KR102234954B1 - iron-containing briquette and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제강 더스트와 제강 슬러지를 이용한 저황 고함철 단광 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 당밀을 이용하여 성형하는 종래의 단광 대비 황 함량을 낮추고, 사용시 탈황반응을 통한 SO2 발생을 저감시킬 수 있는 저황 고함철 단광 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 제강 더스트와 제강 슬러지를 혼합한 제강부산물 80 내지 96중량%와, 바인더 4 내지 20중량%를 함유한다.
본 특허(발명)는 전남녹색환경지원센터의 연구비 지원에 의해 수행되었습니다.The present invention relates to a low-sulfur high-content iron briquette using steelmaking dust and steelmaking sludge and a method for manufacturing the same, and more particularly, to lower the sulfur content compared to conventional briquettes formed using molasses, and to reduce the generation of SO 2 through desulfurization during use. It relates to a low-sulfur high-content iron briquette that can be reduced and a method for producing the same. The present invention contains 80 to 96% by weight of a steelmaking byproduct obtained by mixing steelmaking dust and steelmaking sludge, and 4 to 20% by weight of a binder.
This patent (invention) was carried out with the support of research funding from the Jeonnam Green Environment Support Center.
Description
본 발명은 제강 더스트와 제강 슬러지를 이용한 저황 고함철 단광 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 당밀을 이용하여 성형하는 종래의 단광 대비 황 함량을 낮추고, 사용시 탈황반응을 통한 SO2 발생을 저감시킬 수 있는 저황 고함철 단광 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low-sulfur high-content iron briquette using steelmaking dust and steelmaking sludge and a method for manufacturing the same, and more particularly, to lower the sulfur content compared to conventional briquettes formed using molasses, and to reduce the generation of SO 2 through desulfurization during use. It relates to a low-sulfur high-content iron briquette that can be reduced and a method for producing the same.
일반적으로 제강 공정에서는 함철 부산물로서 제강 더스트(dust), 제강 슬러지(sludge), 열연 오일 슬러지, 밀스케일(mill scale) 등이 생성된다. In general, in the steel making process, steel-making dust, steel-making sludge, hot-rolled oil sludge, mill scale, and the like are generated as iron-containing by-products.
제강 더스트와 제강 슬러지는 폐기물로서 철산화물 및 비금속 화합물로 구성된 복합 화합물이다. 제강 더스트와 제강 슬러지는 다량의 철(Fe)이 함유되어 있기 때문에 고철대용제 및 냉각제 등으로 재활용할 가치가 있다.Steelmaking dust and steelmaking sludge are complex compounds composed of iron oxides and non-metallic compounds as wastes. Since steelmaking dust and steelmaking sludge contain a large amount of iron (Fe), they are worth recycling as a substitute for scrap iron and as a coolant.
제강 더스트와 제강슬러지는 다량의 철분, 탄소와 산화탈슘(CaO)이 대부분이며, 여기에 유해성분인 황과 아연 등이 포함될 수 있다.Steelmaking dust and steelmaking sludge are mostly made up of large amounts of iron, carbon, and calcium oxide (CaO), and may contain harmful components such as sulfur and zinc.
이러한 성질의 제강 더스트와 슬러지는 제강공장에서 다량 발생하기 때문에 그 처리문제가 매우 중요하다.Since a large amount of steelmaking dust and sludge of this nature is generated in steel mills, the treatment problem is very important.
기존의 제강 슬러지 처리방법은, 고로나 소결공장에서 원료로 재사용하였으나 슬러지 중에 포함되어 있는 아연, 수분, 황 등으로 인해 노의 수명을 단축시킨다. 제강 슬러지를 고로나 소결에 사용할 경우, 아연(Zn)이 고온에서 증발되면서 외부로 배출되지 못하고 노의 벽면부에 부착됨으로서 노 내의 반응 물질의 흐름을 저해시켜 조업 간섭의 원인이 되므로 사용이 곤란하다.Conventional steelmaking sludge treatment methods have been reused as raw materials in blast furnaces or sintering plants, but shorten the life of the furnace due to zinc, moisture, and sulfur contained in the sludge. When the steelmaking sludge is used for blast furnace or sintering, it is difficult to use because zinc (Zn) is evaporated at high temperature and cannot be discharged to the outside and adheres to the wall of the furnace, thereby inhibiting the flow of reactants in the furnace and causing operational interference. .
이로 인해, 제강 슬러지의 일부만 고로 및 시멘트 회사로 재활용되고 있으며, 제강 슬러지의 높은 철 함량을 고려하여 원료로 재활용할 수 있는 방법을 찾고 있는 실정이다.For this reason, only part of the steelmaking sludge is being recycled to the blast furnace and cement companies, and considering the high iron content of the steelmaking sludge, a method that can be recycled as a raw material is being sought.
대한민국 공개특허 제10-2006-0070022호에는 제철부산물을 이용한 단광제조 및 단광용융방법이 개시되어 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0070022 discloses a method of manufacturing briquettes and melting briquettes using iron-making by-products.
상기 단광제조방법은 함철부산물 100중량부에 대하여 코크스 더스트를 5∼20중량% 투입하고, 바인더로서 당밀을 함철부산물의 100중량부에 대하여 4~15중량% 투입한다. 하지만, 바인더로 사용되는 당밀은 황의 함량이 높아 전기로 조업시 황의 배출량이 많아지는 문제점이 있다. In the briquette manufacturing method, 5 to 20% by weight of coke dust is added to 100 parts by weight of the iron-containing by-product, and 4 to 15% by weight of molasses as a binder is added to 100 parts by weight of the iron-containing by-product. However, molasses used as a binder has a high sulfur content, so there is a problem in that sulfur emission is increased during operation of an electric furnace.
본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 활용도와 부가가치가 낮았던 제강 더스트와 제강 슬러지를 바인더로 단광화시켜 제강전로의 고철대용제 및 냉각제로 사용함으로써 철원회수와 냉각제 및 탈황을 할 수 있는 저황 고함철 단광 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. The present invention was created to improve the above problems, and by briquetting steelmaking dust and steelmaking sludge, which had low utility and added value, as a binder and used as a scrap iron substitute and coolant for a steelmaking converter, iron source recovery, coolant, and desulfurization can be performed. It is an object of the present invention to provide a low sulfur high content iron briquette and a method for manufacturing the same.
또한 본 발명은 바인더 물질로 쌀전분 또는 패각을 활용함으로써 황의 함량이 높은 당밀의 사용량을 감소시켜 제강전로 조업시 황의 배출량을 낮출 수 있으며, 바인더의 높은 결합력으로 압축강도와 성형률을 향상시킬 수 있는 저황 고함철 단광 및 이의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. In addition, the present invention can reduce the amount of molasses with a high sulfur content by using rice starch or shells as a binder material, thereby reducing the amount of sulfur emissions during operation of a steelmaking furnace, and improving the compressive strength and molding rate with the high binding force of the binder. It is an object of the present invention to provide a low sulfur high content iron briquette and a method for manufacturing the same.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제강 더스트와 제강 슬러지를 이용한 저황 고함철 단광은 제강 더스트와 제강 슬러지를 혼합한 제강부산물 80 내지 96중량%와, 바인더 4 내지 20중량%를 함유한다.The low-sulfur high-content iron briquette using steelmaking dust and steelmaking sludge of the present invention for achieving the above object contains 80 to 96% by weight of steelmaking by-products obtained by mixing steelmaking dust and steelmaking sludge, and 4 to 20% by weight of a binder.
상기 바인더는 쌀전분 및 패각 분말 중 적어도 어느 하나를 당밀에 혼합하여 형성시킨다.The binder is formed by mixing at least one of rice starch and shell powder with molasses.
상기 단광은 물유리를 함유하는 피막이 표면에 형성된다.In the briquette, a film containing water glass is formed on the surface.
그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제강 더스트와 제강 슬러지를 이용한 저황 고함철 단광의 제조방법은 제강 더스트와 제강 슬러지를 혼합하여 제강부산물을 수득하는 1차혼합단계와; 상기 제강부산물을 건조시켜 함수량을 감소시키는 건조단계와; 상기 제강부산물 80 내지 96중량%와, 바인더 4 내지 20중량%를 혼합하는 2차 혼합단계와; 상기 혼합단계에서 수득한 혼합물을 괴상으로 성형하는 성형단계;를 포함한다.And the method for producing a low-sulfur high-content iron briquette using steelmaking dust and steelmaking sludge of the present invention for achieving the above object comprises: a first mixing step of mixing steelmaking dust and steelmaking sludge to obtain a steelmaking by-product; A drying step of drying the steelmaking by-product to reduce water content; A second mixing step of mixing 80 to 96% by weight of the steelmaking by-product and 4 to 20% by weight of a binder; And a molding step of molding the mixture obtained in the mixing step into a mass.
상기 바인더는 쌀전분 및 패각 분말 중 적어도 어느 하나를 당밀에 혼합하여 형성시킨다.The binder is formed by mixing at least one of rice starch and shell powder with molasses.
상기 성형단계 완료 후 물유리를 함유하는 코팅제를 도포하여 표면에 피막을 형성시키는 코팅단계;를 더 포함한다. It further includes a coating step of forming a film on the surface by applying a coating agent containing water glass after the forming step is completed.
상술한 바와 같이 본 발명은 활용도와 부가가치가 낮았던 제강 더스트와 제강 슬러지를 바인더로 단광화시켜 철의 함량이 높은 고함철의 단광을 제조할 수 있으므로 제강전로의 고철대체재 및 냉각재로 사용하여 원가절감을 할 수 있다. As described above, according to the present invention, since steelmaking dust and steelmaking sludge, which had low utility and value added, can be briquetted with a binder to produce briquettes of high iron content with a high iron content, it can be used as a scrap iron substitute and cooling material for steelmaking converters to reduce cost. can do.
또한, 본 발명은 패각과 같은 폐기물을 재활용할 수 있으므로 경제성 확보와 환경오염을 방지할 수 있다.In addition, in the present invention, since waste such as shells can be recycled, economical efficiency can be secured and environmental pollution can be prevented.
그리고 본 발명은 상대적으로 황의 함량이 높은 당밀의 사용량을 감소시켜 황의 함량이 낮은 저황의 단광을 제조할 수 있으므로 제강전로 조업시 황의 배출량을 낮출 수 있다.In addition, since the present invention can reduce the amount of molasses with a relatively high sulfur content to produce a low-sulfur briquette with a low sulfur content, it is possible to reduce the amount of sulfur emitted during operation of a steelmaking furnace.
또한, 본 발명은 바인더의 높은 결합력으로 압축강도와 성형률을 향상시킬 수 있어 저황 고함철 단광의 생산성을 높일 수 있다.In addition, the present invention can improve the compressive strength and the molding rate by the high binding force of the binder, thereby increasing the productivity of the low-sulfur high iron briquette.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 저황 고함철 단광의 제조방법을 개략적으로 나타낸 블록도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 저황 고함철 단광의 모습을 나타낸 사진이고,
도 3은 바인더로 사용되는 물질들의 황(S) 함량을 분석한 결과를 나타낸 그래프이고,
도 4는 바인더로 사용되는 쌀 전분의 주사전자현미경(SEM) 사진이고,
도 5는 바인더로 사용되는 패각 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 1 is a block diagram schematically showing a method of manufacturing a low-sulfur high-content iron briquette according to an embodiment of the present invention,
2 is a photograph showing the appearance of a low-sulfur high-content iron briquette manufactured according to an embodiment of the present invention,
3 is a graph showing the results of analyzing the sulfur (S) content of materials used as a binder,
4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of rice starch used as a binder,
5 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of shell powder used as a binder.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 제강 더스트와 제강 슬러지를 이용한 저황 고함철 단광 및 이의 제조방법에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a low sulfur high-content iron briquette and a method of manufacturing the same using steelmaking dust and steelmaking sludge according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명은 단광 형태로 제조된다. 단광의 형태는 원기둥, 사각형, 구형, 타원형, 조개탄 형상 등과 같이 다양한 모양으로 형성될 수 있다. The present invention is manufactured in the form of briquettes. The briquette may have various shapes such as a cylinder, a square, a sphere, an oval, a briquette, and the like.
본 발명의 일 예에 따른 저황 고함철 단광은 제강부산물과 바인더를 함유한다. 가령, 제강부산물 80 내지 96중량%와, 바인더 4 내지 20중량%를 함유할 수 있다. The low sulfur high-content iron briquette according to an embodiment of the present invention contains a steelmaking by-product and a binder. For example, it may contain 80 to 96% by weight of steelmaking by-products and 4 to 20% by weight of a binder.
제강부산물은 제강 슬러지와 제강 더스트를 혼합하여 형성한다. 예를 들어, 제강 슬러지 100중량부에 대하여 제강 더스트 10 내지 50중량부를 혼합하여 제강부산물을 얻을 수 있다. Steelmaking by-products are formed by mixing steelmaking sludge and steelmaking dust. For example, 10 to 50 parts by weight of steelmaking dust may be mixed with respect to 100 parts by weight of steelmaking sludge to obtain a steelmaking by-product.
제철소에서 배출되는 제강 슬러지는 수분 함량이 높으므로 제강부산물은 함수량이 5중량% 이하가 되도록 건조시켜 사용하는 것이 바람직하다. 제강 더스트와 제강 슬러지를 혼합하여 얻은 제강부산물은 건조를 통해 함수량을 5중량% 이하로 함으로써 성형성을 개선시킬 수 있다.Since the steelmaking sludge discharged from the steel mill has a high moisture content, it is preferable to dry the steelmaking by-products so that the water content is less than 5% by weight. Steelmaking by-product obtained by mixing steelmaking dust and steelmaking sludge can improve moldability by making the water content less than 5% by weight through drying.
바인더는 제강 더스트와 제강 슬러지가 혼합된 제강부산물에 결합력을 부여하여 성형을 용이하도록 한다. 통상적으로 단광의 제조시 바인더로서 당밀이 주로 사용된다. 당밀은 점도가 높아 바인더로서의 특성은 우수하나 황의 함량이 약 0.7%로 다른 바인더 물질에 비해 황의 함량이 높다는 단점을 가진다. The binder makes molding easier by imparting a bonding force to the steelmaking by-products in which steelmaking dust and steelmaking sludge are mixed. In general, molasses is mainly used as a binder when preparing briquettes. Molasses has a high viscosity and excellent properties as a binder, but has a disadvantage in that the sulfur content is about 0.7%, which is higher than other binder materials.
이에 본 발명은 황의 함량이 높은 당밀의 사용량을 줄이기 위해 바인더로 당밀과 함께 쌀 전분 또는 패각 분말을 이용한다. 도 3에 나타난 바와 같이 쌀 전분과 패각은 당밀에 비해 황의 함량이 크게 낮아 제강전로 조업시 황의 배출량을 감소시킬 수 있다. Accordingly, the present invention uses rice starch or shell powder together with molasses as a binder to reduce the amount of molasses with a high sulfur content. As shown in FIG. 3, rice starch and shells have a significantly lower sulfur content than molasses, so that sulfur emission can be reduced during operation of a steel mill.
쌀 전분은 쌀을 분쇄하여 얻을 수 있다. 가령, 쌀을 200 내지 400메쉬 입도 크기로 분쇄하여 얻을 수 있다. 쌀 전분은 공업용으로 주로 사용되는 다른 종류의 전분에 비해 황 함량이 낮고 점도가 우수하다는 장점을 갖는다. Rice starch can be obtained by grinding rice. For example, it can be obtained by pulverizing rice to a particle size of 200 to 400 mesh. Rice starch has the advantage of low sulfur content and excellent viscosity compared to other types of starch that are mainly used for industrial purposes.
패각은 조개 껍질을 의미하는 것으로서, 유기질 성분의 각피층과 무기질 성분의 각질층이 서로 혼재된 형태를 가진다. 패각은 탄산칼슘을 주성분으로 하고, 유기물 및 미량의 규사 등을 함유한다. 본 발명은 폐기되는 패각을 바인더의 재료로 활용함으로써 자연환경 개선의 효과를 갖는다. 패각으로 굴, 꼬막, 바지락, 제첩, 대합 등 다양한 조개류의 껍질을 이용할 수 있다. 바람직하게 패각으로 굴 껍질을 이용한다. 굴 껍질은 발생되는 양이 많아 상대적으로 수급이 수월하다. The shell refers to the shell of a clam, and has a form in which the stratum corneum of organic components and the stratum corneum of inorganic components are mixed with each other. The shell contains calcium carbonate as a main component, and contains organic matter and a trace amount of silica sand. The present invention has the effect of improving the natural environment by using the discarded shell as a material for a binder. As a shell, you can use the shells of various shellfish such as oysters, cockles, clams, jecheops, and clams. Preferably, an oyster shell is used as the shell. Oyster shells are relatively easy to supply due to the large amount of oyster shells produced.
패각은 소성하지 않고도 사용이 가능하나 유기물의 제거를 위해 소성하여 사용하는 것이 바람직하다. 소성은 600 내지 800℃에서 20 내지 60분 동안 수행할 수 있다. The shell can be used without firing, but it is preferable to use it after firing to remove organic matter. Firing can be carried out at 600 to 800° C. for 20 to 60 minutes.
패각은 분쇄하여 분말 형태로 이용한다. 가령, 100 내지 300메쉬 입도 크기로 분쇄할 수 있다. 패각에 함유된 산화칼슘(CaO)은 황과 반응하므로 탈황설비의 부하를 감소시키는 장점을 갖는다. The shell is crushed and used in powder form. For example, it can be pulverized to a particle size of 100 to 300 mesh. Calcium oxide (CaO) contained in the shell reacts with sulfur, so it has the advantage of reducing the load on the desulfurization facility.
바인더의 일 예로 당밀과 쌀 전분을 혼합한 것이다. 가령, 당밀 100중량부에 대하여 쌀 전분 10 내지 40중량부를 혼합할 수 있다.An example of a binder is a mixture of molasses and rice starch. For example, 10 to 40 parts by weight of rice starch may be mixed with respect to 100 parts by weight of molasses.
바인더의 다른 예로 당밀과 패각 분말을 혼합한 것이다. 가령, 당밀 100중량부에 대하여 패각 분말 10 내지 40중량부를 혼합할 수 있다.Another example of a binder is a mixture of molasses and shell powder. For example, 10 to 40 parts by weight of shell powder may be mixed with respect to 100 parts by weight of molasses.
바인더의 또 다른 예로 당밀과 쌀 전분 및 패각 분말을 혼합한 것이다. 가령, 당밀 100중량부에 대하여 쌀전분 5 내지 20중량부와 패각 분말 5 내지 20중량부를 혼합할 수 있다.Another example of a binder is a mixture of molasses, rice starch, and shell powder. For example, 5 to 20 parts by weight of rice starch and 5 to 20 parts by weight of shell powder may be mixed with respect to 100 parts by weight of molasses.
한편, 본 발명은 단광의 표면에 피막이 형성될 수 있다. 피막은 물유리를 함유한다. 이러한 피막은 단광의 강도를 향상시키고, 입자들이 탈리되는 것을 막을 수 있다.Meanwhile, in the present invention, a film may be formed on the surface of the briquette. The coating contains water glass. Such a coating can improve the strength of briquettes and prevent particles from being desorbed.
이하, 상술한 저황 고함철 단광의 제조방법에 대하여 살펴본다. Hereinafter, a method of manufacturing the above-described low-sulfur high-content iron briquette will be described.
본 발명의 일 예에 따른 저황 고함철 단광의 제조방법은 제강 더스트와 제강 슬러지를 혼합하여 제강부산물을 수득하는 1차혼합단계와, 제강부산물을 건조시켜 함수량을 감소시키는 건조단계와, 제강부산물 80 내지 96중량%와 바인더 4 내지 20중량%를 혼합하는 2차 혼합단계와, 혼합단계에서 수득한 혼합물을 괴상으로 성형하는 성형단계를 포함한다. The manufacturing method of a low sulfur high-content iron briquette according to an embodiment of the present invention includes a first mixing step of mixing steelmaking dust and steelmaking sludge to obtain a steelmaking byproduct, a drying step of drying the steelmaking byproducts to reduce water content, and steelmaking byproducts 80 And a second mixing step of mixing to 96% by weight and 4 to 20% by weight of a binder, and a molding step of molding the mixture obtained in the mixing step into a mass.
먼저, 1차혼합단계에서 제강 더스트와 제강 슬러지를 일정한 비율로 혼합하여 제강부산물을 얻는다. 가령, 제강 더스트 100중량부에 대하여 제강 슬러지 00중량부를 혼합한다.First, in the first mixing step, steelmaking dust and steelmaking sludge are mixed in a certain ratio to obtain steelmaking by-products. For example, 00 parts by weight of steelmaking sludge is mixed with 100 parts by weight of steelmaking dust.
다음으로, 제강부산물을 건조시켜 함수량을 감소시키는 건조단계를 수행한다. 제강부산물은 함수량 5중량% 이하, 바람직하게 2~4중량%로 건조시킨다. Next, a drying step of reducing water content by drying the steelmaking by-products is performed. The steelmaking by-product is dried to a water content of 5% by weight or less, preferably 2 to 4% by weight.
다음으로, 제강부산물과 바인더를 혼합하는 2차 혼합단계를 수행한다. Next, a second mixing step of mixing the steelmaking by-product and the binder is performed.
바인더는 상술한 바와 같이 당밀과 쌀 전분을 혼합한 것이거나, 당밀과 패각 분말을 혼합한 것이거나, 당밀과 쌀 전분 및 패각 분말을 혼합한 것을 사용할 수 있다. As described above, the binder may be a mixture of molasses and rice starch, a mixture of molasses and shell powder, or a mixture of molasses and rice starch and shell powder.
제강부산물과 바인더는 교반기나 믹서기를 이용하여 균일하게 혼합한다. 제강부산물 80 내지 96중량%와 바인더 4 내지 20중량%를 혼합할 수 있다. 바인더의 혼합량이 4중량% 미만이면 성형성과 성형강도가 낮아지고, 바인더의 혼합량이 20중량%를 초과하면 단광의 품질이 저하될 수 있다. Steel-making by-products and binders are uniformly mixed using a stirrer or blender. 80 to 96% by weight of the steelmaking by-product and 4 to 20% by weight of the binder may be mixed. If the amount of the binder is less than 4% by weight, moldability and molding strength are lowered, and if the amount of the binder exceeds 20% by weight, the quality of briquettes may be deteriorated.
다음으로, 제강부산물과 바인더를 혼합한 혼합물을 괴상으로 가압 성형한다. Next, the mixture obtained by mixing the steelmaking by-product and the binder is press-molded into a mass.
성형은 통상적인 브리켓팅 머신(Briquetting M/C)을 이용하여 성형할 수 있다. 가압성형시 압축강도는 700N/cm2 이상이 바람직하다. 압축강도가 700N/cm2 미만이면 성형 후 강도가 낮아 사용효율이 저하된다. 성형된 단광은 원기둥, 사각형, 구형, 타원형, 조개탄 모양 등 다양한 형태로 이루어진다. Molding can be carried out using a conventional briquetting machine (Briquetting M/C). When pressing, the compressive strength is preferably 700N/cm 2 or more. If the compressive strength is less than 700N/cm 2 , the strength after molding is low and the use efficiency decreases. The shaped briquettes are made of various shapes such as cylinders, squares, spheres, ovals, and briquettes.
성형 후 냉각을 위해 단광을 12 내지 24시간 동안 공랭시킨다. 가령, 20 내지 30℃에서 12 내지 24시간 동안 방치하여 공기 중에서 냉각시킬 수 있다. After molding, the briquette is air-cooled for 12 to 24 hours for cooling. For example, it can be cooled in air by standing at 20 to 30° C. for 12 to 24 hours.
그리고 본 발명의 다른 예로, 냉각 후 단광에 코팅제를 도포하여 단광의 표면에 피막을 형성시키는 코팅단계를 더 수행할 수 있다. And as another example of the present invention, a coating step of forming a film on the surface of the briquette may be further performed by applying a coating agent to the briquette after cooling.
코팅제는 물유리를 함유한다. 가령, 물 50 내지 90부피%와 물유리 10 내지 50부피%를 혼합하여 코팅제를 조성할 수 있다. 물유리로 이산화규소(SiO2) 함량 30 내지 35중량%, 점도 600cp(20℃)인 물유리를 이용할 수 있다. 도포방식으로 분무기를 이용하여 코팅제를 단광의 표면에 분사할 수 있다.The coating agent contains water glass. For example, 50 to 90% by volume of water and 10 to 50% by volume of water glass may be mixed to form a coating agent. As the water glass, a water glass having a silicon dioxide (SiO 2 ) content of 30 to 35% by weight and a viscosity of 600cp (20°C) may be used. As a coating method, the coating agent can be sprayed onto the surface of the briquette using a sprayer.
물유리가 함유된 코팅제를 단광에 도포한 후 경화시키면 단광의 표면에 물유리 피막이 형성된다. 단광의 표면에 형성된 피막은 단광의 강도를 크게 향상시키며, 표면에서 입자들이 탈리되어 비산되는 것을 효과적으로 막을 수 있다. When a coating agent containing water glass is applied to the briquette and then cured, a water glass film is formed on the surface of the briquette. The film formed on the surface of the briquette greatly improves the strength of the briquette, and can effectively prevent particles from being separated and scattered from the surface.
한편, 본 발명은 또 다른 예로 바인더로 당밀, 패각 분말, 맛버섯 추출물을 이용할 수 있다. 가령, 당밀 100중량부에 대하여 패각 분말 10 내지 30중량부, 맛버섯 추출물 2 내지 10중량부를 혼합하여 바인더를 얻을 수 있다. Meanwhile, the present invention may use molasses, shell powder, and flavor mushroom extract as another example as a binder. For example, 10 to 30 parts by weight of shell powder and 2 to 10 parts by weight of flavor mushroom extract may be mixed with respect to 100 parts by weight of molasses to obtain a binder.
맛버섯 추출물로 맛버섯의 자실체에 추출용매를 가하여 분쇄기에 간 다음 원심분리하여 수득한 상층액을 이용할 수 있다. 추출용매로 물 또는 알콜을 사용할 수 있다. The supernatant obtained by centrifugation after adding an extraction solvent to the fruiting body of the flavor mushroom can be used as a flavor mushroom extract. Water or alcohol can be used as the extraction solvent.
맛버섯(Pholiota nameko)의 갓 표면은 두꺼운 점액질로 덮여 있다. 이러한 점액질은 자실체 중량의 약 2~5% 정도 되는 것으로 알려져 있다. 맛버섯 추출물에는 점액질이 함유되어 있어서 단광의 성형성과 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. The surface of the taste mushroom ( Pholiota nameko ) is covered with thick mucus. This mucus is known to be about 2 to 5% of the weight of the fruiting body. Flavor mushroom extract contains mucus, which can further improve the formability and strength of briquettes.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시 예를 제시하나, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, examples are presented to aid in understanding of the present invention, but the following examples are only illustrative of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.
(실시 예)(Example)
포스코 광양 제철소에서 발생한 제강 더스트와 제강 슬러지를 원료로 이용하였다. 각 물질의 조성(wt%)은 하기 표 1과 같다. Steelmaking dust and steelmaking sludge generated at the POSCO Gwangyang Works were used as raw materials. The composition (wt%) of each material is shown in Table 1 below.
그리고 바인더로 이용할 재료로 당밀, 쌀 전분, 패각(굴껍질) 분말을 이용하였다. 당밀과 쌀 전분을 혼합한 바인더, 당밀과 패각 분말을 혼합한 바인더, 당밀과 쌀 전분 및 패각 분말을 혼합한 바인더를 각각 준비하였다. And molasses, rice starch, shell (oyster shell) powder was used as a material to be used as a binder. A binder in which molasses and rice starch were mixed, a binder in which molasses and shell powder were mixed, and a binder in which molasses and rice starch and shell powder were mixed were prepared, respectively.
준비된 제강 슬러지와 제강 더스트를 10:3의 중량비로 혼합하여 제강부산물을 얻은 다음, 제강부산물을 함수량 4중량%로 건조시켰다. 그리고 제강부산물과 바인더를 9:1의 중량비로 혼합하였다. 그리고 브리켓팅 머신(Briquetting M/C)을 이용하여 혼합물을 가압성형한 후 실온(25℃)에서 20시간 동안 냉각시켜 단광을 제조하였다. The prepared steelmaking sludge and steelmaking dust were mixed in a weight ratio of 10:3 to obtain a steelmaking byproduct, and then the steelmaking byproduct was dried to a water content of 4% by weight. And the steelmaking by-product and the binder were mixed in a weight ratio of 9:1. Then, the mixture was press-molded using a briquetting machine (Briquetting M/C) and then cooled at room temperature (25° C.) for 20 hours to prepare briquettes.
바인더의 종류에 따라 제조된 단광의 모습을 도 2에 나타내었다. 그리고 바인더의 종류에 따른 실시예들과 비교예를 하기 표 2에 정리하였다. Figure 2 shows the appearance of briquettes prepared according to the type of binder. And examples and comparative examples according to the type of binder are summarized in Table 2 below.
<실험예><Experimental Example>
당밀과, 쌀 전분, 패각 분말의 황 함량을 측정하여 도 3에 나타내었다. 도 3을 참조하면, 당밀의 경우 황의 함량이 약 0.7중량%인 반면에 쌀 전분은 약 0.08중량%, 패각 분말은 약 0.34중량%인 것으로 나타났다. 쌀 전분과 패각 분말이 당밀에 비해 황 황 함량이 크게 낮음을 알 수 있다. The sulfur content of molasses, rice starch, and shell powder was measured and shown in FIG. 3. 3, the molasses was found to have a sulfur content of about 0.7% by weight, whereas rice starch was about 0.08% by weight, and the shell powder was about 0.34% by weight. It can be seen that rice starch and shell powder have a significantly lower sulfur-sulfur content than molasses.
그리고 도 4에 쌀 전분의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타냈고, 도 5에 패각 분말의 주사전자현미경(SEM) 사진을 나타냈다. In addition, a scanning electron microscope (SEM) picture of rice starch is shown in FIG. 4, and a scanning electron microscope (SEM) picture of the shell powder is shown in FIG. 5.
실시예들 및 비교예에 따라 제조된 단광의 성형률과 압축강도를 측정하였다. 성형률(%)은 성형기에 투입된 혼합물(제강부산물+바인더)의 중량에 대하여 성형된 단광의 중량을 백분율로 나타내었다. 성형률과 압축강도를 하기 표 3에 나타내었다.The molding rate and compressive strength of briquettes prepared according to Examples and Comparative Examples were measured. The molding rate (%) was expressed as a percentage of the weight of the molded briquette based on the weight of the mixture (steel-making by-product + binder) added to the molding machine. The molding rate and compressive strength are shown in Table 3 below.
상기 표 3을 참조하면, 실시예들의 경우 성형률이 82% 이상으로 나타났고, 압축강도는 450kgf/cm2 이상으로 나타나 성형률과 압축강도가 우수한 것으로 확인되었다. 특히, 실시예 3은 실시예 1 및 2에 비교하였을 때 성형률과 압축강도를 크게 향상된 것으로 나타났다. 이는 바인더 물질로 쌀 전분과 패각 분말을 함께 사용하는 경우 두 물질의 상승된 시너지 효과에 의한 것으로 보인다. Referring to Table 3, in the case of Examples, the molding rate was 82% or more, and the compressive strength was 450kg f /cm 2 or more, indicating that the molding rate and compressive strength were excellent. In particular, Example 3 was found to significantly improve the molding rate and compressive strength when compared to Examples 1 and 2. This seems to be due to the synergistic effect of the two materials when rice starch and shell powder are used together as a binder material.
한편, 바인더로서 맛버섯 추출물을 이용한 단광의 성형률과 압축강도를 확인하기 위해 맛버섯 추출물이 함유된 바인더를 제조하였다. On the other hand, in order to check the molding rate and compressive strength of briquettes using the flavor mushroom extract as a binder, a binder containing the flavor mushroom extract was prepared.
맛버섯 자실체에 중량비로 물을 10배를 가하여 혼합한 후 믹서에 곱게 간 다음 6000rpm에서 20분 동안 원심분리하여 얻은 상층액을 맛버섯 추출물로 이용하였다. 그리고 당밀 1000g에 패각 분말 150g, 맛버섯 추출물 50g을 혼합하여 바인더를 준비하였다. After mixing by adding water 10 times by weight to the fruiting bodies of taste mushrooms, finely ground in a mixer, and then centrifuged at 6000 rpm for 20 minutes, and the supernatant obtained was used as a taste mushroom extract. In addition, a binder was prepared by mixing 150 g of shell powder and 50 g of flavor mushroom extract with 1000 g of molasses.
제강 슬러지 제강 더스트를 10:3의 중량비로 혼합한 후 함수량 4중량%로 건조시킨 제강부산물과 바인더를 9:1의 중량비로 혼합한 다음 브리켓팅 머신(Briquetting M/C)을 이용하여 가압성형한 후 실온(25℃)에서 20시간 동안 냉각시켜 단광을 제조하였다. 이렇게 제조한 단광의 성형률과 압축강도를 측정한 결과 성형률은 93.2%, 압축강도는 512kgf/cm2 로 나타났다. 이는 바인더 물질로 쌀 전분과 패각 분말을 사용한 단광보다 성형률과 압축강도가 훨씬 더 우수한 것으로 확인되었다. Steelmaking sludge After mixing the steelmaking dust in a weight ratio of 10:3, the steelmaking byproduct and the binder, dried to a water content of 4% by weight, are mixed in a weight ratio of 9:1, and then pressurized using a briquetting machine (Briquetting M/C). Then, it was cooled at room temperature (25° C.) for 20 hours to prepare briquettes. As a result of measuring the molding rate and compressive strength of the thus prepared briquette, the molding rate was 93.2% and the compressive strength was 512kg f /cm 2 . It was confirmed that the molding rate and compressive strength were much better than briquettes using rice starch and shell powder as binder materials.
이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.In the above, the present invention has been described with reference to an exemplary embodiment, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
Claims (6)
상기 제강부산물은 함수량 2 내지 4중량%로 건조시키고,
상기 바인더는 당밀 100중량부에 대하여 패각 분말 10 내지 40중량부를 혼합하여 형성시키며,
상기 패각 분말은 패각을 600 내지 800℃에서 20 내지 60분 동안 소성한 후 분쇄한 것을 특징으로 하는 제강 더스트와 슬러지를 이용한 저황 고함철 단광. It contains 80 to 96% by weight of steelmaking by-products mixed with steelmaking dust and steelmaking sludge, and 4 to 20% by weight of a binder,
The steelmaking by-product is dried to a water content of 2 to 4% by weight,
The binder is formed by mixing 10 to 40 parts by weight of shell powder with respect to 100 parts by weight of molasses,
The shell powder is a low sulfur high iron briquette using steelmaking dust and sludge, characterized in that the shell is calcined at 600 to 800° C. for 20 to 60 minutes and then pulverized.
상기 제강부산물을 함수량 2 내지 4중량%로 건조시키는 건조단계와;
상기 제강부산물 80 내지 96중량%와, 바인더 4 내지 20중량%를 혼합하는 2차 혼합단계와;
상기 혼합단계에서 수득한 혼합물을 괴상으로 성형하는 성형단계;를 포함하고,
상기 바인더는 당밀 100중량부에 대하여 패각 분말 10 내지 40중량부를 혼합하여 형성시키며,
상기 패각 분말은 패각을 600 내지 800℃에서 20 내지 60분 동안 소성한 후 분쇄한 것을 특징으로 하는 제강 더스트와 슬러지를 이용한 저황 고함철 단광의 제조방법.A first mixing step of mixing steelmaking dust and steelmaking sludge to obtain a steelmaking by-product;
A drying step of drying the steelmaking by-product to a water content of 2 to 4% by weight;
A second mixing step of mixing 80 to 96% by weight of the steelmaking by-product and 4 to 20% by weight of a binder;
Including; a molding step of molding the mixture obtained in the mixing step into a mass,
The binder is formed by mixing 10 to 40 parts by weight of shell powder with respect to 100 parts by weight of molasses,
The shell powder is a method for producing a low-sulfur iron briquette using steelmaking dust and sludge, characterized in that the shell is calcined at 600 to 800°C for 20 to 60 minutes and then pulverized.
The method of claim 4, further comprising a coating step of forming a film on the surface by applying a coating agent containing water glass after the forming step is completed.
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