KR100236192B1 - 분철광석의 유동층식 예비환원장치,용융환원장치 및 예비환원방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 철광석와 일반탄을 직접사용하여 선철을 제조하는 용융환원법에 있어서 입도분포가 넓은 분철광석을 예비환원하는 분철광의 유동층식 환원장치 및 이를 이용한 분철광석의 예비환원방법및 예비환원된 환원철을 용융환원하여 용선을 제조하는 용융환원장치에 관한 것이다.

본 발명은 분철광석의 3단 유동층식 예비환원 장치에 있어서,

제1유동층환원로에서 대립광석을, 그리고 제2유동층환원로에서중/미립광석을 기포및 난류유동환원하도록 구성되고, 상기 제1유동층환원로및 제2유동층환원로에서 배출되는 중/대립광석을 공급받아 기포유동층을 형성하면서 중/대립광석을 최종 환원하여 배출 하도록 구성되는 최종 유동층환원로;및 상기 최종 유동층환원로의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하여 최종 유동층환원로에 순환되도록 구성되는 제3고온사이클론를 추가로 포함하는 분철광석의 유동층식 예비환원 장치및 이 장치를 이용하여 분철광석을 예비환원하는 방법과 예비환원철을 공급받아 용철을 제조하는 용융환원로를 포함하는 용융환원장치를 그 요지로 한다.

Description

분철광석의 유동층식 예비환원장치,용융환원장치 및 예비환원방법

본 발명은 철광석과 일반탄을 직접사용하여 선철을 제조하는 용융환원기술에 있어서 입도분포가 넓은 분철광석을 예비환원하는 유동층식 예비환원장치 및 이를 이용한 예비환원방법과 상기 예비환원장치에 의해 환원된 예비환원철을 공급받아 용선으로 제조하는 용융환원로를 포함하는 용융환원장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 분철광석중 미립광석의 함유비율이 높거나 또는 채굴광석의 물리적 특성상 예비환원반응온도 조건에서 쉽게 열분화되어 환원중 미립상의 함유비율이 높은 분철광석을 입도별로 분급 안정되게 예비환원할 수 있는 유동층식 예비환원장치 및 이를 이용한 예비환원방법과 상기 예비환원장치에 의해 환원된 예비환원철을 공급받아 용선으로 제조하는 용융환원로를 포함하는 용융환원장치에 관한 것이다.

통상적으로 철광석을 환원하여 용철을 제조하는 방법으로는 고로법과 샤프트로(Shaft Furnace)또는 로타리킬른(Rotary Kiln), 그리고 유동층로를 사용하여 고상에서 환원철을 제조하는 직접제철법과 전기로에서 용해하는 방법들이 종래부터 채용되고 있다.

현재 선철제조공정의 주류를 이루는 고로법에 의한 용철제조방법에서는 열원 및 환원제로 고품위 점결탄을 사용하여 제조한 괴상의 코우크스를 이용하고 철광석은 통기성과 환원성을 향상시키기 위해 괴상의 소결광으로 제조하여 장입한다. 이 때문에 고로법은 강점결탄을 건류하기 위한 코우크스로 및 소결광 제조설비를 필요로 하며, 막대한 설비투자비와 함께 대량 생산에 따른 조업의 유연성 결핍 및 전처리설비의 환경오염원 배출등이 최근에 와서 문제점으로 제기되고 있다.

고로이외의 제철법으로 직접환원법의 경우 고품위 철광석과 천연가스를 개질한 환원가스를 사용하여 환원철을 제조하는 관계로 현재까지는 주로 쳔연가스의 공급이 용이하거나 고품위 철광석의 산지에 국한하여 상업화 설비의 가동이 이루워졌으며, 전세계 조강생산량중 차지하는 비중은 아직 매우 적으나, 고철품질의 저하와 소량다품종의 철강수요 구조변화와 함께 수요의 증가로 생산량이 점차 증가추세에 있다.

그러나 상기의 방법들은 원료 철광석을 반응로내 장입시 통기성의 확보를 위해 소결 및 펠레타이징(Pelletizing)과 같은 전처리공정을 거쳐 사용하며, 이것은 정상조업의 달성을 위해서는 매우 중요하다. 일반탄을 사용하면서 입도분포가 넓은 분광석을 전처리 없이 직접사용하여 용선을 만든는 용융환원법의 경우 이러한 관점에서 고로를 대체할 수 있는 새로운 제철법으로 관심을 집중시키고 있다.

용융환원법은 종래 철광석을 단일반응기내에 장입하여 직접 용융한 후 환원하는 방법이 주로 연구되었으나 고체상태에서 일정 환원율로 예비환원후 용융로에 장입 용융후 최종환원하는 용융환원법이 에너지 이용 효율면에서 뛰어나며 실용가능성이 높으므로 주로 채택 연구되고 있으며, 본 공정의 예비환원은 분광석을 처리할 수 있는 유일한 방법으로 알려진 유동층 환원로에서 용융환원로 배가스를 공급 유동화하는 유동환원로 기술의 개발이 현재 관심의 초점이 되고 있다.

이러한 기술과 관련된 종래의 유동층형 직접환원법은 사용원료의 입도분포가 매우 좁은 특정 미립 분광석에 한하여 실용화 되었으며, 기술적인 어려움으로 인하여 광범위한 입도 분포를 갖는 철광석을 사용하는 유동층 환원기술은 분광석을 전처리없이 사용하며 일반탄을 열원 및 환원제로 사용하여 용선을 제조하는 용융환원법의 예비환원단계로서 최근에 와서 개발되고는 있으나 아직까지 실용화되지는 못하고 있다. 분철광석과 일반탄을 전처리 없이 직접 사용하여 용선을 제조하는 용융환원법의 경우는 도 1에 나타낸 바와같이 용융환원로와 예비환원로로 구성되며, 용융환원로는 장입석탄의 가스화 반응에 의해 발생되는 배가스를 가스덕트를 통해 고온사이크론에서 분진을 집진한 후 상부의 예비환원로로 공급하여, 예비환원로의 장입광석을 용융환원로 배가스가 갖고 있는 현열과 환원력을 유효하게 이용하여 광석을 일정 환원율까지 예비환원시키고, 용융환원로에 장입, 용융상태에서 최종환원하여 용선으로 배출하고 있다.

한편, 유동층식 예비환원공정으로 입도분포가 넓은 분철광석을 환원하는 방법으로 는 도 2에 나타낸 바와같이 입도가 큰 대립철광석은 환원로(1)하부영역에서 유동화하고, 입도분포가 작은 미립철광석은 환원로(1)상부의 프리보드(Freeboard)영역을 거쳐 외부로 비산배출된 후 사이크론(2)에서 포집되어 다운컴머(Downcomer)를 통하여 유동층 환원로(1)로 재순환되면서 환원하는 순환유동층 예비환원법이 제시되어 있다.

그러나. 광범위한 철광석의 유동층 조업을 위해서는 장입광석 입도분포중 층하부에 존재하는 대립광석을 기준으로 조업할 필요가 있으며, 이러한 조건의 유동화유속은 대립광석과 함께 중, 미립광석의 비산배출을 가져오게 되고, 후단에 설치된 사이크론의 집진효율 저하로 인한 광석회수상의 문제점을 일으킨다.

도 2에서 미설명부호 "3"은 가스분산판을 나타낸다.

상기한 바와같은 입도분포가 넓은 분철광석을 사용하는 종래의 유동층 환원로에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 대한민국 특허공고 제 94-1137호와 제 94-1138호를 들 수 있는데, 상기 공고공보에는 2개의 유동층로로 구성되는 분철광석의 순환유동층식 예비환원로가 제시되어 있다.

이 유동층로 공정에서는 제 1유동층 환원로에 광석을 장입하면 유동화 가스에 의해 중, 미립광석은 제 2유동층 환원로로 분급되므로, 대립광석은 제 1유동층 예비환원로에서, 중, 미립광석은 제 2유동층 환원로에서 각각 입도범위가 다른 조건에서 안정되게 유동환원되게 된다.

상기한 2개의 유동층로 공정 또한 제 1유동층 환원로에서 광범위한 입도분포를 갖는 분철광석을 연속적으로 장입하면서 분철광석을 유동환원할 때 유동화를 위한 가스유속은 대립광석을 기준하여 조업해야 한다.

따라서 상기한 순환유동층식 예비환원로의 경우에는 상당량의 대립 철광석이 미립광석과 함께 비말동반하여 제 1유동층 환원로상부로 이동할 수 있게 되는데, 이 상당량의 대립철광석의 존재는 제 2유동층 환원로내 분철광석의 유동화를 저하시키는 문제점을 야기하게 된다.

또한 2개의 반응기를 갖는 유동층 환원로의 경우 제 1유동층 환원로로 공급되는 환원가스는 중, 미립광석이 제 2유동층 환원로로 분급되는 과정에서 대립광석을 유동환원한 산화도가 높은 상태로 제2유동층 환원로로 공급됨에 따라 제 2유동층 환원로내 유동화 가스의 환원력을 저하시키는 문제점을 가진다.

본 발명자는 상기 유동층 환원로의 문제점을 개선하면서 미립광석을 다량함유하거나 광석의 물리적 특성상 열분화에 의해 쉽게 분화되는 광석을 처리할 수 있는 유동층 환원로로써 입도별 환원율과 가스이용율 및 가스원단위를 향상시킴과 더불어 안정된 유동환원조업을 달성할 수 있는 2단의 유동층 예비환원로를 제안하여 대한민국 특허 출원제 95-56690호(1995.12.26)로 특허출원된 바 있다.

상기 2단의 유동층 예비환원로는 도 3에 나타난 바와같이 제 1유동층 환원로(20)를 하광상협구조로 형성하고, 제 2유동층 환원로(30)를 상광하협 구조로 형성함으로 분급효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 중/미립광석의 비산을 억제할 수 있도록 구성된다.

도3에서 미설명부호 10은 호퍼를 ,그리고 40,50은 사이클론을 나타낸다.

상기 2단의 유동층 예비환원로는 입도분포가 넓은 분철광석을 환원함에 있어서 환원가스에 의한 유동환원 반응의 효율적인 수행을 위하여 입도별 분급을 원활히 행하므로 유동화 조건의 안정화를 도모하면서 철광석의 예비환원을 수행할 수 있다.

본 발명은 대한민국 특허출원제 95-56690호에 제시된 2단의 유동층 예비환원로를 개량한 것으로서 입도분포가 넓은 분철광석을 환원함에 있어서 입도별 분급을 원할히 행하여 유동화 조건의 안정화를 도모하면서 철광석의 예비환원을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 상기한 2단유동층 예비환원로에서 생성되는 약 60%정도의 중환원율 대립광석을 상협하광 최종 환원로를 이용하여 환원하여 금속화율 90%이상의 예비환원철을 제조할 수 있는 분철광석의 유동층식 예비환원장치 및 이를 이용한 예비환원방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 입도분포가 넓은 분광석을 입도별 분급을 안정된 조건으로 수행하면서 고환원율로 유동환원한 후 용융환원로로 공급하여 용선을 제조할 수 있는 용융환원장치를 제공하고자 하는데,있다.

도 1은 용선제조용 용융환원공정의 기본개념도

도 2는 종래의 분철광석의 유동층 예비환원로의 구성도

도 3은 종래의 2단 유동층 예비환원장치의 구성도

도 4는 본 발명에 부합되는 분철광석의 분급 예비환원장치 및 용융환원장치를 도시한 구성도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110... 호퍼

120...제 1 유동층환원로

130...제 2 유동층환원로

121,131...가스분산판

140...제 1고온사이클론

150...제 2고온사이클론

160... 최종 유동층환원로

161...가스분산판

170...제 3고온사이클론

180...제 4고온사이클론

190...제5 고온사이크론

194...록 호퍼(Lock Hopper)

195... 이젝터

196... 더스트 버너(Dust Burner)

197...가스 냉각설비

200...용융환원로

본발명은 분철광석 저장용 호퍼로 부터 분철광석을 공급받아 중/미립광석은 상부로 비산배출시키고 대립광석을 기포유동층을 형성하면서 환원하도록 구성되는 제1유동층 환원로;

상기 제1유동층로의 상부로 비산배출되는 중/미립광석을 공급받아 난류 유동층을 형성하면서 중/미립 광석을 환원하여 배출 하도록 구성되는 제2 유동층 환원로; 및

상기 제2 유동층환원로의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하는 제1고온사이클론을 포함하여 구성되는 분철광석의 유동층식 예비환원 장치에 있어서,

상기 제1유동층환원로및 제2유동층환원로에서 배출되는 중/대립광석을 공급받아 기포유동층을 형성하면서 중/대립광석을 최종 환원하여 배출 하도록 구성되는 최종 유동층환원로;및 상기 최종 유동층환원로의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하여 최종 유동층환원로에 순환되도록 구성되는 제3고온사이클론를 추가로 포함하는 분철광석의 유동층식 예비환원 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기한 분철광석의 유동층식 예비환원 장치를 이용하여 분철광석을 예비환원하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기한 본발명의 분철광석의 유동층식 예비환원 장치에 의해 환원된 예비환원철을 공급받아 용철을 제조하는 용융환원로를 포함하는 용융환원장치에 관한 것이다.

이하, 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.

도 4에 나타난 바와같이, 본 발명의 분철광석의 유동층식 예비환원장치(100)는 분철광석 저장용 호퍼(110)로 부터 분철광석을 공급받아 중/미립광석은 상부로 비산배출시키고 대립광석을 기포 유동층을 형성하면서 환원하도록 구성되는 제1유동층 환원로(120);

상기 제1 유동층로(120)의 상부로 비산배출되는 중/미립 광석을 공급받아 난류 유동층을 형성하면서 중/미립 광석을 환원하도록 구성되는 제2 유동층 환원로(130);

상기 제1유동층환원로(120)및 제2유동층환원로(130)에서 배출되는 중/대립광석을 공급받아 기포유동층을 형성하면서 중/대립광석을 최종 환원하여 배출 하도록 구성되는 최종 유동층환원로(160);

상기 제2 유동층 환원로(130)의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하는 제1고온 사이클론(140);

및 상기 최종 유동층환원로(160)의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하여 최종 유동층환원로(160)에 순환되도록 구성되는 제3고온사이클론(170)을 포함하여 구성된다.

상기 제 1유동층 환원로(120)는 축소 상부(120a), 하광경사부(120b), 확대하부(120c)로 이루어지는 하광상협구조를 갖는다.

상기 확대 하부(120c)내에는 제 1가스분산판(121)이 장착되어 있고, 상기 제 1가스분산판(121) 하부 측벽에는 환원가스로 사용하는 최종 유동층환원로(160)의 배가스를 공급하기 위한 제 1환원가스 공급관(181a)이 연결되어 있고, 상기 제 1가스 분산판(121)상부의 측벽에는 원료 장입 호퍼(110)에 저장된 분철광석 및 석회석과 같은 조제재를 환원로내로 공급하는 광석 공급관(111) 및 예비환원된 대립광석을 배출하기 위한 대립광석 배출관(123)이 연결되어있다.

또한, 상기 축소 상부(120a)의 상부 측벽에는 상기 제 2유동층 환원로(130)로 입경 0.5mm미만의 중/ 미립광석을 배출하기 위한 제 1 중/ 미립광석의 비산배출관(122)이 연결되어 있다.

상기 제 2유동층 환원로(130)는 확대상부(130a), 상광경사부(130b) 및 축소하부(130c)로 이루워진 상광하협구조를 갖는다.

상기 축소하부(130c)내에는 제 2가스분산판(131)이 장착되어 있고, 상기 제 2가스분산판(131) 아래의 측벽에는 환원가스로 사용하는 최종 유동층환원로(160)의 배가스를 공급하기 위한 제 2환원가스 공급관(181b)이 연결되어 있다.

또한, 상기 제2 가스분산판(131) 위의 상기 축소하부(130c) 측벽에는 상기 제1 유동층 환원로(120)로 부터 비산배출되는 중/미립광석 및 상기 제1 고온사이클론(140)에서 포집된 미립 광석을 제2유동층 환원로(130)내로 공급하기 위한 제1 중/미립 광석배출관(122)과 예비환원된 중/미립광석을 배출하기 위한 제2 중/미립광석 배출관(132)이 연결되어 있다.

그리고 상기 확대상부(130a)는 제 1배가스 배출관(141)을 통해 상기 제 1고온사이크론(140)에 연결되어 있다.

상기 제1 고온사이클론(140)의 하부에는 상기 제 2유동층 환원로(130)의 배가스중에 함유된 미립광석을 상기 제2 유동층환원로(130)로 순환시키기 위한 제1 미립광석공급관(143)이 연결되고, 그 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제2 배가스배출관(142)이 연결되어 있다.

그리고, 상기 제1 미립 광석공급관(143)은 상기 제1 중/미립 광석비산배출관(122)과 연통되어 있다.

본발명에 있어서, 상기 제1 고온사이클론(140)에서 배출되는 배가스에 함유된 미립광석을 포집하기 위하여 제2 고온 사이클론(150)을 구비시키는 것이 바람직하다.

상기와같이 제2 고온사이클론(150)을 구비시키는 경우에는 상기 제2고온사이클론(150)의 하부에 제2 미립광석 공급관(152)이 연결되고, 그 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제3 배가스 배출관(151)이 연결되고, 상기 제2 미립 광석공급관(152)은 상기 제2 유동층 환원로(130)에 연통되어 있다.

또한, 상기 제2 미립광석 공급관(152)에는 극미립 환원철을 배출하기 위한 제1 미분환원철 배출관(153)을 연결시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2 고온사이클론(150)을 구비시키지 않는 경우에는 상기 제1 미분환원철배출관(153)은 제1 미립광석공급관(143)에 연결시키는 것이 바람직하다. 상기 제2 유동층 환원로(130)에서 배가스와 함께 배출되는 미립광석은 제1고온사이클론(140)에 의해 포집되어 제2 유동층 환원로(130)로 재순환되고 그 일부는 제1 미분환원철배출관(153)을 통해 외부로 배출되며, 제2 고온사이클론(150)이 구비되어 있는 경우에는 상기 제1 고온사이클론(140)의 배가스에 함유된 미립광석은 제2 고온 사이클론(150)에 의해 포집되어 제2 유동층 환원로(130)로 재순환되고, 그중 일부는 제1 미분환원철 배출관(153)을 통해 외부로 배출된다.

상기 대립광석배출관(123)을 통해서는 0.5mm이상의 대립환원철을, 제2 중/미립 광석배출관(132)을 통해서는 0.5mm미만의 중/미립 환원철을, 그리고 제1 미분환원철 배출관(153)을 통해서는 0.125mm미만의 미립환원철을 배출하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 최종 유동층환원로(160)는 축소상부(160a), 하광경사부(160b), 그리고 확대하부(160c)로 이루어지는 하광상협구조를 갖는다.

상기 확대하부(160c)에는 제3가스분산판(161)이 장착되어 있고, 상기 제3가스분산판(161)아래의 측벽에서는 환원로내에로 환원가스를 공급하기 위한 제3환원가스 공급관(162)이 연결되어 있다.

또한, 상기 가스분산판(161)위의 상기 확대하부(160c)측벽에는 상기 제 1유동층 환원로(120)로 부터 배출된 대립 예비환원광석을 공급받기 위해 대립광석배출관(123)이 연결되고,그리고 상기 제 2유동층 환원로(130)로부터 배출된 중/미립광석을 공급받기 위해 제2 중/미립광석배출관(132)가 연결되어 있다.

또한,상기 가스분산판(161)위의 상기 확대하부(160c)측벽에는 최종환원된 중/미립광석및 대립광석을 배출하기 위한 최종환원 중/미립광석배출관(163a)및 최종환원대립광석배출관(163b)이 각각 연결되어 있다.

그리고 상기 축소상부(160a)는 제 4배가스 배출관(171)을 통해 상기 제 3고온사이크론(170)에 연결되어 있다.

상기 제3 고온사이클론(170)의 하부에는 상기 최종 유동층 환원로(170)의 배가스중에 함유된 미립광석을 상기 최종 유동층환원로(170)로 순환시키기 위한 제3 미립광석공급관(173)이 연결되고, 그 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제5 배가스배출관(172)이 연결되어 있다.

본발명에 있어서, 상기 제3 고온사이클론(170)에서 배출되는 배가스에 함유된 미립광석을 포집하기 위하여 제4 고온 사이클론(180)을 구비시키는 것이 바람직하다.

상기와같이 제4 고온사이클론(180)을 구비시키는 경우에는 상기 제4고온사이클론(180)의 하부에 제4 미립광석 공급관(182)이 연결되고, 그 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제6 배가스 배출관(181)이 연결되며,미립광석과 분리된 배가스는 제1유동층환원로(120)및 제2유동층환원로(130)의 하부에 공급되어환원가스로 이용된다.

그리고, 상기 제3 미립광석공급관(173)에는 제2 미분환원철배출관(174)를 연결하는 것이 바람직하며, 제4고온사이클론(180)을 구비하는 경우에는 제2 미분환원철배출관(174)은 제4 미립광석 공급관(182)에 연결시키는 것이 바람직하다.

상기 최종환원대립광석배출관(163b)을 통해서는 0.5mm이상의 대립환원철을, 상기 최종환원 중/미립광석배출관(163a)을 통해서는0.3 - 0.5mm의 중/미립 환원철을, 그리고 제2 미분환원철 배출관(174)을 통해서는 0.3mm미만의 미립환원철을 배출하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1 유동층 환원로(120)에 있어서, 축소상부(120a)의 내경은 확대하부(120c)내경의 0.8 -0.9 배정도가 바람직하고, 하광경사부(120b)의 경사각은 8 - 10°(축소)가 바람직하다.

또한, 상기 제2유동층 환원로(130)에 있어서, 확대상부(130a)의 내경은 축소하부(130c) 내경의 1.5-1.8배 정도가 바람직하고, 상광경사부(130b)의 경사각은 8 - 10°(확대)가 바람직하다.

또한, 상기 최종유동층 환원로(160)에 있어서, 축소상부(160a)의 내경은 확대하부(160c)내경의 0.8 -0.9 배정도가 바람직하고, 하광경사부(160b)의 경사각은 8 - 10°(축소)가 바람직하다.

한편, 본 발명의 용융환원장치는 상기한 본 발명의 분철광석의 유동층식 환원장치(100)에,

최종 예비환원된 분철광석을 용융,환원하여 용철을 제조하는 용융환원로(200)및 이 용융환원로(200)의 상부와 제 7배가스 배출관(191)을 통해 연결되어 용융환원로(200)의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하는 제5 고온 사이클론(190)을 추가로 포함하여 구성된다.

상기 용융환원로(200)의 상부에는 최종예비환원철을 공급하는 최종예비환원철공급관(163)이 연결되고,이 최종예비환원철공급관(163)은 최종환원 중/미립광석배출관(163a)및 최종환원대립광석배출관(163b)과 연결된다.

상기 제5 고온사이클론(190)의 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제8 배가스배출관(192)이 연결되어 있으며,이 제8 배가스배출관(192)은 가스냉각장치(197)및 제3환원가스 공급관(162)과 연결되어 있다.

상기 가스냉각장치(197)는 제 7배가스 배출관(191)와 연결되어 있으며, 냉각장치에서 냉각된 배가스의 일부는 외부로 배출되고, 일부는 상기 제 7배가스 배출관(191)내에 공급된다.

상기 제5 고온사이클론(190)의 하부는 제5 미립광석 공급관(193)을 통해 록 호퍼(lock hopper)(194)에 연결되어 있다.

상기 록 호퍼(lock hopper)(194)에는 상기 제4 미립광석 공급관(182)이 연결되며,이 제4 미립광석 공급관(182)에는 상기 미분환원철 배출관(153)이 연결된다.

상기 록 호퍼(lock hopper)(194)의 하부는 이젝터(94)와 연결되어 있고,이젝터(94)는 용융환원로의 측벽에 설치되어 있는 더스트 버너(196)와 연결되어 있다.

이하,본 발명의 분철광석의 유동층식 환원장치를 사용하여 분철광석을 예비환원하는 방법및 용융환원장치를 이용하여 용철을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

본발명의 분철광석의 유동층식 환원장치의 제1 유동층 환원로(120)내로 8 mm 미만의 광범위한 입도를 갖는 분철광석을 장입하면 로내에서 유동화 유속에 따라 여러가지 형태의 유동거동이 나타나게 되는데, 대립철광석의 유동화 속도보다 낮은 평균입경의 유동화속도로 환원가스가 하부 분산판을 통해 공급되는 경우 유동층 환원로내 광석의 입도분포는 통상 하부에는 대립철광석이 조밀층(dense phase)을 형성하고, 입도가 작은 미립철광석은 로의 상부에서 희박상(dilute phase)을 형성하며 상부 배출구를 통해 제2 유동층 환원로(130)로 분급되지만 중립철광석은 대립 분철광석 직상부로 부터 상부배출구(122) 사이에 정체되어 분급효율을 떨어뜨리는 결과를 가져올 수 있다.

종래의 제1 유동층 환원로의 반응기 형태는 원통형으로 수직방향으로의 환원가스의 공탑속도는 일정하며, 따라서 하부 대립철광석 조밀층 직상부로 부터 미립광석의 희박상사이에 부유잔류하는 중립철광석은 외부로 배출되지 못하고 정체될수 있다. 따라서, 본발명에서는 대립광석의 미립광석에 의한 비말동반을 통한 제2유동층 환원로(130)로의 배출을 억제하기 위해 제1 유동층 환원로(120)의 유속을 상대적으로 낮추면서, 제1 유동층 환원로(120)내 대립철광석 조밀층상부의 직경을 하부보다 줄인 경사부(120b)를 갖도록 하여 가스유속이 유동층로 상부로 올라갈 수록 증가하므로 유동층 환원로 중,상부영역에 잔류하는 중립광석의 제2 유동층환원로(130)의 분급효율을 향상시키므로 제1,2 유동층 환원로(120, 130)가 각각 대립광석과 중,미립광석에 대한 최적 유동환원조건을 갖게 된다.

한편, 최종유동층환원로(160)의 경우 또한 상협하광 구조의 유동층로를 채택하여 유동환원로 하단의 확대부에서 철광석의 환원과정중 점착문제를 야기시키는 원인이 되는 고환원된 미립광석이 제거된 제 1,2 유동층환원로(120,130)에서 배출된 중, 대립광석만을 유동층 로내에 높이방향으로 위치를 달리하여 장입하면서 대립광석기준의 유동화 가스유속조건에서 난류유동층을 형성하여 최종 유동환원시키므로, 안정된 유동화조건을 제공한다. 상기의 유동화 조건에서 환원된 0.5mm이상의 대립환원철은 상기 최종환원대립광석배출관(163b)을 통해서, 그리고 0.3 - 0.5mm의 중/미립 환원철은 상기 최종환원 중/미립광석배출관(163a)을 통해서 배출되어 용융로 상부의 광석장입구로 공급되어 용융로내에서 중력하강 용융, 환원된다.

상기 최종유동층환원로(160)에서 환원반응중 생성되는 극미립광석은 상협하광구조적 특성과 유속조건에 따라 0.3mm 이상의 중, 대립광석으로 부터 용이하게 분급되는 바, 고온사이클론을 통해 비산포집, 배출된 0.3mm 미만의 미립자는 용융환원로 더스트버너(196)를 통해 용융환원로(200)로 취입되며, 용융/응집 및 환원을 통해 용선으로 배출된다

본 발명에 있어 제1 유동층 환원로(120)의 하부 공탑가스유속은 2.0 - 2.5 m/sec가 바람직하고, 제2 유동층 환원로(130)의 하부 공탑가스유속은 0.2- 0.5m/sec가 바람직하고,그리고 최종 유동층 환원로(160)의 하부 공탑가스유속은 1.5 - 1.8 m/sec가 바람직하다.

즉, 본발명에 있어서는 제 1유동층환원로(120)에서 중/ 미립광석 비산배출관(122)을 통해 공급되는 0.5mm미만의 중/ 미립광석은 제 2유동층환원로(130)내에서 난류유동층을 형성하면서 환원되며, 이때 비산되는 미립광석은 제 1 고온사이크론(140)과 광석순환관(143)을 통해 포집, 순환되게 되며, 상기 중/ 미립광석 배출관(132)을 통해 배출되는 광석은 약 35%의 일정환원율을 갖게 된다. 본 발명에 있어서, 상기 제 1고온사이클론(140)에서 배출되는 배가스중에 함유된 입경 0.125mm미만의 미립광석을 포집하기 위하여 제 2고온 사이크론(150)을 구비함으로서 극미립 광석이 포집되며, 포집된 광석은 일정한 환원율을 갖도록 일부는 제 2유동층 환원로(130)로 재순환되고, 일부는 극미립 예비환원철로서 외부로 배출되며, 용융환원로(200)상부에 설치된 고온사이클론(190)에서 포집되는 석탄 촤(char)와 함께 직접 용융환원로(200)의 상부에 설치된 더스트 버너(196;Dust Burner)를 통해 용융환원로(200)상부로 취입하기 위해 용융로 상단 고온사이크론(190)에서 포집된 석탄 촤더스트 처리용 록호퍼(194)로 공급된다. 이때 극미립광석은 수송용 질소가스(이젝터)에 의해 용융로(200)중상부에 설치된 더스트 버너(196)로 공급되어 중심관 더스트 및 미립환원철이 공급되어 외관을 통해 산소가 공급되면서 더스트함유 촤(char)를 연소하므로 발생되는 연소열에 의해 더스트 버너(196)전단에 용융, 응집시켜 용융로내를 하강하면서 용융, 최종환원하게 된다.

즉, 제 3사이크론에서 포집되는 미립광석은 일부 유동층 최종환원로(160)로 재순환, 환원하고, 나머지 일부는 제 4사이클론(180)에서 회수되는 미립광석과 함께, 상기 제 2사이클론에서 회수된 극미립자와 마찬가지로 용융환원로 상단 고온사이클론에서 포집되는 용융환원로 발생 석타촤(char)를 저장하는 록 호퍼(lock hopper)로 공급, 질소 이젝터(ejector)에 의해 용융환원로 더스트 버너(196)로 공급되며, 더스트 버너에 의해 용융환원로 내부로 취입, 용융응집되어 하부로 공급된다. 한편, 최종유동층환원로에 공급되는 중, 대립광석은 제 1,2유동층 환원로내에서 약 35%예비환원된 후, 최종환원로에 공급되게 되며, 최종환원로에서는 환원율 90%이상까지 예비환원하게 된다.

상기와 같이 환원된 0.3mm이상의 중, 대립광석은 용융환원로(200)상부로 장입, 중력하강하면서 용융, 최종환원하게 되며, 용선으로 배출되게 된다.

본 발명에 있어서는 3단 유동층 환원로시스템(120,130,160)을 통한 미립광석의 분급효율의 향상 및 안정된 유동층 예비환원과 더블어 더스트버너(196)를 통한 미립환원광석의 용융환원로 취입분율의 증대를 통해 입도분포가 넓은 분철광석의 사용에 따른 용융환원로내 더스트 발생량의 저감효과를 가져올수 있다.

상술한 효과에 따라 본발명은 입도분포가 넓은 분철광석의 원할한 고환원율 유동환원 조업과 더불어 분급된 미립광석의 더스트버너에 의한 용융환원로 취입을 통해 용융환원 공정기술의 최적화를 도모할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

(실시예)

도 4와 같이 구성된 용융환원 공정에서 장입호퍼로 부터 유동층 환원로에 -10mm의 입도분포가 넓은 분철광석을 제 1유동층 환원로(120)에 장입하면서, 최종환원로의 제 2고온사이클론(180)으로 부터 배출되는 고온 환원가스를 환원가스 공급관(181)으로 부터 제 1,2유동층 환원로의 가스분산판(121,131)을 거쳐 약 2.5kgf/cm², 800℃로 공급하여 분철광석을 예비환원하고, 제 1유동층 환원로(120)하부 배출구로(123)부터는 대립의 환원철을, 제 2유동층로의 하부 배출구(132)에서는 중립광석을, 그리고 제 2고온사이크론(150)의 하부 순환관(152)으로 부터 극미분 환원철을 미분환원철 배출관 (153)으로 배출하였다. 그리고 제 1,2유동층 환원로로 부터 배출된 중, 대립광석은 제 1,2 유동층 환원로 하부에 설치된 유동층 최종환원로의 확대하부(160c)의 높이방향으로 위치를 달리하여 장입하면서 용융환원로로부터 발생된 고온, 고환원가스를 가스냉각시스템에서 냉각시킨 환원가스를 혼합하여 고온사이크론(190)을 통과시켜, 더스트를 집진한 후 3.0kgf/cm², 850℃의 조업조건으로 유동층 최종환원로(160)에 공급, 환원하였다. 이때 환원과정중 발생되는 미립광석은 2단의 고온사이클론을 통해 포집되고, 0.125mm미만의 극미립환원철은 미분환원철 배출관(182)으로 배출하였다. 유동층 최종환원로에서 90%이상 환원된 중, 대립철광석은 용융환원로 상부로 장입, 중력하강 용융환원되고, 고온사이클론(150,180)에서 포집된 극미립환원철은 배출관(153,182)을 통해 용융환원로(200)발생가스중 함유 더스트 포집중 고온사이클론(190)하단에 설치된 록호퍼(194)로 이송되고, 이송된 미립철광석은 석탄 촤(char)가 주성분인 고온사이클론(190)포집물과 함께 질소 이젝터(194)에 의해 기송되어 용융환원로 중상부에 장착된 더스트버너(196)에 공급, 용융로 내부로 취입, 응집 용융환원되어 용선으로 배출된다.

본 실시예에서 사용된 실험장치 및 실험조건은 다음과 같다.

(1)원료철광석

-원료철광석의 성분:T.Fe:62.5%, FeO:0.51%, SiO₂:5.22%, Al₂O₃:2.54%, S:0.012%, P:0.067%

입도분포
입도,mm	+5	1-5	0.5-1	0.25-0.5	0.25-0,125	-0.125
분율,wt%	12	42.5	10.2	10.1	10.2	15.0

(2)환원가스:용융환원로에 괴상의 석탄을 장입하고 하부 풍구에 부터 산소를 취입 용융가스화반응을 통해 생성된 용융환원로 발생가스를 최종환원로 환원가스로 사용

-최종환원로 공급가스조성:CO :61%, H₂:25%, CO₂:5%, H₂O:5%, N₂:4%

-최종환원로 공급가스 온도 및 압력:약 850℃, 3kgf/cm²,g

-제 1,2유동층환원로 공급가스성정:CO:52%, H₂:21%, CO₂:15%, H₂O:7%, N₂:5%

(3)유동층 환원로의 공정조건

1)유동층 환원로에 대한 설비크기는 다음과 같다.

-제 1유동층로의 하부내경:0.20m

-제 1유동층로의 하부높이:2.00m

-제 1유동층로의 상부내경:0.17m

-제 1유동층로의 상부높이:4.00m

-제 2유동층로의 하부내경:0.50m

-제 2유동층로의 하부높이:4.00m

-제 2유동층로의 상부내경:0.80m

-제 2유동층로의 상부높이:2.50m

-유동층로의 최종환원로 하부내경:0.3m

-유동층로의 최종환원로 하부높이:3.5m

-유동층로의 최종환원로 상부내경:0.25m

-유동층로의 최종환원로 상부높이:2.0m

2)유동층환원로내 가스유속

-제 1유동층로의 하부공탑속도:2.20m/sec

-제 1유동층로의 상부공탑속도:3.04m/sec

-제 2유동층로의 하부공탑속도:0.25m/sec

-제 2유동층로의 상부공탑속도:0.28m/sec

-유동층로의 최종환원로 하부공탑속도:1.67m/sec

-유동층로의 최종환원로 상부공탑속도:2.41m/sec

3)예비환원철 배출속도:6.07kg/min

-제 1유동층로의 하부:6.07kg/min

-제 2유동층로의 하부:3.34kg/min(0.5mm이상 약 95%)

-제 2사이크론 하부:0.91kg/min(0.125mm이하)

4)최종환원철 배출속도:4.33kg/min

-최종환원로 하부:3.49kg/min(0.3mm이상 약 95%)

-제 3,4 사이크론 하부:0.84kg/min(0.3mm이상 약 90%)

(4)용융환원로의 공정조건

-연료석탄의 석탄:회분(Ash):12.21%, 휘발분:30.86, T.S:0.38%, C:74.1%, H:4.57%, N:1.79%, O:6.98%

-석탄 입도분포:+50mm 2.15%, 50~25mm 43.8%, 25~15mm 30.75%, 15~10mm 15.65%, 10~8mm 3.41%, -8mm 4.06%

-용선생산량:4.76kg/min

-용선온도 및 조업압력:1494℃, 3.15kgf/cm².g

이상의 조건에서 상기 분철광석을 장입호퍼로 부터 제 1유동층 환원로(120)로 광석을 장입하여 조업실험한 결과 예비환원철의 배출비율은 3:7이었다. 제 1유동층로에서는 중립광석(0.25-0.5mm)의 경우 약 95%이상 제 2유동층로로 배출되었고, 또한 극미립철광석(-0.125mm)의 경우 제 2사이클론으로 부터 회수된 15%와 제3,4사이클론에서 회수된 19%등 총 35%가 예비환원과정에서 발생되었으며, 유동층 예비환원로의 경우 분급효율은 중립광석을 기준할 때 원통형 경우에 비하여 약 20%이상 향상됨을 나타내었으며, 가스원단위 또한 1180Nm²/t-Ore이였고 광석의 평균 예비환원율은 제 1,2 유동층 광석예열 환원로의 산물의 경우 약 33%, 그리고 최종 예비환원로의 환원율은 약 93%를 얻을 수 있었다.

상술한 바와같이, 본 발명에서는 입도분포가 넓은 분철광석을 분쇄나 체분리 등의 전처리없이 유동층 환원로의 처리량을 상대적으로 줄일 수 있으므로 제 2유동층 환원로내 환원가스의 환원력의 향상을 가져와 안정되게 환원시킬수 있었다. 그리고 예비환원된 미립광석은 고온 사이클론에서 회수된 후 용융환원로 중상부에 장착된 환원철 용융, 응집용 더스트버너를 이용하여 용융로로 직접취입된다. 그리고 미립광석이 95%이상 제거된 상태로 예비환원된 대/ 중립광석은 제 1,2유동층 환원로에서 분급되어 각각 별도의 배출관을 통해 배출되어 최종환원로 하단유동층에 위치를 달리하여 장립된 후, 난류유동층을 형성하며 중/ 대립광석은 최종환원로 하부에서, 그리고 환원과정중 생성되는 환원분화 미립자은 상부로 비산, 고온사이클론을 통해 순환하며, 최종 예비환원된 후 배출되어 중/미립광석은 최종환원로 하부에서, 그리고 환원과정중 생성되는 환원분화 미립자는 상부로 비산, 고온사이클론을 통해 순환하며, 최종 예비환원된 후 배출되어 중/ 미립광석은 용융환원로 상부로 장입 중력하강하여, 용융환원되고, 생성된 미립광석은 제 1,2유동층 환원로의 분급 미립환원광석과 마찬가지로 록호퍼에 저장된 후 더스트 버너를 통해 취입, 용융/응집 환원되어 용선으로 배출되게 되는바, 입도분포가 넓은 분광석을 입도별 분급을 안정된 조건으로 수행하면서 고환원율로 유동환원한 후 용융환원로로 공급하여 용선을 제조할 수 있었다.

Claims (12)

1. 분철광석 저장용 호퍼(110)로 부터 분철광석을 공급받아 중/미립광석은 상부로 비산배출시키고 대립광석을 기포유동층을 형성하면서 환원하도록 구성되는 제1 유동층환원로(120);

   상기 제1 유동층로(120)의 상부로 비산배출되는 중/미립광석을 공급받아 난류 유동층을 형성하면서 중/미립 광석을 환원하도록 구성되는 제2 유동층 환원로(130);및

   상기 제2 유동층환원로(130)의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하는 제1고온사이클론(140)을 포함하고;

   상기 제1 유동층 환원로(120)는 축소상부(120a), 하광경사부(120b), 및 확대하부(120c)로 이루어지는 하광 상협구조를 갖고, 상기 확대하부(120c)내에는 제1 가스 분산판(121)이 장착되고, 상기 제1 가스분산판(121)의 아래측벽에는 제1 환원가스도입관(181a)이 연결되어 있고, 상기 제1가스분산판(21)위의 측벽에는 광석공급관(111)및 대립광석 배출관(123)이 연결되어 있고;

   상기 제2 유동층환원로(130)는 확대상부(130a), 상광경사부(130b), 및 축소하부(130c)로 이루어지는 상광하협구조를 갖고, 상기 축소하부(130c)내에는 제2 가스분산판(131)이 장착되고, 제2 가스분산판(131) 아래측벽에는 제2 가스도입관(181a)이 연결되고, 상기 제2 가스 분산판(31)위의 측벽에는 제2 중/미립 광석배출관(132)이 연결되어 있고;

   상기 제1 유동층 환원로(120)와 제2 유동층환원로(130)는 제 1 중/미립광석배출관(122)을 통해 광석소통관계를 연통되고;

   상기 제2 유동층환원로(130)와 제1 고온사이클(140)은 제1배가스 배출관(141)을 통해 연결되고;

   상기 제1 고온사이클론(140)의 상부에는 제2 배가스 배출관(142)이 연결되고, 그 하부에는 상기 제1 중/미립 광석 배출관(122)과 연결되어 있는 제1 미립광석공급관(143)이 연결되어 구성되는 분철광석의 유동층식 예비환원장치에 있어서,

   상기 제1유동층환원로(120)및 제2유동층환원로(130)에서 배출되는 중/대립광석을 공급받아 기포유동층을 형성하면서 중/대립광석을 최종 환원하여 배출 하도록 구성되는 최종 유동층환원로(160);및 상기 최종 유동층환원로(160)의 배가스에 함유된 미립광석을 포집하여 최종 유동층환원로(160)에 순환되도록 구성되는 제3고온사이클론(170)을 추가로 포함하고;

   상기 최종 유동층환원로(160)는 축소상부(160a), 하광경사부(160b), 그리고 확대하부(160c)로 이루어지는 하광상협구조를 갖고;

   상기 확대하부(160c)에는 제3가스분산판(161)이 장착되어 있고, 상기 제3가스분산판(161)아래의 측벽에서는 환원로내에로 환원가스를 공급하기 위한 제3환원가스 공급관(162)이 연결되고,상기 가스분산판(161)위의 상기 확대하부(160c)측벽에는 상기 제 1유동층 환원로(120)로 부터 배출된 대립 예비환원광석을 공급받기 위해 대립광석배출관(123)이 연결되고,그리고 상기 제 2유동층 환원로(130)로부터 배출된 중/미립광석을 공급받기 위해 제2 중/미립광석배출관(132)가 연결되고, 상기 가스분산판(161)위의 상기 확대하부(160c)측벽에는 최종환원된 중/미립광석및 대립광석을 배출하기 위한 최종환원 중/미립광석배출관(163a)및 최종환원대립광석배출관(163b)이 각각 연결되고, 그리고 상기 축소상부(160a)는 제 4배가스 배출관(171)을 통해 상기 제 3고온사이크론(170)에 연결되고; 그리고

   상기 제3 고온사이클론(170)의 하부에는 상기 최종 유동층 환원로(170)의 배가스중에 함유된 미립광석을 상기 최종 유동층환원로(170)로 순환시키기 위한 제3 미립광석공급관(173)이 연결되고, 그 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제5 배가스배출관(172)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원장치
2. 제1항에 있어서, 제1 고온사이클론(140)에서 배출되는 배가스에 함유된 극미립광석을 포집하기 위한 제2 고온사이클론(150)및 상기 제3 고온사이클론(170)에서 배출되는 배가스에 함유된 미립광석을 포집하기 위한 제4 고온 사이클론(180)이 추가로 구비되고;

   상기 제1 고온사이클론(140)과 제2 고온사이클론(150)은 제2 배가스배출관(142)을 통해 연통되고,

   상기 제2 고온사이클론(150)의 상부에는 제3 배가스배출관(151)이 연결되고, 그 하부는 제2 미립광석공급관(152)을 통해 제2 유동층 환원로(130)와 연통되고,

   상기 제3 고온사이클론(170)과 제4 고온사이클론(180)은 제5 배가스배출관(172)을 통해 연통되고,

   상기 제4 고온사이클론(180)의 상부에는 제1 및 제2 환원가스 공급관(181a, 181b)과 연결된 제6 배가스배출관(181)이 연결되고, 그 하부에는 제2 미립광석배출관(182)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 예비환원장치.
3. 제2항에 있어서, 제2 미립 광석 공급관(152)에는 미분환원철을 외부로 배출하기 위한 미분 환원철 배출관(153)이 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 예비환원장치
4. 제1항에서 제3항중의 어느한항에 있어서,

   제1 유동층환원로(120)의 축소상부(120a)의 내경은 확대하부(120c)내경의 0.8-0.9배이고, 그리고 하광경사부(120b)의 경사각은 8-10°이고 그리고 제2 유동층식 환원로(130)의 확대상부(130a)의 내경을 축소하부(130c)내경의 1.5- 1.8배이고, 상광 경사부(130b)의 경사각은 8-10°이고,그리고 최종유동층환원로(160)의 축소상부(160a)의 내경은 확대하부(160c)내경의 0.8 -0.9 배이고, 하광경사부(160b)의 경사각은 8 - 10°(축소)인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 예비환원장치
5. 제1항의 분철광석의 유동층식 예비환원장치를 사용하여 제1 유동층환원로(120)에서는 공급된 분철광석중 입도분포가 0.5mm 미만인 중/미립광석을 분급하여 제 2 유동층환원로(130)로 배출시킴과 동시에 입도분포가 0.5mm이상인 대립광석을 유동층을 형성하면서 예비환원한 후,최종 유동층환원로(160)로 배출하고, 제2 유동층 환원로(130)에서는 상기 제1 유동층 환원로(120)에서 분급된 중/미립광석을 유동층을 형성하면서 예비환원한 후,최종 유동층환원로(160)로 배출하고, 최종 유동층환원로(160)에서는 제1 유동층 환원로(120)에서공급된 중/미립광석과 제2 유동층 환원로(130)에서 공급된 대립광석을 최종환원 하는 것을 특징으로 하는 분철광석의 예비환원방법
6. 제5항에 있어서, 제1 유동층환원로(120)에서 제2 유동층환원로(130)로 분급되는 0.5mm 미만인 중/미립광석이 90%이상인 것을 특징으로 하는 분철광석의 예비환원방법.
7. 제6항에 있어서, 제1유동층 환원로(120)의 하부 공탑가스 유속은 2.0 - 2.5m/sec이고, 제2 유동층 환원로(130)의 하부 공탑가스유속은 0.2-0.5m/sec이고,그리고 최종 유동층 환원로(160)의 하부 공탑가스유속은 1.5-1.8 m/sec인것을 특징으로 하는 분철광석의 예비환원방법.
8. 제3항의 분철광석의 유동층식 예비환원장치를 사용하여 분철광석을 예비환원함에 있어, 제1 유동층 환원로(120)에서는 공급된 분철광석중 입도분포가 0.5mm 미만인 중/미립 광석을 분급하여 제2 유동층 환원로(30)로 배출시킴과 동시에 입도분포가 0.5mm이상인 대립광석을 유동층을 형성하면서 예비환원하여 최종 유동층 환원로(160)로 배출하고;

   제2 유동층 환원로(130)에서는 상기 제1 유동층 환원로(120)에서 분급된 중/미립광석을 유동층을 형성하면서 예비환원하여 최종 유동층 환원로(160)로 배출하고;

   제1미분환원철배출관(153)을 통해서는 0.125mm 미만의 미립환원철이 배출되고;

   최종 유동층환원로(160)에서는 제1 유동층 환원로(120)에서 공급된 중/미립광석과 제2 유동층 환원로(130)에서 공급된 대립광석을 최종환원하여 0.3mm이상의중/대립환원철은 최종 유동층환원로(160)의 확대하부(160c)를 통해 배출되고, 0.3mm미만의 중/제3고온사이클을 통해 순환하면서 최종환원되고, 0.125mm의미립환원철은 제4 고온 사이클론(150)을 통해 배출되도록 구성됨을 특징으로 하는 분철광석의 예비환원방법.
9. 제8항에 있어서, 제1유동층 환원로(120)에서 제2 유동층 환원로(130)로 분급되는 0.5mm 미만인 중/미립광석이 90%이상인 것을 특징으로 하는 분철광석의 예비환원방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제1유동층 환원로(120)의 하부 공탑가스 유속은 2.0 - 2.5m/sec이고, 제2 유동층 환원로(130)의 하부 공탑가스유속은 0.2-0.5m/sec이고,그리고 최종 유동층 환원로(160)의 하부 공탑가스유속은 1.5-1.8 m/sec인것을 특징으로 하는 분철광석의 예비환원방법.
11. 제 3항의 분철광석의 유동층식 예비환원장치에,

    장입광석을 용융환원하여 용선을 제조하는 용융환원로(200);

    상기 용융환원로(200)에서 석탄 및 환원광석의 장입에 따라 발생되는 고환원성 환원가스중에 함유하는 주성분이 석탄 촤(char)인 더스트를 포집하는 제5 고온사이클론(190); 및 상기 고온사이클론(190)에서 포집된 더스트를 저장하는 록호퍼(194); 및 록호퍼(194)에 저장된 더스트를 용융환원로(200)에 취입하기 위한 더스트버너(196)와 더스트 버너(196)로의 록호퍼(194) 저장더스트를 기송하는 질소 이젝터(195)를 추가로 포함하고;

    상기 용융환원로(200)의 상부에는 최종예비환원철을 공급하는 최종예비환원철공급관(163)이 연결되고,이 최종예비환원철공급관(163)은 최종환원 중/미립광석배출관(163a)및 최종환원대립광석배출관(163b)과 연결되고,

    상기 제5 고온사이클론(190)의 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제8 배가스배출관(192)이 연결되고,

    상기 제5 고온사이클론(190)의 하부는 제5 미립광석 공급관(193)을 통해 록 호퍼(lock hopper)(194)에 연통되고,

    상기 록 호퍼(lock hopper)(194)에는 상기 제4 미립광석 공급관(182)이 연결되며,이 제4 미립광석 공급관(182)에는 상기 미분환원철 배출관(153)이 연결되고,

    상기 록 호퍼(lock hopper)(194)의 하부는 이젝터(194)와 연결되어 있고,이젝터(194)는 용융환원로의 측벽에 설치되어 있는 더스트 버너(196)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 분철광석의 용융환원장치
12. 제12항에 있어서,상기 제8 배가스배출관(192)은 가스냉각장치(197)및 제3환원가스 공급관(162)과 연결되고,상기 가스냉각장치(197)는 제 7배가스 배출관(191)과 연결되어 냉각장치에서 냉각된 배가스의 일부는 외부로 배출되고, 일부는 상기 제 7배가스 배출관(191)내 공급되도록 구성됨을 특징으로 하는 분철광석의 용융환원장치

Images