KR100711777B1 - Method for manufacturing molten irons improving charging method and apparatus for manufacturing molten irons using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장입 방법을 개선한 용철제조방법 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 용철제조방법은 철광석을 환원로에서 환원체로 변환하는 단계, 환원로와 연결된 용융가스화로에 석탄충전층을 형성하기 위한 괴상 탄재를 준비하는 단계, 환원체 및 괴상 탄재를 용융가스화로의 외부에서 사전 혼합하는 단계, 혼합된 환원체 및 괴상 탄재를 용융가스화로에 장입하는 단계, 석탄충전층에 산소를 취입하여 용철을 제조하는 단계, 그리고 용융가스화로에서 배출되는 환원가스를 환원로에 공급하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for manufacturing molten iron with an improved charging method and a molten iron manufacturing apparatus using the same. The method for manufacturing molten iron according to the present invention comprises the steps of converting iron ore from a reducing furnace to a reducing body, preparing a bulk carbonaceous material for forming a coal-filled layer in a molten gasifier connected to the reducing furnace, and reducing and massifying the compacted carbonaceous material into a melt gasification furnace. Pre-mixing from the outside, charging the mixed reducing material and the bulk carbonaceous material into the melt gasifier, injecting oxygen into the coal packed bed to produce molten iron, and reducing gas discharged from the melt gasifier into the reduction furnace Supplying to.
장입, 장입물 이송관, 분포, 용융가스화로 Charge, charge transfer pipe, distribution, melt gasifier
Description
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용철제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용철제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 도 1 및 도 2의 A 부분을 개략적으로 확대한 도면이다.3 is a schematic enlarged view of a portion A of FIGS. 1 and 2.
도 4a는 본 발명의 실험예에 따른 환원체의 장입 분포도이다.4A is a loading distribution diagram of a reducing agent according to an experimental example of the present invention.
도 4b는 종래 기술의 비교예에 따른 환원체의 장입 분포도이다.4B is a loading distribution diagram of a reducing agent according to a comparative example of the prior art.
본 발명은 장입 방법을 개선한 용철제조방법 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용융가스화로내의 환원체와 괴상 탄재의 장입 분포를 고르게 하기 위한 용철제조방법 및 이를 이용한 용철제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing molten iron with an improved charging method and a molten iron manufacturing apparatus using the same, and more particularly, a molten iron manufacturing method for uniformly distributing charge distribution of a reducing body and a bulk carbonaceous material in a molten gas furnace and a molten iron manufacturing apparatus using the same. It is about.
철강 산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급 하는 핵심기간산업으로서, 인류의 발전과 함께하여 온 가장 역사가 오래된 산업중의 하나이다. 철강 산업의 중추적인 역할을 담당하는 제철소에서는 원료로서 철광석 및 석탄을 이용하여 용융 상태의 선철인 용철을 제조한 다음, 이로부터 강을 제조하여 각 수요처에 공급하고 있다.The steel industry is a core industry that supplies basic materials to the entire industry, such as automobiles, shipbuilding, home appliances, and construction, and is one of the oldest industries that has been with human development. Steel mills, which play a pivotal role in the steel industry, use molten iron and coal as raw materials to produce molten pig iron, which is then manufactured and supplied to each customer.
현재, 전세계 철생산량의 60% 정도가 14세기부터 개발된 고로법으로부터 생산되고 있다. 고로법은 소결 과정을 거친 철광석과 유연탄을 원료로 하여 제조한 코크스 등을 고로에 함께 넣고 열풍을 불어넣어 철광석을 철로 환원하여 용철을 제조하는 방법이다. 그러나 고로법은 코크스 및 소결광 제조를 위한 부대 설비가 필요할 뿐만 아니라 부대 설비로 인한 환경 오염이 심각한 문제점이 있다. Currently, about 60% of the world's iron production comes from the blast furnace method developed since the 14th century. Blast furnace method is a method of manufacturing molten iron by reducing the iron ore to iron by putting together the coke prepared from the sintering process and the coke produced from the bituminous coal into the blast furnace. However, the blast furnace method requires a supplementary facility for the production of coke and sintered ore, and there is a serious problem of environmental pollution due to the supplementary facility.
이러한 고로법의 문제점을 해결하기 위하여, 세계 각국은 용융환원제철법의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다. 용융환원제철법에서는 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하고, 철원으로는 광석을 직접 사용하여 용융가스화로에서 용철을 제조한다. 여기서는, 용융가스화로 외벽에 설치된 다수의 풍구를 통해 산소가 취입되어 용융가스화로내의 석탄충전층을 연소시킨다. 석탄충전층은 용융가스화로에 장입된 괴탄 또는 성형탄 등의 석탄에 의해 형성된다. 용융가스화로에 취입된 산소는 고온의 환원가스로 전환되어 환원로로 보내져서 철광석을 환원한 후 외부로 배출된다. 환원로에서 환원된 환원철은 용융가스화로로 이송되어 용융됨으로써 용철로 제조된다.In order to solve the problems of the blast furnace method, many countries around the world are putting a lot of effort into the development of the molten reduction steelmaking method. In the molten reducing steelmaking method, molten iron is produced in a molten gas furnace using direct coal as a fuel and a reducing agent, and ore directly as an iron source. Here, oxygen is blown through a plurality of tuyere provided on the outer wall of the melt gasifier to burn the coal-filled layer in the melt gasifier. The coal filling layer is formed of coal such as lump coal or coal briquettes charged into a melt gasifier. Oxygen blown into the melt gasifier is converted to a high temperature reducing gas and sent to a reduction furnace to reduce iron ore and discharged to the outside. The reduced iron reduced in the reduction furnace is produced by molten iron is transferred to the melt gasifier to melt.
용융가스화로에 석탄 및 환원철을 장입하는 경우, 석탄 및 환원철은 서로 다른 장입구를 통하여 투입된다. 따라서 장입물 분포를 제어하기 위해서는 각각의 낙하 위치를 조절할 수 있는 장치들이 필요하다. 그러므로 석탄은 복수의 석탄 장입 장치들을 통하여 낙하 위치를 조절해 왔고, 환원철은 복수의 환원철 장입 장치들을 통하여 낙하 위치를 조절해 왔다. 따라서 복수의 석탄 장입 장치들 및 복수의 환원철 장입 장치들이 필요하여 장치가 복잡할 뿐만 아니라 제어가 어려운 문제점이 있었다.When coal and reduced iron are charged into the melt gasifier, coal and reduced iron are introduced through different charging holes. Therefore, in order to control the load distribution, a device capable of adjusting each drop position is required. Therefore, coal has adjusted the drop position through a plurality of coal charging devices, and reduced iron has adjusted the drop position through a plurality of reduced iron charging devices. Therefore, a plurality of coal charging apparatuses and a plurality of reduced iron charging apparatuses are required, so that the apparatus is not only complicated but also difficult to control.
환원철이 잘 용융되기 위해서는 용융가스화로에 장입된 장입물과 풍구 전단의 연소대에서 발생하는 고온의 환원가스 사이에 충분한 열교환이 있어야 한다. 열교환이 충분히 이루어지기 위해서는 석탄 및 환원철이 균일하게 분포되는 것이 바람직하다. 그러나 전술한 방법을 사용하여 석탄과 환원철을 장입하는 경우 석탄과 환원철의 분포가 균일하지 않은 문제점이 있었다. 즉, 전술한 방법을 사용하더라도 근본적으로 석탄 및 환원철의 분포가 균일해지지 않는 문제점이 있었다.In order for the reduced iron to melt well, there must be sufficient heat exchange between the charges charged into the melt gasifier and the hot reducing gas from the combustion zone at the front end of the tuyere. In order to sufficiently perform heat exchange, it is preferable that coal and reduced iron are uniformly distributed. However, when the coal and the reduced iron is charged using the aforementioned method, there is a problem in that the distribution of coal and reduced iron is not uniform. In other words, even if the above-described method is used, there is a problem that the distribution of coal and reduced iron is not uniform.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용융가스화로내의 환원체와 괴상 탄재의 장입 분포를 고르게 하기 위한 용철제조방법 및 이를 이용한 용철제조장치를 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a molten iron manufacturing method and even a molten iron manufacturing apparatus using the same to distribute the loading of the reducing body and the bulk carbonaceous material in the molten gasifier.
또한, 본 발명은 전술한 용철제조방법을 이용한 용철제조장치를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a molten iron manufacturing apparatus using the above-described molten iron manufacturing method.
본 발명에 따른 용철제조방법은, 철광석을 환원로에서 환원체로 변환하는 단계, 환원로와 연결된 용융가스화로에 석탄충전층을 형성하기 위한 괴상 탄재를 준 비하는 단계, 환원체 및 괴상 탄재를 용융가스화로의 외부에서 사전 혼합하는 단계, 혼합된 환원체 및 괴상 탄재를 용융가스화로에 장입하는 단계, 석탄충전층에 산소를 취입하여 용철을 제조하는 단계, 그리고 용융가스화로에서 배출되는 환원가스를 환원로에 공급하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing molten iron according to the present invention comprises the steps of converting iron ore into a reducing body in a reducing furnace, preparing a bulk carbonaceous material for forming a coal packed bed in a molten gasifier connected to the reducing furnace, melting the reducing body and the bulking carbonaceous material. Pre-mixing from the outside of the gasifier, charging the mixed reducing material and the bulk carbonaceous material into the molten gasifier, injecting oxygen into the coal packed bed to produce molten iron, and reducing gas discharged from the molten gasifier Supplying to the reduction furnace.
환원체 및 괴상 탄재를 혼합하는 단계에서, 괴상 탄재는 수직 방향으로 유입되어 혼합되는 것이 바람직하다.In the step of mixing the reducing body and the bulk carbonaceous material, the mass carbonaceous material is preferably introduced and mixed in the vertical direction.
환원체 및 괴상 탄재를 혼합하는 단계에서, 환원체의 유입 방향은 수직 방향에 대해 30°내지 43°를 이루는 것이 바람직하다.In the step of mixing the reducing body and the bulk carbonaceous material, the inflow direction of the reducing body is preferably 30 ° to 43 ° with respect to the vertical direction.
혼합된 환원체 및 괴상 탄재를 장입하는 단계에서, 환원체 및 괴상 탄재는 용융가스화로내의 각 지점에 고르게 분포할 수 있다.In the step of charging the mixed reducing body and the bulk carbon material, the reducing body and the bulk carbon material may be evenly distributed at each point in the melt gasifier.
본 발명에 따른 용철제조장치는, 철광석을 환원하여 환원체로 변환하는 환원로, 괴상 탄재가 내부로 장입되어 석탄충전층을 형성하고 산소를 취입하는 용융가스화로, 환원체를 이송하는 환원체 이송관, 괴상 탄재를 이송하고 환원체 이송관과 연결된 괴상 탄재 이송관, 일단은 환원체 이송관 및 괴상 탄재 이송관과 연결되고 타단은 용융가스화로에 연결된 장입물 이송관, 그리고 용융가스화로에서 배출되는 환원가스를 유동환원로에 공급하는 환원가스 공급관을 포함한다.The apparatus for manufacturing molten iron according to the present invention is a reduction furnace for reducing iron ore and converting it into a reducing body, a molten gasification in which a bulk coal material is charged therein to form a coal filling layer and injecting oxygen, and a reducing body conveying tube for transferring the reducing body. , The bulk carbon material conveying pipe which transfers the bulk carbon material and is connected with the reducing material conveying pipe, the one end is connected with the reducing material conveying pipe and the bulk carbon material conveying pipe, and the other end is charged conveying pipe connected to the melt gasifier, and discharged from the melt gasifier It includes a reducing gas supply pipe for supplying the reducing gas to the flow reduction reactor.
괴상 탄재 이송관은 수직 방향으로 뻗을 수 있다.The mass charcoal conveying pipe may extend in the vertical direction.
환원체 이송관과 괴상 탄재 이송관은 30°내지 43°의 각도를 이루면서 연결될 수 있다.The reducing body conveying tube and the bulk carbonaceous conveying tube may be connected at an angle of 30 ° to 43 °.
환원체 이송관은 환원로와 수직 방향으로 연결되고, 환원체 이송관의 중간에 드롭박스(drop box)가 설치되는 것이 바람직하다.The reducing body conveying tube is connected in a vertical direction with the reducing furnace, and a drop box is preferably installed in the middle of the reducing body conveying tube.
괴상 탄재 이송관은 장입물 이송관과 동일한 방향으로 뻗어 연결될 수 있다.The bulk carbonaceous feed pipe may be connected to extend in the same direction as the charge feed pipe.
환원로는 충전층형 환원로일 수 있다.The reduction furnace may be a packed bed reduction furnace.
환원로는 유동층형 환원로일 수 있다.The reduction furnace may be a fluidized bed reduction furnace.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 통하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. These examples are merely to illustrate the invention, but the invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용철제조장치(100)를 나타낸다. 도 1에 도시한 용철제조장치(100)는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 용철제조장치(100)를 다른 형태로 변형할 수 있다.1 shows a molten
도 1에 도시한 용철제조장치(100)는 환원로(30) 및 용융가스화로(60)를 포함한다. 이외에 필요에 따라 기타 다른 장치를 포함할 수 있다. 철광석을 환원하기 위하여 환원로(30)에 철광석을 장입한다. 철광석은 괴상인 것이 바람직하다. 필요에 따라 부원료를 혼합할 수도 있다. 철광석은 환원로(30)에서 환원체로 변환된다. 환원로(30)는 충전층형 환원로로서, 용융가스화로로(60)부터 환원가스를 공급받아 그 내부에 충전층을 형성한다. 철광석은 충전층을 통과하면서 환원체로 변환된다.The molten
용융가스화로(60)의 내부에 석탄충전층을 형성하기 위하여 괴상 탄재를 준비한다. 괴상 탄재로는 괴탄 또는 성형탄을 예로 들 수 있다. 성형탄은 미분탄을 가압 성형하여 제조한다. 이외에 필요에 따라 코크스를 장입할 수도 있다. 용융가스화로(60)의 외벽에는 다수의 풍구(601)를 설치하여 용융가스화로(60)에 산소를 취입한다.The bulk carbonaceous material is prepared in order to form a coal filling layer in the
환원체 및 괴상 탄재는 용융가스화로(60)의 외부에서 혼합되어 용융가스화로(60)에 장입된다. 따라서 용융가스화로(60)의 내부에 환원체 및 괴상 탄재가 균일하게 잘 혼합되어 분포한다. 이러한 균일한 분포에 의해 괴상 탄재와 환원체간에 열교환이 충분히 이루어지므로 용철을 효율적으로 제조할 수 있다.The reducing body and the bulk carbonaceous material are mixed outside the
환원로(30)에서 환원된 환원체는 용융가스화로(60) 상부를 통해 장입되어 석탄충전층을 통과하면서 용융된다. 용융가스화로(60)에 취입된 산소에 의해 연소대가 형성됨으로써, 환원체가 용융되어 용철을 제조할 수 있다. 용융가스화로(60)의 하부에는 출탕구가 설치되어 용철 및 슬래그를 외부로 배출시킨다.The reduced body reduced in the
용융가스화로(60) 내부에 형성된 석탄충전층으로부터 환원가스가 생성된다. 용융가스화로(60)에서 배출된 환원가스는 환원가스 공급관(70)을 통하여 환원로(30)에 공급된다. 따라서 철광석을 환원가스에 의해 환원할 수 있다. Reducing gas is generated from the coal-filled layer formed inside the melt gasifier (60). The reducing gas discharged from the
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 용철제조장치(200)를 나타낸다. 도 2에 도시한 용융가스화로(60)는 도 1에 도시한 용용가스화로와 동일하므로, 동일한 도면 부호를 사용하며 그 자세한 설명을 생략한다.2 shows a molten
용철제조장치(200)는 하나 이상의 유동환원로(20), 용융가스화로(60), 환원가스 공급관(70) 및 괴성체 제조 장치(40)를 포함한다. 이외에, 괴성체 제조 장치(40)에서 제조한 괴성체를 용융가스화로(60)로 이송하기 위한 고온 균배압 장치 (30, 50)를 더 포함할 수 있다. 최하단의 고온 균배압 장치(30)는 환원로로 사용할 수도 있다. 고온 균배압 장치(50)는 괴성체 제조 장치(40)에서 제조한 괴성체를 용융가스화로(60)로 압송한다. 괴성체 제조 장치(40)와 고온 균배압 장치(50)는 필요에 따라 생략할 수 있다.The apparatus for manufacturing
유동환원로(20)의 내부에는 유동층이 형성되어 철광석을 환원한다. 유동환원로(20)는 제1 유동환원로(201), 제2 유동환원로(203), 제3 유동환원로(205) 및 제4 유동환원로(207)를 포함한다. 도 1에는 4개의 유동환원로(20)를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 3개의 유동환원로를 사용할 수도 있다.A fluidized bed is formed inside the
제1 유동환원로(201)는 제2 유동환원로(203)에서 배출되는 환원가스로 철광석을 예열한다. 제2 유동환원로(203) 및 제3 유동환원로(205)는 예열한 철광석을 예비 환원한다. 그리고 제4 유동환원로(207)은 예비 환원한 철광석을 최종 환원하여 환원체로 변환한다. 환원가스의 승온을 위하여 각 환원가스 공급관(70)에는 산소 버너(25)가 설치되어 있다.The first flow reduction path 201 preheats the iron ore with reducing gas discharged from the second
철광석은 유동환원로(20)를 통과하면서 환원 및 가열된다. 이를 위하여 용융가스화로(60)에 생성된 환원가스가 환원가스 공급관(70)을 통하여 유동환원로(20)에 공급된다. 환원된 철광석은 괴성체 제조 장치(40)를 통하여 괴성체로 제조된다.Iron ore is reduced and heated while passing through the fluid reduction path (20). To this end, the reducing gas generated in the
괴성체 제조 장치(40)는, 장입 호퍼(401), 한 쌍의 롤(403), 파쇄기(405) 및 저장조(407)를 포함한다. 이외에, 필요에 따라 다른 장치를 더 포함할 수 있 다. 장입 호퍼(401)는 유동환원로(20)를 거치면서 환원된 철광석을 저장한다. 철광석은 장입 호퍼(401)로부터 한 쌍의 롤(403)로 장입되면서 스트립 형태로 압착 성형된다. 이와 같이 압착 성형된 철광석은 파쇄기(405)에서 파쇄되어 저장조(407)에 괴성체로 저장된다.The compacted
도 2에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 용철제조장치(200)에서 환원체 및 괴상 탄재는 용융가스화로(60)의 외부에서 사전 혼합되어 용융가스화로(60)에 장입된다. 따라서 용융가스화로(60)내의 환원체 및 괴상 탄재를 균일하게 혼합하여 분포시킬 수 있다. 이하에서는 도 3을 통하여 사전 혼합되는 장입물의 이송 방법을 좀더 상세하게 설명한다.In the molten
도 3은 도 1 및 도 2의 A 부분을 확대하여 나타낸다. 도 1 및 도 2에 도시한 A 부분은 환원체와 괴상 탄재를 포함하는 장입물을 용융가스화로(60)에 장입하는 부분으로서, 상호 동일하다. 도 3에 도시한 장입 형태는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 환원체 및 괴상 탄재를 용융가스화로(60)의 외부에서 다른 방법으로 혼합하여 장입할 수도 있다.3 is an enlarged view of a portion A of FIGS. 1 and 2. A part shown in FIG. 1 and FIG. 2 is a part which charges the charge containing the reducing body and the bulk carbonaceous material to the
환원로(30)에서 환원된 환원체는 환원체 배출 스크류(301)를 통하여 용융가스화로(60)에 장입된다. 환원철 배출 스크류(301)를 통과한 환원체는 환원체 이송관(305, 307)을 통하여 용융가스화로(60)에 장입된다. 환원체 이송관(305, 307)은 그 중간에 설치된 드롭박스(drop box)(303)를 경계로 하여 제1 환원체 이송관(305) 및 제2 환원체 이송관(307)으로 나누어진다. 제1 환원체 이송관(305)은 환원로 (30)와 수직 방향으로 연결된 환원체 이송관을 의미한다. 제1 환원체 이송관(305)이 수직 방향으로 설치되므로, 환원체를 원활하게 이송할 수 있다. 드롭 박스(303)는 자유낙하하는 환원체와 충돌하여 환원체의 속도를 저감시킨다. 제2 환원체 이송관(307)을 거친 환원체는 괴상 탄재와 혼합된다.The reduced body reduced in the
괴상 탄재는 괴상 탄재 이송 스크류(901)에 의해 이송되어 괴상 탄재 이송관(90)을 거친 후 용융가스화로(60)로 장입된다. 괴상 탄재 이송관(90)은 장입물 이송관(603)과 동일한 방향(수직 방향)으로 뻗어 있으므로 괴상 탄재를 장입하기에 용이하다. 괴상 탄재 이송관(90)은 제2 환원체 이송관(307)과 연결되어 괴상 탄재와 환원체를 혼합할 수 있다.The bulk carbonaceous material is transferred by the bulk carbonaceous
장입물 이송관(603)의 일단(상단)은 제2 환원체 이송관(307) 및 괴상 탄재 이송관(90)과 연결된다. 따라서 제2 환원체 이송관(307)을 통해 이송되는 환원체와 괴상 탄재 이송관(90)을 통해 이송되는 괴상 탄재를 혼합할 수 있다. 한편, 장입물 이송관(603)의 타단(하단)은 용융가스화로(60)에 연결되어 있으므로, 환원체와 괴상 탄재를 혼합하여 용융가스화로(60)에 장입할 수 있다. 이와 같이, 사전에 환원체와 괴상 탄재를 혼합하여 용융가스화로(60)에 장입하므로, 용융가스화로(60)내에 환원체와 괴상 탄재가 고르게 분포한다. One end (upper end) of the
장입물 이송관(603)의 타단에는 화살표 방향으로 좌우로 움직일 수 있는 분배기(605)가 설치되어 있으므로, 용융가스화로(60)의 전방향으로 장입물을 고르게 분배시킬 수 있다.The other end of the
한편, 환원체의 유입 방향은 수직 방향에 대해 30°내지 43°의 각도(θ)를 이루는 것이 바람직하다. 즉, 제2 환원체 이송관(307)과 괴상 탄재 이송관(90)은 전술한 각도 범위를 가지는 것이 바람직하다. 각도(θ)가 30°미만인 경우, 환원체와 괴상 탄재가 잘 혼합되기 어렵다. 각도(θ)가 43°를 초과하는 경우, 환원체가 원활하게 장입되기 어렵다. On the other hand, the inflow direction of the reducing body preferably forms an angle θ of 30 ° to 43 ° with respect to the vertical direction. That is, it is preferable that the 2nd reduction
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through experimental examples. These experimental examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
실험예Experimental Example
도 3에 도시한 장입 장치와 동일한 장입 장치를 사용하여 용융가스화로내 장입물의 분포를 관찰하였다. 자세한 실험 조건은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 설명을 생략한다.The distribution of the charges in the melt gasifier was observed using the same charging device as that shown in FIG. Detailed experimental conditions can be easily understood by those skilled in the art, and the description thereof is omitted.
도 4a는 괴상 탄재와 환원체를 사전 혼합한 후 장입한 경우의 용융가스화로내 환원체의 분포를 나타낸다. X축에는 용융가스화로의 중심을 기준으로 한 장입물의 위치를 나타내고, Y축에는 용융가스화로내 각 위치에 따른 장입물 중 환원체의 분율을 나타낸다.Fig. 4A shows the distribution of the reducing body in the melt gasifier when the bulk carbon material and the reducing body are premixed and charged. The X axis shows the position of the charge with respect to the center of the melt gasifier, and the Y axis shows the fraction of the reducing agent in the charge according to each position in the melt gasifier.
도 4a에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 장입 방법을 이용하면 환원체 및 괴상 탄재가 용융가스화로내의 각 지점에 고르게 분포하는 것을 알 수 있다. 도 4a로부터 장입물 중 환원체의 비율이 약 55% 정도로 비교적 균일하게 분포하는 것을 알 수 있다. 환원체가 균일하게 분포하므로, 괴상 탄재도 장입물의 약 45% 정도로 균일하게 분포하는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 환원체 및 괴상 탄재가 골 고루 혼합되어 분포하므로 용융가스화로의 조업을 안정시킬 수 있다.As shown in Figure 4a, using the charging method according to the invention it can be seen that the reducing body and the bulk carbonaceous material is evenly distributed at each point in the melt gasifier. It can be seen from FIG. 4A that the proportion of the reducing agent in the charge is distributed relatively uniformly at about 55%. Since the reducing body is distributed uniformly, it can be seen that the bulk carbonaceous material is also uniformly distributed at about 45% of the charges. In this way, since the reducing agent and the bulk carbonaceous material are evenly mixed and distributed, the operation of the melt gasification furnace can be stabilized.
비교예Comparative example
본 발명과의 비교를 위하여 괴상 탄재와 환원체를 사전 혼합하지 않고 각각 따로 용융가스화로에 장입하였다. 괴상 탄재와 환원체를 사전 혼합하지 않고 각각 따로 장입하는 방법에 대한 실험 조건은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있으므로, 그 설명을 생략한다. 혼합 여부를 제외한 나머지 실험 조건은 전술한 실험예와 동일하다.For comparison with the present invention, the bulk carbonaceous material and the reducing body were each separately charged into a melt gasifier without being premixed. Experimental conditions for the method of charging the bulk carbon material and the reducing agent separately without pre-mixing can be easily understood by those skilled in the art, and the description thereof will be omitted. Except for mixing, the experimental conditions are the same as the above-described experimental example.
도 4b에는 괴상 탄재와 환원체를 각각 별개로 용융가스화로에 장입한 경우의 용융가스화로내 환원체의 분포를 나타낸다. 도 4b에 도시한 바와 같이, 환원체는 용융가스화로의 중심 영역에 장입물 중 약 73% 정도로 몰려 있고, 가장자리에는 장입물 중 약 10% 정도로 그다지 많이 존재하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 전체적으로 환원체 및 괴상 탄재가 불균일하게 분포하는 것을 알 수 있다.FIG. 4B shows the distribution of the reducing body in the molten gasifier when the bulk carbonaceous material and the reducing body are separately charged into the molten gasifier. As shown in Figure 4b, it can be seen that the reducing body is concentrated about 73% of the charge in the center region of the melt gasifier, and about 10% of the charge is not present at the edge. Therefore, it can be seen that the reducing body and the bulk carbonaceous material are unevenly distributed as a whole.
본 발명에 따른 용철제조방법에서는 환원체와 괴상 탄재를 사전 혼합하여 용융가스화로에 공급한다. 따라서 장입되는 괴상 탄재와 환원체의 양이 용융가스화로내의 전 지점에 걸쳐 균일하게 분포하므로, 양자간에 열교환이 충분하게 이루어진다. 그 결과, 환원체의 환원율 및 입도 분포와 괴상 탄재의 열간 강도 및 입도 분포 등에 영향을 받지 않고 조업을 안정적으로 실시할 수 있다. 따라서 양질의 용철을 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 생산성을 향상시키며 연료비를 줄일 수 있고 용융가스화로의 수명이 길어지는 이점이 있다.In the molten iron manufacturing method according to the present invention, the reducing body and the bulk carbonaceous material are premixed and supplied to the molten gasifier. Therefore, since the amount of the loaded carbonaceous material and the reducing body is uniformly distributed over all the points in the molten gasifier, heat exchange is sufficient between the two. As a result, operation can be performed stably without being influenced by the reduction rate and particle size distribution of a reducing body, the hot strength and particle size distribution of a bulk carbonaceous material. Therefore, high quality molten iron can be manufactured efficiently. In addition, there is an advantage that can improve the productivity, reduce the fuel cost and the life of the melt gasification furnace is long.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.Although the present invention has been described above, it will be readily understood by those skilled in the art that various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the claims set out below.
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