KR20120054478A - Method for manufacturing fe-cr - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 페로크롬 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분 크롬광석을 선택환원 후 괴성화하여 용융환원하는 페로크롬 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing ferrochrome, and more particularly to a method for producing ferrochrome molten reduction by compacting the powdered ore after selective reduction.
스테인리스 강의 원료로서 크롬은 매우 중요한 원소이며, 일반적으로 스테인리스 강을 제조하기 위해서는 페로크롬(Ferro Chromium, Fe-Cr)을 활용하여 크롬의 함량을 조절한다. As a raw material of stainless steel, chromium is a very important element, and in general, in order to manufacture stainless steel, ferro chromium (Ferro Chromium, Fe-Cr) is used to control the content of chromium.
종래 기술의 경우, 크롬 광석을 크롬원의 일부 또는 전체로 하여 함크롬 용철 및 페로크롬을 얻는 방법은 주로 괴상의 크롬광석과 코크스, 괴상의 매용제를 서브머지드 아크(submerged arc) 전기로에 장입하고 용융환원하는 것이 일반적이다. In the prior art, the method of obtaining chromium molten iron and ferrochrome by using chromium ore as part or all of the chromium source mainly involves charging chromium ore, coke and bulk solvent into a submerged arc electric furnace. Melt reduction is common.
크롬 광석은 융점이 1,800℃를 넘는 스피넬(spinel) 구조를 가지고 있고, CO가스로는 환원이 곤란한 난환원성 산화물이기 때문에, 1700℃ 이상의 고온에서 강 교반하지 않으면 환원 및 용융이 진행되지 않으며, 제련시간도 장시간이 소요되기 때문에, 전기로에 의해 페로크롬을 제조하는 경우 함크롬 용철 1톤당 소요되는 전력은 약 3,500-4,000kwh 정도로 전기 에너지의 소비가 극히 높다. Since chrome ore has a spinel structure with a melting point of more than 1,800 ° C and is a hard-reducing oxide that is difficult to reduce with CO gas, reduction and melting do not proceed unless strongly stirred at a high temperature of 1700 ° C or higher, and smelting time also Since it takes a long time, when the ferrochrome is produced by an electric furnace, the electric power consumption per ton of chromium molten iron is about 3,500-4,000kwh, the consumption of electrical energy is extremely high.
또한, 전기로를 이용하여 페로크롬을 제조시에는 충분하지 못한 환원성 분위기, 크롬광석과 환원제 및 매용제와의 불충분 접촉, 유동성이 낮은 대량의 슬래그내로의 금속 입자들의 혼입 등으로 인하여, 크롬 실수율이 75~85% 수준으로 저조하다.In addition, when the ferrochrome is produced using an electric furnace, the chromium error rate is 75 to 75 due to insufficient reducing atmosphere, insufficient contact of chromium ore with a reducing agent and a solvent, and incorporation of metal particles into a large amount of slag having low fluidity. Low at 85%.
한편, 세계 크롬 광석의 산출량은 괴광:분광이 약 3:7이며, 분광이 성분 및 가격 측면에서 괴광에 비해 유리하기 때문에 분광을 이용하는 것이 광석의 수급 및 비용 측면에서 유리하다. On the other hand, the yield of world chromium ore is about 3: 7 for lump or spectroscopy, and spectroscopy is advantageous over lump in terms of components and price, and therefore, it is advantageous in terms of supply and cost of ores.
그러나, 분광을 직접 전기로 등의 용융환원로에 사용하는 경우, 로내 통기성 악화 및 광석 비산에 의한 크롬(Cr) 실수율 저하 등으로 소비 전력이 증대되는 등의 문제가 야기되므로, 분광석을 사용하기 위해서는 괴성화를 반드시 거쳐야 하지만, 괴성화 공정에서 고온의 에너지가 필요하고, 수율 또한 낮기 때문에, 대부분의 페로크롬 제조업체들은 괴광 위주의 조업방식을 택하고 있다. However, when spectroscopy is directly used in a melt reduction furnace such as an electric furnace, problems such as increased power consumption are caused due to deterioration of air permeability in the furnace and lowering of chromium (Cr) error rate due to ore scattering. In order to carry out the hardening process, the high temperature energy is required in the hardening process, and the yield is low. Therefore, most ferrochrome manufacturers adopt the hardening method.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 분 크롬광석을 파쇄 등의 사전처리 없이 용융환원로의 배가스를 이용하여 광석 표면의 철 성분만 환원시킨 후 괴성화(compacting)하여 추가 에너지의 투입없이 용융환원로에 적합한 강도를 지니는 괴성체를 제조하고, 괴성체 제조시 적정 조성의 매용제를 혼합하여 크롬 광석과 용매제와의 반응계면적을 최대화하여 난환원성, 난용융성의 크롬광석의 용융환원 반응 온도를 저하시킴으로써, 탄소계 열원을 이용하여 용융환원로에서 페로크롬을 안정적이고 경제적으로 제조할 수 있는 페로크롬 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been designed to solve the above problems, and the addition of additional energy by compacting after reducing only the iron component of the ore surface using the exhaust gas of the molten reduction furnace without pre-treatment such as crushing Melt reduction reaction of melt-reducing and poorly soluble chromium ore by maximizing the reaction area between chromium ore and solvent by preparing a compacted material having a strength suitable for the melt reduction furnace without mixing, and mixing the solvent of the appropriate composition in the preparation of the compacted material It is an object of the present invention to provide a ferrochrome production apparatus and a method for producing the ferrochrome, which can stably and economically produce ferrochrome in a melt reduction reactor by using a carbon-based heat source.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 페로크롬의 제조방법은 분 크롬광석을 건조하는 단계, 상기 건조된 분 크롬광석을 가열하는 단계, 상기 가열된 분 크롬광석을 예비 환원하는 단계, 상기 예비환원된 분 크롬광석을 괴성화하여 괴성체를 제조하는 단계, 및 상기 괴성체를 용융환원로에 장입하고 탄재를 연소시켜 용융환원하는 단계를 포함하며, 매용제가 상기 분 크롬광석을 건조하는 단계, 상기 분 크롬광석을 가열하는 단계, 및 상기 분 크롬광석을 예비환원하는 단계 중 선택된 적어도 하나의 단계에 진입 전에 상기 분 크롬광석과 혼합되는 것을 특징으로 한다.Ferrochrome production method according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of drying the powdered chromium ore, heating the dried powdered chromium ore, preliminarily reducing the heated powdered chromium ore And compacting the pre-reduced minute chromium ore to produce a compacted material, and charging the compacted material into a molten reduction furnace and burning carbon material to melt-reduce the powdered chromium ore. It is characterized in that it is mixed with the minute chromium ore before entering at least one step selected from the step of, heating the powdered chromium ore, and pre-reducing the powdered chromium ore.
상기 페로크롬의 제조방법은 상기 괴성체를 상기 용융환원로에 장입하기 전에 입도를 분급하는 단계를 더 포함한다.The method for producing ferrochrome further includes classifying the particle size before charging the compacted material into the melt reduction reactor.
상기 페로크롬의 제조방법은 상기 분급에 의해 입도가 5mm 이상인 괴성체는 상기 용융환원로에 장입되고 입도가 5mm 미만인 괴성체는 상기 건조로에 장입되는 것을 특징으로 한다.The method for producing ferrochrome is characterized in that the compacted material having a particle size of 5 mm or more is charged into the melt reduction furnace and the compacted material having a particle size of less than 5 mm is charged into the drying furnace by the classification.
상기 예비환원에 의해 금속 철(metallic Fe)이 전체 분 크롬광석의적어도 20중량 퍼센트 형성되는 것을 특징으로 한다.The pre-reduction is characterized in that at least 20% by weight of the metallic iron (metallic Fe) is formed of the total chromium ore.
상기 분 크롬광석과 혼합되는 상기 매용제는 석회석, 생석회, 백운석 및 규사 중 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.The maeyongje mixed with the powder chromium ore is characterized in that at least one selected from limestone, quicklime, dolomite and silica sand.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의한 페로크롬 제조장치는 분 크롬광석을 건조하기 위한 건조로, 상기 건조된 분 크롬광석을 가열하기 위한 가열로, 상기 가열된 분 크롬광석의 예비환원로, 상기 분 크롬광석에 매용제를 공급하는 매용제 공급장치, 상기 예비환원된 분 크롬광석으로부터 괴성체를 제조하는 괴성화 장치, 및 상기 괴성체를 장입한 후 탄재를 연소시켜 용융시키는 용융환원로를 포함한다.Ferrochrome production apparatus according to another preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a drying for drying the powdered chromium ore, a heating furnace for heating the dried powdered chromium ore, A pre-reduction reactor, a solvent supply device for supplying a solvent to the powdered chromium ore, a compaction apparatus for producing compacted material from the pre-reduced powdered chromium ore, and a molten reduction to burn and melt carbon material after charging the compacted material Including furnace.
상기 분 크롬광석의 입도는 8mm 이하인 것을 특징으로 한다.The particle size of the chromium ore is characterized in that less than 8mm.
상기 매용제는 상기 건조로, 상기 가열로, 및 상기 예비환원로 중 선택된 적어도 하나에 상기 분 크롬광석과 함께 혼합되어 장입되는 것을 특징으로 한다.The solvent is characterized in that the charge is mixed with the powdered chromium ore in at least one selected from the drying furnace, the heating furnace, and the pre-reduction furnace.
상기 건조로, 상기 가열로 및 상기 예비환원로는 유동로인 것을 특징으로 한다.The drying furnace, the heating furnace and the pre-reduction furnace is characterized in that the flow furnace.
상기 괴성체의 입도는 5mm~30mm 인 것을 특징으로 한다.The compacted particle size is characterized in that 5mm ~ 30mm.
상기 페로크롬 제조장치는 상기 괴성체를 용융환원로에 장입전 괴성체의 입도를 분급하기 위한 입도 분급장치를 더 포함한다.The ferrochrome production apparatus further includes a particle size classifier for classifying the particle size of the compacted material before charging the compacted material into the melt reduction reactor.
상기 분급된 괴성체 중 입도가 5mm 이상인 괴성체는 이송장치에 의해 상기 용융환원로에 장입되며, 입도가 5mm 미만인 괴성체는 이송장치에 의해 상기 건조로에 장입되는 것을 특징으로 한다.The compacted material having a particle size of 5 mm or more among the classified compacted materials is charged to the melt reduction furnace by a transfer device, and the compacted material having a particle size of less than 5 mm is charged to the drying furnace by a transfer device.
상기 예비환원로에서 환원된 분 크롬광석은 금속 철(metallic Fe)의 함량이 전체 분 크롬광석의 20중량 퍼센트 이상인 것을 특징으로 한다.The reduced chromium ore in the preliminary reduction furnace is characterized in that the content of metallic iron (metallic Fe) is more than 20% by weight of the total chromium ore.
상기 용융환원로에서 연소되는 탄재는 석탄, 코크스 및 성형탄 중선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.The coal ash burned in the melt reduction furnace is characterized in that at least one selected from coal, coke and coal briquettes.
상기 용융환원로에서 발생하는 환원가스는 가스 도관을 통하여 상기 예비환원로, 상기 가열로 및 상기 건조로에 순차적으로 취입되는 것을 특징으로 한다.Reducing gas generated in the melt reduction reactor is characterized in that the pre-reduction reactor, the heating furnace and the drying furnace are sequentially blown through the gas conduit.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의한 페로크롬 제조용 괴성체는 예비환원에 의해 형성된 금속 철(metallic Fe)을 포함하는 분 크롬광석, 및 상기 분 크롬광석의 용융을 촉진시키기 위한 매용제를 혼합하여 괴성화시킨 것이다.In the ferrochrome production compacted material according to another preferred embodiment of the present invention, the compacted chromium ore containing metallic iron (metallic Fe) formed by pre-reduction, and the mixed medium for promoting the melting of the powdered chromium ore are compacted It is mad.
예비환원에 의한 상기 분 크롬광석의 금속 철의 함량은 전체 분 크롬광석 중량의 적어도 20 퍼센트 인 것을 특징으로 한다.The content of metal iron in the powdered chrome ore by pre-reduction is characterized in that at least 20 percent of the total powdered chrome ore weight.
상기 매용제는 석회석, 생석회, 백운석 및 규사 중 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.The maeyongje is characterized in that at least one selected from limestone, quicklime, dolomite and silica.
상기 괴성체에 포함되는 매용제의 양은 상기 괴성체 전체 중량의 10중량 퍼센트 내지 30 중량 퍼센트이다.The amount of the solvent included in the compacted material is 10 to 30 weight percent of the total weight of the compacted material.
상기 매용제가 함유된 괴성체의 조성은 다음 식을 만족한다.The composition of the compacted material containing the maeyongje satisfies the following formula.
(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3) = 0.74~1.04(CaO + MgO) / (SiO2 + Al 2 O 3 ) = 0.74 ~ 1.04
또한, 상기 매용제가 함유된 괴성체의 조성은 다음 식을 만족한다.In addition, the composition of the compacted material containing the maeyongje satisfies the following formula.
(CaO/SiO2) = 0.8~1.28, (CaO+MgO)/(SiO2) = 1.18~1.64.(CaO / SiO 2 ) = 0.8 to 1.28, (CaO + MgO) / (SiO 2 ) = 1.18 to 1.64.
본 발명에 의한 페로크롬 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the ferrochrome production method according to the present invention has the following effects.
첫째, 분 크롬광석을 미분 파쇄 및 괴성화와 같은 사전처리 없이 직접 사용할 수 있으며, 용융환원시의 발생 가스를 활용하여 예비 환원로에서 분 크롬광석 중의 철 성분을 환원하고, 가열할 수 있어 용융환원시 요구되는 탄재의 소비를 저감시킬 수 있다.First, powder chromium ore can be used directly without pretreatment such as fine crushing and agglomeration, and iron reduction in powder chromium ore can be reduced and heated in a preliminary reduction furnace by utilizing the generated gas during melt reduction. It is possible to reduce the consumption of coal ash required at the time of construction.
둘째, 난환원성 및 난용융성의 크롬광석을 매용제와 함께 예비환원로에서 철 성분을 환원하여 이로부터 생성된 금속 철 성분을 결합제로 하여 추가의 에너지 투입없이 괴상화할 수 있으며, 괴성체의 강도가 충분하여 탄재로 충전된 용융환원로에서 괴성체에 의해 통기성을 확보할 수 있다.Secondly, the hard-reducing and poor-melting chromium ore can be agglomerated without additional energy input by reducing the iron component in the pre-reduction furnace together with the solvent and using the metal iron component produced therein as a binder, and the strength of the compacted body is sufficient. Therefore, in the melt reduction furnace filled with carbonaceous material, breathability can be ensured by the compacted material.
셋째, 함크롬 괴성체를 용융환원로에서 용융환원시 매용제를 괴성체 내부에 위치시켜, 환원 후 노출되는 고융점의 MgO?Al2O3상을 용이하게 용융시켜 제거할 수 있기 때문에 용융환원속도를 증대시킬 수 있다.Third, the melt reduction rate can be easily melted and removed by high-melting MgO-Al 2 O 3 phase exposed after reduction by placing the solvent inside the compacted material during melt reduction in the melt reduction furnace. Can be increased.
넷째, 발생된 슬래그의 유동성 또한 용융환원로 내부에서 균일하게 확보할 수 있어 안정적으로 페로크롬을 제조할 수 있다.Fourth, the fluidity of the generated slag can also be secured uniformly in the molten reduction furnace, it is possible to stably produce ferrochrome.
도 1은 본 발명에 의한 분 크롬광석으로부터 페로크롬을 제조하는장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2은 분 크롬광석의 선택환원에 의해 표면부에 금속 철이 형성된분 크롬광석을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 용융환원로에서 최종환원 될 괴성체의 구성을 개념적으로 도시한 것으로, 상기 괴성체는 예비환원된 분 크롬광석 및 매용제가 균일하게 혼합된 구조를 갖는다.
도 4는 본 발명에 의한 분 크롬광석으로부터 페로크롬을 제조하는 공정의 순서를 도시한 공정도이다.
도 5는 분 크롬광석에 분 철광석을 혼합하여 환원한 결과를 나타낸그래프이다.
도 6은 분 크롬광석에 분 철광석을 혼합하여 환원후 괴성체를 제조한 경우, 괴성체의 강도를 나타낸 그래프이다.1 is a view schematically showing the configuration of an apparatus for producing ferrochrome from powdered chrome ore according to the present invention.
2 is a view conceptually showing a powder chromium ore in which metal iron is formed on the surface by selective reduction of powder chromium ores.
Figure 3 conceptually shows the configuration of the compacted material to be finally reduced in the melt reduction furnace, the compacted structure has a structure in which the pre-reduced minute chromium ore and the solvent is mixed uniformly.
4 is a process chart showing a procedure of manufacturing ferrochrome from powdered chrome ore according to the present invention.
Figure 5 is a graph showing the result of reducing the mixed iron ore to powdered chrome ore.
6 is a graph showing the strength of the compacted material when the compacted iron ore is mixed with the powdered chrome ore to prepare a compacted material after reduction.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete, and are common in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, which is to be defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 페로크롬 제조장치에 대하여 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a ferrochrome production apparatus according to a preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings will be described. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 페로크롬의 제조장치를 개념적으로 도시한도면이다.1 is a view conceptually showing an apparatus for producing ferrochrome according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 페로크롬의 제조공정의 순서도를 나타낸 도면이다.3 is a flowchart illustrating a process for producing ferrochrome according to the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 페로크롬 제조방법은 분 크롬광석을 건조하는 단계(S10), 상기 건조된 분 크롬광석을 가열하는 단계(S20), 상기 가열된 분 크롬광석을 예비환원하는 단계(S30), 상기 예비환원된 분 크롬광석을 괴성화하여 괴성체를 제조하는 단계(S40), 및 상기 괴성체를 용융환원로에 장입하고 탄재를 연소시켜 용융환원하는 단계(S50)를 포함하며, 상기 매용제가 상기 분 크롬광석을 건조하는 단계, 상기 분 크롬광석을 가열하는 단계, 및 상기 분 크롬광석을 예비환원하는 단계 중 선택된 적어도 하나의 단계에 진입전에 상기 분 크롬광석과 혼합된다.1 and 3, the method for producing ferrochrome according to the present invention comprises the steps of drying the powdered chromium ore (S10), heating the dried powdered chromium ore (S20), the heated powdered chromium ore Pre-reducing step (S30), the pre-reduced minute chromium ore agglomerated to produce a compacted material (S40), and charging the compacted material into a molten reduction furnace and burning the coal ash to melt reduction (S50) (B) before the solvent enters at least one selected from the steps of drying the powdered chromium ore, heating the powdered chrome ore, and pre-reducing the powdered chrome ore; Are mixed.
상기 건조로, 상기 가열로, 상기 예비환원로에 장입되는 분 크롬광석의 입도는 8mm 이하 일 수 있으며, 상기 로들은 유동층의 형태를 가질수록 분 크롬광석의 혼합, 가열, 환원 등의 효율이 향상될 수 있다. The drying furnace, the particle size of the chromium ore charged in the heating furnace, the pre-reduction furnace may be 8mm or less, the furnace has the shape of the fluidized bed, the efficiency of mixing, heating, reducing, etc. of the chromium ore improved Can be.
이 경우, 분 크롬광석의 입도가 8mm 이상인 경우는 괴성체 내에서 매용제와의 접촉 면적이 감소되어 괴성체의 용융환원성이 악화될 수 있기 때문에 분크롬광석의 입도는 8mm 이하인 것이 용융환원측면에서 바람직하다.In this case, if the particle size of the powdered chromium ore is 8 mm or more, the contact area with the solvent is reduced in the compacted material, so that the melt reduction property of the compacted material may be deteriorated. Do.
본 발명의 경우, 페로크롬의 제조를 위하여 크롬광석만을 사용할 수도 있으나 용융환원로에서 용융환원된 후 제조되는 용융 금속은 크롬 함량이 높을수록 금속의 융점이 상승하게 되어 조업온도가 증가되어야 하며, 용융 금속을 로외로 배출시 급속히 응고할 수 가 있으므로, 용융 금속중 크롬(Cr) 함량이 40% 이하로 제어될 경우 조업이 더욱 안정해 질 수 있다.In the case of the present invention, only chromium ore may be used for the production of ferrochrome, but the molten metal produced after the melt reduction in the melting / reduction furnace has a higher chromium content, so that the melting point of the metal is increased and the operating temperature should be increased. Since the metal can solidify rapidly when discharged out of the furnace, the operation can be more stable when the chromium (Cr) content in the molten metal is controlled to 40% or less.
따라서, 본 발명에서는 페로크롬의 제조를 위해 분 크롬광석과 함께적절한 비율로 혼합된 분철광석이 함께 장입될 수 있다.Therefore, in the present invention, the ferrite chromium ore may be charged with the ferrous chromium ore mixed in an appropriate ratio.
상기 건조로는 분 크롬광석의 건조를 위한 것으로 300℃~450℃ 온도범위에서 분 크롬광석이 건조될 수 있다.The drying furnace for drying the chromium ore may be dried chromium ore in the temperature range 300 ℃ ~ 450 ℃.
상기 가열로는 건조된 분 크롬광석을 선택적으로 환원시키기에 적합하도록 예열을 하기 위한 것으로 450℃~650℃ 온도범위에서 분 크롬광석이 예열될 수 있다. 분 크롬광석의 가열에 의해 분 크롬광석은 표면부에 금속 철이 5중량 퍼센트 이내로 형성될 수 있다.The heating furnace is for preheating to be suitable for selectively reducing the dried chromium ore may be pre-heated in the temperature range of 450 ℃ to 650 ℃. By heating the powder chromium ore, the powder chromium ore may be formed in the surface portion of the metal iron within 5% by weight.
상기 예비환원로는 예열된 분 크롬광석을 선택적으로 환원시키기 위한 것으로, 650℃~750℃ 온도범위에서 분 크롬광석의 표면부가 우선 환원됨으로써 분 크롬광석 중 환원된 금속 철(metallic Fe)이 적어도 20 중량 퍼센트를 차지한다.The preliminary reduction is for selectively reducing the preheated powdered chromium ore, and the surface portion of the powdered chromium ore is first reduced in the temperature range of 650 ° C. to 750 ° C., thereby reducing at least 20 Account for weight percent.
상기 예비환원로에서는 크롬광석에서 철 성분은 환원될 수 있으나 크롬 성분은 환원되지 않고 산화물의 형태로 존재할 수 있다. 따라서, 크롬광석은 내부는 크롬산화물이 존재하며 표면부는 금속 철이 그물 형태로 형성되게 된다.In the preliminary reduction furnace, the iron component may be reduced in the chromium ore, but the chromium component may be present in the form of an oxide without being reduced. Therefore, chromium ore has chromium oxide inside and the surface portion is formed of metal iron in the form of a net.
상기 크롬광석에서 환원된 금속 철의 함량이 20 중량 퍼센트 미만인 경우는 괴성화 장치에서 괴성체를 제조하기가 어렵게 될 수 있다.When the content of the reduced metal iron in the chromium ore is less than 20% by weight, it may be difficult to prepare a compacted material in the compaction apparatus.
상기 괴성화 장치는 예비환원된 크롬광석을 압축 성형하여 크롬광석의 표면에 존재하는 금속 철이 결합되도록 하며 금속 철 함량이 20중량 퍼센트 이상이 되어야 괴성체내의 결합이 강하게 이루어질 수 있다.The compaction apparatus compression-molded the pre-reduced chromium ore so that the metal iron present on the surface of the chromium ore is bonded, the metal iron content should be more than 20% by weight can be strongly bonded in the compacted body.
선택적으로 환원된 크롬광석을 괴성화시 크롬광석의 표면부를 이루는 금속 철의 연화(softening) 및 주위의 금속 철과 부착, 미환원 입자들간 마찰파괴로 미분이 생성됨으로써 금속 철 간 결합 및 충진율 상승으로 괴성화가 이루어지게 된다.When the reduced chromium ore is selectively agglomerated, softening of the metal iron forming the surface portion of the chromium ore, adhesion with surrounding metal iron, and friction breakage between the unreduced particles generate fine powder, thereby increasing the bonding and filling rate between the metal irons. Agglomeration will occur.
또한, 괴성체 제조시의 환원광의 온도가 650℃ 미만인 경우는 금속 철이 결합제 역할을 원만하게 수행하지 못해 괴성체가 용융환원로에 장입하기에 적합한 강도를 지니지 못하므로 괴성체 제조시의 환원광의 온도는 650℃ 이상인 것이 바람직하다.In addition, when the temperature of the reduced light at the time of manufacture of compacted material is less than 650 ° C, the temperature of the reduced light at the time of manufacturing compacted material is reduced because the metal iron does not perform the role of binder smoothly and the compacted material does not have the strength suitable for charging into the melt reduction reactor. It is preferable that it is 650 degreeC or more.
크롬광석의 용융환원에 있어서 중요한 것은 크롬광석의 내외부에 존재하는 고융점의 MgAl2O4상의 용융 제거이다. 즉, 크롬광석 내외부의 고융점 상들이 용융되지 않고 존재하는 경우 크롬광석의 용융환원은 더 이상 진행되지 않기 때문에 적정한 매용제를 선정하여 용융환원 반응을 원할히 진행시켜야한다. What is important in the melt reduction of chromium ore is the melt removal of the high melting point MgAl 2 O 4 phase present inside and outside the chromium ore. That is, when the high melting point phases inside and outside the chromium ore are not melted, the melt reduction of the chromium ore does not proceed any more, so a suitable solvent must be selected to smoothly proceed the melt reduction reaction.
상기 매용제로 활용할 수 있는 물질들은 석회석, 생석회, 백운석 및 규사 등을 들 수 있으며, 크롬광석의 종류 및 추가로 첨가될 수 있는 철광석의 종류, 장입비에 따라 그 장입량은 다를 수 있지만 총 장입량의 10~20%로 매용제를 괴성화 단계 이전에 크롬광석 등과 함께 장입할 수 있다. Examples of materials that may be used as the solvent include limestone, quicklime, dolomite, and silica sand, and the amount of loading may vary depending on the type of chrome ore and the type of iron ore that may be additionally added, and the loading ratio, At ˜20%, the solvent may be charged with chromium ore before the compaction step.
성분이 조절된 매용제를 분상의 크롬광석과 함께 괴성화시킴으로써, 난용융성의 크롬광석과 매용제의 반응 계면적을 최대화시켜 용융환원 반응을 균질화 및 가속화 시킬 수 있으며, 또한 종래의 페로크롬 조업에서 발생되는 괴 크롬광석과 괴 매용제의 불균질 접촉에 의한 불균질 용융에 따른 고온 조업 및 조업 불안정성에서 탈피할 수 있다.By agglomerating the controlled solvent with the chromium ore in powder form, it is possible to maximize the reaction interfacial area between the poorly soluble chromium ore and the solvent to homogenize and accelerate the melt reduction reaction, and also occurs in the conventional ferrochrome operation. It is possible to escape from high temperature operation and operation instability due to heterogeneous melting caused by heterogeneous contact between the chromium ore and the solvent.
또한, 상기 매용제를 함유한 괴성체의 조성은 CaO/SiO2=0.8~1.28, (CaO+MgO)/SiO2=1.18~1.64, (CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.74~1.04의 범위 내에 있을수록 용융환원로에서의 용융환원반응이 가속화되고 안정화할 수 있다.In addition, the composition of the compacted material containing the solvent is CaO / SiO 2 = 0.8 to 1.28, (CaO + MgO) / SiO 2 = 1.18 to 1.64, (CaO + MgO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) = Within the range of 0.74 to 1.04, the melt reduction reaction in the melt reduction reactor can be accelerated and stabilized.
상기 매용제를 함유한 괴성체의 조성에 있어서 CaO/SiO2가 0.8 미만인 경우에는 괴성체의 용융온도가 저하되는 장점이 있으나, 발생 용융물의 점도가 높아 유동성이 낮기 때문에 용융환원로에서의 용융흐름이 악화되어 가스 흐름을 방해하는 요인이 될 수 있으며, 뿐만 아니라 낮은 유동성에 기인하여 용융환원속도 또한 저하될 수 있어, CaO/SiO2를 0.8 미만으로 유지하는 것은 탄소계 열원의 용융환원로에서 페로크롬을 제조하는데 적합하지 않다. When CaO / SiO 2 is less than 0.8 in the composition of the compacted material containing the solvent, the melting temperature of the compacted material has an advantage of lowering, but the melt flow in the melt reduction reactor is low due to high fluidity and low fluidity. The deterioration can be a factor in the gas flow, and the melt flow rate can also be lowered due to low fluidity, so maintaining CaO / SiO 2 below 0.8 is a ferrochrome in the melt-reduction furnace of carbon-based heat sources. Not suitable for preparing
반면, CaO/SiO2가 1.28을 초과하는 경우에는 괴성체의 용융온도가 급격히 상승하여 오히려 괴성체의 용융환원이 더욱 곤란하게 되므로, 가급적 CaO/SiO2를 1.28 이하로 유지하는 것이 괴성체의 용융 특성 측면에서 유리하다. On the other hand, when CaO / SiO 2 exceeds 1.28, the melting temperature of the compacted material rises rapidly, which makes it more difficult to melt-reduce the compacted material. Therefore, maintaining CaO / SiO 2 at 1.28 or less preferably melts the compacted material. It is advantageous in terms of properties.
또한, 상기 매용제를 함유한 괴성체의 조성에 있어서, (CaO+MgO)/SiO2가 1.18 미만인 경우에는 괴성체의 용융온도가 저하되는 장점이 있으나, 발생 용융물의 유동성을 향상 시킬 수 있는 성분인 CaO와 MgO가 발생 용융물의 유동성을 악화시키는 성분인 SiO2에 비해 상대적으로 적게 되어 발생 용융물의 유동성이 저하되고, 용융환원반응속도 또한 저하되어 용융환원로에서의 페로크롬 생산속도가 저하될 수 있는 단점이 있다. In addition, in the composition of the compacted material containing the solvent, when (CaO + MgO) / SiO 2 is less than 1.18, the melting temperature of the compacted material is lowered, but it is a component that can improve the fluidity of the generated melt. CaO and MgO are relatively less than SiO 2 , a component that degrades the flowability of the generated melt, resulting in a decrease in the flowability of the generated melt and a decrease in the melt reduction reaction rate, which may reduce the ferrochrome production rate in the melt reduction reactor. There are disadvantages.
반면, (CaO+MgO)/SiO2가 1.64를 초과하는 경우에는 용융물의 용융온도를 MgO 성분이 크게 상승시켜 용융환원로 조건에서 용융되지 않아 페로크롬 생산이 곤란하게 된다.On the other hand, when (CaO + MgO) / SiO 2 is more than 1.64, the melting temperature of the melt increases the MgO component significantly, and thus it is difficult to produce ferrochrome because it is not melted under the conditions of melt reduction.
또한, 상기 매용제를 함유한 괴성체의 조성에 있어서, (CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)가 0.74 미만인 경우에는 용융물의 용융온도를 상승시키는 Al2O3의 함량이 상대적으로 증대되어 용융물의 용융온도가 상승되고 특히 용융물의 점도를 상승시켜 유동성을 악화시키는 SiO2와 Al2O3 함량이 높아 페로크롬을 용융환원로에서 안정적으로 생산하는데 불리하다. In addition, in the composition of the compacted material containing the solvent, when (CaO + MgO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) is less than 0.74, the content of Al 2 O 3 which raises the melting temperature of the melt is relatively high. It is disadvantageous in that ferrochrome is stably produced in the melt reduction reactor due to the high content of SiO 2 and Al 2 O 3 which increase the melting temperature of the melt, and in particular, increases the viscosity of the melt, thereby deteriorating fluidity.
반면, 상기 매용제를 함유한 괴성체의 조성에 있어서(CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)가 1.04를 초과하는 경우는 용융물의 용융온도가 급격히 상승하여 용융환원로 조건에서 페로크롬을 제조하기 위해 막대한 에너지가 필요하게 되어 경제적으로 페로크롬을 제조하는데 있어 바람직하지 않다.On the other hand, when (CaO + MgO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) is more than 1.04 in the composition of the compact containing the solvent, the melting temperature of the melt rises sharply and ferrochrome under the conditions of melt reduction. Enormous energy is required to produce the petroleum, which is not economically desirable for producing ferrochrome.
상기 매용제는 매용제 공급장치에 의해 크롬광석이 상기 건조로, 상기 가열로, 상기 예비환원로 및 상기 괴성화 장치에 장입되기 전에 크롬광석과 혼합되어 상기 로들에 선택적으로 장입될 수 있다.The solvent may be optionally charged into the furnace by mixing with the chromium ore before charging the chromium ore into the drying furnace, the heating furnace, the pre-reduction furnace and the compaction apparatus by a solvent supply device.
상기 괴성화 장치는 호퍼(미도시) 및 한 쌍의 롤(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 괴성체 제조장치는 상기 예비환원로에서 배출된 환원광 혹은 매용제와의 혼합물을 한 쌍의 롤(미도시)에 의해 압축하여 괴성체로 제조하게 된다.The compaction apparatus may include a hopper (not shown) and a pair of rolls (not shown). The compacted material manufacturing apparatus is to produce a compacted material by compressing the mixture with the reducing ore or the solvent discharged from the pre-reduction furnace by a pair of rolls (not shown).
괴성체의 형태는 브리켓의 형태일 수도 있고, 길게 연결된 괴성체의 형태를 나타낼 수도 있다. 길게 연결된 괴성체인 경우, 파쇄기에 의해 괴성체를 일정 입도가 되도록 파쇄할 수도 있으므로, 괴성체 제조장치는 호퍼(미도시), 한쌍의 롤(미도시), 파쇄기(미도시)를 포함할 수도 있다. The compacted form may be in the form of briquettes, or may represent the form of long connected compacted bodies. In the case of a long-connected compacted material, the compacted material may be crushed to a certain particle size by a crusher, and thus the compacted material manufacturing apparatus may include a hopper (not shown), a pair of rolls (not shown), and a crusher (not shown). .
제조된 괴성체의 입도는 용융환원로에서의 가스의 원활한 흐름 및 열전달, 그리고 용융성을 위해 5mm이상 30mm이하로 조절하여 용융환원로로 장입된다. The grain size of the prepared compacts is charged into the molten reduction reactor by controlling the gas flow and heat transfer in the melt reduction reactor and controlling the meltability to 5 mm or more and 30 mm or less.
상기 괴성체의 입도가 5mm 미만인 경우에 있어 용융환원로에서 하부로부터 발생되어 상승하는 가스의 흐름이 원할하게 이루어지지 않아, 융환원로의 충진물들의 열교환이 제대로 이루어질 수 없다.In the case where the compacted material has a particle size of less than 5 mm, the flow of gas generated and rising from the bottom in the melt reduction reactor is not smoothly performed, and heat exchange of the fillers in the melting reactor cannot be performed properly.
또한, 더욱 안좋은 상황으로는 일부 가스 흐름이 좋지 않은 영역에서 갑자기 압력이 상승되어 충진층이 폭발적으로 비산될 수 있으며, 이후 저온의 충진물들이 갑자기 고온 영역에 노출되게 되어 환원가스가 한 쪽으로만 폭발적으로 발생되는 등의 연속조업이 곤란하게 될 수 있는 경향이 증가하게 된다.In a worse situation, in some areas where the gas flow is poor, the pressure may suddenly rise, causing the packed layer to explode, and afterwards, the low temperature charges are suddenly exposed to the high temperature area and the reducing gas is exploded on one side only. There is an increasing tendency for continuous operation such as to be generated to be difficult.
따라서, 용융환원로에 투입되는 장입물은 가능한 5mm 미만의 분들을 제거해 주는 것이 용융환원로에서 페로크롬을 안정적으로 제조하는데 유리하다. Therefore, it is advantageous to stably manufacture ferrochrome in the melt reduction reactor, in which the charge put into the melt reduction furnace removes those less than 5 mm as much as possible.
반면, 괴성체의 입도가 30mm 초과의 경우에는 입도가 큰 괴성체의 열전달이 늦어 용융환원로의 하부쪽으로 괴성체의 용융환원발생 시점이 이동되어 용융환원로 하부쪽에 열부하가 증가될 수 있어 탄소계 열원의 소모량이 증대될 수 있어 경제적으로 페로크롬을 생산하는데 있어 바람직하지 않다.On the other hand, when the size of the compacted material is more than 30mm, the heat transfer of the compacted material with a large particle size is late, and thus the molten reduction occurrence time of the compacted material is shifted to the lower part of the melt reduction furnace, thereby increasing the thermal load on the lower part of the melt reduction furnace. The consumption of the heat source can be increased, which is undesirable for economically producing ferrochrome.
한편, 괴성체를 용융하고 환원시킬 수 있는 열원으로서 휘발분을 함유하거나 함유하지 않은 탄재를 용융환원로에 동시에 장입한다. On the other hand, carbonaceous material containing or not containing volatile matter as the heat source capable of melting and reducing the compacted material is simultaneously charged into the melting reduction reactor.
탄재는 석탄, 성형탄 또는 코크스를 포함한다. 탄재로 충전된 용융환원로의 하부에 위치한 풍구로부터 산소를 취입하여, 괴상의 탄재를 연소시켜 열을 공급하고 함크롬 괴성체를 용융하고 환원시킨다. Coal ash includes coal, coal briquettes or coke. Oxygen is blown from the tuyere located in the lower portion of the molten reduction furnace filled with carbon material to burn the bulk carbon material to supply heat, and to melt and reduce the chromium-containing compacted material.
또한, 탄재의 연소에 의해 생성된 가스는 로 상부로 배출되는 동안 일부분 크롬 성분과 철 성분을 고체상태에서 환원하고 용융환원로의 외부로 배출되며, 이때의 배가스는 환원가스 공급관을 통해 예비환원로로 공급된다. 이때 배가스의 온도는 700℃ 이상일 수 있다.In addition, the gas generated by the combustion of the coal ash is reduced to a part of chromium and iron in the solid state while being discharged to the upper part of the furnace and discharged to the outside of the melting reduction reactor, and the exhaust gas is discharged to the preliminary reduction reactor through the reducing gas supply pipe. Is supplied. At this time, the temperature of the exhaust gas may be 700 ° C or more.
상기 일련의 과정을 통해 함크롬 괴성체는 승온 및 용해되게 되는데, 용융 후 괴성체 중 크롬 성분의 용융환원이 활발하게 이루어질 수 있게 된다. 이때의 용융환원을 위한 온도는 적어도 1500℃ 이상이어야 하며, 크롬 광석의 함량이 증가하게 되면 온도를 상승시켜야 한다. The chromium compacted material is heated and dissolved through the series of processes, and the melting and reduction of the chromium component in the compacted material can be actively performed after melting. At this time, the temperature for the melt reduction should be at least 1500 ℃ and, if the content of the chromium ore increases, the temperature must be increased.
상기의 조건으로부터 제조된 페로크롬의 크롬 회수율은 95%이상으로 종래의 전기로를 활용한 제련에서의 크롬 회수율이 75~85% 수준인 것에 비해 매우 높다. 그 이유는 전기로 제련법에 비해 용융물과 탄재 충전층내에서의 체류시간이 길어 용융환원 시간을 충분히 확보할 수 있고, 더욱 강한 환원성 분위기를 유지할 수 있기 때문이다.
The chromium recovery rate of the ferrochrome manufactured from the above conditions is 95% or more, which is very high compared with the chromium recovery rate of 75-85% in the smelting using a conventional electric furnace. The reason for this is that the residence time in the melt and carbonaceous packed layer is longer than that of the electric furnace smelting method, thereby sufficiently securing the melt reduction time and maintaining a stronger reducing atmosphere.
이하, 본 발명에 의한 페로크롬의 제조방법을 제조예를 통하여 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the method for producing ferrochrome according to the present invention will be described in detail with reference to production examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited by the following examples.
<제조예 1><Manufacture example 1>
본 발명에 의한 페로크롬 제조장치를 이용하여 분 크롬광석 및 분철광석을 환원한 결과를 도 5에 나타내었다. 분 크롬광석 및 분철광석의 입도는 8mm 이하의 것이 사용되었으며, 그 조성을 표 1에 나타내었다. 5 shows the results of reducing the fine chromium ore and the iron ore using the ferrochrome production apparatus according to the present invention. The particle size of powder chromium ore and iron ore was 8 mm or less, and the composition thereof is shown in Table 1.
도 5에 도시된 바와 같이, 분 크롬광석의 혼합비가 증가함에 따라 환원 후 전체적인 철(Fe) 성분의 함량은 감소하나 크롬(Cr) 함량은 증가하고, 특히 크롬 광석의 혼합비가 증가함에 따라 환원 후의 철 성분의 환원율이 증가하다가 크롬 광석을 전량 사용시 감소하였다. As shown in FIG. 5, as the mixing ratio of the powdered chromium ore increases, the content of the entire iron (Fe) component decreases after reduction, but the chromium (Cr) content increases, in particular, as the mixing ratio of the chromium ore increases. The reduction rate of iron was increased and then decreased with the whole amount of chromium ore.
상기의 결과로부터 난환원성의 크롬광석과 철광석을 혼합하여 철 성분 환원시에 철 성분의 환원율이 철광석 단독으로 사용시에 비해 증대됨을 알 수 있다. 이러한 결과로부터 난환원성의 크롬광석과 철광석의 혼합사용으로 철광석 단독에 비해 철 산화물의 함량이 감소함에도 불구하고 환원후 금속 철 함량이 증대되기 때문에 예비환원로로부터 환원된 광석들을 금속 철 성분을 결합제로 활용하여 괴성체 제조장치를 통해 괴성체의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다. From the above results, it can be seen that by reducing the iron ore chromium ore and the iron ore reduced the reduction of the iron component when compared to the iron ore alone. From these results, mixed ore-reducing chromium or iron ore can reduce the amount of iron oxide compared with iron ore, but the iron content of iron is increased after reduction. It was confirmed that the compacted material can be manufactured by using the compacted material manufacturing apparatus.
상기로부터 제조된 환원철과 분 크롬광석을 활용하여 괴성체 제조결과, 환원 후 금속 철 성분이 약 20% 이상인 조건에서 괴성체의 제조가 가능함을 알 수 있었다. As a result of producing the compacted material by using the reduced iron and powder chromium ore prepared from the above, it was found that the compacted material can be manufactured under the condition that the metal iron component after the reduction is about 20% or more.
크롬광석을 단독으로 사용하여도 용융환원로에 투입이 가능한 강도를 갖는 괴성체를 충분이 제조할 수 있으나, 분철광석을 혼합하여 환원 후 괴성체를 제조하는 경우에 괴성체의 강도가 더욱 상승함을 도 6으로부터 확인할 수 있다.Even if chromium ore is used alone, a compacted material having a strength that can be added to a melting / reduction furnace can be sufficiently produced, but when the compacted ore is mixed to produce a compacted material after reduction, the strength of the compacted material is further increased. It can be confirmed from FIG.
상기 분 크롬광석과 철광석은 상기 표 1의 주요 성분이외에 결정수분, Na2O, K2O의 알칼리 산화물 및 불순물 성분인 S, P2O5, TiO2, ZnO 등을 포함한다.
The chromium ore and iron ore include crystalline moisture, Na 2 O, alkali oxides of K 2 O and impurity components S, P 2 O 5 , TiO 2 , ZnO, etc. in addition to the main components of Table 1.
<제조예 2><Manufacture example 2>
본 발명에 있어서, 최종 목적은 난환원 및 난용융성의 크롬광석으로부터 함 크롬 용철을 안정적이고 대량으로 제조하는 것이기 때문에 적정의 매용제 종류 및 함량의 결정이 매우 중요하다. In the present invention, since the final purpose is to produce a stable and large amount of chromium molten iron from hard-reducing and hard-melting chromium ore, it is very important to determine the appropriate solvent type and content.
이에 대해 매용제(석회석, 생석회, 백운석, 규사 등을 포함함)를 적절히 배합하여 제조된 괴성체의 용융환원 후의 슬래그 조성에 따라 용융점 및 점도를 평가한 결과를 표 2에 나타내었다. 괴성체 내의 크롬 및 철 성분을 제외한 주요 슬래그 성분에 따라 괴성체의 용융환원 반응의 진행시에 용융물이 지속적으로 진행될 수 있는 지가 결정되었다. Table 2 shows the results of evaluating the melting point and viscosity according to the slag composition after melt reduction of the compacted material prepared by appropriately blending a solvent (including limestone, quicklime, dolomite, silica sand, etc.). The main slag components excluding the chromium and iron components in the compacted material determined whether the melt could proceed continuously during the melt reduction reaction of the compacted material.
괴상의 탄재 충전층에서 용융환원 반응시 용융물이 연속적으로 흘러내리고 반응이 원할하게 진행되기 위해서는 괴성체로부터 발생되는 슬래그의 용융온도가 1,350℃~1,450℃ 내에 존재하는 것이 유리하였다. It was advantageous that the melt temperature of the slag generated from the compacted material was in the range of 1,350 ° C to 1,450 ° C in order for the melt to continuously flow during the melt reduction reaction in the bulk carbonaceous packed layer and the reaction proceeded smoothly.
표 2로부터 괴성체 내의 매용제를 포함한 슬래그 조성을 CaO/SiO2=0.8~1.28, (CaO+MgO)/SiO2=1.18~1.64, (CaO+MgO)/(SiO2+Al2O3)=0.74~1.04로 조절함이 적합함을 알 수 있으며, 다른 조성 영역에서도 슬래그의 용융온도는 1,350℃~1,450℃의 범위 내에 있음을 알 수 있으나, 슬래그의 유동성이 양호하지 않으며, 추후 용융환원로의 탄재로부터 공급되는 애쉬(ash)의 유입까지 반영한다면 슬래그의 점도는 더욱 증가하게 되어 슬래그의 유동성이 더욱 저하되기 때문에 바람직하지 않다. The slag composition including the solvent in the compacted material is shown in Table 2 as CaO / SiO 2 = 0.8 to 1.28, (CaO + MgO) / SiO 2 = 1.18 to 1.64, (CaO + MgO) / (SiO 2 + Al 2 O 3 ) = 0.74 It can be seen that it is suitable to adjust to ˜1.04, the slag melting temperature is also in the range of 1,350 ℃ ~ 1,450 ℃ in other composition region, but the flowability of slag is not good, the carbon material of the molten reduction furnace in the future Reflecting the inflow of ash supplied from the ash is not preferable because the viscosity of the slag is further increased and the fluidity of the slag is further lowered.
상기 본 발명에서 제시된 조성 범위에서 제조된 괴성체에 대해 용융환원온도 개시 영역을 평가에서도 모두 1,450℃~1,530℃의 온도범위에서 용융환원 반응을 유도할 수 있었지만, 이 조성범위를 벗어난 조성으로 제조된 괴성체는 용융환원 반응이 1,550℃이상으로 지연되거나 혹은 1,600℃에서도 환원후 고융점 물질의 생성에 기인하여 용융이 일어나지 않고, 형상을 그대로 유지하고 있음을 확인할 수 있었다.Even in evaluating the melting reduction temperature starting area for the compacted material prepared in the composition range presented in the present invention, it was possible to induce a melt reduction reaction in the temperature range of 1,450 ° C to 1,530 ° C. The compacted material was confirmed that the melt reduction reaction was delayed to 1,550 ° C. or more or that melting did not occur due to the generation of a high melting point material after reduction even at 1,600 ° C., and the shape was maintained as it is.
SiO2 CaO /
SiO 2
SiO2 (CaO + MgO) /
SiO 2
(SiO2+Al2O3)(CaO + MgO) /
(SiO 2 + Al 2 O 3 )
(℃)Melting point
(℃)
유동성 낮음Suitable for melting temperature,
Low liquidity
유동성 낮음Suitable for melting temperature,
<제조예 3><Manufacture example 3>
본 발명에 의한 페로크롬 제조방법에 의한 페로크롬 조업결과를 표 3에 나타내었다. 크롬광석과 철광석의 함량비에서 크롬광석 함량의 증가 및 용융환원 온도가 증가함에 따라 생성되는 용융금속 중 크롬 함량이 증가함을 알 수 있다. Table 3 shows the ferrochrome operation results by the ferrochrome production method according to the present invention. As the content of chromium ore and iron ore increases, the amount of chromium in the molten metal increases as the amount of chromium ore increases and the melting reduction temperature increases.
반면, 크롬 광석 함량이 높고 용융환원 온도가 낮은 경우에는 슬래그 중 크롬(Cr) 및 철(Fe) 함량은 증가한다. 특히, 슬래그 중 철(Fe)은 대부분이 금속 철(metal Fe)로 이루어진 것임을 알 수 있으며, 이는 크롬광석의 용융환원시 슬래그 중 크롬 산화물 성분에 의해 슬래그의 유동성이 저하되었기 때문인 것을 알 수 있다. On the other hand, when the chromium ore content is high and the melting reduction temperature is low, the chromium (Cr) and iron (Fe) content in the slag increases. In particular, it can be seen that iron (Fe) in the slag is mostly made of metal iron (metal Fe), it can be seen that the fluidity of the slag is reduced by the chromium oxide component in the slag during the melt reduction of chromium ore.
상기 실시예로부터 크롬광석의 용융환원이 원할하게 이루어지기 위해서는 용융환원 온도를 1,500℃ 이상 유지하여야 하며, 안정적인 조업을 하기 위해서는 1,530℃이상으로 배출된 함크롬 용철의 온도를 제어하는 것이 바람직하다.In order to melt reduction of chromium ore from the above embodiment, the melt reduction temperature should be maintained at 1,500 ° C. or higher, and in order to operate stably, it is preferable to control the temperature of the chromium molten iron discharged at 1,530 ° C. or higher.
(Total), %Fe
(Total),%
분 크롬광석과 매용제를 건조로에 장입하고, 가열로 및 예비환원로에서 예비환원하여 괴성체 제조장치에서 괴성체 제조후 용융환원로에서 괴상의 탄재와 함께 장입하고 용융환원한 결과, 50% 이상의 크롬을 함유한 페로크롬을 제조할 수 있었으며, 99% 이상의 실수율로서 장입 광석 중의 크롬을 용철 중으로 회수할 수 있었다.
50 minutes or more of chromium ore and solvents were charged into a drying furnace, pre-reduced in a heating furnace and a preliminary reduction furnace, and prepared as a compact in a compacted material manufacturing apparatus. Ferrochrome containing was able to be produced, and chromium in the charged ore could be recovered into molten iron at a real rate of 99% or more.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that.
그러므로 이상에서 기술한 실시예 들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .
Claims (5)
상기 건조된 분 크롬광석을 가열하는 단계;
상기 가열된 분 크롬광석을 예비환원하는 단계;
상기 예비환원된 분 크롬광석을 괴성화하여 괴성체를 제조하는 단계; 및
상기 괴성체를 용융환원로에 장입하고 탄재를 연소시켜 용융환원하는 단계를 포함하며,
매용제가 상기 분 크롬광석을 건조하는 단계, 상기 분 크롬광석을 가열하는 단계, 및 상기 분 크롬광석을 예비환원하는 단계 중 선택된 적어도 하나의 단계에 진입 전에 상기 분 크롬광석과 혼합되는 것을 특징으로 하는 페로크롬의 제조방법.Drying the minute chromium ore;
Heating the dried powdered chromium ore;
Pre-reducing the heated powdered chromium ore;
Preparing a compacted material by compacting the pre-reduced minute chromium ore; And
Charging the compacted material into a melting reduction furnace and burning the coal ash to melt reduction;
A solvent is mixed with the minute chromium ore before entering at least one of the steps of drying the minute chromium ore, heating the minute chrome ore, and pre-reducing the minute chromium ore. Method for producing ferrochrome.
상기 괴성체를 상기 용융환원로에 장입하기 전에 입도를 분급하는 단계를 더 포함하는 페로크롬의 제조방법.The method of claim 1,
A method for producing ferrochrome further comprising the step of classifying the particle size before charging the compacted material into the melt reduction reactor.
상기 분급에 의해 입도가 5mm 이상인 괴성체는 상기 용융환원로에장입되고 입도가 5mm 미만인 괴성체는 상기 건조로에 재장입되는 것을 특징으로 하는 페로크롬의 제조방법. The method of claim 2,
The compacted material having a particle size of 5 mm or more is charged into the melt reduction furnace by the classification, and the compacted material having a particle size of less than 5 mm is reloaded into the drying furnace.
상기 예비환원에 의해 금속 철(metallic Fe)이 전체 분 크롬광석의 적어도 20중량 퍼센트 형성되는 것을 특징으로 하는 페로크롬의 제조방법.The method according to any one of claims 1 to 3,
The pre-reduction method for producing ferrochrome characterized in that at least 20% by weight of the total iron chromium ore (metallic Fe) is formed.
상기 분 크롬광석과 혼합되는 상기 매용제는 석회석, 생석회, 백운석 및 규사 중 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 페로크롬의 제조방법.The method of claim 4, wherein
The solvent is mixed with the powder chromium ore is a method for producing ferrochrome, characterized in that at least one selected from limestone, quicklime, dolomite and silica sand.
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