KR19990052849A - Fluidized bed reduction device of two-stage iron ore and its method - Google Patents
Fluidized bed reduction device of two-stage iron ore and its method Download PDFInfo
- Publication number
- KR19990052849A KR19990052849A KR1019970072380A KR19970072380A KR19990052849A KR 19990052849 A KR19990052849 A KR 19990052849A KR 1019970072380 A KR1019970072380 A KR 1019970072380A KR 19970072380 A KR19970072380 A KR 19970072380A KR 19990052849 A KR19990052849 A KR 19990052849A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fluidized bed
- iron ore
- furnace
- gas
- ore
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/14—Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
- C21B13/143—Injection of partially reduced ore into a molten bath
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0033—In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Iron (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
본 발명은 입도가 넓은 분철광석을 환원하는 유동층 환원로에서 고체상태의 분철광석을 환원시켜, 용융가스화로에서 녹여 최종산물인 선철을 만들 수 있도록 철광석이 85%이상 환원된 고체 환원철을 제조하기 위한 2단의 분철광석 유동층식 환원장치및 이를 이용한 환원방법에 관한 것이다.The present invention is to reduce the iron ore in the solid state in a fluidized bed reduction furnace to reduce the iron ore of a wide particle size, to produce a solid iron reduced in iron ore reduced by 85% or more to melt the molten gas in the molten gas furnace to form the final product pig iron The present invention relates to a two-stage iron ore fluidized bed reduction apparatus and a reduction method using the same.
본 발명은 종래 1단및 3단 유동층로의 단점을 보완하고 장점을 살려 2단 유동층로로 개선한 것으로, 제 1 유동층로에서는 분철광석을 환원성 분위기에서 건조,예열 및 예비환원 시키고 제 2 유동층로에서는 최종환원시키는 구성으로 이루어져 있으며, 각 유동층 하부에 중간 호퍼(Hopper)와 가스/고체 밀폐형 밸브로 이루어진 분체 이송장치를 설치하여 이상조업중에 가스분산판(Gas distributor) 홀(Hole)을 통해 분산판 하부로 떨어지는 분철광석을 다시 유동층로로 순환시켜 환원가스 흐름이 저지되는 현상이 없도록 한 2단의 분철광석 유동층식 환원장치및 이를 이용한 환원방법을 그 요지로 한다.The present invention improves the disadvantages of the conventional one-stage and three-stage fluidized bed furnaces and improves them into two-stage fluidized bed furnaces. In the first fluidized bed furnace, the ferrite ore is dried, preheated and pre-reduced in a reducing atmosphere, and the second fluidized bed furnace is used. In the final reduction configuration, the fluid transfer device consisting of the intermediate hopper (Hopper) and gas / solid closed valve is installed at the bottom of each fluidized bed through the gas distributor hole (Hole) during the abnormal operation The two-stage iron ore fluidized bed reduction apparatus and the reduction method using the same are circulated to the bottom of the iron ore falling back to the fluidized bed to prevent the reduction gas flow.
Description
본 발명은 입도가 넓은 분철광석을 환원하는 2단의 분철광석 유동층식 환원장치및 이를 이용한 환원방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용융가스화로에서 녹여 최종산물인 선철을 만들 수 있도록 철광석이 85%이상 환원된 고체환원철(DRI)을 제조하기 위한 2단의 분철광석의 유동층식 환원장치및 이를 이용한 환원방법에 관한 것이다.The present invention relates to a two-stage iron-iron ore fluidized bed reduction apparatus for reducing iron ore having a large particle size, and a reduction method using the same. More specifically, iron ore is 85% so as to make pig iron as a final product by melting in a melt gasifier. The present invention relates to a fluidized bed reduction apparatus of two-stage iron ore for producing reduced solid iron (DRI) and a reduction method using the same.
기존 고로법은 고체입자의 크기가 커서 고정층법으로 철광석 환원이 가능하지만, 미분 광석의 환원의 경우에는 고정층과 같이 유속이 낮을 경우 스티킹(sticking) 등으로 인해 조업중단이 발생할 우려가 있으므로 반응기내 통기성 확보를 위해 유속을 충분히 하여 고체입자의 움직임을 원활하게 하는 유동층법이 필수적으로 채택되고 있다.Conventional blast furnace method is possible to reduce the iron ore by the fixed bed method due to the large size of the solid particles, but in the case of reduction of fine ore, if the flow rate is low like sticking bed, there is a possibility of operation interruption due to sticking. In order to secure air permeability, a fluidized bed method that smoothly moves solid particles by providing a sufficient flow rate is essential.
상기 유동층을 이용하여 분철광석을 환원하는 환원로의 한 일례로서는 일본공개실용신안공보 소 58-217615의 유동층 환원로를 들 수 있다. 이 유동층식 분철광석 환원로는 도1에 나탄 바와 같이,구조상 크게 원통형 환원로(91)와 사이클론(95)으로 나누어지고, 이 원통형 환원로(91)에는 원료 철광석 장입구(92)와 고온환원가스의 도입구(93) 및 환원가스에 의해 환원된 철광석의 배출구(94)로 구성되며, 환원로의 하부 내에는 가스분산판(96)이 내장되어 있다. 상기 원통형 환원로(91)의 하부 가스분산판(96)을 통해 광석유동에 필요한 유량으로 환원가스를 공급하면서 장입구(92)를 통해 분철광석을 보내면 분철광석은 고온의 환원가스와 혼합, 교반되며 반응한다. 이때 일정한 시간이 지난 후 유동층 높이가 배출구(94)수준으로 올라오면 환원된 분철광석은 배출구(94)를 통해 배출된다. 이때 형성된 유동층의 형태는 원통형 환원로(91)에서 공급되는 환원가스가 기포로 되어 환원로 상부의 입자층을 통과하면서 기포가 성장하는 기포유동층이다.As an example of the reduction furnace which reduces a powdered iron ore using the said fluidized bed, the fluidized bed reduction furnace of Japanese Unexamined-Japanese-Patent No. 58-217615 is mentioned. As shown in Fig. 1, the fluidized bed-type iron ore reduction furnace is largely divided into a cylindrical reduction furnace 91 and a cyclone 95 in structure, and the cylindrical reduction furnace 91 has a raw iron ore charge 92 and a high temperature reduction furnace. The gas inlet 93 and the outlet 94 of the iron ore reduced by the reducing gas, the gas distribution plate 96 is built in the lower portion of the reduction furnace. When the ferrous ore is sent through the charging port 92 while supplying the reducing gas at the flow rate required for the ore flow through the lower gas distribution plate 96 of the cylindrical reduction furnace 91, the iron ore is mixed and stirred with a high temperature reducing gas. And react. At this time, when the fluidized bed height rises to the outlet 94 level after a predetermined time, the reduced iron ore is discharged through the outlet 94. In this case, the formed fluidized bed is a bubble fluidized bed in which bubbles are grown while reducing gas supplied from the cylindrical reduction furnace 91 becomes bubbles and passes through the particle layer on the upper part of the reduction furnace.
그러나, 상기한 유동층 환원로에서는 생산성등 경제적인 측면을 고려하여 원활한 유동상태에서 환원로 외부로 비산되는 미립 철광석의 양을 줄이고, 환원 가스 소모량을 최소화하고, 가스이용율을 최대로 하기 위해서는 환원로에 장입되는 원료 철광석의 입도가 엄격히 제한되기 때문에 넓은 입도분포를 지니는 분철광석을 처리할 수 없는 문제점이 있다. 상기 유동층 환원로에 장입되는 철광석의 입도분포는 일반적으로 넓은 범위의 입도를 갖지 못하고 0-0.5mm, -1mm, 1-2mm 등으로 제한되어 있다. 그러나 실제로 존재하는 분철광석의 입도는 대부분이 8mm 이하이다. 따라서 상기 입도를 가지는 분철광석을 사용하기 위해서 장입하는 철광석을 미리 규정 입도로 체질하여 분급 사용하거나 규정입도 이하로 분쇄하여 사용함으로써 생산속도저하, 공정 및 추가설비부담으로 인하여 경제적인 면에서 손실을 초래하는 문제점이 있다.However, in the above-described fluidized bed reduction furnace, in order to reduce the amount of fine iron ore scattered to the outside of the reduction furnace in a smooth flow state in consideration of economic aspects such as productivity, to minimize the reducing gas consumption, and to maximize the gas utilization rate, Since the particle size of the loaded iron ore is strictly limited, there is a problem in that the iron ore having a wide particle size distribution cannot be processed. The particle size distribution of iron ore charged into the fluidized bed reduction furnace is generally limited to 0-0.5mm, -1mm, 1-2mm and the like without having a wide range of particle sizes. However, the particle size of the actual iron ore is almost 8mm or less. Therefore, in order to use the iron ore having the above-mentioned particle size, the iron ore to be charged is sieved to a prescribed granularity in advance, or classified and used below the prescribed granularity, resulting in economic loss due to reduced production speed, process and additional equipment burden. There is a problem.
이러한 문제점을 해결하기 위한 한 공정으로 대한민국 특허 제 117065(1997년)호에 도2와같은 원추(Taper)형 3단 유동층로가 제시되어 있다. 상기 유동층로를 이용한 환원공정은 넓은 입도분포를 갖는 분철광석을 안정되게 유동시킬 수 있도록 유동층의 형태를 상광하협(上廣下峽)형 즉 원추형으로 하고 환원율과 가스 이용율을 향상시키기 위해 철광석을 예열한 후 예비환원시킨 다음 최종환원시키는 3단 유동층 연속공정으로 구성하고 있다. 즉,상기 환원공정은 도2에 나타난 바와 같이 맨 상단 반응기(10)에서는 철광석이 기포유동상태에서 예열되고, 중앙 반응기(20)에서는 철광석이 기포유동상태에서 예비환원되고, 맨 하단 반응기(30)에서는 철광석이 기포유동상태에서 최종환원되는 3단 유동층 연속공정이다.As a process for solving this problem, a three-phase fluidized bed (Taper) type fluidized bed as shown in FIG. 2 is presented in Korean Patent No. 117065 (1997). In the reduction process using the fluidized bed furnace, the shape of the fluidized bed is in the form of a normal bed bottom, ie, conical, and the preheating of the iron ore in order to improve the reduction rate and the gas utilization rate can stably flow the iron ore having a wide particle size distribution. After the preliminary reduction, the final reduction consists of a three-stage fluidized bed continuous process. That is, the reduction process is iron ore is preheated in the bubble flow state in the top reactor 10, as shown in Figure 2, iron ore is pre-reduced in the bubble flow state in the central reactor 20, the bottom reactor 30 Is a three-stage fluidized bed continuous process where iron ore is finally reduced in a bubble flow state.
도2에서,미설명부호 40,50,및 60은 사이클론을, 70은 원료호퍼를,그리고 80은 용융가스화로를 각각 나타낸다.In Fig. 2, reference numerals 40, 50, and 60 denote cyclones, 70 denote raw material hoppers, and 80 denote melt gasifiers, respectively.
상기한 원추형 3단 유동층 환원로는 종래의 1단 원통형 유동층로에 비해 넓은 입도분포를 갖는 분철광석을 안정되게 유동시킬 수 있고 또 환원율과 가스 이용율을 상당히 향상시킬 수 있으나, 3단으로 되어있어 설비 투자비가 많이 들고 어느 한 반응기에만 문제가 생겨도 그 영향이 다른 반응기 조업에도 영향을 미쳐 전공정에 차질을 빚을 수 있고, 유동층로 조업에서 빈번히 발생되는 비유동화현상(Defluidizing)이나 채널링 현상(Channelling)과 같은 이상현상이 있을 때 분철광석이 가스분산판(Gas distributor)홀(Hole)을 통해 그 분산판 하부로 떨어져 응집되어 환원가스 흐름을 방해하는 현상을 방지할 수가 없다.The conical three-stage fluidized-bed reduction reactor can stably flow the ferrite ore having a wider particle size distribution than the conventional one-stage cylindrical fluidized bed furnace, and can significantly reduce the reduction rate and the gas utilization rate, but is equipped with three stages. High investment costs and problems with only one reactor can affect other reactor operations, disrupting the entire process, and defluidizing or channeling, which are frequently encountered in fluidized bed operations. When there is an abnormal phenomenon such as iron ore is agglomerated into the lower portion of the dispersion plate through a gas distributor hole (Hole) can not be prevented to interfere with the flow of reducing gas.
본 발명은 고체 분철광석 입자의 반응성,가스이용율, 가스소모량등 에너지를 최대한 효율적으로 이용할 뿐만 아니라 입도분포가 넓은 분철광석을 환원함에 있어서 보다 경제적으로 환원할 수 있고, 또한, 이상조업중에 가스분판(Gas distributor) 홀을 통해 분산판 하부로 떨어지는 분철광석을 다시 유동층로로 순환시킬 수 있도록 구성되는 2단의 분철광석의 유동층식 환원장치및 환원방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있는 것이다.The present invention not only makes efficient use of energy such as reactivity, gas utilization rate, gas consumption amount of solid iron ore particles, but also can be reduced more economically in reducing iron ore having a wide particle size distribution. It is an object of the present invention to provide a fluidized bed reduction apparatus and a reduction method of two-stage iron ore, which are configured to circulate the iron ore falling through the hole to the fluidized bed again.
도1은 종래 분철광석의 유동층 환원로를 나타낸 정단면 구조도1 is a front sectional structural view showing a fluidized bed reduction furnace of a conventional iron ore
도2는 종래의 3단 원추형(Taper)형 분철광석의 유동층 환원로를 나타낸 구성도2 is a block diagram showing a fluidized bed reduction furnace of a conventional three-stage taper type iron ore
도3은 본 발명에 부합되는 유동층식 분철광석의 환원장치를 나타낸 구성도Figure 3 is a block diagram showing a reduction device of a fluidized bed iron ore in accordance with the present invention
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of code for main part of drawing ※
100… 제1 유동층로 101… 제1 가스 공급구100... First fluidized bed furnace 101. First gas supply port
102… 제1분산판 106 ... 제1광석배출구102... First dispersion plate 106 ... first ore outlet
107… 제1가스배출구 200… 제2 유동층로107... First gas outlet 200... Second fluidized bed furnace
201… 제2 가스 공급구 202… 제2 분산판201... Second gas supply port 202... Second dispersion
206… 제2 광석 배출구 207… 제2 가스 배출구206... Second ore outlet 207... Second gas outlet
300… 제1 사이클론(Cyclone) 400… 제2 사이클론(Cyclone)300... First cyclone 400... Second cyclone
500… 제1 중간 호퍼(Hopper) 600… 제2 중간 호퍼(Hopper)500... First intermediate hopper 600... Second intermediate hopper
700… 광석 장입 호퍼 900… 용융가스화로700... Ore charging hopper 900... Melt gasifier
(Melter Gasifier)(Melter Gasifier)
본 발명은 제 1 유동층로에서는 분철광석을 환원성 분위기에서 건조,예열 및 예비환원 시키고 제 2 유동층로에서는 건조,예열 및 예비환원된 분철광석을 최종환원시키는 구성으로 이루어진 2단의 분철광석의 유동층식 환원장치에 있어서,The present invention provides a fluidized bed of two-stage iron ore in the first fluidized bed furnace, which is configured to dry, preheat and pre-reduce the iron ore in a reducing atmosphere and finally reduce the dried, preheated and pre-reduced iron ore in the second fluidized bed furnace. In the reducing apparatus,
호퍼로부터 장입된 원료 분철광석을 기포 또는 난류 유동층을 형성하면서 건조,예열 및 예비환원하도록 구성된 원추(Taper)형 제1 유동층로;A first taper-type fluidized bed furnace configured to dry, preheat and pre-reduce raw iron ore charged from the hopper while forming a bubble or turbulent fluidized bed;
상기 제 1 유동층로의 배가스에 함유된 미립철광석을 가스와 분리하여 제1 유동층로 하부로 재 순환하도록 구성된 제 1 사이클론;A first cyclone configured to separate the fine iron ore contained in the exhaust gas into the first fluidized bed from the gas and recirculate downwardly into the first fluidized bed;
상기 제 1 유동층로에서 예열 및 예비환원된 분철광석을 용융가스화로의 배가스를 환원가스로 하여 기포 또는 난류 유동층을 형성하면서 최종환원하도록 구성된 원추(Taper)형 제 2 유동층로;A second conical (Taper) fluidized bed configured to be finally reduced while forming a bubble or turbulent fluidized bed by using the exhaust gas of the preheated and pre-reduced ferrous iron ore in the first fluidized bed as a reducing gas;
제 2 유동층로의 배가스에 함유된 미립철광석을 가스와 분리하여 제 2 유동층로의하부로 재순환시키고 미립철광석이 분리된 제2유동층로의 배가스는 제1유동층로의 환원가스로 공급되도록 구성된 제 2 사이클론;A second structure configured to separate the fine iron ore contained in the flue gas in the second fluidized bed from the gas and recycle it to the lower part of the second fluidized bed, and the exhaust gas of the second fluidized bed in which the fine iron ore is separated is supplied as a reducing gas to the first fluidized bed. Cyclone;
상기 제 1 유동층로와 상기 제 2 유동층로사이에 위치하며, 제 1 유동층로의 분산판의 홀(Hole)을 통해 낙하된 분철광석을 저장했다가 제 2 유동층로의 하부로 기송시키도록 구성되는 제 1 중간 호퍼;Located between the first fluidized bed furnace and the second fluidized bed furnace, it is configured to store the ferrite ore dropped through the hole (Hole) of the distribution plate to the first fluidized bed furnace and to convey to the bottom of the second fluidized bed furnace A first intermediate hopper;
제 2 유동층로의 하부에 위치하여, 제 2 유동층로의 분산판의 홀(nozzle; Hole)을 통해 낙하된 분철광석을 저장했다가 제 2 유동층로의 하부로 기송시키도록 구성되는 제 2 중간호퍼를 포함하여 구성되는 2단의 분철광석의 유동층식 환원장치에 관한 것이다.A second intermediate hopper located at the bottom of the second fluidized bed furnace and configured to store the ferrite ore dropped through the nozzle of the distribution plate to the second fluidized bed and then transport it to the bottom of the second fluidized bed. It relates to a fluidized bed reduction apparatus of two-stage iron ore comprising a.
또한,본 발명은 상기한 2단의 분철광석의 유동층식 환원장치를 이용하여 분철광석을 환원하는 방법에 관한 것으로서, 제 1 유동층로에서는 분철광석을 환원성 분위기에서 건조,예열 및 예비환원시키고 제 2 유동층로에서는 최종환원시키는 구성으로 이루어져 있으며, 각 유동층 하부에 중간 호퍼(Hopper)와 가스/고체 밀폐형 밸브로 이루어진 분체 이송장치를 설치하여 이상조업중에 가스분산판(Gas distributor) 홀을 통해 분산판 하부로 떨어지는 분철광석을 다시 유동층로로 순환시켜 환원가스 흐름이 저지되는 현상이 없도록 한 분철광석의 환원방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to a method for reducing iron ore using the fluidized-bed reduction device of the two-stage iron ore, wherein the first fluidized bed furnace is dried, preheated and pre-reduced in a reducing atmosphere and the second In the fluidized bed furnace, it is composed of the final reduction. A powder transfer device consisting of an intermediate hopper and a gas / solid sealed valve is installed at the bottom of each fluidized bed, and the lower part of the distribution plate is provided through a gas distributor hole during abnormal operation. The present invention relates to a method for reducing ferrous ore, in which pulverized ore falling back to the fluidized bed furnace is circulated to prevent the reduction gas flow.
이하, 본 발명을 도면에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by the drawings.
도3에 나타낸 바와같이, 본 발명의 2단의 분철광석의 유동층식 환원장치는 호퍼(700)로부터 장입된 원료 분철광석을 하부로 공급된 환원가스에 의해 기포 또는 난류 유동층을 형성하면서 예열 및 예비환원하도록 구성된 원추(Taper)형 제1 유동층로(100);As shown in FIG. 3, the two-stage fluidized-bed reduction apparatus of the iron-iron ore of the present invention is preheated and preliminarily formed to form a bubble or turbulent fluidized bed by reducing gas supplied to the raw iron-iron ore charged from the hopper 700. A first conical (Taper) fluidized bed furnace 100 configured to reduce;
제 1 유동층로(100)의 배가스에 함유된 미립철광석을 가스와 분리하여 1 유동층로(100)의 저부로 재 순환시키고, 미립철광석이 분리된 제1유동층로의 배가스는 외부로 또는 대기중으로 배출되도록 구성된 제 1 사이클론(300);The fine iron ore contained in the flue gas of the first fluidized bed furnace (100) is separated from the gas and recirculated to the bottom of the first fluidized bed (100), and the exhaust gas of the first fluidized bed furnace in which the fine iron ore is separated is discharged to the outside or to the atmosphere. A first cyclone 300 configured to be;
제 1 유동층로(100)에서 예열 및 예비환원된 분철광석을 용융가스화로(800)의 배가스(환원가스)에 의하여 기포 또는 난류 유동층을 형성하면서 최종환원하도록 구성된 원추(Taper)형 제 2 유동층로(200);Taper type second fluidized bed furnace configured to finally reduce the preheated and pre-reduced iron ore in the first fluidized bed furnace 100 while forming a bubble or turbulent fluidized bed by exhaust gas (reducing gas) of the molten gasifier 800. 200;
제 2 유동층로(200)의 배가스에 함유된 미립철광석을 가스와 분리하여 제 2 유동층로(200)의 저부로 재순환시키고, 미립철광석이 분리된 제2유동층로(200)의 배가스는 제1유동층로(100)의 환원가스로 공급되도록 구성된 제 2 사이클론(400);The fine iron ore contained in the exhaust gas of the second fluidized bed furnace 200 is separated from the gas and recycled to the bottom of the second fluidized bed furnace 200, and the exhaust gas of the second fluidized bed furnace 200 in which the fine iron ore is separated is the first fluidized bed. A second cyclone 400 configured to be supplied to the reducing gas of the furnace 100;
제 1 유동층로(100)와 제 2 유동층로(200) 사이에 위치하여 제 1 유동층로(100) 분산판(102)의 홀을 통해 낙하된 분철광석을 저장했다가 제 2 유동층로(200) 하부로 기송시키도록 구성된 제 1 중간 호퍼(500);Located between the first fluidized bed furnace (100) and the second fluidized bed furnace (200), the ferrite ore dropped through the holes of the distribution plate (102) of the first fluidized bed furnace (100) is stored and the second fluidized bed furnace (200) A first intermediate hopper 500 configured to feed downward;
제 2 유동층로(200) 하부에 위치하여 제 2 유동층로(200)의 분산판(202)의 홀을 통해 낙하된 분철광석을 저장했다가 제 2 유동층로(200) 하부로 기송시키도록 구성된 제 2 중간호퍼(600)를 포함하여 구성된다.Located at the bottom of the second fluidized bed furnace 200 and configured to store the ferrite ore dropped through the holes of the distribution plate 202 of the second fluidized bed furnace 200 and transported to the lower portion of the second fluidized bed furnace 200 It is configured to include two intermediate hopper (600).
상기 제 1 유동층로(100)는 하부인 원추형부(100a)와 상부인 원통형부(100b)로 구성되며, 상기 원추형부(100a)의 하단부에는 환원가스를 공급받기 위한 제 1 가스공급구(101)가 형성되고, 그 하부내에는 제 1 가스분산판(102)이 장착된다. 그리고, 측벽에는 제 1 광석배출구(106)가 형성되어 있고, 이 제1광석배출구(106)은 제 2 도관(103)을 거쳐 제 2 유동층로(200)의 하부와 광석소통관계로 연통된다.The first fluidized bed furnace 100 is composed of a lower conical portion (100a) and the upper cylindrical portion (100b), the first gas supply port 101 for receiving a reducing gas at the lower end of the conical portion (100a) ) Is formed, and the first gas distribution plate 102 is mounted therein. A first ore outlet 106 is formed on the side wall, and the first ore outlet 106 communicates with the lower part of the second fluidized bed 200 through an ore communication relationship via the second conduit 103.
또한, 하부측벽에는 철광석 공급구(105)가 형성되며 이 철광석공급구(105)는 제 1 도관(701)를 통해 호퍼(700)에 연결되어 분철광석을 제1유동층로(100)의 내부로 유입하고, 그리고 상부에는 제 1 가스배출구(107)가 형성되어 있으며 이 제 1 가스배출구(107)는 제 3 도관(301)을 거쳐 제 1 사이클론(300) 상부와 연통되어있다.In addition, an iron ore supply port 105 is formed in the lower side wall, and the iron ore supply port 105 is connected to the hopper 700 through the first conduit 701 to transfer the iron ore into the first fluidized bed furnace 100. And a first gas outlet 107 is formed at an upper portion thereof, and the first gas outlet 107 communicates with an upper portion of the first cyclone 300 via a third conduit 301.
상기 제 1 사이클론(300)은 제 1 유동층로(100)의 배가스에 함유된 미립철광석을 가스와 분리하도록 구성되고 상기 제 1 사이클론(300)의 저부에는 분리된 미립철광석을 제 1 유동층로(100)의 하부로 재순환시키기 위한 제 4 도관(302)이 연결되어 있고, 그 상부에는 청정된 제 1 유동층로(100)의 배가스를 최종적으로 배출시키기 위한 제 5 도관(303)이 연결되어 있다.The first cyclone 300 is configured to separate the fine iron ore contained in the exhaust gas of the first fluidized bed furnace (100) with the gas and the separated fine iron ore at the bottom of the first cyclone (300) to the first fluidized bed furnace (100) A fourth conduit 302 is connected to the lower portion of the bottom of the circumference, and a fifth conduit 303 is connected to the upper portion of the exhaust pipe of the clean first fluidized bed 100 to finally discharge the exhaust gas.
상기 제4도관(302)은 분리된 미립철광석을 제 1 유동층로(100)의 하부 깊숙히 공급하도록 그 일단을 제 1 유동층로(100)의 하부 깊숙히 위치시키는 것이 바람직하다.The fourth conduit 302 is preferably located one end deep in the lower portion of the first fluidized bed (100) to supply the separated fine iron ore deeper in the lower portion of the first fluidized bed (100).
상기 제 2 유동층로(200)는 하부인 원추형부(200a)와 상부인 원통형부(200b)로 구성되며, 상기 원추형부(200a)의 하단부에는 환원가스를 공급받기 위한 제 2 가스공급구(201)가 형성되고, 그 하부내에는 제 2 가스분산판(202)이 장착된다.The second fluidized bed 200 is composed of a lower conical portion 200a and an upper cylindrical portion 200b, and a second gas supply hole 201 for receiving a reducing gas at a lower end of the conical portion 200a. ) Is formed, and the second gas distribution plate 202 is mounted therein.
그리고, 측벽에는 제 2 광석배출구(206)가 형성되어 있고, 이 제2광석배출구(206)는 제 8 도관(203)을 거쳐 용융가스화로(800)의 하부와 광석소통관계로 연통된다.A second ore outlet 206 is formed on the side wall, and the second ore outlet 206 communicates with the lower portion of the melt gasifier 800 through an eighth conduit 203 in an ore communication relationship.
또한, 하부측벽에는 예비환원광석공급구(205)가 형성되고,예비환원광석공급구(205)는 제 2도관(103)을 통해 제1유동층로(100)에 연결되어 건조,예열및예비환원된분철광석을 제2유동층로(200)의 내부로 유입하고, 그리고 상부에는 제 2 가스배출구(127)가 형성되어 있으며 이 제 2 가스배출구(207)는 제 10 도관(401)을 거쳐 제 2사이클론(400) 상부와 연통되어있다.In addition, a preliminary reduction ore supply port 205 is formed on the lower side wall, the preliminary reduction ore supply port 205 is connected to the first fluidized bed 100 through the second conduit 103 to dry, preheat and preliminary reduction. The fine iron ore flows into the second fluidized bed furnace 200, and a second gas outlet 127 is formed at an upper portion of the second gas outlet 207 through the tenth conduit 401. It is in communication with the top of the cyclone (400).
상기 제 2 사이클론(400)은 제 2 유동층로(200)의 배가스에 함유된 미립철광석을 가스와 분리하도록 구성되고 상기 제 2 사이클론(200)의 저부에는 분리된 미립철광석을 제 2 유동층로(200)의 하부로 재순환시키기 위한 제 9 도관(402)이 연결되어 있고, 그 상부에는 청정된 제 2 유동층로(200)의 배가스를 제1유동층로(100)로 공급하기 위한 제 6 도관(403)이 연결되어 있다.The second cyclone 400 is configured to separate the fine iron ore contained in the exhaust gas of the second fluidized bed furnace 200 with the gas, and the separated fine iron ore is disposed at the bottom of the second cyclone 200 in the second fluidized bed furnace 200. Is connected to a ninth conduit 402 for recycling to the bottom of the upper part, and a sixth conduit 403 for supplying the exhaust gas of the clean second fluidized bed 200 to the first fluidized bed 100. Is connected.
상기 제9도관(402)은 분리된 미립철광석을 제 2 유동층로(200)의 하부 깊숙히 공급하도록 그 일단을 제 2유동층로(200)의 하부 깊숙히 위치시키는 것이 바람직하다.The ninth conduit 402 preferably places one end deeply below the second fluidized bed 200 so as to supply the separated fine iron ore deeply below the second fluidized bed 200.
상기 제 1 중간호퍼(500)은 제 1 유동층로(100)와 제 2 유동층로(200) 사이에 위치되며, 제 7 도관(502)을 통해 제 1 유동층로(100) 하단부와 연결되며 또한 제 11 도관(504)을 통해 제2 유동층로(200)와 연결된다.The first intermediate hopper 500 is located between the first fluidized bed furnace 100 and the second fluidized bed furnace 200, and is connected to the lower end of the first fluidized bed furnace 100 through the seventh conduit 502. 11 is connected to the second fluidized bed 200 through conduit 504.
상기 제 7 도관(502)과 제 11 도관(504) 즉,제 1 중간호퍼(500)의 전후단에는 각각 가스 및 고체 밀페형 고온용 밸브(501, 503)가 1개 이상 부착되어 있으며,이렇게 하므로써 조업중간 혹은 비상시에 제 1 유동층로(100) 분산판(102)의 노즐 (Hole)을 통해 낙하된 분철광석을 저장했다가 질소와 같은 비활성가스로 제 2 유동층로(200) 하부로 기송시킬 수 있게 된다.At least one gas and solid sealing valve for high temperature (501, 503) is attached to the front and rear ends of the seventh conduit (502) and the eleventh conduit (504), that is, the first intermediate hopper (500). As a result, during the operation or during an emergency, the ferrite ore dropped through the nozzle of the distribution plate 102 of the first fluidized bed furnace 100 may be stored and transported to the bottom of the second fluidized bed furnace 200 with an inert gas such as nitrogen. It becomes possible.
상기 제11도관(504)은 제 1 유동층로(100) 분산판(102)의 노즐 (Hole)을 통해 낙하된 분철광석을 제 2 유동층로(200)의 하부 깊숙히 공급하도록 그 일단을 제 2유동층로(200)의 하부 깊숙히 위치시키는 것이 바람직하다.The eleventh conduit 504 has one end of the second fluidized bed so as to supply the ferrite ore dropped through the nozzle of the distribution plate 102 of the first fluidized bed 100 deeply below the second fluidized bed 200. It is desirable to locate deep into the bottom of the furnace 200.
상기 제 2 중간호퍼(600)는 제2유동층로(200)의 하부에 위치되며,제 13 도관(602)을 통해 제 2 유동층로(200) 하단부와 연결되고, 또한 제 12 도관(604)을 통해 제 2 유동층로(200)의 하부와 연결된다.The second intermediate hopper 600 is positioned below the second fluidized bed 200, is connected to the lower end of the second fluidized bed 200 through a thirteenth conduit 602, and further includes a twelfth conduit 604. It is connected to the bottom of the second fluidized bed furnace 200 through.
상기 제 13 도관(602)과 제 12 도관(604) 즉, 상기 제 2 중간호퍼(600)의 전후단에는 각각 가스 및 고체 밀폐형 고온용 밸브(601, 603)가 1개 이상 부착되어 있으며, 이렇게 하므로써 조업중간 혹은 비상시에 제 2 유동층로(200)의 분산판(202)의 노즐 (Hole)을 통해 낙하된 분철광석을 저장했다가 질소와 같은 비활성가스로 제 2 유동층로(200) 하부로 다시 기송시킬 수 있게 된다.One or more gas and solid hermetic valves 601 and 603 are attached to front and rear ends of the thirteenth conduit 602 and the twelfth conduit 604, that is, the second intermediate hopper 600. Therefore, during the operation or during an emergency, the iron ore dropped through the nozzle (Hole) of the distribution plate 202 of the second fluidized bed 200 is stored and then returned to the bottom of the second fluidized bed 200 with an inert gas such as nitrogen. You can send it.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 2단 분철광석의 유동층식 환원장치를 사용하여 분철광석을 환원하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of reducing the iron ore using the fluidized bed reduction apparatus of the two-stage iron ore of the present invention configured as described above will be described.
제 1 유동층로(100)로 공급된 분철광석을 제 2 유동층로(200) 배가스(환원가스)로 기포 또는 난류 유동층을 형성하면서 예열 및 예비환원 환원시키고, 반응된 철광석은 제 2 도관(103)을 경유하여 제 2 유동층로(200) 하부로 기송시켜 제 2 배가스공급구(201)를 통해 공급된 환원가스(용융가스화로 배가스)를 이용하여 기포유동층을 형성하면서 최종환원시킨 다음, 제 2 광석배출구(206)를 통해 최종 배출한다. 제 1 유동층로(100)의 배가스에 함유된 극미립철광석은 제 1 사이클론(300)에서 가스와 분리시켜 제 1 유동층로(100) 하부에 재순환되도록 하며, 제 2 유동층로(200)의 배가스에 함유된 극미립철광석은 제 2 사이클론(400)에서 가스와 분리시켜 제 2 유동층로(200) 하부에 재순환되도록 한다.Preheated and pre-reduced reduction of the iron ore supplied to the first fluidized bed (100) while forming a bubble or turbulent fluidized bed with a flue gas (reduction gas) of the second fluidized bed (200), the reacted iron ore is the second conduit (103) And then reduced to form a fluid flow layer by using a reducing gas (melt gasification flue gas) supplied through the second flue gas supply port 201 through the second fluidized bed furnace 200 through the second fluidized bed furnace 200, and then the second ore Final discharge through the outlet 206. The ultrafine iron ore contained in the exhaust gas of the first fluidized bed furnace 100 is separated from the gas in the first cyclone 300 so as to be recycled to the lower portion of the first fluidized bed furnace 100 and to the exhaust gas of the second fluidized bed furnace 200. The contained ultrafine iron ore is separated from the gas in the second cyclone 400 to be recycled to the bottom of the second fluidized bed furnace 200.
본 발명에 있어서는 유동층로 조업에서 빈번히 발생되는 비유동화현상(Defluidizing)이나 채널링(Channelling)현상과 같은 이상현상이 있을 때 분철광석이 가스분산판(Gas distributor) 홀을 통해 그 분산판 하부로 떨어져 응집되어 환원가스 흐름을 방해하는 현상이 있으므로 조업 중간에 정기적으로, 그리고 가스공급차단과 같은 비상사태에 제 1 및 제 2 중간호퍼(500, 600)의 전단 고온용 밸브(501, 601)를 먼저 열어 제 1 및 제 2 유동층로(100, 200)의 가스분산판 밑에 쌓인 분철광석을 각각 제 1 및 제 2 중간호퍼(500, 600)에 저장한 다음 그 전단 고온용 밸브(501, 601)를 닫고 다시 제 1 및 제 2 중간호퍼(500, 600)의 후단 고온용 밸브(503, 603)를 열어 질소와 같은 비활성가스를 취입하여 각각 제 2 유동층로(200) 하부로 기송시키게된다.In the present invention, when there is an abnormality such as defluidizing or channeling which is frequently generated in fluidized bed operation, the ferrite ore falls to the bottom of the dispersion plate through a gas distributor hole. Since there is a phenomenon that obstructs the flow of reducing gas, the high-temperature valves 501 and 601 of the first and second intermediate hoppers 500 and 600 are opened first at regular intervals during operation and in emergency such as gas supply shutoff. The iron ore accumulated in the gas distribution plates of the first and second fluidized bed furnaces 100 and 200 is stored in the first and second intermediate hoppers 500 and 600, respectively, and then the front end valves 501 and 601 are closed. The high temperature valves 503 and 603 at the rear end of the first and second intermediate hoppers 500 and 600 are opened to blow inert gas such as nitrogen into the lower portion of the second fluidized bed furnace 200.
본 발명에서와 같이 2단 유동층식 환원로를 사용하여 분철광석을 환원하는 경우에는, 제 1 유동층로(100)에서의 예열 및 예비환원은 700-850℃에서 그리고 제 2 유동층로(200)에서의 최종환원은 750-900℃에서 행함이 바람직하고, 조업압력은 절대압으로 1-5 기압에서 행하는 것이 바람직하다. 제 1 유동층로(100)와 제 2 유동층로(200)내의 분산판 바로 위에서 가스유속은 원활한 유동 및 비산량을 고려해 볼 때, 로내에 체류하는 분철광석의 최소유동화속도의 1.2-2.5배 이하가 되도록 선정하는 것이 바람직하며, 원추형부의 경사각은 수직선에서 5-20°가 바람직하고 원추형부(100a, 200a)의 분산판에서부터의 높이는 그 하부 분산판 내경의 5-10배이며 그리고 원통형부(100b, 200b) 높이는 그 내경의 3-5배로함이 바람직하다.In the case of reducing the iron ore using a two-stage fluidized bed reduction furnace as in the present invention, the preheating and pre-reduction in the first fluidized bed furnace 100 is carried out at 700-850 ° C. and in the second fluidized bed furnace 200. The final reduction of is preferably carried out at 750-900 ° C., and the operating pressure is preferably performed at 1-5 atm at absolute pressure. The gas flow rates just above the dispersion plates in the first fluidized bed furnace 100 and the second fluidized bed furnace 200 are 1.2-2.5 times or less the minimum fluidization rate of the iron ore staying in the furnace, in consideration of the smooth flow and scattering amount. Preferably, the inclination angle of the conical portion is preferably 5-20 ° in the vertical line, and the height of the conical portions 100a and 200a from the distribution plate is 5-10 times the inner diameter of the lower dispersion plate, and the cylindrical portions 100b and 200b. ) The height is preferably 3-5 times the inner diameter.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
실시예Example
하기 표 1과 같은 크기를 갖는 제 3도의 환원장치를 이용하여 표 2에서 표 4까지 나타낸 환원조건으로 환원을 행했다.Reduction was carried out under the reduction conditions shown in Table 2 to Table 4 using the reduction apparatus of FIG. 3 having the same size as in Table 1 below.
상기와 같이 분철광석을 환원한 후, 평균가스 이용율 및 가스원단위를 조사한 결과, 가스이용율은 약 30-35%, 가스원단위를 1200-1500N㎥/ton-ore이었다. 또한 제 1 배출구, 제 2 배출구에서 배출된 환원철은 그 환원율이 각각 30-40%와 85-95% 범위였으며, 광석호퍼로부터 광석투입 후 60분 이내에 광석배출이 가능하였으며, 이는 환원철의 생산속도가 우수함을 알 수 있었다.After reducing the iron ore as described above, the average gas utilization rate and gas source unit were examined, and the gas utilization rate was about 30-35%, and the gas source unit was 1200-1500 Nm 3 / ton-ore. In addition, the reduced iron discharged from the first and second outlets ranged from 30-40% and 85-95%, respectively, and it was possible to discharge ore within 60 minutes after ore input from the ore hopper. It was found to be excellent.
상술한 바와같이, 본 발명은 각 유동층로(100, 200) 하부에 중간호퍼(Hopper)와 가스/고체 밀폐형 밸브로 이루어진 분체 이송장치를 설치하여 이상조업중에 가스분판(Gas distributor) 홀을 통해 분산판 하부로 떨어지는 분철광석을 다시 유동층로로 순환시켜 환원가스 흐름이 저지되는 현상이 없이 장기간 조업할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention is installed in the lower portion of each fluidized bed (100, 200) by the intermediate hopper (Hopper) and the gas / solid sealed valve is installed through the gas distributor (Gas distributor) hole during the abnormal operation By circulating the iron ore falling to the bottom of the plate back to the fluidized bed, there is an effect that can operate for a long time without the phenomenon that the reducing gas flow is blocked.
또한,본 발명은 2단 공정만으로도 대한민국 특허 제 117065(1997년)호에 제시한 3단 공정에 못지않은 환원률 및 가스원단위를 확보할 수 있음을 확인할 수 있어 설비투자면이나 생산비 면에서 3단 공정보다 우수한 효과가 있는것이다.In addition, the present invention can confirm that the reduction rate and gas source unit can be as good as the three-stage process proposed in the Republic of Korea Patent No. 117065 (1997) by the two-stage process alone, three-stage in terms of equipment investment and production costs It is better than the process.
또한,본 발명은 분철광석의 입경과는 관계없이 환원율이 비교적 균일한 환원철을 얻는 동시에 입경별로 분급된 환원철을 얻을 수 있어 용해로로 환원철 투입시 투입설비와 투입위치별로 적정크기의 환원철 공급이 가능해지고, 환원가스의 공급유속에 따라 각각의 배출구를 통해 배출되는 환원철의 양과 입경조절이 가능하고, 철광석 로내 체류시간을 제어함으로써 환원율 제어가 가능한 효과가 있는 것이다.In addition, the present invention can obtain a reduced iron with a relatively uniform reduction rate regardless of the particle size of the iron ore and at the same time can obtain a reduced iron classified by particle diameter, it is possible to supply a reduced iron of the appropriate size for each input facility and input location when reducing iron is introduced into the furnace. According to the supply flow rate of the reducing gas, the amount and particle size of the reduced iron discharged through each outlet can be controlled, and the reduction rate can be controlled by controlling the residence time in the iron ore furnace.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970072380A KR100236198B1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | 2-stage fluidized-bed reduction method and apparatus for fine iron ore |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970072380A KR100236198B1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | 2-stage fluidized-bed reduction method and apparatus for fine iron ore |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990052849A true KR19990052849A (en) | 1999-07-15 |
KR100236198B1 KR100236198B1 (en) | 1999-12-15 |
Family
ID=19528270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970072380A KR100236198B1 (en) | 1997-12-23 | 1997-12-23 | 2-stage fluidized-bed reduction method and apparatus for fine iron ore |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100236198B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100332926B1 (en) * | 1999-12-23 | 2002-04-20 | 이구택 | Device for controlling the discharging height of fine particles in fluidized bed reactor |
KR100723223B1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-05-29 | 주식회사 포스코 | Pre-reduction method of sintered ore |
-
1997
- 1997-12-23 KR KR1019970072380A patent/KR100236198B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100332926B1 (en) * | 1999-12-23 | 2002-04-20 | 이구택 | Device for controlling the discharging height of fine particles in fluidized bed reactor |
KR100723223B1 (en) * | 2005-12-23 | 2007-05-29 | 주식회사 포스코 | Pre-reduction method of sintered ore |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100236198B1 (en) | 1999-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100732461B1 (en) | Method for manufacturing molten irons for improving charging and discharging of fine iron ores and apparatus using the same | |
EP0316819B1 (en) | Metal-making process and apparatus involving the smelting reduction of metallic oxides | |
CA2247152A1 (en) | 3-stage fluidized bed type fine iron ore reducing apparatus having x-shaped circulating tubes | |
KR100332924B1 (en) | An apparatus for preventing the sticking in the 3-step fluidized bed type apparatus for reducing the fine iron ore, and method therefor | |
KR100236198B1 (en) | 2-stage fluidized-bed reduction method and apparatus for fine iron ore | |
SK282985B6 (en) | Method of producing liquid pig iron or liquid steel precursors | |
KR100321050B1 (en) | A fluidized-bed type reduction method and apparatus for fine iron ores | |
EP1109940B1 (en) | 2-stage fluidized bed type fine iron ore reducing apparatus, and reducing method using the apparatus | |
US6235079B1 (en) | Two step twin-single fluidized bed pre-reduction apparatus for pre-reducing fine iron ore, and method therefor | |
KR100286687B1 (en) | Charter manufacturing apparatus using iron ore | |
KR100236199B1 (en) | Two-step fluidized-bed reduction process of iron ore fines with circulation tube x type | |
KR100262486B1 (en) | Reduction process and equipment and smelting reduction equipment of fine iron ore | |
KR100321051B1 (en) | Apparatus for manufacturing pig iron and method therefor | |
KR100276343B1 (en) | High-temperature reduced iron cooler and fluidized bed furnace reduction device of iron ore with this cooler | |
KR970002118B1 (en) | Iron ore fluidized bed reduction furnace | |
KR100321049B1 (en) | A fluidized-bed type reduction method and apparatus for fine iron ores | |
CA2322130A1 (en) | Complex fluidized bed type fine iron ore reducing apparatus, and method therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120913 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130930 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140929 Year of fee payment: 16 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150930 Year of fee payment: 17 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160923 Year of fee payment: 18 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |