KR101064992B1 - Apparatus for manufacturing molten irons - Google Patents
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Abstract
본 발명은 환원로에서 환원된 일반탄 및 분철광석을 괴성화시키는 설비에서 발생되는 분진을 건식으로 포집할 수 있도록 하는 용철 제조장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 용철 제조장치는 철광석을 환원하는 유동층형 환원로와; 상기 환원로에서 환원된 분광을 공급받아 괴성체를 제조하는 괴성체 제조유닛과; 상기 괴성체 제조유닛에서 발생되는 분진을 건식으로 집진하는 적어도 하나 이상의 싸이클론이 구비되는 집진유닛과; 상기 괴성체가 장입되고, 그 내부에 산소를 취입하여 용철을 제조하는 용융로를 포함한다.The present invention relates to a molten iron manufacturing apparatus for allowing the collection of dust generated in a facility for compacting the reduced coal or iron ore in a reduction furnace dry-type, the molten iron manufacturing apparatus according to the present invention is a fluidized bed type for reducing iron ore A reduction furnace; A compacted material manufacturing unit for receiving compacted spectroscopically reduced in the reduction furnace to produce compacted material; A dust collecting unit having at least one cyclone to dry-collect dust generated in the compacted material manufacturing unit; The compacted material is charged and includes a melting furnace for blowing molten iron into the molten iron.
환원로, 괴성체, 집진, 분진, 싸이클론, 건식 Reduction Furnace, Compacted Material, Dust Collection, Dust, Cyclone, Dry
Description
본 발명은 용철 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환원로에서 환원된 일반탄 및 분철광석을 괴성화시키는 설비에서 발생되는 분진을 건식으로 포집할 수 있도록 하는 용철 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing molten iron, and more particularly, to an apparatus for manufacturing molten iron, which enables to dryly collect dust generated in a facility for compacting reduced coal and reduced iron ore in a reduction furnace.
철강 산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심기간산업으로서, 인류의 발전과 함께하여 온 가장 역사가 오래된 산업 중의 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 have 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.
이러한 고로법의 문제점을 해결하기 위하여, 세계 각국은 용융환원제철법의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.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.
도 1은 종래의 용융환원제철법에 따른 용철 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 용철 제조장치 중 괴성체 제조유닛과 습식 제진기를 개략 적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to a conventional molten iron reduction method, Figure 2 is a schematic view showing a compacted body manufacturing unit and a wet damper of the conventional molten iron manufacturing apparatus.
도면에 도시된 바와 같이 종래의 용융환원제철법에 따른 용철 제조장치는 복수의 유동층형 환원로(10), 괴성체 제조유닛(100), 괴성체 저장조(50), 용융로(20)를 포함한다. 이외에, 필요에 따라 배가스관(90)에 구비되는 집진기(70) 및 PSA(40)를 포함한다.As shown in the drawings, a molten iron manufacturing apparatus according to a conventional molten iron reduction method includes a plurality of fluidized
특히, 괴성체 제조유닛(100)에는 환원된 분광이 압력차에 의하여 이송되어 저장되는 저장조(110), 괴성화 머신(120), 괴성화된 환원철인 괴성체를 파쇄하는 파쇄기(130a,130b), 파쇄된 괴성체를 고온 상태에서 괴성체 저장조(50)로 이동시키는 컨베이어(140)를 포함한다. 그리고, 상기 괴성체 제조유닛(100)에서 발생되는 분진이 집진되는 집진도관(200,300), 집진된 분진을 최종적으로 처리하는 습식 제진기(400)와 분진제거에 필요한 흡입력을 제공하는 팬(500)으로 구성되어 있다. In particular, the compacted
습식 제진기(400)에 의한 분진을 제거하는 방법을 설명하자면, 분진은 팬(500) 전단에 설치된 습식 집진기(400)를 통과하는데, 이 곳에서 공정수에 의해 환원분광이 집진되어 수처리 공정으로 이송된다. 분진제거 정도는 팬 흡입력에 의하여 결정되는데, 만약 팬 흡입력을 낮게 하면 발생된 분진을 완전히 제거하지 못하고, 팬 흡입력을 높게 하는 경우 원하지 않는 상대적으로 큰 입자까지도 제거되는 경우도 발생된다. 분진 제거시 주위 공기가 같이 흡입되므로 일부 분진의 재산화가 일어나는 문제점이 있었다.Referring to the method of removing the dust by the
또한, 상기와 같은 습식 제진법은 제진에 필요한 공정수를 사용해야 하고, 공정수에서 슬러지를 처리하는 수처리 설비를 필요로 하며, 수분을 함유한 슬러지 를 최종 산물로 배출해야 한다는 단점을 가지고 있다. 특히 습식 제진법에 의해 처리된 분진들은 수분을 함유한 슬러지로 배출되기 때문에 일반적으로 자체 공정이나 다른 공정에서 재활용하기 위해서는 건조 공정을 거쳐야 한다는 문제점도 있었다.In addition, the above wet dedusting method requires the use of process water required for dust removal, requires a water treatment facility for treating sludge in the process water, and has a disadvantage in that water-containing sludge is discharged as a final product. Particularly, the dust treated by the wet dedusting method is discharged into the sludge containing water, and thus, there is a problem in that it has to go through a drying process in order to be recycled in its own process or another process.
본 발명은 상술된 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 일반탄 및 분철광석을 이용한 용철제조공정에 있어서 괴성체 제조유닛에서 발생하는 분진을 건식으로 집진하여 전체 용철제조공정에서 발생하는 슬러지 발생량을 줄이고 이를 통하여 용철제조공정의 수처리 설비, 슬러지 처리 설비의 규모를 축소시킬 수 있는 용철 제조장치를 제공한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in the molten iron manufacturing process using ordinary coal and iron ore to collect the dust generated in the compacted material manufacturing unit by dry to reduce the amount of sludge generated in the entire molten iron manufacturing process It provides a molten iron manufacturing apparatus that can reduce the scale of the water treatment equipment, sludge treatment equipment of the molten iron manufacturing process through.
본 발명에 따른 용철 제조장치는 철광석을 환원하는 유동층형 환원로와; 상기 환원로에서 환원된 분광을 공급받아 괴성체를 제조하는 괴성체 제조유닛과; 상기 괴성체 제조유닛에서 발생되는 분진을 건식으로 집진하는 적어도 하나 이상의 싸이클론이 구비되는 집진유닛과; 상기 괴성체가 장입되고, 그 내부에 산소를 취입하여 용철을 제조하는 용융로를 포함한다.The molten iron manufacturing apparatus according to the present invention and the fluidized bed reduction furnace for reducing iron ore; A compacted material manufacturing unit for receiving compacted spectroscopically reduced in the reduction furnace to produce compacted material; A dust collecting unit having at least one cyclone to dry-collect dust generated in the compacted material manufacturing unit; The compacted material is charged and includes a melting furnace for blowing molten iron into the molten iron.
상기 집진유닛은 상기 괴성체 제조유닛에서 발생되는 분진이 이동되는 집진도관이 구비되고, 상기 싸이클론이 상기 집진도관에 구비되며, 상기 싸이클론에서 포집된 분진이 저장되는 분진 저장고가 구비되는 것을 특징으로 한다.The dust collecting unit is provided with a dust collecting conduit to move the dust generated in the compacted manufacturing unit, the cyclone is provided in the dust collecting conduit, characterized in that the dust storage is provided with the dust collected in the cyclone It is done.
상기 집진유닛은 상기 집진도관에는 상기 싸이클론을 통과한 분진이 포집되는 습식 제진기가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The dust collecting unit is characterized in that the dust collecting conduit is further provided with a wet dust collector in which the dust passing through the cyclone is collected.
상기 집진유닛은 상기 집진도관에는 상기 싸이클론을 통과한 분진이 포집되 는 백 필터가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.The dust collecting unit is characterized in that the dust collecting conduit is further provided with a bag filter for collecting the dust passing through the cyclone.
상기 싸이클론 후단의 집진도관에 상온의 질소를 취입하여 상기 백 필터의 온도가 200℃이하가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.Injecting nitrogen at room temperature into the dust collection conduit of the cyclone end is characterized in that the temperature of the bag filter is 200 ℃ or less.
상기 백 필터에서 포집되는 분진은 상기 분진 저장고에 저장되는 것을 특징으로 한다.The dust collected by the bag filter is stored in the dust reservoir.
본 발명에 따르면, 괴성체 제조유닛에서 발생하는 분진을 건식설비인 싸이클론 장치를 설치하여 절감할 수 있고, 최종적으로 건식 집진에 의한 방법으로 분진을 포집하기 때문에 슬러지 발생량을 저하시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to reduce the dust generated in the compacted material manufacturing unit by installing a cyclone device as a dry equipment, and finally to collect the dust by the method by dry dust collection, thereby reducing the amount of sludge generated have.
또한, 습식 집진에 사용되던 공정수의 사용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can reduce the amount of process water used for wet dust collection.
이와 같은 슬러지 발생량과 공정수 사용량 절감은 결과적으로 수처리 설비의 규모를 축소할 수 있으며, 공정수의 수질을 개선할 수 있는 효과가 있다.Such sludge generation and process water consumption reduction can reduce the size of the water treatment equipment as a result, and can improve the water quality of the process water.
또한 습식 집진 시 발생되는 슬러지를 대신하여 분진으로 배출되기 때문에 분진의 재활용이 용이하다는 장점이 있다.In addition, since the dust is discharged into the dust instead of the sludge generated during the wet dust collection there is an advantage that the dust is easy to recycle.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.
도 3은 본 발명에 따른 용철 제조장치 중 괴성체 제조유닛과 집진유닛을 개 략적으로 나타낸 도면이다.3 is a view schematically showing a compacted material manufacturing unit and a dust collecting unit of the molten iron manufacturing apparatus according to the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 용철 제조장치는 복수의 유동층형 환원로(10), 괴성체 제조유닛(100), 집진유닛(600), 괴성체 저장조(50), 용융로(20)를 포함한다. 이외에, 필요에 따라 배가스관(90)에 구비되는 집진기(70), 압축기(80) 및 가스 추출유닛(40)을 포함한다.1 and 3, the molten iron manufacturing apparatus according to the present invention is a plurality of fluidized
용철 제조장치는 산지에서 채취한 철광석 및 석탄을 직접 이용하여 용철을 제조한다. The molten iron manufacturing apparatus manufactures molten iron by directly using iron ore and coal collected from the mountain region.
환원로(10)는 철광석을 환원가스에 의해 환원시켜 환원철을 제조하는 수단으로서, 환원로(10)에 철광석을 공급하여 환원로(10) 내에서 철광석을 유동시킨다. 철광석으로는 분철광석을 사용할 수 있고, 필요하면 부원료를 섞어서 사용할 수 있다. 환원로(10)의 내부에는 유동층이 형성되어 철광석을 환원시킨다. 환원로(10)는 제 1 환원로(11), 제 2 환원로(12), 제 3 환원로(13) 및 제 4 환원로(14)를 포함한다. 본 실시예에서는 4개의 환원로를 도시하였지만, 하나 이상의 환원로를 사용할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 유동층형 환원로를 도시하였지만, 이는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되지 않고 다른 종류의 환원로도 사용할 수 있다.
제 1 환원로(11)는 제 2 환원로(12)에서 배출되는 환원가스로 철광석을 예열한다. 제 2 환원로(12) 및 제 3 환원로(13)는 예열한 철광석을 예비 환원한다. 그리고 제 4 환원로(14)는 예비 환원한 철광석을 최종 환원하여 환원철로 변환한다.The
이렇게 철광석은 환원로(10)를 통과하면서 환원 및 가열된다.Iron ore is reduced and heated while passing through the reduction furnace (10).
환원로(10)에 공급되는 환원가스는 용융로(20)에서 생성되어 배출되는 가스가 환원가스 공급관(30)을 통하여 환원로(10)에 공급되는 것이다. 이때 용융로(20)에서 배출되는 환원가스에 포함된 미분이 비산하는 것을 방지하기 위하여 미분 집진기(60)를 설치한다. 따라서 미분은 미분 집진기(60)에 의해 포집되어 용융로(20)에 다시 유입된다. 상기 미분 집진기(60)는 예를 들어 싸이클론설비가 사용될 수 있다.The reducing gas supplied to the
철광석은 환원로(10)에서 환원가스에 의해 환원되어 환원철로 제조된다. 환원철은 괴성체 제조유닛(100)에서 이송된 다음 괴성체로 제조된다.Iron ore is reduced by reducing gas in the
괴성체 제조유닛(100)은 환원된 분광이 압력차에 의하여 이송되어 저장되는 분광 저장조(110)와, 분광을 괴성체로 압착 성형시키는 괴성화 머신(120), 성형된 괴성체를 원하는 크기로 파쇄시키는 파쇄기(130a,130b) 및 파쇄된 괴성체를 괴성체 저장조(50)로 이송시키는 컨베이어(140)를 포함한다.The compacted
이때 상기 파쇄기(130a,130b)는 괴성체를 원하는 크기로 파쇄시키기 위하여 다수개의 파쇄기가 나열될 수 있다. 이때 각각의 파쇄기(130a,130b) 사이에는 스크린(150)이 설치되어 원하는 크기 이상의 크기를 갖는 괴성체를 선별하여 파쇄한다. 그리고, 각각의 파쇄기(130a,130b) 및 컨베이어(140) 사이는 이송도관(160a,160b)이 설치되어 괴성체의 파쇄 및 이송 중에 생성되는 분진이 외부로 배출되는 것을 예방한다.In this case, the
괴성체 제조유닛(100)에서 제조된 괴성체는 컨베이어(140)를 통하여 이송되어 괴성체 저장조(50)에 저장된다.The compacted material manufactured in the compacted
괴성체 저장조(50)는 괴성체를 임시 저장하고, 용융로(20)에 괴성체를 장입시킨다.The compacted
용융로(20)는 장입되는 괴성체를 용융시켜 용철을 제조하는 수단이다. 그리고, 상기 용융로(20)에는 상기 괴성체와 더불어 석탄충전층을 형성하는 괴상 탄재가 장입된다. 괴상 탄재로는 괴탄 또는 성형탄을 예로 들 수 있다. 성형탄은 미분탄을 가압 성형하여 제조한다. 이외에 필요에 따라 코크스를 장입할 수도 있다. The melting
이렇게 석탄충전층이 형성되었다면 용융로(20)의 내부에 산소를 취입한다. 산소는 석탄충전층에 취입되어 연소대를 형성하고, 괴성체는 연소대에서 연소되어 환원가스를 발생시킨다. 괴성체가 연소대에서 연소됨에 따라 용융되어 용철이 제조되고, 제조된 용철은 용융로(20)의 외부로 배출된다.When the coal filling layer is formed in this way, oxygen is blown into the
제 1 환원로(11)로부터 배가스관(90)을 통하여 배출되는 배가스에는 미분이 포함된다. 따라서 배가스관(90)에 설치된 집진기(70)를 사용하여 미분을 포집하고, 배가스관(90)을 통하여 배가스만 배출한다. 미분이 제거된 배가스는 가스 추출유닛(40)에서 원하는 가스만이 제거된 다음 다시 환원로(10)로 재공급되어 환원가스로 사용된다.The fine gas is discharged from the
상기 가스 추출유닛(40)은 예를 들어 PSA(pressure swing absorber, 압력 순환 흡착기)가 사용될 수 있다.The
그리고, 본 발명에서는 상기 괴성체 제조유닛(100)에서 발생되는 분진을 건식으로 집진하는 집진유닛(600)을 포함한다.In addition, the present invention includes a dust collecting unit 600 for collecting the dust generated in the compacted
집진유닛(600)에는 상기 괴성체 제조유닛(100)에서 발생되는 분진이 이동되 는 집진도관(200,300)이 구비되고, 상기 집진도관(200,300)에 적어도 하나 이상이 싸이클론(610)이 구비되며, 상기 싸이클론(610)에서 포집된 분진이 저장되는 분진 저장고(620)가 구비된다.The dust collecting unit 600 is provided with
그리고, 상기 집진도관(200,300)에는 상기 싸이클론(610)을 통과한 분진이 포집되는 습식 제진기(400)가 더 구비된다. 그래서 상기 싸이클론(610)에서 분진의 일부를 포집한 다음 습식 제진기(400)에서 나머지 분진을 포집한다.In addition, the
상기 싸이클론(610)은 원심력을 이용하여 원하는 분진을 포집하는 건식장치로서, 싸이클론(610)에서 포집된 분진은 상기 분진 저장고(620)에 저장되었다가 퍼그 밀(pug mill)(630)을 사용하여 외부로 배출된다. 여기에서는 싸이클론(610)의 효율 및 싸이클론(610) 차압, 설비 보수 유지 등을 고려하여 싸이클론(610)은 2기를 설치하는 것이 바람직하다. 그 이유는 집진도관(300)내는 음압이 걸리기 때문에 싸이클론(610) 차압이 너무 높을 경우 집진에 문제가 생길 수 있기 때문이다.The
아래의 표 1은 싸이클론 개수에 따른 싸이클론 효율 및 차압 계산된 값을 나타낸 것으로서, 표 1에서 효율은 각각 평균입도가 7.5 ㎛m, 26.4 ㎛ 일때의 값을 나타내었다.Table 1 below shows the calculated values of cyclone efficiency and differential pressure according to the number of cyclones. In Table 1, the efficiency shows the values when the average particle size is 7.5 μm and 26.4 μm, respectively.
표 1에서 알 수 있듯이 싸이클론(610)을 2기 설치하는 경우에 wet dedusting 공정내 분진 발생에 의한 슬러지 발생량을 50% 이상 절감할 수 있고, 집진에 필요한 공정수 양을 절감할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 완전한 분진 제거를 위해서는 싸이클론(610)과 더불어 다른 집진설비가 더 필요하다는 것도 알 수 있다.As shown in Table 1, when two
그래서, 본 실시예에서는 전술한 바와 같이 상기 싸이클론(610)을 통과한 분진이 포집할 수 있는 습식 제진기(400)를 더 구비한 것이다. 이렇게 싸이클론(610)과 습식 제진기(400)를 직렬로 연결함에 따라 분진의 절반 이상을 싸이클론(610)에서 포집하고 나머지 분진을 습식 제진기(400)에서 포집함에 따라 습식 제진기(400)에서 사용되는 공정수 사용을 줄일 수 있고, 분진을 슬러지 상태가 아닌 분말 상태로도 포집하여 포집된 분진의 후처리 효율을 향상시킬 수 있다.Thus, in the present embodiment, as described above, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 괴성체 제조유닛과 집진유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a view schematically showing a compacted material manufacturing unit and a dust collecting unit according to another embodiment of the present invention.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예는 싸이클론(610) 후단에 습식 제진기(400)가 아닌 건식설비인 백 필터(bag filter)(700)를 설치한다. 이에 따라 분진의 포집은 모두 건식방식에 의해 이루어진다.As shown in the figure, another embodiment of the present invention installs a
이때 집진도관(200,300)은 온도가 200 ~ 300℃ 사이에서 유지되고, 일부 분진이 공기와 접촉하여 재산화가 일어나기 때문에 먼저 싸이클론(610)을 통하여 상대적으로 큰 입자들을 포집하고, 싸이클론(610) 후단에서 상온의 질소를 집진도관(300)에 취입하여 온도를 저하시킴에 따라, 재산화되는 분진입자에 의하여 백 필터(700)가 손상되는 것을 방지한다.At this time, the dust collection conduit (200,300) is maintained between 200 ~ 300 ℃ temperature, because some dust is in contact with the air reoxidation occurs first collect the relatively large particles through the
이때 집진도관(300)에 취입되는 질소의 양을 조절하여 상기 백 필터(700)의 온도가 200℃이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 집진도관(300)의 온도가 200 ~ 300℃로 유지되기 때문에 집진도관(300) 내의 온도보다 백 필터(700)의 온도를 낮게 하여 분진이 재산화되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.At this time, it is preferable that the temperature of the
도 1은 종래의 용융환원제철법에 따른 용철 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이고,1 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to a conventional molten iron reduction method,
도 2는 종래의 용철 제조장치 중 괴성체 제조유닛과 습식 제진기를 개략적으로 나타낸 도면이고,2 is a view schematically showing a compacted material manufacturing unit and a wet vibration damper of a conventional molten iron manufacturing apparatus,
도 3은 본 발명에 따른 용철 제조장치 중 괴성체 제조유닛과 집진유닛을 개략적으로 나타낸 도면이며,3 is a view schematically showing a compacted material manufacturing unit and a dust collecting unit of the molten iron manufacturing apparatus according to the present invention,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 괴성체 제조유닛과 집진유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.4 is a view schematically showing a compacted material manufacturing unit and a dust collecting unit according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100: 괴성체 제조유닛 110: 저장조100: compacted material manufacturing unit 110: storage tank
120: 괴성화 머신 130a,130b: 파쇄기120:
140: 컨베이어 600: 집진유닛140: conveyor 600: dust collecting unit
610: 싸이클론 620: 분진 저장고610
700: 백 필터700: bag filter
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