KR101840173B1

KR101840173B1 - 철분말 제조 방법

Info

Publication number: KR101840173B1
Application number: KR1020170133943A
Authority: KR
Inventors: 심대용
Original assignee: 심대용
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2018-03-19

Abstract

철분말 제조 방법을 개시한다.
용강을 제조하고, 제조된 용강을 턴디쉬에 옮기는 용융 단계; 상기 턴디쉬의 노즐을 통해 배출되는 용강에 일정 압력 이상의 물을 분사하여 상기 용강을 분말화하는 수분사 단계; 자력을 이용하여, 상기 수분사 단계를 통해 생성된 철분말을 물과 분리시키는 자력 선별 단계; 상기 선별된 철분말에 함유되어 있는 수분을 탈수 및 건조하는 탈수 및 건조 단계; 상기 철분말을 환원로에 투입하고, 상기 철분말이 투입된 환원로에 수소를 주입하여 상기 철분말에 함유된 탄소와 산소의 함량을 감소시키는 환원 단계; 상기 환원된 철분말을 분쇄시키는 분쇄 단계; 및 상기 분쇄된 철분말 중에서 이상 형태의 입자 또는 조대입자를 제거하는 분급 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

철분말 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING IRON POWDER}

본 발명은 철분말 제조 방법에 관한 것이다.

철분말은 용강(쇳물)을 여러 공정을 거쳐 직경 1mm 이하의 작은 입자로 만든 것으로, 자동차의 엔진, 변속기, 샤시 등의 자동차 부품에 주로 사용된다.

즉, 철분말을 각종 합금성분, 윤활제와 균일하게 혼합하여, 형틀에 넣고 일정한 모양을 만든 후, 높은 온도로 가열하여 자동차의 엔진, 변속기, 샤시 등의 부품을 제작하게 된다.

이와 같이 철분말은 자동차 부품의 제조에 사용되고 있으며, 자동차 품질 및 성능 향상을 위해, 부품 요구 특성을 고려한 고품질의 철분말의 생산이 요구되고 있다.

한국공개특허공보 제10-2017-0051405호(공개일 2017.05.11.)

본 발명은 이러한 필요성을 감안하여 안출된 것으로, 고품질의 철분말을 생산할 수 있도록 하는 철분말 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 철분말 제조 방법은, 용강을 제조하고, 제조된 용강을 턴디쉬에 옮기는 용융 단계; 상기 턴디쉬의 노즐을 통해 배출되는 용강에 일정 압력 이상의 물을 분사하여 상기 용강을 분말화하는 수분사 단계; 자력을 이용하여, 상기 수분사 단계를 통해 생성된 철분말을 물과 분리시키는 자력 선별 단계; 상기 선별된 철분말에 함유되어 있는 수분을 탈수 및 건조하는 탈수 및 건조 단계; 상기 철분말을 환원로에 투입하고, 상기 철분말이 투입된 환원로에 수소를 주입하여 상기 철분말에 함유된 탄소와 산소의 함량을 감소시키는 환원 단계; 상기 환원된 철분말을 분쇄시키는 분쇄 단계; 및 상기 분쇄된 철분말 중에서 이상 형태의 입자 또는 조대입자를 제거하는 분급 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 탈수 및 건조 단계는, 상기 선별된 철분말을 드럼 형태의 필터에 통과시켜 진공으로 물을 탈수하는 탈수 단계; 및 상기 필터를 통과한 철분말을, 내부에 복수개의 스팀 파이프가 설치되어 있는 건조기에 통과시키며 수분을 제거하는 건조 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 탈수 및 건조 단계는, 상기 건조기를 통과한 철분말을 쿨러에 통과시켜 상기 철분말의 온도를 낮추는 냉각 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 탈수 및 건조 단계 수행 후, 자력을 이용하여, 상기 탈수 및 건조 단계에서 건조된 철분말에서 불순물을 제거하는 자력 선별 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 탈수 및 건조 단계 수행 후, 상기 탈수 및 건조 단계에서 건조된 철분말 중에서 조대입자를 제거하는 분급 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 분급 단계를 통해 제거된 조대입자는, 용융 단계를 거쳐 재사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 분급 단계를 통해 분급이 완료된 상기 철분말에 상기 혼합 분말을 첨가하여 혼합 철분말을 제조하는 혼합 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 환원 단계에서, 상기 철분말은 환원대, 서냉대, 냉각대를 거쳐 환원되되, 상기 환원대에서 상기 철분말은 일정 온도 이상으로 가열되고, 주입된 수소 가스와 반응하여 철분말에 함유된 탄소와 산소의 함량이 감소되며, 상기 환원대에서 환원된 철분말은 서냉대 및 냉각대를 통과하면서 서서히 냉각되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 분쇄 단계는, 상기 환원 단계를 거쳐 케이크 형태로 배출되는 철분말을 1차 분쇄하는 1차 분쇄 단계; 상기 1차 분쇄된 철분말을 2차 분쇄하는 2차 분쇄 단계; 및 상기 2차 분쇄된 철분말을 3차 분쇄하는 3차 분쇄 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 분급 단계를 통해 제거된 입자는, 상기 분쇄 단계를 통해 다시 분쇄되는 것이 바람직하다.

본 발명의 철분말 제조 방법은 고품질의 철분말을 생산할 수 있게 됨에 따라, 자동차 핵심 부품의 성능 및 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 혼합 공정을 통해 순수 철분말뿐 아니라 다양한 철분만을 생산할 수 있게 된다.

또한, 철분말을 제조하는데 사용된 물을 정화하여 재사용함에 따라, 물을 절약할 수 있으며, 폐수에 포함된 오염물질 또는 중금속 등을 자체적으로 제거할 수 있어 보다 친환경적으로 철분말을 제조할 수 있다.

더욱이, 제조된 철분말을 스펙별로 구분하여 저장하고, 필요에 따라 원하는 품질에 맞게 혼합 가능하여, 사용처별로 알맞은 품질의 철분말을 제공 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철분말 제조 방법을 설명하기 위한 처리도이다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 철분말 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 1에서 나타낸 수분사 단계에서, 용강에 물을 공급하기 위한 수공급라인의 세부 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 도 1에서 나타낸 3차 분쇄 단계에서 철분말을 분쇄하기 위한 그라인더를 도시한 도면이다.
도 12은 도 1에서 나타낸 2차 분말 이송 및 저장 단계의 세부 단계를 설명하기 위한 순서도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철분말 제조 방법에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 철분말 제조 방법을 설명하기 위한 처리도이고, 도 2 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 철분말 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 철분말 제조 방법은, 원료 투입 단계(S100), 용융 단계(S110), 수분사 단계(S120), 슬러리 이송 단계(S130), 1차 자력 선별 단계(S140), 진공 탈수 단계(S150), 건조 단계(S160), 분말 이송 단계(S170), 2차 자력 선별 단계(S180), 1차 분급 단계(S190), 1차 분말 이송 및 저장 단계(S200), 환원 단계(S210), 1차 분쇄 단계(S220), 2차 분쇄 단계(S230), 3차 분쇄 단계(S240), 2차 분급 단계(S250), 2차 분말 이송 및 저장 단계(S260), 혼합 단계(S270), 포장 단계(S280)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서, 원료 투입 단계(S100)에서는 자력 크레인을 이용하여 스크랩장에 적재되어 있는 스크랩(고철)을 장입대차에 이동 적재시키고, 스크랩이 적재된 장입대차는 이동 레일을 통해 스크랩장과 유도로를 오가며 유도로에 스크랩을 장입시킬 수 있다.

용융 단계(S110)는 용강(쇳물)을 만드는 단계로, 원료 투입 단계(S100)를 통해 유도로에 스크랩이 장입되면, 도 2에 도시하는 바와 같이 고주파 유도 전류를 상승시켜 발생되는 열을 이용하여, 장입된 스크랩을 용해시켜 용강을 제조하며, 이때 탄소의 장입량을 조절하여 분말의 입형과 입도를 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 스크랩을 용해시키기 위해 유도로를 사용하는데, 이에 한정되지 않고, 아크로, 전로(converter), 평로(open hearth furnace) 등으로 구현될 수도 있다.

용융 단계(S110)에서 용해온도는 1550℃ 내지 1700℃이며, 바람직하게는, 1600℃ 내지 1650℃일 수 있다.

상기한 용융 단계(S110)를 통해 스크랩이 용융되어 생성된 용강은 턴디쉬(tundish)에 옮겨져 수분사 단계(S120)를 거치게 된다.

수분사 단계(S120)에서는 도 3에 도시하는 바와 같이 턴디쉬의 노즐을 통해 흘러나오는 용강에 수분사 공급라인으로부터 공급되는 물을 일정 압력 이상으로 분사하여 용강을 분말화한다. 이때 일정한 압력범위로 수분사압력을 조절하여 분말의 입도를 조절할 수 있다.

도 10은 도 1에서 나타낸 수분사 단계에서, 용강에 물을 공급하는 수공급라인(100)의 세부 구성을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 수공급 라인(100)은 수분사 공정 챔버(110), 폐수저장탱크(120), 원심 분리기(130), 규조토 필터(140) 및 정수저장탱크(150)를 포함한다.

수분사 공정 챔버(110)는 턴디쉬로부터 흘러나오는 용강을 향하여 고압수를 분사하여 용강을 분말화 하기 위한 것으로, 고압수를 분사하기 위한 복수의 수분사 노즐을 구비하며, 수분사 공정 챔버(110)에서 철분말을 제조하기 위해 사용된 물은 불순물 또는 중금속이 함유된 폐수의 형태로 배출된다.

상기 폐수저장탱크(120)는 상기 수분사 공정 챔버(110)와 연통하여, 상기 폐수 회수하여 저장하는 곳으로, 이후에 저장된 폐수를 원심분리기(130)로 이송시킨다.

원심분리기(130)는 상기 폐수저장탱크(120)에 저장된 폐수를 원심 분리하여 불순물을 일차적으로 제거하기 위한 것으로, 상기 폐수저장탱크(120)로부터 폐수를 공급받아 폐수 내에 섞여 있는 고체불순물을 제거한다.

상기 규조토 필터(140)는 상기 원심분리기(130)로부터 일차적으로 고체불순물이 제거된 폐수를 공급받아 규조토에 여과시킴으로써, 폐수에 섞여 있는 미세불순물 또는 중금속을 제거하여 정수 처리한다.

상기 정수저장탱크(140)는 상기 규조토 필터(140)로부터 미세불순물이 걸러진 정수를 저장하여, 상기 수분사공정 챔버(110)로 재공급한다.

수분사 단계(S120)에서 사용되는 턴디쉬는 용융 단계(S110)를 통해 용융된 용강이 공급되어 일시적으로 저장되는 곳으로, 수분사 공정 챔버의 상단에 설치되고, 턴디쉬 하단에는 노즐이 설치되어 있으며, 이 노즐은 배출 경로를 따라 용강을 하방으로 배출한다.

노즐을 통하여 수분사 공정 챔버로 유입되는 용강은 수분사 공정 챔버 상부에 위치한 수분사 노즐을 통해 대략 일정한 범위의 압력으로 분사된 고압수와 충돌로 인해 액적으로 분리되고, 분리된 액적은 수분사 공정 챔버 내부에 채워져 있는 냉각수 및 분사된 물에 의해 급냉된다.

수분사 단계(S120)를 통해 생성된 철분말은 물과 섞여 수분사 공정 챔버의 하부에 쌓이게 되며, 이와 같이 수분사 공정 챔버의 하부에 쌓인 철분말은 슬러리 이송 단계(S130)를 통해 1차 자력 선별기로 이송된다.

슬러리 이송 단계(S130)에서는 철분말과 물이 섞여 있는 슬러리를 1차 자력 선별기까지 이송하는데, 도 4에 도시하는 바와 같이 수분사 공정 챔버에서 1차 자력 선별기로 슬러리가 이송되는 파이프에 슬러리 이송 펌프를 연결해 슬러리를 1차 자력 선별기로 운반한다.

1차 자력 선별 단계(S140)에서는 슬러리 이송 단계(S130)를 통해 이송된 슬러리를 도 5에 도시하는 바와 같이 자석이 부착된 드럼 형태의 1차 자력 선별기에 통과시켜 철분말과 물로 분리한다.

구체적으로, 슬러리 이송 단계(S130)를 통해 이송된 슬러리는 1차 자력 선별기에 투입되고, 1차 자력 선별기에 투입된 슬러리에 포함된 금속의 철분말은 1차 자력 선별기에 구비된 자석에 붙으면서 물과 분리된다.

이와 같이 1차 자력 선별 단계(S140)를 거친 철분말의 수분함량은 대략 20%~30% 정도가 될 수 있다.

1차 자력 선별 단계(S140)는 습식 상태에서 이루어지므로, 습식 자력 선별 단계로 일컬어질 수 있으며, 자력에 의해 선별을 수행하는 1차 자력 선별기는 습식 자력 선별기로 구현될 수 있다.

1차 자력 선별 단계(S140)를 통해 1차 자력 선별기를 통과한 철분말은 도 6에 도시하는 바와 같이 드럼 형태로 형성된 필터를 통과하여 진공으로 물이 탈수되는 진공 탈수 단계(S150)를 거치게 된다.

진공 탈수 단계(S150)를 거친 철분말의 수분함량은 대략 10% 이하로 감소하게 된다.

건조 단계(S160)는 진공 탈수 단계(S150)를 거치고도 철분말에 남아있는 수분을 제거하기 위한 단계로, 진공 탈수 단계(S150)를 통해 필터를 통과한 철분말은 도 7에 도시하는 바와 같이 건조기를 통과하면서 수분이 증발되어 철분말의 수분함량은 추가로 감소된다.

도 7에 도시하는 바와 같이 철분말에 남아있는 수분을 제거하는 건조기의 내부에는 복수개의 스팀 파이프가 설치되어 있으며, 철분말을 스팀 파이프 주위로 퍼 올려서 건조 효율을 높일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

건조기를 통해 고온으로 건조된 철분말은 이송 중에 산화될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 철분말을 건조기 후단에 설치된 쿨러를 거치게 하여, 건조기를 통과한 고온의 철분말이 쿨러를 통과하면서 대략 80℃ 이하로 온도가 낮아지도록 하는 것이 바람직하다.

분말 이송 단계(S170)에서는 건조 단계(S160)를 통해 건조된 철분말을 2차 자력 선별기로 이송한다.

분말 이송 단계(S170)에서 철분말의 이송은 건조기와 2차 자력 선별기 사이를 잇는 파이프에 연결된 컴프레셔를 통해 이루어진다. 즉, 컴프레셔를 구동시켜 파이프 내에 압축된 질소를 불어 넣으면, 건조 단계(S160)에서 건조된 철분말이 파이프 내에 주입된 압축 질소에 의해 파이프를 따라 2차 자력 선별기로 이송된다.

2차 자력 선별 단계(S180)에서는 분말 이송 단계(S170)를 통해 이송된 철분말을 도 8에 도시하는 바와 같이 자석이 부착된 드럼 형태의 2차 자력 선별기에 통과시켜 철분말에 포함된 비금속 성분의 불순물(이물질)을 제거한다.

비금속 성분의 불순물은 용융 및 출탕 작업시 포함될 수 있으며, 이와 같이 포함된 비금속 성분의 불순물은 2차 자력 선별기를 거치면서 철분말과 분리되어 제거된다.

2차 자력 선별 단계(S180)는 건식 상태에서 이루어지므로, 건식 자력 선별 단계로 일컬어질 수 있으며, 자력에 의해 선별을 수행하는 2차 자력 선별기는 건식 자력 선별기로 구현될 수 있다.

1차 분급 단계(S190)에서는 2차 자력 선별 단계(S180)를 통해 자력 선별된 철분말 중에서 비교적 입자가 큰 조대입자를 도 9에 도시하는 바와 같이 필터링하여 제거한다.

1차 분급 단계(S190)를 통해 대략 180㎛ 이상의 조대입자가 필터링될 수 있으며, 1차 분급 단계(S190)를 통해 필터링되어 제거된 입자는 용융 단계(S110)를 거쳐 재사용되게 된다.

1차 분말 이송 및 저장 단계(S200)에서는 1차 분급 단계(S190)를 통해 분급된 양질의 철분말을 드래그 컨베이어를 통해 이송하여 저장 호퍼에 저장한다.

저장 호퍼에 저장된 철분말은 환원로에 투입되어 환원 단계(S210)를 거치게 된다.

환원 단계(S210)에서는 철분말이 투입된 환원로에 수소와 질소를 주입하여 철분말에 함유된 탄소와 산소의 함량을 감소시킨다.

환원 단계(S210)에서 철분말은 환원대, 서냉대, 냉각대를 통과하면서 환원된다.

즉, 환원대에서 철분말은 대략 900℃로 가열되며, 환원대에 주입된 수소 가스와 반응하여 철분말의 탄소와 산소의 함량이 줄어들게 된다.

이와 같이, 환원대에서 환원된 철분말은 서냉대를 거쳐 천천히 냉각되며, 구조 및 형태의 변화 방지를 위해 일정 길이(대략 20m)를 갖는 냉각대를 거쳐 서서히 냉각되어 운반된다.

본 발명의 실시예에서는 환원 단계(S210)에서 철분말이 환원대, 서냉대, 냉각대를 통과하도록 구현하였으나, 서냉대와 냉각대 중에서 적어도 어느 하나는 생략될 수 있다.

환원 단계(S210)에서 철분말은 고온의 환원로 내부를 통과하는 과정 중 분말 표면간 소결 현상이 발생하여, 환원이 완료되어 배출되는 철분말은 그 형태가 케이크(cake) 형태로 응집되어 배출된다.

1차 분쇄 단계(S220)에서는 환원 단계(S210)를 거쳐 케이크 형태로 배출되는 철분말을 1차 분쇄한다.

1차 분쇄 단계(S220)에서 케이크 형태의 철분말은 1차 분쇄기를 통과하면서 대략 직경 25mm 이내의 크기로 분쇄될 수 있다.

2차 분쇄 단계(S230)에서는 1차 분쇄 단계(S220)를 거친 철분말을 2차 분쇄한다.

즉, 1차 분쇄 단계(S220)를 통해 1차 분쇄기를 거친 철분말은 2차 분쇄기를 통과하면서 대략 직경 5mm~10mm의 크기로 더 작게 분쇄될 수 있다.

3차 분쇄 단계(S240)에서는 2차 분쇄 단계(S230)를 거친 철분말을 3차 분쇄한다.

3차 분쇄 단계(S240)에서 철분말은 3차 분쇄기를 거쳐 분쇄되는데, 3차 분쇄기에는 그라인더가 구비되어 있으며, 이 그라인더가 회전하면서 철분말을 분쇄한다. 3차 분쇄기를 통과한 철분말은 대략 직경 60㎛~100㎛의 크기로 분쇄될 수 있다.

도 11은 도 1에서 나타낸 3차 분쇄 단계(S240)에서 철분말을 분쇄하기 위한 그라인더(20)를 도시한 도면이다.

그라인더(20)는, 모터에 의하여 전력을 공급받아 회전하는 회전체(21) 및 중앙에 상기 회전체(21)와 결합되어 상기 회전체(21)의 회전력에 의하여 상기 철분말을 그라인딩(Grinding)하는 그라인더 판(22)을 포함한다.

그라인더 판(22)은, 중앙에 배치되어 상기 회전체(21)와 결합하는 회전체 결합부(22-1), 상기 회전체 결합부(22-1)로부터 수직으로 연장되어 상기 철분말을 그라인딩(Grinding)하는 그라인딩부(22-2) 및 그라인딩부(22-2)의 가장자리로부터 회전체 방향으로 절곡 연장되는 테두리부(23-2)로 이루어진다. 상기 회전체 결합부(22-1), 그라인딩부(22-2) 및 테두리부(23-2)는 단면 형상이 ‘ㄷ’자를 형성하며 상기 회전체(21)와 소정의 공간을 형성한다.

테두리부(23-2)는 상기 회전체(21)와 소정의 간격을 두고 이격되어 배출홀(23h)을 형성한다. 이는 상기 회전체(21)와 그라인더 판(22) 사이에 철분말이 유입되면서 침적되는 현상을 방지하기 위한 것으로, 상기 회전체(21)와 그라인더 판(22) 사이로 상기 철분말이 유입되더라도 회전하면서 원심력에 의하여 상기 배출홀(23h)을 통하여 빠져나오도록 하기 위함이다.

본 발명의 실시예에서는 총 3단계의 분쇄 단계(S220 내지 S240)를 통해 철분말을 분쇄하나, 분쇄 단계는 다양한 단계(예를 들어, 1단계, 2단계, 4단계 등)로 구현될 수 있다.

전술한 바와 같이 복수의 분쇄 단계(S220 내지 S240)를 통해 분쇄된 철분말은 2차 분급 단계(S250)를 거치게 된다.

2차 분급 단계(S250)에서는 복수의 분쇄 단계(S220 내지 S240)를 통해 분쇄된 철분말 중에서 형태가 이상하거나 비교적 입자가 큰 조대입자를 필터링하여 제거한다.

2차 분급 단계(S250)를 통해 필터링되어 제거된 입자는 분쇄 단계(S220 내지 S240)를 통해 다시 분쇄될 수 있다.

2차 분말 이송 및 저장 단계(S260)에서는 복수의 분쇄 단계(S220 내지 S240) 및 2차 분급 단계(S250)를 통해 분쇄 및 분급이 완료된 철분말을 드래그 컨베이어를 통해 이송하여 저장 호퍼에 저장한다.

도 12은 도 1에서 나타낸 2차 분말 이송 및 저장 단계(S260)의 세부 단계를 설명하기 위한 순서도이다.

분말 이송 및 저장 단계(S260)는 2차 분말 스펙 검사 단계(S261), 2차 분말 스펙별 구분 단계(S262) 및 2차 분말 구분 저장 단계(S263)를 포함한다.

2차 분말 스펙 검사 단계(S261)에서는, 2차 분급 단계(S250)를 통해 분급이 완료된 2차 분말을 공급받아 입자의 크기, 균일도 및 순도 등의 스펙(Spec) 값을 검사한다(S261).

2차 분말 스펙별 구분 단계(S262)에서는, 스펙 검사 결과를 기준으로 스펙값을 복수의 구간으로 구획하고, 스펙 검사가 완료된 2차 분말을 해당하는 구간에 맞게 구분한다.

2차 분말 구분 저장 단계(S263)에서는, 2차 분말 스펙별 구분 단계(S262)를 통해 구분된 2차 분말을 각각의 저장 호퍼로 이송하여 저장한다.

혼합 단계(S270)에서는 각각의 저장 호퍼에서 배출된 철분말에 흑연, 구리, 니켈 등의 분말을 첨가하여 혼합 철분말을 제작한다.

혼합 단계(S270)를 통해 혼합이 완료된 철분말은 별도의 저장 호퍼에 저장되었다가 포장될 수 있다.

포장 단계(S280)에서는 복수의 분쇄 단계(S220 내지 S240) 및 2차 분급 단계(S250)를 통해 분쇄 및 분급이 완료된 철분말 또는 혼합 단계(S270)를 통해 혼합이 완료된 철분말을 백에 담아 포장한다.

포장 단계(S280)을 통해 철분말을 백에 담아 포장할 때, 철분말의 고품질 유지와 산화 방지를 위해 질소를 함께 충전을 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 포장이 완료된 철분말은 저장 창고로 이송되어 저장된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 철분말 제조 방법은 철분말을 제조하는데 사용된 물을 정화하여 재사용함에 따라, 물을 절약할 수 있고, 폐수에 포함된 오염물질 또는 중금속 등을 자체적으로 제거할 수 있어 보다 친환경적으로 철분말을 제조할 수 있다. 더욱이, 제조된 철분말을 스펙별로 구분하여 저장하고, 필요에 따라 원하는 품질에 맞게 혼합 가능하여, 사용처별로 알맞은 품질의 철분말을 제공 가능하다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 수공급라인
110: 수분사 공정 챔버
120: 폐수저장탱크
130: 원심분리기
140: 규조토 필터
150: 정수저장탱크

Claims

용강을 제조하고, 제조된 용강을 턴디쉬에 옮기는 용융 단계;
상기 턴디쉬의 노즐을 통해 배출되는 용강을 수공급라인을 통과시킴으로써, 상기 용강에 일정 압력 이상의 물을 분사하여 상기 용강을 분말화하는 수분사 단계;
자력을 이용하여, 상기 수분사 단계를 통해 생성된 철분말을 물과 분리시키는 자력 선별 단계;
상기 선별된 철분말에 함유되어 있는 수분을 탈수 및 건조하는 탈수 및 건조 단계;
상기 철분말을 환원로에 투입하고, 상기 철분말이 투입된 환원로에 수소를 주입하여 상기 철분말에 함유된 탄소와 산소의 함량을 감소시키는 환원 단계;
상기 환원된 철분말을 분쇄시키는 분쇄 단계; 및
상기 분쇄된 철분말 중에서 이상 형태의 입자 또는 조대입자를 제거하는 분급 단계;를 포함하되,
상기 수공급라인은,
상기 턴디쉬로부터 흘러나오는 용강을 향하여 고압수를 분사하여 용강을 분말화하기 위한 수분사 공정챔버;
상기 수분사 공정챔버와 연통하여, 상기 수분사 공정챔버에서 용강을 분말화하고 배출된 폐수를 저장하기 위한 폐수저장탱크;
상기 폐수저장탱크와 연통하여, 상기 폐수저장탱크에 저장된 폐수를 원심 분리하여 고체불순물을 제거하기 위한 원심분리기;
상기 원심분리기와 연통하여, 상기 원심분리기로부터 일차적으로 고체불순물이 제거된 폐수를 공급받아 규조토에 여과시킴으로써, 폐수에 섞여 있는 미세불순물 또는 중금속을 제거하여 정수 처리하기 위한 규조토 필터; 및
상기 규조토 필터로부터 걸러진 정수를 저장하여, 상기 수분사 공정챔버로 재공급하기 위한 정수저장탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 철분말 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 탈수 및 건조 단계는,
상기 선별된 철분말을 드럼 형태의 필터에 통과시켜 진공으로 물을 탈수하는 탈수 단계; 및
상기 필터를 통과한 철분말을, 내부에 복수개의 스팀 파이프가 설치되어 있는 건조기에 통과시키며 수분을 제거하는 건조 단계;를 포함하는, 철분말 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 탈수 및 건조 단계는,
상기 건조기를 통과한 철분말을 쿨러에 통과시켜 상기 철분말의 온도를 낮추는 냉각 단계;를 더 포함하는, 철분말 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 탈수 및 건조 단계 수행 후,
자력을 이용하여, 상기 탈수 및 건조 단계에서 건조된 철분말에서 불순물을 제거하는 자력 선별 단계;를 더 포함하는, 철분말 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 탈수 및 건조 단계 수행 후,
상기 탈수 및 건조 단계에서 건조된 철분말 중에서 조대입자를 제거하는 분급 단계;를 더 포함하는, 철분말 제조 방법.