[go: up one dir, main page]

KR20000011108A - 유동화에 의한 미립물질의 환원방법 및 이를 위한 장치를 가진환원로 - Google Patents

유동화에 의한 미립물질의 환원방법 및 이를 위한 장치를 가진환원로 Download PDF

Info

Publication number
KR20000011108A
KR20000011108A KR1019980709267A KR19980709267A KR20000011108A KR 20000011108 A KR20000011108 A KR 20000011108A KR 1019980709267 A KR1019980709267 A KR 1019980709267A KR 19980709267 A KR19980709267 A KR 19980709267A KR 20000011108 A KR20000011108 A KR 20000011108A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluidized bed
reduction
gas
reducing gas
particles
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
KR1019980709267A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100458553B1 (ko
Inventor
레오폴트 베르너 케플링어
펠릭스 발른너
요하네스-레오폴트 생크
프란쯔 하우짼베르거
이일옥
Original Assignee
포항 아이런 앤드 스틸 씨오. 엘티디.
암루쉬 만프레드, 프로머 우어줄라
뵈스트-알핀 인두스트리안라겐바우 게엠바하
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 포항 아이런 앤드 스틸 씨오. 엘티디., 암루쉬 만프레드, 프로머 우어줄라, 뵈스트-알핀 인두스트리안라겐바우 게엠바하 filed Critical 포항 아이런 앤드 스틸 씨오. 엘티디.
Publication of KR20000011108A publication Critical patent/KR20000011108A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100458553B1 publication Critical patent/KR100458553B1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0006Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
    • C21B13/0013Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state introduction of iron oxide into a bath of molten iron containing a carbon reductant
    • C21B13/002Reduction of iron ores by passing through a heated column of carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0033In fluidised bed furnaces or apparatus containing a dispersion of the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/14Multi-stage processes processes carried out in different vessels or furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • C22B5/14Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases fluidised material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B15/00Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/66Heat exchange
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

미립물질을 유동층법으로 처리하는 방법에 있어서, 미립물질은 하측으로부터 상측으로 흐르는 환원처리가스에 의하여 유동층(2)에 유지되어 처리된다.
환원처리가스를 최소로 소모하고, 미립자가 환원처리가스에 의하여 비말동반되는 것을 저감시키기 위하여, 넓은 입자분포 및 상대적으로 미립자가 많은 미립물질을 환원처리에 사용하고, 유동층(2)의 환원처리가스의 표면속도는 상기 미립물질의 가장 큰 입자의 유동화에 필요한 속도보다 적게 유지된다.

Description

유동화에 의한 미립물질의 환원방법 및 이를 위한 장치를 가진 환원로
이러한 종류의 방법은, 예를 들면 US-A-2,909,423, WO 92/02458 및 EP-A-0 571 358에 공지되어 있다. 이 방법에서는, 산화철함유물질, 예를 들면 분광석은 환원반응로를 하측으로부터 상측으로 관통하면서 노즐그레이트(nozzle grate)를 거쳐 유동층환원반응로 내로 공급되는 유동층환원반응로 내부의 환원가스에 의하여 유지된 유동층에서 환원되는 반면, 산화철함유물질은 환원가스흐름과 대략 역류로 환원반응로에 장입된다. 유동층을 유지하기 위하여, 장입물질 입경의 함수인 유동층대 내부의 환원가스의 특정속도가 필요하다.
공지의 방법에서는, 필연적으로 환원가스의 속도가 비교적 빠르기 때문에 산화철함유물질의 미립자가 상당하게 배출될 뿐만 아니라 이미 환원된 산화철함유물질은 환원공정의 사전단계에서 유동층으로부터 배출되고, 그 후 상기 미립자는 환원가스에 함유된다. 상기 미립자를 환원가스로부터 제거하기 위하여 - 즉, 부분적으로 산화된 환원가스를, 예를 들면 선행하여 배열된 환원반응로용으로 더 사용하거나, 또는 유실될 수 있는 산화철함유물질이나 이미 환원된 물질을 회수할 수 있도록 - 미립자를 함유한 환원가스를 사이클론과 같은 분진분리기를 통하게 하고, 분리된 분진을 유동층 내로 재순환시킨다. 분진분리기 또는 사이클론은 반응로 내부에 각각 배열되는 것이 바람직하지만(US-A-2,909,423 참조), 반응로의 외부에 또한 설치될 수도 있다.
본 발명은 미립물질을 유동층법으로 처리, 바람직하게는 환원, 특히 분광석을 환원하는 방법 및 상기 방법을 실행하는 환원로에 관한 것으로서, 상기 미립물질은 하측으로부터 상측으로 흐르는 환원처리가스에 의하여 유동층에 유지되어 처리된다.
도 1은 본 발명에 따른 환원로의 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 환원로를 사용할 수 있는 철광석 환원용 공정도이고,
도 3은 본 발명에 따라 처리될 철광석 미분의 몇 가지 입경분포를 나타낸 선도이다.
실제로, 부분적으로 환원되거나 또는 완전하게 환원된 미립자 산화철함유물질은 상호간에 및/또는 반응로 혹은 사이클론의 벽 및 연결관 혹은 이송관에 들러붙거나 또는 응고되는 경향이 있다는 것은 분명하다. 이러한 현상을 "스티킹(sticking)" 또는 "파울링(fouling)" 이라고 한다. 스티킹 또는 파울링은 산화철함유물질의 환원온도 및 환원정도의 함수이다. 부분적으로나 또는 완전하게 환원된 산화철함유물질이 환원반응로의 벽 또는 설비의 다른 부분에 이렇게 들러붙거나 또는 부착되면 고장을 일으킬 수 있어서, 조업을 중단하지 않고 설비를 장기간 계속해서 가동시키는 것이 불가능하다. 일 년 이상 계속해서 가동시키는 것은 거의 불가능한 것을 알았다.
부착물 또는 응고물을 제거하기 위하여는 상당량의 작업을 필요로 하게 되어 많은 비용, 즉 근로자 임금 및 설비의 생산손실로 인해 발생하는 비용이 수반된다. 종종, 이들 부착물이 저절로 떨어지며, 그 결과 부착물이 유동층 내로 떨어지기도 하여 환원공정에 장애를 일으키거나, 또는 - 부착물이 사이클론으로부터 떨어지는 경우 - 사이클론으로부터 유동층으로 통하는 분진 재순환채널을 막아 버려 환원가스로부터 분진을 추가로 분리하는 것이 완전히 불가능하게 된다.
실제로, 공지의 유동층법에서의 한 가지 단점은 환원처리가스흐름의 분리 및 공급, 즉 전술한 종래 기술의 공정에서는 환원가스흐름의 분리 및 공급의 불요성 및 곤란함에 있다. 종래 기술에서의 또 다른 단점은, 각 공정단계, 즉 예열, 예비환원 및 최종환원에서, 대부분의 경우 공정단계로 배치된 장치를 떠나는 두 가지 이상의 제품흐름이 슬러스 되어야하고, 이로써 이송 및 슬러스수단(sluice means)에 상당한 비용이 든다는 것이다. 또한, 각 공정단계에 두 가지 가스공급시스템을 조정하여야 하는데, 이것은 실제로 고온 분진함유가스의 경우 매우 곤란하다.
또한, 환원가스는 비교적 고속으로 흐르기 때문에, 환원가스가 상당히 많이 소모된다. 환원공정 그 자체에 필요한 것보다 단지 유동층을 유지하기 위하여 상당히 많은 환원가스가 소모된다.
금속광석을 유동층법에 의하여 환원하는 공정은 GB-A-1 101 199에 또한 공지되어 있다. 상기 특허에서는, 환원공정 중에 물질이 함께 응고되도록 공정조건을 선택함으로써, 물질의 크기 때문에, 유동화되지 않은 괴광이 형성된다. 따라서, 유동층반응로로부터 하향하여 배출되는 완전하게 환원된 물질이 유동상태로 잔류되어 있는 완전하게 환원되지 않은 물질로부터 분리될 수 있다. 보다 작은 제품입자는 유동층의 상단부에 회수된다. 따라서, 이 공정에서도 마찬가지로 두 가지 제품흐름이 일어나게 되어 장치에 상당한 비용이 들어가는 것은 필연적이다.
본 발명의 목적은 이들 단점 및 곤란함을 회피하며, 미립자 산화철함유물질을 스티킹 또는 파울링으로 인한 고장위험 없이 상당기간에 걸쳐 최소량의 환원처리가스를 소모하여 처리할 수 있는 전술한 종류의 방법 및 상기 방법을 실행하는 환원로(vessel)를 제공하는 것이다. 특히, 유동층을 유지하는데 필요한 환원처리가스량 및 환원처리가스의 유속 양자 모두를 저감시킬 수가 있어서 단지 최소량의 미립자만 배출된다.
본 발명에 따라서, 상기 목적은 상대적으로 미립물질이 많고 큰 입자도 일정부분 포함하는 넓은 입자분포를 갖는 미립물질이 환원처리에 사용되며, 유동층 내 환원처리가스의 표면속도는 상기 미립물질 중 입자가 큰 부분의 유동화에 필요한 속도보다 적게 유지되고, 보다 큰 입자는 미립자와 함께 모두 상측으로 이동하여 유동층의 상단영역으로부터 배출되는 것으로 달성된다.
넓은 입자분포를 갖는 경우에도, 유동층의 표면속도는 상기 미립물질 중 가장 큰 입자의 유동화에 필요한 속도의 0.25 ∼ 0.75의 범위 이내에 유지된다.
입자밴드가 상기 미립물질 중 가장 큰 입경의 0.02 ∼ 0.15, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.10의 중간 입경을 가진 입자의 미립물질을 사용하는 것이 바람직하다.
유동층 위의 환원처리가스에 대한 표면속도는 유동층을 수용하도록 배치된 환원로의 가장 큰 직경에 대하여 이론상 절단 입경 50 ∼ 150 μm, 바람직하게는 60 ∼ 100 μm으로 조정되는 것이 적합하며, 유동층에는 표면속도가 0.3 m/s ∼ 2.0 m/s 사이의 범위로 조정되어 파쇄된(run of mine) 분광석이 환원되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 환원처리방법을 사용하여 철광석 및 플럭스 그리고 최소한 부분적으로 미립자를 포함하는 장입물로부터 용융선철 또는 용강반제품을 생산하는 방법은, 상기 장입물은 유동층법에 의하여 최소한 하나의 환원대에서 해면철로 직접환원되고, 상기 해면철은 탄소캐리어 및 산소함유가스를 공급함으로써 용융가스화대에서 용융되며 CO 및 H2-함유 환원가스가 생성되고, 상기 환원가스는 환원대에 공급되어 거기에서 반응하며 배가스로서 배출되어 소비기에 공급된다.
본 발명에 따른 방법을 실행하는 환원로는 다음 특징이 결합되는 것을 특징으로 한다.
유동층을 수용하며, 가스분배바닥층, 환원처리가스 공급관, 및 가스분배바닥층 위에 배설된 미립물질 공급수단 및 배출수단을 포함하는 원통형 하단 유동층부,
유동층부 위에 상기 유동층에 이어서 배열되어 원뿔형으로 상향하여 넓어지는 콘형상부, 상기 콘형상부의 벽은 반응로의 중앙축에 대하여 6 ∼ 15°, 바람직하게는 8 ∼ 10°로 경사지고,
콘형상부에 이어져서 상단에서 폐쇄되고, 환원처리가스 배출관이 분지되는 최소한 부분적으로 원통형인 정지부(calming section)를 포함하고,
원통형영역 내 정지부의 단면적 대 유동층부의 단면적의 비율은 ≥2이다.
유동층에서 광석환원방법을 실행하는, 직경이 상이한 두 개의 원통형부 및 상기 원통형부 사이에 배설된 매우 짧고 뚜렷한 콘형상부를 포함하는 환원로는, 예를 들어 EP-A-0 022 098에 공지되어 있다. 그러나, 이 환원로에는 두 개의 가스공급관, 즉 하측 원통형부 아래에 하나와 콘형상부에 하나가 배설되어 있다. 완전환원된 광석은 이 유동층반응로로부터 하향으로 배출된다.
바람직하게는, 본 발명에 있어서 원통형영역 내 정지공간의 단면적은 이 영역에서 조정되는 표면속도에 대하여 크기가 충분하여 입경이 약 50 μm 이상인 입자가 가스로부터 충분하게 분리될 수 있다.
철광석 및 플럭스 그리고 최소한 부분적으로 미립자를 포함하는 장입물로부터 용융선철 또는 용강반제품을 생산하는 설비는, 철광석 및 플럭스를 함유하는 장입물질용 이송관, 환원가스용 가스관과 환원로 안에 형성된 환원제품용 이송관 및 톱가스용 가스관이 통하는 환원반응로 구성된 본 발명에 따른 최소한 하나의 환원로, 및 환원제품을 환원반응로로부터 전달하는 이송관이 통하고 산소함유가스 및 탄소캐리어용 공급관과 선철 또는 철강반제품 또는 슬래그용 출탕구를 가지는 용융가스화로를 포함하고, 환원반응로와 연통하며 용융가스화로에 형성된 환원가스용의 가스관은 용융가스화로로부터 분지되고, 환원반응로는 유동층환원반응로로서 구성되는 것을 특징으로 한다.
다음에, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 유동층반응로, 특히 환원반응로로 구성된 환원로(1)를 나타내는 도면으로서, 유동층(2)을 수용하며 노즐그레이트(4)로 구성된 가스분배최하층이 소정의 높이레벨에 배설되어 환원가스를 공급 및 균일하게 분포시키는 하단 유동층부(3)를 포함한다. 환원가스는 노즐그레이트(4)로부터 시작하여 하측으로부터 상측으로 환원반응로를 통과한다. 원통형 유동층부(3) 내의 노즐그레이트(4) 위에는 이송관(5, 6), 즉 분광석 공급관 및 배출관이 배설된다. 유동층(2)은 노즐그레이트(4)로부터 분광석 배출관(6)레벨, 즉 개구(8) 까지의 층높이(7)를 나타낸다.
원통형 유동층부(3)에는 상향으로 플레어(flare)되는 콘형상부(9)가 연결되며, 이 콘형상부(9)의 벽(10)의 반응로 중앙축(11)에 대한 경사도는 최대 6 ∼ 15°, 바람직하게는 8 ∼ 10°가 된다. 이 영역에서, 콘형상부(9)의 단면(12)이 계속 증가함으로써 상향으로 흐르는 환원가스의 표면속도가 꾸준히 그리고 계속해서 줄어들게 된다.
콘형상부(9)의 벽(10)이 약간만 경사져 있기 때문에, 단면(12)이 확대되는 경우에도 상기 콘형상부(9) 내에는 벽(10)으로부터 난류(turbulence) 및 분리되지 않는 흐름을 얻을 수 있다. 이로써, 환원가스의 속도를 국부적으로 증가시킬 수 있는 난류가 방지된다. 따라서, 단면(12)에 걸친 환원가스의 표면속도가 콘형상부(9)의 전체 높이를 통하여, 즉 콘형상부의 모든 레벨에서 균일하고 계속적으로 확실하게 감소된다.
콘형상부(9)의 상측말단(13)에는, 원통형 벽(14)이 배설되며 그 상단은 부분적으로 구형 형상, 예를 들면 반구체(hemisphere)로 구성된 반응로 천장(ceiling)(16)에 의하여 폐쇄되는 정지부(calming section)(15)가 연결되어 있다. 환원가스 배출용 가스관(17)이 반응로 천장(16)에 중앙으로 배열되어 있다. 콘형상부(9)의 단면적은 정지부(15)의 단면적(18) 대 유동층부(3)의 단면적(19) 비율이 ≥2가 되도록 크게 설계된다.
가스관(17)은 환원가스의 분진분리용 사이클론(20)과 통한다. 사이클론(20)으로부터 분지되는 분진재순환관(21)은 하향하여 유동층(2)과 연통한다. 사이클론(20)의 가스배출을 참조부호(22)로 나타낸다.`
본 발명에 따라서, 상대적으로 미분을 많이 포함하는 넓은 입자분포를 갖는분광석이 환원반응로(1)에서 환원처리된다. 예를 들어, 이러한 유형의 입자 분포의 예는 다음과 같을 수 있다.
질량율
4 mm 까지 100 %
1 mm 까지 72 %
0.5 mm 까지 55 %
0.125 mm 까지 33 %
대체로 전술한 입자분포를 가진 분광석은 유동층(2)에서 분리되지 않고 유동화될 수 있고, 표면속도 Vsuper는 분광석의 가장 큰 입자의 최저 유동화속도보다 항상 낮은 것이 본 발명에서는 필수적임을 알았다.
Vsuper의 최적의 동작범위는 다음 비율이 되는 것을 알았다.
Vsuper= 0,25 ∼ 0.75 · Vmin(dmax)
Vsuper- 분포 최하층(4) 위 유동층(2)의 표면속도
Vmin(dmax) - 장입된 분급물(fraction) 중 가장 큰 입자의 최저 유동화속도
전술한 바와 같이, 넓은 입자분포를 갖는 분광석이 본 발명에서는 필수적이다. 이러한 입자분포는 파쇄된 분광석, 즉 작게 부순 후 스크리닝(screening)을 거치지 않은 분광석의 특징이다. 파쇄된 철광석의 몇 가지 예의 입자분포를 도 3에 나타낸다. 파쇄된 철광석의 이들 입자분포는 항상 상당 부분이 미립자 분급물로서 너무 작아서 유동층에 잔류하지 않고 가스와 함께 배출되어 사이클론을 거쳐 재순환된다. 미립자 분급물은 매우 큰 입자가 단지 비교적 느린 환원처리가스의 표면속도로 유동화되는 것을 확실하게 할 필요가 있다.
본 발명에 따라서, 넓은 입자분포를 갖는 미립자의 펄스가 보다 큰 미립자로의 펄스전송이 일어나는 효과를 이용한다. 따라서, 환원가스의 표면속도가 보다 큰 미립자에 필요한 표면속도 이하인 경우에도, 큰 미립자의 유동화가 가능하다. 본 발명에 따라서, 자연적인 입자분포(파쇄된 상태)의 분광석을 dmax가 바람직하게는 12 mm 까지, 최대 16 mm 까지를 나타내는 임의의 사전 스크리닝없이 사용하는 것이 가능하다.
전술한 특징에 따라 설계된 환원반응로를 사용하고, 비교적 미립자가 많은 분광석을 사용함으로써, 유동화 성질에 대하여 다음 장점을 얻는다.
·장입원료의 변경에 따라 고체밀도 및 입경분포가 변경되는 점에서의 융통성있는 시스템
· 입자의 분해, 즉 공급물질흐름과 제품흐름 사이에 발생하는 미립자부분의 변경에 있어서의 둔감성(insensitivity)
환원로(1)는 예열환원로 및 예비환원과 최종환원환원로로서 동등한 장점을 가지고 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 구성된 전술한 유형의 환원로(1)가 바람직하게 배설된 설비를 도 2를 참조하여 상세하게 설명한다.
선철 또는 철강반제품을 생산하는 설비는 직렬로 계속해서 연결된 전술한 구성의 3 개의 유동층반응로(1, 1', 1")를 포함하고, 파쇄된 분광석과 같은 산화철함유물질은 광석공급관(5)을 거쳐 분광석의 예열 및 선택적으로 예비환원이 일어나는 예열단계인 제1 유동층반응로(1)에 장입된 다음, 이송관(5, 6)을 거쳐 유동층반응로(1)에서 유동층반응로(1')로 또는 유동층반응로(1')에서 유동층반응로(1")로 각각 이송된다. 제2 유동층반응로(1')의 예비환원단계에서 예비환원이 일어나고 계속해서 배열되어 있는 유동층반응로(1")의 최종환원단계에서 철광석이 해면철로 최종환원된다.
완전하게 환원된 물질, 즉 해면철은 이송관(6)을 거쳐 용융가스화로(25) 내로 전달된다. 용융가스화로(25) 내부의 용융가스화대(26)에서는, 석탄 및 산소함유가스로부터 CO- 및 H2-함유 환원가스가 생성되어, 환원가스공급관(27)을 거쳐 분광석의 흐름방향으로 마지막에 배열된 유동층반응로(1") 내에 공급된다. 다음에, 광석흐름과 반대방향으로 환원가스는 이른 바 연결관(28, 29)을 거쳐 유동층반응로(1")에서 유동층반응로(1')로 또는 유동층반응로(1')에서 유동층반응로(1)로 전달되어, 유동층반응로(1)로부터 톱가스배출관(30)을 거쳐 톱가스로서 배출된 후 습식 스크러버(31)에서 냉각 및 스크러브된다.
용융가스화로(25)에는 고체 탄소캐리어용 공급관(32), 산소함유가스용 공급관(33)은 물론 탄화수소와 같은 실온에서 액체 또는 기체인 탄소캐리어 및 칼신화된 플럭스용 공급관이 선택적으로 제공된다. 용융가스화로(25) 내부에는, 용융선철 또는 용강반제품 및 용융슬래그가 용융가스화대(26) 아래에 포집되어 출탕구(34)를 통하여 배출된다.
용융가스화로(25)로부터 분지되어 유동층반응로와 연통하는 환원가스공급관(27)의 내부에는, 고온사이클론(35)과 같은 탈분진수단이 제공되고, 상기 고온가스 사이클론(35)에서 분리된 분진입자는, 질소를 이송수단으로서 사용하여, 복귀관(36)을 거쳐 용융가스화로(25)에 공급되며 산소를 분취함으로써 버너를 통과한다.
바람직하게 제공되며 환원가스공급관(27)으로부터 분지되는 가스재순환관(37) 때문에 환원가스의 온도가 조정되고, 환원가스의 일부는 이른 바 고온가스 사이클론(35)의 상류위치의 스크러브(38) 및 컴프레서(39)를 거쳐 상기 환원가스공급관(27) 내로 재순환될 수 있다.

Claims (9)

  1. 하측으로부터 상측으로 흐르는 환원처리가스에 의하여 유동층(2)에 유지되어 환원처리되는 미립물질을 유동층법으로 처리, 바람직하게는 환원, 특히 분광석을 환원하는 방법에 있어서,
    상대적으로 미립물질이 많고 큰 입자도 일정부분 포함하는 넓은 입자분포를 갖는 미립물질이 환원처리에 사용되며, 상기 유동층(2) 내 환원처리가스의 표면속도는 상기 미립물질 중 입자가 큰 부분의 유동화에 필요한 속도보다 적게 유지되고, 큰 입자는 미립자와 함께 모두 상측으로 이동하여 유동층의 상단영역으로부터 배출되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유동층(2)의 표면속도는 상기 미립물질 중 가장 큰 입자의 유동화에 필요한 속도의 0.25 ∼ 0.75의 범위 이내에 유지되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 입자밴드가 상기 미립물질 중 가장 큰 입경의 0.02 ∼ 0.15, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.10의 중간 입경을 가진 입자의 미립물질이 사용되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
  4. 제1항, 제2항, 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유동층(2) 위의 환원처리가스에 대한 표면속도는 상기 유동층(2)을 수용하도록 배치된 환원로의 가장 큰 직경에 대하여 이론상 절단 입경 50 ∼ 150 μm, 바람직하게는 60 ∼ 100 μm으로 조정되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 유동층(2)에는 표면속도가 0.3 m/s ∼ 2.0 m/s 사이의 범위로 조정되어 파쇄된(run of mine) 분광석이 환원되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 유동층법에 의하여, 철광석 및 플럭스 그리고 최소한 부분적으로 미립자를 포함하는 장입물을 최소한 하나의 환원대에서 해면철로 직접환원시켜 용융선철 또는 용강반제품을 생산하는 방법에 있어서,
    상기 해면철은 탄소캐리어 및 산소함유가스를 공급함으로써 용융가스화대(I 내지 IV)에서 용융되며 CO 및 H2-함유 환원가스가 생성되고, 상기 환원가스는 환원대에 공급되어 거기에서 반응하며 배가스로서 배출되어 소비기에 공급되는 것을 특징으로 하는 환원방법.
  7. 유동층(2)을 수용하며, 가스분배바닥층(4), 환원처리가스 공급관(27, 28), 및 상기 가스분배바닥층(4) 위에 배설된 미립물질 공급수단 및 배출수단을 포함하는 원통형 하단 유동층부(3),
    상기 유동층부(3) 위에 유동층에 이어서 배열되어 원뿔형으로 상향하여 넓어지는 콘형상부(9), 상기 콘형상부(9)의 벽(10)은 반응로의 중앙축(11)에 대하여 6 ∼ 15°, 바람직하게는 8 ∼ 10°로 경사지고,
    상기 콘형상부(9)에 이어져서 상단에서 폐쇄되고, 환원처리가스 배출관(28, 29, 30)이 분지되는 최소한 부분적으로 원통형인 정지부(15)를 포함하고,
    상기 원통형영역 내 정지부(15)의 단면적(18) 대 상기 유동층부(3)의 단면적(19)의 비율은 ≥2인
    특징이 결합되는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하는 환원로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 원통형영역 내 상기 정지공간(15)의 단면적(18)은 상기 영역에서 조정되는 표면속도에 대하여 크기가 충분하여 입경이 50 μm 이상인 입자가 가스로부터 충분하게 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 환원로.
  9. 철광석 및 플럭스를 함유하는 장입물용 이송관(5), 환원가스용 가스관(27, 28)과 환원로 안에 형성된 환원제품용 이송관(6) 및 톱가스용 가스관(30)이 통하는 환원반응로(1, 1', 1")로서 구성된 제7항에 따른 최소한 하나의 환원로, 및 환원제품을 환원반응로(1, 1', 1")로부터 전달하는 이송관(6)이 통하고 산소함유가스 및 탄소캐리어용 공급관(32, 33)과 선철 또는 철강반제품 및 슬래그용 출탕구(34)를 가지는 용융가스화로(25)를 포함하고,
    상기 환원반응로(1, 1', 1")와 연통하며 상기 용융가스화로(25)에 형성된 환원가스용의 상기 가스관(27)은 상기 용융가스화로(25)로부터 분지되고, 상기 환원반응로는 유동층반응로(1, 1', 1")로 구성되는 것을
    특징으로 하는 제6항에 따른 방법을 실행하는 설비.
KR10-1998-0709267A 1996-05-17 1997-05-15 유동층법에의한미립물질의환원방법,이환원방법을이용한생산방법,이방법을실행하기위한유동층환원반응로및생산설비 Expired - Fee Related KR100458553B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA875/96 1996-05-17
AT0087596A AT405521B (de) 1996-05-17 1996-05-17 Verfahren zum behandeln teilchenförmigen materials im wirbelschichtverfahren sowie gefäss und anlage zur durchführung des verfahrens

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000011108A true KR20000011108A (ko) 2000-02-25
KR100458553B1 KR100458553B1 (ko) 2005-04-21

Family

ID=3501834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1998-0709267A Expired - Fee Related KR100458553B1 (ko) 1996-05-17 1997-05-15 유동층법에의한미립물질의환원방법,이환원방법을이용한생산방법,이방법을실행하기위한유동층환원반응로및생산설비

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6241801B1 (ko)
EP (1) EP0958386B1 (ko)
JP (1) JP4316673B2 (ko)
KR (1) KR100458553B1 (ko)
CN (1) CN1059930C (ko)
AT (1) AT405521B (ko)
AU (1) AU729127B2 (ko)
BR (1) BR9709591A (ko)
CA (1) CA2255811C (ko)
CZ (1) CZ294884B6 (ko)
DE (1) DE59710586D1 (ko)
RU (1) RU2178001C2 (ko)
SK (1) SK284964B6 (ko)
TW (1) TW426745B (ko)
UA (1) UA62929C2 (ko)
WO (1) WO1997044496A1 (ko)
ZA (1) ZA974252B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120116A (ko) * 2019-04-11 2020-10-21 주식회사 포스코 분환원철 저장장치

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100877007B1 (ko) 2001-06-19 2009-01-07 지멘스 브이에이아이 메탈스 테크놀로지스 게엠베하 앤드 컴퍼니 입자상 물질을 처리하는 방법 및 장치와 분리 챔버로부터 유동하는 가스의 양을 감소시키는 방법
AT410323B (de) * 2001-06-19 2003-03-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zum behandeln von teilchenförmigem material
AT410802B (de) * 2001-11-09 2003-08-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und vorrichtung zur behandlung eines feinteilchenförmigen, insbesondere metallhaltigen, einsatzmateriales
KR100413323B1 (ko) * 2001-12-01 2004-01-03 고려아연 주식회사 유동층이 안정화된 아연정광 유동배소로
FR2873795B1 (fr) * 2004-07-30 2007-08-10 F M I Process Sa Sa Cuve pour le traitement thermique de produits divers en lit fluidise
KR100732461B1 (ko) * 2005-12-26 2007-06-27 주식회사 포스코 분철광석의 장입 및 배출을 개선한 용철제조방법 및 이를이용한 용철제조장치
AT507823B1 (de) 2009-01-30 2011-01-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren und anlage zur herstellung von roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten
US8518146B2 (en) 2009-06-29 2013-08-27 Gb Group Holdings Limited Metal reduction processes, metallurgical processes and products and apparatus
KR101428382B1 (ko) 2013-04-25 2014-09-23 주식회사 포스코 용선제조장치 및 용선제조방법
EP3011244B1 (en) * 2013-06-17 2019-10-02 Hatch Ltd. Feed flow conditioner for particulate feed materials
PL3708684T3 (pl) * 2019-03-15 2022-06-20 Primetals Technologies Austria GmbH Sposób redukcji bezpośredniej w złożu fluidalnym
KR20220127527A (ko) * 2021-03-11 2022-09-20 에스케이이노베이션 주식회사 유동층 반응기 및 이를 이용한 리튬 전구체의 재생 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2909423A (en) 1957-06-04 1959-10-20 United States Steel Corp Method and apparatus for handling fluidized solids
GB1101199A (en) * 1966-11-01 1968-01-31 Texaco Development Corp Ore reduction
SE419129B (sv) * 1979-05-29 1981-07-13 Stora Kopparbergs Bergslags Ab Anordning for reduktion av finfordelat jernoxidhaltigt material i en cirkulerande flytbedd
US5118479A (en) 1990-08-01 1992-06-02 Iron Carbide Holdings, Limited Process for using fluidized bed reactor
DE4131962C2 (de) * 1991-09-25 1998-03-26 Hismelt Corp Pty Ltd Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von heissen Gasen mit Feststoffen in einem Wirbelbett
AT402937B (de) 1992-05-22 1997-09-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren und anlage zur direktreduktion von teilchenförmigem eisenoxidhältigem material
US5407179A (en) * 1992-05-26 1995-04-18 Fior De Venezuela Fluidized bed direct steelmaking plant
US5338336A (en) * 1993-06-30 1994-08-16 Bechtel Group, Inc. Method of processing electric arc furnace dust and providing fuel for an iron making process
AT405057B (de) * 1994-09-27 1999-05-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum reduzieren von oxidhältigem material und anlage zur durchführung des verfahrens
AT406485B (de) * 1995-10-10 2000-05-25 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zur herstellung von flüssigem roheisen oder flüssigen stahlvorprodukten und anlage zur durchführung des verfahrens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120116A (ko) * 2019-04-11 2020-10-21 주식회사 포스코 분환원철 저장장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN1219205A (zh) 1999-06-09
US6241801B1 (en) 2001-06-05
WO1997044496A1 (de) 1997-11-27
SK156898A3 (en) 1999-07-12
EP0958386A1 (de) 1999-11-24
EP0958386B1 (de) 2003-08-13
SK284964B6 (sk) 2006-03-02
CA2255811C (en) 2006-07-18
AU729127B2 (en) 2001-01-25
DE59710586D1 (de) 2003-09-18
AU2756297A (en) 1997-12-09
KR100458553B1 (ko) 2005-04-21
CN1059930C (zh) 2000-12-27
BR9709591A (pt) 2000-04-25
CA2255811A1 (en) 1997-11-27
CZ372998A3 (cs) 1999-08-11
AT405521B (de) 1999-09-27
JP4316673B2 (ja) 2009-08-19
RU2178001C2 (ru) 2002-01-10
ZA974252B (en) 1997-12-11
CZ294884B6 (cs) 2005-04-13
ATA87596A (de) 1999-01-15
JP2000510908A (ja) 2000-08-22
UA62929C2 (en) 2004-01-15
TW426745B (en) 2001-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970003636B1 (ko) 용융선철 및 용융강 제조시 분철광석을 환원시키는 환원로
RU2070936C1 (ru) Способ обработки газов и твердых частиц в кипящем слое и устройство для его осуществления
KR100458553B1 (ko) 유동층법에의한미립물질의환원방법,이환원방법을이용한생산방법,이방법을실행하기위한유동층환원반응로및생산설비
RU2122586C1 (ru) Способ получения жидкого чугуна или жидких стальных полупродуктов и установка для его осуществления
RU2158769C2 (ru) Трехступенчатое устройство для восстановления мелкозернистой железной руды в псевдоожиженном слое
US6202576B1 (en) Process for recycling fine-particle solids discharged from a reactor vessel with a gas
RU2175675C2 (ru) Способ получения жидкого чушкового чугуна или жидких полуфабрикатов стали
RU98122337A (ru) Способ обработки измельченного материала в псевдоожиженном слое, емкость и установка для осуществления способа
RU2135598C1 (ru) Способ получения расплавленного чушкового чугуна или полупродуктов стали и установка для осуществления этого способа
AU705077B2 (en) A process for the reduction of fine ore and an arrangement for carrying out the process
KR100466631B1 (ko) 철함유물질로부터액체선철또는철강반제품을생산하는방법및그장치
KR20000011107A (ko) 유동화에 의한 미립물질의 환원방법 및 이를 위한 장치를 가진환원로
KR20000023703A (ko) 금속매체를 용융가스화로에 장입하는 방법
RU2183677C2 (ru) Способ возврата мелкозернистого твердого вещества, выносимого из реактора газом-носителем
AU1511199A (en) Two step twin-single fluidized bed type pre-reduction apparatus for pre-reducing fine iron ore, and method therefor
KR100466634B1 (ko) 용융선철또는용강중간제품을생산하는방법및그설비
RU2165984C2 (ru) Способ загрузки носителей металла в плавильно-газификационную зону и установка для его осуществления
JPS59100205A (ja) 塊状鉄鉱石から海綿鉄粒子および液状銑鉄を直接製造する方法および設備
JP2000503353A (ja) 鉄含有材料から液状銑鉄または鋼予備製造物を製造する方法
KR20000016517A (ko) 금속물질을 용융가스화대 내에 장입하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A15-nap-PA0105

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-3-3-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-3-3-R10-R11-asn-PN2301

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

R17-X000 Change to representative recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R17-oth-X000

A201 Request for examination
P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U12-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121017

Year of fee payment: 9

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131015

Year of fee payment: 10

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20141117

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20141117