KR810002035B1 - 압연 철제를 생산하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압연 철제를 생산하는 방법

제 1도는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 압연 철강판 제조장치의 측단면 개략도.

제 2도는 압연기의 롤러의 한 다른 형태의 평면도.

제 3도는 제 2도의 롤러 부분의 측입면도.

제 4도는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 또 다른 압연 철강판 제조장치의 측단면 개략도.

정제된 산화철광으로 부터 분말 야금적인 수단으로 길다란 철강재를 만들 수 있는 가능성은 오래전부터 개발을 담당하고 있는 야금 기술자들의 관심사이었다. 이들 대부분은 철분말을 제조하여 대기온도에서 재래의 분말공정에 의해서 철강판이나 봉재(bar)를 만드는 방법을 제안했다. 그러나 그러한 방법들은 기술적으로는 성공하였으나, 대량의 강철을 제조하는 종래 방법과는 경제적인 경쟁 대상이 되지 못했다.

본 발명의 목적은 철분말을 형성시킬 필요가 없는 경제적인 방법에 의해서 길다란 작업재료를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 방법의 첫번째 특징은 정제된 산화철을 유기결합체로 결합시켜 만든, 어느 정도로는 화학적으로 환원시켜 놓았을 수도 있는 펠레트(pellet)들을 환원성 분위기(reducing atmosphere) 중에서 가열하여 스폰지 펠레트(sponge pellet)들로 되도록 함과 동시에 이 스폰지 펠레트들을 열간 압연온도에서 압연기의 롤러로 압연하여 길다란 작업재료로 뽑아낸다는 데에 있다.

즉, 정제된 산화철광을 유기 결합제에 의해서 크기가 1.5-15mm 되는 펠레트들로 형성시킨 다음 이로 부터 형성된 스폰지 펠레트들을 필요한 합금재료와 함께 압연기 속에서 열간 압연하여 철강판이나 봉재또는 기타의 작은 재료로 뽑아낸다.

지금까지는 펠레트 압연과는 달리 철분만을 열간 압연하는 방법이 제안된 바 있으나 가열하기가 곤란하고, 들러붙는 경향이 있음과 아울러 압연기 속으로 공급하기가 곤란하기 때문에 거의 실용성이 없었다.

스폰지 펠레트 압연의 잇점과 특징은 이중적이다.

첫째로는 들러 붙는다는 문제와 공급한다는 문제를 최대한으로 해결할 수가 있으며, 둘째로는 매우 중요한 관심사로서 롤러틈 속에서 변형되기 전의 스폰지 펠레트가 지극히 낮은 전체 밀도를 갖는다는 것이다.

왜냐하면, 펠레트는 그 자체가 다공성임과 아울러 펠레트와 펠레트 사이에도 틈이 존재하기 때문이다.

따라서, 펠레트는 철분말보다 훨씬 더 압축시킬 수가 있어서 철분말 보다 두께를 아주 많이 감소시켜서 관제나 봉재를 얻어낼 수 있음과 아울러, 압연 압력도 훨씬 낮출 수가 있다. 그러므로 판의 너비에 걸쳐서 훨씬 더 균일하게 압연시킬 수가 있기 때문에 청분말의 압연시보다 모서리와 표면균열을 더욱 줄일 수가 있다.

본 발명의 방법에 관한 설명중에 실제로 탄소를 함유하지 않은 재료에 대해서도 ＂강(steel)＂이라는 용어를 자주 사용하였다. 엄밀히 말하면, 탄소를 함유하지 않은 것은 미세한 비환원성 산화 개재물(oxide inclusions)을 무수히 함유하는 철소지(iron motrix)이다. 따라서 그 조직은 연철(wrought iron)이나 재래의 저탄소강과는 전혀 다르다. 실제로 그것은 새로운 재료로서 아직 적당한 이름이 없다. 본 명세서에서는 그것을 비강화된 상태에 있을 때에는 스폰지철이라고 하고 강화된 상태에 있을 때에는 그것이 비록 탄소를 함유하고 있지 않을지라도 ＂강(steel)＂이라고 부를 것이다. 따라서 그 생성물이 침탄되었을 경우에도 한가지로 명명할 수 있음은 물론이다.

롤러가 현저하게 높은 속도로 동작하고 있을 때 롤러의 틈속에서 기체의 분출 때문에 일어나는 펠레트 결핍이라는 나쁜 효과를 피할 수 있도록 충분히 큰 평균적인 크기를 갖는 펠레트를 압연기 속에 공급하는 것이 필요하다. 얇게 압연할 때는 압연기의 틈속으로 펠레트가 잘 흐르도록 하는 것이 또한 필요하다.

따라서 크기와 모양은 직경이 1.5-15mm 정도되는 구형이 바람직하다. 대부분의 성공적인 실험작업은 3-7mm 범위의 펠레트를 가지고 수행되었다.

펠레트를 만드는 도중에 고순도의 산화철을 불순물에 의해서 오염되지 않도록 해야하며, 그렇지 않으면 공정이 금속판 속에 불순물이 남아있게될 것이다. 동시에 초기 펠레트(green pellet)를 만들때 그 초기 펠레트가 화학적인 환원 이전의 공정에서 충분히 견딜 수 있을만큼 경화시켜 파괴되는 것을 극소화 시키기 위해서는 결합제를 사용해야 한다. 초기 펠레트란 용어는 고온으로 가열되기전의 펠레트에 대하여 사용하였다.

펠레트를 만드는데 산업상 흔히 사용하는, 실리카를 포함하는 벤토나이트와 같은 결합제는 제외시켰다.

가장 만족스러운 결합제는 유기재료로서 가열시 분해하여 펠레트로 부터 빠져 달아날 수 있는 탄소 또는 기체 생성물만을 주는 것이며, 따라서 최총 생성물에 아무런 오염도 끼치지 않는 것이다. 황과 인을 함유하는 결합제는 피해야 한다.

공정에 있어서 출발점은 정제된 산화철이다.

이것은 매우 미세하게 부스러뜨린 습한 또는 건조한 산화철을 고강도의 자장을 이용하여, 또한 고순도의 농도를 얻는데 필요하다면 우선 부유선광(differential floata-tion)으로 처리하여 매우 경제적으로 적절하게 제조할 수 있다. 공정에 적당하고 시중에서 쉽사리 구할 수 있는 대표적인 농도의 산화철은 일반적으로 98% 이상의 철을 포함하고 있는 것이다. Fe₃O₄에 기초한 농도의 대표적인 조성은 에컨대, Fe₃O₄97.0%, Fe₂O₃2.4%, MgO 0.16%, Al₂O₃0.18%, SiO₂0.06%, TiO₂0.16%이다. Fe₃O₄나 Fe₂O₃에 기초한 널리 알려진 적당한 농도는 표준 정제공정에 의해서 수많은 광석으로 부터 얻어질 수 있다.

본 발명에 의한 공정의 1단계는 펠레트 제조장치 속으로 고순도의 산화철 농축물, 물 및 유기 결합제의 짙은 혼합물을 집어 넣어서 초기 펠레트를 제조하는 것이다.

펠레트의 제조는 표준의 금속학적인 방식이다. 크기를 알맞게 하기 위해서는 그들을 건조시킨 후에 매우 적은 것이나 매우 큰 것들을 걸러내야 한다. 다음에, 서로 약간 다른 두개의 방법으로 다음 공정을 진행시킬 수가 있다. 그중 한가지는 초기 펠레트를 완전히 환원시키지 않고 고온에서 H₂또는 H₂와 CO를 혼합시킨 것과 같은 환원기체로 어느정도 환원시켜 고도로, 말하자면 95% 정도로 금속화시킨다. 이 부분적으로 환원된 펠레트를 초기 환원 펠레트(pre-reduced pellet)라고 부를 것이다. 다른 한가지는 초기 펠레트를 바로 환원 반응로속에 집어 넣어서 고온에서 완전히 환원시키는 것이다.

건조된 초기펠레트와 초기 환원 펠레트는 단단하고 다루기가 쉽다. 초기 환원 펠레트는 그 광산에서 처리해내는 것이 유리하다. 그렇게 하면 전체 공정의 비용을 줄일 수 있는 동시에 산화물의 형태로 결합되어 있는 불필요한 산소를 운반할 필요가 없어진다. 또한, 매우 단단하고 내마모성을 지닌 초기 환원 펠레트를 생성시킴으로써 분말화로 인한 손실을 감소시킨다.

장거리 수송을 요할 경우에는 95% 이상으로 환원시켜 보았자 아무런 이득이 없는데, 그 이유는 계속되는 수송과 취급시에 약간의 산화가 일어남으로써 나중에 다시 환원작업을 해야하기 때문이다. 따라서 초기 환원 펠레트의 상태로 강제품을 만들어내는 장소까지 수송한다.

본 발명에 의한 공정의 다음 단계는 초기 펠레트 또는 초기 환원 펠레트를 고온에서 H₂또는 H₂및 CO의 혼합기제에 의해서 스폰지 철 펠레트로 완전히 환원시키는 것이다. 환원 반응로는 수직축의 반응로를 포함하여 다양한 형태를 취하나, 특히 효과적인 형태는 수평 회전로이다.

펠레트를 900℃ 이상에서 압연기속으로 집어넣는 것이 필수적이다. 온도가 1000℃에 이르기까지는 펠레트들이 거의 뭉치지 않으나 온도가 더욱 상승함에 따라 뭉치는 현상이 증가한다. 그러나 뭉치는 양은 심한 정도가 아니며 분말형태의 산화물이 같은 온도에서 환원될 때 보통 경험하는 것에 비해서는 작은 것이다.

환원반응로의 출구에서는 고온의 완전히 환원된 펠레트들이 분산기(distributor) 및 크기 조절장치(sizing equiment)를 통과하여 압연기의 틈속으로 직접 들어간다. 물론, 환원 반응로에서 나온 환원된 펠레트들이 다시 산화되지 못하도록 해야 한다. 따라서, 환원 반응로의 출구로 부터 압연기의 틈에 이르기까지 중성의 또는 환원성의 기체로 된 막을 형성시켜야 한다.

공정중에 있는 재료에 약간의 합금물을 첨가할 수도 있다. 어떤 경우에는 금속 또는 합금이나 탄소분말을 반응로에 들어가는 펠레트에 첨가하기도 하나, 기타의 경우, 특히 크롬 및 주로 망간과 탄소는 분말로 만들어서 기체 및 입자 또는 펠레트중의 산소가 극히 낮은 수준에 도달했을때 그 환원반응로에서 나온 펠레트에 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법에 의해서 길다란 금속작업재료를 생산하기 위한 장치는 정제된 산화철을 유기 결합제로 결합시켜 만든 펠레트들을 수용할 수 있도록 되어 있는 동시에 그 펠레트들을 환원 분위기 중에서 가열하여 스폰지 펠레트들로 형성시키는 장치를 포함하고 있는 반응로 용기, 고온의 스폰지 펠레트들을 압연하여 길다란 작업재료로 만드는 압연기 및 반응로 용기로부터 압연기의 롤러 사이의 틈에 이르기까지 고온의 스폰지 펠레트를 위한 통로를 이루고 있는 장치로 구성한다.

고온의 스폰지 펠레트들이 들어가는 압연기의 형태는 판이나 봉재 중에서 어느 것을 생산하는가에 달려 있다. 판의 경우에는 축이 수평면상에 위치하고 있는 커다란 직경의 원통형의 롤러를 갖고 있는 압연기가 필요한 반면에 봉재의 경우에는 커다란 직경의 프로파일드(profiled) 롤러로 비슷하게 장치된 압연기가 필요하다.

본 발명에 대해서 첨부한 도면을 예로들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도를 보면, 호퍼(1)는 3-7mm 직경의 고순도의 철로된 초기 환원 펠레트(2)를 포함하고 있으며 이것은 나선기구(3)에 의해서 950-1200℃의 최대온도로 동작하는 경사진 회전로(4) 속으로 들어간다. 나프타 또는 자연 기체의 정제에 의해서 생성될 수 있는 것과 같은 약 91%의 H₂및 9%의 CO를 함유하는 예열된 환원기체를 통로(5)를 통해 로속으로 집어넣어 사용한 후에 통로(6)를 통하여 내어보낸다.

통로(6)로부터 나오는 기체의 일부는 들어오는 새로운 기체를 예열하기 위한 연료로 사용되며, 일부는 열교환기를 통과하여 물과 CO₂가 제거되는 정화 및 건조장치(도시되지 않았음)로 간다. 따라서 정화되고 건조된 그 기체는 예열되어 새로운 환원기체와 함께 재순환되어 통로(5)를 통하여 그 반응로로 다시 들어가게 된다.

필요한 재순환 공정과 함께 고온의 기체에 의해서 산화철을 환원시키는 기술은 유동 벧(fluidised bed)반응로 및 공지된 미드렉스(Midrex) 공정과 함께 잘 이루어져 있으며 널리 공지되어 있다.

회전로(4)속에서, 펠레트는 고온의 환원기체에 의해서 스폰지 펠레트로 완전히 환원되며, 이 공정은 로가 회전함으로서 펠레트의 일정한 운동에 의해서 용이하게 이루어진다. 펠레트의 크기가 작기 때문에 반응로속에서 환원시간은 짧다. 도시한 예에서 높은 생산량을 내는 시간은 한시간이다. 대표적인 회전로는 길이가 10m이고 직경이 1m이며, 속도는 2rpm이다. 로의 회전으로 인하여 펠레트의 뭉침 현상이 극소화되나 단지 작은 펠레트들만이 약간 뭉쳐서 10㎜이상의 직경을 갖는 펠레트를 형성할 수도 있으며, 그러는 중에 소량의 미세한 철입자 또는 분말이 형성된다. 펠레트(7)는 로 밑으로 움직여서 분산 그리드(grid)(8)로 이동된다. 이 그리드는 스크린(9)의 넓이에 걸쳐서, 즉 펠레트가 떨어지게되는 롤러의 축의 방향으로 펠레트를 분산시키는 작용을 한다. 스크린의 목적은 너무 큰 펠레트, 말하자면 직경이 15㎜ 이상되는 것을 제거하는데 있다. 그러한 큰 펠레트들이 형성되는 양은 매우 적으나, 그렇게 형성된 것은 어떤 것이라도 통로(10)를 통해서 제거되어 냉각되고 분쇄된 다음 다시 돌아오게 된다.

펠레트는 약 950-1200℃의 고온의 상태에서 밑으로 떨어져서 같은 방향으로 회전하고 있는 두개의 롤러(11 및 12)의 틈 속으로 들어가게 된다. 롤러들의 간격을 임의로 변화시킬 수 있으나, 여기서의 경우에는 그들의 간격이 7㎜로 떨어져 있다. 롤러들의 직경은 여러가지일 수 있으나, 그들중 한개의 롤러(11)는 롤러(12)보다 더 큰 주계(周界) 속도를 가져야 한다. 롤러(11)의 큰 주계속도는 직경이 7㎜ 미만의 펠레트들을 통과시키는 반면에, 더욱 큰 펠레트들은 반대폭의 롤러(12)에 대하여 힘을 받게끔하여 압력과 동시에 매우 큰 전단력(shear force)을 받도록 한다. 이러한 힘들에 의해서 스폰지 펠레트들은 고온에서조차도 파괴된다. 파괴된 것들 중에서 작은 것은 롤러를 통과하는 반면에, 큰것들은 회전하여 다시 롤러 속으로 들어가 모든 큰 펠레트들이 약 7㎜의 크기로 감소될 때까지 한번 더 파괴된다. 도시된 방법으로 동작하는 것이 전단롤러의 기본적인 특징이다. 만약 그들의 역방향으로의 주계속도가 재래의 압연기의 경우에서 처럼 유사하다면, 크기가 초과된 스폰지 펠레트 또는 뭉쳐진 펠레트들은 전단되어 파괴되는 것 보다 오히려 소성변형이 되고 밀도만이 증가하게 될 것이다.

롤러(11)는 높은 속도로 회전하기 때문에 틈에서 펠레트들이 뭉치게되는 결과는 일어나지 않게된다.

예를들면, 롤러(11 및 12)는 각각 직경이 50㎝, 분당 주계속도가 200m 및 20m이다. 로에서부터 스폰지 펠레트의 공급 속도에 비해서 이러한 상대적으로 높은 회전속도로 인하여 서로 충분히 떨어져 있는 롤러(11 및 12)의 틈 사이에서는 펠레트들이 판을 형성치 않고 서로 불연속적인 상태로 남아있게 된다.

따라서, 900-1150℃의 온도에 있는 고온의 펠레트들은 서로 반대쪽으로 회전하고 있는 롤러(13 및 14)를 갖는 압연기의 틈속으로 떨어지게 된다. 펠레트는 열간 압연되어 6㎜ 두께 및 40㎝ 넓이의 열간 압연된 판이 제조되며, 이것은 롤러(15)에 의해서 감긴다. 압연기의 롤러(13 및 14)의 속도는 압연기의 속도와 틈에서의 펠레트의 공급이 일치되도록 하기 위하여 변화될 수 있다. 예컨대, 두 개의 롤러(13 및 14)의 각각의 주계 속도는 서로 똑같으나, 40-10m/분의 범위에서 변화시킬 수 있다. 그 속도는 언제나 양호한 상태의 연속적인 열간 압연판이 제조되도록 충분히 낮게 유지된다.

대표적인 동작속도는 롤러의 틈이 6㎜일 때 약 15m/분이다. 동작속도는 포화공급된 펠레트의 두께가 약 80% 정도까지 실질적으로 감소되게끔 정확하게 조정해야 한다. 롤러의 직경이 커야된다는 것이 기본적이다. 왜냐하면 압연기를 한번 크게 통과함으로서 재료의 두께가 줄어드는 것이 필요하기 때문이다. 본 예에서 롤러의 직경은 각각 90㎝이며, 표면의 너비는 40㎝이다.

본 예에서 롤러의 속도는 15m/분의 범위에서 조정되었다. 펠레트의 높이(16)가 롤러의 중심선 위에서 15㎝ 이상 유지되도록 속도를 정확하게 조정하였다. 롤러의 틈의 간격을 6㎜로 하면 펠레트 덩어리가롤러를 통과할때 두께가 약 85% 감소한다. 이러한 상황하에서는 펠레트의 공급이 언제나 완전하게 포화상태라면 펠레트의 높이를 일정하게 유지하는데에는 어려운 점이 없다.

일반적으로 말하면, 롤러의 직경이 클수록 제조될 수 있는 판의 최대 두께가 더욱 두꺼워진다. 90㎝ 직경의 롤러를 사용하여 6㎜보다 더 얇은 판을 요구한다면 두개의 조정 가능한 평판을 그들의 평면이 롤러의 축들과 평행하게 롤러 틈의 바로 위에 장치하는 것이 좋다. 그 평판들은 펠레트들이 롤러의 틈속으로 떨어질 때 그들에 대하여 깔대기(funnel)의 역할을 한다.

펠레트들이 롤러의 틈으로부터 옆으로 빠져 달아나는 것을 방지하여 펠레트의 포화공급을 유지시키기위하여 롤러에 축판을 설치한다.

상술한 크기, 속도 및 온도는 단지 예에 불과하며, 어떠한 방법으로도 본 발명의 방법에 특정한 한계를 두려고 의도하는 바는 아니다. 롤러 전단장치는 본 발명의 방법에 있어서 기본적인 것은 아니나, 처리되는 재료가 스폰지형이기 때문에 본 발명에서 가치가 있다. 스폰지 펠레트는 고온에서 압축되었을 때 밀도가 증가하고 유연해지지만 고온에서 높은 전단력을 받아도 파괴되지 않는다. 이러한 관점에서, 고온에서 유연하며 압축력과 전단력을 받아 소성변형을 하는 완전히 밀집된 철펠레트 또는 철입자와는 스폰지 펠레트가 다르게 작용한다.

또한 스폰지 펠레트는 재래의 압연기의 역-회전 롤러의 단순한 입력하에 파괴되는 산화철 또는 다른깨지기 쉬운 산화물의 입자와는 작용에 있어서 틀리다.

본 예에서, 회전로에서 나온 환원된 스폰지 펠레트는 구멍(17 및 18)으로 주입되는 약간의 환원 기체에 의해서 산화가 방지된다. 여분의 환원기체는 주환원 반응로 속으로 들어간다. 질소와 같은 불활성 기체를 재산화방지를 위한 목적으로 사용할 수 있으나, 이러한 경우에는 환원 반응로속의 환원 기체가 쓸데없이 희석되는 것을 방지하기 위해서 그 유속을 낮은 수준으로 통제하여야만 한다.

덮개의 밀봉부 근처에 철입자들이 모이는 것을 방지하기 위해서 롤러(11 및 12)에 스크레이퍼(scraper)(20 및 21)를 장치했다.

봉재가 필요한 경우에는 평평한 롤러(13 및 14) 대신에 프로파일드 롤러를 사용하며, 나머지 부분은 유사하다.

제 2도에 두개의 롤러(22 및 23)의 틈을 평면으로 도시하였다.

각각의 롤러는 끝이 약간 둥근 팁(tip)(24)들이 서로 거의 접촉 또는 실제로 접촉하도록 조정되어 있다.

고온의 펠레트(25)는 원통형의 롤러에서와 같은 방법으로 롤러의 틈속으로 집어 넣어진다. 제2도 및 제3도에서와 같이 롤러의 측면에 밀착되게 장치된 측판(26)에 의해서 그들이 옆으로 흐르는 것이 방지된다.

펠레트는 롤러의 틈을 수준(27)까지 채우며, 이 수준은 롤러에 의해서 펠레트가 결합되기 시작하는 수준 이상에 있다. 롤러의 직경은 이 수준의 높이에 이르는 펠레트의 두께가 롤러의 중심선에서 약 80% 이상 감소될 수 있도록 충분히 커야만 한다.

75% 미만으로 두께가 감소하면 압연된 봉재(28)속에 미세한 구멍이 생기게 되는 반면에 일반적으로 85% 이상으로 훨씬 많이 두께를 감소시킬 필요는 없다.

본 예에서 프로파일드 롤러는 약 22m/분의 주계속도로 회전한다. 직경이 150㎝이고 폭이 16㎝인 롤러가 회전함으로서 중심선 위 약 20㎝ 높이에서 펠레트(29)들이 결합되기 시작하며, 제2도의 프로파일드 롤러(22 및 23)의 팁에 의해서 1변이 2㎝인 4개의 정사각형의 봉재(28)들이 분리되어 나온다. 다른 형태의 롤러를 사용하여 봉재를 압연해 낼수도 있으나, 상술한 것이 특히 적합하다.

기계적인 성질을 개량하기 위하여 약간의 탄소를 함유하는 강을 제조하는 것이 필요할 때가 종종있다.

상술한 바와 같이, 약간의 탄소를 첨가하지 않거나 또는 환원로에서 침탄기체를 사용치 않으면 로에서 나오는 스폰지 펠레트로 제조된 강판 또는 봉재는 실재로 탄소를 함유하지 않는다.

탄소 함유량은 두가지 방법으로 증가시킬 수 있다.

첫째로 약간의 미세하게 부스러뜨린 탄소를 고온의 펠레트에 첨가하는 것과, 둘째로 환원로의 출구근처에 침탄기체를 유지시킴으로서 탄소 함유량을 증가시킬 수 있다. 환원기체의 조성을 변화시킴으로서 강의 탄소 함유량을 조절하는 기술이 널리 공지되어 있다.

높은 비율의 일산화탄소 또는 잔류 탄화수소의 존재는 탄소함량을 증가시킨다. 탄소를 함유하지 않은제품보다 더 높은 기계적인 성질을 얻기 위해서는 봉재를 압연할 때 탄소함량을 증가시킬 필요가 있다.

수평 또는 미세하게 경사진 회전튜브 형태의 로를 가지고 시험을 해 보았다. 펠레트가 들어있는 튜브를 천천히 회전시키면 펠레트들의 회전운동이 계속 유지됨으로써 뭉치는 현상이 없어진다. 높은 속도의 회전은 원심력의 작용과 펠레트의 마모 및 파괴의 위험 때문에 좋지 못하다.

로의 튜브의 크기에 따라 6-0.5rpm 범위의 낮은 회전속도가 펠레트의 회전운동을 증진시키고 펠레트를 별로 손상시키지 않고 뭉치는 현상을 방지시키는데 매우 효과적일 뿐만 아니라, 펠레트로 하여금 경사진 회전 튜브의 길이를 따라서 상부에서 하부로 이동되게 하여 압연기의 틈속으로 떨어지게끔 한다. 펠레트가 전체 튜브용적의 반 이상에 이르기까지 차 있을때 조차도 그러한 수평 튜브는 만족스럽게 동작한다.

펠레트가 반쯤이나 꽉차 있을 때도 금속 튜브에 잠시동안 달라붙는 펠레트들은 계속되는 회전으로 다시 떨어진다. 따라서 어떠한 접착현상도 단지 순간적이다. 펠레트는 회전운동에 의해서 밀도가 약간 증가할뿐만 아니라, 더욱 부드럽고 둥글게 된다. 이는 열간 압연이라는 관점에서 볼때 유리하다.

상술한 방법을 이용할 때에는 내열 금속으로 된 회전튜브를 사용하는 것이 좋다. 사용에 적당한 재료는 고온 Ni-Cr 합금이었다. 이 재료의 좋은 열전도성과 고온 저항성으로 인하여 튜브를 외부에서 전기적인 방법, 기체 또는 기름 버너에 의해서 가열시킬 수 있다. 따라서, 펠레트를 제 1도의 예에서 도시한 바와 같이 환원에 사용되는 고온 기체에 의한 내부적인 방법보다는 오히려 외부적인 방법으로 적절히 가열할 수 있게 된다.

상술한 조건하에서는 일반적으로 뭉치지 않는다는 것은 매우 명백하기 때문에 다른 경우에 있어서는 형성될지도 모르는 덩어리를 파괴하기 위한 부가적인 방법을 사용할 필요가 없다.

제4도는 약 95% 환원된 스폰지 펠레트를 철강판으로 변환시키는 또 다른 장치의 수직 종단면도이다.

5% 이하의 산화철을 함유하는 스폰지 펠레트가 스크류 콘베이어(41)에 의해서 호퍼(42)로부터 Ni-Cr 내열성 합금으로 구성된 큰 직경의 경사진 튜브(43) 속으로 들어가고 있다. 그 튜브의 길이는 8m이고 내경은 0.8m이다. 불꽃이 그 튜브(43)에 똑바로 충돌되지 않도록 기체버너(45)가 비스듬히 장치된 기체 화염로의 몸체(44)가 그 튜브를 둘러싸고 있다. 그 튜브는 그 버너 의해서 1050-1100℃의 온도까지 가열된다.

사용된 기체는 통로(46)를 통하여 나온 다음, 입구(47)에서 주입되고 출구(48)에서 배출되는 환원기체(H₂/CO)가 들어올때 그것을 800-900℃의 온도로 예열시키는데 사용된다. 경사진 튜브(43)는 그 속에 있는 내용물(49)이 튜브를 따라서 점차로 움직여서 낮은 끝에서 배출되도록 서서히(2rpm) 회전한다. 회전 튜브는 양쪽 끝에 그의 축과 평행한 축에 의해서 위치되어 있으나 회전튜브의 축을 포함하는 수직평면상에는 위치되어 있지 않는 홈이 파여있는 두개의 자유로이 회전하는 롤러(51)에 지지되어 있는 테두리(50)를 갖고 있다. 그 튜브는 체인 휘일(chin wheel)(52)에 의해서 추진되나, 그 추진장치는 도시하지 않았다.

초기 환원 펠레트로 구성된 내용물(49)이 그 튜브를 따라서 통과하는 동안 1000-1050℃로 가열되어 완전히 환원된 스폰지 펠레트로 신속하게 환원된 다음, Ni-Cr으로 만들어서 단열시켜 고정시킨 공급부(54) 속에서 튜브의 펠레트 출구 밑으로 고정된 진동 그리드(53)를 통하여 공급된다. 그리드는 크기가 초과된 펠레트를 골라내서 출구(55)로 배출시켜 냉각시키고 파괴시킨 다음 호퍼(42)로 돌려보낸다. 진동 그리드(53)를 통하여 떨어지는 펠레트는 큰 직경의 롤러(57)의 틈에 위치되어 있는 측판으로 장치된 공급슈우트(chute)(56)를 통해서 롤러로 압연되어 판(58)으로 형성된 다음 롤러(59)에서 감긴다. 입구(60)를 통하여 공급부(54) 속으로 H₂/CO를 보조 공급한다.

이 H₂/CO는 완전히 환원된 펠레트들이 롤러틈을 통과할 때 그들이 산화되는 것을 방지한다.

롤러는 가변속도 모터에 의해서 작동되며 펠레트를 공급 슈우트속에 필요 이상으로 축적시키지 않고서 롤러의 틈속으로 계속 포화공급할 수 있도록 조절된다. 이 점은 공정을 제어하는데 있어서 중요한 것인데 왜냐하면 공급 슈우트의 기저에서 펠레트들이 충분히 축적되지 못하면 압연기로 포화공급이 되지 못함으로써 다공성으로 인한 불량판이 생기게 되는 반면, 공급슈우트 속에 펠레트가 너무 많이 축적되면 뭉치게 되어 롤러속으로 일정하고 계속적인 공급이 이루어지지 않게 된다. 이와 관련해서 공급 슈우트를 진동시키면 유리하다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와 같이, 정제된 산화철을 유기결합체로 결합시켜 만든, 어느 정도로는 화학적으로 환원시켜 놓았을 수도 있는 펠레트들을 환원성 분위기 중에서 가열하여 스폰지 펠레트들로 되도록 함과 동시에 이 스폰지 펠레트들을 열간압연 온도에서 압연기의 롤러로 압연하여 길다란 작업재료로 뽑아내는 작업.

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