KR940003502B1 - 광석의 예비환원용 가스의 흐름속도 제어방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광석의 예비환원용 가스의 흐름속도 제어방법 및 그 장치

제1도는 본 발명의 방법을 명시하는 개략 예시도.

제2도는 본 발명에 의해 유동층식 로내에서 광석을 적절히 유동화시키는 가스 압력범위와 가스 유량사이의 관계를 도시하는 그래프.

제3도는 본 발명에 의해 가스 압력이 유동층식 로에서 조정되는 경우의 예를 도시하는 그래프도.

제4도는 본 발명의 유도층식 로를 예시하는 수직 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 용융환원로 2 : 예비환원로

3,11 : 가스유로 5 : 유동층

16,17 : 밸브 19 : 압력 검출기

23 : 오리피스

본 발명은 용융환원로 내에서 발생되는 공정가스를 예비환원로 내로 유입할 시, 가스의 유량을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

용광로 방식 대신에 사용되는 철 제조기술로서, 원광을 용융 및 환원하기 위한 용융철 욕법(molten iron bath type method)에 대하여 주의가 기울어지고 있다. 원광을 용융 및 환원하기 위한 상기 방법에 있어서, 원광은 에너지효율을 증대하도록 용융환원로 내에서 발생되는 환원성 가스를 이용하여 예비환원된다. 예비환원로로서, 유동층식 환원로가 종종 이용된다. 유동층식 용융환원로에서, 분광이 그대로 사용될 수 있으며, 분광은 환원가스와 함께 빠르게 반응한다.

유동층식 예비환원로가 이용되는 종래의 방법에 있어서, 용융환원로 내에서 발생되는 가스는 그대로 예비환원로 내로 유입된다. 이와같은 방법은 예를 들면 일본국 특허공개 제210113/83호, 제23915/87호 및 제60805/87호에 게재되어 있다.

용융환원로 내에서 발생되는 가스가 그대로 예비환원로 내로 유입되는 이유는 다음과 같이 고찰된다.

첫째로, 용융환원로 내에서 발생되는 가스의 총량은 예비환원로 내에서 사용되므로, 에너지 효율의 견지에서 보아 유리하다. 둘째로, 예비환원로의 형체 및 크기가 발생된 가스의 흐름을 예측하여 사전에 결정될 때, 원광은 충분히, 적절하게 예비환원될 수 있다.

상술한 유동층식 예비환원로에 있어서, 예비환원로 내로 유입되는 가스의 유량은 예비환원로의 형체와 크기에 따른 적정 범위내로 해야 할 것이다. 가스의 유량이 적을 때, 원광은 적절하게 유동되지 않으며, 가스 유량이 지나치게 많으면, 배출가스와 함께 노외로 배출되는 원광량이 증가된다. 가스유량이 지나치게 적거나, 지나치게 많은 경우에 있어서, 균일하고, 충분한 예비환원반응은 기대할 수 없다. 특히, 가스유량이 지나치게 많을 때, 가스 배출파이프의 막힘 및 예비환원로의 하부에 위치하는 장치가 고장이 발생되기 쉽다.

그러나, 최근 실용화를 위해 연구된 용융환원로의 작업에 있어서, 용융 환원로내에 발생되는 가스의 압력 및 유량이 크게 변동한다. 즉, 예비환원로 내로 유입되는 환원가스의 압력 및 유량은 크게 변동된다. 이러한 변동에 대한 이유는 하기와 같다.:

(a) 원광을 용융 및 환원하기 위한 방법은 철생산량을 적절하게 조정할 수 있다는 점에서 매우 유리하다. 따라서 원료장입량, 산소송풍량, 예비환원로 내의 온도와 같은 작업 조건을 크게 변화시킬 수 있다.

(b) 용융환원로 내의 가스의 높은 압력으로 설비를 소형화할 수 있다는 점에서 유리하다. 따라서, 이것은 노내의 가스압력을 대기압 이상으로 하여 작업하는 것이 유리하다. 대기압 이상의 압력으로 실행되는 작업시의 가스압력은 대기압으로 실행되는 작업시의 가스압력보다 변동이 크다.

(c) 경제적인 효율을 향상시키도록 여러종류의 원료를 사용할 필요가 있다. 휘발분이 서로 다른 석탄이 사용될 때, 예를들면 발생 가스량이 변동된다.

발생가스량이 크게 변동되는 작업에 있어서, 용융환원로에서 발생된 가스가 그대로 예비환원로에 도입되는 종래의 방식에 의해서는 광석을 적절하게 유동시킬 수 없어서 충분히 예비환원시킬 수 없었다.

상술한 문제를 해결하기 위하여 비교적 가스량이 많은 경우를 기준으로 한 장치가 설계되어 있다. 광석의 유동화를 위해 필요한 가스가 작업시 불충분할 때, 예비환원로로 부터의 배기가스 일부를 재순환시켜서 용융환원로에서 발생된 가스에 가하고 예비환원로로 도입한다. 그러나 이 방법에 있어서, 가스의 압력은 예비환원로에서 배출되어 압력이 저하된 가스를 재순환시키도록 승압할 필요가 있으며, 압력을 높이기 위한 압축기, 가스를 냉각하고 압축기의 입구측의 가스로부터 분진을 제거하기 위한 장치, 및 이들 장치들을 통하여 통과하는 가스의 온도를 높이기 위한 가열장치를 필요로 한다. 그런 까닭에, 설비비 및 작업비가 증가된다.

본 발명의 목적은 광석이 유동층을 갖는 예비환원로 내에서 적당한 유동화상태로 유지될 수 있고, 이 상태가 경제적으로 실현될 수 있는 광석을 예비환원하기 위해 가스유량을 조정하는 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유동층상의 형태의 광석을 갖는 예비환원로에 접속된 용융환원로로 구성되는 시스템에서, 광석을 예비환원하기 위해 가스유량을 조정하는 방법에 있어서, 상기 방법은 : 상기 용융환원로를 예비환원로 접속시키는 제1가스유로를 통해 상기 용융환원로에 발생된 가스를 예비환원로로 공급하는 단계 ; 상기 제1가스유로를 통해 상기 예비환원로로에 공급된 가스로 상기 유동층을 갖는 예비환원로에서 광석을 예비환원하는 단계 ; 상기 예비환원로로부터 제2가스유로를 통해 광석의 예비환원용 가스를 배출하는 단계 ; 상기 용융환원로에서 예비환원된 광석을 용융 및 환원하는 단계 ; 상기 제1가스유로에 위치하는 가스압력조정 밸브로 상기 제1가스유로를 통해 예비환원로에 공급된 가스압력을 조정하므로써 상기 용융환원로에서 발생되고 상기 제1가스유로를 통해 예비환원로로 공급되는 가스 실유량을 조정하며, 압력 조정된 가스는 상기 예비환원로로 공급되고, 압력조정된 가스압력은 상기 예비환원로의 내측에 위치한 가스입구에 배치된 압력검출기에 의해 검출된 압력값에 따라 조정되는 단계 ; 및 실유량이 유동층상의 광석이 유동화하는 데 필요한 실유량의 최소 기준값보다 크고, 가스 실유량의 최대기준값보다 작도록 상기 예비환원로로 공급되는 가스의 실유량이 조정되는 단게로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 용융환원로를 예비환원로에 접속시키는 제1가스유로를 통해 상기 용융환원로에 발생된 가스를 예비환원로로 공급하는 단계 : 상기 제1가스유로를 통해 상기 예비환원로에 공급된 가스로 상기 유동층을 갖는 예비환원로에서 광석을 예비환원하는 단계 ; 상기 예비환원로로 부터 제2가스유로를 통해 광석의 예비환원가스를 배출하는 단계 ; 상기 용융환원로에서 예비환원된 광석을 용융 및 환원하는 단계 ; 상기 용융환원로에서 발생되고 상기 제1가스유로를 통해 상기 예비환원로로 공급되는 가스의 압력과 실유량을 상기 제1가스유로에 위치한 가스압력조정밸브로 조정하며, 상기 예비환원로에 공급된 가스의 압력은 상기 예비환원로에 위치한 가스입구에 배치된 가스검출기에 의해 검출된 압력값에 의거하여 조정되는 단계 ; 및 제2가스유로에 위치한 가스유량 조정장치로 예비환원로에서 배출된 가스유량을 조정하며, 제1가스유로를 통해 예비환원로에 공급된 가스압력 및 예비환원로로 부터 배출된 가스유량은 상기 제1가스유로에 위치한 가스압력조정밸브로 조정되며, 상기 가스 유량조정장치는 상기 예비환원로 내외로 공급ㆍ배출된 가스의 유량을 조정하므로써 예비환원로의 압력을 미리 선정된 최소값과 최대값 사이에 유지하도록 상기 제2가스유로에 위치하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원로 가스의 유량조정방법을 제공한다.

본 발명은 또한, 유동층상의 형태의 광석을 갖는 예비환원로에 접속된 용융환원로로 구성되는 시스템에서, 광석을 예비환원하기 위해 가스유량을 조정하는 장치에 있어서, 상기 장치는 : 상기 용융환원로에 발생된 가스를 유동층을 갖는 예비환원로로 공급하기 위한 제1가스유로 ; 광석의 예비환원용 가스를 배출하기 위한 제2가스유로 ; 상기 용융환원에서 발생되고 상기 예비환원로로 공급되는 가스의 압력을 조정하므로써 상기 예비환원로로 공급된 가스의 실유량과 압력을 조정하기 위한, 상기 제1가스유로에 위치하는 가스압력 조정밸브 ; 상기 예비환원로로 부터 배출된 가스의 유량을 조정하기 위한, 상기 제2가스유로에 위치하는 가스 유량조정장치 ; 상기 제1가스유로에 위치한 가스압력조정밸브로 조정되는 예비환원로에 위치한 입구의 가스압력을 검출하기 위한 가스압력 검출기 ; 상기 예비환원로에서 배출된 가스의 유량을 측정하고, 측정된 가스유량이 상기 제2가스유로에 위치한 가스유량 조정장치로 조정되는 것으로, 가스유량을 측정하기 위한 제2가스유로에 위치하는 가스유량 검출기 : 상기 예비환원로 입구에서 검출된 압력 및 상기 예비 환원로에서 배출된 가스의 계측유량을 처리하고, 상기 가스압력 조정밸브 및 상기 가스유량조정장치로 제어 명령을 전송하고 예비환원로 내로 공급되고 외부로 배출되는 유량을 제어하기 위한 연산제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비 환원용 가스유량조정장치를 제공한다.

본 발명의 상기 목적 및 장점은 첨부된 도면과 함께 취해진 하기 상세한 설명에서 명백해 질 것이다.

본 발명은 압축성 유체의 체적이 유체상의 압력 변화에 따라 변화된다는 원리를 이용한 것이다. 즉, 용융환원로에서 발생된 가스의 압력이 변화될 때, 가스의 체적은 증가 또는 감소된다. 예비환원로 내로 유입된 가스의 실유량이 조정된다. 여기서, “유량”은 단순히 “유량”이라고 기술된 경우에는 가스의 표준상태에서 N㎥/hr의 유량인 것을 의미한다. 실제 압력과 실제 온도에서의 가스의 유량은 “실유량”이라 부른다. 가스의 압력은 용융환원로에서 발생되는 가스량과 압력에 따라 변화된다. 용융환원로에서 발생된 가스량이 예비환원로 내의 광석을 유동화시키는 데 불충분할 때, 가스의 실유량을 예비환원로 내로 흐르는 가스의 압력을 낮추므로써 증대된다. 광석은 가스의 실유량은 증대하므로써 적절하게 유동화된다. 가스량이 과도하게 많을 때, 가스의 실유량은 예비환원로 내로 흐르는 가스의 압력을 높이므로써 감소된다. 광석은 예비환원로 외로 분산되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 장치에 따라, 용융환원로에 발생된 가스의 압력은 변화될 수 있고, 가스의 실유량은 조정될 수 있고, 가스는 용융환원로에 발생된 가스를 예비환원로 내로 유입하기 위하여 가스유로에 위치한 조정밸브의 개구를 조절하므로써 예비환원로 내로 유입될 수 있다. 용융환원로에 발생된 환원가스를 예비환원로 내로 유입하기 위한 조정밸브와 예비환원로에서 배출되는 가스의 유로에 위치하는 조정밸브가 사용될 수 있다. 환원가스유로에 위치한 조정밸브의 개구를 작게 하거나, 예비환원로에서 배출되는 가스의 유로에 위치하는 조정밸브의 개구를 할 때, 예비환원로에 유입되는 가스의 압력이 낮아진다. 환원가스의 유로에 위치되는 조정밸브의 개구를 크게 하거나, 예비환원로에서 배출되는 가스의 유로에 위치하는 조정밸브의 개구를 작게 하였을 때, 예비환원로 내로 유입되는 가스의 압력은 높아진다. 본 발명의 장치에 의해, 가스의 유량은 상술한 바와 같은 방식으로 조정밸브를 단지 조정하므로써 조정될 수 있다.

제1도는 본 발명의 방법을 도시하는 개략예시도이다. 도면에서, 참고부호(1)는 용융환원로를 나타내고, 2는 유동층식 예비환원로를 나타내고, 3은 용융환원로에서 발생되는 가스를 유입하기 위한 환원가스의 유로, 4는 예비환원로에서 배출되는 가스의 유로, 6은 환원가스 유로 내에 위치되는 사이클론, 7은 예비환원로에서 배출되는 가스유로에 위치하는 사이클론이다. 환원가스 유로(4)는 사이클론(7)의 상류측 덕트(10)와 하류측 덕트(11)로 구성된다.

처음에, 광석은 예비환원로(2)로 장입되고, 고체상태인 광석은 예비환원로에서 예열 및 예비환원된다. 예비환원로 내에서 예열 및 예비환원된 광석은 용융환원로(1)에 장입되어 용융환원된다. CO을 주성분으로 하는 용융환원로의 발생가스는 환원가스 유로(3)를 구성하는 덕트(8)를 통하여 사이클론으로 유입되어, 가스내의 분진이 제거된다. 분진이 제거된 가스는 덕트(9)에 의해서 예비환원로(2)의 하부측으로 유입된다. 분말 및 입자상의 광석은 예비환원로(2)의 다수의 배기구멍을 갖는 분산판(12)상에 놓여진다. 광석은 분진이 제거된 상기 가스를 분산판(12)의 하부측으로 흐르게 하므로써 유동화되어 유동층(5)이 형성된다. 광석은 유동층(5)에서 교반되면서, 환원가스와 반응하여 예비환원 및 예열된다. 예열 및 예비환원된 광석은 배출구(13) 배출된다. 예비환원로(2)에서 배출되는 가스는 배기가스유로를 구성하는 덕트(10)를 통하여 사이클론(7)내로 유입된다. 예비환원로에서 분산되는 분광은 사이클론(7)에 의해서 포집된 후에, 분광은 덕트(11)를 통하여 가스처리 장치에 보내진다.

배출구(13)에서 배출되는, 예비환원된 광석은 이송관(14)을 통하여 자연낙하로 용융환원로(1)로 장입된다. 사이클론(7)에 의해 포집되는 예비환원된 분광은 이송관(15)을 통하여 용융환원로(1)에 이송되어, 용융환원로에 주입된다. 이송관(14)을 통하여 노내로 장입되는 광석은 중간크기 입자 및 큰 입자로 되어 있고 이송관(15)을 통하여 장입되는 광석은 소립자로 되어 있다.

상술한 바와 같이, 용융 환원장치에서 환원가스 유로(3)의 개구를 조정하기 위한 밸브인 댐퍼(16)가 환원 가스유로(3)를 구성하는 덕트(19)의 중간에 위치되고, 배기가스 유로(4)의 개구를 조정하기 위한 밸브인댐퍼(17)는 배기가스유로(4)를 구성하는 덕트(11)의 중간에 위치된다. 가스의 유량을 검출하기 위한 검출기(18)는 댐퍼(17)의 개구를 조정하도록 덕트(11)에 배치된다. 압력을 검출하기 위한 검출기(19)는 댐퍼(16)의 개구를 조정하도록 예비환원로(2)의 입구에 배치된다. 검출기(18 및 19)에 의해서 검출되는 값을 기준으로 하여 댐퍼(16 및 17)를 제어하는 비교 조정기 및 연산제어기(20)가 배치되어있다. 도입가스의 흐름은 광석을 예비환원로(2)에서 적절히 유동화시키기 위해 댐퍼(16, 17) 및 계기수단에 의해 조정된다.

예비환원로(2)에서 분말 및 입상 광석을 유동화시키기 위해서는, 상술된 바와 같이 도입가스의 실유량을 최적화하도록 하는 것이 바람직하다. 제2도는 유동층식 로내에서 광석을 적당히 유동화하는 가스의 유량 및 가스의 압력을 나타내는 그래프 설명도이다. 가로좌표는 기준치에 대한 상대치에 의해서 유동층식 로내로 유입되는 가스의 유량을 설명한다. 가스의 유량은 가스 체적을 표준상태에서의 가스체적으로 전환하므로써 얻어진 것이다. 가스의 유량은 N㎥/hr로 나타낸다. 세로좌표는 유동층식 로의 입구쪽의 가스 압력을 나타낸다. 가스의 압력은 kg/㎠로 나타낸다. 광석을 유동화시키기 위하여 필요한 최저 유량과 유동층식로의 입구쪽의 가스 압력사이의 관계가 제2도의 실선(A)으로 도시되어 있다. 광석이 적절하게 유동화된 상태는 실선(A)에서 좌측으로의 범위내의 조건하에서는 얻어질 수 없다. 가스체적은 가스 압력을 높임에 따라 감소되므로, 가스의 실유량은 감소된다. 따라서 제2도에서 명백한 바와같이 유동화하기 위하여 필요한 가스유량은 가스압력을 높임에 따라 증가된다.

가스 유량이 감소되어 광석이 적절히 유동화되지 않더라도, 가스압력이 실선(A)보다는 우측 범위의 조건을 충족시킬 수 있도록 노의 입구쪽의 가스 압력을 변경하면, 적은 유량의 가스라도 다시 적절히 유동화될 수 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 예를들면, 가스 유량이 점(a₁)에서 점(a₃)로 감소될 때, 유동층식 로의 입구쪽의 가스압력이 2kg/㎠ㆍG이면 광석은 적절히 유동화되지 않는다. 점(a₁)은 노의 입구쪽의 가스 압력이 2kg/㎠ㆍG이고, 유량이 100%인 경우를 도시한 것이다. 점(a₂)은 가스 압력이 2kg/㎠ㆍG이고, 유량이 60%인 경우를 도시한 것이다. 노의 입구쪽의 가스 압력이 2kg/㎠ㆍG에서 0.8kg/㎠G로 변화될 때, 조건은 실선(A)에서 우측 범위의 상태가 되어, 광석은 다시 적절히 유동화된다. 즉, 작업이 점(a₂)에서 점(a₃)으로 이동될 때, 광석은 다시 적절히 유동화된다. 표준상태의 가스 유량이 60%일 때에도 광석이 적절하게 유동되는 이유는 가스의 실유량이 가스의 압력을 낮춤으로써 증가되기 때문이다. 가스의 압력이 2kg/㎠G에서 0.82kg/㎠ㆍG으로 변화될 때, 가스의 실유량은 절대압력비를 기초로 하여 약 3.0/1.8배가 된다.

한편, 유동층식 로내로 도입되는 가스 유량이 지나치게 많을 때, 다량의 광석이 가스와 함께 노에서 흘러 나오는 일이 많다.

본 발명자들은 상기 문제가 해결될 수 있는 조건하에서 연구했다.

본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 예비환원로(2)로부터 넘쳐서 이송되는 예비환원된 분말 및 입상광석은 사이클론(7)에 의해서 포집된다. 사이클론(7)에 의해서 포집되는 예비환원된 분말 및 입상광석은 이송관(15)을 통하여 용융환원로로 보내진다. 배출구(13)에서 배출되는 예비환원된 중간크기 입자 및 큰 입자의 광석은 용융환원로(1)로 장입된다. 예비환원된 광석은 분말-입상 광석 중간크기-큰 입자 광석으로 분류된다. 노외로 분산된 분말과 입상광석에서 비교적 큰 입자크기의 광석이 사이클론(7) 및 이송관(15)의 내부를 막거나 마모시킨다. 따라서, 노외로 분산하는 광석은 작은 입자 크기로 되어 있어야 한다. 본 발명자들은 노외를 분상하는 광석의 입자크기를 고려하여, 유동층식로로 도입된 가스유량과 유동층식 로의 입구의 가스압력 사이의 관계를 연구했다. 예를들면, 분산하는 광석의 입자크기가 0.5mm 이하로 제한될 수 있도록 제2도의 실선(B)이 결정되었다. 분산하는 광석의 입자 크기는 실선(B)에서 좌측의 범위내에서 0.5mm이하이다. 입자크기가 0.5mm 이상인 광석은 실선(B)에서 우측의 범위에 분산된다.

분산하는 광석의 입자크기가 1.0mm 이하로 제한하는 경계선(도시되지 않음)은 실선(B)에 대하여 약간 우측의 범위내에 해당한다. 사실상, 실선(B)에서 멀리 떨어진 우측의 범위내에서는 모든 입자크기의 광석이 유동층식 로외로 분산된다.

따라서, 0.5mm 이상인 입자크기를 갖는 광석을 적절히 유동화시키고, 0.5mm 이하의 입자크기를 갖는 광석을 분산시켜서 광석을 분류하도록, 유동층식 로의 입구쪽의 가스 상태는 실선(A 및 B) 사이의 범위내로 유지되어야 한다. 이러한 범위는 사선으로 나타낸 범위이다. 광석은 노의 입구쪽의 가스상태를 상술한 범위로 유지하므로써, 예비환원로 내에서 적절하게 유동되고 분류된다. 용융환원로 내에서 발생되는 가스유량 및 가스 압력의 변동에 대하여 충분하게 대처할 수 있게 된다. 예비환원로 내측의 가스 압력과 예비환원로의 입구쪽의 가스 압력 사이에는 일정한 관계가 있기 때문에, 예비환원로 내측의 가스압력은 예비 환원로 내측의 가스 압력을 측정하므로써 변경 또는 조정될 수 있다. 예비환원로 내측의 가스압력을 변경 또는 조정하는 경우에 있어서도, 예비환원로의 입구의 가스 압력을 변경하고 조정하는 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

예비환원로의 입구의 가스압력을 변경 또는 조정하기 위한 방법은 제1도에 관하여 구체적으로 기술될 것이다.

예비환원용 가스의 흐름은 예비환원용 가스유로(3)를 구성하는 덕트(9)의 중간에 위치되는 댐퍼(16)의 개구와 배기가스 유로(4)를 구성하는 덕트(11)의 중간에 위치되는 댐퍼(17)의 개구를 조정하므로써 조정된다. 유량 검출기(18)는 가스의 온도 및 압력에 의한 보정기능을 갖고 있으며, 덕트(11)를 통과하는 가스 유량을 표준상태에서의 유량으로 하여 연산제어기(20)로 출력한다. 노의 입구의 가스 유량과 가스압력 사이의 관계는 연산제어기(20)에 미리 설정되어 있다. 가스 압력과 가스 유량 사이의 적절한 관계는 예를들면, 제2도의 사선으로 도시된 범위로 나타나 있다. 유량 검출기(18)에서 입력되는 유량에 있어서의 적절한 가스 압력은 노의 입구의 가스유량과 가스 압력사이의 관계를 기초로 하여 연산된다. 연산한 가스의 적정압력은 비교조정기(21)로 출력되고 실제 압력과 적절한 압력을 비교하는 비교신호를 기초로 하여 계산되므로써 결정되는 개구조정 신호는 댐퍼(17)로 보내진다.

댐퍼(17)의 개구는 조정신호를 기초로 하여 구동수단(도시되지 않음)에 의해서 조절된다.

한편, 예비환원로(2)의 입구의 가스의 압력은 압력검출기(19)에 의해서 검출되어, 비교조정기(21)에 의해 출력된다. 연산 제어기(20)로부터 입력되는 적절한 압력신호 및 출력되는 실제압력 신호는 비교조정기(21)에 의해서 비교된다. 실제압력이 적절한 압력에 접근할 수 있도록, 개구조정 신호는 댐퍼(16)로 출력된다. 댐퍼(16)의 개구는 개구조정신호를 기초로 하여 구동수단(도시되지 않음)에 의해 조절된다.

가스유량에 따라 예비환원로(2)의 입구의 가스 압력을 결정하는 케스케이드조정은 댐퍼(16 및 17)의 개구조정에 의해서 실행된다.

용융환원로(1)에서 발생되는 가스 압력이 2kg/㎠ㆍG이고, 예비환원로의 입구쪽의 가스 압력이 2kg/㎤ㆍG이고, 발생가스의 유량이 100%에서 60%로 감소되는 조건하에서 실행되는 작업예가 제3도에 관하여 구체적으로 기술될 것이다. 가스 유량이 기준치에 관하여 60%인 것으로 검출기(18)에 의해서 검출되면, 가스의 적절한 입력은 유량 검출치를 기초로 하여 연산 제어기(20)에 의하여 계산돤다. 예를들면 0.8kg/㎠ㆍG의 적정압력이 계산된다. 제3도에서, 입구쪽의 가스 압력이 2kg/㎠ㆍG이고, 가스의 유량이 100%인 경우는 점(a₁)으로 나타내고, 입구쪽의 가스압력이 2kg/㎠ㆍG이고, 가스유량이 60%인 경우는 점(a₂)으로 나타내고, 입구쪽의 가스 압력이 0.8kg/㎠ㆍG이고, 가스유량이 60%인 경우는 점(a₃)으로 나타낸다. 적정압력신호는 비교조정기(21)로 출력된다. 동시에, 개구 확대신호는 댐퍼(17)로 출력된다. 압력검출기(19)에 의해서 검출된 2kg/㎠ㆍG 가스압력은 비교조정기(21)에 의해 적정압력신호와 비교된다. 댐퍼(16)의 개구는 이 비교신호를 기초로 하여 감소된다. 예비환원로(2)의 입구쪽의 가스압력 및 가스유량은 상술한 바와 같이 댐퍼(16, 17)의 개구를 조정하므로써 제3도의 실선(A)과 실선(B)사이의 범위로 들어가게 되고, 광석은 적절하게 유동화된다. 이러한 조절은 가스 흐름 변동을 기초로 하여 연속적으로 실행되고, 광석의 적절한 유동화상태는 항상 유지될 수 있다.

계속하여, 예비환원로(2)의 입구쪽의 0.8kg/㎠ㆍG 가스압력과, 100%에서 160%로 증가된 가스유량의 조건하에서 실행되는 작업의 예가 제3도에 관하여 구체적으로 기술될 것이다. 제3도에서, 입구쪽의 가스압력이 0.8kg/㎠ㆍG이고 가스유량이 100%인 경우는 점(b₁)으로 나타내고, 입구쪽의 가스 압력이 0.8kg/㎠ㆍG이고, 가스 유량이 160%인 경우는 점(b₂)으로 나타내고 있다. 댐퍼(16)의 개구는 확대되고, 댐퍼(17)의 개구는 감소된다. 댐퍼의 개구는 점(b₃)으로 나타낸 입구쪽의 가스압력 2.0kg/㎠ㆍG 및 가스유량 160%로 조정된다. 점(b₃)이 사선으로 도시된 바와 같이 실선(A)과 실선(B) 사이의 범위에 포함되므로, 광석은 예비환원로(2)에서 적절하게 유동된다. 입자의 크기가 0.5mm 이상인 예비환원된 광석의 분산을 방지할 수 있다.

예비환원로(2)의 입구쪽의 가스 압력이 용융환원로 내에서 발생되는 가스의 변동에 의해서 가스유량이 일정하게 변경되는 경우에 있어서, 예비환원로의 입구쪽의 가스 압력이 상술한 바와 같이 조정될 때, 예비환원로 내의 가스상태는 광석의 적정 유동화가 얻어지는 범위내에서 조정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해, 용융환원로 내에서 발생되는 가스유량 및 압력이 크게 변동될 때에도, 예비환원로(2) 내의 광석은 적절히 유동될 수 있다.

이와 같은 양호한 실시예에서, 유량 검출기(18)를 이용하는 대신에 용융환원로(1)에 장입되는 각종 원료와 노 내로 송풍되는 가스량을 기초로 하여 발생된 가스량을 추정하도록 고안될 수 있다. 용융환원로에 발생되는 가스량은 노 내로 장입되는 원료 및 노 내로 송풍되는 가스량을 계산하므로써 추정될 수 있다.

배기 가스를 냉각하기 위한 냉각기와 배기가스 중에 분진을 제거하기 위한 집진기는 덕트(11)의 유량검출기(18)의 상류측에 장치될 수 있다. 유량검출기(18)의 정확성 및 유효수명은 증가된다. 제4도에 도시한 바와 같이, 소정 크기의 개구를 갖는 오리피스(23)는 댐퍼의 하류측에 배치될 수 있다. 가스 압력 및 유량은 오리피스(23) 없이도 댐퍼의 개구보다 큰 오리피스(23)를 갖는 댐퍼(17)의 개구로 조정될 수 있다. 작업 및 측정에 있어서의 정확성은 작업이 댐퍼의 개구의 50%로 실행되므로 댐퍼(17)에 의해서 증가된다. 또한 댐퍼(17)의 개구가 비교적 커지므로 배기가스내의 분진은 댐퍼에 달라 붙기가 어렵다. 분진이 댐퍼(17)에 달라 붙더라도 댐퍼(17)의 개구조정이 불완전하게는 되지 않는다. 오리피스(23)는 댐퍼(17)의 하류측에 배치될 수 있다. 오리피스는 상류측 및 하류측에 배치될 수 있다.

용융환원로에서 발생되는 약간의 가스는 용융환원로(1)와 댐퍼(16)사이의 덕트(8 및 9)에서 나와, 조정밸브를 통하여 시스템의 외부로 배출될때, 예비환원로로 보내지는 발생 가스량은 작업실시가 늘어남에 따라 선택적으로 감소될 수 있다.

환원가스용 유로(3) 및 배기가스용 유료(4)내에 배치되는 개구를 조정하기 위한 밸브로서, 본 발명의 예에서 사용된 것과 같은 나비 밸브형 댐퍼뿐만 아니라, 게이트형 밸브로 개구를 조정하기 위한 여러가지 종류의 밸브가 사용될 수 있다. 개구조정 밸브는 다수의 밸브로 구성될 수 있다.

상술한 가스유량조정에 있어서, 예비환원로(2)의 입구의 가스압력이 용융환원로(1)에 발생된 가스압력에 구애 받지 않고 소정치로 일정하게 유지되는 일정치 조정에 의해 예비환원로(2)의 작업은 최적화로 유지될 수 있다. 예비환원로(2)의 입구쪽의 가스압력이 가능한한 높게 유지될때, 가스밀도는 증가되어, 예비환원효율은 향상될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 제철용 철광석의 용융 및 환원에 한정되어 있지 않고, 다른 금속의 용융 및 환원에도 적용될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치에 의해, 용융환원로 내에서 발생되는 가스 압력 및 유량이 용융환원로의 작업에 의존하여 크게 변동될 지라도, 광석은 유동층식 예비환원로 내에서 적절히 유동되는 상태로 유지될 수 있고, 적절히 예비환원될 수 있다. 광석이 용융환원로에서 발생되는 가스압력 및 가스량에 구애 받지않고 적절히 예비환원될 수 있으므로, 광석의 용융환원의 주 특징인 작업조건의 변경 및 생산량의 탄력적인 조정이 임의로 실행될 수 있다. 또한 상술한 효과가 단지 가스유로의 개구 및 개구조정을 위한 밸브를 배치하므로써 얻어질 수 있는 까닭에, 설비비용 및 작업비용의 부담에서 벗어날 수 있다.

Claims (10)

1. 유동층상의 형태의 광석을 갖는 예비환원로에 접속된 용융환원로로 구성되는 시스템에서, 광석을 예비환원하기 위해 가스유량을 조정하는 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 용융환원로를 예비환원로 접속시키는 제1가스유로를 통해 상기 용융환원로에 발생될 가스를 예비환원로로 공급하는 단계 상기 제1가스유로를 통해 상기 예비환원로에 공급된 가스로 상기 유동층을 갖는 예비환원로에서 광석을 예비환원하는 단계 상기 예비환원로로부터 제2가스유로를 통해 광석의 예비환원용 가스를 배출하는 단계 상기 용융환원로에서 예비환원된 광석을 용융 및 환원하는 단계 상기 제1가스유로에 위치하는 가스압력조정 밸브로 상기 제1가스유로를 통해 예비환원로에 공급된 가스압력을 조정하므로써 상기 용융환원로에서 발생되고 상기 제1가스유로를 통해 예비환원로로 공급되는 가스 실유량을 조정하며, 압력 조정된 가스는 상기 예비환원로로 공급되고, 압력조정된 가스압력은 상기 예비환원로의 내측에 위치한 가스입구에 배치된 압력검출기에 의해 검출된 압력값에 따라 조정되는 단계 및 실유량이 유동층상의 광석이 유동화하는데 필요한 실유량의 최소 기준값 보다 크고, 가스 실유량의 최대기준값보다 작도록 상기 예비환원로로 공급되는 가스의 실유량이 조정되는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예환원용 가스의 유량조정방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 조정단계는 상기 가스의 실유량이 가스 실유량의 최소기준치보다 작을때, 상기 가스압력조정밸브 개구를 줄이므로써 상기 제1가스유로를 통해 상기 예비환원로로 공급되는 가스 압력을 저하시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 조정단계는 상기 가스의 실유량이 가스 실유량의 최대 기준치보다 클때, 상기 가스압력조정밸브 개구를 증대시키므로써 상기 제1가스 유로를 통해 상기 예비환원로로 공급되는 가스압력을 높이는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1가스유로를 통해 예비환원로로 공급된 가스의 실유량은 상기 제2가스유로에 위치한 가스유량 검출기에 의해 검출되는 것을 광석의 예비환원용 가스의 유량조정방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1가스유로를 통해 예비환원로로 공급된 가스 실유량은 상기 용융환원로에 장입된 원료량 및 예비환원로로부터 배출되고 상기 제2가스유로를 통해 용융환원로에 공급되는 가스량을 기준으로 하여 계측되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2가스유로에 위치하는 유량조정장치를 이용하여 예비환원로로부터 배출된 가스의 유량을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정방법.
7. 상기 용융환원로를 예비환원로에 접속시키는 제1가스유로를 통해 상기 용융환원로에 발생된 가스를 예비환원로로 공급하는 단계 상기 제1가스유로를 통해 상기 예비환원로에 공급된 가스로 상기 유동층을 갖는 예비환원로에서 광석을 예비환원하는 단계 상기 예비환원로로부터 제2가스유로를 통해 광석의 예비환원용 가스를 배출하는 단계 상기 용융환원로에서 예비환원된 광석을 용융 및 환원하는 단계 상기 용융환원로에서 발생되고 상기 제1가스유로를 통해 상기 예비환원로로 공급되는 가스의 압력과 실유량을 상기 제1가스유로에 위치한 가스압력조정밸브로 조정하며, 상기 예비환원로에 공급된 가스의 압력은 상기 예비환원로에 위치한 가스입구에 배치된 가스검출기에 의해 검출된 압력값에 의거하여 조정되는 단계 및 제2가스유로에 위치한 가스유량 조정장치로 예비환원로에서 배출된 가스유량을 조정하며, 제1가스유로를 통해 예비환원로에 공급된 가스압력 및 예비환원로로부터 배출된 가스유량은 상기 제1가스유로에 위치한 가스압력조정밸브로 조정되며, 상기 가스 유량조정장치는 상기 예비환원로 내외로 공급ㆍ배출된 가스의 유량을 조정하므로써 예비 환원로의 압력을 미리선정된 최소값과 최대값 사이에 유지하도록 상기 제2가스유로에 위치하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정방법.
8. 유동층상의 형태의 광석을 갖는 예비환원로에 접속된 용융환원로로 구성되는 시스템에서, 광석을 예비환원하기 위해 가스유량을 조정하는 장치에 있어서, 상기 장치는 상기 용융환원로에 발생된 가스를 유동층을 갖는 예비환원로로 공급하기 위한 제1가스유로 광석의 예비환원용 가스를 배출하기 위한 제2가스유로 상기 용융환원로에서 발생되고 상기 예비환원로로 공급되는 가스의 압력을 조정하므로써 상기 예비환원로로 공급된 가스의 실유량과 압력을 조정하기 위한 상기 제1가스 유로에 위치하는 가스압력 조정밸브 상기 예비환원로로부터 배출된 가스의 유량을 조정하기 위한, 상기 제2가스유로에 위치하는 가스 유량조졍장치 상기 제1가스유로에 위치한 가스압력조정밸브로 조정되는 예비환원로에 위치한 입구의 가스압력을 검출하기 위한 가스압력 검출기 상기 예비환원로에서 배출된 가스의 유량을 측정하고, 측정된 가스유량이 상기 제2가스유로에 위치한 가스유량 조정장치로 조정되는 것으로, 가스유량을 측정하기 위한 제2가스유로에 위치하는 가스유량 검출기 상기 예비환원로 입구에서 검출된 압력 및 상기 예비환원로에서 배출된 가스의 계측유량을 처리하고, 상기 가스압력 조정밸브 및 상기 가스유량조정장치로 제어명령을 전송하여 예비환원로 내로 공급되고 외부로 배출되는 유량을 제어하기 위한 연산제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비 환원용 가스의 유량조정장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 가스 유량조정장치는 유량조정밸브로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 가스유량 조정장치는 오리피스로 구성되는 것을 특징으로 하는 광석의 예비환원용 가스의 유량조정장치.