KR960015214B1

KR960015214B1 - 제강 더스트로부터 결합제가 없는 성형탄을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR960015214B1
Application number: KR1019880012314A
Authority: KR
Inventors: 라우스 스쩨켈리 라디스; 스티일러 푸렛트
Original assignee: 메탈게젤샤후트 아크치엔게젤샤후트; 하인리히 괴츠, 하랄트 리이거
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1988-09-23
Publication date: 1996-11-04
Also published as: AU602471B2; IN167361B; JPH01111821A; CA1299372C; DE3862454D1; DE3732351A1; ATE62713T1; ES2021825B3; JP2714958B2; US4889555A; AU2271988A; ZA887146B; EP0309016B1; KR890005283A; EP0309016A1

Abstract

내용없음.

Description

제강 더스트로부터 결합제가 없는 성형탄을 제조하는 방법

제 1 도는 더스트를 성형탄화 하기 위한 장치의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2,28 : 저장통(bin) 3,24 : 컨베이어 라인

6 : 스크루 킨베이어 7 : 로터리 킬론(rotary kiln)

8 : 가열노 9 : 환상공간(annular space)

17 : 밀폐 낙하 시스템 18 : 장입 스크루 컨베이어

19 : 성형탄화 롤 프레스 22 : 에이프런 컨베이어

본 발명은, 금속성 철을 포함한 미립화된 제강 더스트로부터 제련 공정에 사용하기 위한 결합제가 없는 성형탄을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 제강 더스트를 가열하여 고온 상태에서 성형탄화 롤 프레스(briquetting roll press)로 성형탄화시키고, 고온의 성형탄을 공랭(air-cooled)시키는 것에 관한 것이다.

강철 제조에 있어서 초미립화된 더스트는, 변환기 및 전기 아크노로부터의 배출 기체를 탈분진(dedust)시키기 위해 사용되는 전기집진기(electrostatic precipitator)내에 수집된다. 상기 더스트는 고형량의 Fe₂O₃, FeO 및 금속성 철을 갖는다. CaO 및 MgO의 함량은 크게 변동하며 3 내지 30%의 범위에 달할 것이다. 전기집진기 내에 수집된 더스트의 60%가 0.045mm 이하에 달하는 작은 입자 크기를 가지며, 7,000 내지 9,300cm²/g에 달하는 큰 표면적을 가짐으로 인하여, 상기 더스트는 약 1,000kg/m³의 낮은 벌크 밀도와 약 5g/cm³의 비중을 가지며, 상기 더스트내에 함유된 금속성 철과 FeO는, 약 130℃ 이상의 온도에서 산소 또는 산소-함유 기체와 높은 반응성을 갖는다. 철의 충 함량은 60 내지 75%이고, FeO 함량은 보통 15 내지 25%이며, 금속성 철의 함량은 약 24%까지 될 수 있다.

증발 냉각기 내에 수집된 더스트에 있어서, CaO 및 MgO의 함량은 전기 집진기 내에 수집된 더스트에서와 같은 변동(fluctuations)을 보이지만, 그 더스트들은 약 90% 정도가 0.045와 1mm 사이의 상당히 더 큰 입자 크기를 가진다. 이들의 벌크 밀도는 약 3,000kg/m³이며 이들의 비중은 약 6g/cm³들의 전체 철 함량은 약 80 내지 93%이고 FeO 함량은 약 2 내지 10이며, 이들의 금속성 철 함량은 약 70 내지 88%이다. 금속성 철 및 FeO 성분은 약 35℃에서 주위로부터의 산소에 의해 산화된다.

상기 더스트는 산화하려는 경향이 매우 크기 때문에, 주위에서 제공된 산소는 산화를 유발시킬 것이다. CO₂의 분해로 인한 산화가 연도 기체(flue gases)내에 함유된 CO₂에 의해서도 기인될 것이다. 65℃의 더스트 온도에서 수행되는 실험에서, 연도 기체는 CO₂의 산소, CO 및 검댕(soot)으로의 분해에 따라 수반되는, 약 9.4% Fe의 FeO로의 산화를 일으킨다고 알려졌다.

이러한 성질로부터 볼때, 더스트는 저장될 수도 없고 처리하치 않은 형태로 재사용될 수도 없다.

독일 특허 명세서 제3,223,203호는, 200℃ 이상의 온도에서 더스트에 산화 기체를 불어넣음에 따라, 금속성 철의 일부의 산화 반응이 450 내지 650℃까지 더스트의 가열을 초래하게 되는 더스트의 성형탄화에 대하여 기술하고 있다. 성형탄화는 6kN/cm, (로 폭) 이상의 롤 압력하에서, 성형탄화 롤 프레스상에서 수행된다. 고온의 성형탄은 10℃ 이하까지 공기 흐름 내에서 냉각된다. 금속성 철의 필수적인 계산화 반응은 미리 수행된 환원 작업과 상쇄되며, 이것은 큰 에너지 소모를 수반한다.

본 발명의 목적은 금속성 철, FeO, CaO 및 MgO의 함량이 변동하는 경우에도 일정한 성질을 갖는 성형탄의 경제성 생산에 있어서 재산화 반응없이 그러한 더스트를 성형탄화시키는 것이다.

상기 목적은, 금속성 철에 대해 불활성인 분위기하의 간접 가열된 로터리 킬른 내에서 15% 이상의 금속성 철을 함유하는 제강 더스트를 500℃ 이상의 성형탄화 온도까지 가열하고, 가열된 더스트를 불활성 분위기 및 60 내지 150kN/cm, (롤 폭)의 롤 압력 하의 성형탄화 롤 프레스 내에서 성형탄화시킨 후, 고온의성형탄을 불활성 분위기 하에서 미립자들로부터 분리하여 130℃ 이하로 공랭(air-cooled)시키며, 미립자들은 로터리 킬른으로 재순환시키는 본 발명에 따라 달성된다. 한가지 종류의 더스트 또는 몇 가지 종류의 더스트 혼합물이 사용될 수 있다. 가열 노 내에서, 로터리 킬른을 가열 유체로서 사용되는 고온 기체에 의해 바깥에서부터 원하는 온도까지 가열시킨다. 더스트는 로터리 킬른이 충전 말단내로 충전되어 킬른을 통하여 이동하며, 그의 또 다른 말단으로부터 나갈때는 원하는 온도를 갖게 된다. 그 온도는 500 내지 850℃ 사이이며 더스트의 종류에 따라 좌우될 것이다. 최적 온도는 실험에 의해 결정될 수 있다. 불활성 기체, 바람직하게 질소의 그의 충전 말단에서 로터리 킬른으로 도입되어 다른 말단에서 회수된다. 로터리 킬른을 공기진입에 대해 밀폐시킨다. 공기를 배제시키면서, 바람직하게는 밀폐 나하 시스템을 통하여 고온의 더스트를 성형탄화 롤 프레스 내로 공급한다. 성형탄화 롤 프레스에서 배출된 물질을, 미립자들을 분리하기 위한 채수단(sieving means)내에 공급하고, 이것을 로터리 킬른에 재순환시킨다. 전체 시스템은 불활성 분위기하에 있다. 에이프런 컨베이어에 의해 운반되는 동안, 성형탄을 통하여 공기를 불어 넣어줌으로써 고온의 성형탄을 재빨리 냉각시킨다.

또 다른 바람직한 양상에 따르면, 로터리 킬른을 빠져 나간 가열된 불활성 기체가 로터리 킬른으로 재순환된다. 이 경우에 있어서 불활성 기체는 또한 재사용되며, 함유한 열 또는 로터리 킬른으로 되돌아 간다.

또 다른 바람직한 양상에 따르면, 로터리 킬른을 가열하기 위한 연료 기체 및/또는 연소용 기체는 유출되는 연도 기체로써 열교환기 내에서 예비가열된다. 이것은 간단한 방법으로 가열에 요구되는 에너지의 양을 감소시킬 것이다.

본 발명은 도면과 실시예에서 더 자세히 설명될 것이다.

전기집진기 내에 수집된 더스트는 저장통(bin)(1)에서 회수하고 증발냉각기 내에 수집된 더스트는 저장통(2)에서 회수된다. 회수된 더스트를 컨베이어 라인(3)(밀폐된 연속 드래그체인 컨베이어 부켓 엘리베이터(bucket elevator))으로 공급하고, 또한 라인(4)와 (5)를 통하여 질소를 공급한다. 더스트를 컨베이어 라인(3)에서 스크루 컨베이어(6)내로 채워넣고, 스크루 컨베이어(6)에서 가열 노(8)내에 배치된 로터리 킬른(7)내로 옮긴다.

라인(10)에서 나오는 공기와 라인(11)에서 나오는 연료 기체를 가열노(8)의 환상공간(9)에 공급하고 환상공간(9)내에 연소시킨다. 배출 기체를 라인(12)를 통하여 환상 공간(9)으로부터 회수하여 열교환기(l3) 및 (14)를 통하여 처리시키는데, 여기서 공기와 기체가 예비가열된다. 질소는 라인(15)를 통하여 로터리 킬른(7)에 공급되고 이로부터 회수되며, 라인(16)을 통하여 재순환된다. 가열된 더스트를 로터리 킬른(7)으로부터 낙하 시스템(17)으로 배출시킨 후, 성형탄화 롤 프레스(19)로 배출되도록 하기 위하여, 더스트를 밀폐낙하 시스템(17)으로부터 충전(charging) 스쿠루컨베이어(18)로 채워 넣는다. 성형탄화를 프레스(l9)에서 배출된 물질을 체 장치(20)(sieving station)에 공급하면, 이로부터 고온 성형탄이 라인(21)을 통해 에이프런 컨베이어(22) 상으로 배출되는 한편, 미립자들은 라인(23)을 통해 컨베이어라인(24)으로 채워진다. 질소를 라인(25)를 통하여 체 장치(20)로, 그리고 라인(26)을 통하여 컨베이어라인(24)으로 공급한다. 라인(27)에서 나온 공기를 에이프런 컨베이어(22) 상에 있는 성형탄에 불어 넣는다. 냉각된 성형탄을 저장통(28)으로 공급하고 저장통(28)에서 빠져오게 한다. 성형탄화를 프레스(19)를 우회하는 라인(29)을, 컨베이어 라인(24)을 통하여 로터리 킬른(7)으로 고온의 더스트를 재순환시키는데 사용할 수 있다. 더스트는 라인(30)을 통하여 시스템으로부터 제거될 수 있다. 시스템의 모든 부품들은, 단순성을 위해 단순 라인들로 표시되는 이들의 연결 부분에서 기체가 새지 않도록 상호 연결된다.

[실시예들]

로터리 킬른은 0.62m의 내부 직경과 4.5m의 길이를 가지며 6개의 버어너에 의해 가열된다. 더스트를 질소 분위기하에서 가열시킨다. 배출 속도 250kg/h에 달한다.

전기집진기내에 수집된 더스트 60%와 증발 냉각기 내에 수집된 더스트 40%로 구성된 혼합물을 치리한다. 2가지 더스트를 각각 50% 함유하는 또다른 혼합물을 처리한다.

실험 1에서는 더스트를 680℃까지, 실험 2에서는 600℃까지 가열시킨다. 더스트는 하기 조성을 갖는다 :

본 발명에 의해 제공되는 더스트가 계산화 반응없이 성형탄을 형성될 수 있으며, 결과의 성형탄은, 더스트의 조성이 변동하는 경우 조차도 매우 우수한 성질을 갖는다는 것으로 귀결된다. 일정한 배출 속도와 일정한 온도가 보장될 수 있도록, 더스트의 유동 작용이 CaO 및 MgO 함량의 강력한 변동에 의해 변화되는 경우라도 로터리 킬른 내의 가열은 그의 용량이 일정한 정도로 사용되도록 한다. 효과적인 밀폐가 제공될 수 있으므로 낮은 속도의 질소는 불활성 조건을 유지하기에 충분할 것이다.

Claims

금속성 철을 함유한 미립화된 제강 더스트로부터 제련 공정에 사용하기 위한 결합제가 없는 성형탄을 제조하는 방법으로서, 제강 더스트를 가열하여 고온 상태에서 성형탄화 롤 프레스에 의해 성형탄화 시키고, 고온의 성형탄을 공랭시키는 방법에 있어서,15% 이상의 금속성 철을 함유한 제강 더스트를, 금속성 철에 대하여 불활성인 분위기하에 간접적으로 가열된 로터리 킬른 내에서 550℃ 이상의 성형탄 온도까지 가열하고, 가열된 더스트를 불활성 분위기 하에서 60 내지 150kN/cm, (롤 폭)의 롤 압력으로 성형 탄화 롤 프레스내에서 성형탄화시키고, 고온의 성형탄을 불활성 분위기 하에서 미립 물질로부터 분리시켜 130℃미만의 온도까지 공랭시키며, 미립 물질을 로터리 킬른으로 재순환시키는 것을 특징으로 하는 방법.