KR20090031495A - 코렉스의 향상된 유용성을 위한 더스트 재활용 시스템 - Google Patents

코렉스의 향상된 유용성을 위한 더스트 재활용 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 상기 더스트를 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템에 관한 것으로서, 더스트 재활용 시스템은 열 가스 사이클론(HGC), 4°내지 12°범위, 바람직하게 8°경사로 제공되는 핫 나이프 게이트와 밸브 수직 파이프라인들을 통해 포집된 더스트의 연속적인 흐름을 위해 상기 열 가스 사이클론에 동작가능하게 연결된 더스트 빈, 상기 더스트 빈(LDB)은 수직 파이프라인과 주입구를 통해 주입기와 확산 수단으로 구성되는 높은 더스트 체적 T-피스와 동작가능하게 연결되며, 및 더스트 연소기를 갖는 용융로를 포함하며, 상기 더스트 연소기는 상기 T-피스를 통해 용융로에 재투입된 더스트를 연소한다. 본 발명 시스템은 열 가스 사이클론으로부터 더스트 연소기로 효율적이고 정체 없는 더스트 이송을 가능하게 하며, 이에 따라 플랜트 유용성/효율성을 향상시킨다.
환원 가스, 용융로, 더스트, 열 가스 사이클론, 더스트 연소기

Description

코렉스의 향상된 유용성을 위한 더스트 재활용 시스템{A DUST RECYCLING SYSTEM FOR ENHANCED AVAILABILITY OF COREX}
본 발명은 더스트 재활용 시스템에 관한 것으로서 특히, 용융환원 제철 제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포착하여 동일물을 더스트 연소용 용융로에 다시 주입하는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다. 중요하게도 본 발명의 더스트 재활용 시스템은 더스트 재활용 시스템에서 라인 정체(line jamming)를 감소시켜 이에 따라 플랜트 유용성 및 효율성을 향상시킨다. 따라서 본 발명의 더스트 재활용 시스템은 8t/hour까지의 높은 더스트 부하를 획득할 수 있다. 또한, 더스트 재활용 시스템은 용융환원 제철제조 공정에서 열 가스 사이클론으로부터 더스트 연소기로의 연속적이고 정체 없는 더스트 이송을 위한 시스템의 단순하고 용이한 유지관리에 관한 것이다.
종래기술에서 공지된 Corex 공정 이후에 용융환원 제철제조 공정을 수행하는 것이 잘 알려져 있다. 특히, 이러한 용융환원 제철제조 공정은 기본적으로 2개의 반응로, i)환원 샤프트, ii)용융로를 포함한다. 상당히 환원된 가스는 산소와 철-함유 고체 및 석탄 적재 간의 반응으로 인해 용융로에서 생성된다. 챔버의 고체 적재의 미세입자들을 수반한 가스는 더스트 분리 사이클론들을 통해 라우팅한 이후에 철-함유 물질에서 철을 환원하는 환원 샤프트에 공급된다. 이에 따라 분리된 더스트는 후속적으로 더스트 재활용 시스템을 통해 다시 용융로에 공급된다.
따라서 더스트 재활용 시스템은 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 다시 용융로에 주입하는 것을 용이하게 하도록 제공된다. 더스트로부터의 탄소는 더스트 연소기를 통해 공급된 산소로 연소된다.
기존에 통상적으로 사용되는 재투입 시스템에서 동일물은 기본적으로 수직 파이프와 디스크 게이트 밸브를 통해 모두가 동작가능하게 연결된 열 가스 사이클론, 상위 더스트 빈, 하위 더스트 빈, 더스트 주입 시스템, T-피스 및 더스트 연소기를 포함하는 것으로 알려져 있다.
이러한 재투입 시스템에서 사용되는 열 가스 사이클론은 기본적으로 환원 가스로부터 더스트를 포집하고 이에 따라 분리된 더스트를 상위 더스트 빈으로 보내는데에 사용되는 디바이스를 포함한다. 상위 더스트 빈은 열 가스 사이클론으로부터 포집된 더스트를 하위 더스트 빈으로 이송하도록 제공된 중개용 빈이다. 이러한 상위 더스트 빈은 상한과 하한들을 검출하기 위한 가압 시스템과 레벨러(leveler)를 포함하며 N2는 하위 부분에서 더스트를 유체화하도록 공급된다.
하위 더스트 빈은 상위 더스트 빈으로부터의 더스트를 T-피스를 통해 주입 시스템으로 이송하는데에 사용된다. 더스트 재활용 시스템은 기본적으로 2개의 밸브, I) 입력를 제어하는 볼 세그먼트 밸브, II) N2 흐름율을 제어하는 기타 밸브로 구성된다.
대략 300/200 mm의 주입구를 갖는 수직 파이프 라인은 하위 더스트 빈과 T-피스를 연결하도록 제공된다. 파이프에서 T-피스로의 배출부는 대략 200/100 mm이다. T-피스는 주입기와 확산기로 구성되며 대략 400/300 mm의 직경이다. 더스트 연속기는 용융로에서 N2에 의해 운반된 더스트를 산소로 연소하도록 제공된 유닛이다.
중요하게도 이러한 종래기술의 더스트 재활용 시스템에서 열 가스 사이클론으로부터 더스트 주입기로의 하향 동작, 즉 더스트의 이송은 시스템에서 밸브를 조정함으로써 수행된다. 이러한 목적을 위해 시스템에는 상위 디스크 게이트 밸브, 하위 디스크 게이트 밸브, 상위 압력 밸브 및 하위 압력 밸브가 제공된다. 상위 디스크 게이트는 개방되고 하위 디스크 게이트는 상위 더스트 빈으로부터 하위 더스트 빈으로 더스트를 운반하도록 폐쇄된 채로 유지된다. 디스크 게이트들은 상기 더스트 재활용 과정을 용이하게 하도록 각 더스트 빈의 레벨에 따라 선택적으로 동작한다.
용융환원 제철제조 공정에서 더스트 재활용을 위한 종래기술의 시스템이 공지되어 기술분야에서 이용가능하지만 동작 파이프라인의 정체 없이 더스트의 원하는 연속적인 재투입이 관련되는 한, 이러한 시스템은 일정한 제한과 결함을 갖는 것으로 발견되었다. 특히, 이러한 시스템은 더스트가 T-피스를 통해 더스트 연소기로 최종적으로 비워지도록 배치에서 상위 더스트 빈으로부터 하위 더스트 빈으로 수집되는 빈도를 모니터링하는 것이 필수적으로 요구되었다. 따라서 도가니에서 임의의 소규모의 불안정성이 있는 동안에 이러한 배치 프로세스는 원하는 더스트 로 드를 획득하는데에 실패하였다. 이는 또한 여러 지점에서 더스트 재활용 시스템 파이프라인의 빈번한 정체를 야기하였으며 마침내 플랜트 정지/사용불가를 초래하였다.
특히 종래기술의 더스트 재활용 시스템 연구는 a) 상위 디스크 게이트 밸브 및 하위 디스크 게이트 밸브의 스터핑 박스, b) T-피스의 주입구 및 c) 상위 더스트 빈과 하위 더스트 빈을 포함하는 재투입 파이프라인의 여러 빈번한 정체 지점들이 있음을 드러내었다.
게다가 200/100 mm의 배출부를 갖는 T-피스와 연결되며 하위 더스트 빈에서의 개구가 대략 300-200 mm인 수직 파이프라인은 T-피스의 주입구에서 더스트와 조세 입자의 누적을 야기하였으며 이는 또한 빈번한 정체를 가져왔다.
또한, 특히, 더스트에서 조세 입자가 있는 때에 더스트 연소기의 수평 라인에서 정체가 일어날 수 있음이 발견되었다.
또한, 종래기술의 더스트 재활용 시스템은 디스크 게이트 밸브의 냉각 시스템으로부터 도가니로의 누수가 발생함이 주목된다. 게다가, 연구들은 상위 더스트 빈과 하위 더스트 빈의 내화재가 이러한 시스템의 열 충격으로 인해 흩어지며 이는 또한 여러 지점에서 더스트 재활용 시스템 라인의 정체를 유발할 수 있음을 드러내었다.
발명의 목적
따라서, 본 발명의 기본적인 목적은 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템을 제공함으로써 종래기술의 더스트 재활용 시스템의 전술한 문제들과 결함들을 회피하며 열 가스 사이클론으로부터 더스트 연소기로 효율적이고 정체 없는 더스트 이송을 가능하게 하며 이에 따라 플랜트 유용성/효율성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 환원 가스로부터 포집된 더스트를 용융로에 주입함으로써 단순하고 사용자 친화적이며 더스트의 종래기술의 더스트 연소기로의 배치 이송에서와 같은 복잡하고 노동 집약적인 모니터링을 요구하지 않는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 환원 가스로부터 포집된 더스트를 재투입하여 가스를 용융로에 주입함으로써 안정적이며 더스트의 연속적인 이송을 가능하게 하고 도가니 등에서의 불안정성으로 인해 배치 공정의 문제점과 복잡도를 회피하는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 환원 가스에서 더스트를 포집하여 용융로에 주입하여 더스트 재활용 시스템 파이프라인에서 빈번한 정체 문제를 회피하고 플랜트 정지를 회피함으로써 향상된 플랜트 유용성과 효율성을 가져오는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 용융로에 주입함으로써 현재에 사용중인 종래기술의 더스트 재활용 시스템에서 경험한 바와 같은 상위 및 하위 게이트 밸브의 스터핑 박스, T-피스의 주입구 및 또한 상위 더스트 빈과 하위 더스트 빈에서와 같은 특히 라인의 빈번한 정체 문제를 발생하지 않는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 용융로에 주입하여 T-피스의 주입구에서 더스트와 미세 입자의 누적을 회피함으로써 T-피스의 상기 주입구에서의 빈번한 정체를 회피하는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템에 관한 것으로서 더스트 연소기의 수평 라인은 심지어 더스트에 조세 입자들이 있는 경우에도 정체가 발생하지 않게 하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 더스트 연소기의 용융로에 주입함으로써 현재에 사용중인 종래기술의 더스트 재활용 시스템의 경우에서와 같이 디스크 게이트 밸브에서 도가니로의 누수 문제들을 회피하는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 더스트 연소용 용융로에 주입함으로써 현재 이용가능한 더스트 재활용 시스템하에서 경험한 바와 같은 열 충격으로 인해 상위 더스트 빈과 하위 더스트 빈에서의 내화재가 흩어지는 문제점들 및 더스트 재활용 시스템의 결과적인 정체가 발생하지 않는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 더스트 연소용 용융로에 주입함으로써 더스트 재활용 시스템 라인의 차단으로 인한 빈번한 플랜트 정지를 회피하며 용융환원 제철제조 공정에서 현재에 이용가능한 더스트 재활용 시스템에서 경험한 바와 같은 사이클론에 대한 배압(back pressure)을 생성하지 않으며 이에 따라 플랜트 유용성과 효율성을 향상시키는 더스트 재활용 시스템에 관한 것이다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 추가적인 양상에 따르면 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템이 제공되는데 더스트 재활용 시스템은:
환원 가스로부터 더스트를 포집하는 열 가스 사이클론;
4°내지 12°범위, 바람직하게 8°경사로 제공되는 핫 나이프 게이트(hot knife gate)와 밸브 수직 파이프라인들을 통해 포집된 더스트의 연속적인 흐름을 위해 상기 열 가스 사이클론에 동작가능하게 연결된 더스트 빈;
상기 더스트 빈은 추가적으로 수직 파이프라인과 주입구를 통해 주입기와 확산 수단으로 구성되는 높은 더스트 체적 T-피스와 동작가능하게 연결되며; 및
더스트 연소기를 갖는 용융로를 포함하며, 더스트 연소기는 이에 따라 상기 T-피스를 통해 용융로에 재투입된 더스트를 연소한다.
전술한 더스트 재활용 시스템은 이송 라인의 정체 없이 열 가스 사이클론으로부터 더스트 연소기로 더스트를 이송한다. 중요한 사항으로 본 발명의 더스트 재활용 시스템에서 이러한 재투입 시스템에서의 종래기술의 상위 디스크 게이트의 제공은 바람직하게 스테인리스 스틸로 획득되는 보닛 핫 나이프 게이트 밸브로 선택적으로 대체된다. 핫 게이트 나이프 밸브는 물 냉각 시스템을 요구하지 않으며 단순히 N2 냉각 시스템을 요구한다. 본 발명의 더스트 재활용 시스템의 전술한 기본적인 양상으로부터 분명한 바와 같이 상위 더스트 빈의 완전한 제거에 의해 연속적인 더스트 재활용 공정을 용이하게 하기 위한 시스템이 제공된다. 이러한 목적을 위해, 본 발명의 시스템에서 열 가스 사이클론은 4 내지 12°범위, 바람직하게 8°의 선택적인 경사를 갖는 핫 나이프 게이트 밸브와 수직 파이프 라인을 사용하여 하위 더스트 빈에 직접적으로 동작가능하게 연결된다. 또한, 이러한 장치는 현재에 공지된 더스트 재활용 시스템에서 경험한 T-피스의 주입구에서 상위 더스트 빈으로부터의 정체 문제를 유익하게 해결한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터의 더스트를 포집하여 동일물을 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템이 제공되는데 더스트 재활용 시스템은:
환원 가스로부터 더스트를 포집하는 열 가스 사이클론;
4°내지 12°범위, 바람직하게 8°경사로 제공되는 핫 나이프 게이트와 밸브 수직 파이프라인들을 통해 포집된 더스트의 연속적인 흐름을 위해 상기 열 가스 사이클론에 동작가능하게 연결된 더스트 빈;
상기 더스트 빈은 추가적으로 수직 파이프라인과 주입구를 통해 주입기와 확산 수단으로 구성되는 높은 더스트 체적 T-피스와 동작가능하게 연결되며;
더스트 연소기를 갖는 용융로, 더스트 연소기는 상기 T-피스를 통해 이에 따라 용융로에 재투입된 더스트를 연소하며; 및
온라인 세정 및 라인 정체의 제거를 위한 더스트 혹은 조세 입자를 수집하는 캐치 포트(catch pot)를 포함한다.
임의의 서스펙트(suspect) 동안에 더스트 혹은 조세 입자의 수집을 가능하게 하는 본 발명의 더스트 재활용 시스템의 전술한 추가적인 양상에 따르면 본 발명의 시스템에서 더스트 재활용 시스템 라인 아래에서 캐치 포트가 제공된다. 이러한 캐치 포트 및 캐치 포트의 제공은 더스트 재활용 시스템 라인의 온라인 세정을 용이하게 함과 아울러 더스트 재활용 시스템 라인 정체의 제거를 완료시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 동일물을 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템이 제공되는데 더스트 재활용 시스템은:
환원 가스로부터 더스트를 포집하는 열 가스 사이클론;
4°내지 12°범위, 바람직하게 8°경사로 제공되는 핫 나이프 게이트와 밸브 수직 파이프라인들을 통해 포집된 더스트의 연속적인 흐름을 위해 상기 열 가스 사이클론에 동작가능하게 연결된 더스트 빈;
상기 더스트 빈은 추가적으로 수직 파이프라인과 주입구를 통해 주입기와 확산 수단으로 구성되는 높은 더스트 체적 T-피스와 동작가능하게 연결되며;
더스트 연소기를 갖는 용융로, 더스트 연소기는 상기 T-피스를 통해 이에 따라 용융로에 재투입된 더스트를 연소하며; 및
온라인 세정 및 라인 정체의 제거를 위한 더스트 혹은 조세 입자를 수집하는 캐치 포트; 및
용이한 유지보수 및 세정을 위한 맨홀을 포함한다.
또한, 시스템에서 전술한 맨홀의 제공은 시스템의 용이한 유지보수 및 세정을 가능하게 하는 것이다.
중요하게도 전술한 더스트 재활용 시스템에서 보닛 핫 나이프 게이트 밸브는 선택적으로 스테인리스 스틸로부터 획득된다. 또한, 보닛 핫 나이프 게이트 밸브는 N2 냉각 시스템을 포함한다. 전술한 본 발명 시스템에서 수직 파이프라인은 수직 파이프라인과 직렬로 연결된 300/200 mm 주입구를 통해 T-피스와 동작가능하게 연결된다. 높은 더스트 체적을 수용하는 상기 T-피스는 500/400 mm의 T-피스를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 양상에 따르면 더스트 재활용 시스템은 덩어리 조각을 제거하고 더스트 연소기의 수직 라인의 정체를 회피하기 위해 주입기와 확산 장치 사이에서 격자 수단을 포함한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 더스트 재활용 시스템은 획득하기에 간단하며 또한 열 가스 사이클론으로부터 더스트 연소기로의 더스트의 연속적이고 정체 없는 이송으로 인해 플랜트 정지 시간을 회피함과 아울러 단순하고 효율적인 세정과 유지보수 설비를 통해 향상된 유용성과 효율성을 제공할 수 있음이 분명하다. 더욱이 시스템은 또한 대략 8t/hour 까지의 높은 더스트 부하를 획득하게 한다.
본 발명의 세부적인 내용, 목적 및 이점들은 하기의 첨부 도면에 관하여 비-제한적인 예시적 실시예에 관하여 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 용융환원 제철제조 공정에서 사용되는 종래기술의 더스트 재활용 시스템 라인을 도시하며,
도 2는 용융환원 제철제조 공정에서 사용하기 위한 본 발명에 따른 더스트 재활용 시스템 라인의 실시형태를 도시한다.
도 1을 참조하면 현재에 이용가능하며 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 이를 다시 용융로에 주입하도록 제공되는 종래기술의 더스트 재활용 시스템 라인을 도시한다.
도 1에서, 현재에 이용가능한 종래기술의 더스트 재활용 시스템 라인은 기본적으로 열 가스 사이클론(HGC), 상위 더스트 빈(UDB), 하위 더스트 빈(LDB), 더스트 주입 시스템, T-피스(TP) 및 더스트 연소기로 구성된다. 더스트 재활용 시스템의 전술한 모든 구성요소들은 도면에서 추가적으로 도시된 바와 같이 수직 파이프와 디스크 게이트 밸브를 통해 동작가능하게 연결된다.
도 1로부터 분명한 바와 같이, 이러한 기존의 더스트 재활용 시스템 라인들의 열 가스 사이클론(HGC)에서 환원 가스로부터의 더스트는 포집되며 분리된 더스트는 상위 더스트 빈(UDB)으로 보내진다. 특히, UDB는 중개 빈인데 즉 사이클론으로부터 포집된 더스트를 하위 더스트 빈(LDB)으로 이송하도록 제공된다. 상위 더스 트 빈(UDB)은 상한과 하한을 검출하기 위한 가압 시스템과 레벨러로 구성된다. N2는 하위 부분에서 더스트를 유체화하도록 공급된다.
종래기술 시스템의 하위 더스트 빈(LDB)은 상위 더스트 빈(UDB)으로부터의 더스트를 T-피스(TP)를 통해 주입 시스템으로 이송하는데에 사용된다. 더스트 주입 시스템은 기본적으로 2개의 밸브로 구성되는데 하나는 입력을 제어하는 볼 세그먼트 밸브이고 다른 밸브는 N2 흐름율을 제어하는 밸브이다.
300/200mm의 수직 파이프라인의 주입구는 하위 더스트 빈(LDB)과 T-피스를 연결한다. 파이프의 T-피스로의 배출부는 200/100mm이다. T-피스는 또한 도면에서 도시된 바와 같이 주입기와 확산 장치로 구성된다. T-피스는 통상적으로 400/300mm 직경이다.
이에 따라 포집된 더스트는 용융로에서 산소로 N2에 의해 운반되는 더스트를 연소하도록 제공되는 장비인 더스트 연소기에서 연소된다.
전술한 기존의 더스트 재활용 시스템 라인으로부터 분명한 바와 같이 하향 동작, 즉 열 가스 사이클론(HGC)으로부터 더스트 주입기로의 더스트의 이송은 시스템의 밸브들을 조절함으로써 수행된다. 이러한 목적을 위해 시스템에는 상위 디스크 게이트 밸브, 하위 디스크 게이트 밸브, 상위 가압 밸브 및 하위 가압 밸브가 제공된다. 상위 디스크 게이트는 개방되고 하위 디스크 게이트는 상위 더스트 빈(UDB)으로부터 하위 더스트 빈(LDB)으로 더스트를 운반하도록 폐쇄된 채로 유지된다. 디스크 게이트들은 각 더스트 빈의 레벨들에 따라 동작한다.
따라서 이러한 기존의 더스트 재활용 시스템에서 상위 더스트 빈으로부터 하위 더스트 빈(LDB)에 수집된 더스트는 설정된 빈도로 T-피스를 통해 더스트 연소기로 비워지는 배치들이다. 따라서, 도가니의 소규모 불안정의 경우에 이러한 배치 공정은 더스트 부하를 획득할 수 없다. 이는 여러 지점들에서 더스트 재활용 시스템 라인의 빈번한 정체을 야기하고 결과적으로 플랜트 정지를 유발한다. 특히 라인의 빈번한 정체 지점들은 a) 상위 및 하위 디스크 게이트(LDG) 밸브들의 스터핑 박스, b) T-피스의 주입구 및 c) 상위 더스트 빈(UDB)와 하위 더스트 빈(LDB)을 포함하는 것으로 확인되었다.
게다가, 기존의 시스템에서 T-피스를 연결하는 수직 파이프라인에는 200/100mm의 배출부가 제공되며 LDB에서의 개구는 300/200mm이다. 이는 T-피스의 주입구에서 더스트와 조세 입자들의 누적을 야기하며 빈번한 정체를 발생시킨다.
또한 이러한 종래기술 시스템에서의 더스트 연소기의 수평 라인은 더스트에서 조세 입자들의 경우에 정체가 발생하였다. 디스크 게이트 밸브의 냉각 시스템으로부터 도가니로의 누수가 또한 발생한다. 게다가 이러한 종래기술 시스템에서 상위 더스트 빈(UDB)과 하위 더스트 빈(LDB)의 내화재는 열 충격으로 인해 흩어지게 되며 여러 지점들에서 더스트 재활용 시스템 라인의 추가적인 정체를 야기하는 것으로 발견되었다.
도 2를 참조하면 더스트 재활용 시스템 라인 정체를 감소시키며 이에 따라 플랜트 유용성을 향상시키기 위해 본 발명에 따라 제공되는 바와 같은 용융환원 제철제조 공정의 더스트 재활용 시스템 라인이 도시된다.
도 2로부터 분명한 바와 같이 본 발명의 더스트 재활용 시스템 라인은 라인의 정체없이 열 가스 사이클론(HGC)으로부터의 더스트를 연속적으로 더스트 연소기로 이송한다. 이는 도 2에 도시된 바와 같이 더스트 재활용 시스템의 선택적인 제공에 의해 수행된다.
특히, 도 2로부터 분명한 바와 같이 본 발명의 더스트 재활용 시스템에서 도 1의 기존의 시스템의 상위 디스크 게이트(UDG) 밸브는 바람직하게 스테인리스 스틸으로 얻어지는 보닛 핫 라인 게이트 밸브(KGV)의 제공으로 본 발명의 현재 시스템에서 회피되었다. 본 발명의 시스템에서 제공되는 핫 게이트 나이프 밸브(KGV)는 물 냉각 시스템을 요구하지 않지만 단순히 N2 냉각 시스템을 요구한다.
게다가 도 2의 본 발명의 더스트 재활용 시스템은 전술한 도 1의 종래기술 시스템에서 사용된 임의의 상위 더스트 빈(UDB)의 요건을 제거함으로써 유익하게 연속적으로 수행된다. 따라서, 본 시스템에서 열 가스 사이클론(HGC)은 4 내지 12°범위, 바람직하게 8°경사에서 선택적으로 핫 나이프 게이트 밸브와 수직 파이프 라인을 포함하는 하위 더스트 빈(LDB)과 직접적으로 동작가능하게 연결된다. 이는 또한 T-피스의 주입구에서 UDB 정체로부터의 내화재로 인한 정체 문제를 제거시킨다.
또한, 도 1의 종래기술 시스템에서 사용된 하위 디스크 게이트 밸브는 도 2에서 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 더스트 이송의 연속적인 시스템에서 요구되지 않는 것임이 발견되었다. 따라서, 본 시스템에서, 하위 디스크 게이트 밸브는 완전히 제거되었다.
200/100mm인 도 1의 종래기술 시스템 하에서의 T-피스와 주입구를 연결하는 수직 파이프라인은, 더스트의 효율적으로 이송시키기 위해 수직 파이프와 직렬로 연결된 300/200mm의 제공에 의해 선택적으로 변경되었다. 또한, 400 내지 300 mm인 종래기술 하에서의 T-피스는 본 시스템에서 높은 더스트 체적을 수용하기 위하여 선택적으로 바람직하게 500/400 mm로 변경되었다. 추가적으로, 격자 수단은 덩어리 조각을 차단하고 더스트 연소기의 수평 라인의 정체를 회피하기 위하여 본 더스트 재활용 시스템의 주입기와 확산 장치 사이에서 도입되었다. 맨홀은 더스트 재활용 시스템의 용이한 유지보수 및 세정을 추가적으로 용이하게 하기 위하여 시스템에서 도입되었다.
본 발명의 추가적인 양상에 따르면 본 더스트 재활용 시스템에서 임의의 서스펙트(suspect) 동안에 조세 입자들의 더스트 수집을 위해 캐치 포트(CT)가 더스트 재활용 시스템 라인 아래에서 제공되었다. 이는 더스트 재활용 시스템 라인의 온라인 세정 및 더스트 재활용 시스템 라인 정체의 완전한 제거를 용이하게 한다.
기존 시스템(도 1)에 대한 도 2에서 도시된 본 발명의 시스템을 사용하여 더스트 재활용 라인 정체 감소에 의한 이점들은 추가적으로 연구되었으며 기존 시스템을 사용할 때와 본 발명 시스템을 사용할 때에 여러 시도하에서 1년 동안에 DRS 라인의 정체 횟수가 주목되었으며 결과물은 하기의 표 1에서 제공된다.
일 년 정체 횟수
기존 재투입 시스템의 사용(도 1)
1회차 47
2회자 78
3회차 41
4회차 73
본 발명의 재투입 시스템의 사용(도 2)
1회차 22
2회차 13
표 1로부터 분명한 바와 같이 일년에 수차례 동안의 더스트 재활용 시스템 라인이 정체된 횟수는 본 발명의 더스트 재활용 시스템의 사용으로 실질적으로 감소되었다.
또한 본 발명(도 2)의 DRS에 비해 기존 DRS(도 1)를 사용하는 때의 라인 정체로 인해 요구되는 1년 동안의 비정기적인 고장 횟수를 확인하기 위한 추가적인 연구가 수행되었으며 이러한 시도에 대한 결과가 하기의 표 2에서 제공된다.
일 년 비정기적인 고장, hrs
기존 재투입 시스템 사용(도 1)
1회차 102
2회차 73
3회차 31
4회차 98
본 발명의 재투입 시스템의 사용(도 2)
1회차 0
2회차 0
표 2의 결과들은 본 발명의 더스트 재활용 시스템 라인이 플랜트의 100% 유용성을 가져오며 본 발명의 더스트 재활용 시스템을 사용하는 때에 비정기적인 고장이 요구되지 않음을 추가적으로 확인하였다. 중요한 사항으로 본 발명의 현재 DRS 라인에서의 온라인 세정 설비는 DRS 라인 정체로부터 발생하는 고장 문제들을 완전히 제거하였다.
따라서 유익하게도 본 발명의 더스트 재활용 시스템은 라인 정체의 실질적인 감소를 통해 플랜트의 100% 유용성을 가져오며 또한 본 시스템의 캐치 포트의 사용으로 플랜트의 온라인 세정을 가능하게 하였다. 게다가, 라인의 정체없이 더스크가 열 가스 사이클론으로부터 더스트 연소기로 연속 모드로 이송되는 시스템은 기존 더스트 재활용 시스템보다 높은 더스트 부하를 획득하게 되며 용융환원 제철제조 공정에서 이러한 더스트 재활용 시스템의 효율적이고 유익한 응용 및 사용을 가능하게 한다.

Claims (10)

  1. 용융환원 제철제조 공정에서 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 상기 더스트를 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템에 있어서,
    환원 가스로부터 더스트를 포집하는 열 가스 사이클론;
    4°내지 12°범위, 바람직하게 8°경사로 제공되는 핫 나이프 게이트(hot knife gate)와 밸브 수직 파이프라인들을 통해 포집된 더스트의 연속적인 흐름을 위해, 상기 열 가스 사이클론에 동작가능하게 연결된 더스트 빈;
    상기 더스트 빈은 추가적으로 수직 파이프라인과 주입구를 통해 주입기와 확산 수단으로 구성되는 높은 더스트 체적 T-피스와 동작가능하게 연결되며; 및
    더스트 연소기를 갖는 용융로를 포함하며 상기 더스트 연소기는 상기 T-피스를 통해 용융로에 재투입된 더스트를 연소하는 것을 특징으로 하는 더스트 재활용 시스템.
  2. 용융환원 제철제조 공정에서 사용하기 위해 환원 가스로부터의 더스트를 포집하여 상기 더스트를 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템에 있어서,
    환원 가스로부터 더스트를 포집하는 열 가스 사이클론;
    4°내지 12°범위, 바람직하게 8°경사로 제공되는 핫 나이프 게이트와 밸브 수직 파이프라인들을 통해 포집된 더스트의 연속적인 흐름을 위해 상기 열 가스 사 이클론에 동작가능하게 연결된 더스트 빈;
    상기 더스트 빈은 수직 파이프라인과 주입구를 통해 주입기와 확산 수단으로 구성되는 높은 더스트 체적 T-피스와 동작가능하게 연결되며;
    더스트 연소기를 갖는 용융로, 상기 더스트 연소기는 상기 T-피스를 통해 용융로에 재투입된 더스트를 연소하며; 및
    온라인 세정 및 라인 정체의 제거를 위한 더스트 혹은 조세 입자를 수집하는 캐치 포트(catch pot)를 포함하는 더스트 재활용 시스템.
  3. 용융환원 제철제조 공정에서 사용하기 위해 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 상기 더스트를 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템에 있어서,
    환원 가스로부터 더스트를 포집하는 열 가스 사이클론;
    4°내지 12°범위, 바람직하게 8°경사로 제공되는 핫 나이프 게이트와 밸브 수직 파이프라인들을 통해 포집된 더스트의 연속적인 흐름을 위해 상기 열 가스 사이클론에 동작가능하게 연결된 더스트 빈;
    상기 더스트 빈은 수직 파이프라인과 주입구를 통해 주입기와 확산 수단으로 구성되는 높은 더스트 체적 T-피스와 동작가능하게 연결되며;
    더스트 연소기를 갖는 용융로, 상기 더스트 연소기는 상기 T-피스를 통해 용융로에 재투입된 더스트를 연소하며; 및
    온라인 세정 및 라인 정체의 제거를 위한 더스트 혹은 조세 입자를 수집하는 캐치 포트; 및
    용이한 유지보수 및 세정을 위한 맨홀을 포함하는 더스트 재활용 시스템.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보닛 핫 나이프 게이트 밸브는 스테인리스 스틸로부터 선택적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 더스트 재활용 시스템.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보닛 핫 나이프 게이트 밸브는 N2 냉각 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 더스트 재활용 시스템.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수직 파이프라인은 수직 파이프와 직렬 연결된 300/200 mm의 주입구를 통해 T-피스와 동작가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 더스트 재활용 시스템.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    높은 더스트 체적을 수용하기 위한 상기 T-피스는 500/400 mm의 T-피스를 포함하는 것을 특징으로 하는 더스트 재활용 시스템.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 더스트 재활용 시스템은 덩어리 조각들을 제거함과 아울러 더스트 연소기의 수평 라인의 정체를 회피하기 위해 상기 주입기와 확산 수단 사이에서 격자 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 더스트 재활용 시스템.
  9. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 더스트 재활용 시스템은 8t/hr 까지의 더스트 부하를 획득하는 것을 특징으로 하는 더스트 재활용 시스템.
  10. 첨부 도면 2를 참조하여 도시되고 본원에서 설명된 바와 같은 용융환원 제철제조 공정에서 사용하기 위해 환원 가스로부터 더스트를 포집하여 상기 더스트를 더스트 연소용 용융로에 주입하는 더스트 재활용 시스템.
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