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석탄 처리 공정의 단일입자 파손 시험

전문가 제언: ○ 새로운 용융환원 제철공법인 COREX 공정은 기존의 전 처리된 철광석 원료와 코크스, 석회석을 장입하는 용광로와 달리 코크스 생산 및 철광석의 소결과정 등의 전처리 과정이 없이 철광석 분말과 미분탄을 용광로에 직접 투입함으로써 철 생산원가를 획기적으로 줄이고, 환경문제를 줄일 수 있는 새로운 제선공정이다.

- COREX 공정에서는 철광석 분말의 입도는 물론 투입되는 분탄의 입도분포는 매우 중요한 인자이다. 석탄 입자 크기는 +16mm로 평균입도가 줄어들수록 용광로 내에서 가스채널 현상이 일어나 반응온도가 떨어지므로 제품의 품질 저하요인이 되고 있어 원료탄은 균일한 입도분포를 유지하여야 한다.

○ 호주 Gladstone 항만청은 COREX 공정에 투입할 석탄의 균일한 입도분포와 투입에너지 관계를 규명하기 위해 석탄, 광물 및 고체입자를 사용하여 여러 가지 파손 시험장치를 활용한 시험을 수행하였다. 검토된 시험장치는 (1) 단일입자 충격시험장치, (2) 진자충격 시험장치, (3) 단축 압축 시험장치로, 이 중에서 단순입자 파손에너지 이용패턴을 쉽게 측정할 수 있는 진자충격 시험장치(pendulum device)를 활용하였다.

- 연구를 통하여 얻어진 결과는 단일입자 파손을 위한 적절한 실험방법 개발, 단일입자 파손과정에서 에너지 이용효율, 입자크기, 모양, 물리적 특성이 파손 특성에 미치는 영향, 제품입도에 대한 파라미터, 에너지와 입자크기를 줄이기 위한 상관관계 등을 규명하였다. 파손된 입자 분말도는 분쇄에너지 증가에 따라 증가하고 있다.

○ 현재 POSCO에서는 2001년 이래 60톤/연 규모의 COREX 공정을 시험 가동 중에 있으며, 일정한 철광석 원료의 입도(8~35mm)의 제한성을 줄이기 위해 COREX 공정보다 한 단계 발전된 새로운 FINEX 공정을2003년부터 개발하여 가동하고 있으므로, 본 연구에서 제시한 석탄 및 광석 파손실험장치의 특성 및 석탄, 광물원료의 입도분포와 투입에너지 등의 각종 실험데이터를 POSCO가 개발 중인 새로운 용융환원 제선공정의 주요 공급 원료인 석탄 및 철광석의 품질관리에 적극 활용하기를 기대한다.

저자: Sahoo, R
자료유형: 학술정보