KR20240028360A - 전기 아크로에서 포미 슬래그를 형성하기 위한 방법 - Google Patents
전기 아크로에서 포미 슬래그를 형성하기 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240028360A KR20240028360A KR1020237045117A KR20237045117A KR20240028360A KR 20240028360 A KR20240028360 A KR 20240028360A KR 1020237045117 A KR1020237045117 A KR 1020237045117A KR 20237045117 A KR20237045117 A KR 20237045117A KR 20240028360 A KR20240028360 A KR 20240028360A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- slag
- weight
- range
- biochar
- composite material
- Prior art date
Links
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000006260 foam Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 99
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 31
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 18
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 54
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 26
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 10
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 10
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 8
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 7
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 29
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 28
- 239000000047 product Substances 0.000 description 22
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 19
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 19
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 17
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 13
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 13
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 11
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 8
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 8
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 239000010817 post-consumer waste Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 239000011818 carbonaceous material particle Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000013072 incoming material Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/54—Processes yielding slags of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0025—Adding carbon material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
- C21C2005/5276—Charging of the electric furnace with liquid or solid rest, e.g. pool, "sumpf"
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0025—Adding carbon material
- C21C2007/0031—Adding carbon material being plastics, organic compounds, polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C2200/00—Recycling of waste material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C2300/00—Process aspects
- C21C2300/02—Foam creation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
본 발명은 철 합금의 제조 동안 전기 아크 용융로에서 포미 슬래그를 형성하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a. 전기 아크로에서 금속 장입물을 용융시켜, 부유 슬래그 층을 포함하는 용융 금속 배스를 얻는 단계;
b. 포미 슬래그 형성제를 상기 로 내로 도입하여 상기 부유 슬래그를 포밍하는 단계를 포함하고,
상기 포미 슬래그 형성제는, 적어도 1종의 열가소성 폴리머 재료 및 적어도 1종의 생물 기원 탄소질 재료를 포함하는 과립 형태의 복합 재료이다.
a. 전기 아크로에서 금속 장입물을 용융시켜, 부유 슬래그 층을 포함하는 용융 금속 배스를 얻는 단계;
b. 포미 슬래그 형성제를 상기 로 내로 도입하여 상기 부유 슬래그를 포밍하는 단계를 포함하고,
상기 포미 슬래그 형성제는, 적어도 1종의 열가소성 폴리머 재료 및 적어도 1종의 생물 기원 탄소질 재료를 포함하는 과립 형태의 복합 재료이다.
Description
본 발명은 전기 아크로(electric arc furnace)에서 포미 슬래그(foamy slag)를 형성하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 감소된 환경적 영향을 갖는 포미 슬래그를 얻는 것을 가능하게 한다.
철 합금, 특히 강철을 제조하기 위한 주요 기술 중 하나는 전기 아크로 (EAF) 기술이다. 이 기술은, 새로운 철 합금 제품을 제조하기 위한 원료로서, 수명의 종료에 도달한 매우 다양한 강철 제품으로부터의 철 스크랩(scrap) 및/또는 다른 금속 재료, 예컨대 DRI (Direct Reduced Iron; 직접 환원 철), HBI (Hot Briquetted Iron; 열간 연탄 철), 주철 및 합금철, 및 가능하게는 다른 금속 재료 (광석 또는 금속 산화물)를 포함하는 금속 장입물(charge)을 사용한다.
전기 아크로에서, 금속 장입물은, 금속 장입물 및 상기 장입물 근처에 배치된 하나 이상의 흑연 전극 사이에서 스파크되는(sparked) 전기 아크에 의해 발생된 열에 의해 도가니 내부에서 용융된다. 대안적인 기술에 따르면, 금속 장입물은 가열 후 전기 아크로의 도가니 내로 지속적으로 공급되며, 여기서 금속 장입물은 용융 금속 배스(molten metal bath) 및 전기 아크 둘 모두와의 접촉의 결과로서 용융된다.
용융의 종료 시, 용융 금속 배스는 도가니 내부에서 정련 처리에 가해져 원하는 화학 조성에 도달하고, 최종적으로, 최종 제품이 얻어질 때까지 후속 공정을 시작하도록 레이들(ladle)에 담겨 도가니로부터 배출된다.
용용 공정을 촉진하기 위해, 산소, 및 화석 석탄 및/또는 코크스와 같은 다른 연료가 전형적으로 로(furnace) 내로 도입되어, 시스템에 화학 에너지를 제공하고, 로의 높은 전력 소비를 감소시킨다. 무연탄(hard coal) 및 코크스는 용융될 금속 스크랩 장입물에 거친 크기로 첨가되거나 또는 전기 아크로에 종종 제공되는 주변 주입 시스템을 통해 더 미세한 크기로 주입된다. 반면에, 가스 산소는 용융 금속 배스의 탈인(dephosphorization) 및 탈탄(decarburization)을 촉진하기 위해 용융 금속 배스 내로 주입된다: 실제로, 이는 존재하는 원소, 특히 철, 알루미늄, 규소, 망간 및 인과 반응하여, 상응하는 산화물을 형성하며, 이는 배스의 표면 쪽으로 이동하여 여기서 부유 슬래그 층을 형성한다. 철 합금에 바람직하지 않은 금속봉쇄 원소(sequestering element)에 더하여, 슬래그는 포밍되어(foamed), 공정의 에너지 효율을 증가시키고, 전극 소비를 제한하며, 강제 물 순환에 의해 냉각된 로 및 패널의 내화 재료를 전기 아크의 직접적인 복사로부터 보호한다. 또한, 포미 슬래그는 용융 금속 배스가 전기 아크와 공기의 상호작용에 의해 생성된 질소를 혼입할 위험성을 방지한다. 포미 슬래그는 또한, 전극 및 금속 배스 사이에서 촉발되는, 아크에 의해 발생하는 소음 공해를 감소시킨다.
슬래그의 포밍은 슬래그 내로의 가스의 혼입에 의해 달성되며, 이는 슬래그의 겉보기 부피를 증가시킨다. 가스는 화석 석탄 및 코크스와 같은 포미 슬래그 형성제를 슬래그 또는 슬래그와 접촉하는 표면 근처의 용융 금속 배스 내로 주입함으로써 인 시츄(in situ)로 생성된다. 가스 산소 주입의 결과로서 형성된 산화철, 특히 FeO는 화석 석탄 및 코크스의 탄소와 반응하여 액체 상태의 금속 철 및 포미 슬래그를 이루는 가스 일산화탄소를 형성한다. 이는 또한 금속 철을 회수하며, 상기 금속 철은 그렇지 않은 경우 슬래그와 함께 산화물의 형태로 로에서 빠져나온다. 포미 슬래그 형성제는 상기 형성제의 운반체로서 가스 스트림 (통상적으로 압축 공기)을 사용하는 하나 이상의 랜스(lance)를 통해 미세 분말의 형태로 주입된다.
슬래그 포밍 기술, 보다 일반적으로 전기 아크로에서의 철 합금 제조의 중요한 한계는, 대기 내로 상당한 양의 이산화탄소 배출을 발생시키는 석탄 및 코크스와 같은 화석 재료의 사용으로 인한 환경적 영향에 의해 주어진다.
이러한 배출로 인한 환경적 영향을 억제하기 위해, 연료 및 포미 슬래그 형성제 둘 모두로서의 석탄 및 코크스의 부분 또는 전체 대체물로서 플라스틱 및 고무와 같은 폐기물의 회수로부터 얻어진 폴리머 재료를 사용하는 것이 최신 기술에서 알려져 있다. 그러나, 이들 재료의 사용은 산업 공정 또는 소비후(post-consumer) 제품으로부터의 폐기물 및 스크랩를 가치화하는 이점을 제공하지만, 이는 철 합금 제조 공정의 이산화탄소 및 다른 기후 변화 가스(climate-altering gas) 배출의 전체적인 균형을 제한적으로 개선한다.
최신 기술에서, 동일한 목적을 위해, 생물 기원의 재료, 예컨대 바이오매스(biomass)의 열분해 또는 가스화를 통해 얻어진 숯 또는 다른 생성물 (환경적으로 지속가능한 방식으로 공급 및 가공되는 생물 기원의 재료로부터 얻어지는 경우 총칭하여 "차르(char)" 또는 "바이오차르(biochar)"로서 지칭됨)을 적어도 부분적으로 화석 기원의 재료에 대한 대체물로서 사용하는 것이 또한 알려져 있다. 재생가능한 공급원으로부터 얻어지는 바이오차르는 실제로, 바이오차르가 생물 기원이며, 따라서 전체적으로 이는 바이오매스의 지속가능한 이용으로부터 얻어지는 경우 기후 변화 가스의 순 배출(net emission)을 생성하지 않는다는 사실에 기인하는 이산화탄소 배출의 중화 (즉, 탄소 중립)로 인하여 EAF에서의 철 합금의 제조 공정의 배출의 전체 균형을 개선한다.
그러나, 바이오차르가 포미 슬래그 형성제로서 사용되는 경우, 여러 결점을 갖는다. 우선, 바이오차르의 비교적 낮은 밀도로 인한, 슬래그 및 용융 금속 배스에 침투 및 분산되는 바이오차르의 제한된 용량으로 인하여, 바이오차르의 효과성은 화석 석탄 및 코크스의 효과성보다 더 낮다. 바이오차르는 또한, 슬래그 및 용융 금속에 의한 이의 표면의 제한된 습윤성으로 인하여 화석 기원의 재료보다 더 적은 반응성을 갖는다. 또한, 이의 낮은 기계적 압축성(mechanical compactness)으로 인하여, 바이오차르는 미세한 분말로 파괴될 수 있으며, 이는, 보관 지점으로부터 재료를 취하여 이를 로 근처에 위치하는 랜스로 운반하는 공압 이송 시스템에서 막힘(clogging) 문제점을 일으킬 수 있다. 또한, 낮은 밀도 및 제한된 반응성과 조합하여, 슬래그를 침투하는 바이오차르의 불량한 능력은, 이것이 슬래그 및 용융 금속 배스와 반응할 수 있기 전에 로에서 나오는 흄(fume)에 비말동반(entrainment)되는 것을 선호한다. 취급 및 보관 동안, 또한 바이오차르는, 또한 이의 불량한 기계적 압축성으로 인해 부서져 추가의 미세한 가벼운 분말을 형성하는 경향을 가지며, 상기 분말은 작업 환경 내로 용이하게 확산되어, 결과적으로 작업자에 대한 안전성 문제점을 갖는다. 마지막으로, 바이오차르는 흡습성 재료이며, 따라서 대기 수분을 흡수하는 경향이 있다. 이는 공급망 전체에 걸쳐 적절한 보관 조치의 채택을 요구하는데, 에너지 효율, 플랜트(plant) 안전성 및 금속 배스 내로 수소가 도입되지 않도록 하기 위한 이유로, 과량의 물 함량이 로 내로 도입되는 것이 방지되어야 하기 때문이다.
EAF 로 (전기 아크로)에서의 야금 공정에서 화석 기원의 탄소를 대체하는 탄소 공급원 및 폐기물 회수로부터의 재료의 사용은, 예를 들어 US 8021458B2에 기술되어 있다. US 8021458B2는 전기 아크로에서 슬래그를 포밍하기 위한 방법을 기술하고 있으며, 여기서 탄소-함유 폴리머는 가능하게는 제2 탄소 공급원 (예를 들어, 흑연 또는 코크스)과의 물리적 혼합물의 형태로 포미 슬래그 형성제로서 사용된다. US 8021458 B2에서는, 2종의 성분을 낙하관로(drop tube furnace)에서 반응시키고, 생성된 탄소질 잔류물을 분석함으로써, 실험실에서 상기 언급된 물리적 혼합물의 효과성을 시험하였다. 잔류물과 슬래그의 상호작용은 상기 언급된 기계적으로 압축된 잔류물의 샘플을 슬래그의 용융 온도에서 슬래그와 접촉시킴으로써 평가되었다.
US 2011/0239822A1은 EAF에서 철 합금을 제조하기 위한 방법을 기술하며, 여기서, 탄소-함유 폴리머 (예를 들어, 회수된 타이어 고무)의 물리적 혼합물은 제2 탄소 공급원 (예를 들어, 코크스)과 함께 사용된다. 2종의 재료의 물리적 혼합물은 보조 연료 및 포미 슬래그 형성제로서의 기능 둘 모두를 가지면서 로 내로 주입된다.
US 5554207A는 산소-전환체(converter) 강철 또는 EAF 제조 공정에서 미세한 금속 미립자 물질과 수불용성 열가소성 폴리머의 조합 사용을 기술한다. 열가소성 폴리머는 바람직하게는, 소비후 폐기물의 회수로부터 나오는 폴리머인 반면, 금속 미립자 물질은 용융로의 연소 연기의 여과에 의해 얻어진다. 상기 2종의 재료는 열 하에, 예를 들어 압출기에서 함께 조합되어 응집된 생성물을 형성하며, 여기서 열가소성 폴리머는 금속 입자의 결합제로서 작용한다. 이어서, 사용된 철 스크랩 장입물에 첨가되는 상기 응집된 생성물은, 용융로에서 금속 가치를 회수하고 열가소성 재료를 연료로서 이용하기 위한 수단으로서 사용된다.
WO 2012/019216은 EAF 로 공정을 포함하는 고온 공정에서의 열가소성 재료 및 탄소-함유 재료를 포함하는 복합재 제품의 사용을 기술한다. 탄소-함유 재료에 대한 대안으로서 또는 이에 더하여, 복합재 제품은 금속-함유 재료를 함유할 수 있다. 실시예에서, 복합 재료는 약 3 kg 정도의 비교적 높은 질량 블록의 형태로 압출에 의해 제조된다. 상기 블록은 제강 공정에서 스크랩 장입물에 더하여 보조 연료로서 사용될 수 있다. 대안적으로, 복합재 제품은 건축 자재 또는 보호 재료로서 사용될 수 있다.
문헌 [Irshad Mansuri et al., "Recycling Carbonaceous Industrial/Commercial Waste as a Carbon Resource in Iron and Steelmaking", Steel Research Int. 87 (2016) No. 9999 (DOI: 10.1002/srin.201600333)]은 컴팩트 디스크(compact disc) (폴리카보네이트), 탄소 섬유-강화 폴리머 및 베이클라이트(bakelite)와 같은 폐플라스틱의 EAF 용융로에서의 재사용 가능성을 분석하였다. 이 문헌은, 복합재의 정확한 조성을 명시하지 않으면서 종래의 화석 탄소 공급원 대신에 바이오차르로부터의 탄소를 함유하는 일반 복합 재료의 사용을 언급한다.
상기 문헌 (Irshad Mansuri et al.)에 의해 인용된 문헌 [Terry Norgate et al., "Biomass as a Source of Renewable Carbon for Iron and Steelmaking", ISIJ International, Vol. 52 (2012), No. 8, pp. 1472-1481]은 통합 사이클 공정에서 용광로 공급 재료로서의 철광석 및 바이오매스로부터 형성된 직접 환원 복합 재료의 사용을 기술한다. EAF 로에서의 슬래그의 포밍 단계에서 화석 탄소 공급원에 대한 대체물로서 바이오매스의 사용이 또한 기술되어 있다.
상기 최신 기술을 고려하여, 본 출원인은, 전기 아크로에서 슬래그를 포밍하기 위한 알려져 있는 방법에 영향을 미치는 상기 결점들 중 하나 이상을 극복해야 하는 문제점에 직면하였다. 특히, 본 출원인은, 포미 슬래그를 효과적으로 제조하는 동시에 감소된 환경적 영향을 갖기 위한 방법을 제공하고자 하였다. 추가 목적은, 선행기술의 방법보다 더 용이하게 달성가능하며, 특히 선행기술의 포미 슬래그 형성제로서 바이오차르를 사용하는 것과 관련된 결점을 극복하는 것을 허용하는, 포미 슬래그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 출원인은 이제, 하기 설명에서 보다 잘 예시될 상기 목적 및 다른 목적이, 철 합금의 제조 공정 동안 EAF 로에서 포미 슬래그를 형성하기 위한 방법에 의해 달성될 수 있음을 발견하였으며, 포미 슬래그를 형성하기 위한 상기 방법에서, 슬래그의 포밍은, 바람직하게는 플라스틱 재료에서의 소비후 또는 산업후(post-industrial) 폐기물 또는 제품의 회수로부터 얻어지는 열가소성 폴리머, 및 생물 기원 탄소질 재료를 포함하는 과립 형태의 복합 재료의 주입에 의해 수행된다.
상기 언급된 복합 재료는 이의 과립의 비교적 높은 밀도로 인하여 개별 성분 또는 이들의 물리적 혼합물의 조합된 주입보다 로에 더 용이하게 주입가능하며, 따라서 슬래그 내로 및/또는 용융 금속 배스 내로 깊이 침투할 수 있고, 결과적으로 슬래그 포밍 작용의 효과성이 개선된다는 것이 관찰되었다.
또한, 과립형 복합 재료는, 개별적으로 사용되거나 또는 비응집된 형태로 사용되는 이의 성분보다 로 수집 시스템에 의해 흡입되는 연소 가스 스트림에 비말동반되는 영향을 덜 받는다.
상기 언급된 과립 형태의 복합 재료의 사용은 또한, 높은 함량의 휘발성 분획 및 수소를 갖는 재료 (폴리머 재료, 예를 들어 폴리올레핀 유형의 폴리머 재료)와 함께 높은 탄소 및 고정 탄소 (차르) 함량을 갖는 재료를 EAF 로 내로 동시에 도입하는 것을 가능하게 하며, 상기 높은 함량의 휘발성 분획 및 수소를 갖는 재료는, 휘발성 분획 및 수소의 높은 반응성에 의해 유도되는 강렬한 물질 교환 및 포미 슬래그의 구조에 대한 안정화 효과를 갖는 작은 가스 기포의 형성 둘 모두로 인하여 슬래그에 대한 반응성을 선호한다. 상기 2종의 재료 (차르 및 폴리머)는 또한, 응집 덕분에 서로 직접 접촉하여, 화학적 상호작용을 선호한다. 이러한 직접적인 접촉은 또한, 차르의 촉매 효과로 인하여 탄화수소의 균열 (폴리머 사슬의 파괴에 의해 생성됨)을 선호하고, 결과적으로 고체 탄소가 형성된다. 따라서, 고체 탄소는 차르 자체의 표면 상에 침착되어, 이의 표면 거칠기를 증가시키고, 따라서 슬래그 및 액체 금속에 비해 이의 습윤성을 증가시킬 수 있다. 이는 또한, 바이오차르의 낮은 습윤성 및 따라서 슬래그에 대한 이의 제한된 반응성과 관련된 문제점을 극복한다.
또한, 과립 형태의 응집체에서 열가소성 재료 및 생물 기원 탄소질 재료의 사용은 생물 기원 탄소질 재료가 특징으로 하는 높은 표면적 및 높은 다공도를 이용하는 것을 허용하여, 고체-가스 계면에서 일어나는 가스화 반응을 선호한다. 실제로, 최신 기술에서, 생물 기원 재료의 다공도는 효과적으로 이용될 수 없는데, 이의 낮은 밀도 및 따라서 로에서 직면하게 되는 문제점의 일부가 이 다공도에 엄격하게 의존성이기 때문이다.
이어서, 과립 형태의 복합 재료의 사용은 표면/입자 부피 비(ratio)의 제어 및 최적화를 허용하며, 상기 표면/입자 부피 비는 열 교환 및 반응 표면에 대해 작용함으로써, 로에서의 주입 공정 및 슬래그 내에서의 반응 동안 재료의 산화 및 휘발 메커니즘에 영향을 미친다.
따라서, 슬래그 포밍 공정에서 복합 재료의 더 높은 효율성은 전기 아크로에서의 철 합금 제조 공정의 환경적 영향을 감소시켜, 기후 변화 가스, 특히 화석 공급원으로부터의 이산화탄소의 배출뿐만 아니라 원료 및 에너지의 소비를 효과적으로 감소시키는 것을 가능하게 한다.
복합 재료의 압축성, 이의 더 낮은 흡습성 및 이의 과립 형태는 또한, 작업 환경 내로의 미세 미립자 물질의 상당한 확산 배출을 발생시키지 않으면서 상기 복합 재료를 이동가능하고 보관가능하도록 하며, 보관 동안 물 혼입의 위험성을 제한한다.
또한, 상기 복합 재료는, 예를 들어 열가소성 및 생물 기원 탄소질 재료의 열간 압출에 의해 넓은 크기 범위에서 가변 형상 및 크기를 갖는 과립으로 제조될 수 있기 때문에, 이는, 화석 석탄 또는 바이오차르의 주입을 위해 통상적으로 사용되는 장치를 사용한 로 내로의 주입에 가장 적합한 과립 크기로 용이하게 제조될 수 있으며, 또한 보다 큰 기계적 압축성 덕분에, 이러한 재료의 분말의 미세도와 관련된 이러한 장치 및 공압 이송 시스템의 막힘 문제점을 방지한다.
따라서, 제1 측면에 따르면, 본 발명은, 철 합금의 제조 동안 전기 아크 용융로에서 포미 슬래그를 형성하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은
a. 전기 아크로에서 금속 장입물을 용융시켜, 부유 슬래그 층을 포함하는 용융 금속 배스를 얻는 단계;
b. 포미 슬래그 형성제를 상기 전기 아크로 내로 도입하여 상기 부유 슬래그를 포밍하는 단계를 포함하고,
상기 포미 슬래그 형성제는, 적어도 1종의 열가소성 폴리머 재료 및 적어도 1종의 생물 기원 탄소질 재료를 포함하는 과립 형태의 복합 재료이다.
발명의 상세한 설명
본 발명에 따르면, 포미 슬래그 형성제는, 적어도 1종의 열가소성 폴리머 재료 및 적어도 1종의 생물 기원 탄소질 재료를 포함하는 과립 형태의 복합 재료이다.
본 설명 및 첨부 청구범위의 목적을 위해, 용어 "복합 재료"는, 적어도 1종의 열가소성 폴리머 재료 및 적어도 1종의 생물 기원 탄소질 재료를 포함하는 응집된 생성물을 의미하며, 여기서 열가소성 폴리머 재료는 생물 기원 탄소질 재료의 결합제로서 작용한다.
열가소성 폴리머 재료는, 과립 형태의 압축된(compact) 복합 재료를 형성하기 위해 생물 기원 탄소질 재료의 결합제로서 작용하기에 적합한, 실온에서 고체이며 바람직하게는 할로겐 (특히, 불소 및 염소)이 실질적으로 없는 임의의 폴리머 재료일 수 있다. 이를 위해, 폴리머 재료는, 예를 들어 100℃ 내지 300℃ 범위 내, 바람직하게는 150℃ 내지 250℃ 범위 내의 온도에서 가열함으로써 유체 폴리머 상(phase)으로 변형될 수 있어야 한다.
바람직하게는, 열가소성 폴리머 재료는 폴리올레핀 폴리머를 포함한다. 바람직하게는, 열가소성 폴리머 재료는 폴리에틸렌 (PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리스티렌 (PS) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 또는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)일 수 있다.
열가소성 폴리머 재료는 바람직하게는 재활용 폴리머 재료이며, 즉, 열가소성 폴리머 재료를 포함하는, 수명 주기의 종료에 도달한 폐기물 제품 (소위 소비후 재활용 제품)의 회수로부터 얻어지거나 또는 폴리머 재료 제조 공정으로부터의 폐기물 (소위 산업후 재활용 제품)로부터 얻어지는 재활용 폴리머 재료이다. 바람직하게는, 폴리머 재료는, 적어도 부분적으로 재생가능한 공급원, 예를 들어 바이오플라스틱으로부터 얻어지는 재료이다.
본 발명의 목적에 적합한 폴리머 재료가 얻어질 수 있는 소비후 재활용 제품의 예는 도시 폐기물 (예를 들어, 식품 필름 및 패키징, 바이알(vial), 병, 용기 등) 또는 농업용 필름 폐기물 및 스크랩의 별도 수집으로부터 얻어지는 제품이다. 산업후 재활용 제품의 예는 상기 언급된 제품의 제조 공정으로부터의 폐기물이다. 야금 제조 사이클에 사용되기 전에, 이들 제품은 일반적으로 분류, 세척, 단편화, 스크리닝, 치밀화 및 압출과 같은 하나 이상의 전처리를 거친다.
일 구현예에서, 열가소성 폴리머 재료는 도시 폐기물의 별도 수집으로부터 나오는 플라스틱의 처리 및 분류 공정의 종료 시 남아있는 재료의 분획이다. 이 분획은 또한 플라스믹스(Plasmix)로서 알려져 있다.
본 발명의 목적을 위한 플라스믹스의 사용은, 이의 높은 가용성 및 최신 기술에서 이것이 주로 소각 및 매립지 내 폐기에 의한 에너지 회수를 위해 의도된다는 사실로 인하여 특히 유리하다.
과립 형태의 복합 재료를 제조하는 데 사용되는 열가소성 폴리머 재료는 전형적으로, 0.3 mm 내지 40 mm 범위 내의 최대 크기를 갖는, 심지어 매우 가변 형상의 플레이크(flake), 분말 또는 과립 형태이다.
열가소성 폴리머 재료는 바람직하게는 열가소성 폴리머 재료의 중량에 대해 50 중량% 이상, 보다 바람직하게는 65 중량% 이상의 탄소 함량을 갖는다. 바람직하게는, 탄소 함량은 열가소성 폴리머 재료의 중량에 대해 50% 내지 90%, 보다 바람직하게는 70% 내지 90% 범위 내이다.
열가소성 폴리머 재료는 바람직하게는 열가소성 폴리머 재료의 중량에 대해 5 중량% 이상, 보다 바람직하게는 10 중량% 이상의 수소 함량을 갖는다. 바람직하게는, 수소 함량은 열가소성 폴리머 재료의 중량에 대해 5% 내지 15% 범위 내이다.
특히 폐기물의 회수로부터 얻어진 열가소성 폴리머 재료는 금속 원소 (예를 들어, 알루미늄), 염료, 안료 및 폴리머 재료 제조에 일반적으로 사용되는 다른 첨가제 또는 다른 성질의 재료로부터 형성된 불순물 (예를 들어, 모래)과 같은 불순물을 함유할 수 있다.
복합 재료 중에 존재하는 열가소성 폴리머 재료의 양은 넓은 범위에 걸쳐 달라질 수 있으며, 철 합금 제조 공정에서의 사용 필요성을 기반으로 결정될 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 폴리머 재료는 복합 재료의 중량에 대해 10% 내지 90% 범위 내, 보다 바람직하게는 30% 내지 70% 범위 내의 양으로 존재한다.
본 발명의 목적을 위해, 생물 기원 탄소질 재료 (이하, 또한 "탄소질 재료"로서 지칭됨)는 동물 또는 식물 생명체로부터 생성된 유기 탄소-함유 재료이다. 바람직하게는, 탄소질 재료는 식물 기원의 유기 재료이다. 보다 바람직하게는, 탄소질 재료는 차르이다. 차르는, 예를 들어 열분해, 반탄화(torrefaction), 증기 폭발, 가스화 또는 열수 탄화 공정에 의해 산소 결핍 상태에서 바이오매스의 열화학적 전환에 의해 얻어진 생성물이다. 바이오매스의 이러한 열화학적 전환 처리는, 높은 탄소 함량, 특히 높은 고정 탄소 함량, 및 미처리 바이오매스보다 더 높은 발열량을 갖는 생성물을 얻는 것을 가능하게 한다. 바람직하게는, 생물 기원 탄소질 재료는 "바이오차르"이며, 즉 예를 들어 삼림 자원의 올바른 관리로부터 얻어지는 바이오매스 가공으로부터의 폐기물의 이용을 포함하는, 환경적으로 지속가능한 것으로 간주되는 공정에 의해 생성된 차르이다.
생물 기원 탄소질 재료는 바람직하게는 상기 탄소질 재료의 중량에 대해 50 중량% 이상, 바람직하게는 60 중량% 이상, 보다 바람직하게는 75 중량% 이상의 탄소 함량을 갖는다. 바람직하게는, 탄소 함량은 상기 탄소질 재료의 중량에 대해 50% 내지 95%, 보다 바람직하게는 60% 내지 95%, 보다 더 바람직하게는 75% 내지 90% 범위 내이다.
차르 중에 존재하는 다른 원소는 주로 수소, 산소 및 황이다.
바람직한 일 구현예에 따르면, 차르의 화학 조성은 하기와 같다 (건조 기준으로 차르 중량에 대한 중량 백분율):
75% 내지 90% 탄소,
0.5% 내지 4% 수소,
2% 내지 8% 재(ash),
5% 내지 15% 산소,
0% 내지 3% 황.
차르의 유리한 특징은 화석 기원의 석탄 및 코크스에 비해 이의 비교적 낮은 재 함량이다. 실제로, 재는 반응물 간의 접촉을 방해하는 액체 또는 고체 계면을 형성하기 때문에 산화물 환원 메커니즘을 방해할 수 있다. 또한, 재는 슬래그의 점도를 국부적으로 변화시킬 수 있으며, 따라서 안정한 폼(foam)을 형성하기 위해 슬래그 내부에 가스 기포를 유지하는 슬래그 자체의 능력을 변화시킬 수 있다.
바람직한 일 구현예에서, 차르는 반탄화 또는 증기 폭발 공정에 의해 얻어진다. 바람직하게는, 반탄화 공정은 200℃ 내지 350℃의 온도에서 산소 결핍 상태의 출발 유기 재료의 열 처리를 포함한다. 반탄화 및 증기 폭발 공정에서 유기 재료의 열화학적 전환은 열분해에 비해 비교적 낮은 온도에서 수행되기 때문에, 이러한 공정은 열분해 또는 가스화보다 상당히 더 높은 차르 생성 수율을 갖는다 (반탄화에서는, 출발 건조 재료 1kg당 최대 0.5 내지 0.9 kg의 차르가 생성될 수 있음). 반탄화 및 증기 폭발 공정은 또한, 취급해야 하는 가스 부산물의 부피가 더 적기 때문에 구현하기에 더 용이하다.
열분해 또는 가스화로부터의 차르에 비해, 반탄화 및 증기 폭발로부터의 차르는 일반적으로 총 탄소 및 고정 탄소 함량이 더 낮고, 휘발성 분획 함량이 더 높으며, 발열량이 더 낮다. 바람직한 일 구현예에서, 차르는 하기 특성 중 하나 이상을 갖는다:
-
총 탄소 (건조 기준): 50 내지 70%;
-
고정 탄소 (건조 기준): 18 내지 65%;
-
휘발성 분획 (건조 기준): 30 내지 80%;
-
발열량: 19 내지 30 MJ/kg.
이의 특성으로 인하여, 반탄화 또는 증기 폭발로부터의 차르는, 최신 기술에서 이의 높은 가연성으로 인해 높은 안전성 문제점을 나타내기 때문에 철강 산업에서 실질적으로 사용되지 않는 생물 기원 재료이다. 그러나, 본 발명에 따른 복합 재료에 사용되는 경우, 이는 포미 슬래그 형성제로서 유리하게 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 대안적인 탄소 공급원의 유형을 오늘날 이용가능한 화석 탄소 공급원으로 확장하는 것을 허용한다.
일반적으로, 생물 기원 탄소질 재료는, 예를 들어 출발 바이오매스 및 제조 공정 (열분해, 반탄화 등)에 따라 플레이크 또는 분말 또는 펠릿 형태이다. 생물 기원 탄소질 재료는 또한, 폴리머와의 후속 응집에 적합한 크기 및 물 함량을 얻기 위해 예를 들어 건조 및/또는 분쇄에 의해 가공될 수 있다.
전형적으로, 생물 기원 탄소질 재료는 최대 15 mm, 보다 바람직하게는 최대 10 mm, 보다 더 바람직하게는 최대 5 mm의 최대 크기를 갖는 분말 또는 플레이크 또는 펠릿 형태로 복합 재료를 제조하는 데 사용된다. 바람직하게는, 분말 또는 플레이크의 최대 크기는 1 내지 10 mm 범위 내이고, 보다 바람직하게는 2 내지 5 mm 범위 내이다.
생물 기원 탄소질 재료가 반탄화 또는 증기 폭발에 의해 얻어지는 경우, 이는 일반적으로 펠릿 형태로 상업적으로 입수가능하다. 펠릿은 본 설명에 따른 복합 재료를 제조하기 위해 그대로 사용될 수 있다. 바람직하게는, 펠릿은 최대 50 mm, 보다 바람직하게는 최대 40 mm, 보다 더 바람직하게는 최대 20 mm의 최대 크기를 갖는다. 바람직하게는, 펠릿의 최대 크기는 1 내지 50 mm 범위 내, 보다 바람직하게는 1 내지 40 mm 범위 내, 보다 더 바람직하게는 2 내지 20 mm 범위 내이다.
복합 재료 중에 존재하는 탄소질 재료의 양은 넓은 범위에 걸쳐 달라질 수 있으며, 철 합금 제조 공정에서의 사용 필요성을 기반으로 선택될 수 있다. 바람직하게는, 탄소질 재료는 복합 재료의 중량에 대해 10 중량% 내지 90 중량% 범위 내, 보다 바람직하게는 30 중량% 내지 70 중량% 범위 내의 양으로 존재한다.
바람직하게는, 생물 기원 탄소질 재료 대 폴리머 재료의 중량비는 0.1 내지 9 범위 내, 바람직하게는 0.4 내지 2.4 범위 내이다.
복합 재료는 또한 1종 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. EAF 로 내로의 주입을 위한 과립의 성능을 개선하고 및/또는 과립 제조 공정을 개선하기 위해 복합 재료 내로 첨가제가 혼입될 수 있다. 예를 들어, 용융된 폴리머 내로의 차르의 혼입을 촉진하도록 폴리머의 유동성을 개선하기 위해 윤활 첨가제, 예를 들어 칼슘 스테아레이트가 첨가될 수 있다. 슬래그의 염기도(basicity)를 증가시키기 위해 생석회와 같은 철강 정련 첨가제가 도입될 수 있거나, 또는 슬래그 포밍을 더욱 촉진하기 위해 재활용 고무 분말 (예를 들어, 타이어를 분쇄함으로써 얻어짐)이 도입될 수 있다. 또한, 안료, 염료, 가소제, 산화방지제 및 기타와 같은, 폴리머 재료의 제조에 일반적으로 사용되는 첨가제를 사용하는 것이 가능하다. 첨가제는 복합 재료의 중량에 대해 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 10 중량%의 양으로 복합 재료 중에 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 복합 재료는 과립 형태이다. 용어 "과립형"은, 복합 재료의 성분들이 함께 응집되어 세분화된 단위 (과립)를 형성하는 것을 의미한다. 과립은 형상 및 크기가 매우 가변적일 수 있다. 과립은, 예를 들어 펠릿, 압축물(compacts), 실린더(cylinders), 구(spheres)의 형태, 또는 다른 형태, 심지어 불규칙한 형태의 응집체일 수 있다.
바람직하게는, 과립은 200 내지 1000 kg/m3 (ASTM D1895B) 범위 내, 보다 더 바람직하게는 300 내지 900 kg/m3 범위 내의 벌크 밀도(bulk density)를 갖는다.
바람직하게는, 과립은 최대 15 mm, 보다 바람직하게는 최대 10 mm, 보다 더 바람직하게는 최대 5 mm의 최대 크기를 갖는다. 본 발명의 목적을 위해, 이는 과립이 각각 15 mm, 바람직하게는 10 mm, 보다 바람직하게는 5 mm의 변(sides)을 갖는 정사각형 메쉬형(meshed) 체를 통해 통과할 수 있음을 의미한다.
바람직하게는, 과립은 적어도 1 mm, 보다 바람직하게는 적어도 2 mm, 보다 더 바람직하게는 적어도 3 mm, 보다 더 바람직하게는 1 mm 내지 15 mm 범위 내의 최대 크기를 갖는다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "최대 크기"는, 그의 정도가 다른 크기에 대해 최대인 직경, 길이, 폭 또는 두께와 같은 과립의 특징적인 크기를 의미한다.
과립 형태의 복합 재료는 당업계, 예를 들어 폴리머 재료의 과립 및 응집체의 제조 분야에서 알려져 있는 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
일반적으로, 제조 공정은, 열가소성 폴리머 재료를 이의 용융 온도까지 가열한 다음, 이를 탄소질 재료와 혼합하여 유체 균질 복합 재료를 형성한 다음, 이를 응고될 때까지 냉각시키는 것을 포함한다.
대안적으로, 고체 상태의 2종의 재료의 균질 혼합물을 제조한 다음, 폴리머 재료를 용융시키기에 충분히 높은 온도에서 상기 혼합물을 가열한 다음, 유체 균질 복합 재료를 형성한 다음, 이를 응고될 때까지 냉각시키는 것이 가능하다.
바람직한 일 구현예에서, 2종의 성분의 가열 및 혼합 단계는 압출기에서 이루어진다. 압출기에서, 2종의 성분이 물리적 혼합물로서 또는 별도로 공급될 수 있다. 후자의 경우, 폴리머 재료가 먼저 압출기 본체(body)에서 가열된 다음, 측면 유입구를 통해 압출기 내로 도입될 수 있는 탄소질 재료와 혼합된다. 이어서, 융합된(amalgamated) 복합 재료는, 이것이 원하는 기하학적 구조 (예를 들어, 원통형 형상)으로 형성되는 압출 다이(die)의 구멍을 통해 빠져나온 다음, 냉각되고 (예를 들어, 공기 또는 물), 원하는 크기의 과립으로 절단된다.
대안적으로, 연속 혼합과 같은 다른 혼합/압출 기술이 또한 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 과립 형태의 복합 재료는, 불연속 모드 (금속 장입물의 불연속 공급을 갖는 종래의 공정) 및 연속 모드 (예를 들어, 예열된 금속 장입물의 연속 공급을 갖는 공정) 둘 모두의, 전기 아크로에서 철 합금을 제조하기 위한 공정에서 포미 슬래그 형성제로서 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 복합 재료는 부유 슬래그의 존재 하에, 금속 장입물의 용융 단계 동안 또는 이후에 EAF 내로 도입된다. 부유 슬래그의 형성은 생석회, 백운석(dolomite) 및 마그네사이트(magnesite)와 같은 슬래그 형성 화합물을 로 내로 도입함으로써 유도될 수 있으며, 상기 슬래그 형성 화합물은 용융될 금속 장입물과 함께 로딩되어 용융되거나 또는 후속으로 용융 동안 로 내로에 주입될 수 있다. 장입물의 용융은 일반적으로 또한, 로 내로의 가스 산소의 주입에 의해 지원된다.
포미 슬래그 형성제로서 복합 재료의 도입은 당업계의 통상의 기술자에게 알려져 있는 기술 및 장치를 사용하여 수행될 수 있다. 바람직하게는, 과립형 복합 재료는 하나 이상의 랜스의 주입에 의해 EAF 로 내로 도입된다. 랜스는 전형적으로 로의 측벽 또는 지붕 상에 있는 개구부를 통해 로 내로 연장된다. 랜스는 일반적으로 가스 스트림 (예를 들어, 압축 공기)을 사용하여 과립을 운반한다.
바람직하게는, 과립 형태의 복합 재료는 부유 슬래그 층 및/또는 부유 슬래그 층 근처의 용융 금속 배스에 분산된다. 일반적으로, 이 작업은 금속 장입물의 용융이 진행 단계(advanced stage)에 있을 때 및/또는 이것이 완료될 때 수행된다.
로 내로 주입되면, 복합 재료의 과립은 슬래그와 접촉하여, 슬래그의 포밍 및 동시에 액체 금속 철로의 산화철의 환원으로 이어지는 다수의 화학 반응을 촉발한다. 슬래그 내 복합 재료의 반응은 두 단계로 일어난다: 제1 단계에서, 폴리머 재료의 분획이, 산화철을 부분적으로 환원시키는 탄화수소, 고체 탄소, 일산화탄소 및 수소의 우세한(prevalent) 형성을 갖는 흡열 분해(cracking) 공정으로 이어지고; 후속의 제2 단계에서, 생물 기원 탄소의 산화가 발생한다. 흡열 단계는 슬래그의 냉각을 돕고, 이의 점도를 증가시키며, 폼 안정화를 촉진한다.
임의의 특정한 이론을 언급하기를 원치 않으면서, 로 내로의 과립의 도입 후, 폴리머 재료가 매우 신속하게 전환되어 탄소질 재료의 입자를 방출하며; 따라서, 폴리머 재료 및 생물 기원의 탄소 재료는 하기 예시된 바와 같이 상이한 화학 반응을 촉발하는 것으로 믿어진다.
일반적으로, 슬래그의 포밍으로 이어지는, 탄소질 재료 및 슬래그 사이의 화학 반응은 주로 하기와 같다:
슬래그와 접촉하는 탄소질 재료는 산화철을 액체 상태의 금속 철로 환원시키는 동시에 가스 일산화탄소를 형성한다 (반응 1). 이어서, 탄소질 재료의 입자는 일산화탄소의 가스 주변에 의해 둘러싸이며, 이는 슬래그의 표면 상에서 환원 작용을 계속하여 이산화탄소 및 추가로 액체 금속 철을 형성할 것이다 (반응 2). 이어서 이산화탄소는 일단 형성되면, 가스 주변에서 탄소질 재료 입자 쪽으로 확산되어, 일산화탄소의 형성과 함께 가스화 반응을 촉발한다 (반응 3).
폴리머 재료, 예를 들어 폴리올레핀의 경우, 하기 반응이 대신 고려될 수 있다:
먼저, 폴리머 재료의 폴리머 사슬이 분해되어 탄화수소 및 더 짧은 탄화수소 사슬을 형성한다 (반응 4). 차례로, 이들은 반응 5에 따라 분해되어 고체 형태의 탄소 및 수소 가스를 생성한다. 이들은 또한 이산화탄소 (반응 6) 또는 슬래그의 산화철 (반응 8)과 반응하여 일산화탄소, 수소, 및 슬래그와의 반응의 경우 금속 철을 형성할 수 있다.
반응 5, 6 및 8은 반응 생성물로서 수소를 가지며, 이는 차례로 환원제로서 작용한다. 반응 7을 기반으로, 수소는 일산화탄소보다 더 빠른 반응 동역학으로 산화철을 환원시킬 수 있다. 이는 또한, 결과적으로 포미 슬래그에 대한 안정화 효과를 갖는 다수의 작은 가스 기포의 형성을 선호하는데, 이것이 슬래그 내부의 가스 상의 유지를 촉진하기 때문이다. 반응 7은 또한 물을 생성하며, 이는 이산화탄소와 유사하게, 수소 및 일산화탄소를 형성하는 반응 9에 따라 고체 탄소를 가스화시킬 수 있다.
반탄화에 의한 바이오차르의 경우에서와 같이 생물 기원 탄소질 재료가 비교적 높은 함량의 휘발성 분획을 갖는 경우, 이는 상당한 양의 가스 화학 종(species)을 방출할 것이며, 이는 또한 슬래그 포밍 및 산화철 환원의 메커니즘에 기여한다.
부유 슬래그의 포밍 단계 전후의 철 합금 제조 공정의 작업 단계는 알려져 있는 기술에 따라 수행되는 종래의 작업이다.
초기에, 예를 들어, 용융될 금속 장입물은, 가능하게는 중간 용융 단계가 산재된 하나 이상의 로딩 작업에 의해 로 내로 도입될 수 있다. 대안적으로, 당업계에 알려져 있는 바와 같이, 금속 장입물은 예열 후에 연속 모드로 로 내로 공급될 수 있다.
용융 금속 배스의 화학 조성 및 이의 온도가 최적화되면, 용융된 철 합금 금속을 로에서 인출하여, 이를 슬래그로부터 분리한다. 이어서, 이와 같이 얻어진 철 합금은 이를 최종 완제품으로 변형하기 위한 추가 가공을 위해 보내진다.
하기 실시예는 본 발명의 예시적인 목적으로만 제공되며, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 보호 범위의 제한으로서 간주되어서는 안 된다.
실시예에서, 첨부 도면에 대한 참조가 또한 이루어질 것이며, 도면에서:
- 도 1은, 주로 LDPE로 이루어지는 폴리머 폐기물의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 2는 가스화에 의해 생성된 바이오차르의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 3은, 건조 기준으로 40:60의 질량비로 도 1의 폴리머 재료 및 도 2의 바이오차르를 포함하는 본 설명에 따른 복합 재료의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 4는, 주로 LDPE 및 HDPE로 이루어지는 폴리머 폐기물의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 5는 열분해에 의해 생성된 바이오차르의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 6은, 건조 기준으로 45:55의 질량비로 도 4의 폴리머 재료 및 도 5의 바이오차르를 포함하는 본 설명에 따른 복합 재료의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 7은 반탄화에 의해 생성된 바이오차르의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 8은, 건조 기준으로 50:50의 질량비로 도 4의 폴리머 재료 및 도 7의 바이오차르를 포함하는 본 설명에 따른 복합 재료의 열중량 분석 결과를 나타낸다.
- 도 1은, 주로 LDPE로 이루어지는 폴리머 폐기물의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 2는 가스화에 의해 생성된 바이오차르의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 3은, 건조 기준으로 40:60의 질량비로 도 1의 폴리머 재료 및 도 2의 바이오차르를 포함하는 본 설명에 따른 복합 재료의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 4는, 주로 LDPE 및 HDPE로 이루어지는 폴리머 폐기물의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 5는 열분해에 의해 생성된 바이오차르의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 6은, 건조 기준으로 45:55의 질량비로 도 4의 폴리머 재료 및 도 5의 바이오차르를 포함하는 본 설명에 따른 복합 재료의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 7은 반탄화에 의해 생성된 바이오차르의 열중량 분석 결과를 나타내고;
- 도 8은, 건조 기준으로 50:50의 질량비로 도 4의 폴리머 재료 및 도 7의 바이오차르를 포함하는 본 설명에 따른 복합 재료의 열중량 분석 결과를 나타낸다.
실시예
실시예 1
본 발명에 따른 포미 슬래그 형성제를 하기와 같이 제조하였다.
이축 압출기에서, 이를 하기와 같이 공급하였다:
- 폐기물로부터 나오는 폴리머 재료 (90% w/w LDPE) 60 kg;
- 바이오차르 40 kg.
가스화에 의한 바이오차르는 하기 조성을 가졌다: 70% 초과의 탄소, 6% 미만의 재 및 8% 미만의 수분. 바이오차르는, 5 mm의 최대 크기 및 주로 (적어도 50 중량%) 2 mm 미만의 최대 크기를 갖는 플레이크 또는 분말 형태였다.
압출기 내부에서, 폴리머 재료를 약 190℃의 온도에서 용융시켰으며, 후속으로 압출기의 측벽을 따라 순차적으로 배치된 3개의 지점에서 공급된 바이오차르와 혼합하였다. 따라서, 상기 2종의 재료는 바이오차르의 분쇄 및 물의 증발과 동시에 응집되었다. 최종적으로, 응집체를 4 mm의 직경을 갖는 원형 단면의 다이를 통해 압출하였다.
압출된 복합 재료를 냉각시킨 다음, 길이 3 내지 4 mm의 원통 형상의 과립으로 절단하였다.
과립형 복합 재료는 하기의 특성을 갖는 것으로 확인되었다:
-
벌크 밀도: 420 kg/m3
-
중량 기준 물 함량: 1.2%.
과립은 또한 만족스러운 기계적 압축성을 나타냈다.
과립형 복합 재료의 효과성은 열중량 분석 (샘플 11.5 g, 25℃에서 750℃로 가열, 25℃/분의 가열 속도)에 의해 평가하였다.
도 1 내지 3은 폴리머 재료 (도 1), 바이오차르 (도 2), 과립형 복합 재료 (도 3)에 대해 기록된 중량 손실률 (TG%), 방출된 열 (열류(Heat Flow)) 및 질량 변화율 (dTG)의 곡선을 보고한다.
도 1 내지 3의 비교는, 복합 재료 (도 3)의 질량 손실 곡선이 대략 폴리머 재료 (도 1)의 곡선 및 바이오차르 (도 2)의 곡선의 중첩에 의해 주어진다는 것을 나타낸다.
도 3에서, 300℃ 내지 400℃ 범위 내에서, -2% 내지 -8%의 중량 손실이 있고; 400℃ 내지 500℃ 범위 내에서, 약 -48%의 중량 손실에 도달하는, 폴리머의 격렬한 분해가 있다. 500℃ 내지 550℃ 범위 내에서, 비응집된 폴리머 재료 (도 1)에 대해 발생하는 것과 유사하게, 휘발은 느려진 다음, 바이오차르 (도 2)의 경우와 같이 거의 선형으로 다시 증가하며(grow) 진행된다. 750℃에서, 연소는 아직 완료되지 않았으며, 초기 질량의 23%가 여전히 존재한다.
복합 재료 (도 3)의 열류는 열가소성 폴리머 (도 1 참조)의 용융에 해당하는 약 125℃에서의 제1 흡열 피크, 및 폴리머의 분해 및 이의 휘발 (도 1 참조)과 관련될 수 있는 450℃ 내지 500℃ 범위 내에서의 추가 흡열 피크를 나타낸다. 도 1에서의 500 내지 600℃ 범위 내에서, 폴리머의 휘발에 의해 생성된 가스의 연소와 관련될 수 있는 발열 피크가 관찰되며, 이는 또한 복합 재료와 관련된 도 3에서도 볼 수 있다.
전반적으로, 열 분석은, 폴리머의 흡열 분해가 바이오차르의 산화로 인한 열 에너지의 방출을 어떻게 제한하는지 나타낸다. 이러한 거동은 로 내로의 복합 재료의 주입 메커니즘을 촉진하여, 순수한 비응집 형태의 바이오차르를 사용하고자 하는 경우 일반적으로 관찰되는 바이오차르의 연소 및 휘발에 기인한 재료의 손실을 감소시킨다.
열 분석은, 폴리머 분획이 이의 용융 및 분해 동안 에너지를 흡수하여, 이의 점도를 증가시키고 결과적으로 포밍에 필요한 가스 기포를 유지하는 이의 능력을 증가시킴으로써 슬래그를 냉각시킨다는 것을 나타낸다. 따라서, 주로 400℃ 내지 500℃에서 폴리머에 의해 방출되는 가스는 효과적으로 환원 작용을 수행할 수 있다. 또한, 폴리머에 의해 수행되는 초기 열산화 보호 덕분에, 바이오차르의 휘발성 분획은 폼 형성 및 슬래그 내 산화물의 환원에 기여할 수 있다. 후속으로, 더 높은 온도에서, 약 600℃의 온도로부터 시작하여 관찰될 수 있는 열류의 안정화에 의해 열 분석에서 존재가 입증된, 잔류 고체 탄소의 상당 분획은 또한 환원제 또는 재탄화제로서 작용할 수 있다. 환원 및 재탄화 작용은 또한, 복합 재료의 과립에 의한 상당한 가스 방출에 기인하는 강렬한 물질 교환에 의해 선호된다.
실시예 2
본 발명에 따른 제2 포미 슬래그 형성제를 하기 재료로부터 출발하여 실시예 1에 기술된 바와 같이 제조하였다:
-
LDPE 및 HDPE (약 82 질량%; 나머지는 이물질)로 이루어지는 소비후 폐기물로부터의 폴리머 재료;
-
목질 바이오매스의 열분해에 의해 얻어진 상업용 바이오차르.
폴리머 재료는 과립 형태였다.
펠릿 및 분말 형태의 바이오차르는 하기 특성을 가졌다:
-
고정 탄소 (건조 기준): > 90%
-
휘발성 분획 (건조 기준): 3% 내지 7%
-
재 함량 (건조 기준): < 3%
-
물 함량: 약 1%
-
발열량: 34 MJ/kg
-
벌크 밀도: 약 400 kg/m3
복합 재료는 건조 기준으로 45:55의 질량비로 폴리머 재료 및 바이오차르를 사용하여 제조하였다.
복합 재료를, 약 5 mm의 직경, 약 3.6 mm의 최대 두께 및 약 610 kg/m3의 벌크 밀도를 갖는 원통형 렌즈콩(lentil) 형상의 과립으로 압출하였다.
과립형 복합 재료는 하기 특성을 가졌다:
-
더 낮은 발열량 (건조 기준): 37 MJ/kg;
-
중량 기준 물 함량: < 1%.
과립형 복합 재료의 효과성은 열중량 분석 (샘플 11.5 g, 25℃에서 750℃로 가열, 25℃/분의 가열 속도)에 의해 평가하였다.
도 4 내지 6은 폴리머 재료 (도 4), 바이오차르 (도 5), 과립형 복합 재료 (도 6)에 대해 기록된 중량 손실률 (TG%), 방출된 열 (열류) 및 질량 변화율 (dTG)의 곡선을 보고한다.
도 6에서, 질량 손실 경향은 상술한 복합재의 경향 (실시예 1, 도 3)과 유사하다. 가장 빠른 질량 손실은 400℃에서 500℃로 이동할 때 발생하며, -1%에서 -25%로 이동한다. 이어서, 후속의 느린 산화 메커니즘은 750℃에 도달할 때 46%의 질량 손실을 생성한다.
잔류 고체 분획은 도 3의 복합 재료보다 상당히 더 크지만 (54% 대(vs.) 23%), 이는 더 높은 바이오차르 함량 및 폴리머 분획의 더 높은 고체 잔류물 (도 4)에 기인한다.
이 복합재의 열류는 도 3의 복합재의 열류와 비교 시, 400℃까지 음의 값을 나타내는 반면, 도 3의 경우 이들은 300℃ 초과에서 양의 값이 되었다. 동일한 일련의 흡열 반응이 450℃ 부근에서 발생하지만, 실시예 2의 복합재의 경우 (도 4), 480℃ 및 520℃ 근처에서 2개의 중요한 에너지 방출 피크가 강조될 수 있다. 대신에, 550℃ 초과에서의 곡선의 경향은 도 2의 가스화로부터의 바이오차르 및 도 1의 폴리머 재료를 함유하는 실시예 1의 복합재의 경향과 유사하지만, 열류 값은 이전 경우의 열류 값의 절반이다.
실시예 2의 복합 재료를 또한 제철소에서 시험하였으며, 여기서, 선행기술에 따른 열가소성 폴리머 및 바이오카본(biocarbon)의 별도 사용을 능가하는 여러 이점을 확인하였다. 특히, 본 발명에 따른 복합 재료는 EAF 로에서의 철강 제조 사이클에서 슬래그 포밍에 사용되는 무연탄을 완전히 대체하였다 (복합 재료:무연탄 대체 중량비 1:1). 복합 재료를 사용하여 얻어진 포미 슬래그의 품질은 무연탄을 사용하여 얻어질 수 있는 품질 (전기 아크의 탁월한 피복율)에 완전히 필적하는 것으로 확인되었다. 사이클 동안, 화염 발생, 흄 온도의 과도한 상승 및 로의 냉각된 패널의 측면에서 이상 현상은 관찰되지 않았다.
CO2 배출량의 측면에서, 무연탄의 탄소 함량 (92% 중량)을 고려하여, 이는 3.37 CO2/Kg-사용된 무연탄의 CO2 발생량을 가졌다.
무연탄을 대체하여 실시예 2에 따른 복합 재료의 사용 (1:1 대체비)은 66%의 CO2 배출량의 절감을 가져왔다.
실시예 3
본 발명에 따른 제3 포미 슬래그 형성제를 하기 재료로부터 출발하여 실시예 1 및 2에 기술된 바와 같이 제조하였다:
-
LDPE 및 HDPE (약 82 질량%; 나머지는 이물질)로 이루어지는 소비후 폐기물로부터의 폴리머 재료;
-
목질 바이오매스의 반탄화에 의해 얻어진 상업용 바이오차르.
폴리머 재료는 과립 형태였다.
분말 형태의 바이오차르는 하기 특성을 가졌다:
-
탄소 함량 (건조, 재-무함유 기준): 60% 내지 70%
-
고정 탄소 (건조, 재-무함유 기준): 35% 내지 45%
-
휘발성 분획 (건조, 재-무함유 기준): 55% 내지 65%
-
재 함량: < 4%
-
물 함량: < 3%
-
발열량: 21.5 내지 23.5 MJ/kg
-
벌크 밀도: 약 225 kg/m3.
복합 재료는 건조 기준으로 50:50의 질량비로 폴리머 재료 및 바이오차르를 사용하여 제조하였다.
복합 재료를, 약 7 mm의 직경, 약 4.5 mm의 최대 두께 및 약 420 kg/m3의 벌크 밀도를 갖는 원통형 렌즈콩 형상의 과립으로 압출하였다.
과립형 복합 재료는 하기 특성을 가졌다:
-
더 낮은 발열량 (건조 기준): 32 MJ/kg;
-
중량 기준 물 함량: 약 1 %.
과립형 복합 재료의 효과성은 열중량 분석 (샘플 11.5 g, 25℃에서 750℃로 가열, 25℃/분의 가열 속도)에 의해 평가하였다.
도 4, 7 및 8은 폴리머 재료 (도 4), 바이오차르 (도 7), 과립형 복합 재료 (도 8)에 대해 기록된 중량 손실률 (TG%), 방출된 열 (열류) 및 질량 변화율 (dTG)의 곡선을 보고한다.
도 8에서, 복합 재료는 순수한 형태 (도 7)의 반탄화에 의한 바이오카본에 대해 강조된 내용을 반영하는, 복잡한 거동을 나타냈다.
복합 재료는 먼저 약 300℃까지 질량 성장 (+8%)을 가졌다. 후속으로, 400℃에서 샘플에 대한 -3%의 질량 감소가 있었다. 400℃에서 500℃까지, 폴리머 분획의 분해 및 바이오차르의 탈휘발화 및 산화 둘 모두로 인하여 질량 손실이 상당하였다. 500℃에서, 잔류 질량은 63%였다. 최종적으로, 750℃에 도달하면, 47%의 잔류 분획이 있었다. 시험 동안 연소는 완전 연소에 도달하지 않았다.
열류의 경향은, 폴리머 분해 반응의 흡열성이 바이오차르 산화와 관련된 발열 작용을 약화시킨다는 것을 제시한다. 200℃ 내지 500℃에서, 실시예 1 및 2 (도 3 및 6)의 복합재에서 확인된 것보다 덜 뚜렷하고 국부적인 피크 및 밸리(valley)가 연속적으로 나타나는 복잡한 거동이 발생하였다. 520℃ 초과에서는, 열류가 약 620℃까지 안정화된 다음, 증가하여, 약 700℃에서 안정화되는 경향이 있었다.
또한, 실시예 3의 복합 재료를 제철소에서 시험하였으며, 여기서, 선행기술에 따른 열가소성 폴리머 및 바이오카본의 별도 사용을 능가하는 여러 이점을 확인하였다. 특히, 본 발명에 따른 복합 재료는 EAF 로에서의 철강 제조 사이클에서 슬래그 포밍에 사용되는 무연탄을 완전히 대체하였다 (복합 재료:무연탄 대체 중량비 1:1). 복합 재료를 사용하여 얻어진 포미 슬래그의 품질은 무연탄을 사용하여 얻어질 수 있는 품질 (전기 아크의 탁월한 피복율)에 완전히 필적하는 것으로 확인되었다. 사이클 동안, 화염 발생, 흄 온도의 과도한 상승 및 로의 냉각된 패널의 측면에서 이상 현상은 관찰되지 않았다.
CO2 배출량의 측면에서, 무연탄의 탄소 함량 (92 중량%)을 고려하여, 이는 3.37 CO2/Kg-사용된 무연탄의 CO2 발생량을 가졌다.
무연탄을 대체하여 실시예 3에 따른 복합 재료의 사용 (1:1 대체비)은 62%의 CO2 배출량의 절감을 가져왔다.
전반적으로, 실시예에 기술된 복합 재료를 사용하여 제철소에서 수행한 시험은 본 발명의 여러 이점을 확인시켜 주었다.
-
복합 재료의 밀도는 무연탄의 밀도 (약 900 kg/m3)보다 더 낮지만, 분말 형태의 바이오차르의 밀보보다 최대 3배 더 높다. 이는, 복합 재료를 제철소로 운반하는 트럭의 수가 더 적어 오염물 배출이 감소하고 물류 비용이 절감된다는 것을 의미한다. 또한, 철강 현장은 입고되는 재료를 취급하는 측면에서 덜 혼잡하고;
-
복합 재료는 바이오차르와 달리, 흡습성 문제점을 겪지 않아 장기간에 걸친 보관을 용이하게 한다. 안전성의 관점으로부터, 바이오차르와 폴리머 재료의 응집은 기계적으로 견고한(solid) 과립을 생성하여, 바이오차르의 특징인, 미세하고 가연성이며 폭발성인 분말이 작업 환경에서 풍부하게 존재하는 문제점을 해결한다. 예를 들어, 로 내로의 주입을 위한 사일로(silo) 내부의 큰 백(bag)으로부터의 재료의 운반은 환경 내로의 분말의 임의의 인지가능한 방출을 나타내지 않았다. 이는 또한, 무연탄에 관한 일반적인 관행에 대한 개선이다. 응집은 공기에 대한 바이오차르의 반응성의 문제점을 해결한다. 이러한 반응성으로 인하여, 바이오차르는 장기간 동안 대량으로 보관되는 경우 자체 발화의 위험성이 있으며, 용이하게 촉발될 수 있는 재료이다. 따라서, 폴리머 매트릭스 내에 바이오차르를 분산시키고 포획하는 것은 철강 현장에서의 임의의 위험성을 최소화하고;
-
이들의 물리적 형태 덕분에, 복합 재료의 과립은 가압 탱크에서 로 내의 주입 랜스까지 공압 운반에 특히 적합하다. 과립은 탁월한 유동성을 나타내며, 이는 정밀한 유동 조절을 허용한다. 이러한 측면은, 주입 공정을 최적으로 제어하며, 결과적으로 에너지 소비 및 배출 측면에서 긍정적인 영향을 갖는 가능성으로 해석된다. 응집 덕분에, 복합 재료는 바이오차르가 다양한 입자 크기의 분말 분획을 형성하는 경향의 문제점을 해결한다. 실제로, 이들 분획은, 특히 덕트(duct)에서 구부러짐 또는 좁아짐이 존재하는 경우 뭉치는(pack) 경향이 있어, 이들의 공급 유량을 제어하는 것을 어렵게 하고;
-
순수한 바이오차르에 대한 경우와 같이, 무연탄보다 벌크 밀도가 더 낮다는 점을 고려하면, 본 발명에 따른 복합 재료의 과립은 또한 일반적으로 주입 랜스의 적합화를 요구한다. 이러한 수정은 슬래그 재료의 효과적인 침투를 허용하는 주입 각도 또는 2차 비말동반 유동 (예를 들어, 산소 제트(jet))의 채택과 관련될 수 있으며, 어떠한 경우에도 당업계의 통상의 기술자에 의해 용이하게 관리가능하다. 바이오차르에 비해, 복합재 과립은 더 높은 밀도를 가져, 슬래그를 침투하는 재료의 능력과 관련된 문제점을 감소시킨다. 또한, 무연탄 및 바이오차르 둘 모두의 특징인 분말 상이 거의 없는 것은 배스에서 발생하는 가스 내의 이러한 미세 입자의 비말동반으로 인한 재료의 손실을 제한한다. 이어서, 이러한 입자는 슬래그에 도달하기 전에 산화 또는 휘발되는 이들의 경향으로 인하여 폐기될 수 있다. 이러한 관점으로부터, 압출은 입자의 표면/부피 비의 제어를 허용하며, 이는 로 내로의 주입 동안 과립이 겪는 열 교환 메커니즘, 및 입자의 반응 표면 둘 모두에 영향을 미친다. 따라서, 과립의 크기를 제어함으로써, 주입에 대한 재료의 효과성을 최적화하는 것을 가능하게 하였다: 너무 미세한 과립은, 슬래그 침투에서의 가능한 어려움에 더하여, 휘발성 분획의 급속한 방출 또는 급속한 산화와 함께 온도가 급격히 상승하는 경향이 있고; 반면에, 너무 큰 과립은 슬래그 위에 부유하는 경향을 보여, 산화철 환원 및 포미 슬래그 형성의 메커니즘에 부분적으로만 기여한다. 이론적인 관점으로부터 예상되는 이익이 실제 적용에서 실현되었다는 표시는, 포미 슬래그 형성제로서 무연탄을 복합 재료의 과립으로 대체하여도 로에 어떠한 이상 현상도 발생하지 않았다는 사실에서 볼 수 있다. 특히, 통상의 경우보다 더 높은 화염은 없었고, 냉각된 패널 및 배기 가스 둘 모두의 온도는 역사적 범위(historical range) 내에서 유지되었다. 열분해 및 반탄화 둘 모두에 의한 바이오카본으로 제조된 두 과립 모두가 효과가 있다는 사실은 또한, 폴리머가 바이오카본을 열산화적으로 효과적으로 보호하였음을 나타낸다. 이러한 방식으로, 놀랍게도, 반탄화에 의한 바이오카본은 또한 슬래그에 도달하여, 슬래그 내부에 이의 상당한 휘발성 분획을 방출하여 이의 환원 작용을 발휘할 수 있었고;
복합 재료의 과립은 바이오차르 및 폴리머의 균일한 조성을 갖는 응집체이다. 이는, 이미 서로 완벽한 물리적 접촉을 이루고 있는 바이오차르 및 폴리머, 및 슬래그 사이의 상호작용을 최대화한다. 주입 공정에 대해 기술된 바와 같이 바이오차르에 열산화 보호를 제공하는 것에 더하여, 폴리머는 생물 기원 탄소질 재료와 관련된 슬래그와의 낮은 반응성 문제점을 해결한다. 실제로, 선행기술에서 사용된 바이오차르의 문제점은, 안정한 가스 계층화(stratification)의 형성을 선호하여 슬래그에 대한 바이오차르의 환원 작용을 중단시킬 수 있는 나노미터 및 마이크로미터 수준의 평활한 표면의 존재에 기인하는 것으로 보인다. 대신에, 수소의 풍부화 및 폴리머 분획과 관련된 강렬한 물질 교환은, 특히 바이오차르에 의해 제공되는 것과 같은 고체 탄소의 존재 하에 환원 공정의 동역학을 가속화하는 것으로 가정된다. 또한, 폴리머 분획으로 인한 탄화수소 종이 고체 탄소와 상호작용하여 열분해되어 후자의 표면 상에 탄소 침착물을 형성할 수 있는 가능성은 바이오차르와 관련된 문제점의 해결을 더욱 촉진할 수 있다. 수행된 시험에서 복합 재료의 과립이 무연탄을 완전히 대체할 수 있다는 사실은 상술한 메커니즘 중 하나 이상이 실제로 일어났음을 제시한다. 복합 재료는 또한, 포미 슬래그 품질 (탁월한 아크 피복율) 및 주입된 질량의 측면에서 무연탄의 효과성과 유사한 효과성을 나타냈다. 이는, 화석탄과 비교하여 상이한 화학적-물리적 거동에도 불구하고, 복합 재료가 존재하는 경우에도 가스 기포가 형성되어 안정한 포미 슬래그를 생성할 수 있음을 제시한다.
Claims (14)
- 철 합금의 제조 동안 전기 아크 용융로(electric arc melting furnace)에서 포미 슬래그(foamy slag)를 형성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은
a. 전기 아크로에서 금속 장입물(charge)을 용융시켜, 부유 슬래그 층을 포함하는 용융 금속 배스(molten metal bath)를 얻는 단계;
b. 포미 슬래그 형성제를 상기 로 내로 도입하여 상기 부유 슬래그를 포밍하는(foam) 단계를 포함하며,
상기 포미 슬래그 형성제는, 적어도 1종의 열가소성 폴리머 재료 및 적어도 1종의 생물 기원 탄소질 재료를 포함하는 과립 형태의 복합 재료인, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머 재료가, 폴리머 재료를 포함하는 소비후(post-consumer) 제품 폐기물 및/또는 산업 공정 폐기물의 회수로부터 얻어지는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머 재료가 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌 및 이들의 혼합물을 포함하는, 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물 기원 탄소질 재료가 차르(char), 바람직하게는 바이오차르(biochar)인, 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 차르 또는 바이오차르가 가스화, 열분해, 반탄화(torrefaction), 열수 탄화 또는 증기 폭발, 바람직하게는 반탄화 또는 증기 폭발의 공정에 의해 얻어지는, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머 재료가 상기 복합 재료의 중량에 대해 10 중량% 내지 90 중량% 범위 내, 보다 바람직하게는 30 중량% 내지 70 중량% 범위 내의 양으로 존재하는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물 기원 탄소질 재료가 상기 복합 재료의 중량에 대해 10 중량% 내지 90 중량% 범위 내, 바람직하게는 30 중량% 내지 70 중량% 범위 내의 양으로 존재하는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물 기원 탄소질 재료가 50 중량% 이상, 바람직하게는 60 중량% 이상, 보다 바람직하게는 75 중량% 이상, 보다 더 바람직하게는 50 % 내지 95% 범위 내, 보다 더 바람직하게는 60% 내지 95% 범위 내, 보다 더 바람직하게는 75% 내지 90% 범위 내의 탄소 함량을 갖는, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물 기원 탄소질 재료가 하기 특성 중 하나 이상을 갖는, 방법:
- 총 탄소 (건조 기준): 50 내지 70%;
- 고정 탄소 (건조 기준): 18 내지 65%;
- 휘발성 분획 (건조 기준): 30 내지 80%;
- 발열량: 19 내지 30 MJ/kg. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생물 기원 탄소질 재료 대 상기 폴리머 재료의 중량비가 0.1 내지 9 범위 내, 바람직하게는 0.4 내지 2.4 범위 내인, 방법.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머 재료가 50 중량% 이상, 바람직하게는 65 중량% 이상, 보다 바람직하게는 70% 내지 90% 범위 내의 탄소 함량을 갖는, 방법.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포미 슬래그 형성제의 과립이 최대 15 mm, 바람직하게는 최대 10 mm, 보다 바람직하게는 최대 5 mm의 최대 크기를 갖는, 방법.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포미 슬래그 형성제의 과립이 적어도 1 mm, 바람직하게는 적어도 2 mm, 보다 바람직하게는 적어도 3 mm, 보다 더 바람직하게는 1 mm 내지 15 mm 범위 내의 최대 크기를 갖는, 방법.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 b가, 상기 부유 슬래그 층 및/또는 상기 부유 슬래그 층 부근의 상기 용융 금속 배스에서 상기 복합 재료를 과립 형태로 분산시키는 단계를 포함하는, 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102021000017366 | 2021-07-01 | ||
| IT202100017366 | 2021-07-01 | ||
| PCT/IB2022/056111 WO2023275817A1 (en) | 2021-07-01 | 2022-06-30 | Method for forming a foamy slag in an electric arc furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240028360A true KR20240028360A (ko) | 2024-03-05 |
Family
ID=77989894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237045117A KR20240028360A (ko) | 2021-07-01 | 2022-06-30 | 전기 아크로에서 포미 슬래그를 형성하기 위한 방법 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4363623A1 (ko) |
| KR (1) | KR20240028360A (ko) |
| CN (1) | CN117545860A (ko) |
| CA (1) | CA3223484A1 (ko) |
| WO (1) | WO2023275817A1 (ko) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MX2007002540A (es) * | 2004-09-03 | 2007-07-05 | Newsouth Innovations Pty Ltd | Produccion de ferroaleaciones. |
| BRPI0811299A2 (pt) * | 2007-05-07 | 2015-01-27 | Newsouth Innovations Pty Ltd | Aperfeiçoamentos na produção de ligas de ferro |
| CN106350635B (zh) * | 2016-08-30 | 2018-11-23 | 河南太行全利重工股份有限公司 | 一种利用废塑料和废橡胶制作电弧炉炼钢用泡沫渣的方法 |
-
2022
- 2022-06-30 KR KR1020237045117A patent/KR20240028360A/ko unknown
- 2022-06-30 WO PCT/IB2022/056111 patent/WO2023275817A1/en active Application Filing
- 2022-06-30 EP EP22740999.2A patent/EP4363623A1/en active Pending
- 2022-06-30 CA CA3223484A patent/CA3223484A1/en active Pending
- 2022-06-30 CN CN202280043760.3A patent/CN117545860A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3223484A1 (en) | 2023-01-05 |
| WO2023275817A1 (en) | 2023-01-05 |
| CN117545860A (zh) | 2024-02-09 |
| EP4363623A1 (en) | 2024-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950003533B1 (ko) | 폐기물의 재생방법 | |
| KR100385154B1 (ko) | 수지 또는 유기화합물 또는 이들을 포함하는 폐플라스틱의 처리방법 | |
| CN103429768B (zh) | 复合制品及制备方法 | |
| US6342089B1 (en) | Direct reduced iron pellets | |
| JP5411615B2 (ja) | 炭材内装塊成化物の製造方法 | |
| CA2387694C (en) | Method of producing reduced metals and apparatus for reducing metal oxides | |
| EP1428642B1 (en) | Method of manufacturing waste granulated plastics, and method for thermal decomposition of the plastics | |
| EP3942081B1 (en) | Method for the production of metal products starting from ferrous material, by means of an electric arc furnace | |
| JP5582685B2 (ja) | 固体燃料および固体燃料の製造方法 | |
| KR20240028360A (ko) | 전기 아크로에서 포미 슬래그를 형성하기 위한 방법 | |
| JP2006152432A (ja) | 溶鉄の製造方法 | |
| CA3239703A1 (en) | Method for producing a ferrous alloy in a metallurgical furnace | |
| WO2023111927A1 (en) | Method for producing a ferrous alloy in a metallurgical furnace | |
| JPH10259273A (ja) | 含塩素高分子樹脂の塩素除去方法 | |
| JP3941701B2 (ja) | 製鋼方法 | |
| JP3742499B2 (ja) | シュレッダーダストの処理方法 | |
| KR20130058845A (ko) | 폐타이어를 이용한 가탄재 | |
| KR102328389B1 (ko) | 용철 제조장치 및 용철 제조방법 | |
| Stewart et al. | Waste COVID-19 facemasks as an auxiliary iron reductant in the rotary hearth furnace | |
| JP4192042B2 (ja) | コークス炉でのシュレッダーダスト処理方法 | |
| JP4593443B2 (ja) | シュレッダーダストの再資源化方法 | |
| WO2023242731A1 (en) | Agglomerated product for use in the steelmaking process | |
| KR100671141B1 (ko) | 코렉스로를 이용한 소각회 다이옥신 처리방법 | |
| JP2005194537A (ja) | コークスの製造方法 | |
| JP2001322807A (ja) | 活性炭化物の製造方法 |