KR20200057499A - Manufacturing method for molten iron and apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용선 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원료를 용융시키는데 필요한 열원을 확보하여 생산성을 향상시킬 수 있는 용선 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing molten iron, and more particularly, to a manufacturing method and apparatus for manufacturing molten iron capable of improving productivity by securing a heat source necessary for melting raw materials.
고로법은 철광석과, 철광석을 소결시켜 제조된 소결광과, 유연탄을 건류시켜 제조된 코크스 등을 고로에 함께 넣고 고온의 공기를 불어넣어 철광석을 철(Fe)로 환원시켜 용선을 제조하는 방법이다. 이와 같은 고로법은 생산, 품질, 가격 등에서 우월한 경쟁력을 갖고 있으며, 근래 30년 동안 전 세계 조강 생산량의 약 60 내지 70% 정도를 담당하여 왔다. 또한, 고로법은 꾸준히 발전하여 에너지 최적화에 의한 우수한 열효율과 내용적 대형화에 의해 대량 생산성을 확보하게 되었다. 특히, 원료의 사전처리기술, 코크스 품질향상기술, 공정제어 및 설비진단 기술의 획기적인 발전은 생산성 향상, 노 수명 연장, 연료비 절감 등으로 나타나 고로법의 경쟁력을 더욱 강화시켰다. The blast furnace method is a method of manufacturing molten iron by reducing iron ore to iron (Fe) by putting iron ore, sintered ore produced by sintering iron ore, and coke produced by distilling bituminous coal into a blast furnace and blowing hot air. The blast furnace method has superior competitiveness in production, quality, and price, and has been responsible for about 60 to 70% of crude steel production worldwide in recent 30 years. In addition, the blast furnace method developed steadily to secure mass productivity through excellent thermal efficiency by energy optimization and large-scale content. In particular, breakthrough advances in raw material pre-treatment technology, coke quality improvement technology, process control and facility diagnosis technology have been shown to improve productivity, extend furnace life, and reduce fuel costs, further strengthening the competitiveness of the blast furnace method.
그러나 고로법은 원료와 연료의 사전 가공공정으로 소결광을 제조하는 공정과, 코크스를 제조하는 공정이 필수적인데, 소결광과 코크스를 제조하는 과정에서 대기나 수질을 오염시키는 공해물질(CO2 gas)이 다량 배출되고, 환경 보호에 관한 규제 강화 추세로 지속적인 운영이 쉽지 않은 문제점이 있다. However, in the blast furnace method, a process of manufacturing sintered ore and coke as a pre-processing process of raw materials and fuels is essential. In the process of manufacturing sintered ore and coke, pollutants (CO 2 gas) that pollute the air or water quality are required. There is a problem that it is not easy to continuously operate due to the trend of strengthening regulations on environmental protection.
또한, 용선의 주원료인 철광석과 유연탄 등의 가격이 급등함에 따라 생산비용이 증가하여 가격 경쟁력을 확보하기 어려운 문제점도 있다. In addition, as the prices of iron ore and bituminous coal, which are the main raw materials for chartered vessels, have skyrocketed, production costs have increased, making it difficult to secure price competitiveness.
본 발명은 철원을 용해시키기 위한 열원을 확보할 수 있는 용선 제조방법 및 그 장치를 제공한다. The present invention provides a method and apparatus for manufacturing molten iron capable of securing a heat source for dissolving an iron source.
본 발명은 제철공정에서 발생하는 부생가스를 이용하여 열원을 확보할 수 있기 때문에 생산비용을 절감하고, 환경 오염을 저감시킬 수 있는 용선 제조방법 및 그 장치를 제공한다. The present invention provides a method and apparatus for manufacturing molten iron that can reduce production cost and reduce environmental pollution because a heat source can be secured by using by-product gas generated in a steelmaking process.
본 발명의 실시 형태에 따른 용선 제조방법은, 고체 상태의 철원을 마련하는 과정; 상기 용해로에 철원을 투입하는 과정; 및 상기 철원을 용해시켜 용선을 제조하는 과정;을 포함하고, 상기 용선을 제조하는 과정은, 상기 용해로에 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정; 상기 용해로에 산소 함유 가스를 공급하는 과정; 상기 용해로의 상부로 열풍을 공급하는 과정; 및 상기 용해로에 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정;을 포함할 수 있다. Method for manufacturing a molten iron according to an embodiment of the present invention, the process of providing a solid iron source; A process of introducing an iron source into the melting furnace; And a process of manufacturing molten iron by dissolving the iron source, wherein the process of manufacturing molten iron includes: supplying a carbon-containing auxiliary material to the melting furnace; Supplying an oxygen-containing gas to the melting furnace; Supplying hot air to the top of the melting furnace; And supplying a by-product gas containing CO 2 to the melting furnace.
상기 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스를 공급하는 과정 이전에, 상기 용해로에 열풍을 공급하여 상기 철원을 예열하는 과정을 더 포함할 수 있다.Before the process of supplying the carbon-containing auxiliary material and the oxygen-containing gas, a process of preheating the iron source by supplying hot air to the melting furnace may be further included.
상기 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정은, 탄소 함유 부원료의 이송 경로에 분말 상태의 탄소 함유 부원료를 배출시키는 과정; 상기 이송 경로에 캐리어 가스를 공급하는 과정; 및 상기 탄소 함유 부원료와 상기 캐리어 가스의 혼합 가스를 상기 용해로에 공급하는 과정;을 포함할 수 있다.The process of supplying the carbon-containing auxiliary raw material may include discharging the carbon-containing auxiliary raw material in a powder state in a transport path of the carbon-containing auxiliary raw material; Supplying a carrier gas to the transport path; And supplying a mixed gas of the carbon-containing auxiliary material and the carrier gas to the melting furnace.
상기 산소 함유 가스를 공급하는 과정은, 상기 용해로의 바닥에 구비되는 노즐과 상기 용해로의 상부에 구비되는 랜스 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 용해로에 산소 함유 가스를 공급하는 과정을 포함할 수 있다.The supplying of the oxygen-containing gas may include supplying an oxygen-containing gas to the melting furnace using at least one of a nozzle provided on the bottom of the melting furnace and a lance provided on the top of the melting furnace.
상기 열풍을 공급하는 과정은, 상기 용해로의 상부에 구비되는 제1랜스를 이용하여 상기 용해로의 내부로 열풍을 공급하는 과정을 포함할 수 있다.The process of supplying the hot air may include supplying hot air to the interior of the melting furnace by using a first lance provided on the top of the melting furnace.
상기 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정은, 고로에서 용선을 제조하는 과정에서 발생하는 CO2 함유 부생가스 및 용융환원법으로 용선을 제조하는 과정에서 발생하는 CO2 함유 부생가스 중 적어도 어느 하나를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함할 수 있다.The CO 2 containing the process for supplying the waste gas is above at least one of a CO 2 containing by-product gas to a CO 2 containing by-product gas and the melt reduction process occurring in the process of manufacturing a hot metal from the blast furnace occurred in the process for producing molten iron It may include the process of supplying to the melting furnace.
상기 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정은, 상기 용해로의 하부를 통해 공급하고, 상기 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정은, 상기 탄소 함유 부원료와 접촉하도록 상기 CO2 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함할 수 있다.The process of supplying the carbon-containing auxiliary material is supplied through the lower portion of the melting furnace, and the process of supplying the CO 2 containing by-product gas is to supply the CO 2 containing by-product gas to the melting furnace in contact with the carbon-containing auxiliary material. Process.
상기 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정은, 상기 CO2 함유 부생가스 중 CO2 성분과 상기 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분을 반응시켜 CO 함유 가스를 발생시키는 과정을 포함할 수 있다.The process for supplying a CO 2 containing gas is by-produced, by reacting a carbon-containing components of the CO 2 by-product gas of the CO 2 component and the carbon-containing additives may include the step of generating the CO-containing gas.
상기 산소 함유 가스를 공급하는 과정은, 상기 산소 함유 가스로 순산소를 사용하고, 상기 순산소를 가열하는 과정을 포함할 수 있다.The process of supplying the oxygen-containing gas, The process may include using pure oxygen as the oxygen-containing gas and heating the pure oxygen.
상기 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분은 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 CO 함유 배가스와 제1반응열을 발생시키고, 상기 CO 함유 배가스는 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 제2반응열을 발생시키고, 상기 CO 함유 가스는 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 제3반응열을 발생시키며, 상기 용선을 제조하는 과정은, 상기 제1반응열과, 상기 제2반응열 및 제3반응열을 열원으로 이용할 수 있다.The carbon component in the carbon-containing auxiliary material reacts with an oxygen component present in the melting furnace to generate a CO-containing flue gas and a first reaction heat, and the CO-containing flue gas reacts with an oxygen component present in the melting furnace to generate a second reaction heat. , The CO-containing gas reacts with the oxygen component present in the melting furnace to generate a third reaction heat, and the process of manufacturing the molten iron may use the first reaction heat, the second reaction heat, and the third reaction heat as heat sources. have.
상기 용해로에 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정을 더 포함하고, 상기 CO 함유 부생가스 중 CO 성분은 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 제4반응열을 발생시키며, 상기 용선을 제조하는 과정은 상기 제4반응열을 열원으로 이용할 수 있다.The method further includes supplying a by-product gas containing CO to the melting furnace, and a CO component in the by-product gas containing CO reacts with an oxygen component present in the melting furnace to generate a fourth reaction heat, and the process of manufacturing the molten iron is The fourth reaction heat can be used as a heat source.
상기 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정은, 상기 열풍이 공급되는 위치보다 낮은 위치에서 CO 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함할 수 있다.The process of supplying the CO-containing by-product gas may include supplying a CO-containing by-product gas to the melting furnace at a position lower than the position where the hot air is supplied.
상기 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정은, 상기 용해로의 상부에 구비되는 제2랜스, 상기 용해로의 바닥에 구비되는 노즐 및 상기 용해로의 측벽에 구비되는 노즐 중 적어도 어느 하나를 이용하여 CO 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함할 수 있다.In the process of supplying the CO-containing by-product gas, CO-containing by-product gas is used by using at least one of a second lance provided on an upper portion of the melting furnace, a nozzle provided on the bottom of the melting furnace, and a nozzle provided on a sidewall of the melting furnace. It may include a process of supplying to the melting furnace.
상기 제2랜스를 이용하여 상기 CO 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 경우, 상기 열풍이 분사되는 제1랜스의 하부를 향해 상기 CO 함유 부생가스를 분사하는 과정을 포함할 수 있다.When supplying the CO-containing by-product gas to the melting furnace using the second lance, a process of injecting the CO-containing by-product gas toward a lower portion of the first lance in which the hot air is injected may be included.
상기 고체 상태의 철원을 마련하는 과정은 스크랩을 마련하는 과정을 포함할 수 있다.The process of preparing the solid iron source may include preparing a scrap.
본 발명의 실시 형태에 따른 용선 제조장치는, 용선을 제조하기 위한 공간을 제공하는 용해로; 상기 용해로에 탄소 함유 부원료를 공급하기 위한 부원료 공급부; 상기 용해로에 산소 함유 가스를 공급하기 위한 산소 함유 가스 공급부; 상기 용해로에 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급부; 및 상기 용해로에 CO2 함유 부생가스를 공급하기 위한 CO2 함유 부생가스 공급부;를 포함할 수 있다.An apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention includes a melting furnace that provides a space for manufacturing molten iron; An auxiliary raw material supply unit for supplying an auxiliary raw material containing carbon to the melting furnace; An oxygen-containing gas supply unit for supplying an oxygen-containing gas to the melting furnace; A hot air supply unit for supplying hot air to the melting furnace; May comprise; and by-product gas containing CO 2 supply unit for supplying the CO 2 containing by-product gas in the melting furnace.
상기 CO2 함유 부생가스 공급부는 고로 설비 및 용융가스화로 설비 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The CO 2 -containing by-product gas supply unit may include at least one of a blast furnace facility and a molten gasification facility.
상기 탄소 함유 부원료 공급부는 상기 용해로에 분말 상태의 탄소 함유 부원료를 공급하기 위한 제1노즐을 포함하고, 상기 CO2 함유 부생가스 공급부는 상기 용해로에 CO2 함유 부생가스를 공급하도록 상기 용해로에 구비되는 제3노즐을 포함하며, 상기 제1노즐과 상기 제3노즐은 상기 용해로의 바닥을 관통하도록 설치될 수 있다. The carbon-containing auxiliary raw material supply unit includes a first nozzle for supplying the carbon-containing auxiliary raw material in a powder state to the melting furnace, and the CO 2 containing by-product gas supply unit is provided in the melting furnace to supply CO 2 containing by-product gas to the melting furnace. It includes a third nozzle, the first nozzle and the third nozzle may be installed to penetrate the bottom of the melting furnace.
상기 용해로에 CO 함유 부생가스를 공급하기 위한 CO 함유 부생가스 공급부를 더 포함하고, 상기 CO 함유 부생가스 공급부는 코크스 제조 설비 및 전로 설비 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The CO-containing by-product gas supply unit for supplying CO-containing by-product gas to the melting furnace may be further included, and the CO-containing by-product gas supply unit may include at least one of a coke production facility and a converter facility.
상기 열풍 공급부는, 상기 용해로에 열풍을 공급하도록 상기 용해로의 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 제1랜스를 포함하고, 상기 CO 함유 부생가스 공급부는, 상기 용해로에 CO 함유 부생가스를 공급하도록 상기 용해로의 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 제2랜스를 포함하며, 상기 제2랜스의 하부는 상기 제1랜스의 하부보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. The hot air supply unit includes a first lance provided to be movable up and down in the upper portion of the melting furnace to supply hot air to the melting furnace, and the CO-containing by-product gas supply unit is configured to supply CO-containing by-product gas to the melting furnace. It includes a second lance provided to be movable up and down in the upper portion of the melting furnace, the lower portion of the second lance may be disposed at a lower position than the lower portion of the first lance.
상기 제2랜스의 하부는 상기 제1랜스의 하부를 향해 절곡되도록 형성될 수 있다. The lower portion of the second lance may be formed to bend toward the lower portion of the first lance.
상기 제1랜스는 상기 제2랜스의 외측을 둘러싸도록 구비되고, 상기 제2랜스의 하부는 상기 제1랜스의 하부보다 외측으로 연장되도록 형성될 수 있다. The first lance may be provided to surround the outer side of the second lance, and the lower portion of the second lance may be formed to extend outwardly than the lower portion of the first lance.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 스크랩 등과 같은 고체 상태의 철원을 용해시켜 용선을 제조할 수 있다. 용해로에 철원을 장입하고, 용해로에 탄소 함유 부원료와 함께 열풍, 산소 함유 가스, CO2 함유 부생가스를 공급하여 철원을 용해시킬 수 있다. 즉, 용해로에 공급되는 탄소 함유 부원료, 열풍, 산소 함유 가스 및 CO2 함유 부생가스 간의 반응으로 인해 발생하는 반응열을 고체 상태의 철원을 용해시키기 위한 열원으로 사용할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, molten iron can be manufactured by dissolving a solid iron source such as scrap. The iron source can be dissolved by charging an iron source to the melting furnace and supplying hot air, oxygen-containing gas, and CO 2 -containing by-product gas together with the carbon-containing auxiliary raw material to the melting furnace. That is, the reaction heat generated due to the reaction between the carbon-containing auxiliary raw material supplied to the melting furnace, hot air, oxygen-containing gas and CO 2 -containing by-product gas can be used as a heat source for dissolving the iron source in the solid state.
이와 같은 방법으로 용선을 제조하면, 종래에 고로법으로 용선을 제조할 때보다 오염 물질의 발생량을 대량으로 줄일 수 있다. 또한, 열원 확보를 위해 제철 공정에서 발생하는 부생가스를 사용하기 때문에 부생가스의 처리 비용을 절감할 수 있다. 특히, 환경 오염의 주범인 CO2 부생가스를 열원을 확보하는데 사용함으로써 CO2 함유 부생가스로 인한 환경 오염을 저감시킬 수 있고, CO2 함유 부생가스의 처리 비용을 절감시킬 수 있다. When the molten iron is manufactured in this way, it is possible to reduce the amount of pollutants generated in a large amount compared to the conventional method of manufacturing the molten iron by the blast furnace method. In addition, since by-product gas generated in the steelmaking process is used to secure a heat source, the treatment cost of by-product gas can be reduced. In particular, by using CO 2 by-product gas, which is the main cause of environmental pollution, to secure a heat source, it is possible to reduce environmental pollution caused by CO 2 -containing by-product gas and to reduce the treatment cost of CO 2 -containing by-product gas.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 랜스의 변형 예를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법에서 열원을 확보하는 원리를 개념적으로 보여주는 설명도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법을 보여주는 순서도.
도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조방법을 보여주는 순서도.1 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to a modification of the present invention.
3 is a view showing a modified example of the lance shown in FIG. 2;
4 is an explanatory diagram conceptually showing a principle of securing a heat source in a method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention.
5 is a flow chart showing a method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention.
6 is a flow chart showing a method for manufacturing molten iron according to a modification of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those skilled in the art is completely It is provided to inform you. The same reference numerals in the drawings refer to the same elements.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조장치를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조장치를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 랜스의 변형 예를 보여주는 도면이다.1 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a view schematically showing a molten iron manufacturing apparatus according to a modified example of the present invention, Figure 3 is a view of the lance shown in Figure 2 It is a drawing showing a modification example.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조장치는, 용선을 제조하기 위한 공간을 제공하는 용해로(100)와, 용해로(100)에 탄소 함유 부원료를 공급하기 위한 부원료 공급부(200)와, 용해로(100)에 산소 함유 가스를 공급하기 위한 산소 함유 가스 공급부(300)와, 용해로(100)에 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급부(400) 및 용해로(100)에 CO2 함유 부생가스를 공급하기 위한 CO2 함유 부생가스 공급부(500)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조장치는 용해로(100)에 스크랩 등과 같은 고체 상태의 철원을 공급하기 위한 원료 장입기(600)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention includes a
용해로(100)는 고체 상태의 철원을 투입할 수 있도록 상부에 개방된 노구(102)가 형성될 수 있다. 그리고 용해로(100)의 측벽에는 출선구(104)가 형성될 수 있다. 용해로(100)는 경동 가능하도록 구비될 수 있으며, 이에 용해로(100)에서 제조된 용선은 노구(102) 또는 출선구(104)를 통해 출선할 수 있다. The
부원료 공급부(200)는 탄소 함유 부원료 공급기(210)와, 탄소 함유 부원료를 용해로(100)에 공급하기 위한 제1노즐(220)을 포함할 수 있다.The auxiliary raw material supply unit 200 may include a carbon-containing auxiliary
탄소 함유 부원료 공급기(210)는 탄소 함유 부원료를 저장할 수 있는 탄소 함유 부원료 저장기(미도시)와, 탄소 함유 부원료를 이송하기 위한 캐리어 가스 저장기(미도시) 및 캐리어 가스와 탄소 함유 부원료의 이송 경로로 사용되는 부원료 공급배관(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 탄소 함유 부원료는 석탄, 코크스, 제철공정에서 발생하는 탄소 함유 부산물 등을 포함할 수 있다. 그리고 탄소 함유 부원료는 캐리어 가스를 이용하여 이송 및 분사할 수 있도록 미분, 예컨대 0㎜ 초과 10㎜ 이하의 입자 크기를 갖도록 마련될 수 있다. 이때, 탄소 함유 부원료의 입자 크기가 제시된 범위보다 크면 부원료 공급배관이나 제1노즐(220)이 막힐 수 있고, 용해로(100)에 공급된 후 반응성이 저하되는 문제점이 있다. The carbon-containing
제1노즐(220)은 용해로(100)의 바닥을 관통하도록 구비될 수 있다. 이때, 제1노즐(220)은 탄소 함유 부원료를 용해로(100) 내부에 균일하게 공급할 수 있도록 용해로(100)의 바닥에 적어도 1개 이상으로 구비될 수 있다.The
탄소 함유 부원료를 용해로(100)에 공급하는 방법은 다음과 같다. 탄소 함유 부원료 저장기에서 부원료 공급배관으로 탄소 함유 부원료를 배출시키고, 캐리어 가스 저장기에서 부원료 공급배관으로 캐리어 가스를 배출시키면, 부원료 공급배관에 배출되는 탄소 함유 부원료가 캐리어 가스와 함께 제1노즐(220)로 이송되어 용해로(100) 내부로 공급 또는 분사될 수 있다. 여기에서 설명한 탄소 함유 부원료의 공급 방법은 하나의 예로서 다양한 방법으로 용해로(100)에 공급될 수도 있다. The method of supplying the carbon-containing auxiliary raw material to the
산소 함유 가스 공급부(300)는 산소 함유 가스 공급기(310)와, 제2노즐(320)을 포함할 수 있다. The oxygen-containing gas supply unit 300 may include an oxygen-containing
산소 함유 가스 공급기(310)는 산소 함유 가스를 저장하기 위한 산소 함유 가스 저장기(미도시)와, 산소 함유 가스 저장기에 저장되는 산소 함유 가스를 제2노즐(320)로 이송하기 위한 산소 함유 가스 공급배관(미도시)과, 용해로(100)에 공급되는 산소 함유 가스의 유량을 조절하기 위한 밸브(미도시) 등을 포함할 수 있다. 이때, 산소 함유 가스는 97% 이상의 산소를 함유하는 순산소를 포함할 수 있다. 그리고 산소 함유 가스 공급기(310)는 탄소 함유 부원료를 연소시키기 위해 천연 가스 등과 같은 연료 가스를 저장할 수 있는 연료 가스 저장기(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 연료 가스 저장기는 산소 함유 가스 공급배관과 연결될 수 있다.The oxygen-containing
제2노즐(320)은 용해로(100)의 바닥을 관통하도록 구비될 수 있다. 이때, 제2노즐(320)은 산소 함유 가스를 용해로(100) 내부에 균일하게 공급할 수 있도록 용해로(100)의 바닥에 적어도 1개 이상으로 구비될 수 있다. 산소 함유 가스는 탄소 함유 가스와 반응시켜 반응열을 발생시키기 위해 공급되는 것으로, 탄소 함유 부원료와 균일하게 접촉하도록 공급하는 것이 좋다. 따라서 제1노즐(220)과 제2노즐(320)이 복수개로 구비되는 경우, 제1노즐(220)과 제2노즐(320)을 용해로(100)의 바닥에 교대로 배치하는 것이 좋다. The
여기에서는 산소 함유 가스를 용해로(100)의 바닥에 설치되는 제2노즐(320)을 통해 용해로(100)에 공급 또는 취입하는 것으로 설명하지만, 산소 함유 가스는 용해로(100)의 상부에 별도의 랜스(미도시)를 추가로 설치하여 공급될 수도 있다. 또한, 산소 함유 가스는 제2노즐(320)과 함께 랜스를 통해 용해로(100)에 공급될 수도 있다. Here, although it is described as supplying or blowing oxygen-containing gas to the
열풍 공급부(400)는 열풍 공급기(410)와, 열풍 공급기(410)에서 공급되는 열풍을 용해로(100)에 공급 또는 분사하기 위한 제1랜스(420)를 포함할 수 있다. The hot air supply unit 400 may include a
열풍 공급기(410)는 공기를 가열시켜 열풍을 제조하기 위한 열풍로(미도시)와, 열풍로에서 제조된 열풍을 제1랜스(420)로 이송하기 위한 열풍 공급 배관(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 열풍 공급기(410)는 열풍을 제1랜스(420)로 유도하고, 제1랜스(420)를 통해 고압으로 분사시킬 수 있도록 송풍기(미도시)를 포함할 수 있다. The
제1랜스(420)는 용해로(100) 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되어 열풍 공급부(400)에서 공급되는 열풍을 용해로(100) 내부로 분사할 수 있다. 제1랜스(420)의 내부에는 열풍의 이동 경로를 형성하도록 유로가 형성되어 있고, 하부는 열풍을 배출 또는 분사할 수 있도록 개방되어 있다. The
CO2 함유 부생가스 공급부(500)는 CO2 함유 부생가스 공급기(510)와, 용해로(100)에 CO2 함유 가스를 공급 또는 분사하기 위한 제3노즐(520)를 포함할 수 있다. The CO 2 containing by-product gas supply unit 500 may include a CO 2 containing by-product
CO2 함유 부생가스 공급기(510)는 제철공정에서 CO2 함유 부생가스를 발생시키는 다양한 설비를 포함할 수 있다. 이와 같은 설비는 고로 설비, 용융환원설비 등을 포함할 수 있다. 또한, CO2 함유 부생가스 공급기(510)는 이들 설비로부터 CO2 함유 부생가스를 이송하기 위한 CO2 함유 부생가스 공급배관(미도시)과, CO2 함유 부생가스를 용해로(100)로 유도하여 분사시킬 수 있도록 송풍기(미도시) 등을 포함할 수 있다. The CO 2 containing by-product
제3노즐(520)은 용해로(100)의 바닥을 관통하도록 구비될 수 있다. 이때, 제3노즐(520)은 CO2 함유 부생가스를 용해로(100) 내부에 균일하게 공급할 수 있도록 용해로(100)의 바닥에 적어도 1개 이상으로 구비될 수 있다. 용해로(100)로 공급되는 CO2 함유 부생 가스는 용해로(100) 내부로 공급되는 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분과 반응하여 CO 가스를 발생시킬 수 있다. 이때, CO2 함유 부생가스와 탄소 함유 부원료 간의 반응 효율을 향상시키기 위해 용해로(100) 내부에 CO2 함유 부생가스를 균일하게 공급할 수 있다. 이에 제1노즐(220)과 제3노즐(520) 각각이 복수개로 구비되는 경우, 제1노즐(220)과 제3노즐(520)을 교대로 배치할 수 있다. 이때, 탄소 함유 부원료는 산소 함유 가스 및 CO2 함유 부생가스와 반응하기 때문에 탄소 함유 부원료를 공급하기 위한 제1노즐(220)은 제2노즐(320)과 제3노즐(520)에 비해 더 많은 개수를 갖도록 구비할 수도 있다. The
도 2를 참조하면, 본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조장치는, 용선을 제조하기 위한 공간을 제공하는 용해로(100)와, 용해로(100)에 탄소 함유 부원료를 공급하기 위한 부원료 공급부(200)와, 용해로(100)에 산소 함유 가스를 공급하기 위한 산소 함유 가스 공급부(300)와, 용해로(100)에 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급부(400), 용해로(100)에 CO2 함유 부생가스를 공급하기 위한 CO2 함유 부생가스 공급부(500) 및 용해로(100)에 CO 함유 부생가스를 공급하기 위한 CO 함유 부생가스 공급부(700)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조장치는 용해로(100)에 스크랩 등과 같은 고체 상태의 철원을 공급하기 위한 원료 장입기(600)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the apparatus for manufacturing molten iron according to a modified example of the present invention includes a
본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조장치는, CO 함유 부생가스 공급부(700)를 추가로 구비하는 구성을 제외하고, 앞서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조장치와 유사한 구성을 가질 수 있다. The apparatus for manufacturing molten iron according to a modified example of the present invention may have a similar configuration to the apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention described above, except that the CO-containing by-product gas supply unit 700 is additionally provided.
CO 함유 부생가스 공급기(700)는 CO 함유 부생가스 공급기(710)와, 용해로(100)에 CO 함유 가스를 공급 또는 분사하기 위한 제2랜스(720)를 포함할 수 있다. The CO-containing by-product gas supplyer 700 may include a CO-containing by-
CO 함유 부생가스 공급기(710)는 제철공정에서 CO 함유 부생가스를 발생시키는 다양한 설비를 포함할 수 있다. 이와 같은 설비는 코크스 제조 설비, 전로 설비 등을 포함할 수 있다. 또한, CO 함유 부생가스 공급기(710)는 이들 설비로부터 CO 함유 부생가스를 이송하기 위한 CO 함유 부생가스 공급배관(미도시)과, CO 함유 부생가스를 용해로(100)로 유도하여 분사시킬 수 있도록 송풍기(미도시)를 포함할 수 있다. The CO-containing by-
제2랜스(720)는 용해로(100) 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되어 CO 함유 부생가스 공급기(710)에서 공급되는 CO 함유 부생가스를 용해로(100) 내부로 분사할 수 있다. 제2랜스(720)의 내부에는 CO 함유 부생가스의 이동 경로를 형성하도록 유로가 형성되어 있고, 하부는 CO 함유 부생가스를 배출 또는 분사할 수 있도록 개방되어 있다.The
열풍이 배출되는 제1랜스(420)의 하부와, CO 함유 부생가스가 배출되는 제2랜스(720)의 하부는 동일한 높이에 배치될 수 있다. 제1랜스(420)를 통해 배출되는 열풍의 유량이 제2랜스(720)를 통해 배출되는 CO 함유 부생가스의 유량에 비해 매우 많기 때문에 제1랜스(420)의 하부와 제2랜스(720)의 하부를 동일한 높이에 배치하게 되면, 열풍이 분사되는 힘에 의해 CO 함유 부생가스가 용해로(100) 내부 깊숙이 유입되기 어려운 문제점이 있다. 이에 CO 함유 부생가스와 열풍 간의 반응 효율이 저하되어 철원을 용해시키기 위한 열원을 확보하기 어려운 문제가 발생할 수도 있다. 따라서 CO 함유 부생가스가 열풍보다 낮은 위치에서 배출 또는 분사될 수 있도록 제1랜스(420)와 제2랜스(720)의 배치를 조절할 필요가 있다. The lower portion of the
도 3의 (a)를 참조하면, 제2랜스(720)는 CO 함유 부생가스가 배출되는 하부가 열풍이 배출되는 제1랜스(420)의 하부보다 낮은 위치에 배치되도록 할 수 있다. 이때, 제1랜스(420)와 제2랜스(720)는 이격되어 나란하게 배치될 수 있다. Referring to (a) of FIG. 3, the
또는, 도 3의 (b)에 도시된 것처럼, 제2랜스(720)의 하부를 제1랜스(420)의 하부보다 낮은 위치에 배치하면서, 제2랜스(720)의 하부가 제1랜스(420)의 하부를 향하도록 절곡시킬 수도 있다. 이 경우, 제2랜스(720)에서 배출되는 CO 함유 부생가스가 제1랜스(420)에서 배출되는 열풍 속으로 유입되도록 할 수 있기 때문에 열풍과 CO 함유 부생가스 간의 반응 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다. Or, as shown in Figure 3 (b), while placing the lower portion of the
또는, 도 3의 (c)에 도시된 것처럼, 제1랜스(420)의 내부에 제2랜스(720)를 삽입하되, 제2랜스(720)의 하부가 제1랜스(420)의 하부에서 외측으로 연장되어 노출되도록 형성할 수도 있다. 이 경우, 열풍이 CO 함유 부생가스의 외측을 둘러싸는 형태로 분사되기 때문에 제2랜스(720)에서 분사된 CO 함유 부생가스는 열풍에 의해 둘러싸여질 수 있다. 이에 CO 함유 부생가스의 대부분은 열풍과 반응할 수 있기 때문에 CO 함유 부생가스와 열풍 간의 반응 효율이 더욱 향상될 수 있다. Or, as shown in Figure 3 (c), the
원료 장입기(600)는 용해로(100)의 노구(102)를 통해 철원을 투입할 수 있도록 용해로(100)의 일측 상부에 구비될 수 있다. The raw
이상에서 설명한 실시 예에서는 제2랜스(720)를 이용하여 CO 함유 부생가스를 용해로(100)의 상부에서 공급하는 용선 제조장치에 대해서 설명하였다. 그러나 CO 함유 부생가스는 용해로(100)의 하부에서 공급될 수도 있으며, 이에 CO 함유 부생가스 공급부(700)는 용해로(100)의 바닥을 관통하도록 설치되는 제4노즐(미도시)을 추가로 포함할 수도 있다. In the above-described embodiment, the molten iron manufacturing apparatus for supplying CO-containing by-product gas from the top of the
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법에서 열원을 확보하는 원리를 개념적으로 보여주는 설명도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법을 보여주는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조방법을 보여주는 순서도이다. 4 is an explanatory diagram conceptually showing the principle of securing a heat source in a method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart showing a method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a flow chart showing a method of manufacturing molten iron according to a modified example of.
본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법을 설명하기 앞서, 도 4를 참조하여 용선을 제조하는 원리에 대해서 설명한다. Before explaining the method of manufacturing the molten iron according to the embodiment of the present invention, the principle of manufacturing the molten iron will be described with reference to FIG. 4.
본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법은 고체 상태의 철원, 예컨대 스크랩을 용해로에 장입하고, 용해로에 탄소 함유 부원료, 산소 함유 가스, 열풍 및 CO2 함유 부생가스를 공급하여 철원을 용해시킴으로써 용선을 제조할 수 있다. The molten iron manufacturing method according to an embodiment of the present invention charges molten iron by dissolving the iron source by loading a solid iron source, for example, scrap into a melting furnace, and supplying a by-product gas containing carbon, an auxiliary gas containing oxygen, a hot air and CO 2 to the melting furnace. Can be produced.
이때, 용해로 내부에서는 다음과 같은 반응이 일어날 수 있다. 여기에서 제1반응, 제2반응, 제3반응, 제4반응 및 제5반응에서 제1, 제2 및 제3은 반응 순서를 의미하는 것이 아니고, 각각 서로 다른 반응을 의미하는 것이다. 즉, 각 반응은 순서대로 제1반응, 제2반응, 제3반응, 제4반응 및 제5반응이 순서대로 일어날 수도 있지만, 무작위적으로 일어날 수도 있고, 동시 다발적으로 일어날 수도 있다. 또한, 제1반응열, 제2반응열, 제3반응열 및 제4반응열도 각 반응에서 발생하는 반응열을 나타내기 위해 구분하여 기재한 것으로 그 발생 순서를 의미하는 것은 아니다. At this time, the following reaction may occur inside the melting furnace. Here, in the first reaction, the second reaction, the third reaction, the fourth reaction, and the fifth reaction, the first, second, and third does not mean a reaction order, but each means a different reaction. That is, each reaction may occur in the first reaction, the second reaction, the third reaction, the fourth reaction, and the fifth reaction in order, but may occur randomly or simultaneously. In addition, the first reaction heat, the second reaction heat, the third reaction heat, and the fourth reaction heat are also described separately to indicate the heat of reaction occurring in each reaction, and do not mean the order of occurrence.
먼저, 용해로에 공급된 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스는 하기의 식1과 같은 반응, 예컨대 제1반응을 일으킬 수 있다. First, the carbon-containing auxiliary material supplied to the melting furnace and the oxygen-containing gas may cause a reaction such as Equation 1 below, for example, a first reaction.
식1) Equation 1)
식1에서 CO*는 용해로에 공급된 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분과 산소 함유 가스 중 산소 성분이 반응하여 발생한 CO 함유 배가스를 의미할 수 있다. In Equation 1, CO * may mean a CO-containing flue gas generated by reaction of a carbon component and an oxygen component in an oxygen-containing gas among carbon-containing auxiliary materials supplied to a melting furnace.
즉, 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분과 산소 함유 가스 중 산소 성분이 상호 반응하여 반응열, 예컨대 제1반응열을 발생시킬 수 있다. That is, the carbon component in the carbon-containing auxiliary material and the oxygen component in the oxygen-containing gas may react with each other to generate heat of reaction, for example, the first heat of reaction.
그리고 용해로에 공급된 CO2 함유 부생가스와 탄소 함유 부원료는 하기의 식2와 같은 반응, 예컨대 제2반응을 일으킬 수 있다. And the CO 2 -containing by-product gas supplied to the melting furnace and the carbon-containing auxiliary material may cause a reaction such as
식2)Equation 2)
식2에서 CO**는 용해로에 공급된 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분과 CO2 부생가스 중 CO2 성분이 반응하여 발생한 CO 함유 가스를 의미할 수 있다. In
상기와 같은 제2반응에서는 반응열은 거의 발생하지 않지만, 열풍 및 산소 함유 가스와 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있는 CO 함유 가스가 생성될 수 있다. In the second reaction as described above, the reaction heat is hardly generated, but a CO-containing gas capable of generating reaction heat by reacting with hot air and an oxygen-containing gas may be generated.
그리고 용해로에 공급된 열풍은 제1반응에서 발생한 CO 함유 배가스와 제2반응에서 생성된 CO 함유 가스와 하기의 식3 및 4와 같은 반응, 예컨대 제3반응 및 제4반응을 일으킬 수 있다.And the hot air supplied to the melting furnace may cause the CO-containing flue gas generated in the first reaction and the CO-containing gas generated in the second reaction and reactions such as Equations 3 and 4 below, such as the third reaction and the fourth reaction.
식3)Equation 3)
식4)Equation 4)
즉, 열풍 중에는 약 20% 정도의 산소가 함유되어 있는데, 열풍 중 산소 성분과 CO 함유 배가스 및 CO 함유 가스의 CO 성분이 상호 반응, 예컨대 산화 반응을 일으키면서 제2반응열 및 제3반응열을 발생시킬 수 있다. That is, about 20% of oxygen is contained in the hot air, and the oxygen component and the CO component of the CO-containing flue gas and CO-containing gas in the hot air generate mutual reactions, such as an oxidation reaction, to generate second and third reaction heats. Can be.
이렇게 용해로 내에서 발생하는 제1반응열, 제2반응열 및 제3반응열은 고체 상태의 철원을 용해시키는데 필요한 열원으로 사용될 수 있다. In this way, the first reaction heat, the second reaction heat, and the third reaction heat generated in the melting furnace can be used as heat sources necessary to dissolve the iron source in the solid state.
이와 함께 용해로에 CO 함유 부생가스를 추가로 공급하는 경우, 하기의 식5와 같은 반응, 예컨대 제5반응을 일으킬 수 있다. In addition, when the CO-containing by-product gas is additionally supplied to the melting furnace, a reaction such as Equation 5 below, for example, a fifth reaction, may occur.
식5)Equation 5)
즉, 용해로에 공급된 열풍은 CO 함유 부생가스와 반응하여 반응열, 예컨대 제4반응열을 발생시킬 수 있다. 다시 말해서 열풍 중의 산소 성분은 CO 함유 부생가스 중 CO 성분과 산화 반응을 일으키면서 제4반응열을 발생시킬 수 있다. That is, the hot air supplied to the melting furnace may react with CO-containing by-product gas to generate reaction heat, for example, fourth reaction heat. In other words, the oxygen component in the hot air may generate an fourth reaction heat while causing an oxidation reaction with the CO component in the CO-containing by-product gas.
이렇게 생성된 제4반응열은 제1반응열, 제2반응열 및 제3반응열과 함께 고체 철원을 용해시키는데 필요한 열원으로 사용될 수 있다. The fourth reaction heat thus generated may be used as a heat source for dissolving the solid iron source together with the first reaction heat, the second reaction heat, and the third reaction heat.
제1반응, 제3반응, 제4반응 및 제5반응은 산화 반응 또는 연소반응일 수 있으며, 제1반응열, 제2반응열, 제3반응열 및 제4반응열은 산화열일 수 있다. The first reaction, the third reaction, the fourth reaction, and the fifth reaction may be an oxidation reaction or a combustion reaction, and the first reaction heat, the second reaction heat, the third reaction heat, and the fourth reaction heat may be an oxidation heat.
이와 함께 용해로 내에서는 탄소 함유 부원료, 산소 함유 가스, 열풍, CO2 함유 부생가스 및 CO 함유 부생가스가 상호 반응을 일으켜 반응열이 부가적으로 발생할 수 있다. In addition, in the melting furnace, carbon-containing auxiliary materials, oxygen-containing gas, hot air, CO 2 -containing by-product gas, and CO-containing by-product gas may react with each other to additionally generate reaction heat.
즉, 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분은 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. 따라서 탄소 함유 부원료는 산소 함유 가스 이외에도 열풍 중 산소 함유 가스와 반응을 일으켜 반응열을 발생시킬 수 있다. 또한, 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스의 반응으로 발생한 CO 함유 배가스 역시, 용해로에 존재하는 산소 성분과 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. 따라서 CO 함유 배가스는 산소 함유 가스와 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. That is, the carbon component in the carbon-containing auxiliary raw material may react with oxygen components present in the melting furnace to generate heat of reaction. Therefore, the carbon-containing auxiliary material may generate reaction heat by reacting with the oxygen-containing gas in the hot air in addition to the oxygen-containing gas. In addition, the CO-containing flue gas generated by the reaction of the carbon-containing auxiliary material and the oxygen-containing gas may also react with oxygen components present in the melting furnace to generate heat of reaction. Therefore, CO-containing flue gas can react with oxygen-containing gas to generate heat of reaction.
그리고 CO2 함유 부생가스와 탄소 함유 부원료가 반응하여 생성된 CO 함유 가스도 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. 이에 CO 함유 가스는 열풍은 물론, 산소 함유 가스 중 산소 성분과 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. In addition, the CO-containing gas generated by reacting the CO 2 -containing by-product gas and the carbon-containing auxiliary material may also react with oxygen components present in the melting furnace to generate heat of reaction. Accordingly, the CO-containing gas can generate heat of reaction by reacting with an oxygen component in the oxygen-containing gas as well as hot air.
CO 함유 부생가스 중 CO 성분도 용해로에 존재하는 산소 성분과 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. 이에 CO 함유 부생가스는 산소 함유 가스와 반응을 일으켜 반응열을 추가로 발생시킬 수도 있다. The CO component in the CO-containing by-product gas can also react with the oxygen component present in the melting furnace to generate heat of reaction. Accordingly, the CO-containing by-product gas may react with the oxygen-containing gas to further generate heat of reaction.
이와 같은 반응은 용선을 제조하는 과정에서 동시 다발적으로 발생할 수 있으며, 그 반응은 순서대로 일어나는 것은 아니다. Such a reaction may occur simultaneously and simultaneously in the process of manufacturing molten iron, and the reactions do not occur in order.
이와 같은 방법으로 용선을 제조하는 경우, 고로법에 비하여 탄소 함유 물질의 사용량을 저감시킬 수 있으므로 환경 오염 물질의 발생량을 억제 혹은 방지할 수 있다. When the molten iron is manufactured in this way, the amount of carbon-containing materials can be reduced compared to the blast furnace method, so that the amount of environmental pollutants can be suppressed or prevented.
또한, 반응열을 발생시키기 위해 다른 공정에서 발생하는 부생가스, 즉 CO2 함유 부생가스와 CO 함유 부생가스를 사용하기 때문에 열원을 확보하는데 필요한 에너지를 추가로 확보할 필요가 없으므로 용선 제조 비용을 절감할 수 있다. 여기에서 CO2 함유 부생가스는 실질적으로 반응열을 발생시키지는 않지만, 반응열을 발생시키기 위한 CO 함유 가스를 생성할 수 있다. 따라서 환경 오염의 요인으로 작용하는 CO2 함유 부생가스를 효과적으로 이용할 수 있기 때문에 환경 오염을 저감시키는데 도움을 줄 수 있다. In addition, since the by-product gas generated in other processes, that is, by-product gas containing CO 2 and by-product gas containing CO, is used to generate heat of reaction, it is not necessary to additionally secure the energy required to secure the heat source, thereby reducing the manufacturing cost of the charter. Can be. Here, the CO 2 -containing by-product gas does not substantially generate reaction heat, but can generate CO-containing gas for generating reaction heat. Therefore, since the by-product gas containing CO 2 which acts as a factor of environmental pollution can be effectively used, it can help to reduce environmental pollution.
본 발명에서는 전로 조업에서 스크랩을 용해시키는 방법과 달리, 탄소 성분을 함유하는 부생가스를 용해로에 공급하여 고체 상태의 철원을 용해시키기 위한 열원을 확보할 수 있다. 이때, 전로 조업은 용강을 제조하기 위한 공정이나, 본 발명은 용선을 제조하기 위한 방법으로, 용선 중 탄소 함량을 조절하기 위한 후속 정련 공정을 수행할 수 있다. 따라서 용선을 제조하는 과정에서 부생가스에 함유된 탄소 성분으로 인해 용선 중 탄소 함량이 증가하여도 무방하다. In the present invention, unlike a method of dissolving scrap in a converter operation, a heat source for dissolving a solid iron source can be secured by supplying a by-product gas containing a carbon component to the melting furnace. At this time, the converter operation is a process for manufacturing molten steel, but the present invention is a method for manufacturing molten iron, and a subsequent refining process for controlling the carbon content in the molten iron may be performed. Therefore, in the process of manufacturing the molten iron, the carbon content in the molten iron may be increased due to the carbon component contained in the by-product gas.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention will be described.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법은, 고체 상태의 철원을 마련하는 과정(S100)과, 용해로(100)에 철원을 장입하는 과정(S110)과, 철원을 용해시켜 용선을 제조하는 과정(S120)을 포함할 수 있다. 여기에서 용선을 제조하는 과정은 용해로(100)에 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정, 용해로(100)에 산소 함유 가스를 공급하는 과정, 용해로(100)에 열풍을 공급하는 과정 및 용해로(100)에 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정을 포함할 수 있다. Referring to Figure 5, the molten iron manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the process of preparing a solid iron source (S100), the process of charging the iron source in the melting furnace 100 (S110), and dissolving the iron source It may include a process of manufacturing the molten iron (S120). Here, the manufacturing process of the molten iron is a process of supplying a carbon-containing auxiliary material to the
철원을 마련하는 과정은 철원을 예열하거나 철원에 탄소 성분을 포함시키는 전처리과정을 포함할 수도 있다. 철원을 예열하여 용해로(100)에 장입하면, 철원을 용해시키는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 철원에 탄소 성분을 포함시켜 용해로(100)에 장입하면 산소 함유 가스와의 반응 효율을 향상시켜 철원을 용해시키기 위한 열원을 용이하게 확보할 수 있다. The process of preparing the iron source may include pre-heating the iron source or pre-processing the inclusion of a carbon component in the iron source. When the iron source is preheated and charged into the
철원이 마련되면, 철원을 용해로(100)에 철원을 장입할 수 있다. 철원은 용해로(100)의 일측 상부에 구비되는 원료 장입기(600)를 이용하여 용해로(100)의 노구(102)를 통해 장입될 수 있다. When the iron source is provided, the iron source may be charged to the
용해로(100)에 철원이 장입되면, 용해로(100) 상부에 구비되는 제1랜스(420)를 하강시켜 제1랜스(420)의 하부를 철원 상부에 배치시킬 수 있다.When the iron source is charged in the
제1랜스(420)의 위치가 정해지면, 제1랜스(420)를 통해 용해로(100)에 열풍을 먼저 공급하여 철원과 용해로(100) 내부를 가열 또는 예열시킬 수도 있다. When the position of the
이후, 제1랜스(420)를 통해 용해로(100)에 열풍을 공급 또는 분사할 수 있다. Thereafter, hot air may be supplied or sprayed to the
이와 함께 용해로(100)의 제1노즐(220)을 통해서는 탄소 함유 부원료를 공급하고, 제2노즐(320)을 통해서는 산소 함유 가스를 공급할 수 있다. 이때, 탄소 함유 부원료와의 반응률을 향상시키기 위해 산소 함유 가스를 가열하여 공급할 수도 있다. In addition, a carbon-containing auxiliary material may be supplied through the
그리고 제3노즐(520)을 통해서 CO2 함유 부생가스를 용해로(100)에 공급 또는 분사할 수 있다. And the CO 2 containing by-product gas may be supplied or injected into the
탄소 함유 부원료, 산소 함유 가스, 열풍 및 CO2 함유 부생가스는 용해로(100) 내부로 거의 동시에 공급될 수 있다. 이때, 산소 함유 가스는 0.3 내지 1.5N㎥/분 정도의 유량으로 공급될 수 있다. 산소 함유 가스의 유량이 지나치게 적으면 탄소 함유 부원료와의 반응이 원활하게 일어나지 않아 CO 함유 배가스 및 제1반응열을 확보하기 어려운 문제가 있다. 반면, 산소 함유 가스의 유량이 지나치게 많으면 산소 함유 가스를 필요 이상으로 공급하게 되는 것이기 때문에 생산 비용이 증가하는 문제가 있다. 그리고 열풍은 0.8 내지 7N㎥/분 정도의 유량으로 공급될 수 있고, CO2 함유 부생가스는 0.01 내지 0.5N㎥/분 정도의 유량으로 공급될 수 있다. 열풍의 유량이 지나치게 적으면, CO 함유 배가스 및 CO 함유 가스와의 반응 효율이 저감될 수 있다. 반면, 열풍의 유량이 지나치게 많으면, 철원이 비산되면서 용기의 내화물에 충격을 가해 용기의 수명을 단축시키는 문제가 있다. 그리고 CO2 함유 부생가스의 유량이 지나치게 적으면, 탄소 함유 부원료와의 반응 효율이 낮아져 CO 함유 가스의 발생량이 저감될 수 있다. 반면, CO2 함유 부생가스의 유량이 지나치게 많으면 탄소 함유 부원료와 미처 반응하지 못하고 외부로 유출될 수 있는 문제가 있다. Carbon-containing auxiliary materials, oxygen-containing gas, hot air, and CO 2- containing by-product gas may be supplied to the inside of the
이와 같이 용해로(100)에 탄소 함유 부원료, 산소 함유 가스, 열풍 및 CO2 함유 부생가스를 공급하면, 이들이 상호 반응하며 반응열을 발생시킬 수 있다. As such, when the carbon-containing auxiliary raw material, oxygen-containing gas, hot air and CO 2 -containing by-product gas are supplied to the
먼저, 제1노즐(220)을 통해 용해로(100) 내부로 공급되는 탄소 함유 부원료와 제2노즐(320)을 통해 용해로(100) 내부로 공급되는 산소 함유 가스가 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. 즉, 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분과 산소 함유 가스 중 산소 성분이 반응하여 CO 함유 배가스와 제1반응열을 발생시킬 수 있다. 이렇게 발생한 제1반응열은 철원으로 전달되어 철원의 온도를 상승시킬 수 있다. First, carbon-containing auxiliary materials supplied into the
또한, 제3노즐(520)을 통해 용해로(100) 내부로 공급된 CO2 함유 부생가스는 탄소 함유 부원료와 반응하여 CO 함유 가스를 생성할 수 있다. 즉, CO2 함유 부생가스 중 CO2 성분이 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분과 반응하여 CO 함유 가스를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 CO 함유 가스는 산소 성분을 함유하고 있는 열풍 및 산소 함유 가스와 반응하여 반응열을 발생시킬 수 있다. In addition, the CO 2 -containing by-product gas supplied into the
그리고 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스의 반응으로 발생한 CO 함유 배가스 및 탄소 함유 부원료와 CO2 함유 부생가스의 반응으로 생성된 CO 함유 가스는 용해로(100) 내부에서 부상하면서 제1랜스(420)를 통해 공급되는 열풍과 반응을 일으키게 된다. 즉, CO 함유 배가스 중 CO 성분과 열풍 중 산소 성분이 상호 반응하여 제2반응열을 발생시킬 수 있고, CO 함유 가스 중 CO 성분과 열풍 중 산소 성분이 상호 반응하여 제3반응열을 발생시킬 수 있다. 이렇게 발생한 제2반응열 및 제3반응열은 제1랜스(420)를 통해 공급되는 열풍에 의해 철원이 위치하고 있는 하부로 이동하여 철원에 전달될 수 있다.In addition, the CO-containing flue gas generated by the reaction of the carbon-containing auxiliary material and the oxygen-containing gas and the CO-containing gas generated by the reaction of the carbon-containing auxiliary material and the CO 2- containing by-product gas float through the
이와 함께 열풍은 산소 함유 가스와 미처 반응하지 못한 탄소 함유 부원료와 반응하여 반응열을 추가적으로 발생시킬 수 있다. Along with this, the hot air may react with the oxygen-containing gas and the carbon-containing auxiliary material that has not reacted to generate additional reaction heat.
그리고 CO 함유 배가스와 CO 함유 가스는 산소 함유 가스와 상호 반응하여 반응열을 추가적으로 발생시킬 수 있다. In addition, the CO-containing flue gas and the CO-containing gas may additionally generate reaction heat by reacting with the oxygen-containing gas.
이와 같은 과정이 지속되면서 철원의 온도가 상승하여 용해됨으로써 용선으로 제조될 수 있다. As this process continues, the temperature of the iron source rises and melts, so that it can be manufactured as molten iron.
여기에서는 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스의 반응, 예컨대 제1반응이 먼저 발생하고, 탄소 함유 부원료와 CO2 함유 부생가스의 반응, 예컨대 제2반응이 나중에 발생하는 것으로 설명하였지만, CO2 함유 부생가스, 산소 함유 가스 및 탄소 함유 부원료를 용해로(100)에 동시에 공급하게 되면 제1반응과 제2반응은 거의 동시에 발생할 수 있다.Although the reaction of the carbon-containing auxiliary material and the oxygen-containing gas, for example, the first reaction occurs first, and the reaction of the carbon-containing auxiliary material and the CO 2- containing by-product gas, for example, the second reaction occurs later, the CO 2- containing by-product gas is described. , When the oxygen-containing gas and the carbon-containing auxiliary raw material are simultaneously supplied to the
이와 같이 철원을 용해시키는데 CO2 함유 부생가스를 이용하면, 반응열을 발생시킬 수 있는 CO 함유 가스를 생성할 수 있다. 따라서 환경 오염의 요인 중 하나인 CO2 함유 부생가스를 효과적으로 이용할 수 있어 CO2 함유 부생가스로 인해 발생할 수 있는 환경 오염을 저감시킬 수 있다. When a by-product gas containing CO 2 is used to dissolve the iron source in this way, a CO-containing gas capable of generating heat of reaction can be generated. Therefore, since one of the factors of environmental pollution, CO 2 -containing by-product gas can be effectively used, it is possible to reduce environmental pollution that may occur due to CO 2 -containing by-product gas.
이후, 철원이 완전하게 용해되서 용선이 제조되면, 용해로(100)를 경동시켜 출선구(104)를 통해 용선을 출선(S130)할 수 있다. Thereafter, when the molten iron is completely dissolved and the molten iron is manufactured, the
도 6을 참조하면, 본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조방법은, 고체 상태의 철원을 마련하는 과정(S200)과, 용해로(100)에 철원을 장입하는 과정(S210)과, 철원을 용해시켜 용선을 제조하는 과정(S220)을 포함할 수 있다. 여기에서 용선을 제조하는 과정은 용해로(100)에 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정, 용해로(100)에 산소 함유 가스를 공급하는 과정, 용해로(100)에 열풍을 공급하는 과정, 용해로(100)에 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정 및 용해로(100)에 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정을 포함할 수 있다. Referring to Figure 6, the molten iron manufacturing method according to a modification of the present invention, the process of preparing a solid iron source (S200), the process of charging the iron source to the melting furnace 100 (S210), and dissolving the iron source It may include a process of manufacturing the molten iron (S220). Here, the process of manufacturing the molten iron is a process of supplying a carbon-containing auxiliary raw material to the
본 발명의 변형 예에 따른 용선 제조방법은 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정을 포함하는 것을 제외하고, 앞서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 용선 제조방법과 거의 유사하다. 여기에서는 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정을 중심으로 설명하도록 한다. The method for manufacturing molten iron according to a modified example of the present invention is almost similar to the method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention described above, except that the process includes supplying a by-product gas containing CO. Here, the process of supplying byproduct gas containing CO will be mainly described.
용해로(100)에 철원이 장입되면, 용해로(100) 상부에 구비되는 제1랜스(420)와 제2랜스(720)를 하강시켜 제1랜스(420)와 제2랜스(720)의 하부를 철원 상부에 배치시킬 수 있다. 이때, CO 함유 부생가스를 공급하기 위한 제2랜스(720)의 하부가 열풍을 공급하기 위한 제1랜스(420)의 하부보다 아래쪽에 배치되도록 높이를 조절할 수 있다. 제1랜스(420)의 하부와 제2랜스(520) 하부는 철원 상부로부터 적어도 1.5 내지 5m 정도의 높이에 배치될 수 있다. 그리고 제1랜스(420)의 하부와 제2랜스(520)의 하부는 적어도 0.5 내지 1.5m 정도의 높이 차이를 갖도록 배치될 수 있다. 제1랜스(420)의 하부와 제2랜스(520)의 하부가 철원과 지나치게 가깝게 배치되면, 열풍과 CO 함유 부생가스가 용해로(100)의 하부에서 공급되는 탄소 함유 부원료나 산소 함유 가스와 직접 반응하기 때문에 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스의 반응률이 저하될 수 있다. 반면, 제1랜스(420)의 하부와 제2랜스(520)의 하부가 철원과 지나치게 멀리 배치되면, 열풍과 CO 함유 부생가스 간의 반응이 촉진되고, 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스의 반응으로 발생하는 CO 함유 가스와 열풍 간의 반응이 저감되어 열원을 충분하게 확보하기 어려운 문제가 있다. When the iron source is charged in the
또한, 제1랜스(420)의 하부와 제2랜스(520) 하부 간의 높이 차이가 지나치게 작으면, 열풍이 분사되는 힘에 의해 CO 함유 부생가스가 용해로(100) 내부 깊숙이 유입되기 어려운 문제점이 있다. 반면, 제1랜스(420)의 하부와 제2랜스(520) 하부 간의 높이 차이가 지나치게 크면, 열풍과 CO 함유 부생가스 간의 반응이 저감되어 열원을 충분하게 확보하기 어려운 문제가 있다. In addition, if the height difference between the lower portion of the
제1랜스(420)와 제2랜스(720)의 위치가 정해지면, 제1랜스(420)를 통해 용해로(100)에 열풍을 먼저 공급하여 철원과 용해로(100) 내부를 가열 또는 예열시킬 수도 있다. When the positions of the
이후, 제1랜스(420)를 통해 열풍을 공급 또는 분사하고, 제2랜스(720)를 통해서는 CO 함유 부생가스를 공급 또는 분사할 수 있다. Thereafter, hot air may be supplied or injected through the
이와 함께 용해로(100)의 제1노즐(220)을 통해서는 탄소 함유 부원료를 공급하고, 제2노즐(320)을 통해서는 산소 함유 가스를 공급할 수 있다.In addition, a carbon-containing auxiliary material may be supplied through the
그리고 제3노즐(520)을 통해서 CO2 함유 부생가스를 용해로(100)에 공급 또는 분사할 수 있다. And the CO 2 containing by-product gas may be supplied or injected into the
탄소 함유 부원료, 산소 함유 가스, 열풍, CO2 함유 부생가스 및 CO 함유 부생가스는 용해로(100) 내부로 거의 동시에 공급될 수 있다.Carbon-containing auxiliary materials, oxygen-containing gas, hot air, CO 2 -containing by-product gas, and CO-containing by-product gas may be supplied to the
이때, 산소 함유 가스는 0.3 내지 1.5N㎥/분 정도의 유량으로 공급될 수 있다. 산소 함유 가스의 유량이 지나치게 적으면 탄소 함유 부원료와의 반응이 원활하게 일어나지 않아 CO 함유 배가스 및 제1반응열을 확보하기 어려운 문제가 있다. 반면, 산소 함유 가스의 유량이 지나치게 많으면 산소 함유 가스를 필요 이상으로 공급하게 되는 것이기 때문에 생산 비용이 증가하는 문제가 있다. At this time, the oxygen-containing gas may be supplied at a flow rate of about 0.3 to 1.5 Nm 3 / min. If the flow rate of the oxygen-containing gas is too small, the reaction with the carbon-containing auxiliary material does not occur smoothly, and thus there is a problem that it is difficult to secure the CO-containing flue gas and the first reaction heat. On the other hand, if the flow rate of the oxygen-containing gas is too large, the oxygen-containing gas is supplied more than necessary, thereby increasing the production cost.
그리고 열풍은 0.8 내지 7N㎥/분 정도의 유량으로 공급될 수 있고, CO 함유 부생가스는 0.1 내지 1.0N㎥/분 정도의 유량으로 공급될 수 있으며, CO2 함유 부생가스는 0.01 내지 0.5N㎥/분 정도의 유량으로 공급될 수 있다. 열풍의 유량이 지나치게 적으면, CO 함유 배가스 및 CO 함유 부생가스와의 반응 효율이 저감될 수 있다. 반면, 열풍의 유량이 지나치게 많으면, 철원이 비산되면서 용기의 내화물에 충격을 가해 용기의 수명을 단축시키는 문제가 있다. 또한, CO 함유 부생가스의 유량이 지나치게 적으면, 열풍 및 산소 함유 가스와의 반응을 통해 열원을 확보하기 어려운 문제가 있다. 반면, CO 함유 부생 가스의 유량이 지나치게 많으면, CO 함유 부생가스가 열풍 및 산소 함유 가스와 미처 반응하지 못하고 외부로 유출되는 문제가 있다. 그리고 CO2 함유 부생가스의 유량이 지나치게 적으면, 탄소 함유 부원료와의 반응 효율이 낮아져 CO 함유 가스의 발생량이 저감될 수 있다. 반면, CO2 함유 부생가스의 유량이 지나치게 많으면 탄소 함유 부원료와 미처 반응하지 못하고 외부로 유출될 수 있는 문제가 있다. And hot air can be supplied at a flow rate of about 0.8 to 7 Nm 3 / min, CO-containing by-product gas can be supplied at a flow rate of about 0.1 to 1.0 Nm 3 / min, and CO 2- containing by-product gas is 0.01 to 0.5 Nm 3 It can be supplied at a flow rate of about / min. If the flow rate of the hot air is too small, reaction efficiency with CO-containing flue gas and CO-containing by-product gas may be reduced. On the other hand, if the flow rate of the hot air is too large, the iron source is scattered and impacts on the refractory of the container to shorten the life of the container. In addition, when the flow rate of the CO-containing by-product gas is too small, there is a problem that it is difficult to secure a heat source through reaction with hot air and oxygen-containing gas. On the other hand, if the flow rate of the CO-containing by-product gas is too large, there is a problem that the CO-containing by-product gas does not react with hot air and oxygen-containing gas and flows out. In addition, when the flow rate of the CO 2 containing by-product gas is too small, the reaction efficiency with the carbon-containing auxiliary material may be lowered, and the amount of CO-containing gas generated may be reduced. On the other hand, if the flow rate of the CO 2 containing by-product gas is too large, there is a problem that it may not be reacted with the carbon-containing auxiliary material and can be discharged to the outside.
이와 같이 용해로(100)에 탄소 함유 부원료, 산소 함유 가스, 열풍, CO2 함유 부생가스 및 CO 함유 부생가스를 공급하면, 용해로(100) 내에서 이들이 상호 반응하며 반응열을 발생시킬 수 있다. As such, when the carbon-containing auxiliary raw material, oxygen-containing gas, hot air, CO 2 -containing by-product gas and CO-containing by-product gas are supplied to the
제2랜스(720)를 통해 용해로(100)에 공급된 CO 함유 부생가스는 제1랜스(420)에서 공급되는 열풍과 반응, 예컨대 제5반응을 일으킬 수 있다. 즉, CO 함유 부생가스 중 CO 성분과 열풍 중 산소 성분이 상호 반응하여 제4반응열을 발생시킬 수 있다. 이렇게 발생한 제4반응열은 제1랜스(420)를 통해 공급되는 열풍에 의해 철원이 위치하고 있는 하부로 이동하여 철원에 전달되어 철원의 온도를 더욱 상승시키게 된다. The CO-containing by-product gas supplied to the
이와 함께 CO 함유 부생가스는 제2노즐(320)을 통해 공급되는 산소 함유 가스와 반응하여 반응열을 추가적으로 발생시킬 수 있다.In addition, the CO-containing by-product gas may react with oxygen-containing gas supplied through the
이와 같은 과정이 지속되면서 철원의 온도가 상승하여 용해됨으로써 용선으로 제조될 수 있다. As this process continues, the temperature of the iron source rises and melts, so that it can be manufactured as molten iron.
여기에서는 열풍과 CO 함유 부생가스의 반응, 예컨대 제5반응이 가장 나중에 발생하는 것으로 설명하였지만, 탄소 함유 부원료, 산소 함유 가스, CO2 함유 부생가스 및 CO 함유 부생가스를 용해로(100)에 동시에 공급하게 되면 제5반응은 다른 반응들과 거의 동시에 발생할 수 있다. 이에 용해로(100)의 내부에서 하부 및 상부에서 반응열을 발생시켜 용해로(100) 및 철원의 온도를 급속도로 높여 철원을 용이하게 용해시킬 수 있다. Here, although the reaction of hot air and CO-containing by-product gas, for example, the fifth reaction, is described as the last, the carbon-containing auxiliary material, oxygen-containing gas, CO 2- containing by-product gas, and CO-containing by-product gas are simultaneously supplied to the
이렇게 CO 함유 부생가스를 이용하면, CO 함유 배가스와 열풍 간의 반응, 예컨대 제5반응을 위한 CO 함유 배가스의 발생량을 줄일 수 있으므로, 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스의 공급량을 줄일 수 있는 이점도 있다. 그리고 이를 통해 용선 중 탄소 함량을 줄일 수 있고, 필요에 따라 탄소 함유 부원료의 공급량을 조절하여 용강의 목표 성분에 따라 용선 중 탄소 함량을 제어할 수 있으므로 후속 정련 공정에 소요되는 시간이나 비용을 줄일 수 있다.When the CO-containing by-product gas is used, a reaction amount between the CO-containing flue gas and hot air, for example, the amount of CO-containing flue gas for the fifth reaction can be reduced, and thus there is an advantage of reducing the supply amount of the carbon-containing auxiliary material and the oxygen-containing gas. And through this, the carbon content in the molten iron can be reduced, and the carbon content in the molten iron can be controlled according to the target component of the molten steel by adjusting the supply amount of the carbon-containing auxiliary material, if necessary, so that the time or cost required for the subsequent refining process can be reduced. have.
이후, 철원이 완전하게 용해되서 용선이 제조되면, 용해로(100)를 경동시켜 출선구(104)를 통해 용선을 출선(S230)할 수 있다. Thereafter, when the molten iron is completely dissolved and the molten iron is manufactured, the
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto, and is limited by the claims that will be described later. Therefore, one of ordinary skill in the art can variously modify and modify the present invention without departing from the technical spirit of the claims to be described later.
100: 용해로 110: 저취 노즐
120: 제1랜스 130: 제2랜스
200: 부원료 공급부 300: 산소 함유 가스 공급부
400: 열풍 공급부 500: CO2 함유 부생가스 공급부
600: 원료 장입기 700: CO 함유 부생가스 공급부
100: melting furnace 110: odor nozzle
120: first lance 130: second lance
200: auxiliary raw material supply unit 300: oxygen-containing gas supply unit
400: hot air supply unit 500: CO 2 containing by-product gas supply unit
600: raw material loading machine 700: CO-containing by-product gas supply unit
Claims (22)
상기 용해로에 철원을 투입하는 과정; 및
상기 철원을 용해시켜 용선을 제조하는 과정;을 포함하고,
상기 용선을 제조하는 과정은,
상기 용해로에 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정;
상기 용해로에 산소 함유 가스를 공급하는 과정;
상기 용해로의 상부로 열풍을 공급하는 과정; 및
상기 용해로에 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정;을 포함하는 용선 제조방법.Preparing a solid iron source;
A process of introducing an iron source into the melting furnace; And
The process of manufacturing the molten iron by dissolving the iron source; includes,
The process of manufacturing the molten iron,
Supplying a carbon-containing auxiliary material to the melting furnace;
Supplying an oxygen-containing gas to the melting furnace;
Supplying hot air to the top of the melting furnace; And
The process of supplying a by-product gas containing CO 2 to the melting furnace; including molten iron manufacturing method.
상기 탄소 함유 부원료와 산소 함유 가스를 공급하는 과정 이전에,
상기 용해로에 열풍을 공급하여 상기 철원을 예열하는 과정을 더 포함하는 용선 제조방법. The method according to claim 1,
Before the process of supplying the carbon-containing auxiliary material and oxygen-containing gas,
The molten iron manufacturing method further comprising the step of preheating the iron source by supplying hot air to the melting furnace.
상기 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정은,
탄소 함유 부원료의 이송 경로에 분말 상태의 탄소 함유 부원료를 배출시키는 과정;
상기 이송 경로에 캐리어 가스를 공급하는 과정; 및
상기 탄소 함유 부원료와 상기 캐리어 가스의 혼합 가스를 상기 용해로에 공급하는 과정;을 포함하는 용선 제조방법.The method according to claim 1 or claim 2,
The process of supplying the carbon-containing auxiliary material,
Discharging the carbon-containing auxiliary material in powder form to the transport path of the carbon-containing auxiliary material;
Supplying a carrier gas to the transport path; And
The process of supplying a mixed gas of the carbon-containing auxiliary material and the carrier gas to the melting furnace; The molten iron manufacturing method comprising a.
상기 산소 함유 가스를 공급하는 과정은,
상기 용해로의 바닥에 구비되는 노즐과 상기 용해로의 상부에 구비되는 랜스 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 용해로에 산소 함유 가스를 공급하는 과정을 포함하는 용선 제조방법.The method according to claim 3,
The process of supplying the oxygen-containing gas,
Method for manufacturing a molten iron comprising supplying oxygen-containing gas to the melting furnace by using at least one of a nozzle provided on the bottom of the melting furnace and a lance provided on the top of the melting furnace.
상기 열풍을 공급하는 과정은,
상기 용해로의 상부에 구비되는 제1랜스를 이용하여 상기 용해로의 내부로 열풍을 공급하는 과정을 포함하는 용선 제조방법. The method according to claim 4,
The process of supplying the hot air,
Method for manufacturing a molten iron comprising the step of supplying hot air to the inside of the melting furnace by using a first lance provided on the top of the melting furnace.
상기 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정은,
고로에서 용선을 제조하는 과정에서 발생하는 CO2 함유 부생가스 및 용융환원법으로 용선을 제조하는 과정에서 발생하는 CO2 함유 부생가스 중 적어도 어느 하나를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함하는 용선 제조방법.The method according to claim 5,
The process of supplying the by-product gas containing CO 2 ,
Method for manufacturing a molten iron comprising supplying at least one of a by-product gas containing CO 2 generated in the process of manufacturing molten iron in a blast furnace and a by-product gas containing CO 2 generated in the process of manufacturing molten iron by a melting reduction method to the melting furnace.
상기 탄소 함유 부원료를 공급하는 과정은,
상기 용해로의 하부를 통해 공급하고,
상기 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정은,
상기 탄소 함유 부원료와 접촉하도록 상기 CO2 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함하는 용선 제조방법.The method according to claim 6,
The process of supplying the carbon-containing auxiliary material,
Supplied through the lower portion of the melting furnace,
The process of supplying the by-product gas containing CO 2 ,
Method for manufacturing a molten iron comprising the step of supplying the by-product gas containing the CO 2 to the melting furnace to contact with the carbon-containing auxiliary material.
상기 CO2 함유 부생가스를 공급하는 과정은,
상기 CO2 함유 부생가스 중 CO2 성분과 상기 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분을 반응시켜 CO 함유 가스를 발생시키는 과정을 포함하는 용선 제조방법.The method according to claim 7,
The process of supplying the by-product gas containing CO 2 ,
Method for manufacturing a molten iron comprising the step of generating a CO-containing gas by reacting the CO 2 component in the CO 2- containing by-product gas and the carbon component in the carbon-containing auxiliary material.
상기 산소 함유 가스를 공급하는 과정은,
상기 산소 함유 가스로 순산소를 사용하고, 상기 순산소를 가열하는 과정을 포함하는 용선 제조방법. The method according to claim 8,
The process of supplying the oxygen-containing gas,
A method of manufacturing molten iron comprising using pure oxygen as the oxygen-containing gas and heating the pure oxygen.
상기 탄소 함유 부원료 중 탄소 성분은 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 CO 함유 배가스와 제1반응열을 발생시키고,
상기 CO 함유 배가스는 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 제2반응열을 발생시키고,
상기 CO 함유 가스는 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 제3반응열을 발생시키며,
상기 용선을 제조하는 과정은, 상기 제1반응열과, 상기 제2반응열 및 제3반응열을 열원으로 이용하는 용선 제조방법. The method according to claim 9,
The carbon component in the carbon-containing auxiliary material reacts with an oxygen component present in the melting furnace to generate CO-containing flue gas and first reaction heat,
The CO-containing flue gas reacts with oxygen components present in the melting furnace to generate a second reaction heat,
The CO-containing gas reacts with the oxygen component present in the melting furnace to generate a third reaction heat,
In the process of manufacturing the molten iron, the first reaction heat, the second reaction heat and the third reaction heat as a heat source manufacturing method.
상기 용해로에 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정을 더 포함하고,
상기 CO 함유 부생가스 중 CO 성분은 상기 용해로 내에 존재하는 산소 성분과 반응하여 제4반응열을 발생시키며,
상기 용선을 제조하는 과정은 상기 제4반응열을 열원으로 이용하는 용선 제조방법. The method according to claim 10,
Further comprising a process for supplying a by-product gas containing CO to the melting furnace,
The CO component in the by-product gas containing CO reacts with the oxygen component present in the melting furnace to generate a fourth heat of reaction,
In the process of manufacturing the molten iron, the molten iron manufacturing method using the fourth reaction heat as a heat source.
상기 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정은,
상기 열풍이 공급되는 위치보다 낮은 위치에서 CO 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함하는 용선 제조방법.The method according to claim 11,
The process of supplying the CO-containing by-product gas,
Method for manufacturing molten iron comprising the step of supplying a by-product gas containing CO at a location lower than the location where the hot air is supplied to the melting furnace.
상기 CO 함유 부생가스를 공급하는 과정은,
상기 용해로의 상부에 구비되는 제2랜스, 상기 용해로의 바닥에 구비되는 노즐 및 상기 용해로의 측벽에 구비되는 노즐 중 적어도 어느 하나를 이용하여 CO 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 과정을 포함하는 용선 제조방법. The method according to claim 12,
The process of supplying the CO-containing by-product gas,
And using a second lance provided on the top of the melting furnace, a nozzle provided on the bottom of the melting furnace, and a nozzle provided on a sidewall of the melting furnace to supply CO-containing by-product gas to the melting furnace. Manufacturing method.
상기 제2랜스를 이용하여 상기 CO 함유 부생가스를 상기 용해로에 공급하는 경우,
상기 열풍이 분사되는 제1랜스의 하부를 향해 상기 CO 함유 부생가스를 분사하는 과정을 포함하는 용선 제조방법. The method according to claim 13,
When supplying the CO-containing by-product gas to the melting furnace using the second lance,
Method for manufacturing a molten iron comprising the step of injecting the by-product gas containing CO toward the lower portion of the first lance to which the hot air is injected.
상기 고체 상태의 철원을 마련하는 과정은 스크랩을 마련하는 과정을 포함하는 용선 제조방법.The method according to claim 14,
The process of preparing the iron source in the solid state includes a method of preparing scrap.
상기 용해로에 탄소 함유 부원료를 공급하기 위한 부원료 공급부;
상기 용해로에 산소 함유 가스를 공급하기 위한 산소 함유 가스 공급부;
상기 용해로에 열풍을 공급하기 위한 열풍 공급부; 및
상기 용해로에 CO2 함유 부생가스를 공급하기 위한 CO2 함유 부생가스 공급부;
를 포함하는 용선 제조장치. A melting furnace that provides space for manufacturing molten iron;
An auxiliary raw material supply unit for supplying an auxiliary raw material containing carbon to the melting furnace;
An oxygen-containing gas supply unit for supplying an oxygen-containing gas to the melting furnace;
A hot air supply unit for supplying hot air to the melting furnace; And
A by-product gas supply unit containing CO 2 for supplying a by-product gas containing CO 2 to the melting furnace;
The molten iron manufacturing apparatus comprising a.
상기 CO2 함유 부생가스 공급부는 고로 설비 및 용융가스화로 설비 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용선 제조장치. The method according to claim 16,
The CO 2 containing by-product gas supply unit molten iron manufacturing apparatus comprising at least one of a blast furnace facility and a molten gasification facility.
상기 탄소 함유 부원료 공급부는 상기 용해로에 분말 상태의 탄소 함유 부원료를 공급하기 위한 제1노즐을 포함하고,
상기 CO2 함유 부생가스 공급부는 상기 용해로에 CO2 함유 부생가스를 공급하도록 상기 용해로에 구비되는 제3노즐을 포함하며,
상기 제1노즐과 상기 제3노즐은 상기 용해로의 바닥을 관통하도록 설치되는 용선 제조장치. The method according to claim 17,
The carbon-containing auxiliary raw material supply unit includes a first nozzle for supplying the carbon-containing auxiliary raw material in a powder state to the melting furnace,
The CO 2 containing by-product gas supply unit includes a third nozzle provided in the furnace to supply the CO 2 containing by-product gas to the melting furnace,
The first nozzle and the third nozzle is a molten iron manufacturing apparatus installed to penetrate the bottom of the melting furnace.
상기 용해로에 CO 함유 부생가스를 공급하기 위한 CO 함유 부생가스 공급부를 더 포함하고,
상기 CO 함유 부생가스 공급부는 코크스 제조 설비 및 전로 설비 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용선 제조장치. The method according to claim 18,
Further comprising a CO-containing by-product gas supply for supplying a CO-containing by-product gas to the melting furnace,
The CO-containing off-gas supply unit is a molten iron manufacturing apparatus comprising at least one of a coke production facility and a converter facility.
상기 열풍 공급부는,
상기 용해로에 열풍을 공급하도록 상기 용해로의 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 제1랜스를 포함하고,
상기 CO 함유 부생가스 공급부는,
상기 용해로에 CO 함유 부생가스를 공급하도록 상기 용해로의 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되는 제2랜스를 포함하며,
상기 제2랜스의 하부는 상기 제1랜스의 하부보다 낮은 위치에 배치되는 용선 제조장치. The method according to claim 19,
The hot air supply unit,
It includes a first lance provided to be movable up and down in the upper portion of the melting furnace to supply hot air to the melting furnace,
The CO-containing by-product gas supply unit,
It includes a second lance provided to be movable up and down in the upper portion of the melting furnace to supply the by-product gas containing CO to the melting furnace,
The lower part of the second lance is a molten iron manufacturing apparatus disposed at a lower position than the lower part of the first lance.
상기 제2랜스의 하부는 상기 제1랜스의 하부를 향해 절곡되도록 형성되는 용선 제조장치. The method according to claim 20,
The lower portion of the second lance is a molten iron manufacturing apparatus formed to be bent toward the lower portion of the first lance.
상기 제1랜스는 상기 제2랜스의 외측을 둘러싸도록 구비되고,
상기 제2랜스의 하부는 상기 제1랜스의 하부보다 외측으로 연장되도록 형성되는 용선 제조장치. The method of claim 21,
The first lance is provided to surround the outside of the second lance,
The lower portion of the second lance is a molten iron manufacturing apparatus is formed to extend outward than the lower portion of the first lance.
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| JPH08325621A (en) * | 1995-05-31 | 1996-12-10 | Nippon Steel Corp | Production of high carbon molten iron from iron scrap |
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