무코크스 철광석 괴성화 방법에 대한 연구

초록

최근 CO2 배출량 저감 방안 모색이 세계적인 이슈이다. 한국의 경우 산업부문별 CO2 배출량을 보면 철강업이 포함된 제 1차 금속산업이 차지하는 비중이 37.73%로 가장 높기 때문에 국내 철강사들은 CO2 배출 저감을 위한 기술 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 특히 제철소 내에서도 에너지 사용량이 가장 많은 제선 공정에서는 열 에너지 사용 효율을 증가시켜 연료인 코크스의 생산량 대비 사용량을 감축하는 것에 주력하고 있다. 이러한 배경에 따라 CO2 배출량을 획기적으로 감축할 수 있는 무코크스 철광석 괴성화 방법에 대한 아이디어를 고안하였다. 이 방법은 미분광에 점결제로 물유리를 혼합하여 가압성형을 통해 브리켓으로 제조한 후 CO2 분위기에 노출시키면 물유리에 함유된 규산나트륨(Na2SiO3)이 CO2와 반응하여 탄산나트륨(Na2CO3)과 이산화규소(SiO2)를 생성하게되고, 광석입자간 마찰 증가, 기공 감소에 따른 밀도 증가에 기인하여 강도가 증가하는 원리를 이용한 방법이다. 이 방법의 경우 고온 소성과정을 거치지 않기 때문에 코크스를 사용하지 않아 CO2가 전혀 배출되지 않을뿐만 아니라 반응가스로 다른 공정에서 발생한 CO2 함유 배가스를 재활용할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 제조조건에 따른 브리켓의 압축강도를 측정하여 최적조건을 도출하였으며 기존 제품인 소결광과의 비교를 통해 무코크스 철광석 괴성화 기술로 제조된 브리켓의 유효성에 대하여 고찰하였다. 그 결과, 물유리가 5% 함유되고 성형압이 4 ton/cm2 이상으로 제조된 브리켓의 분화지수(shatter index)가 기존 소결광과 유사한 수준을 나타냄을 확인하였다.