KR20160067664A - 분환원철 괴성화 설비 및 방법 - Google Patents

분환원철 괴성화 설비 및 방법 Download PDF

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Abstract

분환원철 괴성화 설비 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 구현예는, 조밀한 산화철이 저장되는 제1 저장조; 상기 제1 저장조와 연결되어 상기 산화철을 공급받는 제2 저장조; 일측이 상기 제1 저장조와 연결되고, 타측이 상기 제2 저장조와 연결되는 산화철 공급라인; 상기 제2 저장조와 연결되어, 상기 제2 제장조로 분환원철을 제공하는 환원로; 일측이 상기 환원로와 연결되고, 타측이 상기 제2 저장조와 연결되는 분환원철 공급라인; 상기 제2 저장조에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물을 스크류 피더(screw feeder)를 통해 공급받아 괴성화하는 괴성화(Hot Compacted Iron, HCI) 장치; 및 일측이 상기 제2 저장조와 연결되고, 타측이 상기 괴성화 장치와 연결되는 혼합물 공급라인;을 포함하는 분환원철 괴성화 설비를 제공한다.

Description

분환원철 괴성화 설비 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR COMPACTING DIRECT REDUCED IRON}
본 발명의 일 구현예는 분환원철 괴성화 설비 및 방법에 관한 것이다.
환원된 분철광석은 공기 중에 노출이 될 경우에 반응성이 높아 쉽게 산화되거나 발화 위험성이 있다. 이러한 반응성은 분철광석의 비표면적에 기인한다.
적철광 형태의 분철광석은 자철광으로 환원되면서 결정구조가 크게 변화한다. 적철광과 자철광의 격자구조는 매우 상이하기 때문에 이러한 변화는 부피팽창을 가져오고 많은 내부 크랙을 발생시킨다. 크랙의 발생은 광석의 비표면적을 증가시키고 가스와 반응할 수 있는 면적을 늘려 최종적으로 환원율 증가에 도움이 된다.
갈철광 형태의 분철광석은 500℃ 이상 승온 시, 내부에 존재하는 결정수가 밖으로 빠져나오면서 적철광으로 변한다. 결정수가 빠져나올 때 결정수가 차지하고 있던 공간이 밖으로 드러나기 때문에, 광석 기공율과 비표면적이 증가하게 된다.
적철광과 갈철광 형태의 환원된 분철광석은 높은 비표면적으로 반응성이 높아 상온에서도 산소와 반응하여 발화하거나 재산화될 가능성이 높다. 이러한 이유에서 분철광석의 반응성을 줄이기 위해 코팅을 하거나 질소로 퍼지(purge)하는 등 많은 노력을 기울이고 있으나, 장기간 보관하거나 장거리 운송 시 발화의 가능성을 원천적으로 봉쇄하기에는 어려움이 있다.
따라서, 분철광석의 반응성을 줄이기 위해서는 비표면적을 줄이는 것이 필요하고, 이에 따라 분광석을 괴성화하는 기술이 발달되었다. 괴성화하는 기술로는 물리적 압력을 통해 환원 분철광석을 소성변형시켜 덩어리 형태로 만드는 방법(Compacting)을 주로 사용하고 있다. FINMET, FINEX 등도 이러한 환원 분철광석 괴성화 프로세스를 가지고 있다.
분철광석을 덩어리 형태로 만드는 가장 효율적은 방법(Compacting)은 회전하고 있는 두 롤러 사이에 환원된 분철광석을 공급하여 압축하는 것으로, 롤러의 회전수, 즉, rpm에 따라 생산량을 조절할 수 있다. 이러한 괴성화 장치를 롤러 압축기(Roller Compactor)라고 한다. 롤러 압축기의 기능은 입자의 관점에서는 밀도가 낮은 분철광석을 밀도가 높은 덩어리로 만드는 것이고, 가스의 관점에서는 분철광석 입자 사이에 존재하는 가스를 효과적 제거하는 것이라고 정의될 수 있다.
분철광석 입자 사이에 존재하는 가스를 효과적으로 제거하지 못할 경우, 롤러에 물릴 때 분체 사이에 존재하는 가스가 압축되어 압력이 증가하고, 롤러 통과 시 압축된 가스가 팽창되어 괴성체를 파괴시킬 수 있다. 또한, 분체 알갱이의 내부 기공률이 높을 경우, 롤러에 의해 압축되는 힘이 사라지면 재 팽창할 수 있다. 이를 스프링백(Spring-Back)이라고 한다. 이러한 현상은 조업 중에 롤러의 토크(torque) 변화를 통해 확인할 수 있다. 롤러의 토크는 롤러와 성형체 사이에 걸리는 마찰력과, 롤러의 반지름을 곱하여 표현할 수 있는데, 스프링백의 발생 시 성형체가 롤러와 미끄러지는 현상이 발생하여, 토크값이 낮아지게 된다.
토크가 저하되면 스크류 피더(Screw Feeder)가 보다 빠르게 회전하여 보다 많은 분체를 롤러에 공급하여, 롤러와 성형체 간의 마찰력을 증가시킴으로써, 토크를 설정 값으로 복귀시킨다.
그러나, 내·외부 기공이 많은 광석을 사용할 경우, 분환원철 또한 기공율이 높아지게 되고, 이로 인해 스크류 피더의 회전수가 항상 최대값을 가리키게 된다. 또는, 분환원철이 스크류 피더로 잘 공급이 되지 않을 경우, 스크류 피더가 롤러로 분환원철을 공급할 수 없게 되므로 토크를 증가시킬 수 없다. 롤러는 분환원철을 압축하여 밀도를 증가시키지만 반대로 가스를 발생시킨다. 발생된 가스는 스크류 피더를 타고 공급되는 분환원철과 반대 방향으로 흐르게 된다. 이로 인해, 공급되는 분체가 저항을 받게 되고, 원활한 공급이 불가능해진다. 그러므로, 보다 많은 분체를 공급하기 위해 자연히 스크류 피더의 회전수는 증가하나, 실질적으로 롤러에 공급되는 양은 증가되지 않는다.
이렇듯, 조업 중 발생할 수 있는 여러 불안정 요소들에 의해 롤러의 토크값이 저하될 수 있으며, 이러한 롤러의 토크 변화는 여러 개의 장비를 사용하는 경우 더욱 다양하게 발생할 수 있다. 이에 대하여 효과적으로 대처할 수 있는 방법이 요구된다.
본 발명의 일 구현예는, 내부 기공율이 낮으며 구조가 치밀한 물질을 혼합하도록 함으로써, 스프링백(Spring-back) 현상을 억제하고, 분체가 원활히 스크류 피더에 공급되도록 하여 조업을 안정화할 수 있는 분환원철 괴성화 설비 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는, 조밀한 산화철이 저장되는 제1 저장조; 상기 제1 저장조와 연결되어 상기 산화철을 공급받는 제2 저장조; 일측이 상기 제1 저장조와 연결되고, 타측이 상기 제2 저장조와 연결되는 산화철 공급라인; 상기 제2 저장조와 연결되어, 상기 제2 제장조로 분환원철을 제공하는 환원로; 일측이 상기 환원로와 연결되고, 타측이 상기 제2 저장조와 연결되는 분환원철 공급라인; 상기 제2 저장조에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물을 스크류 피더(screw feeder)를 통해 공급받아 괴성화하는 괴성화(Hot Compacted Iron, HCI) 장치; 및 일측이 상기 제2 저장조와 연결되고, 타측이 상기 괴성화 장치와 연결되는 혼합물 공급라인;을 포함하는 분환원철 괴성화 설비를 제공한다.
상기 산화철은 슬래그(slag), 흑피(mill scale), 사철(iron sand), 적철광, 자철광, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 산화철의 밀도는 4.5 내지 8.0 g/cm3 일 수 있다.
상기 산화철의 비표면적은 0.05 내지 10.0 m2/g 일 수 있다.
상기 산화철의 D50 크기는 0.05 내지 5.0 ㎜ 일 수 있다.
상기 제1 저장조는 상기 산화철 내 수분의 함량이 0초과 및 3 wt% 미만이 되도록 상기 산화철을 건조시키기 위한 건조기를 포함할 수 있다.
상기 건조기는 유동층 건조기일 수 있다.
상기 제1 저장조는 상기 산화철을 승온시키기 위한 가열기를 더 포함할 수 있다.
상기 환원로는 유동층 환원로일 수 있다.
상기 환원로는 다단 형태일 수 있다.
상기 산화철이 상온으로 유지된 경우, 상기 제2 저장조에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 0초과 25 wt% 미만일 수 있다.
상기 산화철이 100℃ 내지 200℃ 로 승온된 경우, 상기 제2 저장조에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 25 내지 40wt% 일 수 있다.
상기 괴성화 장치는 하나 이상으로 구성될 수 있다.
상기 괴성화 장치는 한 쌍의 롤러를 포함할 수 있다.
상기 괴성화 장치는 500 내지 800℃의 온도 범위로 유지될 수 있다.
상기 분환원철 괴성화 설비는 상기 제1 저장조와 상기 환원로를 연결하여, 상기 환원로에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 제1 산화철 공급라인을 더 포함할 수 있다.
상기 분환원철 괴성화 설비는 상기 제1 저장조와 상기 혼합물 공급라인을 연결하여, 상기 환원로에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 제2 산화철 공급라인을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 조밀한 산화철을 준비하는 단계; 분환원철을 준비하는 단계; 상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계; 및 상기 혼합물을 괴성화하는 단계;를 포함하는 분환원철 괴성화 방법을 제공한다.
상기 조밀한 산화철을 준비하는 단계;에서, 상기 산화철은 슬래그(slag), 흑피(mill scale), 사철(iron sand), 적철광, 자철광, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 산화철의 밀도는 4.5 내지 8.0 g/cm3 일 수 있다.
상기 산화철의 비표면적은 0.05 내지 1.0 m2/g 일 수 있다.
상기 산화철의 D50 크기는 0.05 내지 1.0 ㎜ 일 수 있다.
상기 조밀한 산화철을 준비하는 단계;는, 상기 산화철을 건조 및 승온시키는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 건조는 유동층 건조기에 의해 이루어지며, 상기 산화철 내 수분의 함량이 0초과 및 3 wt% 미만이 되도록 할 수 있다.
상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계;에서, 상기 산화철이 상온으로 유지된 경우, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 0초과 25 wt% 미만일 수 있다.
상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계;에서, 상기 산화철이 100 내지 200 ℃로 승온된 경우, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 25 내지 40 wt% 이상일 수 있다.
상기 분환원철을 준비하는 단계;는, 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 혼합물을 괴성화하는 단계;는, 상기 혼합물에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 내부 기공율이 낮으며 구조가 치밀한 물질을 혼합함으로써, 스프링백(Spring-back) 현상을 억제하고, 분체가 원활히 스크류 피더에 공급되도록 하여 조업을 안정화할 수 있는 분환원철 괴성화 설비 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 분환원철 괴성화 설비의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예 따른 분환원철 괴성화 설비의 구성을 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 분환원철 괴성화 설비의 구성도이다.
본 발명의 일 구현예에는, 제1 저장조(10), 제2 저장조(20), 산화철 공급라인(11), 환원로(30), 분환원철 공급라인(31), 괴성화(Hot Compacted Iron, HCI) 장치(40), 및 혼합물 공급라인(21a, 21b, 21c)을 포함하는 분환원철 괴성화 설비를 제공한다.
이 때, 상기 분환원철 괴성화 설비는 상기한 구성을 통해 조밀한 형태의 물질이 상기 괴성화 장치(40)의 스크류 피더(41)에 공급되도록 하고, 이에 따라 상기 스크류 피더(41)의 회전율을 낮춰 조업을 안정화시키는 것을 목적으로 한다.
먼저, 본 발명의 일 구현예에 따른 제1 저장조(10)는 조밀한 산화철이 저장되는 구성이다.
본 명세서에서, "조밀한"이라는 의미는 입자의 겉보기 밀도가 4.5 내지 8.0g/cm3 인 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서, "입경"은 상기 입자가 구 모양인 경우에는 입자의 지름을 말하고, 상기 입자가 복잡한 형상으로 이루어진 경우에는 일정 방향으로의 지름을 다수 측정한 평균값을 말한다.
이 때, 상기 산화철은 슬래그(slag), 흑피(mill scale), 사철(iron sand), 적철광, 자철광, 또는 이들의 조합일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 산화철은 밀도가 높고, 기공율이 비교적 낮으며, 치밀한 구조의 형태로 저장되는데, 상기 밀도는 4.5 내지 8.0 g/cm3의 범위인 것이 바람직하다. 순철(pure Fe)의 밀도가 8.0 g/cm3이며, 상기 범위를 벗어날 경우, 오히려 불순물의 함량이 증가될 수 있는 문제점이 있다.
상기 산화철의 비표면적은 0.05 내지 10.0 m2/g의 범위일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.05 내지 1.0 m2/g 인 것이 바람직하다. 상기 비표면적이 10.0 m2/g을 초과하는 경우에는 상기 괴성화 장치(40)의 스크류 피더(41)의 출력 저하 및 안정화에 전혀 도움이 되지 않게 된다.
또한, 상기 산화철의 D50 크기는 0.05 내지 5.0 ㎜의 범위일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.1 내지 1.0 ㎜ 인 것이 바람직하다. 상기 산화철의 D50 크기가 0.05 ㎜ 미만인 경우에는 압축 시 배출되는 가스에 의해 상기 산화철이 날리는 일루트리에이션(elutriation)을 유발하는 문제점이 있고, 5.0 ㎜을 초과하는 경우에는 상기 괴성화 장치(40)의 구성인 롤러 사이의 간격보다 크게 되므로 압축 성형에 문제가 될 수 있다.
여기에서, D50 입자 크기(중량누적 입경)란, 0.1, 0.2, 0.3, … 3, 5, 7, … 10, 20, 30㎛ 이렇게 다양한 입자 크기가 분포되어 있는 산화철 입자를 중량비로 50%까지 입자를 누적시켰을 때의 입자 크기를 의미한다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 제1 저장조(10)는 건조기(미도시)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 건조기는 상기 산화철 내 수분의 함량이 3 wt% 미만이 되도록 상기 산화철을 건조시키는 역할을 한다.
보다 구체적으로, 상기 산화철 내 수분 함량은 0초과 및 3 wt% 미만일 수 있다. 상기 산화철 내 수분 함량이 3 wt% 이상인 경우에는 산화철 간의 응집력이 강해져 저장조에서 구멍(Rathole)을 형성하거나, 점성의 아치(Cohesive arch)를 형성할 가능성이 있다.
예컨대, 상기 건조기는 유동층 건조기(fluidized bed dryer) 일 수 있다. 여기에서, 상기 유동층 건조기는 다공판 위에 충전한 산화철의 아래쪽에서 열풍을 불어주어, 산화철 알갱이를 마치 유체처럼 운동시키면서 건조하는 장치를 말한다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 제1 저장조(10)는 가열기(혹은 승온기)(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 제2 저장조(20)는 전술한 제1 저장조(10)와 연결되어 상기 산화철을 공급받는 구성이다.
이 때, 상기 제1 저장조(10)와, 상기 제2 저장조(20)는 산화철 공급라인(11)에 의해 연결된다.
본 발명의 일 구현예에 따른 제2 저장조(20)는 상기 산화철과, 후술되는 환원로(30)로부터 분환원철을 공급받아 혼합한 후, 후술되는 괴성화 장치(40)로 공급하는 역할을 한다.
이 때, 상기 산화철이 상온으로 유지된 경우, 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 0초과 25 wt% 미만인 것이 바람직하며, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비가 25 wt% 이상이 되도록 하기 위해서는 상기 산화철을 승온시키는 방법을 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 산화철이 100 내지 200℃로 승온된 경우, 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 25 내지 40 wt% 가 될 수 있다. 이는, 상기 혼합물의 온도가 500℃ 이상이 되기 위하여 산술적으로 계산된 수치이다.
여기에서, "상온"은 사전적인 의미에 따라 20±5℃의 범위로 규정될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 환원로(30)는 상기 제2 저장조(20)와 연결되어, 상기 제2 저장조(20)로 분환원철을 제공하는 구성이다.
이 때, 상기 환원로(30)와, 상기 제2 저장조(20)는 분환원철 공급라인(31)에 의해 연결된다.
보다 구체적으로, 상기 환원로(30)에서는 가스 연소에 의한 환원가스 또는 천연가스에 의해 분환원철을 제조한다. 이 때, 상기 분환원철의 환원율은 50 내지 90%의 범위일 수 있다.
상기 환원로(30)에서 환원되어 분환원철이 되는 분광석의 입도는 8mm 이하인 것이며, 적철광, 갈철광, 또는 이들의 조합일 수 있다.
또한, 분환원철의 겉보기 밀도(apparent density)는 3.0 내지 4.4g/cm3 일 수 있다. 겉보기 밀도는 가스를 이용해 측정되기 때문에 대부분의 외부에 형성된 기공을 제외한 밀도 값이 된다. 순 적철광(Pure hematite)의 진밀도가 5.24 임을 고려할 때 불순물을 제외하더라도 폐기공이 높을 것임을 예상할 수 있다. 또한, 비표면적의 경우는 10 내지 90m2/g의 범위를 갖는다. 이는 분체에 개기공 또한 매우 높음을 말해준다.
이러한 폐기공 또는/및 개기공이 많이 존재할 경우, 상기 괴성화 장치(40)를 통해 압축 성형 시 스프링백(Spring-back)이 발생할 확률이 높아지고, 광석 알갱이 크기에 비해 밀도가 낮기 때문에 압축 성형 시 발생되는 가스에 의해 상기 괴성화 장치(40)의 스크류 피더(41)로의 공급이 억제될 수 있다. 결국, 이러한 요인들은 상기 스크류 피더(41)의 출력을 높일 수 있다.
또한, 상기 환원로(30)에서의 환원 조건에 따라 상기 분환원철은 다양한 입도 분포, 밀도, 기공율 등을 가질 수 있는데, 입도 범위가 넓이지고 미분의 발생이 많아질 경우 상기 제2 저장조(20) 내에서 편석이 발생할 가능성도 높아지게 된다.
이에, 본 발명에서는 앞서 설명한 조밀한 형태의 산화철을 상기 분환원철과 함께 제2 저장조(20)에 공급되도록 한 후, 이들을 혼합하여 상기 괴성화 장치(40)의 스크류 피더(41)로 공급함으로써 이러한 문제점들을 해결하도록 한다.
이 때, 본 발명의 일 구현예에 따른 환원로(30)는 유동층 환원로 일 수 있으며, 상기 유동층 환원로는 다단 형태로 구성될 수 있다.
상기 환원로(30)가 상기 다단 형태로 구성되는 경우, 그 온도 범위는 반응기별로 300 내지 800 ℃가 될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화(Hot Compacted Iron, HCI) 장치(40)는 상기 제2 저장조(20)에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물을 스크류 피더(screw feeder)(41)를 통해 공급받아 괴성화하는 구성이다.
이 때, 상기 괴성화 장치(40)와, 상기 제2 저장조(20)는 혼합물 공급라인(21a, 21b, 21c)에 의해 연결되며, 상기 괴성화 장치(40)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나 이상으로 구성될 수 있다.
상기 괴성화 장치는 하나 내지 다섯일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 괴성화 장치는 하나 내지 셋으로 구성될 수 있다. 이는 목적하는 처리량에 따라 선택될 수 있는 범위이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 장치(40)는 상기 혼합물이 저장될 수 있는 저장부(42)와, 상기 저장부(42)에 저장된 혼합물이 인입되는 스크류 피더(41), 그리고 상기 혼합물을 압착하는 한 쌍의 롤러(43)를 포함할 수 있다.
종래, 분환원철 만을 상기 스크류 피더(41)를 통해 상기 괴성화 장치(40)에 공급한 경우, 상기 제2 저장조(20) 내에서 분환원철에 편석이 발생될 수 있고, 상기 편석이 발생한 경우, 다수 개의 괴성화 장치(40)에 상기 분환원철이 동일하게 공급되더라도, 상기 괴성화 장치(40)의 스크류 피더(41)들은 각기 다른 회전율을 보이게 된다.
상기 분환원철은 저장부(42)에 저장되었다가 스크류 피더(41)에 의해 상기 롤러(43)에 공급되는데, 롤러(43)의 회전 토크(torque)가 저하될 경우 상기 괴성화 장치(40)는 스크류 피더(41)의 회전 수를 증가시켜 저장부(42)에 저장된 분환원철의 공급량을 증대시킨다. 이로 인해, 다수 개의 괴성화 장치(40) 중 어느 하나의 회전 수가 다른 것들에 비해 높아질 경우, 상기 괴성화 장치(40)는 생산량을 낮춰 스크류 피더(41)의 회전 수를 저감하게 된다. 이는 곳, 괴성화 장치(40)마다 생산성의 차이를 유발시키게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하고 스크류 피더(41)의 회전 수를 감소시켜 생산성을 증대시키기 위해서는, 인위적으로 밀도가 높고 비표면적이 작은 물질은 첨가하는 것이 필요하며, 본 발명에서는 이러한 물질로서 조밀한 산화철을 혼합하여 이러한 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 구현예에 따른 괴성화 장치(40)는 혼합물의 온도를 500 내지 800℃의 온도 범위로 일정하게 유지(연속 타입)시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 상기 혼합물의 온도가 500 ℃ 미만인 경우, 상기 괴성화 장치(40)가 용융로에 장입 시, 성형성이 저하되는 문제와, 상기 용융로 상부의 온도를 하락시킬 수 있는 문제점이 있고, 800 ℃를 초과하는 경우에는 괴성화 장치에 열적 부하가 가중되는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 분환원철 괴성화 설비는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 저장조(10)와 상기 환원로(30)를 연결하여, 상기 환원로(30)에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 제1 산화철 공급라인(111)을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 상기 분환원철 괴성화 설비는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 저장조(10)와 상기 혼합물 공급라인(21a, 21b, 21c)을 연결하여, 상기 혼합물 공급라인(21a, 21b, 21c)에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 제2 산화철 공급라인(112)을 더 포함할 수 있다. 만일, 제2 저장조(20)가 복수 개로 구성되고, 다수 개의 괴성화 장치(40)의 스크류 피더(41)의 회전 수가 모두 높은 경우, 상기 제2 산화철 공급라인(112)을 따라 상기 조밀한 산화철을 첨가해줄 수 있다. 이 때에는, 상기 환원로(30)의 온도가 700 내지 800 ℃로 유지되어 상기 산화철을 승온 가능하기 때문에 상기 산화철의 혼합비가 25 wt% 이상이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 산화철의 혼합비는 25 내지 40 wt% 일 수 있다. 이러한 범위를 만족하는 경우, 괴성화 장치에서 혼합물의 온도가 500℃ 이상이 되어 성형에 유리한 이점이 있다.
본 발명의 다른 구현예에는, 조밀한 산화철을 준비하는 단계(S10); 분환원철을 준비하는 단계(S20); 상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계(S30); 및 상기 혼합물을 괴성화하는 단계(S40);를 포함하는 분환원철 괴성화 방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 먼저, 조밀한 산화철을 준비한다(S10).
이 때, 상기 산화철은 슬래그(slag), 흑피(mill scale), 사철(iron sand), 적철광, 자철광, 또는 이들의 조합일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 산화철은 밀도가 높고, 기공율이 비교적 낮으며, 치밀한 구조의 형태로 저장되는데, 상기 밀도는 4.5 내지 8.0 g/cm3의 범위인 것이 바람직하다.
상기 산화철의 비표면적은 0.05 내지 10.0 m2/g의 범위일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.05 내지 1.0 m2/g 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 산화철의 D50 크기는 0.05 내지 5.0 ㎜의 범위일 수 있으며, 보다 구체적으로는 0.1 내지 1.0 ㎜ 인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에서, 조밀한 산화철을 준비하는 단계(S10);는, 상기 산화철을 건조 및 승온시키는 단계(S11);를 포함하는 것일 수 있다.
이 때, 상기 건조는 유동층 건조기에 의해 이루어질 수 있으며, 상기 산화철 내 수분의 함량이 0초과 및 3 wt% 미만이 되도록 한다.
또한, 상기 승온 과정을 수행하는 경우, 후술되는 상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계(S30);에서, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 25 wt% 이상으로 포함시킬 수 있게 된다.
이후, 분환원철을 준비한다(S20).
이 때, 본 발명의 다른 구현예에서, 분환원철을 준비하는 단계(S20);는, 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 단계(S21);를 포함하는 것일 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 환원로의 온도가 700 내지 800 ℃로 유지되어 상기 산화철을 승온 가능하기 때문에, 필요 시 상기 산화철의 혼합비를 25 wt% 이상으로 하여 조업을 안정화할 수 있다.
상기 조밀한 산화철과, 상기 분환원철이 준비되면, 상기 산화철 및 분환원철를 혼합한다(S30).
이 때, 상기 산화철이 상온으로 유지된 경우, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 0초과 25 wt% 미만인 것이 바람직하며, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비가 25 wt% 이상이 되도록 하기 위해서는 상기 산화철을 승온시키는 방법을 이용할 수 있다. 이 때, 상기 산화철의 승온된 온도는 100 내지 200℃ 인 것이 바람직하다.
상기 산화철 및 분환원철를 혼합되면, 상기 혼합물을 괴성화한다(S40).
이 때, 상기 혼합물을 괴성화하는 단계(S40);는, 상기 혼합물에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 단계(S41);를 포함하는 것일 수 있으며, 필요 시 상기 산화철의 혼합비를 25 wt% 이상으로 하여 조업을 안정화할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 제1 저장조 11: 산화철 공급라인
111: 제1 산화철 공급라인 112: 제2 산화철 공급라인
20: 제2 저장조 21a, 21b, 21c: 혼합물 공급라인
30: 환원로 31: 분환원철 공급라인
40: 괴성화 장치 41: 스크류 피더
42: 저장부 43: 롤러

Claims (28)

  1. 조밀한 산화철이 저장되는 제1 저장조;
    상기 제1 저장조와 연결되어 상기 산화철을 공급받는 제2 저장조;
    일측이 상기 제1 저장조와 연결되고, 타측이 상기 제2 저장조와 연결되는 산화철 공급라인;
    상기 제2 저장조와 연결되어, 상기 제2 제장조로 분환원철을 제공하는 환원로;
    일측이 상기 환원로와 연결되고, 타측이 상기 제2 저장조와 연결되는 분환원철 공급라인;
    상기 제2 저장조에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물을 스크류 피더(screw feeder)를 통해 공급받아 괴성화하는 괴성화(Hot Compacted Iron, HCI) 장치; 및
    일측이 상기 제2 저장조와 연결되고, 타측이 상기 괴성화 장치와 연결되는 혼합물 공급라인;을 포함하는 분환원철 괴성화 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화철은 슬래그(slag), 흑피(mill scale), 사철(iron sand), 적철광, 자철광, 또는 이들의 조합인 분환원철 괴성화 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 산화철의 밀도는 4.5 내지 8.0 g/cm3 인 분환원철 괴성화 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 산화철의 비표면적은 0.05 내지 10.0 m2/g 인 분환원철 괴성화 설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 산화철의 D50 크기는 0.05 내지 5.0 ㎜ 인 분환원철 괴성화 설비.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 저장조는 상기 산화철 내 수분의 함량이 0초과 및 3 wt% 미만이 되도록 상기 산화철을 건조시키기 위한 건조기를 포함하는 분환원철 괴성화 설비.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 건조기는 유동층 건조기인 분환원철 괴성화 설비.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 저장조는 상기 산화철을 승온시키는 가열기를 더 포함하는 분환원철 괴성화 설비.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 환원로는 유동층 환원로인 분환원철 괴성화 설비.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 환원로는 다단 형태인 분환원철 괴성화 설비.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화철이 상온으로 유지된 경우, 상기 제2 저장조에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 0초과 및 25 wt% 미만인 분환원철 괴성화 설비.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 산화철이 100 내지 200℃로 승온된 경우, 상기 제2 저장조에 공급되어 혼합된 상기 산화철과 상기 분환원철의 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 25 내지 40 wt% 인 분환원철 괴성화 설비.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 괴성화 장치는 하나 이상으로 구성되는 분환원철 괴성화 설비.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 괴성화 장치는 한 쌍의 롤러를 포함하는 분환원철 괴성화 설비.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 괴성화 장치는 500 내지 800℃의 온도 범위로 유지되는 분환원철 괴성화 설비.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 분환원철 괴성화 설비는 상기 제1 저장조와 상기 환원로를 연결하여, 상기 환원로에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 제1 산화철 공급라인을 더 포함하는 분환원철 괴성화 설비.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 분환원철 괴성화 설비는 상기 제1 저장조와 상기 혼합물 공급라인을 연결하여, 상기 혼합물 공급라인에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 제2 산화철 공급라인을 더 포함하는 분환원철 괴성화 설비.
  18. 조밀한 산화철을 준비하는 단계;
    분환원철을 준비하는 단계;
    상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계; 및
    상기 혼합물을 괴성화하는 단계;
    를 포함하는 분환원철 괴성화 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 조밀한 산화철을 준비하는 단계;에서,
    상기 산화철은 슬래그(slag), 흑피(mill scale), 사철(iron sand), 적철광, 자철광, 또는 이들의 조합인 분환원철 괴성화 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 산화철의 밀도는 4.5 내지 8.0 g/cm3 인 분환원철 괴성화 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 산화철의 비표면적은 0.05 내지 1.0 m2/g 인 분환원철 괴성화 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 산화철의 D50 크기는 0.05 내지 1.0 ㎜ 인 분환원철 괴성화 방법.
  23. 제 18 항에 있어서,
    상기 조밀한 산화철을 준비하는 단계;는,
    상기 산화철을 건조 및 승온시키는 단계;를 포함하는 것인 분환원철 괴성화 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 건조는 유동층 건조기에 의해 이루어지며, 상기 산화철 내 수분의 함량이 0초과 및 3 wt% 미만이 되도록 하는 분환원철 괴성화 방법.
  25. 제 18 항에 있어서,
    상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계;에서,
    상기 산화철이 상온으로 유지된 경우, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 0초과 및 25 wt% 미만인 분환원철 괴성화 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 산화철 및 분환원철를 혼합하는 단계;에서,
    상기 산화철이 100 내지 200 ℃로 승온된 경우, 상기 혼합물 내 상기 산화철의 혼합비는 25 내지 40 wt% 인 분환원철 괴성화 방법.
  27. 제 18 항에 있어서,
    상기 분환원철을 준비하는 단계;는,
    상기 조밀한 산화철을 첨가하는 단계;를 포함하는 것인 분환원철 괴성화 방법.
  28. 제 18 항에 있어서,
    상기 혼합물을 괴성화하는 단계;는,
    상기 혼합물에 상기 조밀한 산화철을 첨가하는 단계;를 포함하는 것인 분환원철 괴성화 방법.
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CN116544023B (zh) * 2023-07-04 2023-09-08 包头新达磁性材料有限公司 一种钕铁硼稀土永磁材料压型装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1057800A (zh) * 1991-07-08 1992-01-15 孔凯旋 海绵铁散热体及其制造方法
JP2002020813A (ja) * 2000-07-05 2002-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 還元鉄製造装置
US6705848B2 (en) * 2002-01-24 2004-03-16 Copeland Corporation Powder metal scrolls
JP5571345B2 (ja) * 2009-09-29 2014-08-13 株式会社神戸製鋼所 ブリケットの製造方法、還元金属の製造方法、及び亜鉛若しくは鉛の分離方法
AT508930B1 (de) * 2010-03-04 2011-05-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung von presslingen
KR101197696B1 (ko) * 2010-10-08 2012-11-05 주식회사 포스코 탄화철 함유 분환원철
KR101244820B1 (ko) * 2011-04-05 2013-04-01 제일산기 주식회사 브리켓팅 장치
KR101364057B1 (ko) * 2012-07-30 2014-02-18 주식회사 포스코 괴성화 설비의 집진 장치
CN102982953B (zh) * 2012-11-23 2016-05-04 天长市昭田磁电科技有限公司 一种含有Cr2O3的铁磁芯的制造方法

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