일반기술

저밀도이면서 입자가 해면형상인 분철의 제조방법

본 발명은 철강회사나 비철회사에서 발생하는 슬러지(Sludge)와 분진을 원료로 하고 분철을 환원시키기 위한 공정중 종래 따로 혼합시켜주던 환원제들을 슬러지나 분진내에 포함되어 있는 탄소등의 환원재료를 사용해 그대로 환원작업을 할 수도 있고 유해불순물만 제거하고 나머지 산화물과 흑연성분등의 불순물을 제거하지 않고 직접 특수한 성질을 갖는 복합소재용 재료로 사용할 수도 있으므로 경제성, 생산성, 작업성을 향상시키고, 폐기시켰던 슬러지와 분진을 재활용하여 부가가치를 높일 수 있는 해면분철을 얻고 특히 용도가 다양한 저밀도 해면철분 제조방법을 제공함을 본 발명의 목적으로 한다.본 발명은 해면철분을 생산하기 위한 종래의 원료선택과 제조방법의 비합리성 및 낭비, 공정의 번거로움등의 폐단을 해결하기 위한 것으로 원료로는 제철 및 제강공정중 발생되는 슬러지 및 분진을 사용하고자 함을 가장 핵심으로 하는바, 이때 집진되는 슬러지는 화학적 성분이 전철분(T,Fe) 22-72%, 금속철분(M,Fe) 2% 이하, 산화규소(SiO2) 1.0-9.3%, 산화마스네슘(MgO) 0.3-4.4%, 산화칼슘(CaO) 2.8-21%, 산화알루미늄(Al2O3) 0.3-4.7%, 고정탄소(Fixed C) 18-41%, 산화아연(ZnO) 0.1-4.0%인 조성을 가지며, 물리적 특성으로는 입자크기가 20-250마이크론(micron)이고 겉보기밀도 1.2-2.0g/㎤, 진밀도 3.3-4.3g/㎤이며 기공율이 40-65% 정도이고, 분진은 화학적 성분이 전철분(T.Fe) 17-66%, 산화규소(SiO2) 1-13.4%, 산화마그네슘(MgO) 0.1-3%, 산화칼슘(CaO) 1.8-25%, 산화알루미늄(Al2O3) 0.1-8%, 탄소(C) 0.1-54%, 산화아연(ZnO) 0.2-33%, 산화납(PbO) 0-5%의 조성을 가지며, 물리적 특성으로는 입자크기가 44-500마이크론이고 겉보기밀도 1.1-2.0g/㎤, 진밀도 3.2-4.3g/㎤이며 기공율이 41-65%정도이다.그러므로 상기와 같이 화학적 성분과 물리적 특성을 갖는 슬러지와 분진은 이미 미세한 분말의 형태이므로 해면분철의 제조원료로 아주 적당한 조건을 가지고 있으며, 이와같은 슬러지, 또는 분진을 환원로에서 가열하게되면 슬러지와 분진에 포함된 탄소나 탄소성분인 흑연, 코크스등의 고체환원제에 의해 환원되는데 이때 슬러지와 분진에 함유되어 있는 탄소가 10% 이상인 경우에는 상기 탄소가 입자끼리의 융착을 방지하면서 직접 고체환원제 작용을 하게 되어 별도의 환원제의 첨가없이 직접 환원되며, 탄소가 10% 이하인 경우에는 수소나 수소를 함유하면서 가격이 저렴한 나프타, 암모니아, 또는 CO가스등의 기체환원제를 첨가하여 환원시키게 된다. 이어 냉각도중 탈탄과 소둔처리를 실시하고 분쇄와 자력선별, 분급, 입도조정을 거쳐 해면분철을 얻게 된다.