KR100584745B1 - 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서함철더스트 및 슬러지 재활용 장치 및 방법 - Google Patents

일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서함철더스트 및 슬러지 재활용 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탈수, 건조 및 파쇄처리된 더스트/슬러지, 바인더, 미분광을 각각 저장하여 정량적출하는 복수개의 원료장입빈(110a)(110b)(110c);상기 원료 장입빈으로부터 공급되는 더스트/슬러지, 바인더, 미분광등을 일정량으로 혼합하고 교반하는 혼합교반기(100);상기 혼합교반기(100)로부터 혼합원료를 공급받아 일정입도의 펠렛으로 조립화하는 펠렛타이저(90);상기 펠렛타이저(90)로부터 제조된 펠렛을 건조하는 건조기(80);상기 건조기(80)에서 건조되어 장입되는 펠렛에 함유된 아연성분을 환원가스로서 기화시킬수 있도록 제5가스도관(44)을 매개로 상기 용융가스화로(40)와 연통되고, 기화된 아연성분을 배가스와 더불어 배기하는 제 6가스 도관 (71)을 상부에 갖추며, 환원가스에 의해 환원된 환원철 펠렛을 외부로 배출하도록 스크류피더(72)를 장착한 샤프트형 환원로(70);상기 스크류피더(72)에서 배출되는 환원철 펠렛을 소립과 대립으로 선별하여 상기 용융가스화로(40)와 분환원철 성형기(50)에 선택적으로 공급하도록 제 5,6광석도관(61)(62)을 갖는 고온밀페형 스크린(60)을 포함하여, 아연성분은 기화시켜 회수하고, 철성분은 환원시킨후 용선으로 회수하여 슬러지처리비용을 절감하고, 환경오염을 방지할수 있는 효과가 얻어진다.
원료장입빈, 혼합기, 펠렛타이저, 샤프트형 환원로, 스크린

Description

일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치 및 방법{AN APPARATUS AND METHOD FOR RECYCLING DUST AND SLUDGE CONTAINING IRON IRONMAKING PROCESS USING COAL AND FINE ORE}
도 1은 일반적인 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정을 도시한 개략도,
도 2는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치를 도시한 구성도,
제3도는 석탄가스 분위기에서 열역학적으로 계산한 Zn(기체)-ZnO(고체)간의 평형상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 .... 예열로 20 .... 예비환원로
30 .... 최종환원로 40 .... 용융가스화로
50 .... 분환원철 성형기 60 .... 고온밀폐형 스크린
70 .... 샤프트형 환원로 80 .... 건조기
90 .... 펠렛타이저 100 ... 혼합교반기
110a,110b,110c ... 원료장입빈 120 ... 수냉식 스크러버
본 발명은 일반탄 및 분철광석을 사용하여 용철을 제조하는 공정에서 제철소내에서 발생하는 더스트 및 슬러지를 재활용함에 있어서 이에 함유된 아연(Zn)성분은 기화시켜 회수하고, 철성분은 환원시킨후 용선으로 회수하여 슬러지의 처리비용을 절감하고, 환경오염을 방지할수 있도록 개선된 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재까지도 용철생산에 있어서 에너지 효율면이나 생산력면에서 고로공정을 능가하는 제선공정은 개발되지 않았다. 그러나 고로공정에서는 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로서 특정 원료탄을 가공처리한 코크스에 의존하고 있으며, 철원으로서는 일련의 괴상화공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다.
이에따라, 현행 고로공정은 코크스 제조설비 및 소결설비등과 같은 원료예비처리설비가 반드시 수반되어야 하는데, 이러한 부대설비를 구축하기 위한 제비용이 과다하게 소요되고, 또한 상기 부대설비에서 발생하는 SOx, NOx, 분진과 같은 환경오염물질이 방대하므로 전세계적인 규제가 엄격해져 가고 있어 이를 극복하기 위하여 막대한 처리설비를 투자해야하고, 이에 따른 비용이 과다하게소요되는 것으로 인하여 현행 고로법의 경쟁력은 점차 저하되고 있는 상황이다.
따라서, 세계 각국은 상기와 같은 고로공정의 결점을 극복할 수 있는 신제선공정을 개발하기 위해 많은 노력을 하고 있으며, 현재 개발되고 있는 신제선공정중 가장 상업화에 유력한 공정이 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하며, 철원으로서는 전세계 광석생산량의 80% 이상을 점유하고 있는 분철광석을 직접 사용하여 용철을 제조하는 석탄계 용융환원공정이다.
이러한 기술과 관련된 종래의 일반탄 및 분철광석을 직접사용하는 용철제조설비에 있어서는, 미국 공보 특허 제 5,785,733호 (1998.7.28)등이 알려져 있다.
상기 공보에 따르면, 도 1에 도시된 바와같이, 전체공정은 예열로(10), 예비환원로 (20) 및 최종환원로(30)등으로 이루어진 3단의 유동환원로와, 석탄충진층이 형성되어 있는 용융가스화로(40)로 구성되어 있다.
상기 공정에서 분철광석이 연속적으로 제1광석도관(12)를 거쳐 예열로(10)에 장입되면, 제3가스도관(21)으로 공급된 환원가스에 의해 상기 예열로(10)내에서 기포유동 혹은 난류유동층을 형성하면서 예열되고, 제2광석도관(22)를 통해 배출된 후, 다시 예비환원로(20)에 광석이 장입되면, 제2가스도관(31)으로 공급된 환원가스에 의해 상기 예비환원로(20)내에서 기포유동 혹은 난류유동층을 형성하면서 예비환원되고, 제3광석도관(32)를 통해 배출된 후, 다시 최종환원로(30)에 장입되면, 제1가스도관(41)으로 공급된 환원가스에 의해 상기 최종환원로(30)내에서 기포유동 혹은 난류유동층을 형성하면서 최종환원되고, 연속하여 제4광석도관(42)를 통해 배출된다.
이어서, 상기 최종환원로(30)로부터 제4광석도관(42)을 통해 환원된 분철광석은 분환원철 성형기(briquetting machine)(50)로 공급되어 성형철(Hot Briquetted Iron)로 성형화된 뒤 이송라인(51)를 거쳐 용융가스화로(40)내로 장입되어 노내 석탄충진층내에서 용융됨으로서 용선으로 전환된 후 상기 용융가스화로(40)외로 배출되는 것이다.
여기서, 상기 제 1,2,3 및 4 광석도관(12)(22)(32)(42)에는 광석흐름을 제어할수 있도록 개폐작동되는 고온밀폐밸브(13)(23)(33)(43)가 각각 설치되어 있어 필요시 광석흐름을 차단한다.
또한, 상기 용융가스화로(40)의 로상부에서 괴상의 일반탄이 연속적으로 공급되어 로내부에 일정한 높이의 석탄충진층을 형성하게 되며, 상기 충진층내로 상기 충진층 외벽 하단에 형성되어 있는 복수개의 풍구(미도시)를 통해 산소가 취입되어 충진층내에서 석탄이 연소되고, 이때 발생되는 연소가스가 충진층을 상승하면서 고온의 환원가스로 전환되어 상기 용융가스화로(40)의 외부로 배출되어 상기 제1, 2, 3가스도관(41)(31)(21)을 차례로 거치면서 3단의 각 유동환원로(10)(20)(30)로 공급되며, 제4가스도관(11)을 통해서 공정외로 최종배출된다.
그러나, 이러한 일반탄 및 분철광석을 직접 사용하는 용철제조공정에 있어서, 발생되는 더스트/슬러지를 용융가스화로(40)나 예열로(10)에 건조외 별도의 처리없이 그대로 취입하여 재활용하게 되면, 더스트/슬러지 입도가 너무 작아(최대입도가 수십 ㎛정도)서 상대적으로 입도가 매우 큰 분철광석(통상 10 mm이하의 굵은 입도)을 사용하는 유동 환원로내로 장입되자 마자 곧바로 상부로 비산되기 때문에, 실질적인 회수율이 적을 뿐만 아니라, 더스트/슬러지가 아연(Zn)성분을 많이 함유한 경우에는 온도가 1000°C 이상으로 고온인 용융가스화로(40)에서 기화된 아연성분이 온도가 600~700°C로 비교적 낮은 예열로(10)에서 ZnO로 재산화 응축되면서 노벽등에 부착/성장함으로써 조업에 막대한 지장을 초래한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로써, 그 목적은 일반탄 및 분철광석을 직접 사용하는 용철제조공정에 있어서 탈수, 건조 및 파쇄된 더스트 및 슬러지를 펠렛(pellet)으로 조립화하여 사용하며, 함유된 아연성분는 기화시켜 회수하고, 철성분은 환원시킨 뒤 용융가스화로에 장입하여 회수율을 높이고, 아연응축부착물을 방지하여 작업생산성을 향상시킬 수 있는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,
예열로,예비환원로및 최종환원로로 이루어진 3단의 유동환원로, 석탄충진층이 형성되어 있는 용융가스화로및 분환원철 성형기를 갖추어 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철을 제조하는 설비에 있어서,
탈수, 건조 및 파쇄처리된 더스트/슬러지, 바인더, 미분광을 각각 저장하여 정량적출하는 복수개의 원료장입빈;
상기 원료 장입빈으로부터 공급되는 더스트/슬러지, 바인더, 미분광등을 일정량으로 혼합하고 교반하는 혼합교반기;
상기 혼합교반기로부터 혼합원료를 공급받아 일정입도의 펠렛으로 조립화하는 펠렛타이저;
상기 펠렛타이저로부터 제조된 펠렛을 건조하는 건조기;
상기 건조기에서 건조되어 장입되는 펠렛에 함유된 아연성분을 환원가스로서 기화시킬수 있도록 제5가스도관을 매개로 상기 용융가스화로와 연통되고, 기화된 아연성분을 배가스와 더불어 배기하는 제 6가스도관을 상부에 갖추며, 환원가스에 의해 환원된 환원철 펠렛을 외부로 배출하도록 스크류피더를 장착한 샤프트형 환원로(shaft furnace);
상기 스크류피더에서 배출되는 환원철 펠렛을 소립과 대립으로 선별하여 상기 용융가스화로와 분환원철 성형기에 선택적으로 공급하도록 제 5,6광석도관을 갖는 고온밀페형 스크린을 포함함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치를 마련함에 의한다.
본 발명은,
예열로,예비환원로및 최종환원로로 이루어진 3단의 유동환원로, 석탄충진층이 형성되어 있는 용융가스화로및 분환원철 성형기를 갖추어 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철을 제조하는 방법에 있어서,
원료장입빈으로부터 더스트/슬러지, 바인더, 미분광등을 일정량으로 공급받아 혼합교반기에서 혼합하는 단계;
상기 혼합교반기로부터 혼합원료가 공급되는 펠렛타이저(90)에서 일정입도로 펠렛을 조립화하는 단계;
상기 펠렛을 건조기에서 건조하여 샤프트형 환원로내로 장입하고, 장입된 펠렛에 함유된 아연성분은 제 5가스도관을 통하여 공급되는 환원가스로서 기화시켜 배가스와 더불어 배기하고, 환원가스에 의해 환원된 환원철 펠렛은 스크류피더에 의해 외부로 배출하는 단계 ; 및
상기 스크류피더에서 배출되는 환원철 펠렛을 고온밀페형 스크린에 의해서 소립과 대립으로 선별하여 상기 용융가스화로와 분환원철 성형기로 각각 선택적으로 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법을 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치를 도시한 구성도로서, 도시한 바와같이, 본 발명의 장치(1)는 용철제조공정에서 발생되는 슬러지/더스트를 재활용할 수 있도록 환원가스로서 아연성분을 기화시키고, 아연성분이 제거된 슬러지/더스트의 환원철을 용용가스화로(40)내로 장입하는 것으로써, 이러한 장치(1)는 원료장입빈(110a)(110b)(110c), 혼합교반기(100), 펠렛타이저(90), 건조기(80), 샤프트형 환원로(shaft furnace)(70) 및 고온밀페형 스크린(60)등으로 구성된다.
즉, 상기 원료장입빈(110a)(110b)(110c)에는 용철제조공정에서 발생되는 슬러지를 수거하여 사전에 탈수, 건조 및 파쇄처리하고, 파쇄된 슬러지와 철성분이 포함된 더스트가 혼합된 더스트/슬러지 혼합물, 바인더(binder), 1mm이하의 입도를 갖는 미분광이 각각 저장되는 수용부재이며, 그 하부측에는 더스트/슬러지 혼합물, 바인더, 미분광을 각각 정량씩 적출할수 있도록 정량적출기(미도시)가 설치되어 있으며, 적출된 원료는 미도시된 벨트콘베어와 같은 이송수단을 통하여 후공정으로 배출된다.
또한, 상기 혼합교반기(100)는 상기 원료 장입빈(110a)(110b)(110c)으로부터 정량씩 적출되는 더스트/슬러지 혼합물, 바인더 및 미분광을 각각 일정비율로 혼합하여 교반하는 것이며, 이때 혼합비율은 상기 더스트/슬러지 혼합물에 포함되는 더스트의 철성분 함량에 따라 변경된다. 그리고, 상기 펠렛타이저(90)는 상기 혼합교반기(100)에서 혼합된 더스트/슬러지, 바인더 및 미분광으로 이루어진 혼합원료를 공급받아 일정입도를 갖는 펠렛으로 조립화하는 것이다.
여기서, 상기 펠렛타이저(90)에서 제조되는 펠렛의 입도는 후술하는 샤프트형 환원로(70)에서의 반응속도를 고려하여 30mm이하로 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 건조기(80)는 상기 펠렛타이저(90)에서 혼합원료를 일정입도의 펠렛으로 조립화하는 과정에서 공급된 수분을 제거할 수 있도록 상기 펠렛타이저(90)로부터 제조되어 공급되는 펠렛을 건조하는 것이다.
그리고, 상기 건조기(80)에서 건조된 펠렛이 장입되는 사프트형 환원로(70)는 상기 용융가스화로(40)로부터 환원가스를 공급받을 수 있도록 하부로부터 연장되는 제 5가스도관(44)을 매개로 하여 상기 용융가스화로(40)와 연통되고, 하부에는 상기 제 5가스도관(44)을 통해 공급되는 환원가스에 의해서 아연성분은 기화시키고, 철성분은 환원되어 상기 환원로(70)내에 잔류하는 환원철 펠렛을 외부로 배출하도록 스크류피더(72)를 장착한다.
여기서, 상기 샤프트형 환원로(70)의 상부측에 설치되는 제 6가스도관(71)에는 환원가스에 의해서 기화되는 배가스의 아연성분을 냉각수로서 스크러빙(scrubbing)하여 제거하는 스크러버(120)를 갖추고, 상기 스크러버(120)에 서 아연성분이 제거된 청정한 배가스는 배기관(121) 및 스택을 통해 외부로 배출되는 한편, 상기 스크러버(120)의 하단에는 하부도관(122)을 매개로 사이클론식 탈아연조(130)를 갖추어 아연성분이 포함된 슬러지를 고농축 아연슬러지로 만들어 배출한다.
한편, 상기 샤프트형 환원로(70)와 용융가스화로(40)사이에 갖추어지는 고온밀폐형 스크린(60)은 상기 환원로(70)의 스크류피더(72)로부터 배출되는 환원철 펠렛을 소립과 대립으로 분급하여 상기 용융가스화로(40)와 분환원철 성형기(50)에 선택적으로 각각 공급하도록 제 5,6광석도관(61)(62)을 갖는 것이다.
여기서, 상기 고온밀폐형 스크린(60)에는 고온의 불활성 분위기를 유지할 수 있도록 불활성가스가 공급되어 펠렛의 냉각 및 재산화를 억제하는 것이 바람직하며, 상기 스크린(60)은 대립/소립을 선별하는 기준입도는 8mm이하의 소결 원료광을 사용하는 기존 유동층환원공정을 고려할 때 5~10 mm 범위내로 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 샤프트형 환원로(70)에서 배출되는 환원철 펠렛을 고온밀폐상태에서 8mm이상의 입도를 갖는 대립과 8mm이하의 입도를 갖는 소립으로 상기 스크린(60)에서 선별하여 선별된 대립은 상기 분환원철 성형기(50)하부의 성형철 이송라인(51)에 연통연결된 제 6광석도관(62)을 통해 용융가스화로(40)로 장입되고, 상기 소립은 상기 분환원철 성형기(50)상부의 제 4광석도관(42)에 연통연결되는 제5광석도관(61)을 통하여 공급되어 상기 분환원철 성형기(50)에서 성형화된후 상기 용융가스화로(40)로 장입된다.
상술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에서 발생된 함철 더스트와 슬러지는 탈수, 건조 및 파쇄처리되고, 기처리된 슬러지/더스트 혼합물과, 바인더 및 미분광은 원료장입빈(110a)(110b)(110c)에서 정량씩 적출되어 혼합교반기(100)내로 공급되고, 상기 혼합교반기(100)에서 적정 배합비로 혼합된 다음, 펠렛타이저(90)내로 공급된다.
그리고, 상기 펠렛타이저(90)내로 공급된 혼합물은 30mm이하의 입도를 갖는 혼합원료 펠렛으로 조립화되고, 조립화된 펠렛은 건조기(80)로 투입되어 잔류하는 수분을 건조시킨 다음, 샤프트형 환원로(70)내로 장입한다.
연속하여, 상기 환원로(70)내에 상기 혼합원료 펠렛이 충분히 장입된 상태에서, 상기 용융가스화로(40)의 상부에 일단이 연결되고, 상기 환원로(70)의 하부에 타단이 연결된 제 5가스도관(44)을 통하여 환원가스를 공급하면, 상기 환원로(70) 하부로 공급되는 환원가스에 의해 상기 펠렛에 포함되어 있던 아연성분은 기화되어 배가스와 더불어 상기 환원로(70)의 상부에 연결된 제 6가스도관(71)을 통하여 배출되는 반면에, 아연성분이 기화되고 환원된 철성분은 환원철 혹은 금속철 펠렛으로 전환되어 상기 환원로(70)내에 잔류하게 된다.
이때, 상기 샤프트형 환원로(70)의 압력은 일반탄 및 분철광석을 직접 사용하는 용철 제조공정조건 볼 때 4 bar,g 이하로 유지하는 것이 바람직하고, 로내온도는 도 3에 도시한 바와같이, 800℃이하이면 반응속도가 낮고, 1100℃이상이면 스티킹(sticking)현상이 일어나기 쉽기 때문에 800 내지 1100℃로 유지하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 환원로(70)에서 제 6가스도관(71)을 통하여 배출되는 배가스는 수냉식 스크러버(120)내로 공급되고, 상기 배가스에 함유된 기체상의 아연성분은 상기 스크러버에서 분사되는 냉각수에 의해서 Zn 혹은 ZnO형으로 응축되어 슬러지형태로 하부도관(122)을 통하여 사이클론식 탈아연기(130)내로 배출되고, 상기 탈아연기를 거치면서 슬러지는 고아연농축슬러지로 회수되는 것이다.
그리고, 상기 배가스와 달리 상기 환원로(70)내에 잔류하는 펠렛에 내포된 산화철성분(주로 Fe2O3)은 거의 금속철에 가깝게 환원됨에 따라 상기 펠렛은 상기 환원로(70)의 하부에 장착된 스크류피더(72)에 의해 배출되어 고온밀폐형 스크린(60)으로 공급되고, 상기 스크린(60)에서 대립과 소립으로 각각 선별된 환원철 펠렛중 대립은 성형철 이송라인(51)에 연결된 제 5광석도관(62)을 통하여 용융가스화로(40)내로 그대로 장입되는 반면에, 입도가 작은 소립은 분환원철 성형기(50)에서 성형화된 뒤 성형철 이송라인(51)을 통해 용융가스화로(40)로 장입되도록 제 4광석도관(42)에 연통연결된 제 5광석도관(61)으로 공급된다.
< 실시예 >
하기 표 1과 같은 성분을 갖는 혼합물을 10~30mm의 펠렛으로 조립하여 건조한 후 900°C 온도의 환원가스(CO:65%, CO2:5%, H2:25%, H2O:2%), 3bar,g 압력에서 1시간정도 환원한 결과, 철성분 환원률은 90% 이상이며, 아연 제거률은 80%이상 얻어졌으므로 본 발명의 효과를 입증할 수 있었다.
함철슬러지, 더스트, 무기질 바인더를 혼합교반후 얻어진 혼합물의 화학적 성분
T.Fe C CaO SiO2 Zn
비율(%) 32.4 18.6 9.2 5.9 1.9
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 일반탄 및 분철광석을 직접 사용하는 용철제조공정에 있어서, 전공정에서 탈수/건조/파쇄된 슬러지 및 더스트를 바인더와 미분광과 혼합한 혼합물을 펠렛(pellet)으로 조립화하여 사용하며, 함유된 아연성분은 환원가스에 의해 기화시켜 회수하고, 잔류하는 철성분은 환원시킨 뒤 용융가스화로에 장입하여 용선으로 회수함으로써, 용철제조설비에서 철성분의 회수율을 높일 수 있고, 아연성분에 의한 응축부착물의 형성을 방지하여 안정된 조업을 보장할수 있는 한편, 미분광철광석도 같이 섞어 사용함으로써 생산량을 증대시킬 수 있는 효과가 얻어진다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (9)

  1. 예열로(10),예비환원로(20)및 최종환원로(30)로 이루어진 3단의 유동환원로, 석탄충진층이 형성되어 있는 용융가스화로(40)및 분환원철 성형기(50)를 갖추어 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철을 제조하는 설비에 있어서,
    탈수, 건조 및 파쇄처리된 더스트/슬러지, 바인더, 미분광을 각각 저장하여 정량적출하는 복수개의 원료장입빈(110a)(110b)(110c);
    상기 원료 장입빈(110a)(110b)(110c)으로부터 공급되는 더스트/슬러지, 바인더, 미분광등을 일정량으로 혼합하고 교반하는 혼합교반기(100);
    상기 혼합교반기(100)로부터 혼합원료를 공급받아 일정입도의 펠렛으로 조립화하는 펠렛타이저(90);
    상기 펠렛타이저(90)로부터 제조된 펠렛을 건조하는 건조기(80);
    상기 건조기(80)에서 건조되어 장입되는 펠렛에 함유된 아연성분을 환원가스로서 기화시킬수 있도록 제5가스도관(44)을 매개로 상기 용융가스화로(40)와 연통되고, 기화된 아연성분을 배가스와 더불어 배기하는 제 6가스도관(71)을 상부에 갖추며, 환원가스에 의해 환원된 환원철 펠렛을 외부로 배출하도록 스크류피더(72)를 장착한 샤프트형 환원로(shaft furnace)(70); 및
    상기 스크류피더(72)에서 배출되는 환원철 펠렛을 소립과 대립으로 분급하여 상기 용융가스화로(40)와 분환원철 성형기(50)에 선택적으로 공급하도록 제5,6광석도관(61)(62)을 갖는 고온밀페형 스크린(60)을 포함함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트형 환원로(70)의 상부측에 설치되는 제 6가스도관(71)에는 환원가스에 의해서 기화되는 배가스의 아연성분을 냉각수로서 스크러빙(scrubbing)하여 제거하는 스크러버(120)를 갖추고, 상기 스크러버(120)에서 아연성분이 제거된 청정한 배가스를 스택으로 배출하는 배기관(121)을 갖추는 한편, 상기 스크러버(120)의 하단에는 하부도관(122)을 매개로 사이클론식 탈아연조(130)를 갖춤을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 장치.
  3. 예열로(10),예비환원로(20)및 최종환원로(30)로 이루어진 3단의 유동환원로, 석탄충진층이 형성되어 있는 용융가스화로(40)및 분환원철 성형기(50)를 갖추어 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철을 제조하는 방법에 있어서,
    원료장입빈(110a)(110b)(110c)으로부터 더스트/슬러지, 바인더, 미분광등을 일정량으로 공급받아 혼합교반기(100)에서 혼합하는 단계;
    상기 혼합교반기(100)로부터 혼합원료가 공급되는 펠렛타이저(90)에서 일정입도로 펠렛을 조립화하는 단계;
    상기 펠렛을 건조기(90)에서 건조하여 샤프트형 환원로(70)내로 장입하고, 장입된 펠렛에 함유된 아연성분은 제 5가스도관(44)을 통하여 공급되는 환원가스로서 기화시켜 배가스와 더불어 배기하고, 환원가스에 의해 환원된 환원철 펠렛은 스크류피더(72)에 의해 외부로 배출하는 단계 ; 및
    상기 스크류피더(72)에서 배출되는 환원철 펠렛을 고온밀페형 스크린(60)에 의해서 소립과 대립으로 선별하여 상기 용융가스화로(40)와 분환원철 성형기(50)로 각각 선택적으로 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 펠렛타이저(90)에서 제조되는 펠렛의 입도는 샤프트형 환원로(70)에서의 반응속도를 고려하여 30mm이하로 구성함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 샤프트형 환원로(70)에 연결된 제 6가스도관(71)을 통해 스크러버(120)내로 공급하고, 상기 스크러버(120)내에서 환원가스에 의해 기화된 배가스의 아연성분을 냉각수로서 스크러빙하여 제거한 다음, 아연성분이 제거된 청정한 배가스를 스택으로 배출하는 단계와, 상기 스크러버(120)로부터 배출되는 슬러지를 사이클론식 탈아연조(130)에서 고아연농축슬러지로 회수하는 단계를 추가 포함함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 샤프트로 환원로(70)의 압력은 4 bar,g이하로 유지하며, 로내온도는 800℃이하이면 반응속도가 낮고, 1100℃이상이면 스티킹(sticking)현상이 일어나기 쉽기 때문에 800 내지 1100℃로 유지함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 고온밀폐형 스크린(60)에는 고온의 불활성 분위기를 유지할 수 있도록 불활성가스가 공급되어 펠렛의 냉각 및 재산화를 억제함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 고온밀폐형 스크린(60)은 대립/소립을 선별하는 기준입도를 8mm이하의 소결원료광을 고려하여 5~10 mm 범위내로 함을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 스크린(60)에서 선별된 대립은 상기 분환원철 성형기(50)하부의 성형철 이송라인(51)에 연통연결된 제 6광석도관(62)을 통해 용융가스화로(40)로 장입되 고, 상기 선별된 소립은 상기 분환원철 성형기(50)상부의 제 4광석도관(42)에 연통연결되는 제5광석도관(61)을 통하여 공급되어 상기 분환원철 성형기(50)에서 성형화된후 상기 용융가스화로(40)로 장입됨을 특징으로 하는 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 함철더스트 및 슬러지 재활용 방법.
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