KR950005786B1

KR950005786B1 - 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR950005786B1
Application number: KR1019870010960A
Authority: KR
Inventors: 히데시 가따야마; 다까오 하마다; 시노부 다께우찌; 다까시 우시지마; 히로시 이따야; 히데유끼 모모까와
Original assignee: 가와사끼 세이데쓰 가부시끼가이샤; 야기 야스히로
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1995-05-31
Also published as: EP0297167B1; US5131942A; EP0297167A1; BR8705045A; CA1337743C; AU5259590A; KR890000672A; DE3787017D1; DE3787017T2; AU627563B2

Abstract

내용 없음.

Description

분말 광석으로부터 용융금속을 제조하기 위한 방법 및 장치

제1도는 제련공정을 통해 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하기 위한 방법의 바람직한 실시예를 수행하기 위한용광로의 제1실시예의 설명도.

제2도는 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하기 위한 바람직한 제련공정을 수행하기 위한 용광로의 제2실시예의 설명도.

제3도 및 제4도는 제2실시예 및 비교예의 제련공정에서의 작업기간에 걸쳐 Si함량과 출탕온도의 변화를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2a, 2b : 가스통로 3, 8 : 풍구

4 : 고체 환원재 충전구역 5 : 유동층

6 : 용광로 12 : 출탕노치

14 : 전처리로 15 : 환원재 출구

17a, 17b : 광석통로 20 : 수집기

21 : 환원재 분진통로

본 발명은 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용광로를 사용하여 분말 광석을 제련하는 공정에 관한 것이다.

최근, 금속을 제조하기 위한 재료로서의 분말 광석의 비율은 증가하고 있다. 특히, 선광 기술의 진전에 따라서 분말 광석의 비율은 더욱 증가될 것으로 예상된다. 이러한 관점에서 석탄 또는 코우스크스와 같은 탄소함유 환원재로 충전된 용광로내에서 분말 광석을 제련하기 위한 기술이 제안되었다.

용광로를 사용하는 제련공정이 개발 및 제안되었다. 공지된 공정에서, 고체 탄소함유 환원제는 노에 상부를 통해 장입된다. 탄소함유 환원재로 충전된 노에 산소함유 가스와 풍구를 통해 취입되어 노의 상부구역에 유동충을 형성하게 된다. 유동충 하방에는 환원제 충전구역이 형성된다. 분말 광석도 제련작업을 위해 노내에 취입된다.

산소함유 가스를 취입함으로써 상당한 고온의 레이스(race)가 풍구(tuyere) 둘레에 형성된다. 풍구를 통해 노내에 취입된 분말 광석은 레이스내에서 즉시 용융된다. 용융광석은 환원재 충전구역을 통해 흘러내리거나 온도가 상승될 유동충 내에서 환원재와 함께 유동화된다. 유동화중, 광석의 환원이 진행되어 정제된다 환원이 진행됨에 따라 용융광석의 밀도가 점진적으로 증가한다. 이와 동시에, 환원된 광석은 응고 및 용웅을 반복하여 입자크기가 점진적으로 증가된다. 입자크기가 증가된 광석은, 환원재 충전구역을 통해 아래로 이동한다. 하향 이동하는 동안에 광석의 환원이 완료된다. 이와 동시에, 광석의 온도가 출탕온도까지 상승된다. 한편, 전술한 환원공정중에 광석은 Si, Mn과 같은 비금속을 흡수한다. 또한, 환원공정중에 금속성분과 슬랙성분의 분리가 일어나서 용융금속마 슬랙이 노의 저부에 분리 수집되게 된다.

이러한 제련기술은 분말 광석으로부터 용융금속을 효율적으로 제조하는 데 효과적이다. 그러나, 선행 제안 기술은 사용될 환원제가 가스유동에 의해 멀리 취출되지 않도록 충분히 큰 입자크기를 가져야만 되는 결점을 갖는다. 환원제의 입자크기는 노내의 가스유속에 따라 가변적이고, 이 가스유속은 노내의 온도, 압력, 가스유량 등에 따라 변한다. 가스유속에 대하여 취출된 것과 취출되지 않은 것 사이의 경계에서의 환원재의입자크기를 이후에는 "가스유속 대응 입자크기"라 한다. 실제 작업에서, 노대에 장입될 환원재의 입자크기는 가스유속의 변동을 고려하여 가스유속 대응 입자크기보다 n배 크게 선택된다. 이러한 경우에, 가스유속대응 입자크기의 n배보다 작은 입자크기를 갖는 환원재는 결코 사용되지 않게 된다. 한편, 환원제가 가스유속 대응 입자크기보다 작은 입자크기를 갖더라도, 이렇게 작은 입자크기의 환원재는 배기가스와 함께 쉽게 취출되기도 한다. 이것은 명백히 용융금속 제조 비용을 증가시킨다.

한편, 용융금속의 온도와 조성은 노의 환원재 충전구역의 온도에 따라 가변적이다. 따라서, 안정되게 고품질의 용융금속을 제조하기 위해서는 환원재 충전구역의 온도를 제어하는 것이 중요하다.

일본 특허공개 공보 (소)62-56537호에는 용광로내에 환원재의 유동충과 환원재 충전구역을 형성함으로써 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 시스템은 환원재 충전구역의 온도를 제어하지 못한다. 따라서, 안정되게 용융금속을 제조할 수 없고 제조된 용융금속의 품질을 높은 수준으로 만족스럽게 유지할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 소비된 환원재애 대해서 개선된 환원 효율을 얻기 위하여 고체 탄소함유 환원재를 효과적으로 사용할 수 있는, 용광로내에서 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하는 방법 및 장치를 마련하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 용융금속의 온도와 조성을 제어하기 위해 용광로내의 환원재 충전구역의 온도를 제어할 수 있는, 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하는 방법 및 장치를 마련하는 것이다.

전술한 목적 및 다른 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 노의 상부구역에 유동충을 그리고 이 유동충 하방에 환원재 충전구역을 형성하기 위해 용광로의 상부로부터 장입하도록 가스유속 대응 입자크기의 n배보다 큰 입자크기를 갓는 환원재를 사용한다. 본 발명은 풍구를 통해 노내로 취입될 작은 입자크기를 갖는 환원재로 사용한다.

바람직한 구조에서, 용광로는 수직으로 오프셋된 2개 그룹의 풍구를 구비하기도 한다. 한 그릅의 풍구는 용광로내에 형성된 유동충구역을 향하고 다른 그룹은 고체 환원재 충전구역을 향한다. 작은 입자크기의 환원재는 노의 상부를 통해 장입된 환원재의 입자 분포에 따라 유동층구역과 고체 환원재 충전구역에 분리 취입된다.

본 발명의 일면아 따른 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하기 위한 노는, 유동충과 이 유동충 하방에 고체 장입물층을 형성하도록 노내의 가스유속에 대해 정해지는 소정의 경계 입자크기보다 큰 입자크기를 갖는 장입물로서 탄소함유 환원재로 충전된 노챔버와, 상기 유동층을 향하는 제1풍구와, 상기 고체 장입물층을 향하는 제2풍구와, 산소함유 가스와 분말 광석 및 경계 입자크기보다 작은 입자크기를 갖는 환원재 분진의 혼합물을 제 1풍구에 공급하기 위해 이에 합체된 제1공급 수단과 산소함유 가스와 환원제 분진의 혼합물을 제2풍구에 공급하기 위해 이에 합체된 제2공급수단을 포함한다.

노는 각기 제어된 배포율로 제1 및 제2공급수단에 환원재 분진을 배포하기 위한 환원재 분진 공급원을 포함하기도 한다.

환원재 본진 공급원은 용융금속의 주어진 출탕온도에 따라 제1 및 제2풍구에 대한 환원재 분진의 배포율을 결정한다. 환원재 분진 공급원은 제조될 용융금속의 소정의 Si농도에 따라 제1 및 제2풍구에 대한 환원재 분진의 배포율을 결정한다. 환원재 분진 공급원은 용융금속의 온도가 바람직한 출탕온도보다 낮을 때 제2풍구에 대한 환원재 분진의 배포율을 증가시키며 용융금속 온도가 원하는 출탕온도보다 높을 때 제2풍구에 대한 환원재 분진의 배포율을 감소시킨다.

이와 달리, 환원재 분진 공급원은 제조될 용융금속의 소정의 Si농도에 따라 제1 및 제2풍구에 대한 환원재 분진의 배포율을 결정한다.

바람직한 실시예에서, 경계 입자크기는 배기가스와 함께 노로부터 취출되지 않는 장입물의 최소 입자크기에 비례하여 결정된다. 실제로, 경계 입자크기는 최소 입자크기보다 n배 큰 값으로 설정된다. 이와 달리, 장입물의 경계 입자크기는 3㎜직경으로도 설정된다.

환원재 분진 공급원이 수집된 분진을 제1 및 제2풍구를 통해서 재순환시키기 위해 노의 배기가스내에 함유된 환원재 분진을 수집하도록 구성된 것이 바람직하며 유리하다.

본 발명의 다른 일면에 따른 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하는 방법은, 유동층과 이 유동층 하방에 고체 장입물층을, 형성하도록 노내의 가스유속에 대해 정해지는 소정의 경계 입자크기보다 큰 입자크기를 갖는 장입물로서 탄소함유 환원제로 충전된 노챔버를 형성하는 단계와, 산소함유 가스와 분말 광석 및 경계입자크기보다 작은 입자크기를 갖는 환원재 분진의 혼합물을 유동충을 향한 제1풍구에 공급하는 단계와, 산소함유 가스와 환원재 분진의 혼합물을 고체 장입물층을 향한 제2 풍구에 공급하는 단계를 포함한다.

이후의 상세한 설명 및 본 발명의 양호한 실시예에 대한 첨부도면으로부터 본 발명을 충분히 이해할 수있으나, 본 발명은 설명 및 예시를 위한 상기 특정 실시예에 제한되지는 않는다.

도면중 제1도에서, 용광로의 제1실시예는 용융금속을 얻기 위해 분말 광석을 제련 및/또는 환원시키기 위해 특별히 구성되어 있다. 용광로(6) 은 제련작업의 바람직한 공정을 수행하기 위해 사용된다. 환원재 전처리로(14)도 코우크스와 같은 고체 탄소함유 환원재의 전처리를 수행하기 위해 마련된다. 전처리로(14)에서 환원재의 예비가열이 수행되기도 한다. 전처리로내에서 수행되는 환원재 전처리는 환원재의 분급 또는 분립도 포함한다. 가스유속 대응 입자크기의 n배보다 크거나 그와 같은 입자크기를 갖는 환원재는 전처리로(14)의 환원재 출구(15)와 환원재 이송통로(15)를 통해 이송되어 노의 장입물로서 용광로내에 장입되도록 선택된다. 용광로(6)내에 장입된 환원재는 상부구역에 있는 유동충(5)와 고체 환원재 충전구역(4)를 형성하며, 상기 유동충은 고체 환원재 충전구역 상방에 형성된다.

고체 환원재의 가스유속 대응 입자크기는 노내의 온도, 압력, 유량 및 가스 유속과, 환원재의 겉보기 밀도와, 가스의 밀도와, 점성계수를 기초로하여 알렌 공식(Allen's formula) 또는 뉴톤 공식을 사용하여 산술적으로 유도되기도 한다. 도시한 실시예에서, 노(6)에 장입될 고체 환원재의 입자크기는 가스유속 대응 입자크기의 두배보다 크거나 같도록 선택된다.

용광로는 분말 광석의 전처리를 수행하는 광석 전처리로(16)도 포함한다. 광석 전처리로(16)에서의 분말광석 전처리시에, 광석의 예비 유동화 및 예비 환원이 수행된다. 전처리된 광석은 노의 정부를 통해 장입될 장입물의 구성 성분으로서 출구(17) 및 굉석통로(17a)를 통해 이송된다. 전처리된 광석의 상부는 광석통로(17b)를 통해 노내의 유동충(5)내에 이송되어 도입된다.

용광로(6)은 수직으로 오프셋된 2개 그룹의 풍구(3, 8)을 구비한다. 한 그룹의 풍구(3)은 다른 그룹(8)보다 낮게 배치되며 고체 환원재 충전구역(4)를 향한다. 한편, 다른 그룹의 풍구(8)은 유동충(5)를 향한다. 하부에 배치된 풍구(3)은 이후 "이후 풍구"라 하고 상부에 배치된 다른 풍구(8)은 "상부 풍구"라 한다.

하부 및 상부 풍구(3, 8)은 그들로부터 가스통로(2a, 2b)를 통해 산소함유 가스를 도입하기 위해 환원가스원(2)에 각기 연결된다. 상부 풍구(8)을 통해 노내에 도입된 산소함유 가스는 유동충을 형성하도록 환원재를 유동화시키는 작용을 한다. 한편, 하부 풍구(3)을 거쳐 노내에 도입된 산소함유 가스는 고체 환원재 충전구역(4)를 통해 이송되는 광석을 환원시키는 작용을 한다.

광석통로(17b)는 가스통로(2b)에 연결된다. 따라서, 광석통로(17b)를 통해 공급된 분말 광석은 가스통로(2b)내로 도입되며 상부 풍구(8)을 경유하여 노(6) 대의 유동충(5)에 취입된다. 유동층(5) 안에 도입된 광석은 유동화되어 고체 환원재 충전구역(5)를 통해 떨어진다. 고체 환원재 충전구역(4)를 통해서 떨어지는 동안에 광석은 용융 및 환원된다. 또한, 떨어지는 동안에 용융금속(10)과 슬랙(11)은 분리되어 노의 저부에 분리 수집된다. 용광로(6)의 저부에 수집된 용융금속(10)은 출탕노치(12)를 거쳐 출탕된다.

한편, 가스유속 대응 입자크기의 n배보다 작은 입자크기를 갖는 환원재는 수집기(20)에 의해 연결된다. 가스통로(2a, 2b) 안에 도입될 환원재의 비율은 고체 환원재 충전구역(4) 내의 온도가 제조될 용융금속에 적합하게 제어될 수 있도록 환원재 이송통로(15a)를 통해 장입될 환원재의 입자 분포에 대해 조절되기도한다.

제련작업중, 고체 환원재 충전구역(4)와 유동충(5)를 통해 발생된 배기가스가 수집되며 환원재 전치리로(14)와 광석 전처리로(16) 안으로 순환된다. 환원재 전처리로 안에 도입된 배기가스는 전처리시에 환원물질을 증류하기 위한 증류가스로서 사용된다.

제련공정의 전술한 제1실시예의 성능을 확인하기 위해 실험을 수행했다. 이 실험에서 1.2m직경의 용광로를 사용하였다.

[예 1]

1) 분말 광석 : 브랜드 MBR-PB, 입자크기 : 150메시 이하

2) 탄소함유 환원재 ; 종류 : 남아연방 석단, 입자크기 입자분포 20∼10㎜ 34% 10∼5㎜ 27%, 5∼1㎜ 24%, 1㎜ 미만 15%.

[예 1]의 실험에서, 유도된 가스유속 대응 입자크기는 0.5㎜이었다. 20 내지 1㎜인 입자크기의 환원재는 용광로의 상부를 통해 장입된다. 1㎜미만인 입자크기를 갖는 환원재는 상부 및 하부 풍구(3, 8)를 통해 노 안에 도입되었다. 환원재의 전체 장입량은 1040Kg/h이었다. 이를 위해서, 상부 풍구(8)를 통해 유동충 안에 도입될 환원재의 양은 95Kg/h(전체 환원재 양의 9.1%)이었다. 고체 환원재 충전구역(4) 안에 도입될 환원재 양은 61Kg/h(전체 환원재 양의 5.9%)이었다. 상기 설정 조건으로부터 1일당 11.8톤의 선철이 생산될 수 있었다.

[예 2]

1) 분말광석; 브랜드 : MBR-PB, 입자크기 : 150메시 이하

2) 탄소함유 환원재; 종류 남아연방 석탄, 입자크기: 입자분포 20∼10㎜ 28% 10∼5㎜ 28%, 5∼1㎜ 25%, 1㎜ 미만 19%.

[예 2]의 실험에서, 유도된 가스유속 대응 입자크기는 0.5㎜이었다. 20 내지 1㎜입자크기의 환원재는 용광로의 상부를 통해 장입되었다. 1㎜인 미만인 입자크기를 갖는 환원제는 상부 및 하부 풍구(3, 8)을 통해 노안에 도입되었다. 환원재의 전체 장입량은 99Kg/h이었다. 이를 위해서, 상부 풍구(8)를 통해 유동충안에 도입될 환원재의 양은 78Kg/h(전체 환원재의 양의 7.8%)이었다. 고체 환원재 충전구역(4) 안에 도입될 환원재의 양은 111Kg/h(전체 환원재 양의 11.1%)이었다. 상술한 설정 조건으로부터 1일당 11.2톤의 선철이 생산될 수 있었다.

상술한 바와 같이, 노의 상부를 통해 장입된 환원재의 입자크기가 [예 1]에서 사용된 것보다 작으므로, 고체 환원재 충전구역(4) 안에 도입될 작은 입자크기의 환원재는 [예 1]에서의 것에 비해 증가되었다.

양 예에서, 유동충(5) 안에 도입된 작은 입자크기의 환원재는 고온 입자가 된다. 분말 광석이 환원재와 함께 유동충(5) 안에 도입되므로, 용융광석은 작은 입자크기의 환원재의 표면에 접착되려고 한다. 이는 광석을 더욱 효울적으로 환원시켜 준다.

분말 광석으로부터 용융금속을 제련하는 공정의 다른 실시예에서, 이 작업은 3㎜직경 이상인 입자크기의 환원재를 장입하므로써 수행된다. 3㎜직경 미만의 입자크기의 환원재는 상부 및 하부 풍구(8, 3)을 통해 배출된다. 3㎜직경 이상의 입자크기를 갖는 대형 입자 환원재와 3㎜직경 미만의 입자크기를 갖는 소형입자 환원재를 분리하기 위해, 환원재의 분급이 환원재 전처리로 및 합체된 분급 장치내에서 수행되기도 한다.

제련공정의 다른 실시예를 수행하기 위해서, 1.2m의 내경과 5m의 높이 및 1일당 약 10톤의 선철 생산능력을 가지며, 또한 1일당 약 5톤의 폐로크롬 생산 능력을 갖는 축형 환원로를 사용하는 실험이 수행되었다. 대형 입자 환원재는 노의 상부를 통해 장입되었다. 그뒤에 소형 입자 환원재는 상부 및 하부 풍구(8, 3)을 거쳐 유동충(5)와 고체 환원재 충전구역(4) 안으로 취입되었다. 소형 입자 환원재의 배포율은 제조될 용융금속의 온도에 따라 조절되었다. 전술한 설비를 사용하여, [표 1]에 표시된 조성을 갓는 호주의 철광석과 남아연방의 크롬광석으로부터 선결 및 폐로크콤을 제조하기위해 제련작업이 수행되었다. [예 3]및 [예 4]와 비교하기 위하여, 비교 실험도 수행되었는데, 그 결과를 [표 2]의 [비교예 1]및 [비교예 2]에 나타냈다. 비교 실험에서, 환원재의 전체량은 입자크기에 무관하게 노의 상부를 통해 장입되었다. 한편, [예 3]및 [예 4]에서, 소형입자 환원재의 배포율은 그 출탕온도에 따라 0 내지 100%의 범위에서 변화되도록 조절되었다.

실험의 결과를 [표 2]에 나타냈다.

[표 2]로 부터 알 수 있는 것처럼, 노내에 유동충과 고체 환원체 충전구역을 형성하기 위해 노의 상부를 통해 장입될 장입물로서 대형 입자 환원재를 사용하고 제어된 배포율로 풍구를 통해 소형 입자 환원재를 취입함으로써 환원재의 전체 소비를 감소시킬 수 있다. 또한, 용융금속의 출탕온도와 Si농도는 비교예의 변화범위와 비교하여 원하는 출탕온도와 원하는 Si농도에 대해 보다 좁은 변화 범위에서 유지될 수 있다.

제2도는 분말 광석으로부터 용융금속을 제조하는 바람직한 제련공정을 수행하는 본 발명에 따른 용광로의 제2실시예를 도시한다. 도시한 제2실시예에서, 전술한 제1실시예에서와 동일한 구조와 기능을 갖는 부품은 제1실시예에서와 동일한 부호로 포시하였다. 제1도에서와 공통된 부호들로 표시된 부품들에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

제2도의 용광로는 분진수집 유닛(30)에 의해 특징지워진다. 이 분진수집 유닛(30)은 배기가스와 함께 장입된 환원재충으로부터 밀리 유출되는 환원재의 분진을 수집한다. 분진수집 유닛(30)은 환원재 분진을 회수하여 이를 통로(21)로 재순환시킨다. 한편, 분진수집 유닛(30)은 전처리시의 배기가스의 열을 이용하기 해환원재 전처리로(제2도에 도시되지 않음)와 광석 전처리로(제2도이 도시되지 않음)에 고온의 배기가스를 공급하기도 한다.

도시한 실시예에서, 통로(21)은 배포 유닛(31)에서 2개의 분기(21a, 21b)로 분기된다. 분기(21a)는 가스유동통로(2a)에 연결되고 분기(21b)는 가스유동통로(2b)에 연결된다. 가스배포 유닛(32)는 가스유동통로(2a, 2b) 사이에 배치되어 이곳을 통과하는 환원가스의 배포를 조절한다.

제2도에 명확하게 도시되지는 않았지만 가스유속 대응 입자크기의 n배보다 작은 입자크기를 갖는 소형입자 환원재를 환원재 전처리로부터 수용하기 위해 환원재 전처리로에 분진수집 유닛을 연결할 수도 있다.

도시한 구조에서, 분기(21a, 21b)에 배포될 소형 입자 환원재의 양은 장입된 대형 입자 환원재의 소비를 제어하도록 가변식으로 제어된다. 즉, 대형 입자 환원재가 감속되어 용융금속의 온도를 낮추게 되어 제조된융용금속의 품질이 저하되면 분기(21a)와 하부 풍구(3)을 거쳐 고체 환원재 충전구역(4)에 이송될 양은 증가된다. 고체 환원재 충전구역(4) 내의 소형 입자 환원재를 증가시킴으로써 고체 환원재 충전구역(4)의 온도를 원하는 온도로 유지하는데 필요한 대형 입자 환원재의 양을 감소시키기 위해 소형 입자 환원재와 대형입자 환원재 모두에서 연소가 일어난다. 이는 환원재 충전구역(4)내에 대형 입자 환원재가 머무는 기간을 연장시켜 준다. 이는 환원재 충전구역(4) 내의 온도를 상승시킬 수 있게 해준다. 이로써 환원재 충전구역을 통과하는 용융금속의 온도를 상승시켜서 용융금속의 조성을 안정되게 유지할 수 있다. 한편, 과도한 양의 대형 입자 환원재가 환원재 충전구역에 있을 때 용융금속의 온도는 과도하게 높아지게 된다. 이러한 경우에 환원재 충전구역(14) 안에 도입될 소형 입자 환원재는 감소된다. 이것에 의해서, 대형 입자 환원재의 소비가 증가되어 환원재 충전구역의 온도가 하강됨으로써 용융금속의 온도가 하강된다.

도시된 제2실시예의 용광로와 바람직한 제련공정의 성능을 검사하기 위해서, 1일망 약 10톤의 선결과 약5톤의 폐로크롬을 제조하는 능력을 갓는 축형 환원로(6)을 사용하여 실험을 수행하였다. 이 실험에서, 선철과 페로크름을 제조하기 위해 [표 1]에 나타낸 조성을 갖는 호주의 철광석과 남아연방의 크롬광석을 사용하였다.

유동충(5)와 환원재 충전구역(4)로 배포될 소형 입자 환원재의 양은 용융금속 온도와 Si농도에 따라 조절하였다. [표 3]은 전술한 광석을 제련하는 작업에 사용된 분진의 조성을 나타낸다. 바람직한 공정으로부터 얻은 결과와 비교하기 위해 비교실험을 수행했다. 바람직한 공정과 비교예의 실험 결과를 [표 4]에 나타냈다.

[비교예 3] 및 [비교예 5]에서, 제련작업은 풍구를 소형 입자 화원재의 취임없이 수행되었다. [비교예 4]에서, 유동층(5)와 환원재 충전구역(4)내로의 소형 입자 환원재의 충전구역(4)내로의 소형 입자 환원재의 배포율을 1:1로 고정하여 취입하였다.

[예 5]에서, 상부 풍구(8)과 하부 풍구(3)를 통해 취입될 소형 입자 환원재의 배포량은 출탕온도와 Si농도를 고려해서 조절된다. 이 경우에 소형, 입자 환원재의 배포량 조절 범위는 상부 및 하부 풍구에서 20 내지 80%이다. 한편, [예 6] 및 [예 7]에서, 상부 및 하부 풍구를 통해 취입될 소형 입자 환원재의 배포량은 출탕온도를 고려하여 0 내지 100%의 범위에서 조절된다.

상술한 실험으로부터, [비교예 3] 및 [비교예 4]에서 실제 출탕온도와 Si농도가 원하는 값들과 부합하지 않으며 넓은 범위에서 변동하는 것이 관찰되었다. 한편, [예 5] 및 [예 6]에서, 출탕온도는 원하는 값에 부합되고 원하는 값에 근접한 작은 범위내에서 변동하였다. 또한, [예 7] 및 [예 6]에서, Si농도는 원하는 값에 걸쳐 아주 좁은 범위로 유지되었다. [비교예 5]의 경우, 출탕온도와 Si농도는 원하는 값을 넘어 상당히 변동한다. 반대로, [예 7]에서, 출탕온도와 Si농도와 원하는 값에 걸쳐 아주 좁은 변동변위로 유지될 수 있었다.

실험 결과를 [표 4]에 나타냈다. [표 4]로부터 알 수 있는 것처름, 상부 및 하부 풍구에서 입자 환원재의 배포율을 조절함으로써 출타온도와 Si농도는 거의 원하는 값으로 유지할 수 있다. 따라서, 환원재를 경제적으로 소비할 수 있다.

제3도 및 제4도는 [비교예 5] 및 [예 6]의 출탕온도와 Si농도의 변동을 도시한다. [예 6]에서, 환원재의 소형 입자의 배포량은 하기 식에 따라 유도된다.

a＞b+50일 때 a=0m b+50＞a＞b-50일 때 a=0.5-0.01×(a-b), a＜b-50일때 a=1.0

여기서, a : 출탕온도, b : 원하는 출탕온도, a : 노내로 장입될 소형 입자 환원재의 전체량에 대한 하부 풍구에서의 소형 입자 환원재의 배포율

제3도 및 제4도로부터 알 수 있는 것처럼, 상부 및 하부 풍구에서의 소형 입자 환원재의 배포량을 조절함으로서 출탕온도와 Si농도를 거의 원하는 온도를 유지할 수 있다.

상술한 내용으로부터 알 수 있는 것처럼, 본 발명에 따른 제련공장에서, 노의 상부로부터 장입물로서 장입되면 취출되는 경향을 갖는 소형 입자 환원재를 제어된 재포량으로 배출함으로써 석탄 또는 코우크스와 같은 환원재의 효율을 높게 하면서 거의 일정하고 높은 품질의 용융금속을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 목적 및 이점들을 모두 달성할 수 있다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 양호한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 그 원리내에서 다양하게 실시할 수 있는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 청구범위에 정의된 본 발명의 원리내에서 실시 가능한 모든 실시예 및 변경도 포함한다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

Claims

분말광석으로부터 용융금속을 제조하는 방법에 있어서, 유동층과 이 유동층 하방에 고쳬 장입물충을 형성하도록 노내의 가스유속에 대해 정해지는 소정의 경계입자 크기보다 큰 입자 크기를 갖는 장입물로서 탄소함유 환원재로 충전된 노챔버를 형성하는 단계와, 산소함유 카스와 분말광석 및 경계입자 크기보다 입자 크기를 갖는 환원재 분진의 혼합물을 유동충을 향한 제1풍구에 공급하는 단계와, 산호함유 가스와 환원재 분진의 혼합물을 고체 장입물층을 향한 제2풍구에 공급하는 단계를 포함하는 것을 특정으로 하는 방법.
제l항에 있어서, 각기 제어된 배포율로 제1및 제2풍구에 환원재 분진을 배포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 제어된 배포율로 환원재 분진을 배포하는 단계에서, 제1 및 제2풍구에 대한 환원재 분진의 배포율이 용융금속의 주어진 출탕온도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 제어된 배포율료 환원재 분진을 배포하는 단계에서, 상기 배포율이 제조될 용융금속의 주어진 원하는 Si농도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 제어된 배포율로 환원재 분진을 배포하는 단계에서, 상기 배포율이 제조될 용융금속의 주어진 원하는 Si농도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 제2출구에 대한 배포율은 용융급속 온도가 소정의 출탕온도와 낮을 때 증가하도 용융금속 온도가 소정의 출탕온도보다 높을 때 감소하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 경계입자 크기가 배기가스와 함께 노로부터 취줄되지 않는 장입물의 최소 입자 크기에 대해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 경계입자 크기카 최소 입자 크기보다 n배 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는방법.
제3항에 있어서, 경계입자 크기가 배기가스와 함게 노로부터 취출되지 않는 장입물의 최소 입자 크기에 대해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 경계입자 크기가 최소 입자 크키보다 n배 큰 값으로 설정되는 것을 특지으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 장입물의 경계입자 크기가 3㎜직겨으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 장입물의 경계입자 크기가 3㎜직겨으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 제1 및 제2풍구를 통해 수집된 분진을 재순환시키기 위해 노의 배기가스에 함유된 환원재 분진을 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서, 제어된 배포율로 환원재 분진을 배포하는 단계에서, 제1 및 제2풍구에 대한 환원재 분진의 상기 배포율이 용융금속의 소정의 출탕온도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 재2풍구에 대한 상기 배포율은 용융급속 온도가 소정의 출탕온도보다 낮을 때 증가되고 용용금속 온도가 소정의 출탕온도보다 높을 때 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.