KR970002116B1 - 선철제조용 고온 예비환원분체의 장입방법 및 이에 사용되는 분체장입용 괴성화 롤 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

선철제조용 고온 예비환원분체의 장입방법 및 이에 사용되는 분체장입용 괴성화 롤

제1도는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 공정 개략도.

제2도는 본 발명의 방법에 사용되는 분체 괴성화 롤의 일실시예를 도시한 사시도.

제3도는 분체의 괴성화 입력 및 온도에 따른 압축강도의 변화를 나타내는 변화도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유동층 1차 예비환원료 2 : 유동층 2차 예비환원로

3 : 용융환원로 4 : 사이크론

5 : 공급기 6 : 분체장입용 괴성화 롤

7 : 버너 A : 돌기부

B : 요홈부

본 발명은 선철 제조용 고온 예비환원분체의 장입방법 및 이에 사용되는 분체 장입용 괴성화 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 선철 제조를 위해 예비환원로에서 예비환원된 8mm 이하의 철함유분체를 용융환원로에서 장입시 8mm 이하의 철함유분체가 비산되지 않고, 용융환원로에 장입할 수 있는 방법 및 그 방법에 사용되는 분체 장입용 괴성화 롤에 관한 것이다.

오늘날 선철 제조에 있어서 주류를 이루고 있는 고로에 의한 방법은 연료 및 환원제로서 사용되는 코크스의 제조원인 고로용 고품위 점결탄이 고갈되고 있고, 코크스로의 대체시기 도래에 따른 코크스의 부족 및 지구온난화에 따른 CO₂가스 저감요국 뿐만 아니라 코크스, 소결공장에서 발생되는 SO_X, NO_X에 대한 규제 강화등으로 인해 점차 그 실시에 제약을 받고 있다.

이에 따라 세계 각국에서는 고로 대체 제철법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나 괴탄과 괴광을 사용하는 COREX 법이 유일하게 상업화에 성공하고 있다.

그러나 COREX 법도 괴광과 과탄만을 사용하는 제약이 있으며, 일부에서는 이를 해결하기 위하여 유동층을 이용하여 미분광을 환원시킨 다음 용융로를 장입하여 선철을 제조하는 방법을 개발한 바 있으나 용융로에 장입된 미분광의 입도가 작아 용융로내의 가스흐름내에서 미분광이 다시 비산되어 버리는 문제점이 있는 것이다.

미국 특허번호 제4978387호에 의하면 예비환원로에서 예비환원된 광석을 가스를 이용하여 용융환원로로 보내는 장치가 개시되어 있는바, 이에 의하면 용융환원로에서 산소와 석탄을 이용하여 용융환원시키고, 그 가스를 예비환원로에 보내 광석은 90% 이상 예비환원시키고 있다. 그러나, 이 역시 용융환원로에서의 가스의 흐름으로 인해 장입된 미분광이 다시 비산되는 문제점이 있는 것이다.

또한 선철(pig iron)을 생산하는 공정은 예비환원로에서 예비환원된 예비환원광을 질소를 이용하여 저장조로 보낸후 이를 고온괴성화(hot briquette)하여 선철을 생산하는 바, 이는 괴성화된 광석을 냉각하기 때문에 이를 재사용하기 위하여는 다시 가열해야 하는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결한 보다 개선된 선철 제조용 고온예비환원분체의 장입방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 목적에 개시된 바와 같은 방법을 실시하는데 사용되는 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 일견지에 의하면, 선철제조시 예비환원로에서 약 90% 이상 환원된 8mm 이하의 입도를 갖는 철함유분체를 용융환원로내에 장입하기전 80-100kg/㎠ 압력 및 800℃ 이상의 온도하에 괴상화 롤쌍 사이를 통과시켜 괴성화시킨 후 용융환원로내에 장입시키는, 고온예비환원 분체의 장입방법이 제공된다.

또한 본 발명의 다른 견지에 의하면, 선철제조시 예비환원로와 용융환원로 사이에 설치되고, 서로 맞물려 회전하는 한쌍의 롤중 어느 한쪽에 돌기부가 복수로 형성되고 다른 한쪽에는 상기 돌기부와 상응하는 위치에 상응하는 형태의 요홈부가 상기 돌기부의 돌기 높이보다 깊게 형성된, 철함유분체 장입용 괴성화 롤이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명자는 선철제조시 예비환원로에서 환원된 철함유분체를 용융환원로에 장입하기전에 이를 연속적으로 괴성화시켜 그 중력에 의해 용융환원로에 자유낙하시키면 장입된 미분광이 비산되지 않고 용융로에 체류가 가능하다는데 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

제1도는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 공정을 장치의 배열에 따라 예시적으로 도시한 것으로써, 그 전체 장치는 고온의 환원가스를 이용하여 미분광을 30% 이상 환원시키는 유동층 1차 예비환원로(1), 미분광을 90% 이상 환원시키는 유동층 2차 예비환원로(2), 상기 유동층 2차 예비환원로에서 환원된 8mm 이하의 철함 유분체를 가압하여 괴성화시켜 괴광으로 만들어주는 분체장입용 괴성화 롤(6), 상기 분체장입용 괴성화 롤에서 괴성화된 광석을 받아 용융환원로(3), 상기 용융환원로에서 발생하는 분체를 포집하는 사이크론(4) 및 상기 사이크론에서 포집된 분체와, 유동층 예비환원로에서 발생한 분진을 용융환원로로 다시 장입하는 버너(7)로 구성되어 있다.

부호 5는 유동층 2차 예비환원로에서 환원된 8mm 이하의 철함유분체를 상기 분체장입용 괴성화 롤(6)으로 공급하는 스크류공급기(screw feeder)이다.

또한, 상기 분체장입용 괴성화 롤(6)은 제2도에 도시한 바와 같이 어느 한쪽에 돌기부(A)가 복수로 형성되고, 다른 한쪽에는 상기 돌기부(A)와 상응하는 위치에 상응한 형태의 요홈부가 형성되어 있다.

상기 요홈부(B)의 깊이는 돌기부(A)의 돌출높이보다 깊게 파여져 있어 이들 롤이 회전하여 요홈부와 돌기부가 맞물리는 경우 돌기부와 요홈부 사이에는 여유 공간이 형성되게 되어 있다.

상기 돌기부(A) 및 요홈부(B)의 형상은 여럭지로 형성될 수 있다.

상기와 같은 장치를 이용하여, 먼저 8mm 이하의 철함유분체가 예비환원로(1)에 장입되어 용융환원로에서 배출된 배가스를 이용하여 30%이상 예비환원된 후 800℃로 유지되고 있는 예비환원로(2)로 보내어진다.

예비환원로(2)에서는 8mm 이하의 철함유분체를 90%이상 예비환원 후 용융환원로(3)에서 석탄의 연소열을 이용하여 광석을 용융환원시키고 배가스는 예비환원로(2)로 보내어진다. 이 경우 용융환원로로부터의 배가스를 이용하여 90% 이상 예비환우너된 8mm 이하의 철함유분체는 스크류공급기(5)를 지나 배출되며 이때 철함유분체는 온도가 800℃ 이상이다.

이 철함유분체가 스크류공급기의 직하부에 설치된 분체장입용 괴성화 롤(6)을 통과하는 동안 양 롤에 형성된 돌기부(A) 및 요홈부(B) 사이에서 이들 돌기부와 요홈부의 형상에 따른 8mm 이상의 괴광으로 형성되며, 이 괴광은 그 하부에 위치한 용융환원로(3)으로 자유낙하하게 된다.

용융환원로에서는 장입된 광석을 석탄의 연소열을 이용하여 용융환원시키며 입도가 작아 비산된 철함유분체는 사이크론(4)에서 포집되어 버너(7)를 통해 용융환원로(3)으로 다시 장비되게 된다.

상기와 같이 예비환원로(2)로부터 배출된 철함유분체는 분체장비용 괴성화 롤(6)을 통과하면서 괴상으로 형성되는데, 분체는 괴성화 롤(6)에서 80-100kg/㎠의 압력 및 800℃ 이상의 열을 받아 가압성형되게 된다.

압력 80kg/㎠ 이하에서는 압축강도가 너무 적어 분체가 괴상으로 형성되기 어려우며 100kg/㎠ 이상의 압력을 주는 경우 바람직하지 않게 괴성화 롤 자체에 문제가 생겨 공정트러블이 야기될 수 있다.

따라서 괴성화 롤(6)의 가압정도는 80-100kg/㎠을 유지하는 것이 바람직하며 이 압력범위하에서 괴성화된 분체는 충분한 압축강도를 갖고 용융환원로내에서 분화, 재분진화되지 않고 체류할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예]

8mm 이하의 철함유분체를 1차 예비환원로에 장입하여 30%이상 예비환원시킨 후 2차 예비환원로로 보낸후 2차 예비환원로에서 90% 이상 예비환원시켰다.

90% 이상 예비환원된 분체를 스크류공급기를 통해 배출시켰으며, 이때 배출된 철함유분체의 온도는 830℃였다.

스크류피더를 통해 나온 분체를 그 직하방에 있는 괴성화 롤을 압력을 달리하면서 통과시켜 분체를 괴성화시킨 후 용융환원로에 자유낙하시켰다.

분체를 괴성화 롤에 통과시킬 때의 온도 및 압력에 따른 압축강도의 변화를 조사하였으며 그 결과를 제3도에 그래프로 나타내었다.

제3도에 도시된 바에 의하면, 온도가 높을 수록 괴성화된 철함유분체의 압축강도가 높아지며, 괴성화압력(롤의 압력)이 증가할수록 압축강도가 증가됨을 알 수 있다.

예를 들어 철함유분체의 온도가 800℃ 이상으로 유지되고 괴성화 롤의 압력이 100kg/㎠인 경우 800℃에서의 압축강도는 250kg/㎠ 이상이되어, 철함유분체가 8mm 이상의 괴상으로 되며, 실제 괴성화된 분체의 압축강도가 100kg/㎠ 이상이면 용융환원로에 장입된 괴성화 분체가 분화, 재분진화 하지 않고 용융환원로에 체류할 수 있다는 점에서, 충분한 압축강도를 나타내는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 예비환원로에서 환원된 8mm 이하의 입도를 갖는 철함유분체를 용융 환원로에 장입시키기 전에 괴성화시킴으로써 종래의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 선철 제조방법에 있어서, 예비환원로에서 약 90% 이상 환원된 8mm 이하의 입도를 갖는 철함유분체를 용융환원로에 장입하기전에 80-100kg/㎠ 압력 및 800℃ 이상의 온도하에 괴성화 롤 사이를 통과시켜 괴성화시킨 후 용융환원로내에 장입시킴을 포함하는, 고온 예비환원 본체의 장입방법.
2. 예비환원로(2)에서 일부 환원된 분체를 용융시키는 용융환원로(3)를 포함한 선철 제조장치에 있어서, 예비환원로(2)와 용융환원로(3)사이에 설치되고, 서로 맞물려 회전하는 한쌍의 롤(6)중 어느 한쪽에 돌기부(A)가 복수형성되고, 다른 한쪽에는 상기 돌기부가 상응되는 위치에 상응하는 형태의 요홈부(B)가 상기 돌기부의 돌기 높이보다 깊게 형성된 고온예비환원 분체장입용 괴성화 롤.