KR20210079990A - 소결광 제조방법 - Google Patents

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KR20210079990A
KR20210079990A KR1020190172305A KR20190172305A KR20210079990A KR 20210079990 A KR20210079990 A KR 20210079990A KR 1020190172305 A KR1020190172305 A KR 1020190172305A KR 20190172305 A KR20190172305 A KR 20190172305A KR 20210079990 A KR20210079990 A KR 20210079990A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은, 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계; 소결 배합 원료 및 5 내지 15 중량%의 미분광석 브리켓을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 혼합물을 소결하는 단계;를 포함한다.

Description

소결광 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SINTERED ORE}
본 발명은 소결광 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 미분광석 브리켓을 이용하여 소결 생산성 및 환원성이 개선된 소결광 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 드와이트-로이드(Dwight Lloyd; DL)식 소결 공정에서의 소결광 제조는 하기와 같다. 분철광석, 부원료, 및 원료(분코크스, 무연탄) 등을 드럼믹서에 넣고, 혼합 및 조습을 행하여, 소결 배합 원료를 의사 입자화시킨다. 이때의 원료 중량비는 약 7 내지 8중량% 정도이다. 의사 입자화시킨 소결 배합 원료를 소결기 대차상에 일정 높이로 장입하고, 점화로에 의해 표면 점화 후 하방으로부터 공기를 강제 흡인한다. 그러면서 소결 배합 원료의 소성이 진행되고, 소결광이 제조된다. 소결이 완료된 소결광은 배광부의 파쇄기(crusher)를 거쳐 냉각기(cooler)에서 냉각되고, 고로 내 장입 및 반응에 용이한 입도인 약 5 내지 50mm로 분급되어 고로로 이송된다.
철 함량이 높고 입도가 양호한 양질의 고품위 철광석이 감소함에 따라, 최근 소결 공정에서 사용되는 소결용 분철광석(sinter feed)은 저급화와 미분화가 진행되고 있다. 따라서 최근의 소결 공정에서는 미분 비율(약 0.15mm 이하)이 높은 철광석 사용량이 점진적으로 증가하고 있다. 일반적으로 미분 비율이 높은 철광석을 소결 원료로 사용할 경우에는 소결층 통기성을 크게 악화시켜 생산성과 품질을 저하시키므로, 별도의 사전 처리 또는 조립성 개선이 필수적이다.
소결 원료 사전 처리 방법의 하나로, 팬 펠렛타이저(Pan Pelletizer)를 이용한 방법이 있다. 팬 펠렛타이저를 이용하여 펠렛 피드를 함유한 미분 원료의 조립도를 향상시킨 후, 소결 베드 내에 장입하는 방법이다. 소결층 통기성 향상을 통해 소결 생산성 및 품질을 향상하는 방법이다.
한편, 소결 공정에서는, 소결 반응을 효율적으로 진행시키고 양호한 품질의 소결광을 제조하기 위해서, 적정량의 공기가 층 내에 흐를 수 있도록 통기성을 확보하는 것이 중요하다. 소결 생산성은 소결층 내 통기성에 크게 영향을 받기 때문이다.
소결 과정에서 의사 입자의 입도 분포 외에, 의사 입자의 강도도 소결층의 통기성에 크게 영향을 미친다. 의사 입자는 수송, 장입, 그리고 소성 과정에서 받게 되는 기계적, 열적 충격에 견딜 수 있는 강도를 갖는 것이 바람직하다. 통기성이 양호하면 소결광의 생산성이나 품질에 대한 조정이 용이해지므로, 조립 공정에서는 입도 등의 원료 성상의 변화에도 불구하고 일정한 통기성을 확보할 수 있는 강도를 가진 의사 입자를 만드는 것이 중요하다.
또한, 소결 베드 내 소결광의 강도 및 환원성은 일반적으로 하층부로 갈수록 소결 온도가 높아진다. 소결 온도가 높아짐에 따라 소결광 강도는 증가하나, 난환원성 마그네타이트 증가 및 기공 감소로 인하여 피환원성이 저하되는 경향을 나타낸다.
본 발명은 소결광 제조방법을 제공한다. 보다 구체적으로, 미분광석 브리켓을 이용하여 소결 생산성 및 환원성이 개선된 소결광 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은, 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계; 소결 배합 원료 및 5 내지 15 중량%의 미분광석 브리켓을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 혼합물을 소결하는 단계;를 포함한다.
소결 배합 원료 및 상기 미분광석 브리켓 5 내지 15 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계에서, 미분광석 브리켓의 함량은 7 내지 13 중량%일 수 있다.
철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서, 철 함유 원료의 입경은 3mm 이하일 수 있다.
철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서, 석회 슬러지의 함량은 1 내지 5 중량%일 수 있다.
철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서, 미분광석 브리켓은 무바인더형일 수 있다.
철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서, 미분광석 브리켓은 체적이 0.2 내지 1 cm3일 수 있다.
철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서, 미분광석 브리켓은 아몬드 형태일 수 있다.
소결 배합 원료 및 5 내지 15 중량%의 미분광석 브리켓을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계에서, 소결 배합 원료는 철광석, 생석회, 분석회석, 규사, 반광, 분코크스, 무연탄, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계는, 미분광석 브리켓 제조 시 더블 롤 프레스 성형 장치로 가압하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
혼합물을 소결하는 단계는, 혼합물을 소결 원료층 하부에 장입한 후 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은, 소결 생산성 및 환원성 등의 품질을 개선시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 사용된 더블 롤 프레스 성형 장치의 개략도 및 제조된 미분광석 브리켓의 형상이다.
도 2은 본 발명의 비교예에 사용된 소결 배합 원료 처리 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 사용된 소결광 제조 개략도이다.
본 명세서에서, 제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.
본 명세서에서, 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.
본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법은, 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계; 소결 배합 원료 및 5 내지 15 중량%의 미분광석 브리켓을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 혼합물을 소결하는 단계;를 포함한다.
하기에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 소결광 제조방법에 대하여 단계별로 설명한다.
먼저, 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조한다.
철 함유 원료는 소결 공정에서 사용되는 소결용 분철광석(sinter feed)일 수 있다. 최근에는 철 함량이 높고 입도가 양호한 양질의 고품위 철광석이 감소함에 따라, 소결용 원료로 사용되는 분철광석의 저급화와 미분화가 진행되고 있다. 따라서, 미분화가 진행된 소결용 분철광석인 철 함유 원료를 사용할 수 있다.
이러한 철 함유 원료는 입경이 3mm 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 철 함유 원료를 입경 3mm 이하로 입도 분급하여 얻을 수 있다.
석회 슬러지의 함량은 1 내지 5 중량%일 수 있다. 보다 구체적으로 석회 슬러지는 1 내지 3 중량% 일 수 있고, 더욱 구체적으로 1 내지 2 중량%일 수 있다. 석회 슬러지를 너무 적게 첨가하면 소성 후 강도가 취약하여 소결광 강도가 저하하는 단점이 있고, 반대로 너무 많이 첨가하면 소성 후 브리켓내에 저융점 슬래그의 생성이 과다하여 용융되는 단점이 있다.
수분의 함량은 5 내지 7 중량% 이다. 보다 구체적으로 5 내지 6 중량%일 수 있다. 수분을 너무 적게 첨가하면 광석 입자간 결합력의 부족으로 인해 쉽게 붕괴되는 단점이 있고, 반대로 너무 많이 첨가하면 성형 시 프레스 롤에 부착물 형성이 많아져서 성형 불량이 발생되는 단점이 있다.
이 단계에서는 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 수분을 혼합하게 되는데, 이때 제조되는 미분광석 브리켓의 조성이 균일하도록 혼합할 수 있다.
이 단계에서 제조되는 미분광석 브리켓은 무바인더(Binderless)형일 수 있다. 무바인더형이어서 제조비용 측면에서 경제적인 장점이 있다. 또한, 미분광석 브리켓은 체적이 0.2 내지 1 cm3일 수 있으며, 보다 구체적으로 0.2 내지 0.5 cm3일 수 있다. 또한, 미분광석 브리켓의 형태는 아몬드 형태일 수 있다.
그 후, 제조된 미분광석 브리켓을 가압 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다. 가압 성형을 통하여 브리켓팅을 진행하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 가압 성형은 더블 롤 프레스 성형 장치로 수행하는 것일 수 있다.
제조된 미분광석 브리켓 가압 성형 시의 성형 압력은 5 내지 20 kN/cm 일 수 있다.
그 후, 소결 배합 원료 및 5 내지 15 중량%의 미분광석 브리켓을 혼합하여 혼합물을 제조한다.
혼합물에서의 미분광석 브리켓의 함량은 7 내지 13 중량%일 수 있다. 미분광석 브리켓의 함량이 너무 적으면 혼합물 소결 시의 소결 시간이 너무 길어, 소결 생산성이 좋지 않은 단점이 있다. 반대로 미분광석 브리켓의 함량이 너무 많으면 소결속도가 과도하게 증가하여 융액생성 시간이 단축되어 소결광 강도가 저하되는 단점이 있다. 또한 미분광석 브리켓의 함량이 너무 적거나 많으면 소결광 RI가 낮은 단점이 있다.
소결 배합 원료는 철광석, 생석회, 분석회석, 규사, 반광, 분코크스, 무연탄, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
그 후, 혼합물을 소결하여 소결광을 제조한다.
이 단계는 혼합물을 소결 원료층 하부에 장입한 후 수행되는 것일 수 있다. 혼합물을 소결 원료층 하부에 장입하고, 하부의 소성 열량을 이용하여 소결하는 것일 수 있다.
이 단계에서는 드와이트-로이드(Dwight Lloyd; DL)식 소결기를 사용할 수 있다.
이 단계에서 제조되는 소결광은 제철용 고로 장입 원료로 사용될 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 그러나 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 미분광석 브리켓의 제조
먼저, 소결광 제조에 사용될 미분광석 브리켓을 제조하였다.
미분광석 브리켓 제조를 위한 재료인, 철광석 및 석회슬러지의 화학 성분 및 입도를 하기 표 1에 나타내었다. 광석 1 및 광석 2는 적철광계 광석으로서 철 함량이 약 65 내지 67 중량%, 맥석 성분으로 Al2O3 함량이 약 0.7 내지 1.32 중량%, SiO2 함량이 약 1.4 내지 3.3 중량%를 나타낸다. 광석 3은 갈철광 함유 광석으로 철 함량이 약 61 중량%, 맥석 성분으로 Al2O3 함량이 약 2.3 중량%, SiO2 함량이 약 4.8 중량%를 나타낸다. 또한, 석회슬러지는 석회 소성 공장의 석회석 수세(washing) 과정에서 발생되는 부산물로서, CaO 함량이 약 50 중량% 수준이며, 주로 입도가 극히 미세한 석회석 입자들로 구성된다.
구분 화학 성분 (중량%) 입도(mm)
Total Fe FeO SiO2 Al2O3 CaO MgO
광석 1 65.59 - 1.48 1.32 0.04 0.04 3 이하
광석 2 65.60 0.47 3.24 0.70 0.02 0.05 3 이하
광석 3 60.95 0.07 4.78 2.28 0.04 0.15 3 이하
석회슬러지 0.84 0.18 2.53 1.30 49.95 1.97 1 이하
도 1에는 본 발명의 실시예에 사용된 더블 롤 프레스 성형 장치의 개략도 및 제조된 미분광석 브리켓의 형상을 나타내었다. 더블 롤 프레스 성형장치는 크게 원료 호퍼(11), 스크류 피더(13), 더블 롤 프레스(14)로 구성되며, 미분 철광석 브리켓(15) 제조 시 성형 압력은 선압 기준으로 10kN/cm 수준을 유지하였다.
극미분광석 브리켓을 제조하기 위하여 상기 표 1의 미분광석 98 중량%와 석회슬러지 2 중량%를 균일하게 혼합하고, 수분 5 내지 7 중량%를 첨가하여, 더블 롤 프레스 성형 장치에서 크기 13x9x6 mm, 체적 0.5 cm3, 아몬드 형태의 무바인더형(Binderless) 미분광석 브리켓을 제조하였다. 이때, 미분광석은 광석 1이 35 중량%, 광석 2가 35 중량%, 및 광석 3이 30 중량%로 구성된다.
이와 같이 제조된 미분광석 브리켓의 압괴 강도는 제조 직후 습윤 상태에서는 약 3 내지 5 kgf 수준을 나타내었다. 이와 같은 압괴 강도는 통상의 배합 원료 의사 입자의 강도가 약 0.5 kgf 이하 수준인 것에 비하면 매우 높은 입자 강도를 나타낸다. 또한, 첨가제로 사용된 석회슬러지는 1200℃ 이상의 고온에서의 소결 과정 중 칼슘페라이트 및 칼슘실리케이트계 저융점 용액을 생성하여 철광석 입자간 결합력을 향상시키는 역할을 하였다.
2. 소결광의 제조
제조된 무바인더형 미분광석 브리켓 입자를 소결 배합 원료 중 총 원료 기준으로 5 내지 10 중량%로 소결 원료층 하부에 장입하고, 하부의 소성 열량을 이용하여 소결함으로써 소결 생산성 및 품질(환원성)의 개선이 가능한 소결광 제조방법에 대하여 기술한다.
본 발명의 실시예에서 사용된 철광석의 화학 성분 및 입도를 하기 표 2에 나타내었다. 철광석 A 및 철광석 B는 적철광계 광석으로 철 함량이 약 62 내지 66 중량%를 나타내며, 미분 비율, 즉 입도가 0.15mm 이하인 분철광석의 비율은 약 24 내지 51 중량%를 나타낸다. 철광석 C 및 철광석 D는 갈철광계 광석으로 철 함량이 약 57 내지 59 중량%를 나타내며, 미분 비율, 즉 입도가 0.15mm 이하인 분철광석의 비율은 약 4 내지 9 중량% 이다. 철광석 E 및 철광석 F는 적철광과 갈철광이 혼합되어 있는 마라맘바계 광석으로 철 함량이 약 60 내지 61 중량%를 나타내며, 미분 비율, 즉 입도가 0.15mm 이하인 분철광석의 비율은 약 9 내지 24 중량%이다.
철광석 화학 성분 (중량%) 입도
Total Fe FeO SiO2 Al2O3 CaO MgO 평균입경(mm) 0.15mm 이하의 비율
(중량%)
A 62.92 0.96 7.29 0.72 0.13 0.09 2.09 50.7
B 65.59 0.01 3.94 0.82 0.05 0.01 2.07 24.4
C 58.47 0.29 4.34 1.52 0.13 0.14 2.96 9.3
D 56.90 0.07 6.34 1.61 0.15 0.14 3.27 4.5
E 60.95 0.07 4.78 2.28 0.04 0.07 1.85 24.4
F 60.7 0.47 3.24 0.70 0.25 0.15 2.29 8.9
본 발명의 실시예에 사용된 소결 배합 원료의 조건을 하기 표 3에 나타내었다. 이는 실제의 소결 공정 배합 원료 조건과 유사하도록 하였다. 제조한 미분광석 브리켓의 배합비는 소결 배합 원료 중 0 내지 15 중량%로 하였으며, 철광석을 제외한 부원료, 소결반광, 및 연료(분코크스, 무연탄)의 배합비는 비교예, 실시예 모두 조건을 동일하게 하였다. 또한, 소결 배합 원료의 염기도는 1.82 수준, 소결광 중 슬래그(Slag)량(CaO+SiO2+MgO+Al2O3의 합)은 19.0 중량%로 비교예, 실시예 모두 조건을 동일하게 하였다. 여기서, 슬래그(Slag)량(중량%)은 CaO+SiO2+MgO+Al2O3 의 합을 의미한다.
구 분 비교예 실시예1 실시예2 실시예3 입도(mm)
철광석
(중량%)		 A 3.7 3.7 3.7 3.7 8 이하
B 7.0 5.3 3.5 1.9 8 이하
C 11.0 10.5 10.1 9.2 8 이하
D 21.0 20.0 19.1 18.4 8 이하
E 7.0 5.3 3.5 1.8 8 이하
F 11.5 11.5 11.5 11.5 8 이하
미분광석 브리켓 0 5 10 15 1 이하
부원료
(중량%)		 생석회
분석회석
규사		 1.5
11.0
0.3		 1.5
10.9
0.3		 1.5
10.8
0.3		 1.5
10.7
0.3		 1 이하
4 이하
1 이하
반광 (중량%) 21.7 21.7 21.7 21.7 5 이하
분코크스 (중량%) 2.15 2.15 2.15 2.15 3 이하
무연탄 (중량%) 2.15 2.15 2.15 2.15 3 이하
합계(중량%) 100.0 100.0 100.0 100.0 　
목표
조성		 Total Fe(중량%)
CaO(중량%)
SiO2(중량%)
MgO(중량%)
Al2O3(중량%)
Slag량(중량%)
염기도(CaO/SiO2)		 57.2
10.6
5.8
0.7
1.9
19.0
1.82		 　
도 2에는 종래의 소결 배합 원료 처리 개략도를 나타내었다. 종래의 방법에서는 철광석, 부원료, 반광, 및 연료(분코크스와 무연탄) 등으로 구성되는 소결 배합 원료를 드럼믹서에서 수분 첨가와 함께 조립(21, 22)을 하여 의사 입자를 제조하고, 소결 시험 장치(23)에 장입하여 소결하는 과정을 거친다. 이는 본 발명의 비교예의 소결 배합 원료 처리 개략도로 볼 수 있다. 본 발명의 비교예에서는 브리켓을 배합하지 않기 때문이다.
그러나, 본 발명의 실시예에서는 도 3에서 나타낸 바와 같이, 입도 3mm 이하의 미분광석과 석회 슬러지를 함께 고속교반믹서(33)에서 균일하게 혼합한 후 더블 롤 프레스 성형 장치(34)에서 성형하여 무바인더(Binderless)형 미분광석 브리켓(35)을 제조하는 새로운 공정을 추가하여 소결 생산성과 품질을 향상시키는 방안을 모색하였다. 즉, 1.에서 제조된 미분광석 브리켓(35)을, 종래의 소결 배합 원료를 1차 드럼믹서(31)에서 1차 조립된 의사 입자와 함께 2차 드럼믹서(32)에서 균일하게 혼합하고, 소결 원료층 하부(바닥면으로부터 높이 350m 이하 영역)에 장입한 후 소결을 실시하였다.
본 발명의 실시예에서는 무바인더(Binderless)형 미분광석 브리켓을 배합한 소결 배합 원료를 소결 포트(직경 330mm, 높이 700mm)에 장입하였으며, 장입 완료 후 1100℃로 예열된 점화로를 포트 상부로 이동시켜 1분동안 점화한 후 부압을 1,700mmAq로 일정하게 유지하여 소결을 진행하였다. 제조된 소결광의 생산성, 회전강도, 소결광 RI는 하기 식 1 내지 식 3에 의해 구하였으며, 소결 시간은 배가스가 최고 온도에 도달하는 시간을 기준으로 정하였다. 즉, 소결 포트 시험기를 이용하여 실험실적 테스트를 진행하였다.
[식 1]
소결생산성(ton/day*m2) = {제조된 전체 소결광 중 입도 5mm 이상인 소결광의 중량(ton)} / {소결 화상면적(m2)*소결시간(day)}
[식 2]
회전강도(%) = {Tumbler 200회 회전 후 입도 6.3mm 이상인 소결광의 중량(kg)}/{제조된 전체 소결광 중 입도 10mm 이상인 소결광의 중량(15kg)}*100
[식 3]
소결광 RI(%) = {900℃에서 3시간 환원 후 소결광의 중량 감소량(g)}/{소결광 중량(500g, 15-20mm)}*100
본 발명의 비교예 및 실시예에 의한 소결 포트 시험 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 본 발명의 실시예에 의한 미분광석 브리켓 5 내지 15 중량% 배합에 있어서, 실시예 1 내지 실시예 3에 나타낸 바와 같이, 비교예에 의하여 배합 원료 의사 입자의 평균 입경이 현저히 증가하였고, 소결층 통기성 향상으로 소결 시간은 현저히 감소하였다.
본 발명의 실시예에 의한 미분광석 브리켓 배합의 경우, 비교예에 비하여 소결 시간 단축으로 소결 생산성이 현저하게 증가하였다. 소결광 품질 측면에서는 소결 속도 증가로 인해 소결광 강도는 소폭 저하되나, 소결광 RI는 향상되었다. 이는 소결 과정 중 소결층 하부에서의 통기성 향상에 따른 소결 속도 증가에 의해 난환원성 마그네타이트의 생성이 감소하기 때문이다. 미분광석 브리켓 15% 이상의 조건에서는 소결층내 통기성이 증가하면서 소결속도가 현저히 증가함에 따라 소결 융액 생성 시간이 단축되어 소결광 강도가 저하하였다. 즉, 소결생산성 및 품질(환원성)에 있어서 미분광석 브리켓의 적정 배합비율은 약 10중량% 수준이다.
이와 같이 본 발명에서 제시한 미분광석 브리켓을 소결 배합 원료에 배합하여 소결광 제조 시 소결 생산성 및 소결광 품질(환원성)의 개선이 가능하다.
구 분 비교예 실시예1 실시예2 실시예3
미분광석 브리켓
(중량%)		 0 5 10 15
의사 입자 평균입경(mm) 4.1 4.6 5.0 5.3
소결시간
(min.)		 35.6 33.7 31.8 30.9
소결생산성(ton/day.m2) 28.1 32.5 34.0 33.9
소결광 강도
(%)		 72.3 72.6 70.5 68.8
소결광 RI(%) 74.1 77.3 75.2 74.8
본 발명은 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.
11: 원료 호퍼 12: 미분광석
13: 스크류 피더 14: 더블 롤 프레스
15: 미분광석 브리켓 21: 1차 드럼믹서
22: 2차 드럼믹서 23: 소결 시험 장치
31: 1차 드럼믹서 32: 2차 드럼믹서
33: 고속교반믹서 34: 더블 롤 프레스
35: 미분광석 브리켓 36: 소결 시험 장치

Claims (10)

  1. 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계;
    소결 배합 원료 및 5 내지 15 중량%의 상기 미분광석 브리켓을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합물을 소결하는 단계;
    를 포함하는 소결광 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소결 배합 원료 및 상기 미분광석 브리켓 5 내지 15 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계에서,
    상기 미분광석 브리켓의 함량은 7 내지 13 중량%인 것인 소결광 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서,
    상기 철 함유 원료의 입경은 3mm 이하인 것인 소결광 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서,
    상기 석회 슬러지의 함량은 1 내지 5 중량%인 것인 소결광 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서,
    상기 미분광석 브리켓은 무바인더형인 소결광 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서,
    상기 미분광석 브리켓은 체적이 0.2 내지 1 cm3인 것인 소결광 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계에서,
    상기 미분광석 브리켓은 아몬드 형태인 것인 소결광 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소결 배합 원료 및 5 내지 15 중량%의 상기 미분광석 브리켓을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계에서,
    상기 소결 배합 원료는 철광석, 생석회, 분석회석, 규사, 반광, 분코크스, 무연탄, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 소결광 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 철 함유 원료, 석회 슬러지, 및 5 내지 7 중량%의 수분을 혼합하여 미분광석 브리켓을 제조하는 단계는,
    상기 미분광석 브리켓 제조 시 더블 롤 프레스 성형 장치로 가압하는 단계;
    를 더 포함하는 소결광 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 혼합물을 소결하는 단계는,
    상기 혼합물을 소결 원료층 하부에 장입한 후 수행되는 것인 소결광 제조방법.
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