KR20180110034A - 소결광의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

난조립성인 미분을 많이 포함하는 철광석을 사용해도, 고강도의 조립 입자를 제조하는 것이 가능해져, 고품질의 소결광을 얻을 수 있는 소결광의 제조 방법을 제안하는 것을 목적으로 하고, 입경 1㎜ 이상의 핵 입자를 20mass％ 이상 포함하고, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 포함하는 철광석 및 응결재 및 부원료로 구성되는 소결 원료를, 고속 교반기를 이용하여 교반한 후에 조립하고, 그 후에 소성하는 것을 특징으로 한다.

Description

소결광의 제조 방법

본 발명은, 드와이트·로이드식(Dwight·Lloyd type) 소결기 등에서 이용되는 고로(blast furnace) 원료로서의 소결광의 제조 방법에 관한 것이다.

소결광은, 복수 브랜드의 분(粉)철광석(일반적으로, 125∼1000㎛ 정도의 신터 피드(sinter feed)라고 불리고 있는 것)에, 석회석이나 규석, 사문암 등의 부(副)원료분과, 더스트, 스케일, 반광(return ore) 등의 잡원료분과, 분코크스 등의 고체 연료를 적당량씩 배합한 소결 배합 원료에, 수분을 첨가하여 혼합-조립(造粒;granulating)하고, 얻어진 조립 원료를 소결기에 장입하여 소성함으로써 제조된다. 그 소결 배합 원료는, 일반적으로, 수분을 포함함으로써 조립시에 서로 응집하여 의사 입자(quasi-particles)가 된다. 그리고, 이 의사 입자화한 소결용 조립 원료는, 소결기의 팰릿(pallet)상에 장입되었을 때, 소결 원료 장입층의 양호한 통기를 확보하는 데에 도움이 되어, 소결 반응을 원활히 진행한다. 소결 반응 중에서는, 달구어진 조립 입자의 수분이 증발하여, 풍하(風下)의 조립 입자가 고(高)수분이 되어 강도가 저하되는 영역이 형성된다(습윤대). 이 습윤대는, 조립 입자가 부서지기 쉬워져, 충전층의 공기의 흐름길을 막아, 통기를 악화시킨다.

한편으로 최근, 철광석의 미분화(微粉化)가 진행되고 있어, 이 미분광을 이용한 조립 입자는 강도가 작아진다. 특히, 물이 더해졌을 때에 강도가 크게 저하되어, 통기 저감의 요인이 되는 문제가 있다. 또한 미분광은, 소결광의 제조에 있어서 중요한 조립이 곤란해지는 것이 알려져 있다. 소결용 분철광석을 둘러싸는 이러한 환경 속에서, 최근, 난(難)조립성인 미분을 많이 포함하는 철광석을 사용하여, 고품질의 소결광을 제조하기 위한 기술이 제안되어 있다.

종래, 이러한 고로 원료로서의 소결광의 제조 방법으로서, 이하와 같은 기술이 알려져 있다(특허문헌 1∼9).

일본공개특허공보 소62-37325호 일본공개특허공보 평1-312036호 일본공개특허공보 2007-247020호 일본공개특허공보 평11-61282호 일본공개특허공보 평7-331342호 일본공개특허공보 평7-48634호 일본공개특허공보 2005-194616호 일본공개특허공보 2006-63350호 일본공개특허공보 2003-129139호

특허문헌 1은 Hybrid Pelletized Sinter법(이하, 「HPS법」이라고 함)을 개시하고 있다. 이 기술은, 철분이 높은 미분 철광석을 다량으로 포함하는 소결 배합 원료를 드럼 믹서(drum mixer)와 펠리타이저(pelletizer)를 사용하여 조립함으로써, 저슬래그비·고(高)피환원성(high reducibility)의 소결광을 제조하자고 하는 것이다. 그러나, 이 기술에서는, 소결 원료를 다량으로 처리할 때에, 펠리타이저를 다수 설치할 필요가 있어, 제조 비용이 커진다는 과제가 있었다.

또한, 조립 공정의 전에, 미분 철광석과 제철 더스트를 교반 혼합기로 미리 혼합하고, 추가로 교반 혼합기로 조립을 행하는 방법이나 미분을 주체로 하는 소결 원료를 교반기로 교반 후에 조립기를 이용하여 조립하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 2∼3). 그러나, 이들 방법에서는 조립 입자가 미분 원료 주체로서, 조립 입자보다도 강도가 높은 핵 입자(철광석)를 갖는 경우에 비해, 조립 입자의 강도가 감소한다는 과제가 있었다.

또한, 미분과 신터 피드를 배합한 소결 원료를 아이리히 믹서(Eirich mixer)로 미리 혼합 처리한 후 드럼 믹서로 조립하는 방법(특허문헌 4∼6) 등의 제안도 있다. 그러나, 이들 수법에서는, 미분 비율이 증가했을 때에, 부착분층이 과잉이 되어, 조립 입자의 연소성 악화가 과제였다. 또한, 핵 입자가 부족함으로써 조립성이 악화되어, 조립이 불완전한 채 소성을 행하는 것과 같은 문제도 있었다.

그리고 또한, 미분을 포함하고 또한 결정수(結晶水)를 많이 포함하는 난조립성 광석을 처리하는 보고(특허문헌 7∼9)가 제안되어 있다. 그러나, 이들 방법에서는, 소결 중에, 고결정 광석으로부터의 대량의 수분의 증발에 의해, 습윤대에서의 압손 상승을 막는 것이 곤란했다. 또한, 조립 입자의 강도가 저하되기 쉬운 미(微)철광석을 많이 사용할 때에는, 더욱 습윤대에서의 압손이 상승하기 쉽다는 과제도 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 난조립성인 미분을 많이 포함하는 철광석을 사용해도, 고강도의 조립 입자를 제조하는 것이 가능해져, 고품질의 소결광을 얻을 수 있는 소결광의 제조 방법을 제안하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 출원인들은, 미철광석을 이용했을 때의 조립 입자 강도를 향상시키는 방법, 또한, 습윤대에서의 압손 상승을 억제하기 위해 결정수(結晶水)의 증발을 저감하는 방법 및, 저결정수 또한 미분을 많이 포함하는 광석을 사용할 때에 효율적으로 조립을 행하는 방법을 검토하여, 이하와 같은 본 발명을 달성했다.

즉, 본 발명은, 입경 1㎜ 이상의 핵 입자를 20mass％ 이상 포함하고, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 포함하는 철광석 및 응결재 및 부원료로 구성되는 소결 원료를, 고속 교반기를 이용하여 교반한 후에 조립하고, 그 후에 소성하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법이다.

또한, 본 발명에 따른 상기 소결광의 제조 방법에 있어서는,

(1) 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 25∼40mass％ 포함하는 철광석을 포함하는 소결 원료를, 교반하고, 조립하는 것,

(2) 결정수는 4mass％ 이하인 것,

(3) 고속 교반기의 교반 날개의 주속(周速)을 6㎧ 이상으로 하는 것,

(4) 고속 교반기로 사전 처리할 때의 수분은 6mass％ 이하인 것이, 보다 바람직한 해결 수단이 될 수 있을 것으로 생각된다.

본 발명에 의하면, 핵 입자를 많이 포함시킴으로써, 난조립성인 미분을 많이 포함하는 철광석을 사용한 경우에도, 고품질의 소결광을 제조할 수 있음과 함께, 소결광 생산율의 개선이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 소결광의 제조 방법을 실시하는 설비열(facility line)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 미분 비율을 바꾸었을 때 고속 교반을 행한 경우와 행하지 않은 경우의 소결 생산율을 비교하기 위한 그래프이다.
도 3은 핵 입자 비율과 소결 생산율의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 고속 교반기의 교반 날개의 주속과 조화 평균경(harmonic mean diameter)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 교반시의 수분과 입경 4.75㎜ 이상의 비율의 관계를 나타내는 그래프이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

도 1은, 본 발명의 소결광의 제조 방법을 실시하는 설비열의 일 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 따라 본 발명의 소결광의 제조 방법을 설명하면, 우선, 입경 1㎜ 이상의 핵 입자를 20mass％ 이상 포함하고, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 포함하는 철광석, 응결재, 부원료로 구성되는 소결 원료(11)를 준비한다. 소결 원료(11)는, 전술한 입경 1㎜ 이상의 핵 입자를 30mass％ 이상 포함하고, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 포함하는 철광석과, 분코크스 등의 응결재와, 반광, 규석, 석회, 생석회 등의 부원료로 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로, 준비한 소결 원료(11)의 사전 처리를 고속 교반기(12)로 실시한다. 고속 교반기(12)의 목적은, 조대한 조립 입자의 생성을 억제하기 위해, 조대한 조립 입자의 원인이 되는 미분의 응집체를 조립 전에 괴쇄(壞碎;crush)하는 것에 있다. 미분의 응집체를 효율적으로 괴쇄하기 위해서는, 마이크로적으로는, 응집체 자신에게, 전단력을 가하여, 직접 미분을 박리시키는 것이 유효하다. 고속 교반기(12)의 일 예로서는, 예를 들면, 아이리히 믹서, 펠리가이아(Pellegaia) 믹서, 프로쉐어(Proshear) 믹서 등을 이용할 수 있다. 이 중 아이리히 믹서는, 「고속 교반 조립기」로서 알려지고, 액체 가교에 의한 입자의 응집, 성장에 수반하는 조립 기능을 겸비하는 설비이다.

다음으로, 사전 처리가 고속 교반기(12)로 행해진 소결 원료(11)를, 드럼 믹서(13)에 의해, 수분 첨가하에서 교반 혼합하여 조립한다. 조립 후의 소결 원료(11)는 소결기(14)에 공급되고, 소결기(14)에 있어서 소결광이 된다. 그리고, 소결광은, 코크스, 석회석 등과 함께 고로 원료로서 고로(15)에 공급되어 선철을 제조한다.

또한, 도 1에 나타낸 설비열에서는, 드럼 믹서에 의한 조립 후, 조립 입자를 직접 소결기에 장입하여 소성하고 있지만, 소결기까지의 구성에 대해서 이하와 같은 설비열을 취할 수도 있다. 즉, (1) 교반기, 드럼 믹서, 드럼 믹서로 복수의 드럼 믹서를 배치하는 설비열, (2) 교반기, 드럼 믹서, 펠리타이저, 드럼 믹서로 복수의 드럼 믹서의 사이에 펠리타이저를 배치하는 설비열, (3) 본 발명에서는, 습윤대에서의 압손 저감을 위해, 저결정수 광석 사용의 개발을 행했지만, 더욱 습윤대의 형성을 억제하기 위해, 드럼 믹서에 의한 조립 후에 건조 프로세스를 배치하는 설비열 등에도, 본 발명을 적합하게 적용할 수 있다.

전술한 설비열에 의해 본 발명의 소결광의 제조를 실시하지만, 본 발명의 소결광의 제조 방법에 있어서의 특징은, 소결 원료로서, 입경 1㎜ 이상의 핵 입자를 20mass％ 이상 포함하고, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 포함하는 철광석을 이용하는 점 및, 조립 전의 사전 처리로서 고속 교반기에 의한 교반을 행하는 점에 있다.

우선, 본 발명의 소결광의 제조 방법에 있어서는, 입경 1㎜ 이상의 핵 입자를 20mass％ 이상으로 핵 입자를 철광석 중에 많이 포함시킴으로써, 조립시에 그 핵 입자가 핵이 되기 때문에, 핵 입자가 적은 경우에 비해 조립이 촉진된다. 미분을 많이 포함하는 조립 입자는 강도가 낮기 때문에, 강도를 증가시키려면, 압력에 대한 조립 입자의 파괴를 억제하는 것이 중요하다. 그 때문에, 미분의 응집체보다도 강도가 높은 핵 입자를 가짐으로써, 조립 입자 중의 파괴하기 쉬운 부분을 저하시키는 것이, 입자 강도 상승으로 이어진다.

또한, 여기에서, 입경 1㎜ 이상의 핵 입자로 한정하는 이유는, 핵 입자는 1㎜ 이상인 것이 일반적이기 때문이다. 또한, 핵 입자를 20mass％ 이상으로 한정하는 이유는, 이하의 실시예 2의 결과로부터, 핵 입자가 20mass％ 미만이면, 소결 생산율이 나빠지기 때문이다. 또한, 30mass％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 상한은 특별히 설정하지 않지만, 80mass％ 이하이면 바람직하다.

또한, 본 발명의 소결광의 제조 방법에 있어서는, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 철광석 중에 포함시키고 있지만, 미분을 많이 포함하는 원료는, 수분의 치우침에 의해, 강도가 낮은 미분만의 조립 입자를 형성시키기 쉬워진다. 고속 교반기를 이용함으로써, 이들 입자는, 파괴됨으로써, 미분의 응집이 해쇄되어, 원료가 균일하게 분산된다. 그렇게 함으로써, 미분의 응집이 없어져, 부착분층이 작아지기 때문에, 고강도의 조립 입자를 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 여기에서, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 철광석 중에 포함시키는 이유는, 10％ 미만에서는 결합 강도가 약한 의사 입자가 생기지 않기 때문이고, 또한, 50％ 초과에서는 마찬가지로 결합 강도가 약한 조대한 입자가 생기는 문제가 있지만, 실질적으로 125㎛ 이하의 미분 철광석을 50mass％ 초과하여 배합하는 일은 없어 상한을 50％로 했다. 입경을 125㎛ 이하로 한 이유는, 입경 125㎛ 이하에 있어서는, 수분을 첨가한 분체 충전층에 있어서의 입자층끼리의 접착성을 나타내는 부착력이 증가하기 때문에 조립성이 크게 상이한 거동을 나타냈기 때문이다.

또한, 본 발명의 소결광의 제조 방법에 있어서, 고속 교반기에 의한 해쇄는, 미분의 응집을 붕괴시키는 데에 충분한 힘이 필요하여, 지금까지 제안되어 온 교반 날개의 주속보다도 큰 힘을 줌으로써, 미분의 응집의 해쇄가 가능해진다. 또한, 미분의 응집은, 소결 원료의 수분이, 조립 수분에 도달하고 있을 때에 이미, 높아져 있다. 그 때문에, 수분을 첨가하기 전의, 저수분 상태에서 원료를 교반함으로써, 보다 미분의 응집물의 해쇄 효과가 촉진된다.

그리고 또한, 본 발명의 소결광의 제조 방법의 적합예에 있어서, 미분광 사용시에 감산의 원인이 되는 습윤대를 억제하기 위해, 습윤대의 원인이 되는 결정수가 적은 광석을 이용하여 소결 원료를 조립하고, 소결광을 제조하는 방법을 제안하는 것이다. 이 방법에 의해, 얻어진 조립 입자는, 상기한 바와 같이, 고결정수 광석을 이용하는 경우에 비해, 소결기 내에서 고온이 되었을 때의 수분의 발생이 저감된다. 습윤대에서의 수분이 저감되면, 습윤대의 압손이 저하됨으로써, 소결 중의 소결 원료(소결 베드)에서의 통기가 개선된다. 그 결과로서, 소결광 생산율의 개선이 가능해진다. 또한, 수분의 증발을 억제함으로써, 연료인 응결재를 저하할 수 있는 효과도 있다.

이상, 본 발명을 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명의 고속 교반 후, 조립한 조립 입자의 전량을 소결 원료로서 사용할 수도 있고, 또한, 본 발명의 고속 교반 후, 조립한 조립 입자와 고속 교반하지 않고 조립한 조립 입자를 혼합하여 소결 원료에 적용하는 것도 본 발명의 권리 범위에 포함된다. 또한, 본 발명은 하등 상기한 실시 형태에 기재된 구성에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재되어 있는 사항의 범위 내에서 생각할 수 있는 그 외의 실시 형태나 변형예도 포함하는 것이다.

실시예

다음으로, 본 발명의 효과를 확인하기 위해 행한 실시예에 대해서 설명한다.

본 발명에서는, 핵 입자 비율은 입자경 1㎜ 이상의 입자, 미분 비율은 철광석 중의 입자경 0.125㎜ 이하의 입자의 각각의 중량 비율로서 정의했다. 여기에서, 측정 방법은, 채취한 철광석을 건조시켜, JIS Z 8801의 그물체를 이용하여 체로 치고, 각 입도의 중량을 측정하여, 철광석 전체의 중량으로부터, 각 입도의 중량 비율을 산출했다. 또한, 소결 원료의 수분은, 소결 원료 중의 물의 중량을, 수분을 포함하는 소결 원료의 중량으로 나눈 값으로, 본 발명에서는, 건조한 소결 원료 및 첨가한 물의 중량으로부터 계산되는 값이다. 여기에서, 소결 원료는, 상기핵 입자 및 미분을 포함하는 철광석 및, 응결재, 부원료를 포함하는 것을 이용했다. 그러나, 일반적으로 소결 원료는 복수 브랜드의 분철광석에, 석회석이나 규석, 사문암 등의 부원료분과, 더스트, 스케일, 반광 등의 잡원료분, 생석회 등의 바인더와, 분코크스 등의 고체 연료로서의 응결재를 적당량씩 배합하는 것이다.

<실시예 1: 고속 교반 및 미분 비율의 영향에 대해서>

시험은, 입경 1㎜ 이상의 핵 입자가 30mass％ 이상, 결정수가 4mass％ 이하이고, 미분 비율이 10mass％(핵 입자: 42mass％, 결정수: 4mass％), 25mass％(핵 입자: 40mass％, 결정수: 3mass％), 40mass％(핵 입자: 36mass％, 결정수: 3mass％)인 철광석을 이용했다. 여기에서, 시료의 결정수는, 배합한 철광석의 각 결정수의 중량 비율로부터, 가중 평균에 의해 구한 평균값이다. 본 발명에 있어서, 배합한 철광석의 결정수는, 이 평균값의 계산 방법으로 구한 것이다. 이 각 광석의 결정수의 측정은 JIS M 8700에 준거하여 행했다. 이들 철광석 69∼70mass％와 반광 16mass％와 석회석 14mass％와 규석 0∼1mass％를 내분(內分)으로 배합하고, 응결재인 분코크스 5％를 외분(外分)으로 첨가했다. 거기에, 소결 원료의 수분이 6mass％가 되도록 수분을 첨가했다.

이들 시료에 대하여, 고속 교반기에 의한 사전 처리를 이용한 경우와 이용하지 않는 경우로 시험을 행했다. 고속 교반기는, 아이리히 믹서를 이용하고, 교반 날개의 길이는 직경: 350㎜이고, 용기는 직경 750㎜이다. 교반 날개의 주속 v(㎧)는, 교반 날개의 회전수 N(rpm) 및 교반 날개가 길이 350㎜로부터,

ν＝0.35×π×N/60

으로 했다. 본 발명에서는, 주속은 6㎧로 60초 교반을 행했다.

그 후, 이들 소결 원료에 대하여 수분 7mass％가 되도록 수분을 첨가하면서, 드럼 믹서를 이용하여, 5분간 조립을 행하고, 포트 시험기를 이용하여, 소성을 행했다. 소결 후의 신터 케이크를 2m의 높이로부터 1회 떨어뜨렸을 때, 입경이 ＋10㎜인 것을 성품(成品)으로 하고, 그 중량을 (신터 케이크 중량－베딩(bedding)광 중량)으로 나눈 값을 보류로 했다. 소결 생산율(t/(㎡·h))은, 성품 중량을 소성 시간 및 시험 포트의 단면적으로 나눈 값으로 했다.

측정 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 통상의 미분 비율인 10mass％ 이상보다도 미분 비율이 증가하면, 드럼 믹서만인 경우, 소결 생산율이 감소하는 것을 알 수 있었다. 한편으로, 고속 교반에 의한 사전 처리를 한 경우, 미분의 증가에 수반하여 소결 생산율은 감소하기는 하지만, 드럼 믹서만으로 조립한 경우에 비해, 현저하게 감소가 억제되는 것을 알 수 있었다.

<실시예 2: 핵 입자 비율의 영향에 대해서>

결정수가 4mass％ 이하이고, 입경 0.125㎜ 이하의 미분 비율이 40mass％인 철광석을 이용하여, 핵 입자의 비율을 변화시킨 시험을 행했다. 핵 입자의 비율은 13mass％(결정수: 2mass％), 25mass％(결정수: 2mass％), 32mass％(결정수: 2mass％), 43mass％(결정수: 4mass％)의 범위에서 실험을 행했다. 이들 철광석 69∼70mass％와 반광 16mass％와 석회석 14mass％와 규석 0∼1mass％를 내분으로 배합하고, 응결재인 분코크스 5％를 외분으로 첨가했다. 거기에, 소결 원료의 수분이 6mass％가 되도록 수분을 첨가했다. 이들 시료를 고속 교반기에 의해 교반을 행했다. 고속 교반기는, 교반 날개의 길이는 직경 350㎜이고, 용기는 직경 750㎜이다. 본 발명에서는, 주속은 6㎧로 60초 교반을 행했다. 그 후, 이들 소결 원료에 대하여 수분 7mass％가 되도록 수분을 첨가하면서, 드럼 믹서를 이용하여, 5분간 조립을 행하고, 포트 시험기를 이용하여, 소성을 행했다.

측정 결과를 도 3에 나타낸다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 핵 입자를 20mass％ 이상에서 소결 생산율은 개선되지만, 특히, 30mass％ 이상 이용한 경우, 소결 생산율은 현격하게 개선되어 있는 것을 알 수 있었다. 이는, 핵 입자가 들어감으로써, 조립 입자 강도가 증가하는 것 및, 핵이 소결 원료에 많이 혼합됨으로써 조립이 촉진되어, 소결 중의 통기가 개선되었기 때문으로 생각된다.

<실시예 3: 고속 교반기의 교반 날개의 적합한 주속에 대해서>

다음으로, 결정수가 적고, 고미분 비율 또한 핵 입자 비율이 높은 철광석을 이용한 소결 원료를 고속 교반으로 처리할 때의 적합한 주속을 검토했다. 시료의 조건으로서는, 결정수가 2mass％이고 미분 비율이 25mass％, 핵 입자의 비율이 30mass％인 철광석을 이용했다. 이 철광석 70mass％와 반광 16mass％와 석회석 14mass％를 내분으로 배합하고, 응결재인 분코크스 5mass％를 외분으로 첨가했다. 거기에, 소결 원료의 수분이 6mass％가 되도록 수분을 첨가했다.

이 시료를 고속 교반기에 의해 60초 교반했다. 고속 교반기는, 교반 날개의 길이는 직경 350㎜이고, 용기는 직경 750㎜이다. 본 발명에서는, 주속은 0∼12㎧로 변화시켰다. 그 후, 이들 소결 원료에 대하여 수분 7mass％가 되도록 수분을 첨가하면서, 드럼 믹서를 이용하여, 5분간 조립을 행했다. 본 실시에서는, 조립 후의 입자의 조화 평균경을 평가했다. 조화 평균경은, 분체층의 통기를 평가하기 위해 일반적으로 이용되는 지표로서, 조화 평균경이 클수록, 조립이 진행되고 있는 것을 나타내고, 통기가 좋아진다.

조화 평균경은, 교반 처리 후의 분체 샘플을 1㎏ 채취하여, 건조 후, 눈금 간격 0.25, 0.5, 1, 2.8, 4.75, 8㎜의 체를 이용하여 눈금 간격이 넓은 순서로 당해 분체 샘플을 체로 쳐서, 각 입도의 중량 비율을 측정했다. 조화 평균경은 하기의 (1)식으로 구했다.

(식 1)

여기에서, w_i는 각 입경 간에서 얻어진 중량 비율이고, x_i는 각 입경 간의 대표 입자경이다. 각 입경 간의 대표 입자경은, 각각 큰 쪽의 눈금 간격과 작은 쪽의 눈금 간격의 상승(相乘) 평균을 이용하여, 0.25㎜ 이하의 입자에 대해서는 0.125㎜, 8㎜ 이상의 입자에 대해서는 8㎜로, 채취된 입자 중의 최대의 입자경의 상승 평균으로 했다.

도 4에 드럼 믹서에 의해 조립한 후의 조립자의 조화 평균경을 나타낸다. 이 결과, 주속이 6㎧가 될 때까지, 주속의 증가에 수반하여, 조화 평균경이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 주속이 6㎧ 이상인 경우, 조화 평균경은 일정해졌다. 주속의 증가에 수반하여, 조화 평균경이 증가한 이유는, 교반할 때에, 주속이 낮은 경우에는 교반 날개에 의한 소결 원료 중의 수분의 분산이 불충분하여, 수분이 널리 퍼지지 않고, 조립되지 않는 입자가 잔존했기 때문이다. 또한, 주속이 충분히 큰 경우에는, 수분의 분산이 충분해져, 조립되지 않는 입자가 감소하고, 조화 평균 경이 증가했다.

<실시예 4: 교반 전의 수분량의 영향에 대해서>

다음으로, 결정수가 적고, 고미분 비율 또한 핵 입자 비율이 높은 광석을 이용한 소결 원료를 고속 교반으로 처리할 때의 적합한 교반 전의 수분에 대해서 검토했다. 시료의 조건으로서는, 결정수가 2mass％이고 미분 비율이 25mass％, 핵 입자의 비율이 30mass％인 철광석을 이용했다. 이 철광석 70mass％와 반광 16mass％와 석회석 14mass％를 내분으로 배합하고, 응결재인 분코크스 5mass％를 외분으로 첨가했다. 거기에, 소결 원료의 수분이 0∼7mass％가 되도록 수분을 첨가했다. 그 후, 이들 소결 원료에 대하여 수분 7mass％가 되도록 수분을 첨가하면서, 드럼 믹서를 이용하여, 5분간 조립을 행했다.

본 시험에서는, 교반에 의한 미분의 응집물의 해쇄가 용이해지는 수분을 검토하기 위해, 교반 후의 입자 중에서, 큰 입자인 4.75㎜ 이상의 입자의 비율로 평가했다. 통상, 조립 입자는 3∼5㎜의 입자를 제조하는 프로세스이고, 조립 전에 입경 4.75㎜ 이상의 입자는, 조립 후에 조대 입자(coarse particle)가 생성되고, 이 조대 입자는, 소성시, 연소성 악화의 원인이 된다. 그 때문에, 교반 후의 입자로서는, 입경 4.75㎜ 이상의 입자를 감소시키는 것이 바람직하다. 또한, 입경 4.75㎜ 이상의 입자가 감소하는 것은, 핵 입자에 부착되는 미분이 해쇄되는 것을 의미하고 있다. 그 때문에 미분의 분산이 진행되어 원료가 균일하게 분산, 혼합되는 지표가 된다.

도 5에 교반시의 수분과 교반 후의 입경 4.75㎜ 이상의 입자의 비율을 나타낸다. 이 결과, 수분을 감소시킴으로써, 교반 후의 입경 4.75㎜ 이상의 입자의 비율을 저하할 수 있는 것을 알 수 있었다. 특히 수분이 6mass％ 이하인 경우, 입경 4.75㎜ 이상의 입자 비율이 일정해져 있는 것을 알 수 있었다. 이는, 수분이 저하됨으로써, 소결 원료 중의 미분의 응집물의 수분도 저감되었기 때문이다. 미분의 응집물의 수분이 감소함으로써, 응집에 필요한 입자끼리의 부착력이 저하되어, 교반 날개에 의한 응집물의 해쇄가 진행되었다.

이상, 본 발명을, 실시 형태를 참조하여 설명해 왔지만, 본 발명은 하등 상기한 실시 형태에 기재된 구성에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재되어 있는 사항의 범위 내에서 생각할 수 있는 그 외의 실시 형태나 변형예도 포함하는 것이다. 예를 들면, 상기한 각각의 실시 형태나 변형예의 일부 또는 전부를 조합하여 본 발명의 미분 원료의 혼련 방법을 구성하는 경우도 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 소결광의 제조 방법에 의하면, 핵 입자를 많이 포함시킴으로써, 난조립성인 미분을 많이 포함하는 철광석을 사용한 경우에도, 고품질의 소결광을 제조할 수 있음과 함께, 소결광 생산율의 개선이 가능해져, 여러 가지의 소결광의 제조 방법에 본 발명을 적합하게 이용할 수 있다.

11 : 소결 원료
12 : 고속 교반기
13 : 드럼 믹서
14 : 소결기
15 : 고로

Claims (5)

1. 입경 1㎜ 이상의 핵 입자를 20mass％ 이상 포함하고, 입경 0.125㎜ 이하의 미분을 10∼50mass％ 포함하는 철광석 및 응결재 및 부(副)원료로 구성되는 소결 원료를, 고속 교반기를 이용하여 교반한 후에 조립(造粒)하고, 그 후에 소성하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,
   입경 0.125㎜ 이하의 미분을 25∼40mass％ 포함하는 철광석을 포함하는 소결 원료를, 교반하고, 조립하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   철광석의 결정수는 4mass％ 이하인 것을 특징으로 하는 소결광의 제조법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   고속 교반기의 교반 날개의 주속(周速)을 6㎧ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   고속 교반기로 사전 처리할 때의 수분은 6mass％ 이하인 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.

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