KR101197695B1 - Method for dry cooling of hot compacted iron - Google Patents
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Abstract
열간 괴성체(Hot Compacted Iron)의 건식 냉각방법이 개시된다. 본발명의 열간 괴성체의 건식 냉각방법은 철광석 환원에 사용된 배가스 중 이산화탄소를 분리한 테일 가스(tail gas)와 질소를 혼합한 공정 가스와 냉각 빈을 이용하여 열간 괴성체를 건식 냉각시킬 수 있다. 본 발명을 적용함으로써 열간 괴성체의 환원율 저하 방지, 원료 야드 처리시 열간 괴성체의 발화 방지 및 용융로 장입을 위한 이송시 컨베이어 부착등의 문제를 방지할 수 있다.Disclosed is a dry cooling method of hot compacted iron. In the dry cooling method of the hot compacted material of the present invention, the hot compacted material may be dry-cooled by using a tail gas of carbon dioxide separated from a flue gas used for iron ore and a process gas mixed with nitrogen and a cooling bin. . By applying the present invention, it is possible to prevent the reduction of the reduction rate of the hot compacted material, the prevention of ignition of the hot compacted material during the raw material yard treatment, and the attachment of a conveyor during transportation for charging the melting furnace.
Description
본 발명은 열간 괴성체(Hot Compacted Iron)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정 가스 및 냉각 빈을 이용한 열간 괴성체의 건식 냉각방법에 관한 것이다.The present invention relates to hot compacted iron, and more particularly, to a dry cooling method of hot compacted material using a process gas and a cooling bin.
열간 괴성체(Hot Compacted Iron, HCI)은 파이넥스(FINEX) 유동로에 장입된 철광석이 환원 과정을 거친 후 괴성화 장치(HCI machine)를 통해 열간상태에서 압축 성형하여 괴상화된 원료를 의미한다. Hot compacted iron (HCI) refers to a raw material that is agglomerated by compression molding in an hot state through an HCI machine after iron ore charged in a FINEX flow path is reduced.
상기 열간 괴성체는 최종 생산물인 용선을 생산하는 용융로에 장입되어 환원, 용융을 과정을 거쳐 용융 형태의 철(Fe)로 출선구를 통해 배출된다. The hot compacted material is charged into a melting furnace that produces a molten iron, which is a final product, and is discharged through the outlet as iron (Fe) in a molten form through reduction and melting.
일정한 용선 온도를 관리하는 제선 조업 특성상 노 내부의 가스류 변동 및 배출 불량 등에 의한 용선 온도 저하등 조업 악화 발생시에는 열간 괴성체(HCI)의 장입량 변화를 통해 공정을 제어할 수 있다. Due to the characteristics of the steelmaking operation that manages the constant molten iron temperature, when the deterioration of the molten iron occurs due to fluctuations in the gas flow inside the furnace and poor discharge, the process can be controlled by changing the loading amount of hot compacted material (HCI).
연속 생산방식의 괴성체 제조장치(HCI machine)에서 용융로 조업 변동에 따른 잉여량 발생시에는 제조된 열간 괴성체를 시스템의 외부로 배출이 필요하며 이때 계외로 배출되는 열간 괴성체를 냉간 괴성체(cold HCI)이라 하며 환원로를 거쳐 용융로에 직접적으로 장입되는 것을 열간 괴성체이라 한다.When surplus occurs due to fluctuation of melting furnace operation in continuous production method (HCI machine), it is necessary to discharge the manufactured hot compacted material to the outside of the system.In this case, the cold compacted material HCI) is directly charged into the melting furnace through a reduction furnace is called hot compacted material.
외부로 배출된 냉간 괴성체는 유동로 및 열간 괴성체 조업상황 악화시, 예를 들어 유동로의 경우 가스에 의한 철광석 유동 및 흐름을 유도하는 분산판 막힘등에 의한 정체층 형성, 열간 괴성체의 경우 컴팩팅 롤 (compacting roll) 사용 시간 과다에 의한 부착물 형성 또는 롤간 갭(gap) 부적절등, 나타나는 용융로 요구량 대비 열간 괴성체 생산량 저하시 외부로 배출해 두었던 것을 별도 연원료 이송 컨베이어(belt conveyor)를 통해 환원로에 장입하여 재사용하게 된다. Cold agglomerated material discharged to the outside is stagnant layer formation due to the flow of iron ore in the flow furnace and hot agglomerate, for example, in the case of a flow path, iron ore flow by gas and blockage of the dispersion plate to induce the flow, and in the case of hot agglomerate When a compacted roll is used due to excessive use time or deposit formation is inadequate, gap between rolls is inadequate, and the yield of hot compacted material is lowered compared to the required melting furnace demand, it is discharged to the outside through a separate fuel feed conveyor. It is loaded into the furnace and reused.
따라서 냉각 괴성체의 환원율등 또한 용융로 조업을 결정할 수 있는 중요한 인자로 꼽을 수 있다. 현재 냉간 괴성체의 생산 방식은 괴성체 제조장치(HCI machine)에서 발생한 잉여의 열간 괴성체를 별도의 슈트(chute)를 통해 냉각 탱크(quench tank)로 이송한다. 냉각 탱크는 열간 상태의 괴성체를 냉각하는 장소로 내부는 물(water)로 채워져 있으며 하부에 가라앉은 괴성체를 이송하는 컨베이어가 설치되어 있다. Therefore, the reduction rate of the cold compacted material is also an important factor to determine the operation of the furnace. Current production method of cold compacted material transfers excess hot compacted material generated from HCI machine to a cooling tank through a separate chute. The cooling tank is a place for cooling the hot compacted material. The cooling tank is filled with water inside and a conveyor for transporting the compacted material is installed at the bottom.
냉각 탱크로 장입될 때 열간 괴성체는 600~700℃의 고온이며 철광석 중 산소를 제거한 비율인 환원율은 60~70% 수준이다. 탱크 장입시 내부의 수분과 만나 엄청난 양의 수증기를 발생시키며 이때 극미분의 더스트(dust)가 수증기 내부에 일부 포함되어 배출되므로 환경오염의 원인이 되기도 한다.When hot charged into the cooling tank, the hot compacted material has a high temperature of 600 ~ 700 ℃ and the reduction rate, which is the rate of removing oxygen from iron ore, is 60 ~ 70%. When the tank is charged, it meets the internal moisture and generates a huge amount of water vapor. At this time, some dust is discharged by being included in the water vapor, which may cause environmental pollution.
탱크 장입시 수분과의 접촉으로 환원된 열간 괴성체가 재산화하며 환원율이 저하하는 현상이 발생한다. 냉각 탱크에서 배출된 냉간 괴성체는 버퍼(buffer) 역할을 하는 저장 빈에 일시적으로 체류한 뒤 트럭 등을 통해 원료 야드(yard)로 이송된다. When the tank is charged, the hot compacted material is reduced by contact with moisture, and the reduction rate is reduced. The cold compacted material discharged from the cooling tank is temporarily stayed in a storage bin serving as a buffer and then transferred to a raw material yard by a truck or the like.
야드 저장시 냉간 괴성체는 일정 입도 이하의 미분을 제거하기 위한 선별 과정을 거치는데 이 과정에서 냉간 괴성체에 함유된 수분이 증발되며 발생하는 수소(H2)등 가스가 재산화에 의한 열에 의해 발화되어 화재의 위험이 항시 존재한다.During storage of the yard, the cold compacted material undergoes the screening process to remove fine powder below a certain particle size. During this process, the moisture contained in the cold compacted material is evaporated, and the generated hydrogen (H 2 ) is generated by heat of reoxidation. There is always a risk of fire due to ignition.
또한, 괴성체 표면이 재산화등에 의해 부착성을 띄게 되므로 선별 과정중 컨베이어 등에 과도하게 부착되어 각종 원료 설비의 손상을 일으키는 주 원인으로 작용한다. 그와 함께 선별 과정 중 미립자의 더스트등에 의한 대기 중 분진 발생 확률이 높아 환경오염을 유발할 위험을 가진다. In addition, since the surface of the compacted material becomes adherent due to reoxidation, it is excessively attached to a conveyor or the like during the sorting process, which acts as a main cause of damage to various raw material facilities. At the same time, there is a high possibility of dust generation in the atmosphere due to dust of particulates during the screening process, which may cause environmental pollution.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 공정 가스와 질소를 혼합한 냉각 가스와 냉각 빈을 이용하여 열간 괴성체의 건식 냉각방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a dry cooling method of hot compacted material by using a cooling gas and a cooling bin mixed with a process gas and nitrogen.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열간 괴성체의 건식 냉각방법은 괴성체 제조장치에 의해 제조된 열간 괴성체를 제공하는 단계, 상기 열간 괴성체를 냉각 빈에 장입하는 단계, 및 상기 냉각 빈에 공정 가스를 취입하는 단계를 포함한다.Dry cooling method of a hot compacted material according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object comprises the steps of providing a hot compacted material produced by a compacted material manufacturing apparatus, the step of charging the hot compacted material in a cooling bin, And blowing a process gas into the cooling bin.
상기 냉각 빈은 복수의 칸막이로 구획된 것을 특징으로 한다.The cooling bin is partitioned into a plurality of partitions.
상기 열간 괴성체의 건식 냉각방법은 상기 냉각 빈의 외부로부터 상기 복수의 칸막이로 공정 가스가 취입되는 것을 특징으로 한다.The dry cooling method of the hot compacted material is characterized in that a process gas is blown into the plurality of partitions from the outside of the cooling bin.
상기 칸막이는 상기 공정 가스가 양면으로 취입되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.The partition is characterized by having a structure in which the process gas is blown to both sides.
상기 공정 가스는 철광석의 환원에 사용된 배가스 중 이산화탄소를 분리한 가스에 질소를 혼합한 것을 특징으로 한다.The process gas is characterized in that nitrogen is mixed with a gas from which carbon dioxide is separated from the exhaust gas used for the reduction of iron ore.
상기 열간 괴성체의 건식 냉각방법은 상기 공정 가스를 상기 냉각 빈에 연결된 사이클론에 통과시켜 더스트를 포집 및 제거하는 단계를 더 포함한다.The dry cooling method of the hot compacted material further includes collecting and removing dust by passing the process gas through a cyclone connected to the cooling bin.
또한, 상기 열간 괴성체의 건식 냉각방법은 상기 사이클론을 통과한 공정 가스를 스크러버에서 더스트를 제거한 후 냉각시켜 상기 냉각 빈에 재취입하는 단계를 더 포함한다.In addition, the dry cooling method of the hot compacted body further comprises the step of removing the dust from the scrubber after passing through the cyclone to cool the re-injection into the cooling bin.
상기한 바와 같은, 본 발명에 의한 열간 괴성체의 건식 냉각방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.As described above, according to the dry cooling method of the hot compacted material according to the present invention has the following effects.
열간 괴성체(HCI)를 건식 냉각시킴으로써 습식 냉각방법에 의한 환원율 저하로 이한 연료비 상승과 재산화등에 의한 화재를 방지할 수 있다.Dry cooling of the hot agglomerated body (HCI) can prevent a fire due to fuel cost increase and reoxidation caused by the reduction of the reduction rate by the wet cooling method.
냉각 가스로 공정 가스를 이용한 밀폐 저장 시스템을 활용함으로써원료 설비 손상방지 및 더스트 등에 의한 환경오염을 방지할 수 있다.By utilizing a closed storage system using process gas as the cooling gas, it is possible to prevent damage to raw material facilities and environmental pollution due to dust.
도 1은 본 발명에 의한 열간 괴성체의 건식 냉각방법을 개략적으로나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명에 의한 열간 괴성체의 냉각 빈의 구조를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 냉각 빈의 평면도이다.1 is a process diagram schematically showing a dry cooling method of a hot compacted material according to the present invention.
2 is a side view schematically showing the structure of a cooling bin of a hot compacted material according to the present invention.
3 is a plan view of the cooling bin shown in FIG. 2.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving the same will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 열간 괴성체의 건식 냉각방법에 대하여 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, a dry cooling method of a hot compacted material according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid unnecessarily obscuring the subject matter of the present invention.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 열간 괴성체의 건식 냉각방법은 괴성체 제조장치에 의해 제조된 열간 괴성체를 제공하는 단계, 상기 열간 괴성체를 냉각 빈에 장입하는 단계, 및 상기 냉각 빈에 공정 가스를 취입하는 단계를 포함한다.Dry cooling method of a hot compacted material according to an embodiment of the present invention comprises the steps of providing a hot compacted material produced by the compacted material manufacturing apparatus, the step of charging the hot compacted material in a cooling bin, and in the cooling bin Blowing the process gas.
괴성체 제조장치(100)에 의한 열간 괴성체(HCI)의 제조방식은 연속 생산방식으로 시간당 괴성체 제조장치(100)의 롤 회전수에 비례하여 생산하게 된다.The manufacturing method of the hot compacted material (HCI) by the compacted
생산된 열간 괴성체는 컨베이어 벨트(101)에 의해 이송되어 환원로(700)로 이송된 후 용융로(800)에 장입된다.The produced hot compacted material is transported by the
한편, 노내 통기성 또는 통액성 악화에 의한 가스류 변동 및 배출 불량등에 의한 용융로(800) 조업 악화시 시간당 장입되는 열간 괴성체의 양을 감소시켜 악화된 상태의 조업을 복구하게 되며 이 경우, 괴성체 제조장치(100)에서 생산된 잉여의 열간 괴성체를 별도의 루트(route)를 통해 외부로 배출할 수 있다.On the other hand, when the operation of the
상기 용융로(800) 장입을 위해 필요한 열간 괴성체의 잉여분은 임시 저장을 위해 대용량의 냉각 빈(200)에 저장될 수 있다. 상기 냉각 빈(200)은 3,000톤 이상의 열간 괴성체를 저장할 수 있다.The surplus of hot compacted material required for charging the
상기 냉각 빈(200)은 고온의 열간 괴성체 사이의 용융(melting)에 의한 절출 능력 저하, 브릿지(bridge) 형성등이 발생할 수 있으므로 장입된 열간 괴성체를 균일하게 냉각시킬 필요가 있다.The
상기 냉각 빈(200)은 장입된 열간 괴성체의 균일 냉각을 위하여 냉각 빈의 내부를 복수의 칸막이로 구획하여 냉각 가스를 취입할 수 있도록 구성함으로써 냉각 빈(200)의 중심부까지 냉각 효율을 극대화 할 수 있다.The
또한, 상기 냉각 빈의 외부로부터 상기 복수의 칸막이로 공정 가스가 취입될 수 있으며 상기 칸막이는 상기 공정 가스가 양면으로 취입되는 구조를 가질 수 있다.In addition, the process gas may be blown into the plurality of partitions from the outside of the cooling bin, and the partition may have a structure in which the process gas is blown to both sides.
상기 공정 가스는 철광석의 환원에 사용된 배가스 중 이산화탄소를 분리한 가스에 질소를 혼합한 것을 특징으로 한다.The process gas is characterized in that nitrogen is mixed with a gas from which carbon dioxide is separated from the exhaust gas used for the reduction of iron ore.
상기 열간 괴성체의 냉각을 위한 공정 가스는 경제성을 고려하여 공정 가스(process gas)를 재사용할 수 있다. The process gas for cooling the hot compacted material may reuse a process gas in consideration of economical efficiency.
보다 상세하게, 상기 공정 가스는 유동로(900) 또는 환원로(700)를 거치며 철광석 환원에 사용된 배가스(off gas) 중 이산화탄소(CO2)를 분리한 테일 가스(tail gas)를 이용하며 다량의 이산화탄소(약 70%)와 소량의 일산화탄소(약 10%)에 의한 위험성 및 재산화 방지를 위하여 질소(N2)를 약 50% 혼합하여 사용한다.In more detail, the process gas uses a tail gas that separates carbon dioxide (CO 2 ) from the off gas used for iron ore reduction while passing through the
본 발명에 의한 열간 괴성체의 건식 냉각방법은 상기 공정 가스를 상기 냉각 빈(200)에 연결된 사이클론(cyclone)(300)에 통과시켜 더스트를 포집 및 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.The dry cooling method of the hot compacted material according to the present invention may further include collecting and removing dust by passing the process gas through a
또한, 상기 사이클론을 통과한 공정 가스를 스크러버(scrubber)(400)에서 더스트를 제거한 후 냉각시켜 상기 냉각 빈(200)에 재취입하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the process gas passed through the cyclone may further comprise the step of removing the dust in the scrubber (scrubber) (400) and then cooled and re-injected into the cooling bin (200).
상기 냉각 빈에서 열간 괴성체를 냉각 시키는데 사용된 공정 가스는 냉각 빈에 연결된 사이클론(300)을 통과하면서 공정 가스에 포함된 더스트를 일차적으로 포집 및 제거할 수 있다.The process gas used to cool the hot compacted material in the cooling bin may first collect and remove dust contained in the process gas while passing through the
냉각 빈(200)에 장입되는 열간 괴성체는 600~700℃의 고온이며 다량의 분진을 함유하고 있다.The hot compacted material charged into the
또한, 상기 사이클론(300)을 통과한 공정 가스는 스크러버(400)에서 이차적으로 제진 및 냉각하여 블로워(blower)(500)를 통해 냉각 빈(200)에 재취입될 수 있다. 따라서, 상기 질소(N2) 가스를 포함하는 공정 가스를 재사용함으로써 질소의 혼합에 따른 원가 상승 문제를 해결할 수 있다.In addition, the process gas that has passed through the
상기 냉각 빈(200)에 저장된 괴성체는 버킷 에이프런 컨베이어 등의 연원료 이송장치(601) 및 환원로(700)를 거쳐 용융로(800)에 장입되어 사용될 수 있다.The compacted material stored in the
이 경우, 특정 입도 이하를 제거하기 위하여 선별용 스크린(600)을 통과한 후, 사용되며 특정 입도 이하 크기의 열간 괴성체는 이송장치(601)등을 통해 유동로(900)에 장입되어 사용될 수 있다.
In this case, it is used after passing through the
본 발명은 건식 냉각방법을 활용하여 열간 괴성체(HCI)를 냉각하며 그로 인한 환원율 저하에 의한 연료비 상승과 재산화등에 의한 화재 방지를 방지할 수 있으며 냉각 가스를 이용한 밀폐 저장시스템을 활용하여 원료 설비 손상 방지 및 더스트 등에 의한 환경오염을 방지할 수 있다.
The present invention cools the hot compacted material (HCI) by using a dry cooling method and prevents the increase of fuel costs due to the reduction of the reduction rate and the prevention of fire due to reoxidation, and the raw material facility using the closed storage system using the cooling gas. Prevention of damage and environmental pollution due to dust can be prevented.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .
100 : 괴성체 제조장치 101 : 컨베이어 벨트
200 : 냉각 빈 300 : 사이클론
400 : 스크러버 500 : 블로워
600 : 선별용 스크린 601 : (연원료) 이송장치
700 : 환원로 800 : 용융로
900 : 유동로100: compacted material manufacturing apparatus 101: conveyor belt
200: cooling bin 300: cyclone
400: Scrubber 500: Blower
600: screen for sorting 601: (fuel) feed device
700: reduction furnace 800: melting furnace
900 flow path
Claims (7)
상기 열간 괴성체를 냉각 빈에 장입하는 단계; 및
상기 냉각 빈에 공정 가스를 취입하는 단계를 포함하며,
상기 냉각 빈은 복수의 칸막이로 구획된 것을 특징으로 하는
열간 괴성체의 건식 냉각방법.Providing a hot compacted body produced by the compacted body manufacturing apparatus;
Charging the hot compacted material to a cooling bin; And
Injecting a process gas into the cooling bin,
The cooling bin is partitioned into a plurality of partitions
Dry cooling method of hot compacted material.
상기 냉각 빈의 외부로부터 상기 복수의 칸막이로 공정 가스가 취입되는 것을 특징으로 하는 열간 괴성체의 건식 냉각방법.The method of claim 1,
Process gas is blown into the said some partition from the exterior of the said cooling bin, The dry cooling method of a hot compacted material characterized by the above-mentioned.
상기 칸막이는 상기 공정 가스가 양면으로 취입되는 구조를 갖는 열간 괴성체의 건식 냉각방법.The method of claim 3, wherein
The partition is a dry cooling method of a hot compacted material having a structure in which the process gas is blown to both sides.
상기 공정 가스는 철광석의 환원에 사용된 배가스 중 이산화탄소를분리한 가스에 질소를 혼합한 것을 특징으로 하는 열간 괴성체의 건식 냉각방법.The method according to any one of claims 1, 3 and 4,
The process gas is a dry cooling method of hot compacted material, characterized in that nitrogen is mixed with a gas from which carbon dioxide is separated from exhaust gas used for the reduction of iron ore.
상기 공정 가스를 상기 냉각 빈에 연결된 사이클론에 통과시켜 더스트를 포집 및 제거하는 단계를 더 포함하는 열간 괴성체의 건식 냉각방법.The method of claim 1,
And collecting and removing dust by passing the process gas through a cyclone connected to the cooling bin.
상기 사이클론을 통과한 공정 가스를 스크러버에서 더스트를 제거한 후 냉각시켜 상기 냉각 빈에 재취입하는 단계를 더 포함하는 열간 괴성체의 건식 냉각방법.The method according to claim 6,
And removing the dust from the scrubber and cooling the process gas having passed through the cyclone and reblowing the cooling gas into the cooling bin.
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