KR20220012886A - 액상 열간 금속의 연속 탈황 장치 및 방법 - Google Patents

액상 열간 금속의 연속 탈황 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220012886A
KR20220012886A KR1020217041633A KR20217041633A KR20220012886A KR 20220012886 A KR20220012886 A KR 20220012886A KR 1020217041633 A KR1020217041633 A KR 1020217041633A KR 20217041633 A KR20217041633 A KR 20217041633A KR 20220012886 A KR20220012886 A KR 20220012886A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid iron
desulfurization
reactor
section
iron
Prior art date
Application number
KR1020217041633A
Other languages
English (en)
Inventor
알리 에마미
프랭크 니콜라스 하머너스 쉬라마
보겔렌 요한 빌렘 코엔라아드 반
Original Assignee
타타 스틸 네덜란드 테크날러지 베.뷔.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 타타 스틸 네덜란드 테크날러지 베.뷔. filed Critical 타타 스틸 네덜란드 테크날러지 베.뷔.
Publication of KR20220012886A publication Critical patent/KR20220012886A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
    • C21C1/025—Agents used for dephosphorising or desulfurising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0037—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 by injecting powdered material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0068—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 by introducing material into a current of streaming metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/064—Dephosphorising; Desulfurising
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

본 발명은 고로 공정 또는 직접환원 공정에 의해 제공된 액상 철의 연속 탈황을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

액상 열간 금속의 연속 탈황 장치 및 방법
본 발명은 액상 열간 금속(hot metal)의 연속 탈황 장치 및 방법에 관한 것이다.
오늘날, 전 세계 강철의 약 3분의 2가 통합 고로-염기성 산소로(BF-BOF: blast furnace - basic oxygen furnace) 경로를 통해 생산된다. 이 과정에서 철광석은 주로 고로(BF)에서 코크스에 의해 환원된다. 이 코크스는 또한 이용 가능한 산소(열풍 및 FeO로부터의)와 반응하여 필요한 열을 생성한다. BF를 떠나는 액상 철(선철이라고도 함)은 공정에서 나중에 제거해야 하는 불순물을 포함한다. 액상 철 전처리에서는 대부분의 황(그리고 때로는 규소와 인도 포함)이 제거된다. 그런 다음 액상 철은 스크랩(scrap)과 함께 염기성 산소로 또는 전로(converter)에 장입되며, 여기서 용융물에 순수한 산소를 불어넣어 산화되고, 대부분의 탄소, (남아 있는) 규소 및 인이 제거된다. 생산된 액상 강철은 전로에서 빼내어 주조되기 전에 2차 야금(SM) 레이들 처리(ladle treatment)로 보내진다. 여기서 남아있는 불순물이 제거되고, 합금 원소와 탈산제가 첨가된다. 강철이 원하는 화학 조성을 가지면, 고체 강철로 주조된다. 도 1은 BF-BOF 제강 공정의 개략도를 보여준다. 제강 공정에서 위에서 언급한 원치 않는 불순물 중 하나는 황이다. 많은 경우 황은 강철의 취성을 증가시키고 용접성과 내식성을 감소시킨다. 따라서, 황은 일반적으로 0.015 중량 % 미만으로 감소되어야 하지만, 점차적으로 0.005 중량 % 미만 수준으로 제거될 필요가 있다. BF-BOF 제강 공정에서 황의 주요 공급원은 코크스에서 온다. 석탄에 있는 황의 약 40%가 코킹 공정에서 제거되지만, 코크스의 일반적인 황 수준은 약 0.5%로 남아 있다. 철광석은 일반적으로 0.01%의 황을 함유하며 제강 공정에서 소량의 황 공급원일 뿐이다. BF-BOF 제강 공정에는 황을 제거할 수 있는 4가지 공정 단계가 있다:
- BF 공정;
- 액상 철 전처리;
- 전로 공정;
- SM 레이들 처리.
다른 주요 제강 공정인 전기 아크로(EAF) 공정(세계 강철 생산량의 30%에 사용)에서, 상기 공정에 사용되는 스크랩(scrap) 유형은 액상 강철의 황 농도를 제어하기 위해 선택된다. SM 레이들 처리 공정은 BF-BOF 및 EAF 제강 모두에서 유사하므로 필요한 경우 황 제거가 일어날 수 있다. 그러나 EAF 공정에서는 원료(스크랩 및/또는 직접 환원 철)가 BF-BOF 공정의 원료(철광석, 코크스 및 석탄)보다 더 적은 황을 함유하기 때문에 황 제거는 문제가 덜 된다. BOF 공정에서 전로 내 장입물의 약 30%는 전로 내 액상 금속의 황 함량에 기여하는 스크랩으로 구성된다(참조: Schrama 등, "Sulphur removal in ironmaking and oxygen steelmaking", Ironmaking & Steelmaking, 44-5권, pp. 333-343(2017)).
대안적인 제철 공정은 HIsarna® 제철 공정이다. 이것은 철광석이 거의 직접 열간 금속(액상 철)으로 처리되는 제철용 직접 환원 철 공정이다. 이 공정은, 광석 용해 및 사전 환원을 위한 사이클론 컨버터 노(CCF: Cyclone Converter Furnace)와 액상 철로의 최종 환원 단계가 일어나는 제련 환원 용기(SRV: Smelting Reduction Vessel)의 두 개 공정 유닛을 결합한다. 이 공정은 고로 공정에 필요한 펠릿, 소결 등의 철광석 덩어리의 제조나 코크스의 생성이 필요하지 않다. 이러한 단계가 없기 때문에 HIsarna 공정은 기존 제철 공정보다 에너지 효율적이고 탄소 발자국이 더 적다. 이 공정은 BF-BOF 공정과 유사한 원료(철광석, 코크스, 석탄)를 사용하기 때문에, 열간 금속으로부터 황 제거 요구는 유사할 것으로 예상된다. 그러나 입력 황의 양이 BF와 HIsarna에서 비슷하더라도, HIsarna 열간 금속 내 황 수준은 일반적으로 BF 열간 금속보다 높다. 이는 HIsarna 공정에서 반응 챔버의 환경이 더 환원적이기 때문이다.
Figure pct00001
액상 철의 탈황은 석회, 탄화칼슘 및 마그네슘과 같은 반응성 화합물을 액상 철에 첨가하여 달성할 수 있다. 석회는 상기 네 가지 제강 공정 단계 중 어느 하나에서 사용할 수 있다. 마그네슘은 일반적으로 SM-레이들 처리에 사용되지 않고 액상 철 전처리에만 사용된다(참조: Schrama 등, Steelmaking, Ironmaking & Steelmaking, Volume 44-5, pp. 333-343 (2017)).
BF 또는 HIsarna 공정의 액상 철은 일반적으로 BF 공정의 경우 0.03%, HIsarna 공정의 경우 0.05-0.015%의 황을 함유한다.
높은 황을 함유하는 석탄, 코크스 또는 철광석을 사용하는 경우 더 높을 수 있다. 고품질 등급 강철의 경우, 0.005% 미만의 황 함량은 오늘날 매우 일반적이며 그 값이 점차 낮아지는 추세이다.
고로의 열간 금속은 소위 어뢰 차량(torpedo car)으로 제강 공장으로 운반된다. 제강 공장에서 어뢰 차량은 레이들로 비워진다. 탈황은 이 레이들에서 일어난다. 칸바라 반응기(KR: Kanbara Reactor)와 같은 여러 설계가 이 탈황에 사용된다. 이 반응기에서 액상 철을 처리한 후 탈황된 액상 철은 추가 처리를 위해 BOF의 전로로 비워질 수 있다.
철강 산업 전반에 걸쳐 사용되는 이 공정의 본질은 각각의 레이들이 일괄식(batch-wise) 공정으로 인해 상이한 황 함량, 온도 또는 전체 조성을 가질 수 있다는 것이다.
작업을 통해 액상 철로 채워진 레이들을 운송하는 것도 잠재적인 안전 위험과 생산 손실의 원인이 되는데, 각 운송이 유출 위험, 작업자 위험 및 공정 방해 위험을 수반하기 때문이다.
본 발명의 목적은 액상 철의 연속적인 탈황을 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 일정한 황 함량으로 탈황된 액상 철을 생산할 수 있게 하는 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 유출의 위험, 작업자 위험 및 공정 방해 위험이 낮은 상태에서 탈황 액상 철을 생산할 수 있게 하는 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 탈황된 액상 철이 더 적은 수의 움직이는 부품으로 생산될 수 있게 하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 이제 다음의 비 제한적인 도면에 의해 설명될 것이다.
도 1은 제강 공정의 개략도이다.
도 2는 하나의 탈황 반응기로 구성된 본 발명에 따른 장치의 일 실시형태의 개략도이다.
도 3은 하나의 탈황 반응기로 구성된 본 발명에 따른 장치의 다른 실시형태의 개략도이다.
도 4는 복귀 통로(13)가 있는 도 2와 동일한 장치의 도면이다.
도 5는 복귀 통로(13)가 있는 도 3과 동일한 장치의 도면이다.
도 6은 직렬로 연결된 3개의 탈황 반응기(A, B 및 C)로 구성된 본 발명에 따른 장치의 다른 실시형태의 개략도이다.
도 7은 분리 벽(들)(12)에 복귀 통로(13)가 있는 도 6과 유사한 도면이다.
도 8은 복귀 통로 13이 있는 도 6과 유사한 도면이다.
도 9는 주입 깊이 및 액상 철 레벨의 정의를 보여준다.
도 10은 하나의 탈황 반응기 단면의 개략도이다.
도 11은 복수의 유입 섹션 및 반응 섹션을 포함하는 레이들과 같은 이동 가능한 유닛의 개략도이다.
도 12는 슬래그 제거 수단의 개략도이다.
도 13은 100m3 반응기에 대한 정상상태 황 함량과 반응기 종횡비의 관계를 보여준다.
본 명세서에, 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 구성 요소의 언급은 단수 및 복수를 포함한다.
본 명세서에서, 용어 "액상 철"은 고로, 전기 아크로의 제철 공정에서 또는 직접 제철 공정에서 얻어지는 액상 철을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "탈황된 액상 철"은 액상 철(액상 철을 포함하지 않음)과 완전히 탈황된 액상 철 사이(즉, 0% 초과 100% 이하의 탈황도)의 다양한 탈황 단계에서의 액상 철을 의미한다. 이 완전히 탈황된 액상 철은 보통 달성할 수 없지만, 약 97%의 탈황 정도인 (전형적으로) 0.03 중량 % S에서 출발한 후 탈황된 액상 철에서 0.001 중량 % 미만 S 값을 얻을 수 있다.
본 명세서에서, 용어 "복수"는 둘 이상을 의미한다.
본 명세서에서, "복수의 반응기(A, B, ...)로 구성된 장치"라는 문구는 2개(A, B) 또는 그 이상의 반응기, 예를 들면 3개(A, B, C) 또는 4개(A, B, C, D) 등으로 구성된 장치를 포함하는 것으로 의도된다.
상기 목적들 중 하나 이상은 탈황 반응기(A) 또는 복수의 연속적인 탈황 반응기(A, B, ..)를 포함하는 액상 철의 탈황 장치에 의해 얻어지며, 여기서 탈황 반응기 또는 반응기들 각각은, 액상 철 생산 수단(1) 또는 후속 탈황 반응기(B) 바로 앞에 있는 탈황 반응기(A)로부터 액상 철(2)을 받기 위한 유입 섹션(3)과, 액상 철로부터 황을 제거하기 위한 반응 섹션(4)을 포함하며, 여기서 탈황 반응기의 유입 섹션(3) 및 반응 섹션(4)은 연통하는 용기로서 역할을 하고, 유입 섹션(3)과 반응 섹션(4) 사이에 통로(5)가 제공되어, 사용시, 액상 철이 유입 섹션(3)에서 반응 섹션으로 흐르도록 허용하며, 제1 또는 유일한 탈황 반응기(A) 내에 액상 철을 위한 공급 수단이 유입 섹션에 제공되고, 상기 반응 섹션 또는 유입 섹션의 액상 철에 시약을 도입하기 위한 수단(11)이 제공되고, 액상 철에 시약을 도입하기 위한 수단(11)은 잠긴 랜스(lance)를 포함하고, 출구(8)가 반응 섹션(4)에, 바람직하게는 반응 섹션(4)의 상부 또는 그 근처에 제공되어 탈황된 액상 철이 반응 섹션(4)을 빠져나가도록 허용하며, 여기서
(i) 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)과 상기 탈황 반응기(A)의 유입 섹션(3) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고, 및/또는
(ⅱ) 제1 및 제2 탈황 반응기(A, B, ..) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고, 여기서 복귀 통로는 제2 반응기(B)의 유입 섹션(3)을 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)에 연결하여,
사용 시, 상기 장치에서 액상 철의 체류 시간을 증가시킨다.
상황 (i)은 도 4 및 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 도 7은 도 5와 같은 다수의 반응기를 도시하고, 상황 (ⅱ)는 도 8에 개략적으로 도시되며, (i)과(ⅱ)의 조합은 도 7 및 8의 조합이다. 본 발명에 따른 장치는, 연통하는 용기를 형성하는 방식으로 연결된 적어도 2개의 구획, 유입 섹션 및 반응 섹션을 포함한다. 사용 중 액상 철은 유입 섹션의 유입구를 통해 장치에 들어간다. 유입구의 형태는 특별히 제한되지 않는다. 이 유입구는 액상 철이 유입 섹션 내로 단순히 부어지는 유입 섹션의 상부 측에 있는 단순한 개구일 수 있다. 액상 철의 공급원(예: BF, HIsarna,...)과 탈황 반응기(들) 사이에 액상 철을 위한 중간 완충 수단이 제공될 수 있다. 중간 완충 수단으로 공급원으로부터 액상 철의 흐름에서 어떤 불규칙성을 완화하여 유입 섹션 내로 액상 철의 제어된 흐름을 보장할 수 있다. 상기 유입구는 또한 유입 섹션의 임의의 높이에 있는 유입 섹션의 유입 포트일 수 있다. 그러나 모든 액상 철은 탈황이 필요하고 장치를 통한 액상 철의 이송은 연통-용기-원리에 기초하기 때문에, 유입 섹션의 상부 또는 그 근처에서 액상 철의 유입은 유입 섹션에서 액상 철의 정체 또는 냉각을 방지하기 위해 바람직하다. 상기 장치를 통해 액상 철을 이송하기 위한 연통-용기-원리의 사용은 연통 용기의 존재와 액상 철의 연속적인 유입구 및 유출구에 의존한다. 액상 철의 유입구는 위에서 설명되었다. 탈황된 액상 철의 유출구는 반응 섹션의 상부에 있다. 액상 철이 유입 섹션 내로 계속 들어가도록 허용함으로써, 액상 철은 바람직하게는 반응 섹션의 상부 또는 그 근처에 제공되는 유출구에서 밀려 '배출된다'. 유입 섹션과 반응 섹션 사이의 연결은 통로에 의해 형성된다. 통로는 바람직하게는, 반응 용기에서 액상 철의 탈황을 위해 가능한 한 많은 시간을 제공하기 위해 반응 섹션의 바닥에 또는 그 근처에 위치한다. 반드시 유입 섹션의 바닥이나 그 근처에 통로를 배치할 필요는 없지만, 통로 아래의 유입 섹션에서 액상 철의 정체 주머니의 위험을 방지하기 위해 그렇게 하는 것이 바람직하다고 여겨진다. 상기 통로는 도관일 수 있다. 상기 도관은 단면이 원형인 튜브 또는 파이프일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 및 제2 탈황 반응기(A, B, ...) 사이에 복귀 통로(13)가 제공된다고 하는 경우, 이것은 복귀 통로(13)가 하나 이상의 후속 반응기 쌍들 사이에도(예를 들어, B와 C 사이) 제공되는 실시형태, 또는, 원하는 경우, 복귀 통로(13)가 제1 및 제2 반응기(A 및 B) 사이가 아니라 후속 반응기들 사이(예를 들어, B와 C 사이)에만 제공되는 실시형태를 포함하는 것임을 유념해야 한다.
반응 용기에는 액상 철에 시약을 도입하기 위해 잠긴 랜스(submerged lance)를 포함하는 수단이 제공된다. 시약의 적어도 일부는 액상 철에 도입된 후 기화, 해리 또는 반응하여 증기 기포 또는 기체 기포를 형성하며, 여기서 기포는 반응 섹션 내 액상 철의 비중을 감소시키는 동시에 액상 철의 황과 반응하여 액상 철을 탈황시키며, 여기서 유입 섹션에 들어가는 액상 철의 비중과 반응 섹션 내 액상 철의 비중의 차이로 인해, 액상 철은 유입 섹션에서 반응 섹션으로 그리고 이어서 반응 섹션의 출구까지 그리고 출구를 통한 액상 철의 전체 흐름에 추가적인 기여를 한다. 이 현상을 "공수(airlift)"라고 한다. 연통-용기-원리는 이미 유입 섹션의 입구에서 반응 섹션의 출구까지의 흐름을 보장한다는 점에 주목해야 한다. 반응 섹션의 액상 철에 기체 기포의 존재는 이 흐름을 강화하는데, 이는 기체 기포가 있는 액상 철이 장치의 유입 섹션에 들어가는 액상 철보다 낮은 비밀도(specific density)를 갖기 때문이다.
반응 섹션의 액상 철에 시약을 도입하는 수단은 시약을 반응 용기에 충분히 깊게 도입할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 깊을수록 시약이 액상 철의 황과 반응할 수 있는 시간이 길어지고, 탈황이 더 효과적일 수 있다. 또한, 기포의 존재에 의한 액상 철의 흐름의 강화로 인해, 반응 섹션에서 가능한 한 깊숙이 시약을 도입하는 것이 유리하다. 시약 도입에 의한 장치를 통한 액상 철의 흐름과 연통-용기- 원리에 의해 제공되는 흐름에 대한 결합된 효과를 최적화함으로써, 반응 섹션에서 액상 철을 교반할 필요가 없다.
탈황 반응기를 통한 액상 철의 흐름은 액상 철 생산 수단으로부터 유입 섹션으로 들어가는 액상 철의 유량과 함께 연통 용기(유입 섹션(들) 및 반응 섹션(들))의 비중 차이의 결과이다. 따라서 반응기 자체의 높이는 특별히 관련이 없다. 반응기의 높이는 액상 철을 움직이는 데 중요하지 않다. 반응기 높이는 반응기로 들어가는 액상 철의 유량과 함께 체류 시간을 결정하는 데 중요하다.
본 발명에 따른 장치는 복귀 통로에 의해 장치에서 액상 철의 체류 시간을 증가시킨다. 이는 더 효과적인 탈황을 초래할 뿐만 아니라 반응기 내 액상 철의 평균 온도를 낮추어 반응기의 열 손실을 감소시킨다. 체류 시간의 증가는 더 깊은 탈황을 허용하고 평균 온도를 낮추면 에너지 손실이 감소한다. 각각의 후속 반응기는 이미 부분적으로 탈황된 액상 철을 받기 때문에 복수의 반응기(A, B 등)를 사용함으로써 탈황이 더욱 개선된다. 특정 수준의 탈황을 달성하는 데 필요한 반응기 크기가 재순환을 통해 크게 줄어들 수 있다.
탈황 반응에서 황의 초기 감소는 매우 빠르다. 황 함량이 감소함에 따라, 황을 더 이상 제거하기가 훨씬 더 어려워진다. 따라서 내용물이 잘 혼합되는 대용량 반응기는 재순환이 있는 더 작은 하나의 반응기, 또는 일련의 더 작은 반응기들, 또는 재순환과 일련의 반응기들의 결합보다 황을 제거하는 데 덜 효율적이다. 재순환이 없는 3개의 15m3 반응기를 가진 하나의 반응기는, 재순환 없이도, 하나의 100m3 단일 반응기가 달성할 수 있는 것과 유사한 탈황된 액상 철의 황 함량에 이미 도달한다. 재순환을 추가하는 것은 본 발명에 따른 반응기의 부피를 더욱 감소시킬 것이다.
일 실시형태에서, 슬래그 제거(9) 수단은, 사용시, 액상 탈황된 철로부터, 액상 철의 상부에 떠 있는 슬래그를 분리하기 위해 제공된다.
바람직하게는, 유출구(8)와 반응 섹션(4) 사이의 반응 섹션의 상부 또는 그 부근에, 사용시 반응 섹션 내 액상 철의 상부에 떠 있는 슬래그로부터, 반응 섹션을 나가는 탈황된 액상 철을 분리하기 위한 수단이 제공된다. 탈황된 철 위에 부유하는 슬래그는, 액상 철 속으로 확장되어 액상 철만 그 아래로 통과하도록 허용하는 부유물 제거장치(skimmers)를 사용하거나, 또는 액상 철만 통과할 수 있도록 슬래그의 레벨 아래에 유입구가 제공되는 소위 폭스홀(foxhole)을 통해, 또는 슬래그를 긁어내는 갈퀴를 사용하여 걷어냄으로써, 탈황된 철로부터 분리될 수 있다. 슬래그가 액상 철로부터 분리되는 방식은 특별히 제한되지 않지만, 분리 공정이 연속 방식으로 수행될 수 있는 것이 매우 바람직하다. 분리된 슬래그는 슬래그 처리 공장으로 보낼 수 있고, 액상 철은 추가 처리를 위해 보낼 수 있다.
반응 섹션은, 장치의 열 손실을 방지하거나 슬래그와 주변 대기의 반응을 방지하거나 먼지 형성 등을 방지하기 위해, 예를 들어 뚜껑으로, 폐쇄될 수 있다. 그러나 바람직하다면 반응 섹션은 주변 대기에 개방될 수 있다.
액상 철을 통과해 기포가 상승하는 동안 기포가 액상 철과 상호 작용하는 시간이 가능한 한 길면 유리하다. 기포 기둥 반응기의 경우 반응기 길이 대 직경 비율(즉, 종횡비)은, 주입된 가스의 체류 시간이 이 매개변수에 크게 의존하기 때문에 중요하고 또한 반응기의 유체 역학에서 중요한 매개변수이다. 따라서 반응 섹션이 그 단면에 비해 높은 것(즉, 높은 종횡비를 가짐)이 바람직하다. 길고 좁은 반응 섹션(높은 종횡비)이 얕고 넓은 반응 섹션(낮은 종횡비)보다 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서 종횡비(반응 섹션의 높이/각 반응 섹션의 횡단면의 최대 직경 또는 대각선)는 적어도 3이다. 바람직하게는 반응 섹션의 종횡비는 각 반응 섹션의 횡단면의 최대 직경 또는 대각선보다 적어도 4 또는 5 또는 6 또는 7 또는 8 또는 9 또는 10배 이상 더 크다. 더 높은 종횡비는 탈황 반응기의 성능에 유리한 것으로 밝혀졌다. 종횡비를 높이면 최종 S 함량이 감소하고 최종 Mg의 수율도 증가한다. 일괄식 탈황 공정에서 레이들에 대한 전형적인 종횡비는 약 2이다.
시약의 체류 시간은 반응기 높이에 따라 다르며 반응기가 높을수록 시약 활용도가 높아진다. KR 반응기와 같은 반응기에서, 액상 철의 기계적 교반은 시약이 반응 부위로 이동되도록 하여 탈황 반응을 가속화한다.
본 발명에서 탈황은 접촉 시간을 증가시킴으로써 촉진되며, 이는 액상 철이 시약과 함께 상승하도록 함으로써 달성된다. 따라서 반응 섹션의 단면과 비교하여 반응 섹션의 높이를 증가시키는 것이 바람직하다(즉, 증가된 종횡비로). 단면에 대한 기준으로서 가장 큰 직경 또는 대각선(단면의 모양에 따라 다름)이 정의된다. 높이/단면의 최대 치수의 비율이 높을수록, 반응 섹션을 통한 액상 철의 주어진 처리량에 대해, 시약과의 접촉이 더 강렬하고 접촉 시간이 더 길어진다. 높이는 유지 관리를 위한 접근과 같은 실용적인 고려 사항에 의해 제한되지만, 일부 단계에서 완료되는 시약과의 반응에 의해 제한된다. 반응이 완료되자마자 액상 철은 제거되어야 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 복수의 탈황 반응기(A, B, ..)가 제공되고, 여기서 제1 탈황 반응기의 유출구(8)는 제2 탈황 반응기의 유입구에 연결되어 이미 탈황된 액상 철을 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)에서 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션으로 전달한다.
이 실시형태에서, 제1 반응기는 제1 탈황을 제공하고, 제1 반응기로부터 생성된 액상 철은 추가 처리를 위해 제1 반응기의 반응 섹션으로부터 제2 반응기의 유입 섹션의 유입구 내로 유도된다. 이 공정은 추가의 후속 반응기 용기에서 마음대로 계속될 수 있으므로, 상기 장치는 각각 유입 섹션 및 반응 섹션을 포함하는 하나 이상의 반응기로 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 장치는 하나의 탈황 반응기, 또는 2개의 탈황 반응기(A, B)로 구성될 수 있지만, 2개 초과의 탈황 반응기(A, B, C, ..)로 구성될 수도 있다. 후자의 경우, 각각의 후속 탈황 반응기(예를 들어 C)는 제2 탈황 반응기로 간주되고 이 후속 반응기(C) 바로 앞에 있는 탈황 반응기(B)는 본 발명의 맥락에서 제1 반응기이다. 따라서 A, B 및 C 반응기로 구성된 장치에서, 반응기 B(B) 제1 반응기(A)와 관련하여 제2 반응기이고, 반응기(C)는 제1 반응기(B)와 관련하여 제2 반응기이다. 원칙적으로 액상 철은 C와 A 사이의 복귀 통로를 통해 반응기(C)의 유입 섹션에서 반응기(A)의 반응 섹션으로 유도될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 반응 섹션으로 시약을 도입하기 위한 수단은 액상 철 환경을 견딜 수 있는 내화 재료로 코팅되거나 이것으로 구성된 랜스일 수 있다. 바람직하게는 랜스는 내화 재료로 코팅된 강철 랜스이다. 랜스에는 Mg를 제어된 방식으로 증발시켜 감소된 난류로 반응기에서 액상 철의 흐름을 향상시키기 위해 증발 챔버가 제공될 수 있다. 시약을 도입하기 위한 수단은 반응 섹션에 바닥 플러그(plug) 또는 송풍구(tuyere)를 포함할 수도 있지만, 이들은 막히기 쉬우므로 고체 시약을 액상 철에 도입하는 데 바람직하지 않다. 바닥 플러그 또는 송풍구는, 랜스에 추가하여, 기체 시약 또는 불활성 기체를 반응기에 도입하기 위해 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어 하나의 반응 섹션에서 단계적 탈황을 위해, 랜스와 바닥 플러그의 조합을 생각할 수 있다. 바닥 플러그나 송풍구에서 나오는 불활성 가스의 기포 생성은 액상 철의 비중 감소를 촉진하여 흐름을 유지할 수 있다. 기포는 또한 슬래그에 대한 개재물의 부유를 도울 수 있다.
잠긴 랜스는 액상 철에 시약을 도입하기 위한 대체 수단에 비해 많은 장점이 있다. 대체 수단의 경우 막힐 위험이 훨씬 더 높다. 그리고 그럼에도 불구하고 잠긴 랜스가 막히거나 부분적으로 막히게 되면, 잠긴 랜스를 교체하고 유지보수하는 것이 송풍구나 바닥 플러그를 교체하고 유지보수하는 것보다 훨씬 쉽다. 또한, 잠긴 랜스는 액상 철 내 시약의 주입 깊이가 변경될 수 있도록 위치될 수 있으며, 이는 고정 수단으로는 분명히 불가능하다. 상기 고정 수단은, 예를 들어 아래로부터 불활성 가스를 기포 형성하기 위해, 랜스에 추가하여 매우 유용할 수 있다. Mg와 같이 탈황을 보장하는 시약은 휘발성이고 공정 온도에서 기체 형태로 존재하기 때문에, 랜스는 잠겨야 한다는 점에 유의해야 한다. 액체 위에 랜스가 있으면 시약이 액상 철에 효과적으로 유입되지 않을 것이다. 본 발명에 따른 장치는 균질한 탈황을 위해 액상 철에 먼저 용해되는 Mg를 사용한 탈황에 의존하는 반면, 선행 기술 장치는 CaO, CaC2 또는 Na2CO3(또는 고체/액체를 유지하고 불균일하게만 탈황할 수 있는 다른 화합물)에 의존하며 반응기 내부에서 매우 다른 열역학적 및 운동적 환경을 초래한다. 따라서 본 발명에 따른 장치는 반응기에서 액상 철을 탈황시키기 위한 시약을 도입하기 위한 잠긴 랜스의 존재와, 반응기(들)에서 액상 철의 체류 시간을 증가시키기 위해 탈황된 철의 일부의 재순환과, 본 발명의 일 실시형태에서, 액상 철을 추가로 탈황시키기 위한 복수의 후속 탈황 반응기에 의해 특징지어진다. 체류 시간의 증가와 다수의 탈황 반응기의 사용 모두는 반응기 부피의 감소를 허용한다.
체류 시간을 증가시키기 위해 액상 철의 재순환을 사용하는 것은, JPH05-171239에 개시된 바와 같은, 재순환을 갖는 복수의 반응기를 포함하는 반응기에서 후속적인 탈황, 탈규소 및 탈린의 조합을 배제한다는 점에 주목해야 한다. 이는 이들 세 가지 공정이 서로 양립할 수 없기 때문이다. 탈황(de-S)의 경우 산소 활성이 낮아야 한다(이는 고로 또는 HIsarna에서 얻은 열간 금속의 경우이다). 탈규소 및 탈린(de-Si 및 de-P)의 경우 이 원소들이 산화되어야 하므로 산소 활성이 높아야 한다. 이것은 탈규소 용기에서 탈황 용기로의 어떤 복귀 스트림도 필요하지 않음을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 유입 섹션(3) 및 반응 섹션(4)은 분리 벽(12)에 의해 서로 분리되며, 여기서 통로(5)는 분리 벽에 있는 개구로 구성된다.
이 실시형태에서 유입 섹션과 반응 섹션은 구조상으로 결합된다. 따라서 두 섹션 사이의 통로는 길쭉한 도관이 아니라, 두 섹션 사이의 분리 벽에 있는 개구에 의해 형성된다. 이 실시형태는 반응기가 더 소형으로 구축될 수 있고 열 조절이 더 잘 제어된다는 이점이 있다. 또한, 외부 표면의 양이 감소하기 때문에 주위에의 열 손실이 제한된다.
일 실시형태에서, 액상 철이 반응 섹션의 상부로부터 유입 섹션 내로 역류할 수 있는 복귀 통로(13)가 반응 섹션과 유입 섹션 사이에 제공된다. 이러한 방식으로 이 재순환된 철은 반응 섹션에서 추가로 탈황된다. 복귀 통로는 단순한 개구로 구성될 수 있지만, 밸브와 같은 개폐 수단을 제공하여 재순환 양을 조절하거나 복귀 통로를 완전히 폐쇄함으로써 공정의 제어 기능이 크게 높아질 수 있다. 재순환 양을 제어함으로써, 예를 들어 공급원(1)으로부터의 액상 철이 원료의 황 함량 차이로 인해 증가된 황 함량을 갖는 경우, 탈황을 최적화될 수 있다. 재순환된 철의 비율은 액상 철의 원하는 탈황 정도와 실제 탈황 정도의 차이에 따라 달라질 수 있다. 통로(13)의 위치는, 출구(8)를 통해 반응 섹션을 떠나는 액상 철의 일부와 반응 섹션에서 통로(13)를 통해 유입 섹션 내로 나가는 액상 철의 일부 사이에 자연적인 분할이 일어날 수 있도록, 반응 섹션의 출구과 동일한 높이에 있는 것이 바람직하다.
대안으로, 또는 추가적으로, 탈황은 또한 액상 철에 첨가되는 시약의 양을 변경함으로써 제어될 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명에 따른 반응기는 이동 가능한 유닛의 형태로 제공된다. 그러한 유닛을 전용 위치에 설치 및 들어내는 것은 옵션이 될 수 있다. 입력은 최대 수백 톤의 액상 철을 수용할 수 있는 제강소 내 기존 레이들의 크기와 모양을 가질 수 있다. 이 위치는 부분적으로 또는 완전히 지면보다 낮을 수 있으며, 상기 이동 가능한 유닛은 유입 섹션과 반응 섹션의 두 섹션이 있는 레이들 형태를 가질 수 있다. 이렇게 하면 중력 효과를 쉽게 사용할 수 있다. 부분적으로 또는 완전히 지면 아래에 위치하면, 열 손실에 대한 절연 또한 향상된다. 상기 이동 가능한 유닛은 유지보수를 위해 제거될 수 있고 예비 유닛이 대신 설치되어 유입구 및 유출구 수단에 연결될 수 있다. 상기 유닛을 들어내기 전에 이동 가능 유닛을 비우기 위한 수단이 그 제거를 용이하게 하기 위해 추가될 수 있지만, 기존 제강소의 레이들처럼 상기 유닛 또한 그 내용물과 함께 들어낼 수 있다. 본 발명에 따른 반응기의 크기는 기존 제강소의 레이들과 매우 유사한 크기일 수 있다. 상기 유닛이 지면 위에 있는 경우, 유닛은 그 바닥 내부 또는 근처에 밸브를 제공하여 비워질 수 있다.
상기 이동 가능한 유닛은 복수의 유입 섹션 또는 복수의 반응 섹션을 갖는, 또는 복수의 유입 섹션 및 반응 섹션을 갖는 레이들의 형태를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 직렬로 복수(A, B, ...)의 탈황 반응기를 포함할 수 있으며, 각 반응기는 액상 철을 받기 위한 유입 섹션을 포함하고, 각 반응기는 상기 액상 철의 탈황을 수행하기 위한 반응 섹션을 포함한다. 이러한 구성에서 제1 반응기(A)는 액상 철 공급원으로부터 액상 철을 그 유입 섹션에 받고, 반응 섹션에서 이를 탈황하고 탈황된 액상 철을 반응기(B)의 유입 섹션으로 전달하고, 2개의 반응기(A, B)로 구성된 경우 반응 섹션에서 이를 탈황하고 탈황된 액상 철을 장치의 유출구에 전달하거나, 반응기가 3개(A, B, C) 또는 그 이상( A, B, C, ..)으로 구성된 경우 반응기(C)(기타 등등)의 유입 섹션으로 전달한다.
본 발명의 일 실시형태에서 제1 및 제2 탈황 반응기(A, B,...) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되며, 여기서 복귀 통로는 제2 반응기(B)의 유입 섹션(3)을 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션에 연결한다(반응기(B)에서 반응기(A)로의 재순환). 이 실시형태는 후속 유입 섹션으로 들어가는 탈황된 철의 일부가 선행 반응기의 반응 섹션으로 역류하는 것을 허용한다. 이렇게 하여 이 재순환된 철은 선행 반응기에서 추가 탈황을 받게 된다. 재순환의 양을 제어함으로써, 예를 들어 공급원(1)의 액상 철이 원료의 황 함량의 차이로 인해 증가된 황 함량을 갖는 경우, 탈황이 최적화될 수 있다. 재순환되는 철의 비율은 액상 철의 원하는 탈황 정도와 실제 탈황 정도의 차이에 따라 달라질 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 탈황은 또한 액상 철에 첨가되는 시약의 양을 변경함으로써 제어될 수 있다. 복귀 통로는 반응 섹션에서 액상 철의 탈황을 위해 가능한 한 많은 시간을 제공하기 위해 반응 섹션의 바닥에 또는 그 근처에 위치되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 복귀 통로(13)에는 사용시 제2 탈황 반응기의 유입 섹션(3)으로부터 제1 탈황 반응기의 반응 섹션(4)으로 탈황된 액상 철의 복귀 흐름을 조정하기 위한 개폐 수단(14)이 제공된다. 복귀 통로는 단순한 개구로 구성될 수 있지만, 재순환 양을 조절하거나 복귀 통로를 완전히 폐쇄하기 위해 밸브와 같은 개폐 수단을 제공함으로써 공정의 제어 기능이 크게 높아질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)과 탈황 반응기(A)의 유입 섹션(3) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되며, 바람직하게는 여기서 복귀 통로(13)에는 사용시 제2 탈황 반응기의 유입 섹션(3)에서 제1 탈황 반응기의 반응 섹션(4)으로 탈황된 액상 철의 복귀 흐름을 조정하기 위한 개폐 수단(14)이 제공된다. 이것은 도 4 및 5에 개략적으로 도시된 단일 반응기 장치에(단일 반응기(A) 내 재순환) 또는 도 8에 개략적으로 도시된 다수-반응기 장치에(반응기(A, B, C)의 하나 이상에서의 재순환)에 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 복귀 통로(13)는 하나 이상의 반응기(A, B, ..)의 반응 섹션과 유입 섹션 사이에 제공되며, 여기서 복귀 통로는 반응기(A)의 유입 섹션(3)을 반응기(A)의 반응 섹션(4)에 연결한다. 이 실시형태는 반응기(A)를 나가 다음 반응기로 떠나려고 하는 탈황된 철의 일부가 유입 섹션으로 다시 들어가서 반응기의 반응 섹션으로 역류하는 것을 허용한다(반응기(A) 내 재순환). 이러한 방식으로 이 재순환된 철은 반응기에서 추가적인 탈황을 받게 된다. 재순환 양을 제어함으로써, 예를 들어 공급원(1)의 액상 철이 원료의 황 함량 차이로 인해 증가된 황 함량을 갖는 경우, 탈황이 최적화될 수 있다. 재순환된 철의 비율은 액상 철의 원하는 탈황 정도와 실제 탈황 정도의 차이에 따라 달라질 수 있다. 대안적으로, 또는 추가적으로, 탈황은 또한 액상 철에 첨가되는 시약의 양을 변경함으로써 제어될 수 있다. 재순환의 양을 조절하거나 복귀 통로를 완전히 폐쇄하는 밸브와 같은 개폐 수단을 복귀 통로에 제공함으로써, 재순환되는 액상 철의 양이 제어될 수 있다. 통로(13)의 위치는, 유출구(8)를 통해 반응 섹션을 떠나는 액상 철의 일부와 반응 섹션을 떠나 통로(13)를 통해 유입 섹션으로 들어가는 액상 철의 일부 사이에 자연적인 분할이 일어날 수 있도록, 반응 섹션의 유출구와 동일한 높이에 있는 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 복수의 반응기(A, B,...) 및 제2 반응기(B)의 유입 섹션을 제1 반응기(A)의 반응 섹션으로부터 분리하는 벽에 있는 복귀 통로(들)(13)를 포함하는 장치에서 상기 장치에는 반응기들의 하나 이상에서 반응 섹션으로부터 유입 섹션을 분리하는 벽에 복귀 통로(들)(13)이 제공된다. 선택적으로 여기에서 하나, 그 이상 또는 모든 복귀 통로에는 개폐 수단이 제공된다. 이것은 3개 이상의 반응기를 포함하는 장치에 약간의 필요한 수정을 가하여 적용된다.
본 발명의 한 실시형태에서, 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션(3) 및 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(3)은 분리 벽(15)에 의해 분리되며, 여기서 복귀 통로(13) 는 분리 벽(15)의 개구로 구성된다. 이 장치는, 반응기의 유입 및 반응 섹션 사이에 단일 분리 벽을 제공할 뿐만 아니라 반응기의 반응 섹션과 후속 반응기의 유입 섹션 사이에 단일 분리 벽을 제공함으로써, 더욱 소형이다. 이것은 열 손실을 방지하는 데 유용하다.
일 실시형태에서, 액상 철 생산 수단(1)은 직접 환원 제철 공정, 바람직하게는 HIsarna® 제철 공정을 포함한다. 이 공정은 BF-철의 경우보다 황 수준이 더 변동할 수 있는 다양한 원료에서 액상 철을 생산할 수 있는 매우 유연한 공정이다. BF 공정은 원료의 일정한 조성에서 이익을 얻으므로, 액상 철 BF 출력은 더 일정하고 일반적으로 다소 더 낮은 황 함량을 갖는다. 본 발명에 따른 장치의 유연성은 HIsarna-공정 또는 다른 직접 환원 제철 공정을 보완하기에 매우 적합하다.
본 발명에 따른 장치에는 슬래그 부유 섹션이 반응기 뒤에, 또는 다수-반응기 장치의 경우 하나 이상의 반응기 뒤에, 모든 반응기 또는 마지막 반응기 뒤에만 제공되어, 사용시, 슬래그 및 슬래그 내의 임의의 개재물이 액상 철의 표면에 부유하는 것을 허용하고 액상 철로부터 슬래그를 제거할 수 있도록 한다.
제2 측면에 따르면, 본 발명은 또한 하나의 탈황 반응기 또는 복수의 연속적인 탈황 반응기(A, B, ..)를 포함하는 장치에서 액상 철의 탈황 방법으로 구현되며, 여기서 액상 철 생산 수단(1)에 의해 생산된 액상 철(2)은 탈황 반응기(A)의 유입 섹션(3)으로 들어가고 이어서 유입 섹션(3)과 반응 섹션(4) 사이의 통로(5)를 통해 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)으로 흐른다. 여기서 유입 섹션(3) 및 반응 섹션(4)은 연통 용기로서 역할을 하고, 시약은 액상 철(11)에 시약을 도입하기 위한 수단에 의해 반응 용기 내의 액상 철에 도입되며, 여기서 시약을 액상 철에 도입하기 위한 수단(11)은 잠긴 랜스를 포함하고, 여기서 시약의 적어도 일부는 액상 철에 도입된 후에 기화, 해리 또는 반응하여 기포를 형성하고, 여기서 기포는 반응 섹션(4) 내 액상 철의 비중을 감소시키는 동시에, 액상 철 내의 황과 반응하여 액상 철을 탈황시키며, 여기서, 유입 섹션(3)에 들어가는 액상 철의 비중과 반응 섹션((4) 내 액상 철의 비중의 차이로 인해, 액상 철은 유입 섹션(3)에서 반응 섹션((4)으로 이어서 반응 섹션(4)의 유출구(8)까지 및 이를 통한 액상 철의 전체 흐름을 유발하며, 여기서 (i) 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)과 탈황 반응기(A)의 유입 섹션(3) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고, 및/또는 (ⅱ) 제1 및 제2 탈황 반응기(A, B,...) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고, 여기서 복귀 통로는 제2 반응기(B)의 유입 섹션(3)을 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)에 연결하여 장치에서 액상 철의 체류 시간을 증가시킨다.
본 발명에 따른 방법은 본 발명에 따른 장치의 사용에 기초한다. 액상 철은 유입 섹션의 유입구를 통해 장치에 들어간다. 액상 철은 공수 현상과 함께 연통-용기 원리를 사용하여 반응 섹션으로 이송된다. 액상 철이 유입 섹션으로 계속 들어가도록 함으로써, 액상 철은 바람직하게는 반응 섹션의 상부 또는 그 근처에 제공되는 유출구에서 '배출된다'. 유출구의 높이가 유입 섹션에서 철의 레벨에 맞춰져 있다. 시약이 반응 섹션의 액상 철에 도입된다. 시약의 적어도 일부는 액상 철에 도입된 후 기화, 해리 또는 반응하여 기포를 형성하며, 여기서 기포는 반응 섹션에서 액상 철의 비중을 감소시키는 동시에, 액상 철의 황과 반응하여 액상 철을 탈황시킨다. 그리고 여기서, 유입 섹션으로 들어가는 액상 철의 비중과 반응 섹션 내 액상 철의 비중의 차이 때문에, 액상 철은 유입 섹션에서 반응 섹션으로 그리고 이어서 반응 섹션의 유출구로 그리고 이를 통한 액상 철의 전체 흐름에 추가적인 기여를 야기한다. 연통-용기-원리는 이미 유입 섹션의 유입구에서 반응 섹션의 유출구로의 흐름을 보장한다는 점에 유의해야 한다. 반응 섹션의 액상 철에 기체 기포의 존재는, 기체 기포가 있는 액상 철이 장치의 유입 섹션에 들어가는 액상 철보다 더 낮은 비밀도를 가지므로, 이러한 흐름을 강화시킨다.
또한, 반응 섹션에서 액상 철 위에 떠 있는 슬래그는 유출구 레벨의 위치 지정에서 고려해야 한다. 슬래그 분리 수단을 사용함으로써 슬래그가 탈황된 철과 함께 반응 섹션을 떠나는 것을 방지할 수 있다. 탈황된 철 위에 부유하는 여분의 슬래그는, 액상 철 속으로 확장되어 액상 철만 그 아래로 통과하도록 하는 제거장치를 사용하거나, 또는 액상 철만 통과할 수 있도록 슬래그 레벨의 아래에 유입구가 제공되는 소위 폭스홀(foxhole)을 통해, 탈황된 철에서 분리할 수 있다. 슬래그가 액상 철로부터 분리되는 방식은 특별히 제한되지 않지만, 분리 공정이 연속 방식으로 수행될 수 있는 것이 매우 바람직하다. 분리된 슬래그는 슬래그 처리 공장으로 보낼 수 있고, 액상 철은 추가 처리를 위해 보낼 수 있다.
고로 공정에서 생산되는 액상 철은 일반적으로 그 위에 액체 슬래그가 떠 있다는 점에 주목하는 것이 중요하다. HIsarna 공정과 같은 직접 환원 공정에서 생산되는 액상 철은 일반적으로 슬래그 없이 제공된다. 후자의 경우 액상 철이 본 발명에 따라 탈황된다면, Mg 및 석회와 같은 액상 철에 도입된 시약은 바람직하지 않은 고체 슬래그를 생성한다. 이는 또한 일련의 탈황 반응기(A, B, ..)의 첫 번째 반응기 이후에 고로에서 생성된 액상 철에 부유하는 슬래그가 완전히 제거되는 경우에도 마찬가지일 것이다. 또한, 그 경우 Mg 및 석회와 같은 액상 철에 도입된 시약은 바람직하지 않은 고체 슬래그를 생성한다. 따라서 액상 철 위에 액체 슬래그가 없는 이들 두 경우에, 액상 철 위에 뜨는 액체 슬래그를 생성하기 위해, SiO2, Al2O3, N2O, K2O, CaF2, KAlF4, Na3AlF6 또는 CaCl2와 같은 슬래그-형성 화합물, MnO 또는 T1O2가 액상 철에 시약과 함께 첨가되거나 또는 별도로 첨가된다. 적어도 슬래그-형성 화합물 SiO2, Al2O3의 사용이 바람직하다.
반응 섹션의 액상 철에 시약을 도입하는 수단은 반응 용기에 시약을 충분히 깊게 도입할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다. 깊을수록 시약이 액상 철의 황과 반응할 수 있는 시간이 길어지고, 탈황이 더 효과적일 것이다. 또한, 기포의 존재에 의해 액상 철의 흐름이 강화되기 때문에, 반응 섹션에 가능한 한 깊게 시약을 도입하는 것이 유리하다. 시약 도입 장치를 통한 액상 철의 흐름과 연통-용기-원리에 의해 제공되는 흐름에 대한 복합적인 효과를 최적화함으로써 반응 섹션의 액상 철을 교반할 필요가 없다.
바람직한 일 실시형태에서 시약은 액상 철 레벨(h철)의 0.33배 미만이다. 본 발명에 따른 방법의 원리는 기포가 없는 액상 철의 비중과 기포가 있는 액상 철의 비중 차이의 사용에 의존한다. 기체 기포가 더 깊이 형성될수록, 이 차이가 액상 철의 흐름에 더 큰 영향을 미치는데, 이는 비중 차이로 인해 유입 섹션의 철이 반응 섹션의 철보다 '더 무겁기' 때문이다. 이러한 이유로, 액상 철을 탈황하는 데 사용되는 시약의 적어도 일부가 액상 철에 도입된 후 기화, 해리 또는 반응하여 기포를 형성하는 것이 중요하며, 여기서 기포는 반응 섹션 내 액상 철의 비중을 감소시킨다. 액상 철의 탈황에 사용되는 잘 알려진 시약은 Mg, 석회, 탄화칼슘, CaF2, 소다회(Na2CO3)이다. 잠긴 랜스를 통해 시약을 추가할 때, 시약은 운반 가스에 의해 랜스를 통해 액상 철로 이송된다. 일반적으로 이 운반 가스는 질소(N2(g)) 또는 아르곤(Ar(g)) 또는 헬륨(He(g))이다. 이러한 가스는 시약의 효과 외에 비중 감소에도 도움이 된다. 탈황 공정에 직접적으로 기여하지 않지만 철에 기체 기포를 형성하여 비중 감소를 촉진하고 그에 의해 흐름을 유지하는 기능을 갖는 성분을 액상 철에 추가하는 것도 가능하다. 이것은 또한 아래에서 불활성 가스의 기포를 형성함으로써 촉진될 수도 있다.
기화, 해리 또는 반응하여 증기 기포 또는 기체 기포를 형성하는 시약의 효과는 반응 섹션 깊숙이 발생하는 경우 가장 강력하다. 따라서 주입 깊이는 반응 섹션에서 액상 철 레벨(h철)의 0.50 미만인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 그 깊이는 0.33 미만, 더욱더 바람직하게는 액상 철 레벨의 0.25 또는 0.10배 미만이다. 바람직하게는, 랜스를 사용하여 시약을 주입할 때, 주입 깊이는 액상 철 레벨의 0.05배 이상이어야 하는데, 그 이유는 주입 깊이와 반응 섹션 바닥 사이의 거리가 너무 작아지기 때문이다. 더 바람직하게는 주입 깊이는 액상 철 레벨의 0.08배 이상이다. 시약을 주입하기 위한 바닥 플러그의 경우, 주입 깊이는 바닥에 있다(즉, 액상 철 레벨의 0배).
랜스에 의해 기화하는 시약의 주입 효과를 개선하기 위해, 증발 챔버가 사용될 수 있고, 및/또는 랜스에는 액상 철에 시약의 측면 퍼짐을 달성하기 위한 수단이 장착될 수 있다. 증발 챔버는 트럼펫 벨과 같은 모양을 가질 수 있다.
복수의 후속 탈황 반응기(A, B,...)를 포함하는 장치에서 액상 철의 체류 시간을 증가시키기 위해, 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션(3)과 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4) 사이에 복귀 통로(13)를 제공하여 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션(3)에서 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)으로 탈황된 액상 철의 복귀 흐름을 가능하게 하며, 선택적으로, 여기서 복귀 통로(13)에는 복귀 흐름을 조절할 수 있는 개폐수단(14)이 제공된다.
선택적으로, 제2 탈황 반응기의 각 유입 섹션(3)과 제1 탈황 반응기의 반응 섹션(4) 사이에 복귀 통로가 제공된다. 이 실시형태에서, 복귀 통로는 모든 후속 반응기들 사이에 존재하여, 특히 이 복귀 통로들 중 하나 이상 또는 모두에 개폐 수단(14)이 제공되는 경우, 최대 유연성 및 제어를 허용한다.
예를 들어 밸브와 같은 적절한 개폐 수단에 의해, 상기 복귀 흐름을 효과적으로 제어함으로써, 그리고 탈황을 지속적으로 모니터링함으로써, 또는 현장 점검(spot checks)을 통해, 탈황 공정의 효율성과 유효성이 향상될 수 있다.
바람직한 실시형태에서, 액상 철이 장치에 연속적으로 제공되고, 액상 철이 상기 장치에서 연속적으로 탈황되고, 탈황된 액상 철이 상기 장치에서 연속적으로 배출되는 공정이 제공된다. 일반적으로 알려진 탈황 공정은 액상 철의 일괄식 탈황 공정을 기반으로 한다. 본 발명에 따른 공정 및 장치는 연속 공정을 가능하게 한다.
바람직한 실시형태에서, 액상 철 생산 수단은 직접 환원 제철 공정, 바람직하게는 HIsarna® 제철 공정을 포함하고, 바람직하게는 탈황은 본 발명에 따른 장치 및 공정을 사용하여 연속 공정으로 수행된다.
본 발명에 따른 공정으로부터 생성된 탈황 액상 철은, 본질적으로 불연속 및 일괄식 공정인 기존 전로에 철을 장입함으로써 BO-제강 공정과 같은 정제 공정에서 추가로 처리될 수 있다.
그러나 본 발명에 따른 장치 및 공정은 또한, 연속 탈린 및 연속 탈탄과 같은 추가의 연속 액상 철 처리와 결합될 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 공정으로부터 생성된 탈황된 액상 철이 BO-제강 공정과 유사한 연속 전로에서 강으로 추가 처리되는 연속 전로 공정과 본 발명에 따른 공정을 결합한다.
실시 예
반응기 수, 반응기 순서, 복귀 통로의 사용, 반응기들의 크기 및 들어오고 나가는 철의 구성 및 온도와 같은 변수에 대해 민감도 분석을 수행하여 최적의 조합에 도달하기 위해 흐름 현상학적 모델을 기반으로 컴퓨터 시뮬레이션을 수행했다.
1380℃의 평균 유입 온도와 800~1200ppm(평균 1000ppm)의 진입 황 함량에서 최종 황 함량이 50ppm 미만인 액상 철을 연간 100만 톤씩 처리할 수 있는 탈황 유닛을 위해 약 100 m3의 본 발명에 따른 반응기의 반응기 부피가 필요하다. 또한, 이를 달성하려면 약 8의 종횡비가 필요한 것으로 나타났다. 도 13은 이러한 유입 조건들에 대한 정상상태 황 함량 대 반응기 종횡비를 보여준다.
복수의 반응기를 결합함으로써 개별 반응기들은 상당히 소형화될 수 있다. 3개의 15 m3 탈황 반응기를 결합하고 이들을 연속으로 작동하면(도 6에 개략적으로 표시된 바와 같이) 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다:
Figure pct00002
더 작은 반응기의 경우 최종 황 함량은 이미 2개 반응기(48ppm) 및 3개 반응기 후 27ppm 후에 대형 반응기 값보다 낮다. 주요 탈황은 반응기의 유출구 S 함량에 대한 겉보기 반응 속도의 지수적 의존성으로 인해 첫 번째 반응기에서 달성된다. 따라서 장치는 유입구 S 농도의 변동에 비교적 쉽게 대처할 수 있다. 반응기의 S 함량에 대한 이러한 강한 의존성 때문에, 탈황의 초기 부분은 후속 부분보다 훨씬 더 높은 비율로 발생한다. 이들 비교적 작은 순차 반응기의 경우 반응기의 크기는 바람직한 높은 종횡비가 기술적으로 달성하기 쉬운 정도임을 주목한다. 또한 15m3의 경우, 이러한 반응기의 부피는 약 50m3인 산업용 레이들보다 상당히 작으며, 3개의 순서는 산업용 레이들과 같은 순서이다.
도면에 대한 상세한 설명
도 1에는 제강 공정의 간단한 개략도가 도시되어 있다. 광석, 석탄, 코크스는 고로공정이나 직접환원 제철공정과 같은 제철공정에서 철을 생산하는데 사용되는 주요 원료이다. 이 공정의 생성물인 액상 철은 철의 과잉 황을 제거하기 위해 탈황해야 한다. 탈황 후 철은, 제강 공정에서 일반적으로 염기성 산소 로(BOF)에서 추가로 정제된다(탈인, 탈탄 등). 얻어진 강은 2차 제강(SM)에서 추가로 세척되고 조성이 미세 조정된 후, 슬래브 또는 스트립으로 주조된다.
도 2는 하나의 탈황 반응기(A)로 구성된 본 발명에 따른 장치의 실시형태를 도시한다. 액상 철 생산 수단(1)은 유입구(2)를 통해 반응기의 유입 섹션(3) 내로 상기 장치에 액상 철을 제공한다. 유입 섹션과 반응 섹션(4)은 통로 또는 도관(5)의 존재로 인해 연통하는 용기이고 결과적으로 액상 철은 상기 장치를 통과하여 배출된다. 반응 섹션의 액상 철 위에 떠 있는 슬래그를 걷어내고(예를 들어, 도 9 참조) 유출구(8)를 통해 반응 섹션을 나가는 액상 철에서 분리한다. 잠긴 랜스(11)(및/또는 바닥 플러그 등(도시되지 않음)을 통해)를 통해 시약이 반응 섹션의 액상 철에 도입되고 이들 시약은, 액상 철에 기포를 형성하고 탈황 화합물로 작용하도록 선택된다. 기포는 철의 비중이 감소하도록 하며, 이는 유입 섹션의 철의 비중이 반응 섹션의 철+기포보다 높기 때문에 유입 섹션에서 반응 섹션으로 철의 흐름에 도움이 된다. 황은 (예를 들어) 액상 철의 용해된 황에서 CaS 또는 MgS 형태로 슬래그로 이동되며, 그 후 슬래그 층은 금속으로부터 분리된다(Schrama 등 참조). 액상 철 생산 수단은 특별히 제한되지 않으며 통상적인 고로, 스크랩 용융 설비 또는 직접환원 제철 설비일 수 있다.
도 3은 도 2의 장치(A)의 더 소형인 형태를 도시한다. 통로(5)는 이제 유입 섹션을 반응 섹션으로부터 분리하는 공통 벽에 있는 개구이다.
도 4는 반응 섹션(4)과 유입 섹션(3) 사이에 복귀 통로가 있는 도 2와 동일한 장치(A)를 도시한다.
도 5는 반응 섹션(4)과 유입 섹션(3) 사이에 복귀 통로가 있는 도 3과 동일한 장치(A)를 도시한다.
도 6은 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같은 복수(즉 3개) 반응기를 포함하는 장치를 도시한다. 이것은 탈황이 단계적으로 수행될 수 있게 한다. 도면에서 액상 철은 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션에서 탈황되고, 제2 반응기(B)의 유입 섹션으로 유도되고, 반응기(A)의 공정이 반복되고, 반응기(C)에서 다시 반복된다. 개별 반응기들(A, B, C)은 괄호로 표시된다.
도 7은 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같은 복수의 (즉, 3) 장치를 포함하는 장치를 도시한다. 이 장치와 도 6의 장치 간의 차이점은 (일부) 두 번째 반응기(B)의 유입 섹션의 액상 철(의 일부)이 반응기(A)의 반응 섹션으로 역류하는 것을 허용하는 복귀 통로(13)가 분리 벽(12) 에 존재하는 것이다. 이는 반응기(A)의 반응 섹션에서 액상 철(의 일부)의 체류 시간을 증가시킨다. 바람직하게는 복귀 통로(13)에는 액상 철의 복귀 흐름을 조절하는 개폐 수단이 제공된다. 도 7에서는 반응기(B, C) 사이에 복귀 통로가 제공된다. 개별 반응기(A, B 및 C)는 브래킷으로 표시된다.
도 8은 도 7과 동일한 원리를 따르지만, 여기에서 복귀 통로(13)는 개별 반응기들에서 반응기의 유입 섹션과 반응 섹션 사이의 분리 벽(12)에 존재하며, 도 7에서와 같이 2개의 후속 반응기들을 분리하는 벽에 존재하지 않는다. 개별 반응기들(A, B, C)은 브래킷으로 표시된다.
도 9는 액상 철에 시약을 주입하기 위해 잠긴 랜스를 사용하는 경우 주입 깊이의 특징을 정의하기 위한 것이다.
도 10은 상기 반응기의 개략적인 형상을 위에서 본 것으로서, 상기에서 사용된 종횡비에서 "각 반응 섹션의 단면의 가장 큰 직경 또는 대각선"의 특징을 설명하고자 한다. 많은 다른 모양을 생각할 수 있으며 각 경우에 가장 큰 직경 또는 대각선은 도 10과 유사한 방식으로 결정된다.
도 11은 3개의 분리된 탈황 반응기를 효과적으로 포함하는 연속 유입 섹션 및 반응 섹션을 가진, 위에서 본 도 6, 7 또는 8의 대안적인 레이아웃을 보여준다. 액상 철은 유입구(2)를 통해 장치의 반응 섹션(3)으로 들어가고 유출구(8)까지 시계 방향으로 계속 이동한다.
도 12는 액상 철의 상부에 부유하는 슬래그를 걷어냄으로써 액상 철로부터 제거된 황을 함유하는 슬래그를 탈황된 액상 철로부터 분리하는 것을 돕는 슬래그 제거 수단(9)의 일례를 도시한다.
도 13은 특정 크기(100 m3)의 반응기에서 증가된 종횡비가 황 함량에 미치는 영향을 보여준다.

Claims (18)

  1. 하나의 탈황 반응기(A) 또는 복수의 연속적인 탈황 반응기(A, B,...)를 포함하는 액상 철의 연속 탈황을 위한 장치에 있어서,
    상기 탈황 반응기 또는 반응기들은 각각 액상 철 생산 수단(1) 또는 후속 탈황 반응기 직전의 탈황 반응기으로부터 액상 철(2)을 받기 위한 유입 섹션(3), 및 상기 액상 철로부터 황을 제거하기 위한 반응 섹션(4)을 포함하고,
    상기 탈황 반응기들의 유입 섹션(3) 및 반응 섹션(4)은 연통하는 용기로 작용하고,
    상기 유입 섹션(3)과 상기 반응 섹션(3) 사이에 통로(5)가 제공되어, 사용 시, 액상 철이 상기 유입 섹션(3)에서 상기 반응 섹션으로 흐르도록 하고,
    제1 또는 유일한 탈황 반응기(A)에 액상 철을 공급하는 수단이 상기 유입 섹션에 제공되고,
    상기 반응 섹션 또는 상기 유입 섹션의 액상 철에 시약을 도입하기 위한 수단(11)이 제공되고, 액상 철에 시약을 도입하기 위한 수단(11)은 잠긴 랜스를 포함하고, 바람직하게는 상기 반응 섹션(4)의 상부 또는 그 근처에 유출구(8)가 상기 반응 섹션(4)에 제공되어, 탈황된 액상 철이 상기 반응 섹션(4)을 빠져나갈 수 있도록 하며, 여기서
    (i) 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)과 탈황 반응기(A)의 유입 섹션(3) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고 및/또는
    (ⅱ) 제1 및 제2 탈황 반응기(A, B,...) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고, 여기서 복귀 통로는 제2 반응기(B)의 유입 섹션(3)을 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)에 연결하여,
    사용 시, 상기 장치에서 액상 철의 체류 시간을 증가시키는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    사용시에 액상 철의 상부에 부유하는 슬래그를 상기 탈황된 액상 철로부터 분리하기 위한 슬래그 제거 수단(9)이 제공되는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 탈황 반응기(A, B,...)가 제공되고, 제1 탈황 반응기의 유출구(8)가 제2 탈황 반응기의 유입구에 연결되어 이미 탈황된 액상 철을 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)에서 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션으로 전달하는, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입 섹션(3) 및 상기 반응 섹션(4)은 분리 벽(12)에 의해 서로 분리되고, 상기 통로(5)는 싱기 분리 벽에 있는 개구로 구성되는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복귀 통로 또는 통로들(13)에는, 사용시, 상기 제2 탈황 반응기의 유입 섹션(3)에서 상기 제1 탈황 반응기의 반응 섹션(4)으로 탈황된 액상 철의 복귀 흐름을 조절하기 위한 개폐 수단(14)이 제공되는, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션(3)과 상기 제1 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)이 분리 벽(15)에 의해 분리되고, 여기서 복귀 통로(13)는 분리 벽(15)에 있는 개구로 구성되는, 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액상 철 생산 수단(1)은 직접환원 제철공정, 바람직하게는 HIsarna® 제철 공정을 포함하는, 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    슬래그 부유 섹션이 상기 하나 이상의 반응기 뒤에, 바람직하게는 적어도 마지막 또는 유일한 반응기 뒤에 제공되어, 사용시, 슬래그 및 슬래그 내의 임의의 개재물이 액상 철의 표면에 뜨고 액상 철로부터 슬래그가 제거되도록 하는, 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    종횡비(반응 섹션의 높이/각각의 반응 섹션의 단면의 최대 직경 또는 대각선)가 3 이상인, 장치.
  10. 하나의 탈황 반응기 또는 복수의 연속적인 탈황 반응기(A, B,...)를 포함하는 장치에서 액상 철의 연속적인 탈황 방법으로서,
    액상 철 생산 수단(1)에 의해 생성된 액상 철(2)이 탈황 반응기(A)의 유입 섹션(3)으로 들어가고 후속적으로 유입 섹션(3)과 반응 섹션(4) 사이의 통로(5)를 통해 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)으로 유동하며, 여기서 유입 섹션(3) 및 반응 섹션(4)은 연통하는 용기로서 작용하고, 액상 철(11)에 시약을 도입하기 위한 수단에 의해 시약이 반응 용기 내의 액상 철에 도입되며,
    액상 철에 시약을 도입하는 수단(11)은 잠긴 랜스를 포함하고, 상기 시약의 일부 또는 전부는 액상 철에 도입된 후 기화, 해리 또는 반응하여 기포를 형성하고, 여기서 기포는 반응 섹션(4) 내의 액상 철의 비중을 감소시키는 동시에, 상기 액상철 내의 황과 반응하여 상기 액상 철을 탈황시키며,
    상기 유입 섹션(3)에 들어가는 액상 철의 비중과 상기 반응 섹션(4) 내의 액상 철의 비중의 차이로 인하여, 상기 액상 철은 유입 섹션(3)에서 반응 섹션(4)으로 이어서 반응 섹션(4)의 유출구(8)까지 및 이를 통과하는 액상 철의 전체 흐름을 초래하며, 여기서
    (i) 탈황 반응기(A)의 반응 섹션(4)과 상기 탈황 반응기(A)의 유입 섹션(3) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고, 및/또는
    (ⅱ) 제1 및 제2 탈황 반응기(A, B,...) 사이에 복귀 통로(13)가 제공되고, 여기서 복귀 통로는 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션(3)을 제1 탈황 반응기(A)의 섹반응 션(4)에 연결하여,
    상기 장치에서 액상 철의 체류 시간을 증가시키는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 시약이 상기 잠긴 랜스를 통해 상기 반응 용기 내의 액상 철에 주입되고, 바람직하게 주입 깊이(di)가 액상 철 레벨(h철)의 0.50배 미만인, 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    복수(2개 이상)의 후속 탈황 반응기(A, B,...)가 직렬로 연결되고,
    제1 탈황 반응기(A)의 유출구(8)가 제2 탈황 반응기(B)의 유입구에 연결되어, 탈황된 액상 철이 제1 탈황 반응기(A)의 섹션(4)에서 제2 탈황 반응기(B)의 유입 섹션(3)으로 전달되어 액상 철이 지속적으로 탈황될 수 있도록 하는, 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시약이 액상 철 레벨(h철)의 0.33배 미만인, 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복귀 통로(13)에는 복귀 흐름을 조절할 수 있도록 개폐 수단(14)이 제공되는, 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    액상 철이 상기 장치에 지속적으로 제공되고, 상기 액상 철이 상기 장치에서 지속적으로 탈황되며, 탈황된 액상 철이 상기 장치에서 지속적으로 배출되는, 방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액상 철 생산 수단은 직접환원 제철공정, 바람직하게는 HIsarna® 제철 공정을 포함하는, 방법.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잠긴 랜스에 의해 액상 철에 도입된 상기 시약은 마그네슘을 포함하는, 방법.
  18. 제8항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액상 철 위에 뜨는 액상 슬래그를 생성하기 위해, SiO2, Al2O3, N2O, K2O, CaF2, KAlF4, Na3AlF6 또는 CaCl2와 같은 슬래그 형성 화합물, MnO 또는 TiO2이 상기 액상 철에 상기 시약과 함께 첨가되거나 별도로 첨가되는, 방법.
KR1020217041633A 2019-05-24 2020-05-19 액상 열간 금속의 연속 탈황 장치 및 방법 KR20220012886A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19176486.9 2019-05-24
EP19176486 2019-05-24
PCT/EP2020/064008 WO2020239554A1 (en) 2019-05-24 2020-05-19 Device and method for continuous desulphurisation of liquid hot metal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220012886A true KR20220012886A (ko) 2022-02-04

Family

ID=66751875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217041633A KR20220012886A (ko) 2019-05-24 2020-05-19 액상 열간 금속의 연속 탈황 장치 및 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220170122A1 (ko)
EP (1) EP3976837B1 (ko)
KR (1) KR20220012886A (ko)
CN (1) CN113748218B (ko)
AU (1) AU2020281532A1 (ko)
BR (1) BR112021018524A2 (ko)
PL (1) PL3976837T3 (ko)
WO (1) WO2020239554A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024023561A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Arcelormittal A method of manufacturing molten pig iron into an electrical smelting furnace

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2577764A (en) * 1949-11-04 1951-12-11 Air Reduction Desulfurization of ferrous metals
SE318677B (ko) * 1966-04-04 1969-12-15 Inva Ab
DE1758537B1 (de) * 1968-06-22 1973-03-22 Salzgitter Peine Stahlwerke Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen frischen von roheisen zu stahl
DE2010585A1 (de) * 1970-03-06 1971-09-23 Klöckner-Werke AG, 4I00 Duisburg Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Entschwefelung von Roheisen
JPS5017326B1 (ko) * 1971-06-25 1975-06-20
JPS5856006B2 (ja) * 1976-04-26 1983-12-13 新日本製鐵株式会社 脱ケイ専用の反応室をもつ連続的精錬炉
JPS6035408B2 (ja) * 1978-01-31 1985-08-14 日新製鋼株式会社 溶銑の連続処理法および装置
JPS58217618A (ja) * 1982-06-09 1983-12-17 Nippon Steel Corp 溶融金属処理装置
CA1328563C (en) * 1986-06-12 1994-04-19 Paul Metz Method of treating metal melts and apparatus for carrying out the method
JPH05171239A (ja) * 1991-12-26 1993-07-09 Kawasaki Steel Corp 溶銑の連続的予備処理方法および装置
DE4429653C2 (de) * 1994-08-20 1997-04-03 Anton Dr More Konverter und Verfahren zum Frischen von Metallschmelzen insbesondere von Roheisen zu Stahl
AUPR203200A0 (en) * 2000-12-12 2001-01-11 Technological Resources Pty Limited Desulphurizing molten iron
CN2661699Y (zh) * 2003-07-22 2004-12-08 承德新新钒钛股份有限公司 高炉铁水连续脱硫装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113748218A (zh) 2021-12-03
BR112021018524A2 (pt) 2021-11-23
EP3976837A1 (en) 2022-04-06
US20220170122A1 (en) 2022-06-02
WO2020239554A1 (en) 2020-12-03
AU2020281532A1 (en) 2021-10-14
EP3976837B1 (en) 2024-01-17
PL3976837T3 (pl) 2024-03-25
CN113748218B (zh) 2023-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5954551B2 (ja) 転炉製鋼法
JP2007224367A (ja) 高窒素含有鋼の溶製方法
JP4715384B2 (ja) 溶銑の脱燐処理方法及び脱燐処理用上吹きランス
KR20220012886A (ko) 액상 열간 금속의 연속 탈황 장치 및 방법
US4052197A (en) Process for making steel from pig iron
JP5891826B2 (ja) 溶鋼の脱硫方法
JP6665884B2 (ja) 転炉製鋼方法
US20140190312A1 (en) Method and apparatus for dephosphorising liquid hot metal such as liquid blast furnace iron
JPH086131B2 (ja) 金属溶融物処理方法およびその方法を実施するための装置
CN110621793A (zh) 高锰钢的熔炼方法
JP2002256320A (ja) 溶銑の脱珪・脱りん方法
JP3790414B2 (ja) 溶銑の精錬方法
Marukawa et al. Prospect for innovative steel-making process in the forthcoming century
JPS6176607A (ja) 溶銑の予備精錬による製鋼設備
US3271128A (en) Prerefining blast furnace iron
US20230323491A1 (en) Process for producing raw steel and aggregate for production thereof
CN220202006U (zh) 基于富氧顶吹工艺熔融还原含铜污泥的设备
SU1134607A1 (ru) Способ подготовки металлической шихты дл выплавки стали
JP2009127078A (ja) 高清浄度軸受鋼及びその溶製方法
Biswas et al. Iron-and Steel-Making Process
JPS5839716A (ja) 溶銑処理方法
RU2071982C1 (ru) Способ непрерывного конвертирования медных сульфидных материалов
JPS6035408B2 (ja) 溶銑の連続処理法および装置
JP2016132790A (ja) 溶銑鍋における脱珪および脱硫方法
KR20240035546A (ko) 용선 제조 방법