KR100217892B1 - 소결광의 제조 방법 - Google Patents

소결광의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100217892B1
KR100217892B1 KR1019960707481A KR19960707481A KR100217892B1 KR 100217892 B1 KR100217892 B1 KR 100217892B1 KR 1019960707481 A KR1019960707481 A KR 1019960707481A KR 19960707481 A KR19960707481 A KR 19960707481A KR 100217892 B1 KR100217892 B1 KR 100217892B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
raw material
hot air
layer
microwave
heating
Prior art date
Application number
KR1019960707481A
Other languages
English (en)
Inventor
요죠 호소따니
노리미쯔 고노
히로끼 나까이
아끼후미 우메즈
Original Assignee
아사무라 타카싯
신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아사무라 타카싯, 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 filed Critical 아사무라 타카싯
Application granted granted Critical
Publication of KR100217892B1 publication Critical patent/KR100217892B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates
    • C22B1/205—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates regulation of the sintering process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16—Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20—Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B21/00—Open or uncovered sintering apparatus; Other heat-treatment apparatus of like construction
    • F27B21/06—Endless-strand sintering machines
    • 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
    • F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • F27D99/0001—Heating elements or systems
    • F27D99/0006—Electric heating elements or system
    • F27D2099/0028—Microwave heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면, 원료 공급 장치 및 드와이트 로이드형 소결기 사이에 마이크로웨이브 발생기가 제공된다. (1) 마이크로웨이브가 단독으로 원료의 표면층을 120 내지 600℃까지 가열한다. (2) 마이크로웨이브가 원료의 표면층을 50 내지 200℃까지 가열한 후, 고온 열풍이 흡입되고 원료의 표면층이 150 내지 600℃까지 가열된다. (3) 원료의 상부층을 150 내지 600℃까지 가열하기 위해서 마이크로웨이브 및 고온 열풍이 동시에 이용될 수 있다. (1), (2) 및 (3)에서 기술한 가열이 행해진 후, 원료는 소결된다. 전술한 이유 때문에, 원료는 소결될 원료의 표면층에서 의-입자의 붕괴 없이 짧은 시간안에 고온에서 급속 건조되고, 가열되고 소결되며, 고 품질의 소결광이 얻어진다.

Description

소결광의 제조 방법
철강 산업에서는, 드와이트 로이드형 소결기가 널리 사용되어져 왔다. 이러한 형식의 소결기에서는, 섞여진 원료의 표면층이 점화로에서 점화되고, 그렇게 발생된 연소 가스가 하방으로 흡입되므로, 연소대가 점차로 상부층으로부터 중간 및 하부층으로 이동하게 된다. 이러한 방식에서 전체 소결 과정은 25분 내지 35분 후에 일반적으로 끝나게 된다.
소결광의 제조 공정에서는, 가장 중요한 것은 소결광의 품질을 높게 유지하고 연료 소비 및 점화 연료 소비를 최소로 유지되면서, 그 생산성은 극대화할 수 있는 생산법을 채택하는 것이다. 따라서, 연료로서 철광석에 첨가되는 코크스 분탄 및 무연탄의 양이 가능하면 적은 양으로 감소되는 것이 바람직하고, 또한, 소결광의 품질을 높게 유지하면서 코크스 오븐 가스 및 분탄의 양이 가능하면 적은 양으로 감소되는 것이 바람직하다. 그러나, 소결될 원료에 첨가되는 연료의 배합 성질이 단순히 저하하는 경우나 또는, 대신에 점화로에 사용되는 연료의 양이 단순히 저하하는 경우, 우수한 효과를 얻기 곤란하다. 연료의 양이 현저하게 감소하는 경우, 소결광의 품질이 열화되고 회수광의 양이 증가하게된다. 결과적으로, 연료 소비 및 점화 연료 소비가 악화된다.
상술한 문제를 해결하기 위해서, 예를 들면, 일본특허공고공보 No. 54-24682는 다음의 소결광 제조 방법을 게시하고 있다. 드와이트 로이드형 소결기에서, 원료를 팔레트(pallet)로 공급하기 위한 광 공급 장치 및 점화로 사이에 고온 열풍(hot blast) 공급 장치가 제공된다. 고온 공기의 열풍이 원료의 상부층에 취입되므로 단지 원료 상부층 온도만이 증가하고 증가된 온도의 원료 상부층이 점화로에서 연속적으로 점화된다. 이러한 경우, 점화 과정에서 생기는 열 충격이 감소하는 반면, 원료는 소결된다. 상기 특허 공보의 설명에 따르면, 상기 소결광 제조 방법으로 다음의 효과가 얻어질 수 있다. 이 방법에 따르면, 분쇄 시험 강도가 일정하도록 유지되는 반면에 생산성이 향상될 수 있고 코크스 분탄의 단위 필요 조건이 감소될 수 있으나 생산품 수율은 약간 떨어진다.
일본특허공고공보 제 57-45296 호에 따르면, 다음의 소결광 제조 방법이 게시되고 있다. 원료가 층을 형성하고 상부층의 상부층이 점화되는 소결기에서, 광 공급 장치 및 점화로 사이에 고온 열풍 공급 장치가 제공된다. 고온 공기의 열풍이 원료의 상부층에 취입되고 하방으로 흡입되므로 단지 원료의 상부층만이 건조되고 그 후 점화로에서 점화된다. 점화로 뒤에 고온 열풍 공급 장치가 제공되고, 고온 공기의 열풍이 고온 열풍 공급 장치로부터 공급되고 하방으로 흡입되므로 소결 반응이 행해질 수 있다. 다음이 상기 특허 공보에 설명되어 있다. 상기 방법에 따르면, 생산성의 향상, 코크스 분탄 소비의 감소, 소결광의 품질 향상 및 NOx가스 발생의 억제와 같은 서로 양립할 수 없는 다양한 인자를 향상시키는 것이 가능하다. 그러나, 단지 고온 공기의 열풍만이 원료의 상부층으로 취입되는 경우, 생산품 수율을 현저히 향상시키는 것이 곤란하다.
본 발명은 드와이트 로이드형 소결기로 단시간 동안 철광석이 빠르게 건조되고 고온으로 가열되는 때 고품질의 소결광이 제공될 수 있는 제철 원료로 사용되는 소결광 제조 방법에 관한 것이다.
제1도는 본 발명을 실시하기 위한 장치의 일 실시예를 보여준다.
제2(a)도는 실시예 및 비교예의 생산성, 소결 시간 및 생산품 수율을 보여주는 그래프이고, 제2(b)도는 분쇄 강도(shatter strength, shatter index; SI), 저온 환원 분화 지수(Reduction Degradation Index; RDI) 및 NOx발생 소비를 보여주는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호에 설명
1 : 소결되는 배합 원료 2 : 써지 호퍼(surge hopper)
3 : 드럼 피더(drum feeder) 4 : 사슬톱니(sprocket)
5 : 원료 장입 장치 6 : 팔레트(pallet)
7 : 얇은 판 모양의 원료 8 : 바람통(wind box)
9 : 주 덕트(main duct) 10 : 폐가스 도입관
11 : 유속 조절 밸브 12 : 폐가스 집진기
12' : 폐가스 집진기 13 : 흡입 취입기
13' : 흡입 취입기 14 : 점화로
15 : 마이크로웨이브 발생기 16 : 고온 열풍 공급 장치
17 : 냉각기 18 : 폐가스관
상기 예열 소결 방법에 따르면, 점화로에서 원료의 표면층에 가해지는 열충격이 저하하고 건조대가 확장되는 경우, 수분 응축대가 상대적으로 감소하게 된다. 따라서, 점화 후 흡입되는 연소 공기의 양이 증가하므로 소결 시간이 감소될 수 있다. 원료의 예열 상부층의 가열 패턴에서 최고 온도는 예열되지 않았던 원료의 상부층의 온도보다 높게 올라가고 생산성, 생산품 수율 및 소결광 품질이 향상될 수 있고, 또한 연료 소비 및 점화 연료 소비가 감소될 수 있다. 그러나, 상기 방법에 따르면, 그 두께가 5 내지 50 mm 인 표면층위에 섞여진 원료에서의 일부 의-입자(pseudo-particle)를 붕괴시키지 않고 팔레트위에 제공되는 소결될 원료를 건조하고 가열하기 곤란하다. 따라서, 원료의 표면층 건조 및 가열 과정에서, 일부 의-입자가 붕괴되고, 건조 및 가열의 불균일성이 팔레트의 폭방향으로 원료의 표면층 위에 발생된다. 상기 건조 및 가열의 불균일성 때문에, 원료가 점화된 후에는 소결 속도가 변동한다. 그 결과, 생산품 수율, 연료 소비 및 점화 연료 소비를 획기적으로 향상시키는 것이 곤란해진다. 단지 하방으로 고온 열풍을 흡입하므로써 행해지는 건조 및 가열 방법에 따르면, 점화로 앞에서의 공간 및 시간이 제한되므로, 단시간에 소결될 원료를 건조 및 가열하는 것이 곤란하다. 결과적으로, 생산성을 획기적으로 향상시키는 것이 불가능해진다. 또한, 고온 열풍을 흡입하므로써 원료의 예열 온도를 획기적으로 향상시키는 것이 곤란해진다. 따라서, 생산품 수율을 향상시키는데 제한이 있다. 이와 같은 상황에서, 본 발명의 목적은 소결될 원료의 표면층위에서 의-입자를 붕괴시키지 않고 단시간내에 소결될 원료를 고온으로 급속 건조 및 가열하는 것이다.
이 경우, 상기 의-입자는 다음으로 구성된다. 철광석, 코크스 분탄, 석회석 등등과 같은 소결광 원료가 먼저 물이 믹서에 첨가되면서 믹서에서 배합된다. 전술한 바와 같이, 미세 입자가 믹서에 의해 형성된 원료 입자인 중심 입자의 외주위에 달라붙게된다. 이 경우에 하나의 의-입자가 만들어진다.
소결광의 경우, 소결은 의-입자에 달라붙어있는 미세물 및 중심 입자가 매우 짧은 시간 동안 서로 용융하게 된다. 따라서, 상기 의-입자가 소결 과정 중, 특히 건조대에서 붕괴하지 않고 유지되는 것이 중요하다.
전술한 바와 같이, 상기 의-입자는 원료 및 물을 펠라타이징(pelletizing)하므로써 제조되고, 점결제(binder)가 필요한 경우 첨가된다. 미세물이 서로 달라붙거나 또는 대신에 미세물이 거친 입자로 달라붙는 경우 그 입경이 증가한다. 그 입경이 증가된 소결될 원료가 소결기내로 채워지므로 미리 정해진 높이의 원료층이 형성된다. 이러한 방법으로 소결 베드(bed)가 형성된 후, 소결이 행해진다. 그러나, 의-입자가 원료의 표면층을 건조하고 가열하는 과정에서 붕괴되는 경우, 소결될 원료에 형성되는 간극이 원료의 미세물로 채워진다. 따라서, 고온 열풍의 균일한 흐름이 차단된다.
환언하면, 고온 열풍이 흡입되는 소결광 제조 방법에 따르면, 고온 열풍이 일부에는 원활하게 흐르고 다른 부분에는 원활하게 흐르지 않는다. 따라서, 원료의 표면층이 팔레트의 폭방향으로 균일하게 가열되지 않는다. 상술한 이유 때문에, 점화 후 소결 속도가 변동하므로 원료가 균일하게 소결될 수 없고 생산품 수율을 악화시킨다. 의-입자가 붕괴되지 않는다면, 소결이 균일하게 행해지므로 그 수율이 향상될 수 있다.
본 발명자들은 의-입자를 붕괴시키지 않고 단시간내에 소결될 원료의 표면층을 건조 및 가열하기 위한 수단에 대한 진지한 연구를 수행해왔다. 그 연구의 결과, 고주파 가열이 상기 원료에 행해지고, 특히 마이크로웨이브가 단독으로 조사되거나 또는 대신에 마이크로웨이브 및 고온 열풍이 조합되어 소결될 원료에 주어지는 경우 고품질의 소결광이 고수율로 생산될 수 있음을 밝혀내었다.
본 발명에서 마이크로웨이브가 사용되는 이유는 다음과 같다. 의-입자의 붕괴 문제는 가열이 원료 외부로부터 행해지는 한 해결할 수 없는 것으로 알려졌다. 따라서, 가열 단위로서 원료의 표면층을 이용하겠다는 생각에서, 마이크로웨이브에 특별한 분극 현상이 이용되는 경우, 내부로부터 원료를 가열하는 것이 가능해진다. 또한, 마이크로웨이브가 사용되는 경우, 열효율이 주로 향상되고, 주어지는 전력이 작다할 지라도 단시간내에 소결될 원료를 가열하는 것이 가능하다. 이러한 지식을 이용하여 본 발명자들은 한 번의 노력으로 상기 종래의 문제들을 해결하는데 성공하였다.
본 발명은 층 형태로 소결광을 장입하는 단계; 원료의 층 상부면을 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 마이크로웨이브 발생기에 의해 발생되는 마이크로웨이브로 120 내지 160℃까지 가열하는 단계; 점화로에서 원료의 층 상부면에 점화하는 단계; 및 상기 원료를 소결하는 단계;로 이루어지는 소결광 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 층 형태로 소결광 원료를 장입하는 단계; 원료의 층 상부면을 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 마이크로웨이브 발생기에 의해 발생되는 마이크로웨이브로 50 내지 200℃까지 가열하는 단계; 원료의 층 상부면을 역시 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 열풍 공급 장치에 의해 공급되는 고온 열풍으로 150 내지 600℃까지 가열하는 단계; 점화로에서 원료의 층 상부면에 점화하는 단계; 및 상기 원료를 소결하는 단계;로 이루어지는 소결광 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 층 형태로 소결광 원료를 장입하는 단계; 원료의 층 상부면을 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 마이크로웨이브 발생기에 의해 발생되는 마이크로웨이브로 150 내지 600℃까지 가열함과 동시에 원료의 층 상부면을 역시 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 열풍 공급 장치에 의해 공급되는 고온 열풍으로 150 내지 600℃까지 가열하는 단계; 점화로에서 원료의 층 상부면에 점화하는 단계; 및 상기 원료를 소결하는 단계;로 이루어지는 소결광 제조 방법을 제공한다.
마이크로웨이브 가열 방법에 따르면, 펠레타이징 후 의-입자를 붕괴시키지 않고, 배합 원료에 함유되어 있는 6 내지 7wt%의 수분을 급속 제거하는 것이 가능하다. 따라서, 팔레트 폭 방향으로의 원료 표면층 건조 및 가열의 불균일성이 감소될 수 있다. 또한, 팔레트위에 제공되는 배합 원료를 고온까지 급속 가열하는 것이 가능하다.
고온 열풍이 하방으로 흡입되는 종래의 방법에 따르면, 고온 열풍은 일부에는 원활하게 흐르나 다른 부분에서는 원활하게 흐르지 않으므로, 즉 소결 속도가 변동한다. 상기한 바와 같이, 소결은 팔레트 폭 방향으로 균일하게 행해질 수 없다. 그러나, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 팔레트 폭 방향으로의 소결 불균일성이 획기적으로 감소할 수 있다. 마이크로웨이브 가열이 고온 열풍의 흡입과 조합되는 경우, 철광석 표면위로 흘러들어왔던 수분을 급속 제거하는 것이 가능하다. 그 결과, 점화 후 소결광 층에서의 최고 온도가 증가될 수 있고, 팔레트 폭 방향으로의 소결 속도의 불균일성이 감소될 수 있다. 따라서, 본 방법에서는 다음의 효과가 동시에 얻어질 수 있다. 생산성이 향상되고 연료의 단위 요구량이 감소하고 또한, NOx가스의 발생이 줄어든다.
이와 관련하여, 원료의 표면층은 두께 방향으로 형성된 원료층의 영역으로 정의되고, 원료 층의 두께는 대개 350부터 500mm까지이고, 표면층의 두께는 원료층 두께의 1/10 범위내에 있다. 마이크로웨이브 가열이 원료의 표면층위에만 행해지는 이유는 다음과 같다.
철광석 소결 과정에서는, 소결 반응을 일으키기 위해서 공기 내지 폐가스 열풍이 흡입된다. 따라서, 냉각 공기 내지 냉각 폐가스가 즉시 흡입되는 원료의 표면층위에서의 온도는 충분히 증가하지 않고, 즉 충분히 큰 크기의 열이 공급되지 않는다. 표면층이 가열되는 때 그 두께가 원료층의 약 1/10인 표면층의 최고 온도가 증가되는 경우, 이 부분에서 생산품의 수율은 향상될 수 있다. 또한, 상기 방법에서 마이크로웨이브로 표면층위로 주어지는 열은 하부층으로 연속적으로 이송된다. 따라서, 상부 및 중간 층에서의 최고 온도, 가열 수준 및 생산품 수율이 이렇게 이송되는 열에 의해 향상될 수 있다. 이러한 경우에, 심지어 종래의 방법이 채택되는 경우에도, 하부층에는 충분히 큰 양의 열이 공급된다. 따라서, 하부층에서 높은 효과를 기대하는 것은 불가능하다. 표면층위로 입력되는 열이 표면층 직하에 위치하는 층위로 연속적으로 이송되므로, 마이크로웨이브 가열이 단지 표면층 위에서만 행해질 수 있다.
팔레트위에 있는 원료 표면층을 건조하고 가열하기 위해 사용되는 마이크로웨이브의 파장에 관해서는, 2450MHz 및 915MHz의 ISN 밴드의 사용이 허용된다. 그들중 어떤 것도 선택될 수 있다. 에너지의 필요한 강도를 확보하기 위해서, 예를 들면 각 마이크로웨이브 발생기의 용량이 5kW 또는 25kW인 복수개의 마이크로웨이브 발생기가 제공될 수 있고, 각 마이크로웨이브 발생기에서 발생된 마이크로웨이브는 웨이브 가이드에서 집진되어 조사되어진다. 팔레트위에 있는 원료의 표면층위로의 마이크로웨이브 조사의 최적 범위는 10부터 200kW/m2이다. 상기와 같은 마이크로웨이브 조사의 최적 범위가 얻어지는 이유는 다음에 설명된다. 마이크로웨이브 조사 범위가 10kW/m2미만인 경우, 마이크로웨이브로의 가열 효과를 충분하게 제공할 수 없다. 마이크로웨이브 조사 범위가 200kW/m2를 초과하는 경우, 마이크로웨이브로의 가열 효과는 그 상한에 다다른다. 팔레트에 취입되는 고온 열풍의 최적 온도는 150 내지 600℃이고, 고온 열풍의 취입 속도(흡입 속도)는 0.3 내지 3.0m/sec이다. 고온 열풍 온도가 150℃ 미만인 경우, 건조 및 가열 효과를 충분히 크게 얻기 곤란하다. 고온 열풍 온도가 600℃를 초과하는 경우, 가열 효과가 그 상한에 다다른다. 고온 열풍 취입 속도가 0.3m/sec 미만인 경우, 건조 및 가열 효과를 충분히 크게 얻기 곤란하다. 고온 열풍 취입 속도가 3m/sec를 초과하는 경우, 공기의 열풍 압력이 증가되고, 팔레트위의 원료가 수축하므로 소결 과정에 악영향을 미친다.
고온 열풍이 팔레트위의 원료의 표면층위로 취입되기 전에 마이크로웨이브가 조사되는 이유가 다음에 설명된다. 마이크로웨이브가 팔레트위에 있는 원료의 표면층위로 조사되는 경우, 철광석, 석회석 및 코크스 분탄을 함유하는 배합 원료의 의-입자 중 수분이 의-입자의 붕괴없이 의-입자의 표면위로 급속히 흐르게 될 수 있다. 심지어 마이크로웨이브 가열 및 고온 열풍 취입이 동시에 행해지는 경우, 배합 원료의 수분이 마이크로웨이브의 작용으로 급속하게 흐른다. 따라서, 고온 열풍으로 생기는 의-입자의 붕괴가 방지될 수 있다. 마이크로웨이브 가열 및 고온 열풍 취입이 동시에 행해지는 상기 방법은 배합 원료의 의-입자 표면위로 흐르는 수분이 급속하게 기화될 수 있기 때문에 의-입자의 붕괴를 층는데 매우 효과적이다.
이와 관련하여, 고온 열풍이 팔레트위의 원료 표면층위로 취입된 후 마이크로웨이브가 조사되는 방법은 배합 원료의 일부 의-입자가 고온 열풍을 취입하므로써 행해지는 가열 도중에 붕괴된다는 점에서 불리하다. 상세하게 설명하면, 의-입자에서의 수분이 외부로부터 내부로 고온 열풍 가열법으로 건조된다. 따라서, 의-입자내의 수분이 그 표면위로 흐르는 경우, 이미 건조되었던 원료부가 수분에 의해 붕괴된다. 원료의 붕괴 때문에, 소결 베드의 가스 투과성(permeability)이 악화되고 소결 시간이 길어진다. 그 결과, 생산성이 저하한다. 그러나, 원료가 마이크로웨이브로 가열되거나 또는 대신에 원료가 마이크로웨이브로 가열되고 그 후 고온 열풍으로 가열되는 본 발명의 방법에 따르면, 의-입자내의 수분이 처음으로 마이크로웨이브를 흡수하여 가열된다. 그 후, 그렇게 가열된 수분이 처음에는 의-입자의 표면위로 흐른다. 따라서, 의-입자의 표면이 젖는다. 이와 같이 젖은 표면의 의-입자가 의-입자내 수분이 이미 마이크로웨이브 가열로 건조된 후 고온 열풍의 취입으로 가열되는 경우, 고온 열풍의 취입 도중에 수분이 기화하지 않기 때문에 의-입자는 붕괴되지 않는다.
원료 장입 장치 및 점화로 사이에 위치하는 원료의 표면층이 마이크로웨이브로 120 내지 600℃까지 가열되는 이유는 다음과 같다. 배합 원료를 완전하게 가열하기 위해서는, 120℃ 이상의 온도로 가열할 필요가 있다. 그 가열 온도가 600℃를 초과하는 경우, 일부 배합 원료가 과열되므로, 배합 원료의 의-입자가 붕괴하기 시작하고, 가스 투과성이 소결 도중에 악화된다.
마이크로웨이브 및 고온 열풍 양자 모두가 연속적으로 사용되는 경우에, 원료는 처음에는 마이크로웨이브로 50 내지 200℃의 온도까지 가열되고 그 후 고온 열풍으로 150 내지 600℃의 온도까지 가열된다. 가열이 마이크로웨이브로 행해지는 경우, 원료를 급속도로 가열하는 것이 가능하다. 반면에, 원료가 마이크로웨이브로 200℃를 초과하는 온도까지 가열되는 경우, 유입되는 에너지량을 증가시킬 필요가 있다. 원료의 표면층이 그 후에 고온 열풍으로 가열되는 경우, 온도 상승 속도가 그렇게 높지 않으므로, 수분이 이미 기화된 의-입자는 붕괴하지 않고, 의-입자를 소량의 에너지를 유입시키므로써 150 내지 600℃의 온도까지 의-입자를 가열하는 것이 가능하다. 고온 열풍의 가열 온도가 150 내지 600℃로 결정되는 이유는 다음과 같다. 가열 온도가 150℃ 미만인 경우, 입력된 에너지에 해당하는 충분히 높은 효과를 제공하는 것이 불가능하다. 가열 온도가 600℃를 초과하는 경우, 가열 효과가 그 상한에 다다른다.
원료 장입 장치 및 점화로 사이에 위치하는 원료의 표면층이 150 내지 600℃의 온도까지 마이크로웨이브 및 고온 열풍 양자 모두에 의해 가열되는 이유는 마이크로웨이브 및 고온 열풍 양자 모두가 동시에 사용되는 경우 건조 및 가열 시간이 더욱 감소될 수 있기 때문이다. 원료의 표면층이 150℃ 이상의 온도까지 가열되는 경우, 마이크로웨이브 가열과 고온 열풍 취입을 조합하는 효과가 현저하게 증가한다. 그러나, 원료의 표면층이 150℃ 미만의 온도로 가열되는 경우, 마이크로웨이브 가열과 고온 열풍 취입을 조합하는 효과는 그렇게 커지지 않는다. 반면에, 원료의 표면층 온도가 600℃를 초과하는 경우, 일부 배합 원료가 마이크로웨이브로 과열되므로 배합 원료의 의-입자가 붕괴하기 시작한다.
어떤 경우든, 원료의 표면층을 200부터 450℃까지의 온도까지 가열하는 것이 가장 바람직하다. 배합 원료가 원료의 표면층이 균일하게 가열된 후 점화되는 경우, 연소대가 원료층의 폭 방향을 따라서 상부층으로부터 하부층까지 균일하게 전개되는 것이 가능하다. 따라서, 소결광의 품질이 향상될 수 있다.
다음으로, 첨부한 도면에 관하여, 본 발명을 실행하기 위한 소결기의 예 및 그 작동예가 아래에서 설명된다.
제1도는 본 발명에 따른 소결기의 일반적 구성을 보이는 배치도이다. 소결될 배합 원료(1)가 써지 호퍼(surge hopper)(2)로부터 드럼 피더(drum feeder)(3) 및 원료 장입 장치(5)를 통해 팔레트(6)위로 연속적으로 공급된다. 그렇게 공급된 원료(1)는 팔레트(6)위에서 얇은 판 모양으로 된다. 원료가 이러한 형식으로 공급되는 동안, 원료 공급측에 배치되는 사슬톱니(sprocket)(4)가 회전하므로 팔레트(6)가 미리 정해진 속도로 이동하게 된다. 동시에, 팔레트(6)의 아래측위에서, 복수개의 바람통(wind box)(8), 주 덕트(9) 및 집진기(12)를 통하여 흡입 취입기(13)에 의해 흡입된다. 점화로에서는, 원료층(7)의 상부면이 점화되고, 팔레트 속도가 제어되므로 팔레트(6)위의 전체 원료층(7)이 광석 배출부에 도달하기 전에 완전히 소결될 수 있는 동안에 작업이 연속적으로 수행된다.
상기 드와이트 로이드형 소결기의 원료 장입 장치(5) 및 점화로(14) 사이에는, 마이크로웨이브 발생기(15)가 설치되거나 또는 대신에 마이크로웨이브 발생기(15) 및 고온 열풍 공급 장치(16)가 제공된다. 마이크로웨이브 가열의 경우에, 팔레트(6)위의 원료층(7)이 조사되는 마이크로웨이브의 에너지 양 및 조사 시간에 따라 가열된다. 상기 고온 열풍 공급 장치(16)로 일부 소결 과정으로 이루어지는 냉각 장치(17)의 배출관(18)로부터 배출되는 고온 열풍을 도입하는 것이 가능하다. 또한, 상기 고온 열풍 공급 장치(16)로, 바람통(8)으로부터 배출되어 폐가스 도입관(10), 유속 조정 밸브(11), 폐가스 집진기(12) 및 흡입 취입기(13)를 지나는 고온 열풍 가스를 100℃ 이상으로 도입하는 것도 가능하다. 냉각 장치(17)로부터 배출되는 고온 열풍 및 바람통으로부터 배출되는 100℃ 이상의 폐가스 양자 모두는 동시에 고온 열풍 공급 장치(16)에 공급될 수 있다. 그러나, 그들 중 하나를 단독으로 공급하는 것도 가능하다. 그 들 배합물을 공급하는 것이 역시 가능하고, 그 온도는 미리 정해진 온도로 조정된다.
마이크로웨이브 조사 및 고온 열풍 취입이 각각 배합되는 상태에 관하여는 다음의 상태가 채택될 수 있다. 마이크로웨이브 발생기(15)만을 단독으로 설치할 수 있다. 또는, 마이크로웨이브 발생기(15) 및 고온 열풍 공급 장치(16)이 연속하여 설치될 수도 있다. 비록 도면에는 나타나있지 않지만, 고온 열풍 공급 장치(16)의 전반부에 마이크로웨이브 발생기를 설치하는 것이 가능하고, 또는, 팔레트(6)의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 마이크로웨이브를 설치하는 것도 역시 가능하다. 팔레트(6)위의 원료층(7)을 마이크로웨이브의 조사로 가열하기 위한 온도 제어 방법으로는, 조사되는 마이크로웨이브의 일정량의 에너지가 조정되는 방법이 채택될 수 있고, 또는, 미리 정해진 속도로 이동하는 원료층위로 마이크로웨이브가 조사되는 면적이 조정되는 방법이 채택될 수도 있다. 상기 방법은 단독으로 또는 다른 방법과 조합하여 사용될 수도 있다.
본 발명 실시를 위한 최선의 형태 실시예에서 본 발명의 바람직한 실시예가 설명될 것이다.
[실시예]
특정 실시예가 상기 예시한 장치 및 조업 방법에 따라서 상세하게 설명될 것이다.
표 1은 본 실시예에서 사용되는 원료의 배합 성질을 보여준다. 원료는 다양한 철광석 및 석회석, 생석회, 사문암, 스케일(scale) 등등의 부원료가 조정되어 배합되므로 소결광에서의 SiO2및 Al2O3가 각각 5.8% 및 1.8%가 될 수 있었고, 염기도가 1.7이 될 수 있었다. 이 경우, 반광(返鑛: returned ore)의 비율이 새로운 원료에 대하여 15%의 일정 값으로 정해졌다. 분탄 배합비는 새로운 재료 전체 100에 대해 4.0%의 일정 값으로 정해졌다.
반광 및 분 코크스가 상기와 같이 배합된 원료에 배합되었고, 그 후 추가적으로 6 내지 7wt%의 물이 상기 원료에 첨가되었고 믹서로 혼합되어 펠라타이징되었다. 그 후, 시험 팬에 넣어졌고, 상기 층 두께는 500mm로 정해졌고 네가티브(negative) 압력은 1200mmAq의 일정 값으로 정해졌다. 마이크로웨이브로 행해지는 가열 내지 마이크로웨이브 및 고온 열풍으로 행해지는 가열에 관하여는, 원료의 표면층이 드와이트 로이드형 소결기에서의 점화전에 건조 및 가열되는 모의 방법이 채택되었다. 실시예 1에서, 점화 시간은 1.5분으로 정해졌다. 점화 전에, 그 강도가 10kW인 마이크로웨이브가 1.0분 동안 조사되므로 원료의 표면층이 점화 전에 150℃까지 가열되었다. 그 후, 300℃의 고온 열풍이 1.0분 동안 흡입되므로 원료의 표면층이 점화 전에 350℃까지 가열되었고, 그 후 원료의 표면층이 1.5분 동안 점화되었다. 실시예 3에서, 점화 전에, 그 강도가 10kW인 마이크로웨이브가 1.0분 동안 조사되었고, 300℃의 고온 열풍이 동시에 1.0분 동안 흡입되었으므로 원료의 표면층이 380℃까지 가열되었고 그 후 1.5분 동안 점화되었다. 고온 열풍의 온도, 고온 열풍의 흡입 시간 및 마이크로웨이브의 가열 시간은 상기 특정 값으로 제한되지 않는다. 마이크로웨이브의 가열 시간은 0.2 내지 1.5분인 것이 더욱 바람직하였다. 또한, 200 내지 400℃의 고온 열풍이 0.5 내지 3분 동안 흡입되는 것이 더욱 바람직하였다.
비교예 1은 건조 및 가열이 점화전에 행해지지 않는 종래의 방법이다. 비교예 2는 300℃의 고온 열풍이 점화 전에 1.0분 동안 흡입되고, 그 후 그 강도가 10kW인 마이크로웨이브가 원료의 표면층을 가열하기 위해 1.0분 동안 조사되는 방법이다.
실시예 1, 2 및 3에 비교할 때, 비교예 2에서, 이미 건조 및 가열되었던 점화 전이 원료의 표면층위에 있는 원료에 대해 샘플링이 행해졌고, 그 크기가 0.5mm 이하인 입자가 체질되었다. 그렇게 체질된 입자의 중량이 측정되었고 그 비가 계산되었다. 비교예 2에서, 그 크기가 0.5mm 이하인 입자의 비는 8.0 내지 9.0%이었다. 그러나, 실시예 1, 2 및 3에서는, 그 크기가 0.5mm 이하인 입자의 비는 1.0% 이하였다.
제2(a)도는 실시예 1, 2 및 3과 비교예 1 및 2에서 행해지는 상기 팬 시험에서 얻어지는 생산성, 소결 시간 및 생산성 수율을 보여주는 그래프이다. 제2(b)도는 실시예 1, 2 및 3과 비교예 1 및 2에서 얻어지는 분쇄 강도(SI), 저온 환원 분화 지수(RDI) 및 NOx소비량을 보여주는 그래프이다.
제2(a)도에서 알 수 있는 것처럼, 본 발명의 실시예 1, 2 및 3의 생산성 수율은 비교예 1 및 2의 생산성 수율에 비해 2 내지 3%까지 높고, 본 발명의 실시예 1, 2 및 3의 점화 전 가열 시간을 포함하는 소결 시간은 비교예 1 및 2의 것에 비해 1 내지 3분까지 짧았다. 또한, 본 발명의 실시예 1, 2 및 3의 생산성은 비교예 1 및 2의 것에 비해 0.1 내지 0.25T/H/m2까지 높았다. 제2(b)도에서 알 수 있는 것처럼, 본 발명의 실시예 1, 2 및 3의 분쇄 강도(SI)는 비교예 1 및 2의 것에 비해 1 내지 1.5%까지 높았고, 본 발명의 실시예 1, 2 및 3의 저온 환원 분화 지수(RDI)는 비교예 1 및 2의 것에 비해 1 내지 3%까지 높았다. 또한, NOx배출 소비량이 이 0.02 내지 0.06Nm3/t-s까지 향상되는 것은 이해될 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 생산품 특성을 획기적으로 개선하는 것이 가능하고, 본 발명의 기술이 실행되는 경우, 조업 효율 및 환경 보호의 측면에서 월등한 효과를 가져올 수 있다.
배출되는 NOx가스 양이 감소하는 이유는 소결 과정 중에 발생되는 NOx가 주로 연료 NOx로 이루어지고, 써멀(Thermal) NOx현상과는 배치되게끔 온도가 올라가는 경우 NOx의 발생은 억제되기 때문이다. 대량의 NOx가 발생되는 층인 상부 및 중간 소결층의 최고 온도가 본 발명의 방법에 따라 증가되기 때문에 NOx의 발생이 줄어들 수 있는 것으로 생각된다.
본 발명의 방법에 따르면, 다음의 효과가 제공될 수 있다. 생산품 수율이 종래 기술의 방법에 비해 획기적으로 향상될 수 있다. 생산성도 또한 향상될 수 있고, SI 및 RDI도 향상될 수 있다. 그 결과, 배출되는 NOx소비량이 획기적으로 줄어든다. 조업 지시에 따라 마이크로웨이브 전력, 가열 시간, 고온 열풍 온도 및 고온 열풍 흡입 시간의 조합을 바꾸는 것이 가능하다. 상기 자유도가 본 발명의 장점 중의 하나이다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 서로 양립할 수 없었던 효과를 동시에 제공하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명은 획기적인 효과를 가져온다.

Claims (3)

  1. 층 형태로 소결광을 원료를 장입하는 단계; 원료의 층의 상부면을 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 마이크로웨이브 발생기에 의해 발생되는 마이크로웨이브로 120 내지 160℃까지 균일하게 초기 가열하는 단계; 점화로에서 원료 층의 상부면에 점화하는 단계; 및 상기 원료를 소결하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
  2. 층 형태로 소결광 원료를 장입하는 단계; 원료 층의 상부면을 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 마이크로웨이브 발생기에 의해 발생되는 마이크로웨이브로 50 내지 200℃까지 균일하게 초기 가열하는 단계; 원료의 층 상부면을 역시 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 열풍 공급 장치에 의해 공급되는 고온 열풍으로 150 내지 600℃까지 가열하는 단계; 점화로에서 원료 층의 상부면에 점화하는 단계; 및 상기 원료를 소결하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결광의 제조 방법.
  3. 층 형태로 소결광 원료를 장입하는 단계; 원료 층의 상부면을, 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 마이크로웨이브 발생기에 의해 발생되는 마이크로웨이브로와, 역시 원료 공급 장치 및 점화로 사이에 배치되는 열풍 공급 장치에 의해 공급되는 고온 열풍으로 150 내지 600℃까지 가열하는 단계; 점화로에서 원료 층의 상부면에 점화하는 단계; 및 상기 원료를 소결하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소결광 제조 방법.
KR1019960707481A 1994-06-29 1995-06-29 소결광의 제조 방법 KR100217892B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16860994A JPH0814763A (ja) 1994-06-29 1994-06-29 焼結鉱製造方法
JP168609/1994 1994-06-29
PCT/JP1995/001301 WO1996000800A1 (fr) 1994-06-29 1995-06-29 Procede de fabrication d'acier fritte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100217892B1 true KR100217892B1 (ko) 1999-09-01

Family

ID=15871234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960707481A KR100217892B1 (ko) 1994-06-29 1995-06-29 소결광의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0767242B1 (ko)
JP (1) JPH0814763A (ko)
KR (1) KR100217892B1 (ko)
CN (1) CN1048758C (ko)
BR (1) BR9508167A (ko)
DE (1) DE69512520T2 (ko)
WO (1) WO1996000800A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439243B1 (ko) * 2013-07-25 2014-09-11 주식회사 포스코 수분이 함유된 철광석의 소결장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101269949B (zh) * 2008-05-12 2010-12-01 北京斯蒂奇科技有限公司 用于烧结陶粒生产线的点火装置
JP5831413B2 (ja) * 2011-09-15 2015-12-09 新日鐵住金株式会社 マイクロ波乾燥装置及びマイクロ波乾燥方法
KR101398345B1 (ko) * 2012-04-27 2014-05-22 주식회사 포스코 유도가열방식을 이용한 소결장치 및 방법
JP6225433B2 (ja) * 2013-03-07 2017-11-08 新日鐵住金株式会社 乾燥炉及び乾燥方法
KR20170040826A (ko) 2015-10-05 2017-04-14 주식회사 포스코 소결광 제조장치 및 제조방법
CN107504825B (zh) * 2017-08-10 2019-06-04 武汉钢铁有限公司 低NOx生成的烧结工艺
CA3182559A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-12 Mauro Fumio YAMAMOTO Device for heating a material using microwaves, method for heating a material using microwaves, and systems for heating a material using microwaves
CN113804000A (zh) * 2020-06-17 2021-12-17 宝山钢铁股份有限公司 高炉块矿微波热废气组合加热干燥***和方法
CN114136095A (zh) * 2021-11-25 2022-03-04 昆明理工大学 一种烧结机微波点火装置
CN114427793B (zh) * 2022-01-11 2023-01-17 北京科技大学 一种交替式连续循环的烧结减污降碳***

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5152903A (ja) * 1974-11-06 1976-05-11 Nippon Steel Corp Shoketsukoseizohoho
JPS52152802A (en) * 1976-06-15 1977-12-19 Nippon Steel Corp Production of sintered ore
JPS6191798U (ko) * 1984-11-21 1986-06-14
US5191183A (en) * 1991-02-21 1993-03-02 Ontario Hydro Apparatus for processing ceramics using microwave oven with resistance heating unit
JPH06212293A (ja) * 1993-01-12 1994-08-02 Nippon Steel Corp 焼結鉱製造方法
JP3273275B2 (ja) * 1993-07-20 2002-04-08 新日本製鐵株式会社 焼結鉱製造方法
JPH07216462A (ja) * 1994-01-28 1995-08-15 Nippon Steel Corp 焼結鉱製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439243B1 (ko) * 2013-07-25 2014-09-11 주식회사 포스코 수분이 함유된 철광석의 소결장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN1154147A (zh) 1997-07-09
CN1048758C (zh) 2000-01-26
DE69512520T2 (de) 2000-05-04
EP0767242B1 (en) 1999-09-29
BR9508167A (pt) 1997-08-12
DE69512520D1 (de) 1999-11-04
AU2806895A (en) 1996-01-25
WO1996000800A1 (fr) 1996-01-11
EP0767242A4 (en) 1997-09-17
EP0767242A1 (en) 1997-04-09
JPH0814763A (ja) 1996-01-19
AU685959B2 (en) 1998-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100217892B1 (ko) 소결광의 제조 방법
JP5194378B2 (ja) 焼結鉱の製造方法
US3244507A (en) Method of indurating ore particles
JP5315659B2 (ja) 焼結鉱の製造方法
JPH0465132B2 (ko)
CN107208977A (zh) 烧结矿石制造设备和制造方法
US4957434A (en) Method and apparatus for treating asphaltic concrete paving materials
EP3892744B1 (en) Sintered ore manufacturing method
JP4604849B2 (ja) 焼結原料の造粒方法
CN113503722B (zh) 一种多热源耦合加热块矿的烘干装置及烘干方法
CN111699272A (zh) 造粒烧结原料的制造方法
US3653645A (en) Method and furnace for heat treating materials
JP2022039966A (ja) 焼結鉱の製造方法および焼結鉱の製造設備
JP3273275B2 (ja) 焼結鉱製造方法
JPH10238958A (ja) 焼結鉱製造方法および焼結機
JP2000017343A (ja) 焼結鉱の２段点火式製造方法
JPH06212293A (ja) 焼結鉱製造方法
JPH09118936A (ja) 焼結鉱製造方法
JPH11106837A (ja) 焼結鉱製造方法
JPH07216462A (ja) 焼結鉱製造方法
CN113249566B (zh) 一种褐铁矿型红土镍矿的烧结***及方法
US3288449A (en) Apparatus for indurating ore particles
JP3458572B2 (ja) 廃タイヤ処理方法及びその焼成炉
JP2006104567A (ja) 焼結鉱の製造方法
SU840173A1 (ru) Способ комбинированного охлаждени АглОМЕРАТА

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
E601 Decision to refuse application
WICV Withdrawal of application forming a basis of a converted application
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080522

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee