KR101664828B1 - Apparatus and method for manufacturing directed reduced irons and apparatus and method for manufacturing molten irons using the same - Google Patents
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Abstract
일반탄 및 분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로에서 환원과정 중인 고온의 분광과 분진을 덤핑시 건식 냉각하여 환원철을 재활용하는 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 장치는 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로, ⅱ) 환원로와 연결되고, 환원로에서 배출되는 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및 ⅲ) 건식 저장조와 연결되어 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기를 포함한다.Provided is a reduced iron manufacturing apparatus and method for reusing reduced iron by dry cooling when high temperature spectroscopy and dust are being dumped during a reducing process in a reduction furnace, and a device and a method for manufacturing molten iron using the same. The apparatus for producing reduced iron according to one embodiment of the present invention comprises: i) at least one reducing furnace for producing reduced iron by reducing iron ore; ii) a dry storage tank connected to the reducing furnace for cooling and storing the iron ores discharged from the reducing furnace; Iii) a water collecting device connected to the dry storage tank for wet-dusting the dust discharged from the dry storage tank.
분광, 용철, 제조, 건식, 냉각 Spectroscopy, molten iron, manufacturing, dry, cooling
Description
본 발명은 일반탄 및 분광을 이용한 용철 제조 공정에서 고온의 분광과 분진을 덤핑(dumping)시 분광과 분진을 건식 냉각하는 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reduced iron manufacturing apparatus and method for dry-cooling spectroscopy and dust during dumping of high-temperature spectroscopy and dust in a molten iron manufacturing process using general charcoal and spectroscopy, and to an apparatus and method for manufacturing molten iron using the same.
일반적으로 용철생산설비의 대종을 이루고 있는 고로법은 그 반응기 특성상 일정 수준이상의 강도를 보유하고 있다. 그리고 노 내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보유한 원료를 요구한다. 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로써는 특정 원료탄을 가공 처리한 코크스(coke)에 의존하고 있다. 철원으로서는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다.Generally, the blast furnace method, which is a type of molten iron production facility, has a certain level of strength over the characteristics of the reactor. And a raw material having a particle size capable of ensuring ventilation in the furnace. The carbon source used as fuel and reductant depends on the coke treated with the specific cokes. As the iron source, it mainly relies on the sintered ores which have undergone a series of agglomeration processes.
이에 따라 현행 고로법은 코크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료 예비처리 설비가 반드시 수반되고 있다. 그런데, 상기한 부대설비 구축에 필요한 제비용 및 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염물질에 대한 전세계적인 규제를 극복하기 위한 막대한 환경오염방지설비에 대한 막대한 투자 비용 등에 의해 현행 고로법의 경 쟁력은 급속히 잠식되고 있는 상황이다. As a result, the existing blast furnace process is accompanied by a raw material pre-treatment equipment such as coke making equipment and sintering equipment. However, the competitiveness of the current blast furnace law is rapidly eroding due to the huge investment cost required for constructing the above-mentioned auxiliary facilities, and enormous investment costs for the enormous environmental pollution prevention equipment to overcome the global regulations on the environmental pollutants generated in the auxiliary facilities. .
상기와 같은 상황에 대처하기 위하여 세계 각국은 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하며, 철원으로서는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하고 있는 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 신제선 공정을 개발하고 있다.In order to cope with the above situation, countries around the world use general coal directly as a fuel and reducing agent, and develop new process to manufacture molten iron by directly using spectroscopy which occupies more than 80% have.
일반탄 및 분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로에서 환원과정 중인 고온의 분광과 분진을 덤핑시 건식 냉각하여 환원철을 재활용하는 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법을 제공한다.Provided is a reduced iron manufacturing apparatus and method for reusing reduced iron by dry cooling when high temperature spectroscopy and dust are being dumped during a reducing process in a reduction furnace, and a device and a method for manufacturing molten iron using the same.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 장치는 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로, ⅱ) 환원로와 연결되고, 환원로에서 배출되는 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및 ⅲ) 건식 저장조와 연결되어 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기를 포함한다.The apparatus for producing reduced iron according to one embodiment of the present invention comprises: i) at least one reducing furnace for producing reduced iron by reducing iron ore; ii) a dry storage tank connected to the reducing furnace for cooling and storing the iron ores discharged from the reducing furnace; Iii) a water collecting device connected to the dry storage tank for wet-dusting the dust discharged from the dry storage tank.
건식 저장조는 그 내부에 설치된 내부 싸이클론을 포함하며, 내부 싸이클론은 철광석으로부터 분진을 분리할 수 있으며, 건식 저장조에는 분진과 분리된 철광석을 외부로 배출하는 배출구가 형성될 수 있다. 배출구를 통해 배출되는 철광석의 온도는 130도 이하로 설정될 수 있다.The dry storage tank includes an inner cyclone installed therein. The inner cyclone can separate dust from iron ore. In the dry storage tank, an outlet for discharging iron ores separated from dust can be formed. The temperature of the iron ores discharged through the outlet may be set to 130 degrees or less.
건식 저장조와 수집진기 사이에 위치하고, 건식 저장조로부터 배출된 분진을 필터링하여 건식 저장조로 리턴시키는 외부 싸이클론을 더 포함할 수 있다. 건식 저장조와 수집진기 사이에 위치하고, 외부 싸이클론으부터 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절하는 제어 밸브를 더 포함할 수 있다. 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력은 0.1bar~1.5bar의 범위로 조절될 수 있다.And an external cyclone located between the dry storage tank and the water collection tank, for filtering and returning the dust discharged from the dry storage tank to the dry storage tank. The control valve may further include a control valve disposed between the dry storage tank and the water collecting unit, for controlling the transfer pressure of the dust discharged from the external cyclone to the water collecting unit. The transfer pressure of the dust discharged to the dust collector can be adjusted in the range of 0.1 bar to 1.5 bar.
건식 저장조는 그 내부로 냉각 가스를 공급하여 철광석을 냉각시키는 가스 공급관을 포함할 수 있다. 수집진기는 환원로로부터 배출되는 배가스를 습식 제진할 수 있다. 환원로는 유동층형 환원로일 수 있다. 이러한 경우, 하나 이상의 환원로는 복수의 환원로들을 포함할 수 있다. 또한, 환원로는 충전층형 환원로일 수 있다.The dry storage tank may include a gas supply pipe for cooling the iron ores by supplying a cooling gas into the inside thereof. The water collector can wet-dust the exhaust gas discharged from the reduction furnace. The reducing furnace may be a fluidized-bed reduction furnace. In this case, the at least one reducing furnace may include a plurality of reducing furnaces. The reducing furnace may be a packed-bed reduction furnace.
본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 장치는 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로, ⅱ) 환원로와 연결되고, 환원철을 공급받아 환원철을 용융시켜 용철을 제조하는 용융가스화로, ⅲ) 환원로와 연결되고, 환원로에서 배출되는 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및 ⅳ) 건식 저장조와 연결되어 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기를 포함한다.The apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention comprises: i) at least one reducing furnace for producing reduced iron by reducing iron ore; ii) a melter- gasifier connected to the reducing furnace, for melting molten reduced iron by supplying reduced iron, Iii) a dry storage tank connected to the reduction furnace for cooling and storing the iron ores discharged from the reduction furnace, and iv) a water and dust collector connected to the dry storage tank for wet-damping the dust discharged from the dry storage tank.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철로 제조하는 하나 이상의 환원로에서 철광석을 배출하는 단계, ⅱ) 배출된 철광석을 환원로와 연결된 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계, 및 ⅲ) 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 건식 저장조와 연결된 수집진기에서 습식 제진하는 단계를 포함한다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a method for producing reduced iron, comprising the steps of: i) discharging iron ores from one or more reduction furnaces that are made of reduced iron by reducing iron ore, ii) cooling and storing the discharged iron ores in a dry storage tank connected to the reduction furnace And iii) wet-dusting the dust discharged from the dry storage tank in a water collector connected to the dry storage tank.
철광석을 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계에서, 건식 저장조에 냉각 가스를 공급하여 철광석을 냉각시킬 수 있다. 냉각 가스는 비환원성 가스로 이루어질 수 있으며, 비환원성 가스는 질소 가스로 이루어질 수 있다. 냉각 가스의 건식 저장조로의 유입량은 건식 저장조에 유입되는 철광석의 양에 따라 제어될 수 있다. 건식 저장조 내부에서 철광석으로부터 분진을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the step of cooling and storing the iron ore in the dry storage tank, it is possible to cool the iron ore by supplying a cooling gas to the dry storage tank. The cooling gas may be composed of a non-reducing gas, and the non-reducing gas may be composed of nitrogen gas. The inflow amount of the cooling gas into the dry storage tank can be controlled according to the amount of iron ore flowing into the dry storage tank. And separating the dust from the iron ores in the dry storage tank.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 건식 저장조로부터 배출되 는 분진을 수집진기에 공급하기 전에 분진을 필터링하여 건식 저장조로 리턴시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The reduced iron manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include filtering dust before returning the dust discharged from the dry storage tank to the dust collector, and returning the dust to the dry storage tank.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.The reduced iron manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include adjusting a transfer pressure of dust discharged to the dust collector.
본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 수집진기가 환원로로부터 배출되는 배가스를 습식 제진하는 단계를 더 포함할 수 있다.The reduced iron manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include a step of wet-damping the exhaust gas discharged from the reduction reactor by the water collector.
철광석은 환원로 내부에서 유동되면서 환원철로 변환될 수 있다. 하나 이상의 환원로는 상호 연결된 복수의 환원로들을 포함하고, 철광석은 복수의 환원로들을 순차적으로 통과되면서 환원될 수 있다. 철광석은 환원로 내부에 충전된 상태에서 환원철로 변환될 수 있다. 철광석은 환원로의 기동, 정지 또는 이상시 배출될 수 있다.Iron ore can be converted into reduced iron by flowing in the reducing furnace. The at least one reducing furnace includes a plurality of mutually connected reducing furnaces, and the iron ores can be reduced while sequentially passing through the plurality of reducing furnaces. Iron ore can be converted into reduced iron in a state of being filled in the reducing furnace. Iron ore may be discharged when the reduction furnace is started, stopped or abnormal.
본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 방법은 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철로 제조하는 하나 이상의 환원로에서 철광석을 배출하는 단계, ⅱ) 환원로와 연결된 용융가스화로가 환원철을 공급받아 환원철을 용융시켜 용철을 제조하는 단계, ⅲ) 배출된 철광석을 환원로와 연결된 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계, 및 ⅳ) 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 건식 저장조와 연결된 수집진기에서 습식 제진하는 단계를 포함할 수 있다.The method of manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: i) discharging iron ores from one or more reduction furnaces which are made of reduced iron by reducing iron ore, ii) supplying the reduced iron to the melter- , Iii) cooling and storing the discharged iron ore in a dry storage tank connected to the reduction furnace, and iv) wet-dusting the dust discharged from the dry storage tank in a water collector connected to the dry storage tank .
환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법은 고온으로 환원되는 분광과 가스를 공정수를 이용하지 않고 건식 분리 및 냉각하여 분리된 분광 및 가스를 재활용 할 수 있다.The apparatus and method for manufacturing reduced iron and the apparatus and method for manufacturing molten iron using the same can dry and separate the spectra and gas reduced to high temperature without using the process water and can separate the separated spectra and gas.
또한, 고온 환원되는 분광의 냉각시 자연냉각 및 비환원성 가스(질소 또는 공정가스)를 이용하여 건식 냉각 설비를 구성함으로써 기존 수처리 설비의 구성에 비해 단순화 및 용량 절감의 효과가 있다.In addition, when cooling the spectra to be cooled at a high temperature, it is possible to simplify and reduce the capacity compared to the existing water treatment facility by constructing a dry cooling facility using natural cooling and non-reducing gas (nitrogen or process gas).
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described below. In the specification and drawings, the same reference numerals denote the same elements.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원철 제조 장치(100)를 나타낸다.Fig. 1 shows a reduced
도 1을 참조하면, 환원철 제조 장치(100)는 환원로(10), 건식 저장조(20, bin), 제어 밸브(30), 가스 공급관(40)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a reduced
환원로(10)는 철광석을 환원하여 환원철을 제조하며, 하나 이상 설치될 수 있다. 여기서, 철광석은 분광을 포함하는 용어로 사용되며, 별도로 특정하지 않는 경우 철광석은 분광으로 해석할 수 있다. 환원로(10)는 유동층형 환원로로 이루어지며, 하나 이상의 환원로는 복수의 환원로들로 이루어질 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 환원로(10)는 3개로 이루어질 수 있다. 환원로(10)의 수량은 필요에 따라 1개 또는 4개의 환원로로 이루어질 수 있다. The
건식 저장조(20)는 철광석을 환원하는 복수단의 환원로(10)에서 덤핑 배 관(12)을 통해 배출되는 철광석과 분진을 냉각 및 저장한다. 건식 저장조(20)의 내측에는 내부 싸이클론(22, cyclone)이 구비되며, 내부 싸이클론(22)은 내부로 유입되는 분광과 분진을 분리하는 기능을 한다.The
건식 저장조(20)에서 분리된 분진은 수집진기(14)로 공급되도록 연결되고, 건식 저장조(20)에서 분리된 분광은 광석 배출기(16)로 공급된다. 수집진기(14)는 환원로(10) 배가스 냉각장치이며, 환원로(10)로부터 배출되는 배가스를 습식 제진할 수 있다. 광석 배출기(16)는 건식 저장조(20)의 하부에 장착된 스크류 피더(screw feeder) 또는 로타리 피더(rotary feeder)를 포함한다. 건식 저장조(20)에는 분진과 분리된 철광석을 외부로 배출하는 배출구(25)가 형성될 수 있다. 여기서, 배출구(25)를 통해 배출되는 철광석의 온도는 130도 이하로 설정될 수 있다. 필요한 경우, 배출되는 철광석의 온도를 130도를 초과하는 온도로 설정할 수도 있으나, 130도 이상의 온도에서는 폭발 위험이 더 커지기 때문에 온도 설정에 주의해야 한다. 따라서, 철광석의 배출온도에 대한 상한값은 이러한 배출시의 폭발 위험을 해소할 수 있는 정도의 온도로 설정하는 것이 필요하다. 참고로, 배출되는 철광석의 온도에 대한 하한값은 별도로 한정하지 않는다. 130도 이하의 온도에서는 철광석이 배출되는데 특별한 문제가 없으므로 배출되는 철광석의 하한 온도값은 의미없다.The dust separated in the
제어 밸브(30)는 내부 싸이클론(22)의 일측과 수집진기(14)를 연결하는 가스도관의 라인 상에 구비된다. 제어 밸브(30)는 외력에 따라 개폐되어 내부 싸이클론(22)으로부터 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절한다. 여기서, 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력은 0.1bar~1.5bar의 범위로 설정될 수 있다. 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력을 0.1bar~1.5bar의 범위로 조절하는 이유는 이송 압력 제어를 통해 분진을 일정한 용량으로 배출, 처리하기 위한 것이다. 그리고 이송 압력이 1.5bar 보다 더 커지면 분진 이송중에 고압에 의한 관의 폭발위험이 있다. 한편, 이송 압력의 하한값은 0.1bar로 설정할 수 있는데, 0.1bar 이하에서는 분진의 이송이 불가하기 때문이다. 0.1bar의 압력과 같이 낮은 이송 압력에서는 분진이 관에 부착되는 현상이 심화되어 관의 통기성 저하 문제가 발생한다. 따라서, 이송 압력의 하한값은 이러한 관의 통기성 저하를 해소할 수 있는 정도의 압력으로 설정할 수 있다.The
가스 공급관(40)은 건식 저장조(20)의 일측에 연결된다. 가스 공급관(40)은 건식 저장조(20) 내부로 유입되는 냉각 가스의 흐름을 안내한다. 냉각 가스는 비환원성 가스로 이루어질 수 있으며, 질소 가스 또는 공정 가스로 이루어질 수 있다.The
건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스의 유입량은 건식 저장조(20)의 전단과 후단의 압력차(ΔP)에 따라 조절될 수 있다. 건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스는 내부 싸이클론(22)에 의해 분리된다. 분리된 가스는 수집진기(14)에 연결되어 냉각 처리되고, 분리된 분광은 건식 저장조(20)에서 조업 중 서서히 공냉되거나 가스 공급관(40)을 통해 건식 저장조(20)로 유입되는 냉각 가스로 강제 냉각된다.The inflow amount of the spectroscopic and gas flowing into the
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원철 제조 장치(200)를 나타낸다. 도 2의 환원철 제조 장치(200)는 도 1의 환원철 제조 장치(100)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하며 그 상세한 설명은 생략한다.2 shows a reduced
도 2를 참조하면, 환원철 제조 장치(200)는 제1 실시예에서 외부 싸이클론(26)을 더 포함한다.Referring to FIG. 2, the reduced
외부 싸이클론(26)은 건식 저장조(20)의 일측과 수집진기(14) 사이에서 가스도관과 포집광 재장입관으로 각각 연결된다. 외부 싸이클론(26)은 내부로 유입되는 분광과 분진을 분리한다.The
이 경우, 제어 밸브(30)는 외부 싸이클론(26)의 일측과 수집진기(14)를 연결하는 가스도관의 라인 상에 구비된다. 제어 밸브(30)는 외력에 따라 개폐되어 외부 싸이클론(26)으로부터 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절한다. In this case, the
그리고 건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스는 내부 싸이클론(22)과 외부 싸이클론(26)에 의해 분리된다. 따라서, 건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스의 분리 효율을 더 높일 수 있다.And the spectrums and the gas flowing into the
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원철 제조 장치(300)를 도시한 도면이다. 도 3은 도 1의 환원철 제조 장치(100)에서 환원로(10)를 충전층형 환원로(18)로 대체한 것이며, 다른 부분은 동일하게 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 그 자세한 설명은 생략한다. FIG. 3 is a view showing a reduced
충전층형 환원로(18)에서 철광석은 충전층형 환원로(18) 내부에 충전된 상태에서 환원철로 변환될 수 있다. 철광석은 충전층형 환원로(18)의 기동, 정지 또는 이상시 배출될 수 있다.In the packed-bed reduction reactor (18), iron ore can be converted into reduced iron in a state filled in the packed-bed reduction reactor (18). Iron ore can be discharged when the packed-
도 4는 도 1의 환원철 제조 장치(100)를 포함하는 용철 제조 장치(400)를 도 시한 도면이다.FIG. 4 is a view showing a molten
용철 제조 장치(400)는 도 1의 환원철 제조 장치(100) 및 용융가스화로(42)를 포함한다. 용융가스화로(42)는 환원된 철광석(환원철)과 일반탄(괴탄, 성형탄)을 공급받아 용융시켜 용철을 제조한다.The molten
용철 제조 장치(400)는 환원로(10), 분철 저장 장치(20), 괴성체 제조 장치, 용융 가스화로(42) 및 환원 가스 공급관(52)을 포함한다. 또한, 용철 제조 장치는 괴성체 제조 장치(50)와 용융 가스화로(42) 사이에 연결된 고온 균배압 장치(60)를 더 포함할 수 있다. 이외에 용철 제조 장치(400)는 용철 제조에 필요한 기타 여러 가지 장치를 더 포함할 수도 있다.The molten
환원로(10)는 그 내부에 유동층이 형성되며, 유동층의 분광 등을 환원하도록 순차적으로 연결되어 있다. 각 환원로(10)는 용융 가스화로(42)의 석탄 충전층으로부터 배출된 환원 가스를 환원 가스 공급관(52)을 통하여 공급받는다.The reducing
괴성체 제조 장치(50)는 통기성 확보 및 비산 방지를 위하여 환원체를 괴성화한다. 괴성체 제조 장치(50)는 장입 호퍼(hopper, 32), 한 쌍의 롤(34), 파쇄기(36), 그리고 괴성체 저장조(38)를 포함한다. 이외에, 괴성체 제조 장치는 필요에 따라 기타 다른 장치를 포함할 수 있다.The compacted
장입 호퍼(32)는 분철 저장 장치(20)에서 공급된 분철을 저장하며, 한 쌍의 롤(34)은 환원체를 압착하여 괴성화된 환원체로 제조한다. 파쇄기(36)는 괴성화된 환원체를 적당한 크기로 파쇄하고, 괴성체 저장조(38)는 파쇄한 환원체를 임시 저장한다.The
고온 균배압 장치(60)는 괴성체 제조 장치 및 용융 가스화로(42) 사이에 위치한다. 고온 균배압 장치(60)는 압력 조절을 위하여 용융 가스화로(42) 상부에 설치된다. 용융 가스화로(42)의 내부는 고압이므로, 고온 균배압 장치(60)가 압력을 균일하게 조절하여 파쇄한 괴성체를 용융 가스화로(42)에 쉽게 장입하도록 한다.The high-temperature microbial cell pressure-regulating device (60) is located between the compacting material manufacturing apparatus and the melter-gasifier (42). The high-
용융 가스화로(42)에는 괴탄 또는 미분탄을 성형한 성형탄을 공급하여 석탄 충전층을 형성한다. 용융 가스화로(42)에 투입한 괴탄 또는 성형탄은 석탄 충전층 상부에서의 열분해 반응과 하부에서의 산소에 의한 연소 반응에 의하여 가스화된다.In the melting and gasifying furnace (42), coal briquettes formed by molding algae or pulverized coal are supplied to form a coal packed bed. The coal or the coal injected into the melter-
가스화 반응에 의하여 용융 가스화로(42)에서 발생하는 고온 환원 가스는 최종 환원로의 후단에 연결되는 환원 가스 공급관(52)을 통하여 환원로(10)로 차례로 공급되어 환원제 및 유동화 가스로 이용된다.The high-temperature reducing gas generated in the melter-
한편, 용철 제조 공정에서 복수의 환원로(10)에 장입된 분광은 각 환원로(10)를 거치면서 환원 가스와 접촉하여 환원반응이 일어난다. 이러한 과정에서 최종 환원된 분광은 괴상화 장치로 이송되어 성형과정을 통해 용철 제조 공정에 공급된다. On the other hand, in the molten steel manufacturing process, the spectral charges charged into the plurality of reducing
이러한 용철 제조 공정에서 환원로(10)의 운전 중단시 또는 운전중 공정/설비 이상시 환원로(10)에 장입된 고온의 환원 분광을 외부로 배출한다. In this molten iron manufacturing process, the high-temperature reduced spectroscopy charged to the reducing
여기서, 건식 냉각 방식을 사용하지 않고 습식 냉각 방식을 사용하는 경우를 설명한다. 환원 분광의 배출시 분광과 고온의 환원 가스 분리 및 냉각을 위하여 공정수(process water)를 이용하여 냉각하는 습식 냉각 방식을 이용할 수 있다. 이러 한 습식 냉각 방식은 냉각 중 공정수와 접촉하여 발생된 증기(steam) 및 환원 가스의 압력을 조절하는 밸브를 이용하여 공정가스 배관에 취합되며, 발전소로 공급되거나 연소된다. 냉각에 사용된 공정수와 환원 분광은 혼합된 상태로 수처리 설비에서 공정수와 슬러지(sludge)로 분리된다. 공정수와 슬러지 분리과정은 환원로의 덤핑(dumping, 비우기) 작업시에만 가동이 필요하다. 이러한 습식 냉각 방식의 경우, 가동율은 3% 미만으로 매우 적으나 공정수로 냉각 처리시 설비구성 및 처리과정이 복잡하며, 이로 인해 전체 수처리 설비용량이 증대하는 문제가 있다.Here, the case of using the wet cooling method without using the dry cooling method will be described. A wet cooling method in which process water is used for separation and cooling of the spectroscopic and high-temperature reducing gas upon discharge of the reducing spectroscopy can be used. These wet cooling methods are combined with process gas piping using valves that control the pressure of steam and reducing gas generated in contact with the process water during cooling and are supplied to the power plant or burned. The process water used for cooling and the reducing spectra are mixed and separated into process water and sludge in the water treatment facility. The process water and the sludge separation process need to be operated only during the dumping (dumping) operation of the reducing furnace. In the case of such a wet cooling method, the operation rate is very small, less than 3%, but the equipment construction and processing are complicated when the cooling process is carried out with the process water, thereby increasing the capacity of the entire water treatment facility.
본 발명의 실시예는 미분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로(10)에서 환원과정 중인 고온의 분광을 덤핑시 건식 저장조(20)를 이용하여 환원철을 재활용하는 장치 및 방법을 개시한다. An embodiment of the present invention discloses an apparatus and a method for recycling a reduced iron using a dry-type storage tank (20) when dumping high-temperature spectroscopy during a reduction process in a reducing furnace (10) in a molten iron manufacturing process using micro-spectroscopy.
고온의 환원 분광 덤핑시 기존의 공정수를 이용한 수처리 설비를 대체하여 건식 냉각 처리한다. 따라서, 환원 분광의 재활용이 가능하며 별도의 수처리 설비 구성이 필요없다. 또한, 덤핑시 배출된 환원가스도 전량 재활용이 가능하다.In case of high-temperature reduction spectroscopy dumping, the water treatment facility using existing process water is replaced with dry cooling treatment. Therefore, the reduction spectroscopy can be recycled and no separate water treatment facility is required. In addition, all of the exhausted reducing gas can be recycled during dumping.
미분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로(10)에서 철광석을 환원하여 환원철로 제조하는데, 하나 이상의 환원로(10)에서 철광석을 배출한다. 예를 들어, 조업중단 및 설비 이상시 환원로(10)의 덤핑(dumping) 작업을 수행하는 경우 철광석이 배출되는 것을 가정한다.The iron ores are reduced in the reducing furnace (10) to produce reduced iron in the manufacturing process of the molten iron using the non-spectroscopy, and the iron ores are discharged from the at least one reducing furnace (10). For example, it is assumed that iron ore is discharged when dumping operation of the
환원로(10)의 덤핑시 환원로(10)로부터 고온의 환원 분광과 환원 가스가 혼합되어 건식 저장조(20)에 유입된다. 이때, 환원로(10)로부터 배출된 철광석은 환원로(10)와 연결된 건식 저장조(20)에서 냉각 및 저장된다. 이후, 환원 가스와 분 광은 내부 싸이클론(22)과 외부 싸이클론(26)을 각각 거치면서 단계적으로 분리된다. 내부 싸이클론(22)과 외부 싸이클론(26)을 통과하면서 단계적으로 분리된 고온의 환원 가스는 수집진기(14)로 공급된다. 수집진기(14)는 환원로(10)로부터 배출되는 배가스와 건식 저장조(20)로부터 공급되는 환원 가스를 습식 제진한다. 이러한 과정을 통해 고온의 직접 환원철을 건식 저장조(20)를 이용하여 분광으로 환원하고, 환원 가스는 건식 저장조(20)와 연결된 수집진기(14)에서 습식 제진한다.At the dumping of the reducing
한편, 고온의 분광은 환원로(10)와 건식 저장조(20)의 압력차이에 의하여 배출된다. 고온의 분광을 일정한 이송 압력으로 배출 및 처리하기 위해 제어 밸브(30)를 설치한다. 제어 밸브(30)가 설치됨에 따라 일정한 압력차(1bar/g 미만)를 유지한 상태에서 고온의 분광을 일정하게 배출 및 처리할 수 있다. 환원로(10)의 덤핑 작업시 선택된 차단밸브가 열리면 고온의 환원 분광과 환원 가스가 혼합되어 건식 저장조(20)에 유입된다. 여기서, 건식 저장조(20) 내부로 유입되는 환원 분광과 환원 가스량은 제어 밸브(30)를 통해 건식 저장조(20)의 전단과 후단의 압력차를 이용하여 조절된다. On the other hand, the high-temperature spectroscopy is discharged by the pressure difference between the reducing furnace (10) and the dry storage tank (20). A control valve (30) is installed to discharge and treat the high-temperature spectroscopy at a constant transfer pressure. As the
한편, 환원철 제조 방법은 철광석을 건식 저장조(20)에서 냉각 및 저장하는 과정에서, 건식 저장조(20)에 냉각 가스를 공급하여 철광석을 냉각시킬 수 있다. 환원로(10)를 통해 분리된 고온의 환원 분광은 건식 저장조(20)에서 조업중 서서히 자연냉각된다. 조업상황에 따라 신속히 냉각 및 배출이 필요한 경우에는 비환원성 가스인 질소 가스 또는 공정 가스에 의해 강제 냉각할 수 있다. Meanwhile, in the reduced iron manufacturing method, iron ores can be cooled by supplying a cooling gas to the
본 발명의 실시예에 따른 냉각 가스는 비환원성 가스로 이루어질 수 있으며, 비환원성 가스는 질소 가스로 이루어질 수 있다. 냉각 가스의 건식 저장조(20)로의 유입량은 건식 저장조(20)에 유입되는 철광석의 양에 따라 제어될 수 있다.The cooling gas according to the embodiment of the present invention may be made of a non-reducing gas, and the non-reducing gas may be made of nitrogen gas. The flow rate of the cooling gas into the
환원 분광이 130도 이하로 냉각되면 하부에 장착된 광석 배출기(16)인 스크류 피더(screw feeder) 또는 로타리 피더(rotary feeder)에 의해 외부로 배출된다. 외부로 배출되는 광석은 재활용된다. 필요에 따라 환원로(10)에 바로 기송 공급하거나 괴상화하여 용철 제조 공정에 활용할 수 있다. When the reduced spectroscopy is cooled to 130 ° C or lower, it is discharged to the outside by a screw feeder or a rotary feeder, which is an
그리고 공정수를 사용하는 습식 냉각 설비가 불필요하다. 예를 들어, 환원철 제조 공정에서 설비 가동 중단 및 이상 발생의 경우 가동되는 덤핑 작업에 소요되는 수처리 설비가 필요없다. 이러한 이유로, 본 발명의 실시예에 따른 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법은 환원된 분광을 손실없이 재활용하여 환경개선, 자원재활용 및 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.And a wet cooling facility using process water is unnecessary. For example, there is no need for a water treatment facility for dumping operations in case of facility shutdown and abnormalities in reduced iron manufacturing process. For this reason, the apparatus and method for manufacturing reduced iron according to the embodiment of the present invention and the apparatus and method for manufacturing molten iron using the same can recycle the reduced spectra without loss, thereby improving the environment, recycling resources, and reducing energy consumption.
상기에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.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, It is natural to belong to the scope.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원철 제조 장치에서 환원로와 건식 저장조 및 수집진기의 연결관계를 도시한 도면이다.1 is a view showing a connection relationship between a reduction furnace, a dry storage tank, and a water collecting device in a reduced iron manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원철 제조 장치로 제1 실시예에서 외부 싸이클론을 더 포함한 도면이다.2 is an apparatus for manufacturing reduced iron according to a second embodiment of the present invention, which further includes an external cyclone in the first embodiment.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원철 제조 장치에서 충전층형 환원로와 건식 저장조 및 수집진기의 연결관계를 도시한 도면이다.3 is a view showing a connection relationship between a packed bed type reducing furnace, a dry type storage tank, and a water collecting device in a reduced iron manufacturing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원철 제조 장치가 용철 제조 장치에 연결된 상태를 도시한 도면이다.4 is a view showing a state where the reduced iron manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention is connected to the molten iron manufacturing apparatus.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art
10 ; 환원로 12 ; 덤핑 배관10;
14 ; 수집진기 16 ; 광석 배출기14; A
20 ; 건식 저장조 22 ; 내부 싸이클론20;
40 ; 가스 공급관 26 ; 외부 싸이클론40; A
30 ; 제어 밸브30; Control valve
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