KR101534128B1 - Processing method for raw material, Processing apparatus for raw material and Manufacturing facilities for molten pig iron - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 원료 처리방법, 원료 처리장치 및 용선 제조설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용선 제조설비에서 폐기되는 열을 공급받아 원료로부터 생석회를 제조하는 원료 처리방법, 이에 적용되는 원료 처리장치 및 원료 처리장치가 장착되어 열 효율이 개선된 용선 제조설비에 관한 것이다.
The present invention relates to a raw material treatment method, a raw material treatment apparatus and a molten iron production facility, and more particularly, to a raw material treatment method for producing quicklime from a raw material by receiving waste heat from a molten iron manufacturing facility, And more particularly, to a charcoal manufacturing facility equipped with a treatment device and improved in heat efficiency.
파이넥스(FINEX) 공정 또는 코렉스(COREX) 공정에 적용되는 용선 제조설비는 철광석을 공급받아 환원시키는 환원로 및 환원된 철광석을 공급받아 용융시키는 용융로를 구비한다. 용융로의 내부에는 석탄 충진층이 구비되며, 석탄 충진층은 용융로 내부에서 연소되어 고온의 환원가스를 생성한다. 용융로에서 생성되는 고온의 환원가스는 상온의 냉각가스와 혼합된 후 사이클론(Cyclone)으로 공급되어 환원가스 내에 혼입된 분탄이 회수되고, 사이클론에서 포집된 분탄은 용융로로 투입된다. 사이클론을 통과하며 분탄이 제거된 환원가스의 일부는 고온인 상태에서 환원로로 공급되고, 나머지는 습식 스크러버(Wet Scrubber)로 공급되어 냉각된다. 환원로로 공급되는 환원가스는 철광석을 환원시키는 공정에 사용된다. 습식 스크러버로 공급되어 상온으로 냉각되는 환원가스는 용융로에서 생성되어 사이클론으로 공급되는 고온의 환원가스에 혼합되어 환원가스를 냉각시키는 공정에 사용된다. 환원가스가 습식 스크러버를 통과하는 동안 환원가스에서 방출되는 고온의 열은 설비로 회수되지 못하고, 습식 스크러버에서 냉매로 사용되는 물에 흡수되어 폐기된다.The iron-making equipment applied to the FINEX process or the COREX process includes a reducing furnace for supplying and reducing iron ore and a melting furnace for supplying reduced iron ore to melt. The inside of the melting furnace is provided with a coal packed bed, and the coal packed bed is burnt in the melting furnace to generate a hot reducing gas. The reducing gas at a high temperature generated in the melting furnace is mixed with a cooling gas at room temperature and then supplied to a cyclone to recover the coal blended into the reducing gas. The coal collected in the cyclone is introduced into the melting furnace. A part of the reducing gas passing through the cyclone and removing the coal is supplied to the reducing furnace at a high temperature, and the remainder is supplied to a wet scrubber to be cooled. Reduced gas supplied to the reduction furnace is used in the process of reducing iron ore. The reducing gas supplied to the wet scrubber and cooled to room temperature is used in the process of cooling the reducing gas mixed with the high-temperature reducing gas generated in the melting furnace and supplied to the cyclone. The high temperature heat released from the reducing gas while the reducing gas passes through the wet scrubber can not be recovered to the equipment but is absorbed into the water used as the refrigerant in the wet scrubber and discarded.
생석회 제조설비는 석회석을 공급받아 고온 분위기에서 소성시키는 소성로를 구비한다. 소성로에서 제조되는 생석회는 제강 설비로 공급되어 용선의 보온 및 정련을 위한 첨가제로 사용되며, 석회석이 소성되는 과정에서 발생되는 분진은 분진 포집장치에서 살포되는 물에 포집된다. 포집된 분진은 물과 반응하여 소석회 슬러지를 생성하며, 생성된 소석회 슬러지는 설비에서 활용되지 못하고, 시멘트 제조 또는 매립을 위하여 외부로 이송된다.The quicklime production facility is provided with a calcining furnace which is supplied with limestone and calcines in a high temperature atmosphere. The quicklime produced in the calcining furnace is supplied to the steelmaking plant and used as an additive for heating and refining the molten iron. The dust generated in the process of calcining limestone is collected in the water sprayed by the dust collecting device. The collected dusts react with water to produce lime lime sludge. The resulting lime lime sludge is not utilized in the facility and is transported to the outside for cement production or landfilling.
따라서, 환원가스를 냉각시키는 과정에서 폐기되는 고온의 열을 소석회 슬러지의 처리에 활용하여, 생석회 제조설비의 생산성 및 용선 제조설비의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a new method for improving the productivity of the quicklime production facility and the energy efficiency of the charcoal manufacturing facility by utilizing the high-temperature heat that is discarded in the process of cooling the reducing gas for the treatment of the lime sludge.
한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1428382호(2014.08.01.) 및 대한민국 등록특허공보 제10-0775758호(2007.11.05.)에 제시되어 있다.
On the other hand, the technology as a background of the present invention is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1428382 (Apr. 2014.08.01) and Korean Registered Patent No. 10-0775758 (Nov.
본 발명은 용선 제조설비에서 폐기되는 열을 공급받아 원료로부터 생석회를 제조 가능한 원료 처리방법 및 이에 적용되는 원료 처리장치를 제공한다.The present invention provides a raw material treatment method capable of producing quicklime from a raw material by receiving waste heat from a molten iron manufacturing facility and a raw material treatment apparatus applied thereto.
본 발명은 설비의 내부를 순환하는 가스로부터 열을 회수 가능한 원료 처리장치를 구비하여 열 효율이 개선된 용선 제조설비를 제공한다.
The present invention provides a molten iron manufacturing facility with improved thermal efficiency by providing a raw material treatment device capable of recovering heat from gas circulating inside the facility.
본 발명의 실시 형태에 따른 원료 처리방법은, 반응조 내에 소석회를 함유하는 원료를 마련하는 과정; 용융로 내에 석탄 및 환원철을 마련하여 용융시키는 과정; 상기 용융로에서 생성되는 환원가스를 상기 반응조 내로 공급하는 과정; 상기 환원가스와 상기 원료를 반응시켜 생석회를 제조하는 과정; 상기 생석회의 제조 후 상기 반응조로부터 배출되는 환원가스를 공급받아 냉각시키는 과정;을 포함한다.A raw material treatment method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: preparing a raw material containing slaked lime in a reaction tank; A process in which coal and reduced iron are prepared and melted in a melting furnace; Supplying a reducing gas generated in the melting furnace into the reaction tank; Reacting the reducing gas with the raw material to produce quicklime; And a process of cooling the reducing gas discharged from the reaction tank after the production of the quicklime and cooling the same.
상기 환원가스를 상기 반응조 내로 공급하는 과정 이전에, 상기 생석회의 제조에 사용된 환원가스 냉각하여 생성되는 냉각가스와 상기 용융로에서 배출되는 상기 환원가스를 혼합하여 상기 환원가스의 온도를 저하시키는 과정; 및 온도가 저하된 상기 환원가스 내에 혼입된 분탄을 포집하여 제거하는 과정;을 수행할 수 있다.Reducing the temperature of the reducing gas by mixing the cooling gas generated by cooling the reducing gas used in the manufacturing of the quicklime and the reducing gas discharged from the melting furnace before the reducing gas is supplied into the reaction tank; And a step of collecting and removing the coal powder mixed in the reduced reducing gas.
상기 반응조로 공급되는 환원가스의 온도는 700℃ 내지 850℃이고, 상기 반응조로부터 배출되는 환원가스의 온도는 500℃ 이하이며, 상기 냉각가스의 온도는 100℃ 이하일 수 있다.The temperature of the reducing gas supplied to the reaction tank may be 700 ° C. to 850 ° C., the temperature of the reducing gas discharged from the reaction tank may be 500 ° C. or lower, and the temperature of the cooling gas may be 100 ° C. or lower.
본 발명의 실시 형태에 따른 원료 처리장치는 용융로와 연결되는 환원가스 유입관; 소석회를 함유하는 원료가 수용되는 공간을 내부에 구비하고, 상기 환원가스 유입관과 연결되는 반응조; 및 상기 반응조와 연결되는 환원가스 배출관;을 포함하고, 상기 용융로는 석탄 및 환원철을 공급받아 용선 및 환원가스를 생성할 수 있다.A raw material processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a reducing gas inlet pipe connected to a melting furnace; A reaction tank having therein a space for containing a raw material containing slaked lime and connected to the reducing gas inlet pipe; And a reducing gas discharge pipe connected to the reaction tank, wherein the molten furnace is supplied with coal and reduced iron to generate a molten iron and a reducing gas.
본 발명의 실시 형태에 따른 용선 제조설비는 환원철을 용융하여 용선 및 환원가스를 제조하는 용융로; 상기 용융로에 연결되는 환원가스 유입관, 상기 환원가스 유입관과 연결되는 반응조 및 상기 반응조와 연결되는 환원가스 배출관을 구비하는 원료 처리장치; 상기 용융로와 상기 환원가스 유입관의 사이를 연결하도록 설치되어 분진을 포집하는 포집기; 상기 환원가스 배출관과 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 환원가스를 냉각하는 냉각기; 및 상기 냉각기와 상기 포집기의 사이를 연결하도록 장착되어 상기 포집기로 냉각가스를 공급하는 압축기;를 포함하며, 상기 반응조는 소석회를 함유하는 원료가 수용되는 공간을 내부에 구비한다.A molten iron manufacturing facility according to an embodiment of the present invention includes a melting furnace for melting molten reduced iron to produce molten iron and a reducing gas; A raw material processing apparatus including a reducing gas inlet pipe connected to the melting furnace, a reaction tank connected to the reducing gas inlet pipe, and a reducing gas discharge pipe connected to the reaction tank; A collecting device installed to connect between the melting furnace and the reducing gas inlet pipe to collect dust; A cooler connected to the reducing gas discharge pipe to cool the reducing gas discharged from the reaction tank; And a compressor installed to connect between the cooler and the collector, and supplying a cooling gas to the collector, wherein the reaction vessel has a space in which the raw material containing slaked lime is received.
일단이 상기 환원가스 유입관의 일측에 연결되는 유도관; 및 상기 유도관의 타단에 연결되며, 상기 환원가스를 공급받아 환원철을 제조하는 환원로;를 포함할 수 있다.An induction pipe whose one end is connected to one side of the reducing gas inflow pipe; And a reducing furnace connected to the other end of the induction pipe and supplied with the reducing gas to produce reduced iron.
상기 포집기는 사이클론을 포함하고, 상기 냉각기는 습식 스크러버를 포함할 수 있다.
The collector may include a cyclone, and the cooler may include a wet scrubber.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 용선 제조설비에서 폐기되는 열을 공급받아 원료로부터 생석회를 제조 가능하다. 이때, 용선 제조설비 내부를 순환하는 가스에서 회수되는 열을 생석회의 제조를 위한 열원으로 활용하며, 이에 따라, 용선 제조설비의 열 효율이 향상될 수 있다. 또한, 생석회를 제조하기 위한 원료로서 생석회 제조설비에서 발생되는 부산물인 소석회 슬러지를 활용하며, 이에 따라, 생석회를 제조하는 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 용선 제조설비의 열 효율 및 생석회 제조공정의 생산성을 모두 향상시킬 수 있다.
According to the embodiment of the present invention, it is possible to manufacture quicklime from a raw material by receiving waste heat from a charcoal manufacturing facility. At this time, the heat recovered from the gas circulating in the charcoal manufacturing facility is used as a heat source for manufacturing the quicklime, thereby improving the heat efficiency of the charcoal manufacturing facility. In addition, as a raw material for producing quicklime, it is possible to utilize the sludge sludge as a by-product generated in the quicklime production facility, thereby improving the productivity of the process for manufacturing quicklime. That is, according to the embodiment of the present invention, it is possible to improve both the thermal efficiency of the charcoal manufacturing facility and the productivity of the quicklime production process.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리장치가 장착된 용선 제조설비의 개념도이다.1 is a flowchart of a raw material processing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a molten iron manufacturing facility equipped with a raw material disposal apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 도면을 실시 예를 설명하기 위하여 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. The drawings may be exaggerated in size to illustrate embodiments, and like reference numerals in the drawings designate like elements.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리장치가 장착된 용선 제조설비를 개략적으로 도시한 개념도이다.FIG. 1 is a flowchart for explaining a raw material disposal method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing a charcoal manufacturing facility equipped with a raw material disposal apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리장치가 장착된 용선 제조설비는 예컨대 파이넥스(FINEX) 또는 코렉스(COREX) 공정에 적용 가능한 설비로서, 철광석 및 환원가스를 공급받아 환원철을 제조하는 환원로(100), 환원철을 용융하여 용선 및 환원가스를 제조하는 용융로(200), 용융로(200)에 연결되는 환원가스 유입관(410), 환원가스 유입관(410)과 연결되는 반응조(420) 및 반응조(420)와 연결되는 환원가스 배출관(430)을 구비하는 원료 처리장치(400), 용융로(200)와 환원가스 유입관(410)의 사이를 연결하여 설치되는 포집기(300), 환원가스 배출관(430)과 연결되는 냉각기(500), 냉각기(500)와 포집기(300)의 사이를 연결하여 장착되는 압축기(600), 일단이 환원가스 유입관(410)의 일측에 연결되고, 타단이 환원로(100)에 연결되는 유도관(700)을 포함한다.Referring to FIG. 2, a molten iron manufacturing facility equipped with a raw material disposal apparatus according to an embodiment of the present invention is applicable to FINEX or COREX processes. Iron ore and reduced gas are supplied to manufacture reduced iron A reducing
환원로(100)는 산화철이 함유된 분광 또는 괴광 형태의 철광석을 공급받아 이를 환원시키도록 제공되는 구성부로서, 환원로(100)의 내부에는 철광석이 수용되어 환원 처리되는 처리공간이 형성된다. 환원로(100)의 상부 일측에는 처리공간 내로 철광석을 공급하는 장입구가 환원로(100)의 내부와 외부를 연결하여 형성되며, 환원로(100)의 측벽 일측에는 후술하는 용융로(200)로로부터 공급받은 소정 온도 예컨대 700℃ 내지 850℃의 환원가스를 처리공간으로 공급하는 가스 취입부(미도시)가 환원로(100)의 내부와 외부를 연결하여 형성된다. 환원로(100)의 처리공간 내로 공급되는 철광석은 환원가스에 함유된 소정의 성분 예컨대 일산화탄소 성분의 산화반응에 의하여 환원된다. 환원로(100)의 처리공간 내에서 환원된 철광석 예컨대 환원철은 환원로(100)의 하부 일측에 연결된 배출부(110)로 배출될 수 있다.The reducing
배출부(110)는 환원로(100)의 처리공간과 후술하는 용융로(200)의 저장공간을 연결하도록 제공되는 구성부로서, 배출부(110)의 내부에는 환원철이 통과되는 통로가 형성되며, 환원철은 통로를 통과하여 용융로(200)의 저장공간 내로 일정하게 공급될 수 있다.The
본 실시 예에서는 환원로(100) 및 배출부(110)의 구성 및 방식을 특별히 한정하지 않는다. 환원로(100)는 철광석을 내부에 공급받아 이를 환원철로 제조 가능한 다양한 구성 및 방식으로 형성될 수 있으며, 배출부(110)는 환원로(100)로부터 공급받은 환원철을 후술하는 용융로(200)의 저장공간 내로 일정하게 공급 가능한 다양한 구성 및 방식으로 형성될 수 있다.In the present embodiment, the configuration and the manner of the reducing
용융로(200)는 석탄 및 환원철을 공급받아 용선으로 제조하는 구성부로서, 용융로(200)의 내부에는 환원로(100)에서 제조된 환원철이 수용되어 용융되는 저장공간이 형성되며, 저장공간에는 열원 예컨대 석탄(Coal)이 저장되는 하부영역 및 석탄의 연소에 의하여 생성되는 고온 예컨대 1000℃ 이상의 환원가스가 유도되는 상부영역이 구비된다. 용융로(200)의 저장공간 상부영역은 상부영역으로 유도되는 환원가스의 유속을 감소시키기 용이하도록 돔 형상으로 형성되며, 환원가스의 유속 감소에 의하여 후술하는 환원가스 배기관(210)으로 저장공간 내의 분탄이 유출되어 손실되는 것이 억제된다. 용융로(200)의 상부 일측에는 저장공간 내로 환원철을 공급하는 배출부(110)가 연결되며, 용융로(200)의 상부 타측에는 저장공간 내의 환원가스를 후술하는 포집기(300)로 배기하는 환원가스 배기관(210)이 연결된다. 저장공간의 하부영역에 구비되는 석탄 충진층은 저장공간의 내부를 가열 가능하도록 마련되는 가열수단(미도시)에 의하여 연소되어 고온의 열 및 환원가스를 생성한다. 용융로(200)의 저장공간 내로 공급되는 환원철은 저장공간 하부영역의 석탄 충진층에서 생성되는 고온의 열 및 환원가스에 의하여 저장공간 내에서 용융 및 환원되어 용선으로 제조된다. 용선이 제조되는 동안, 저장공간 하부영역의 석탄 충진층에서 생성되는 환원가스는 저장공간의 상부영역으로 유도되어 환원가스 배기관(210)으로 배기될 수 있다.The
환원가스 배기관(210)은 용융로(200)의 저장공간 상부영역과 후술하는 포집기(300)를 연결하도록 제공되는 구성부로서, 환원가스 배기관(210)에는 고온의 환원가스가 통과되는 통로가 형성되며, 환원가스는 통로를 통과하여 후술하는 포집기(300) 내로 일정하게 공급된다.The reducing
본 실시 예에서는 용융로(200) 및 환원가스 배기관(210)의 구성 및 방식을 특별히 한정하지 않는다. 용융로(200)는 환원철을 내부에 공급받아 이를 용선으로 제조 가능한 다양한 구성 및 방식으로 형성될 수 있으며, 환원가스 배기관(210)은 용융로(200)로부터 배기되는 환원가스를 후술하는 포집기(300) 내로 일정하게 공급 가능한 다양한 구성 및 방식으로 형성될 수 있다.In the present embodiment, the configuration and the manner of the
상술한 용융로(200)에서 생성되어 환원가스 배기관(210)으로 배기되는 환원가스는 용융로(200) 내의 석탄이 연소되어 생성되는 환원력이 강한 가스로서, 일산화탄소 및 수소를 주요 성분으로 가진다. 환원가스가 용융로(200)의 저장공간 하부영역에서 상부영역으로 유도되는 과정에서 환원가스 내에는 석탄 충진층으로부터 기인하는 분탄 및 분환원철을 포함하는 각종 분진 등이 혼입되며, 이를 회수하기 위하여 후술하는 포집기(300)가 환원가스 배기관(210)에 연결된다.The reducing gas generated in the
한편, 용융로(200)의 저장공간으로부터 환원가스 배기관(210)으로 유입되는 환원가스는 고온 예컨대 1000℃ 이상의 온도를 가지며, 상기의 고온 환원가스가 포집기(300)로 공급되는 경우, 포집기(300)에는 고온의 환원가스에 의한 열적 손상이 발생될 수 있다. 따라서, 이를 방지하고자, 본 실시 예에서는 환원가스 배기관(210)과 연결된 후술하는 냉각가스 배기관(620)으로부터 상온의 냉각가스가 공급되어 환원가스 배기관(210) 내의 고온의 환원가스와 혼합되며, 이에 고온의 환원가스의 온도는 소정 온도 예컨대 700℃ 내지 850℃의 온도로 제어된다. 이로부터 포집기(300)에는 예컨대 1000℃ 이상의 온도로 제어되는 고온의 환원가스가 아닌, 소정 온도 예컨대 700℃ 내지 850℃의 온도로 제어되는 환원가스가 공급될 수 있다. 이에 포집기(300)의 열적 손상이 방지될 수 있다. 여기서, 고온의 환원가스와 혼합되는 상온의 냉각가스는 용융로(200)에서 생성되어 용선 제조설비의 내부를 순환 또는 유동하는 고온의 환원가스 중 환원로(100)로 제공되는 일부의 환원가스를 제외한 나머지 환원가스가 후술하는 냉각기(500)를 거치며 상온으로 냉각되어 생성되는 가스일 수 있다.Meanwhile, the reducing gas flowing into the reducing
포집기(300) 예컨대 사이클론(Cyclone)은 환원가스 배기관(210)으로부터 소정 온도로 제어된 환원가스를 공급받아 이를 내부에서 선회시키며 환원가스로부터 분탄 및 분환원철 등의 각종 분진을 포집한다. 포집기(300)를 통과하며 분진 등이 포집되어 제거된 환원가스는 환원로(100) 및 후술하는 원료 처리장치(400)로 각각 공급된다. 포집기(300)에서 포집되는 각종 분진 등은 포집된 분진으로부터 분탄 및 분환원철을 선별 가능하도록 형성되는 선별기(미도시)에 의하여 각각 선별되고, 선별된 분탄 및 분환원철은 포집기(300)와 용융로(200)를 연결하도록 형성되는 회수라인(310)을 통과하여 용융로(200) 내로 공급되어 각각 연소 및 용융된다.The
원료 처리장치(400)는 포집기(300)로부터 소정의 온도로 예컨대 700℃ 내지 850℃로 온도가 제어되는 환원가스를 공급받아, 이를 예컨대 500℃ 이하의 온도로 1차 냉각시키며, 1차 냉각 과정에서 회수되는 열을 활용하여 원료로부터 생석회를 제조하도록 제공되는 구성부이다. 한편, 환원가스가 상술한 바와 같이 700℃ 내지 850℃로 온도로 제어됨에 따라 포집기(300)의 열적 손상이 방지될 뿐만 아니라, 반응조(420) 내에서의 소석회 성분의 열분해 반응이 활발하게 진행될 수 있다. 원료 처리장치(400)는 포집기(300)를 통하여 용융로(200)와 연결되는 환원가스 유입관(410), 소석회를 함유하는 원료가 수용되는 반응공간을 내부에 구비하고, 환원가스 유입관(410)과 연결되는 반응조(420), 반응조(420)와 연결되는 환원가스 배출관(430)을 포함할 수 있으며, 냉각가스의 제조를 위하여 냉각기(500)로 공급되어야 하는 소정 온도의 환원가스를 냉각기(500)로 공급하기 전에 먼저 공급받아, 환원가스를 1차 냉각시키면서, 폐기되는 열을 이용하여 산업 부산물인 소석회 슬러지로부터 생석회를 제조하는 역할을 한다.The raw material processing apparatus 400 receives a reducing gas whose temperature is controlled at a predetermined temperature, for example, 700 ° C to 850 ° C from the
환원가스 유입관(410)은 포집기(300)와 반응조(420)를 연결하도록 제공되는 구성부로서, 환원가스 유입관(410)에는 소정 온도의 환원가스가 통과되는 통로가 형성되며, 환원가스는 통로를 통과하여 반응조(300) 내로 일정하게 공급된다.The reducing
반응조(420)는 원료 및 소정 온도의 환원가스를 공급받아 원료로부터 생석회를 제조하도록 형성되는 구성부로서, 반응조(420)의 내부에는 원료가 저장되고 환원가스가 유입되어 통과되는 반응공간이 형성될 수 있다. 반응공간은 반응공간으로 공급되는 소정 온도 예컨대 700℃ 내지 850℃의 환원가스에 의하여 예컨대 580℃ 이상의 분위기 온도가 형성될 수 있고, 이에 반응공간 내로 공급되는 원료에 함유되는 소석회 성분은 고온 분위기에서 소석회 성분으로부터 수산화기(OH) 성분이 완전하게 분해되어 생석회로 제조될 수 있다. 반응공간 내에서 제조되는 생석회는 파이넥스 성형탄 제조 공정으로 이송되어 바인더로 재 사용될 수 있다.The
한편, 본 실시 예에서는 반응조(420)의 구성 및 방식을 특별히 한정하지 않으며, 반응조(420)는 내부에 원료를 공급받아 이로부터 생석회를 제조 가능한 다양한 구성 및 방식으로 형성될 수 있다.In the present embodiment, the construction and the method of the
반응조(420)의 내부로 공급되는 원료는 생석회 제조설비를 이용한 석회 소성공정에서 발생되는 부산물인 소석회 슬러지를 포함할 수 있다. 물론, 원료는 소석회 및 소석회 성분을 함유하는 각종 산업 부산물일 수 있으며, 이하서는 설명의 편의를 위하여 원료로서 소석회 슬러지를 예시한다.The raw material supplied to the interior of the
여기서, 소석회(Ca(OH)2) 슬러지는 예컨대 생석회를 제조하는 동안 외기로 비산되는 분진 또는 미분 생석회 등을 집진하기 위하여 생석회 제조설비의 소정의 위치에서 분사되는 물이 대기 또는 배가스 중의 미분 생석회와 반응하여 생성되거나, 생석회 저장조 내의 생석회가 대기 중의 수분과 결합하여 생성되는 부산물이다. 생석회에 소석회 슬러지가 혼입되어 제강공정으로 공급되는 경우, 소석회 슬러지는 용강 중에 유입될 수 있고, 용강 중에 유입된 소석회 슬러지는 연속주조 공정 및 압연 공정에서의 브레이크 아웃 및 수소취성 등의 제품 불량의 원인이 된다. 따라서, 종래에는 소석회 슬러지는 생석회를 제조하는 과정에서 다양한 방식으로 포집되어 생석회로부터 배제되었고, 포집된 소석회 슬러지는 시멘트 제조 또는 매립을 위하여 외부로 이송되었다.The calcium sulphate (Ca (OH) 2 ) sludge is used, for example, in order to collect dust or fine calcium deposits scattered to the outside during the production of quicklime, water is injected at a predetermined position of the quicklime production facility, Or a byproduct in the quicklime storage tank is a byproduct produced by binding with moisture in the atmosphere. When the slaked lime is mixed with the lime slurry and supplied to the steelmaking process, the slaked lime sludge can be introduced into the molten steel, and the slaked lime sludge introduced into the molten steel may cause the product failure such as breakout and hydrogen embrittlement in the continuous casting process and rolling process . Thus, in the past, the lime lime sludge was collected in various ways in the process of manufacturing quick lime and excluded from the burnt lime, and the collected lime lime sludge was transferred to the outside for cement production or landfilling.
하지만, 소석회 슬러지는 예컨대 580℃ 이상의 분위기 온도에서 다시 물과 생석회로 각각 분해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조설비에서는 용선을 제조하는 과정에서 포집기(300)의 냉각을 위하여 환원가스의 일부가 지속적으로 냉각되며 고온의 열이 폐기되는 바, 이에, 본 실시 예에서는 환원가스로부터 폐기되는 열을 공급받아 원료로부터 생석회를 제조 가능한 상기의 원료 처리장치(400)를 구비하여, 생석회 제조공정의 생산성 및 용선 제조공정의 열 효율을 함께 증가시킬 수 있다.However, the lime slurry can be decomposed into water and quick lime again at an atmospheric temperature of, for example, 580 DEG C or higher. In the process of manufacturing molten iron in the charcoal manufacturing facility according to the embodiment of the present invention, The raw material processing apparatus 400 is provided with the raw material processing apparatus 400 capable of manufacturing the quicklime from the raw material by receiving the waste heat from the reducing gas, The productivity of the process and the heat efficiency of the wire manufacturing process can be increased together.
환원가스 배출관(430)은 반응조(420)와 냉각기(500)를 연결하도록 제공되는 구성부로서, 환원가스 배출관(430)에는 반응조(430)를 통과하며 500℃ 이하의 온도로 1차 냉각된 환원가스가 통과되는 통로가 형성되며, 1차 냉각된 환원가스는 통로를 통과하여 냉각기(500) 내로 일정하게 공급된다.The reduction
냉각기(500) 예컨대 습식 스크러버(Wet Scrubber)는 냉매로서 물을 사용하는 습식 스크러버로서, 반응조(430) 및 이에 연결된 환원가스 배출관(430)으로부터 배출되는 500℃ 이하의 온도로 1차 냉각된 환원가스를 공급받아 이를 내부에서 100℃ 이하의 온도 또는 20℃ 내지 30℃의 온도 또는 상온으로 2차 냉각시킨다. 본 실시 예에서는 1차 냉각된 환원가스를 공급받아 100℃ 이하의 온도로 냉각시키는 냉각기(500)를 예시한다. 1차 냉각된 환원가스가 100℃ 이하의 온도로 냉각되며 냉각가스로 생성되는 과정에서 냉매인 물에 의하여 환원가스 내의 분진이 완전하게 제거될 수 있으며, 100℃ 이하의 온도로 냉각이 완료된 가스는 후술하는 압축기(600)로 공급될 수 있다. 한편, 본 실시 예에서는 냉각기(500)가 종래와 달리 1차 냉각된 환원가스를 공급받아 냉각시키기 때문에, 냉각 효율이 향상될 수 있으며, 또한, 냉매의 사용이 감소될 수 있다.The cooler 500, for example, a wet scrubber is a wet scrubber using water as a refrigerant. The wet scrubber is a wet scrubber that uses water as a refrigerant. The wet scrubber is a reducing gas that is primarily cooled to a temperature of 500 ° C or lower, And it is secondarily cooled at a temperature of 100 DEG C or less or at a temperature of 20 DEG C to 30 DEG C or at room temperature. In this embodiment, a cooler 500 for cooling the primary cooled down gas to a temperature of 100 ° C or lower is exemplified. In the process of cooling the primary cooled reduced gas to a temperature of 100 ° C or below and generating it as a cooling gas, the dust in the reducing gas can be completely removed by water as a refrigerant, and the gas cooled to a temperature of 100 ° C or less And may be supplied to a
압축기(gas compressor, 600)는 냉각기(500)와 포집기(300)의 사이를 연결하도록 장착되며, 냉각기(500)로부터 100℃ 이하의 온도로 냉각된 냉각가스를 공급받아 상술한 환원가스 배기관(210) 및 이에 연결되는 포집기(300)로 공급하도록 형성되는 구성부이다. 본 실시 예에서는 압축기(600)의 구성 및 방식을 특별히 한정하지 않으며, 각종 유체를 압축하여 소정의 압력으로 송출 가능한 다양한 구성 및 방식으로 형성될 수 있다.The
압축기(600)의 흡입구(inlet)에는 냉각가스 흡기관(610)이 장착되어 냉각기(500)와 서로 연결될 수 있고, 압축기(600)의 배출구(outlet)에는 냉각가스 배기관(620)이 설치되어 환원가스 배기관(210)과 서로 연결될 수 있다. 압축기(600)의 가동에 의하여 환원가스 배기관(210), 환원가스 유입관(410), 환원가스 배출관(430) 및 냉각가스 흡기관(610)의 내부에 가스의 유동이 형성될 수 있다.A cooling
냉각가스 배기관(620)은 환원가스 배기관(210)의 일측에 연결된다. 냉각가스 배기관(620)을 통과하여 환원가스 배기관(210) 내로 공급되는 냉각가스는 용융로(200)에서 환원가스 배기관(210)으로 배기되는 고온의 환원가스와 혼합되고, 이에 후술하는 포집관(400)으로 공급되는 환원가스의 온도가 소정의 온도로 감소되어 포집관(400)의 열적 부하가 감소되고 이에, 손상이 방지된다.The cooling
유도관(700)은 일측 단부가 원료 처리장치(400)의 환원가스 유입관(410)에 연결되고, 타측 단부가 환원로(100)의 가스 취입부와 연결되어 형성되며, 포집기(300)를 통과한 소정 온도 예컨대 700℃ 내지 850℃의 환원가스를 환원로(100) 내로 공급하는 역할을 한다. 유도관(700)의 내부에는 고온의 환원가스가 통과될 수 있는 통로가 형성되며, 유도관(700)의 일측 단부에는 환원가스의 유량 및 유속을 조절 가능한 제어 밸브(미도시)가 구비될 수 있다.
The
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리방법을 설명한다. 이때, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조설비의 상술한 설명과 중복되는 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.Hereinafter, a raw material processing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. Herein, contents overlapping with the above description of the charcoal manufacturing facility according to the embodiment of the present invention will be briefly described or omitted.
본 발명의 실시 예에 따른 원료 처리방법은 반응조(420) 내에 소석회를 함유하는 원료를 마련하는 과정, 용융로(200) 내에 석탄 및 환원철을 마련하여 용융시키는 과정, 용융로(200)에서 생성되는 환원가스를 반응조(420) 내로 공급하는 과정, 환원가스와 원료를 반응시켜 생석회를 제조하는 과정, 생석회를 제조하는 과정에서 또는 생석회를 제조하는 과정이 완료된 이후에 반응조(420)로부터 배출되는 환원가스 예컨대 생석회의 제조에 사용된 환원가스를 공급받아 냉각시키는 과정을 포함한다.The raw material disposal method according to an embodiment of the present invention includes a process of preparing a raw material containing slaked lime in a
여기서, 반응조(420) 내에 원료를 마련하는 과정과 용융로(200) 내에 석탄 및 환원철을 마련하여 용융시키는 과정이 완료되면, 용융로(200)에서 생성되는 환원가스를 반응조(420) 내로 공급하는 과정을 실시하기 이전에, 다음의 과정을 더 수행할 수 있다. 즉, 환원가스를 반응조 내로 공급하기 전에, 생석회의 제조에 사용된 환원가스 냉각하여 생성되는 냉각가스와 용융로에서 생성되어 배출되는 환원가스를 혼합하여 환원가스의 온도를 저하시키는 과정을 수행할 수 있다. 이어서, 온도가 저하된 상기 환원가스 내에 혼입된 분탄을 포집하여 제거하는 과정을 수행할 수 있다.The process of supplying the reducing gas generated in the
먼저, 반응조(420) 내에 원료 예컨대 소석회 슬러지를 마련한다(S100). 이때, 원료는 건조된 상태일 수 있고, 수분을 포함하고 있는 상태일 수 있다. 원료는 반응조(410)의 외측에 별도로 마련된 저장조(미도시)에 저장되었다가, 반응조(410)로 일정하게 공급될 수 있다.First, a raw material such as slaked lime sludge is provided in the reaction tank 420 (S100). At this time, the raw material may be in a dried state or in a state containing moisture. The raw material may be stored in a reservoir (not shown) provided separately on the outside of the
이어서, 용융로(200) 내에 석탄 및 환원철을 마련하고, 용융시킨다(S200). 상세하게는 다음과 같다. 용융로(200) 내에 구비된 석탄 충진층을 먼저 연소시켜 용융로(200) 내부에서 고온의 환원가스를 생성하고, 생성된 환원가스를 포집기(300), 환원가스 유입관(410) 및 유도관(700)을 순차적으로 통과시켜 환원로(100)로 공급한다. 이때, 포집기(300)를 통과하여 환원가스 유입관(410)으로 유입되는 환원가스의 유량을 100%의 유량으로 봤을 때, 환원로(100)로 공급되는 가스의 유량은 전체 유량의 80%의 유량일 수 있고, 나머지 20%의 유량의 환원가스는 용선 제조설비 내를 순환하며 냉각되어 냉각가스로 사용될 수 있다. 환원로(100)의 내부에는 철광석이 마련되어 있으며, 철광석은 환원가스와 반응하며 환원철로 제조된다. 제조된 환원철은 배출부(110)를 통과하여 용융로(200)로 공급되고, 용융로(200) 내에서 용융되어 용선으로 제조된다.Next, coal and reduced iron are provided in the
다음으로, 용융로(200)에서 생성되는 환원가스를 반응조(420) 내로 공급한다(S300). 이때, 상기의 환원가스를 반응조(420) 내로 공급하는 과정 이전에, 환원가스 내에 혼입된 분탄을 포집하여 제거하는 과정을 실시할 수 있다. 즉, 용융로(200)에서 생성되는 환원가스는 원료 처리장치(400)의 반응조(420)로 공급되기 전에 포집기(300)를 거치며 분탄이 제거된다. 또한, 환원가스 내에 혼입된 분탄을 포집하여 제거하는 과정 이전에, 생석회의 제조에 사용된 환원가스 냉각하여 생성되는 냉각가스와 환원가스를 혼합하여 환원가스의 온도를 소정의 온도로 저하시키는 과정을 실시할 수 있다. 이에 포집기(300)의 열적 손상이 방지될 수 있다.Next, the reducing gas generated in the
여기서, 냉각가스는 용선 제조설비의 내부를 순환하는 가스이다. 즉, 용융로(200)에서 생성되어 포집기(300)와 환원가스 유입관(410)으로 공급되는 환원가스의 일부는 환원로(100)로 공급되고, 나머지는 원료 처리장치(400)와 냉각기(500)와 압축기(600)를 순차적으로 거쳐 냉각된 후 환원가스 배기관(210)으로 공급되고, 이어서 포집기(300)로 유입되며 순환된다.Here, the cooling gas is a gas circulating inside the charcoal manufacturing facility. That is, a part of the reducing gas generated in the
상술한 바에 의하여, 용융로(200)에서 생성되는 고온 예컨대 1000℃ 이상의 환원가스는 100℃ 이하의 냉각가스와 혼합되어 소정의 온도 예컨대 700℃ 내지 850℃로 온도가 제어된 후 반응조(420)로 공급될 수 있다.The reducing gas at a high temperature, for example, 1000 ° C or higher, produced in the
이어서, 반응조(420) 내로 공급된 환원가스와 소석회 슬러지를 반응시켜 생석회로 제조한다(S400). 즉, 반응조(420)내로 소정 온도 예컨대 700℃ 내지 850℃로 온도가 제어된 환원가스를 공급하여 반응조(420)내의 분위기 온도를 예컨대 700℃ 내지 850℃로 형성하면, 이에, 반응조(420) 내에 공급된 소석회 슬러지로부터 수산화기(OH)가 분해되며 생석회로 제조된다. 이때, 환원가스는 500℃ 이하의 온도로 1차 냉각될 수 있다.Subsequently, the reducing gas supplied into the
다음으로, 반응조(420)를 통과하며 생석회의 제조에 사용된 환원가스를 냉각기(500)를 통과시키며 상온으로 2차 냉각시킨다(S500). 냉각기(500)를 통과하며 상온으로 냉각되어 형성되는 냉각가스는 압축기(600)에 의하여 이송되어 환원가스 배기관(210) 내의 고온의 환원가스와 혼합되며 순환된다.
Next, the reducing gas used in the production of the quicklime after passing through the
본 발명의 실시 예에서는 파이넥스(FINEX), 코렉스(COREX) 공법으로 용선을 제조하는 용선 제조설비에 적용되는 원료 처리방법 및 원료 처리장치에 의하여, 상술한 바와 같이, 용선 제조설비에서 폐기되는 열을 공급받아 원료로부터 생석회를 제조하여, 용선 제조설비의 열 효율 및 생석회의 생산성을 향상시킬 수 있다.
In the embodiment of the present invention, the raw material disposal method and the raw material disposal apparatus applied to the molten iron manufacturing facility for producing molten iron using FINEX, COREX, It is possible to improve the heat efficiency and the productivity of quicklime of the charcoal manufacturing facility by preparing quicklime from the raw materials supplied.
본 발명의 상기 실시 예는 용선 제조설비의 경우가 예시되었으나, 이 외에도 다양한 처리물을 처리하는 설비의 폐열을 이용하여 각종 원료를 처리하는 공정에도 적용될 수 있다. 한편, 본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이며, 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the above embodiment of the present invention is applied to the case of a charcoal manufacturing facility, the present invention can be applied to a process of processing various raw materials using waste heat of a facility for processing various processed products. It should be noted, however, that the above-described embodiments of the present invention are for the purpose of explanation of the present invention and not for the purpose of limitation. It is to be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
100: 환원로 200: 용융로
300: 포집기 400: 원료 처리장치
420: 반응조 500: 냉각기
600: 압축기 700: 유도관100: Reduction furnace 200: Melting furnace
300: collector 400: raw material processing device
420: Reactor 500: Cooler
600: compressor 700: induction pipe
Claims (7)
용융로 내에 석탄 및 환원철을 마련하여 용융시키는 과정;
상기 용융로에서 생성되는 환원가스를 상기 반응조 내로 공급하는 과정;
상기 환원가스와 상기 원료를 반응시켜 생석회를 제조하는 과정; 및
상기 생석회의 제조 이후 상기 반응조로부터 배출되는 환원가스를 공급받아 냉각시키는 과정;을 포함하는 원료 처리방법.
Preparing a raw material containing slaked lime in a reaction tank;
A process in which coal and reduced iron are prepared and melted in a melting furnace;
Supplying a reducing gas generated in the melting furnace into the reaction tank;
Reacting the reducing gas with the raw material to produce quicklime; And
And a reducing gas discharged from the reaction tank after the production of the quicklime is supplied and cooled.
상기 환원가스를 상기 반응조 내로 공급하는 과정 이전에,
상기 생석회의 제조에 사용된 환원가스 냉각하여 생성되는 냉각가스와 상기 용융로에서 배출되는 상기 환원가스를 혼합하여 상기 환원가스의 온도를 저하시키는 과정; 및
온도가 저하된 상기 환원가스 내에 혼입된 분탄을 포집하여 제거하는 과정;을 수행하는 원료 처리방법.
The method according to claim 1,
Before the process of supplying the reducing gas into the reaction vessel,
Reducing the temperature of the reducing gas by mixing the cooling gas generated by cooling the reducing gas used in the quicklime and the reducing gas discharged from the melting furnace; And
And collecting and removing the coal blended in the reducing gas whose temperature has been lowered.
상기 반응조로 공급되는 환원가스의 온도는 700℃ 내지 850℃이고,
상기 반응조로부터 배출되는 환원가스의 온도는 500℃ 이하이며,
상기 냉각가스의 온도는 100℃ 이하인 원료 처리방법.
The method of claim 2,
The temperature of the reducing gas supplied to the reaction tank is 700 ° C to 850 ° C,
The temperature of the reducing gas discharged from the reaction tank is 500 DEG C or lower,
Wherein the temperature of the cooling gas is 100 DEG C or lower.
소석회를 함유하는 원료가 수용되는 공간을 내부에 구비하고, 상기 환원가스 유입관과 연결되는 반응조; 및
상기 반응조와 연결되는 환원가스 배출관;을 포함하고,
상기 용융로는 석탄 및 환원철을 공급받아 용선 및 환원가스를 생성하는 원료 처리장치.
A reducing gas inlet pipe connected to the melting furnace;
A reaction tank having therein a space for containing a raw material containing slaked lime and connected to the reducing gas inlet pipe; And
And a reducing gas discharge pipe connected to the reaction tank,
Wherein the molten furnace is supplied with coal and reduced iron to generate molten iron and a reducing gas.
상기 용융로에 연결되는 환원가스 유입관, 상기 환원가스 유입관과 연결되는 반응조 및 상기 반응조와 연결되는 환원가스 배출관을 구비하는 원료 처리장치;
상기 용융로와 상기 환원가스 유입관의 사이를 연결하도록 설치되어 분진을 포집하는 포집기;
상기 환원가스 배출관과 연결되어 상기 반응조로부터 배출되는 환원가스를 냉각하는 냉각기; 및
상기 냉각기와 상기 포집기의 사이를 연결하도록 장착되어 상기 포집기로 냉각가스를 공급하는 압축기;를 포함하며,
상기 반응조는 소석회를 함유하는 원료가 수용되는 공간을 내부에 구비하는 용선 제조설비.
A melting furnace for melting the reduced iron to produce a molten iron and a reducing gas;
A raw material processing apparatus including a reducing gas inlet pipe connected to the melting furnace, a reaction tank connected to the reducing gas inlet pipe, and a reducing gas discharge pipe connected to the reaction tank;
A collecting device installed to connect between the melting furnace and the reducing gas inlet pipe to collect dust;
A cooler connected to the reducing gas discharge pipe to cool the reducing gas discharged from the reaction tank; And
And a compressor mounted to connect between the cooler and the collecting device to supply the cooling gas to the collecting device,
Wherein the reaction tank has a space therein for containing a raw material containing slaked lime.
일단이 상기 환원가스 유입관의 일측에 연결되는 유도관; 및
상기 유도관의 타단에 연결되며, 상기 환원가스를 공급받아 환원철을 제조하는 환원로;를 포함하는 용선 제조설비.
The method of claim 5,
An induction pipe whose one end is connected to one side of the reducing gas inflow pipe; And
And a reducing furnace connected to the other end of the induction pipe and supplied with the reducing gas to produce reduced iron.
상기 포집기는 사이클론을 포함하고,
상기 냉각기는 습식 스크러버를 포함하는 용선 제조설비.
The method of claim 6,
The collector includes a cyclone,
Wherein the cooler comprises a wet scrubber.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|---|
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-
2014
- 2014-11-28 KR KR1020140168302A patent/KR101534128B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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