KR20110018183A

KR20110018183A - 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20110018183A
Application number: KR1020090075847A
Authority: KR
Inventors: 김상현; 이후근; 주상훈; 김진태
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-23
Also published as: KR101664828B1

Abstract

일반탄 및 분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로에서 환원과정 중인 고온의 분광과 분진을 덤핑시 건식 냉각하여 환원철을 재활용하는 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 장치는 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로, ⅱ) 환원로와 연결되고, 환원로에서 배출되는 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및 ⅲ) 건식 저장조와 연결되어 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기를 포함한다.

분광, 용철, 제조, 건식, 냉각

Description

환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING DIRECTED REDUCED IRONS AND APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING MOLTEN IRONS USING THE SAME}

본 발명은 일반탄 및 분광을 이용한 용철 제조 공정에서 고온의 분광과 분진을 덤핑(dumping)시 분광과 분진을 건식 냉각하는 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 용철생산설비의 대종을 이루고 있는 고로법은 그 반응기 특성상 일정 수준이상의 강도를 보유하고 있다. 그리고 노 내 통기성 확보를 보장할 수 있는 입도를 보유한 원료를 요구한다. 연료 및 환원제로 사용하는 탄소원으로써는 특정 원료탄을 가공 처리한 코크스(coke)에 의존하고 있다. 철원으로서는 일련의 괴상화 공정을 거친 소결광에 주로 의존하고 있다.

이에 따라 현행 고로법은 코크스 제조설비 및 소결설비 등의 원료 예비처리 설비가 반드시 수반되고 있다. 그런데, 상기한 부대설비 구축에 필요한 제비용 및 부대설비에서 발생하는 제반 환경오염물질에 대한 전세계적인 규제를 극복하기 위한 막대한 환경오염방지설비에 대한 막대한 투자 비용 등에 의해 현행 고로법의 경 쟁력은 급속히 잠식되고 있는 상황이다.

상기와 같은 상황에 대처하기 위하여 세계 각국은 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하며, 철원으로서는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하고 있는 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 신제선 공정을 개발하고 있다.

일반탄 및 분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로에서 환원과정 중인 고온의 분광과 분진을 덤핑시 건식 냉각하여 환원철을 재활용하는 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 장치는 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로, ⅱ) 환원로와 연결되고, 환원로에서 배출되는 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및 ⅲ) 건식 저장조와 연결되어 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기를 포함한다.

건식 저장조는 그 내부에 설치된 내부 싸이클론을 포함하며, 내부 싸이클론은 철광석으로부터 분진을 분리할 수 있으며, 건식 저장조에는 분진과 분리된 철광석을 외부로 배출하는 배출구가 형성될 수 있다. 배출구를 통해 배출되는 철광석의 온도는 130도 이하로 설정될 수 있다.

건식 저장조와 수집진기 사이에 위치하고, 건식 저장조로부터 배출된 분진을 필터링하여 건식 저장조로 리턴시키는 외부 싸이클론을 더 포함할 수 있다. 건식 저장조와 수집진기 사이에 위치하고, 외부 싸이클론으부터 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절하는 제어 밸브를 더 포함할 수 있다. 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력은 0.1bar~1.5bar의 범위로 조절될 수 있다.

건식 저장조는 그 내부로 냉각 가스를 공급하여 철광석을 냉각시키는 가스 공급관을 포함할 수 있다. 수집진기는 환원로로부터 배출되는 배가스를 습식 제진할 수 있다. 환원로는 유동층형 환원로일 수 있다. 이러한 경우, 하나 이상의 환원로는 복수의 환원로들을 포함할 수 있다. 또한, 환원로는 충전층형 환원로일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 장치는 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로, ⅱ) 환원로와 연결되고, 환원철을 공급받아 환원철을 용융시켜 용철을 제조하는 용융가스화로, ⅲ) 환원로와 연결되고, 환원로에서 배출되는 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및 ⅳ) 건식 저장조와 연결되어 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철로 제조하는 하나 이상의 환원로에서 철광석을 배출하는 단계, ⅱ) 배출된 철광석을 환원로와 연결된 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계, 및 ⅲ) 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 건식 저장조와 연결된 수집진기에서 습식 제진하는 단계를 포함한다.

철광석을 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계에서, 건식 저장조에 냉각 가스를 공급하여 철광석을 냉각시킬 수 있다. 냉각 가스는 비환원성 가스로 이루어질 수 있으며, 비환원성 가스는 질소 가스로 이루어질 수 있다. 냉각 가스의 건식 저장조로의 유입량은 건식 저장조에 유입되는 철광석의 양에 따라 제어될 수 있다. 건식 저장조 내부에서 철광석으로부터 분진을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 건식 저장조로부터 배출되 는 분진을 수집진기에 공급하기 전에 분진을 필터링하여 건식 저장조로 리턴시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환원철 제조 방법은 수집진기가 환원로로부터 배출되는 배가스를 습식 제진하는 단계를 더 포함할 수 있다.

철광석은 환원로 내부에서 유동되면서 환원철로 변환될 수 있다. 하나 이상의 환원로는 상호 연결된 복수의 환원로들을 포함하고, 철광석은 복수의 환원로들을 순차적으로 통과되면서 환원될 수 있다. 철광석은 환원로 내부에 충전된 상태에서 환원철로 변환될 수 있다. 철광석은 환원로의 기동, 정지 또는 이상시 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 방법은 ⅰ) 철광석을 환원하여 환원철로 제조하는 하나 이상의 환원로에서 철광석을 배출하는 단계, ⅱ) 환원로와 연결된 용융가스화로가 환원철을 공급받아 환원철을 용융시켜 용철을 제조하는 단계, ⅲ) 배출된 철광석을 환원로와 연결된 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계, 및 ⅳ) 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 건식 저장조와 연결된 수집진기에서 습식 제진하는 단계를 포함할 수 있다.

환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법은 고온으로 환원되는 분광과 가스를 공정수를 이용하지 않고 건식 분리 및 냉각하여 분리된 분광 및 가스를 재활용 할 수 있다.

또한, 고온 환원되는 분광의 냉각시 자연냉각 및 비환원성 가스(질소 또는 공정가스)를 이용하여 건식 냉각 설비를 구성함으로써 기존 수처리 설비의 구성에 비해 단순화 및 용량 절감의 효과가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 본 명세서 및 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원철 제조 장치(100)를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 환원철 제조 장치(100)는 환원로(10), 건식 저장조(20, bin), 제어 밸브(30), 가스 공급관(40)을 포함한다.

환원로(10)는 철광석을 환원하여 환원철을 제조하며, 하나 이상 설치될 수 있다. 여기서, 철광석은 분광을 포함하는 용어로 사용되며, 별도로 특정하지 않는 경우 철광석은 분광으로 해석할 수 있다. 환원로(10)는 유동층형 환원로로 이루어지며, 하나 이상의 환원로는 복수의 환원로들로 이루어질 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이 환원로(10)는 3개로 이루어질 수 있다. 환원로(10)의 수량은 필요에 따라 1개 또는 4개의 환원로로 이루어질 수 있다.

건식 저장조(20)는 철광석을 환원하는 복수단의 환원로(10)에서 덤핑 배 관(12)을 통해 배출되는 철광석과 분진을 냉각 및 저장한다. 건식 저장조(20)의 내측에는 내부 싸이클론(22, cyclone)이 구비되며, 내부 싸이클론(22)은 내부로 유입되는 분광과 분진을 분리하는 기능을 한다.

건식 저장조(20)에서 분리된 분진은 수집진기(14)로 공급되도록 연결되고, 건식 저장조(20)에서 분리된 분광은 광석 배출기(16)로 공급된다. 수집진기(14)는 환원로(10) 배가스 냉각장치이며, 환원로(10)로부터 배출되는 배가스를 습식 제진할 수 있다. 광석 배출기(16)는 건식 저장조(20)의 하부에 장착된 스크류 피더(screw feeder) 또는 로타리 피더(rotary feeder)를 포함한다. 건식 저장조(20)에는 분진과 분리된 철광석을 외부로 배출하는 배출구(25)가 형성될 수 있다. 여기서, 배출구(25)를 통해 배출되는 철광석의 온도는 130도 이하로 설정될 수 있다. 필요한 경우, 배출되는 철광석의 온도를 130도를 초과하는 온도로 설정할 수도 있으나, 130도 이상의 온도에서는 폭발 위험이 더 커지기 때문에 온도 설정에 주의해야 한다. 따라서, 철광석의 배출온도에 대한 상한값은 이러한 배출시의 폭발 위험을 해소할 수 있는 정도의 온도로 설정하는 것이 필요하다. 참고로, 배출되는 철광석의 온도에 대한 하한값은 별도로 한정하지 않는다. 130도 이하의 온도에서는 철광석이 배출되는데 특별한 문제가 없으므로 배출되는 철광석의 하한 온도값은 의미없다.

제어 밸브(30)는 내부 싸이클론(22)의 일측과 수집진기(14)를 연결하는 가스도관의 라인 상에 구비된다. 제어 밸브(30)는 외력에 따라 개폐되어 내부 싸이클론(22)으로부터 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절한다. 여기서, 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력은 0.1bar~1.5bar의 범위로 설정될 수 있다. 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력을 0.1bar~1.5bar의 범위로 조절하는 이유는 이송 압력 제어를 통해 분진을 일정한 용량으로 배출, 처리하기 위한 것이다. 그리고 이송 압력이 1.5bar 보다 더 커지면 분진 이송중에 고압에 의한 관의 폭발위험이 있다. 한편, 이송 압력의 하한값은 0.1bar로 설정할 수 있는데, 0.1bar 이하에서는 분진의 이송이 불가하기 때문이다. 0.1bar의 압력과 같이 낮은 이송 압력에서는 분진이 관에 부착되는 현상이 심화되어 관의 통기성 저하 문제가 발생한다. 따라서, 이송 압력의 하한값은 이러한 관의 통기성 저하를 해소할 수 있는 정도의 압력으로 설정할 수 있다.

가스 공급관(40)은 건식 저장조(20)의 일측에 연결된다. 가스 공급관(40)은 건식 저장조(20) 내부로 유입되는 냉각 가스의 흐름을 안내한다. 냉각 가스는 비환원성 가스로 이루어질 수 있으며, 질소 가스 또는 공정 가스로 이루어질 수 있다.

건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스의 유입량은 건식 저장조(20)의 전단과 후단의 압력차(ΔP)에 따라 조절될 수 있다. 건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스는 내부 싸이클론(22)에 의해 분리된다. 분리된 가스는 수집진기(14)에 연결되어 냉각 처리되고, 분리된 분광은 건식 저장조(20)에서 조업 중 서서히 공냉되거나 가스 공급관(40)을 통해 건식 저장조(20)로 유입되는 냉각 가스로 강제 냉각된다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원철 제조 장치(200)를 나타낸다. 도 2의 환원철 제조 장치(200)는 도 1의 환원철 제조 장치(100)와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면부호를 사용하며 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2를 참조하면, 환원철 제조 장치(200)는 제1 실시예에서 외부 싸이클론(26)을 더 포함한다.

외부 싸이클론(26)은 건식 저장조(20)의 일측과 수집진기(14) 사이에서 가스도관과 포집광 재장입관으로 각각 연결된다. 외부 싸이클론(26)은 내부로 유입되는 분광과 분진을 분리한다.

이 경우, 제어 밸브(30)는 외부 싸이클론(26)의 일측과 수집진기(14)를 연결하는 가스도관의 라인 상에 구비된다. 제어 밸브(30)는 외력에 따라 개폐되어 외부 싸이클론(26)으로부터 수집진기(14)로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절한다.

그리고 건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스는 내부 싸이클론(22)과 외부 싸이클론(26)에 의해 분리된다. 따라서, 건식 저장조(20)로 유입되는 분광과 가스의 분리 효율을 더 높일 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원철 제조 장치(300)를 도시한 도면이다. 도 3은 도 1의 환원철 제조 장치(100)에서 환원로(10)를 충전층형 환원로(18)로 대체한 것이며, 다른 부분은 동일하게 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 그 자세한 설명은 생략한다.

충전층형 환원로(18)에서 철광석은 충전층형 환원로(18) 내부에 충전된 상태에서 환원철로 변환될 수 있다. 철광석은 충전층형 환원로(18)의 기동, 정지 또는 이상시 배출될 수 있다.

도 4는 도 1의 환원철 제조 장치(100)를 포함하는 용철 제조 장치(400)를 도 시한 도면이다.

용철 제조 장치(400)는 도 1의 환원철 제조 장치(100) 및 용융가스화로(42)를 포함한다. 용융가스화로(42)는 환원된 철광석(환원철)과 일반탄(괴탄, 성형탄)을 공급받아 용융시켜 용철을 제조한다.

용철 제조 장치(400)는 환원로(10), 분철 저장 장치(20), 괴성체 제조 장치, 용융 가스화로(42) 및 환원 가스 공급관(50)을 포함한다. 또한, 용철 제조 장치는 괴성체 제조 장치(50)와 용융 가스화로(42) 사이에 연결된 고온 균배압 장치(60)를 더 포함할 수 있다. 이외에 용철 제조 장치(400)는 용철 제조에 필요한 기타 여러 가지 장치를 더 포함할 수도 있다.

환원로(10)는 그 내부에 유동층이 형성되며, 유동층의 분광 등을 환원하도록 순차적으로 연결되어 있다. 각 환원로(10)는 용융 가스화로(42)의 석탄 충전층으로부터 배출된 환원 가스를 환원 가스 공급관(50)을 통하여 공급받는다.

괴성체 제조 장치(50)는 통기성 확보 및 비산 방지를 위하여 환원체를 괴성화한다. 괴성체 제조 장치(50)는 장입 호퍼(hopper, 32), 한 쌍의 롤(34), 파쇄기(36), 그리고 괴성체 저장조(38)를 포함한다. 이외에, 괴성체 제조 장치는 필요에 따라 기타 다른 장치를 포함할 수 있다.

장입 호퍼(32)는 분철 저장 장치(20)에서 공급된 분철을 저장하며, 한 쌍의 롤(34)은 환원체를 압착하여 괴성화된 환원체로 제조한다. 파쇄기(36)는 괴성화된 환원체를 적당한 크기로 파쇄하고, 괴성체 저장조(38)는 파쇄한 환원체를 임시 저장한다.

고온 균배압 장치(60)는 괴성체 제조 장치 및 용융 가스화로(42) 사이에 위치한다. 고온 균배압 장치(60)는 압력 조절을 위하여 용융 가스화로(42) 상부에 설치된다. 용융 가스화로(42)의 내부는 고압이므로, 고온 균배압 장치(60)가 압력을 균일하게 조절하여 파쇄한 괴성체를 용융 가스화로(42)에 쉽게 장입하도록 한다.

용융 가스화로(42)에는 괴탄 또는 미분탄을 성형한 성형탄을 공급하여 석탄 충전층을 형성한다. 용융 가스화로(42)에 투입한 괴탄 또는 성형탄은 석탄 충전층 상부에서의 열분해 반응과 하부에서의 산소에 의한 연소 반응에 의하여 가스화된다.

가스화 반응에 의하여 용융 가스화로(42)에서 발생하는 고온 환원 가스는 최종 환원로의 후단에 연결되는 환원 가스 공급관(50)을 통하여 환원로(10)로 차례로 공급되어 환원제 및 유동화 가스로 이용된다.

한편, 용철 제조 공정에서 복수의 환원로(10)에 장입된 분광은 각 환원로(10)를 거치면서 환원 가스와 접촉하여 환원반응이 일어난다. 이러한 과정에서 최종 환원된 분광은 괴상화 장치로 이송되어 성형과정을 통해 용철 제조 공정에 공급된다.

이러한 용철 제조 공정에서 환원로(10)의 운전 중단시 또는 운전중 공정/설비 이상시 환원로(10)에 장입된 고온의 환원 분광을 외부로 배출한다.

여기서, 건식 냉각 방식을 사용하지 않고 습식 냉각 방식을 사용하는 경우를 설명한다. 환원 분광의 배출시 분광과 고온의 환원 가스 분리 및 냉각을 위하여 공정수(process water)를 이용하여 냉각하는 습식 냉각 방식을 이용할 수 있다. 이러 한 습식 냉각 방식은 냉각 중 공정수와 접촉하여 발생된 증기(steam) 및 환원 가스의 압력을 조절하는 밸브를 이용하여 공정가스 배관에 취합되며, 발전소로 공급되거나 연소된다. 냉각에 사용된 공정수와 환원 분광은 혼합된 상태로 수처리 설비에서 공정수와 슬러지(sludge)로 분리된다. 공정수와 슬러지 분리과정은 환원로의 덤핑(dumping, 비우기) 작업시에만 가동이 필요하다. 이러한 습식 냉각 방식의 경우, 가동율은 3% 미만으로 매우 적으나 공정수로 냉각 처리시 설비구성 및 처리과정이 복잡하며, 이로 인해 전체 수처리 설비용량이 증대하는 문제가 있다.

본 발명의 실시예는 미분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로(10)에서 환원과정 중인 고온의 분광을 덤핑시 건식 저장조(20)를 이용하여 환원철을 재활용하는 장치 및 방법을 개시한다.

고온의 환원 분광 덤핑시 기존의 공정수를 이용한 수처리 설비를 대체하여 건식 냉각 처리한다. 따라서, 환원 분광의 재활용이 가능하며 별도의 수처리 설비 구성이 필요없다. 또한, 덤핑시 배출된 환원가스도 전량 재활용이 가능하다.

미분광을 이용한 용철 제조 공정 중 환원로(10)에서 철광석을 환원하여 환원철로 제조하는데, 하나 이상의 환원로(10)에서 철광석을 배출한다. 예를 들어, 조업중단 및 설비 이상시 환원로(10)의 덤핑(dumping) 작업을 수행하는 경우 철광석이 배출되는 것을 가정한다.

환원로(10)의 덤핑시 환원로(10)로부터 고온의 환원 분광과 환원 가스가 혼합되어 건식 저장조(20)에 유입된다. 이때, 환원로(10)로부터 배출된 철광석은 환원로(10)와 연결된 건식 저장조(20)에서 냉각 및 저장된다. 이후, 환원 가스와 분 광은 내부 싸이클론(22)과 외부 싸이클론(26)을 각각 거치면서 단계적으로 분리된다. 내부 싸이클론(22)과 외부 싸이클론(26)을 통과하면서 단계적으로 분리된 고온의 환원 가스는 수집진기(14)로 공급된다. 수집진기(14)는 환원로(10)로부터 배출되는 배가스와 건식 저장조(20)로부터 공급되는 환원 가스를 습식 제진한다. 이러한 과정을 통해 고온의 직접 환원철을 건식 저장조(20)를 이용하여 분광으로 환원하고, 환원 가스는 건식 저장조(20)와 연결된 수집진기(14)에서 습식 제진한다.

한편, 고온의 분광은 환원로(10)와 건식 저장조(20)의 압력차이에 의하여 배출된다. 고온의 분광을 일정한 이송 압력으로 배출 및 처리하기 위해 제어 밸브(30)를 설치한다. 제어 밸브(30)가 설치됨에 따라 일정한 압력차(1bar/g 미만)를 유지한 상태에서 고온의 분광을 일정하게 배출 및 처리할 수 있다. 환원로(10)의 덤핑 작업시 선택된 차단밸브가 열리면 고온의 환원 분광과 환원 가스가 혼합되어 건식 저장조(20)에 유입된다. 여기서, 건식 저장조(20) 내부로 유입되는 환원 분광과 환원 가스량은 제어 밸브(30)를 통해 건식 저장조(20)의 전단과 후단의 압력차를 이용하여 조절된다.

한편, 환원철 제조 방법은 철광석을 건식 저장조(20)에서 냉각 및 저장하는 과정에서, 건식 저장조(20)에 냉각 가스를 공급하여 철광석을 냉각시킬 수 있다. 환원로(10)를 통해 분리된 고온의 환원 분광은 건식 저장조(20)에서 조업중 서서히 자연냉각된다. 조업상황에 따라 신속히 냉각 및 배출이 필요한 경우에는 비환원성 가스인 질소 가스 또는 공정 가스에 의해 강제 냉각할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 냉각 가스는 비환원성 가스로 이루어질 수 있으며, 비환원성 가스는 질소 가스로 이루어질 수 있다. 냉각 가스의 건식 저장조(20)로의 유입량은 건식 저장조(20)에 유입되는 철광석의 양에 따라 제어될 수 있다.

환원 분광이 130도 이하로 냉각되면 하부에 장착된 광석 배출기(16)인 스크류 피더(screw feeder) 또는 로타리 피더(rotary feeder)에 의해 외부로 배출된다. 외부로 배출되는 광석은 재활용된다. 필요에 따라 환원로(10)에 바로 기송 공급하거나 괴상화하여 용철 제조 공정에 활용할 수 있다.

그리고 공정수를 사용하는 습식 냉각 설비가 불필요하다. 예를 들어, 환원철 제조 공정에서 설비 가동 중단 및 이상 발생의 경우 가동되는 덤핑 작업에 소요되는 수처리 설비가 필요없다. 이러한 이유로, 본 발명의 실시예에 따른 환원철 제조 장치 및 방법과 이를 이용한 용철 제조 장치 및 방법은 환원된 분광을 손실없이 재활용하여 환경개선, 자원재활용 및 에너지 절감의 효과를 얻을 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원철 제조 장치에서 환원로와 건식 저장조 및 수집진기의 연결관계를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 환원철 제조 장치로 제1 실시예에서 외부 싸이클론을 더 포함한 도면이다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 환원철 제조 장치에서 충전층형 환원로와 건식 저장조 및 수집진기의 연결관계를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 환원철 제조 장치가 용철 제조 장치에 연결된 상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 환원로 12 ; 덤핑 배관

14 ; 수집진기 16 ; 광석 배출기

20 ; 건식 저장조 22 ; 내부 싸이클론

40 ; 가스 공급관 26 ; 외부 싸이클론

30 ; 제어 밸브

Claims

철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로,

상기 환원로와 연결되고, 상기 환원로에서 배출되는 상기 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및

상기 건식 저장조와 연결되어 상기 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기

를 포함하는 환원철 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 건식 저장조는 그 내부에 설치된 내부 싸이클론을 포함하며, 상기 내부 싸이클론은 상기 철광석으로부터 상기 분진을 분리하는 환원철 제조 장치.
제2항에 있어서,

상기 건식 저장조에는 상기 분진과 분리된 철광석을 외부로 배출하는 배출구가 형성되는 환원철 제조 장치.
제3항에 있어서,

상기 배출구를 통해 배출되는 철광석의 온도는 130도 이하인 환원철 제조 장치.
제2항에 있어서,

상기 건식 저장조와 상기 수집진기 사이에 위치하고, 상기 건식 저장조로부터 배출된 분진을 필터링하여 상기 건식 저장조로 리턴시키는 외부 싸이클론을 더 포함하는 환원철 제조 장치.
제5항에 있어서,

상기 건식 저장조와 상기 수집진기 사이에 위치하고, 상기 외부 싸이클론으부터 상기 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절하는 제어 밸브를 더 포함하는 환원철 제조 장치.
제6항에 있어서,

상기 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력은 0.1bar~1.5bar의 범위로 조절되는 환원철 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 건식 저장조는 그 내부로 냉각 가스를 공급하여 상기 철광석을 냉각시키는 가스 공급관을 포함하는 환원철 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 수집진기는 상기 환원로로부터 배출되는 배가스를 습식 제진하는 환원철 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 환원로는 유동층형 환원로인 환원철 제조 장치.
제10항에 있어서,

상기 하나 이상의 환원로는 복수의 환원로들을 포함하는 환원철 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 환원로는 충전층형 환원로인 환원철 제조 장치.
철광석을 환원하여 환원철을 제조하는 하나 이상의 환원로,

상기 환원로와 연결되고, 상기 환원철을 공급받아 상기 환원철을 용융시켜 용철을 제조하는 용융가스화로,

상기 환원로와 연결되고, 상기 환원로에서 배출되는 상기 철광석을 냉각 및 저장하는 건식 저장조, 및

상기 건식 저장조와 연결되어 상기 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 습식 제진하는 수집진기

를 포함하는 용철 제조 장치.
철광석을 환원하여 환원철로 제조하는 하나 이상의 환원로에서 철광석을 배출하는 단계,

상기 배출된 철광석을 상기 환원로와 연결된 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계, 및

상기 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 상기 건식 저장조와 연결된 수집진기에서 습식 제진하는 단계

를 포함하는 환원철 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 철광석을 상기 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계에서, 상기 건식 저장조에 냉각 가스를 공급하여 상기 철광석을 냉각시키는 환원철 제조 방법.
제15항에 있어서,

상기 냉각 가스는 비환원성 가스인 환원철 제조 방법.
제16항에 있어서,

상기 비환원성 가스는 질소 가스인 환원철 제조 방법.
제15항에 있어서,

상기 냉각 가스의 상기 건식 저장조로의 유입량은 상기 건식 저장조에 유입되는 상기 철광석의 양에 따라 제어되는 환원철 제조 방법.
제15항에 있어서,

상기 건식 저장조 내부에서 상기 철광석으로부터 상기 분진을 분리하는 단계를 더 포함하는 환원철 제조 방법.
제19항에 있어서,

상기 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 상기 수집진기에 공급하기 전에 상기 분진을 필터링하여 상기 건식 저장조로 리턴시키는 단계를 더 포함하는 환원철 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 수집진기로 배출되는 분진의 이송 압력을 조절하는 단계를 더 포함하는 환원철 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 수집진기가 상기 환원로로부터 배출되는 배가스를 습식 제진하는 단계를 더 포함하는 환원철 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 철광석은 상기 환원로 내부에서 유동되면서 상기 환원철로 변환되는 환원철 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 하나 이상의 환원로는 상호 연결된 복수의 환원로들을 포함하고, 상기 철광석은 상기 복수의 환원로들을 순차적으로 통과되면서 환원되는 환원철 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 철광석은 상기 환원로 내부에 충전된 상태에서 상기 환원철로 변환되는 환원철 제조 방법.
제14항에 있어서,

상기 철광석은 상기 환원로의 기동, 정지 또는 이상시 배출되는 환원철 제조 방법.
철광석을 환원하여 환원철로 제조하는 하나 이상의 환원로에서 철광석을 배출하는 단계,

상기 환원로와 연결된 용융가스화로가 상기 환원철을 공급받아 상기 환원철 을 용융시켜 용철을 제조하는 단계,

상기 배출된 철광석을 상기 환원로와 연결된 건식 저장조에서 냉각 및 저장하는 단계, 및

상기 건식 저장조로부터 배출되는 분진을 상기 건식 저장조와 연결된 수집진기에서 습식 제진하는 단계 를 포함하는 용철 제조 방법.