KR100931175B1

KR100931175B1 - 괴갈철광의 고로장입방법

Info

Publication number: KR100931175B1
Application number: KR1020020085610A
Authority: KR
Inventors: 이종복; 정송묵
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2009-12-11
Also published as: KR20040059080A

Abstract

본 발명은 괴갈철광을 다량으로 사용할 수 있는 괴갈철광의 고로장입방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 고로에 장입되는 전체 광석중 노벽부에 20~23중량%와 중간부위에 77~80중량%의 비율로 분배하여 장입하고,

상기 노벽부에 장입되는 전체 광석의 10~26중량%의 괴갈철광, 10~15중량%의 중괴코크스 및 나머지 소립 소결광을 혼합하여 노벽부 0~0.17r에 해당되는 부위에 장입하고, 그리고 상기 고로 중간부위에 장입되는 전체 광석의 10~15중량%의 갈철광, 5~7중량%의 펠렛트, 및 나머지 대립 소결광으로 혼합하여 벽부로부터 0.13r 지점에서 중심쪽 0.52r 지점까지의 부위에 장입하는 것을 특징으로 하는 괴갈철광의 고로 장입방법이 제공된다.

본 발명은 통기성을 향상시켜 저가인 괴갈철광을 고로에 직접 다량으로 사용하더라도 안정한 고로조업을 가능하게 함으로써 용선 제조 원가를 현저히 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.

고로, 광석, 코크스, 괴갈철광, 장입분포

Description

괴갈철광의 고로장입방법{Method for Charging Lump Limonite Ore in Blast Furnace}

도 1은 본 발명에 따라 괴갈철광을 장입한 경우의 고로노정에서의 장입물 분포를 나타내는 모식도

도 2는 종래방법 및 본 발명에 따라 장입물을 장입한 경우에 대하여 고로내 위치별 장입물의 염기도 및 노정개스분포를 나타내는 그래프

도 3은 괴갈철광 10%에 중괴 코크스 사용비를 0%,5%,10% 까지 사용하면서 고로조업조건으로 가열하는 경우, 가열시간에 따른 압력손실을 나타내는 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 . . . 선회 슈트 2 . . . 소립 철광석 3 . . . 대립 철광석

4 . . . 코크스 5 . . . 혼합층 6 . . . 소립에 혼합된 갈철광

7 . . . 대립에 혼합된 갈철광

본 발명은 제철소의 고로조업방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 괴갈철광을 다량으로 사용할 수 있는 괴갈철광의 고로장입방법에 관한 것이다.

고로조업에 있어서 사용하는 원료는 소결광, 적철광, 펠레트가 주원료이며, 그 동안 갈철광은 분 상태인 분갈철광을 소결공정에서 소결광으로 만들어 고로에 장압하는 방식을 사용하여 왔다.

그러나, 양질의 철광석인 적철광은 고가이고, 또한 전세계 제철소에서 다량 사용하므로 언제가는 고갈 상태에 이를 수도 있다.

한편, 괴갈철광은 결정수 함유와 결정수 분해시 가루 형태로 분화되어 고로내의 통기 장애를 일으키므로, 괴갈철광을 실고로에 직접 장입하는 사용량은 전체 광석중 1~3% 수준으로 매우 제한적으로 사용되고 있다.

따라서, 저가의 괴갈철광을 다량으로 사용할 수 있는 고로조업 방법에 대하여 연구들이 진행되고 있다.

그 예로서, 일본 특개 평 1-219111호를 들수 있는데, 여기서는 벨식 고로에서 소결광, 펠렛트, 괴갈철광을 장입하는데 벽측에 장입하는 광석 100%중 괴갈철광 19.5%를 벽측에 장입하는 것이 제시되어 있다.

그러나, 상기한 방법에서와 같이 괴갈철광을 벽측에 사용할 때에는 분화에 의해 가스류 부족으로 충분한 환원반응과 전열을 받지 못한 상태에서 노하부로 강하할 경우 고체의 철광석이 용융되는 구역인 연화융착대의 근부에서 통기성 악화 및 장입물 이상 강하와 같은 조업 불안정을 초래할 수 있다.

본 발명자들은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 입도가 적은 소결광, 괴갈철광과 중괴 코크스를 혼합하여 벽측에 장입하고 대립의 소결광과 괴갈철광을 혼합하여 중간부위에 장입하여 고로의 통기성을 개선시킴으로써 적철광 대신에 저가 광석인 괴갈철광을 조업장애 없이 다량으로 고로에 직접 사용할 수 있는 괴갈철광의 고로장입방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 고로에 장입되는 전체 광석중 노벽부에 20~23중량%와 중간부위에 77~80중량%의 비율로 분배하여 장입하고,

상기 노벽부에 장입되는 전체 광석의 10~26중량%의 괴갈철광, 10~15중량%의 중괴코크스 및 나머지 소립 소결광을 혼합하여 0~0.17r(r: 로 반경)에 해당되는 노벽부에 장입하고, 그리고 상기 고로 중간부위에 장입되는 전체 광석의 10~15중량%의 갈철광, 5~7중량%의 펠렛트, 및 나머지 대립 소결광으로 혼합하여 노벽부로부터 0.13r 지점에서 중심쪽 0.52r 지점까지의 중간부위에 장입하는 것을 특징으로 하는 괴갈철광의 고로 장입방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

고로는 소결광, 철광석, 펠레트 등의 철원과 코크스를 장입하고 고로 하부로 미분탄과 열풍을 취입하여 예열, 환원, 용해시키면서 가스류가 상승하고, 용해된 원료는 용선으로 되어 노저에 저장되고 노저에 저장된 용선을 출선구를 통해 배출한다.

이상과 같은 고로조업에 있어서 안정된 조업을 위해서는 장입원료의 사전처리와 분포제어에 의한 장입물의 안정적인 강하와 안정적인 가스류가 요구된다.

한편, 갈철광은 하기 표 1에도 나타나 있는 바와 같이 가루형태의 광석을 많이 가지고 있으며 다공질로 결정수 함유량이 높고 맥석 성분이 많은 광석으로 비교적 환원성이 좋은 반면, 부착수분이 많고 결정수의 분해과정에서 발생한 가루에 의하여 고로에서 통기성 장애로 그 동안 제한적으로 사용되었을 뿐이다.

		갈철광		적철광	펠레트	소결광
		A	B	적철광	펠레트	소결광
화학성분(%)	T.Fe	57.6	59.3	64.7	66.1	58.6
	SiO₂	4.79	4.57	2.54	2.24	4.92
	CaO	0.02	0.02	0.04	2.09	8.66
물리성상(%)	결정수	6.7	5.8	2.4	0	0
	기공율	9.1	9.1	7.1	25	19
	열할성	31.6	44.7	4.3	0	0
	분함유	대(大)	대(大)	-	-	-

본 발명은 통기장애 없이 갈철광을 다량으로 사용할 수 있도록 갈철광을 고로에 장입하고자 하는 것이다.

괴갈철광은 하기 표 2에도 나타나 있는 바와 같이 용융특성이 일반적인 고로 장입물과는 다르다는 것을 알 수 있다.

	갈철광		적철광	펠레트	소결광
	A	B	적철광	펠레트	소결광
용융개시온도(℃)	749	809	960	1,096	1,171
용락개시온도(℃)	1,520	1,524	1,528	1,430	1,540
차이(℃)	771	715	568	334	369
차압(mmH₂O)	225	98	78	178	97

본 발명자들은 연구 및 실험을 통하여 괴갈철광의 사용량을 증대시키기 위해서는 괴갈철광의 적정한 혼합비, 장입위치 및 장입량이 중요하다는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 근거하여 본 발명을 완성하게 된 것이다.

도 1에는 본 발명에 따라 벨레스 타입 고로에 장입된 장입물의 분포상태가 나타나 있다.

도 1에 나타나 있는 벨레스 타입 고로에서는 선회슈트(1)를 통해 노내에 코크스(4), 대립 철광석 (3), 소립 철광석(2) 순서로 장입하여 이들 장입물의 한 묶음을 한차지(Charge)라고 한다.

통상의 벨레스 타입 고로조업에서는 코크스(4)가 노벽부(C)에서부터 중간부위(B)까지, 대립 철광석(3)이 중간부위(B)에서 중심부(A)까지, 그리고 소립 철광석 (2)이 노벽부(C)에 장입된다.

도 1에서 부호 5는 혼합층을 나타낸다.

상기와 같이 노벽부(C)에는 소립 소결광(2)만이 장입되므로써 노벽부는 염기도가 높게 되어 통기성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 노벽부의 통기성을 개선시키기 위하여 전체 광석중 노벽부에 20~23중량%와 중간부위에 77~80중량%의 비율로 분배하여 장입하고,상기 노벽부에 장입되는 전체 광석의 10~26중량%의 괴갈철광, 10~15중량%의 중괴코크스 및 나머지 소립 소결광을 혼합하여 0~0.17r에 해당되는 노벽부에 장입한다.

상기 중괴코크스는 통기성, 특히 연화융착대에서 통기성을 현저히 증가시키고 또한, 노벽부에는 입도가 적은 소립의 소결광과 분화 특성이 있는 괴갈철광을 집중 장입 함으로써 입도의 미세화로 노벽부 가스 흐름이 원활치 못하는 문제점을 개선하여 고로의 단면적이 가장 큰 노벽부의 통기성을 확보하는 역할을 한다.

상기 중과코크스의 함량이 10중량%미만인 경우에는 통기성 개선효과가 미흡하 고, 15중량%이상인 경우에는 통기성이 너무 좋아 벽측에 과도하게 가스류가 흘러 노체온도 변동으로 노황이 불안정해지는 문제점이 있다.

상기 중괴코크스로는 15~30mm의 입도를 갖는 중괴코크스를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 상기 고로 중간부위에 장입되는 전체 광석의 10~15중량%의 갈철광, 5~7중량%의 펠렛트, 및 나머지 대립 소결광으로 혼합하여 노벽부로부터 0.13r 지점에서 중심쪽 0.52r 지점까지의 중간부위에 장입한다.

상기 괴갈철광은 장입위치에 따라 승온속도가 달라 중심부에 괴갈철광을 장입하는 경우에는 급격한 온도상승으로 분화가 심화되어 상부에서부터 통기 저항을 받게 된다.

또한, 괴갈철광은 상기 표 2와 같이 용융온도 개시점이 낮아 균일하게 분포하지 않고 집중되어 분포되는 경우에는 연와 융착대가 하부쪽으로 내려와 노황 불안정을 초래할 수 있다.

따라서 본 발명에서는 통기성을 개선시키기 위하여 상대적으로 온도가 낮은 0~0.17r에 해당되는 노벽부와 0.13~0.52r에 해당되는 중간부위에 괴갈철광을 장입한다.

본 발명에 따라 괴갈철광을 0~0.17r에 해당되는 노벽부와 0.13~0.52r에 해당되는 중간부위에 장입하는 경우에 있어서 고로내의 괴갈철광 분포가 도 1에 모식적으로 나타나 있다.

즉, 상기와 같이 괴갈철광을 장입하는 경우에는 0~0.17r에 해당되는 벽부에는 소립광석에 괴갈철광이 혼합되고, 그리고 0.13~0.52r에 해당되는 중간부위에는 대립광석에 괴갈철광이 혼합되는 분포를 갖게 된다.

도 1에서 부호 6은 소립철광석에 혼합된 갈철광을 나타내고, 부호 7은 대립 철광석에 혼합된 갈철광을 나타낸다.

상기와 같이 괴갈철광을 0~0.17r에 해당되는 노벽부와 0.13~0.52r에 해당되는 중간부위에 장입하하므로써, 갈철광을 고로 반경방향으로 균일하게 분포시켜 고로의 중심(A),중간(B), 벽부(C)간에 염기도 편차를 줄이고, 또한 벽부에 소립 소결광과 괴갈철광을 혼합하여 벽부의 염기도를 저하시켜 고로에서 규석을 사용치 않고 스라그의 염기도를 맞추므로써 스라그의 유동성을 개선하여 단면적이 넓은 노벽부(C)측에 가스류가 잘 흘러 통기성을 개선시키게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

내용적 3795m³의 고로에서 괴갈철광을 장입하지 않는 종래방법의 경우와 본 발명에 따라 괴갈철광과 중괴코크스등을 장입한 경우에 대하여 고로내 위치별 장입물의 염기도 및 노정개스분포를 조사하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타난 바와 같이, 종래방법의 경우에는 노벽부가 염기도가 높았으나 본 발명에 따라 괴갈철광과 중괴코크스등을 장입한 경우에는 중심(A),중간(B),벽부(C)간에 염기도 편차를 줄일 수 있음을 알 수 있다.

또한, 노정개스분포로부터 단면적이 넓은 노벽부(C)의 통기도가 개선됨을 알 수 있다.

(실시예 2)

괴갈철광 10%에 중괴 코크스 사용비를 0%,5%,10% 까지 사용하면서 고로조업조건으로 가열하고, 가열시간에 따른 압력손실을 조사하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타난 바와 같이, 중괴코크스를 10% 사용함에 따라 연화융착대에서 통기성이 현저히 개선됨을 알 수 있다.

(실시예 3)

내용적 3795m³의 고로에서 하기 표 3에 나타난 바와 같이 장입물을 장입하여 고로조업을 행하고, 개스이용율, 풍압, 통기성저항지수, 용선중 Si함량, 스라그 량, 염기도 및 규석사용량을 조사하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구분	종래방법	본 발명법
괴철광 사용량(중량%)	0.0	12.0
연료비(kg/톤-용선)	494.5	483
소결광비(중량%)	82.5	83.7
펠레트비(중량%)	4.0	4.2
적철광비(중량%)	13.2	0.0
개스이용율(nCO)(%)	50.9	51.9
풍압(kg/cm²)	3.866	3.802
통기저항지수(K)	2.76	2.68
[Si](중량%)	0.38	0.32
스라그 량(kg/톤-용선)	279	285
염기도(CaO/SiO₂)	1.24	1.23
규석사용량(kg/톤-용선)	4.71	0.00

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의하면, 갈철광을 다량 사용하면서도 가장 중요한 통기성을 나타내는 통기저항 지수가 개선되고, 또한 생산량 증가, 연료비 저하 등을 도모하는 것이 가능하고 고로조업을 안정되게 행하는 것이 가능하게 됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 통기성을 향상시켜 저가인 괴갈철광을 고로에 직접 다량으로 사용하더라도 안정한 고로조업을 가능하게 함으로써 용선 제조 원가를 현저히 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

고로에 장입되는 전체 광석중 노벽부에 20~23중량%와 중간부위에 77~80중량%의 비율로 분배하여 장입하고,

상기 노벽부에 장입되는 전체 광석의 10~26중량%의 괴갈철광, 10~15중량%의 중괴코크스 및 나머지 소립 소결광을 혼합하여 0~0.17r(r: 로 반경)에 해당되는 노벽부에 장입하고, 그리고 상기 고로 중간부위에 장입되는 전체 광석의 10~15중량%의 갈철광, 5~7중량%의 펠렛트, 및 나머지 대립 소결광으로 혼합하여 노벽부로부터 0.13r 지점에서 중심쪽 0.52r 지점까지의 중간부위에 장입하는 것을 특징으로 하는 괴갈철광의 고로 장입방법