되어 있다. 소결층은, 도 2에 나타내는 온도 분포를 갖고, 고체 연료의 연소 반응은, 상층으로부터 하층으로 순차 진행한다. 또한, 임의의 시각에 있어서의 소결층은, 하층으로부터 차례로, 원료대(원료 존)(9a), 건조대(건조 존)(9b), 하소대(하소 존)(9c), 연소대(연소 존)(9d), 냉각대(냉각 존)(9e)를 적층한 구성이다. 각각의 존의 특징은, 이하와 같다.
원료 존(9a)은, 100℃ 미만의 온도 영역에 상당하는 존이다. 이 원료 존(9a)에서는, 소결기에 장입한 배합 원료(소결 원료)는, 습윤 상태에 있다.
건조 존(9b)은, 100℃ 이상 300℃ 미만의 온도 영역에 상당하는 존이다. 이 건조 존(9b)에서는, 배합 원료의 건조가 활발하게 진행된다.
하소 존(9c)은, 300℃ 이상 700℃ 미만의 온도 영역에 상당하는 존이다. 이 하소 존(9c)에서는, 철광석 중의 결정수의 분해나 석회석의 탈탄산 등의 반응이 일어나고 있다.
연소 존(9d)은, 700℃ 이상 1300℃ 미만의 온도 영역에 상당하는 존이다. 이 연소 존(9d)에서는, 고체 연료가 흡인 공기 중의 산소와 반응하여 연소되고, 철광석 및 부 원료의 용융 반응과 액상 소결이 동시에 진행된다.
냉각 존(9e)은, 1300℃ 내지 상온까지의 온도 영역에 상당하는 존이다. 이 냉각 존(9e)에서는, 일련의 소결 반응이 완료되고, 생성된 소결체(소결 케이크)가 냉각된다.
일반적인 소결용 고체 연료로서 널리 사용되고 있는 분말 코크스 및 무연탄은, 700℃ 이상의 온도에 달하는 연소 존(9d)에서 연소 반응을 개시한다. 한편, 철광석에 포함되는 결정수는, 그 연소 존(9d)보다도 온도가 낮은 하소 존(9c)에 있어서의 열분해에 의해 수증기를 방출한다.
본 발명자들은, 하소 존(9c)에서 연소되는 낮은 연소 개시 온도의 연소 고체 연료를 사용함으로써, 철광석 중의 결정수의 열분해에 수반하여 발생하는 수증기를 고체 연료의 연소성 개선에 유효 활용할 수 있는 것을 발견하였다.
보다 구체적으로는, 낮은 연소 개시 온도의 연소 고체 연료와 고결정수 철광석을 혼합한 원료(소결 원료)를 사용하여 소결 시험을 행한 결과, 본 발명자들은, 결정수의 열분해 반응과 저온 연소 고체 연료의 연소가 하소 존(9c)에서 동시에 일어나, 고체 연료의 연소 분위기에 효과적으로 수증기를 공급할 수 있는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명자들은, 낮은 연소 개시 온도의 연소 고체 연료(저온 연소 고체 연료)를 사용함으로써, H2O와 C의 반응을 촉진하여, 생산성을 향상시키고, 연소에 의한 배출 가스 중의 NOx를 저감하는 것을 확인하였다.
본 발명은, 이상의 지식에 기초하여 이루어진 것으로, 이하의 수단을 채용하였다.
(1) 본 발명의 소결광의 제조 방법에서는, 소결 원료로서, 4.0질량％ 이상의 결정수를 함유하는 고결정수 철광석을 포함하는 철광석과, 부 원료와, 연소 반응의 개시 온도가 450℃ 미만인 저온 연소 고체 연료를 10질량％ 이상 포함하는 고체 연료를 상기 고결정수 철광석이 상기 소결 원료 중에 30질량％ 이상 포함되도록 배합하고, 상기 소결 원료를 드와이트-로이드식 소결기에 장입하고, 상기 소결 원료의 표층부에 착화하고, 상기 소결 원료의 상방으로부터 하방을 향해 공기를 흡인한다.
(2) 상기 (1)에 기재된 소결광의 제조 방법에서는, 상기 저온 연소 고체 연료는, 아역청탄, 갈탄, 또는 상기 아역청탄과 상기 갈탄을 혼합한 혼합탄 중 어느 하나를 건류하여 얻어진 차(char)라도 좋다.
본 발명에 따르면, 제철 공정에 있어서의 고로 장입용 원료로 되는 소결광의 제조에 있어서, 종래의 살수 및 수증기 첨가를 이용하는 일 없이, 고체 연료의 연소 반응에 수증기가 공급되는 소결 원료를 제공할 수 있다. 또한, 이 소결 원료를 사용함으로써, 소결광의 생산성을 향상시키고, 배출 가스 중의 NOx를 저감시킬 수 있다.
도 1은 소결광의 제조 방법의 개략 공정을 도시한 공정도이다.
도 2는 소결층의 수직 방향의 단면의 모식도이다.
본 발명의 구체적인 방법에 대해, 이하에 서술한다. 상술한 드와이트-로이드식 소결기를 사용한 소결광의 제조 방법에 있어서, 소결 원료에 배합하는 고체 연료로서 연소 개시 온도가 450℃ 미만인 저온 연소 고체 연료가 사용된다.
이 저온 연소 고체 연료로서, 아역청탄, 갈탄, 또는 아역청탄과 갈탄을 혼합한 혼합탄을 800℃ 정도의 비교적 저온에서 건류하여 얻어진 차(탄재)를 사용할 수 있다. 이들 차는, 330 내지 450℃의 저온도 영역에서 연소되기 시작하여, 530 내지 550℃의 온도 영역에서 최대 연소 상태(최대 중량 감소 온도)에 도달한다. 이들 연소 온도가 낮은 차는, 하소 존(9c)에서 충분히 연소되는 것이 가능하다. 동시에, 하소 존(9c)에서는, 철광석 중의 결정수로부터 발생하는 수증기의 공급 효과를 얻을 수 있다.
한편, 고체 연료로서 통상의 분말 코크스 및 무연탄을 사용한 경우에는, 분말 코크스 및 무연탄의 최대 중량 감소 온도가 700 내지 800℃로 높기 때문에, 하소 존(9c)에서의 연소량은, 극히 부분적이다. 그로 인해, 주로, 수증기가 공급되지 않는 연소 존(9d)에 있어서 연소 반응이 일어난다. 이러한 연소 조건에 있어서는, 얼마만큼 고결정수 철광석을 배합해도 기대한 수증기 공급의 효과를 얻을 수 없다. 여기서, 통상의 분말 코크스는, 고로용 코크스의 제조 프로세스 및 고로까지의 반송 과정에서 발생한 분말상의 코크스 또는 코크스를 분쇄하여 얻어진 분말상의 코크스이다. 또한, 코크스용 원료탄으로서는, 점결탄 및 비미점결탄(非微粘結炭)이 사용된다.
여기서, 상기 저온 연소 고체 연료 및 종래의 고체 연료의 연소 성능을 표 1에 나타낸다. 표 1의 연소 개시 온도 및 최대 중량 감소 온도는, 시차 열분석 장치를 사용하여 측정하였다.
Figure pct00001
본 발명의 소결광의 제조 방법에 사용하는 고체 연료는, 저온 연소 고체 연료만을 포함해도 좋다. 또한, 고체 연료는, 저온 연소 고체 연료와 저온 연소 고체 연료 이외의 고체 연료(예를 들어, 분말 코크스, 무연탄 및 카본 함유 더스트 등)를 포함해도 좋다. 이 저온 연소 고체 연료는, 아역청탄, 갈탄, 또는 아역청탄과 갈탄을 혼합한 혼합탄 중 어느 하나를 건류하여 얻어진 차(저온 연소 차)라도 좋다. 고체 연료로서 이 저온 연소 차만을 사용한 경우에는, 고체 연료의 연소 효과를 최대한으로 높일 수 있다. 바람직하게는, 고체 연료로서, 아역청탄을 800℃에서 건류한 차를 전량 사용한다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 아역청탄을 800℃에서 건류하여 얻어진 차(아역청탄 건류 차)의 연소 개시 온도는 330℃, 최대 중량 감소 온도는 530℃이다. 그로 인해, 아역청탄으로부터 얻어진 차는, 저온 연소 고체 연료 중에서도 보다 저온에서 연소시킬 수 있다. 그러나 아역청탄을 사용하는 경우라도, 1000℃를 초과하는 고온 조건에서 건류한 차(아역청탄 고온 건류 차)는, 차 조직이 치밀해지므로, 연소 개시 온도가 높아진다. 예를 들어, 표 1에 나타내는 바와 같이, 1100℃에서 건류한 아역청탄 고온 건류 차의 연소 개시 온도는, 540℃이다. 그로 인해, 아역청탄 고온 건류 차를 사용한 경우에는, 고체 연료의 연소성을 개선할 수 없다. 따라서, 아역청탄을 사용하는 경우라도, 1000℃ 이하에서 건류한 차를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 저온 연소 고체 연료에 저온 연소 고체 연료 이외의 고체 연료를 혼합한 고체 연료를 사용함으로써, 코크스 공정 혹은 제철소 내외에서 발생하는 탄재 함유 분말 형상물을 고체 연료로서 활용할 수 있다. 단, 이 고체 연료 전체에 차지하는 저온 연소 고체 연료의 배합율은, 10질량％ 이상으로 해야 한다. 저온 연소 고체 연료를 10질량％ 이상 포함시킴으로써, 고체 연료의 연소성을 충분히 개선할 수 있다.
다음에, 고결정수 철광석의 배합 조건에 대해 서술한다. 고결정수 철광석으로서, 4.0질량％ 이상의 결정수를 함유한 철광석이 사용된다. 결정수의 양이 4.0질량％ 미만인 철광석에서는, 하소 존(9c)의 초기에 탈수 반응이 완료되므로, 고체 연료의 연소 반응에 대해 수증기가 충분히 공급되지 않는다. 고체 연료의 연소가 일어나는 온도 영역까지 수증기를 계속 공급하기 위해서는, 4.0질량％ 이상의 결정수를 함유하는 고결정수 철광석을 사용할 필요가 있다. 또한, 소결 원료에 사용하는 고결정수 철광석은, 배합 전에 수분을 제거하는 예비 처리를 행할 필요는 없다.
4.0질량％ 이상의 결정수를 함유하는 고결정수 철광석으로서, 7 내지 9질량％의 결정수를 함유하는 피솔라이트 광석, 4 내지 8질량％의 결정수를 함유하는 마라맘바 광석 및 4 내지 6질량％의 결정수를 함유하는 브록맨 광석을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 고결정수 철광석은, 모두 수산화철의 광물 상(相)을 포함하고 있다. 또한, 예를 들어 4.0질량％ 이상의 결정수를 포함하는 탄산화철 및 침철석 함유 스케일도 소결광의 원료로서 사용할 수 있다. 또한, 표 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 고결정수 철광석을 혼합하여 사용해도 좋다.
또한, 결정수 함유량 8.0질량％ 이상인 피솔라이트 광석(예를 들어, 표 2 중 의 얀디쿠지나)을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이 피솔라이트 광석(얀디쿠지나)은, 현재 시장에 유통되는 철광석으로서는 최대의 결정수 함유량을 갖는다. 고결정수 철광석의 결정수의 함유량의 상한은, 특별히 한정되지 않는다. 그러나 결정수가 철광석 중의 화합물과 결합된 물이기 때문에, 고결정수 철광석의 결정수의 함유량은, 100질량％를 포함하지 않는다.
고결정수 철광석의 배합율은, 전체 소결 원료 중의 30질량％ 이상으로 할 필요가 있다. 소결 원료 중의 고결정수 철광석의 배합율이 30질량％ 미만인 경우에는, 충분한 양의 수증기를 하소 존(9c)에 공급할 수 없다. 즉, 결정수의 분해에 의해 발생한 수증기는, 순차 흡인 가스에 동반되어 배출 가스로서 배출된다. 그로 인해, 수증기의 발생량이 적으면, 하소 존(9c)에서의 수증기 농도가 저하된다.
한편, 고체 연료 표면에 있어서의 탄소와 수증기의 반응 속도는, 분위기 중의 수증기 농도에 크게 의존하므로, 수증기에 의한 충분한 효과를 끌어내기 위해서는, 수증기 농도를 높일 필요가 있다. 본 발명자들의 검토에 따르면, 충분한 탄소와 수증기의 반응 속도를 얻기 위해서는, 소결 원료 중의 고결정수 철광석의 배합율은 30질량％ 이상으로 할 필요가 있다. 또한, 부 원료 및 고체 연료의 배합을 고려하면, 소결 원료 중의 고결정수 철광석의 배합율은, 80질량％ 이하인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 결정수 함유량이 8.0질량％ 이상인 피솔라이트 광석을, 전체 소결 원료 중에 35질량％ 이상 45질량％ 이하 함유시킨다. 이 경우에는, 소결층의 하소 존(9c) 내에 충분한 수증기량을 확보할 수 있다. 상술한 방법을 사용하면, 하소 존(9c)에서는, 저온 연소 고체 연료로부터 공급되는 열에 의해, 고결정수 철광석으로부터 수증기가 지속적으로 공급된다. 이 수증기의 공급에 의해, 수성 가스 반응(수증기와 탄소의 반응) 및 수성 가스 시프트 반응(수증기와 일산화탄소의 반응)이 촉진되어 수소가 공급된다. 그로 인해, 하소 존(9c) 내의 열전달 속도가 개선되어, 소결광의 생산성이 높아진다. 또한, 수소가 NOx를 환원하여, NOx의 발생량을 억제할 수 있다. 덧붙여, 수성 가스 시프트 반응에 의해 고체 연료의 연소 효율도 향상된다. 또한, 하소 존(9c) 내의 열전달 속도를 개선하여, 소결광의 생산성(소결 속도)을 높이기 위해, 과잉의 융액(融液)의 생성을 고려할 필요가 없다. 본 발명자들은, 저온 연소 고체 연료와 고결정수 철광석을 사용함으로써, 과잉의 융액을 생성하는 일 없이, 소결광을 제조할 수 있는 것을 확인하고 있다.
구체적으로는, 예를 들어 도 1에 도시하는 소결 공정에 있어서, 4.0질량％ 이상의 결정수를 함유하는 고결정수 철광석을 포함하는 철광석과, 부 원료와, 연소 반응의 개시 온도가 450℃ 미만인 저온 연소 고체 연료를 10질량％ 이상 포함하는 고체 연료를 고결정수 철광석이 30질량％ 이상 포함되도록 배합하여, 소결 원료로서 사용한다. 이 소결 원료를 드와이트-로이드식 소결기에 장입하고, 소결 원료의 표층부에 착화한다. 이 소결기 내의 소결층(소결 원료)의 상방[냉각 존(9e)]으로부터 하방[원료 존(9a)]을 향해 공기를 흡인한다. 이 공기의 흡인에 의해 소결 반응이 연속적으로 진행되어, 소결광이 제조된다.
상술한 방법에 따르면, 고체 연료의 연소성을 대폭 개선할 수 있어, 소결광의 생산성을 개선할 수 있다. 또한, 배출 가스 중의 NOx 농도도 대폭 저감하는 것이 가능하다.
실시예
이하, 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다.
직경 30㎝, 층 높이 60㎝의 소결 시험 장치를 사용하여, 소정의 배합 원료(소결 원료)로부터 소결광을 실험적으로 제조하였다. 이 배합 원료를 소결 시험 장치 내에 60㎝의 높이까지 장입한 후, 충전층의 표층의 고체 연료에 프로판 가스 버너를 90초간 방사하여, 점화하였다. 그 후, 15㎪의 일정 부압(負壓)으로 하방으로 공기를 흡인하면서 소결 반응을 행하였다. 일련의 소결 반응이 완료된 소결체를, 충분히 냉각시킨 후, 2m의 높이로부터 4회 낙하시켜 파쇄하고, 5㎜ 이상의 입도의 소결광을 회수하였다. 이 소결광과 배합 원료의 머티리얼 밸런스로부터 소결광의 생산율 및 수율을 산출하였다. 마찬가지로, 소결 속도를 나타내는 프레임 프론트 스피드(FFS)도 산출하였다. 또한, 배출 가스 중의 산소 농도 및 NOx 농도를 측정하였다.
소결 원료의 배합 조건 및 소결 원료의 시험 결과를 표 2 및 표 3에 각각 나타낸다. 또한, 표 2 중의 각 고체 연료는, 표 1 중의 각 고체 연료에 각각 대응하고 있다.
Figure pct00002
Figure pct00003
표 2에 나타내는 바와 같이, 제1 내지 제5 실시예의 배합 원료로서, 4.0질량％ 이상의 결정수를 함유하는 고결정수 철광석을 포함하는 철광석과, 연소 반응의 개시 온도가 450℃ 미만인 저온 고체 연료(예를 들어, 표 2에 있어서의 차)를 10질량％ 이상 포함하는 고체 연료를 사용하였다. 또한, 제1 내지 제5 실시예의 배합 원료(소결 원료) 중에는, 고결정수 철광석이 30질량％ 이상 포함되도록 철광석을 배합하였다. 그로 인해, 표 3에 나타내는 바와 같이, 소결광의 성품 수율을 저하시키는 일 없이 소결 속도(FFS)를 향상시켜, 생산율을 대폭 높일 수 있었다. 또한, 이들 제1 내지 제5 실시예에서는, 고체 연료의 연소성도 크게 개선되어, 배출 가스 중의 산소 농도(과잉 공기비)와 NOx 발생량이 저하되었다.
한편, 제1, 제2 및 제6 비교예의 배합 원료에는, 저온 연소 고체 연료를 사용하지 않았다. 제3 비교예의 배합 원료에는, 고결정수 철광석을 사용하지 않았다. 또한, 제4 비교예의 배합 원료(소결 원료) 중에는, 고결정수 철광석을 30질량％ 이상 배합하지 않았다. 제5 비교예의 배합 원료의 고체 연료 중에는, 저온 연소 고체 연료를 10질량％ 이상 배합하지 않았다. 또한, 제6 비교예의 배합 원료 중에는, 고체 연료로서 연소 개시 온도가 높은 아역청탄 고온 건류 차를 배합하였다. 이들 제1 내지 제6 비교예에서는, 생산율 및 FFS가 감소하는 동시에, 고체 연료의 연소성이 저하되어, 배출 가스 중의 산소 농도(과잉 공기비)와 NOx 발생량이 증가하였다.
고체 연료의 연소성을 대폭 개선하여, 소결광의 생산성을 향상시키고, 배출 가스 중의 NOx 농도를 대폭 저감하는 소결광의 제조 방법을 제공할 수 있다.
1 : 철광석 호퍼
1a : 철광석
2 : 석회석 호퍼
2a : 석회석
3 : 코크스 호퍼
3a : 코크스
4 : 반광 호퍼
4a : 반광
5 : 조립기
6 : 소결 원료
7 : 서지 호퍼
8 : 드럼 피더
8a : 슈트
9 : 충전층(소결층)
9a : 원료대(원료 존)
9b : 건조대(건조 존)
9c : 하소대(하소 존)
9d : 연소대(연소 존)
9e : 냉각대(냉각 존)
10 : 점화로
11 : 소결 케이크
12 : 배광부
20 : 배풍기
30 : 소결기
46 : 상부용 소결광

Claims (2)

  1. 소결 원료로서, 4.0질량％ 이상의 결정수를 함유하는 고결정수 철광석을 포함하는 철광석과, 부 원료와, 연소 반응의 개시 온도가 450℃ 미만인 저온 연소 고체 연료를 10질량％ 이상 포함하는 고체 연료를 상기 고결정수 철광석이 상기 소결 원료 중에 30질량％ 이상 포함되도록 배합하고,
    상기 소결 원료를 드와이트-로이드식 소결기에 장입하고,
    상기 소결 원료의 표층부에 착화하고,
    상기 소결 원료의 상방으로부터 하방을 향해 공기를 흡인하는 것을 특징으로 하는, 소결광의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 저온 연소 고체 연료는, 아역청탄, 갈탄, 또는 상기 아역청탄과 상기 갈탄을 혼합한 혼합탄 중 어느 하나를 건류하여 얻어진 차인 것을 특징으로 하는, 소결광의 제조 방법.
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