KR970003635B1 - 선철제조공정에서의 고분광취입방법 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

선철제조공정에서의 고분광취입방법

제1도는 본 발명에 부합되는 고분광취입장치가 용융로에 설치되어 있는 상태를 나타내는 단면개략도.

제2도는 분광응집을 위한 최소한의 조건을 설명하기 위한 모식도.

제3도는 광석산화도에 따른 취입분광의 용해에 필요한 시간변화도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 부버너(extra burner)2 : 주버너(main burner)

21 : 주버너의 내관22 : 주버너의 외관

본 발명은 용융환원법에 의해 선철을 제조하는 공정에서 분광을 취입하는 방법에 관한 것이다.

오늘날 공해저감, 저급 연,원료를 사용할 수 있는 새로운 선철 제조공정으로 용융환원법이 주목받고 있다. 이들 용융환원공정중에서, 현재 세계적으로 유일하게 상업화에 성공한 용융환원공정인 COREX 공정에서도 공해저감, 저급 연,원료의 사용은 달성되었으나, 분광 이용분야에 있어서는 어떠한 방법도 제시하지 못하고 있는 실정이다.

이에, 본 발명은 용융환원법에 의한 선철제조공정에 있어서 버너를 통해 탄소함유 분진 및 분말광석을 동시에 취입하여 탄소함유 분진의 연소열에 의해 용해, 응집된 분말광석에 잉여의 미용융분광을 부하하므로서 용융분광과 미용융분광간의 응집을 발생시켜 취입분광의 분진화를 극소화할 수 있는 선철제조공정에서의 분말광석 취입방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 내관으로는 탄소함유 분진 및 분말광석이 취입되고, 외관으로는 산소함유 가스가 취입되므로서, 분진내 함유된 탄소와 가스내 함유된 산소간의 연소 반응에 의해 발생된 연소열에 의해 취입분말광석이 용해, 응집되도록 하는 주버너(main burner)와 주버너에 의해 형성된 프레임(flame)의 특정 위치로 미용융분광을 취입할 수 있도록 설치된 하나의 관으로 구성된 한개 혹은 그 이상의 부버너(extra burner)가 한 조(set)로 이루어져 구성되는 선철 제조공정에서의 고 분광취입장치를 이용하여 고 분광 취입하는 방법에 관한 것이다.

이하, 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 고 분광 취입방법에 적용가능한 장치로는, 제1도에 나타난 바와같이, 입도가 1㎜ 이하의 광석 및 석탄함유 분진을 공급하는 내관(21)과 산소함유 가스를 공급하는 외관(22)으로 구성된 주버너(2)와 8㎜ 이하의 분광을 취입하는 파이프 형태의 단일관으로 된 한개 이상의 부버너(1)가 한 조(set)로 이루어져 구성되는 것을 들 수 있다.

상기 부버너(1)는 수평면에 대한 각도를 조절하므로서 부버너(1)를 통해 취입된 분말광석이 광석 및 석탄층진층(3)에 떨어지는 위치를 조정할 수 있도록 용융로(4)에 설치된다.

바람직하게는, 부버너의 중심과 주버너의 중심이 동일 평면상에 위치하므로서, 부버너(1)의 가상의 중심선이 주버너(2)의 가상의 중심선을 따라 전·후로 움직이도록 부버너(1)의 각도가 조절될 수 있도록 하는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 고 분광취입장치를 사용하여 분광을 취입하는 방법에 대하여 설명한다.

주버너(2)의 내관(21)을 통해 1100℃이상으로 유지되고 있는 광석 및 석탄충진층(3) 상부로, 분말광석과 탄소함유 분진을 가스를 이용하여 용융로(4)내부로 취입한다. 동시에, 주버너(2)의 외관(22)으로는 산소함유가스를 취입한다. 주버너(2)의 외관(22)으로 취입된 산호함유 가스내의 산소가 주버너(2)의 내관(21)으로 취입된 탄소함유 분진내의 탄소와, 약 1100℃ 이상으로 유지되고 외부의 열에 의해, 화학적 반응(연소반응)을 하게 되며, 이러한 화학적 반응(연소반응)에 의해 열(연소열)을 발생하게 된다. 이때, 발생된 열은 주버너(2)의 내관으로 취입된 분말광석(입도 : 1㎜ 이하)을 용해시키게 되며, 용해된 분말광석은 비행도중 취입된 탄소함유 분진과 충돌, 응집하므로서 석탄충진층(3)으로부터 상부로 올라오는 가스에 의해 재분진화 되지 않고, 용융로(4)내에 잔류할 수 있도록 하는 것이다. 또한, 연소열에 의해 주버너(2)의 내관(21)으로 취입된 광석이 용해되는 지점을 향해 부버너(1)를 통해 8㎜ 이하의 광석을 취입하므로서, 주버너(2)의 내관(21)으로 취입된 용융분광석과 부버너(1)로 취입된 분광석이 충돌, 응집케하므로서 선철제조공정에서 고분광취입방법을 달성하였다. 제2도에 취입분광의 응집을 위한 최소한의 조건을 도식화 하였다. 제2도에 나타난 바와같이, 이론상 연소열에 의해 표면이 용해된 한개의 광석에 최대 12개의 광석이 응집할 수 있음을 알 수 있다. 그러므로, 취입분말광석을 용해시키기 위하여, 취입되는 모든 광석을 용해시킬 필요는 없다. 즉, 주버너(2)의 내관(21)으로 취입된 광석이 탄소의 연소열에 의해 용해되는 지점으로 부버너(1)를 이용하여 다량의 분말광석을 취입하므로서, 한개의 용융광석이 다량의 미용융광석과 충돌, 응집하게 하므로서 에너지 절감 및 고 분광취입을 달성할 수 있게 된다.

부버너(1)를 통해 취입하는 광석은 주버너의 선단(tip)으로부터 일정거리 만큼 떨어진 지점으로 취입해야 하는데, 이때 부버너(1)의 가상의 중심선과 주버너(2)의 선단 사이의 거리가 최소한 하기 식에 의해 구해진 거리만큼 떨어질 수 있도록 하여야 한다.

부버너(1)의 가상의 중심선과 주버너(2)의 선단까지의 거리(m)=주버너(2)로 취입된 광석의 비행속도(m/sec)×광산화도 및 입도별 용해시간(sec)

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

실시예

1100℃이상으로 유지되고 있는 용융로(4)내의 광석 및 석탄 충진층(3)의 상부로 800-850℃ 이상으로 예열된 마크네타이트(magnetite) 광석과 탄소함유 분진의 혼합물을 마그네타이트/탄소의 무게비가 2/1이 되고, 혼합물/수송가스(질소)의 무게비가 5/1이 되게 질소(N₂)를 이용하여 주버너(2)의 내관(21)으로 약 4m/sec의 속도로 취입하고, 산소함유 가스를 주버너(2)의 외관(22)으로 취입함에 있어, 취입된 탄소/산소의 몰(mole)비를 0.6으로 유지하면서 취입한다. 주버너(2)를 통과한 탄소함유 분진내의 탄소는 1100℃의 외부열에 의해 승온된 후, 주버너(2)의 외관(22)으로 취입된 가스중의 산소에 의해 연소되면서 약 2000℃의 고온의 열을 발생하게 된다. 이때 발생된 열에 의해 주버너(2)의 내관(21)으로 취입된 광석은 용해하게 된다. 제3도에 초기 850℃로 예열된 단일광석이 4m/sec의 속도로 2000℃의 고온부위를 비행할때, 광석의 입도별 용해에 필요한 최소한의 시간을 계산한 결과를 나타내었다. 제3도에서 보여주고 있는 바와같이, 상기의 조건으로 취입된 입도 1㎜(1000um)의 마크네타이트광석이 용해하기 위해서는 약 0.02초의 시간이 필요함을 알 수 있다.

그러므로, 제1도의 부버너(1)로 취입되는 분말광석은 최소한 주버너(2)의 선단(tip)으로부터 8㎝ 이상 떨어진 지점으로 취입되게 부버너(1)의 각도를 조정하여 취입한다. 이때, (부버너(1)로 취입되는 광석/주버너(2)로 취입되는 광석)의 무게비가, 제2도에 보인 바와같이, 12/1 이하가 되게 취입한다. 이렇게 취입된 광석이 재분진화하지 않고 용융로(4)내에 잔류하는 비율은 약 85%정도로 나타났다.

제3도에 초기 광석은 온도가 850℃이고, 광석의 입도가 1㎜(1000um)일때, 제1도의 주버너(2)의 내관(21)으로 취입되는 광석의 산화도가 변화에 따른 취입분광석의 용해시간도 보여주고 있다. 제3도에 나타난 바와같이, 취입광석의 산화도가 증가함에 따라 광석이 용해되기 위한 시간은 증가하고 있다. 그러므로, 제1도의 부버너(1)를 통해 취입하는 광석은 제1도 주버너(2)의 선단으로부터 일정거리만큼 떨어진 지점으로 취입해야 하며, 이때, 제1도의 부버너(1)의 가상의 중심선과 주버너(2)의 선단 사이의 거리는 최소한 아래식에 의해 구해진 거리만큼 떨어질 수 있도록 하여야 한다.

부버너(1)의 가상의 중심선과 주버너(2)의 선단까지의 거리(m)=주버너(2)로 취입된 광석의 산화도×제3도의 광석용해시간(sec)

Claims (1)

1. 용융로(4)의 일측에 내관(21)과 외관(22)을 갖는 주버너(2)와 1개 이상의 부버너(1)가 한조로 구성되고 분광취입장치를 마련하고, 상기 주버너(2)의 내관을 통해 입도가 1㎜ 이하인 분광과 탄소함유 분진을 취입하는 한편 외관(22)을 통해 산소함유 가스를 취입하고, 상기 부버너(1)의 가상의 중심선과 주버너(2)의 중심선이 만나는 지점으로부터 주버너의 선단까지의 거리가 최소한 하기 식으로부터 구해진 거리 이상이 되도록 부버너(1)의 각도를 조절하여 입도가 8㎜이하인 분광을 취입하는것을 특징으로 하는 선철제조공정에서의 고 분광취입방법.

   부버너(1)의 가상의 중심선과 주버너(2)의 선단까지의 거리(m)=주버너(2)로 취입된 광석의 산화도×광석용해시간(sec)