KR101128939B1 - An apparatus for manufacturing a molten iron directly using fine or lump coals and fine iron ores, the method thereof, the integrated steel mill using the same and the method thereof - Google Patents

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Abstract

Provided is an apparatus for manufacturing molten iron using directly fine or lump coals and fine iron-containing ores, a method thereof, an integrated steel mill using the same, and a method thereof.. The method of manufacturing the molten iron comprises the steps of: manufacturing iron-containing mixture by mixing fine iron-containing ores and supplementary raw materials and by drying the resultant mixture, converting the iron-containing mixture to a reduced material by reducing and sintering while passing the iron-containing mixture through multi-stage fluidizedbed reactor unit, which are sequentially connected to each other, manufacturing briquettes by briquetting the reduced material at high temperature, forming a coal packed bed by charging lump coals and briquettes which are made by briquetting fine coals, into a melter-gasifier as heat sources for melting the briquettes, і manufacturing molten iron by charging the briquettes into the melter-gasifier connected to the multi-stage fluidized-bed reactor unit and by supplying oxygen into the melter-gasifier, and supplying reducing coal-gas exhausted from the melter-gasifier into the multi-stage fluidized-bed reactor unit.

Description

분상 또는 괴상의 일반탄 및 분상의 철함유 광석을 직접 사용한 용철제조장치 및 그 용철제조방법과 이를 이용한 일관제철장치 및 그 일관제철방법 {AN APPARATUS FOR MANUFACTURING A MOLTEN IRON DIRECTLY USING FINE OR LUMP COALS AND FINE IRON ORES, THE METHOD THEREOF, THE INTEGRATED STEEL MILL USING THE SAME AND THE METHOD THEREOF}METAL MANUFACTURING APPARATUS USING DIRECTLY OR PARTICLE OF CARBON AND PRESENT IRON OILS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SOLID STEEL IRON ORES, THE METHOD THEREOF, THE INTEGRATED STEEL MILL USING THE SAME AND THE METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치를 나타내는 개략적인 도면이다.1 is a schematic view showing a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 적정의 고온환원가스량 대 용융가스화로에서 발생하는 고온환원가스량과의 관계를 도시한 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the relationship between the appropriate amount of hot reducing gas versus the amount of hot reducing gas generated in a melt gasifier.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치에서 환원용 석탄가스를 순환시키는 과정을 나타내는 개략적인 도면이다.Figure 3 is a schematic diagram showing a process of circulating the reducing coal gas in the molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치에서 용융가스화로를 폐쇄 후 환원용 석탄가스를 순환시키는 과정을 나타내는 개략적인 도면이다.4 is a schematic diagram illustrating a process of circulating a coal gas for reducing after closing a melt gasifier in a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치에서 유동환원로를 퍼지하는 과정을 나타내는 개략적인 도면이다.5 is a schematic diagram illustrating a process of purging a flow reduction path in a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치에서 유동환원로의 온도에 따른 산화도와 Fe 화합물상과의 관계를 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing the relationship between the oxidation degree and the Fe compound phase according to the temperature of the fluid reduction furnace in the molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.                 

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치를 이용한 일관제철장치의 일례를 나타내는 도면이다.7 is a view showing an example of an integrated steel manufacturing apparatus using a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치를 이용한 일관제철장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.8 is a view showing another example of the integrated steel manufacturing apparatus using a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 용철제조장치 및 그 제조방법과 이를 이용한 일관제철장치 및 그 일관제철방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분상 또는 괴상의 일반탄 및 분상의 철함유 광석을 직접 사용한 용철제조장치 및 그 제조방법과 이를 이용한 일관제철장치 및 그 일관제철방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing molten iron, a method for manufacturing the same, an integrated iron apparatus using the same, and a method for manufacturing the same. More specifically, a molten iron manufacturing apparatus using direct powder or bulk coal or powdered iron ore and its manufacture The present invention relates to a method and an integrated steelmaking apparatus using the same, and a method for manufacturing the same.

철강산업은 자동차, 조선, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심기간산업으로서, 인류의 발전과 함께하여 온 가장 역사가 오래된 산업중의 하나이다. 철강산업의 중추적인 역할을 담당하는 제철소에서는 먼저 원료로 철광석 및 석탄을 이용하여 용융 상태의 선철인 용철을 제조한 다음, 이로부터 강을 제조하여 각 수요처로 공급하고 있다.The steel industry is a key industry that supplies basic materials to the entire industry, such as automobiles, shipbuilding, home appliances, construction, etc., and is one of the oldest industries with the development of mankind. The steel mill, which plays a pivotal role in the steel industry, first manufactures molten pig iron, molten iron, using iron ore and coal as raw materials, and then manufactures and supplies steel to each customer.

현재, 전세계 철생산량의 60% 정도가 14세기부터 개발된 고로법으로부터 생산되고 있다. 고로법은 소결 과정을 거친 철광석과 유연탄을 원료로 하여 제조한 코우크스 등을 고로에 함께 넣고 산소를 불어넣어 철광석을 철로 환원하여 용철을 제조하는 방법이다. 이처럼 용철생산설비의 대종을 이루고 있는 고로법은 그 반응 특성상 일정 수준 이상의 강도를 보유하고 노내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보유한 원료를 요구하므로, 전술한 바와 같이, 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로는 특정 원료탄을 가공처리한 코우크스에 의존하며, 철원으로는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다. 이에 따라 현재의 고로법에서는 코우크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료예비처리설비가 반드시 수반되므로, 고로 이외의 부대설비를 구축해야 할 필요가 있을 뿐만 아니라 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염물질에 대한 환경오염방지설비의 설치 필요로 인하여 투자 비용이 다량으로 소모되어 제조원가가 급격히 상승하는 문제점이 있다.Currently, about 60% of the world's iron production comes from the blast furnace method developed since the 14th century. The blast furnace method is a method of manufacturing molten iron by reducing iron ore to iron by putting together coke prepared from sintering process and coke made from bituminous coal into a blast furnace. As such, the blast furnace method, which constitutes a large scale of molten iron production equipment, requires a raw material having a certain level or more of strength and a particle size capable of ensuring the breathability of the furnace due to its reaction characteristics, and as described above, a carbon source used as a fuel and a reducing agent. It depends on coke processed specific raw coal and iron source mainly depends on sintered ore which has undergone a series of bulking process. As a result, the current blast furnace method necessarily involves preliminary processing of raw materials such as coke manufacturing facilities and sintering facilities. Therefore, it is not only necessary to construct auxiliary facilities other than blast furnaces, but also Due to the need for the installation of environmental pollution prevention equipment, there is a problem in that the manufacturing cost is rapidly increased due to the large investment cost.

이러한 고로법의 문제점을 해결하기 위하여, 세계 각국의 제철소에서는 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하고, 철원으로는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하는 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원제철법의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.In order to solve the problems of the blast furnace method, molten reduction of molten iron is produced by directly using general coal as a fuel and a reducing agent in steel mills around the world, and by directly using spectroscopy that occupies 80% or more of the world's ore production as an iron source. Many efforts are being made in the development of the steelmaking method.

용융환원제철법의 한 예로 미국특허 제5,534,046호는 소립 철광석 및 괴상 일반탄을 사용하여 용철을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 여기서는 전체 장치가 다단의 유동층형 환원로와 그 최종단에 연결된 충전층형 용융가스화로로 이루어지므로, 유동층형 환원로의 유동층 특성상 분상 철원을 직접 사용할 수 있다. 그러나 용융가스화로내에 형성되는 충전층내에 일정 수준의 공극을 확보해야 하므로 용융가스화로에 직접 장입되는 일반탄의 사용가능한 적정 입도 범위가 제한되어 있고, 유동층 환원로에서 환원한 분상 철원을 용융가스화로로 연속 장입해야 하므로 특별한 장입 방법이 요구되는 문제점이 있다. 특히, 연료 및 환원제로 사용되는 일반탄의 사용 입도 범위가 제한되므로, 채탄, 운송 및 야적 단계에서 발생하는 상당량의 분상 일반탄을 사용하지 못하게 되는 문제점이 있다. 또한, 철원에 있어서도 충전층형 환원로로 이루어지는 공정의 경우 상당량의 분상 철원을 사용하지 못하며, 유동층형 환원로로 이루어진 공정의 경우 환원로에서 배출되는 분상 환원철을 용융가스화로로 연속적으로 장입하기 위한 수단을 별도로 마련해야 한다.US Patent No. 5,534,046 discloses a method for producing molten iron using small iron ore and bulk coal. Here, since the whole apparatus consists of a multi-stage fluidized-bed reduction reactor and a packed-bed melt gasification furnace connected to the final stage, the powdered iron source can be directly used due to the fluidized bed characteristics of the fluidized-bed reduction reactor. However, since a certain level of voids must be secured in the packed bed formed in the melt gasifier, the range of suitable particle size of ordinary coal directly charged into the melt gasifier is limited, and the powdered iron source reduced in the fluidized bed reduction furnace is melted gasifier. Since it is necessary to charge continuously, there is a problem that requires a special charging method. In particular, since the use particle size range of the ordinary coal used as fuel and reducing agent is limited, there is a problem in that a considerable amount of powdered ordinary coal generated in the coal mining, transportation and yarding stages cannot be used. In addition, in the case of the iron source, in the case of the process consisting of a packed-bed reduction furnace, a considerable amount of powdered iron source cannot be used. In the process of the fluidized-bed reduction furnace, a means for continuously charging the powdered reduced iron discharged from the reduction furnace into the molten gasifier is used. Should be prepared separately.

미국특허 제5,961,690호는 용융선철 또는 용융강 전제품의 제조 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 플랜트를 개시하고 있다. 여기서는, 고착을 방지하면서 다단의 유동환원로와 용융가스화로를 연결하여 용철을 제조하는 방법 및 그 장치를 개시하고 있다. 또한, 여기서는 최종 환원로로부터 예비 환원로로 유동되는 일부 환원 가스를 분기하여 상온까지 냉각 및 압축한 후 CO2를 제거하여 최종 환원로에 재공급함으로써 환원 가스량을 증대시켜 철광석을 환원시키는 데, 최종 환원로에 재공급되는 가스는 최종 환원로에 공급되기 전에 최종적으로 별도의 가열 장치를 이용하여 적정 온도로 승온함으로써 최종 환원로의 온도를 유지하게 된다. U. S. Patent No. 5,961, 690 discloses a method for producing molten pig iron or molten steel as a whole and a plant for carrying out the method. Here, a method and apparatus for manufacturing molten iron by connecting a multistage flow reduction path and a melt gasification furnace while preventing sticking are disclosed. In addition, in this case, a part of reducing gas flowing from the final reducing furnace to the preliminary reducing furnace is branched, cooled and cooled to room temperature, and then CO 2 is removed and fed back to the final reducing furnace to increase the amount of reducing gas to reduce iron ore. The gas that is re-supplied to the reduction furnace is maintained at the final reduction furnace temperature by finally raising the temperature to a suitable temperature using a separate heating device before being supplied to the final reduction furnace.

또한, 상온의 환원 가스를 승온하는 방법으로 별도로 공급되는 고온 가스와의 접촉에 의한 열교환 방식을 이용하거나 상온의 환원 가스 일부를 연소시켜 그 연소열로써 자체 승온하는 방식이 고려되고 있다. 그러나 전자의 경우에는 고온 가스를 발생시키기 위해 별도의 연료가스가 필요하며 후자의 경우에는 상온 가스의 일부 연소에 의해 최종 환원로에 공급되는 환원가스내 CO, H2 등의 환원가스 성분이 저하되는 문제점이 있다. 더욱이, 전자 및 후자 모두 상온의 가스를 직접 승온시 켜야 되는 바, 승온 과정에 있어서 열효율이 떨어져 이에 따라 공정내 에너지 소모량이 증가하게 된다.In addition, as a method of raising the temperature of reducing gas at room temperature, a method of using a heat exchange method by contact with a hot gas supplied separately or by burning a portion of the reducing gas at room temperature and heating itself by the heat of combustion is considered. However, in the former case, a separate fuel gas is required to generate a hot gas, and in the latter case, reducing gas components such as CO and H 2 in the reducing gas supplied to the final reduction furnace are reduced by partial combustion of the room temperature gas. There is a problem. In addition, the former and the latter both have to heat up the gas at room temperature directly, the thermal efficiency is lowered in the temperature increase process, thereby increasing the energy consumption in the process.

그리고 미국특허 제5,961,690호는 최종 환원로로 재공급되는 환원 가스의 일부를 가열하기 전에 분기하여 직접 용융가스화로로 배가스와 혼합함으로써, 용융가스화로 배가스를 최종 환원로 공급에 적당한 온도까지 냉각하는 방법도 개시하고 있다. And U. S. Patent No. 5,961, 690 discloses a method of cooling a waste gasification furnace exhaust gas to a temperature suitable for supplying the final reduction furnace by branching and mixing the exhaust gas directly into the melting gasification furnace before heating a part of the reducing gas re-supplied to the final reduction furnace. Also disclosed.

한편, 실제 조업시 용융가스화로 상부에서 석탄의 열화 및 탈휘에 의해 생성되는 타르 및 더스트는 용융가스화로에서 배출되는 환원가스와 함께 다단의 유동환원로를 순차적으로 통과한다. 이 경우, 타르는 환원 가스내에서 점차적으로 열분해되어 소멸되며, 더스트는 각각의 유동환원로내에서 환원가스와 교차하면서 다단의 유동환원로를 순차적으로 통과하는 분광석 흐름에 유입되어 다시 용융가스화로로 순환된다. 따라서 환원가스내에 포함되는 더스트 및 타르의 양은 다단의 유동환원로를 거치면서 감소하게 된다. On the other hand, tar and dust generated by deterioration and devolatilization of coal in the upper part of the melt gasification furnace during actual operation are sequentially passed through the multi-stage flow reduction reactor together with the reducing gas discharged from the melt gasification furnace. In this case, the tar is gradually pyrolyzed and extinguished in the reducing gas, and the dust enters the spectral ore stream which crosses the reducing gas in each flow reducing reactor and passes through the multistage liquid reducing reactor in sequence, and then again into the melt gasification furnace. Circulated to Therefore, the amount of dust and tar contained in the reducing gas is reduced through the multi-stage flow reduction reactor.

그러나 미국특허 제5,961,690호에서 개시하고 있는 방법 및 장치에서는 최종 환원로로부터 분기된 환원가스가 단 하나의 유동층만을 통과하게 되므로, 다량의 더스트 및 타르를 포함하게 된다. 따라서 분기된 환원가스를 냉각하고, CO2를 제거 및 압축하는 과정에서 가스내에 포함된 타르가 환원 가스를 냉각시키고, CO2를 제거하고 압축하는 수단으로 마련된 장치들내에 응축되어 장치들의 운전시 고장을 유발하게 된다. 또한, 미국특허 제5,961,690호에서 개시한 방법 및 장치에서는 다단의 유동환원로에서 최종적으로 배출되는 가스의 수냉각 설비 외에도 분기된 고온의 환원 가스를 저온으로 냉각시키기 위하여 별도의 수냉각 설비가 요구되므로, 냉각수 사용량이 증가할 뿐만 아니라 전체적인 공정에 부하가 크게 걸리게 된다.However, in the method and apparatus disclosed in US Pat. No. 5,961,690, the reducing gas branched from the final reduction furnace passes through only one fluidized bed, thus containing a large amount of dust and tar. Therefore, in the process of cooling the branched reducing gas and removing and compressing CO 2 , the tar contained in the gas condenses in the apparatuses provided as means for cooling the reducing gas, removing and compressing CO 2 , and thus fail in operation of the devices. Will cause. In addition, the method and apparatus disclosed in US Pat. No. 5,961,690 requires a separate water cooling system to cool the branched high temperature reducing gas to a low temperature in addition to the water cooling system of the gas finally discharged from the multistage flow reduction reactor. In addition, the amount of cooling water used increases and the overall process is heavily loaded.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분상 또는 괴상의 일반탄과 분상의 철함유 광석을 사용하되 일반탄에서 발생하는 환원용 석탄가스를 이용하여 철광석을 기체 환원하는 단계에서 철광석의 환원률을 양호하게 유지시킬 수 있는 용철제조장치 및 그 용철제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, using a powdery or lumped coal or powdered iron ore, the reduction rate of iron ore in the step of reducing the iron ore by using the reducing coal gas generated from the coal To provide a molten iron manufacturing apparatus and its molten iron manufacturing method that can be maintained well.

또한, 본 발명은 전술한 용철제조장치 및 그 제조방법을 이용한 일관제철장치 및 그 일관제철방법을 제공함으로써, 전체적인 장치 및 공정을 컴팩트하게 구축하면서 양호한 품질을 가진 열연 강판을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet having a good quality while compactly constructing the overall apparatus and process by providing a consistent iron manufacturing apparatus and a method of manufacturing the integrated iron using the above-described molten iron manufacturing apparatus and its manufacturing method.

본 발명에 따른 용철제조방법은, 분상의 철함유 광석 및 부원료를 혼합 및 건조하여 철함유 혼합체를 제조하는 단계, 철함유 혼합체를 순차적으로 연결된 다단의 유동환원로를 통과시키면서 환원 및 소성하여 환원체로 변환하는 단계, 환원체를 고온 괴성화하여 괴성체를 제조하는 단계, 괴성체를 용융시킬 열원으로서 괴탄과 분상의 일반탄을 괴성화한 성형탄을 용융가스화로에 장입하여 석탄충전층을 형성하는 단계, 다단의 유동환원로와 연결된 용융가스화로에 괴성체를 장입하고, 용융가스화로에 산소를 취입하여 용철을 제조하는 단계, 및 용융가스화로에서 배출되는 환원용 석탄가스를 유동환원로에 공급하는 단계를 포함한다. In the manufacturing method of molten iron according to the present invention, by mixing and drying the powdered iron ore and secondary raw materials to produce an iron-containing mixture, the iron-containing mixture is reduced and calcined while passing through a multi-stage flow reduction reactor to a reducing body Converting, reducing the high-temperature agglomerate to produce a compact, and charging coal briquettes formed by compacting the coal and powdered ordinary coal as a heat source for melting the compact into a melt gasifier to form a coal-filled layer. , Charging a compacted material into a molten gasifier connected to a multistage flow reduction reactor, injecting oxygen into the molten gasifier, and preparing molten iron; and supplying coal gas for reduction discharged from the molten gasifier to the fluidized reactor. Steps.                     

또한, 본 발명에 따른 용철제조방법은, 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계, CO2를 제거한 개질 배가스를 용융가스화로로부터 배출되는 환원용 석탄가스와 혼합하는 단계, 및 개질 배가스를 혼합한 환원용 석탄가스를 유동환원로에 공급하기 전에 가열하여 환원용 석탄가스를 유동환원로에서 철함유 혼합체의 환원에 필요한 온도로 제어하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Further, the molten iron production method according to the present invention is to branch the exhaust gas discharged through the back to the multi-stage fluidized-bed reactor and removing the CO 2, reducing coal gas exiting the reformed exhaust gas to remove the CO 2 from the melter-gasifier and the mixing And controlling the reducing coal gas at a temperature necessary for reducing the iron-containing mixture in the flowing reduction reactor by heating the reducing coal gas mixed with the reforming flue gas before supplying it to the flow reduction reactor. Do.

개질 배가스를 혼합한 환원용 석탄가스를 유동환원로에 공급하기 전에 승온하는 단계에서, 개질 배가스를 산소 버너(burner)로 가열하여 승온할 수 있다.In the step of raising the temperature of the reducing coal gas mixed with the reformed exhaust gas before supplying it to the flow reduction reactor, the reformed exhaust gas may be heated by heating with an oxygen burner.

유동환원로로부터 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계에서, 분기되는 배가스량은 유동환원로로부터 배출되는 전체 배가스량의 60 부피% 이하인 것이 바람직하다.In the step of removing the CO 2 by branching the exhaust gas discharged from the flow reduction reactor, the amount of branched exhaust gas is preferably 60 vol% or less of the total amount of exhaust gas discharged from the flow reduction reactor.

개질 배가스의 양은 분상의 철함유 광석 1톤당 1050Nm3 내지 1400Nm3의 범위에서 유지할 수 있다.Iron-containing ore on the amount of the reformed exhaust gas can be maintained in the range of 1 minute per ton of 1050Nm 3 to 1400Nm 3.

전술한 CO2를 제거한 개질 배가스를 용융가스화로로부터 배출되는 환원용 석탄가스와 혼합하는 단계에서, 개질 배가스 중의 CO2 함량은 3.0 부피% 이하인 것이 바람직하다.In the step of mixing the reformed exhaust gas from which the above-described CO 2 is removed with the reducing coal gas discharged from the melting gasifier, the CO 2 content in the reformed exhaust gas is preferably 3.0% by volume or less.

전술한 유동환원로로부터 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계에서, 분기된 배가스를 승압할 수 있다. In the step of removing CO 2 by branching the exhaust gas discharged from the above-described flow reduction path, the branched exhaust gas may be boosted.

유동환원로로부터 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계 이전에, 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 타르를 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.Prior to the step of branching the exhaust gas discharged from the flow reduction path to remove the CO 2 , it is preferable to further include the step of branching the exhaust gas discharged through the multi-stage flow reduction path to remove the tar.

CO2를 제거한 개질 배가스를 용융가스화로로부터 배출되는 환원용 석탄가스와 혼합하는 단계에서, 용융가스화로부터 배출되는 더스트(dust)를 용융가스화로에 장입하는 싸이클론(cyclone)의 전단에서 혼합할 수 있다.In the step of mixing the reformed flue gas from which CO 2 is removed with the reducing coal gas discharged from the melt gasifier, the dust discharged from the melt gasifier may be mixed at the front end of a cyclone charged into the melt gasifier. have.

CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여, 싸이클론에서 격리된 더스트를 용융가스화로로 장입하기 위한 운반용 가스(carrier gas)로 사용할 수 있다.The reformed flue gas from which CO 2 has been removed may be branched and used as a carrier gas for charging the dust isolated from the cyclone into the melting gasifier.

본 발명에 따른 용철제조방법은, 용융가스화로의 폐쇄시 또는 용융가스화로의 기동 전에 다단의 유동환원로로부터 배출되는 배가스 전량을 바이패스시켜 다단의 유동환원로에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The molten iron manufacturing method according to the present invention may further include the step of bypassing the total amount of exhaust gas discharged from the multi-stage flow reduction reactor at the time of closing the molten gasification furnace or starting the molten gasification furnace to supply the multistage flow reduction reactor. have.

본 발명에 따른 용철제조방법은, 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계, 및 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 각 유동환원로에 공급하여 유동환원로를 퍼지(purge)하는 단계를 더 포함할 수 있다.] The method according to the present invention, the fluidized-bed reactor to be supplied to each fluidized-bed reactor to branch the exhaust gas discharged through the back to the multi-stage fluidized-bed reactor to branch the reformed exhaust gas to remove the step, and CO 2 to remove CO 2 The method may further include purging.

여기서, 환원용 석탄가스내의 질소 함량은 10.0 부피% 이하인 것이 바람직하다.Here, the nitrogen content in the reducing coal gas is preferably 10.0% by volume or less.

본 발명에 따른 용철제조방법은, 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계, 및 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 용융 가스화로에 산소 취입시 함께 취입하는 단계를 더 포함할 수 있다.] The method according to the present invention is to branch the exhaust gas discharged through the back to the multi-stage fluidized-bed reactor to branch the reformed exhaust gas to remove the step, and CO 2 to remove CO 2 further comprising: accepting with Oxygen blown into the melter gasifier It may further include.

철함유 혼합체를 환원체로 변환하는 단계에서, 철함유 혼합체를 400~500℃로 예열하는 제1 단계, 예열된 철함유 혼합체를 600~700℃로 재예열하는 제2 단계, 재예열한 철함유 혼합체를 700~800℃로 예비 환원하는 제3 단계, 및 예비 환원한 철함유 혼합체를 770~850℃로 최종 환원하여 환원체로 변환하는 제4 단계를 포함할 수 있다.In the step of converting the iron-containing mixture into a reducing body, the first step of preheating the iron-containing mixture to 400 ~ 500 ℃, the second step of reheating the preheated iron-containing mixture to 600 ~ 700 ℃, reheated iron-containing mixture It may include a third step of preliminarily reducing to 700 ~ 800 ℃, and a fourth step of converting the pre-reduced iron-containing mixture to 770 ~ 850 ℃ the final reduction to a reducing body.

전술한 제1 단계 및 제2 단계에서의 산화도는 25% 이하이고, 제3 단계에서의 산화도는 35~50% 이며, 제4 단계에서의 산화도는 45% 이상일 수 있다. 여기서, 산화도는 환원가스내의 CO, CO2, H2O 및 H2 기체에 대하여 (CO2 부피% + H2O 부피%)/(CO 부피% + H2 부피% + CO2 부피% + H2O 부피%)×100%이다.The oxidation degree in the first and second steps described above may be 25% or less, the oxidation degree in the third step may be 35 to 50%, and the oxidation degree in the fourth step may be 45% or more. Here, the oxidation degree is (CO 2 vol% + H 2 O vol%) / (CO vol% + H 2 vol% + CO 2 vol% + with respect to CO, CO 2 , H 2 O and H 2 gases in the reducing gas H 2 O volume%) × 100%.

제2 단계 및 제3 단계는 산소를 취입하는 단계를 포함할 수 있다.The second and third steps may comprise blowing oxygen.

괴성화체를 제조하는 단계에서, 괴성화체의 입경이 3mm 내지 30mm가 되도록 고온 괴성화하는 것이 바람직하다.In the step of producing the compacted material, it is preferable to compact the high temperature so that the particle size of the compacted material is 3 mm to 30 mm.

석탄충전층을 형성하는 단계에서, 성형탄의 입경이 30mm 내지 50mm가 되도록 제조하는 것이 바람직하다.In the step of forming the coal filling layer, it is preferable to manufacture so that the particle diameter of the coal briquettes 30mm to 50mm.

본 발명에 따른 일관제철방법은, 전술한 용철제조방법으로 용철을 제조하는 단계, 용철의 불순물을 제거하고 탈탄하여 용강을 제조하는 단계, 용강을 박슬라브(thin slab)로 연속 주조하는 단계, 및 박슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계를 포함한다. The integrated steelmaking method according to the present invention comprises the steps of preparing molten iron by the above-described molten iron manufacturing method, removing molten iron and decarburizing to produce molten steel, continuously casting molten steel into thin slabs, and Hot rolling the thin slab to produce a hot rolled steel sheet.                     

여기서, 용강을 박슬라브로 연속 주조하는 단계에서, 용강을 40mm 내지 100mm 두께의 박슬라브로 연속 주조할 수 있다.Here, in the continuous casting of molten steel into a thin slab, molten steel may be continuously cast into a thin slab having a thickness of 40 mm to 100 mm.

열연 강판을 제조하는 단계에서, 열연 강판을 0.8mm 내지 2.0mm의 두께로 제조할 수 있다.In the step of manufacturing a hot rolled steel sheet, the hot rolled steel sheet may be manufactured to a thickness of 0.8 mm to 2.0 mm.

용강을 제조하는 단계는, 용철내의 인 및 황을 제거하는 용철예비처리단계, 용철에 산소를 취입하여 용철내 탄소 및 불순물을 제거하는 단계, 및 용철을 2차 정련하여 불순물 및 용존가스를 제거함으로써 용강을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.The step of manufacturing molten steel includes a preliminary treatment step for removing phosphorus and sulfur in the molten iron, blowing carbon into the molten iron to remove carbon and impurities in the molten iron, and refining the molten iron to remove impurities and dissolved gases. It may comprise the step of manufacturing molten steel.

본 발명에 따른 일관제철방법은, 또다른 분상의 철함유 광석을 순차적으로 연결한 또다른 다단의 유동환원로를 통과시키면서 환원하여 환원철로 변환하는 단계, 및 환원철을 고온 괴성화하여 환원철 괴성체를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용철내 탄소 및 불순물을 제거하는 단계에서, 환원철 괴성체와 용철을 혼합하여 탄소 및 불순물을 제거할 수 있다.In the integrated steelmaking method according to the present invention, while passing through another multi-stage flow reduction reactor in which another powdery iron-containing ore is sequentially connected, the reduced iron is converted to reduced iron, and the reduced iron is hot-hardened to reduce reduced iron compacts. It may further comprise the step of manufacturing. In the step of removing carbon and impurities in molten iron, reduced iron compacted material and molten iron may be mixed to remove carbon and impurities.

또다른 분상의 철함유 광석을 환원철로 변환하는 단계는, 또다른 분상의 철함유 광석을 600~700℃로 예열하는 단계, 예열한 분상의 철함유 광석을 700~800℃로 예비 환원하는 단계, 및 예비 환원한 분상의 철함유 광석을 770~850℃로 최종 환원하여 환원철로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.The step of converting the other powdered iron ore to reduced iron includes: preheating the other powdered iron ore to 600 to 700 ° C., preliminarily reducing the preheated powdered iron ore to 700 to 800 ° C., And converting the pre-reduced powdered iron ore into reduced iron by final reduction at 770 to 850 ° C.

본 발명에 따른 용철제조장치는, 혼합 및 건조한 분상의 철함유 광석 및 부원료를 환원체로 변환하는 다단의 유동환원로, 다단의 유동 환원로에 연결되어 환원체를 고온 괴성화하여 괴성체를 제조하는 괴성체 제조 장치, 괴성체를 용융시킬 열원으로서 분상의 일반탄을 괴성화하는 성형탄을 제조하는 성형탄 제조 장치, 괴탄과 성형탄 제조 장치로부터 성형탄을 장입하여 그 내부에 석탄 충전층을 형성하며 괴성체 제조 장치로부터 환원체를 장입하고 그 내부로 산소를 취입하여 용철을 제조하는 용융가스화로, 그리고 용융가스화로에서 배출되는 환원용 석탄가스를 유동환원로에 공급하는 환원용 석탄가스 공급관을 포함한다.The apparatus for manufacturing molten iron according to the present invention is a multistage flow reduction reactor for converting mixed and dried powdered iron ore and secondary raw materials into a reducing body, and connected to the multistage flow reduction furnace to produce a compacted material by high temperature agglomeration of the reducing body. A compacted coal production device, a coal briquette manufacturing device for producing coal briquettes for compacting powdered coal, as a heat source for melting the compacted material, and a coal-filled layer is formed therein by charging coal briquettes from the coal and coal briquette manufacturing device. A molten gasification furnace for charging molten iron from the apparatus and blowing oxygen into the molten gas to produce molten iron, and a reducing coal gas supply pipe for supplying the reducing coal gas discharged from the molten gasification furnace to the flow reduction reactor.

본 발명에 따른 용철제조장치는, 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거한 개질 배가스를 공급하는 개질 배가스 공급관을 더 포함하고, 개질 배가스를 혼합한 환원용 석탄 가스를 유동 환원로에 공급하기 전에 승온하는 산소 버너(burner)가 환원용 석탄가스 공급관에 설치될 수 있다.The apparatus for manufacturing molten iron according to the present invention further includes a reformed exhaust gas supply pipe for supplying reformed exhaust gas from which CO 2 is removed by branching exhaust gas discharged through a multi-stage flow reduction path, and flowing a reducing coal gas mixed with reformed exhaust gas. An oxygen burner that is heated up before supplying to the reduction furnace may be installed in the coal gas supply pipe for reduction.

개질 배가스 공급관은 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되어 분기된 배가스에서 CO2를 제거하기 위한 가스개질장치를 구비하는 것이 바람직하다.The reformed exhaust gas supply pipe is preferably provided with a gas reformer for removing CO 2 from the exhaust gas branched by passing through a multi-stage flow reduction path.

개질 배가스 공급관은 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되어 분기된 배가스에서 타르를 제거하기 위한 타르제거장치를 구비하는 것이 바람직하다.The reformed exhaust gas supply pipe is preferably provided with a tar removal device for removing tar from the exhaust gas branched by passing through a multi-stage flow reduction path.

개질 배가스 공급관은 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되어 분기된 배가스를 압축하는 압축기를 구비하고, 타르제거장치는 압축기 전단에 구비되는 것이 바람직하다.The reformed flue gas supply pipe is provided with a compressor for compressing the flue gas discharged through the multi-stage flow reduction path and branched, and the tar removal device is preferably provided at the front of the compressor.

용융가스화로로부터 배출되는 더스트를 용융가스화로에 장입하는 싸이클론을 용융가스화로에 설치하고, 싸이클론의 전단에 개질 배가스 공급관을 연결할 수 있다. A cyclone for charging the dust discharged from the molten gasifier into the molten gasifier may be installed in the molten gasifier, and a reformed exhaust gas supply pipe may be connected to the front end of the cyclone.                     

CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여, 싸이클론에서 격리된 더스트를 용융가스화로로 장입하는 운반용 가스로서 주입하기 위한 운반용 가스관이 싸이클론 후단에 연결될 수 있다.A transport gas pipe for branching the reformed exhaust gas from which the CO 2 has been removed may be connected to the cyclone rear end for injecting the dust isolated from the cyclone as a transport gas charged into the melting gasifier.

다단의 유동환원로는, 철함유 혼합체를 400~500℃로 예열하는 제1 예열로, 제1 예열로와 연결되어 예열한 철함유 혼합체를 600~700℃로 재예열하는 제2 예열로, 제2 예열로와 연결되어 재예열한 철함유 혼합체를 700~800℃로 예비 환원하는 예비 환원로, 및 예비 환원로와 연결되어 예비 환원한 철함유 혼합체를 770~850℃로 최종 환원하는 최종 환원로를 포함할 수 있다.The multi-stage flow reduction furnace is a first preheating furnace for preheating the iron-containing mixture at 400 to 500 ° C, a second preheating furnace for reheating the iron-containing mixture preheated at 600 to 700 ° C in connection with the first preheating furnace, 2 Preliminary reduction furnace for preliminary reduction of the iron-containing mixture reheated in connection with the preheating furnace to 700-800 ° C, and final reduction furnace for final reduction of the iron-containing mixture preliminarily reduced to 770-850 ° C in connection with the preliminary reduction furnace. It may include.

제2 예열로 및 예비환원로 사이와, 예비환원로 및 최종환원로의 사이에 산소 버너가 설치되어 환원용 석탄 가스를 가열하여 제2 예열로 및 예비환원로에 각각 공급할 수 있다.An oxygen burner may be installed between the second preheating furnace and the preliminary reduction reactor, and between the preliminary reduction reactor and the final reduction reactor to heat the reducing coal gas and supply it to the second preheating furnace and the preliminary reduction reactor, respectively.

최종 환원로에 환원용 석탄가스 공급관이 연결되는 것이 바람직하다.It is preferable that a reduction coal gas supply pipe is connected to the final reduction furnace.

본 발명에 따른 용철제조장치는, CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하고 각 유동 환원로에 공급하여 각 유동 환원로를 퍼지하는 퍼지용 석탄가스 공급관을 더 포함할 수 있다.The molten iron manufacturing apparatus according to the present invention may further include a purge coal gas supply pipe for branching the reformed exhaust gas from which CO 2 has been removed and supplying it to each flow reduction furnace to purge each flow reduction furnace.

본 발명에 따른 용철제조장치는, 유동환원로와 연결되어 이로부터 배출되는 배가스 전량을 다단의 유동환원로에 공급하는 배가스 바이패스 순환관을 더 포함할 수 있다.The apparatus for manufacturing molten iron according to the present invention may further include an exhaust gas bypass circulation pipe connected to the flow reduction path and supplying the entire exhaust gas discharged therefrom to the flow reduction path in multiple stages.

본 발명에 따른 용철제조장치는, CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 용융 가스화로에 산소 취입시 함께 취입하는 석탄가스 재공급관을 더 포함할 수 있다.The apparatus for manufacturing molten iron according to the present invention may further include a coal gas resupply pipe branching the reformed exhaust gas from which CO 2 has been removed and blown together when oxygen is blown into the molten gasifier.

본 발명에 따른 일관제철장치는, 전술한 용철제조장치, 용철제조장치에 연결되어 용철의 불순물을 제거하고 탈탄하여 용강을 제조하는 제강장치, 이에 연결되어 제강장치부터의 용강을 박슬라브로 연속 주조하는 박슬라브 주조기, 그리고 박슬라브 주조기와 연결되어 박슬라브 주조기로부터 배출된 박슬라브를 열간 압연하여 열연 판재를 제조하는 열간 압연기를 포함한다.The integrated steel making apparatus according to the present invention is connected to the above-described molten iron manufacturing apparatus, molten iron manufacturing apparatus to remove impurities from molten iron and decarburize the molten steel to manufacture molten steel. The thin slab casting machine, and a hot rolling mill connected to the thin slab casting machine to hot roll the thin slab discharged from the thin slab casting machine to produce a hot rolled sheet.

제강장치는, 용철제조장치에 연결되어 용철제조장치로부터 배출하는 용철내의 인 및 황을 제거하는 용철예비처리장치, 용철예비처리장치에 연결되어 용철예비처리장치로 배출된 용철내의 탄소 및 불순물을 제거하는 탈탄 장치, 그리고 탈탄 장치에 연결되어 이로부터의 배출된 용철을 2차 정련하여 용강을 제조하는 레이들(ladle)을 포함할 수 있다.The steelmaking apparatus is connected to a molten iron manufacturing apparatus to remove phosphorus and sulfur in the molten iron discharged from the molten iron manufacturing apparatus, and a carbon preliminary component connected to the molten iron preprocessing apparatus to remove carbon and impurities in the molten iron discharged to the molten iron preliminary processing apparatus. The decarburization apparatus may include a ladle connected to the decarburization apparatus and secondly refining molten iron discharged therefrom to produce molten steel.

본 발명에 따른 일관제철장치는, CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 또다른 분상의 철함유 광석을 환원체로 변환하는 또다른 다단의 유동환원로, 및 또다른 다단의 유동환원로에 연결되어 환원체를 고온 괴성화하여 환원철 괴성체를 제조하는 또다른 괴성체 제조 장치를 더 포함할 수 있다. 또다른 괴성체 제조 장치는 환원철 괴성체를 탈탄 장치에 공급할 수 있다.The integrated iron making apparatus according to the present invention is connected to another multistage flow reduction reactor for branching reformed flue gas from which CO 2 has been removed to convert another powdery iron-containing ore into a reducing body, and to another multistage flow reduction reactor. Another compacted material producing apparatus for producing reduced iron compacted material by high temperature compaction may be further included. Another compacted material manufacturing apparatus can supply reduced iron compacted material to the decarburization apparatus.

또다른 다단의 유동환원로는, 또다른 분상의 철함유 광석을 600~700℃로 예열하는 예열로, 예열로와 연결되어 예열한 분상의 철함유 광석을 700~800℃로 예비 환원하는 예비 환원로, 및 예비 환원로와 연결되어 예비 환원한 분상의 철함유 광 석을 770~850℃로 최종 환원하는 최종 환원로를 포함할 수 있다.Another multistage flow reduction furnace is a preheating preheating another powdered iron ore to 600 ~ 700 ℃, and preliminary reduction of preheating of the powdered iron ore preheated in connection with the preheating furnace to 700 ~ 800 ℃. Furnace, and connected to the preliminary reduction furnace may include a final reduction furnace for the final reduction of the preform reduced iron-containing ore to 770 ~ 850 ℃.

이하에서는 첨부한 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 1 to 8 will be described an embodiment of the present invention. These examples are merely to illustrate the invention, but the invention is not limited thereto.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 분상 또는 괴상의 일반탄 및 분상의 철함유 광석을 직접 사용하는 용철제조장치(100)를 개략적으로 나타낸다.1 is a schematic view showing a molten iron manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, schematically showing a molten iron manufacturing apparatus 100 that directly uses powdered or bulky coal and powdered iron ore. .

도 1에 도시한 본 발명의 일실시예에 따른 용철제조장치(100)는 크게 용융 가스화로(10), 다단의 유동 환원로(20), 괴성체 제조 장치(30), 성형탄 제조 장치(40), 그리고 환원용 석탄가스 공급관(L50)을 포함한다. 그리고 필요에 따라 다른 기타 장치를 포함할 수 있다.The molten iron manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention shown in Figure 1 is largely a molten gasifier 10, a multi-stage flow reduction furnace 20, compacted material manufacturing apparatus 30, coal briquette manufacturing apparatus 40 ), And a reducing coal gas supply pipe (L50). And other devices as needed.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)에서는 입경이 8mm 이하인 상온의 분광 및 부원료를 호퍼(21)에 임시 저장한 후 혼합하여 철함유 혼합체를 제조한 다음, 수분제거를 위하여 건조기(22)를 거쳐서 유동 환원로(20) 중 하나인 제1 예열로(24)에 장입한다. 건조기(22)와 제1 예열로(24) 사이에는 균배압 장입장치(23)가 마련되어 철함유 혼합체가 상압 상태에서 1.5~3 기압으로 유지되는 유동 환원로(20)에 장입될 수 있도록 해 준다.As shown in FIG. 1, in the apparatus for manufacturing molten iron 100 according to an embodiment of the present invention, an iron-containing mixture is prepared by temporarily storing spectroscopic and secondary raw materials having a particle diameter of 8 mm or less in the hopper 21 and then temporarily mixing them. Next, the water is charged into the first preheating furnace 24, which is one of the flow reduction furnaces 20, through the dryer 22 to remove moisture. A uniform back pressure charging device 23 is provided between the dryer 22 and the first preheating furnace 24 to allow the iron-containing mixture to be charged into the flow reduction furnace 20 maintained at 1.5 to 3 atm under normal pressure. .

철함유 혼합체는 차례로 연결된 4단의 제1 예열로(24), 제2 예열로(25), 예비환원로(26) 및 최종환원로(27)를 차례로 거치면서 용융가스화로(10)에서 배출되는 환원용 석탄가스 기류와 접촉하여 목표 환원율인 90%의 환원률로 환원된다. 철 함유 혼합체는 환원용 석탄가스 기류와 접촉하여 환원되는 과정에서 800℃ 이상 승온되며 철함유 혼합체내에 부원료가 30% 이상 소성된 고온의 환원체로 변환된다. 도 1에는 4단의 유동 환원로(20)를 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 유동 환원로(20)를 다단으로 구성하기만 하면 된다.The iron-containing mixture is discharged from the molten gasifier 10 while sequentially passing through four stages of the first preheating furnace 24, the second preheating furnace 25, the preliminary reduction reactor 26 and the final reduction reactor 27. In contact with the reducing coal gas stream is reduced to a reduction rate of 90%, the target reduction rate. The iron-containing mixture is heated to 800 ° C. or more in contact with the reducing coal gas stream and is converted into a high-temperature reducing body in which at least 30% of the auxiliary material is calcined in the iron-containing mixture. Although the four stages of the flow reduction furnace 20 are shown in FIG. 1, this is merely to illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto. Therefore, it is only necessary to configure the flow reduction furnace 20 in multiple stages.

이와 같은 방법으로 환원된 환원체는 평균 입경이 2.0mm 정도로서 용융가스화로(10)에 직접 장입할 경우, 상당한 양의 비산 손실과 용융가스화로(10)내 석탄충전층의 통기성 악화를 초래한다. 따라서 최종환원로(27)에서 배출되는 환원체를 고온 괴성화하여 괴성체를 제조하기 위해 최종환원로(27)와 연결된 괴성체 제조 장치(30)로 이송한다. 여기서, 최종환원로(27)는 3기압의 압력으로 유지되고 괴성체 제조 장치(30)는 상압으로 유지되므로, 이 압력차에 의한 압송으로 환원체를 최종환원로(27)로부터 괴성체 제조 장치(30)로 이송한다.Reducing material reduced in this way, when the average particle diameter is about 2.0mm when directly charged into the molten gasifier 10, a significant amount of scattering loss and deterioration of the air permeability of the coal packed bed in the molten gasifier (10). Therefore, in order to manufacture the compacted material by high temperature compaction of the reducing body discharged from the final reduction path 27, the reduced material is transferred to the compacted material manufacturing apparatus 30 connected to the final reduction path 27. Here, since the final reduction path 27 is maintained at a pressure of 3 atm and the compacted material manufacturing apparatus 30 is maintained at normal pressure, the compacted material manufacturing apparatus from the final reduced path 27 by reducing pressure by this pressure difference. Transfer to 30.

괴성체 제조 장치(30)에서는, 최종환원로(27)를 거친 고온의 환원체를 장입 호퍼(31)에 일단 저장한 후, 고온 상태에서 한 쌍의 롤(33) 사이를 통과시키면서 기계적으로 가압 성형하여 스트립 형태의 괴성체를 제조한다. 다음으로, 파쇄기(35)로 스트립 형태의 괴성체를 용융가스화로(10)에 장입하기에 적당한 크기로 파쇄한 후, 저장 빈(bin)(37)에 저장한다. 괴성체의 입도는 소정의 강도 및 크기를 가지도록 고온 상태에서 직접 괴성화되는 데, 괴성체의 입경은 3~30mm이고, 밀도는 3.5~4.2ton/m3으로 하는 것이 바람직하다. 괴성체의 입경이 3mm 미만인 경우 용융 가스화로(10)내에 장입시 통기성이 나빠지고, 입경이 30mm를 초과하는 경우 괴성체의 제조가 어렵고 열간 강도가 저하되는 문제점이 있다. 저장 빈(37)에 임시 저장한 괴성체는 상압 상태에서 3.0~3.5 기압으로 유지되는 용융가스화로(10)에 장입될 수 있도록 고온 균배압 장입장치(12)를 통하여 용융가스화로(10)로 연속 장입한다.In the compacted material manufacturing apparatus 30, after storing the high temperature reducing body which passed through the final reduction path 27 once in the charging hopper 31, it is mechanically pressurized while passing between a pair of rolls 33 in a high temperature state. Molding produces a compact in the form of a strip. Next, the compacted material in strip form is crushed to a size suitable for charging the molten gasifier 10 by the crusher 35, and then stored in a storage bin 37. The grain size of the compacted material is directly compacted in a high temperature state to have a predetermined strength and size, but the grain size of the compacted material is preferably 3 to 30 mm, and the density is preferably 3.5 to 4.2 ton / m 3 . If the grain size of the compacted material is less than 3 mm, the air permeability deteriorates when charged into the melt gasifier 10, and if the particle size exceeds 30 mm, the compacted material is difficult to be manufactured and the hot strength is lowered. The compacted material temporarily stored in the storage bin 37 is supplied to the molten gasifier 10 through the high temperature equalization back pressure charging device 12 so that the compacted material can be charged into the molten gasifier 10 maintained at 3.0 to 3.5 atm under normal pressure. Charge continuously.

한편, 전술한 괴성체를 용융시킬 열원으로서 용융가스화로(10)내에 석탄충전층을 형성한다. 용융가스화로(10)내에 석탄충전층을 형성하기 위한 원료 석탄의 입도는 10~50mm의 괴상이어야 하고, 이러한 입도를 가지는 괴탄은 직접 용융가스화로(10)에 장입하는 반면에, 나머지 분상의 일반탄은 입도 분급 과정을 거치게 된다. 성형탄 제조 장치(40)는 저장 호퍼(41)에 저장된 분탄 중 입경이 10m 이하인 분탄을 입경이 4mm 이하가 되도록 파쇄한 후, 적정량의 바인더 및 첨가제로 혼합기(mixer)(43)에서 혼합한 다음에 이송하여 성형기(briquetter)(45)에서 기계로 가압 성형함으로써 괴성화된 성형탄을 제조한다. 이 경우, 성형탄의 입경은 30~50mm이고, 밀도는 0.8ton/m3인 것이 바람직하다. 성형탄의 입경이 30mm 미만인 경우, 용융가스화로(10)내의 통기성이 나쁘고, 성형탄의 입경이 50mm를 초과하는 경우 성형탄의 제조가 어려울 뿐만 아니라 열간강도가 저하되는 문제점이 있다. 이와 같이 가압 성형한 성형탄을 이송하여 저장빈(47)에 저장한다.On the other hand, a coal filling layer is formed in the melt gasifier 10 as a heat source for melting the above compacted body. The particle size of the raw coal for forming the coal filling layer in the melt gasifier 10 should be in the form of a bulk of 10 to 50 mm, and the coal particles having such a particle size are directly charged into the melt gasifier 10, while the remaining powder of ordinary The shot goes through a particle size classification process. The coal briquette manufacturing apparatus 40 is pulverized powdered coal having a particle size of 10m or less among the powdered coals stored in the storage hopper 41 so as to have a particle size of 4mm or less, and then mixed in a mixer 43 with an appropriate amount of binder and an additive. The compacted coal briquettes are manufactured by conveying and press molding the briquette 45 into a machine. In this case, the coal briquettes have a particle diameter of 30 to 50 mm and a density of 0.8 ton / m 3 . If the particle diameter of the coal briquettes is less than 30mm, the air permeability in the molten gasifier 10 is bad, and if the particle diameter of the coal briquettes exceeds 50mm, it is difficult to manufacture the coal briquettes and there is a problem that the hot strength is lowered. The coal briquettes pressurized in this manner are transferred and stored in the storage bin 47.

저장빈(47)에 저장한 성형탄을 괴탄과 함께 용융가스화로(10)에 장입하여 석탄 충전층을 형성한다. 용융가스화로(10)에 장입한 성형탄은 석탄충전층 상부에서의 열분해 반응과 하부에서의 산소에 의한 연소반응에 의하여 가스화된다. 가스 화 반응에 의하여 용융가스화로(10)에서 발생하는 고온의 환원용 석탄가스는 최종환원로(27) 후단에 연결된 환원용 석탄가스 공급관(L50)을 통하여 유동 환원로(20)로 공급되어 환원제 및 유동화 가스로 이용된다. 환원용 석탄가스는 최종환원로(27), 예비환원로(26), 제2 예열로(25), 제1 예열로(24)를 차례로 거치면서 철함유 혼합체를 환원 및 소성하고, 제1 예열로(24)에서 배가스로 배출되어 수집진설비(51)를 통과하면서 제진 및 냉각된다.The coal briquettes stored in the storage bin 47 are charged together with the lump coal into the molten gasifier 10 to form a coal packed bed. The coal briquettes charged into the melt gasifier 10 are gasified by a pyrolysis reaction in the upper part of the coal packed bed and a combustion reaction by oxygen in the lower part. The high temperature reducing coal gas generated in the molten gasifier 10 by the gasification reaction is supplied to the flow reduction furnace 20 through the reducing coal gas supply pipe (L50) connected to the rear end of the final reduction path 27 to reduce the reducing agent. And fluidizing gas. Reduction coal gas is reduced and calcined through the final reduction path 27, preliminary reduction path 26, the second preheating furnace 25, the first preheating furnace 24 in order to reduce and calcining, the first preheating Exhaust gas is discharged from the furnace 24 and the dust is removed and cooled while passing through the collecting facility 51.

용융가스화로(10)의 충전층 상부에는 돔(dome) 형태의 빈 공간이 형성되어 있으므로, 가스 유속을 감소시킬 수 있다. 이로써, 장입되는 괴성체내에 포함된 미분과 용융가스화로(10)내로 장입된 석탄의 급속한 승온에 따라 발생하는 미분들이 용융가스화로(10)외로 다량 방출되는 것을 방지하며, 석탄을 직접 사용함에 의해 야기되는 가스 발생량의 불규칙한 변동에 따른 용융가스화로(10)내의 압력 변동을 흡수한다. 석탄은 석탄충전층내에서 하부로 강하하면서 탈휘 및 가스화되며, 궁극적으로는 용융가스화로(10) 하부의 풍구를 통해 취입되는 산소에 의하여 연소된다. 이 때의 연소 가스는 충전층을 상승하면서 고온의 환원용 석탄가스로 전환되어 용융가스화로(10) 외부로 배출되며, 그 일부는 용융가스화로에 부과되는 압력이 3.0~3.5 기압의 범위내에서 일정하게 유지되도록 수집진장치(53)를 거치면서 제진 및 냉각된다. 또한, 환원철은 석탄과 함께 충전층내를 강하하면서 석탄 가스화 및 연소에 의하여 발생하는 환원가스 및 연소열에 의하여 최종 환원 및 용융되어 외부로 배출된다. Since an empty space in the form of a dome is formed on the packed layer of the melt gasifier 10, the gas flow rate may be reduced. As a result, the fine powder generated in the charged compact and the coal gas charged into the molten gasifier 10 are prevented from being released in a large amount out of the molten gasifier 10 and by directly using coal. Absorbs pressure fluctuations in the molten gasifier 10 due to irregular fluctuations in the amount of gas generated. The coal is devolatilized and gasified while descending downward in the coal packed bed, and is ultimately combusted by oxygen blown through the tuyeres below the melt gasifier 10. At this time, the combustion gas is converted into high-temperature reducing coal gas while rising the packed bed and discharged to the outside of the molten gasifier 10, and part of the pressure is applied to the molten gasifier within the range of 3.0 to 3.5 atm. It is dusted and cooled while passing through the collecting device 53 so as to remain constant. In addition, the reduced iron is finally reduced and melted by the reducing gas and combustion heat generated by coal gasification and combustion while descending the packed bed together with coal and discharged to the outside.

외부로 배출되는 더스트를 집진하기 위하여 싸이클론(14)을 용융가스화로 (10)에 설치한다. 싸이클론(14)은 용융가스화로(10)에서 발생하는 배가스를 포집하여 용융가스화로(10)로부터 배출되는 더스트(dust)는 용융가스화로(10)에 다시 공급하고, 배가스는 유동 환원로(20)에 환원용 석탄가스로 공급한다. 운반용 가스(carrier gas)를 싸이클론(14) 후단에 주입하여 싸이클론에서 격리된 더스트를 용융가스화로(10)에 다시 공급한다.Cyclone 14 is installed in the melt gasifier 10 to collect dust discharged to the outside. The cyclone 14 collects exhaust gas generated in the molten gasifier 10, and the dust discharged from the molten gasifier 10 is supplied back to the molten gasifier 10, and the exhaust gas is flow-reducing furnace ( 20) is supplied as reducing coal gas. Carrier gas is injected into the rear end of the cyclone 14 to supply the dust isolated from the cyclone to the molten gasifier 10.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)에서는 용융가스화로(10)의 조업 상황 변동 및 일반탄의 성상 변동에 따라 유동 환원로(20)에 공급되어야 하는 적정한 고온의 환원가스량에 비하여 용융가스화로(10)로부터 발생하는 고온의 환원용 석탄가스량이 부족한 경우, 환원용 석탄가스를 보충하기 위한 장치를 구비한다. 이와 같은 환원용 석탄가스량의 보충에 대해서는 도 2를 통하여 좀더 자세하게 설명한다.On the other hand, in the molten iron manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, the amount of reducing gas of a suitable high temperature to be supplied to the flow reduction furnace 20 in accordance with the operating conditions of the molten gasifier 10 and the change in the properties of the ordinary coal. In contrast, when the amount of high temperature reducing coal gas generated from the melt gasifier 10 is insufficient, a device for replenishing the reducing coal gas is provided. Replenishment of the amount of coal gas for reduction will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 적정의 고온환원가스량 대 용융가스화로에서 발생하는 고온환원가스량과의 관계를 도시한 그래프로서, 90%의 환원률을 기준으로 할 때 부족한 고온환원가스량을 그래프화하여 나타낸다.FIG. 2 is a graph showing the relationship between the appropriate amount of high temperature reduction gas versus the amount of high temperature reduction gas generated in the melt gasification furnace, and shows a graph of the insufficient amount of high temperature reduction gas based on a reduction rate of 90%.

용융가스화로(10)(도 1에 도시, 이하 동일)의 조업 상황 변동 및 일반탄의 성상 변동에 따라, 유동 환원로(20)(도 1에 도시, 이하 동일)에 공급되어야 하는 적정의 고온환원가스량 대 용융가스화로에서 발생하는 고온환원가스량이 부족한 경우가 발생한다. 따라서 유동 환원로(20)의 조업 조건을 조절함으로써, 유동 환원로(20)를 거친 분환원철이 환원율이 저하되지 않도록 할 뿐만 아니라 용융가스화로(10)내에서 환원율이 낮은 환원철이 용해되어 용융가스화로(10)내의 노열이 부족해 지는 현상을 방지한다.In accordance with the operating situation fluctuation of the melt gasifier 10 (shown in Fig. 1, below) and the change in the properties of the ordinary coal, the appropriate high temperature to be supplied to the flow reduction furnace 20 (shown in Figure 1, below) There is a case where the amount of reducing gas to the amount of high temperature reducing gas generated in the molten gasifier is insufficient. Therefore, by controlling the operating conditions of the flow reduction furnace 20, not only the reduced iron reduced through the flow reduction furnace 20, the reduction rate is reduced, but also the reduced reduction iron in the melt gasifier 10 is dissolved melt gasification The lack of heat in the furnace 10 is prevented.

도 2에서 곡선 D는 환원율 대 가스원단위와의 관계를 나타내는 곡선이고, 곡선 A 내지 C는 일반탄내의 휘발분 함유량에 따른 환원율 대 가스원단위로 환산한 용융가스화로 발생 가스량을 나타낸다. In FIG. 2, curve D is a curve showing a relationship between reduction rate and gas source unit, and curves A to C show the amount of gas generated by melting gasification in terms of reduction rate versus gas source unit according to the volatile content in the coal.

도 2의 그래프에서 예를 들면, 분환원철의 목표 환원율이 90%인 경우, 곡선 D로부터 환원용 석탄가스량은 분철광석 1톤당 1400Nm3 이 필요한 데 비해, 용융가스화로에서 발생하는 환원용 석탄가스량은 일반탄내 휘발분(volatile material, V.M.) 함유량이 23%, 26% 및 30%인 경우, 각각 분철광석 1톤당 850Nm3, 950Nm3 및 1050Nm3에 불과하여 분철광석 1톤당 각각 550Nm3, 450Nm3 및 350Nm3 의 환원 가스가 부족하다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 환원용 석탄가스가 부족한 상태에서 철함유 혼합체를 유동환원로에서 환원하는 경우, 원하는 물성의 용철을 얻을 수 없게 된다. 따라서 환원용 석탄가스량을 보충함으로써, 원하는 환원체의 환원률을 얻을 수 있다.For example, in the graph of FIG. 2, when the target reduction rate of the reduced iron is 90%, the amount of coal gas for reduction is 1400 Nm 3 per ton of iron ore from the curve D, whereas the amount of coal gas for reduction generated in the molten gasifier is General tannae volatile content (volatile material, VM) content of 23%, 26% and 30% of the cases, each iron ore per ton of 850Nm 3, 950Nm 3 and with only a 1050Nm 3 iron ore per ton of each of 550Nm 3, 450Nm 3 and 350Nm It can be seen that the reducing gas of 3 is insufficient. As described above, when the iron-containing mixture is reduced in a fluid reduction reactor in a state where the coal gas for reduction is insufficient, molten iron of desired physical properties cannot be obtained. Therefore, by replenishing the amount of reducing coal gas, the reduction rate of the desired reducing body can be obtained.

환원용 석탄가스를 보충하기 위하여, 도 1에 도시한 용철제조장치(100)는 다단의 유동 환원로(20)를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거한 개질 배가스를 공급하는 개질 배가스 공급관(L51)을 포함한다. 이 개질 배가스 공급관(L51)에는 압축기(76) 및 가스개질장지(77)가 설치되어 제1 예열로(24)로 배출된 배가스중에 함유된 CO2를 제거한다. 또한, 압축기(76) 전단에는 타르제거장치(75) 가 마련되어 압축기(76)에 인입되는 가스내에 소량 함유된 타르를 제거함으로써, 압축기(76)내에 타르가 응축되는 것을 방지할 수 있다.In order to replenish the coal gas for reduction, the molten iron manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 is a reformed flue gas supply pipe for supplying reformed flue gas in which CO 2 is removed by branching flue gas discharged through a multi-stage flow reduction furnace 20 ( L51). The reformer flue gas supply pipe L51 is provided with a compressor 76 and a gas reformer 77 to remove CO 2 contained in the flue gas discharged to the first preheating furnace 24. In addition, a tar removing device 75 is provided in front of the compressor 76 to remove tar contained in the gas introduced into the compressor 76, thereby preventing condensation of tar in the compressor 76.

도 1로 다시 돌아가보면, 용철제조장치(100)에서는 제1 예열로(24)로에서 배출되어 수집진장치(51)를 통과한 배가스 일부를 분기하여 타르제거장치(75)를 통과시켜서 압축기(76)로 승압한 후, 가스개질장치(77)를 통과시켜 개질 배가스로 제조한 다음에 밸브(V772)를 통하여 최종적으로 유동 환원로(20)에 공급함으로써 부족한 환원용 석탄가스량을 보충한다. 이 경우, 개질 배가스는 환원용 석탄가스와 혼합된 후 유동 환원로(20)에 공급된다. 유동 환원로(20)에 공급하기 전에 환원용 석탄가스 공급관(L50)에 설치된 산소 버너(70)를 이용하여 개질 배가스의 혼합으로 인하여 온도가 저하된 환원용 석탄가스를 유동 환원로(20)에서의 환원에 필요한 온도로 가열한다. 이러한 단계를 거치면 여러가지 유리한 효과를 얻을 수 있다.Referring back to FIG. 1, in the molten iron manufacturing apparatus 100, a part of the exhaust gas discharged from the first preheating furnace 24 and passing through the collecting device 51 is passed through the tar removing device 75 to provide a compressor ( After stepping up to 76), the gas reformer 77 is passed to make reformed exhaust gas and then finally supplied to the flow reduction furnace 20 through the valve V772 to compensate for the insufficient amount of coal gas for reduction. In this case, the reformed exhaust gas is mixed with the reducing coal gas and then supplied to the flow reduction furnace 20. Before supplying to the flow reduction furnace 20, by using the oxygen burner 70 installed in the reduction coal gas supply pipe (L50) to reduce the temperature of the reduced coal gas due to the mixing of the reforming exhaust gas in the flow reduction furnace 20 It is heated to the temperature necessary for the reduction of. These steps can achieve a number of beneficial effects.

먼저, 싸이클론(14) 전단에 개질 배가스 공급관(L51)을 연결하여 상온의 개질 배가스를 싸이클론(14)에 공급함으로써 싸이클론(14)이 과열되는 것을 방지한다. 따라서 용융가스화로(10)로부터 배출되는 더스트를 싸이클론(14)에서 효율적으로 포집하여 용융가스화로(10) 외부로 비산되는 않게 할 수 있다.First, the reformed exhaust gas supply pipe L51 is connected to the front end of the cyclone 14 to supply the reformed exhaust gas at room temperature to the cyclone 14 to prevent the cyclone 14 from overheating. Therefore, the dust discharged from the melt gasifier 10 can be efficiently collected by the cyclone 14 so as not to be scattered to the outside of the melt gasifier 10.

그리고 용융가스화로(10)로부터 배출되는 고온의 환원용 석탄가스는 상온의 개질 배가스와 혼합되므로, 유동 환원로(20) 공급에 필요한 온도보다 낮아서 환원체의 환원률을 원하는 수준까지 끌어올릴 수 없다. 따라서 산소 버너(70)를 이용하여 개질 배가스와 혼합된 환원용 석탄가스를 승온하여 환원용 석탄가스를 철함유 혼합체의 환원에 필요한 온도로 제어함으로써 환원체의 환원률을 높인다. 특히, 용철제조장치(100)의 경우, 유동 환원로(20)를 거친 배가스, 즉 제1 예열로(24)를 최종적으로 통과한 배가스의 온도가 비교적 낮으므로, 배가스를 수집진장치(51)를 이용하여 냉각시 소모되는 냉각수의 양이 적다. 따라서 제조 비용이 절감되는 이점이 있다.In addition, since the high temperature reducing coal gas discharged from the melt gasifier 10 is mixed with the reformed flue gas at room temperature, it is lower than the temperature required for supplying the flow reduction furnace 20 and thus the reduction rate of the reducing body cannot be increased to a desired level. . Therefore, by using the oxygen burner 70 to increase the reduction rate of the reducing body by heating the reducing coal gas mixed with the reformed exhaust gas by controlling the reducing coal gas to the temperature required for the reduction of the iron-containing mixture. In particular, in the case of the molten iron manufacturing apparatus 100, since the temperature of the exhaust gas passing through the flow reduction furnace 20, that is, the exhaust gas finally passed through the first preheating furnace 24 is relatively low, the exhaust gas is collected in the collecting device 51. The amount of coolant consumed during cooling is small. Therefore, the manufacturing cost is reduced.

또한, 용융가스화로(10)의 상부에 존재하는 더스트 및 타르의 경우, 환원용 석탄가스가 유동 환원로(20)를 거쳐서 개질 배가스로 순환되므로, 더스트 및 타르가 환원용 석탄가스와 함께 순환할 경로를 충분히 확보하여 그 상당량이 제거된다. 이에 따라 수집진장치(51)에 타르가 다량 응축되어 수집진장치(51)의 운전을 방해하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 압축기(76) 전단에 소형 타르제거장치(75)를 설치하기만 해도 압축기(76) 및 가스개질장치(77)가 타르 응축으로 고장나는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the case of dust and tar present in the upper portion of the melt gasifier 10, since the reducing coal gas is circulated to the reformed exhaust gas through the flow reduction furnace 20, the dust and tar can be circulated with the reducing coal gas. Sufficient paths are secured so that much is eliminated. As a result, a large amount of tar is condensed on the collecting device 51, thereby preventing the operation of the collecting device 51. In addition, simply installing the small tar removal device 75 in front of the compressor 76 can prevent the compressor 76 and the gas reformer 77 from failing due to tar condensation.

수집진장치(51)를 통과한 배가스는 그 성분이 35부피%의 CO, 20부피%의 H2 , 및 40부피%의 CO2이므로, 환원력을 높이기 위하여 가스개질장치(77)에서 CO2를 제거하는 것이 바람직하다. 분기되는 배가스량은 유동 환원로(20)로부터 배출되는 전체 배가스량의 60 부피% 이하가 되도록 조절함으로써, 유동 환원로(20)에 공급되는 환원용 석탄가스량이 부족한 경우에도 이를 충분히 보충할 수 있다. 분기되는 배가스량이 60 부피%를 초과하는 경우에는 유동 환원로(20)로 환원용 석탄가스와 혼합되어 공급되는 개질 배가스의 양이 많아져서 유동 환원로(20)내의 가스 유속이 빨라지므로, 철함유 혼합체가 유동 환원로(20) 외부로 다량 비산된다. 이에 따라 철함유 혼합체가 손실되는 문제점이 있다.Since passing through the collection binary unit 51, the exhaust gas is the ingredient of 35% by volume of CO, 20% by volume of H 2, and 40% by volume CO 2, the CO 2 in the gas reforming unit 77, in order to increase the reducing power It is desirable to remove. The amount of branched exhaust gas is adjusted to be 60% by volume or less of the total amount of exhaust gas discharged from the flow reduction furnace 20, so that even when the amount of reducing coal gas supplied to the flow reduction furnace 20 is insufficient, this can be sufficiently compensated. . If the amount of branched flue gas exceeds 60% by volume, the amount of reformed flue gas mixed with the reducing coal gas supplied to the flow reducing furnace 20 increases, so that the gas flow rate in the flow reducing furnace 20 is increased, and thus, iron-containing The mixture is scattered largely out of the flow reduction furnace 20. Accordingly, there is a problem that the iron-containing mixture is lost.

또한, 유동 환원로(20)로 공급하는 환원가스의 양이 유동 환원로(20)에 장입되는 분상의 철함유 광석 1톤에 대하여 1050~1400Nm3의 범위가 되도록 조절함으로써, 유동 환원로(20)로 공급되는 분상의 철함유 광석을 효율적으로 환원시킬 수 있다. 즉, 장입하는 분상의 철함유 광석 1톤에 대하여 고온환원가스가 1050Nm3 미만인 경우에는 분상의 철함유 광석의 환원 반응이 일어나 원하는 환원률을 달성하기 어렵고, 1400Nm3을 초과하는 경우에는 환원가스의 과잉공급으로 유동 환원로내에 광석이 환원 점착되어 유동환원조건이 생성되기 어렵다.In addition, by adjusting the amount of reducing gas supplied to the flow reduction furnace 20 to be in the range of 1050 to 1400 Nm 3 with respect to 1 ton of iron-containing ore in the powder-reducing furnace 20, the flow reduction furnace 20 It is possible to efficiently reduce the powdered iron-ore ore supplied to). That is, when the high-temperature reducing gas is less than 1050 Nm 3 for 1 ton of iron-containing ore charged in the powdered phase, reduction reaction of the iron-containing ore in powder phase is difficult to achieve, and when it exceeds 1400 Nm 3 , the reducing gas is reduced. Ore is reduced and adhered in the flow reduction furnace due to the oversupply, and it is difficult to generate flow reduction conditions.

그리고 가스개질장치(77)를 이용하여 CO2를 제거하는 경우, 가스개질장치(77)를 통과한 개질 배가스 중의 CO2 함량은 3.0부피% 이하로 하는 것이 바람직하다. CO2 함량이 3.0부피%를 초과하는 경우에는 개질 배가스의 환원력이 저하되어 유동 환원로(20)에서 사용하기에 적합하지 않다.When CO 2 is removed using the gas reformer 77, the CO 2 content in the reformed exhaust gas that has passed through the gas reformer 77 is preferably 3.0 vol% or less. If the CO 2 content exceeds 3.0% by volume, the reducing power of the reformed exhaust gas is lowered, which is not suitable for use in the flow reduction furnace (20).

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)에서는 수집진장치(51)를 통과한 배가스의 일부를 분기하여 타르제거장치(75)를 통과시키고 압축기(76)로 승압한 후, 가스개질장치(77)를 통과시켜 개질한 후에 운반용 가스관(L52)에 설치한 밸브(V771)를 열어서 싸이클론(14)에서 격리된 더스트를 용융가스화로(10)로 장입하기 위한 운반용 가스로 사용할 수 있다. 이를 위하여 싸이클론(14) 후단에 운반용 가스관(L52)을 연결한다. 이와 같이 개질 배가 스를 운반용 가스로 사용하면 운반용 가스로 사용되는 질소량을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 연소율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, as shown in Figure 1, in the molten iron manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention branched a portion of the exhaust gas passing through the collecting device 51 passes through the tar removal device 75 and the compressor After stepping up to 76 and reforming by passing through the gas reformer 77, after opening the valve V771 installed in the transport gas pipe L52, the dust isolated from the cyclone 14 is melted into the gasifier 10. It can be used as a carrier gas for charging. To this end, the transport gas pipe L52 is connected to the cyclone 14 rear end. As such, using the reformed gas as a carrier gas may not only reduce the amount of nitrogen used as the carrier gas but also improve the combustion rate.

CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 환원가스 재공급관(L53)에 설치된 밸브(V773)를 열어서 산소 취입시 개질 배가스를 용융가스화로(10)에 함께 취입할 수 있다. 이에 따라 용융가스화로(10)내로 개질 배가스를 공급하여 성형탄 사용량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 차 베드(char bed)의 가스류 분포를 개선할 수 있다.By reforming the reformed exhaust gas from which CO 2 has been removed, the valve V773 installed in the reducing gas resupply pipe L53 may be opened, and the reformed exhaust gas may be blown into the molten gasifier 10 during oxygen injection. Accordingly, the amount of coal briquettes may be reduced by supplying reformed exhaust gas into the melt gasifier 10, and gas distribution of a char bed may be improved.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치에서 환원용 석탄가스를 순환시키는 과정을 나타내는 도면으로서, 굵은 실선으로 환원용 석탄가스가 순환되는 배관을 나타내며, 이와 관계없는 배관은 점선으로 도시한다. 환원용 석탄가스의 순환시 닫힌 밸브의 경우, 실제로는 밸브 전단까지 환원용 석탄가스가 차므로 이를 도시해야 하지만, 도 3에서는 편의상 이를 생략한다.3 is a view showing a process of circulating the reducing coal gas in the molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and shows a pipe through which the reducing coal gas is circulated in a thick solid line. do. In the case of the closed valve during the circulation of the reducing coal gas, the reducing coal gas is actually filled up to the front end of the valve.

도 3에 도시한 바와 같이, 배가스로부터 분기되어 승압 및 개질된 개질 배가스는 배관에 설치된 밸브로 순환을 제어할 수 있다. 즉, 유동 환원로(20)에서 환원에 필요한 환원용 석탄가스의 양이 부족한 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)에서 밸브(V51, V52, V27, V762, V772)를 열고 나머지 밸브는 전부 닫아서 유동 환원로(20)에 환원용 석탄가스를 보충할 수 있다. 도 2에 도시한 환원가스의 보충 방법은 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.As shown in FIG. 3, the reformed exhaust gas branched from the exhaust gas and boosted and reformed may control circulation with a valve installed in the pipe. That is, when the amount of reducing coal gas required for reduction in the flow reduction furnace 20 is insufficient, the valves (V51, V52, V27, V762, V772) in the molten iron manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention Opening and closing the remaining valves can replenish the coal gas for reduction in the flow reduction furnace (20). The method for replenishing the reducing gas shown in FIG. 2 is merely for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치에서 용융가스화로(10)로부터 유동 환원로(20)로의 환원용 석탄가스의 공급을 폐쇄한 후 환원용 석탄가스를 순환시키는 과정을 나타내는 개략적인 도면으로서, 굵은 실선으로 환원용 석탄가스가 순환되는 배관을 나타내고, 이와 관계없는 배관은 점선으로 도시한다. 환원용 석탄가스의 순환시 닫힌 밸브의 경우, 실제로는 밸브 전단까지 환원용 석탄가스가 차므로 이를 도시해야 하지만, 도 4에서는 편의상 이를 생략한다.4 is a schematic view showing a process of circulating a reducing coal gas after closing the supply of reducing coal gas from the molten gasifier 10 to the flow reduction furnace 20 in the molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 2, a pipe through which the coal gas for reduction is circulated in a thick solid line is shown. In the case of a closed valve during the circulation of the reducing coal gas, the reducing coal gas is actually filled up to the front end of the valve, but this should be illustrated.

이 과정은 용융가스화로(10)가 트립(trip)되어 다단의 유동 환원로(20)에 환원가스를 공급할 수 없는 경우에 해당되며, 이 경우 다단의 유동 환원로(20)로부터 배출되는 배가스 전량을 다단의 유동 환원로(20)로 공급하는 배가스 바이패스 순환관(L54)을 통하여 바이패스시켜 다단의 유동 환원로(20)에 공급한다.This process corresponds to a case in which the melt gasifier 10 is tripped and thus cannot supply reducing gas to the multistage flow reduction furnace 20, in which case the total amount of exhaust gas discharged from the multistage flow reduction furnace 20 is reduced. This is bypassed through the exhaust gas bypass circulation pipe (L54) for supplying to the multi-stage flow reduction furnace 20 is supplied to the multi-stage flow reduction furnace (20).

또한, 용융가스화로(10)의 경우, 잔고장으로 인하여 트립이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 용융가스화로(10)로부터 가스가 발생하지 않으므로, 이와 연결된 유동 환원로(20)내의 기포유동층을 그대로 유지하도록 배가스를 계속 순환시킬 필요가 있다. 이 경우, 용융가스화로(10)의 석탄충전층으로 장입되는 괴성체, 괴탄 및 성형탄의 장입을 중지시키고, 용융가스화로(10)로부터의 환원가스 배출을 차단하여 용융가스화로(10)를 폐쇄한다. 그리고 밸브(V762)를 닫아서 유동 환원로(20)로부터 배출되는 배가스 전부를 밸브(V51)를 통과시키면서 압축기(76)로 승압한다. 이와 함께 배가스 바이패스 순환관(L54)에 설치된 밸브(V761)를 열어서 배가스를 유동 환원로(20)에 공급한다. 이와 같은 방법으로 배가스를 계속적으로 순환시킨다. 이 과정에서 용융가스화로(10)측으로 배가스가 누출되는 것을 방지하기 위하여 밸브(V27, V53, V771, V772, V773)를 전부 닫는다. 따라서, 용융가스화로(10)내로 배가스가 누출되는 것을 방지하면서 배가스를 계속 순환시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 유동 환원로(20)내에 형성된 기포유동층의 붕괴를 방지할 수 있다.In the melt gasifier 10, a trip may occur due to residual trouble. In this case, since no gas is generated from the molten gasifier 10, it is necessary to continuously circulate the exhaust gas so as to maintain the bubble fluidized bed in the flow reduction furnace 20 connected thereto. In this case, charging of the compacted material, the lump coal, and the coal briquettes charged into the coal filling layer of the melt gasifier 10 is stopped, and the discharge of the reducing gas from the melt gas furnace 10 is blocked to close the melt gas furnace 10. do. The valve V762 is closed to boost the exhaust gas discharged from the flow reduction path 20 to the compressor 76 while passing through the valve V51. At the same time, the valve V761 provided in the exhaust gas bypass circulation pipe L54 is opened to supply the exhaust gas to the flow reduction path 20. In this way, the exhaust gas is continuously circulated. In this process, the valves V27, V53, V771, V772, and V773 are all closed in order to prevent the exhaust gas from leaking to the molten gasifier 10 side. Therefore, the exhaust gas can be continuously circulated while preventing the exhaust gas from leaking into the melt gasifier 10. In this way it is possible to prevent the collapse of the bubble fluidized bed formed in the flow reduction path (20).

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)에서 유동 환원로(20)를 퍼지(purge)하는 과정을 나타내는 개략적인 도면으로서, 승압 및 개질된 개질 배가스의 일부가 유동 환원로(20)를 퍼지하는 배관을 굵은 실선으로 나타낸다. 환원용 석탄가스의 순환시 닫힌 밸브의 경우, 실제로는 밸브 전단까지 환원용 석탄가스가 차므로 이를 도시해야 하지만, 도 5에서는 편의상 이를 생략한다.FIG. 5 is a schematic view illustrating a process of purging the flow reduction furnace 20 in the apparatus for manufacturing molten iron 100 according to an embodiment of the present invention, wherein a part of the boosted and reformed reformed exhaust gas is a flow reduction furnace The piping for purging (20) is shown by a thick solid line. In the case of the valve closed during the circulation of the reducing coal gas, the reducing coal gas is actually filled up to the front end of the valve.

조업중에 퍼지가 필요한 경우, 퍼지용 석탄가스 공급관(L55)을 통하여 퍼지용 개질 배가스가 유동 환원로(20)에 공급된다. 이와 같이 퍼지가 이루어지면서 일반적인 조업이 계속 이루어지므로, 개질 배가스의 일부는 개질 배가스 공급관(L51)를 통해 용융가스화로(10)의 배가스와 혼합되어 유동 환원로(20)에 공급되며, 그 일부는 조업시와 마찬가지로 운반용 가스관(L52) 및 환원가스 재공급관(L53)을 통하여 용융가스화로(10)의 풍구 또는 더스트 버너(dust burner)로 공급된다. 이와 같은 개질 배가스의 흐름을 굵은 실선으로 나타낸다. If purge is required during operation, the purge reforming flue gas is supplied to the flow reduction furnace 20 through the purge coal gas supply pipe L55. As the purge is carried out as described above, general operation is continued, and a part of the reformed exhaust gas is mixed with the exhaust gas of the molten gasifier 10 through the reformed exhaust gas supply pipe L51 and supplied to the flow reduction furnace 20, and part of As in operation, it is supplied to the air vent or the dust burner of the molten gasifier 10 through the transport gas pipe L52 and the reducing gas resupply pipe L53. The flow of such reformed flue gas is shown by a thick solid line.

다단의 유동 환원로(20)는 내장형 싸이클론, 스탠드파이프(standpipe), 라이저 파이프(riser pipe), 및 덤핑 라인(dumping line) 등의 내부 장치를 포함하는 데, 이들 내부 장치들은 환원용 석탄가스와 철함유 혼합체가 연속 유동하도록 유동 상태를 지속시키는 작업이 필요하다. 따라서 이들 내부 장치들의 막힘을 방지하기 위해서는 퍼지 라인을 설치해 주는 것이 필요하다. 통상적으로 질소 가스를 이용하여 퍼지를 행하지만, 이와 같이 환원용 석탄가스를 이용하면 질소 가스를 별도로 사용하지 않아도 되므로, 질소 소비량을 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.The multi-stage flow reduction furnace 20 includes internal devices such as built-in cyclones, standpipes, riser pipes, and dumping lines, which include reducing coal gas. There is a need to maintain the flow state so that the and iron-containing mixtures flow continuously. Therefore, it is necessary to install a purge line to prevent clogging of these internal devices. Normally, the purge is performed using nitrogen gas. However, the use of the reducing coal gas does not require the use of nitrogen gas separately, so the nitrogen consumption can be greatly reduced.

질소 가스를 이용하여 퍼지를 행하는 경우, 유동 환원로(20)로부터 배출된 배가스가 분기되어 개질된 후 다시 유동 환원로(20)로 순환하므로, 개질 배가스내에 질소가 집적되어 궁극적으로는 유동 환원로(20)에 공급되는 전체 환원용 석탄가스의 질소 농도가 높아진다. 이에 따라 불활성 가스인 질소 농도가 전체 환원용 석탄가스의 10.0부피%를 초과하는 경우에는 유동 환원로(20)에서의 광석 환원율이 저하된다. 따라서 전술한 바와 같이 개질 배가스를 퍼지 가스로서 이용함으로써 환원용 석탄가스내의 질소 함유량을 10.0부피% 이하로 낮춘다. 이에 따라 유동 환원로(20)에 공급되는 환원용 석탄가스내에 질소 성분의 축적을 방지할 수 있다.In the case of purging with nitrogen gas, since the exhaust gas discharged from the flow reduction furnace 20 is branched and reformed and circulated back to the flow reduction furnace 20, nitrogen is accumulated in the reformed exhaust gas and ultimately, the flow reduction furnace The nitrogen concentration of the total reduction coal gas supplied to (20) becomes high. As a result, when the nitrogen concentration of the inert gas exceeds 10.0% by volume of the total reduction coal gas, the ore reduction rate in the fluid reduction furnace 20 is lowered. Therefore, as described above, by using the reformed exhaust gas as the purge gas, the nitrogen content in the reducing coal gas is lowered to 10.0% by volume or less. Accordingly, it is possible to prevent the accumulation of nitrogen components in the reducing coal gas supplied to the flow reduction furnace 20.

이를 위하여 다단의 유동 환원로(20)를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거한 개질 배가스를 퍼지용 석탄가스 공급관(L55)를 통해 각 유동 환원로(20)에 공급한다. 도 5에는 도시하지 않았지만, 각 유동 환원로(20)에 연결된 석탄가스 공급관(L55)은 다시 분기되어 각 유동 환원로(20)의 내부 장치에 개질 배가스를 공급함으로써 필요한 경우 이들 내부 장치를 퍼지할 수 있다. 특히, 퍼지용 석탄가스 공급관(L55)에 설치된 밸브(V24)를 통하여 퍼지용으로 공급되는 개질 배가스량을 조절할 수 있다.To this end, the exhaust gas discharged through the multi-stage flow reduction furnace 20 is branched to supply reformed exhaust gas from which CO 2 has been removed to each flow reduction furnace 20 through a coal gas supply pipe L55 for purging. Although not shown in FIG. 5, the coal gas supply pipe L55 connected to each flow reduction furnace 20 is branched again to supply reformed exhaust gas to the internal device of each flow reduction furnace 20 to purge these internal devices if necessary. Can be. In particular, it is possible to adjust the amount of reformed exhaust gas supplied for purge through the valve V24 provided in the purge coal gas supply pipe L55.

이하에서는 본 발명에 따른 용철제조방법에 있어서, 유동환원로의 조업 조건 에 대하여 좀더 상세하게 설명한다. 즉, 본 발명에서는 환원용 석탄가스를 이용하여 철함유 혼합체를 환원하는 것이 상당히 중요하다는 점을 고려하여 유동환원로의 제어 최적 조건을 도출한다.Hereinafter, in the molten iron manufacturing method according to the present invention, the operating conditions of the flow reduction furnace will be described in more detail. That is, in the present invention, considering the fact that it is very important to reduce the iron-containing mixture by using the coal gas for reduction, the optimum conditions for controlling the flow reduction reactor are derived.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치에서 유동환원로의 온도에 따른 산화도와 Fe 화합물상과의 관계를 나타낸 그래프로서, 각 유동환원로별로 Fe 화합물상의 안정 영역을 도시하고 있다.6 is a graph showing the relationship between the oxidation degree and the Fe compound phase according to the temperature of the flow reduction reactor in the molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a stable region of the Fe compound phase for each flow reduction reactor.

여기서, 산화도는 환원가스내 CO, CO2, H2, H2O 등의 각 가스 함유량을 이용하여 산출한 것으로서 환원가스 환원력의 척도를 의미하며, (CO2부피% + H2O부피%)/(CO부피% + H2부피% + CO2부피% + H2O부피%)×100(%)로 정의한다. 도 6에서는 편의상 전술한 산화도를 100에서 뺀 100-산화도를 Y축값으로 사용하는 데, 이는 산화도의 반대 개념으로서 환원도를 의미한다. 따라서 Y축 위로 올라갈수록 환원반응이 잘 일어나며, 반대로 Y축 아래로 갈수록 산화반응이 잘 일어난다.Here, the oxidation degree is calculated by using the gas content of CO, CO 2 , H 2 , H 2 O, etc. in the reducing gas, and means a measure of reducing gas reducing power, and (CO 2 volume% + H 2 O volume% ) / (defined as the volume of CO% + H 2 volume% + CO 2 volume% + H 2 O volume%) × 100 (%). In FIG. 6, for convenience, 100-oxidation degree obtained by subtracting the aforementioned oxidation degree from 100 is used as the Y-axis value, which means reduction degree as an opposite concept of oxidation degree. Therefore, the reduction reaction occurs well up the Y axis, and the oxidation reaction occurs well down the Y axis.

본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조방법에서, 유동 환원로(20)(도 1에 도시, 이하 동일)는 환원가스로서 석탄가스를 직접 이용하므로, 천연가스를 직접 이용하는 타유동환원공정(FINMET, FIOR, IRON CARBIDE 등)에 비해 비교적 낮은 1400Nm3/ton의 가스 원단위와 각 유동환원로당 최대 60분 이내의 비교적 짧은 분광 체류 시간하에서 조업을 실시할 수 있다. 따라서 도 6에 도시한 바와 같은 유동환원공정에 있어서, 철함유 혼합체를 예열하는 제1 단계가 이루어지는 제1 예열로는 Fe3O4 안정영역에서, 철함유 혼합체를 재예열하는 제2 단계가 이루어지는 제2 예열로는 FeO 안정영역에서, 예열한 철함유 혼합체를 예비환원하는 제3 단계가 이루어지는 예비환원로와 예비 환원한 철함유 혼합체를 최종환원하는 제4 단계가 이루어지는 최종환원로는 Fe 안정영역에서 유동환원이 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 영역을 유지함으로써, 철함유 혼합체가 제1 예열로 및 제2 예열로를 거치면서 환원 반응 속도가 매우 느린 Fe3O4 상으로 안정화되는 양을 최소화하고, Fe 안정영역이 형성된 예비환원로 및 최종환원로를 거치면서 충분한 환원이 이루어지도록 유도할 수 있다.In the molten iron manufacturing method according to an embodiment of the present invention, since the flow reduction furnace 20 (shown in Figure 1, the same below) directly using coal gas as reducing gas, other flow reduction process using the natural gas directly (FINMET It is possible to operate under relatively low spectral residence time of up to 60 minutes per gas flow unit of 1400 Nm 3 / ton and relatively lower than that of FIOR, IRON CARBIDE, etc.). Therefore, in the flow reduction process as shown in FIG. 6, the first preheating furnace in which the first step of preheating the iron-containing mixture is performed, has a second step of reheating the iron-containing mixture in the Fe 3 O 4 stable region. In the second preheating furnace, in the FeO stable zone, a preliminary reduction furnace in which a third stage of preliminary reduction of the preheated iron-containing mixture is carried out and the final reduction furnace in which the fourth stage of final reduction of the pre-reduced iron-containing mixture are performed in the Fe stable region It is preferred that a flow reduction is achieved. By maintaining such a region, the iron-containing mixture passes through the first preheating furnace and the second preheating furnace to minimize the amount of stabilization of the Fe 3 O 4 phase having a very low reduction reaction rate, and a preliminary reduction furnace having a Fe stable region formed therein. And it can be induced to achieve a sufficient reduction through the final reduction path.

전술한 바와 같이 비교적 낮은 가스 원단위에서 조업이 이루어지는 유동환원로에서, 각 유동환원로마다 각 Fe 화합물상의 안정 영역을 확보하기 위해서는 각 유동환원로마다의 온도 및 환원용 석탄가스의 조성 제어가 중요하다.As described above, in a flow reduction reactor operating at a relatively low gas source unit, it is important to control temperature and composition of reducing coal gas in each flow reduction reactor in order to secure a stable region on each Fe compound in each flow reduction reactor. .

이와 같은 각 단계의 유동환원로내 유동환원조건을 형성하기 위해서, 제1 예열로의 기포유동층 온도를 400~500℃로 하고, 제2 예열로의 기포유동층 온도를 600~700℃로 하며, 예비환원로의 기포유동층 온도를 700~800℃로 하고, 최종환원로의 기포유동층 온도를 770~850℃로 유지하는 것이 바람직하다. 또한, 각 유동층에 공급되는 환원용 석탄가스의 조성은 산화도를 기준으로 제1 에열로에서는 45% 이상, 제2 예열로에서는 35% 내지 50%로 하고, 예비환원로 및 최종환원로에서는 25% 이하로 유지하는 것이 바람직하다.In order to form the flow reduction conditions in the flow reduction furnace of each stage as described above, the bubble fluidized bed temperature of the first preheating furnace is 400-500 ° C., and the bubble fluidized bed temperature of the second preheating furnace is 600-700 ° C. It is preferable to make the bubble fluidized bed temperature of a reduction furnace into 700-800 degreeC, and to maintain the bubble fluidized bed temperature of a final reduction furnace at 770-850 degreeC. In addition, the composition of the reducing coal gas supplied to each fluidized bed is 45% or more in the first furnace, 35% to 50% in the second preheating furnace, and 25 in the preliminary and final reduction furnaces based on the oxidation degree. It is preferable to keep it below%.

전술한 바와 같은 조건을 유지하기 위한 각 유동로별 적정온도 및 환원용 석 탄가스 조성에 있어서, 최종 환원로의 기포 유동층에 용융가스화로로부터 배출되어 공급되는 환원용 석탄가스는 그 온도가 1000℃ 정도로 너무 높아서 그대로 최종 환원로에 공급할 경우에는 최종 환원로내의 철함유 혼합체가 과열되어 광석 사이에 점착(sticking) 현상이 발생한다. 따라서 최종 환원로에 공급되는 환원용 석탄가스를 냉각해야 한다. 이는 전술한 바와 같이 상온의 개질 배가스를 용융가스화로로부터 배출되는 환원용 석탄가스에 혼합함으로써 가능하다. 또한, 전술한 바와 같이 상온의 개질 배가스 공급량은 최종 환원로에 요구되는 환원가스량에 의해 조정되므로, 혼합 과정에서 최종 환원로에 공급되는 환원용 석탄가스가 적정온도 이하로 과냉될 있다. 따라서 상온의 개질 배가스를 환원용 석탄가스에 혼합한 다음에 환원용 석탄가스내에 산소를 취입하여 부분연소시켜서 환원용 석탄가스의 온도를 적정 온도로 유지시킨다.Reduction coal gas discharged from the molten gasifier to the bubble fluidized bed of the final reduction furnace in the proper temperature and reducing coal gas composition for each flow furnace to maintain the conditions as described above the temperature is 1000 ℃ If it is too high and is supplied to the final reduction furnace as it is, the iron-containing mixture in the final reduction furnace is overheated and sticking phenomenon occurs between the ores. Therefore, it is necessary to cool the reducing coal gas supplied to the final reduction furnace. This is possible by mixing the reformed flue gas at room temperature with the reducing coal gas discharged from the molten gasifier as described above. Further, as described above, since the supply amount of the reformed exhaust gas at room temperature is adjusted by the amount of reducing gas required for the final reduction furnace, the reducing coal gas supplied to the final reduction furnace in the mixing process may be subcooled to a temperature below a proper temperature. Therefore, the reformed flue gas at room temperature is mixed with the reducing coal gas, and then oxygen is blown into the reducing coal gas to partially burn the combustion gas to maintain the temperature of the reducing coal gas at an appropriate temperature.

이외에, 도 1로 되돌아가 보면 제2 예열로(25)와 예비환원로(26)의 사이에 산소 버너(72)를 설치하고, 예비환원로(26)와 최종환원로(27)의 사이에 산소 버너(71)를 설치하여 각 유동 환원로(20)로부터 배출되는 환원용 석탄가스에 산소를 취입하여 부분 연소시킨다. 이와 같은 방법을 통하여 예비환원로(26)의 기포유동층에서의 환원용 석탄가스의 산화도를 35% 이하로 유지한다. 또한, 제2 예열로(25)의 기포 유동층에서의 환원가스의 산화도는 40% 내지 60% 범위에서 유지한다. 그리고 제1 예열로(24)의 기포 유동층에는 제2 예열로(25)에서 배출되는 환원용 석탄가스를 그대로 공급함으로써 각 유동 환원로(20)의 산화도를 모두 조정한다.1, an oxygen burner 72 is installed between the second preheating furnace 25 and the preliminary reduction reactor 26, and between the preliminary reduction reactor 26 and the final reduction reactor 27. An oxygen burner 71 is provided to partially blow the oxygen into the coal gas for reduction discharged from each flow reduction furnace 20. Through this method, the oxidation degree of the reducing coal gas in the bubble fluidized bed of the preliminary reduction reactor 26 is maintained at 35% or less. In addition, the oxidation degree of the reducing gas in the bubble fluidized bed of the second preheating furnace 25 is maintained in the range of 40% to 60%. And the oxidation fluid of each flow reduction furnace 20 is adjusted by supplying the reducing coal gas discharged | emitted from the 2nd preheating furnace 25 to the bubble fluidized bed of the 1st preheating furnace 24 as it is.

따라서 본 발명에 따르면 전술한 바와 같이 실제 공정에 있어서 환원용 석탄 가스의 양이 부족한 경우 이를 보충할 수 있을 뿐만 아니라 이상적인 유동환원로의 조업 조건을 만족킬 수 있는 등 여러가지 이점이 있다.Therefore, according to the present invention, as described above, when the amount of reducing coal gas is insufficient in the actual process, there are various advantages, such as not only supplementing the above, but also satisfying the operating conditions of the ideal flow reduction reactor.

다음의 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 4단 유동환원로 조업에서 형성되는 각 유동환원로별 유동층 온도, 환원가스 산화도 및 각 단계별 유동환원로에서 배출되는 광석 중 Fe-O 상을 나타내고 있다.Table 1 below shows the fluidized bed temperature, the reduction gas oxidation degree, and the Fe-O phase in the ore discharged from each stage of the flow reduction reactor formed in the four-stage flow reduction reactor operation according to the embodiment of the present invention. have.

Figure 112004057075169-pat00001
Figure 112004057075169-pat00001

표 1에서 가스원단위는 1200Nm3/t-Ore이다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 유동환원로내의 유동환원로별 유동층 온도 및 환원가스 산화도를 전술한 범위내에서 조절함으로써 제1 예열로에서 형성되는 Fe3O4의 양을 최소화하고, 제2 예열로에서 Fe3O4가 더 이상 형성될 수 없도록 함으로써, 예비 환원로에서 금속 Fe 상으로의 환원을 유도하여 최종 환원로에서 분상의 철함유 광석에 대하여 80% 이상의 환원률을 달성할 수 있다. In Table 1, the gas source unit is 1200 Nm 3 / t-Ore. As can be seen in Table 1, the amount of Fe 3 O 4 formed in the first preheating furnace is minimized by controlling the fluidized bed temperature and the reducing gas oxidation degree of each of the flow reducing reactors in the fluidizing reactor within the above-described ranges, and 2 Fe 3 O 4 can no longer be formed in the preheating furnace, leading to reduction of the metal Fe phase in the preliminary reducing furnace to achieve a reduction rate of 80% or more for the powdered iron ore in the final reducing furnace. have.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치는 분상 또는 괴상의 일반탄 및 분상의 철함유 광석을 직접 사용하면서도 장치 전체가 컴팩트하여 일관제철장치와 연결하여 사용하기에 적합한 이점이 있다. 따라서 일관제철공정인 미니밀 프로세스에 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치를 적용하여 분상 또는 괴상의 일반탄 및 분상의 철함유 광석으로부터 바로 열연 강판을 제조할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치를 이용한 일관제철장치에 대하여 상세하게 설명한다. 이러한 일관제철장치의 예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.The apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention described above has an advantage of being suitable for use in connection with an integrated steelmaking apparatus while the entire apparatus is compact while directly using powdery or bulky coal and powdery iron-containing ore. Therefore, by applying the molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention to a mini mill process, which is an integrated steelmaking process, it is possible to directly produce hot rolled steel sheet from powdery or bulky coal and powdery iron-containing ore. Hereinafter will be described in detail with respect to the integrated steel manufacturing apparatus using a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. Examples of such integrated steel making apparatus are merely to illustrate the present invention, but the present invention is not limited thereto.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)를 이용한 일관제철장치(1000)의 일례를 나타내는 도면으로서, 분상 또는 괴상의 일반탄과 분상의 철함유 광석으로부터 바로 열연 강판을 제조하는 일관제철장치(1000)를 개략적으로 나타낸다. 도 7에 도시한 용철제조장치(100)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치와 그 구조가 동일하므로 편의상 그 상세한 설명을 생략하며, 이하에서는 용철제조장치(100)를 제외한 나머지 부분을 주로 하여 설명한다.FIG. 7 is a view showing an example of the integrated steel making apparatus 1000 using the apparatus for manufacturing molten iron 100 according to an embodiment of the present invention, which directly manufactures a hot rolled steel sheet from powdery or bulky coal and powdery iron-containing ore. The integrated steel making apparatus 1000 is schematically shown. The apparatus for manufacturing molten iron shown in FIG. 7 has the same structure as that of the apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention described above, and thus, a detailed description thereof is omitted for convenience. The description mainly focuses on the parts.

도 7에 도시한 일관제철장치는, 용철제조장치(100), 용철제조장치(100)에 연결되어 용철의 불순물을 제거하고 탈탄하여 용강을 제조하는 제강장치(200), 제강장치(200)에 연결되어 제강장치(200)로부터의 용강을 박슬라브로 연속 주조하는 박슬라브 주조기(300), 그리고 박슬라브 주조기(300)와 연결되어 이로부터 배출된 박슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 열간 압연기(400)를 포함한다. 이외에 기타 다른 필요한 장치를 포함할 수도 있다. The integrated steelmaking apparatus shown in FIG. 7 is connected to the molten iron manufacturing apparatus 100 and the molten iron manufacturing apparatus 100 to remove the impurities of molten iron and decarburize the steelmaking apparatus 200 and the steelmaking apparatus 200 to manufacture molten steel. The thin slab casting machine 300 is connected to the thin slab casting machine 300 and continuously connected to the thin slab casting machine 300 to hot-roll the thin slab discharged therefrom to manufacture a hot rolled steel sheet. Rolling mill 400. In addition, other necessary devices may be included.                     

도 7에는 전술한 장치를 이용한 제강 과정의 예를 구체적으로 도시하고 있다. 제강 공정을 행하는 제강장치(200)는, 용철내의 인 및 황을 제거하는 용철예비처리장치(61), 용철예비처리장치(61)에 연결되어 이로부터 용철내의 탄소 및 불순물을 제거하는 탈탄 장치(64), 그리고 탈탄 장치(64)에 연결되어 이로부터의 용철을 2차 정련하여 용강을 제조하는 레이들(ladle)(67)을 포함한다.7 illustrates an example of the steelmaking process using the above-described device in detail. The steelmaking apparatus 200 which performs a steelmaking process is connected to the iron preliminary processing apparatus 61 which removes phosphorus and sulfur in molten iron, and the iron preliminary processing apparatus 61, and the decarburization apparatus which removes carbon and impurities in molten iron from this ( 64 and a ladle 67 connected to the decarburization device 64 to secondary refine the molten iron therefrom to produce molten steel.

용융가스화로(10)로부터 배출된 용철은 내화용기를 구비하고 있는 용철예비처리장치(61)에 주기적으로 배출되어 하위 공정으로 이송되는 데, 이송 중 용철예비처리장치(61)내에 있는 용철내에 플럭스인 탈류제를 취입하여 용철내의 황 및 인 성분을 제거하는 용철예비처리를 수행함으로써, 용철내의 황성분을 0.006% 이하로 조정한다. 용철예비처리에 있어서 탈류제로는 CaO 또는 CaCO3를 사용하는 것이 바람직하다. The molten iron discharged from the molten gas furnace 10 is periodically discharged to the molten iron preliminary processing apparatus 61 having a refractory container and transferred to a lower process, and the flux in the molten iron in the molten iron preliminary processing apparatus 61 during transfer. The sulfur component in molten iron is adjusted to 0.006% or less by performing a molten iron preliminary treatment which blows a phosphorus desorbent and removes the sulfur and phosphorus component in molten iron. In the preliminary treatment of molten iron, CaO or CaCO 3 is preferably used as the desorbing agent.

또한, 용철예비처리 후에 용철예비처리장치(61)내의 용철은 전로 형태의 탈탄 장치(64)로 배출되는 데, 배출 과정 중 용철예비처리과정에서 생성되어 용철 상부에 부유되어 있는 용융슬래그가 탈탄 장치(64)내로 혼입되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 용철이 탈탄 장치(64)에 장입된 후에 상부로부터 산소가 고속 취입되어 산화정련이 이루어지는 데, 산화 정련 중에 용철의 내부에 용존되어 있는 탄소, 규소, 인, 망간 등의 불순물이 산화 제거되어 용강으로 전환되며, 산화된 불순물 들은 전로에 투입되는 CaO, CaF2 및 돌로마이트(dolomite) 등에 의하여 용강 상부에 형성되는 용융슬래그내로 용해되어 용강과 분리된다. 산화정련이 완료된 후에 는 용강이 탈탄 장치(64)로부터 내화용기인 레이들(ladle)(67)로 배출되어 후공정으로 이송된다. 이러한 제강공정을 통하여 용철내의 탄소 함량을 2.0wt% 이하로 조절한다.In addition, the molten iron in the molten iron preliminary processing device 61 after the molten iron preliminary treatment 61 is discharged to the decarburization unit 64 of the converter type, the molten slag generated in the molten iron preliminary process during the discharge process is suspended in the molten iron decarburization apparatus It is preferable not to mix in (64). After the molten iron is charged into the decarburization device 64, oxygen is blown from the upper portion at a high speed to perform oxidative refining, and impurities such as carbon, silicon, phosphorus, and manganese dissolved in the molten iron are oxidized and removed into the molten steel during the oxidation refining. The oxidized impurities are dissolved and separated from the molten steel into molten slag formed on the molten steel by CaO, CaF 2 and dolomite, which are introduced into the converter. After the oxidation refining is completed, the molten steel is discharged from the decarburization apparatus 64 to the ladle (67), which is a refractory container, and is transferred to a later process. Through such a steelmaking process, the carbon content in the molten iron is adjusted to 2.0 wt% or less.

용강은 레이들(67)에서 2차 정련과정을 거치는 데, 전극봉을 통해서 전달되는 고전압에 의하여 용강 상부에 형성되는 전기 아크에 의한 가열, 레이들(67) 하부로부터 취입되는 불활성가스에 의한 교반 등을 통해 용강내 온도 및 성분 분포 균일화 및 용강내 비금속 개재물 부상분리 등이 이루어지도록 하고, 필요에 따라서는 Ca-Si 분말을 취입하여 용강내 미량 존재하는 황 성분을 적극적으로 제거할 수도 있다. 또한, 전술한 과정이 완료된 후, 내화용기상부에 진공조가 연결되어 상부에 진공을 형성시킴으로써 용강내에 잔존하는 탄소 및 N2, H2 등의 가스 성분을 제거하는 탈가스 처리 과정을 거쳐 용강의 청정도를 향상시킨다. 탈가스 과정 중에 산소를 취입하여 배출되는 가스 성분을 연소시켜 그 연소열로서 용강온도저하를 방지하는 것이 바람직하다.Molten steel undergoes the secondary refining process in the ladle 67, heating by an electric arc formed on the molten steel by the high voltage transmitted through the electrode, stirring by inert gas blown from the lower ladle 67, etc. Through the uniformity of the temperature and component distribution in the molten steel and floating separation of non-metallic inclusions in the molten steel, and if necessary, Ca-Si powder may be blown into the molten steel to actively remove traces of sulfur present in the molten steel. In addition, after the above-described process is completed, the vacuum chamber is connected to the upper portion of the refractory vessel to form a vacuum on the upper side of the molten steel through the degassing process to remove the gas remaining in the molten steel and gas components such as N 2 , H 2 To improve. In the degassing process, it is preferable to burn the gas component discharged by blowing oxygen to prevent the molten steel temperature decrease as the heat of combustion.

전술한 2차 정련과정을 거친 후, 레이들(67)은 박슬라브 주조기(300)로 이송된다. 레이들(67)로부터 박슬라브 주조기(300) 상부의 턴디쉬(tundish)(71)로 용강을 배출하고, 용강은 턴디쉬(71)로부터 박슬라브 주조기(73)내로 공급되어 두께 40~100mm의 박슬라브로 직접 주조한다. 주조한 박슬라브는 박슬라브 주조기(73)와 직접 연결되는 조압연기(75)를 통해 두께 20~30mm의 바(bar) 형태로 압하하며, 가열기(77)에서 가열된 후, 권치기(79)에서 권치되어 적치된다. 전술한 박슬라브는 그 두께가 40mm 미만인 경우 끊어지기 쉽고, 100mm를 초과하는 경우 조압연기(75)로 압하시 조압연기(75)에 무리를 줄 수 있다.After the above-described secondary refining process, the ladle 67 is transferred to the thin slab casting machine 300. The molten steel is discharged from the ladle 67 to the tundish 71 above the thin slab casting machine 300, and the molten steel is supplied from the tundish 71 into the thin slab casting machine 73 to have a thickness of 40 to 100 mm. Cast directly to thin slabs. The cast thin slab is reduced in the form of a bar having a thickness of 20 to 30 mm through a rough rolling mill 75 directly connected to the thin slab casting machine 73, and after being heated in the heater 77, the winding machine 79. It is rolled up and piled up. The above-described thin slabs are easily broken when the thickness is less than 40 mm, and when the thickness of the thin slabs is greater than 100 mm, the roughing mill 75 may be pressed when pressed with the roughing mill 75.

권치된 바는 다시 풀려져서 녹제거기(83)를 통과하면서 바 표면에 생성된 녹을 제거한 후, 최종 압연기(85)로 이송되어 두께 0.8~2.0mm의 열연 강판으로 압연되어 냉각기(87)에서 냉각된 다음, 최종 열연 강판으로 권취기(89)로 권취된다. 열연 강판은 그 두께가 0.8~2.0mm인 것이 수요처에서 사용하기에 적합하다.The rolled-up bar is released again to remove the rust generated on the bar surface while passing through the rust remover 83, and then transferred to the final rolling mill 85 to be rolled into a hot rolled steel sheet having a thickness of 0.8 to 2.0 mm and cooled in the cooler 87. Next, it is wound up by the winding machine 89 by the final hot rolled steel sheet. Hot rolled steel sheets with a thickness of 0.8 to 2.0 mm are suitable for use in demand.

본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)를 이용한 일관제철장치(1000)에서는 전술한 바와 같은 공정을 통하여, 분상 또는 괴상의 일반탄과 분상의 철함유 광석을 이용하여 바로 열연 강판재을 제조할 수 있는 이점이 있다. 따라서 용철 제조시에 원료에 제한을 받지 않을 뿐만 아니라, 컴팩트한 설비를 이용하여 열연 강판을 제조할 수 있다.In the integrated steel making apparatus 1000 using the apparatus for manufacturing molten iron 100 according to an embodiment of the present invention, a hot rolled steel sheet is directly made by using powdered or bulky ordinary coal and powdered iron ore through the above-described process. There is an advantage to manufacture. Therefore, the hot rolled steel sheet may be manufactured using a compact facility as well as not limited to the raw materials in the manufacture of molten iron.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치(100)를 이용한 일관제철장치(2000)의 다른 예를 나타내는 도면으로서, 또다른 다단의 유동환원로(90) 및 또다른 괴성체 제조 장치(35)를 설치하여 제강장치(200) 중 하나인 탈탄장치(64)에 환원철을 공급하는 과정을 나타낸다. 도 8에 도시한 일관제철장치(2000)는 일부분을 제외하고는 도 7에 도시한 일관제철장치와 그 구조가 동일하므로, 편의상 동일한 부분에 대한 설명을 생략하며, 다른 부분을 위주로 상세하게 설명한다.8 is a view showing another example of the integrated steel making apparatus 2000 using the molten iron manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, another multi-stage flow reduction path 90 and another compacted material manufacturing apparatus A process of supplying reduced iron to the decarburization device 64, which is one of the steelmaking devices 200, by installing 35 is shown. Since the integrated steelmaking apparatus 2000 shown in FIG. 8 has the same structure as the integrated steelmaking apparatus shown in FIG. 7 except for a part, the description of the same parts will be omitted for convenience, and the other parts will be described in detail. .

또한, 이하에 설명하는 일관제철장치(2000)에서는, 편의상 전술한 용융가스화로(10)와 연결된 유동 환원로(20)를 제1 유동환원로라고 하고, 또다른 다단의 유동환원로(90)를 제2 유동환원로라고 한다. 또한, 제1 유동 환원로(20)와 후단에 연결된 괴성체 제조 장치(30)를 제1 괴성체 제조 장치라고 하고, 이와는 별도로 제2 유동환원로(90)의 후단에 설치한 또다른 괴성체 제조 장치(35)를 제2 괴성체 제조 장치라고 한다.In addition, in the integrated steel making apparatus 2000 described below, the flow reduction furnace 20 connected to the melt gasifier 10 described above is referred to as a first flow reduction reactor for convenience, and another multistage flow reduction reactor 90 is provided. Is called the second flow reduction path. In addition, the compacted material manufacturing apparatus 30 connected to the 1st flow reduction furnace 20 and the rear end is called the 1st compacted material manufacturing apparatus, and is another compacted material provided in the rear end of the 2nd fluidized-reduction path 90 separately. The manufacturing apparatus 35 is called 2nd compacted body manufacturing apparatus.

도 8에 도시한 바와 같이, 일관제철장치(2000)는 제2 유동환원로(90) 및 제2 괴성체 제조 장치(35)를 구비한다. 제2 유동환원로(90)는 철함유 광석 호퍼(91)로부터 분상의 철함유 광석을 공급받아 환원철로 환원하기 위한 설비로서, 예열로(93), 예비환원로(95) 및 최종환원로(97)의 3단 유동환원로로 이루어지며, 각 유동환원로에는 기포유동층이 형성된다.As shown in FIG. 8, the integrated iron making apparatus 2000 includes a second flow reduction path 90 and a second compacted material manufacturing apparatus 35. The second flow reduction reactor (90) is a facility for receiving the powdered iron ore from the iron-containing ore hopper (91) and reducing it to reduced iron. The preheating furnace (93), the preliminary reduction reactor (95), and the final reduction furnace ( It consists of a three-stage flow reduction reactor (97), and a bubble fluidized bed is formed in each flow reduction reactor.

제2 유동환원로(90)에서, 예열로(93)는 분상의 철함유광석을 600~700℃로 예열하고, 예열로(93)와 연결되어 있는 예비 환원로(95)는 예열한 철함유광석을 700~800℃로 예비 환원하며, 최종 환원로(97)는 예비 환원로(95)와 연결되어 예비 환원한 철함유광석을 770~850℃로 최종 환원한다.In the second flow reduction furnace (90), the preheating furnace (93) preheats the powdered iron ore at 600 to 700 ° C, and the preliminary reduction furnace (95) connected to the preheating furnace (93) is preheated iron. The ore is preliminarily reduced to 700 to 800 ° C., and the final reduction furnace 97 is connected to the preliminary reduction furnace 95 to finally reduce the iron-containing ore preliminarily reduced to 770 to 850 ° C.

제2 유동환원로(90)는 제1 유동 환원로(20)로부터 배출되는 배가스 일부를 별도의 환원가스 순환관을 통하여 최종환원로(97)로부터 공급받아 차례로 순환시키면서 건조 및 혼합된 입경 8mm 이하의 철함유 광석을 92% 이상으로 환원시켜 환원철로 전환한다. 도 8에는 제2 유동환원로를 3단으로 하여 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 다양한 단수의 유동환원로를 사용할 수 있다.The second flow reduction path 90 is dried and mixed while sequentially circulating a portion of the exhaust gas discharged from the first flow reduction furnace 20 from the final reduction path 97 through a separate reduction gas circulation tube and having a particle diameter of 8 mm or less Iron-containing ore is reduced to 92% or more to convert to reduced iron. 8 shows the second flow reduction path in three stages, this is merely to illustrate the present invention and various stages of flow reduction paths may be used.

또한, 제2 괴성체 제조 장치(35)는, 최종환원로(97)를 거친 고온의 환원철을 장입 호퍼(36)에 일단 저장한 후, 고온 상태에서 한 쌍의 롤(37) 사이를 통과시키면서 기계적으로 가압 성형하여 괴성화한 다음, 파쇄기(38)에서 파쇄하여 괴성체 공급용 호퍼(39)에 저장한다.In addition, the second compacted material manufacturing apparatus 35 once stores the high-temperature reduced iron that passed through the final reduction path 97 in the charging hopper 36 and then passes between the pair of rolls 37 in a high temperature state. It is mechanically press-molded and compacted, and then crushed by the crusher 38 and stored in the compacted material supply hopper 39.

제2 유동환원로(90)에 공급되는 환원용 석탄가스량은 용철을 제조하는 데 사용하는 제1 유동 환원로(20)의 각 다단의 기포유동층에서 배출되는 배가스량 중 그 자체에 재공급되는 양(60 부피% 이하)을 제외한 나머지 즉, 40 부피% 이상이 바람직하다. 한편, 제1 유동 환원로(20)에서 배출하는 배가스 일부를 제2 유동환원로(90)에 공급하는 단계에서, 배가스로부터 타르제거장치(75)로 타르를 제거한다. 타르를 제거한 배가스를 승압기(76)로 승압한 후 가스개질장치(77)를 이용하여 CO2를 개질한 개질 배가스를 공급한다. 개질 배가스내의 CO2 양은 3.0부피% 이하인 것이 바람직하다. 제2 유동환원로(90)를 거친 환원용 석탄가스는 수집진장치(55)를 통하여 제진 및 냉각한 후, 외부로 배출된다.The amount of reducing coal gas supplied to the second flow reduction path 90 is the amount of re-supply to itself among the amount of exhaust gas discharged from the bubble fluidized bed in each stage of the first flow reduction furnace 20 used to manufacture molten iron. 40 vol% or more is preferred except for (60 vol% or less). On the other hand, in the step of supplying a portion of the exhaust gas discharged from the first flow reduction furnace 20 to the second flow reduction path 90, tar is removed from the exhaust gas by the tar removal device 75. The exhaust gas from which tar is removed is boosted by a booster 76, and then a reformed exhaust gas reformed of CO 2 is supplied using a gas reformer 77. The amount of CO 2 in the reformed flue gas is preferably 3.0% by volume or less. The reducing coal gas which has passed through the second flow reduction path 90 is discharged to the outside after dust removal and cooling through the collecting device 55.

도 8에는 도시하지는 않았지만, 개질 배가스에 산소를 취입하여 개질 배가스를 일부 연소시킴으로써 연소열로 승온시키되, 승온 후 온도는 800~850℃ 정도로 하는 것이 바람직하다.Although not shown in FIG. 8, the oxygen is blown into the reformed exhaust gas and the reformed exhaust gas is partially burned to increase the heat of combustion, but the temperature after heating is preferably about 800 to 850 ° C.

이와 같이 제조한 환원철은 철함유 광석과 청정화된 환원가스만을 사용하여, 90% 이상이 순철로 이루어지며 황성분이 매우 낮으므로, 탈탄장치(64)에 장입시 탈탄장치(64)에서 제조되는 용강의 청정도를 더욱 향상시킬 수 있다.Since the reduced iron produced as described above uses only iron-containing ore and purified reducing gas, more than 90% is made of pure iron and has a very low sulfur content. Cleanliness can be further improved.

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 with reference to experimental examples. These experimental examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.                     

실험예Experimental Example

전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 용철제조장치를 통하여 용철 및 슬래그를 제조하였다.Through the molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention described above to produce molten iron and slag.

본 발명의 일 실시예에 따른 실험예에서는 용융가스화로의 경우, 로내압을 3.2 기압으로 유지하였으며, 용융가스화로내의 석탄 연소를 위해 공급되는 산소의 양은 용철 1톤당 550Nm3 으로 조정하였다. 또한, 유동환원로에 장입되는 분광석 및 부원료의 양은 용철 1톤 생산을 기준으로 각각 1.5톤 및 0.35톤으로 정량 공급하였으며, 용융가스화로에 공급되는 석탄의 양은 용철 1톤 생산을 기준으로 0.9~1.0톤으로 정량 공급하였다. 이상과 같은 조업조건에서 용철제조장치의 생산용량은 용철을 기준으로 시간당 85톤으로 하였다.In the experimental example according to an embodiment of the present invention, in the case of a melt gasifier, the furnace internal pressure was maintained at 3.2 atm, and the amount of oxygen supplied for coal combustion in the melt gasifier was adjusted to 550 Nm 3 per ton of molten iron. In addition, the amount of spectroscopy and subsidiary materials charged to the fluid reduction reactor was quantitatively supplied at 1.5 tons and 0.35 tons, respectively, based on the production of 1 ton of molten iron, and the amount of coal supplied to the melt gasifier was 0.9 to the production of 1 ton of molten iron. Quantitative supply of 1.0 ton. Under the above operating conditions, the production capacity of the apparatus for manufacturing molten iron was 85 tons per hour based on molten iron.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 실험으로 조업한 결과에 따른 용융가스화로로부터 출탕한 용철 및 슬래그의 조성은 다음과 같다. 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 용철의 조성을 나타내고, 표 3은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그의 조성을 나타낸다.The composition of molten iron and slag tapping from the molten gasifier according to the result of the experiment according to the embodiment of the present invention described above is as follows. Table 2 shows the composition of molten iron according to the embodiment of the present invention, Table 3 shows the composition of the slag according to the embodiment of the present invention.

Figure 112004057075169-pat00002
Figure 112004057075169-pat00002

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실험예를 거쳐서 제조한 용철의 온도는 약 1500℃ 정도였고, 용철 중 철을 제외한 나머지 불순물의 함량은 전술한 바와 같았다.As shown in Table 2, the temperature of the molten iron produced through the experimental example according to the present invention was about 1500 ℃, the content of impurities other than iron in the molten iron was as described above.

Figure 112004057075169-pat00003
Figure 112004057075169-pat00003

표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실험예를 거쳐서 제조한 슬래그의 온도는 약 1520℃ 정도였고, 염기도는 1.15였다.As shown in Table 3, the slag produced through the experimental example according to the present invention had a temperature of about 1520 ° C., and a basicity of 1.15.

전술한 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 용철은 그 온도가 1500℃ 정도로 적당할 뿐만 아니라 Si, P 및 S의 함유량이 비교적 적어서 일반 제강용 용철 품질 기준을 만족하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 표 3에 나타낸 바와 같이, 슬래그도 그 온도가 1520℃ 정도로 적당할 뿐만 아니라 슬래그 품질의 척도라고 할 수 있는 염기도도 1.15 정도로 적당하므로 본 발명의 실시예에 따른 용철제조방법은 종래의 고로법과는 달리 분상 또는 괴상의 일반탄과 분상의 철함유 광석을 사용하였는데도 불구하고 용철의 품질은 거의 유사한 것을 알 수 있었다.As can be seen from Table 2, the molten iron according to the present invention is not only suitable for the temperature of about 1500 ℃ but also has a relatively small content of Si, P and S, satisfies the general steel quality standards for steelmaking. have. In addition, as shown in Table 3, since the slag is not only suitable for the temperature of about 1520 ℃ but also the basicity of about 1.15, which is a measure of the quality of slag, the molten iron manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a conventional blast furnace method and Despite the use of powdery or bulky coal and powdery iron ore, the quality of molten iron was almost the same.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명의 용철제조방법은 분상 또는 괴상의 일반탄과 분상의 철함유 광석을 직접 사용하여 제강용 용철 품질 기준을 만족하는 양질의 용철을 연속으로 제조할 수 있으므로, 일관 제철소에서 사용되어 오던 고로법을 대체할 수 있다. 따라서, 저가의 원료 사용과 이에 따른 소결 및 코크스 공정의 생략에 의하여 일관제철소의 경제성을 재고할 수 있으며, 소 결 및 코크스 공정에서 배출되는 공해물질의 발생을 차단할 수 있다.As described above, according to the present invention, the method for manufacturing molten iron of the present invention can continuously produce high-quality molten iron that satisfies the quality criteria of molten iron for steelmaking by directly using powdery or bulky coal and powdery iron-containing ore. Therefore, it is possible to replace the blast furnace method used in the integrated steel mill. Therefore, it is possible to reconsider the economic feasibility of the integrated steelworks by using low-cost raw materials and thus eliminating the sintering and coke processes, and block generation of pollutants emitted from the sintering and coke processes.

또한, 본 발명의 용철제조장치에서는 유동환원로에서 배출되는 배가스를 분기하여 이를 개질한 개질 배가스를 유동환원로에 공급하므로, 환원용 석탄가스의 부족시에 이를 보충할 수 있어서 조업 유연성을 확보할 수 있다.In addition, the apparatus for manufacturing molten iron of the present invention branches off the exhaust gas discharged from the flow reduction reactor and supplies the reformed flue gas reformed therein to the flow reduction reactor, so that it can be supplemented when there is a shortage of reducing coal gas, thereby ensuring operational flexibility. Can be.

이 경우, 냉각한 상온의 개질 배가스를 싸이클론 전단에 공급할 수 있으므로, 싸이클론의 과열을 방지할 수 있다.In this case, since the cooled reformed exhaust gas of normal temperature can be supplied to the cyclone front end, overheating of the cyclone can be prevented.

그리고 본 발명에 따라 유동환원로부터의 배가스를 운반용 가스로 사용함으로써 운반용 가스로 사용되는 질소 사용량을 저감할 수 있다.Further, according to the present invention, by using the exhaust gas from the fluid reduction as a carrier gas, the amount of nitrogen used as the carrier gas can be reduced.

본 발명을 통하여 제조한 개질 배가스를 다시 용융가스화로에 산소와 함께 취입할 수 있으므로, 석탄 사용비를 저감할 수 있을 뿐만 아니라 차베드의 가스류 분포를 개선할 수 있다.Since the reformed exhaust gas produced through the present invention can be blown together with oxygen into the molten gasifier again, not only the coal use cost can be reduced but also the gas flow distribution of the car bed can be improved.

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.It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the following claims.

Claims (42)

분상의 철함유 광석 및 부원료를 혼합 및 건조하여 철함유 혼합체를 제조하는 단계,Mixing and drying the powdery iron-containing ore and secondary raw materials to produce an iron-containing mixture, 상기 철함유 혼합체를, 순차적으로 연결된 다단의 유동환원로를 통과시키면서 환원 및 소성하여 환원체로 변환하는 단계,Converting the iron-containing mixture into a reducing body by reducing and calcining while passing through a multi-stage flow reduction reactor connected to each other; 상기 환원체를 고온 괴성화하여 괴성체를 제조하는 단계,Preparing a compacted material by high temperature compacting the reducing body, 상기 괴성체를 용융시킬 열원으로서, 괴탄과, 분상의 일반탄을 괴성화한 성형탄을 용융가스화로에 장입하여 석탄충전층을 형성하는 단계,As a heat source for melting the compacted material, charging coal and coal briquettes formed by compacting powdered ordinary coal into a melt gasifier to form a coal-filled layer, 상기 다단의 유동환원로와 연결된 용융가스화로에 상기 괴성체를 장입하고, 상기 용융가스화로에 산소를 취입하여 용철을 제조하는 단계, Preparing molten iron by charging the compacted material into a molten gasifier connected to the multi-stage flow reduction reactor and injecting oxygen into the molten gasifier; 상기 용융가스화로에서 배출되는 환원용 석탄가스를 상기 유동환원로에 공급하는 단계,Supplying the reducing coal gas discharged from the melt gasifier to the flow reduction reactor, 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계,Branching the exhaust gas discharged through the multi-stage flow reduction path to remove CO 2 ; 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 상기 용융가스화로로부터 배출되는 환원용 석탄가스와 혼합하는 단계, 및Mixing the reformed exhaust gas from which the CO 2 is removed with the reducing coal gas discharged from the molten gasifier, and 상기 개질 배가스를 혼합한 환원용 석탄가스를 상기 유동환원로에 공급하기 전에 승온하여, 상기 환원용 석탄가스를 상기 유동환원로에서 상기 철함유 혼합체의 환원에 필요한 온도로 제어하는 단계를 포함하는 용철제조방법.Molten iron comprising the step of raising the temperature of the reducing coal gas mixed with the reforming flue gas before supplying it to the flow reducing reactor, and controlling the reducing coal gas at a temperature necessary for reducing the iron-containing mixture in the flow reducing reactor. Manufacturing method. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개질 배가스를 혼합한 환원용 석탄가스를 상기 유동환원로에 공급하기 전에 승온하는 단계에서, 상기 개질 배가스를 산소 버너(burner)로 가열하여 승온하는 용철제조방법.The method of manufacturing molten iron for heating the reformed exhaust gas by heating with an oxygen burner in the step of raising the temperature of the reducing coal gas mixed with the reformed exhaust gas before supplying the flow reduction reactor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유동환원로로부터 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계에서, 상기 분기되는 배가스량은 상기 유동환원로로부터 배출되는 전체 배가스량의 60 부피% 이하인 용철제조방법.In the step of removing the CO 2 by branching the exhaust gas discharged from the flow reduction path, the branched exhaust gas amount is 60% by volume or less of the total amount of exhaust gas discharged from the flow reduction path. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개질 배가스의 양을 상기 분상의 철함유 광석 1톤당 1050Nm3 내지 1400Nm3의 범위에서 유지하는 용철제조방법.] The method of maintaining the extent of the modification on the iron-containing ore minutes the amount of exhaust gas per ton of 1050Nm 3 to 1400Nm 3. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 상기 용융가스화로로부터 배출되는 환원용 석탄가스와 혼합하는 단계에서, 상기 개질 배가스 중의 CO2 함량은 3.0 부피% 이하인 용철제조방법.In the step of mixing the reformed exhaust gas from which the CO 2 is removed with the reducing coal gas discharged from the melting gasifier, the content of CO 2 in the reformed exhaust gas is 3.0 vol% or less. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유동환원로로부터 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계에서, 상기 분기된 배가스를 승압하는 용철제조방법.The method of manufacturing molten iron for boosting the branched exhaust gas in the step of removing CO 2 by branching the exhaust gas discharged from the flow reduction path. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유동환원로로부터 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계 이전에, 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 타르를 제거하는 단계를 더 포함하는 용철제조방법.And before removing the CO 2 by branching the exhaust gas discharged from the flow reduction path, branching the exhaust gas discharged through the multi-stage flow reduction path to remove tar. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 상기 용융가스화로로부터 배출되는 환원용 석탄가스와 혼합하는 단계에서, 상기 용융가스화로부터 배출되는 더스트(dust)를 상기 용융가스화로에 장입하는 싸이클론(cyclone)의 전단에서 혼합하는 용철제조방법.In the step of mixing the reformed flue gas from which the CO 2 is removed with the reducing coal gas discharged from the molten gasifier, a shear of a cyclone charging the dust discharged from the molten gasifier into the molten gasifier. Method of manufacturing molten iron mixed in 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여, 상기 싸이클론에서 격리된 더스트를 상기 용융가스화로로 장입하기 위한 운반용 가스(carrier gas)로 사용하는 용철제조방법.And a reformed exhaust gas from which the CO 2 has been removed, and used as a carrier gas for charging the dust isolated from the cyclone into the molten gasifier. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용융가스화로의 폐쇄시 또는 상기 용융가스화로의 기동 전에 상기 다단의 유동환원로로부터 배출되는 배가스 전량을 바이패스시켜 상기 다단의 유동환원로에 공급하는 단계를 더 포함하는 용철제조방법.And bypassing the entire exhaust gas discharged from the multi-stage flow reduction path at the time of closing the molten gasification furnace or starting the molten gasification furnace, and supplying the exhaust gas to the multistage flow reduction path. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계, 및Branching the exhaust gas discharged through the multi-stage flow reduction path to remove CO 2 , and 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 상기 각 유동환원로에 공급하여 상기 유동환원로를 퍼지(purge)하는 단계Branching the reformed exhaust gas from which the CO 2 has been removed and supplying it to each of the flow reduction reactors to purge the flow reduction reactors. 를 더 포함하는 용철제조방법.The molten iron manufacturing method further comprising. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 환원용 석탄가스내의 질소 함량은 10.0 부피% 이하인 용철제조방법.The nitrogen content in the reducing coal gas is 10.0% by volume or less manufacturing method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거하는 단계, 및Branching the exhaust gas discharged through the multi-stage flow reduction path to remove CO 2 , and 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 상기 용융가스화로에 산소 취입시 함께 취입하는 단계Branching the reformed exhaust gas from which the CO 2 is removed and blowing the oxygen together into the molten gasifier; 를 더 포함하는 용철제조방법.The molten iron manufacturing method further comprising. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 철함유 혼합체를 환원체로 변환하는 단계에서,In the step of converting the iron-containing mixture to a reducing body, 상기 철함유 혼합체를 400~500℃로 예열하는 제1 단계,A first step of preheating the iron-containing mixture to 400 to 500 ° C., 상기 예열된 철함유 혼합체를 600~700℃로 재예열하는 제2 단계,A second step of reheating the preheated iron-containing mixture to 600 to 700 ° C., 상기 재예열한 철함유 혼합체를 700~800℃로 예비 환원하는 제3 단계, 및A third step of preliminarily reducing the reheated iron-containing mixture to 700 to 800 ° C., and 상기 예비 환원한 철함유 혼합체를 770~850℃로 최종 환원하여 환원체로 변환하는 제4 단계A fourth step of finally reducing the pre-reduced iron-containing mixture to 770-850 ° C. 를 포함하는 용철제조방법.Iron manufacturing method comprising a. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계에서의 산화도는 25% 이하이고,The oxidation degree in the first step and the second step is 25% or less, 상기 제3 단계에서의 산화도는 35~50% 이며,The degree of oxidation in the third step is 35 to 50%, 상기 제4 단계에서의 산화도는 45% 이상인 용철제조방법.Oxidation degree in the fourth step is 45% or more manufacturing method. 여기서, 산화도는 환원가스내의 CO, CO2, H2O 및 H2 기체에 대하여 (CO 2 부피% + H2O 부피%)/(CO 부피% + H2 부피% + CO2 부피% + H2O 부피%)×100%임. Here, the oxidation degree is (CO 2 vol% + H 2 O vol%) / (CO vol% + H 2 vol% + CO 2 vol% + with respect to CO, CO 2 , H 2 O and H 2 gases in the reducing gas H 2 O volume%) × 100%. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제2 단계 및 상기 제3 단계는, 산소를 취입하는 단계를 포함하는 용철제조방법.The second step and the third step, the molten iron manufacturing method comprising the step of blowing oxygen. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 괴성화체를 제조하는 단계에서, 괴성화체의 입경이 3mm 내지 30mm가 되도록 고온 괴성화하는 용철제조방법.In the step of producing the compacted material, molten iron manufacturing method for high temperature compacted so that the particle size of the compacted material is 3mm to 30mm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 석탄충전층을 형성하는 단계에서, 상기 성형탄의 입경이 30mm 내지 50mm가 되도록 제조하는 용철제조방법.In the step of forming the coal filling layer, the molten iron manufacturing method for manufacturing so that the particle diameter of the coal briquettes 30mm to 50mm. 제1항에 따른 용철제조방법으로 용철을 제조하는 단계,Manufacturing molten iron by the molten iron manufacturing method according to claim 1, 상기 용철의 불순물을 제거하고 탈탄하여 용강을 제조하는 단계,Removing impurities and decarburizing the molten iron to produce molten steel; 상기 용강을 박슬라브(thin slab)로 연속 주조하는 단계, 및Continuously casting the molten steel into a thin slab, and 상기 박슬라브를 열간 압연하여 열연 강판을 제조하는 단계Hot rolling the thin slab to produce a hot rolled steel sheet 를 포함하는 일관제철방법.Integrated steelmaking method comprising a. 제20항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 용강을 박슬라브로 연속 주조하는 단계에서,In the continuous casting of the molten steel into a thin slab, 상기 용강을 40mm 내지 100mm 두께의 박슬라브로 연속 주조하는 일관제철방법.Integrated steelmaking method of continuously casting the molten steel to a thin slab of 40mm to 100mm thickness. 제20항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 열연 강판을 제조하는 단계에서,In the step of manufacturing the hot rolled steel sheet, 상기 열연 강판을 0.8mm 내지 2.0mm의 두께로 제조하는 일관제철방법.Integrated steelmaking method for producing the hot rolled steel sheet to a thickness of 0.8mm to 2.0mm. 제20항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 용강을 제조하는 단계는,The step of manufacturing the molten steel, 상기 용철내의 인 및 황을 제거하는 용철예비처리단계,A preliminary treatment step for removing phosphorus and sulfur in the molten iron, 상기 용철에 산소를 취입하여 상기 용철내 탄소 및 불순물을 제거하는 단계, 및Blowing oxygen into the molten iron to remove carbon and impurities in the molten iron; and 상기 용철을 2차 정련하여 불순물 및 용존가스를 제거함으로써 용강을 제조하는 단계Preparing molten steel by secondary refining of the molten iron to remove impurities and dissolved gases; 를 포함하는 일관제철방법.Integrated steelmaking method comprising a. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 또다른 분상의 철함유 광석을, 순차적으로 연결한 또다른 다단의 유동환원로를 통과시키면서 환원하여 환원철로 변환하는 단계, 및Converting another powdered iron ore into reduced iron while passing through another multistage flow reduction reactor connected in sequence; and 상기 환원철을 고온 괴성화하여 환원철 괴성체를 제조하는 단계Manufacturing a reduced iron compacted material by high temperature compacting the reduced iron 를 더 포함하고,More, 상기 용철내 탄소 및 불순물을 제거하는 단계에서, 상기 환원철 괴성체와 상기 용철을 혼합하여 탄소 및 불순물을 제거하는 일관제철방법.In the step of removing carbon and impurities in the molten iron, the reduced iron compacted material and the molten iron is mixed to remove carbon and impurities. 제24항에 있어서,The method of claim 24, 상기 또다른 분상의 철함유 광석을 환원철로 변환하는 단계는,The step of converting the iron powder ore of another powder to reduced iron, 상기 또다른 분상의 철함유 광석을 600~700℃로 예열하는 단계,Preheating the other powdered iron ore to 600-700 ° C., 상기 예열한 분상의 철함유 광석을 700~800℃로 예비 환원하는 단계, 및Preliminarily reducing the preheated powdered iron ore to 700 to 800 ° C., and 상기 예비 환원한 분상의 철함유 광석을 770~850℃로 최종 환원하여 환원철로 변환하는 단계Converting the pre-reduced powdered iron ore into reduced iron at the final reduction to 770-850 ° C. 를 포함하는 일관제철방법.Integrated steelmaking method comprising a. 혼합 및 건조한 분상의 철함유 광석 및 부원료를 환원체로 변환하는 다단의 유동환원로,Multi-stage flow reduction furnace for converting mixed or dried powdered iron ore and by-products into reducing bodies 상기 다단의 유동 환원로에 연결되어 상기 환원체를 고온 괴성화하여 괴성체를 제조하는 괴성체 제조 장치,A compacted material manufacturing apparatus connected to the multi-stage flow reduction furnace to produce a compacted material by high temperature compaction of the reducing body, 상기 괴성체를 용융시킬 열원으로서, 분상의 일반탄을 괴성화하는 성형탄을 제조하는 성형탄 제조 장치,Coal briquette manufacturing apparatus which manufactures the coal briquette which hardens powdered general coal as a heat source which melt | dissolves the said compacted body, 괴탄과, 상기 성형탄 제조 장치로부터 상기 성형탄을 장입하여 그 내부에 석탄 충전층을 형성하며, 상기 괴성체 제조 장치로부터 상기 환원체를 장입하고, 그 내부로 산소를 취입하여 용철을 제조하는 용융가스화로, 및A coal gasification furnace which charges the coal briquettes and the coal briquettes from the coal briquette manufacturing apparatus to form a coal packed layer therein, charges the reducing body from the compacted body production apparatus, and blows oxygen into the molten gas to produce molten iron. , And 상기 용융가스화로에서 배출되는 환원용 석탄가스를 상기 유동환원로에 공급하는 환원용 석탄가스 공급관, Reduction coal gas supply pipe for supplying the reducing coal gas discharged from the melt gasifier to the flow reduction reactor, 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되는 배가스를 분기하여 CO2를 제거한 개질 배가스를 공급하는 개질 배가스 공급관, 및A reformed exhaust gas supply pipe for branching exhaust gas discharged through the multi-stage flow reduction path to supply reformed exhaust gas from which CO 2 is removed; 상기 환원용 석탄가스 공급관에 설치되고, 상기 개질 배가스를 혼합한 환원용 석탄 가스를 상기 유동환원로에 공급하기 전에 승온하는 산소 버너(burner)를 포함하는 용철제조장치.And an oxygen burner installed in the reducing coal gas supply pipe and configured to heat up the reducing coal gas in which the reformed exhaust gas is mixed to the flow reduction reactor. 삭제delete 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 개질 배가스 공급관은 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되어 분기된 배가스에서 CO2를 제거하기 위한 가스개질장치를 구비하는 용철제조장치.The reformed exhaust gas supply pipe is a molten iron manufacturing apparatus having a gas reforming device for removing the CO 2 from the exhaust gas branched by passing through the multi-stage flow reduction path. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 개질 배가스 공급관은 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되어 분기된 배가스에서 타르를 제거하기 위한 타르제거장치를 구비하는 용철제조장치. The reformed exhaust gas supply pipe is a molten iron manufacturing apparatus having a tar removal device for removing tar from the exhaust gas branched by passing through the multi-stage flow reduction path. 제29항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 개질 배가스 공급관은 상기 다단의 유동환원로를 거쳐서 배출되어 분기된 배가스를 압축하는 압축기를 구비하고, 상기 타르제거장치는 상기 압축기 전단에 구비된 용철제조장치.The reformed exhaust gas supply pipe is provided with a compressor for compressing the exhaust gas is discharged through the multi-stage flow reduction path branched, the tar removing device is provided in front of the compressor. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 용융가스화로로부터 배출되는 더스트를 상기 용융가스화로에 장입하는 싸이클론을 상기 용융가스화로에 설치하고, 상기 싸이클론의 전단에 상기 개질 배가스 공급관을 연결하는 용철제조장치.And a cyclone for charging the dust discharged from the molten gasifier into the molten gasifier in the molten gasifier, and connecting the reformed exhaust gas supply pipe to the front end of the cyclone. 제31항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여, 상기 싸이클론에서 격리된 더스트를 상기 용융가스화로로 장입하는 운반용 가스로서 주입하기 위한 운반용 가스관이 상기 싸이클론 후단에 연결된 용철제조장치.And a conveying gas pipe connected to the rear end of the cyclone for branching the reformed exhaust gas from which the CO 2 has been removed and injecting the dust isolated from the cyclone as a conveying gas charged into the molten gasifier. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 다단의 유동환원로는,The multi-stage flow reduction path, 상기 철함유 혼합체를 400~500℃로 예열하는 제1 예열로,First preheating to preheat the iron-containing mixture to 400 ~ 500 ℃, 상기 제1 예열로와 연결되어 상기 예열한 철함유 혼합체를 600~700℃로 재예열하는 제2 예열로,A second preheater connected to the first preheater to reheat the preheated iron-containing mixture to 600 to 700 ° C, 상기 제2 예열로와 연결되어 상기 재예열한 철함유 혼합체를 700~800℃로 예비 환원하는 예비 환원로, 및A preliminary reduction furnace connected to the second preheating furnace to preliminarily reduce the reheated iron-containing mixture to 700 to 800 ° C, and 상기 예비 환원로와 연결되어 상기 예비 환원한 철함유 혼합체를 770~850℃로 최종 환원하는 최종 환원로Final reduction furnace connected to the preliminary reduction furnace for the final reduction of the pre-reduced iron-containing mixture to 770 ~ 850 ℃ 를 포함하는 용철제조장치.Iron manufacturing apparatus comprising a. 제33항에 있어서,34. The method of claim 33, 상기 제2 예열로 및 상기 예비환원로 사이와, 상기 예비환원로 및 상기 최종 환원로의 사이에 산소 버너가 설치되어 환원용 석탄 가스를 가열하여 상기 제2 예열로 및 상기 예비환원로에 각각 공급하는 용철제조장치.An oxygen burner is installed between the second preheating furnace and the preliminary reduction reactor, and between the preliminary reduction reactor and the final reduction furnace to heat the coal gas for reduction and supply the gas to the second preheating furnace and the preliminary reduction reactor, respectively. Molten iron manufacturing apparatus. 제33항에 있어서,34. The method of claim 33, 상기 최종 환원로에 상기 환원용 석탄가스 공급관이 연결되어 있는 용철제조장치.The apparatus for producing molten iron, wherein the reducing coal gas supply pipe is connected to the final reduction furnace. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하고 상기 각 유동 환원로에 공급하여 상기 각 유동 환원로를 퍼지하는 퍼지용 석탄가스 공급관을 더 포함하는 용철제조장치.And a purge coal gas supply pipe for branching the reformed exhaust gas from which the CO 2 has been removed, and supplying each of the flow reduction furnaces to purge the flow reduction reactors. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 유동환원로와 연결되어 상기 유동환원로로부터 배출되는 배가스 전량을 상기 다단의 유동환원로에 공급하는 배가스 바이패스 순환관을 더 포함하는 용철제조장치.And an exhaust gas bypass circulation pipe connected to the flow reduction path to supply the entire exhaust gas discharged from the flow reduction path to the flow reduction path of the multi-stage. 제26항에 있어서,The method of claim 26, 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여 상기 용융가스화로에 산소 취입 시 함께 취입하는 석탄가스 재공급관을 더 포함하는 용철제조장치.And a coal gas resupply pipe for branching the reformed exhaust gas from which the CO 2 has been removed to blow the oxygen gas into the molten gasifier. 제26항에 따른 용철제조장치,Device for manufacturing molten iron according to claim 26, 상기 용철제조장치에 연결되어 상기 용철의 불순물을 제거하고 탈탄하여 용강을 제조하는 제강장치,A steelmaking apparatus connected to the molten iron manufacturing apparatus for removing impurities from the molten iron and decarburizing to produce molten steel; 상기 제강장치에 연결되어 상기 제강장치부터의 용강을 박슬라브로 연속 주조하는 박슬라브 주조기, 및A thin slab casting machine connected to the steelmaking apparatus to continuously cast molten steel from the steelmaking apparatus into thin slabs, and 상기 박슬라브 주조기와 연결되어 상기 박슬라브 주조기로부터 배출된 상기 박슬라브를 열간 압연하여 열연 판재를 제조하는 열간 압연기Hot rolling mill connected to the thin slab casting machine to hot roll the thin slab discharged from the thin slab casting machine to produce a hot rolled sheet 를 포함하는 일관제철장치.Integrated steelmaking apparatus comprising a. 제39항에 있어서,40. The method of claim 39, 상기 제강장치는,The steelmaking apparatus, 상기 용철제조장치에 연결되어 상기 용철제조장치로부터 배출하는 용철내의 인 및 황을 제거하는 용철예비처리장치,A preliminary apparatus for treating molten iron which is connected to the apparatus for manufacturing molten iron and removes phosphorus and sulfur in the molten iron discharged from the molten iron manufacturing apparatus; 상기 용철예비처리장치에 연결되어 상기 용철예비처리장치로 배출된 용철내의 탄소 및 불순물을 제거하는 탈탄 장치, 및A decarburization apparatus connected to the molten iron preliminary processing apparatus for removing carbon and impurities in the molten iron discharged to the molten iron preliminary processing apparatus, and 상기 탈탄 장치에 연결되어 상기 탈탄 장치로부터의 배출된 용철을 2차 정련하여 용강을 제조하는 레이들(ladle)Ladle connected to the decarburization device to produce molten steel by refining molten iron discharged from the decarburization device secondly 을 포함하는 일관제철장치.Integrated steelmaking apparatus comprising a. 제40항에 있어서,The method of claim 40, 상기 CO2를 제거한 개질 배가스를 분기하여, 또다른 분상의 철함유 광석을 환원체로 변환하는 또다른 다단의 유동환원로, 및Another multistage flow reduction reactor for branching the reformed exhaust gas from which the CO 2 is removed to convert another powdery iron ore into a reducing body, and 상기 또다른 다단의 유동환원로에 연결되어 상기 환원체를 고온 괴성화하여 환원철 괴성체를 제조하는 또다른 괴성체 제조 장치Another compacted body manufacturing apparatus connected to the another multi-stage flow reduction furnace to produce a reduced iron compacted material by high temperature compacted the reducing body 를 더 포함하고, More, 상기 또다른 괴성체 제조 장치는 상기 환원철 괴성체를 상기 탈탄 장치에 공급하는 일관제철장치.The another compacted material manufacturing apparatus is an integrated iron manufacturing apparatus for supplying the reduced iron compacted material to the decarburization apparatus. 제41항에 있어서,The method of claim 41, wherein 상기 또다른 다단의 유동환원로는,Another multi-stage flow reduction path, 상기 또다른 분상의 철함유 광석을 600~700℃로 예열하는 예열로,Preheating to preheat the other powdered iron ore at 600 ~ 700 ℃, 상기 예열로와 연결되어 상기 예열한 분상의 철함유 광석을 700~800℃로 예비 환원하는 예비 환원로, 및A preliminary reduction furnace connected to the preheating furnace to preliminarily reduce the preheated iron-containing ore to 700 to 800 ° C, and 상기 예비 환원로와 연결되어 상기 예비 환원한 분상의 철함유 광석을 770~850℃로 최종 환원하는 최종 환원로Final reduction furnace which is connected to the preliminary reduction furnace for the final reduction of the pre-reduced powdered iron ore to 770 ~ 850 ℃ 를 포함하는 일관제철장치.Integrated steelmaking apparatus comprising a.
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