KR20170095579A - 소결광 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 소결광 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결광 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 소결광에 관한 것으로서, 소결 대차 내에 상부광과 석회석 및 소결배합원료를 순차적으로 장입하여 원료층을 형성하는 과정과, 상기 원료층을 소결하여 소결광을 제조하는 과정을 포함하고, 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 열을 이용하여 석회석을 소성시킴으로써 생석회를 제조할 수 있다.

Description

소결광 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 소결광{Fabricating method for sintered ore and the sintered ore using the same}

본 발명은 소결광 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 소결광에 관한 것으로, 소결광을 제조하는 과정에서 생석회를 제조할 수 있는 소결광 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 소결광에 관한 것이다.

미립의 분철광석을 소결하여 고로 사용에 적합한 크기로 제조하는 소결광 제조 공정은 대량 생산이 가능한 드와이트-로이드(Dwight-Lyoid)식 소결 공정이 주로 이용된다. 이러한 DL식 소결 공정에서는 분철광석, 부원료 및 연료(분코크스, 무연탄) 등을 드럼 믹서에 넣어 혼합 및 조습(원료중량비 약 7∼8%)을 실시하여 소결 배합 원료를 의사 입자화시켜 소결기 대차 상에 일정 높이로 장입한다. 그리고, 점화로에 의해 표면 점화 후 하방으로부터 공기를 강제 흡인하면서 소결 배합 원료의 소성이 진행되고 소결광이 제조된다. 소결이 완료된 소결광은 배광부의 파쇄기(crusher)를 거쳐 파쇄된 후 냉각기(cooler)에서 냉각되고, 고로 내 장입 및 반응에 용이한 5∼50㎜의 입도로 분급되어 고로로 이송된다.

소결기에서 제조된 소결광은 보통 250㎜ 이하의 입도를 가지며, 배광부에서 배광되면서 50㎜ 이하의 소결광은 열간 상태에서 선별되고, 50 내지 250㎜ 정도의 소결광은 냉각 후 파쇄기에서 파쇄된 후 열간 상태에서 선별된 50㎜ 이하의 소결광과 혼합되어 여러 번(1차, 2차, 3차 선별)에 걸쳐 입도별로 선별된다. 입도별로 선별된 소결광 중 5㎜ 이상의 소결광, 예컨대 8 내지 15㎜ 정도의 입도를 갖는 소결광은 소결광 제조 시 소결대차의 하부에 장입되는 상부광으로 사용되고, 5 내지 50㎜ 정도의 입도를 갖는 소결광은 고로빈으로 이송된 후 고로에 투입되어 철원으로 사용될 수 있다.

통상적으로 미립의 분철광석을 소결하여 고로 사용에 적한 크기로 제조하는 소결광 제조 공정은 대량 생산이 가능한 드와이트-로이드(Dwight-Lloyd)형 연속식 소결기를 사용한다. 이러한 소결기는 소결 대차가 무한궤도로 연결되고, 소결 대차의 바닥에는 공기의 하방 흡인을 위한 화격자가 존재한다. 이에 배합원료의 유실을 방지하기 위하여 화격자의 상부에는 통상 8~15㎜ 크기의 소결광인 상부광을 배치한 다음, 상부광 상부에 소결 배합원료를 배치한다.

소결 배합 원료는 분철광석, 석회석, 생석회, 규사 등과 함께 열원으로서 분코크스 또는 무연탄 등을 포함하며, 고로용 입도기준을 통과하지 못한 소결광(통상적으로 5㎜ 이하)인 반광이 포함된다. 또한, 소결 배합 원료는 균일 소성 및 원료층의 통기성 확보를 위해 소결 대차에 장입 전 수분 첨가에 의한 혼합 및 조립과정을 거치게 된다.

이러한 소결광 제조방법에서는 소결 대차에 소결 배합원료를 장입하여 원료층을 형성하고 복수의 점화로를 이용하여 원료층의 표층부에 포함되어 있는 분코크스 또는 무연탄 등의 연료를 착화시킨다. 그리고 윈드박스를 통한 공기의 하방 흡인에 의해 고온 영역이 원료층의 상부에서 하부로 점차 이동하게 되며 원료층 내부에서는 용융반응을 통한 소성이 진행되게 된다. 이후, 소결기 후단부의 소결 대차가 반전되는 위치에서 소성이 완료된 원료층, 즉 소결광의 배광이 이루어지며 냉각, 파쇄 등의 단계를 거쳐 고로 사용에 적합한 소결광(통상적으로 5~50㎜)을 생산하게 된다.

이와 같이 소결광을 제조하는 과정에서 하방 흡인에 의해 소성이 진행되는데, 연료의 연소에 의해 생성된 고온 영역이 원료층의 상부에서 하부로 점차 이동하게 된다. 따라서 원료층의 상부에서 이동한 열에 의해 축열효과가 나타나 원료층의 하부에서는 원료층의 상부에 비해 고온이 형성되고 유지시간도 길어지게 된다. 원료층 하부에서의 축열효과는 원료층의 높이에 많은 영향을 받는데 통상적인 원료층의 높이는 500 ~ 900㎜ 수준으로 원료 조건 및 조업 수준에 따라 많은 차이를 보이게 된다.

한편, 고로가 대형화가 진행되면서 소결 공정에서의 높은 생산성이 요구되어 점차 고층후화되는 경향을 보이고 있다. 따라서 원료층 하부에서는 더 높은 축열효과가 나타나 소결에 필요한 열 이상의 과잉 열량이 발생하게 되며 원료층 하부 소결광의 과소성을 유발하여 환원율 등의 소결광 고온특성을 저해하고, 또한 원료층 하부의 과잉 열량에 의해 소결 완료 후 냉각 단계에서 냉각기에 부하가 걸리게 되어 생산성이 떨어지는 경우가 발생한다. 또한, 소결 조업의 생산성 증대를 위해 원료층의 고층후화가 요구되면서 원료층 내 통기성 확보가 필요하게 되는데, 일반적으로는 소결 배합원료에 생석회를 첨가(통상적으로 1~2% 수준)하여 소결 배합원료의 조립성 향상을 통해 통기성을 향상시키게 된다. 그러나 이러한 생석회의 경우 별도의 소성 과정을 거쳐 제조하거나 고가로 구입하게 되어 소결광 원가 상승의 상당부분을 차지하고 있어 개선이 필요하다. 예를 들어, 특허문헌1에서는 원료층 상층부에 입도범위 5~12㎜의 석회석과 3~9%의 코크스를 사용하여 소성 생석회를 회수하는 방안을 개시하였다. 그러나 이 경우에는 생석회 제조를 위해 코크스 등의 부가적인 연료 첨가가 필요하고 큰 입도의 석회석 사용으로 생석회 회수율이 낮은 문제점이 있다. 또한, 특허문헌2에서는 배합원료의 중층부 또는 하층부 안에 입자형 부생품 원료, 즉 돌로마이트와 코크스의 혼합물 또는 석회석과 코크스의 혼합물을 팔레트 폭방향으로 슬릿 상의 복수열로 이격 부설하여 부생품으로 경소 돌로마이트 또는 생석회를 제조하는 방안을 개시한 바 있다. 이 경우에도 부가적으로 코크스 등의 연료가 필요하며, 부생품의 회수율이 낮고 복잡한 장입을 실시해야 하는 문제점이 있다.

JP 2003-160816A JP 1996-218126A JP 1991-183730 JP 1994-179929A JP 1997-078146A JP 1996-166190A

본 발명은 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 열을 이용하여 생석회를 제조할 수 있는 소결광 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 소결광을 제공한다.

본 발명은 조업 생산성을 향상시키고, 생산 비용을 절감할 수 있는 소결광 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 소결광을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 소결광 제조 방법은, 소결광 제조 방법으로서,

소결 대차 내에 상부광과 석회석 및 소결배합원료를 순차적으로 장입하여 원료층을 형성하는 과정; 상기 원료층을 소결하여 소결광을 제조하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 석회석의 입도는 3 내지 5㎜일 수 있다.

상기 석회석은 상기 원료층 전체 두께의 0.5 내지 10%의 두께가 되도록 장입할 수 있다.

상기 원료층의 두께는 600 내지 700㎜이고, 상기 석회석은 3 내지 70㎜의 두께로 장입할 수 있다.

상기 석회석은 상기 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 열에 의해 소성되어 생석회로 제조될 수 있다.

상기 소결광을 제조하는 과정 이후에 상기 소결광으로부터 생석회를 선별하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 생석회를 선별하는 과정은, 상기 소결광을 파쇄한 후 상기 파쇄된 소결광을 입도분리하여 생석회를 선별할 수 있다.

상기 생석회를 선별하는 과정 이전에 상기 소결광을 냉각하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 생석회를 선별하는 과정에서 상기 생석회는 반광과 함께 선별될 수 있다.

상기 생석회와 상기 반광의 입도는 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하일 수 있다.

상기 선별된 생석회와 상기 반광은 반광 저장기에 저장되고, 소결배합원료로 사용될 수 있다.

상기 선별된 생석회와 상기 반광은 소결원료와 혼합 및 조립되어 소결배합원료로 사용될 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광은 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 열에 의해 상부광과 소결배합원료 사이에 장입된 석회석을 소성시킨 생석회를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 열을 이용하여 생석회를 제조할 수 있다. 즉, 소결광 제조 시 원료층 하층부에서의 과잉 열량을 이용하여 석회석을 소성시킴으로써 코크스, 무연탄 등과 같은 별도의 열원을 사용하지 않고 생석회를 제조할 수 있다. 따라서 소결배합원료에 사용되는 고가의 생석회를 구매하지 않고 소결광을 제조하는 과정에서 생산된 생석회를 소결배합원료에 이용할 수 있으므로 소결광 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 소결배합원료의 원료층이 고층후화됨으로써 발생할 수 있는 원료층 하층부에서의 열량 과잉 현상을 억제하여 소결광의 품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다. 그리고 배광되는 소결광의 평균온도를 저하시켜 냉각장치의 부하를 낮출 수 있으며, 냉각 시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법을 보여주는 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법으로 소결광을 제조할 때 소결대차 내에 장입되는 원료층의 적층구조를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법으로 제조된 소결광의 성분을 측정한 결과를 보여주는 그래프.

이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 설비를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 소결광 제조 설비는 무한궤도 형상의 이동 경로를 따라 이동하는 소결 대차(18)와, 소결 대차(18)에 소결광을 제조하기 위한 각종 원료를 장입하는 원료공급부와, 소결 대차(18)에 장입되는 원료층의 표층부를 점화하는 점화로(16)와, 소결 대차(18)의 이동 경로 하부에 구비되는 윈드박스(17) 및 윈드박스(17)를 통해 소결 대차(18) 내부를 흡인하는 블로워(19)를 포함한다. 그리고 이동 경로에서 원료공급부와 반대편에 구비되어 배광되는 소결광을 파쇄하는 제1파쇄기(20) 및 파쇄된 고온의 소결광을 냉각시키는 냉각장치(30)를 포함할 수 있다.

소결 대차(18)는 무한궤도방식으로 회전하도록 배치되고, 폐루프를 형성하여 상부측의 이동경로와 하부측의 회차경로를 형성할 수 있다. 이동경로에서는 소결 대차(18) 내부에 원료를 장입하여 원료를 소결시키고, 회차경로에서는 소결이 완료된 소결광을 배광한 빈 소결 대차(18)를 이동시켜 소결공정을 위해 상측의 이동경로로 회차시킨다.

이동경로는 길이방향으로 연장형성되고, 소결 대차(18)가 이동경로의 전방에서 후방으로 이동할 수 있다. 또한, 이동경로는, 이동경로 중 최전방에 위치하고 장입부가 배치되는 장입구간, 장입구간의 후방에 위치되고 점화로(16)가 배치되는 점화구간, 및 점화구간의 후방에 위치하고 원료가 소결되는 소결구간을 포함할 수 있다. 즉, 장입구간은 원료가 소결 대차(18) 내로 장입 또는 급광되는 구간이고, 점화구간은 원료가 점화되는 구간이고, 소결구간은 원료의 상부면에 점화된 화염을 하부로 이동시켜 원료를 소결시키는 구간이다.

원료공급부는 소결 대차(18)의 상부에 배치되고, 상부광을 저장하는 상부광호퍼(12)와, 석회석을 저장하는 석회석호퍼(13)와, 철광석, 코크스 등 다양한 원료가 배합된 소결배합원료가 저장되는 장입기(15) 및 소결배합원료를 소결 대차(18)에 장입하는 장입기(15)를 포함할 수 있다. 본 발명에서는 소결광을 제조하는 과정에서 생석회를 제조하기 위하여 일반적인 소결광 제조 설비와 다르게 석회석호퍼(13)를 구비함으로써 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입할 수 있다. 석회석호퍼(13)는 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입할 수 있도록 상부광호퍼(12)와 장입기(15) 사이에 구비될 수 있다.

장입기(15)는 소결배합원료의 이동경로를 형성하며, 장입기(15)에 저장되는 소결배합원료를 일정량씩 절출하여 소결 대차(18)에 수직편석이 이루어지도록 장입할 수 있다.

점화로(16)는 소결 대차(18)이 이동방향에 대해서 원료공급부의 전방에 배치되며, 소결 대차(18) 내의 원료층 표층부에 화염을 공급하여 착화시킨다.

윈드박스(17)는 소결 대차(18)의 하부, 예컨대 소결구간에 복수개가 구비될 수 있다. 윈드박스(17)는 블로워(19)의 흡인력을 이용하여 소결 대차(18) 내부를 흡인하여 소결 대차(18) 내 원료층의 표층부에 착화된 화염을 원료층의 하층부로 이동시켜 소결배합원료를 소결시킬 수 있다. 윈드박스(17)를 통해 흡인된 공기, 예컨대 배가스는 블로어 측으로 이동하면서 집진기를 통과하여 여과된 후 굴뚝으로 배출된다. 즉, 블로어가 윈드박스(17) 내부에 음압을 형성함으로써 소결 대차(18) 상부의 공기를 흡인할 수 있고, 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 배가스는 윈드박스(17)를 통해 흡인된 후 집진기를 거쳐 굴뚝으로 배출될 수 있다.

제1파쇄기(20)는 소결 대차(18)의 이동경로에서 원료공급부의 반대쪽 일측에 구비되며, 소결 대차(18)로부터 소결이 완료된 덩어리 형태의 소결광이 배광되면 이를 파쇄하여 냉각장치(30)로 장입한다.

냉각장치(30)는 제1파쇄기(20)의 일측 또는 하부에 구비되며, 외부 공기 등의 냉각가스를 이용하여 고온의 소결광을 냉각시킨다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 소결광 제조 설비는 냉각된 소결광으로부터 석회석을 선별하기 위한 수단을 더 구비할 수 있다.

석회석을 선별하기 위한 수단은 냉각장치(30)에서 냉각된 소결광을 파쇄하는 제2파쇄기(40)와, 파쇄된 소결광을 입도선별하여 고로 사용에 적합한 소결광과, 반광 및 생석회를 선별하는 선별기(50)를 포함할 수 있다. 고로 사용에 적합한 소결광은 고로에 사용하기 위해 이송되며, 반광과 생석회는 반광을 저장하는 반광 호퍼(60c)에 저장될 수 있다. 이때, 반광 호퍼(60c)는 소결배합원료를 제조하기 위한 다양한 원료가 저장되는 원료 호퍼(60), 예컨대 철광석 호퍼(60a), 연료 호퍼(60b) 중 하나일 수 있다. 소결배합원료로는 주원료인 분철광석과 연료인 무연탄, 코크스 그리고 부원료인 생석회, 반광 등을 혼합하여 제조되며, 반광 호퍼(60c)는 부원료 중의 하나인 반광과 생석회를 저장할 수 있다.

이와 같이 반광 호퍼(60c)에 저장되는 반광과 생석회는 분철광석, 코크스 등과 혼합된 후 드럼 믹서 등과 같은 복수의 조립기(70, 80)를 통해 조립되어 써지호퍼(14)에 저장될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법에 대해서 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법을 보여주는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법으로 소결광을 제조할 때 소결대차 내에 장입되는 원료층의 적층구조를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법은, 원료, 예컨대 상부광, 석회석 및 소결배합원료를 마련하는 과정(S101)과, 소결 대차(18)에 상부광을 장입하는 과정(S103)과, 상부광의 상부에 석회석을 장입하는 과정(S105)과, 석회석의 상부에 소결배합원료를 장입하는 과정(107)과, 소결배합원료의 표층부를 점화하는 과정(S109)과, 소결 대차(18) 내부를 흡인하면서 소결을 진행하여 소결광을 제조하는 과정(S111)과, 소결광을 파쇄 및 냉각시키는 과정(S113)과, 냉각된 소결광으로부터 생석회와 반광을 회수하는 과정(S115)과, 회수된 생석회와 반광을 반광 호퍼(60c)에 저장하는 과정(S117)을 포함할 수 있다.

원료를 마련하는 과정에서 석회석은 3㎜ 이상, 바람직하게는 3 내지 5 정도의 입도를 갖는 석회석을 마련할 수 있다. 이때, 석회석의 입도가 제시된 범위보다 작은 경우에는 소결 시 통기성이 저하되어 소결이 원활하게 일어나지 않을 수 있다. 또한, 석회석의 입도가 제시된 범위보다 큰 경우에는 소결 후 생석회의 회수율이 저하될 수 있다.

원료가 마련되면 소결 대차(18) 상부에 상부광을 장입하고, 이어서 석회석과 소결배합원료를 장입하여 원료층을 형성한다. 이때, 원료층은 600 내지 700㎜ 정도의 두께(H)를 가질 수 있으며, 상부광은 소결 대차(18)의 바닥으로부터 50 내지 100㎜ 정도의 두께를 갖도록 장입될 수 있다. 그리고 석회석은 원료층 전체 높이에 대해서 0.5 내지 10%의 두께가 되도록, 예컨대 3 내지 70㎜의 두께(h)로 장입될 수 있다. 여기에서 석회석의 두께가 제시된 범위보다 작은 경우에는 생석회의 생산량이 감소할 수 있다. 또한, 석회석의 두께가 제시된 범위보다 큰 경우에는 석회석이 소성이 제대로 이루어지지 않아 생석회의 회수율이 저하되며, 석회석이 소성되는데 많은 열이 소요되어 소결배합원료의 소결이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다. 본원발명에서는 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 과잉의 열을 이용하여 석회석을 소성시키기 때문에 종래기술과 다르게 별도의 첨가물, 예컨대 코크스 등과 같은 열원을 사용할 필요가 없다. 따라서 상부광과 소결배합원료 사이에 장입되는 석회석은 코크스 등과 같은 열원이 혼합되지 않은 상태로 사용될 수 있다.

소결 대차(18)에 상부광, 석회석 및 소결배합원료가 장입되어 원료층이 형성되면, 점화로(16)에서 원료층의 표층부, 즉 소결배합원료의 표면를 점화시키고 윈드박스(17)를 통해 소결 대차(18) 내부가 흡인되면서 소결이 진행된다. 소결이 진행되는 과정에서 소결배합원료는 소결광으로 형성되며, 석회석은 아래와 같은 반응에 의해 생석회로 제조될 수 있다.

CaCO₃(s) -> CaO(s) + CO₂(g) - 760kcal/㎏-CaO

석회석은 약 850℃ 이상에서 소성이 일어나며, 소성 반응 시 약 760kcal/㎏의 열을 흡수하는 흡열 반응을 일으킨다. 이와 같은 석회석의 소성 반응은 소결광이 제조되면서 발생하는 열을 이용하여 수행될 수 있다. 본원발명에서와 같이 600 내지 700㎜ 정도의 원료층 두께를 갖는 소결과정에서는 원료층의 상층부의 열이 하층부로 이동하면서 하층부에 축적되어 1350 내지 1400℃가 4 내지 5분 정도 유지되는 축열효과가 발생하게 된다. 이러한 축열효과는 원료층의 하층부에서 제조되는 소결광의 과소성을 유발하여 소결광의 환원성 등과 같은 고온 특성을 저해하게 된다. 본원발명에서는 소결 대차(18) 내 원료층의 하층부에서 축적되는 열, 과잉의 열을 이용하여 석회석을 소성시킴으로써 생석회를 제조할 수 있다. 이에 원료층의 하층부에서 발생하는 과소성을 억제하여 소결광의 품질을 향상시고, 소결광의 평균 온도를 낮추어 소결 후 소결광을 냉각시키는 냉각장치(30)의 부하를 경감해주는 동시에, 소결광의 냉각 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

이후 소결이 완료되면 이동 경로의 끝단, 즉 배광부에서 소결 대차(18)의 이동 방향이 전환되면서 소결광이 배광된다.

소결광이 배광되면 제1파쇄기(20)를 통해 덩어리 형태의 소결광을 파쇄하여 냉각장치(30)로 장입한다.

냉각장치(30)에서 냉각된 소결광은 제2파쇄기(40)에서 다시 파쇄되고, 파쇄된 소결광은 선별기(50)에서 고로 사용에 적합한 크기의 소결광, 예컨대 성품과 반광으로 선별된다. 이때, 반광 중에는 석회석을 소성시킨 생석회가 포함될 수 있다. 소결배합원료 중 분철광석은 소결에 의해 덩어리 형태로 형성되지만, 석회석은 소결에 의해 덩어리 형태로 형성되지 않으며 중량이 다소 감소하기 때문에 소결 대차(18)에 장입될 때보다 입도가 감소한 형태를 갖게 된다. 따라서 소결광을 파쇄한 후 선별하면 생석회를 용이하게 선별해낼 수 있다. 이때, 반광은 고로 사용에 적합한 크기의 성품보다 작은 입도를 갖는 소결광으로 생석회와 함께 선별될 수 있다. 여기에서는 냉각된 소결광의 파쇄 및 선별을 1회에 걸쳐 수행하는 것으로 설명하였으나, 소결광의 파쇄 정도에 따라 파쇄와 선별을 여러 번에 걸쳐 수행할 수 있다.

이와 같이 생석회 및 반광이 선별되면 선별된 생석회와 반광을 저장기, 예컨대 반광 호퍼(60c)에 저장하고, 소결배합원료를 제조할 때 소결원료로 사용할 수 있다. 생석회와 반광은 분철광석, 코크스 등과 함께 드럼 믹서 등과 같은 조립기(70, 80)를 이용하여 조립되어 써지호퍼(14)에 저장될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법으로 소결광을 제조하는 실험 예에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법으로 제조된 소결광의 성분을 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.

실험은 현장의 조건을 모사하는 소결 모사 실험장치를 활용하여 실시하였다. 실험은 본 발명에서 한정한 600㎜ 이상의 고층후 소결조업 조건인 층후 700㎜에서 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 공급하여 원료층을 형성한 후, 소결을 진행하여 소결광을 제조하고 반광을 회수하였을 때 반광 내에 생석회의 회수 여부를 검토하였다.

실험 예1]

상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입하지 않고 소결광을 제조한 후 반광을 회수하였다.

실험 예2]

상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입하여 소결광을 제조한 후 반광을 회수하였다. 이때, 석회석은 3 내지 5㎜의 입도를 갖는 것으로 사용하였다.

실험 예3]

상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입하여 소결광을 제조한 후 반광을 회수하였다. 이때, 석회석은 3 내지 7㎜의 입도를 갖는 것으로 사용하였으며, 실험 예2와 동일한 양(두께)으로 장입하였다.

그리고 실험 예1 내지 3에 의해 제조된 소결광을 파쇄 및 선별하여 반광을 회수한 후 반광의 성분을 분석하였다.

아래의 표1은 실험 예1 내지 3에 의해 제조된 소결광으로부터 회수된 반광의 성분을 분석한 결과이다.

구분	T.Fe	FeO	SiO2	CaO	MgO	Al2O3
실험 예1	52.56	2.49	5.75	10.06	0.65	1.81
실험 예 2	52.01	2.64	5.25	14.24	0.79	1.75
실험 예 3	52.62	2.06	5.65	12.80	0.89	1.71

도 4는 각각의 실험 예에 의해 제조된 소결광으로부터 회수된 반광을 이용하여 X선 회절분석(X-ray diffraction, XRD)을 실시한 결과를 보여주는 그래프로서, (a)는 실험 예1, (b)는 실험 예2, (c)는 실험 예3에 의해 회수된 반광의 X선 회절분석 결과이다.

먼저, 도 4의 (a)를 참조하면 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입하지 않은 실험 예1의 경우 생석회가 검출되지 않았다. 그러나 도 4의 (b)와 (c)를살펴보면 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입한 경우에는 생석회가 검출(B: burnt lime)된 것을 알 수 있다.

그리고 표 1을 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입하지 않은 실험 예1의 경우, 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입한 실험 예2 및 3에 비해 CaO의 함량이 적은 것을 알 수 있다. 이는 상부광과 소결배합원료 사이에 장입된 석회석이 소성되어 생석회로 제조되었기 때문이다. 여기에서 실험 예1의 성분 분석 결과 중 CaO는 소결배합원료 중 부원료로 사용되는 석회석이 분철광석과 반응에 의해 생성된 칼슘 페라이트(calcium ferrite)에 포함되어 있는 CaO 성분으로, 상부광과 소결배합원료 사이에 장입된 석회석이 소성되어 제조되는 생석회(burnt lime)과는 그 존재형태가 상이한 것이다. 따라서 표 1에서 실험 예1의 CaO 함량은 칼슘 페라이트에 포함되어 있는 CaO 성분의 양을 나타내고, 실험 예2 및 3의 CaO 함량은 칼슘 페라이트에 포함되어 있는 CaO 성분의 양과 석회석으로부터 제조된 생석회(burnt lime)의 총량을 나타낸 것이다.

그리고 상부광과 소결배합원료 사이에 석회석을 장입한 실험 예2와 3의 결과를 살펴보면, 상부광과 소결배합원료 사이에 장입된 석회석의 입도가 3 내지 5㎜인 경우 3 내지 7㎜인 경우보다 생석회의 회수율이 높은 것을 알 수 있다. 이는 석회석의 입도가 큰 경우에는 소성이 원활하게 이루어지지 않아 생석회의 회수율이 저하된 것으로 판단된다.

이와 같이 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 과잉의 열을 이용하여 석회석을 소성하여 생석회를 제조하면, 생석회 제조에 필요한 열원을 별도로 부여하지 않아도 되므로 생석회 제조에 소요되는 비용을 절감할 수 있다. 또한, 반광 회수 시 생석회를 용이하게 회수할 수 있으며, 이렇게 회수된 생석회는 반광과 함께 소결배합원료로 사용할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 소결광 제조 설비 12: 상부광 호퍼
13: 석회석 호퍼 14: 써지 호퍼
15: 장입기 17: 윈드박스
18: 소결 대차 19: 블로워
20: 제1파쇄기 30: 냉각장치
40: 제2파쇄기 50: 선별기
60: 원료 호퍼 70, 80: 조립기

Claims (13)

1. 소결광 제조 방법으로서,
   소결 대차 내에 상부광과 석회석 및 소결배합원료를 순차적으로 장입하여 원료층을 형성하는 과정;
   상기 원료층을 소결하여 소결광을 제조하는 과정;
   을 포함하는 소결광 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 석회석의 입도는 3 내지 5㎜인 소결광 제조 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 석회석은 상기 원료층 전체 두께의 0.5 내지 10%의 두께가 되도록 장입하는 소결광 제조 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 원료층의 두께는 600 내지 700㎜이고,
   상기 석회석은 3 내지 70㎜의 두께로 장입하는 소결광 제조 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 석회석은 상기 소결광을 제조하는 과정에서 발생하는 열에 의해 소성되어 생석회로 제조되는 소결광 제조 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 소결광을 제조하는 과정 이후에 상기 소결광으로부터 생석회를 선별하는 과정을 포함하는 소결광 제조 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 생석회를 선별하는 과정은,
   상기 소결광을 파쇄한 후 상기 파쇄된 소결광을 입도분리하여 생석회를 선별하는 소결광 제조 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 생석회를 선별하는 과정 이전에 상기 소결광을 냉각하는 과정을 포함하는 소결광 제조 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 생석회를 선별하는 과정에서 상기 생석회는 반광과 함께 선별되는 소결광 제조 방법.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 생석회와 상기 반광의 입도는 0㎜ 초과 내지 5㎜ 이하인 소결광 제조 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 선별된 생석회와 상기 반광은 반광 저장기에 저장되고, 소결배합원료로 사용되는 소결광 제조 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 선별된 생석회와 상기 반광은 소결원료와 혼합 및 조립되어 소결배합원료로 사용되는 소결광 제조 방법.
13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 의한 소결광 제조 방법으로 제조되고 생석회를 포함하는 소결광.
    

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