KR20110096141A - 액체 선철의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 미립자 탄소 캐리어는 제련 유닛(1) 내측으로 도입되며, 상기 제련 유닛에서는 예비 환원된 금속 캐리어 및 석탄의 도입에 의해 고체 층(2)이 형성되고 발생기 가스가 생성되는데, 상기 발생기 가스는 금속 캐리어를 적어도 부분적으로 환원시키기 위한 환원 유닛(12)에서 이용된다. 미립자 탄소 캐리어는 제련 유닛(1) 내의 소위 가스 수집 공간(3) 내측으로 고체 층 위에 도입되어 적어도 부분적으로 탈가스된 이후에 발생기 가스로부터의 분리 후에 고체 층(2)의 영역으로 제련 유닛(1) 내측으로 차례로 도입된다.

Description

액체 선철의 제조 방법 {METHOD FOR PRODUCING LIQUID METALS}
본 발명은 액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법 및 장치에 관한 것으로서, 여기서 탄소 캐리어가 제련 유닛, 특히 용융 가스화로 내측으로 도입되며, 적어도 부분적으로 예비 환원된 금속 캐리어 및 탄소 캐리어를 제련 유닛으로의 삽입에 의해, 고체 층이 형성되며 금속 캐리어를 적어도 부분적으로 환원하기 위해 하나 이상의 환원 유닛에 사용되는 발생기 가스가 생성된다.
미립자 탄소 캐리어가 탄소 함유 분진의 구성 요소로서 제련 유닛 내측으로 운반되는 것이 종래 기술로부터 공지되어 있다. 미립자 탄소 캐리어는 입자의 20 내지 80%가 75 ㎛보다 작으며 입자의 95 내지 100%가 2 mm보다 작은 입자 크기 분포를 가진다. 이는 고체 층 위에 있는 제련 유닛 내의 소위 가스 수집 공간 내측으로 이어진 예를 들어, 주입 장치에 의해 실시될 수 있다. 가스화 물질(gasification medium)은 탄소 함유 분진과 동시에 주입될 수 있다. 미립자 탄소는 가스 수집 공간 내에서 가스화되며 상기 공정에서 방출된 열은 발생기 가스에 의해 픽업된다. 그러나, 제련 유닛의 가스 수집 공간 내에 있는 탄소의 연소 중에 방출되는 열은 발생기 가스에 의해 대부분 픽업되어 제련 유닛으로부터 발생기 가스와 함께 배출된다. 그러므로, 제련 유닛의 에너지 밸런스에 대한 기여가 작다.
또한, WO 2006/011774호에는 휘발 성분들을 함유하는 미립자 탄소 캐리어가 용융 가스화로 내의 고체 층으로 주입되는 공정이 설명되어 있다. 상기 공정은 탈가스되지 않은 탄소 함유 장입 재료에 국한되어 있으며 발생기 가스의 탈진(dedusting) 중에 유발되는 탄소 함유 분진의 재순환 및 가스화에 대한 해결책도 제시되지 않았다.
본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 제약을 극복하고 미립자 탄소 캐리어로부터의 화학적 범주의 에너지와 현열(sensible heat)을 이용하기 위한 해결책을 발전시키고자 하는 것이다.
이러한 목적은 특허청구범위 제 1항에 청구된 본 발명에 따른 방법 및 특허청구범위 제 10항에 청구된 본 발명에 따른 장치에 의해 달성된다.
괴상 탄소 캐리어 대부분은 상당한 미립자 비율을 가진다. 이들은 특히 제련 유닛 내부에서의 괴상 탄소 캐리어 자체로부터의 열 또는 기계적 응력의 결과로써 유발된다. 또한, 미립자 탄소 캐리어들은 고체 층으로부터 그 위에 놓인 가스 수집 공간으로 배출될 수 있다. 또한, 금속야금학적 공정에서 유발되는 미립자 탄소 캐리어를 처리하는 것이 종종 필요하다.
제련 유닛에 일반적으로 존재하는 높은 가스 속도를 고려할 때, 제련 유닛 내의 고체 층 위에 존재하는 미립자 탄소 캐리어의 상당한 비율은 발생기 가스에 의해 다른 장입 재료의 미립자 비율과 함께 제련 유닛으로부터 배출된다. 제련 유닛 밖에서, 미립자 재료들은 고체를 분리하기 위한 장치 내에서 발생기 가스로부터 분리된다.
고체 층 위의, 용융 유닛 내의 가스 수집 공간의 열 조건을 고려할 때, 미립자 탄소 캐리어는 탄소 캐리어로부터 축출될 휘발 성분에 의해 적어도 부분적으로, 그러나 보통은 대부분 완전히 탈가스된다. 분리 중에 분리된 미립자 탄소 캐리어 및 바람직하다면 고체 물질의 추가 입자들이 가스화될 제련 유닛 내의 고체 층으로 도입된다. 선택적으로, 추가의 비케이킹화(noncaking) 및/또는 적어도 부분적으로 탈가스된 미립자 탄소 캐리어를, 분리된 미립자 탄소 캐리어 및 바람직하다면 고체 물질의 추가 입자와 함께 고체 층으로 추가로 도입하는 것도 가능하다. 이는 추가의 미립자 탄소 캐리어가 분리된 탄소 캐리어 또는 고체 물질의 입자들과의 직접적인 접촉의 결과로써 고체 층 내측으로 도입되기 이전에 적어도 부분적으로 탈가스되는 장점을 가진다. 그러나, 이미 사전에 탈가스된 미립자 탄소 캐리어가 추가되는 것도 가능하다.
따라서, 추가의 미립자 탄소 캐리어를 처리하고 에너지 요건 또는 탄소 요건을 더욱 융통성 있게 커버하는 것도 가능해진다.
본 발명에 따른 방법은 현열과 같은 미립자 탄소 캐리어에 존재하는 화학 에너지가 고체 층으로 사실상 완전히 전달되는 것을 가능하게 한다. 모든 탄소 캐리어, 즉 미립자 탄소 캐리어에 대한 이용도는 사용된 탄소 캐리어의 추가의 상당한 에너지 함량이 본 발명에 따른 방법에 사용될 수 있어서 예를 들어 석탄을 절약할 수 있고 전체적으로 더욱 효율적인 방법이 달성될 수 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 방법에 따라, 환원 유닛으로부터 추출된 노정 가스(top gas)는 탈진되며, 그렇게 분리된 분진 및/또는 추가의 산성, 특히 적어도 부분적으로 환원된 철 분진이 제련 유닛 내의 고체 층으로 도입된다. 그와 같은 철 분진은 예를 들어, 캐스팅 베이(casting bay) 분진, 부분 환원된 철 캐리어로부터의 분진, 브리퀘팅(briquetting) 또는 압축 플랜트로부터의 분진, 건조 플랜트로부터의 분진, 냉각 가스 분진 또는 습식 탈진 공정으로부터의 기타 정광이나 건조 슬러리이다. 그러므로, 그와 같은 재사용가능한 재료들도 제련 유닛 내에서 처리될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 적합한 구성에 따라 분리된 고체 및/또는 추가의 미립자 탄소 캐리어 및/또는 노정 가스로부터 분리된 분진 및/또는 추가의 산성, 특히 부분적으로 환원된 철 분진이 캐리어 가스, 특히 냉각된 발생기 가스, 환원 가스, 냉각된 노정 가스, 천연 가스, 코크-오븐 가스, 용광로 노정 가스, 질소 또는 이들의 혼합물에 의해 상기 고체 층으로 도입된다. 미립자 탄소 캐리어는 캐리어 가스에 의해 제어 방식으로 고체 층으로 도입될 수 있다. 고체 층의 필터 작용은 고체 층으로 도입되는 미립자 탄소 캐리어 및 고체가 고체 층을 통과하고 발생기 가스와 함께 다시 고체 층으로부터 배출되는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 구성에 따라, 발생기 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치 내에서 처리된 이후에 발생기 가스의 적어도 일부가 분리된 고체의 이송을 위해 사용되며 제련 유닛으로 다시 복귀된다. 특히 고온 가스 사이클론이 사용되는 경우에 분리 장치를 통해 발생기 가스의 일부를 영구적으로 추출하는 것은 분리 작용, 즉 고체 물질을 지닌 발생기 가스로부터 분리된 고체의 비율을 개선한다. 또한, 이렇게 얻어진 체가름(sifting)에 의해 고온 가스 사이클론 내의 분진 수집 컨테이너 내부의 분리된 임의의 조대한 입자들이 제련 유닛 내의 고체 층으로의 재순환과 관련된 기술적 문제점을 유발하는 것을 방지한다. 그와 같은 입자들은 배출된다.
사이클론의 분진 수집 공간으로부터 흡입에 의해 제거된 발생기 가스의 일부분은 가스 수집 공간의 영역에서 제련 유닛 내측으로 차례로 도입된다. 흡입에 의해 제거된 상기 가스를 제련 유닛 내의 가스 수집 공간으로 복귀시키기 위해, 만연된 압력 강하는 예를 들어, 주입기에 의해 극복된다.
본 발명에 따른 적합한 구성에 따라, 상기 이송에 이용되었던 발생기 가스의 일부분은 제련 유닛으로 복귀되기 직전에 이송되어 분리된 고체로부터 분리된다. 발생기 가스의 분리는 미립자가 제련 유닛 내의 가스 수집 공간으로 발생기 가스를 따라 운반되지 않게 보장한다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 구성에 따라 분리된 고체 및/또는 추가의 미립자 탄소 캐리어 및/또는 노정 가스로부터 분리된 분진 및/또는 추가의 산성, 특히 부분적으로 환원된 철 분진이 로크(lock)에 의해 압력 조절된 이후에 제련 유닛 내의 고체 층으로 도입된다. 특히, 고체 층으로의 도입 중에, 입자들이 고체 층으로 도입될 수 있도록 과잉 압력을 설정할 필요가 있다. 발생기 가스로부터 그리고 바람직하다면 노정 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치들 사이, 그리고 제련 유닛 내의 고체 층으로 분진이 도입되는 지점에서의 높은 압력 강하를 고려하기 위한 목적에 특히 로크가 적합하다. 제련 유닛의 간단한 장입은 로크의 교대 스위칭에 의해 가능하다. 사이클론 내의 분진 수집 컨테이너로부터 흡입에 의해 제거되어 분리를 위한 장치를 통해 안내되는 발생기 가스의 일부분을 고려하여, 분리를 위한 장치에 대한 로크의 바람직하지 않은 영향을 방지함으로써 상기 분리가 로크 스위칭 사이클과 무관하게 효율적으로 진행될 수 있게 하는 것도 가능하다.
본 발명에 따라, 바람직하다면 괴상 석탄과 함께 미립자 탄소 캐리어가 제련 유닛 내의 가스 수집 공간으로 도입된다. 괴상 석탄의 경우에, 그와 같은 미립자 탄소 캐리어는 예를 들어, 불가피하게 수반되는 미립자 석탄 입자, 예를 들어 고착 입자들이다.
또한, 의도된 방식으로 추가의 미립자 탄소 캐리어를 처리하는 것도 가능하다. 이러한 특별한 변형예에 따라, 추가의 도입 장치나 추가의 장입 공정을 피할 수 있다. 이런 경우에, 석탄으로 제련 유닛을 장입하는 역할을 하는 현재의 석탄 라인은 미립자 탄소 캐리어의 도입도 가능한 방식으로 개작될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 특정 구성에 따라, 분리된 고체 및/또는 추가의 미립자 탄소 캐리어 및/또는 노정 가스로부터 분리된 분진 및/또는 추가의 산성, 특히 부분적으로 환원된 철 분진이 가스화 물질, 바람직하게 산소 또는 산소 함유 가스가 고체 층으로 도입되는 지점과 동일한 높이 또는 그보다 높은 위치, 특히 그 바로 위의 높이에서 고체 층으로 도입된다. 가스화 물질 바로 근처로 도입하는 것은 고체 층 내에서 미립자 탄소 캐리어의 분리를 방지할 수 있음으로써 고체 층 내에 가스의 분포를 감소시킬 수 있는데, 이는 미립자 탄소 캐리어가 즉시 가스화되기 때문이다.
본 발명에 따른 방법의 유리한 구성에 따라, 비케이킹화 미립자 탄소 캐리어가 발생기 가스 및/또는 노정 가스 및/또는 추가의 산성, 특히 부분 환원된 철 분진으로부터 분리된 고체와 함께 제련 유닛, 특히 고체 층으로 도입된다. 고온 분진과의 혼합을 고려하여, 비케이킹화 석탄은 탈가스된다. 비케이킹화 탄소 캐리어의 사용에 의해 전술한 장치의 고온 벽 또는 고온 분진과의 접촉시, 상기 장치의 작동을 손상시킬 수 있는 괴상체의 형성과 케이킹화가 발생되지 않는다. 비케이킹화 탄소 캐리어는 예를 들어, 탈가스된 탄소 캐리어, 고품위 석탄 및 예를 들어 산화 처리로 인한 케이킹화 능력이 상실된 석탄이다. 이러한 방법은 더 이상의 복잡한 준비가 필요함이 없이 그와 같은 탄소 캐리어를 직접적으로 처리할 수 있게 한다.
액체 금속을 제조하기 위한 장치는 탄소 캐리어를 고체 층 위의 제련 유닛 내에 있는 가스 수집 공간으로 도입하기 위해 제공되는 적어도 하나의 도입 장치를 포함한다. 고체를 분리하기 위한 장치, 특히 고온 가스 사이클론에서 있어서, 미립자 탄소 캐리어 및 바람직하다면 발생기 가스와 함께 배출되는 추가의 고체가 제련 유닛으로부터 배출되는 발생기 가스로부터 분리된다. 여기서, 고체를 분리하기 위한 장치는 미립자 탄소 캐리어를 캐리어 가스에 의해 제련 유닛 내의 고체 층으로 도입하기 위한 주입장치에, 압력 조절을 위한 로크를 통해 연결된다. 건식 탈진 장치, 특히 고온 가스 사이클론은 고체를 분기하기 위한 장치로서 유리하다는 것이 입증되었는데, 이는 그런 경우에 고온에서도 신뢰성 있는 분리가 가능하기 때문이다. 사용된 환원 유닛은 환원로 또는 유동층 반응로일 수 있으며, 하나의 열을 형성하는 일렬로 연결된 유동층 반응로를 사용하는 것도 가능하다. 유사하게, 그러한 두 개의 열도 서로 평행하게 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 구성에 따라, 고체를 분리하기 위한 장치는 분리 작용을 개선하기 위해 분리된 고체를 위한 배출 라인을 가지며, 상기 배출 라인은 발생기 가스의 일부가 제련 유닛 내의 가스 수집 공간 내측으로 복귀될 수 있는 방식으로 형성된다. 분리를 위한 장치, 특히 사이클론 내의 분진 수집 공간 내의 발생기 가스의 일부에 의해 형성되는 가스의 일정한 유동의 결과로써, 분리 장치의 작용이 상당히 개선될 수 있다.
특히, 상기 분리 작용은 예를 들어, 차단 장치 또는 로크로부터 유발되는 변동에 덜 민감한데, 상기 변동의 경우에는 압력 변동이 발생될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 적합한 구성에 따라, 분리된 고체를 위한 배출 라인은 제련 유닛 내의 가스 수집 공간으로 복귀되는 발생기 가스의 일부분으로부터의 고체 및/또는 분진을 분리하기 위한 배플판 분리기에 이어진다. 배플판 분리기 대신에 사이클론을 사용하는 것도 가능하다.
추가의 배플판 분리기 또는 추가의 사이클론의 결과로써, 제련 유닛으로 다시 도입되는 발생기 가스의 일부분이 분리된 고체로부터 분리될 수 있음으로써, 이들은 제련 유닛 내의 가스 수집 공간으로 비의도적으로 다시 통과되지 않는다. 여기서, 특히 발생기 가스로부터의 초미립자 고체, 예를 들어 분진을 분리하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 구성에 따라, 제련 유닛 내의 가스 수집 공간으로 복귀되는 발생기 가스의 일부분을 도입하기 위한 추진 가스(propellant gas) 주입기가 제공된다. 상기 추진 가스 주입기는 가스 수집 공간에 대한 압력차를 쉽게 극복할 수 있게 함으로써 제련 유닛으로의 신뢰성 있는 도입을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 구성에 따라, 비케이킹화 미립자 탄소 캐리어도 제련 유닛으로부터 배출된 발생기 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치를 통해 제련 유닛 내의 고체 층으로 도입될 수 있다. 이런 목적을 위해, 상기 장치는 간단한 장입을 가능하게 하는 개구를 포함한다.
본 발명에 따라 로크는 2단 또는 다단 설계를 가지며 교대로 작동될 수 있는 적어도 두 개의 차단 장치를 포함한다.
본 발명의 특정 구성에 따라, 환원 유닛으로부터 추출된 노정 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치가 제공되며, 여기서 상기 공정 중에 분리된 고체 물질은 제련 유닛 내의 고체 층으로 미립자 탄소 캐리어를 도입하기 위한 주입 장치로 라인을 통해 공급될 수 있다. 분리를 위한 이러한 추가 장치의 결과로써, 노정 가스로부터의 고체, 분진 또는 기타 탄소 캐리어도 제련 유닛으로 안내되어 제련 유닛에서 사용된다. 고체 층의 필터 작용은 고체 층 내측으로의 도입으로 인해 사용될 수 있다.
발생기 가스로부터 그리고 노정 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치는 각각 분리된 미립자 탄소 캐리어 또는 고체를 멀리 이송하기 위한 배출 라인을 가지며, 이들 배출 라인은 미립자 탄소 캐리어를 고체 층으로 도입하기 위한 주입 장치에 로크를 통해 연결된다. 배출 라인의 연결은 각각의 경우에 분리된 고체들이 로크의 제 2 단 내에서 로크의 제 1단을 통해 조합되어 제련 유닛으로 함께 도입될 수 있음을 의미하며, 상기 로크도 제련 유닛 주위의 압력 레벨, 예를 들어 보다 높은 작동 압력을 보상할 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 특정 구성에 따라, 가스 수집 공간으로 탄소 캐리어를 도입하기 위한 도입 장치는 공급 컨테이너 및 로크를 포함하며 고체 층의 표면 상으로 미립자 및/또는 조대 입자의 탄소 캐리어, 특히 괴상 석탄을 도입하는데 적합하다. 미립자와 조대 입자의 탄소 캐리어의 조합된 도입은 도입장치의 아주 단순함을 초래한다. 필요하다면, 단지 미립자, 단지 조대 입자 또는 이들 두 형태의 탄소 캐리어가 함께 도입될 수 있다.
본 발명의 유리한 구성에 따라, 상기 도입 장치는 가스 수집 공간 위의 제련 유닛의 돔(dome)의 중앙에 배열된다. 그러므로 탄소 캐리어는 제련 유닛의 중앙으로 도입될 수 있음으로써, 균일한 장입이 가능해 진다.
본 발명에 따른 장치의 가능한 구성에 따라, 미립자 탄소 캐리어를 고체 층으로 도입하기 위한 주입 장치가 가스화 물질, 바람직하게 산소 또는 산소 함유 가스를 고체 층으로 도입하기 위한 장치과 같은 높이 또는 그 위에, 특히 그 바로 위에 배열된다. 이러한 특정 배열은 탄소 캐리어를 고체 층으로 도입할 때 탄소 캐리어의 사실상 즉각적인 가스화를 가능하게 함으로써, 고체 층 내의 미립자 탄소 캐리어의 축적이 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 추가의 가능한 구성에 따라, 고체를 분리하기 위한 장치는 조대 입자를 배출하기 위한 배출 장치를 가진다. 그러므로, 미립자 탄소 캐리어를 고체 층으로 도입하기 위한 주입 장치에 너무 조대한 입자를 배출하는 것이 가능하다. 그와 같은 입자들은 공정으로부터 제거되거나 별도의 방식으로 제련 유닛으로 다시 공급된다. 그와 같은 장치는 바람직하게, 고체를 분리하기 위한 장치 또는 배플판 분리기와 미립자 탄소 캐리어를 고체 층으로 도입하기 위한 주입장치 사이의 로크 위에 설치될 수 있다. 이와는 달리, 고체를 분리하기 위한 장치 또는 배플판 분리기와 미립자 탄소 캐리어를 고체 층으로 도입하기 위한 주입장치 사이의 로크가 교대로 작동될 수 있는 적절한 배출 라인 또는 스위치가 존재하는 경우에 조대 입자를 제거 또는 복귀시키기 위한 장치로서도 사용될 수 있다.
본 발명은 이후, 비제한적이고 예시적인 실시예를 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 미립자 탄소 캐리어를 위한 특별한 도입장치를 갖춘 플랜트를 도시하는 도면이며,
도 2는 발생기 가스 및 노정 가스를 위한 고체 분리장치를 갖춘 플랜트를 도시하는 도면이며,
도 3은 발생기 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치 및 추가의 편향 장치를 갖춘 플랜트를 도시하는 도면이다.
도 1은 고체 층(2) 및 상기 고체 층 위에 놓인 가스 수집 공간(3)을 포함하며 용융 가스화로 형태인 제련 유닛(1)을 도시한다. 괴상 석탄(SK) 및 미립자 탄소 캐리어가 중앙에 배열된 도입 장치(4)를 통해 제련 유닛(1)으로 도입된다. 또한, 미립자 탄소 캐리어를 위한 추가의 도입장치를 제공하는 것도 가능하며, 상기 추가의 도입장치를 통해 미립자 탄소 캐리어가 제련 유닛(1)으로 도입될 수 있다. 여기서, 미립자 탄소 캐리어는 제련 유닛 내에서 적어도 부분적으로, 특히 사실상 완전하게 탈가스된다. 공급 컨테이너(5) 이외에도, 도입 장치(4)는 두 개의 저장 장치(6a,6b) 및 차단장치(도시 않음)를 포함하는 로크(6)로 구성되며 제련 유닛(1)에 연결된다. 도입장치는 바람직하게, 로크(6)의 하류에 배열되는 도입 장치도 포함한다. 또한, 도입 장치(4)는 자체 공지된 구성으로도 설계될 수 있으며 미립자 탄소 캐리어(FK) 및 괴상 석탄(SK)에도 적합할 수 있다.
고체 물질을 가지고 제련 유닛으로부터 미립자 탄소 캐리어를 따라 운반되는 발생기 가스는 발생기 가스 라인을 통해 특히 고온 가스 사이클론 형태일 수 있는 고체(7) 분리장치로 공급된다.
상기 장치(7) 내에서 분리된 고체, 특히 미립자 탄소 캐리어는 두 개의 저장 장치(8a,8b)와 차단 장치(도시 않음)를 포함하는 로크(8)를 통해 주입 장치(9)로 공급되며, 상기 주입 장치는 도입된 고체가 고체 층(2)으로 바로 통과되는 방식으로 제련 유닛(1) 상에 배열된다. 그러므로, 도입된 고체로부터의 화합물이나 현열이 사실상 완전히 사용되는 것이 가능하며, 또한 고체 층이 필터 작용으로 인해 바람직한 효과를 가지며, 그에 따라 발생기 가스 내의 분진 비율이 감소될 수 있다.
상기 주입 장치(9)는 이미 탈가스된 미립자 탄소 캐리어(EK) 및/또는 산화물, 특히 부분 환원된 철 분진들이 주입 장치(9)로 도입되며 유사하게 제련 유닛(1)으로 장입될 수 있도록 설계된다. 주입장치(9)는 추진 가스(propellant gas)에 의해 작동된다.
선택적으로, 상기 장치(7) 이외에도 고체(10)를 분리하기 위한 추가의 장치를 제공하는 것도 가능하며, 그 경우에 세정된 발생기 가스에서 특히 고순도를 달성하거나 세정된 발생기 가스를 냉각시키기 위해 습식 스크러버가 사용된다. 압력이 압축기(11) 내에서 증가된 이후에, 수세 및 냉각된 발생기 가스는 차례로 발생기 가스와 혼합될 수 있으며, 그 경우 혼합된 발생기 가스의 온도는 조절되며 환원 유닛(12)으로 환원 가스로서 도입될 수 있다. 산성 금속 캐리어(OM), 예를 들어 광석, 철광석 및 첨가물(Z)들이 환원 유닛 내측으로 보통 도입된다. 환원 유닛 내에서 전환되고 사용된 환원 가스는 노정 가스(TG)로서 추출된다.
도 2는 환원 유닛(12)으로부터 추출된 노정 가스(TG)로부터 고체(13)를 분리하기 위한 추가의 장치를 포함하는 가능한 변형예를 도시한다. 환원 유닛 내에서 적어도 부분적으로 환원된 산화성 금속 캐리어(OM)는 라인(12a,12b)을 통해 제련 유닛으로 도입된다.
장치(7,13)로부터의 배출 라인(14,15)은 각각 저장 장치(16,17)를 가지며, 이들 저장장치는 저장 장치(18)와 상호작용하며 로크의 제 1 스테이지를 형성하며 또한 로크의 제 2 스테이지를 형성한다. 상기 장치(7,13) 내에서 분리된 고체들은 주입장치(9)를 통해 제련 유닛(1) 또는 고체 층(2)으로 함께 또는 연속적으로 도입될 수 있다. 탄소 캐리어는 입자 크기에 무관하게 도입 장치(4)를 통해 도입된다. 미립자 탄소 캐리어(FK)는 서로로부터 함께 또는 별개로 운반될 수 있는 괴상 석탄(SK)으로서 동일한 도입 장치를 통해 도입된다. 세정된 노정 가스는 라인(15a)을 통해 환원 유닛(12)으로 다시 공급될 수 있다.
도 3은 분리 장치(7)가 배플판 분리기(20)로 이어진 배출 라인(19)을 가지는 추가의 변형예를 도시한다. 여기서, 배출 라인은 분진 수집 컨테이너의 기능을 수행한다. 상기 공정에서 분리된 고체, 미립자 고체 및 분진은 저장 장치(22,23) 및 차단 장치(24,25)로 이루어지는 로크(21)를 통해 제련 유닛(1)으로 주입 장치(9)에 의해 도입될 수 있다.
상기 장치(7)에서의 분리 작용을 개선하기 위해, 즉 발생기 가스로부터 사실상 완전하게 발생기 가스 내에 존재하는 모든 고체 또는 분진을 분리하기 위해, 발생기 가스의 일부는 상기 장치(7)의 배출 라인(19)을 통해 안내될 수 있다. 이 경우에 추출된 상기 가스는 고체가 상당히 큰 범위로 발생기 가스로부터 분리될 수 있는 효과를 가진다. 배출 라인(19)을 통해 안내된 발생기 가스의 일부는 최초로 배플판 분리기(20)로 통과되며 그 후 예를 들어, 추진 가스 주입기(26)에 의해 제련 유닛 내의 가스 수집 공간으로 공급될 수 있다.
배플판 분리기 대신에 사이클론을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 추진 가스 주입기(26)를 통해 제련 유닛으로 미립자 탄소 캐리어를 직접적으로 도입하는 것도 가능하다. 이와는 달리, 별도의 도입장치(27)를 통해서도 실시될 수 있다. 미립자 탄소 캐리어(FK)는 각각의 경우에 제련 유닛 내의 가스 수집 공간(3) 내측으로 도입된다. 미립자 탄소 캐리어(NFK)를 케이킹하지 않는(noncaking) 경우에, 미립자 탄소 캐리어를 배출 라인(19), 배플판 분리기(20), 또는 주입 장치(9) 내측으로 도입하는 것도 가능하다. 미립자 탄소 캐리어(NFK)를 케이킹하지 않는 것은 미립자 탄소 캐리어들이 함께 케이킹화 하지 않는, 즉 미립자 탄소 캐리어들이 고온의 분리된 고체들로 도입될 때 고화 및 케이킹화 하지 않는다는 사실에 의해 구별된다. 냉각 가스는 라인(28)을 통해 발생기 가스로 도입되며, 이 경우에 가스 온도를 설정하는 것이 가능하다. 괴상 석탄(SK)은 도입 장치(4)를 통해 제련 유닛(1) 내의 가스 수집 공간(3) 내측으로 도입될 수 있다. 특히, 산소 또는 산소 함유 가스 또는 이들 가스의 혼합물이 가스화 물질(29)을 도입하기 위한 장치를 통해 고체 층(2)으로 도입될 수 있다.

Claims (20)

  1. 탄소 캐리어가 제련 유닛, 특히 용융 가스화로 내측으로 도입되며, 적어도 부분적으로 예비 환원된 금속 캐리어 및 탄소 캐리어를 제련 유닛으로의 삽입에 의해, 고체 층이 형성되며 금속 캐리어를 적어도 부분적으로 환원하기 위해 하나 이상의 환원 유닛에 사용되는 발생기 가스가 생성되는, 액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법에 있어서,
    상기 탄소 캐리어가 상기 제련 유닛 내의 소위 가스 수집 공간 내측으로 상기 고체 층 위에 도입되어 적어도 부분적으로 탈가스되며,
    미립자 탄소 캐리어 및 바람직하다면 고체 물질의 추가 입자들이 상기 발생기 가스와 함께 상기 제련 유닛으로부터 적어도 부분적으로 배출되며,
    미립자 탄소 캐리어 및 바람직하다면 고체 물질의 추가 입자들이 상기 발생기 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치 내에서 상기 발생기 가스로부터 분리되며,
    상기 분리된 고체 및 바람직하다면 특히 비케이킹화되고(noncaking)/되거나 적어도 부분적으로 탈가스화된 미립자 탄소 캐리어가 상기 제련 유닛 내의 고체 층 내측으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 환원 유닛으로부터 추출된 노정 가스가 탈진되며(dedusted), 그에 따라 분리된 분진 및/또는 산성, 특히 부분적으로 환원된 추가의 철 분진이 제련 유닛 내의 고체 층 내측으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    분리된 고체 및/또는 추가의 미립자 탄소 캐리어 및/또는 노정 가스로부터 분리된 분진 및/또는 산성, 특히 부분적으로 환원된 추가의 철 분진이 캐리어 가스, 특히 냉각된 발생기 가스, 환원 가스, 냉각된 노정 가스, 천연 가스, 코크-오븐 가스, 용광로 노정 가스, 질소 또는 이들의 혼합물에 의해 상기 고체 층으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발생기 가스가 발생기 가스로부터 고체를 분리하기 위한 장치 내에서 처리된 이후에 상기 발생기 가스의 적어도 일부가 상기 분리된 고체의 이송을 위해 사용되며 상기 제련 유닛 내측으로 다시 복귀되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    이송을 위해 사용되었던 상기 발생기 가스의 일부가 상기 제련 유닛 내측으로 복귀된 직후에 이송되고 분리된 고체로부터 분리되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    분리된 고체 및/또는 추가의 미립자 탄소 캐리어 및/또는 노정 가스로부터 분리된 분진 및/또는 산성, 특히 부분적으로 환원된 추가의 철 분진이 로크에 의해 압력 조절된 후에 상기 제련 유닛 내의 고체 층 내측으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    미립자 탄소 캐리어는 바람직하다면 괴상 석탄과 함께 상기 제련 유닛 내의 가스 수집 공간 내측으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    분리된 고체 및/또는 미립자 탄소 캐리어 및/또는 노정 가스로부터 분리된 분진 및/또는 산성, 특히 부분적으로 환원된 추가의 철 분진이 가스화 물질, 바람직하게 산소 또는 산소 함유 가스가 상기 고체 층 내측으로 도입되는 지점과 동일한 높이 또는 그보다 높은 위치, 특히 그 바로 위의 높이에서 상기 고체 층 내측으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  9. 제 2 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비케이킹화 미립자 탄소 캐리어는 상기 발생기 가스로부터 및/또는 노정 가스로부터 및/또는 산성, 특히 부분적으로 환원된 추가의 철 분진으로부터 분리된 고체와 함께, 상기 제련 유닛 내측으로, 특히 상기 고체 층 내측으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 방법.
  10. 적어도 부분적으로 예비 환원된 금속 캐리어 및 탄소 캐리어를 제련 유닛(1)으로의 삽입에 의해, 고체 층(2)이 형성되고 발생기 가스가 생성되는 제련 유닛(1), 특히 용융 가스화로를 포함하고, 상기 발생기 가스에 의해 금속 캐리어를 적어도 부분적으로 환원시키기 위한 환원 유닛(12)을 포함하는, 액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치에 있어서,
    상기 고체 층(2) 위에 있는 상기 제련 유닛(1) 내의 가스 수집 공간(3) 내측으로 탄소 캐리어를 도입하기 위한 하나 이상의 도입 장치(4), 및 상기 발생기 가스로부터 미립자 탄소 캐리어를 분리하기 위한 상기 제련 유닛(1), 특히 고온 가스 사이클론으로부터 배출되는 상기 발생기 가스로부터 고체(7)를 분리하기 위한 장치가 제공되며,
    상기 고체(7)를 분리하기 위한 장치는 상기 미립자 탄소 캐리어를 캐리어 가스에 의해 상기 제련 유닛(1) 내의 고체 층(2) 내측으로 도입하기 위한 주입장치(9)에 압력 조절용 로크(8,8a,8b,16,17,18,21,22,23)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 고체(7)를 분리하기 위한 장치는 분리 작용을 개선하기 위해 분리된 고체를 위한 배출 라인(19)을 가지며, 상기 배출 라인은 상기 발생기 가스의 일부가 제련 유닛(1) 내의 가스 수집 공간(3) 내측으로 복귀될 수 있는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 분리된 고체를 위한 배출 라인(19)은 상기 제련 유닛(2) 내의 가스 수집 공간(3) 내측으로 복귀되는 상기 발생기 가스의 일부분으로부터 분진 및/또는 고체를 분리하기 위한 배플판 분리기(20) 내측으로 이어지는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제련 유닛(2) 내의 가스 수집 공간(3) 내측으로 복귀되는 가스 발생기 가스의 일부분을 도입하기 위한 추진 가스 주입기(26)가 제공되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    비케이킹화 미립자 탄소 캐리어도 상기 제련 유닛으로부터 배출된 발생기 가스로부터 고체(7)를 분리하기 위한 상기 장치를 통해 상기 제련 유닛(1) 내의 고체 층(2)으로 도입되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    환원 유닛(2)으로부터 추출된 노정 가스로부터 고체(13)를 분리하기 위한 장치가 제공되며, 공정에서 분리된 고체 물질 및/또는 산성, 특히 적어도 부분적으로 환원된 철 분진이 상기 제련 유닛(1) 내의 고체 층(2) 내측으로 상기 미립자 탄소 캐리어를 도입하기 위한 주입 장치(9)로 라인들을 통해 공급되거나 상기 제련 유닛(1) 내의 가스 수집 공간(3) 내측으로 바로 도입될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 발생기 가스 및 상기 노정 가스로부터 고체(7,13)를 분리하기 위한 상기 장치는 각각 상기 분리된 미립자 탄소 캐리어 또는 고체를 멀리 운반하기 위한 배출 라인(14,15)을 가지며, 상기 배출 라인들은 상기 미립자 탄소 캐리어를 상기 고체 층(2) 내측으로 도입하기 위한 주입 장치(9)로 로크(16,18)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  17. 제 10 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄소 캐리어를 상기 가스 수집 공간(3) 내측으로 도입하기 위한 도입 장치(4)는 공급 컨테이너(5) 및 로크(6,6a,6b)를 포함하며 미립자 및/또는 조대 입자의 탄소 캐리어, 특히 괴상 석탄을 상기 고체 층(2)의 표면으로 도입하는데 적합한 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  18. 제 10 항 또는 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄소 캐리어를 상기 가스 수집 공간(3) 내측으로 도입하기 위한 도입 장치(4)는 상기 가스 수집 공간(3) 위의 상기 제련 유닛(1)의 돔 중앙에 배열되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  19. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    미립자 탄소 캐리어를 상기 고체 층(2) 내측으로 도입하기 위한 주입 장치(9)는 가스화 물질(29), 바람직하게 산소 또는 산소 함유 가스를 상기 고체 층(2) 내측으로 도입하기 위한 장치와 동일한 높이 또는 그보다 높은, 특히 그 바로 위에 배열되는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.
  20. 제 10 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    고체(7,13)를 분리하기 위한 장치는 조대 입자를 배출하기 위한 배출 장치를 가지는 것을 특징으로 하는,
    액체 금속, 특히 선철 또는 액체 1차 강 제품의 제조 장치.

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