KR20010090482A

KR20010090482A - 직접 용련 플랜트

Info

Publication number: KR20010090482A
Application number: KR1020010013725A
Authority: KR
Inventors: 앤드류챨스 불로우
Original assignee: 테리 에이. 매튜스; 테크놀라지칼 리소시스 피티와이. 리미티드.
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2001-10-18
Also published as: DE60117883T2; CN1191376C; BR0100993A; US6399016B2; MY122711A; CA2341009C; ES2258493T3; EP1241421B1; EP1241421A2; JP2012102998A; ATE320583T1; MXPA01002678A; BR0100993B1; AUPQ630600A0; JP2001280847A; ID29684A; JP4990440B2; NZ510354A; EP1241421A3; US20010022417A1

Abstract

금속 공급 물질로부터 용융 금속을 생산하기 위한 직접 용련 플랜트는 고온 가스 공간 아래에 용융 금속 및 슬래그 욕을 갖는 용련 용기 11을 포함한다. 고체 주입 랜스들 27은 용기의 측벽을 통하여 하향 및 내향으로 연장하고, 고온 산화가스는 중앙의 수직 가스 주입 랜스 26에 의하여 가스 공간으로 하향으로 주입되게 된다. 플랜트의 레이아웃은 용기 11 주변에 원주를 따라서 이격되고 용기로부터 외향으로 방사형을 이루는 네 개의 기능 구역으로 나누어진다. 구역 1은 랜스 26으로 가스를 공급하는 고가 고온가스 운반 덕트 31, 및 오프가스 덕트 32를 포함하고; 구역 2는 전상 19 및 전상 출탕 론더 34를 포함하고; 구역 3은 슬래그 노치 45 및 슬래그 론더 46을 포함하고; 구역 4는 제1 슬래그 드레인 출탕구 및 론더 48을 포함한다. 이러한 레이아웃은 고온가스, 금속 공급 물질 및 용융 금속 및 슬래그의 운송사이에서 발생하는 간섭의 가능성을 최소화한다.

Description

직접 용련 플랜트{Direct Smelting Plant}

본 발명은 광물(ore), 부분적으로 환원된 광물 또는 금속함유 폐기류(metal-containing waste stream)등과 같은 금속 공급 물질(metalliferous feed material)로부터 순수 또는 합금 형태의 용융 금속을 생산하기 위한 직접 용련 플랜트에 관한 것이다.

알려진 직접 용련 공정은 본원 출원인에 의하여 출원된 국제출원 PCT/AU96/00197(WO 96/31627)에 개시되어 있고, 이는 주로 반응 매체로서 용융 금속층에 의존하며, 일반적으로 HI 용련 공정이라고 일컬어진다. 이러한 국제출원에 개시된 HI 용련 공정은

a) 용기(vessel) 내에 용선(molten iron) 및 용융 슬래그(molten slag)의 욕(bath)을 형성하는 것;

b) i) 금속 공급 물질, 일반적으로 금속 산화물(metal oxides); 및

ii) 금속 산화물의 환원제(reductant) 및 에너지원으로서 기능하는 고체 탄소성 물질(solid carbonaceous material), 일반적으로 석탄을 욕에 주입하는 것; 및

c) 금속 공급 물질을 금속층의 금속에 용융시키는 것을 포함한다.

여기서 용어 "용련(smelting)"은 액체 금속(liquid metal)을 생산하기 위하여 금속 산화물을 환원시키는 화학 반응이 일어나는 열처리를 의미한다.

HI 용련 공정은 또한 욕 위의 공간에서 욕으로부터 방출된 CO 및 H2와 같은 반응 가스를 산소 함유 가스(oxygen-conating gas)와 함께 후연소(post combust)시키는 것 및 후연소에 의하여 발생한 열을 욕에 전달함으로써 금속 공급 물질을 용융시키는 데 필요한 열에너지를 제공하는 것을 포함한다.

HI 용련 공정은 또한 용융 금속 및/또는 용융 슬래그의 상승 후 하강하는 방울(droplet), 튐(splash) 또는 유동(stream)의 적정량이 존재하는 욕의 공칭 정치 표면(nominal quiescent surface)상에 전이대(transition zone)를 형성하는 것을 포함하며, 이러한 전이대는 욕 위에서 반응가스를 후연소시킴으로서 발생한 열 에너지를 욕에 전달하기 위한 효과적인 매체를 제공한다.

HI 용련 공정에서 금속 공급 물질 및 고체 탄소성 물질은 용기의 바닥의 금속층으로 고체 물질을 운반하기 위하여 용융 용기의 측벽을 통하여 하향 및 내향으로 그리고 용기의 하부 영역으로 연장하도록 수직에 대하여 경사진 다수개의 랜스/송풍구(lances/tuyeres)를 통하여 금속층으로 주입된다. 용기의 상부에서 반응가스의 후연소를 촉진시키기 위하여, 산소가 농축된 고온 공기 열풍이 하향으로 연장되는 고온 공기 주입 랜스(hot air injection lance)를 통하여 용기의 상부로 주입된다. 반응가스의 후연소에 의하여 발생한 오프가스(off gas)가 용기의 상부로부터 오프가스 덕트(offgas duct)를 통하여 배출된다.

HI 용련 공정은 대량의 용융 금속이 하나의 컴팩트(compact)한 용기에서 직접 용련에 의하여 생산될 수 있게 한다. 그러나, 이를 달성하기 위하여, 상대적으로 제한된 영역내에서 고온 가스를 용기에/로부터 운반하고, 금속 공급 물질을 용기로 운반하고, 용기로부터 용융 금속 생산물 및 슬래그를 운반하는 것이 필요하다. 이러한 기능들은 장기간에 걸친 용련 동작 내내 유지되어야 한다. 또한, 용련 동작 사이에 용기로의 억세스 및 설비의 리프팅(lifing)을 가능하게 하는 억세스 및 취급 설비를 제공하는 것이 또한 필요하다. 본 발명은 플랜트의 매우 효과적인 배치를 가능하게 하고, 이에 의해 다양한 기능에 대한 설비들이 용기 주변에 배치되는 특정의 구역들로 분리됨으로서 다양한 기능들 사이의 간섭의 가능성을 최소화하고, 용련 동작의 안정성을 최대화한다.

본 발명에 따르면 금속 공급 물질로부터 용융 금속을 생산하는 직접 용련 플랜트가 제공되는 데, 이러한 플랜트는;

금속층과 금속층위의 슬래그층을 갖는 용융 욕, 및 슬래그 위의 가스 공간을 갖는 고정된 용련 용기;

금속 공급 물질 및 탄소성 물질을 용기에 공급하기 위한 고체 공급 수단;

용기내의 가스 공간 및/또는 슬래그층에 산화가스(oxidising gas)를 주입하기 위하여 하향으로 연장하여 용기내로 이르는 가스 주입 수단(gas injection means);

가스 주입 수단에 산화 가스를 운반하기 위하여 용기로부터 떨어진 가스공급위치로부터 용기위의 운반 위치까지 연장되는 가스운반 덕트 수단(gas deliveryduct means);

용기의 상부로부터의 배출가스를 용기로부터 유출시키기 위한 오프가스 덕트 수단(offgas duct means);

용융 동작동안 욕으로부터의 용융 금속을 욕의 하부로부터 유출시키기 위한 금속 출탕 수단(metal tapping means);

금속 출탕 수단으로부터 용융 금속을 받아들이고 그러한 용융 금속을 용기로부터 운송하기 위한 금속 출탕 론더(metal tapping launder);

용융 동작동안 욕으로부터의 슬래그를 출탕하기 위한, 용기의 측벽의 슬래그 출탕 수단(slag tapping means); 및

슬래그 출탕 수단으로부터 슬래그를 받아 들이고, 그러한 슬래그를 용기로부터 이송하기 위한 슬래그 출탕 론더 수단(slag tapping launder means)을 포함하고;

여기서, 산화 가스 운반 덕트 수단(oxidizing gas delivery duct means) 및 오프가스 덕트 수단(off-gas duct means)은 용기의 주위에서 원주를 따라 이격되며, 용기로부터 외향으로 연장하는 세 개의 분리된 구역중의 제1구역에서 연장하고;

금속 출탕 수단 및 금속 출탕 론더는 상기 세 개의 구역 중의 제2구역에 배치되고;

슬래그 출탕 수단 및 슬래그 출탕 론더 수단이 상기 구역 중의 제3구역에 위치하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 제2 및 제3구역은 용련 용기의 상호 마주하는 면으로 배치되고, 제1구역은 제2 및 제3구역사이에서 용기의 원주를 따라서 위치한다.

또한 바람직하게, 플랜트는 용련 동작의 마지막에 용기의 하부로부터의 슬래그를 배출하기 위한 슬래그 배출 수단(slag draining means)을 포함하는 데, 이러한 수단은 슬래그 출탕 수단보다 낮게 위치하고, 또한 플랜트는 슬래그 배출 수단으로부터 슬래그를 받아 들이고 이를 용기로부터 운송하기 위한 슬래그 배출 론더 수단(slag drain launder means)을 포함한다.

보다 바람직하게, 슬래그 배출 수단 및 슬래그 배출 론더는 제2 및 제3 구역사이에서 용기의 외향으로 연장하는 분리된 제4구역에 위치한다.

보다 바람직하게 제4구역은 일반적으로 용기에 대하여 제1구역에 마주하도록 배치된다.

금속 출탕 수단은 용기의 하부로부터 외부로 돌출하는 금속 흐름 전상(metal flow forehearth)을 포함한다.

플랜트는 또한 용기로부터 떨어져 배치되는 금속 홀딩 수단(metal holding means)을 포함하고, 금속 출탕 론더는 상기 홀딩 수단으로 용융 금속을 운반하도록 홀딩수단으로 연장될 수 있다.

바람직하게 플랜트는 용기 내에 주입을 위한 가스 운반 덕트 수단에 고온가스를 공급하기 위한 가스 가열 수단을 가스 공급 위치에 갖는다.

가스 운반 덕트 수단은 가스 공급위치에서 가스 운반 위치로 연장하는 단일의 가스 덕트를 포함할 수 있다.

고체 공급 수단은 하나 또는 그 이상의 고체 주입 랜스를 포함할 수 있다.

보다 바람직하게 다수개의 고체 주입 랜스들이 용기의 원주를 따라서 이격되어 배치될 수 있다. 각각의 랜스들은 용기의 측벽을 통하여 용기내로 하향 및 내향으로 연장할 수 있다.

슬래그 출탕 수단은 용기의 측벽에 한쌍의 슬래그 출탕 노치(slag tapping notch)를 포함할 수 있다.

용기는 중앙의 수직축의 주위에 배치될 수 있고, 상기 구역들은 용기의 외부에서 중앙의 축으로부터 외향으로 방사형을 이룬다.

발명을 보다 상세하게 설명하기 위하여, 특정 실시예가 이하 도면을 참조하여 설명된다.

도1은 본 발명에 따라 레이아웃된 용련 플랜트에 포함되는 직접 용련 용기의 수직 단면도이다.

도2는 용기 주변에서 원주를 따라서 이격되며 용기로부터 방사형으로 형성되는 4개의 분리된 동작 구역을 나타내는 용기의 개략도이다.

도3은 시설 내의 용련 용기, 및 용융 금속 및 슬래그 취급 설비(molten metal and slag handling facilities)의 개략도이다.

도4는 도3과는 유사하나 슬래그 배출과 관련되는 약간의 변형이 가해진 슬래그 취급 설비의 개략도이다.

도5는 약간의 변형이 가해진 금속 취급 설비의 개략도이다.

도6은 전상 분출 억제 후드(forehearth eruption containment hood)를 도시한다.

도7은 전상 출탕구(tap-hole) 및 론더의 레이아웃이다.

도8은 용기 및 금속/슬래그 취급 설비의 개략 단면도이다.

도9는 슬래그 배출 출탕구 설비의 개략 배치도이다.

도10은 시설의 슬래그 노치 및 론더 설비의 개략도이다.

도11은 시설의 브레이크 아웃 억제 설비의 개략 단면도이다.

도1은 국제특허출원 PCT/AU96/00197에 개시된 HI 용련 공정에 의한 동작에 적합한 직접 용련 용기를 도시한다. 야금용 용기는 일반적으로 참조번호 11로서 표시되고, 내열성 벽돌(refractory brick)로 형성된 베이스(base) 12 및 측벽(side) 13을 포함하는 노저(hearth); 노저의 측벽 13으로부터 상향으로 연장하고 배럴 상부(upper barrel section)와 배럴 하부(lower barrel section)를 갖는 일반적으로 실린더 형상의 배럴(barrel)을 형성하는 측벽 14; 지붕(roof) 17; 오프가스를 위한 출구(outlet) 18; 용융 금속을 계속하여 방출하기 위한 전상(forehearth) 19; 및 용융 슬래그를 방출하기 위한 출탕구(tap-hole) 21을 포함한다.

사용에 있어서, 용기는 용융 금속층 22 및 용융 금속층 22위의 용융 슬래그층 23을 포함하는 철과 슬래그의 용융욕(molten bath)을 포함한다. 참조번호 24로 표시된 화살표는 금속층 22의 공칭 정지 표면(nominal quiescent surface)의 위치를 가리키고, 참조번호 25로 표시된 화살표는 슬래그층 23의 공칭 정지 표면의 위치를 가리킨다.

용어 "정지 표면"은 용기로 가스 및 고체의 주입이 없는 때의 표면을 의미한다.

용기는 고온 공기 열풍을 용기의 상부로 운반하기 위하여 하향으로 연장하는 가스 주입 랜스(gas injection lance) 26, 및 측벽 14를 통하여 슬래그층 23으로 하향으로 그리고 내향으로 연장하며, 철광물, 고체 탄소성 물질 및 산소 결핍 캐리어 가스(oxygen-deficient carrier gas)에 동반하는 융제(flux)를 금속층 22에 주입하기 위한 8개의 고체 주입 랜스(solid injection lance) 27을 포함한다.

랜스 27의 위치는 그들의 출구 끝단 28이 공정의 동작동안 금속층 22의 표면 위에 위치할 수 있도록 선택된다. 랜스의 이러한 위치는 용융 금속과의 접촉을 통한 손상의 위험을 감소시키고, 또한 용기내에서 냉각수가 용융 금속과 접촉되는 위험없이 강제 냉각 수냉(internal water cooling)에 의하여 랜스를 냉각시키는 것을 가능하게 한다.

가스 주입 랜스 26은 환원용기 11로부터 일정거리 떨어져서 위치하는 고온 가스 공급 스테이션(hot gas supply station)으로부터 연장하는 고온 가스 운반 덕트 31을 통하여 산소 농축 고온 공기를 받아 들인다. 고온 가스 공급 스테이션은 산소 농축 공기가 고온 가스 스토브(hot gas stove)를 통과하고, 환원용기(reduction vessel) 11위에 위치하는 가스 주입 랜스 26의 연결부로 연장하는 가스 운반 덕트 31로 갈 수 있게 하는 일련의 고온 가스 스토브 및 산소 플랜트(oxygen plant)를 포함한다. 다르게는, 산소는 공기가 스토브에 의하여 가열된 후에 공기에 추가될 수 있다.

오프가스 출구 18은 오프가스를 환원용기 11로부터의 오프가스를 처리 스테이션으로 운송하기 위한 오프가스 덕트 32에 연결되고, 이러한 처리 스테이션에서 오프가스는 환원용기 11에 공급된 물질을 예열하기 위한 열교환기(heat exchange)를 통과하고 정화된다.

고온 가스 운반 덕트 31 및 오프가스 덕트 32는 용기의 상부로부터 먼 위치로 연장하며, 이들은 따라서, 용기의 관리 및 용련 동작중에 용기로부터 고온 금속 및 고온 슬래그를 운송하기 위한 고가 크레인(overhead crane) 또는 이동 취급 설비의 동작과 상호 작용하게 된다.

용기로부터의 고온 금속은 전상 19를 통하여 운반되고 서지 론더(surge launder) 및 전상 배수 출탕 론더(forehearth drain tap launder)를 포함하는 고온 금속 론더 시스템(hot metal launder system)을 통하여 제거된다. 하나 또는 그 이상의 슬래그 노치 및 론더를 포함하고, 또한 용련 동작의 마지막에 용기의 하부로부터 슬래그를 배출하기 위한 슬래그 배출 시스템(slag draining system)이 있어야 한다.

본 발명은 컴팩트한 환원 용기 11 주변의 이러한 모든 설비들의 설치 및 동작의 다양한 기능들을 용기주변에서 원주를 따라서 이격되는 분리된 구역으로 분리할 수 있도록 함으로써, 다양한 동작 및 조작 설비의 동작간의 간섭을 최소화하고, 따라서 동작 안정성을 최대화한다.

도 2 및 도3은 시설의 레이아웃이 용기주변에서 원주를 따라서 이격되고 용기의 중앙의 수직축으로부터 외향으로 방사형을 이루어 연장하는 네 개의 기능 구역으로 분할되는 방법을 도시한다. 이러한 구역들은 다음과 같다.

구역 1: 일반 억세스(access) 및 서비스(service)

이러한 구역은:

* 고가 고온 가스 운반 덕트(overhead hot gas delivery duct) 및 오프가스 덕트 32의 풋프린트(footprint);

* 환원 용기 11의 측면 입구 33으로의 직접 억세스 경로(route)를 포함한다.

구역 2: 금속 출탕

이러한 구역은:

* 전상 19 및 전상 출탕 론더 34;

* 보온로(holding furnace) 35 및 출탕 홈통(tapping spout) 36;

* 끝단 출탕구(end tap-hole) 63, 드릴(drill) 및 론더 38;

* 보온로 바이패스 론더(holding furnace bypass launder) 39;

* 전상 서지 론더(forehearth surge launder) 41 및 드롭 슈트(drop chute) 42;

* 전상 배출 출탕구(forehearth drain tap hole) 43 및 론더 44를 포함한다.

구역 3: 슬래그 출탕

이러한 구역은:

* 두 개의 슬래그 노치 45 및 론더 46;

* 전용 수냉 플러그(water-cooled plug) 및 프리커(pricker)(도 9에 도시됨);

* 공용의 기계제작된 론더 커버(launder cover)(도 9에 도시됨).

구역 4: 슬래그 배출(slag draining)

이러한 구역은

* 제1 슬래그 배출 출탕구 47, 머드건(mudgun), 드릴 및 론더 48

* 환원 용기 11내의 제2 측벽 입구로의 억세스 경로를 포함한다.

환원 용기 11 및 상술한 보온 용기 35를 포함하는 부속 설비는 브레이크 아웃 억제 피트(breakout containment pit) 52에 이르는 배출 플로어(drainage floor) 51 위에 설치된다. 또한 비상 슬래그 배출 론더 48로부터 슬래그를 받아 들이는 슬래그 배출 피트 53이 제공된다. 도4에는 슬래그 배출 피트 53에 대한 다른 레이아웃이 도시된다. 이러한 선택은 지상 플로어 억세스 제한이 있는 곳에 바람직하다. 이는 또한 비상 슬래그 배출 론더 54에 대해 슬래그 배출 피트로 보다 직접적인 경로를 제공하는 이점을 갖는다.

본 발명에 따라서 상술된 플랜트 레이아웃은 주형 하우스 플로어(cast housefloor)에 직접 고가 크레인이 접근할 수 있도록 한다. 둘 또는 그 이상의 크레인들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 높은 리프팅 능력(lifting capability)의 "고온 금속" 크레인은 브레이크 아웃 억제 피트 52, 전상 19 및 보온로 35위에서 작동하도록 설치됨으로서 고온 금속 레이들 운송(hot metal ladle transport)(용기 11을 채우기 위한), 브레이크 아웃 억제 피트 스컬 취급(breakout containment pit skull(응고각) handling), 론더 교체, 및 일반적인 관리활동을 가능하게 한다. 분리된 용기 관리 크레인은 주형 하우스 플로어 및 환원 용기 11의 나머지 부분을 위하여 설치된다. 이러한 크레인은 일반적인 관리, 소비재 운송, 론더 및 고정된 론더 커버 교환, 주입 및 고온 가스 랜스 취급 및 일반적인 리프팅에서 소형 이동 설비의 교환을 위하여 사용된다. 용기 측면 입구 33으로의 억세스는 고온 공기 운반 덕트 31과 오프 가스 덕트 32에 대한 고가교(overhead bridge)의 풋프린트(footprint)사이에서 가능하다. 이는 용기 관리 크레인에 의하여 언제나 준비된 억세스가 가능하게 한다. 구역 4에서의 측면의 입구 49로의 억세스는 슬래그 배출 출탕 론더의 제거 및 주형 하우스 플로어 내의 관련되는 구멍 위에 임시 커버의 설치를 요구한다.

용련 동작 중에 수행될 다양한 실시예가 이하 설명된다.

금속 출탕(metal tapping)

전상 출탕 론더 34는 전상 19(용기에 근접한)의 후단 절반으로부터 보온로 36의 상부 위로 연장한다. 론더 입구는 압력 서지와 관련되는 금속의 갑작스런 용승(upwelling)이 두드러지는 전상의 전방으로부터 떨어져서 위치한다. 론더 34의 방출단(discharge end)은 액체 금속이 보온로 내의 풀(pool)에 직접 떨어질 수 있도록 하는 드롭 홀(drop hole) 55를 갖는다. 이는 낙하하는 금속 스트림(stream)이 내열성 라이닝(refractory lining)으로의 충돌함으로 인한 침식을 방지하기 위한 것이다.

론더는 크레인에 의하여 위에서 직접 억세스가 가능하고, 용이한 교체가 가능하게 하며, 보온로도 동일한 크레인에 의하여 용이하게 억세스가 가능하다.

도3 및 도4는 전상 19의 전방 절반에 위치하는 전용 입구 57을 갖는 보온로 바이패스 론더 39를 도시한다. 이는 전상 출탕 론더가 바이패스(bypass)되도록 한다.

다른 형상이 도 5에 도시된다. 정상 동작 중에, 바이패스 론더로의 입구로의 입구는 도시된 바와 같이 댐(dam)으로 막히게 된다. 바이패스 동작중에, 이러한 댐은 도그 레그(dog-leg)의 하류에 의하여 대체될 수 있다. 이러한 다른 설비의 이점은

* 전상 출구의 숫자의 감소

* 전상의 후단에서 입구의 유지

* 향상된 전상 억세스 용이도

* 전상과 보온로간의 혼잡의 감소를 포함한다.

도3 및 도4는 또한 전상 서지 론더(forehearth surge launder) 41 및 드롭 수로(drop chute) 42를 도시한다. 이는 압력 서지로부터 기인하는 대량의 금속을경사진 지면 플로어(ground floor) 51을 통하여 비상 브레이크 아웃 억제 피트 52로 흐르게 한다. 도3 및 도4는 또한 전상 배출 출탕구 43 및 론더 44를 도시한다. 모래 및 분쇄된 슬래그의 도랑(trench)이 피트로의 채널을 형성하기 위해 드롭 슈트의 바닥으로부터 형성된다. 이는 전상의 한면에 위치하여 가장 안전한 억세스를 제공하고, 론더 길이를 최소화하며, 론더의 굴곡(kinks and bends)을 최소화한다.

전상 분출 후드(forehearth eruption hood) 50은 도 6에 도시된다. 그 목적은 격렬한 전상 분출이 있을 경우, 활강하는 금속 방울 및 고온 가스/화염을 억제하는 것이다. 고온가스 및 화염은 이러한 후드의 상부를 통하여 빠져나간다. 후드는 용기 11에 대한 지지구조(supporting structure)의 측면에 고정된 위치 핀 60위에 지지되며 이는 "고온 금속"크레인에 의하여 즉시 억세스 가능하므로 이는 제거를 위하여 지지핀 60으로부터 간단하게 리프트될 수 있다.

마지막 출탕(end tapping)은 도 3, 4, 및 7에 도시된 끝단 출탕구(end tap-hole) 63, 드릴(drill) 64 및 론더 38을 사용함으로서 수행되고 이러한 도 3, 4, 및 7은 끝단 출탕 론더(end tap launder)로의 연결부를 갖는 약간의 변형된 전상 배출 설비를 도시한다. 드릴은 설비에서 신뢰할만하고 강한 부품이어야 하므로 고정된 받침대 형상(pedestal design)이다. 전환 론더 65는 고온 금속 이송 콘테이너가 없을 경우, 용기가 긴급시에 브레이크 아웃 억제 피트 52로 직접 배출되도록 제공된다.

슬래그 노치 출탕

슬래그 노치 및 론더의 형상/위치는 도 3, 4, 10 및 11에 도시된다. 슬래그 노치 플러깅 보트(slag notch plugging bots), 프리커(prickers) 및 기계제작된 론더 커버 68이 도 11에 도시된다. 도시된 레이아웃은 다음과 같은 특징을 갖는다.

* 공용의 기계제작된 론더 커버는 동작자 억세스를 많이 요구하지 않으므로 론더들 사이에 위치한다.

* 론더 커버는 회전 테이블(turn table)위에 설치되어 다른 슬래그 노치로의 전환(change over)을 단순화시키고 가속시킨다.

* 슬래그 보트와 트리커(또는 머드건과 드릴)는 론더의 "외면"상에 위치하여 방해되지 않는 조작자 억세스를 최대화한다(론더 커버일 경우보다 빈번함)

* 슬래그 보트 및 트리커(또는 머드건 및 드릴)는 론더의 슬래그 노치단 근처에 위치하여, 받침대가 상하에 설치된 형상(pedestal mounted "over and under" design)이다. 이는 그들의 결합된 "풋프린트 영역"을 최소화하고 따라서 이동 설비 억세스를 위한 안전한 공간을 최대화한다.

* 받침대가 설치된 보트와 프리커(또는 머드건과 드릴)은 고가 레일이 설치된 기계장치에 바람직하다. 이는 기계장치의 뒷전 현수선(trailing catenary)이 방사열에 의한 손상, 특히 활강하는 슬래그 및 금속 방울에 의해 손상을 입기 쉽기 때문이다. 이는 특히 용기가 가스 압입되므로 슬래그 노치 플러깅 중에는 특히 불가피하다.

* 론더 레이아웃은 대략적으로 기계제작된 론더 커버의 길이인 "슬래그 궤도 집수 구역(slag tajectory catchment zone)"을 배치 가능하게 한다. 이는 이러한영역에서 론더의 최대경사를 제한하고, 커버의 내열 라이닝의 침식을 방지하기 위한 것이다.

*넓게 분포된 론더의 레이아웃은 두 갈래로 나누어진 론더 및 관련된 슬래그 포트(pot)의 필요조건을 충족시킬수 있는 더 큰 공간을 제공할 수 있다.

슬래그 배출 출탕

제1 슬래그 배출 출탕구 47 및 론더 48은 구역 4에 위치하여, 혼잡 및 복잡성을 최소화한다. 이러한 구성들의 위치 및 형상은 도 3, 4, 8 및 9에 도시된다. 멀리 위치한 제2 비상 슬래그 배출 출탕구는 론더가 제1 출탕구에 무관하게 억세스될 수 있도록 함으로서 인원이 튐(splash), 방사열(radiant heat) 및 화염(fume)에 노출되는 것을 최소화한다. 제1 슬래그 배출 출탕구 47은 용기 측면 입구 49중의 하나와 결합하여 이용가능한 주형 하우스 플로어 공간의 효과적인 사용을 가능케한다.

도 9는 전용 머드건 71 및 드릴 72를 도시한다. 머드건 및 드릴은 상하에 받침대가 설치된 형상일 수 있고 이는 그들이 제1 슬래그 배출 출탕구/론더의 슬래그 노치면위에서 출탕구/론더의 동일한 면위에 설치될 수 있도록 한다. 이는 그들과 전상 사이의 거리를 최대화하고, 전상 분출의 경우에 노출의 위험을 최소화하기 위한 것이다.

브레이크아웃 억제

브레이크 아웃 억제를 위한 시스템이 도 3, 4 및 11에 도시된다. 이는 환원 용기 11, 전상 19 및 보온로 35의 아래에 경사진 배출 플로어 57을 포함한다. 플로어 51은 브레이크아웃 방지 피트 52로 경사진다. 배출 플로어 51은 언급된 유닛들의 풋프린트와 오버랩되고, 제방(bund) 73 및 슬래그 배출 피트 벽 74에 의하여 구속된다. 브레이크아웃 설비의 플로어는 부서진 슬래그, 돌, 또는 다른 적절한 물질의 층으로 덮힌 컴팩트(compact)한 흙(모래)으로 형성된다. 이는 흙(모래)이 어느정도의 습기를 함유하기 때문에 슬래그 및 금속 유출에 의한 직접 접촉을 최소화할 수 있다. 이는 또한 투과성의 벽을 제공함으로서 물이 통과하여 배수하고 기류가 빠져 나갈 수 있도록 한다. 브레이크 아웃과 관련하여 물의 누설이 있을 경우, 콘크리트 형성이 설치될 수 있다.

상술한 바와 같이 본발명에 따르면 플랜트의 매우 효과적인 배치를 가능하게 하고, 이에 의해 다양한 기능에 대한 설비들이 용기 주변에 배치되는 특정의 구역들로 분리됨으로서 다양한 기능들 사이의 간섭의 가능성을 최소화하고, 용련 동작의 안정성을 최대화한다.

Claims

금속층(22) 및 금속층(22)위의 슬래그층(23)을 갖는 용용욕, 및 슬래그 위에 가스공간을 갖는 고정된 용련 용기(11); 금속 공급 물질 및 탄소성 물질을 용기(11)에 공급하기 위한 고체 공급 수단(27); 용기내의 가스 공간 및/또는 슬래그 층(23)에 산화가스를 주입하기 위하여 용기(11)내로 하향연장하는 가스 주입수단(26); 산화 가스를 가스 주입수단(26)으로 운반하기 위하여 용기(11)로부터 떨어진 가스 공급 위치로부터 용기(11)위의 운반위치로 연장하는 가스 운반 덕트 수단(31); 용기로부터 용기의 상부로부터의 오프가스를 유출시키기 위한 오프가스 덕트 수단(32); 용련 동작중에 욕으로부터의 용융 금속이 욕의 하부로부터 유출시키기 위한 금속 출탕수단(19); 금속 출탕 수단(19)으로부터 용융 금속을 받아들이고, 용기로부터 그러한 용융금속을 운송하기 위한 금속 출탕 론더(metal tapping launder)(34); 용련 동작중에 욕으로부터의 슬래그를 출탕하기 위한 용기 측벽의 슬래그 출탕 수단(45); 및 슬래그 출탕 수단(45)으로부터 슬래그를 받아들이고 그러한 슬래그를 용기(11)로부터 운송하기 위한 슬래그 출탕 론더 수단(46)로 구성되며, 금속 공급 물질로부터 용융 금속을 생산하기 위한 직접 용련 플랜트에 있어서,

산화가스 운반 덕트 수단(31) 및 오프가스 덕트 수단(32)는 용기(11)주위에서 원주를 따라서 이격되고, 용기로부터 외향으로 연장하는 세 개의 분리된 구역(1, 2, 3)중에서 제1 구역(1)내에서 연장하며;

금속 출탕 수단(19) 및 금속 출탕 론더(34)는 상기 세 개의 구역 중 제2 구역(2)에 배치되며;

슬래그 출탕 수단(45) 및 슬래그 출탕 론더 수단(46)은 상기 세 개의 구역 중 제3구역에 위치하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항에 있어서, 제2 및 제3 구역(2, 3)은 용련 용기(11)의 상호 마주하는 면에 위치하고, 제1 구역(1)은 용기의 원주를 따라서 제2 및 제3구역(2, 3)사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 플랜트는 슬래그 출탕 수단(45)보다 아래에 위치하며 용련 동작의 마지막에 용기의 하부로부터 슬래그를 배출하기 위한 슬래그 배출 수단(47), 및 슬래그 배출 수단(47)으로부터 슬래그를 받아들이고 이러한 슬래그를 용기(11)로부터 운송하기 위한 슬래그 배출 론더 수단(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제3항에 있어서, 슬래그 배출 수단(47) 및 슬래그 배출 론더(48)는 제2 및 제3구역(2,3)의 사이에서 용기(11)로부터 외향으로 연장하는 제4의 분리된 구역(4)에 위치함을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제4항에 있어서, 제4 구역(4)은 용기(11)에 대하여 제1 구역과 일반적으로 마주하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 금속 출탕 수단(19)는 용기의 하부로부터 외부로 돌출하는 금속 흐름 전상을 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 용기(11)로부터 떨어져서 배치되는 금속 홀딩 수단(35) 및 금속 출탕 론더(34)는 용융 금속을 홀딩 수단으로 운반하기 위하여 홀딩수단(35)으로 연장되는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제7항에 있어서, 금속 홀딩 수단(35)은 보온로를 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 용기(11)로의 주입을 위한 가스 운반 덕트 수단(31)으로 고온 가스를 주입하기 위한 가스 가열 수단을 가스 공급위치에 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 가스 운반 덕트 수단(31)은 가스 공급 위치로부터 운반위치로 연장하는 단일의 가스 덕트 수단(31)을 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 고체 공급 수단(27)은 하나 또는 그 이상의 고체 주입 랜스를 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제11항에 있어서, 다수개의 고체 주입 랜스들(27)이 용기(11)의 원주를 따라서 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제11항 또는 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 랜스들(27)은 용기의 측벽(14)를 통하여 용기내로 하향 및 내향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 슬래그 출탕 수단(45)은 용기의 측벽(14)내에 한 쌍의 슬래그 출탕 노치를 포함하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 용기(11)는 중심의 수직 축 주위에 배치되고, 상기 구역들(1,2, 3, 4)는 용기의 외부에서 중심축으로부터 외향으로 방사형을 이룸을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.
제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 환원 용기 11은 브레이크 아웃 억제 피트(52)에 이르는 경사진 배출 플로어(51)위에 배치되는 것을 특징으로하는 방법.
제3항에 있어서, 슬래그 배출 론더 수단(48)으로부터 슬래그를 받아들이는 슬래그 배출 피트가 존재하는 것을 특징으로 하는 직접 용련 플랜트.