KR20000009737A - Production equipment of molten iron using fine iron ore - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 입도분포가 넓은 분철광석을 유동상태에서 환원하는 유동층식 2단 환원장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 넓은 입도분포를 갖는 분철광석을 입도에 따라 분급하여 유동층로에서 환원시키고 이를 다시 입도에 따라 용융가스화로에 장입하므로써 그 환원시 발생하는 미립철광석의 비산을 최소화할 수 있는 분철광석을 이용한 용선 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fluidized bed-type two-stage reduction device for reducing a wider particle size distribution in a fluidized state, and more particularly, to classify the powdered iron ore having a wide particle size distribution according to the particle size and to reduce it in a fluidized bed. The present invention relates to a molten iron ore using an iron ore that can minimize the scattering of fine iron ore generated by the reduction by charging into a melt gasifier according to the particle size.
현재의 용선 생산공정은 고로공정이 주류를 이루고 있으며, 최근에는 펠렛과 괴광석을 사용한 샤프트형 용융환원제철공정이 상업화되어 용선을 생산하고 있으나 두 공정 모두 괴상화한 원료만을 사용해야 한다는 제약을 가지고 있다.In the current molten iron production process, the blast furnace process is the mainstream. Recently, shaft-type molten iron reduction steel processes using pellets and lump ore have been commercialized to produce molten iron, but both processes have the limitation of using only raw material. .
고로공정에서는 석탄을 가공한 코크스와 분상의 철광석 및 부원료를 혼합하여 가공한 소결광을 사용하여 용선을 생산한다. 이에 따라 연/원료의 예비처리를 위한 설비투자비의 증가와 예비처리과정에서 발생하는 공해문제가 심각하게 대두되고 있어 이에 따른 환경적인 규제가 강화되고 있는 실정이다. 한편, 샤프트형 용융환원제철공정에서는 원료로 미분철광석을 펠렛으로 만들어 사용하거나 제한된 입도의 괴광석을 사용하여 용선을 생산하고 있다.In the blast furnace process, molten iron is produced using sintered ore processed by mixing coal coke, powdered iron ore and by-products. As a result, the increase in facility investment costs for pretreatment of raw materials and raw materials and pollution caused during pretreatment are seriously emerging, and environmental regulations are being strengthened accordingly. On the other hand, in the shaft-type molten iron reduction process is used to make the fine iron ore as a raw material pellets or to produce molten iron using a lump ore of limited particle size.
이와같이 고로공정이나 샤프트형 용융환원제철공정에서는 분상의 철광석을 직접 사용할 수 없고 예비처리 과정을 거쳐야 되므로, 매장량이 풍부하고 가격도 저렴한 분철광석을 예비처리 과정을 거치지 않고 바로 사용하여 용선을 생산할 수 있는 유동층식 용융환원제철공정이 기존의 고로공정을 대체할 차세대 제철공정으로 주목받고 있으며, 선진 철강 선진국을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있다.As such, in the blast furnace process or shaft-type molten reduction steelmaking process, powdered iron ore cannot be directly used and needs to be preliminarily processed. Therefore, it is possible to produce molten iron by directly using ferrous ore, which has abundant reserves and low cost, without undergoing pretreatment. The fluidized-bed molten reduced steelmaking process is drawing attention as the next-generation steelmaking process to replace the existing blast furnace process, and active researches are being conducted mainly in advanced steel countries.
상기의 용융환원제철공정에서는 일반적으로 예비환원공정과 최종환원공정으로 구분이 되는데, 예비환원단계에서는 환원로에서 원료광석을 고체상태로 예비환원시키고 최종환원단계에서는 환원된 환원철를 용융로에 장입시키면서 최종환원하여 용선을 생산하고 있다. 예비환원공정은 일반적으로 원료광석의 입도에 따라 이동층식 및 유동층식으로 분류되는데, 입도가 작고 입도분포가 넓은 분철광석의 경우는 원료광석을 환원로에서 환원가스로 유동시키면서 환원하는 유동층식이 통기성이나 가스이용율면에서 효율적인 것으로 알려져 있다.In the above molten reduction steelmaking process, it is generally divided into a preliminary reduction process and a final reduction process. In the preliminary reduction step, preliminary reduction of raw ore in a solid state is carried out in a reduction furnace, and in the final reduction step, the reduced reduction iron is charged into a melting furnace. To produce molten iron. The preliminary reduction process is generally classified into moving bed type and fluidized bed type according to the raw material ore's particle size.In the case of ferrite ore with small particle size and wide particle size distribution, the fluidized bed type which reduces raw material ore while flowing from reducing furnace to reducing gas is breathable. It is known to be efficient in terms of gas utilization.
용선제조장치의 일예로는 대한민국 특허 제117065호에 제시되어 있는 것을 들 수 있다.An example of the charterer manufacturing apparatus may be those disclosed in Korean Patent No. 117065.
상기 용선제조장치는 도1에 나타난 바와 같이,넓은 입도분포를 갖는 분철광석을 안정하게 유동시킬 수 있도록 유동층의 형태를 상광하협의 원추형으로 하고, 환원율과 가스 이용율을 향상시키기 위해 분철광석이 기포유동층 상태에서 건조/예열되는 제 1유동층로(10), 상기 제 1유동층로의 배가스에 함유된 미립철광석을 집진하기 위한 제 1사이클론(40), 상기 제 1유동층로에서 건조예열된 분철광석을 예비환원하는 제 2유동층로(20), 상기 제 2유동층로의 배가스에 함유된 미립철광석을 집진하기 위한 제 2사이클론(50), 상기 제 2유동층로에서 예비환원된 분철광석을 최종환원는 제 3유동층로(30), 상기 제 3유동층로의 배가스에 함유된 미립철광석을 집진하기 위한 제 3사이클론(60), 및 제3유동층로(30)에서 최종 환원된 환원철을 용융환원하여 용선을 제조하는 용융가스화로(80)를 그 주요 구성으로 하고 있다.The molten iron manufacturing apparatus, as shown in Figure 1, to form a fluidized bed in the shape of the fluidized bed to the stable flow of the iron ore having a wide particle size distribution, the iron ore is a bubble fluidized bed to improve the reduction rate and gas utilization The first fluidized bed furnace 10 to be dried / preheated in the state, the first cyclone 40 for collecting the fine iron ore contained in the exhaust gas of the first fluidized bed furnace, and the preheated iron ore dried in the first fluidized bed furnace The second fluidized bed furnace 20 for reducing, the second cyclone 50 for collecting the fine iron ore contained in the flue gas of the second fluidized bed furnace, and the final reduced powdered iron ore preliminarily reduced in the second fluidized bed furnace The molten iron is prepared by melting and reducing the reduced iron finally reduced in the furnace 30, the third cyclone 60 for collecting the fine iron ore contained in the exhaust gas of the third fluidized bed furnace, and the third fluidized bed furnace 30. And the the melter-gasifier 80 as the major component.
그러나, 상기와 같이 원추형 3단 유동층 환원로를 사용하여 분철광석을 예비환원하는 경우에는 제 1사이클론(40)에서 미처 포집되지 않은 미립의 원료 분철광석이 가스배출구를 통하여 방출됨으로써 비산손실되는 광석의 양이 많아질 수 있다. 특히 철광석의 환원중 분화현상이 대부분 환원초기에 발생한다는 점을 고려할 때, 제 1유동층로에서 1차환원시 환원분화 및 유동에 의한 기계적 분화에 의해 생성된 다량의 미립 철광석이 비산되어 제1사이클론에 과부하를 줌으로써 배가스와 철광석의 효율적인 분리를 억제시켜 다량의 미립철광석이 배가스와 함께 방출되어 손실될 수 있다.However, in the case of preliminary reduction of the iron ore using the conical three-stage fluidized-bed reduction furnace as described above, the fine raw iron ore, which is not captured in the first cyclone 40, is discharged through the gas outlet so that the ore is scattered and lost. The amount can be high. In particular, considering that most of the differentiation phenomenon during the reduction of iron ore occurs in the early stage of reduction, a large amount of fine iron ore produced by reduction and differentiation during the first reduction and mechanical differentiation by flow is scattered in the first fluidized bed. By overloading, it inhibits the efficient separation of flue gas and iron ore, so that a large amount of fine iron ore can be released and lost together with the flue gas.
또한 제 3유동층로(30)에서 환원되어 배출되는 입도분포가 넓은 환원철이 용융가스화로(80)의 상부로 장입될 경우 입도가 작은 미립의 환원철은 용융로 하부로 하강, 용융되지 못하고 배가스와 함께 비산될 수 있는 문제점이 있다.In addition, when reduced iron having a large particle size distribution discharged from the third fluidized bed furnace 30 is charged to the upper portion of the molten gasifier 80, the finely-reduced fine iron reduced in the lower portion of the melting furnace does not melt and scatters with the exhaust gas. There is a problem that can be.
이에, 본 발명자들은 상기와 같은 종래의 유동층식 예비환원장치를 사용하여 용선을 제조할 때 나타날 수 있는 문제점을 해결하기 위하여 연구및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게된 것으로서, 본 발명은 입도분포가 넓은 분철광석을 입도에 따라 적절히 예비환원시킴과 아울러 예비환원된 환원철을 입도에 따라 다른 위치에서 용융가스화로에 장입하여 용선을 제조함으로써 유동성을 안정시켜 환원율과 가스이용율을 향상시킴과 아울러 비산손실되는 미분철광석의 양을 효과적으로 저감시킬 수 있는 용선제조장치를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Thus, the present inventors conducted research and experiments to solve the problems that may occur when manufacturing molten iron using the conventional fluidized bed pre-reduction device as described above, and to propose the present invention based on the results, The present invention is appropriately pre-reduced iron ore with a wide particle size distribution according to the particle size, and also by pre-reduced reduced iron charged into the melt gasifier at different locations according to the particle size to prepare the molten iron to stabilize the fluidity to improve the reduction rate and gas utilization rate In addition, to provide a molten iron manufacturing apparatus that can effectively reduce the amount of fine iron ore that is scattered and lost, the purpose is.
도 1은 종래의 분철광석의 유동층 환원로를 개략적으로 도시한 개략도1 is a schematic diagram schematically showing a fluidized bed reduction furnace of a conventional iron ore
도 2는 본 발명에 부합되는 용선 제조장치의 구성도2 is a block diagram of a molten iron manufacturing apparatus according to the present invention
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100...장입호퍼 101...제 1장입관100 ... loading hopper 101 ... chapter 1
110...제 유동층로 111...제 1순환관110 first fluidized bed furnace 111 first circulation tube
112...제 1배출관 120...제 2유동층로112 ... first exhaust pipe 120 ... second fluidized bed
122...제 2배출관 124...제 2사이클론122 ... 2nd exhaust pipe 124 ... 2nd cyclone
125...배가스배출관 126...제 2순환관125.Exhaust gas discharge pipe 126 ... 2nd circulation pipe
130...제 3유동층로 132...스크류 컨베이어130 ... the third fluidized bed, 132 ... screw conveyor
134...제 2사이클론 136...제 3순환관134 second cyclone 136 third circulation tube
137...제 3배출관 139...제 4배출관137 ... 3rd discharge pipe 139 ... 4th discharge pipe
140...가스개질시스템 141...배가스순환관140 Gas reforming system 141 Exhaust gas circulation pipe
150...용융가스화로 152...제 4순환관150 ... melt gasification furnace 152 ... fourth circulation pipe
153...제 5가스공급관 154...제 3사이클론153 5th Gas Supply Pipe 154 3rd Cyclone
본 발명은 분철광석을 이용하여 용선을 제조하는 장치에 있어서,The present invention is an apparatus for producing molten iron using a iron ore,
그 저부로 부터 환원가스를 공급받고 장입호퍼에서 제 1장입관을 통해 분철광석을 장입받아 장입된 분철광석중 중/대립 광석은 그 하부에서 기포 또는 난류 유동층에 의해 1차환원하고 미립광석은 그 상부로 비산 배출하도록 구성되는 원통형의 제 1유동층로;Among the iron ore, which is supplied with reducing gas from the bottom and charged with iron ore through the first charging pipe in the charging hopper, the middle or allel ore is first reduced by a bubble or turbulent fluidized bed at the bottom thereof, and the fine ore is A cylindrical first fluidized bed furnace configured to discharge upwardly;
그 저부로 부터 환원가스를 공급받고 제 1유동층로로 부터 비산 배출되는 미립의 분철광석을 공급받아 기포 유동층을 형성하면서 미립의 분철광석을 1차환원시키도록 구성되는 상광하협의 제 2유동층로;A second fluidized bed furnace in the Sanggwang River Strait, configured to primaryly reduce the fined iron ore while receiving the reduced gas from the bottom and receiving the fined iron ore discharged from the first fluidized bed to form a bubble fluidized bed;
상기 제 2유동층로의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 제 2유동층로에 재 공급하고, 미립광석이 분리된 배가스를 최종 배출하도록 구성되는 제 1사이클론;A first cyclone configured to collect particulate ore contained in the exhaust gas of the second fluidized bed and re-supply it to the second fluidized bed, and finally discharge the exhaust gas from which the particulate ore is separated;
상기 제 1유동층로에서 1차환원된 중/대립광석과 상기 제 2유동층로에서 1차 환원된 미립광석을 그 저부로부터 공급되는 환원가스에 의해 기포 유동층을 형성하면서2차 환원한 후 배출하도록 구성되는 제 3유동층로;The secondary ore ore reduced primarily in the first fluidized bed furnace and the fine ore reduced primarily in the second fluidized bed furnace are formed to be discharged after secondary reduction while forming a bubble fluidized bed by reducing gas supplied from the bottom thereof. A third fluidized bed furnace;
상기 제 3유동층로의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 그 일부는 제 3유동층로에 재공급하고, 나머지 일부는 용융가스화로에 공급하고, 그리고 미립광석이 분리된 배가스는 그 정부를 통해 배출하도록 구성되는 제 2사이클론;The fine ore contained in the flue-gas of the third fluidized bed is collected, part of it is supplied to the third fluidized bed, the other part is supplied to the melt gasifier, and the flue gas from which the fine ore is separated is discharged through the government. A second cyclone configured to;
상기 제3 유동층로에서 예비 환원된 환원철을 공급받아 용융환원하여 용선을 제조 하도록 구성되는 용융가스화로; 및A molten gasifier configured to receive molten reduction preliminarily reduced iron from the third fluidized bed furnace to produce molten iron; And
상기 용융가스화로의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 용융가스화로에 재공급하고,미립광석이 분리된 배가스는 그 정부를 통해 배출하도록 구성되는 제3 사이클론을 포함하여 구성되는 분철광석을 이용한 용선의 제조장치에 관한 것이다.The molten iron using the iron-iron ore which collects the fine ore contained in the flue gas of the melt gasifier, and supplies it back to the melt gasifier, and the exhaust gas from which the fine ore is separated is discharged through the government. It relates to a manufacturing apparatus of.
이하, 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 부합되는 용선제조장치의 일예가 도2에 나타나 있다.An example of a molten iron manufacturing apparatus according to the present invention is shown in FIG.
도2에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 용선제조장치는 크게 분철광석을 유동상태에서 예비환원하는 유동층식 환원장치(100)와 예비환원된 환원철을 용융환원하여 용선을 제조하는 용융가스화로(150)으로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the molten iron manufacturing apparatus of the present invention has a fluidized gas reduction apparatus 100 for preliminarily reducing powdered iron ore in a fluidized state and a melt gasification furnace 150 for melting molten reduction of pre-reduced reduced iron to produce molten iron. )
상기 유동층식 환원장치(100)는 그 저부로 부터 환원가스를 공급받고 장입호퍼(100)에서 제 1장입관(101)을 통해 분철광석을 장입받아 장입된 분철광석중 중/대립 광석은 그 하부에서 기포 또는 난류 유동층에 의해 1차환원하고 미립광석은 그 상부로 비산 배출하도록 구성되는 원통형의 제 1유동층로(110);The fluidized-bed reduction device 100 is supplied with reducing gas from the bottom thereof, and charged with ore among the iron ore among the iron ore which is charged with the iron ore through the first charging pipe 101 in the charging hopper 100. A cylindrical first fluidized bed furnace 110 configured to be primary-reduced by a bubble or turbulent fluidized bed, and the particulate ore scattered to the top;
그 저부로 부터 환원가스를 공급받고 제 1유동층로로 부터 비산 배출되는 미립의 분철광석을 공급받아 기포 유동층을 형성하면서 미립의 분철광석을 1차환원시키도록 구성되는 상광하협의 제 2유동층로(120);The second fluidized bed reactor in the Sangsang River Strait, configured to receive the fine-grained iron ore, which is supplied with reducing gas from the bottom, and is discharged from the first fluidized bed, to form a bubble fluidized bed and to reduce the fine iron ore. 120);
상기 제 2유동층로의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 제 2유동층로에 재 공급하고, 미립광석이 분리된 배가스를 최종 배출하도록 구성되는 제 1사이클론(124);A first cyclone 124 configured to collect particulate ore contained in the exhaust gas of the second fluidized bed and re-supply it to the second fluidized bed, and finally discharge the exhaust gas from which the particulate ore is separated;
상기 제 1유동층로에서 1차 환원된 중/대립광석과 상기 제 2유동층로에서 1차 환원된 미립광석을 그 저부로부터 공급되는 환원가스에 의해 기포 유동층을 형성하면서2차 환원한 후 배출하도록 구성되는 제 3유동층로(130);The secondary ore ore reduced in the first fluidized bed furnace and the fine ore reduced in the second fluidized bed furnace are reduced and discharged after forming the bubble fluidized bed by the reducing gas supplied from the bottom thereof. The third fluidized bed furnace 130;
상기 제 3유동층로(130)의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 그 일부는 제 3유동층로에 재공급하고, 나머지 일부는 용융가스화로(150)에 공급하고, 그리고 미립광석이 분리된 배가스는 그 정부를 통해 배출하도록 구성되는 제 2사이클론(134)를 포함하여 구성된다.The fine ore contained in the exhaust gas of the third fluidized bed furnace 130 is collected, and a part thereof is re-supplied to the third fluidized bed furnace, and the other part is supplied to the melt gasifier 150, and the exhaust gas from which the fine ore is separated is collected. Is configured to include a second cyclone 134 that is configured to discharge through its government.
상기 제1유동층로(110)의 저부에는 환원가스를 환원로내로 공급하기위한 제1가스공급관(114)이 연결되고,그 하부내에는 제1가스분산판(113)이 장착된다.A first gas supply pipe 114 for supplying a reducing gas into the reduction furnace is connected to a bottom of the first fluidized bed furnace 110, and a first gas distribution plate 113 is mounted in a lower portion thereof.
또한, 상기 제1유동층로(110)의 측벽에는 장입호퍼(100)에 연결되어 장입호퍼(100)로 부터 분철광석및석회석과 같은 조제재를 유동층내로 공급하기 위한 제1장입관(101a), 1차 환원된 중/대립광석을 상기 제3유동층로(130)로 배출하기 위한 제1 배출관(112) 및 비산배출되는 미립광석을 상기 제2유동층로(120)에 공급하기 위한 제1순환관(111)이 연결되어 있으며, 상기 제1순환관(111)은 상기 제1배출관(112)보다 위에 위치되도록 한다.In addition, a first charging pipe 101a is connected to a charging hopper 100 on a side wall of the first fluidized bed 110 to supply preparation materials such as iron ore and limestone from the charging hopper 100 into the fluidized bed. The first circulation pipe 112 for discharging the primary / medium ore reduced to the third fluidized bed 130 and the first circulation pipe for supplying the scattered particulate ore to the second fluidized bed (120) 111 is connected, and the first circulation pipe 111 is positioned above the first discharge pipe 112.
상기 제 2유동층로(120)는 확대상부(120a), 상광경사부(130b) 및 축소하부(120c)로 이루워진 상광하협구조를 갖는다.The second fluidized bed 120 has an image narrowing structure formed of an enlarged upper portion 120a, an image light inclined portion 130b, and a reduced portion 120c.
상기 축소하부(120c)내에는 제 2가스분산판(123)이 장착되어 있고, 상기 제 2가스분산판(123) 아래의 저부에는 환원가스로 사용하는 제3 유동층로(130)의 배가스를 공급하기 위한 제 2환원가스 공급관(127)이 연결되어 있다.The second gas distribution plate 123 is mounted in the reduced lower portion 120c, and the exhaust gas of the third fluidized bed furnace 130 used as the reducing gas is supplied to the bottom portion below the second gas distribution plate 123. The second reduction gas supply pipe 127 for connecting is connected.
또한, 상기 제2 가스분산판(123) 위의 상기 축소하부(120c) 측벽에는 상기 제1 유동층로(110)로 부터 비산배출되는 미립광석 및 상기 제1 사이클론(124)에서 포집된 미립 광석을 제2유동층로(120)내로 공급하기 위한 제1 순환관(111)과 1차 환원된 미립광석을 배출하기 위한 제2 배출관(122)이 연결되어 있다.In addition, on the sidewall of the reduced lower portion 120c on the second gas dispersion plate 123, the fine ore scattered from the first fluidized bed 110 and the fine ore collected by the first cyclone 124 are disposed. The first circulation pipe 111 for supplying into the second fluidized bed furnace 120 and the second discharge pipe 122 for discharging the first reduced fine ore are connected.
상기 제2 배출관(122)은 그 일단이 상기 제2유동층로(120)의 측벽에 연결되고,그 타단은 상기 제3유동층로(130)의 축소하부(130c)내에 위치된다.One end of the second discharge pipe 122 is connected to the side wall of the second fluidized bed 120, and the other end thereof is located in the reduced bottom 130c of the third fluidized bed 130.
그리고 상기 제2유동층로(120)의 확대상부(120a)는 제 1배가스 배출관(121)을 통해 상기 제1 사이클론(124)에 연결되어 있다.In addition, the enlarged upper portion 120a of the second fluidized bed passage 120 is connected to the first cyclone 124 through a first exhaust gas discharge pipe 121.
상기 제1 사이클론(124)의 하부에는 상기 제 2유동층로(120)의 배가스중에 함유된 미립광석을 상기 제1 순환관(111)을 통해 상기 제2 유동층로(120)로 순환시키기 위한 제2순환관(126)이 연결되고, 그 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제2 배가스배출관(125)이 연결되어 있다.A second portion of the first cyclone 124 to circulate the particulate ore contained in the exhaust gas of the second fluidized bed 120 through the first circulation pipe 111 to the second fluidized bed (120). The circulation pipe 126 is connected, and the second exhaust gas discharge pipe 125 for discharging the exhaust gas separated from the particulate ore is connected to the upper portion thereof.
그리고, 상기 제2순환관(126)은 상기 제1 순환관(111)과 연통된다.The second circulation pipe 126 communicates with the first circulation pipe 111.
상기 제3 유동층로(130)는 확대상부(130a), 상광경사부(130b) 및 축소하부(130c)로 이루워진 상광하협구조를 갖는다.The third fluidized bed passage 130 has a vertical light narrowing structure formed of an enlarged upper portion 130a, an upper light inclined portion 130b, and a reduced lower portion 130c.
상기 축소하부(130c)내에는 제3 가스분산판(133)이 장착되어 있고, 상기 제 2가스분산판(133) 아래의 저부에는 환원가스를 공급하기 위한 제3 환원가스 공급관(153)이 연결되어 있다.A third gas distribution plate 133 is mounted in the reduced lower portion 130c, and a third reducing gas supply pipe 153 for supplying a reducing gas is connected to a bottom portion below the second gas distribution plate 133. It is.
또한, 상기 제3 가스분산판(133) 위의 상기 축소하부(130c) 측벽에는 상기 제1 유동층로(110)로 부터 배출되는 1차 환원 중/대립 철광석을 제3유동층로(130)내로 공급하도록 상기 제1배출관(112)이 연결되고,또한 2차 환원된 환원철을 상기 용융가스화로(150)로 배출하기 위한 제4 배출관(139)이 연결되어 있다.In addition, a primary reducing medium / elastic iron ore discharged from the first fluidized bed furnace 110 is supplied into the third fluidized bed furnace 130 on the sidewall of the reduced lower portion 130c on the third gas distribution plate 133. The first discharge pipe 112 is connected to, and the fourth discharge pipe 139 for discharging the secondary reduced reduced iron to the molten gasifier 150 is connected.
상기 제4 배출관(139)은 상기 제3 유동층로(130)의 측벽에 구비되어 상기 제3 유동층로(130)내의 2차 환원된 환원철을 로외부로 배출하도록 구성되는 스크류 컨베이어(132)를 통해 상기 제3 유동층로(130)의 측벽과 연결되는 것이 바람직하다.The fourth discharge pipe 139 is provided on a side wall of the third fluidized bed furnace 130 through a screw conveyor 132 configured to discharge secondary reduced reduced iron in the third fluidized bed furnace 130 to the outside of the furnace. It is preferably connected to the side wall of the third fluidized bed passage (130).
그리고 상기 제3 유동층로(130)의 확대상부(130a)는 제3 배가스 배출관(131)을 통해 상기 제2 사이클론(134)에 연결되어 있다.In addition, the enlarged upper portion 130a of the third fluidized bed 130 is connected to the second cyclone 134 through a third exhaust gas discharge pipe 131.
상기 제2 사이클론(134)의 하부에는 순환관(134a)이 연결되어 있고, 이 순환관(134a)에는 상기 제3 유동층로(130)의 배가스중에 함유된 미립광석의 일부를 상기 제3 유동층로(130)로 순환시키기 위한 제3 순환관(136)및 미립광석의 나머지 일부를 상기 용융가스화로(150)의 하부로 장입하기 위한 제3 배출관(137)이 연결되며, 상기 순환관(134a), 제3 순환관(136)과 제3배출관(137)이 연결되는 위치에는 제2사이클론(134)에서 포집된 미립철광석을 상기 제3 유동층로(130)와 상기 용융가스화로(150)로 나누어 장입하기 위한 정량조절밸브(138)가 구비된다.A circulation pipe 134a is connected to a lower portion of the second cyclone 134, and a part of the particulate ore contained in the exhaust gas of the third fluidized bed furnace 130 is connected to the third fluidized bed in the circulation pipe 134a. The third circulation pipe 136 for circulating to 130 and the third discharge pipe 137 for charging the remaining portion of the particulate ore into the lower portion of the melt gasifier 150 are connected, and the circulation pipe 134a At the position where the third circulation pipe 136 and the third discharge pipe 137 are connected, the fine iron ore collected in the second cyclone 134 is divided into the third fluidized bed furnace 130 and the molten gasifier 150. A metering control valve 138 for charging is provided.
그리고, 상기 제2사이클론(134)의 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제4 배가스배출관(135)이 연결되어 있으며, 상기 제4 배가스배출관(135)은 상기 제1유동층로(110)의 제1가스도입관(114)및 제2유동층로(120)의 제2가스도입관(127)과 연통되어 있다.In addition, a fourth exhaust gas discharge pipe 135 for discharging the exhaust gas separated from the particulate ore is connected to an upper portion of the second cyclone 134, and the fourth exhaust gas discharge pipe 135 is the first fluidized bed passage 110. And the second gas introduction pipe 127 of the first gas introduction pipe 114 and the second fluidized bed passage 120 of the c).
한편, 필요에 따라서는 제1사이클론으로 부터 배출되는 배가스의 일부를 개질하여 제1유동층로(110)와 제2유동층로(120)로 순환시키도록 구성되는 가스개질 시스템(140)를 구비시킬 수 있다.Meanwhile, if necessary, a gas reforming system 140 configured to circulate the part of the exhaust gas discharged from the first cyclone to the first fluidized bed 110 and the second fluidized bed furnace 120 may be provided. have.
상기 가스개질 시스템(140)을 구비시키는 경우에는 상기 가스 개질 시스템(140)은 개질가스 공급관(142)을 통해 상기 제4 배가스배출관(135)과 연통되고,그리고 배가스 순환관(141)을 통해 상기 제2배가스배출관(125)과 연통되도록 한다.When the gas reforming system 140 is provided, the gas reforming system 140 is in communication with the fourth exhaust gas discharge pipe 135 through a reforming gas supply pipe 142 and through the exhaust gas circulation pipe 141. In communication with the second exhaust gas discharge pipe (125).
상기 용융가스화로(150)는 상기 제3 유동층로(130)에서 2차 환원된 환원철을 공급받아 용융환원하여 용선을 제조 하도록 구성되며, 상기 용융가스화로(150)에는 제3 사이클론(154)이 구비되어 있는데,이 제3 사이클론(154)은 상기 용융가스화로(150)의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 용융가스화로(150)에 재공급하고,미립광석이 분리된 배가스는 그 정부를 통해 배출하도록 구성된다.The melt gasifier 150 is configured to receive molten reduced secondary iron from the third fluidized bed furnace 130 to produce molten iron, and the melt gasifier 150 includes a third cyclone 154. The third cyclone 154 collects the fine ore contained in the exhaust gas of the molten gas furnace 150 and supplies it back to the molten gas furnace 150, and the exhaust gas from which the fine ore is separated provides its government. Is configured to discharge through.
상기 용융가스화로(150)의 상부는 제5배가스 배출관(151)을 통해 상기 제3 사이클론(154)에 연결되어 있다.An upper portion of the melt gasifier 150 is connected to the third cyclone 154 through a fifth exhaust gas discharge pipe 151.
상기 제2 사이클론(154)의 하부에는 상기 용융가스화로(150)의 배가스중에 함유된 미립광석을 상기 용융가스화로(150)로 순환시키기 위한 제4순환관(152)이 연결되고, 그 상부에는 미립광석과 분리된 배가스를 배출하기 위한 제5 배가스배출관(153)이 연결되어 있으며, 상기 제5 배가스배출관(153)은 상기 제3 유동층로(130)에 용융가스화로(150)의 배가스를 공급하도록 제3 유동층로(130)의 저부와 개스 소통관계로 연결되어 있다.A lower portion of the second cyclone 154 is connected to the fourth circulation pipe 152 for circulating the particulate ore contained in the exhaust gas of the melt gasifier 150 to the melt gasifier 150, the upper portion The fifth exhaust gas discharge pipe 153 is connected to discharge the exhaust gas separated from the particulate ore, and the fifth exhaust gas discharge pipe 153 supplies the exhaust gas of the molten gas furnace 150 to the third fluidized bed furnace 130. It is connected to the bottom of the third fluidized bed 130 in a gas communication relationship.
상기 제3배출관(137)은 상기 제4 순환관(152)에 연통되어 있다.The third discharge pipe 137 is in communication with the fourth circulation pipe 152.
상기 제1유동층로(110)의 높이는 그 내경의 10-20배로 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 그 높이가그 내경의 10배 이하인 경우에는 로내애서 철광석의 유동이 원활하지못하여 중/대립의 철광석도 비산되어 제2유동층로(120)로 넘어갈 수 있고 높이가 내경의 20배 이상인 경우에는 미립철광석의 비산이 효율적으로 이루어질 수 없기 때문이다.The height of the first fluidized bed 110 is preferably 10-20 times its inner diameter. The reason is that when the height is 10 times or less of the inner diameter, the iron ore in the furnace is not smooth and the iron ore of the medium / elasticity is not smooth. This is because scattering of the fine iron ore can not be efficiently carried out when it is scattered and can be passed to the second fluidized bed 120 and the height is 20 times or more of the inner diameter.
한편, 상기 제2유동층로(120)및 제3유동층로(130)의 축소하부(120c,130c)의 내경은 상광경사부(120b,130b)의 하단부의 내경을 유지하며,확대상부(120a,130a)의 내경은 상광경사부(120b,130b)의 상단부의 내경을 유지한다.On the other hand, the inner diameter of the reduced lower portion (120c, 130c) of the second fluidized bed 120 and the third fluidized bed 130 maintains the inner diameter of the lower end of the ordinary light inclined portion (120b, 130b), the expansion target (120a, The inner diameter of 130a maintains the inner diameter of the upper end portions of the image light tilting portions 120b and 130b.
상기 확대상부(120a,130a)의 내경은 노내에서 가스유속을 감소시켜 미립 철광석의 비산을 억제시키기 위하여 축소하부내경의 1.5-2.0배의 범위로 선정하는 것이 바람직하다.The inner diameters of the enlarged upper parts 120a and 130a are preferably selected in the range of 1.5-2.0 times the reduced lower inner diameter in order to reduce the gas flow rate in the furnace to suppress the scattering of the fine iron ore.
상기 제2유동층로(120)및 제3유동층로(130)의 전체 높이는 충분한 유동공간을 확보하고 미립 철광석의 비산을 억제시키기 위하여 축소하부내경의 10-25배의 범위로 선정하는 것이 바람직하며,상기 축소하부(120c,130c)의 높이는 확대상부(120a,130a)의 높이의 1.0-1.5배의 범위로 선정하는 것이 바람직하다.The total height of the second fluidized bed furnace 120 and the third fluidized bed furnace 130 is preferably selected to be within a range of 10-25 times the reduced inner diameter in order to secure sufficient flow space and to suppress the scattering of the fine iron ore. The height of the reduced lower portions 120c and 130c is preferably selected in the range of 1.0-1.5 times the height of the enlarged upper portions 120a and 130a.
한편, 상기 상광경사부(120b,130b)의 경사각도는 수직선에서 30-50˚범위로 선정하는 것이 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the inclination angle of the ordinary light inclined portion (120b, 130b) is selected in the range of 30-50 degrees from the vertical line.
이하,본 발명의 용선제조장치를 사용하여 용선을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the method of manufacturing molten iron using the molten iron manufacturing apparatus of this invention is demonstrated.
광석 장입호퍼(101)로부터 제1장입관(101a)을 통하여 제1유동층로(110)로 장입된 광석중 미립의 철광석은 제1순환관(111)을 통하여 비산되고 중/대립의 철광석은 제1유동층로(110)에서 제1가스공급관(114)으로 유입되어 제1가스분산판(113)을 통과한 환원가스에 의해 기포 또는 난류유동층을 형성하면서 1차 환원된다.The fine iron ore in the ore charged from the ore charging hopper 101 through the first charging pipe 101a to the first fluidized bed 110 is scattered through the first circulation pipe 111 and It is first reduced while forming a bubble or turbulent fluidized bed by the reducing gas flowing into the first gas supply pipe 114 from the first fluidized bed 110 and passing through the first gas distribution plate 113.
상기 제1유동층로(110)로부터 비산되어 제1순환관(111)을 통하여 제2유동층로(120)로 장입된 미립의 철광석은 제2가스공급관(127)으로 유입된 환원가스와 제1유동층로(110)로부터 광석과 함께 유입된 가스에 의해 기포유동층을 형성하면서 1차 환원되며 제2유동층로(120)에서 배가스와 함께 제1가스배출관(121)을 통해 비산된 극미립의 철광석은 제1사이클론(124)에서 가스와 분리되어 제2순환관(126)과 제1순환관(111)을 통하여 제2유동층로(120)로 순환된다.The fine iron ore scattered from the first fluidized bed 110 and charged into the second fluidized bed 120 through the first circulation pipe 111 is the reducing gas and the first fluidized bed introduced into the second gas supply pipe 127. The primary fine iron ore that is first reduced while forming a bubble flow layer by the gas introduced with the ore from the furnace 110 and scattered through the first gas discharge pipe 121 together with the exhaust gas in the second fluidized bed furnace 120 is The gas is separated from the first cyclone 124 and circulated to the second fluidized bed passage 120 through the second circulation pipe 126 and the first circulation pipe 111.
한편, 제1사이클론(124)에서 철광석과 분리된 배가스는 제2 배가스배출관(125)을 통하여 대부분 최종 방출되며 그중 일부는 필요에 따라 배가스 순환관(141)을 통하여 가스개질 시스템(140)으로 순환시켜 개질된 후 개질가스공급관(142)을 통하여 제1유동층로(110) 및 제2유동층로(120)로 공급된다.Meanwhile, the exhaust gas separated from the iron ore in the first cyclone 124 is mostly discharged through the second exhaust gas discharge pipe 125, and some of them are circulated to the gas reforming system 140 through the exhaust gas circulation pipe 141 as necessary. After reforming, the gas is supplied to the first fluidized bed 110 and the second fluidized bed 120 through the reformed gas supply pipe 142.
상기 제1유동층로(110)와 제2유동층로(120)에서 1차 환원된 철광석은 각각 제1배출관(112)과 제2배출관(122)을 통하여 제3유동층로(130)로 장입되어 제5 가스공급관(153)으로 유입된 환원가스에 의해 기포유동층을 형성하며 2차 환원된다.The iron ore first reduced in the first fluidized bed 110 and the second fluidized bed 110 is charged into the third fluidized bed 130 through the first discharge pipe 112 and the second discharge pipe 122, respectively. 5 is bubbled by the reducing gas introduced into the gas supply pipe 153 and secondary reduced.
또한, 상기 제3유동층로(130)에서 배가스와 함께 제3가스배출관(131)으로 비산된 극미립의 철광석은 제2사이클론(134)에서 배가스와 분리되어 그 일부는 순환관(134a),정량조절밸브(138) 및 제3순환관(136)을 통하여 제3유동층로(130)로 순환되고, 그 나머지 일부는 순환관(134a), 정량조절밸브(138), 제3배출관(137) 및 제4순환관(152)을 통하여 용융가스화로(150)에 공급된다.In addition, the ultra-fine iron ore scattered with the exhaust gas in the third fluidized bed 130 to the third gas discharge pipe 131 is separated from the exhaust gas in the second cyclone 134, a part of which is a circulation pipe 134a, a fixed quantity It is circulated to the third fluidized bed passage 130 through the control valve 138 and the third circulation pipe 136, the remaining part of the circulation pipe 134a, metering control valve 138, the third discharge pipe 137 and It is supplied to the melt gasifier 150 through the fourth circulation pipe 152.
그리고, 상기 제2 사이클론(143)에서 미립광석이 분리된 배가스는 제4 배가스배출관(135)을 통하여 제1유동층로(110)와 제2유동층로(120)에 환원 및 유동화 가스로 공급된다.In addition, the exhaust gas from which the fine ore is separated from the second cyclone 143 is supplied as a reducing and fluidizing gas to the first fluidized bed 110 and the second fluidized bed 120 through the fourth exhaust gas discharge pipe 135.
상기와 같이 제3 유동층로(130)에서 2차 환원된 환원철은 제4배출관(139)을 통해 용융가스화로(150)에 장입되어 용융환원되므로서 용선이 제조된다.As described above, the reduced iron secondary reduced in the third fluidized bed furnace 130 is charged into the melt gasifier 150 through the fourth discharge pipe 139 to be melt-reduced, thereby producing molten iron.
또한, 상기 용융가스화로(150)에서 배가스와 함께 제5가스배출관(151)으로 비산된 극미립의 철광석은 제3사이클론(154)에서 배가스와 분리되어 제4순환관(152)을 통하여 용융가스화로(150)로 순환되고,미립광석이 분리된 배가스는 제5 배가스배출관(153)을 통하여 제3유동층로(130)에 환원 및 유동화 가스로 공급된다.In addition, the ultra-fine iron ore scattered with the exhaust gas in the melt gasification furnace 150 to the fifth gas discharge pipe 151 is separated from the exhaust gas in the third cyclone 154 to melt the gas through the fourth circulation pipe 152. The exhaust gas circulated to the furnace 150 and the fine ore is separated is supplied to the third fluidized bed furnace 130 as a reducing and fluidizing gas through the fifth exhaust gas discharge pipe 153.
상기 제1 유동층로(110)내에서의 가스유속은 미립과 중/대립광석의 효율적인 분리및 유동을 위하여 노내에 체류하는 철광석의 최소유동화속도의 1.2-3.5배의 범위로 선정하는 것이 바람직하다.The gas flow rate in the first fluidized bed furnace 110 is preferably set in the range of 1.2-3.5 times the minimum fluidization rate of the iron ore staying in the furnace for efficient separation and flow of fine and medium / allele ore.
상기 제2유동층로(120)및 제3유동층로(130)의 로내 가스의 유속은 기포유동층의 적정유속범위인 노내에 체류하는 철광석의 최소유동화속도의 1.2-2.5배의 범위로 선정하는 것이 바람직하다.The flow rate of the gas in the furnace of the second fluidized bed 120 and the third fluidized bed 130 is preferably selected to be in the range of 1.2-2.5 times the minimum fluidization rate of the iron ore staying in the furnace, which is the proper flow rate of the bubble fluidized bed. Do.
상기한 바와 같이, 본 발명의 용선제조장치를 사용하여 용선을 제조하는 경우에 있어서는 제1 유동층로(110)에서 1차 환원된 중/대립의 철광석이 제3 유동층로(130)의 유동층 중단부까지 연결된 제1배출관(112)을 통해 배출되어 제3 유동층로(130)로 장입되고, 제2 유동층로(120)에서 1차 환원된 미립의 철광석은 제3 유동층로(130)의 유동층 하단부까지 연결된 제2 배출관(122)을 통해 제3 유동층로(130)로 장입된다.As described above, in the case of manufacturing molten iron using the molten iron manufacturing apparatus of the present invention, the heavy or opposing iron ore primarily reduced in the first fluidized bed furnace 110 is the fluidized bed stop part of the third fluidized bed furnace 130. The fine iron ore discharged through the first discharge pipe 112 connected to the third fluidized bed furnace 130 and first reduced in the second fluidized bed furnace 120 is lowered to the bottom of the fluidized bed of the third fluidized bed furnace 130. It is charged to the third fluidized bed 130 through the second discharge pipe 122 connected.
즉, 본 발명의 용선제조장치에 있어서는 미립과 중/대립 광석의 제3 유동층로(130)로의 장입위치가 다르게 되도록 구성되어 있다.That is, in the molten iron manufacturing apparatus of this invention, it is comprised so that the charging position to the 3rd fluidized bed furnace 130 of fine and medium or opposing ores may differ.
상기와 같이 장입위치를 다르게 하는 이유는 만약 미립광석을 중/대립과 같은 위치에서 장입하는 경우에는 제3 유동층로(130)에서 2차 환원시 충분한 체류시간을 갖지 못하고 비산될 수 있기 때문에 미립 광석의 장입위치를 중/대립 광석의 장입위치 보다 낮게하여 2차 환원에 필요한 충분한 체류시간을 확보하기 위함이다.The reason for changing the charging position as described above is that if the fine ore is charged at the same position as the medium / opposing fine ore because it may be scattered without having a sufficient residence time during the secondary reduction in the third fluidized bed (130) This is to secure sufficient residence time for secondary reduction by lowering the charging position of the intermediate / optical ore.
또한, 본 발명의 용선제조장치는 제3 유동층로(130)에서 2차 환원된 중/대립의 환원철은 제3 유동층로(130) 하단부에 위치한 스크류 컨베이어(132)로 배출되어 용융가스화로(150)의 상부에 연결된 제4 배출관(139)을 통해 용융가스화로(150)의 상단부로 장입되고, 제3 유동층로(130)에서 2차 환원되어 비산되는 미립의 환원철은 제2 사이클론(134)에서 배가스와 분리되어 일부는 제3 유동층로(130)로 순환되고 일부는 용융가스화로(150)에서 비산되어 제3 사이클론(154)에서 분리된 미립의 더스트를 다시 용융가스화로(150)로 순환시키는 제4 순환관(152)과 연결된 제3 배출관(137)을 통해 용융가스화로(150)의 하부로 장입되도록 구성된다.In addition, the molten iron manufacturing apparatus of the present invention is the secondary reduced iron in the third fluidized bed 130, the reduced iron is discharged to the screw conveyor 132 located at the lower end of the third fluidized bed 130 to melt gasification furnace 150 Particulate reduced iron that is charged into the upper end of the melt gasifier 150 through the fourth discharge pipe 139 connected to the upper part, and is reduced by secondary flow in the third fluidized bed furnace 130 in the second cyclone 134. Separated from the exhaust gas, a part is circulated to the third fluidized bed furnace 130 and a part is scattered in the melt gasifier 150 to circulate the particulate dust separated from the third cyclone 154 back to the melt gasifier 150. It is configured to be charged to the lower portion of the melt gasifier 150 through the third discharge pipe 137 connected to the fourth circulation pipe 152.
이와같이, 본 발명에 있어서는 미립의 환원철을 중/대립의 환원철과 분리하여 용융가스화로(150)에 장입하므로써 용융가스화로(150)에서 발생하는 미립 더스트의 배출량을 감소시킬 수 있으며, 제3 사이클론(154)에서의 부하를 줄여 환원로로 유입되는 더스트량을 줄일 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the fine iron is separated from the medium / allele of the reduced iron and charged into the molten gasifier 150 to reduce the amount of particulate dust generated in the molten gasifier 150, and the third cyclone ( By reducing the load in 154, it is possible to reduce the amount of dust introduced into the reduction furnace.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
실시예Example
하기 표1에 나타난 크기의 유동층로로 구성된 도2의 용선제조장치로 표2와 표3의 화학조성과 입도분포를 갖는 분철광석을 사용하여 표4와 표5에 나타난 조건으로 환원철을 제조하였다.Reduced iron was prepared under the conditions shown in Tables 4 and 5 by using a molten iron ore having a chemical composition and particle size distribution of Tables 2 and 3 as a molten iron manufacturing apparatus of FIG.
상기의 조건에서 환원철을 제조한 결과 장입호퍼로 부터 제1유동층로로 광석장입이 시작되어 약 60분 경과후부터 환원철 배출관을 통하여 환원철의 배출이 시작되었으며, 평균 환원율은 88-92%로 입도에 상관없이 균일한 환원율을 얻을 수 있었다. 또한, 평균 가스이용율은 30-32%, 가스원단위는 1300-1400 Nm3/t-ore이었다. 한편, 비산율은 5%이내로 매우 양호한 결과를 얻었다.As a result of the production of reduced iron under the above conditions, ore loading started from the charging hopper to the first fluidized bed furnace, and about 60 minutes later, the reduced iron was discharged through the reduced-iron discharge pipe, and the average reduction rate was 88-92%. A uniform reduction rate could be obtained without. In addition, the average gas utilization was 30-32%, and the gas source unit was 1300-1400 Nm 3 / t-ore. On the other hand, the scattering ratio was very good within 5%.
상술한 바와 같이, 본 발명은 입도분포가 넓은 분철광석의 환원시 발생할 수 있는 비산손실을 줄이고 보다 효율적으로 용선을 제조할 수 있는 용선제조장치를 제공할 수 있는 효과가 있는것이다.As described above, the present invention has the effect that it is possible to provide a molten iron manufacturing apparatus that can reduce the scattering loss that may occur during the reduction of the iron ore having a wide particle size distribution and can more efficiently manufacture molten iron.
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