KR200153850Y1 - 일반탄을 이용한 용철제조에서 석회소성로를 이용한 가스냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인반탄을 이용한 용철제조시에 발생된 고온의 환원가스를 냉각하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 용융환원로에서 발생한 고온의 환원가스(1050℃)를 석회 소성로에서 석회 소성열로 이용함으로서, 별도의 가스냉각 장치의 설치없이, 고온의 환원가스 온도를 환원 적정온도(850℃)로 냉각조절하여 예비 환원로로 공급하는 일반탄을 이용한 용철제조에서 석회 소성로를 이용한 가스냉각장치에 관한 것이다.

본 고안은 여분의 열을 이용하여 부원료를 소성함으로서, 예비환원로에서 소성에 따른 열손실을 줄일 수 있고, 별도의 냉각장치를 배제함으로서 설비의 단순화가 가능하며, 상기 냉각장치없이 고온 가스의 환원 적정온도를 냉각조절함으로서 열효율의 극대화를 도모할 수 있는 일반탄을 이용한 용철제조에서 석회 소성로를 이용한 가스냉각장치를 제공하는 것이다.

Description

일반탄을 이용한 용철제조에서 석회 소성로를 이용한 가스냉각장치

제1도는 종래의 일반탄을 이용한 용철 제조 장치의 개략도.

제2도는 본 고안에 따른 석회 소성로를 이용한 가스냉각장치의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a : 원료 광석 1b : 부원료(석회석, 돌로마이트)

2 : 예비환원로 4 : 광석공급라인(LINE)

5 : 용융환원로 6 : 용융환원로 배기가스라인(LINE)

7 : 싸이클론(CYCLONE) 8 : 더스트 버너(DUST BURNER)

9a, 9b : 환원가스라인(LINE) 10 : 냉각가스라인(LINE)

11 : 수집진기 12 : 콤퓨레샤(COMPRESSOR)

20 : 석회소성로 21 : 부원료 장입라인(LINE)

본 고안은 일반탄을 이용한 용철제조시에 발생된 고온의 환원가스를 냉각하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 용융환원로에서 발생한 고온의 환원가스(1050℃)를 석회 소성로에서 석회 소성열로 이용함으로서, 별도의 가스냉각 장치의 설치없이, 고온의 환원가스 온도를 환원 적정온도(850℃)로 냉각조절하여 예비 환원로로 공급하는 일반탄을 이용한 용철제조에서 석회 소성로를 이용한 가스냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로 대체제철법으로 연구되고 있는 용융환원법인 COREX, DIOS, HISELT 등을 이용한 용철제조장치의 구조는 용융환원로와 예비환원로로 구분할 수 있으며, 상기 용융환원로에서 나오는 고온의 환원가스를 이용하여 상기 예비환원로에 장입된 원료광석을 예비환원시킨 후, 다시 상기 용융환원로에 상기 광석을 장입한다.

제1도에 나타낸 바와같이, 미국 특허공보 제 4,978,387호에 발표된 일반탄을 이용한 용철제조장치의 실시예는 다음과 같다.

예비환원로(2)에는 원료광석(1a)과 부원료(석회석,돌로마이트(DOLOMITE))(1b)를 장입하고, 용융환원로(5)에는 일반탄(3)을 장입한다. 상기 용융환원로(5)에서 일반탄(3)을 연소함으로서, 이때, 발생하는 열원 및 환원가스를 이용하여 광석을 용융환원시키며, 상기 용융환원로(5)에서 발생되는 가스의 온도는 1050℃ 정도이다.

한편, 발생된 상기 가스는 상기 용융환원로(5)에 연결된 배기사스라인(6)을 통하여 가스내의 분체를 포집하고, 분리하는 싸이클론(7)에 공급되어 통과한 후, 상기 분체가 분리된 상기 가스는 환원 가스라인(9)을 통하여 예비환원로(2)로 공급되며, 상기 싸이클론(7)에 의해 포집된 상기 분체는 더스트 버너(DUST BURNER)(8)를 경유하여, 상기 용융환원로(5)로 다시 공급된다.

이때, 예비환원로(2)에 공급되는 상기 가스는 환원적정온도인 850℃로 냉각이 필수적인데, 상기 냉각을 위하여, 상기 싸이클론(7)을 통과하여 분체가 분리된 상기 가스는, 냉각가스라인(10)을 경유하여 상기 수집진기(11)로 보내져 냉각이 이루어진다.

그리고, 수집진기(11)에서 냉각된 상기 가스는 콤푸레샤(COMPRESSOR)(12)의 작동으로 용융환원로의 배기가스라인(6)과 서로 연결된 혼합가스라인(13)을 경유하여, 상기 용융환원로(5)에서 발생된 고온의 가스와 혼합됨으로서, 환원적정 온도인 850℃로 냉각 조절되는 것이며, 상기 과정을 거쳐 850℃로 온도조절된 상기 가스는 환원가스라인(9)을 통하여, 예비환원로(2)로 보내져 광석(1a)의 환원 및 부원료(석회석, 돌로마이트)(1b)의 소성열로서 이용되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 일반적인 일반탄을 이용한 용철제조장치의 가동시에, 용융환원로에서 발생되는 환원가스는 1000℃ 이상의 고온이기 때문에, 환원 적정온도인 850℃로 조절한 후에, 예비환원로에 보내기위한 수집진기와 같은 별도의 냉각장치를 반드시 필요로 하고, 또한, 냉각된 가스는 콤푸레샤를 이용하여 순환 이동되기 때문에 냉각순환에 따른 열손실이 발생되며, 가스순환장치인 상기 콤푸레샤(COMPRESSOR)에서 많은 문제점이 발생한다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 여분의 열을 이용하여 부원료를 소성함으로서, 예비환원로에서 소성에 따른 열손실을 줄일 수 있고, 별도의 냉각장치를 배제함으로서 설비의 단순화가 가능하며, 상기 냉각장치없이 고온 가스의 환원 적정온도를 냉각조절함으로서 열효율의 극대화를 도모할 수 있는 일반탄을 이용한 용철제조에서 석회 소성로를 이용한 가스냉각장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 일반탄을 이용하고, 용융환원로와 예비환원로등으로 구성된 용철제조장치에 있어서, 상기 일반탄이 장입된 용융환원로에서 발생하는 고온의 환원가스가 배기가스라인을 통하여 공급되는 싸이클론의 일측이 환원가스라인을 통하여 연결되며, 내부로 부원료(석회석, 돌로마이트)가 장입되고, 소성작용에 의해 적정 환원온도로 냉각된 환원가스를 예비환원로에 공급하기위해, 상기 예비환원로의 일측과, 환원가스라인으로 또다른 일측을 통하여 연결되는 석회 소성로;와 상기 석회 소성로에서 고온의 환원가스에 의해서 소성처리한 부원료를 상기 예비 환원로와 상기 용융환원로에 각각 공급하기 위해서, 상기 석회 소성로와 예비환원로 및 용융 환원로사이를 각각 연결하는 부원료 장입라인;을 포함함을 특징으로하는 일반탄을 이용한 용철제조에서 석회 소성로를 이용한 가스냉각장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 보다 상세히 설명한다.

제2도에 나타낸 바와같이, 일반탄(3)을 이용한 용철제조에서 석회소성로(20)를 이용한 가스 냉각장치를 실시하기 위해서, 에비환원로(2)에는 원료광석(1a) 및 부원료(석회석, 돌로마이트)(1b)를 각각 장입하고, 용융환원로(5)에는 연소 원료 및 환원제로 쓰이는 일반탄(3)이 장입되며, 싸이클론(7)과 예비환원로(2)의 사이에 위치하는 석회소성로(20)에는 상기 에비환원로(2)에 장입하는 부원료(석회석, 돌로마이트)(1b)의 일부를 장입한다.

한편, 상기 예비환원로(2)와 용융환원로(5)는 광석공급라인(4)으로 연결되고, 상기 용융환원로(5)와 싸이클론(7)의 사이에는 용융환원로(5)에서 발생된 환원가스의 이송을 위한 배기가스라인(6)이 마련되며, 상기 싸이클론(7)에서 분리된 분체가 용융환원로(5)쪽으로 공급되는 분체라인(7a)이 마련되며, 상기 분체라인(7a)에 연결된 더스트 버너(8)를 용융환원로(5)의 일측에 마련한다.

그리고, 상기 싸이클론(7)과 석회소성로(20)사이에는 분체가 분리된 환원가스를 이송하기 위한 환원가스라인(9a)이 마련되며, 상기 석회소성로(20)와 예비환원로(2)사이에는 냉각된 환원가스를 공급하기위한 환원가스라인(9b)이 마련되고, 상기 석회소성로(20)와 예비환원로(2) 및 용융환원로(5)사이에는 소성처리된 부원료를 공급하기 위한 부원료 장입라인(21)이 각각 마련된다.

즉, 상기 용융환원로(5)내에서 연소원료인 일반탄(3)을 연소함으로서, 이때, 발생되는 열원 및 환원가스를 이용하여 공급된 광석(1a)을 용융시키고, 환원시키는 것이다.

한편, 일반탄(3) 연소시에 용융환원로(5)에서 발생되는 환원가스의 온도는 1050℃이고, 상기 고온의 환원가스는 용융환원로(5)에 연결된 배기가스라인(6)을 거쳐 분체를 포집하기 위해 마련된 싸이클론(7)을 통과한 후, 분체와 환원가스로 분리되어 분리 포집된 상기 분체는 상기 용융환원로(5)의 일측에 마련된 더스트 버너(DUST BURNER)(8)로 이송하여 상기 용융환원로(5)로 보내져 장입된다.

또한, 싸이클론(7)과 환원가스라인(9a)으로 서로 연결되며, 부원료(1b)인 석회석과 돌로마이트가 장입되고, 예비환원로(2)와 환원가스라인(9b)으로 서로 연결되어 위치한 석회소성로(20)에서, 상기 싸이클론(7)에 의해 분리된 균일한 고온의 환원가스는 상기 석회소성로(20)에 공급되어 장입된 부원료(석회석, 돌로마이트)(1b)를 소성시키기위한 소성열로서 이용되며, 상기 소성과정을 경유한 상기 고온의 환원가스는 환원적정온도인 850℃로 냉각된다.

그리고, 상기와 같이 석회소성로(20)에서 환원적정온도로 냉각된 상기 환원가스는 마련된 환원가스라인(9b)을 경유하여, 예비환원로(2)로 유입되어 장입된 광석(1)을 환원시키고, 석회소성로(20)에서 고온의 환원가스에 의해 소성처리된 부원료는 부원료 장입라인(21)을 통하여 예비환원로(2) 및 용융환원로(5)에 각각 장입된다.

이하, 본 고안에 따른 일반탄을 이용한 용철제조장치에서 석회 소성로를 이용한 가스 냉각방법의 작용 및 효솨에 대해서 상세히 설명한다.

일반탄(3)을 이용한 용철제조에서 용융환원로(5)에 장입된 일반탄(3)이 연소함에 따라 선철 1톤(TON)당 1,716 ㎦의 환원 가스가 발생되는데, 이때, 상기 환원가스의 온도는 1050℃이고, 상기 환원가스의 성분 조성비는 CO:69%, CO2:3%, H2:24%,이다. 이러한 상기 환원가스를 환원적정온도인 850℃조절하기 위하여 냉각되는 열량, 즉, 상기 환원가스의 온도 1050℃를 850℃로 낮추기 위해 외부로 방산되는 열량은 선철 1톤(TON) 당 106,069Kcal이다.

따라서, 여분의 상기 열량을 이용하여 석회소성로(20)에 장입된 부원료(석회석, 돌로마이트)(1b)의 소성이 이루어지며, 환원가스의 냉각이 이루어지고, 부원료 장입라인(21)을 이용하여 소성처리된 부원료(1b)를 예비환원로(2) 및 용융환원로(5)에 각각 공급한다.

그리고, 상기 석회소성로(20)에서 상기 부원료의 소성 가능용량은 다음과 같다.

즉, 예비환원로에 장입되는 부원료인 석회석과 돌로마이트의 양은 선철 1톤(TON)당 상기 석회석 280Kg과 상기 동로마이트 134Kg이고, 장입되는 상기 석회석에는 CaO가 29.55%, MgO가 3.66%함유되어 있고, CaCO3 및 MgCO3의 분해반응은 흡열반응으로서 760Kcal/Kg-CaO 및 700Kg-MgO의 큰 열이 소요된다.

그리고, 선철 1톤(TON)당 상기 부원료인 석회석, 돌로마이트를 소성시키기 위하여 필요한 열량은 134,859Kcal이고, 예비환원로에 장입되는 상기 부원료(석회석, 돌로마이트)의 78.95% 인 326Kg을 석회소성로로 장입할 수 있다.

따라서, 본 고안은 용융환원로에서 발생한 1050℃에 이르는 고온의 환원가스를 싸이클론과 환원가스라인의 중간에 설치된 석회소성로를 통과시켜 석회 소성열로서 이용함으로서, 예비환원로에 장입되는 부원료(석회석, 돌로마이트)의 78.95%를 상기 석회 소성열, 즉, 여분의 열을 이용한 소성이 이루어짐으로서, 상기 석회석의 소성도를 향상하였고, 상기 예비환원로에서 원료에 대한 소성으로 발생되던 열손실을 절감할 수 있다.

그리고, 발생된 고온의 환원가스를 냉각하기 위한 별도의 가스냉각장치없이, 마련된 석회소성로를 이용하여 환원가스온도를 환원적정온도 850℃로 조절함으로서, 용융환원로에서 소요되는 환원가스의 열효율을 극대화하였으며, 가스냉각장치의 생략에 따라 용철제조 설비가 단순화되는 실질적인 효과가 발생한다.

Claims (1)

1. 일반탄(3)을 이용하고, 용융환원로(5)와 예비환원로(2)등으로 구성된 용철제조장치에 있어서, 상기 일반탄(3)이 장입된 용융환원로(5)에서 발생하는 고온의 환원가스가 배기가스라인(6)을 통하여 공급되는 싸이클론(7)의 일측이 환원가스라인(9a)을 통하여 연결되며, 내부로 부원료(1b)가 장입되고, 소성작용에 의해 적정 환원온도로 냉각된 환원가스를 예비환원로(2)에 공급하기위해, 상기 예비환원로(2)의 일측과, 환원가스라인(9b)으로 또다른 일측을 통하여 연결되는 석회 소성로(20);와 상기 석회 소성로(20)에서 고온의 환원가스에 의해서 소성처리한 부원료(1b)를 상기 예비 환원로(2)와 상기 용융환원로(5)에 각각 공급하기 위해서, 상기 석회소성로(20)와 예비환원로(2) 및 용융환원로(5)사이를 각각 연결하는 부원료 장입라인(21);을 포함함을 특징으로하는 일반탄을 이용한 용철제조에서 석회소성로를 이용한 가스냉각장치.