KR20070085066A - 스크랩을 기초로 하는 이차적인 강의 생산 방법 및 장치 - Google Patents

스크랩을 기초로 하는 이차적인 강의 생산 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스크랩을 바탕으로 하는 이차적인 강의 생산에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 스크랩(10)은 장입 장치(1)를 통해 스크랩 예열기(2)로 공급되어, 이 스크랩 예열기(2)에서 예열되고, 그런 다음 용융 장치(3) 내로 전달되며, 그리고 오로지 일차 에너지만을 이용하여 용융된다. 이때 상기 용융 장치(3)에서 배출되는 처리 가스(19)는 상기 스크랩(10)의 직접적인 예열을 위해 이용되기보다는, 본 발명에 따라 기체 형상의 예열 매체, 예컨대 공기(18) 혹은 불활성 가스를 가열함으로써 간접적으로 이용되며, 그럼으로써 예열 및 용융 공정뿐 아니라 후연소 및 예열 공정의 에너지적인, 유체 공학적인, 그리고 공간상 차단이 이루어질 수 있게 된다.
Figure 112006058864034-PCT00001
강, 스크랩, 용융 장치, 처리 가스, 분진 제거 시스템, 열 교환기

Description

스크랩을 기초로 하는 이차적인 강의 생산 방법 및 장치{METHOD AND INSTALLATION FOR THE PRODUCTION OF SECONDARY STEEL BASED ON SCRAP}
본 발명은 스크랩을 기초로 하여 이차적인 강을 생산하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라 스크랩은 장입 장치를 통해 스크랩 예열기로 공급되어, 이 스크랩 예열기에서 예열되고, 그런 다음 용융 장치로 전달되어 용융되되, 상기 용융 장치에서 배출되는 처리 가스는 스크랩을 예열하기 위해 이용되고, 후연소 장치와 그에 후속하는 분진 제거 시스템에서는 유해 물질 및 분진으로부터 해방되어, 냉각 및 정화된 배기 가스로서 본원의 장치로부터 배출된다.
스크랩은 전술한 방법에 따라 장입 장치를 통해 예열기로 공급된다. 예열기는 대개 용융 장치로부터, 예컨대 전기 아크로로부터 고온의 배기 가스를 직접적으로 공급받는다. 상기 배기 가스는 대부분 예열기에 의해 흡입되어 스크랩을 가열한다. 이때 배기 가스는 냉각된다. 그런 다음 예열된 스크랩(각각의 처리 방법에 따라 600 내지 800℃)은 용융 장치로 전달되고 전기 에너지를 이용하여 용융된다. 보조적으로 화석 에너지원(천연 가스, 석탄 및 오일)이 이용된다. 산화제로서는 대개 산업용 산소(> 95.0 Vol.% O2)가 사용된다. 응집체로서 주로 광물성 제품(석 회석 및 백운석)이 슬래그 형성을 위해 사용된다.
공정에 따라, 용융 공정 동안 발생하는 배기 가스(처리 가스)의 파라미터(온도, 조성, 산소 함량, 분진 함량, 질량)는 강력한 변동에 종속된다. 그 외에도 용융 공정은 연속적으로 조작되는 것이 아니라 장입 방식에 따라 조작된다(배치 작업; batch operation).
스크랩은 각각의 품질, 종류 및 소스에 따라 추가의 수반 물질을 함유한다. 상기와 같이 현저하게 탄화수소를 함유한 수반 물질(오일, 그리스, 냉각 윤활제, 코팅제 등)의 조성 및 양은 매우 다양하다.
그러므로 변화하는 배기 가스값으로부터 예열기의 작동 파라미터는 강하게 변동하게 된다. 이는 스크랩에 고착된 수반 물질의 불확실하면서도 불안정한 산화 조건을 유발한다. 그럼으로써 바람직하지 못한 배기 가스 성분(CO, 비연소된 탄화수소, 방향족 화합물, 염화물, ...)의 형성이 촉진된다. 이는 주로 스크랩에 고착된 구성 성분의 증발 및/또는 (부분적인) 산화 시에 발생한다.
그러므로 법적 규정을 준수하기 위해, 비연소된 탄화수소와 다이옥신/푸란을 제거 및 분리하기 위해 고비용의 후처리가 요구된다. 이를 위해 배기 가스는 예열기로부터 배출된 후에 후연소실에서 T > 850℃로 가열되고, 머무름 시간(t > 2s) 후에 빠르게 약 200℃로 냉각된다(급랭). 그렇게 함으로써 다이옥신/푸란(PCDD/F)의 새로운 형성(신생합성)은 억제된다. 그런 다음 후속되는 처리 단계에서 잔여 PCDD/F의 분리는 예컨대 갈탄-코크스분을 주입함으로써 이루어진다(공기 흐름 흡착). 그런 후에, 주입된 코크스분은 분진 제거 시스템 내에서 나머지 미세 분진과 함께 분리된다.
이와 같은 종류의 공정 제어는 비록 0.01 ng TE/Nm3의 PCDD/F에 대한 이미션 표준의 준수를 보장하기는 하지만, 그러나 상당한 추가 비용을 초래한다(버너를 위한 일차 에너지 소요, 급랭을 위한 냉각수, 급랭을 위한 폐수 처리 시스템, 사일로, 코크스분을 위한 정량 이송 기술 등). 그 외에도 필터 분진 내 탄소 함량은 허용 한계치 이상으로 상승하며, 그럼으로써 침전 전에 필터 분진의 열적 후처리가 요구된다.
상기와 같은 비용의 총계는, 대개 스크랩 예열 시스템을 사용함으로써 기대될 수 있는 효용(전기 에너지의 절감, 생산성의 증가)을 훨씬 초과한다. 그 외에도 추가의 장비들은 추가의 장치 기능 장애를 초래한다.
전술한 몇몇의 단점들을 최소화하기 위해, WO 03/068995 A1로부터는 금속 장입 재료를 장입하면서 연속적으로 강을 생산하기 위한 용융 장치가 제안된다. 예컨대 스크랩, 해면철 등과 같은 장입 물질들은 덕트의 형태로 설계된 용융 용기의 상부에서 예열되며, 이어서 용융 용기의 하부에서 화석 연료를 이용하여 용융된다. 획득된 용융 물질은 계속해서, 전기 아크로로서 설계되어 인접하여 배치된 처리 용기로 유도되고, 이 처리 용기에서 전기 에너지를 이용하여 목표하는 강 품질이 설정된다. 후연소를 위해, 다양한 수평면에서 후연소 가스는, 외부로부터 그리고 내부로부터, 중심에서 재료 칼럼(material column) 내로 돌출된 내부 덕트를 통해 재료 칼럼 내로 유도되며, 그리고 상기 재료 칼럼에 의해, 철을 함유한 장입 재료들 의 산화를 최소화할 시에 상승하는 처리 가스의 단계적 후연소가 달성된다.
상기한 바와 같이 공지된 방법의 경우, 스크랩을 용융하기 위해 오로지 일차 에너지만이 이용된다. 용융 단계의 가열은, 철 산화를 감소시키기 위해, 화학량론적으로 농후하게, 즉 공기비를 0.5 내지 0.9의 영역으로 하여 이루어진다. 그러므로, 배기 가스는 실제의 용융 단계로부터 배출될 시에 여전히 다량의 가연성 성분(특히 CO, H2 및 CH4)을 함유한다. 그에 따라 우선적으로 사용되는 에너지원의 좋지 못한 활용이 이루어지게 된다. 그러므로 에너지 활용을 개선하고, 그에 따라 경제성을 증가시키기 위한 지속적인 조치가 요구된다. 이를 위해, 용융 구역 상부에서 덕트 내로 후연소 공기의 공급이 이루어진다(통합된 후연소 공정). 이와 같은 처리 방법은 비록 에너지 활용을 개선시키기는 하지만, 다양한 이유에서 덕트 자체 내에서 비연소된 물질의 완전한 전환이 이루어지지 않는 것으로 보인다. 그 외에도 배기 가스는, 800℃이상의 온도를 갖는 추가의 후연소 단계를 회피하기 위해 덕트의 배출구에서 배출되어야 한다.
본 발명의 목적은 오로지 일차 에너지만을 이용하면서 예열 및 용융을 실행할 시에 전술한 단점들이 확실하게 회피되거나 적어도 최소화되는 방법 및 그 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 본원의 방법의 경우 청구항 제1항의 특징부에 따라, 그리고 본원의 장치의 경우는 청구항 제14항의 특징부에 따라, 예열 시스템의 가스 흐름 제어와 관련하여, 예열 및 용융 공정을 에너지적으로, 유체 공학적으로, 그리고 공간상 차단할 뿐 아니라, 후연소 및 예열 공정을 에너지적으로, 유체 공학적으로, 그리고 공간상 차단하는 점이 달성된다.
후연소 공정 - 냉각 공정 - 유해 물질 분리 공정 - 분진 제거 공정과 같은 장치 컴포넌트의 순서를 갖는 통상적인 배기 가스 처리와 비교하여,
본 발명에 따른 시스템은 원칙적으로 비록 동일한 시스템 컴포넌트로 구성되지만, 그러나 그 순서는 아래와 같다:
유해 물질 분리 공정 - 후연소 공정 - 냉각 공정 - 분진 제거 공정.
용융 단계에서 배출되는 처리 가스로서 지칭되는 배기 가스는 본 발명에 따라, 스크랩의 예열을 위해 직접적으로 이용되는 것이 아니다. 다시 말해 예열이 직접적으로 용융 단계에서 배출된 처리 가스에 의해 이루어지는 것이 아니라, 추가의 가스 형태의 예열 매체를 통해, 예컨대 공기, 산소로 농축된 공기, 혹은 불활성 가스를 통해 이루어진다.
처리 가스는 직접적으로 연소 산소와 혼합되면서 후연소 공정으로 공급된다. 그렇게 함으로써 승인된 측정 및 제어 장치를 이용하여 모든 가연성 성분의 통제되는 완전한 전환이 보장된다. 이때 대체되는 방법에 따라 처리 가스의 부분 량은 추가의 후처리 없이 곧바로 다시 용융 단계로 재순환될 수 있다.
그런 다음 후연소 공정으로부터 배출된 배기 가스는 열교환기 내에서 예열 매체의 예열을 위해 이용되며, 이때 냉각된다.
그러므로 급랭 대신에 열교환기를 이용함으로써, 본 발명에 따라 공정 단계들의 열적인, 에너지적인, 그리고 공간상 차단이 이루어진다: 용융 공정 - 예열 및 후연소 공정- 예열 공정.
대개 공정 제어와 관련하여 추가의 자유도가 획득된다. 왜냐하면, 열풍 온도의 제어는 예열 단계의 유입구에서만 가능하기 때문이다. 이는 후연소 단계에서 공기비를 변경함으로써, 공기량을 변경함으로써, 혹은 전술한 두 조치를 조합함으로써 이루어질 수 있다. 그 외에도 용융 단계의 가열은 후연소 또는 스크랩 예열과 무관하게 제어될 수 있다.
열 교환기 내에서 배기 가스에 의해 생성된 고온의 예열 매체는 평행류 혹은 대항류로 예열기에 의해 유도된다. 양뿐만 아니라 온도 그리고 산소 함량이 일정하게 유지될 수 있기 때문에, 예열 단계에서 일정하면서도 안정된 작동 조건이 설정된다. 그에 따라, 장입 전의 스크랩 예열 온도 역시 일정하게 유지될 수 있다.
예열 단계에서의 일정한 작동 조건(충분히 높은 열풍 온도, 일정한 O2-함량 또는 확실한 산소 초과량)에 의해, 모든 바람직하지 못한 수반 물질들은 완전하게 산화되어 기체상으로 변환된다. 높은 산소 초과량에 의해, 저온 탄화 작용/코킹 작용은 개시되지 않으며, 그럼으로써 PCDD/F에 대한 소정의 전구체 물질 형성은 이미 효율적으로 억제된다. 휘발성 물질들은 예열 매체와 함께 예열기로부터 배출된다.
그런 다음 유해 물질 부하를 갖는 배출 공기는 흡착제를 통과하여 안내된다. 이 흡착제 내에서 유해 물질은 기체상으로부터 다공성 고형물에 전달되고, 그에 따라 농축된다. 흡착제로서는 특히 갈탄을 기초로 하는 활성 코크(HOK)가 적합하거나, 혹은 특수 흡착제 혼합물이 적합하다. 유기 물질 및 알칼리에 대한 HOK의 매우 우수한 분리 거동은 다양한 응용 방법(특히 쓰레기 소각장 - 연도 가스 정화 공정)으로부터 공지되어 있다. 부하를 갖는 흡착제는 완전하게 공정으로부터 제거되거나, 부분적으로 용융 단계로 재순환된다.
정화된 예열 매체는, 산소를 함유하고 있는 점에 한해서, 처리 가스의 후연소를 위해 이용된다. 이때 각각의 처리 가스 파라미터들에 따라 보조 연소가 촉진될 수 있다.
예열기의 배출기에 위치하는 스크랩은 "깨끗하다". 다시 말해 모든 고착된 탄화수소는 기체상으로 변환되어버린 상태이다. 그렇게 함으로써 용융 단계의 배출구에 위치하는 처리 가스의 분진 부하는 공지된 정규 공정과 비교하여 분명하게 감소한다.
더욱이 통상적인 공정과 비교하여, 이차 분진 제거 또는 공간 분진 제거는 실행하지 않아도 된다. 왜냐하면 모든 컴포넌트들이 기밀하게 고안될 수 있기 때문이다. 이는 처리될 배기 가스량의 확실한 감소를 가능케 하며, 그에 따라 개별 장치 부재의 규격을 감소시킬 수 있다. 그러므로 본원의 공정 제어는 용융 공정 - 예열 공정 - 후연소 공정의 처리 단계의 본 발명에 따른 에너지적인 차단 및 높은 공정 유연성뿐 아니라 높은 에너지 효율을 동시에 가능케 한다.
추가적인 방법에서 본 발명에 따라, 전체 공정의 온도 제어를 개선하기 위해, 추가의 바이패스 라인들이 열풍 회로에 설치될 수 있다:
● 흡착 장치 내로 유입되는 유입 온도를 조절하기 위해 스크랩 예열기의 배출구에서, 냉풍이 유해 물질 부하를 갖는 온풍에 혼합된다.
● 후연소 장치 내의 온도를 조절하기 위해 열교환기의 전방에서, 정화된 온풍이 신선 공기 흐름에 직접적으로 재순환된다.
● 용융 장치용 산화제로서 열풍의 일부가 이용된다. 용융 구역 내로 공급이 직접적으로 이루어질 수 있다.
● 후연소를 위한 산화제로서 열풍의 일부가 이용된다. 그렇게 함으로써 배기 가스 온도는, 잔여 발열량이 낮거나 처리 가스량이 적을 경우(낮은 용융 효율)에도 상승하거나 일정하게 유지될 수 있다. 이와 같은 회로는, 저온 상태로부터 공정을 개시하기 위해 신속하게 생산 온도로 도달하게 하는 때에도 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따라, 스크랩용 예열 매체로서, 추가의 혹은 또 다른 매체(예: 불활성 가스)가 이용될 수 있되, 처리 가스의 후연소를 위해 필요한 후연소 공기는 제2 열 교환기에서 가열된다. 그런 다음 상기한 추가 혹은 또 다른 매체가 하기와 같은 장치 컴포넌트들 사이의 폐쇄 회로 내로 안내된다:
열 교환기 - 스크랩 예열기 - 흡착 장치.
그렇게 함으로써, 예열 단계로부터 연소 단계의 지속적인 차단이 이루어지되, 예열기의 배출기에서 보다 높은 스크랩 온도가 실현될 수 있다. 그러나 상기한 스크랩 온도는 산소 함유 가스와 접촉할 시에 가스 온도가 상승함에 따라 스크랩의 증가하는 산화 성향으로 인해 공정 기술 및 경제적으로 제한을 받는다.
본 발명의 기본 원리에 대한 또 다른 상세 내용은 다음에서 개략적 도면에 도시된 흐름도에 따라 더욱 상세하게 설명된다. 도식에는 오로지 본 발명의 이해를 위해 필요한 공정 단계와 물질 흐름만이 도시된다. 그러므로 예컨대 대부분의 냉각수 흐름, 분진 및 스파크 분리기뿐 아니라 공간 분진 제거를 위한 장치들은 도시되어 있지 않다.
도 1 은 종래 기술에 따른 스크랩 예열을 포함하는 용융 공정의 전형적인 예열 및 배기 가스 처리의 흐름도를 나타내는 개략도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 스크랩 예열을 포함하는 용융 공정의 개방식 예열 및 배기 가스 처리의 흐름도를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 도2의 기본 흐름도에서 바이패스 라인들에 의해 확장된 예열 및 배기 가스 처리의 흐름도를 나타내는 부분 단면도이다.
도 4 는 예열 매체; 및 후연소 공기의 독립된 예열 공정;을 위한 폐쇄 회로를 이용하는 예열 및 배기 가스 처리의 흐름도를 대체되는 방법에 따라 도시한 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1: 장입 장치 2: 스크랩 예열기
3: 용융 장치 4: 후연소 장치
5: 예열기용 열 교환기 6: 후연소용 열 교환기
7: 유해 물질 분리용 흡착 장치 8: 분진 제거 장치
9: 냉각 장치 10: 스크랩
11: 용융물 12: 슬래그
13: 응집체 14: 화석 에너지원
15: 흡착제 16: 분진
17: 물 18: 공기
18': 열풍(hot air) 18": 온풍(warm air)
19: 배기 가스(처리 가스) 19': 배기 가스(후연소후)
20: 산소 21: 불활성 가스
21': 고온(hot) 불활성 가스 21": 중온(warm) 불활성 가스
22: 바이패스 1(열풍에 공기 혼합용)
23: 바이패스 2(공기에 온풍 혼합용)
24: 바이패스 3(용융물에 직접 공급되는 열풍용)
25: 바이패스 4(후연소부에 직접 공급되는 열풍용)
26: 전기 에너지
30: 선행 기술에 따르는 배기 가스 처리 시스템
40: 개방된 예열 회로를 구비한 배기 가스 처리 시스템
40': 폐쇄된 예열 회로를 구비한 배기 가스 처리 시스템
도1은 스크랩 예열을 포함하는 용융 공정의 전형 적인 배기 가스 정화 장치의 개략화된 기본 흐름도를 도시하고 있다. 장입 장치(1)를 통해, 스크랩(10)은 스크랩 예열기(2)로 공급되고, 이 스크랩 예열기(2)에서 용융 장치(3)의 처리 가스 (19)를 이용하여 가열된다. 그런 다음 고온의 스크랩(10)은 용융 장치(3) 내에 도달하며, 이곳에서 상기 스크랩은, 산소(20) 및 응집체(3)가 추가되는 상태에서 화석 에너지(14) 및/또는 전기 에너지(26)에 의해 용융되고, 용융물(11) 및 슬래그(12)로서 상기 용융 장치(3)에서 배출된다.
처리 가스(19)는 스크랩 예열기(2)로부터 배출된 후에 배기 가스 처리 시스템(3)으로 공급되며, 이 배기 가스 처리 시스템 내에서 우선적으로 산소(20)가 추가되는 상태에서 화석 에너지(14)를 이용하여 후연소 된다. 그런 다음 후연소 장치(4) 내에서 발생한 배기 가스(19')는 냉각 장치(9) 내에서 물(17)을 이용하여 냉각되며, 흡착 장치(7) 내에서는 흡착제(15)에 축적됨으로써 유해 물질로부터 해방되고, 최종적으로 분진 제거 장치(8)에서 분진(16)으로부터 분리된다.
도2에는 스크랩 예열을 포함하는 용융 공정의 개방식 예열 및 배기 가스 처리를 이용하는 본 발명에 따른 배기 가스 처리 시스템(40)의 개략화된 흐름도가 도시되어 있다. 또한, 본 실시예에서도 스크랩(10)은, 장입 장치(1)를 통해 스크랩 예열기(2)로 공급되고, 이 스크랩 예열기(2)에서는 용융 장치(3)의 처리 가스(19)로 직접적으로 가열되기보다는, 열 교환기(5) 내에서 공기(18)로부터 처리 가스(19)를 이용하여 가열되었던 열풍(18')에 의해 간접적으로 가열된다. 그런 다음 고온의 스크랩(10)은 도1에 도시한 바와 같이 용융 장치(3) 내에 도달하게 된다. 그리고 상기 고온의 스크랩(10)은, 상기 용융 장치(3)에서, 응집체;와 경우에 따른 유해 물질 부하를 갖는 흡착제; 산소; 그리고 경우에 따른 재순환된 처리 가스(19);가 추가되는 상태에서 오로지 화석 에너지에 의해서만 용융물(11)과 슬래그 (12)로 용융된다.
처리 가스(19)는 스크랩 예열기(2)로부터 배출된 후에, 본 발명에 따른 배기 가스 처리 시스템(40)으로 공급된다. 이 배기 가스 처리 시스템(40) 내에서, 상기 처리 가스(19)는, 동일하게 우선적으로 산소(20)와 흡착 장치(7)로부터 배출되는 정화된 온풍(18")이 추가되는 상태에서 화석 에너지(14)를 이용하여 후연소 장치(4)에서 후연소 된다. 이때 획득된 배기 가스(19')는 이후 열 교환기(5)에 도달하고, 여기서 신선 공기(19)를 가열한다. 그리고 이어서 상기 배기 가스(19')는 후연소 장치(8)에서 분진(16)으로부터 해방된다.
예열 공기(18)를 위한 개방형 회로는 하기와 같이 구성된다: 열 교환기(5) 내에서 열풍(18')으로 가열된 공기(18)는 스크랩 예열기(2) 내로 주입되어, 유해 물질 부하를 갖는 온풍(18")으로서 상기 스크랩 예열기(2)에서 배출된다. 상기 온풍(18")은 흡착 장치(7)에서 내부에 배치된 흡착제(15)에 의해 유해 물질로부터 해방되고, 그런 후에 후연소 장치(4) 내에서 처리 가스(19)를 위한 산화제로서 이용된다. 온풍(18")의 또 다른 처리는, 배기 가스(19')로서의 처리 가스(19)와 함께 이미 앞서 기술한 바와 같이 이루어진다.
도3에는 부분 단면도로, 도2에 따르지만, 스크랩 예열기(2);뿐 아니라 공기 회로 내 온도의 개선된 조절을 위한 다수의 바이패스(22, 23, 24, 25);에 의해 확장된 배기 가스 시스템(40)이 도시되어 있다. 이와 같이 확장된 배기 가스 처리 시스템(40') 내에서는 하기와 같은 작용이 이루어진다:
● 바이패스(22)를 통해서는, 유해 물질 부하를 갖는 온풍(18")이 후연소 장 치(4) 내로 유입되기 전에, 신선 공기(18)가 상기 온풍(18")에 혼합되며;
● 바이패스(23)를 통해서는, 유해 물질로부터 해방된 온풍(18")이 신선 공기(18)에 혼합되며;
● 바이패스(24)를 통해서는, 열 교환기(5)에서 생성된 열풍(18')이 직접적으로 용융 장치(3)로 공급되며; 그리고
● 바이패스(25)를 통해서는, 열 교환기(5) 내에서 생성된 열풍(18')이 직접적으로 후연소 장치(4)로 공급된다.
그러므로 상기 바이패스들(22, 23, 24, 25)을 통해서, 유해 물질 분리; 공기 가열; 용융; 및 후연소;를 위한 온도 제어에 추가로 영향을 미칠 수 있다.
도4는 예열 매체; 및 후연소 공기의 독립된 예열 공정;을 위한 폐쇄 회로를 구비한 본 발명에 따른 배기 가스 처리 시스템(40') 내에서 이루어지는 예열 및 배기 가스 처리의 흐름도를 대체되는 방법에 따라 도시하고 있다. 본 실시예의 경우 예열 매체로서는 열 교환기(5)에서 고온 가스(21')로 가열된 불활성 가스(21)가 이용되며, 이 불활성 가스는 폐쇄 회로 내에서의 스크랩 예열과 뒤이은 유해 물질 분리 후에 열 교환기(5)로 재순환된다. 이와 같은 운영 방법에서 경우에 따라서 유해 물질을 비함유한 중온 가스(21")의 부분 량이 회로에서 새로이 가열되기 전에 유해 물질 부하를 갖는 중온 가스(21")로 재순환될 수 있다(도4의 파선 참조).
그러므로 후연소를 위해 필요한 공기(18)는 예열 매체로부터, 다시 말해 고온 가스(21')로부터 완전하게 분리되며, 그에 따라 독립된 열 교환기(6)에서 열풍(18')으로 가열된다.
본 발명의 방법뿐 아니라 이 방법을 실행하기 위해 요구되는 장치는 흐름도로 도시된 본원의 실시예에만 국한되는 것이 아니다. 오히려 당업자는 개별 장치 부재들과 이 부재들을 연결하는 라인 시스템을 사전 지정된 각각의 조건에 따라 다른 방식으로 배치하거나 확장할 수 있다. 그러나 이와 관련하여 예열 및 용융 공정뿐 아니라 후연소 및 예열 공정의 본 발명에 따른 에너지적인, 유체 공학적인, 그리고 공간상 차단은 항시 유지되어야 한다.

Claims (15)

  1. 스크랩을 기초로 하여 이차적인 강을 생산하기 위한 방법으로서, 스크랩(10)은 장입 장치(1)를 통해 스크랩 예열기(2)로 공급되고, 이 스크랩 예열기(2)에서 예열되며, 그에 이어서 용융 장치(3) 내로 이동되어 용융되고, 상기 용융 장치(3)로부터 배출되는 처리 가스(19)는 스크랩(10)을 예열하기 위해 이용되며, 그리고 후연소 장치(4)와 뒤이은 분진 제거 시스템(8)에서 유해 물질 및 분진(16)으로부터 해방되어, 냉각 및 정화된 배기 가스(19')로서, 이에 결부되는 생산 장치로부터 배출되는 상기 생산 방법에 있어서,
    예열 시스템이 가스 흐름 제어와 관련하여:
    ● 예열 및 용융 공정의 에너지적인, 유체 공학적인, 그리고 공간상 차단뿐 아니라,
    ● 후연소 및 예열 공정의 에너지적인, 유체 공학적인, 그리고 공간상 차단이 이루어지는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 용융 장치로부터 배출되는 처리 가스(19)는 직접적으로 후연소 장치(4) 내로 공급되고, 이어서 열 교환기(5, 6) 내에서 가스(18, 21)를 가열함으로써 냉각되며, 그런 후에 분진 제거가 이루어지는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 스크랩(10)의 예열은, 열 교환기(5) 내에서 공기(18)로부터, 산소로 농축된 공기로부터, 혹은 불활성 가스(21)로부터 생성된 고온의 예열 가스(18', 21')를 이용하여, 평행류로, 혹은 대항류로 스크랩 예열기(2) 내에서 실행되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 고온의 예열 가스(18', 21')는 스크랩(10)을 예열한 후에 냉각된 중온 가스(18", 21")로서 흡착 장치(7) 내에서 흡착제(15)를 이용하여 유해 물질로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 유해 물질 부하를 갖는 흡착제(15)는 부분적으로 용융 장치(3) 내로 재순환되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 스크랩(10)을 예열하기 위해 공기(18)를 이용하거나 혹은 산소가 농축된 공기를 이용할 시에, 온풍(18")은 유해 물질 분리 후에 후연소 장치(4)로 공급되고, 이 후연소 장치에서는 처리 가스(19)의 후연소를 위한 산화제로서 이용되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  7. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 불활성 가스(21)를 이용할 시에, 이 불활성 가스는 회로 내에서의 유해 물질 분리 후에 열 교환기(5)로 재순환되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 폐쇄 회로 내의 불활성 가스(21)의 부분 량은 사전 열교환 없이 흡착 장치(7)로 재순환되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 불활성 가스(21)를 이용할 시에, 후연소를 위해 필요한 공기(18)는, 상기 불활성 가스(21)용 열 교환기(5)의 후방에 배치된 추가의 열 교환기(6)에서 가열되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 흡착 장치(7) 내로 유입되는 유해 물질 부하를 갖는 온풍(18")의 유입 온도를 조절하기 위해 바이패스(22)를 이용하여 신선 공기(18)가 상기 온풍(18")에 혼합되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항 또는 제 10 항에 있어서, 스크랩 예열기(2)에 공급되는 열풍(18')의 온도 조절을 위해, 열 교환기(5) 전방에 배치되는 바이패스(23)에서 정화된 온풍(18")이 신선 공기(18)에 혼합되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항 또는 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 추가의 산화제로서, 바이패스(25)에서 열풍(18')의 부분 량이 후연소 장치(4) 에 공급되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 추가의 산화제로서, 바이패스(24)에서 열풍(18)의 부분 량이 용융 장치(3)에 직접적으로 공급되는 것을 특징으로 하는 생산 방법.
  14. 스크랩을 기초로 하여 이차적인 강을 생산하기 위해 청구항의 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 생산 방법을 실행하기 위한 생산 장치로서, 스크랩(10)은 장입 장치(1)를 통해 스크랩 예열기(2)로 공급되고, 이 스크랩 예열기(2)에서 예열되며, 그리고 이어서 용융 장치(3)로 이동되어 용융되고, 상기 용융 장치(3)로부터 배출되는 처리 가스(19)는 상기 스크랩(10)을 예열하기 위해 이용되며, 그리고 후연소 장치(4)와 뒤이은 분진 제거 시스템(8)에서 유해 물질 및 분진(16)으로부터 해방되어, 냉각 및 정화된 배기 가스(19')로서, 상기 생산 장치로부터 배출되는 상기 생산 장치에 있어서,
    장치 컴포넌트는 공간상 상호 간에 분리되어 있으며, 그리고 예열 시스템의 가스 흐름 제어와 관련하여 배기 가스 처리 시스템의 개별 컴포넌트는 하기의 순서, 즉 유해 물질 분리를 위한 흡착 장치(7), 후연소 장치(4), 가스 가열 및 처리 가스 냉각을 위한 열 교환기(5), 분진 제거 시스템(8)의 순서로 배치되어 있고, 이와 같은 장치 컴포넌트는,
    ● 처리 가스(19)가 용융 장치(3)로부터 배출된 후에 후연소 장치(4)로 직접 적으로 안내되고, 이 후연소 장치(4)로부터 열 교환기(5)로, 그런 다음 최종적으로 분진 제거 시스템(8) 내로 안내되며, 그리고
    ● 예열 가스(18, 21)는 열 교환기(5), 스크랩 예열기(2) 그리고 흡착 장치(7)를 통해 동일하게 후연소 장치(4)로 안내되어, 이 후연소 장치(4)에서 상기 처리 가스(19)와 결합되는 방식으로,
    라인을 통해 상호 간에 연결되는 것을 특징으로 하는 생산 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 스크랩 예열기(2)로부터 후연소 장치(4)를 차단하기 위해, 처리 가스 흐름(19) 내에 추가의 열 교환기(6)가 배치되고, 이 열 교환기(6)에 의해, 오로지 후연소를 위해 요구되는 공기(18)만이 가열되며, 그에 반해 예열 가스, 예컨대 불활성 가스(21)는 폐쇄 회로 내에서 후연소가 배제된 상태에서 열 교환기(5), 스크랩 예열기(2), 흡착 장치(7)와 같은 장치 컴포넌트들에 의해 안내되는 것을 특징으로 하는 생산 장치.
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