KR20220149784A - 소결광의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

조립기에 의해 수분을 소결 배합 원료 중에 효율적으로 분산시키고, 더 나아가서는 소결용 조립 원료에 의해서 형성되는 소결기 팰릿상의 소결 원료 장입층의 통기성을 향상시키는 것에 의해 소결광의 생산성을 향상시키기 위해, 복수 종류의 브랜드로 이루어지는 철광 석분을 포함하는 소결 배합 원료를 조립기에 의해 조립하고, 얻어진 소결용 조립 원료를 소결기에 의해 소성하는 것에 의해 소결광을 얻는 소결광의 제조 방법에 있어서, 조립시에 첨가하는 수분으로서 그 80mass%이상이 120㎛이상 2000㎛이하의 평균 액적 직경으로 공급한다.

Description

소결광의 제조 방법

본 발명은 고로용 원료인 소결광의 제조 방법, 특히 소결 배합 원료의 조립시에 이용되는 수분의 액적 직경에 주목하여 제조된 소결용 조립 원료를 이용하여 소결광의 제조를 실행하는 것으로 한 점에 특징을 갖는 소결광의 제조 방법에 관한 것이다.

소결광은 통상, 하기의 공정을 거쳐 제조된다. 우선, 복수 종류의 브랜드로 이루어지는 가루 철광석(예를 들면, -10㎜ 정도의 소결 피드라고 불리고 있는 것)에, 석회석이나 규석, 사문암 등의 부원료 가루와, 더스트, 스케일, 반광 등의 잡원료 가루와, 가루 코크스 등의 고체 연료를 적당량씩 배합하여 소결 배합 원료를 조정한다. 다음에, 얻어진 소결 배합 원료에 필요한 양의 수분을 첨가하고, 수분 첨가 후의 해당 소결 배합 원료를 드럼 믹서 등의 조립기를 사용하여 혼합-조립하는 것에 의해 소결용 조립 원료로 한다. 그 후, 얻어진 소결용 조립 원료를 소결기에 장입하여 소성하는 것에 의해서 소결광을 제조하고 있다.

일반적으로, 상기 소결 배합 원료는 각각 소정량의 수분을 포함하고 있기 때문에 이들을 조립하면 서로 응집하여 의사 입자화된다. 그리고, 의사 입자화되어 얻어진 소결용 조립 원료는 소결기의 팰릿상에 장입되었을 때에 형성되는 소결 원료 장입층의 양호한 환기를 확보하는데 기여하며, 소결 반응을 원활하게 진행함에 있어서 유효하다.

상술한 소결광의 제조 방법에 있어서, 상기 소결 배합 원료의 조립시에 수분을 첨가할 때, 그 첨가량이 충분하지 않고 또 불균일하게 실행되면, 입경이 작은 미분만이 응집되어 강도가 낮은 조대 입자를 형성하거나, 입경이 작은 입자인 채로 남아, 상기 소결 원료 장입층내에서의 통기성을 저하시키는 원인으로 된다. 이러한 배경하에서, 종래, 소결 배합 원료에의 조립시에 있어서의 물 첨가의 방법에 주목한 연구가 실행되어 왔다.

예를 들면, 특허문헌 1에서는 조립기내에서의 소결 배합 원료면의 갱신에 따른 살수 유량이나 분무각, 살수 거리 등을 규정하는 동시에, 첨가수의 액적 직경의 상한을 규정하는 것에 의해서, 조대 입자의 생성을 방지하는 동시에, 미분만으로 조립된 응집 입자 등의 생성을 억제하는 것으로 하고 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 제2016-172903호

비특허문헌 1: 가와하라 등, "위상 도플러법을 이용한 분무 입자 직경 및 속도의 동시 계측" 일본 유체 역학회, "흐름" vol27(2008), pp.303

그러나, 특허문헌 1에서 제안하고 있는 기술의 경우, 입자 직경이 큰 조대 입자의 생성은 억제할 수 있지만, 입자 직경이 작은 미소 입자의 생성까지는 억제할 수 없기 때문에, 소결 원료 장입층의 통기성이 저하한다는 과제가 있었다. 그 결과, 입자 직경이 과소한 미소 입자가 많이 생성되고, 소결 원료 장입층, 더 나아가서는 소결층내에서의 통기성의 저하를 초래하여 소결광의 생산율이 저하하거나, 소결광 강도의 저하를 초래하는 동시에 성품 수율의 저하를 초래하고, 더 나아가서는 소결광을 사용하는 고로내에서의 통기성의 저하로 이어진다는 문제점이 있었다.

그래서, 발명자들은 조대 입자나 미소 입자의 생성에 주목하는 것이 아닌, 소결 원료 장입층 중의 통기성을 개선하기 위한, 조립시에 첨가하는 수분의 최적 액적 직경 범위를 설정함으로써 바람직한 소결용 조립 원료를 얻는 것에 의해, 더 나아가서는 소결광의 생산성의 향상 등을 도모할 수 있는 방법에 대해 예의 연구하였다.

본 발명의 목적은 소결 배합 원료 중에 첨가하는 수분, 즉 물에 주목하고, 그 수분의 평균 액적 직경을 최적 범위내로 조정함으로써, 조립기에 있어서 수분을 소결 배합 원료 중에 효율적으로 분산시키고, 더 나아가서는 바람직한 소결용 조립 원료를 얻는 것에 의해서, 소결기 팰릿상에서의 소결 원료 장입층의 통기성을 향상시켜 소결광의 생산성의 향상이나 강도의 개선을 도모하는 방법을 제안하는 것에 있다.

종래 기술이 안고 있는 전술한 과제를 극복하고, 상기 목적을 실현하기 위해 개발한 본 발명 방법은 복수 종류의 브랜드로 이루어지는 철광 석분을 포함하는 소결 배합 원료를 조립기에 의해 조립하고, 얻어진 소결용 조립 원료를 소결기에 의해 소성하는 것에 의해 소결광을 얻는 소결광의 제조 방법에 있어서, 소결 배합 원료의 조립시에 첨가하는 수분의 80mass%이상이 120㎛이상 2000㎛이하의 평균 액적 직경으로 공급되는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법이다.

상술한 구성에 관한 본 발명에 대해서는 또한 다음과 같은 방법, 즉,

1. 상기 수분은 입경 15㎛이하의 미립자를 상기 소결 배합 원료에 대해 0.5mass%이상 12mass%이하 포함하는 것,

2. 상기 수분은 560㎛이상 1570㎛이하의 평균 액적 직경인 것,

3. 상기 수분은 800㎛이상 1570㎛이하의 평균 액적 직경인 것,

4. 상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 0%∼70%의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것,

5. 상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 15%∼70%의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것,

6. 상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 20%∼50%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것,

7. 상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 20%∼75%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것,

8. 상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 30%∼60%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것,

9. 상기 수분의 공급에 있어서는 물 분무 노즐의 분무 방향의 중심은 조립기의 회전축에 수직인 단면에 있어서, 연직 아래 방향을 0도로 한 경우, 드럼 회전 방향으로 45도 이상 90도 이하의 범위의 소결 배합 원료를 지향하고 있는 것,

10. 상기 소결 배합 원료를 조립기내에 장입하기 전의 수분 함유량은 5mass%이하인 것,

11. 상기 평균 액적 직경은 액적 체적의 산술 평균을 주는 액적 직경 또는 사우터 평균 직경이고, 상기 수분은 80mass%이상의 액적의 직경이 해당 평균 액적 직경의 0.1∼3배의 범위인 것

으로 한 경우에, 더욱 바람직한 해결 수단을 제공할 수 있는 것으로 생각된다.

상술한 구성에 관한 본 발명 방법에 따르면, 소결 배합 원료의 조립기에 의한 조립에 있어서, 미소 입자의 생성 억제에 크게 기여하는 동시에, 소결용 조립 원료 자체의 통기성 뿐만 아니라 소결기 팰릿상에서의 원료 장입층의 통기성의 개선을 초래하고, 그 결과로서 소결광의 생산성의 향상이나 소결광 강도의 개선 뿐만 아니라, 고로내의 통기성의 향상을 초래한다.

도 1은 통기성 측정 시험 설비의 개요를 나타내는 개략선도이다.
도 2는 철광석 입자간의 부착력(σ)의 설명도이다.
도 3은 실시예에 있어서의 통기성 지수(JPU)와 액적 직경의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시예에 있어서의 입도 분포의 확대(Isp)의 모양을 나타내는 도면이다.
도 5는 드럼 믹서내의 소결 배합 원료 퇴적 경사면의 분무수의 분사 방향의 설명도이다.

발명자들은 소결용 조립 원료를 조립할 때에 이용하는 수분에 대해, 특히 그 물의 액적 직경을 변화시키고, 그러한 물의 액적 직경과 조립한 소결 조립 원료의 통기성의 관계에 대해 검토하였다. 또한, 조립기내로의 수분의 첨가에 있어서, 첨가하는 물의 액적 직경에 대해서는 일반적으로 그 물 분무 노즐이 갖는 액적 직경(소정 압력에서의 메이커 표시에 관한 액적 직경)이 있지만, 조립기에 따라 미리 실측해 두는 것이 바람직하다.

상기 액적 직경의 측정에 있어서는 고속도 카메라를 이용하고, 상당수(예를 들면 100개 이상)의 액적의 화상 해석을 실행하고, 그 산술 평균 직경을 산출하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 이 액적 직경의 측정에 대해서는 예를 들면 비특허문헌 1에 기재된 방법이나 시판중인 레이저 도플러 측정기로 자동적으로 집계 산출해도 좋으며, 또 사용하는 액 및 분무 조건으로부터 계산하여 구해도 좋다.

실제의 물 분무에 있어서는 평균 액적 직경×50%∼평균 액적 직경×200%의 범위내에 80mass% 정도가 들어가지만, 분무 노즐 출구 주변에 고인 후에 낙하하는 조대한 액적 등은 평균 액적 직경×50%∼평균 액적 직경×200%의 범위내에 들어가지 않는 것을 알 수 있었다. 단, 이러한 평균 액적 직경×50%∼평균 액적 직경×200%의 범위내에 들어가지 않는 액적이 발생해도, 발명자들의 연구에 따르면, 그 비율이 20mass%미만이면, 조립 작용에의 영향은 적은 것도 알 수 있었다. 따라서, 본 발명에 있어서, 조립시에 첨가하는 물의 크기로서는 80mass%이상이 소정의 액적 직경의 것으로 하는 것이 필요하다.

또, 실제의 물 분무에 있어서는 상기의 분무 노즐 출구 주변에 고인 후에 낙하하는 조대한 액적 이외에, 노즐의 열화나 물에 초미분 원료를 첨가하는 등의 요인에 의해, 평균 액적 직경보다 현저히 조대한 액적이 발생하는 경우가 있다. 이러한 현저히 조대한 액적이라는 것은 본 발명의 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 개수가 적어도 1개당 체적이 현저히 크므로, 조립 소결 원료를 소정의 수분 함유량으로 조정함에 있어서는 바람직한 액적 직경의 물을 줄이게 되어, 오히려 작용 효과를 감소시켜 버린다. 이러한 현저히 조대한 액적의 영향을 정확하게 평가하기 위해서는 상기의 산술 평균 직경 대신에, 액적 체적의 산술 평균을 부여는 액적 직경 또는 사우터 평균 직경을 평균 액적 직경으로서 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 액적 체적의 산술 평균을 주는 액적 직경은 하기의 식(a), (b), 사우터 평균 직경은 식(c)에 의해, 각각 구할 수 있다. 상술한 액적 체적의 산술 평균을 부여하는 액적 직경과 사우터 평균 직경은 액적 직경 분포 중에서 현저히 조대한 액적 직경의 액적이 증가했을 때에, 산술 평균 직경보다 큰 값으로 되고, 현저히 조대한 액적의 영향을 정확하게 평가하는데 적합하다.

Va=Σv/n…(a)

Da=(6×Va÷π)^1/3…(b)

Dz=Σd³÷Σd²…(c)

상기 식에 있어서, Va는 액적 체적의 산술 평균(㎥), v는 개개의 액적의 체적(㎥), n은 액적의 개수, Da는 액적 체적의 산술 평균을 부여하는 액적 직경(m), Dz는 사우터 평균 직경(m), d는 개개의 액적의 액적 직경(m)이다.

또한, 액적 체적의 산술 평균을 부여하는 액적 직경 또는 사우터 평균 직경을 평균 액적 직경으로서 이용하는 경우에는 평균 액적 직경×10%∼평균 액적 직경×300%의 범위내에 80mass%이상이 들어가는 것이 바람직하다. 그를 위해서는 열화된 노즐을 이용하지 않는 것, 물에의 초미분 원료 첨가량을 적정하게 관리하는 바와 같은 방법을 취하는 것이 유효하다.

다음에, 드럼 믹서 등의 조립기에 의해 조립한 조립물(소결용 조립 원료)의 통기성은 통기성 지수(JPU)를 측정하여 평가할 수 있다. 본 발명에 있어서, 통기성 지수(JPU)라고 할 때에는 의사 입자를 소결기의 팰릿에 장입함으로써 형성된 소결 원료 장입층을 냉간에서 대기를 하향으로 흡인하여 측정했을 때의 통기성 지수를 말한다. 이 통기성 지수(JPU)는 하기 (1)식을 이용하여 산출하였다.

JPU=V/S×(h/ΔP)^0.6…(1)

단, V는 풍량(Nm³/min)이며, S는 원료 장입층의 단면적(㎡)이고, h는 원료 장입층 높이(㎜)이며, ΔP는 압력 손실(㎜H₂O)이다.

일반적으로, 상기 소결 원료 장입층의 통기성이 높으면, 상기 (1)식에서 나타나는 통기성 지수(JPU)는 큰 값으로 되며, 해당 소결 원료 장입층의 통기성이 낮으면, 상기 (1)식에서 나타나는 통기성 지수(JPU)는 작아지는 것이 알려져 있다.

이러한 통기성 시험에 있어서는 도 1에 나타내는 설비를 이용하였다. 이 시험에 있어서는 소결 원료를 사전에 콘크리트 믹서(1)에서 3분간 혼련하고, 다음에 조립기인 드럼 믹서(2)에서 수분을 첨가하여 5분간 조립하고, 그 후, 조립한 원료(3)(소결용 조립 원료)를 직경 150㎜의 시험 냄비(4)에 원료층 두께 H가 380㎜(원료 중량 20kg)로 되도록 장입하고, 시험 냄비(4) 하부에 접속된 흡인 블로어(5)에서 공기를 흡인하였다.

상기 통기성 지수(JPU)는 조립물(소결용 조립 원료)이 소결기의 팰릿상에 장입되었을 때의 소결 원료 장입층의 통기성을 평가하는 것이기 때문에, 소결광 품질의 직접적인 지표가 되는 것이다. 또한, 이 JPU에 영향을 미치는 최대의 인자 중의 하나인 상기 조립물의 입도 분포를 측정하는 것은 JPU를 개선하기 때문에 유효하다.

다음에, 입도 분포의 지표로서는 특허문헌 1과 같은 조대립 비율만으로는 불충분하며, 공극을 미세립이 충전하는 것에 의한 통기성의 저하도 평가할 수 있는 바와 같은 지표가 바람직하다. 발명자들은 그러한 입도 분포의 지표로서 I_SP를 이용하는 것으로 하였다. 그 I_SP란, "후쿠다케 등; 철과 강, 57(1971), p.1627-1634"에서 개시된 것이며, D_P=1/Σ(w_i/d_i), 여기서 w_i:입자 비율, d_i:입경, I_S=D_P ²Σw_i(1/d_i-1/D_P)², I_P=(1/D_P)²Σw_i(d_i-D_P)², I_SP=100×√(I_S×I_P)로부터 구할 수 있다. 이 I_S는 입자의 비면적의 편차에 관계하여 입경이 작은 범위의 분산을 나타내고, 상기 I_P는 입자 직경의 편차에 관계하여 입경이 큰 범위의 분산을 나타내며, I_SP는 I_S와 I_P의 상승 평균이고, 입경이 작은 범위의 분산과 입경이 큰 범위의 분산의 쌍방을 반영하므로, 통기성의 지표로서 바람직한 것이라고 할 수 있다. 또한, I_SP의 값은 0에 가까울수록 입도 분포가 좁은 범위에 집중하는 것을 나타내고 있으며, 다른 입자 직경의 입자에 의한 간극의 충전이 적고, 통기성이 좋은 것의 지표로 된다.

본 발명 방법에 있어서의 중요한 시점으로서는 첨가하는 수분(첨가수)에 대한 전술한 물의 액적 직경의 검토에 부가하여, 어떠한 물을 이용할지에 대한 검토도 중요하다. 즉, 조립시에 사용하는 물로서, 단순한 물인지, 혹은 본 발명에 있어서 특유의, 소위 미리 물에 미분을 분산(함유)시킨 조립수를 이용하는 것에 주목하여 검토하였다.

일반적으로, 펠릿 피드와 같은 입경 200㎛이하의 입자가 대부분인 미분 광석(6)은 조립시에 그 소경 입자(미분)끼리가 응집하여 결합력이 약한 조대한 입자(응집 입자)로 되는 것이 알려져 있다. 이것은 도 2에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 입자 직경이 작을수록 물의 표면장력 γ에 의한 하기 식(2)로 나타나는 부착력 σ가 강해지는 것에 기인하고 있는 것이 알려져 있다.

[식 1]

다음에, 발명자들은 또한 입경이 작은 입자에 대해, 이것을 적당량 조립에 제공한 경우, 강대한 부착력 σ가 발현되고, 바인더(7)(결합제)로서의 작용을 기대할 수 있는 것은 아닌지라고 생각하였다. 여기서, 바인더(7)로서의 부착력이 발현되기 위해서는 입경이 15㎛이하의 초미분인 것이 고려되지만, 이러한 입경의 것은 공중에 있어서는 자중에서의 낙하가 극히 느리고, 입경 10㎛이하로 규정되는 부유 입자형상 물질에 가까운 초미분이다. 그 때문에, 건조한 상태에서 조립기에 장입하면 부유하여 비산하는 양이 증가하는 것 이외에, 한편, 그 부유 비산을 방지하기 위해 가습한 상태에서 조립기에 장입하면 입경이 15㎛이하의 초미분이 다른 조립 원료의 표면에 분산하지 않으며, 바인더(7)로서의 작용이 저하한다.

그래서, 발명자들은 조립시에 첨가하는 전술한 물에, 미리 입경이 15㎛이하의 초미분을 부가하여 조립수로 한 것을 이용하는 것으로 하여 그 액적 직경을 바람직한 범위로 하는 것으로 하였다. 이러한 조립수를 이용함으로써, 입경이 15㎛이하인 초미분을 다른 조립 원료의 표면에 분산시키는 동시에 조립 후의 입도 분포를 개선하여 통기성을 향상시킬 수 있는 것을 새로이 식견한 것이다.

또한, 입경이 15㎛이하인 초미분을 많이 포함하는 원료로서는 예를 들면, 일차 입자 직경의 조화 평균이 1∼5㎛ 정도인 제철 더스트나, 철광석의 선광에 의해서 얻어지는 정광 가루나 펠릿 피드를 또한 파쇄한 것 등을 사용할 수 있다.

(액적 직경이 조정된 물에의 초미분의 첨가 방법)

입경이 15㎛이하인 초미분을 많이 포함하는 소결 배합 원료를 조립함에 있어서 이용하는 방법으로서는 다른 조립 원료와 함께 직접 조립기에 장입하는 방법과, 물에 미리 혼합하여 첨가하는 방법이 있다. 예를 들면, 이 초미분을 다른 소결 배합 원료와 함께 조립기에 넣어 조립하는 방법에서는 전술한 바와 같이, 입경이 15㎛이하인 초미분은 부유 비산되기 쉽지만, 입경이 큰 다른 조립 원료와 동시에 조립기에 장입함으로써 부유 비산을 억제할 수 있다. 또한, 미리 경미한 가습에 의해서 약하게 응집시켜 두어도 부유 비산을 억제할 수 있다.

한편, 미리 물에 혼합하여 얻어지는 상기 조립수의 상태로서 첨가하는 방법의 경우, 비산 부유가 대폭 억제될 뿐만 아니라, 입경이 15㎛이하인 초미분의 사용 수율이 좋고, 또한, 조립기내의 조립 원료에 분산하여 첨가할 수 있기 때문에, 미립끼리에 의한 조대 입자의 생성과 조립 부족의 미소 입자의 생성이 억제되어, 조립 후의 입자의 입도 분포를 좁게 할 수 있다는 효과가 있다.

또, 초미분을 함유하는 조립수로서 이용하는 본 발명의 다른 방법으로서는 입경이 15㎛이하인 초미분에 입경이 15㎛를 넘는 준초미분을 혼합하여 이용해도 좋지만, 직경이 큰 입자가 많아지면 조립수의 액적 직경을 미세하게 조정하는 것이 어려워지는 것과, 조립수 중의 입자의 양이 너무 많으면 해당 조립수의 수송이 곤란하게 되기 때문에, 해당 조립수에 혼합하는 입자의 합계 중량에 대한 입경이 15㎛이하인 상기 초미분의 양은 50mass%초과인 것이 바람직하다. 또, 조립에 제공되는 물의 양으로서는 적정한 범위(일반적으로 조립 원료에 대해 5∼10mass%)가 있으므로, 조립수와 이 조립수에 혼합하는 입자의 합계 중량에 대한, 입경이 15㎛이하인 초미분의 중량의 비율은 높을수록 좋으며, 적어도 10mass%인 것이 바람직하다.

상기 방법에 있어서, 조립기내에 분무하는 상기 조립수 중에 혼합하여 이용하는 상기 초미분(입경:15㎛이하)의 해당 조립기내에 장입한 소결 원료의 총량에 대한 비율은 0.5mass%이상 12mass%이하인 것이 바람직하다. 이 비율이 0.5mass%이상이면 조립 후의 입자의 입도 분포를 좁게 하는 효과가 안정하게 얻어진다. 한편, 이 비율이 12mass%초과인 경우에는 물과 초미분의 혼합액(조립수)이 비뉴턴 유동을 현저하게 나타내게 되므로, 액적 직경의 편차가 커지고, 본 발명의 작용, 효과가 저해된다.

(물(조립수)의 첨가 위치)

다음에, 발명자들은 조립기의 길이 방향에 있어서의 물 또는 조립수의 첨가 위치에 대해 검토하였다. 조립 후의 조립 입자 직경이 과대한 것은 강도가 낮기 때문에 바람직하지 않은 것은 알려져 있다. 또, 조립 후의 조립 입자 직경의 편차가 크면 대경 입자의 간극을 소경 입자가 충전하기 때문에 통기성이 저하하여 소결기의 생산성을 저해하는 것도 알려져 있다. 따라서, 조립 후의 조립 입자 직경이 과대하게 되지 않도록 하는 것에 부가하여, 편차를 작게 하는 것, 바꾸어 말하면 과소한 조립 후 입자의 생성을 억제하는 것도 중요하다.

그를 위해서는 드럼 믹서와 같은 조립기내에 있어서 수분을 첨가하는 위치는 배출 직전의 조립 입자가 충분히 성장한 상태보다 전의 단계인 것이 바람직하다. 이것으로부터, 조립기 길이 방향에 있어서의 조립 전의 원료를 장입하는 부분(입구)을 0%, 조립 후의 조립물을 배출하는 부분(출구)을 100%로 한 경우에, 0%∼70%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 대해 수분을 공급하는 것이 바람직하다. 또, 상기 수분을 첨가하는 위치는 장입 직후의 불균일인 소결 배합 원료가 균일하게 혼합된 후인 것이 바람직하다. 이들로부터, 상기 조립기 길이 방향의 15%∼70%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 대해 수분을 공급하는 것이 바람직하고, 20%∼50%의 범위내의 위치에서의 공급이 더욱 바람직하다.

또, 조립기내에 첨가하는 물이 초미분을 포함하는 조립수인 경우에는 물 단독의 것보다 약간 하류 부근의 20∼75%의 위치에서 첨가하는 것이 바람직하고, 30∼60%의 위치에서 첨가하는 것이 더욱 바람직하다. 이것은 조립수에 포함되는 초미분에 의한 바인더 효과는 조립기에 장입된 소결 배합 원료 중의 미분이나 초미분이 어느 정도는 응집한 후일수록 현저하게 발휘되기 때문이다.

(조립기의 직경 방향으로의 첨가)

본 발명에 있어서는 물을 조립 중인 소결 배합 원료에 균일하게 분산시키는 것이 중요하다. 따라서, 물의 액적은 조립기의 내벽면이 아닌 조립기내의 소결 배합 원료의 퇴적 경사면에 직접 도달하도록 첨가하는 것이 바람직하다. 특히, 도 5에 나타내는 바와 같이, 물(조립수)을 분무하는 분무 노즐의 분무 방향의 중심 C가 향하는 방향, 즉, 조립수 분무의 중심이 조립 원료를 향하는 바람직한 범위 R은 드럼 믹서의 회전축에 수직인 단면에 있어서, 연직 아래 방향을 0°로 한 경우, 드럼 회전 방향에 45°이상 90°이하의 범위 R내의 소결 배합 원료의 퇴적 경사면을 향하고 있는 것이 더욱 바람직하다. 이것은 45°이상 90°이하의 범위를 중심으로 물(조립수)을 첨가하는 쪽이 0°이상 45°이하의 범위를 중심으로 첨가하는 것에 비해, 소결 배합 원료의 입자의 표면에 액적이 도달한 후에, 해당 소결 배합 원료의 입자가 해당 소결 배합 원료의 퇴적 경사면상을 회전하면서 미끄러져 떨어지는 거리가 길고, 소결 배합 원료에 도달한 후에도 물의 분산이 촉진되기 때문이다.

(소결 배합 원료 자체의 수분)

일반적으로, 조립기내에서 조립 중안 소결 배합 원료의 수분 함유량은 조립 후의 입경이나 강도에 영향을 주므로 소정의 범위내에 관리된다. 단, 조립기에 장입되기 전의 소결 배합 원료 중에는 옥외의 야드에서의 보관을 거치기 때문에 강우 등의 영향으로 수분을 포함하고, 또한, 날씨나 저장 기간 등의 영향으로 수분 함유량이 변동하는 브랜드가 있다. 그 때문에, 조립기에 장입되기 전의 소결 배합 원료의 수분 함유량에 따라 조립기내에서 첨가하는 물의 양을 조정하는 것이 필요하게 된다. 또한, 본 발명에 있어서는 조립 중의 소결 배합 원료 중에 있어서 물을 분산시키는 것이 중요하기 때문에, 조립기에 장입되기 전의 소결 배합 원료의 일부의 브랜드의 수분 함유량이 많다고 해도 조립기내로의 물의 첨가량을 적게 하는 것은 바람직하지 않다. 그래서, 조립기내로의 일정한 물의 첨가량을 확보하기 위해서는 조립기에 장입되기 전의 소결 배합 원료의 평균의 수분 함유량을 미리 7.5mass%이하로 해 두는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 5mass%이하이면, 조립기에 있어서 물을 첨가한다는 본 발명의 효과가 커진다. 그를 위한 조립기에 장입되기 전의 소결 배합 원료의 평균의 수분 함유량을 조정하는 방법으로서는 옥외 야드 저장 기간이나 브랜드에 따라 수분 함유량이 다른 것을 전제로 해서 이들을 적절히 배합 조정하여, 상기의 수분량(7.5mass%이하)으로 하면 좋다.

실시예 1

<초미분을 포함하지 않는 물의 분무>

본 발명의 효과를 확인하기 위해, 실험실에 있어서 물을 분무한 조립 시험 및 그 때의 액적 직경의 측정을 실행하였다. 실험 장치로서, 직경 300㎜의 드럼 믹서에 소결 배합 원료를 장입하고, 물을 분무하면서 조립을 실행하였다. 그 때, 액적 직경의 제어는 노즐의 종류를 변경하는 것에 의해 실행하였다. 조립 후의 의사 입자는 통기 시험에 제공하고, 통기도를 측정하였다. 액적 직경의 측정은 고속도 카메라를 이용하며, 액적 100립의 화상 해석을 실행하고 그 산술 평균 직경을 산출하는 방법에 의해 실행하였다.

상기 시험의 결과를 도 3에 나타낸다. 노즐을 사용하지 않고, 대부분이 액기둥인 비교예와 비교하면, 액적 직경이 120㎛이상 2000㎛이하의 범위에서 통기성의 개선 효과가 보이고, 액적 직경이 560㎛이상 1570㎛이하의 범위에서는 더욱 큰 개선이 보이며, 액적 직경이 800㎛이상 1570㎛이하의 범위에서는 더욱 큰 개선이 보였다.

실시예 2

<초미분을 포함하는 물(조립수)의 분무>

실시예 1과 마찬가지의 조건으로, 물에, 입경이 15㎛이하가 과반량인 제철 더스트를 첨가 1kg당 300g 혼합한 조립수로 하고, 이것을 액적 직경 1320㎛에서 분무하고, 조립 후의 입자 직경을 측정하였다. 조립수에 혼합하여 조립기내에 분무한 입경이 15㎛이하인 입자는 조립기에 장입한 소결 원료의 총량에 대해 2mass%로 하였다.

그 결과를 도 4에 나타낸다. 도 4 중의 실시예 1은 제철 더스트를 혼합하지 않는 물만을 액적 직경 1320㎛에서 분무한 값이다. 도 4 중의 비교예는 제철 더스트를 혼합하지 않는 물만을 대부분이 액기둥의 상태에서 첨가한 값이다. 도 4로부터 명백한 바와 같이, 입도 분포의 확대는 비교예>실시예 1>실시예 2이며, 입도 분포의 확대의 지표인 Isp는 비교예가 73이었던데 반해, 실시예 1은 69로 개선되고, 실시예 2는 46으로 대폭 개선되었다.

조립수에 혼합하여 조립기내에 분무한 입경이 15㎛이하의 입자의, 조립기에 장입한 소결 원료의 총량에 대한 비율이 0.5mass%이상 12mass%이하이면, 실시예 1보다 작은 Isp가 얻어졌다.

본 발명의 전술한 방법은 단지 소결광 제조를 위한 조립 기술에 적용될 뿐만 아니라, 소결광 제조 이외의 고로용 원료의 제조에도 적용하여 이용된다. 예를 들면 괴성광의 제조 기술 등에의 응용도 고려된다.

1; 콘크리트 믹서 2; 드럼 믹서
3; 조립 원료 4; 시험 냄비
5; 흡인 블로어 6; 미분 광석
7; 바인더 H; 원료층 두께

Claims (12)

1. 복수 종류의 브랜드로 이루어지는 철광 석분을 포함하는 소결 배합 원료를 조립기에 의해 조립하고, 얻어진 소결용 조립 원료를 소결기에 의해 소성하는 것에 의해 소결광을 얻는 소결광의 제조 방법에 있어서, 조립시에 첨가하는 수분으로서 그 80mass%이상이 120㎛이상 2000㎛이하의 평균 액적 직경으로 공급되는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수분은 입경 15㎛이하의 미립자를 상기 소결 배합 원료에 대해 0.5mass%이상 12mass%이하 포함하는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 수분은 560㎛이상 1570㎛이하의 평균 액적 직경인 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 수분은 800㎛이상 1570㎛이하의 평균 액적 직경인 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 0%∼70%의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 15%∼70%의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 20%∼50%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
8. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 20%∼75%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
9. 제 2 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
   상기 수분은 조립기 길이 방향의 입구를 0%, 출구를 100%로 한 경우에, 30%∼60%의 범위내의 위치에서 소결 배합 원료에 첨가되는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 물의 공급에 있어서는 물 분무 노즐의 분무 방향의 중심은 조립기의 회전축에 수직인 단면에 있어서, 연직 아래 방향을 0도로 한 경우, 드럼 회전 방향에 45도 이상 90도 이하의 범위의 소결 배합 원료를 지향하고 있는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 소결 배합 원료를 조립기내에 장입하기 전의 수분 함유량은 5mass%이하인 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 평균 액적 직경은 액적 체적의 산술 평균을 부여하는 액적 직경 또는 사우터 평균 직경이고, 상기 수분은 80mass%이상의 액적의 직경이 해당 평균 액적 직경의 0.1∼3배의 범위인 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
    

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