KR101821250B1 - 소결광 제조 방법 및 소결 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 소결광 제조 방법은 대차에 소결광 제조를 위한 소결 배합 원료를 장입하는 과정, 소결 배합 원료가 장입된 대차를 점화로 방향으로 이동시켜, 표층에 화염을 착화시키는 과정, 화염이 착화된 대차를 점화로 일측으로부터 소결 공정 종료 지점까지 나열 배치된 복수의 윈드 박스 상측에서 이동시키면서 소결 반응을 진행하여 소결광을 제조하는 과정을 포함하고, 대차를 점화로 일측으로부터 소결 공정 종료 지점까지 이동시키는데 있어서, 점화로로부터 상기 소결 공정 종료 지점까지를 소결 공정 구간이라고 할 때, 대차가 소결 공정 구간 중 초반 구간을 이동하는 동안 대차에 수성가스(water gas)를 공급하는 과정을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 소결 공정 초반에 열원용 가스를 대차로 공급하여, 열원을 보충함으로써, 원료층의 상, 하부 온도 편차를 줄일 수 있다. 이에, 원료층의 높이 방향으로 균일한 온도 분포를 가져, 강도 및 환원성이 균일한 소결광을 제조할 수 있다.
또한, 석탄의 가스화 과정의 최종 생산물인 SNG가스를 사용하지 않고, 중간과정에서 생성되는 수성가스를 사용함으로써, 석탄의 가스화 과정 중 가스의 냉각, 탈황 및 가열의 과정이 요구되지 않아, 가스의 열손실 발생으로 인한 공정 효율성 감소 문제를 해결할 수 있다.

Description

소결광 제조 방법 및 소결 장치{Method for manufacturing sintered ore and apparatus for sintering}
본 발명은 소결광 제조 방법 및 소결 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소결광의 품질 및 생산성을 향상시키고, 공해 물질 배출을 저감시킬 수 있는 소결 장치 및 소결광 제조 방법에 관한 것이다.
고로의 제선 공정에서 원료로 사용되는 소결광은 철광석과 분 코크스(또는 무연탄)인 결합재를 혼합한 후, 상기 코크스를 연소시키고, 그 연소열로 철광석을 소결시킴으로써 생산된다.
소결광을 제조하는 일반적인 소결광 제조 설비는 상부광이 저장된 상부광 호퍼, 철광석 원료와 열원인 코크스가 혼합된 후에 조립된 배합원료가 저장되는 써지 호퍼, 일 방향으로 나열 배치되며, 상부광 및 배합원료를 제공받아 공정 진행 방향으로 이송되는 복수의 대차, 복수의 대차를 공정 진행 방향으로 이송시키는 컨베이어, 컨베이어에 의해 공정 진행 방향으로 이송되는 대차 상측에 설치되어, 상기 대차에 장입되어 있는 소결 원료에 화염을 분사하는 점화로, 복수의 대차가 일 방향으로 나열되어 공정 진행 방향으로 이송되는 경로 상에 나열 설치되어, 상기 복수의 대차 내부를 흡인하는 복수의 윈드 박스, 복수의 윈드 박스의 끝단에 연결된 덕트, 덕트에 연결되어 흡인력을 발생시키는 블로어(미도시)를 포함한다.
한편, 소결기에서의 소결광의 생산성(t/d/m2)은 하루에 생성되는 소결광을 단위 면적에 따라 표현한다. 이때 소결기의 생산성은 소결기의 폭 또는 기장, 대차에 장입되는 원료층의 높이(또는 두께), 원료층의 장입 밀도, 소결 시간 등에 의하여 결정된다. 그리고 소결광의 생산량을 증대시키기 위해서는 일 대차에 대해 장입되는 원료층의 높이가 중요하며, 기존 800mm 이하의 높이에서 최근 800mm 이상으로 증가시켜 조업을 진행하고 있다. 그런데 이러한 원료층의 높이 증가는 원료층의 통기성을 저하시키고, 원료층의 높이 방향으로 온도 편차가 심해져, 품질을 저하시키는 요인이 되었다.
또한, 일반적으로 소결 초기에는 원료층에서 연소층의 폭이 좁고, 상온의 외기가 직접 유입되므로, 소결 반응과 동시에 냉각이 진행된다. 이에 소결 초기에는 소결광 형성에 필요한 열량이 부족하다. 이후 소결 공정 시간이 경과함에 따라 흡인된 외가가 가열되어 소결이 완료된 고온층을 통과함으로써 온도가 높아지는데, 이 열이 원료층 하부에 현열을 전달 함으로써, 원료층의 하부에는 열량 과잉 현상이 유발된다.
이렇게 원료층의 상부 및 하부의 온도 편차는 상기 원료층의 높이가 증가할수록 심해지는 경향이 있다.
상술한 바와 같은 원료층 상하부의 온도 편차를 줄이기 위하여, 소결 공정 시에 원료층 상부에 산소, 기체 연료, 액체 연료를 공급하고, 하부에는 결합재의 양을 감소시켜, 원료층 내부에 높이 방향으로 균일한 연소대를 형성하는 방법에 제안되었다. 그러나, 액체 연료의 경우 폭발의 위험성이 있고, 결합재의 경우 상부 및 하부에 편차를 두고 장입시키는 것이 어려울 뿐만 아니라, 하부뿐만 아니라, 중층부까지 열량 부족 문제가 초래되었다.
다른 방법으로, 대차에 고로 가스 코크스로 가스, 고로/코크스 혼합 가스, 도시 가스, 천연 가스, 메탄 가스, 에탄 가스, 프로판 가스 등을 준비하는 방법이 제시되었다. 그러나 상술한 가스들은 C, S, N 성분을 가지고 있고, 이들이 산소와 결합되면 환경 규제 대상 물질인 CO2, SOX, NOX를 발생시키는 문제가 있다.
따라서, 환경 규제 성분을 발생시키지 않고 원료층의 상, 하부 온도 편차를 저감시킬 수 있는 연구가 필요하다.
KR 2011-0042353 A KR 2012-0130260 A KR 2004-0042543 A KR 2000-0048066 A
본 발명은 소결광의 품질 및 생산성을 향상시키고, 공해 물질 배출을 저감시킬 수 있는 소결광 제조 방법 및 소결 장치를 제공한다.
본 발명은 원료층의 높이 방향 온도 편차를 저감시킬 수 있는 소결광 제조 방법 및 소결 장치를 제공한다.
본 발명은 석탄의 가스화 중간단계 물질의 열손실을 억제 및 방지할 수 있는 소결광 제조 방법 및 소결 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 소결광 제조 방법은 대차에 소결광 제조를 위한 소결 배합 원료를 장입하는 과정, 상기 소결 배합 원료가 장입된 대차를 점화로 방향으로 이동시켜, 표층에 화염을 착화시키는 과정, 화염이 착화된 상기 대차를 상기 점화로 일측으로부터 소결 공정 종료 지점까지 나열 배치된 복수의 윈드 박스 상측에서 이동시키면서 소결 반응을 진행하여 소결광을 제조하는 과정을 포함하고, 상기 대차를 상기 점화로 일측으로부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 이동시키는데 있어서, 상기 점화로로부터 상기 소결 공정 종료 지점까지를 소결 공정 구간이라고 할 때, 상기 대차가 소결 공정 구간 중 초반 구간을 이동하는 동안 상기 대차에 수성가스(water gas)를 공급하는 과정을 포함한다.
상기 대차가 상기 소결 공정 구간 중, 상기 점화로의 일측 지점부터 1/3 지점까지 이동하는 동안 상기 대차에 수성가스를 공급할 수 있다.
상기 수성가스는 H2와 CO의 몰비율이 1:1 내지 4:1로 조절되어 사용될 수 있다.
상기 수성가스는 외기와 함께 공급되며, 상기 외기 대 수성가스의 비율을 4:1 내지 7:1로 조절될 수 있다.
상기 소결 배합 원료는 철광석과 결합재를 포함하고, 상기 소결광을 제조하는데 필요한 열량은 상기 결합재와 수성가스로부터 공급될 수 있다.
상기 수성가스를 공급하는 과정은, 상기 석탄을 가스화하는 공정과 연동되어, 상기 석탄을 가스화하는 공정으로부터 상기 수성가스를 전달받을 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 소결장치는 각각에 소결 배합 원료가 장입되며, 이동 가능한 복수의 대차, 상기 대차에 장입된 소결 배합 원료의 상부에 화염을 분사하는 점화로, 상기 복수의 대차가 이동하는 경로상에서, 상기 복수의 대차 하측에 위치하며, 일 방향으로 나열 배치되어 상기 복수의 대차 각각에 흡인력을 제공하는 복수의 윈드 박스, 상기 대차의 이동 경로 상에서 일측 끝단에 위치하여, 대차로부터 소결광이 배출되는 배광부, 상기 점화로의 일측부터 상기 배광부 사이를 소결 공정 구간이라고 할 때, 상기 점화로의 일측에 위치하며, 상기 소결 공정 구간 중 초반 구간에 설치되어, 하측으로 이동하는 대차에 수성가스(water gas)를 공급하는 열원가스 공급부를 포함한다.
상기 열원가스 공급부 및 석탄의 가스화 공정이 수행되는 석탄 가스화 설비에 연결되어, 상기 석탄 가스화 설비로부터 수성가스를 공급받아 상기 열원가스 공급부로 전달하는 열원가스 저장부를 포함할 수 있다.
상기 열원가스 공급부는 상기 대차 상에 이격 배치되어 상기 소결 배합 원료의 상면 중 적어도 일부를 커버하며, 내부에 혼합공간을 형성하는 후드와, 상기 후드 내벽에 장착되어, 상기 대차의 이동 경로를 기준으로 상기 혼합공간을 분할하는 적어도 하나 이상의 격벽, 상기 후드의 상면에 관통 형성되는 복수개의 통공 및 상기 열원가스 저장부로부터 상기 혼합공간으로 수성가스가 이동하는 경로를 형성하는 적어도 하나 이상의 노즐을 포함할 수 있다.
상기 후드는 상기 소결 공정 구간 중, 상기 점화로의 일측 지점부터 1/3 지점까지 연장 설치될 수 있다.
상기 후드는 상기 소결 공정 구간 중, 1/6 지점부터 1/3 지점까지 연장 설치될 수 있다.
상기 소결 배합 원료는 철광석과 결합재를 포함하고, 상기 소결광을 제조하는데 필요한 열량은 상기 결합재와 수성가스로부터 공급되며, 상기 수성가스의 시간당 공급량은 상기 결합재의 3 kg/t·s 이하에 해당하는 시간당 열량을 제공하도록 조절될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 소결 공정 초반에 열원용 가스를 대차로 공급하여, 열원을 보충함으로써, 원료층의 상, 하부 온도 편차를 줄일 수 있다. 이에, 원료층의 높이 방향으로 균일한 온도 분포를 가져, 강도 및 환원성이 균일한 소결광을 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 종래에 비하여 환경 오염 물질을 발생시키는 결합재의 사용을 줄이고, 대신 환경 오염의 발생이 없는 SNG 합성의 중간단계에서 발생하는 수성가스를 열원용 가스로 공급하여 열원을 보충한다. 따라서, 종래에 비해 소결 공정 중에 환경 오염 물질 발생을 줄이면서도, 원료층 상, 하부층의 온도 편차를 줄일 수 있다.
또한, SNG 합성의 중간 단계에서 발생하는 수성가스를 사용함으로써, SNG 합성을 위한 석탄의 가스화 과정 중 냉각, 탈황 및 가열의 과정이 요구되지 않아, 가스의 열손실의 억제 및 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소결 장치를 개념적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도
도 3은 일반적인 소결기에서의 소결 반응층을 나타낸 개략도
도 4는 소결 공정 구간에서의 열량 부족을 설명하기 위해, 복수의 윈드 박스를 기준으로 온도를 표시한 도면
도 5는 소결 공정에서의 소결 반응층, FFL 및 FBL를 도시하여, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 수성가스 공급 위치를 설명하기 위한 도면
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 소결 장치에서 후드 및 SNG 가스의 공급 위치를 설명하는 도면
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 소결 장치에서 후드를 설명하는 도면
이하, 본 발명의 실시 예를 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.
이하, 도 1 내지 도 7b를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 소결장치 및 소결광 제조 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소결 장치를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소결광 제조 방법을 나타낸 순서도이다. 도 3은 일반적인 소결기에서의 소결 반응층을 나타낸 개략도이다. 도 4는 소결 공정 구간에서의 열량 부족을 설명하기 위해, 복수의 윈드 박스를 기준으로 온도를 표시한 도면이다. 도 5는 소결 공정에서의 소결 반응층, FFL 및 FBL를 도시하여, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 수성가스 공급 위치를 설명하기 위한 도면이다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예 및 변형예에 따른 소결 장치에서 후드 및 수성가스의 공급 위치를 설명하는 도면이다. 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 소결 장치에서 후드를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 소결 장치는 철광석과 결합재가 혼합된 소결 배합 원료가 저장된 드럼 피더(100), 드럼 피더(100)로부터 소결 배합 원료를 제공받아 장입되며, 소결 공정 진행 방향으로 순차 이송되는 복수의 대차(300), 공정 진행 방향으로 연장 형성되어, 복수의 대차(300)를 공정 진행 방향으로 이송시키는 컨베이어(600), 컨베이어(600)의 상측에 설치되어, 대차(300)에 화염을 분사하는 점화로(200), 컨베이어(600)의 상측에서 점화로(200)의 일측 또는 후단에 설치되어 열원 공급용 가스를 대차로 공급하는 열원가스 공급부(400), 열원 공급용 가스가 저장되고, 후드와 연결된 열원가스 저장부(800), 컨베이어(600)의 하측에서 복수의 대차가 이송되는 경로 상에 나열 설치되어, 복수의 대차(300) 내부를 흡인 또는 흡입하는 복수의 윈드 박스(500)를 포함한다.
또한, 실시예에 따른 소결 장치는 복수의 윈드 박스(500)에 연결되어 상기 복수의 윈드 박스(500)로부터 배출된 가스가 이동되는 덕트(710), 덕트(710)의 끝단에 연결된 덕트(710)블로어(730), 덕트(710)의 연장 경로 상에 덕트(710)블로어(730)의 전단에 설치되어 이송되어 온 가스의 분진을 제거하는 집진기(720), 대차(300)의 이동 경로 상에서 일측 끝단에 위치하여, 대차(300)로부터 소결광이 배출되는 배광부를 포함한다.
대차(300)에 장입되는 소결광 제조용 원료 즉, 소결 배합 원료는 철광석과 결합재를 포함하며, 결합재는 분코크스와 무연탄을 포함한다. 즉, 소결 배합 원료는 철광석, 결합재인 코크스 및 무연탄을 포함하며, 부원료로 석회석을 더 포함할 수 있다. 이러한 소결 배합 원료는 물과 혼합되어 2 내지 3mm의 입경으로 조립되어 드럼 피더(100)에 장입된다.
윈드 박스(500)는 복수의 대차(300) 각각 대해 흡인력을 제공하여, 대차(300)로 흡인된 외기, 대차 내의 가스, 점화로(200)에 의해 착화된 화염 등이 대차 하측을 향해 이동하도록 한다. 이러한 윈드 박스(500)는 복수개로 마련되어 복수의 대차의 이동 경로 상에서 일 방향으로 나열되도록 배치된다. 보다 구체적으로는 적어도 드럼 피더(100)로부터 배광부의 전단까지 복수의 윈드 박스(500)가 나열 배치된다.
점화로(200)는 드럼 피더(100)의 일측에 위치하여, 드럼 피더(100)에 의해 소결 배합 원료가 장입된 후 그 하측으로 이동된 대차(300)에 화염을 분사한다. 실시예에 다른 점화로(200)는 가스 버너이나, 이에 한정되지 않고 화염을 분사할 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.
점화로(200)로부터 대차(300)에 장입된 소결 배합 원료(이하, 원료층)의 상부에 화염이 분사되면, 화염에 의한 열, 대차(300)로 흡입된 외기, 코크스가 만나 원료층의 상부층 즉, 표층에 착화된다. 그리고 화염 주위는 1300℃ 내지 1400℃로 승온되어, 부원료인 석회석과 철광석이 저융점 화합물을 형성하여 부분 용융됨에 따라, 철광석의 소결 반응이 진행된다. 또한, 상기한 일 대차(300)가 컨베이어(600)에 의해 일 방향으로 이송되면서 복수의 윈드 박스(500)의 상측을 순차적으로 통과한다. 이에, 원료층 표층의 화염 및 열이 대차(300)의 이동에 따라 점진적으로 하측으로 이동하면서 소결 반응이 진행된다.
상술한 바와 같이 점화로(200)로부터 화염이 분사되면 그 주위가 1300℃ 내지 1400℃로 승온되어, 화염의 위치뿐만 아니라, 화염 주위 영역에서 연소 및 이로 인한 소결 반응이 진행된다. 즉, 대차 내에서 높이 방향으로 화염을 포함한 그 주위 영역이 소결 반응층이되며, 소결 반응층은 대차(300)가 배광부 방향으로 이동함에 따라 점차 하측으로 이동한다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 점화로(200)로부터 배광부 방향으로 소결이 이루어지는 영역 즉, 소결 반응층이 하측으로 이동하며, 그 영역이 넓어진다. 도 3에서 FFL(Flame front Line)은 대차(300)의 이동 방향(또는 윈드 박스의 나열 방향)에서의 어느 한 지점에서 소결 영역 중 최하부 지점을 공정 진행 방향으로 연결한 선이고, FBL(Flame Back Line)은 최상부 지점을 연결한 선이다. 그리고, FFL과 FBL 사이에 구획된 영역이 소결 반응층으로서, 코크스의 연소에 따라 철광석의 용융, 응결되는 소결 반응이 일어난다.
한편, 점화로(200)를 바로 통과한 소결 초기에는 원료층에서 소결 반응층의 높이(또는 두께)가 좁고, 상온의 외기가 직접 유입되므로, 소결 반응과 동시에 냉각이 진행된다. 이에, 소결 초기에는 소결광 형성에 필요한 열량이 부족하다. 이후, 대차가 소결 초반 구간을 통과하면, 흡인된 외기가 가열되어 소결이 완료된 고온층을 통과함으로써 온도가 높아지고, 이 열은 원료층으로 전달된다. 그러나, 소결 후반 구간에서는 축적된 열이 많아 원료층의 하부에는 열량 과잉 현상이 유발된다.
보다 구체적으로 설명하기 위해, 점화로(200)로부터 배광부 전단까지를 전체 소결 공정 구간이고, 점화로(200)의 바로 하측 지점을 소결 시작 지점, 배광부 전단을 소결 종료 지점이라 정의한다. 여기서, 원료층의 열량 부족이 발생되는 구간은, 소결 공정 구간 중, 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2)까지의 구간이다. 즉, 대차(300)가 점화로(200) 하측에 위치하여 화염이 분사된 후, 1/6 지점(P1) 이전까지 이동할 때에는 점화로(200)에서 분사된 화염의 열량이 유지되나, 이후 상기 대차가 1/6 지점(P2)부터 1/3 지점(P2)까지 이동하는 동안 원료층 상부에 열량이 부족하여 온도가 낮은 문제가 발생된다.
이러한 온도 편차를 복수의 윈드 박스(500)를 기준으로 설명할 수 있는데, 이를 위해 먼저 점화로(200) 바로 하측으로부터 배광부 전단(이하, 소결 종료지 점)까지 30개의 윈드 박스(500)가 배치되고, 점화로(200) 바로 하측의 윈드 박스(500)가 제 1 윈드 박스(500)이고, 소결 종료 지점에 대응 위치하는 윈드 박스(500)가 제 30 윈드 박스(500)라고 정의한다. 이러한 경우, 전체 30개의 윈드 박스(500) 중, 대차(300)가 소결 공정 구간의 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2) 사이에 대응 위치한 윈드 박스(500) 상측을 통과할 때, 원료층 상부에 열량 부족 현상이 발생된다. 이를 다른 말로 설명하면, 점화로(200)로부터 소결 공정 종료 지점까지 나열 배치된 30개의 윈드 박스(500) 중, 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2) 사이에 위치한 제 5 윈드 박스(500)부터 제 10 윈드 박스(500)의 구간 사이에서 열량 부족 현상이 발생된다. 따라서, 대차(300)가 제 1 윈드 박스(500)부터 제 4 윈드 박스(500) 상측으로 통과할 때까지는 점화로(200)로부터 분사된 화염의 열을 유지하고 있으나, 제 5 윈드 박스(500)부터 제 10 윈드 박스(500) 상측을 통과하는 동안 원료층 상부에 열량 부족 현상이 발생된다.
이러한 원료층 상, 하부의 온도 편차는 도 4 및 도 5에 도시된 FFL과 FBL의 기울기 차이에서도 알 수 있다. 소결광의 품질 및 소결광 생산성을 향상시키기 위해서는 FFL과 FBL 사이 구간의 소결 반응층이 균일한 폭을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 FBL의 기울기를 FFL의 기울기와 평행하도록 또는 최대한 유사한 수준까지 만들어야 하는데, 이는 원료층 상부층의 열량 부족을 해결함으로써 해결할 수 있다.
대차(300)의 이동 방향 또는 소결 공정 진행 방향에 따라 FFL과 FBL을 하나의 그래프에 나타내면 도 5와 같다. 그리고, FFL과 평행한 기울기를 가지는 라인을 IFBL(Ideal Frame Back Line)이라 하고, IFBL을 소결 공정 구간 1/6 지점(P1)으로부터 연장하여 형성하면, 도 5와 같다. 본 발명에서는 FBL을 IFBL로 최대한 이동시키는 방식으로 원료층 상부의 열량 부족 현상을 저감시킨다.
도 5와 같이 FBL과 IFBL을 하나의 그래프 상에 나타내었을 때, FBL과 IFBL이 만나는 접점이 생기는데, 상기 접점의 X축 방향의 위치가 소결 공정 구간 중 1/3 지점(P2)이다. 그리고 소결 공정 구간 중 1/3 지점(P2)의 기준으로, 상기 1/3 지점(P2) 이전 구간에서는 원료층 상부의 열량이 부족한 현상이 발생되고, 1/3 지점(P2) 이후 구간에서는 원료층 하부의 열량이 과잉이 되는 현상이 발생된다. 보다 구체적으로 소결 공정 구간 중 소결 초반 구간인 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2) 까지는 원료층 상부의 열량이 부족한 현상이 발생되고, 1/3 지점(P2) 이후 구간 중 소결 공정 후반 구간에서 원료층 하부의 열량 과잉 현상이 발생된다.
본 발명에서는 이러한 원료층 상, 하부의 온도 편차를 줄이기 위하여, 점화로(200)의 후단에 열원가스 공급부(400)를 설치하여, 열원용 가스를 공급한다. 즉, 본 발명에서는 대차가 적어도 열량 부족 구간을 통과할 때 열원용 가스를 공급하여, 온도 편차를 줄인다.
이때, 열원용 가스는 점화로(200)의 바로 일측부터 1/3 지점까지 공급하거나, 열량 부족 구간에 대응하도록 1/6 지점부터 1/3 지점까지 공급할 수 있다.
예를 들어, 점화로(200) 바로 하측으로부터 소결 종료 지점까지 30개의 윈드 박스가 배치된다고 할 때, 점화로(200) 바로 하측에 제 1 윈드 박스가 위치하고, 소결 종료 지점에 제 30 윈드 박스(500)가 대응 위치한다. 이러한 경우, 제 1 실시예로서 대차(300)가 점화로(200)의 바로 일측에 위치한 윈드 박스(500)부터 제 10 윈드 박스(500)까지 이동하는 동안 열원용 가스를 공급한다. 이에 한정되지 않고 제 2 실시예로서, 대차(300)가 열량 부족 구간에 대응 위치하는 구간 예컨대, 제 5 윈드 박스(500)부터 제 10 윈드 박스(500)를 통과할 때 열원용 가스를 공급할 수 있다.
본 발명에서는 열원용 가스의 공급을 위하여, 도 1에 도시된 바와 같이 점화로(200)의 일측에 열원가스 공급부(400)를 설치하고, 열원가스 공급부(400)에 석탄 가스화 설비(C·G)와 연결된 열원가스 저장부(800)를 연결한다.
열원가스 공급부(400)는 열원용 가스인 수성가스를 소결 공정 구간 중, 원료층에 공급하기 위한 구성으로서, 대차(300) 상에 이격 배치되어 소결 배합 원료의 상면 중 적어도 일부를 커버하며, 내부에 혼합공간을 형성하는 후드(410)와, 후드(410) 내벽에 장착되어, 대차(300)의 이동 경로를 기준으로 혼합공간을 분할하는 적어도 하나 이상의 격벽(470), 후드(410)의 상면에 관통 형성되는 복수개의 통공(430) 및 열원가스 저장부(800)로부터 혼합공간으로 수성가스가 이동하는 경로를 형성하는 적어도 하나 이상의 노즐(450)을 포함한다.
후드(410)는 내부에 외기와 수성가스가 혼합될 혼합공간을 형성하며, 상면에 형성된 복수개의 통공(430) 중 일부에는 노즐(450)이 연결되어 열원가스 저장부(800)로부터 수성가스를 전달받고, 통공(430) 중 나머지 일부는 개방된 상태에서 외부의 공기(외기)가 혼합공간 내로 유입되도록 할 수 있다. 이때, 혼합공간은 후드(410)내에 설치되는 복수개의 격벽(470)에 의해서 분할될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 혼합공간이 6개의 격벽에 의해서 각각 R1, R2, R3, R4, R5, R6 및 R7의 영역으로 분할될 수 있다. 이처럼, 격벽(470)을 이용하여 혼합공간이 분할될 경우에는 분할된 R1~R7의 영역에서 수성가스 및 외기의 혼합 농도를 달리하여 공급할 수 있다. 여기서, R1~R7의 수성가스 및 외기의 혼합 농도를 달리할 수 있는 것은 각각의 영역과 연통되는 통공(430)에 연결된 노즐(450)의 개수를 통해 조절할 수 있다.
즉, 후드(410)가 커버하는 영역 중 R1 영역에만 수성가스 및 외기의 혼합 가스가 주입되는 것이 요구되면, 도 7a와 같이 R1 영역의 통공(430)에만 노즐(450)을 연결하고 나머지 영역(R2~R7)의 통공에는 노즐(450)을 연결하지 않는다. 한편, 후드(410)가 커버하는 영역 전체에 수성가스 및 외기의 혼합 가스가 주입되는 것이 요구되면, 도 7b와 같이 각각의 영역에 형성된 통공(430)에 노즐(450)을 연결하여 모든 영역에 수성가스 및 외기가 공급될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이, 열원가스 공급부(400)는 수성가스와 외기가 혼합된 가스를 원료층에 공급하는 것뿐만 아니라, 수성가스와 외기가 혼합된 가스를 공급하고자 하는 영역에만 공급할 수 있도록 한다. 더욱이, 후드(410)와 격벽(470)이 형성하는 혼합공간의 분할된 영역에서의 혼합된 가스의 농도를, 각각의 영역에 형성된 통공(430)에 연결된 노즐(450)의 개수를 조절함으로써 제어할 수 있다.
열원가스 공급부(400)는 점화로(200)의 바로 일측부터 1/3 지점(P2)까지 공급한다고 할 때, 열원가스 공급부(400)는 도 6a에 도시된 제 1 실시예에서와 같이 점화로(200)의 일측부터 1/3 지점(P2)까지 연장 설치된다. 다른 말로 하면, 30개의 윈드 박스(500) 중, 점화로(200)의 바로 일측 윈드 박스(500)부터 제 10 윈드 박스(500)의 상측 영역에 대응하도록 열원가스 공급부(400)를 설치한다.
다른 예로, 열원용 가스를 소결 공정 구간 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2)까지 공급한다 할 때, 열원가스 공급부(400)는 도 6b에 도시된 제 2 실시예에서와 같이, 소결 공정 구간 중 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2)까지 연장 설치된다. 즉, 30개의 윈드 박스(500) 중, 제 5 윈드 박스(500)부터 제 10 윈드 박스(500)의 상측 영역 대응하도록 열원가스 공급부(400)를 설치한다.
이렇게 본 발명에서는 소결 초반에 열원용 가스를 공급함으로써, 원료층 상부의 열량 부족 문제를 해소하여, 원료층 상, 하부층 간의 온도 편차를 줄이거나, 온도를 균일화한다. 따라서, 원료층의 높이 방향 온도 편차에 따른 환원성 및 강도의 차이를 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 소결 초반에 열원용 가스를 공급하는데, 본 발명의 실시예에서는 수성가스(water gas)를 열원용 가스로 이용한다.
수성가스는 고체인 석탄이 정제되어 기체화된 SNG 가스 제조 중간 단계의 가스로서, SNG 가스 생산을 위한 석탄의 가스화, 열회수, 집진, 탈황 CO2 분리 단계 중 석탄의 가스화, 열회수 및 집진 단계까지만 수행되고 생산된 가스이다.
수성가스의 일반적인 성분 조성을 보면 표 1과 같다. 표 1을 참조하면, 수성가스는 산소와의 반응에 의해 열을 발생하는 원소 CH4, CO2, CO, H2, H2O를 포함하며, 탈황 및 CO2 분리가 수행되지 않은 가스이기 때문에, CH4가 가장 많은 SNG 가스와 달리 CO 및 H2의 함량이 가장 많아 열원을 제공하는 주요 성분이다.
성분(mol%) CH4 H2 CO2 N2 Ar CO H2O
종
류		 water gas 6.1 70.47 0.5 - - 22.44 -
SNG 98.21 0.05 0.13 1.39 0.22 - -
이와 같은 수성가스는 환경 오염에 문제가 되는 황(S)을 포함하지 않으며, N의 함유하지 않는다(표 1). 하지만, 고체연료인 무연탄의 경우 환경 오염의 주범이며 규제 대상 물질인 황(S)이 포함되어 있으며, 질소(N) 또한 수성가스에 비해 다량 포함되어 있다. 즉, 무연탄 내 황(S) 및 질소(N)는 산소와 반응하면 SOX, NOX가 발생되는데, 이는 SOX, NOX는 환경 오염을 발생시키는 물질이다. 그런데 상기 SOX, NOX를 발생시키는 황(S) 및 질소(N)가 무연탄에 다량 포함되어 있어, 무연탄의 사용은 환경 오염 문제를 야기시킨다.
본 발명에서 수성가스를 열원용 가스로 사용하는 이유는 가스의 열손실과 관련이 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 석탄의 가스화 공정은 최종 생산물인 SNG 가스가 생산되기 위해 수성가스 전환 후 탈황공정을 거쳐야 하는데, 일반적으로 SNG 생산을 위한 탈황 공정은 상온(Room Temp.) 또는 상온 이하에서 공정이 수행된다. 따라서, 약 300℃의 온도를 갖는 수성가스를 냉각시켜 온도를 내린 후 탈황 공정 후 250℃ 이상으로 다시 가열하는 공정이 수행되는 것이 요구되므로, 막대한 열손실이 초래되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 집진 이후의 탈황 및 CO2 분리 공정을 수행하지 않고, 300℃의 고온 가스 상태의 수성가스를 소결공정에 사용함으로써 고온 가스를 취입하는 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 기존에 결합재이면서 연소를 위한 열원제공 목적으로 사용되는 결합재의 사용 비율을 줄이고, 수성가스를 보충함으로써, 환경 오염 유발 물질 발생을 최소화 또는 방지하고, 열원 부족 문제를 해결하며, 열원 제공 가스의 열손실 발생 문제를 해결한다.
표 2는 코크스와 무연탄으로 구성된 일반적인 고체연료(즉, 결합재)의 열량을 나타내는 표이고, 표 3은 결합재 및 수성가스 사용량에 따른 열량을 나타낸 표이다.
구분 결합재량
(kg/t·s)		 결합재 열량
(kcal/kg)		 시간당
사용량(t/hr)		 시간당 열량
(Gcal/hr)
코크스 22.2 7100 15.54 110.334
무연탄 33.3 6448 23.31 150.302
결합재
(코크스+무연탄)		 55.5 670808 38.85 260.636
구분 시간당 열량(Gcal/hr)
결합재 1kg/t·s 4.69 Gcal/hr
수성가스(water gas) 100Nm3/hr 0.33 Gcal/hr
결합재는 코크스와 무연탄의 종료 및 비율에 따라 달라지지만, 일반적으로 결합재는 6000 내지 7000 kcal/kg의 열량을 가지며(표 2 참조), 수성가스는 3000 내지 4000 kcal/Nm3의 열량을 가지는 것이 일반적이다.
표 3을 참조하면, 결합재 사용량이 1kg/t·s일 때, 시간당 열량은 4.69 Gcal/hr이고, 수성가스의 사용량이 100 Nm3/hr일 때, 시간당 열량은 0.33Gcal/hr이다. 그리고, 본 발명에서는 결합재의 사용량 감소에 따른 열량 감소를 보충하기 위해 수성가스를 공급한다. 즉, 결합재의 사용량을 1kg/t·s 줄였을 때, 시간당 4.69 Gcal/hr의 열량이 감소하므로, 수성가스를 1410Nm3/hr 공급하는 것이 열량 보전이라는 측면에서는 맞지만, 본 발명의 실시예에서는 상기 1410Nm3/hr의 30% 내지 100%를 공급한다. 다른 말로 하면, 결합재의 사용 감소량에 따라 열량 감소량이 정해지고, 열량 감소량이 수성가스 공급에 의해 보충해야 할 최대(100%) 열량 보충량이다. 본 발명에서는 수성가스를 공급하여 열량 감소의 30% 내지 100% 의 열량을 보충한다.
예컨대, 결합재가 1kg/t·s 줄였을 때, 열량 감소량은 4.69 Gcal/hr이다. 이를 보충하기 위해 본 발명에서는 감소된 4.69 Gcal/hr 열량의 30% 내지 100%의 열량을 보충한다. 즉, 결합재가 1kg/t-s 줄였을 때, 열량 감소량은 4.69 Gcal/hr이므로, 수성가스를 423 Nm3/hr 내지 1410 Nm3/hr 공급한다.
이렇게, 무조건 열량 감소량의 100%를 모두 보충하지 않고, 30% 내지 100% 사이에서 조절하는 것은, 하부층의 열량 과잉 방지를 위함이다.
또한, 본 발명에서는 결합재의 사용량을 기존에 비해 감소시키고, 수성가스를 공급하여 감소된 열량만큼 보충하는데 있어서, 결합재의 감소량을 3 kg/t·s 이하로 한다. 그리고 수성가스를 공급하더라도, 산소가 충분하지 않으면, 불완전 연소가 발생할 가능성이 생긴다. 따라서, 수성가스와 함께 충분한 외기가 흡입되어야 하며, 외기 대 수성가스의 비율은 4 : 1 내지 7 : 1로 한다. 외기 대 수성가스의 비율이 4 : 1 미만인 경우 산소가 충분하지 않아, 완전 연소되지 못하고, 불완전 연소가 되는 문제가 있다.
상술한 바와 같이, 결합재의 감소량을 3 kg/t·s 이하로 하고, 외기 대 수성가스 비율을 7 : 1 이하로 한정하는 것은 윈드 박스(500)에서 흡입 가능한 풍량의 한계에 의한 것이다.
이는, 결합재의 감소량이 3 kg/t·s를 초과하도록 감소하는 경우, 감소된 결합재의 양만큼 수성가스를 공급해야 하고, 증가된 수성가스 공급량만큼 열원가스 공급부(400)로 공급되는 외기량이 증가된다. 그리고 증가된 수성가스 및 외기의 공급량만큼, 윈드 박스(500)에서 흡인되는 양이 증가되는데, 결합재의 감소량이 3 kg/t·s를 초과하는 경우, 이때 열량 보충에 필요한 수성가스 및 외기량을 윈드 박스(500)가 흡인하는데 무리가 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 열원용 가스로 석탄의 가스화 공정 중에 생성되는 수성가스를 공급하여 열원을 보충할 때, 수성가스 공급에 의한 결합재 저감 및 CO2 저감은 하기의 식 1 내지 식 3 을 통해 확인할 수 있다.
[식 1]
수성가스 취입시 일어나는 반응식
1) 수성가스와 산소의 반응 : CO + 1/2O2 = CO2, H2 + 1/2O2 = H2O
2) 고체 연료, 산소, 수성가스의 반응 :
C(s) + 1/2O2 = CO, C(s) + H2O = CO + H2,
C(s) + CO2 = 2CO, C(s) + 2H2 = CH4
[식 2]
수성가스 취입시 결합재 저감 및 산소와의 희석 비율
Figure 112015105220415-pat00001
Figure 112015105220415-pat00002
[식 3]
수성가스 취입에 따른 CO2 저감 비율
Figure 112015105220415-pat00003
이하, 도 1 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 소결 장치 및 이를 이용한 소결광 및 환원철 제조 방법을 설명한다.
먼저, 소결광 제조를 위한 소결 원료를 마련한다(S100). 즉, 철광석 원료와 결합재, 부원료인 석회석(CaCO3) 및 물을 혼합기에서 혼합하고, 이를 조립하여 2 내지 3mm의 평균 입도를 가지는 입자로 사전 조립한다. 여기서 결합재는 분코크스와 무연탄을 포함하며, 결합재는 기존에 비해 3 kg/t·s 이하로 감소된 량으로 혼합 또는 배합한다. 그리고 소결 원료(즉, 조립물)은 드럼 피더에 장입되어 저장된다.
이후, 복수의 대차(300)가 드럼 피더(100)의 하측을 순차 통과하는데, 드럼 피더(100)는 저장되어 있는 조립물을 복수의 대차(300)에 순차 장입한다(S200). 드럼 피더(100)에 의해 조립물이 장입된 대차(300)는 상기 드럼 피더(100)에 일측에 위치한 점화로(200) 하측을 통과하며, 점화로(200)는 대차(300) 상부로 화염을 분사되어, 대차(300) 내 조립물의 상부층 즉, 원료층 표층에 착화된다(S300).
화염이 착화된 대차(300)는 컨베이어(600)의 동작에 따라 배광부 방향으로 이동한다. 이때 복수의 윈드 박스(500)의 흡입력에 의해 외부 공기가 후드(400)로 흡입되어 대차(100) 내로 공급되며, 흡입된 공기 중 산소와 결합재 중 코크스가 연소되며, 이에 따라 철광석의 용융, 응결되는 소결 반응이 일어난다.
그리고 이러한 소결 반응은, 일 대차(300)가 점화로(200)로부터 배광부가 위치한 방향을 이동함에 따라 원료층 표층으로부터 하측 방향으로 진행된다.
점화로(200)로부터 화염이 착화된 대차는 배광부 방향으로 이동하는데, 대차(300)가 소결 공정 구간 중 1/3 지점(P2)까지 이동하는 동안 원료가스 공급부(400)로부터 수성가스가 공급된다(S400). 즉, 점화로(200)의 바로 일측부터 배광부까지 소결 공정 구간이라고 할 때, 대차(300)가 점화로(200) 바로 일측부터 1/3 지점(P2)까지 이동할 때, 상기 대차(300)로 수성가스를 공급한다. 이를 복수의 윈드 박스(500)로 예를 들어 설명하자면, 점화로(200) 바로 하측으로부터 소결 종료 지점까지 30개의 윈드 박스가 배치된다고 할 때, 점화로 바로 일측에 위치한 윈드 박스부터 제 10 윈드 박스까지의 이동하는 동안 상측에서 수성가스를 공급한다.
즉, 원료가스 공급부(400)로부터 공급되는 수성가스는 석탄의 가스화 공정과 연결되어, 석탄의 가스화 공정 중에 전달될 수 있다. 이를 자세하게 설명하면, 석탄의 가스화 공정은 석탄을 마련하는 과정(S10), 석탄을 가스화하는 과정(S20), 열회수 및 집진하는 과정(S30), 수성가스로 전환하는 과정(S40), 수성가스를 냉각하는 과정(S50), 수성가스를 탈황 및 CO2 분리하는 과정(S60), 가스를 가열하는 과정(S70), SNG 합성, 건조 및 압축하는 과정(S80) 및 합성 천연가스(SNG)를 회수하는 과정(S90)을 포함하는데, 본 발명에서는 열회수 및 집진 과정(S30)까지만을 거친 수성가스를 사용하고, 이후 과정인 탈황 및 CO2 분리하는 과정(S60), 가스를 가열하는 과정(S70), SNG 합성, 건조 및 압축하는 과정(S80)을 거치지 않고 원료층의 열원으로 공급될 수 있다.
수성가스 공급 구간은 상술한 예에 한정되지 않고, 소결 공정 구간 중 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2)까지 수성가스를 공급할 수도 있다. 즉, 점화로(200)의 바로 일측부터 배광부까지 소결 공정 구간이라고 할 때, 대차(300)가 소결 공정 구간의 1/6 지점(P1)부터 1/3 지점(P2)까지 이동할 때, 상기 대차(300)로 수성가스를 공급한다. 다른 말로 하면, 열량 부족 구간에 대응하는 영역, 즉 제 5 윈드 박스(500)부터 제 10 윈드 박스(500) 구간 상측에서 수성가스를 공급한다.
여기서, 수성가스의 공급량은 앞에서 설명한 바와 같이 결합재의 감소량에 따라 결정되어 공급된다. 그리고 수성가스와 함께, 외기를 함께 공급하는데, 외기 대 수성가스가 4 : 1 내지 7 : 1이 되도록 한다.
수성가스 및 외기가 후드를 통해 대차(300)로 공급되면, 수성가스 중, 탄소(C) 및 수소(H)를 가지는 성분 즉 CO 및 H2 등이 산소와 반응하여 열을 발생하며, 이 열이 원료층 내 열을 보충하는 역할을 한다. 따라서, 기존에 비해 결합재의 양을 줄이더라도, 원료층 상부의 열량을 충분히 확보할 수 있으며, 더불어 환경 오염에 요인이 되는 성분 발생량을 줄일 수 있다.
또한, 석탄의 가스화 과정 중 생산되는 수성가스를 사용함으로써, 석탄의 가스화 과정 최종 생산물인 SNG 가스를 사용할때보다 열손실을 억제 및 방지할 수 있다. 즉, 석탄의 가스화 과정 중에 가스의 냉각, 탈황, 가열이 요구되지 않는 수성가스를 사용함으로써, 냉각 및 가열 과정에서 발생하는 열손실을 방지하여, 공정의 효율성을 증가시킬 수 있다.
100: 드림 피더 200: 점화로
300: 대차 400: 열원가스 공급부
410: 후드 430: 통공
450: 노즐 470: 격벽
500: 윈드 박스 800: 열원가스 저장부

Claims (12)

  1. 대차에 소결광 제조를 위한 소결 배합 원료를 장입하는 과정;
    상기 소결 배합 원료가 장입된 대차를 점화로 방향으로 이동시켜, 표층에 화염을 착화시키는 과정;
    화염이 착화된 상기 대차를 상기 점화로 일측으로부터 소결 공정 종료 지점까지 나열 배치된 복수의 윈드 박스 상측에서 이동시키면서 소결 반응을 진행하여 소결광을 제조하는 과정;을 포함하고,
    상기 대차를 상기 점화로 일측으로부터 상기 소결 공정 종료 지점까지 이동시키는데 있어서,
    상기 점화로로부터 상기 소결 공정 종료 지점까지를 소결 공정 구간이라고 할 때, 상기 대차가 소결 공정 구간 중 초반 구간을 이동하는 동안 상기 대차에 수성가스(water gas)를 공급하는 과정;을 포함하고,
    상기 수성가스를 공급하는 과정은, 격벽에 의해 내부의 혼합공간이 분할되는 후드로 수성가스와 외기를 유입시키는 과정, 및 분할된 영역에서 수성가스와 외기의 혼합 농도를 다르게 하는 과정을 포함하는 소결광 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 대차가 상기 소결 공정 구간 중, 상기 점화로의 일측 지점부터 1/3 지점까지 이동하는 동안 상기 대차에 수성가스를 공급하는 소결광 제조 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
    상기 수성가스는 H2와 CO의 몰비율이 1:1 내지 4:1로 조절되어 사용되는 소결광 제조 방법.
  4. 청구항 3 에 있어서,
    상기 외기 대 수성가스의 비율을 4:1 내지 7:1로 조절하는 소결광 제조 방법.
  5. 청구항 3 에 있어서,
    상기 소결 배합 원료는 철광석과 결합재를 포함하고,
    상기 소결광을 제조하는데 필요한 열량은 상기 결합재와 수성가스로부터 공급되는 소결광 제조 방법.
  6. 청구항 1 에 있어서,
    상기 수성가스를 공급하는 과정은,
    석탄을 가스화하는 공정과 연동되어, 상기 석탄을 가스화하는 공정으로부터 상기 수성가스를 전달받는 소결광 제조 방법.
  7. 각각에 소결 배합 원료가 장입되며, 이동 가능한 복수의 대차;
    상기 대차에 장입된 소결 배합 원료의 상부에 화염을 분사하는 점화로;
    상기 복수의 대차가 이동하는 경로상에서, 상기 복수의 대차 하측에 위치하며, 일 방향으로 나열 배치되어 상기 복수의 대차 각각에 흡인력을 제공하는 복수의 윈드 박스;
    상기 대차의 이동 경로 상에서 일측 끝단에 위치하여, 대차로부터 소결광이 배출되는 배광부;
    상기 점화로의 일측부터 상기 배광부 사이를 소결 공정 구간이라고 할 때, 상기 점화로의 일측에 위치하며, 상기 소결 공정 구간 중 초반 구간에 설치되어, 하측으로 이동하는 대차에 수성가스(water gas)를 공급하는 열원가스 공급부;를 포함하고,
    상기 열원가스 공급부는,
    상기 대차 상에 이격 배치되어 상기 소결 배합 원료의 상면 중 적어도 일부를 커버하며, 내부에 혼합공간을 형성하는 후드와;
    상기 후드 내벽에 장착되어, 상기 대차의 이동 경로를 기준으로 상기 혼합공간을 분할하는 적어도 하나 이상의 격벽;
    상기 후드의 상면에 관통 형성되는 복수개의 통공; 및
    상기 혼합공간으로 수성가스가 이동하는 경로를 형성하는 적어도 하나 이상의 노즐;을 포함하는 소결 장치.
  8. 청구항 7 에 있어서,
    상기 열원가스 공급부 및 석탄의 가스화 공정이 수행되는 석탄 가스화 설비에 연결되어, 상기 석탄 가스화 설비로부터 수성가스를 공급받아 상기 열원가스 공급부로 전달하는 열원가스 저장부;를 포함하는 소결 장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 후드는 상기 소결 공정 구간 중, 상기 점화로의 일측 지점부터 1/3 지점까지 연장 설치된 소결 장치.
  11. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 후드는 상기 소결 공정 구간 중, 1/6 지점부터 1/3 지점까지 연장 설치된 소결 장치.
  12. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 소결 배합 원료는 철광석과 결합재를 포함하고,
    상기 소결광을 제조하는데 필요한 열량은 상기 결합재와 수성가스로부터 공급되며,
    상기 수성가스의 시간당 공급량은 상기 결합재의 3 kg/t·s 이하에 해당하는 시간당 열량을 제공하도록 조절되는 소결 장치.
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