KR20210072807A - 소결광의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

소결기 팔레트 상에 있어서의 원료 장입층 중에 나타나는 습윤대의 크기를 축소하는 데에 기여하는 조립 소결 원료를 사용함으로써, 소결광의 생산성의 향상 등을 도모하는 데에 유효한 방법에 대해 제안하기 위해, 소결기의 팔레트 상에 장입하는 조립 소결 원료로서, 입경 150 ㎛ 이하의 미분 철광석을 10 mass% 이상 포함하는 상기 소결 배합 원료를 조립기로 조립할 때에, 그 조립기 내에 수증기를 취입함으로써, 그 소결 배합 원료의 당해 조립기 내에의 장입 전의 당초 온도보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 가열함과 함께 조습한 조립 소결 원료를 사용하여 소결하는 방법.

Description

소결광의 제조 방법

본 발명은, 소결광의 제조 방법에 관한 것이고, 특히, 소결기 팔레트 상에 있어서의 원료 장입층 중에 나타나는 습윤대의 크기를 축소하는 데에 기여하는 조립 소결 원료를 사용함으로써, 소결광의 생산성의 향상 등을 도모하는 데에 유효한 방법에 대해 제안한다.

종래, 소결기의 조업에 있어서는, 팔레트 상의 원료 장입층의 압력 손실에 관해서 습윤대의 영향이 큰 것이 알려져 있고, 이 습윤대가 차지하는 비율의 축소를 도모함으로써, 주로 탄재 사용량의 저감을 도모함과 함께 소결 생산성의 향상을 도모하는 노력이 기울여져 왔다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 탄재를 포함하는 소결 원료에 물과 바인더를 첨가하여 조립하고, 이어서, 로터리 킬른에 의해 건조시켜 얻어지는 조립 소결 원료를 팔레트 상에 장입하여 소결한다는 소결광의 제조 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 종래 기술의 경우, 로터리 킬른 등을 사용하여 조립 소결 원료를 건조시키기 위해서 로터리 킬른이라는 특별한 설비가 필요로 된다.

그 외, 특허문헌 2 에는, 고로 내에 장입하는 고로용 원료인 괴광석을 소결기에 부대 설치되어 있는 쿨러 내에 장입하고, 그 괴광석을 사전에 건조시키는 방법의 제안이 있다. 즉, 이 방법은, 소결기의 냉각 장치 (쿨러) 에 있어서의 장치 내 온도 (피냉각 소결광의 온도) 가 300 ~ 600 ℃ 에 도달하여 있는 개소에 고로용 괴광석을 장입하고, 이것을 사전에 건조시키는 방법이다.

일반적으로, 소결기의 생산량 (t/h) 은, 생산율 (t/(h×㎡)) × 소결기 면적 (㎡) 에 의해 결정된다. 즉, 소결광의 생산량은, 소결기의 사양 (기폭, 기장), 장입층의 두께, 소결 원료의 부피 밀도, 소결 (연소) 시간, 완성품 소결광의 수율 등에 의해 결정되게 된다. 따라서, 소결광의 생산량을 증가시키려면, 장입층의 통기성 (압손) 을 개선하여 소결 시간을 단축하는 것, 완성품 소결광의 강도를 올려 수율의 향상을 도모하는 것 등이 유효하다고 생각된다.

그런데, 소결 원료로서의 분철광석은, 최근, 고품질 철광석의 고갈에 의해 저품위화하고 있는 것이 실정이며, 그 결과, 슬래그 성분의 증가나 철광석의 추가적인 미분화를 초래할 뿐만 아니라, 알루미나 (Al₂O₃) 함유량의 증대나 미분 비율의 증대에 의해 조립성의 저하를 초래하는 결과가 되고 있다. 그 한편으로, 고로에서는 용선 제조 비용의 저감이나 CO₂ 발생량의 저감이라는 관점에서 저슬래그비가 요구되고 있고, 그것에 수반하여 소결광으로서는, 고피환원성 또한 고강도인 것이 요구되고 있다.

일본 공개특허공보 2007-169780호 일본 공개특허공보 2013-119667호

상기한 각 종래 기술에 있어서, 소결광의 생산성을 향상시키려고 하는 경우, 예를 들어, 조립 소결 원료를 로터리 킬른에 의해 미리 건조시킨다는 특허문헌 1 에 개시된 방법에서는, 새롭게 전용의 설비 (로터리 킬른) 가 필요하여, 설비비가 늘어나는 외에, 소결 프로세스에서 사용하는 응결재 이외에도 연료가 필요로 되어, 고비용이 된다는 문제가 있었다.

또, 특허문헌 2 에 개시된 방법은, 소결기 쿨러의 열원을 고로 내에 장입하는 괴철광석의 예열에 이용하는 방법이다. 따라서, 이 방법은, 조립 소결 원료 자체의 개선을 통하여, 팔레트 상의 원료 장입층의 습윤대를 제어함으로써 소결광의 생산성의 향상이나, 품질의 향상을 도모하는 기술은 아니다.

일반적으로, 펠릿 피드로 불리고 있는 입경 150 ㎛ 이하의 미분 철광석을 많이 포함하는 소결 배합 원료는, 이것을 조립하면, 입경이 고르지 않게 됨과 함께 미분이 단순히 응집하고 있는데 지나지 않는 조대한 응집 입자를 생성하는 것이 알려져 있다. 이와 같은 조대한 응집 입자는, 결합 강도가 약하기 때문에, 소결기의 팔레트 상에 일정한 층두께로 퇴적시키면, 하중 (압축력) 이 가해졌을 때에 붕괴하기 쉽고, 당해 응집 입자가 용이하게 분화하여 장입층의 공극률의 저하를 초래한다. 그 결과, 장입층의 통기성을 악화시켜, 소결 원료의 연소를 저해한다. 그 결과, 소결광의 소결 시간이 길어져, 소결광의 생산성의 저하를 초래한다. 한편으로, 소결 시간을 짧게 하면, 소결이 불충분해져 소결광 수율의 저하를 초래하고, 나아가서는 소결광의 생산성이 저하한다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명의 목적은, 종래 기술이 안고 있는 전술한 과제를 해결하는 것, 특히 조립 시에 수증기를 사용하여 일정 이상의 온도로 가열 가습하여 이루어지는 조립 소결 원료를 소결기에 장입함으로써, 장입층의 통기성의 개선을 도모하고, 나아가서는 소결광의 생산성의 향상을 도모할 수 있는 소결광의 제조 방법을 제안하는 것에 있다.

본 발명에서는, 전술한 과제를 해결하기 위해서, 소결 배합 원료를 조립할 때에 사용하는 드럼 믹서나 아이리히 믹서 등의 고속 교반 믹서나, 펠릿타이저 등의 조립기 내에, 수증기와 같은 증기를 취입하여 그 소결 배합 원료를 가열, 조습하면서 조립함으로써, 드럼 믹서에 넣기 전의 소결 배합 원료의 당초 온도보다 높은 온도로 하는 것, 예를 들어 그 조립 소결 원료의 온도를, 그 소결 배합 원료의 당초 온도보다 높은 45 ℃ 이상의 온도, 보다 바람직하게는 60 ℃ 이상 70 ℃ 미만의 온도로까지 상승시킨 소결용 열조립 원료 (조립 소결 원료) 로 하고, 이것을 소결기의 팔레트 상에 장입하도록 했다.

즉, 본 발명은, 소결기의 원료 급광부로부터 순환 이동하는 팔레트 상에, 적어도 철광석, 탄재, 부원료를 포함하는 소결 배합 원료를 조립하여 이루어지는 조립 소결 원료를 장입하여 장입층을 형성하고, 그 후, 점화로를 사용하여 상기 장입층의 탄재에 점화하는 한편, 팔레트 하방의 윈드 박스에서 상기 장입층 상의 가스를 흡인하여 그 장입층 중에 도입함으로써, 상기 탄재를 연소시켜 소결광을 제조하는 방법에 있어서,

상기 팔레트 상에 장입하는 조립 소결 원료로서, 입경 150 ㎛ 이하의 미분 철광석을 10 mass% 이상 포함하는 상기 소결 배합 원료를 조립기로 조립할 때에, 그 조립기 내에 수증기를 취입함으로써, 그 소결 배합 원료의 당해 조립기 내에의 장입 전의 당초 온도보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 가열함과 함께 조습한 조립 소결 원료를 사용하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법이다.

또한, 본 발명에 있어서는,

(1) 상기 조립 소결 원료는, 45 ℃ 이상 70 ℃ 미만의 온도로 가열된 것인 것,

(2) 상기 조립 소결 원료는, 6 ~ 10 mass% 의 목표 수분량으로 조습하는 것,

(3) 조립 후의 온도가 70 ℃ 를 초과하는 상기 조립 소결 원료는, 그 조립 소결 원료의 수분량이 70 ℃ 이하에서의 목표 수분량보다, 0.5 mass% ~ 3.0 mass% 높은 것으로 하는 것,

(4) 상기 조립기에서의 수증기 취입 시에는, 그 수증기를 하기 비율이 되도록 상기 소결 배합 원료를 향하여 직접 분사하는 것,

W₅₀/Wm ≤ 0.8

단,

W₅₀ : 수증기의 분사에 의한 승온폭이 최고 온도의 50 % 이상이 되는 범위의 폭

Wm : 배합 원료가 존재하는 폭

(5) 상기 조립기에서의 수증기 취입 시에는, 그 수증기를 하기 비율이 되도록 상기 소결 배합 원료를 향하여 직접 분사하는 것,

W₅₀/Wm ≤ 0.6

단,

W₅₀ : 수증기의 분사에 의한 승온폭이 최고 온도의 50 % 이상이 되는 범위의 폭

Wm : 배합 원료가 존재하는 폭

이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 소결 배합 원료를 드럼 믹서, 아이리히 믹서 등의 고속 교반 믹서, 혹은 펠릿타이저 등의 조립기로 조립할 때에, 수증기를 취입하여 조립함으로써, 출발 원료 (원료 야드 거치 원료) 의 당초 온도 (조립기 등에 장입하기 전의 소결 배합 원료의 온도) 보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 가열 또한 조습한 조립 소결 원료로 하므로, 소결 배합 원료로서 입경 150 ㎛ 이하의 미분 철광석을 포함하는 소결 원료에 대해서도 보다 많이 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 이렇게 하여 얻어진 조립 소결 원료를 소결기 팔레트 상에 장입한 경우, 원료 장입층의 통기성이 개선되므로, 소결광의 생산율을 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명에 관련된 프로세스 플로를 나타내는 도면이며, (a) 는 드럼 믹서 및 증기 배관의 배치를 나타내는 모식도, (b) 는 드럼 믹서의 내부의 상황을 나타내는 단면도이다.
도 2 는 수증기의 취입 시간을 변경했을 때의 증기 취입 시간과 조립 소결 원료 승온 온도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3 은 조립 소결 원료의 온도와 조립 후의 수분의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는 소결 원료 중의 150 ㎛ 이하의 미분 비율과 생산율 개선 효과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5 는 수증기의 취입에 수반하는 소결 배합 원료에 대한 전열 (傳熱) 을 평가하는 방법에 대한 설명도 (a ~ c) 이다.

소결광 제조를 위해서 소결기 팔레트 상에 장입되는 조립 소결 원료 (의사 입자) 는, 일반적으로, 산술 평균 입경으로 1.0 ~ 5.0 mm 정도의 크기의 신터 피드로 불리는 철광석분, 제철소 내에서 발생하는 각종 더스트 등의 잡철원, 석회석이나 생석회, 제강 슬래그 등의 CaO 함유 원료, 분코크스나 무연탄 등의 응결재, 임의 배합 원료로서 정련 니켈 슬래그나 돌로마이트, 사문암 등으로 이루어지는 MgO 함유 원료, 정련 니켈 슬래그, 규석 (규사) 등으로 이루어지는 SiO₂ 함유 원료 등의 배합용 소결 원료를, 먼저 호퍼에 저장하고, 그리고, 그 호퍼로부터, 이들 소결 원료를 컨베이어 상에 소정의 비율로 잘라내어 배합하여 이루어지는 소결 배합 원료로 하고, 이것을, 상기 조립기에 넣어 교반 혼합하면서 필요한 조습을 가하여 조립하여, 산술 평균 입경이 3.0 ~ 6.0 mm 정도인 조립 소결 원료 (의사 입자) 로 하고 있다.

이 명세서에 있어서, 산술 평균 입경이란, 「Σ(di×Vi)」로 정의되는 입경이며, 조화 평균 입경이란, 「1/Σ(Vi/di)」로 정의되는 입경이다. 단, Vi 는 i 번째의 입도 범위 중에 있는 입자의 존재 비율이며, di 는 i 번째의 입도 범위의 대표 입경이다.

본 발명에 있어서, 상기 소결 배합 원료를 조립하기 위해서 사용하는 조립기로서는, 상기 서술한 바와 같이 고속 교반 믹서나 펠릿타이저의 사용도 가능하지만, 도 1 에 나타내는 바와 같은 드럼 믹서를 사용하는 것이 바람직하고, 이들을 복수 기 (基) 사용해도 된다. 이하, 조립기로서는 드럼 믹서의 예로 설명한다.

또한, 상기 드럼 믹서에 의한 조립 처리를 하여 얻어진 조립 소결 원료 (의사 입자) 는, 먼저, 소결기 상에 배치되어 있는 장입 장치를 개재하여, 소결기 팔레트 상에 400 ~ 600 mm 전후의 두께 (높이) 가 되도록 장입하고, 퇴적시켜 원료 장입층을 형성한다. 이어서, 그 원료 장입층의 상방에 설치한 점화로에 의해, 이 원료 장입층 중에 포함되어 있는 탄재에 점화한다. 그리고, 상기 팔레트 하에 배치한 윈도우 박스에 의한 하방 흡인에 의해, 그 원료 장입층 중의 상기 탄재를 표층의 것부터 순차적으로 연소시키고, 이때에 발생하는 연소열에 의해, 상기 장입 원료 (의사 입자를 주체로 한 조립 소결 원료) 를 순차적으로 연소 용융시킴으로써 소결하는 것이다. 그 후, 소결기의 팔레트 상에서 얻어지는 소결층 (소결 케이크) 은, 파쇄기, 소결기 쿨러를 거쳐 체로 분류 처리하여 정립되고, 5 mm 이상의 괴상의 완성품 소결광과 5 mm 미만의 반광 (返鑛) 으로 분별하여 회수된다.

도 1 은, 조립기 (드럼 믹서) 를 사용하여, 먼저 소결기에 공급하는 조립 소결 원료를 제조 (조립) 하는 단계의 본 발명의 일 실시형태를 설명하기 위한 도면이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 본 발명은, 소결 배합 원료를 드럼 믹서 (1) 와 같은 조립기에 의해 조립할 때에, 그 드럼 믹서 (1) 내에, 예를 들어 수증기를 취입 (분사) 함으로써, 그 드럼 믹서 (1) 에 장입할 때의 소결 배합 원료의 당초 온도, 예를 들어 대기 온도 이상 ~ 35 ℃ 정도의 온도 (드럼 믹서 입측 (入側) 온도) 보다 적어도 10 ℃ 이상 높은 온도로까지 승온시킨 조립 소결 원료 (2) 가 되도록 하는 것, 바람직하게는 그 조립 소결 원료의 온도가 45 ℃ ~ 70 ℃ 미만의 온도가 되도록 가열 가습하여 후술하는 소정의 수분량으로 조습한 조립 소결 원료 (2) 로 하는 방법이다.

이와 같은 방법에 의하면, 소결기 팔레트 (3) 상에 장입된 장입층 내에 있어서의 그 조립 소결 원료 (2) 의 온도를 통상보다 높게 할 수 있고, 나아가서는 장입층 내의 연소 용융대에서 증발한 수분이 재응집하는 것을 저감할 수 있게 된다. 그 결과, 이 방법에 의하면, 소결기에서의 압력 손실 (특히 습윤대) 을 저감할 수 있게 되고, 나아가서는 소결기에서의 소결광의 생산율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 적합한 조립 방법에 의해 제조된 조립 소결 원료 (의사 입자) 와, 본 발명에 적합하지 않은 조립 방법에 의해 제조된 소결 원료를 병용하여 소결기 팔레트에 장입하여 소결광을 제조해도 된다. 이 경우, 본 발명에 적합한 조립 방법에 의해 제조된 조립 소결 원료를, 소결기에의 장입물의 합계량에 대해 50 mass% 이상을 장입함으로써, 본 발명의 소기한 효과가 얻어진다.

또한, 소결 배합 원료와 조립 소결 원료의 온도는 조립기의 전과 후에 열전대 등의 접촉식의 온도계를 사용하여 측정해도 되지만, 방사 온도계 등의 비접촉식의 온도계를 사용하여 측정해도 된다. 특히, 방사 온도계를 사용하는 경우에는, 소결 배합 원료의 품목에 따라 방사율이 0.6 ~ 1.0 의 범위에서 상이하여 온도의 측정 오차가 발생하는 경우가 있으므로, 사전에 방사 온도계와 접촉식 온도계를 동시에 사용하여 측정함으로써 방사율을 설정해 두는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 드럼 믹서 (1) 의 입측에서의 소결 배합 원료의 온도보다 10 ℃ 이상 높은 온도로까지 승온시키는 데에 필요한 수증기의 취입량으로서는, 3 kg/t-s 이상, 바람직하게는 4 kg/t-s 이상 25 kg/t-s 정도까지의 양을 취입함으로써, 그 조립 소결 원료로서의 목표 수분량인 6 ~ 10 mass% 가 되도록 조습하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이 취입량이면, 조립 소결 원료로서의 바람직한 수분량 (6 ~ 10 mass%) 의 확보와, 소결기 팔레트 (3) 상의 장입층의 양호한 통기성의 확보를 달성할 수 있고, 나아가서는 소결광의 생산율을 향상시키는데 있어서 유효하기 때문이다. 즉, 바람직한 수분량은, 드럼 믹서 입측의 수분이나 원료로서 사용하는 철광석 품목, 입경에 따라 상이하지만, 통상적인 조립 소결 원료에서는, 6 ~ 10 mass% 정도이다.

일반적으로, 100 ℃ 에 있어서의 물의 현열은 2200 kJ/kg 이상이고, 물의 비열 4.2 kJ/kg 에서부터도 수증기가 액체인 물로 돌아갈 때의 열량은 매우 크다. 도 2 는, 수증기의 취입 시간을 변화시켰을 때의 조립 후의 조립 소결 원료의 온도 변화를 나타내는 도면이다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 수증기가 가지는 현열을 활용하는 경우, 소결 배합 원료의 온도는 수십초 정도의 조립 처리에 의해, 드럼 믹서에 장입되기 직전의 소결 배합 원료의 온도보다 10 ℃ 이상 높은 온도인 45 ℃ 정도 이상의, 바람직하게는 70 ℃ 정도로까지 용이하게 승온시킬 수 있다.

단, 발명자들의 연구에 의하면, 조립한 조립 소결 원료 (의사 입자) 의 온도가 70 ℃ 를 초과하면, 그 조립 소결 원료로부터의 증발이 활발하게 되어, 조립 후의 의사 입자의 수분 저하를 초래할 뿐만 아니라, 증발 잠열에 의한 흡열이 현저하게 일어나는 것을 밝혀냈다.

예를 들어, 도 3 은, 조립 소결 원료의 온도에 대한 드럼 믹서 출측 (出側) 에서의 조립 후의 조립 소결 원료의 수분치의 변화를 나타내는 도면이다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 그 조립 소결 원료의 온도가 70 ℃ 부근이 되면, 온도의 상승에 의한 수증기의 응축에 의해 수분의 상승도 일어나지만, 동시에 이 온도에 도달하면 반대로 수분의 저하 현상이 개시되어, 이른바 그 조립 소결 원료로부터의 수분의 증발이 일어나고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 증기 배관의 개방도가 2/4, 3/4 인 경우, 개방도가 큰 편이 승온에 의한 수분의 상승도 빠르지만, 발명자들의 실험에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 조립 소결 원료의 온도는, 70 ℃ 를 초과하면 반대로 수분의 저하가 일어나고 있어, 가습으로부터 건조로 바뀌는 것이라고 생각된다.

그래서, 본 발명에서는, 상기 드럼 믹서로부터 배출되는 조립 소결 원료 (의사 입자) 의 온도가 70 ℃ 를 초과했을 때, 수증기의 취입에 의해 응축하는 수분량을 고려하여, 공장용수나 열수 혹은 수증기의 응축수 등을 첨가함으로써, 예를 들어, 조립 소결 원료의 목표 수분량 (6 ~ 10 mass%) 보다 0.5 mass% ~ 3.0 mass% 정도 높아지도록, 즉, 6.5 mass% ~ 13 mass% 로 수분 조정하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

또, 취입된 수증기의 열은, 드럼 믹서의 드럼 내면을 개재하지 않고, 배합 원료에 직접 전열시키도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 수증기로부터 소결 배합 원료로의 전열을 평가하는 방법에 대해 이하에 설명한다. 먼저, 실험실에서, 미리 두께 150 mm 이상의 두께로 정치한 소결 배합 원료에 수증기를 1 분간 분사하고, 그 직후에, 그 소결 배합 원료 표면의 온도 분포를 서모그래피로 측정했다. 그리고 수증기를 분사하지 않을 때의 온도 To 와 온도가 가장 높은 개소의 온도 Tmax 의 중간의 온도 (To ＋ Tmax)/2 보다 온도가 높아지는 범위 (중간 온도보다 높은 온도역) 부분의 폭 W₅₀ 을 구하고, 이것을 도 5(a) 에 나타냈다. 또한, 이 측정에 있어서는, 그 소결 배합 원료와 증기 노즐 간의 거리 L 을 변화시켜 행하고, 거리 L 과 폭 W₅₀ 의 관계로서 도 5(b) 에 나타냈다. 여기서, W₅₀ 이란 수증기 분사에 수반하여 상승한 중간의 온도보다 높은 온도로 되어 있는 영역 (범위) 의 폭이다. 즉, 수증기 분사에 의한 승온폭이 최고 온도의 50 % 이상인 범위의 폭이다.

이와 같이 하여, 거리 L 과 폭 W₅₀ 의 관계를 증기 노즐의 종류와 증기 취입 속도별로 준비하고, 실제의 드럼 믹서에서의 조립에 있어서, 증기 노즐의 종류와, 증기 취입 속도와, 소결 배합 원료와 증기 노즐 간의 거리 L 로부터 구해지는 폭 W₅₀ 의, 소결 배합 원료가 존재하는 폭 Wm 에 대한 비율 : W₅₀/Wm 을 수증기로부터 배합 원료로의 직접 전열을 평가하는 지표로서 구했다 (도 5c). 그 결과, 비율 W₅₀/Wm 의 값은 1.2 이하인 것이 바람직하고, 0.8 이하가 보다 바람직하고, 0.6 이하가 더욱 바람직한 것을 알 수 있었다.

W₅₀/Wm ≤ 0.8

단,

W₅₀ : 수증기의 분사에 의한 승온폭이 최고 온도의 50 % 이상이 되는 범위의 폭

Wm : 배합 원료가 존재하는 폭

상기 소결 배합 원료 중의 미분 철광석 (산술 평균 입경 150 ㎛ 이하) 은, 이것이 수분을 포함하면 조립 입자 (의사 입자) 를 용이하게 형성하게 된다. 따라서, 철광석의 입자는 파쇄되지 않는 정도의 힘으로 건조 상태에서 해쇄하고 나서 체로 분류하여 사용하는 것이 바람직하다. 그 미분 철광석 이외의 함철 원료로서는, 산술 평균 입경으로 150 ㎛ 초과 ~ 10000 ㎛ 의 크기의 철광석이나 더스트 등의 부산물, 혹은 사문암 등의 MgO 함유 원료나 규석 등의 SiO₂ 함유 원료 등이 CaO 를 함유하는 각종 부원료 그리고 탄재와 함께 배합된다.

또한, 전술한 바와 같은 조립 처리에 의해 얻어지는 조립 소결 원료 (의사 입자) 의 입경은, 조화 평균 입경으로 0.5 ~ 2 mm 정도의 크기의 것이 바람직하다. 그 이유는, 0.5 mm 이상에서는 소결기에서의 통기가 촉진되고, 2 mm 이하에서는, 소결 시간을 담보할 수 있고, 소성 후의 소결광의 강도를 발현시킬 수 있기 때문이다.

실시예

표 1 은, 본 발명 방법에 적합한 실시예와 종래 방법에 따른 비교예를 대비한 예이다. 이들 예는, 드럼 믹서 내에 수증기를 취입하지 않는 비교예 1 ~ 3 [단, 이 예는 드럼 믹서 장입 전의 배합 소결 원료 : 35 ℃ 에 대해, 바인더로서 첨가 (≤2 mass%) 하고 있는 CaO 가 물과 반응하여 CaOH₂ 를 생성할 때에 발생하는 발열 (＋7.5 ℃ 의 상승 : 각 예 모두 공통) 의 영향에 의해, 조립 소결 원료의 온도는 42 ℃ 전후로 되어 있다] 을 기준으로 하여, 소결기를 모의한 냄비 시험 장치로 소결 시의 통기성 지수나 생산율 등을 비교한 것이다.

또한, 비교예 2, 3 에서는, 소결 배합 원료 중의 미분 철광석의 비율이 증가하여 있고, 미분 비율의 증가에 수반하여, 조립 소결 원료의 조화 평균 입경 및 통기성 지수가 저하하고, 소결기에서의 생산율도 저하하여 있다.

한편, 실시예 1 ~ 4 는, 드럼 믹서 입측에서의 소결 배합 원료의 온도를 35 ℃ 로 하고, 조립 소결 원료의 온도 상승이 10 ℃ 이상인 55.7 ℃ ~ 69.8 ℃ 가 되어 있고, 그 때문에, 통기성 지수나 생산율의 점에서 현저한 효과가 나타나고 있다. 또한, 실시예 2 및 3 에서는, 소결 원료 중의 미분의 비율이 15 mass% ~ 20 mass% 이며, 동일한 미분 비율로 증기를 첨가하고 있지 않은 조건과 비교한 경우의 생산율의 개선 효과가 비교예에 비해 커져 있다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 미분 비율이 10 mass% 이하에서는, 드럼 믹서에서의 증기 첨가의 조건에 대한 생산율의 개선 효과는, 4 % 전후에 머무르고 있는데 대해, 미분 비율이 15 mass% 이상인 것에서는, 6 % 이상으로 커져 있다. 이것은, 미분 비율이 높을수록, 소결기 상에서 수분의 재응집에 수반하여 형성되는 습윤대에 있어서의 조립 입자가 붕괴해 버리는 비율이 높기 때문이다. 이것에 대해, 본 발명 방법을 적용함으로써, 수분의 재응집이 일어나기 어려워져, 습윤대의 형성이 억제되는 결과, 조립 입자의 붕괴를 억제할 수 있기 때문이라고 생각된다. 따라서, 소결 배합 원료 중의 미분의 비율이 15 mass% 이상인 경우에, 본 발명 방법을 적용함으로써, 보다 현저한 효과가 얻어지는 것이 확인되었다.

또, 실시예 1 ~ 4 는, W₅₀/Wm 이 1.2 인 조건으로 증기를 취입한 예이다. 한편, 실시예 5 는, 기본적으로 실시예 4 와 동일한 조건하에서, W₅₀/Wm 을 0.8 로 변화시킨 예이다. 그 결과, 실시예 4 보다 10 % 적은 수증기 취입량 (18.1 kg/t-s) 으로, 실시예 4 와 동등의 가열 효과와 소결기에서의 생산율 향상 효과가 얻어졌다. 실시예 6 으로서, 기본적으로 실시예 4 와 동일한 조건하에서 하기 비율 W₅₀/Wm 을 0.6 으로 변화시켰다. 그 결과, 실시예 4 에 대해 20 % 적은 수증기 취입량으로도, 실시예 4 와 동등의 가열 효과와 소결기에서의 생산율 상승 효과가 얻어졌다.

산업상 이용가능성

본 발명에 관련된 전술한 기술은, 수증기를 사용하여 소결 배합 원료를 가열하는 예로 설명했지만, 가열용 증기에 대해서는 다른 것의 이용도 가능하다.

1 : 드럼 믹서
2 : 조립 소결 원료
3 : 소결기 팔레트

Claims (6)

1. 소결기의 원료 급광부로부터 순환 이동하는 팔레트 상에, 적어도 철광석, 탄재, 부원료를 포함하는 소결 배합 원료를 조립하여 이루어지는 조립 소결 원료를 장입하여 장입층을 형성하고, 그 후, 점화로를 사용하여 상기 장입층의 탄재에 점화하는 한편, 팔레트 하방의 윈드 박스에서 상기 장입층 상의 가스를 흡인하여 그 장입층 중에 도입함으로써, 상기 탄재를 연소시켜 소결광을 제조하는 방법에 있어서,
   상기 팔레트 상에 장입하는 조립 소결 원료로서, 입경 150 ㎛ 이하의 미분 철광석을 10 mass% 이상 포함하는 상기 소결 배합 원료를 조립기로 조립할 때에, 그 조립기 내에 수증기를 취입함으로써, 그 소결 배합 원료의 당해 조립기 내에의 장입 전의 당초 온도보다 10 ℃ 이상 높은 온도로 가열함과 함께 조습한 조립 소결 원료를 사용하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조립 소결 원료는, 45 ℃ 이상 70 ℃ 미만의 온도로 가열된 것인 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 조립 소결 원료는, 6 ~ 10 mass% 의 목표 수분량으로 조습하는 것을 특징으로 하는, 소결광의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   조립 후의 온도가 70 ℃ 를 초과하는 상기 조립 소결 원료는, 그 조립 소결 원료의 수분량이 70 ℃ 이하에서의 목표 수분량보다, 0.5 mass% ~ 3.0 mass% 높은 것으로 하는 것을 특징으로 하는, 소결광의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립기에서의 수증기 취입 시에는, 그 수증기를 하기 비율이 되도록 상기 소결 배합 원료를 향하여 직접 분사하는 것을 특징으로 하는, 소결광의 제조 방법.
   W₅₀/Wm ≤ 0.8
   단,
   W₅₀ : 수증기에 의한 승온폭이 최고 온도의 50 % 이상이 되는 범위의 폭
   Wm : 배합 원료가 존재하는 폭
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 조립기에서의 수증기 취입 시에는, 그 수증기를 하기 비율이 되도록 상기 소결 배합 원료를 향하여 직접 분사하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
   W₅₀/Wm ≤ 0.6
   단,
   W₅₀ : 수증기의 분사에 의한 승온폭이 최고 온도의 50 % 이상이 되는 범위의 폭
   Wm : 배합 원료가 존재하는 폭

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