KR100286688B1 - 용융선철제조장치 및 이를 이용한 용융선철제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄을 원료로 직접 사용하여 용융선철을 제조하는 장치 및 이를 이용한 용융선철의 제조방법에 관한 것으로서, 환원가스를 제조하는 연료로서 석탄을 사용하고 원료로서 철광석(분, 괴)을 직접 사용하여 단순하고 에너지 효율적이며 대형화가 용이한 용융선철제조장치 및 이를 이용한 용융선철제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 석탄을 원료로 직접 사용하여 용융선철을 제조하는 장치에 있어서, 용융가스화로(11)에서 발생된 고온의 환원가스를 상단의 제1 환원로(12)와 제2 환원로(13)에 동시에 공급하여 직접환원철을 제조하고, 제1 및 제2 환원로(12), (13)로부터 배출된 고열량의 배가스를 집진 및 냉각한 후 이산화탄소(CO₂)제거장치(15)를 거쳐 배가스중의 CO₂만 선택적으로 제거하고 컴프레샤(16)로 승압한 후 환원가스가열장치(17)에서 승온하여 용융가스화로(11)의 용융로환원가스관(11a)으로 공급하여 환원로의 환원가스로 순환시키도록 구성되는 용융선철제조장치 및 이를 이용하여 용융선철을 제조하는 방법을 그 요지로 한다.

Description

용융선철제조장치 및 이를 이용한 용융선철제조방법

본 발명은 석탄을 원료로 직접 사용하여 용융선철을 제조하는 장치 및 이를 이용한 용융선철의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1개의 용융가스화로와 복수 개의 환원로로 구성되는 용융선철제조장치 및 이를 이용하여 용융선철을 제조하는 방법에 관한 것이다.

원료인 광석과 석탄을 전처리작업 없이 직접 사용하여 용선을 생산하는 대표적인 용융환원법으로는 도1에 보인 미국특허 제 4,978,387호를 들 수 있다.

상기 미국특허 제 4,978,387호에 제시된 방법은 원철광석과 일반석탄을 직접 사용함으로써 다른 제선공정인 고로공정과 비교하여 볼 때 소결공정 및 코우킹공정 등 원료 전처리공정을 생략하여 공정 및 설비의 단순화를 달성할 수 있는 것이다.

상기 미국특허 제 4,978,387호에 제시된 방법을 수행하기 위한 장치는 도 1에 나타난 바와같이, 석탄의 가스화와 환원철의 용융을 담당하는 용융가스화로(210), 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 사용하여 철광석을 간접환원시키는 충진층식 예비환원로(232) 및 기타 부대설비로 구성되어 있다.

상기 부대설비로는 사이클론(211), 리사이클링장치(212), 용융연소장치(213) 및 수집진장치(233, 234) 등을 들 수 있다.

용융가스화로(210)에서는 석탄을 가스화하여 철광석의 간접환원에 필요한 환원성가스를 제조하며 아울러 이때 발생한 열을 이용하여 예비환원로(232)에서 간접환원된 환원철을 용융시킨다.

한편, 예비환원로(232)는 용융가스화로(210)에서 생성된 환원가스를 사용하여 원철광석을 환원하고 부원료를 소성시키고, 생성된 환원철은 연속적으로 배출되어 용융가스화로(210) 상부로 장입된다.

그러나 상기 방법은 일정한 크기 이상의 정립원료(8∼35mm)만을 사용하여야 하므로 원료상 사용제약이 있다. 즉 세계철광석의 생산량 중 약 80% 이상이 8mm 이하의 분광이므로 상기 공정은 소량만이 생산되는 괴광석 또는 고가의 펠렛을 사용하여야하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 장치 및 방법으로서 미국특허 제 5535991호를 들 수 있다.

상기 미국특허 제 5535991호에 제시된 방법은 상기 미국특허 제 4,978,387호에 제시된 상부의 충진충식 예비환원로(232)를 분광을 사용할 수 있는 유동층환원로로 대치한 것이다. 즉 2단 또는 3단의 유동층 환원로를 사용하므로써 충진층식 예비환원로와 동일한 에너지 효율을 얻을 수 있고 8mm 이하의 분광을 사용가능하게 할 수 있다.

그러나, 이러한 방법들은 하부의 용융가스화로의 발생가스의 온도는 1000℃인 반면 상부의 환원로의 필요온도는 850℃로 다소 낮으므로 발생환원가스의 일부(약 15-20%)를 냉각시킨 후 컴푸레서로 다시 승압하여 용융가스화로 상단의 고온가스관으로 순환시켜 환원가스의 온도를 조절한다.

따라서, 이 방법은 열량과 에너지의 손실을 가져오는 원인이 된다.

또한, 충진층형 에비환원로는 이동층 고체층내에서의 균일통기성 확보문제 때문에, 유동층형 환원로에서는 균일 유동성문제 때문에 연 100만톤 이상의 scale-up이 어려운 한계점이 있으며 환원로를 통과한 배가스는 상당한 열량(약 1800 kcal/Nm³)을 보유하고 있으므로 이를 활용해야 에너지측면에서의 효율성과 경제성을 보유할 수 있다.

본 발명은 환원가스를 제조하는 연료로서 석탄을 사용하고 원료로서 철광석(분, 괴)을 직접 사용하여 단순하고 에너지 효율적이며 대형화가 용이한 용융선철제조장치 및 이를 이용한 용융선철제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 용융선철 제조장치의 일례를 나타내는 구성도

도 2는 본 발명에 부합되는 용융선철 제조장치의 일례를 나타내는 구성도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 … 용융가스화로 12 … 제1환원로 13… 제2환원로

15 … 이산화탄소 제거장치 16 … 컴푸레샤 17… 환원가스가열장치

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 석탄을 원료로 직접 사용하여 용융선철을 제조하는 장치에 있어서,

석탄의 가스화와 환원철의 용융이 일어나는 용융가스화로;

용융가스화로에서 발생된 고온의 환원가스를 이용하여 분상의 철광석을 최종적으로 환원하는 제1환원로와 제2환원로;

상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 용융가스화로관을 통해 공급받아 환원가스중의 더스트를 더스트리사이클링장치로 보내고 미분더스트와 분리된 배가스를 상기 제1환원로 및 제2환원로에 공급하는 더스트리사이클론;

상기 용융가스화로에 장착되어 상기 더스트 리사이클링장치에서 공급받은 미분더스트를 용융가스화로에 분사시키는 용융연소장치;

상기 제1환원로 및 제2환원로에서 배출되는 배가스를 각각 공급받아 잔여 더스트는 집진하고 냉각하는 제1수집진장치와 제2수집진장치;

상기 제1수집진장치와 제2수집진장치를 통과하고 나온 배가스 중의 CO₂만 선택적으로 제거하는 이산화탄소제거장치;

상기 이산화탄소제거장치를 통과하고 나온 냉각환원가스를 승압시켜 상기 용융로환원가스관으로 공급하는 컴푸레샤; 및

상기 컴푸레샤에서 승압된 가스를 승온시키는 환원가스가열장치를 포함하여 구성되는 용융선철제조장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 용융선철제조장치를 이용하여 용융가스화로에서 발생된 고온의 환원가스를 제1 환원로와 제2 환원로에 동시에 공급하여 직접환원철을 제조하고, 제1 및 제2 환원로로부터 배출된 고열량의 배가스는 집진 및 냉각된 후 이산화탄소(CO₂)제거장치를 거쳐 배가스중의 CO₂만 선택적으로 제거되고 컴프레샤로 승압된 후 용융가스화로의 용융로환원가스관으로 공급하도록 구성되는 용융선철제조방법에 관한 것이다.

이하, 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 용융선철제조장치의 일례가 도 2에 나타나 있다.

도 2에 나타난 바와같이, 본 발명의 용융선철 제조장치(100)는 석탄의 가스화와 환원철의 용융이 일어나는 용융가스화로(11);

용융가스화로(11)에서 발생된 고온의 환원가스를 이용하여 분상의 철광석을 최종적으로 환원하는 제1환원로(12)와 제2환원로(13);

상기 용융가스화로(11)에서 발생된 환원가스를 용융로환원가스관(11a)을 통해 공급받아 환원가스중의 더스트를 더스트리사이클링장치(112)로 보내고 미분더스트와 분리된 배가스를 상기 제1환원로(12) 및 제2환원로(13)에 공급하는 더스트 사이클론(111);

상기 용융가스화로(11)에 장착되어 상기 더스트리사이클링장치(112)에서 받은 미분더스트를 용융가스화로(11)에 분사시키는 용융연소장치(113);

상기 제1환원로(12) 및 제2환원로(13)에서 배출되는 배가스를 각각 공급받아 잔여 더스트는 집진하고 냉각하는 제1수집진장치(141)와 제2수집진장치(142);

상기 제1수집진장치(141)와 제2수집진장치(142)를 각각 통과하고 나온 배가스 중의 CO₂만 선택적으로 제거하는 이산화탄소제거장치(15); 및

상기 이산화탄소제거장치(15)를 통과하고 나온 냉각환원가스를 승압시키는 컴푸레샤(16) 및 컴푸레샤(16)에서 승압된 고압의 환원가스를 승온시키는 환원가스가열장치(17)를 포함하여 구성한다.

상기 제1환원로(12)와 제2환원로(13)에는 각각 분철광석 및 부원료를 공급받기 위한 제1 및 제2 원료공급관(12c), (13c)이 연결되어 있다.

제1환원로(12)와 제2환원로(13)는 각각 제1 및 제2 환원철 배출관(12b), (13b)을 통해 용융가스화로(11)와 연통되어 있고, 그 상부에는 각각 배가스를 배출하기 위한 제1 및 제2 환원로배가스 배출관(12d), (13d)이 연결되어 있으며, 각각의 배가스 배출관(12d), (13d)은 제1수집진장치(141) 및 제2수집진장치(142)와 연통되어 있다.

상기 제1 및 제2 환원로(12), (13)는 미국특허 제4,978,387호등에 나타난 바와같은 괴광 또는 펠릿 사용을 위한 충진층식 환원로로 구성될 수 있으며, 또한 미국특허 제555991호등에 나타난 바와같은 분광을 사용하기 위한 2단 또는 3단의 유동층식 환원로로 구성될 수도 있다.

그리고, 상기 제1 및 제2 환원로(12), (13)는 그 크기가 동일한 것이 바람직하다.

또한, 도 2에는 환원로가 한 쌍으로 이루어져 있으나, 용융가스화로(11)의 가스 발생량등의 용량을 고려하여 3개 또는 그 이상이 될 수도 있다.

상기 제1 및 제2 수집진장치(141), (142)는 제1 및 제2냉각가스관(14a), (14b)을 통해 이산화탄소제거장치(15)와 연통되어 있다.

상기 제1 및 제2 수집진장치(141), (142)는 각각 제1 및 제2냉각가스관(14a), (14b)을 통해 이산화탄소제거장치(15)와 연통될 수도 있지만, 도 2에 나타난 바와 같이, 제1 및 제2냉각가스관(14a), (14b) 중 하나를 다른 하나에 연통시켜 상기 제1 및 제2수집진장치(141), (142)를 이산화탄소제거장치(15)에 연통시킬 수 있다.

상기 이산화탄소제거장치(15)는 냉각환원가스공급관(15a)을 통해 컴푸레샤(16)와 연통되어 있고, 또한 그 상부에는 제거된 이산화탄소를 배출하기 위한 제1배가스배출관(15b)이 연결되어 있다.

상기 컴푸레샤(16)는 고압환원가스공급관(16a)을 통해 환원가스가열장치(17)에 연통된다.

상기 제1 및 제2수집진장치(141), (142)를 통과한 가스의 일부가 가열로연료가스관(14c)을 통해 상기 환원가스가열장치(17)에 공급되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 가열로연료가스관(14c)은 제1 및 제2냉각가스관(14a), (14b) 중 적어도 하나와 환원가스가열장치(17)를 연통시키므로서, 상기 제1 및 제2수집진장치(141), (142)를 통과한 가스를 상기 환원가스가열장치(17)에 공급하게 된다.

상기 가열료연료가스관(14c)을 통해 환원가스가열장치(17)로 공급된 가스는 이 장치를 가열시키는 연료로 사용된다.

상기 환원가스가열장치(17)는 환원로에 환원가스를 순환공급하고, 환원가스의 온도를 조절할 목적으로 순환환원가스 공급관(17a)을 통해 용융가스화로(11) 상부의 용융로환원가스관(11a)과 연결되어 있다.

또한, 상기 환원가스가열장치(17)로서는 환원가스를 승온시킬 목적의 가스가열형 열교환식이 바람직한데, 이를 위해서는 연료공급라인으로서 가열로연료가스관(14c)과 연결되어 있고, 이를 공기로 연소시켜 환원가스가열장치(17)를 가열하게 되는데, 연소된 고열의 배가스는 상기 환원가스가열장치(17)내를 통과하는 가열관(17c)을 통하여 상기 환원가스가열장치(17)내를 통과하게 된다.

상기 가열관(17c)은 제2배가스배출관(17b)에 연결되어 있으며, 이 제2배가스배출관(17b)은 제1배가스배출관(15b)에 연결되어 있다.

상기 용융가스화로(11)에는 용융로환원가스관(11a)이 연결되어 있고, 이 용융로환원가스관(11a)은 상기 더스트사이클론(111)과 연통되어 있으며, 따라서 상기 용융가스화로(11)는 가스 소통관계로 상기 더스트사이클론(111)과 연통된다.

상기 용융가스화로(11)에는 석탄을 공급받기 위한 석탄공급관(11f)이 연결되어 있다.

상기 더스트 리사이클링장치(112)는 하부에 연결되어 있는 분체배출관(11b)을 통해 상기 더스트사이클론(111)과 연통되고, 분체취입관(11c)을 통해 상기 용융가스화로(11) 측부에 장착되어 있는 더스트버너(113)에 연결된다.

또한, 바람직하게는 순환시키는 환원가스의 유량을 조절할 목적으로 제1잉여가스배출관(11d)을 통해 제3수집진기(114)와 연통되어 있고 이것은 제2잉여가스배출관(11e)을 통하여 제1배가스배출관(15b)과 연결되어 있다.

이하, 상기한 본 발명의 용융선철제조장치를 이용하여 용융선철을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에서는 상기 용융선철제조장치를 이용하여 용융가스화로(11)에서 발생된 고온의 환원가스를 상단의 제1 환원로(12)와 제2 환원로(13)에 동시에 공급하여 직접 환원철을 제조하고, 제조된 환원철을 용융가스화로(11)에 공급하여 용융선철을 제조하고, 제1 및 제2 환원로(12), (13)로 부터 배출된 고열량의 배가스를 집진 및 냉각한 후 이산화탄소(CO₂) 제거장치(15)를 거쳐 배가스중의 CO₂만 선택적으로 제거하고 컴프레샤(16)로 승압한 후 승압된 고압가스를 승온하여 용융가스화로(11)의 용융로환원가스관(11a)으로 공급하여 환원로의 환원가스로 사용하도록 순환시키게 되는데, 이에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

용융가스화로(11)에는 석탄공급관(11f)을 통해 석탄이 장입되어 원료인 철광석의 환원과 부원료의 소성에 사용될 환원가스를 생성한다. 또한 이때의 연소열을 이용하여 제1환원로(12)와 제2환원로(13)에서 생성된 환원철을 제1 및 제2 환원철 배출관(12b), (13b)을 통해 공급받아 용융하여 용융선철을 제조한다. 용융가스화로(11)는 충진층식이므로 석탄층진층이 형성되기 위하여 장입되는 연료인 석탄은 8∼50mm 입도범위가 최소한 80% 이상은 되어야 바람직하다.

상기 용융가스화로(11)에 사용되는 석탄은 일반 유연탄을 사용하며 필요시 코크스와 무연탄도 사용할 수 있다.

그런데, 유연탄중에 포함되어 있는 휘발성 유기물질을 완전 분해하기 위해서는 용융가스화로(11)의 배가스 온도는 최소1000℃ 이상을 유지하는 것이 바람직하다.

상기 배가스의 온도가 상기 온도 보다 낮을 때에는 유기물인 타르가 완전 분해되지 않아 가스라인과 수처리장치 등 온도가 낮은 영역에서 타르가 침적하여 라인을 막는 원인을 제공한다.

그런데, 배가스 온도가 높을수록 연료비가 커지므로 온도는 약 1000℃∼1100℃의 범위에서 조절하는 것이 바람직하다.

용융가스화로(11)에서 석탄의 연소에 의하여 생성된 고온환원가스는 다량의 더스트를 함유하고 있으므로 이 더스트는 더스트리사이클론(111)에서 분리된 후 더스트리사이클링장치(112)를 거쳐 더스트 버너(113)를 통하여 용융가스화로(11)내로 취입되며, 더스트내의 탄소는 더스트버너로 함께 취입되는 산소와 반응하여 연소되고 더스트 중 비연소성 물질들은 이 연소열에 의하여 용융, 응집하여 용융가스화로(11) 하단으로 용락한다.

용융가스화로(11) 상단에는 한쌍의 제1환원로(12)와 제2환원로(13)가 설치되어 있다.

이와같이 한쌍의 환원로를 설치한 것은 한 개의 환원로를 설치한 것과 비교하여 생산량을 두배로 증가시킬 수 있으므로 생산성은 두배로 향상시킬 수 있어서 공정효율을 극대화시킬 수 있다는 장점이 있다.

단, 이를 위해서는 두배의 환원가스를 필요로 하는데 이를 위하여 각각의 환원로에서 배출된 배가스 중의 이산화탄소를 이산화탄소제거장치(15)에서 제거하고 나면 용융가스화로(11)에서 생성된 환원가스와 거의 동일한 조성의 환원가스가 된다.

즉, 용융가스화로(11)에서 생성되는 고온환원가스는 약 65% Co, 25% H₂, 5% CO₂의 조성으로 구성되어 있으며, 제1환원로(12)와 제2환원로(13)에서 발생한 배가스는 약 38% CO, 22% H₂, 35% CO₂로 구성되어 있으므로 환원로부터의 배가스 중에서 이산화탄소를 제거하면 고온환원가스와 유사한 조성의 환원가스가 얻어지며, 또한 일부를 냉각환원가스의 승온용 연로료 환원가스가열로(17)에서 사용되는 것을 고려하더라도 사용가능한 냉각환원가스량은 용융가스화로(11)에서 생성된 환원가스량 이상의양이 된다.

따라서, 이 냉각환원가스를 순환시켜 사용한다면 두 개의 환원로에 필요한 충분한 환원가스를 공급할 수 있게 된다.

한편, 용융가스화로(11)의 압력은 통상 약 3.5-3.8barg로 조절하므로 냉각환원가스는 컴푸레샤(16)에서 이 보다 약 0.5barg 높은 4.0-.43barg로 승압시키는 것이 바람직하다.

용융가스화로(11)에서 생성된 환원가스는 상기한 바와같이 1000℃∼1100℃의 고온이므로 제1환원로(12)와 제2환원로(13)로 직접 공급하기에는 적절치 않다. 즉 환원가스의 온도가 너무 높으면 철광석끼리의 스티킹이 발생하게 되므로 약 800℃∼850℃로 조절하는 것이 적절하다. 따라서 순환되는 냉각환원가스는 환원가스가열장치(17)에서 약 600℃∼700℃로 승온하여 공급하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

상기 용융가스화로에 석탄을 장입하고 연소하여 용선 1톤당 약 1200Nm³정도의 환원가스를 발생시켰다.

상기 용융가스화로에서 발생되는 환원가스의 유량은 환원철의 환원율이 90%이고, 이를 용융시켜 용융선철의 온도를 약 1500℃가 되도록, 가스온도를 1050℃로 조절하는 것을 목표로 한 역수지식을 고려하여 결정된 것이다.

이때, 제1 및 제2 환원로에서 필요로하는 환원가스유량은 원료에 따라 다르지만 대개 용선 1톤당 약 1800∼2000Nm³의 환원가스가 필요하다. 즉, 제1환원로와 제2환원로에서는 각각 900∼1000Nm³정도의 환원가스가 필요로 하게 되는데 초기조업에서는 제1환원로로만 환원가스를 통기시켜 조업을 행하였으며, 잉여가스는 잉여가스배출관을 통하여 배출하였다.

이때, 전체 배가스 중의 CO₂의 함량은 약 35%를 차지하였는데, 상기 배가스중의 CO₂를 제거한 후, 배가스를 순환시켰다.

상기와 같이 배가스를 순환시키므로서, 환원가스가열로(17)를 위한 연료소모량을 고려하더라도 초기 환원가스량의 약 60% 정도를 회수할 수 있었다.

즉, 상기와 같이 배가스를 순환시키므로서, 약 700Nm³이상의 순환환원가스를 얻을 수 있으므로 제1환원로에서의 조업이 안정되면 순환환원가스와 고온환원가스를 함께 제2환원로로 통기시키므로써 두배의 생산량을 달성할 수가 있었다.

그리고, 상기한 바와같이 용융가스화로에서 발생된 고온환원가스의 온도는 약 1000℃∼1100℃이므로 환원가스가열로에서 냉각환원가스를 약 600℃∼700℃로만 승온시켜 순환시키면 환원로에 공급되는 환원가스의 온도를 원하는 온도인 800℃∼850℃로 조절할 수 있음을 확인하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 용융선철 제조장치를 1개의 용융가스화로와 복수 개의 환원로로 구성하여 용융가스화로로 부터 생성된 환원가스와 환원로 배가스 중의 이산화탄소를 제거하고 이를 용융로환원가스관으로 순환시킨 순환환원가스를 사용하므로서 두배의 생산량을 달성 가능하게 하여 두배의 scale-up 효과를 얻을 뿐만 아니라, 생산효율도 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. 석탄을 연료로 직접 사용하여 용융선철을 제조하는 장치에 있어서,

   석탄의 가스화와 환원철의 용융이 일어나는 용융가스화로(11);

   용융가스화로(11)에서 발생된 고온의 환원가스를 이용하여 분상의 철광석을 최종적으로 환원하는 제1환원로(12)와 제2환원로(13);

   상기 용융가스화로(11)에서 발생된 환원가스를 용융로환원가스관(11a)을 통해 공급받아 환원가스중의 더스트를 더스트리사이클링장치(112)로 보내고 미분더스트와 분리된 배가스를 상기 제1환원로(12) 및 제2환원로(13)에 공급하는 더스트리사이클론(111);

   상기 용융가스화로(11)에 장착되어 상기 더스트 리사이클링장치(112)에서 받은 미분더스트를 용융가스화로(11)에 분사시키는 용융연소장치(113);

   상기 제1환원로(12) 및 제2환원로(13)에서 배출되는 배가스를 각각 공급받아 잔여 더스트는 집진하고 냉각하는 제1수집진장치(141)와 제2수집진장치(142);

   상기 수집진장치(141, 142)를 각각 통과하고 나온 배가스 중의 CO₂만 선택적으로 제거하는 이산화탄소제거장치(15);

   상기 이산화탄소제거장치(15)를 통과하고 나온 냉각환원가스를 승압시켜 상기 용융로환원가스관(11a)으로 공급하는 컴푸레샤(16) ; 및 고압의 환원가스를 승온시키는 환원가스가열장치(17)를 포함하고;

   상기 제1환원로(12)와 제2환원로(13)에는 각각 분철광석 및 부원료를 공급받기 위한 제1 및 제2 원료공급관(12c), (13c)이 연결되어 있고, 제1환원로(12)와 제2환원로(13)는 각각 제1 및 제2 환원철 배출관(12b), (13b)을 통해 용융가스화로(11)와 연통되어 있고, 그 상부에는 각각 배가스를 배출하기 위한 제1 및 제2 환원로배가스 배출관(12d), (13d)이 연결되어 있으며, 각각의 배가스 배출관(12d), (13d)은 제1수집진장치(141) 및 제2수집진장치(142)와 연통되어 있고;

   상기 제1 및 제2 수집진장치(141), (142)는 제1 및 제2냉각가스관(14a), (14b)을 통해 이산화탄소제거장치(15)와 연통되어 있고;

   상기 이산화탄소제거장치(15)는 냉각환원가스공급관(15a)을 통해 컴푸레샤(16)와 연통되어 있고, 그 상부에는 제거된 이산화탄소를 배출하기 위한 제1배가스배출관(15b)이 연결되어 있고;

   상기 컴푸레샤(16)는 고압환원가스공급관(16a)을 통해 환원가스가열장치(17)에 연통되어 있고;

   상기 환원가스가열장치(17)는 순환환원가스 공급관(17a)을 통해 용융가스화로(11) 상부의 용융로환원가스관(11a)과 연통되어 있고;

   상기 더스트 리사이클링장치(112)는 하부에 연결되어 있는 분체배출관(11b)을 통해 상기 더스트사이클론(111)과 연통되고, 분체취입관(11c)을 통해 상기 용융가스화로(11) 측부에 장착되어 있는 더스트버너(113)에 연결되고; 상기 용융가스화로(11)에는 석탄공급관(11f) 및 용융로환원가스관(11a)이 연결되어 있고, 이 용융로환원가스관(11a)은 상기 더스트사이클론(111)과 연통되어 있고; 그리고 상기 더스트사이클론(111)은 제1잉여가스배출관(11d)을 통해 제3수집진기(114)와 연통되어 있고 이 제3수집진기(114)는 제2잉여가스배출관(11e)을 통하여 제1배가스배출관(15b)과 연결되어 구성되는 용융선철제조장치.
2. 제1항에 있어서, 제1 및 제2환원로(12), (13)가 충진층식 환원로 또는 2단 도는 3단의 유동층식 환원로로 구성되는 것을 특징으로 하는 용융선철제조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 및 제2환원로(12), (13)가 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 용융선철제조장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2수집진장치(141), (142)를 통과한 가스의 일부가 상기 환원가스가열장치(17)에 공급되도록 가열로연료가스관(14c)이 구비되고, 그리고 상기 환원가스가열장치(17)는 가스가열형 열교환식인 것을 특징으로 하는 용융선철제조장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2수집진장치(141), (142)를 통과한 가스의 일부가 상기 환원가스가열장치(17)에 공급되도록 가열로연료가스관(14c)이 구비되고, 그리고 상기 환원가스가열장치(17)는 가스가열형 열교환식인 것을 특징으로 하는 용융선철제조장치.
6. 제1항의 용융선철제조장치를 사용하여 용융선철을 제조하는 방법에 있어서, 용융가스화로(11)에서 발생된 고온의 환원가스를 제1 환원로(12)와 제2 환원로(13)에 동시에 공급하여 직접환원철을 제조하고, 제조된 환원철을 용융가스화로(11)에 공급하여 용융선철을 제조하고, 제조된 환원철을 상기 용융가스화로(11)에 공급하여 용융선철을 제조하고, 제1 및 제2 환원로(12), (13)로 부터 배출된 고열량의 배가스를 집진 및 냉각한 후 이산화탄소(CO₂)제거장치(15)를 거쳐 배가스중의 CO₂만 선택적으로 제거하고 텀프레샤(16)로 승압한 후 환원가스가열장치(17)에서 600-700℃로 승온시킨 다음, 용융가스화로(11)의 용융로환원가스관(11a)으로 공급하여 환원로의 환원가스로 사용하도록 순환시키는 용융선철제조방법.
7. 제6항에 있어서, 용융가스화로(11)의 배가스(환원가스) 온도가 1000-1100℃이고, 그리고 제1 및 제2 환원로(12), (13)의 온도가 800-850℃인 것을 특징으로 하는 용융선철제조방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 냉각환원가스가 컴푸레샤(16)에서 4.0-4.3barg로 승압되는 것을 하는 용융선철제조방법.