KR101016999B1 - 철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법 - Google Patents

철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101016999B1
KR101016999B1 KR1020077027240A KR20077027240A KR101016999B1 KR 101016999 B1 KR101016999 B1 KR 101016999B1 KR 1020077027240 A KR1020077027240 A KR 1020077027240A KR 20077027240 A KR20077027240 A KR 20077027240A KR 101016999 B1 KR101016999 B1 KR 101016999B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heating
bed
iron
temperature
preheating
Prior art date
Application number
KR1020077027240A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080020999A (ko
Inventor
브로츠만 칼
Original Assignee
자르스탈 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 자르스탈 아게 filed Critical 자르스탈 아게
Publication of KR20080020999A publication Critical patent/KR20080020999A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101016999B1 publication Critical patent/KR101016999B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086—Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/527—Charging of the electric furnace
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)

Abstract

뜨거운 가스 흐름(stream)에 의해 철 어글로머레이트(iron agglomerate)를 예열하기 위한 방법에 있어서, 철 어글로머레이트를 철 어글로머레이트 베드(bed)에 공급하는 단계; 가스를 열교환기(heat exchanger) 내에서 예열 온도로 가열하는 단계; 및 뜨거운 가스를 철 어글로머레이트에 통과시키는 단계를 포함하되, 가스 유동 속도(gas flow rate)는, 온도 전선(temperature front)이 가열 동안에 상기 베드를 통해 이동하도록, 철 어글로머레이트 베드 내에서 비교적 얇은 레이어(layer)의 전역에서 뜨거운 가스의 온도 하락이 발생할 만큼이다.
철, 예열, 베드, 가스, 열교환기

Description

철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법{METHOD FOR PRE-HEATING IRON AGGLOMERATES}
제강에서는, 소위 직접 환원법(direct reduction methods)에 의해 철광석(iron ore)으로부터 생산된 철 어글로머레이트(iron agglomerates)의 이용이 증가된다. 철 어글로머레이트는 오늘날 일반적으로 소위 DRI 펠릿(pellets)(해면철(sponge iron)로도 알려진다) 및 HBI 브리케트(briquettes)이다. DRI 펠릿은 구면체이고 약 15 mm의 직경을 가지며, HBI 브리케트는 약 30×50×100 mm의 치수를 가진 직육면체이다.
그러나, 어글로머레이트는 스크랩(scrap)에 비해, 제련에서 상당한 단점을 가진다. 이것은 첫째로 철의 약 5-8%가 공정 원인 때문에, 뷔스타이트(wuestite)로서 산화 형태로 존재하는 사실에 기인한다. 그러나, 스크랩에 비해 더 낮은 공극부피(void volume)을 유발시키는 그 물리적 조건도 제련을 방해한다. 따라서, 스크랩을 제련하기 위해 강(steel)의 400 kWh/t가 요구되는데 비해, 어글로머레이트를 제련하기 위해서는 전기 아크로를 예를 들면, 강의 약 600 kWh/t가 요구된다.
이러한 단점을 감소시키기 위해, 예를 들어, DRI 펠릿은 약 650℃의 온도에서 직접 환원 공정에서부터 곧바로 제련로로 장입되고, 이에 의해 강의 약 170 kWh/t이 절약된다. 물론 이러한 직접적인 연결은, 직접 환원 플랜트 및 제련 유니트가 공간적으로 함께 근접해 있는 경우에만 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위한 플랜트들은 매우 복잡하다.
"Transactions(p. 11, vol.28, 1998)"에는, 로-오프가스(furnace off-gases)를 HBI 브리케트의 베드(bed)를 통과시킴에 의해 HBI 브리케트를 예열하기 위한 방법이 개시되었다. 더 높은 온도에서의 강한 산화 때문에, 예열 온도는 700℃ 이하여야 한다. 8%로 알려진 뷔스타이트 함유량은 이러한 온도에서 단지 약간만 환원되며, 탄소질의 철 배쓰(carbonaceous iron bath)에 추가되는 슬래그(slag)의 형성을 제어하지 못하게 된다. 그 내용 및 도면은 오프가스가 높은 온도에서 HBI 브리케트의 베드를 떠나는 것을 추가적으로 나타낸다. 효율적인 예열 시간은 5-10분으로 알려진다.
본 발명은 철 어글로머레이트의 제련에서 존재하는 상당한 단점을 피하고, 예열 방법을 위한 상기 어글로머레이트의 (이전에는 불리했을) 물리적 조건을 유리하게 활용하는 새로운 방법을 제시할 것이며, 이에 따라 제련하기 위한 에너지를 상당히 감소시킬 것이다.
문제점에 대한 해결방법은 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 수행된다. 상기 방법의 유리한 개선은 종속항들에서 지정된다.
본 발명에 따른, 가열 가스 흐름에 의해 철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법은, 철 어글로머레이트를 철 어글로머레이트 베드에 공급하는 단계; 열교환기 내에서 예열 온도까지 가스를 가열하는 단계; 및 상기 가열 가스를 상기 철 어글로머레이트 베드로 통과시키는 단계를 포함하되, 온도 전선(temperature front)이 가열 동안에 상기 철 어글로머레이트 베드를 통과하도록 하기 위하여, 상기 철 어글로머레이트 베드 내의 비교적 얇은 레이어에 대해 상기 가열 가스의 온도 하락이 발생하도록, 단위 면적당 가스 유동 속도가 결정되는 것을 특징으로 한다. 또한, 총 가열 시간에 대한 단위 면적당 가열 가스 유동 속도의 평균값은, 상기 철 어글로머레이트의 직경값(여기서, 상기 직경값은 cm 단위로 측정된 값이다)에 4,000을 곱한 값보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 뜨거운 가스가 어떠한 조건하에서 철 어글로머레이트의 베드를 통해 유동할 때 온도가 선형적으로 하락하지 않지만, 가열 가스는 얇은 레이어 내에서는 거의 완전히 냉각된다는 놀라운 발견에 기초한다. 상기 레이어는 철 어글로머레이트에 의존하는 레이어 두께를 가진다. 따라서, 레이어 두께는, 펠릿에 대하여 약 20 내지 30 cm이며, 브리케트에 대하여 약 50 cm이다. 가열 공정 동안, 온도 전선(temperature front)은 베드를 통해 이동하며, 베드를 떠나는 가열 가스는, 전체 장입물에 대한 완전한 가열 직전까지 낮은 온도로 된다. 이것은 추가적인 냉각없이, 가열을 위해 불활성 가스를 재순환할 수 있는 것을 가능하게 한다. 특히, 가열 공정이 개시될 때 유입 온도는 약 800 내지 1100℃이며, 베드를 떠나는 가열 가스의 온도는 대략 대기 온도이거나 약간 더, 즉 그 위로 약 10도의 범위 내에 있다. 온도 전선이 전체 베드의 거의 대부분을 통과하였을 때만, 베드를 떠나는 가열 가스의 온도는 상승하기 시작하고, 가열 공정의 종단을 향하며 약 180 내지 220℃에 도달한다.
어글로머레이트 베드 내의 온도 분포에 대한 본 발명의 효과는, 어글로머레이트 베드의 자유 표면(free surface)에 대하여, 순환 가열 가스의 단위 면적당 가스 유동 속도의 평균이 DRI 펠릿에 대하여 6,000 Nm3/hm2 이하이며, HBI 브리케트에 대하여 12,000 Nm3/hm2 이하일 때 얻어진다. 단위 면적당 가스 유동 속도의 평균은, DRI 펠릿에 대한 어글로머레이트 베드의 자유 표면의 1 m2 당, 바람직하게는 약 1,000 내지 4,000 Nm3/h, 더욱 바람직하게는 약 1,500 내지 3,000 Nm3/h이며, HBI 브리케트에 대한 어글로머레이트 베드의 자유 표면의 1 m2 당, 바람직하게는 약 2,000 내지 7,000 Nm3/h, 더욱 바람직하게는 약 2,500 내지 5,000 Nm3/h이다. 처음에는 이러한 수치가 불합리하게 보일 것이다. 결과적으로, 예열 시간이 너무 길어져서, 만일 전체 생산물이 예열되어야만 한다면, 복수개의 예열 유니트들이 하나의 제련 용기를 위해 사용되어야만 한다. 더 나아가, 예열 시간이 더 길어질수록 그에 따라 더 높은 열 손실이 발생된다. 그러나, 가열 공정을 위해서는 더 유리한데, 그 이유는 순환하는 불활성 가스가 가열된 어글로머레이트 베드를 떠난 후에는 냉각될 필요가 없기 때문이며, 그래서 전체 열효율은 가열을 더 빠르게 했던 경우보다 상당히 높다. 더 나아가, 가열을 위한 장치의 구성은 더 단순하게 된다.
불활성 가스 유동 속도에 대해 위에서 언급된 상한값은 전체 가열 기간에 대한 평균으로서 이해될 것이다. 예를 들어, 단위 면적당 가스 유동 속도는 DRI 펠릿을 가열할 때 가열 주기의 첫 번째 절반 동안 8,000 Nm3/hm2 이하 일 수 있다. 이어서, 두 번째 절반에서, 단위 면적당 가스 유동 속도는 1,000 Nm3/hm2 까지 하락하도록 연속적으로 감소된다. 예를 들어, 단위 면적당 가스 유동 속도가 6,000 Nm3/hm2 에서 시작되어, 1,000 Nm3/hm2까지 하락하도록 연속적으로 감소될 수도 있다. HBI 브리케트를 가열할 때는, 단위 면적당 가열 가스 유동 속도는 예를 들어, 가열 주기의 첫 번째 절반 동안 14,000 Nm3/hm2 일 수 있고, 그 다음 두 번째 절반에서 단위 면적당 가스 유동 속도는 2,000 Nm3/hm2까지 하락하도록 연속적으로 감소된다. 그러나, 예를 들어, 단위 면적당 가열 가스 유동 속도는 12,000 Nm3/hm2에서 시작될 수도 있고, 2,000 Nm3/hm2까지 하락하도록 연속적으로 감소된다. 두 예에서 언급된 운영 방식은, 가열 용기 내에서의 압력 하락이 전체 가열 시간동안 대략 일정하게 유지된다는 결과를 가진다.
발명 조건을 만족시키기 위해, 가열 용기의 기하학적 형태는 그에 따라 적합하게 되어야 한다. 따라서, 명확한 용기 높이에 대한 명확한 용기 직경의 비율은 DRI 펠릿을 가열하기 위한 예열 용기에서 0.5 내지 1.5이어야 한다. 평균적으로, 명확한 용기 직경은 대략적으로 펠릿 레이어의 높이만큼 높아야 한다.
HBI 브리케트를 가열하기 위한 예열 용기에서, 용기 높이에 대한 용기 직경의 비율은 1 내지 3인 것이 바람직하다. 평균적으로, 명확한 용기 직경은 대략적으로 어글로머레이트 레이어 두께의 절반인 것이 바람직하다.
지정된 조건들은 원형의 단면을 가진 용기에 적용된다. 물론, 이들은 어떤 다른 기하학적 형태에 따라 변화될 수도 있다.
본 발명에 따라, 가열 가스 흐름(stream)이 위로부터 베드 위로 통과되고, 상부로부터 하강하여 베드를 통과하도록 유동하는 것이 바람직하다. 추가적으로, 원뿔 테이퍼(conical taper)가 이러한 작동 방식으로 하부 내에 구비되는 것은 더 바람직하다. 그러나, 상기 하부는 가열 용기에 대한 상기 언급된 기하학적 조건들에서는 고려되지 않을 것이다.
하부 영역에서의 형상은 DRI 베드의 대략적으로 완전하고 균일한 가열에 대해 유리한 효과를 얻을 수 있게 하는 것이 판명되었다. 만일 하부 영역의 단면이 상부 가열 용기의 단면의 약 1/3로 감소된다면, 베드의 최종부는 일정한 단면을 가지는 것보다 더 잘 가열된다.
놀랍게도, 재순환되는 "불활성 가스"로 공기가 사용될 수 있다는 것이 판명되었다. 공기 중의 산소는 철의 약 0.1%의 양이 가열 공정의 개시에서 산화되도록 하지만, 그 후에 다시 환원된다. 단지 짧은 시간 후에, 공기 중에 존재하는 산소의 양은 철과 결합되고, 이어서 가열 공정을 위한 순환 가스는 비산화 가스로만 구성된다.
뷔스타이트 함유량의 높은 환원도는 철 어글로머레이트를 예열할 때 결정적으로 중요하다. 이것은 제련하기 위한 에너지 요구량(requirement)을 약 25%만큼 감소시킨다. 그러나, 이것은 탄소질의 철 배쓰에 추가시키기도 하는데, 이것은 (그렇지 않았다면 때때로 발생되는) 슬래그의 형성을 방지함으로써 더 단순한 일반적인 실시이다.
놀랍게도, 어글로머레이트 중 뷔스타이트 함유량은 본 발명의 방법에서 거의 완전히 환원된다는 것이 판명되었다. 이를 위한 설명은 아마 순환 불활성 가스 중 일산화탄소(CO) 함유량이 뷔스타이트 환원의 개시에서 곧바로 매우 빠르게 증가한다는 것이고, 그에 의해 뷔스타이트 환원에 대한 최적의 조건을 만들어낸다. 효과는 가열 가스의 압력이 맥동 방식(pulsating fashion)으로 변화된다면 지지될 수 있다. 20%에 이르기까지 압력의 변화는 이러한 목적을 위해 충분하다.
본 발명의 재순환된 가스 양의 감소 및 가열 용기의 하부에서의 단면의 원뿔 테이퍼는, 가열 용기의 하부에서도 어글로머레이트의 뷔스타이트 함유량의 높은 환원도를 촉진한다.
뷔스타이트의 환원은 상당한 양의 일산화탄소가 형성되도록 하는데, 이는 연소되거나 수집되며, 열교환기를 위한 연료 가스로서 사용됨으로써, 에너지 요구량의 대략 절반을 커버할 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법은 두 가지 방식으로 뷔스타이트 함유량의 중요한 환원을 촉진한다. 그것은 순환 가스의 높은 일산화탄소 함유량, 및 비교적 긴 가열 시간이다.
본 발명의 해면철을 가열하기 위한 조건들은, 예열 용기를 떠나는 오프가스의 온도를 측정하는 단순한 방법으로 제어될 수 있다는 것이 판명되었다. 오프가스의 온도가 200℃를 초과한다면, 가열 가스 흐름은 감소된다. 최적의 가열을 위한 조건들은 일반적으로 쉽게 재생 가능하다. 하지만, 더 작은 그레인(grain) 크기를 가진 어글로머레이트의 파편(fraction) 또는 미립자 파편(fraction)이 가열 용기에서 양과 국소 분포 둘 모두의 면에서 변동될 수 있기 때문에, 가끔 조절이 요구된다.
어글로머레이트의 예열 온도는 800℃ 내지 1,100℃이어야 한다. 추가적으로, 어글로머레이트의 탄소 함유량이 적어도 2%인 경우가 바람직하다. 이러한 두 가지 조건들은 뷔스타이트 함유량의 완전한 환원을 촉진한다.
또한, 펠릿이 높은 예열 온도에서 소결되지 않는 방법으로 펠릿의 표면을 처리하는 것이 본 발명의 특징에 속한다. 이러한 처리법은 샤프트로(shaft furnace)에서의 직접 환원법(direct reduction methods)으로부터 공지된다. 펠릿을 더럽히는 파우더는 일반적으로 MgO, CaO 또는 이들의 화합물로 구성된다. 이러한 처리법에서, 예열 온도는 1,100℃에 이르기까지 사용될 수 있다.
본 발명 방법은 전기아크로에서 어글로머레이트를 제련하기 위한 에너지 요구량이 강의 200 kWh/t보다 낮도록 감소되는 것을 허용한다. 광석의 더 높은 맥석(gangue) 함유량은 높은 예열 온도를 통한 제련 공정에서 더 용이하게 견딜 수도 있다.
본 발명의 방법을 실행하기 위한 예시적인 장치는 첨부된 도면에서 도시된다. 상기 장치는 가열 용기, 불활성 가스를 가열하기 위한 재생 플랜트, 팬(fan) 및 헝겊 필터(cloth filter)로 구성된다. 재생 플랜트는 벌크 재생기일 수 있다. 그러나, 재생기 대신에, 열교환기(recuperator)를 사용할 수도 있다. 이것은 플랜트를 더 단순하게 만들지만, 최고 가능 온도 및 열 효율을 감소시킨다.
헝겊 필터에서 분리된 먼지는 금속성이고, 따라서 자연소성(pyrophoric)이다. 따라서, 필터가 불활성 가스로 항상 충전되기 위해, 대응 방안이 필요하다. 그러나, 가스가 20℃의 포화 온도로 충분한 작은 수증기로 채워진다면, 먼지는 단순히 산화될 수 있다.
특히 유리한 실시예는 본 방법의 변경된 벌크 재생기의 조합으로 구성된다. 이러한 경우, 재생기는 벌크 물질의 실질적으로 증가된 레이어 두께로 작동된다. 반경 방향으로 관통-유동하는 벌크 레이어의 두께가 일반적으로 약 60 cm인 반면에, 본 발명의 출원서에서는 대략적으로 두 배이다. 따라서, 저장된 열은 전체 DRI 장입을 가열시키기에 충분하다. 이것은 또한 불활성 가스의 순환을 위해 요구되는 압력의 유리한 조합도 초래한다. 압력 하락은 벌크 재생기 내에서 연속적으로 감소하는 반면에, 예열 용기 내에서는 증가한다. 따라서, 압력 하락의 일정한 조절은 가열 공정동안 발생된다.
가열 용기에 대한 형상은 중요하다. 50 t의 해면철을 가진 장입물을 가열하는 일 예를 들어보자. 50 t의 DRI 펠릿을 위하여, 약 30 m3의 용기의 내부 체적이 필요하다. 용기는 3.3 m의 명확한 직경 및 4 m의 실린더부에 대한 높이를 가지며, 이것의 약 3.5 m는 펠릿으로 채워진다. 펠릿의 위에는, 자유 공간(free space)이 남아 있고, 이를 통해 뜨거운 불활성 가스가 도입된다. 뜨거운 가스는 상부에서부터 충전물을 통해 아래로 유동한다. 용기의 하부는 테이퍼링 원뿔(tapering cone)로 구성되고, 하부 내에는 냉각된 불활성 가스를 배출하기 위한 개구가 있다.
장입물을 가열하기 위해, 전체 40,000 Nm3의 불활성 가스의 양이 가열될 펠릿을 통과한다. 본 발명에 따라, 어떤 것은 8,000 Nm3/hm2의 단위 면적당 불활성 가스 유동 속도로 시작한다. 3.3 m의 가열 용기의 직경에서, 단면은 8.6 m2이며, 가스 유동 속도는 68,800 Nm3/h이다. 10분 후, 단위 면적당 가스 유동 속도는 40분 이내에 1,000 Nm3/hm2 까지 하락하도록 연속적으로 감소된다. 총 가열 시간은 약 50분이다. 가열 주기의 종단에서 오프가스의 온도는 180℃이다. 순환하는 불활성 가스를 냉각시킬 필요는 없다.
50 t의 HBI를 가진 장입물을 가열하는 두 번째 예를 들어보자. 50 t의 HBI를 위해, 약 20 m3의 용기의 내부 체적이 필요하다. 용기는 2 m의 명확한 직경 및 6 m의 실린더부에 대한 높이를 가지며, 이것의 약 5.5 m는 HBI로 채워진다. 베드의 위에는 자유 공간이 남아 있고, 이를 통해 뜨거운 불활성 가스가 도입된다. 뜨거운 가스는 상부에서부터 충전물을 통해 아래로 유동한다. 용기의 하부는 테이퍼링 원뿔로 구성되고, 하부 내에는 냉각된 불활성 가스를 배출하기 위한 개구가 있다.
장입물을 가열하기 위해, 전체 40,000 Nm3의 불활성 가스의 양이 가열될 베드를 통과한다. 본 발명에 따라, 어떤 것은 7,000 Nm3/hm2의 단위 면적당 불활성 가스 유동 속도로 시작한다. 2 m의 가열 용기의 직경에서, 단면은 3.1 m2이며, 가스 유동 속도는 21,700 Nm3/h이다. 20분 후, 단위 면적당 가스 유동 속도는 2시간 이내에 3,000 Nm3/hm2 까지 하락하도록 연속적으로 감소된다. 총 가열 시간은 약 2.3시간이다. 가열 주기의 종단에서 오프가스의 온도는 180℃이다. 순환 불활성 가스를 냉각시킬 필요는 없다.
펠릿은 가열 후 가열 용기의 하부상의 슬라이드 형태의 폐색부(closure)를 통해 제련 용기 내로 장입된다. 장입 박스의 형태를 갖기 위해, 용기를 설계하는데 편리할 수도 있을지라도, 상부 경계는 제거가능한 커버 또는 힌지식 커버가 위치된다. 스크랩을 장입할 때와 마찬가지로, 어글로머레이트는 예열 후에 제련 용기내에 부어짐으로써 비워진다.
제련 용기와 관련하여 연속적인 예열은 거의 생각할 수 없다. 따라서, 20분 이내에 연속적으로 장입되는 50 t의 펠릿에 대하여 120,000 Nm3/h의 가열 가스 유동 속도를 사용할 필요가 있고, 이것은 매우 복잡한 재생기 플랜트 및 높은 압력을 요구한다. 가열 용기에 대해, 이것은 실현될 수 없는 조건으로 될 수도 있다.
본 발명은 제련 유니트으로써 전기아크로와 관련하여 개시되었다. 상기에 개시된 바와 같이, 본 명세서에서 특별한 장점들을 제공한다. 하지만, 이러한 조합으로 제한되지 않는다. 어떤 제련 유니트과 관련하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 제련 유니트는 전로(converter)일 수도 있다. DRI를 예열하는 것은 DRI 추가를 상당히 증가시키게 한다. 반응 가스의 가열된 에어 포스트-연소를 가진 노저취입전로(bottom blown converter)와 관련된 방법을 사용하는 것이 본 명세서에서 특히 유리하다. 펠릿에서 약 4%의 카본 함유량을 가진 액상 강(liquid steel)은, 어떤 추가적인 에너지의 공급 및 액상 선철(liquid pig iron)이 없이도 본 발명의 방법의 출원서에 따라 전로와 같은 곳에서 생산될 수 있다.
본 발명의 방법은 전술한 철 어글로머레이트를 가열하는 것으로 제한되지 않는다. 합금철(ferroallys)은 종종 HBI 브리케트과 유사한 럼프(lump) 크기를 가지지만, 럼프 크기에서 상당히 큰 변동 마진을 가진다. 이러한 물질들은 본 발명에 따른 장치에서 가열될 수도 있다. 작은 크기의 파편의 비율이 높은 경우에, 본 발명의 범위의 하한값에서 실시되는 것이 바람직한데, 즉, 가열 용기의 높이에 대한 직경의 비율은 약 1이어야 하고, 단위 면적당 가스 유동 속도는 5,000 Nm3/hm2 이하여야 한다. 입자 스펙트럼에 따라서, 가열 용기의 높이에 대한 직경의 비율의 최적의 값과 단위 면적당 가스 유동 속도의 최적의 값은 실험적으로 결정될 것이다. 본 발명의 교시(teaching)는 제련하기 위한 에너지의 상당한 절약 및 생산성 면에서 대응하는 증가가 된다.
도 1은 본 발명의 방법을 실행하기 위한 예시적인 장치를 도시한다.

Claims (14)

  1. 가열 가스 흐름에 의해 철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법에 있어서,
    철 어글로머레이트를 철 어글로머레이트 베드에 공급하는 단계;
    열교환기 내에서 예열 온도까지 가스를 가열하는 단계; 및
    상기 가열 가스를 상기 철 어글로머레이트 베드로 통과시키는 단계를 포함하되,
    온도 전선(temperature front)이 가열 동안에 상기 철 어글로머레이트 베드를 통과하도록 하기 위하여, 상기 철 어글로머레이트 베드 내의 비교적 얇은 레이어에 대해 상기 가열 가스의 온도 하락이 발생하도록, 단위 면적당 가스 유동 속도가 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 철 어글로머레이트 베드를 떠나는 가스를 재사용하는 단계를 더 포함하되,
    상기 재사용은 상기 철 어글로머레이트 베드를 떠나는 가스를 재가열시켜 상기 철 어글로머레이트 베드로 재통과시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열 가스는, 상기 철 어글로머레이트 베드를 통과하도록 유동함에 의해 상기 가열 가스의 열 에너지를 상기 철 어글로머레이트로 전달하되, 상기 철 어글로머레이트 베드를 떠나는 가열 가스의 온도가 대기 온도 내지 대기 온도보다 10도 높은 온도 범위에 있게 되도록 전달하고, 이어서 열 교환기에서 예열 온도까지 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    총 가열 시간에 대한 단위 면적당 가열 가스 유동 속도의 평균값은, 상기 철 어글로머레이트의 직경값(여기서, 상기 직경값은 cm 단위로 측정된 값이다)에 4,000을 곱한 값보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    DRI 펠릿을 예열하기 위한, 단위 면적당 가열 가스 유동 속도의 평균값은 6,000 Nm3/hm2 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    HBI 브리케트를 예열하기 위한, 단위 면적당 가열 가스 유동 속도의 평균값은 12,000 Nm3/hm2 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 가스는 위에서부터 자유 공간(free space)을 통해 상기 철 어글로머레이트 베드 상으로 통과되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    2-5%의 탄소 함유량을 가진 철 어글로머레이트는 800℃ 내지 1,100℃의 온도를 가진 불활성 가열 가스에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 가스의 압력은 맥동 방식으로 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 압력은 평균 압력에 대해 20%까지 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 단위 면적당 가스 유동 속도는 오프가스(off-gas)의 온도에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    DRI 펠릿을 예열하는 경우, DRI 베드의 높이와 단면의 비율은 0.5 내지 1.5 사이에서 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    HBI 브리케트를 예열하는 경우, HBI 브리케트 베드의 높이와 단면의 비율은 1 내지 3 사이에서 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 가스가 빠져나가는 것은 원뿔형 소켓을 통해 발생하고, 원뿔형 소켓의 단면은 가열 용기의 단면의 적어도 1/3까지 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020077027240A 2006-01-04 2006-01-04 철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법 KR101016999B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2006/000036 WO2007076896A1 (de) 2006-01-04 2006-01-04 Verfahren zum vorheizen von eisenagglomeraten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080020999A KR20080020999A (ko) 2008-03-06
KR101016999B1 true KR101016999B1 (ko) 2011-02-23

Family

ID=36123109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077027240A KR101016999B1 (ko) 2006-01-04 2006-01-04 철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9200338B2 (ko)
EP (1) EP1920075B1 (ko)
JP (1) JP4801732B2 (ko)
KR (1) KR101016999B1 (ko)
CN (1) CN101184854B (ko)
AT (1) ATE539172T1 (ko)
ES (1) ES2380111T3 (ko)
PL (1) PL1920075T3 (ko)
WO (1) WO2007076896A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009197330A (ja) * 2009-04-15 2009-09-03 Saarstahl Ag 鉄塊化物を予熱する方法
DE102012016074A1 (de) 2012-08-08 2014-02-13 Saarstahl Ag Verfahren zum Betrieb eines Reaktionsgefäßes zur Stahlherstellung, sowie Stahlkonverteranordnung selbst
DE102012016045B3 (de) 2012-08-08 2013-10-24 Saarstahl Ag Verfahren zum Betrieb einer Aufblaslanzenanordnung, sowie Aufblaslanzenanordnung selbst
DE102012016142B3 (de) * 2012-08-08 2013-10-17 Saarstahl Ag Heißwindlanze mit einem am Heißwindaustritt angeordneten Düsenstein
DE102012016143A1 (de) 2012-08-08 2014-02-13 Saarstahl Ag Heißwindlanze
CN115357069B (zh) * 2022-08-30 2024-03-19 马鞍山钢铁股份有限公司 一种减小高炉烘炉时低风温阶段风温波动的控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940009338A (ko) * 1992-10-22 1994-05-20 토이플 아르민, 파투찌 알렉산더 용융선철 및 용융강 예비산물을 생산하기 위한 방법 및 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2840945C3 (de) * 1978-09-20 1981-07-23 Hamburger Stahlwerke Gmbh, 2103 Hamburg Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen von wenigstens 0,5 Prozent Kohlenstoff enthaltendem Eisenschwamm
DE4216891A1 (de) * 1992-05-21 1993-11-25 Kortec Ag Zug Verfahren und Einrichtung zum Erhitzen und Schmelzen von stückigem Eisenschwamm
WO1999063119A1 (en) 1998-05-29 1999-12-09 Bhp Innovation Pty Ltd Sustainable steelmaking by intensified direct reduction of iron oxide and solid waste minimisation
AU4139100A (en) * 1999-02-02 2000-08-29 Hylsa S.A. De C.V. Method and apparatus for preheating of direct reduced iron used as feed to an electric arc furnace
EP1160337A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-05 DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. Process to preheat and carburate directly reduced iron (DRI) to be fed to an electric arc furnace (EAF)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940009338A (ko) * 1992-10-22 1994-05-20 토이플 아르민, 파투찌 알렉산더 용융선철 및 용융강 예비산물을 생산하기 위한 방법 및 장치
KR100210695B1 (ko) 1992-10-22 1999-07-15 파투치 알렉산더, 토이플아르민 용융선철 및 용융강 예비생성물을 생산하기 위한 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
ATE539172T1 (de) 2012-01-15
CN101184854A (zh) 2008-05-21
EP1920075B1 (de) 2011-12-28
JP2008544079A (ja) 2008-12-04
US20100058892A1 (en) 2010-03-11
KR20080020999A (ko) 2008-03-06
EP1920075A1 (de) 2008-05-14
US9200338B2 (en) 2015-12-01
ES2380111T3 (es) 2012-05-08
WO2007076896A1 (de) 2007-07-12
CN101184854B (zh) 2011-04-13
PL1920075T3 (pl) 2012-05-31
JP4801732B2 (ja) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100325652B1 (ko) 금속철의 제조방법
JP4060034B2 (ja) 複式炉における溶融鉄生成方法
CA2236587C (en) Duplex procedure for the production of metals and metal alloys from oxidic metal ores
KR101128939B1 (ko) 분상 또는 괴상의 일반탄 및 분상의 철함유 광석을 직접사용한 용철제조장치 및 그 용철제조방법과 이를 이용한일관제철장치 및 그 일관제철방법
US4564388A (en) Method for continuous steelmaking
KR101016999B1 (ko) 철 어글로머레이트를 예열하기 위한 방법
JPH0442452B2 (ko)
JPH0360883B2 (ko)
JPH07216426A (ja) 転炉製鉄法
JPS6294792A (ja) 製鋼炉用装入原料の連続予熱方法および装置
JP2000510537A (ja) 流動床を使用することにより溶融銑鉄及び還元鉄を製造するための装置、並びにそのための方法
JP2004538363A (ja) 炭素ベースの冶金を実行するための方法及び装置
JP2006249569A (ja) 低燐溶銑の製造方法
US3615351A (en) Direct gaseous reduction of iron oxide
WO1997030320A1 (fr) Appareil et procede de prechauffage de dechets metalliques a base de fer
US20020011132A1 (en) Process to preheat and carburate directly reduced iron (DRI) to be fed to an electric arc furnace (EAF)
US20020002880A1 (en) Process to preheat and reduce directly reduced iron (DRI) to be fed to an electric arc furnace (EAF)
JP2004176170A (ja) 溶鉄の製法
JP5860064B2 (ja) 溶鉄及び鋼を製造する方法及び装置
RU2143006C1 (ru) Способ монтажа агрегата для способа восстановительной плавки для производства передельного чугуна, агрегат для осуществления способа восстановительной плавки, способ производства передельного чугуна
JPS609815A (ja) 溶融還元による高クロム合金製造方法
RU2385947C2 (ru) Способ предварительного разогрева металлизированных окатышей или брикетов
CN114921602B (zh) 一种超短流程炼钢装置系统
JP2009197330A (ja) 鉄塊化物を予熱する方法
WO2009034544A2 (en) Static slope reduction furnace

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140214

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150213

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee