KR101419404B1 - Heat treatment equipment and method for heat treatment of material us the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용기 내에 수용된 원료를 열처리하는 열처리 장치로서, 용기 내부로 열풍을 공급하는 제 1 열원 공급 유닛 및 용기 내부로 상호 반응하여 반응열을 발생시키는 복수의 열원제를 공급하는 제 2 열원 공급 유닛을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 용기의 상측으로 열풍을 분사하고, 하측으로 제 1 및 제 2 열원제를 분사함으로써, 열풍, 1차 반응열, 2차 반응열에 의해 원료를 가열한다. 이에, 종래에 비해 원료를 균일하게 가열할 수 있으며, 원료가 국부적으로 가열되는 것을 방지할 수 있다.The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat treating a raw material contained in a container, comprising: a first heat source supply unit for supplying hot air into a container; and a second heat source supply unit for supplying a plurality of heat sources, .
Therefore, according to the embodiments of the present invention, the raw material is heated by the hot air, the first reaction heat, and the second reaction heat by spraying the hot air to the upper side of the vessel and spraying the first and second heat sources to the lower side. Accordingly, the raw material can be uniformly heated as compared with the prior art, and local heating of the raw material can be prevented.
Description
본 발명은 열처리 장치 및 이를 이용한 원료 열처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원료를 균일하게 가열할 수 있는 열처리 장치 및 이를 이용한 원료 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat treatment apparatus and a raw material heat treatment method using the same, and more particularly, to a heat treatment apparatus capable of uniformly heating a raw material and a raw material heat treatment method using the same.
일반적인 제강 공정에서는 고로로부터 출탕된 용선을 전로 내에 장입하고, 상기 전로에서는 용선을 일정 온도 이상으로 승온 시키며, 환원시키고자 하는 광석(Mn-Ore, TiO2, V2O5 등) 및 정련을 위한 부원료를 투입하여 용융시키다. 이때, 용선, 광석 및 부원료를 가열하는 방법으로, 전기를 이용하여 용해하는 전기로를 이용하거나, 알루미늄(Al) 테르밋 반응을 이용하여 가열한다.In the general steelmaking process, molten iron leached from a blast furnace is charged into a converter, the molten iron is heated to a certain temperature or higher in the converter, and the ore (Mn-Ore, TiO 2 , V 2 O 5 and the like) Add ingredients to melt. At this time, as a method of heating the charcoal, ore, and additives, an electric furnace dissolving using electricity is used, or heating is performed using an aluminum (Al) thermite reaction.
여기서, 전기로는 적어도 일단이 전기로 내부로 장입되도록 설치된 전극봉에 고전류를 통전시켜 발생되는 아크(arc) 열을 이용하여 가열한다. 하지만 전기로를 이용한 가열의 경우, 전극봉과 인접한 영역이 국부적으로 가열되는 문제가 있다. 즉, 전극봉과 인접한 영역과 그렇지 않은 영역의 온도 편차가 커, 균일하게 가열되지 못한다.Here, the electric furnace is heated by using arc heat generated by energizing a high current to an electrode rod installed at least one end of the electric furnace to be charged into the electric furnace. However, in the case of heating using an electric furnace, the region adjacent to the electrode rod is locally heated. That is, the temperature difference between the region adjacent to the electrode rod and the region not adjacent to the electrode rod is large, and the heating can not be uniformly performed.
또한, 알루미늄(Al) 테르밋 반응을 이용한 가열 방법은 환원시키고자 하는 재료 예컨대 V2O5가 장입된 용기에 알루미늄(Al)을 투입하고, 상기 용기에 화염을 부가하면, V2O5와 알루미늄(Al)이 반응한다. 이때, V2O5와 알루미늄(Al)이 반응시에 발생되는 반응열에 의해 용기 내에 수용된 원료들이 가열된다. 하지만 이러한 가열 방법은 테르밋 반응을 위해 투입되는 재료 즉, 알루미늄(Al)이 다량 투입되어야 하고, 가격이 높아 비용이 상승하는 문제가 있다.Further, aluminum (Al), a heating method using a thermite reaction when reducing and character material, for example In the aluminum (Al) in a vessel with a V 2 O 5 contents, and the addition of the flame in the container, V 2 O 5 and Al (Al) reacts. At this time, the materials contained in the vessel are heated by the reaction heat generated during the reaction of V 2 O 5 and aluminum (Al). However, such a heating method requires a large amount of material (Al) to be input for the thermite reaction, which is high in price, which raises the cost.
한편, 한국공개특허 2011-0059128에는 전극봉을 이용해 아크열을 발생시켜, 고철을 용융시키는 전기로가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0059128 discloses an electric furnace for generating arc heat by using an electrode rod to melt scrap iron.
본 발명은 원료를 균일하게 가열할 수 있는 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 장치 및 이를 이용한 원료 열처리 방법을 제공한다.The present invention provides a heat treatment apparatus capable of uniformly heating a raw material, a heat treatment apparatus using the same, and a raw material heat treatment method using the same.
또한, 본 발명은 원료의 재료에 따른 온도 조절이 용이한 열처리 장치 및 이를 이용한 원료 열처리 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a heat treatment apparatus which can easily adjust the temperature according to the material of the raw material, and a method for heat treatment of the raw material using the same.
본 발명은 용기 내에 수용된 원료를 열처리하는 열처리 장치로서, 상기 용기 내부로 열풍을 공급하는 제 1 열원 공급 유닛; 및 상기 용기 내부로 상호 반응하여 반응열을 발생시키는 복수의 열원제를 공급하는 제 2 열원 공급 유닛; 을 포함한다.The present invention relates to a heat treatment apparatus for heat-treating a raw material contained in a vessel, the apparatus comprising: a first heat source supply unit for supplying hot air into the vessel; And a second heat source supply unit for supplying a plurality of heat source materials that react with each other in the vessel to generate reaction heat; .
상기 제 1 열원 공급 유닛은 상기 용기 내부의 상측으로 장입되도록 설치되어, 상기 용기 내부로 열풍을 분사하는 렌스를 포함한다.The first heat source supply unit includes a lance that is installed to the upper side of the inside of the container and injects hot air into the container.
상기 제 2 열원 공급 유닛은, 일단이 상기 용기의 하부로 삽입되어, 상기 렌스와 대향 위치하며, 상기 용기 내부로 복수의 열원제를 공급하는 공급 부재를 포함한다.The second heat source supply unit includes a supply member, one end of which is inserted into the lower portion of the container, and is located opposite to the lance, and supplies a plurality of heat sources into the container.
상기 공급 부재는 복수개로 마련되어 상호 이격 배치된다.The supply members are provided in a plurality of spaced apart from each other.
상기 렌스는 상호 이격 배치된 상기 복수의 공급 부재 사이의 중심부 상측에 대응 위치하는 것이 바람직하다.
The lances are preferably positioned on the upper side of the central portion between the plurality of supply members spaced apart from each other.
본 발명에 따른 원료 열처리 방법은 용기 내에 원료를 장입하는 과정; 상기 용기 내부로 열풍을 공급하여, 상기 원료를 가열하는 과정; 및 상기 용기 내부로 복수의 열원제를 공급하여, 상기 복수의 열원제 간의 반응열에 의해 상기 원료를 가열하는 과정; 을 포함한다.A method for heat treatment of a raw material according to the present invention comprises the steps of charging a raw material into a vessel; Supplying hot air into the container to heat the raw material; And a step of supplying a plurality of heat sources to the inside of the vessel to heat the raw materials by heat of reaction between the plurality of heat sources; .
상기 용기 내에 장입되는 원료는 철원, 환원시키고자 하는 원광석 및 환원제를 포함한다.The raw materials to be charged into the vessel include an iron source, a raw ore to be reduced, and a reducing agent.
상기 환원시키고자 하는 원광석은 Mn 광석, TiO2 및 V2O5 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The ore to be reduced is preferably any one of Mn ore, TiO 2 and V 2 O 5 .
상기 열풍은 순수 산소(O2) 및 에어(air) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.The hot air may include at least one of pure oxygen (O 2 ) and air.
상기 복수의 열원제는 탄소(C)를 함유하는 재료와 산소(O2)를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the plural heat source materials include a material containing carbon (C) and oxygen (O 2 ).
상기 탄소(C)를 함유하는 물질로 석탄(Coal) 및 흑연 파우더 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use at least one of coal and graphite powder as the material containing carbon (C).
상기 복수의 열원제 간의 반응에 의해 생성된 생성물과 상기 열풍의 반응열에 의해 상기 원료를 가열하는 과정을 포함한다.And heating the raw material by heat of reaction between the product generated by the reaction between the plurality of heat sources and the hot air.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 용기의 상측으로 열풍을 분사하고, 하측으로 제 1 및 제 2 열원제를 분사함으로써, 열풍, 1차 반응열, 2차 반응열에 의해 원료를 가열한다. 이에, 종래에 비해 원료를 균일하게 가열할 수 있으며, 원료가 국부적으로 가열되는 것을 방지할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the raw material is heated by the hot air, the first reaction heat, and the second reaction heat by spraying the hot air to the upper side of the vessel and spraying the first and second heat sources to the lower side. Accordingly, the raw material can be uniformly heated as compared with the prior art, and local heating of the raw material can be prevented.
또한, 열풍과 제 1 열원제 및 제 2 열원제의 공급량을 조절함으로써, 원료를 다양한 온도의 범위로 가열할 수 있다. 이에, 원료의 종류에 따라 열풍과 제 1 열원제 및 제 2 열원제의 공급량을 조절함으로써, 투입된 원료의 환원 온도로 조절할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 아크(arc)를 이용한 전기로에 비해 온도 조절이 용이하다. 또한, 알루미늄(Al) 테르밋 반응에 의한 가열 방법에 비해 비용이 절감되는 효과가 있다.Further, by controlling the supply amount of the hot air and the first heat source and the second heat source, the raw material can be heated to various temperature ranges. Accordingly, the supply amount of the hot air and the first heat source and the second heat source may be controlled according to the kind of the raw material, so that the reducing temperature of the charged raw material can be controlled. Therefore, the temperature can be easily controlled as compared with an arc furnace. In addition, there is an effect that the cost is reduced as compared with the heating method by the aluminum (Al) thermite reaction.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치를 설명하기 위한 절단 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 의해 용기 내부에서 원료가 가열되는 것을 설명하기 위한 단면도1 is a cutaway perspective view illustrating a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a cross-sectional view for explaining the heating of a raw material in a container by a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of other various forms of implementation, and that these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know completely.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치를 설명하기 위한 절단 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치(200)는 용기(100) 내부의 상측으로 제 1 열원인 열풍을 공급하는 제 1 열원 공급 유닛(210) 및 용기(100) 내부의 하측으로 제 2 열원을 공급하는 제 2 열원 공급 유닛(200)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a thermal processing apparatus 200 according to an embodiment of the present invention includes a first heat
실시예에 따른 용기(100)는 통상적인 제강 조업에서 사용되는 전로이다. 하지만, 용기(100)는 전로에 한정되지 않고, 용융시키고자 하는 원료가 수용되는 다양한 수단이 적용 가능하며, 예컨대 고로일 수도 있다. 또한, 용기(100) 내부에는 용강을 제조하기 위한 원료가 장입 되는데, 상기 원료는 철광석과 같은 주원료인 철원, 부원료 및 환원제를 포함한다. 여기서, 부원료는 제조하고자 하는 강의 종류에 따라 다양하게 변경되는데, 예컨대 Mn 광석(Mn-Ore), TiO2 및 V2PO5 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 환원제는 부원료를 환원시키는 것으로 실시예에서는, C 또는 Al이 함유된 환원제를 사용한다.The
상기에서는 용기(100) 내에 고체 상태인 철원이 장입되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 고로에서 용융된 용선이 장입될 수도 있다.In the above description, the solid iron source is charged into the
제 1 열원 공급 유닛(210)은 열풍을 제공하는 제 1 열풍 공급부(212), 일단이 상기 용기(100) 내부의 상측으로 장입 되도록 설치되어, 용기(100) 내 상측으로 열풍을 분사하는 렌스(211), 일단이 상기 제 1 열풍 공급부(212)와 연결되고 타단이 렌스(211)와 연결된 제 1 공급 라인(213)을 포함한다. 열풍은 1800℃ 내지 1300℃의 온도를 가지며, 기체 또는 가스(gas) 상태로서, 산소(O2)를 함유하는 물질이다. 실시예에서는 열풍으로 에어(air, 대기) 및 순수 산소(O2) 중 어느 하나를 사용한다.The first heat
제 1 열풍 공급부(212)는 상술한 바와 같이 열풍을 제 1 공급 라인(213) 및 렌스(211)로 공급하는 것으로, 도시되지는 않았지만, 용기(100)의 외부에 배치되며, 열풍용 원료가 저장된 저장기, 상기 저장기 또는 상기 저장기에 저장된 열풍용 원료를 가열하는 가열기를 포함할 수 있다. 여기서, 열풍용 원료는 가열되지 않은 상태의 산소(O2) 함유 물질 예컨대, 에어(air, 대기) 및 순수 산소(O2) 중 어느 하나이며, 상기 열풍용 원료가 가열기에 의해 가열되어 800℃ 내지 1300℃의 열풍이 된다. 이러한 제 1 열풍 공급부(212)에는 제 1 공급 라인(213)이 연결되는데, 상기 제 1 공급 라인(213)은 열풍이 이동할 수 있는 내부 공간을 가지는 배관일 수 있다.The first hot
상기에서는 제 1 열풍 공급부(212)가 열풍용 원료를 저장하는 저장기 및 상기 열풍용 원료를 가열하는 가열기로 구성되는 것을 설명하였다. 하지만, 제 1 열풍 공급부(212)는 상기 구성에 한정되지 않고, 열풍을 제 1 공급 라인(213) 및 렌스(211)로 제공할 수 있는 다양한 구성 또는 구조의 것이 사용될 수 있다.In the above description, the first hot
렌스(211)는 용기(100) 내부로 열풍을 분사하는 것으로 일단이 용기 내 상측으로 장입되고, 타단은 제 1 공급 라인(213)과 연결된다. 따라서, 제 1 열풍 공급부(212) 및 제 1 공급 라인(213)을 통과한 열풍은 렌스(211)를 거쳐 용기(100) 내부로 분사된다. 이때, 용기(100) 내 상측으로부터 분사되는 열풍은 상기 용기(100) 내에 장입된 철원, 부원료 및 환원제(이하, 통칭하여 '원료'라 지칭함)를 가열하여 용융시키는 열원으로 작용한다. The
또한, 열풍은 제 2 열원 공급 유닛(200)으로부터 공급되는 제 1 열원제와 제 2 열원제 간의 반응으로 인해 생성된 생성물과 반응하며, 이때 발생되는 반응열에 의해 원료가 가열된다. 즉, 열풍은 원료를 직접적으로 가열시킬 뿐만 아니라, 반응열을 발생시키는 역할을 한다. 따라서, 열풍은 제 1 열원제와 제 2 열원제 간의 반응에 의해 생성된 생성물과 산화 반응하는 물질을 포함하는 재료 즉, 산소(O2) 함유 물질을 이용한다.Also, the hot air reacts with the product generated by the reaction between the first heat source and the second heat source supplied from the second heat source supply unit 200, and the raw material is heated by the reaction heat generated at this time. That is, hot air not only directly heats the raw material but also generates reaction heat. Therefore, the hot air uses a material containing oxygen (O 2 ) -containing material including a substance that is oxidized and reacted with the product generated by the reaction between the first heat source and the second heat source.
제 2 열원 공급 유닛(200)은 상호 반응하는 복수의 열원제를 저장 또는 제공하는 열원제 저장부(223a), 일단이 용기(100) 하부의 일부를 관통하도록 설치되어 상기 용기(100) 하측으로 복수의 열원제를 공급하는 공급 부재(221), 일단이 열원제 저장부(223a)에 연결되고 타단이 공급 부재(221)에 연결된 제 2 공급 라인(223b)을 포함한다. 또한, 공급 부재(221)의 냉각을 위한 냉매 예컨대 CH4를 저장하는 냉매 저장부(223b), 교반을 위한 가스 예컨대 N2가 저장된 교반제 저장부(223c)를 포함하며, 상기 냉매 저장부(223b) 및 교반제 저장부(223c)는 제 2 공급 라인(223b)과 연결된다.The second heat source supply unit 200 includes a heat
열원제 저장부(223a)에는 상술한 바와 같이 상호 반응, 바람직하게는 산화 반응하는 2개의 열원제가 저장되는데, 제 1 반응 재료는 산소(O2)이며, 제 2 반응 재료는 탄소(C)를 함유하는 물질이다. 실시예에서는 제 2 반응 재료로 석탄(Cola) 및 흑연 파우더 중 어느 하나를 사용하나, 이에 한정되지 않고 탄소(C)를 함유하는 다양한 재료를 사용할 수 있다. 여기서, 제 1 반응 재료와 제 2 반응 재료 간의 산화 반응에 의해 열이 발생되므로, 제 1 반응 재료는 '제 1 열원제'로 제 2 반응 재료는 '제 2 열원제'로 명명한다. In the heat
공급 부재(221)는 용기(100) 내 하부로 제 1 열원제와 제 2 열원제를 공급하는 것으로, 적어도 일단이 용기의 하부로 삽입되어, 상기 용기(100) 내부와 연통되도록 설치된다. 이러한 공급 부재(221)는 제 1 및 제 2 열원제가 통과할 수 있는 내부 공간을 가지는 배관일 수 있다. 실시예에 따른 공급 부재(221)는 복수개로 마련되어 상호 이격 배치되며, 각각의 공급 부재(221) 내부에 제 1 열원제와 제 2 열원제가 함께 공급된다. 공급 부재(221)가 복수개 마련될 경우, 렌스(211)는 상호 이격 배치된 상기 복수의 공급 부재(221) 사이의 중심부 상측에 대응 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 공급 부재(221)를 통해 용기(100) 내부로 제 1 및 제 2 열원제가 공급되면, 소정의 열을 가지고 있는 용기(100) 내부에서 제 1 열원제와 제 2 열원제가 반응한다. 이때, 하나의 공급 부재(221)를 통해 제 1 열원제와 제 2 열원제가 함께 공급되더라도, 상기 공급 부재(221) 내부는 상호 반응이 일어날 정도로 온도가 높지 않기 때문에, 반응이 일어나지 않는다. 이에, 제 1 열원제와 제 2 열원제가 용기(100) 내부로 공급되면, 산화 반응이 일어나며 이때 발생되는 산화 반응열에 의해 원료가 가열된다. 다른 말로 하면, 용기 내부에 제 1 열원제인 산소(O2)와 제 2 열원제, 예컨대, 석탄(Coal)이 공급되면, 상기 산소(O2)와 석탄(Coal)에 함유된 탄소(C)가 산화 반응(이하, 1차 반응)하여 일산화 탄소(CO)가 생성된다. 그리고 이러한 산화 반응 중에 발생된 열(이하, 1차 반응열)에 의해 원료가 가열된다.The
하기에서는, 제 1 열원제와 제 2 열원제의 반응에 의해 생성된 생성물을 '1차 생성물'이라 명명한다.In the following, a product produced by the reaction of the first heat source and the second heat source is referred to as a 'primary product'.
또한, 용기(100) 내에서는 제 1 열원제와 제 2 열원제 간의 산화 반응(1차 반응) 뿐만 아니라, 공급된 제 1 열원제와 용기(100) 내에 수용되어 있던 원료 즉, 철원에 함유된 탄소(C)가 산화 반응하고, 이때 발생되는 산화 반응 열 또한 원료의 온도가 승온되는데 도움을 준다.In addition, in the
그리고, 1차 반응에 의해 생성된 1차 생성물인 일산화 탄소(CO)가 열풍에 함유된 산소(O2)와 산화 반응(이하, 2차 반응)하여, 2차 생성물인 이산화 탄소(CO2)가 생성된다. 그리고 이러한 2차 반응에 중에 발생된 열(이하, 2차 반응열)에 의해 원료가 가열된다.Then, the oxygen contained in that a carbon monoxide (CO) a primary product generated by the first reaction hot air (O 2) and oxidation (hereinafter, referred to as the second reaction), the carbon dioxide a secondary product (CO 2) Is generated. The raw material is heated by the heat generated during the secondary reaction (hereinafter referred to as the secondary reaction heat).
이와 같이, 본 발명에서는 산소(O2)를 함유한 열풍을 분사하고, 산화 반응하는 제 1 열원제와 제 2 열원제를 분사함으로써, 열풍, 1차 반응열, 2차 반응열에 의해 원료가 가열된다. 또한, 용기(100) 내 상측으로 열풍을 분사하고, 하측으로 제 1 및 제 2 열원제를 공급함으로써, 용기(100)의 상측에서 하측으로 전달되는 열풍에 의한 열과, 용기(100)의 하측에서 상측으로 전달되는 1차 반응열, 그리고 열풍과 1차 생성물 간의 반응에 의한 2차 반응열에 의해 가열됨에 따라, 종래에 비해 원료가 균일하게 가열된다.
As described above, in the present invention, the raw material is heated by the hot air, the first reaction heat, and the second reaction heat by jetting the hot air containing oxygen (O 2 ) and spraying the first heat source and the second heat source that are oxidized . In addition, by supplying hot air to the upper side of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 의해 용기 내부에서 원료가 가열되는 것을 설명하기 위한 단면도이다. 하기에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치에 의한 원료 열처리 방법을 설명한다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the heating of a raw material in a vessel by a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. Hereinafter, a raw material heat treatment method using the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.
먼저, 제조하고자 하는 강을 위한 원료를 용기(100), 바람직하게는 전로 내에 장입한다. 실시예에서는 용기(100) 내에 철원, 부원료로 Mn 광석 및 C(탄소)가 함유된 환원제를 장입한다. 물론 부원료는 TiO2, V2O5 등 다양한 재료가 사용될 수 있으며, 환원제 역시 부원료를 환원시킬 수 있는 다양한 환원제, 예컨대 C가 함유된 환원제를 사용할 수 있다.First, the raw material for the steel to be manufactured is charged into the
이후, 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치(200)를 이용하여 용기(100) 내부에 수용된 원료 즉, 철광석, 부원료 및 환원제를 가열한다. 이를 위해, 먼저 제 2 열원 공급 유닛(200)을 이용하여 용기(100) 내로 제 1 열원제인 산소(O2)와 제 2 열원제를 공급하는데, 실시예에서는 제 2 열원제로 석탄(Coal)을 이용한다. 이러한 제 1 열원제와 제 2 열원제는 제 2 열원 공급 유닛(200)의 공급 부재를 통해 용기(100) 내 하부로 공급되며, 제 1 열원제인 산소(O2)와 제 2 열원제인 석탄(Coal)에 함유된 탄소(C)가 산화 반응하며, 이로 인해 일산화 탄소(CO)가 생성된다. 이때, 산소(O2)와 탄소(C) 간의 산호 반응 시에 발생된 1차 반응열에 의해 원료가 가열된다. 또한, 제 1 열원제와 제 2 열원제가 산화 반응하는 동안, 상기 제 1 열원제와 철원에 함유된 탄소(C)가 산화 반응하며, 이때 발생되는 열 역시 원료의 가열을 보조한다. Then, the raw materials contained in the
제 2 열원 공급 유닛(200)에 의한 1차 반응열에 의해 원료가 소정의 온도로 가열되면, 제 1 열원 공급 유닛(210)을 이용하여 용기(100) 상측으로 열풍을 분사한다. 보다 상세히 설명하면, 제 1 열원 공급 유닛(210)의 제 1 열풍 공급부(212) 및 제 1 공급 라인(213)을 통해 렌스로 800℃ 내지 1300℃의 에어(air)를 공급한다. 따라서, 렌스(211)로 공급된 열풍은 용기(100) 내부로 분사되는데, 실시예에 따른 렌스(211)는 용기(100)의 내 상측으로 삽입 또는 장입되도록 설치되므로, 상측에서 하측 방향으로 분사된다. 이와 같이 렌스(211)를 통해 용기(100) 내부로 분사되는 열풍은 상술한 바와 같이 800℃ 내지 1300℃의 고온의 열을 가지고 있기 때문에, 상기 열풍의 열에 의해 원료가 가열된다.When the raw material is heated to a predetermined temperature by the first heat of reaction by the second heat source supply unit 200, hot air is sprayed onto the upper side of the
그리고, 상측으로부터 분사되는 열풍과 산소(O2)와 탄소(C) 간의 1차 반응에 의해 생성된 일산화 탄소(CO)가 2차 반응(산화 반응)하여 연소 되며, 이로 인해 이산화 탄소(CO2)가 생성된다. 즉, 1차 반응에 의해 생성된 1차 생성물인 일산화 탄소(CO)와 상측으로부터 분사되는 열풍에 함유된 산소(02) 간의 산화 반응에 의해 2차 반응열이 발생되며, 상기 2차 반응열에 의해 원료가 가열된다. 그리고 2차 생성물인 CO2는 용기 상측으로 배출된다.(CO) produced by the first reaction between oxygen (O 2 ) and carbon (C) is burned by the secondary reaction (oxidation reaction), and carbon dioxide (CO 2) Is generated. That is, a secondary reaction heat is generated by the oxidation reaction between carbon monoxide (CO), which is a primary product generated by the first reaction, and oxygen (02), which is contained in hot air sprayed from the upper side, Is heated. And CO 2, which is a secondary product, is discharged to the upper side of the vessel.
또한, 상기와 같이 제 1 열원 공급 유닛(210)을 이용하여 열풍을 분사하고, 제 2 열원 공급 유닛(200)을 이용하여 제 1 및 제 2 열원제를 연속적으로 공급하여, 용기 내에 수용된 원료가 용융되고, 환원될 수 있는 온도가 되도록 가열한다. 이때, 열풍, 제 1 및 제 2 열원제의 공급량 및 시간을 조절함으로써 용기 내부의 온도를 제어할 수 있다.Also, the hot air is sprayed by using the first heat
한편, 열풍, 제 1 열원제와 제 2 열원제가 공급되는 동안 공급 부재 내로 교반 가스 예컨대 N2를 공급하여 용기 내 원료를 교반할 수 있다.
On the other hand, while supplying the hot air, the first heat source and the second heat source, stirring gas such as N2 may be supplied into the supplying member to stir the raw materials in the container.
상기에서는 먼저 제 2 열원 공급 유닛(200)을 이용하여 열풍을 분사하고, 이후 제 2 열원 공급 유닛(200)을 이용하여 제 1 및 제 2 열원제를 공급하는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 열풍과 제 1 및 제 2 열원제가 동시에 공급되거나, 열풍이 먼저 공급될 수도 잇다.In the above description, the hot air is first blown by using the second heat source supply unit 200, and then the first and second heat sources are supplied by using the second heat source supply unit 200. [ However, the present invention is not limited to this, and hot air and the first and second heat sources may be supplied at the same time, or hot air may be supplied first.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열처리 장치(200)에 의해 용기(100) 내 원료가 가열되어 용융되고, 상기 원료가 환원 온도에 도달하면 부원료인 Mn 광석이 환원제인 C(탄소)에 의해 환원됨으로써, 페로 망간이 제조된다. 그리고, 이러한 조업 중에 슬래그가 발생되는데, 슬래그를 용융시키기 위해 생석회(CaO), 알루미나(Al2O3) 및 산화규소(SiO2) 중 어느 하나를 투입한다.When the raw material in the
또한, 원료를 용융시키고 환원하는 조업 후에 공급 부재(221)로 냉매 예컨대 CH4를 투입하여, 상기 공급 부재(221)를 쿨링시킬 수 있다.
Further, after the raw material is melted and reduced, a coolant such as CH 4 may be supplied to the
상기에서는 부원료로 Mn 광석이 투입되고, 환원제로 Al이 투입되는 것을 예를 들어 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 다양한 부원료 및 환원제가 투입될 수 있으며, 부원료 및 환원제의 종류에 따라 환원되는 온도가 달라질 수 있다. 이에, 본 실시예에서는 부원료 및 환원제의 종류에 따라 열원과 제 1 및 제 2 공급량을 제어함으로써, 환원 온도로 조절한다.In the above description, Mn ore is added as an additive and Al is added as a reducing agent. However, the present invention is not limited to this, and various additives and reducing agents may be added thereto, and the reducing temperature may vary depending on the kind of the additive and the reducing agent. Thus, in this embodiment, the heat source and the first and second supply amounts are controlled depending on the kinds of the sub materials and the reducing agent to adjust the temperature to the reduction temperature.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는 용기(100)의 상측으로 제 1 열원인 열풍을 공급하고, 용기(100)의 하측으로 제 1 열원제와 제 2 열원제를 분사함으로써, 열풍, 1차 반응열, 2차 반응열에 의해 원료를 가열한다. 또한, 용기(100) 내 상측으로 열풍을 분사하고, 하측으로 제 1 및 제 2 열원제를 공급함으로써, 용기(100)의 상측에서 하측으로 전달되는 열풍에 의한 열과, 용기(100)의 하측에서 상측으로 전달되는 1차 반응열, 그리고 열풍과 1차 생성물 간의 반응에 의한 2차 반응열에 의해 원료가 가열됨에 따라, 종래에 비해 원료가 균일하게 가열된다. 즉, 종래와 같이 원료가 국부적으로 가열되는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the hot air which is the first heat source is supplied to the upper side of the
그리고, 열풍과 제 1 열원제 및 제 2 열원제의 공급량을 조절함으로써, 원료를 다양한 온도의 범위로 가열할 수 있다. 이에, 원료의 종류에 따라 열풍과 제 1 열원제 및 제 2 열원제의 공급량을 조절함으로써, 투입된 원료의 환원 온도로 조절할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 아크(arc)를 이용한 전기로에 비해 온도 조절이 용이하다. 또한, 알루미늄(Al) 테르밋 반응에 의한 가열 방법에 비해 비용이 절감되는 효과가 있다.By controlling the supply amount of the hot air and the first heat source and the second heat source, the raw material can be heated to various temperature ranges. Accordingly, the supply amount of the hot air and the first heat source and the second heat source may be controlled according to the kind of the raw material, so that the reducing temperature of the charged raw material can be controlled. Therefore, the temperature can be easily controlled as compared with an arc furnace. In addition, there is an effect that the cost is reduced as compared with the heating method by the aluminum (Al) thermite reaction.
100: 용기 210: 제 1 열원 공급 유닛
220: 제 2 열원 공급 유닛100: container 210: first heat source supply unit
220: second heat source supply unit
Claims (12)
상기 용기 내부의 상측으로 장입되도록 설치되어, 상기 용기 내부로 상기 원료를 가열하는 열풍을 분사하는 렌스를 구비하는 제 1 열원 공급 유닛; 및
일단이 상기 용기의 하부로 삽입되어, 상기 렌스와 대향 위치하며, 상기 용기 내부로 상호 산화 반응하여 1차 반응열을 발생시키는 복수의 열원제를 공급하는 공급 부재를 구비하는 제 2 열원 공급 유닛;
을 포함하고,
상기 제 2 열원 공급 유닛은,
상호 산화 반응하는 복수의 열원제가 저장되며, 상기 공급 부재와 연결된 열원제 저장부;
상기 공급 부재와 연결되며, 상기 공급 부재의 냉각을 위한 냉매가 저장된 냉매 저장부;
상기 공급 부재와 연결되며, 상기 용기 내 원료를 교반하는 교반 가스가 저장된 교반제 저장부;
를 포함하는 열처리 장치.A heat treatment apparatus for heat treating a raw material contained in a container,
A first heat source supply unit installed so as to be charged upside of the inside of the container, and a lance which blows hot air to heat the raw material into the container; And
A second heat source supply unit including a supply member which is inserted into a lower portion of the container and which is disposed to face the lance and supplies a plurality of heat sources for generating a first reaction heat by mutual oxidation reaction within the container;
/ RTI >
Wherein the second heat source supply unit comprises:
A plurality of heat sources for mutual oxidation reaction are stored, and a heat source storage unit connected to the supply member;
A refrigerant storage portion connected to the supply member and storing a refrigerant for cooling the supply member;
An agitator storage unit connected to the supply member and storing an agitating gas for agitating the raw materials in the container;
/ RTI >
상기 공급 부재는 복수개로 마련되어 상호 이격 배치되는 열처리 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of supply members are spaced apart from each other.
상기 렌스는 상호 이격 배치된 상기 복수의 공급 부재 사이의 중심부 상측에 대응 위치하는 열처리 장치.The method of claim 4,
Wherein the lances are located on the upper side of the central portion between the plurality of supply members spaced apart from each other.
상기 원료를 가열하여 상기 원료를 환원 온도로 조절하여, 원광석과 환원제를 환원 반응시키는 과정;
을 포함하고,
상기 원료를 환원 온도로 조절하는 과정은,
상기 용기 내부로 상호 산화 반응하는 복수의 열원제를 공급하여, 상기 복수의 열원제 간의 산화 반응에 의한 1차 반응 열에 의해 상기 원료를 가열하는 과정;
상기 용기 내부로 상기 복수의 열원제 간의 산화 반응에 의해 생성된 생성물과 산화 반응하는 물질을 포함하는 열풍을 공급하여, 상기 원료를 가열하는 과정;
상기 복수의 열원제 간의 산화 반응에 의해 생성된 생성물과 상기 열풍 간의 산화 반응에 의한 2차 반응열로 상기 원료를 가열하는 과정; 및
상기 열풍 및 상기 복수의 열원제를 용기 내로 공급하여 상기 원료를 가열하는 동안, 상기 용기 내로 교반 가스를 공급하여, 상기 원료를 교반하는 과정;
을 포함하고,
상기 열풍 및 복수의 열원제의 공급량 및 공급 시간을 조절하여 상기 원료의 환원 온도로 조절하는 원료 열처리 방법.Charging a raw material containing an iron source, a raw ore to be reduced and a reducing agent into a vessel; And
Heating the raw material to adjust the raw material to a reducing temperature to reduce the ore and the reducing agent;
/ RTI >
The process of adjusting the raw material to a reduction temperature includes:
A step of supplying a plurality of heat sources which are mutually oxidized to the inside of the vessel and heating the raw materials by a first reaction heat caused by an oxidation reaction between the plurality of heat sources;
Heating the raw material by supplying hot air containing a substance that is oxidized to a product generated by an oxidation reaction between the plurality of heat sources to the inside of the container;
Heating the raw material with a second reaction heat generated by an oxidation reaction between the product generated by the oxidation reaction between the plurality of heat sources and the hot air; And
Supplying the hot air and the plurality of heat sources into the container to supply the stirring gas into the container while heating the raw material to stir the raw material;
/ RTI >
And adjusting the supply amount and the supply time of the hot air and the plurality of heat sources to adjust the reducing temperature of the raw material.
상기 환원시키고자 하는 원광석은 Mn 광석, TiO2 및 V2O5 중 어느 하나인 원료 열처리 방법.The method of claim 6,
Wherein the ore to be reduced is any one of Mn ore, TiO 2 and V 2 O 5 .
상기 열풍은 순수 산소(O2) 및 에어(air) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 원료 열처리 방법.The method of claim 6,
Wherein the hot air includes at least one of pure oxygen (O 2 ) and air.
상기 복수의 열원제는 탄소(C)를 함유하는 재료와 산소(O2)를 포함하는 원료 열처리 방법.The method of claim 6,
Wherein the plurality of heat sources comprises oxygen (O 2 ) and a material containing carbon (C).
상기 탄소(C)를 함유하는 물질로 석탄(Coal) 및 흑연 파우더 중 적어도 어느 하나를 사용하는 원료 열처리 방법.The method of claim 10,
Wherein at least one of coal and graphite powder is used as a material containing carbon (C).
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6029450B2 (en) * | 1975-07-29 | 1985-07-10 | 株式会社クボタ | Seedling raising method |
JPH08506858A (en) * | 1993-02-26 | 1996-07-23 | エイ.アフルストロム コーポレイション | Method and apparatus for producing iron |
KR19990067315A (en) * | 1995-11-03 | 1999-08-16 | 테리 에이. 매튜스 | Duplex manufacturing method and apparatus for metal and metal alloy using metal oxide ore as raw material |
KR20040056269A (en) * | 2002-12-23 | 2004-06-30 | 주식회사 포스코 | An environment-frendly direct steelmaking apparatus and method |
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JPS6029450B2 (en) * | 1975-07-29 | 1985-07-10 | 株式会社クボタ | Seedling raising method |
JPH08506858A (en) * | 1993-02-26 | 1996-07-23 | エイ.アフルストロム コーポレイション | Method and apparatus for producing iron |
KR19990067315A (en) * | 1995-11-03 | 1999-08-16 | 테리 에이. 매튜스 | Duplex manufacturing method and apparatus for metal and metal alloy using metal oxide ore as raw material |
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