(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭粉１００重量部に対して、含水率２０％以下に乾燥して破砕された牛糞を７６重量部以下で含む製銑用微粉炭。
【請求項２】
前記破砕された牛糞は、５０ｍｍ以下の粒度を有する、請求項１に記載の製銑用微粉炭。
【請求項３】
牛糞を乾燥する第１ステップと、
前記乾燥した牛糞を破砕機で破砕する第２ステップと、
前記牛糞を石炭粉と混合して微粉炭を製造する第３ステップと、
前記微粉炭を溶鉱炉または高炉に吹き込む第４ステップとを含み、
前記微粉炭は、石炭粉１００重量部に対して、含水率２０％以下に乾燥して破砕された牛糞を７６重量部以下で含む、銑鉄の製造方法。
【請求項４】
牛糞を乾燥する第１ステップと、
前記乾燥した牛糞を破砕機で破砕する第２ステップと、
前記牛糞を石炭粉と混合して微粉炭を製造する第３ステップと、
前記微粉炭を溶鉱炉または高炉に吹き込む第４ステップとを含み、
前記微粉炭は、石炭粉１００重量部に対して、含水率２０％以下に乾燥して破砕された牛糞を７６重量部以下で含み、
前記第２ステップの破砕機投入前に粒度選別機を経るようにして、粒度が５０ｍｍ以下の牛糞は、乾燥機に直に移送し、前記第２ステップの破砕機では、前記牛糞が５０ｍｍ以下の粒度を有するように破砕し、
前記乾燥機は、前記第２ステップと前記第３ステップとの間において、前記粒度選別機から直に移送される前記牛糞と、前記破砕機から移送される前記牛糞とを乾燥する、銑鉄の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛糞を含む製銑用微粉炭およびこれを用いた銑鉄の製造方法に関し、より詳細には、燃焼性を改善し、高炉操業の効率性と安定性を向上させることができる牛糞を含む製銑用微粉炭およびこれを用いた銑鉄の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製銑は鉄鉱石を溶かして銑鉄を作る過程で、溶鉱炉や高炉に鉄鉱石、コークス、石灰石を装入した後、１１００〜１３００℃の熱風を吹き込んでコークスを燃焼させ、鉄鉱石を溶解、還元させて、鉄鉱石に含まれた鉄を溶かすが、この際に出る鉄を銑鉄という。
【０００３】
コークスは、原料炭（石炭）を炉（Ｆｕｒｎａｃｅ）に入れて、約１，０００〜１，３００℃の高温で焼いたもので、鉄と酸素との化合物質である鉄鉱石を高炉内で溶かす熱源であるとともに、鉄分を鉄鉱石から分離させる還元剤の役割を果たす。
【０００４】
最近、製銑のための高炉操業は、技術発達に後押しされて、製造原価の高いコークスを多量使用していた操業から、高炉下部の羽口レベルで微粉炭を吹き込むことにより、大きな原価節減を図ることが可能になった。コークスは、高炉内部で還元剤、熱源および装入物を支持して通気性を確保する役割を果たしている。これに対し、微粉炭は、非常に微細な粒子を羽口レベルで吹き込むことで、数ミリセカンド（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ）内に早期に燃焼を誘導して、還元剤および熱源としての役割を果たす。
【０００５】
本発明の背景技術は、特許文献１（２０１１．１１．１１、石炭および微粉炭を用いた成形炭およびその製造方法）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】大韓民国登録特許公報第１０−１１９８６１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施例は、牛糞を含む製銑用微粉炭を提供する。
【０００８】
また、本発明の実施例は、牛糞を含む製銑用微粉炭を用いた銑鉄の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明の他の目的および利点は、下記の発明の詳細な説明、請求の範囲および図面によってさらに明確になる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面によれば、石炭粉１００重量部に対して、大きさ５０ｍｍ以下および含水率２０％以下に乾燥して破砕された牛糞を７６重量部以下で含む製銑用微粉炭が提供される。
【００１１】
本発明の他の側面によれば、牛糞を乾燥する第１ステップと、前記乾燥した牛糞を破砕機で破砕する第２ステップと、前記牛糞を石炭粉と混合して微粉炭を製造する第３ステップと、前記微粉炭を溶鉱炉または高炉に吹き込む第４ステップとを含む銑鉄の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施例によれば、牛糞を含むことで、微粉炭に含まれる石炭使用量を減少させることができて、温室ガスの低減および高炉操業の原価節減が可能である。
【００１３】
また、既存の微粉炭の燃焼性を大幅に改善して効率的な高炉操業が可能である。特に、微粉コークスの燃焼を促進して、粉蓄積によって２次的に高炉の通気性および通液性が阻害されるのを防止することができて、安定した高炉操業が可能である。
【００１４】
本発明の実施例により、農畜産廃棄物の牛糞を活用する場合、農畜産廃棄物を資源化して環境的な側面で有用である。また、還元ガスの生成が容易で鉄鉱石の高速還元が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による牛糞を含む微粉炭の牛糞代替比に応じた微粉炭の燃焼性を比較した結果を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による牛糞を含む微粉炭の炭種別の燃焼性を比較した図である。
【図３】本発明の一実施例による牛糞を含む微粉炭の牛糞代替比に応じた燃焼発熱量を比較した図である。
【図４】本発明の一実施例による牛糞を含む微粉炭の牛糞代替比に応じたボッシュガスボリューム（Ｂｏｓｈ  ｇａｓ  ｖｏｌｕｍｅ）の変化を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による牛糞を含む微粉炭の牛糞代替比に応じたスラグボリューム（Ｓｌａｇ  ｖｏｌｕｍｅ）の変化を示す図である。
【図６】本発明の一実施例による牛糞の吹き込み性指数を示す図である。
【図７Ａ】従来の微粉炭の粒子形状を示す図である。
【図７Ｂ】本発明の一実施例による牛糞の粒子形状を示す図である。
【図８】本発明の他の実施例による牛糞を含む製銑用微粉炭を用いた銑鉄の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、多様な変換が加えられて様々な実施例を有し得るが、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明に詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変換、均等物乃至代替物を含むことが理解されなければならない。本発明を説明するにあたり、かかる公知の技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をあいまいにし得ると判断された場合、その詳細な説明を省略する。
【００１７】
第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するのに使われるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使われる。
【００１８】
本出願で使った用語は、単に特定の実施例を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。
【００１９】
以下、本発明による牛糞を含む製銑用微粉炭およびこれを用いた銑鉄の製造方法の実施例を、添付図面を参照して詳細に説明し、添付図面を参照して説明するにあたり、同一または対応する構成要素は同じ図面番号を付し、これに関する重複した説明は省略する。
【００２０】
本発明の一側面によれば、本発明は、石炭粉１００重量部に対して、大きさ５０ｍｍおよび含水率２０％以下に乾燥して破砕された牛糞を７６重量部以下で含む製銑用微粉炭を提供する。
【００２１】
本発明において、石炭の代替材として使用される牛糞は、基本的に多量の揮発分を含んでいて、石炭に比べて固定炭素が非常に低い特徴を見せており、特に、発熱量は既存の石炭の５０％水準を示している。しかし、牛糞の揮発分は、炭素に比べて早期熱分解および高濃度の酸素を含有する特性があり、既存の炭素の燃焼を促進できる添加剤としての活用が可能であることが明らかになった（表１参照）。さらに、牛糞は、表２に示されているように、発生量が著しく多くて需給が容易で、高炉で連続的に使用できるという利点がある。
【００２２】
また、既存の牛糞はほとんど堆肥などに活用されているが、使用量より発生量が著しく多くて、多くの畜産農家で処理に困っていた。したがって、本発明において、畜産廃棄物として扱われる牛糞を高炉操業に適用することにより、環境問題の改善のみならず、原価低減にも大きく寄与することができる。
【００２３】
本発明により、牛糞を微粉炭に活用する場合、微粉炭の燃焼性を著しく改善することができる。図１は、牛糞代替比に応じた微粉炭の燃焼性を比較したもので、微粉炭を漸進的に牛糞に代替して燃焼を実施する場合、最大９８．４％まで燃焼性が改善されることを確認することができた（図１参照）。特に、本発明は、低品質の微粉炭の燃焼性の改善効果が非常に優れている。品質の低い微粉炭は燃焼効率が低くて未燃焼チャー（ｃｈａｒ）を多量形成し、高炉内部に全方向に蓄積されてコークスの間の空隙を塞ぐことで高炉の通気性および通液性を低下させる悪影響を及ぼす。また、羽口レベルではコークスの粉化も大きいが、通常、未燃焼チャー（ｃｈａｒ）は反応界面積が非常に広くて微粉のコークスより燃焼が相対的に速く、微粉コークスの燃焼を阻害して、粉蓄積によって２次的に高炉の通気性を阻害する。したがって、本発明によれば、低品質の微粉炭の燃焼効率を改善させることができて、低品質の微粉炭利用時の問題点を解決することができ、安定した高炉操業を誘導することができる。
【００２４】
また、本発明により、牛糞を活用する場合、微粉炭の発熱量を改善することができる。微粉炭の燃焼性は高炉内部の微粉蓄積とも関係があるが、燃焼効率に応じて微粉炭の初期発熱効果にも大きな影響を及ぼす。したがって、このような牛糞による燃焼性の改善効果と初期発熱量の変化をより綿密に比較するために、微粉炭の炭種別の牛糞比に応じた発熱量の変化を調べて、図３に示した。その結果、燃焼性が、牛糞を含む微粉炭の場合、大幅に改善された燃焼性によって牛糞比が増加することにより、最大３０％水準までは着実に初期発熱量の上昇が確認された。
【００２５】
一方、製銑工程において、高炉のボッシュガスボリューム（Ｂｏｓｈ  ｇａｓ  ｖｏｌｕｍｅ、ＢＧＶ）が管理基準以下となるように牛糞を含むことが重要である。したがって、本発明において、微粉炭は、石炭粉１００重量部に対して、牛糞を７６重量部以下で含むことが好ましい。
【００２６】
微粉炭の一部を牛糞に代替する場合、牛糞の高い揮発成分によるボッシュガスボリューム（Ｂｏｓｈ  ｇａｓ  ｖｏｌｕｍｅ、ＢＧＶ）の上昇およびこれによる高炉圧力の上昇が懸念される。高炉圧力が上昇する場合、円滑な通気性の確保が難しく、安定した高炉操業が不可能になり得る。したがって、安定した高炉操業のためには、好ましくは、石炭粉１００重量部に対して、牛糞を７６重量部以下で含む（図４参照）。石炭粉１００重量部に対して、牛糞を７６重量部超えて含む場合、ボッシュガスボリュームが、管理基準の一例として、約１０，８００Ｎｍ３／ｍｉｎ以下に維持することが難しい。前記牛糞の重量部は、図４などに示された、石炭粉に対する牛糞代替比を換算して示したものである。すなわち、石炭粉に対する牛糞代替比は４３％以下で含む（図４参照）。
【００２７】
また、牛糞の場合、灰分（Ａｓｈ）含有量が高いが、微粉炭の一部を牛糞に代替する場合、高炉スラグボリューム（ｓｌａｇ  ｖｏｌｕｍｅ）には大きな影響を及ぼさないことが明らかになった（図５参照）。
【００２８】
本発明において、前記破砕された牛糞はこれに限定されるものではないが、５０ｍｍ以下の粒度を有することが好ましい。牛糞の粒度が５０ｍｍを超える場合、牛糞の乾燥にエネルギーが多く費やされ、石炭粉との均一な混合に困難がある。
【００２９】
本発明による牛糞を含む微粉炭は、石炭粉および牛糞の他に、通常の微粉炭に投入される多様な成分が追加的に含まれる。本発明の属する技術分野における通常の技術者は、高炉操業の条件によって適宜追加成分を投入するのに困難がない。
【００３０】
一方、本発明の実施例によれば、微粉炭に配合される成分として牛糞を例示しているが、本発明の思想は、牛糞のみならず、犬、豚、ヤギ、馬など他の家畜の糞尿に拡張可能である。
【００３１】
本発明の他の側面によれば、本発明は、牛糞を乾燥する第１ステップと、前記乾燥した牛糞を破砕機で破砕する第２ステップと、前記牛糞を石炭粉と混合して微粉炭を製造する第３ステップと、前記微粉炭を溶鉱炉または高炉に吹き込む第４ステップとを含む銑鉄の製造方法を提供する。
【００３２】
本発明の具体的な一側面によれば、牛糞の乾燥は、前記第１ステップで発酵が起こらない条件で含水率が６５％以下となるようにヤードで１次的に自然乾燥させ、前記第２ステップの破砕機を経て破砕された牛糞を、乾燥機に投入して含水率２０％以下となるように２次的に乾燥させることができる。前記のように、牛糞をヤードで１次的に自然乾燥させた後、乾燥機で乾燥させると、乾燥による費用を節減することができる。すなわち、牛糞乾燥ヤードは、雨天時に水分の流入を防止可能な屋根付き設備で十分であり、相対的に設備費用が多くかかる乾燥機設備による費用を節減することができる。また、牛糞を１次乾燥後、破砕機で破砕した後、乾燥機に投入すると、乾燥効率をさらに改善することができる。
【００３３】
本発明の具体的な他の側面によれば、前記第２ステップの破砕機投入前に粒度選別機を経るようにして、粒度が５０ｍｍ以下の牛糞は乾燥機に直に移送し、前記第２ステップの破砕機では、牛糞が５０ｍｍ以下の粒度を有するように破砕する。前記のように、破砕機投入前に粒度選別機を経て粒度が５０ｍｍ以下の牛糞を直に乾燥機に移送させると、破砕効率を改善することができる。
【００３４】
本発明の具体的なさらに他の側面によれば、前記乾燥機は、既存の高炉を含む製銑工程の廃熱を活用したり、高炉ガス、コークスガス、または転炉ガスなどの副生ガスを活用して加熱することができる。したがって、本発明によれば、銑鉄製造工程で発生する廃熱または副生ガスを活用して牛糞を乾燥することができて、追加費用を最小化しながら、石炭使用量を減縮することができる。
【００３５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００３６】
主要牛糞および高炉用微粉炭（石炭）の特性の比較
本発明では、微粉炭の燃焼性改善のために多様な代替燃料を発掘しており、その主要特性は、表１に示されているように、既存の微粉炭として使用される石炭とともに比較した。
【００３７】
石炭の代替材として考慮されるバイオマスは、基本的に多量の揮発分を含んでいて、石炭に比べて固定炭素が非常に低い特徴を見せており、特に、発熱量は既存の石炭の５０％水準を示している。しかし、バイオマスの揮発分は、炭素に比べて早期熱分解および多量の酸素を含有する特性があり、既存の微粉炭の燃焼を促進できる添加剤としての活用が可能であると判断される。下記表１は、主要バイオマスおよび高炉用微粉炭（石炭）の特性を示す。
【表１】
0006336628.tif 000002
【００３８】
一方、石炭の代替材として牛糞が好ましい。牛糞は、表２に示されているように、発生量が著しく多くて需給が容易で、高炉で連続的に使用できるという利点がある。牛糞の韓国国内での発生量は年間２３，２９１，７４５トンと推定される。牛糞の約８５％には水分を含有し、完全乾燥後も年間３，４９３，７８０トンになると推定される。下記表２は、韓国国内の牛糞発生量を示す。
【表２】
0006336628.tif 000003
【００３９】
また、既存の牛糞はほとんど堆肥などに活用されているが、使用量より発生量が著しく多くて、多くの畜産農家で処理に困っていた。したがって、本発明において、畜産廃棄物として扱われる牛糞を高炉操業に適用することにより、環境問題の改善のみならず、原価低減にも大きく寄与することができる。
【００４０】
牛糞代替比に応じた微粉炭の燃焼性の変化
図１は、牛糞代替比に応じた微粉炭の燃焼性を比較したもので、微粉炭を単独で使用する場合には、ＹＱ０が６５．１％、ＺＨ０が５０．３％、およびＣＵＰが５１．３％の燃焼率を示し、ＹＱ０は比較的良好な燃焼性を示すが、ＺＨ０とＣＵＰは非常に低い燃焼特性を示した。しかし、微粉炭を漸進的に牛糞に代替して燃焼を実施する場合、最大９８．４％まで燃焼率が改善されることを確認することができた（図１参照）。
【００４１】
微粉炭の種別に牛糞代替による効果をより綿密に検討するために、燃焼性が直線的に改善される牛糞比２５％における燃焼率を比較して、図２に示した。その結果、ＹＱ０が６９．７％、ＺＨ０が７８．９％、およびＣＵＰが８０．９％と燃焼率が改善されることを確認することができた。しかし、図２に示されているように、微粉炭を牛糞に代替する場合、燃焼性の改善効果は確認されたが、微粉炭の炭種によってその効果は差を見せた。すなわち、既存の燃焼性が劣悪であったＺＨ０とＣＵＰの場合、相対的に著しい改善効果を確認することができた。
【００４２】
牛糞代替比に応じた微粉炭の発熱量の変化
微粉炭の燃焼性は高炉内部の微粉蓄積とも関係があるが、燃焼効率によって微粉炭の初期発熱効果にも大きな影響を及ぼす。例えば、発熱量が７，６６５Ｋｃａｌ／ｋｇであるＹＱ０微粉炭の燃焼率が６５．１％の場合、１次発熱量は４，９９０Ｋｃａｌ／ｋｇに過ぎないので、高効率操業には不利になる。したがって、このような牛糞による燃焼性の改善効果と初期発熱量の変化をより綿密に比較するために、微粉炭の炭種別の牛糞比に応じた発熱量の変化を調べて、図３に示した。
【００４３】
燃焼性が低かったＺＨ０とＣＵＰは、牛糞代替時、大幅に改善された燃焼性によって牛糞比が増加することにより、最大３０％水準までは着実に初期発熱量の上昇が確認された。一方、ＹＱ０の場合、牛糞の燃焼性が改善されているにもかかわらず、牛糞比２５％水準まで着実に初期発熱量が減少することを確認した。これは、ＹＱ０の場合、他の２種の微粉炭に比べて初期発熱量が一定水準優れており、牛糞の添加によって牛糞の低い発熱量（３，７４２Ｋｃａｌ／ｋｇ）の影響を受けたからと見られる。
【００４４】
牛糞代替比に応じたボッシュガスボリューム（Ｂｏｓｈ  ｇａｓ  ｖｏｌｕｍｅ）の変化
微粉炭の一部を牛糞に代替する場合、牛糞の高い揮発成分によるボッシュガスボリューム（Ｂｏｓｈ  ｇａｓ  ｖｏｌｕｍｅ、ＢＧＶ）の上昇およびこれによる高炉圧力の上昇が懸念される。高炉圧力が上昇する場合、円滑な通気性の確保が難しく、安定した高炉操業が不可能になり得る。
【００４５】
内容積が５，２５０ｍ３の高炉で、風量７，０００Ｎｍ３／ｍｉｎ、調湿量２５ｇ／Ｎｍ３、酸素負荷量３２，１００Ｎｍ３／ｍｉｎ、および微粉炭比（ＰＣＲ）１６５ｋｇ／ｔｈｍの操業条件下、牛糞代替比に応じた微粉炭種別のＢＧＶの変化を比較し、その結果を図４に示した。微粉炭の単独使用時には、ＹＱ０が１０，４７３Ｎｍ３／ｍｉｎ、ＺＨ０が１０，４８２Ｎｍ３／ｍｉｎ、およびＣＵＰが１０，４７５Ｎｍ３／ｍｉｎと管理基準の１０，８００Ｎｍ３／ｍｉｎを下回るが、牛糞比とともに着実に増加して、牛糞比１００％では１１，６００Ｎｍ３／ｍｉｎと直線的に増加することが分かる（図４参照）。ただし、前記管理基準はより厳しく変動する可能性があるので、安定した高炉操業のためには、好ましくは牛糞比を４３％以下とする。
【００４６】
牛糞代替比に応じたスラグボリューム（Ｓｌａｇ  ｖｏｌｕｍｅ）の変化
牛糞の場合、灰分（Ａｓｈ）含有量が高くて、微粉炭の一部を牛糞に代替する場合、高炉スラグボリューム（ｓｌａｇ  ｖｏｌｕｍｅ）が上昇する恐れがある。スラグボリュームが上昇する場合、溶銑の出銑不良と還元剤比の上昇という問題が伴うことがある。したがって、円滑な高炉操業に必要な適正な管理水準を調べる必要がある。
【００４７】
内容積が５，２５０ｍ３の高炉で、風量７，０００Ｎｍ３／ｍｉｎ、調湿量２５ｇ／Ｎｍ３、酸素負荷量３２，１００Ｎｍ３／ｍｉｎ、および微粉炭比（ＰＣＲ）１６５ｋｇ／ｔｈｍの操業条件下、牛糞代替比に応じた微粉炭種別の高炉スラグボリュームの変化を比較し、その結果を図５に示した。牛糞を添加しない場合、ＹＱ０が３０２ｋｇ／ｔｈｍ、ＺＨ０が３０３ｋｇ／ｔｈｍ、およびＣＵＰが３００ｋｇ／ｔｈｍ水準となり、牛糞比１００％水準でも３１０ｋｇ／ｔｈｍとなっていて、スラグボリュームには大きな影響を及ぼさないことが明らかになった（図５参照）。ただし、前記管理基準は今後より厳しく変動する可能性があるので、安定した高炉操業のために、好ましくは牛糞比を４３％以下に定めるとよい。
【００４８】
牛糞および従来の微粉炭の吹き込み性指数の比較
吹き込み性は、破砕済みの微粉炭を複数のパイプを介して高炉に移送する時、前記微粉炭が前記高炉内に容易に吹き込まれるかを示す指標である。吹き込み性は、前記微粉炭と前記パイプの内壁の間の摩擦力、抵抗力などの要因によって影響を受けることがある。図６に示されているように、牛糞の吹き込み性指数は、ＹＱ０、ＣＵＰ、ＹＢ０のような微粉炭に比べて約１／３以下の低い値を有し、これによって、牛糞の場合、相対的に優れた運搬特性を示している。一方、図示の吹き込み性指数管理基準である０．３５は、今後の操業条件によって変動可能である。
【００４９】
従来の微粉炭および牛糞の燃焼後の粒子形状の比較
図７Ａは、従来のＹＱ０炭の燃焼後の粒子形状を示しており、図７Ｂは、本発明の一実施例による牛糞の燃焼後の粒子形状を示している。図１に示されているように、ＹＱ０炭は、他の従来の微粉炭に比べて相対的に高い燃焼率を備えているが、粒子の微細形状は不定形となっている。
【００５０】
これに対し、牛糞の場合、ＹＱ０に比べて相対的に球状の粒子形状を有し、この球状の形状は完全燃焼特性を持っていることを意味する。
【００５１】
本発明の一実施例による牛糞を含む製銑用微粉炭を用いた銑鉄の製造方法
本実施例は、既存の石炭を使用する微粉炭吹き込み工程に牛糞を同時吹き込み方式で適用する方法を示す。本実施例によれば、既存の微粉炭を吹き込む銑鉄製造工程に最小の設備を追加して容易に適用が可能であるという利点がある。
【００５２】
以下、図８を参照して、本発明の具体的な一実施例による牛糞を含む製銑用微粉炭を用いた銑鉄の製造方法を説明する。
【００５３】
まず、図８のＡを参照すれば、既存の石炭のみ単独で使用する微粉炭吹き込み工程は、石炭貯蔵サイロ（ｓｉｌｏ）１０に２種または３種の原料炭を１次的に貯蔵し、サイロの下部から所望の配合比に応じて定量切り出して、混合炭貯蔵ホッパー２０から粒度選別機３０を経て不純物などを除去した後、微破砕機４０を経て７５μｍ以下の粒度が７０％以上となるように破砕し、貯蔵ビン５０で２次的に貯蔵後、コンベアホッパー６０を経て、１８ｂａｒの圧力でＮ２とともに移送されて微粉炭吹き込みホッパー７０に貯蔵され、最終的に１０ｂａｒ以上の空気圧で高炉８０の羽口レベルで吹き込みが行われる工程である。
【００５４】
次に、図８のＢを参照すれば、水分の高い牛糞、特に牛糞を微粉炭に活用するために、１次的に牛糞１１０をヤードで水分が最小８５％以下となるように自然乾燥を実施した。この時、牛糞乾燥ヤードは、雨天時に水分の流入を防止可能な屋根付き設備であれば十分である。
【００５５】
次に、自然乾燥した牛糞１１０は、牛糞貯蔵ホッパー１２０に貯蔵された後、粗破砕機１４０を経て粒度が５０ｍｍ以下となるように破砕された。この時、牛糞貯蔵ホッパー１２０の下部に粒度選別機１３０を設けて、粒度が５０ｍｍ以下となる牛糞は、粗破砕機１４０を経ずに、直に乾燥機１５０に移送可能にして、粗破砕機１４０の破砕効率の上昇を図ることができる。
【００５６】
次に、乾燥機１５０は、温度が最小１００℃となるようにして水分を除去し、この時、乾燥熱は、既存の高炉およびその他製銑工程の廃熱の活用、または高炉ガス、コークスガス、転炉ガスなどの副生ガスを活用した間接加熱方式を採用した。しかし、収集された牛糞の水分が２０％水準の場合、前記のような工程は省略し、既存の石炭専用工程を直に活用することも可能である。
【００５７】
このように乾燥した牛糞は、牛糞貯蔵サイロ（ｓｉｌｏ）１６０に１次的に貯蔵し、サイロの下部から所望の配合比に応じて定量切り出して、混合炭貯蔵ホッパー２０に投入された。
【００５８】
いくつかの他の実施例によれば、前記牛糞１１０の乾燥は、自然状態で、含水率２０％以下で行われる。含水率２０％以下に自然乾燥した牛糞１１０は、牛糞貯蔵ホッパー１２０に貯蔵された後、粗破砕機１４０を経て粒度５０ｍｍ以下となるように破砕される。粒度５０ｍｍ以下となるように破砕された牛糞１１０は、牛糞貯蔵サイロ１６０に貯蔵される。また、牛糞貯蔵ホッパー１２０の下部に設けられる粒度選別機１３０によって、粒度５０ｍｍと判定される牛糞は、粗破砕機１４０を経ずに、牛糞貯蔵サイロ１６０に移送される。
【００５９】
以後、前記牛糞１１０は、上述した微粉炭吹き込み工程を経て、微粉炭吹き込みホッパー７０を介して高炉８０の羽口レベルで吹き込まれて銑鉄が製造された。
【００６０】
上述のように、本発明の実施例によれば、牛糞を含むことで、微粉炭に含まれる石炭使用量を減少させることができて、温室ガスの低減および高炉操業の原価節減が可能である。
【００６１】
また、既存の微粉炭の燃焼性を大幅に改善して効率的な高炉操業が可能である。特に、微粉コークスの燃焼を制御して粉蓄積によって２次的に高炉の通気性および通液性が阻害されるのを防止することができて、安定した高炉操業が可能である。
【００６２】
本発明の実施例により、農畜産廃棄物の牛糞を活用する場合、農畜産廃棄物を資源化して環境的な側面で有用である。また、還元ガスの生成が容易で鉄鉱石の高速還元が可能である。
【００６３】
一方、本発明の実施例によれば、微粉炭に配合される成分として牛糞を例示しているが、本発明の思想は、牛糞のみならず、犬、豚、ヤギ、馬など他の家畜の糞尿に拡張可能である。
【００６４】
以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想から逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加などによって本発明を多様に修正および変更可能であり、これも本発明の権利範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
１０：石炭貯蔵サイロ
２０：混合炭貯蔵ホッパー
３０、１３０：粒度選別機
４０：微破砕機
５０：貯蔵ビン
６０：コンベアホッパー
７０：微粉炭吹き込みホッパー
８０：高炉
１１０：牛糞
１２０：牛糞貯蔵ホッパー
１４０：粗破砕機
１５０：乾燥機
１６０：牛糞貯蔵サイロ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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