KR950006689B1 - 선철 또는 강예비재료의 제조방법 및 그 방법을 수행하기 위한 장치 - Google Patents
선철 또는 강예비재료의 제조방법 및 그 방법을 수행하기 위한 장치 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 선철을 제조하기 위한 본 발명에 따른 장치의 작동상태를 나타낸 개략도.
제2도 내지 제5도는 본 발명에 따른 장치에서 수행되는 각각의 단계를 나타낸 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 직접 환원장치 2 : 직접 환원영역
3,5,7,9,10,11,12,13 : 공급도관 6 : 용락가스화 장치
16 : 용융 선철 17 : 용융 슬래그
21 : 배출도관 22 : 나비밸브
25 : 가열버너 26 : 가스파이프 도관
28 : 연결부재 29 : 가스배출구
31 : 코우크스 또는 탈가스화된 석탄생성물
32 : 공기 또는 산소 34 : 초기 장입물
본 발명은 선철 또는 강 예비재료를 제조하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 있어서, 미립자 장입물이 직접 환원장치에서 환원성 가스에 의하여 환원되고, 이에 의해 얻어진 해면철 입자들은 산소함유 가스와 탄소함유체의 공급하에 용락가스화 장치내에서 용해된다. 이때, 용락 가스화 장치내에서는 그 결과로서 환원성 가스가 형성된다. 이 환원성 가스는 직접 환원장치내로 분사된다.
독일연방공화국 특허 제3,727,146호에는 산소함유 기화제의 공급하에서 탄화연료를 가스화하기 위한 가스화 장치를 작동시키는 방법이 공지되어 있다. 이 방법에서는, 가스화 장치의 하부와 연통하는 연소실내에서 과압하에 연소가스 혼합물이 착화 및 연소된다. 하지만, 이러한 방법에 의하면, 단지 약 800 내지 1000℃의 가스화 온도에 상응하는 온도로 가스화 장치를 가열할 수 있다.
처음에 언급한 종류의 장치를 작동시키기 위해서는 상당히 높은 개시온도가 요구된다. 왜냐하면, 용락가스화 장치내의 처리온도가 매우 높기 때문이다. 즉, 가스화 온도는 약 2000℃이고, 용락가스화 장치내의 용융 영역의 온도는 약 1500℃이며, 슬래그 및 선철 배출용 출재구 및 출선구 영역에서의 온도는 적어도 1350℃이다.
따라서, 본 발명의 목적은 처음에 언급한 종류의 장치, 즉 충분하게 가열되는 직접 환원장치 및 고온하에서 작동가능한 용락가스화 장치를 이용하여 선철 또는 강 예비재료를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 다음과 같은 단계들로 구성되는 방법에 의해서 달성된다.
속이 비어있는 용락가스화 장치가 연소가스에 의해서 가열되고, 이에 의해 형성된 연기가스가 속이 비어있는 직접 환원장치내로 도입되는 단계와, 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물이 상기 직접 환원장치내로 장입되고, 상기 직접 환원장치내로 도입된 상기 연기가스가 현열을 방출하면서 상기 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물을 통과하는 단계와, 상기 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물이 착화온도로 가열되고, 고온상태에서 있는 상기 용락가스화 장치내로 장입되며, 산소 또는 산소함유 가스의 분사에 의해서 연소되는 단계와, 그리고 가스화를 제공하는 부가적인 석탄 또는 코우크스 층이 상기 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물의 착화층 위로 장입되고, 장입물이 상기 직접 환원장치내로 장입되는 단계를 포함하는 방법에 의해서 달성된다.
이 방법을 실현시키기 위해서, 장치를 작동시키기 전에, 용락가스화 장치의 바닥상에 배치된 손실가능한 파이프 도관을 통해서 산소함유 가스 또는 산소가 공급된다. 이것에 의해서, 값비싼 부가적 수단을 설치하지 않고서도 가동에 필요한 가스를 간단한 방식으로 공급할 수 있다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치는, (a) 괴상의 철광석을 공급받기 위한 적어도 하나의 장입물 공급도관, 환원성 가스를 공급하기 위한 적어도 하나의 공급도관, 직접 환원장치내에 형성된 환원 생성물을 배출하기 위한 적어도 하나의 도관 및 직접 환원장치내에 형성된 상부 가스를 배출시키기 위한 배출도관을 갖는 직접 환원장치와, 그리고 (b) 직접 환원장치내에서 형성된 환원 생성물을 공급받는 공급도관, 산소함유 가스 및 탄소함유체를 공급받기 위한 공급도관, 직접 환원장치내에 형성된 환원성 가스를 공급받기 위한 공급도관 및 선철과 슬래그를 배출하기 위한 출선구와 출재구를 갖는 용락가스화 장치를 포함하고 있으며, 나비밸브와 같은 하나의 밸브가 환원성 가스를 공급받기 위한 공급도관내에 구비되어 있는 용락가스화 장치에 적어도 하나의 가열버너가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 대략적으로 선철의 융점에서 용융되는 재료, 바람직하게는 강으로 제조된 가스파이프 도관이, 처음에 속이 비어있는 용락가스화 장치의 바닥상에서 배열되고, 연결부재에 의해서 용락 가스화 장치의 측벽 개구부를 통해서 외부로 돌출한다.
바람직하게도, 가열버너는 용락가스화 장치 높이의 1/3 되는 지점에서 용락 가스화 장치에 부착 및 제거 될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시예에 의해서 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
직접 환원장치(1)의 내부에는 직접 환원영역(2)이 존재하는데, 이 직접 환원영역내로는 괴상의 산화철 함유 장입물(4)이 직접 환원장치의 상부로부터 공급도관(3)을 통해서 도입되고, 불연소된 플럭스가 필요에 따라서 공급도관(5)을 통해서 도입된다. 직접 환원장치(1)은 용락가스화 장치(6)와 연통하고, 용락 가스화 장치의 내부에서는 탄소함유체와 산소함유 가스로부터 환원성 가스가 생성된다. 이렇게 생성된 환원성 가스는 공급도관(7)을 통해서 직접 환원장치(1)에 공급되는데, 공급도관(7)에는 가스세척 및 냉각수단(8)이 구비되어 있다.
용락가스화 장치(6)는 고체의 괴상 탄소함유체를 도입하기 위한 공급도관(9)과, 필요에 따라서 산소함유 가스를 도입하기 위한 다수의 공급도관(10,11)과, 그리고 실온에서 액상 또는 기상인 탄화수소와 같은 탄소함유체 및 연소된 플럭스를 도입하기 위한 공급도관(12,13)을 포함한다. 용락가스화 장치(6)내에서 용락 가스화 영역(15) 아래에 수집된 용융 선철(16)과 용융 슬래그(17)는 각각 출선구(18) 및 출재구(19)를 통해서 배출된다.
괴상의 광석은 직접 환원장치(1)의 직접 환원영역(2)에서 해면철로 환원되고, 이렇게 환원된 해면철은 직접 환원영역에서 연소된 플럭스와 함께 공급도관(20)을 통해서 용락가스화 장치(6)내로 도입된다. 이때, 상기 해면철과 플럭스는 예를들어 이송워엄(도시되지 않음)에 의해서 도입된다. 공급도관(20)은 직접 환원장치(1)를 용락가스화 장치(6)에 연결한다. 직접 환원장치(1)의 상부에는 직접 환원영역(2)에서 형성된 상부가스를 배출시키기 위한 배출도관(21)이 구비되어 있다.
각각의 공급도관(7)에는 나비밸브(22)가 설치된다. 용락가스화 장치(6)의 하부 영역에서, 원통형 부분(23)으로부터 확장부분(24)으로의 천이부 높이에는 외부 가열식 버너(25)가 설치되는데(제2도 내지 제4도 참조), 이 버너는 코우크스 가스 또는 천연가스를 채용하여 작동된다. 이 가열버너는 오직 가열단계에서만 작동되고, 본 발명에 따른 장치가 가동된 후에는 용락가스화 장치(6)으로부터 제거된다.
본 발명에 따른 장치는 다음과 같은 방식으로 작동된다.
먼저, 저온하의 속이 빈 용락가스화 장치(6)내로 가스파이프도관(26)이 도입된다(제2도 참조). 가스파이프도관(26)은 용락가스화 장치(6)의 바닥(27)상에 배치되고, 용락가스화 장치(6)의 측벽 개구부를 관통하는 연결부재(28)에 의해서 외부로 이동된다. 가스파이프도관(26)은 상부쪽에 가스배출구(29)을 갖춘 강파이프로 제조되고, 다수의 동심링 또는 팬형태로 거의 전체 바닥면에 걸쳐서 균등하게 뻗어있다. 이 가스파이프도관(26)의 작용은 하기에서 제3도를 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
가스파이프도관(26)을 배열한 후에, 가열버너(25)가 작동개시된다. 이에 의해 형성하는 연기가스(30)는 각각의 가열조건에 따라서 속이 빈 용락가스화 장치(6)의 내화성 벽돌을 가열하는 기능을 수행하고, 개방상태에 있는 나비밸브들을 갖춘 공급도관(7)을 통해서 유동하며, 도관(20)을 거쳐서 중공의 직접 환원장치(1)내로 도입되어 직접 환원장치(1)를 건조 및 가열시킨다(제2도 참조).
이와같은 단계이후에는, 제3도에 나타낸 바와같이, 예를들어 절단전극 또는 오일 코우크스와 같은 코우크스(31) 또는 탈가스화된 석탄 생성물이 직접 환원장치(1)내로 장입된다. 코우크스(31)의 양은 거의 용락가스화 장치(6)의 하부 원통형 부분(23)의 용적에 상응한다. 가열버너(25)에 의해서 연속적으로 가열되는 동안에 형성된 연기가스(30)가 장입된 코우크스(31)를 관통하여 흐르게 하고 공급도관(7)으로는 유동하지 못하게 하기 위해서, 나비밸브(22)가 폐쇄된다. 이에 의해, 연기가스들은 공급덕트(20)를 통해서 100% 유동하게 되고, 코우크스(31)를 약 650℃의 착화온도로 가열시킨다.
착화온도에 도달한 후에, 코우크스(31)는 공급도관(20)을 통해서 용락가스화 장치(6)내로 도입된다. 이와 동시에, 가스파이프도관(26)을 통해서 공기(32) 또는 산소가 도입되고, 코우크스(31)가 연소하게 된다. 이 단계에서, 용락가스화 장치(6)내의 온도는 약 1200 내지 1500℃에 달하게 된다(제4도 참조).
상기 온도에 도달된 후에, 가열버너(25)는 작동중지되고 제거된다(제5도 참조). 용락가스화 장치(6)내의 증가된 온도는 추후의 정련작업에서 슬래그(17) 및 선철(16)의 용융 상태를 유지하는 기능을 한다.
용락가스화 장치(6)내에 이미 존재하는 코우크스(31) 층위로 미세 코우크스 또는 미세 석탄(33)을 차가운 상태로 장입한 후에, 미세 코우크스 또는 미세 석탄(33)은 가스파이프도관(26)을 통해서 추가의 바닥공기를 송풍함으로써 착화점에 이르게 되고, 공급도관(10,11)뿐만 아니라 경우에 따라서는 공급도관(12,13)이 작동 상태에 이른후에, 종래의 방식으로 작동개시된다. 이와 동시에, HO 슬래그, 임의의 해면철, 첨가제(석회석, 돌로마이트), 임의의 플럭스(CaF2) 및 광석을 포함한 초기 장입물(34)이 직접 환원장치(1)내로 장입되기 시작한다. 용락가스화 장치(6)내에서 가스화가 진행되는 동안에 형성된 환원성 가스는, 나비밸브(22)를 개방한 후에 공지된 방식으로 광석 공급도관(7)을 통해서 도입된다.
용락가스화 장치(6)내에서 가스화가 시작된 후에, 가스파이프도관(26)은 닫히고, 측벽 개구부를 통해서 외부로 돌출한 가스파이프도관(26)의 단부는 용락가스화 장치(6)의 내부로 밀려나며, 측벽 개구부는 닫힌다. 본 발명에 따른 장치를 더 가동시키면, 가스파이프도관(26)은 용융 조업에 손상을 입힘이 없이 용융된다.
Claims (7)
- 해면철 입자들을 얻기 위하여 직접 환원장치내에서 환원성 가스를 이용하여 미립자 장입물을 환원시키며, 상기 해면철 입자들은 산소함유 가스 및 탄소함유체의 공급하에서 용락가스화 장치내에서 용해되고, 이와동시에 상기 용락가스화 장치내에서 환원성 가스가 형성되어 상기 직접 환원장치내로 분사되는, 선철 또는 강 예비재료를 제조하기 위한 방법에 있어서, 중공의 용락가스화 장치 및 중공의 직접 환원장치가 제공 되고, 상기 중공의 용락가스화 장치는 연기가스의 형성하에서 연소가스에 의해 가열되며, 상기 연기가스는 상기 중공의 직접 환원장치내로 도입되는 단계와, 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물이 상기 직접 환원장치내로 도입되는 단계와, 코우크스 또는 탈가스회된 석탄 생성물이 상기 직접 환원장치내로 도입되고, 상기 직접 환원장치내로 도입된 상기 연기가스는 상기 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물을 통과하면서 현열을 방출하는 단계와, 상기 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물이 착화온도로 가열되고, 고온상태에서 상기 용락가스화 장치내로 장입되고, 상기 코우크스 또는 탈가스화된 석탄 생성물이 착화된 코우크스층 또는 탈가스화된 석탄 생성물의 점화된 층을 형성하도록 산소함유 가스 또는 산소가 상기 용락가스화 장치 내로 분사되는 단계와, 그리고 가스화를 제공하는 부가적인 석탄 또는 코우크스층이 상기 착화된 코우크스층 또는 탈가스화된 석탄 생성물층 위로 장입되고, 상기 미립자 장입물이 상기 직접 환원장치내로 장입되는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 선철 또는 강 예비재료를 제조하기 위한 장치를 가동시키기 전에 상기 산소함유 가스 또는 산소를 상기 용락가스화 장치내로 공급하기 위해서 상기 용락가스화 장치의 바닥상에 가스파이프도관을 배치하는 단계를 더 포함하며, 상기 가스파이프도관은 상기 선철 또는 강 예비재료를 제조하기 위한 장치의 작동중에 용융되는 것을 특징으로 하는 방법.
- (a) 괴상의 철광석을 장입하기 위한 적어도 하나의 장입물 공급도관, 적어도 하나의 환원성 가스공급도관, 직접 환원장치내에서 형성된 환원 생성물용 의 적어도 하나의 환원 생성물 공급도관 및 상기 직접 환원장치내에 형성된 상부 가스를 배출시키기 위한 상부 가스배출도관을 갖춘 직접 환원장치, 및 (b) 상기 직접 환원장치내에서 형성된 상기 환원 생성물을 도입하기 위한 상기 적어도 하나의 환원 생성물 공급도관이 연결되어 있고, 산소함유 가스 및 탄소함유체를 도입하기 위한 공급도관수단, 형성된 환원성 가스를 상기 직접 환원장치내로 공급하기 위한 환원성 가스공급도관, 및 선철과 슬래그 배출용 탭수단을 갖춘 용락가스화 장치로 구성되는, 제1항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서, 상기 환원성 가스공급도관 내부에 구비된 밸브와 상기 용락가스화 장치에 설치된 적어도 하나의 가열버너를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 밸브가 나비밸브로 이루어져 있음을 특징으로 하는 장치.
- 제3항에 있어서, 초기에 중공상태로 유지되고 측벽 개구부를 갖춘 상기 용락가스화 장치의 바닥상에 제공되며 선철의 용융 온도에서 용융되는 재료로 제조된 가스파이프도관을 더 포함하고 있으며, 상기 가스파이프도관은 상기 용락가스화 장치로부터 상기 측벽 개구부를 관통하여 외부로 돌출하는 연결부재를 포함함을 특징으로 하는 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 가스파이프도관이 강으로 제조됨을 특징으로 하는 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 가열버너가 상기 용락가스화 장치 높이의 1/3 위치에 설치되며, 상기 용락가스화 장치에 부착되거나 또는 상기 용락가스화 장치로부터 제거될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
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