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KR20120070300A - 부분 탄화 성형탄 제조 방법, 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및 용철 제조 장치 - Google Patents

부분 탄화 성형탄 제조 방법, 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및 용철 제조 장치 Download PDF

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KR20120070300A
KR20120070300A KR1020100131803A KR20100131803A KR20120070300A KR 20120070300 A KR20120070300 A KR 20120070300A KR 1020100131803 A KR1020100131803 A KR 1020100131803A KR 20100131803 A KR20100131803 A KR 20100131803A KR 20120070300 A KR20120070300 A KR 20120070300A
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주식회사 포스코
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Abstract

용철제조장치 및 용철제조방법이 개시된다. 본 발명에 의한 용철제조장치는 분철광석을 환원하여 분환원철로 전환시키기 위한 다단의 유동 로, 상기 분환원철을 압착하여 고온 괴성체를 제조하기 위한 적어도 하나의 고온 괴성화 장치, 상기 고온 괴성체를 일정한 입도로 파쇄하기 위한 적어도 하나의 파쇄장치, 상기 파쇄된 고온 괴성체를 이송하기 위한 제1 이송장치, 및 상기 이송된 고온 괴성체를 분상 또는 괴상의 일반탄을 연소시켜 용융하며 로내에서 발생하는 환원가스를 상기 유동 환원로에 공급하는 용융로를 포함한다. 또한, 상기 파쇄된 고온 괴성체의 일부를 저장하기 위한 적어도 하나의 괴성체 저장조를 더 포함한다. 본 발명을 적용함으로써, 안정적 및 효율적으로 용철을 제조할 수 있다.

Description

부분 탄화 성형탄 제조 방법, 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및 용철 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING PARTIALLY-CARBONIZED COAL BRIQUETTES, AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MOLTEN IRONS}
본 발명은 열간강도가 우수한 부분 탄화 성형탄 제조 방법, 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및 용철 제조 장치에 관한 것이다.
용선을 생산하기 위한 고로 공정은 생산성과 에너지 효율 측면에서 가장 경쟁력 있는 제선공정으로서 지속적으로 발전해 오고 있다. 그러나 고로 조업을 위해서는 분광석과 분탄을 사전 괴상화하는 공정을 거친 소결광이나 펠릿 또는 코크스가 필요하다. 이때 고로 공정에서 요구되는 품질을 만족하기 위해서는 일정 이상의 품위를 가진 원료 철광석과 석탄만을 사용해야 하는 제약이 있다.
이러한 제약을 극복하기 위한 기술 개발과 관련 설비 개선이 활발하게 진행되고 있으나 어느 정도 한계가 있다. 즉, 높은 품위의 철광석과 석탄이 전세계적으로 부족해지고 있으며, 그로 인해 가격 또한 크게 상승하고 있다.
한편, 소결 공정과 코크스 제조 공정에서 발생되는 환경 문제를 해결하기 위한 다양한 대체 공정이 연구 개발되고 있으며, 몇몇 공정은 실용화 단계에 이르고 있다. 그 중 가장 먼저 상용화 단계에 이른 공정이 코렉스 공정이며, 이 코렉스 공정의 문제점을 획기적으로 개선하여 저가의 연료 및 원료를 직접 사용할 수 있는 파이넥스(FINEX) 공정도 개발되어 상용화에 성공하였다.
코렉스 공정은 기존의 소결광 및 코크스를 대신하여 펠릿이나 괴광석을 환원로에 장입하여 부분 환원시킨 후 용융로에서 용융 환원시켜 용선을 생산하는 공정이다. 이때 열원과 환원제의 공급을 위해 괴탄을 장입한다. 그러나 코렉스 공정에 사용되는 괴광과 괴탄을 선별하여 사용한 후 발생하는 많은 양의 분철광석과 분탄의 효과적인 처리는 여전히 큰 문제점으로 남아 있다. 이를 해결하기 위해 코렉스 공정을 기존의 고로공정과 함께 구성하여 코렉스 공정에서 발생되는 분철광석과 분탄을 소결 공정과 코크스 공정의 원료로 사용하고 있다. 한편, 이러한 설비 구성의 문제점을 극복하여 모든 종류의 철광석과 석탄을 직접 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 파이넥스 공정이 개발되어 상용화에 이르고 있다.
파이넥스 공정은 분철광석을 환원하는 공정, 환원된 분철광석을 괴상화하는 공정, 괴상화된 환원 분철광석과 괴철광석을 예열 및 부분 환원하는 환원로, 분탄을 성형하는 공정, 이러한 원료 및 연료를 장입하여 가스를 발생시키고 환원 및 용융을 거쳐 용철을 생산하는 용융로를 포함한다.
파이넥스 용융로 조업에서 철원으로 HCI(Hot Compact Iron)가 용융로 상부에서 공급되고, HCI의 환원 및 용융을 위하여 연료 또는 환원재로 상부에서 성형탄이 장입되며 하부에서 미분탄과 함께 산소가 취입된다. 성형탄은 용융로 내의 촤베드(char bed)에서 어느 정도 입도를 유지하고 있어야 통기성과 통액성을 유지할 수 있다. 성형탄은 코크스와 달리 열적 충격이나 기계적 마모에 약하기 때문에, 열간강도가 어느 정도 이상인 성형탄에 대한 요구가 많다.
본 발명은 열간강도가 우수한 부분 탄화 성형탄을 제조 방법, 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및 용철 제조 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부분 탄화 성형탄 제조 장치는, 성형탄 공급 장치, 상기 성형탄 공급 장치로부터 성형탄을 공급받는 탄화로 및 상기 탄화로에 고온 가스를 공급하는 열풍 발생로를 포함할 수 있다.
상기 성형탄은 상기 탄화로의 상부에서 하부 방향으로 공급될 수 있다.
상기 열풍 발생로는 고온 가스 공급관을 통해 상기 탄화로의 중간부에 연결되고, 상기 고온 가스는 상기 고온 가스 공급관을 통해 상기 탄화로에 공급될 수 있다.
상기 고온 가스는 700℃ 이상일 수 있다.
상기 탄화로의 하부에는 열 교환기가 구비될 수 있고, 상기 열 교환기의 하부에는 로터리 밸브가 구비될 수 있다.
상기 부분 탄화 성형탄 제조 장치는, 상기 탄화로에서 배출되는 성형탄을 냉각하는 성형탄 냉각기를 더 포함할 수 있다.
상기 열풍 발생로는 버너를 포함하고, 상기 열풍 발생로에 연료 공급 라인, 연소공기 공급 라인, 파이넥스 배가스 공급라인 및 질소 공급 라인이 연결되며, 파이넥스 공정 중 환원로에서 배출되는 배가스가 상기 파이넥스 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 공급될 수 있다.
상기 부분 탄화 성형탄 제조 장치는, 상기 탄화로에서 배출되는 탄화로 배가스를 냉각하는 탄화로 배가스 냉각장치를 더 포함하고, 상기 탄화로 배가스 냉각장치는 탄화로 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 연결되며, 상기 냉각된 배가스는 상기 탄화로 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 공급될 수 있다.
상기 탄화로 배가스 공급라인에는 송풍기가 구비될 수 있다.
상기 질소 공급 라인에서 분기된 라인이 상기 탄화로의 하부에 연결될 수 있다.
상기 탄화로의 상부에는 발생가스 연소장치가 구비될 수 있다. 또한, 상기 탄화로의 상부에는 레벨러가 구비되어 상기 성형탄의 장입 높이를 측정할 수 있다.
상기 성형탄 공급 장치의 하부에는 로터리 밸브가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부분 탄화 성형탄 제조 방법은, 성형탄을 공급하는 단계 및 상기 성형탄에 고온 가스를 가하여 부분 탄화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 부분 탄화하는 단계에서, 탄화 개시 온도는 600℃ 이상 650℃ 이하이고 탄화 종료 온도는 700℃ 이상일 수 있다.
상기 부분 탄화 성형탄 제조 방법은, 상기 성형탄을 공급하는 단계 전에, 석탄을 괴성화하여 성형탄을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 성형탄을 제조하는 단계에서 상기 석탄의 유동도를 2 log ddpm 이하로 유지할 수 있다. 또한, 상기 성형탄을 제조하는 단계에서 상기 석탄의 전팽창을 60% 이하로 유지할 수 있다.
상기 성형탄을 제조하는 단계에서 상기 석탄에 점결성 조절제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 장치는, 철광석 함유 혼합체를 환원하여 환원체로 변환하는 환원로, 상기 환원로로부터 배가스를 공급받아 성형탄을 부분 탄화하는 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및 상기 환원로로부터 상기 환원체를 공급 받고 상기 부분 탄화 성형탄 제조 장치로부터 부분 탄화 성형탄을 공급 받아 용철을 제조하는 용융가스화로를 포함할 수 있다.
상기 부분 탄화 성형탄 제조 장치는, 성형탄 공급 장치, 상기 성형탄 공급 장치로부터 성형탄을 공급받는 탄화로 및 상기 탄화로에 고온 가스를 공급하는 열풍 발생로를 포함할 수 있다.
상기 열풍 발생로는 버너를 포함하고, 상기 열풍 발생로에 연료 공급 라인, 연소공기 공급 라인, 파이넥스 배가스 공급라인 및 질소 공급 라인이 연결되며, 상기 환원로에서 배출되는 배가스가 상기 파이넥스 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 공급될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 열간강도가 우수한 부분 탄화 성형탄 제조 방법, 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및 용철 제조 장치를 제공한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 탄화 성형탄 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도2는 탄화 개시 온도에 따른 성형탄의 열간강도 변화를 나타내는 그래프이다.
도3은 탄화 종료 온도에 따른 성형탄의 열간강도 변화를 나타내는 그래프이다.
도4는 성형탄 장입 시간에 따른 고온 가스의 온도 분포를 나타내는 그래프이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서, 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 명세서 전체에서 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 탄화 성형탄 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부분 탄화 성형탄 제조 장치는, 성형탄 공급 장치(110), 탄화로(120), 열풍 발생로(130), 탄화로 배기가스 냉각장치(140) 및 성형탄 냉각기(150)를 포함한다.
성형탄 공급 장치(110)는 성형탄을 탄화로(120)에 공급하는 장치이다. 성형탄은 석탄을 원료로 하여 만들어지는데, 성형탄 제조 장치(미도시)에서 만들어진 성형탄을 성형탄 공급 장치(110)에 공급할 수 있다.
성형탄의 유동도(fluidity)는 1 log ddpm 이하가 바람직하고 전팽창(total dilatation)은 25% 이하가 바람직하다. 유동도가 1 log ddpm을 넘거나 전팽창이 25%를 넘으면 탄화로(120) 내에서 성형탄끼리 결합하거나 부착할 가능성이 높아지고, 더 나아가 부분 탄화된 성형탄을 탄화로에서 배출하기 어려워질 수 있다.
성형탄 공급 장치(110)는 예를 들어 장입 호퍼일 수 있으며 그 외 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 성형탄 공급 장치(110)의 하부에는 로터리 밸브(112)가 구비된다. 또한, 성형탄은 로터리 밸브(112) 아래에 구비되는 성형탄 배출관(114)을 통해 탄화로(120)에 공급한다.
탄화로(120)는 성형탄이 장입되고 부분 탄화되는 장치이다. 부분 탄화된 성형탄은 휘발분 함량이 10% 정도로 될 수 있다. 부분 탄화된 성형탄은 파이넥스 공정에서 용융가스화로에 장입되는데, 성형탄에 잔류하는 휘발분이 연소하여 용융가스화로로 상부(Dome 부)의 온도를 유지하는 데 도움이 된다.
탄화로(120)의 상부는 개방되어 성형탄 배출관(114)으로부터 성형탄을 공급받을 수 있다. 탄화로(120)의 하부에는 열 교환기(122)가 구비된다. 열 교환기(122)는 냉각수를 공급받고 부분 탄화 성형탄과 열 교환을 함으로써 부분 탄화 성형탄을 냉각시킨다. 열 교환기(122)의 하부에는 로터리 밸브(124)가 구비된다.
탄화로(120)의 상부 일측에는 발생가스 연소장치(126) 및 레벨러(Leveler, 128)가 구비된다. 발생가스 연소장치(126)는 탄화로(120)에서 발생하는 가스의 양이 적거나 이를 회수하기 곤란한 경우 발생가스를 연소 및 배출한다. 레벨러(128)는 탄화로(120) 내에 장입된 성형탄의 높이를 측정하는 장치이다.
열풍 발생로(130)는 탄화로(120)에 고온 가스를 공급한다. 탄화로(120)에 공급될 때 고온 가스의 온도는 700℃ 이상이다. 고온 가스는 탄화로(120)의 중간부로 공급되어 상부로 배출된다. 탄화로에서 배출될 때 고온 가스의 온도는 600℃ 이상 650℃ 이하일 수 있다.
성형탄이 탄화로(120)에 공급될 때는 600℃ 이상 650℃ 이하인 고온 가스에 처음 접촉한다. 성형탄은 하강하면서 더 높은 온도의 고온 가스에 접하게 된다. 최종적으로 성형탄은 700℃ 이상인 고온 가스에 접촉하게 된다.
성형탄이 처음 접하는 고온 가스의 온도, 즉 탄화 개시 온도는 600℃ 이상 650℃ 이하가 바람직하다. 이 온도 범위에서는 성형탄의 표면이 급속히 가열되므로 단시간 내에 단단한 껍질이 형성된다. 또한, 성형탄 내부의 석탄이 건류 중 팽창하는 경우 이 단단한 껍질의 압력을 받으므로 성형탄의 열간강도가 높아질 수 있다.
탄화 개시 온도가 650℃를 넘으면 성형탄 내외부의 온도 차가 커지므로 열응력이 작용하여 균열 발생이 증가하는 문제가 있다. 탄화 개시 온도가 600℃ 미만이면 성형탄 표면이 늦게 가열되므로 단단한 껍질 역시 늦게 형성된다. 이 경우 초기 성형탄의 강도가 약해지므로 성형탄이 쉽게 파손되는 문제가 있다. 도2는 탄화 개시 온도가 600℃ 이상 650℃ 이하인 범위에서 성형탄의 열간강도가 최대값을 가짐을 나타낸다.
성형탄이 가장 나중에 접하는 고온 가스의 온도, 즉 탄화 종료 온도는 700℃ 이상이 바람직하다. 석탄을 가열하면 500℃ 부근에서 1차로 수축하고 700℃ 부근에서 2차로 수축하는데, 2차 수축 온도까지 가열해야 석탄의 밀도가 높아지고 건류된 석탄의 기질이 강화된다. 결국, 성형탄의 열간강도가 높아진다. 도3은 탄화 종료 온도가 700℃ 부근의 값이 될 때까지는 성형탄의 열간강도가 증가하다가 그 이후에는 일정한 값으로 수렴하는 것을 보여준다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 탄화 개시 온도와 탄화 종료 온도를 일정한 범위로 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해 탄화로(120)에 장입되는 성형탄의 높이와 탄화로(120)에 공급되는 고온 가스의 온도를 조정한다. 예를 들어, 장입된 성형탄의 높이에 따라 탄화 개시 온도와 탄화 종료 온도를 결정할 수 있다. 이 과정에서 탄화로(120)의 높이 방향으로 설치된 열전대를 이용하여 온도를 측정할 수 있다. 도4은 성형탄 장입 시간에 따른 고온 가스의 온도 분포를 나타낸다.
열풍 발생로(130)는 고온가스 공급관(132)을 통해 탄화로(120)에 연결된다. 고온 가스는 고온 가스 공급관(132)을 통해 탄화로(120)에 공급된다. 고온 가스 공급관(132)에는 산소 분석기(133)가 구비될 수도 있는데, 산소 분석기(133)는 산소 농도를 측정하여 연소를 제어하는 역할을 한다.
열풍 발생로(130)에는 버너(134)가 구비되고 연료 공급 라인(160), 연소공기 공급 라인(162), 파이넥스 배가스 공급라인(164) 및 질소 공급 라인(166)이 연결된다.
연료 공급 라인(160)을 통해서 연료가 공급되는데, 연료로는 천연 가스를 비롯해 다양한 기체 연료가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 파이넥스 공정에서 발생하는 배가스가 사용될 수 있다. 연소공기 공급 라인(162)을 통해서는 공기가 공급된다.
파이넥스 배가스 공급라인(164)은 파이넥스 공정에서 사용되는 환원로에 연결된다. 환원로에서 배출되는 배가스는 파이넥스 배가스 공급라인(164)을 통해 열풍 발생로(130)에 공급된다. 공급된 파이넥스 배가스의 현열은 탄화로(120)에서 성형탄을 부분 탄화하는 데 이용된다.
질소 공급 라인(166)을 통해서 질소가 공급되는데 질소는 부분 탄화 과정 또는 냉각 과정에서 성형탄의 산화를 방지함으로써 부분 탄화된 성형탄의 품질을 확보할 수 있게 한다. 한편, 질소 공급 라인(166)에서 분기된 분기 라인(167)이 탄화로(120)의 하부에 연결될 수 있다.
탄화로 배가스 냉각장치(140)는 탄화로(120)에서 배출되는 탄화로 배가스를 냉각하여 열풍 발생로(130)에 보내어 연료로 사용되게 한다. 탄화로 배가스 냉각 장치(140)는 탄화로 배가스 배출 라인(129)로 탄화로(120)에 연결되고, 탄화로 배가스 공급 라인(142)를 통해 열풍 발생로(130)에 연결된다.
탄화로 배가스 냉각장치(140)는 물 분사(water spray) 방식으로 탄화로 배가스를 급속 냉각한다. 이 과정에서 탄화로 배가스에 함유된 타르(tar)가 분리된다. 타르가 분리된 탄화로 배가스는 탄화로 배가스 공급 라인(142)을 통해 열풍 발생로(130)에 이송된다. 한편, 탄화로 배가스 공급 라인(142)에는 송풍기(blower, 144))가 구비될 수 있고 송풍기(144)는 탄화로 배가스 공급 속도를 높여 준다.
성형탄 냉각기(150)는 탄화로(120)에서 배출된 부분 탄화 성형탄의 온도를 낮추는 장치이다. 냉각된 부분 탄화 성형탄은 FINEX 공정의 용융가스화로에 공급될 수 있다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 장치를 나타내는 개략도이다.
도5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용철 제조 장치는, 환원로(510), 괴성체 제조 장치(520), 부분 탄화 성형탄 제조 장치(530) 및 용융가스화로(540)를 포함한다.
환원로(510)는 철광석을 함유하는 혼합체를 환원하여 환원체로 변환한다. 환원로(510)는 다단 구조일 수 있으며 유동층 환원로일 수 있다. 환원로(510)에서 배출되는 배가스는 부분 탄화 성형탄 제조 장치(530)에 공급된다.
괴성체 제조 장치(520)는 환원로(510)에서 공급되는 환원체를 괴성화하여 괴성체를 제조한다. 제조된 괴성체는 용융가스화로(540)에 공급된다.
부분 탄화 성형탄 제조 장치(540)는 성형탄을 부분 탄화하는 장치이다. 부분 탄화 성형탄 제조 장치(540)에 관한 설명은 앞서 설명한 내용과 중복되므로 생략한다.
용융가스화로(540)는 괴성체 제조 장치(520)로부터 괴성체를 공급 받고 부분 탄화 성형탄 제조 장치(530)로부터 부분 탄화 성형탄을 공급 받아 용철을 제조한다.
실험예1
석탄에 점결성 조절제를 1% 첨가함으로써 석탄의 유동도를 1.2 log ddpm, 전팽창을 35%로 조절하였다. 배합된 석탄으로 성형탄을 제조하였다.
위와 같이 만들어진 성형탄을 탄화로에서 부분 탄화시켰다. 부분 탄화된 성형탄의 열간강도는 90% 이상으로 나타났다. 열간강도는 시료 성형탄 500g을 950℃로 급속 가열하면서 30분 동안 회전시킨 후 입경 16㎜ 이상인 것들의 무게 비율을 나타낸다.
또한, 탄화로 내에서 성형탄끼리 접촉하여도 서로 결합하거나 부착되는 현상이 나타나지 않았다. 즉, 상부에서 장입한 성형탄이 하부로 원활하게 하강하여 배출되었다.
실험예2
점결성 조절제를 0.5% 사용함으로써 석탄의 유동도를 1.90 log ddpm, 전팽창을 60%로 조절한 것을 제외하고는 실험예1과 동일한 방법으로 실험하였다.
실험 결과, 성형탄의 열간강도는 90% 이상으로 나타났고, 성형탄끼리 결합하거나 부착하는 현상 역시 나타나지 않았다.
실험예3
아래 표1에 기재된 세 종류의 석탄을 배합하되 점결성 조절제는 첨가하지 않았다. 각 석탄의 배합 비율을 조정하여 유동도를 1.90 log ddpm, 전팽창을 59%로 조정하였다.
실험 결과, 성형탄끼리 결합하거나 부착하는 현상이 나타나지 않았다.
석탄 종류 유동도 (log ddpm) 전팽창 (%) 비율 (%)
A 2.32 70 75
B 1.10 40 15
C 0.0 0 10
비교예1
점결성 조절제를 0.2% 첨가함으로써 석탄의 유동도를 2.20 log ddpm, 전팽창을 70%로 조절한 것을 제외하고는 실험예1과 동일한 방법으로 실험하였다.
실험 결과, 열간강도는 90% 이상으로 나타났지만, 성형탄끼리 결합하거나 부착하는 현상이 나타났다.
비교예2
점결성 조절제를 첨가하지 않고 석탄의 유동도를 2.53 log ddpm, 전팽창을 92%로 조절한 것을 제외하고는 실험예1과 동일한 방법으로 실험하였다.
실험 결과, 열간강도는 90% 이상으로 나타났다. 다만, 성형탄끼리 결합하거나 부착하는 현상이 발생하여 부분 탄화된 성형탄 배출이 불가능했다.
상기한 실험예와 비교예를 요약하여 아래 표2에 나타냈다.
구분 실험예 1 실험예 2 실험예 3 비교예 1 비교예 2
점결성조절제
첨가량(%)		 1.0 0.5 0 0.2 0
유동도(log ddpm) 1.20 1.90 1.90 2.20 2.53
전팽창(%) 35 60 59 70 92
탄화물 강도(열간강도, %) 90 이상 90 이상 90 이상 90 이상 90 이상
성형탄 입자간 부착현상 발생 안함 발생 안 함 발생 안 함 발생함 발생함
또 다른 예로, 부분 탄화하기 전과 후의 성형탄의 성분 함량과 품질을 아래 표3에 나타냈다. 표3에서, IM(Inherent moisture)은 고유 수분, VM(Volatile matter)는 휘발분, FC(Fixed carbon)은 고정 탄소, Ash는 회분을 의미한다.
성분 함량 (%) 품질
IIM VVM FFC AAsh 열간강도(HTS16, %) 열간강도(HTS10, %)
성형탄 0.61 24.55 60.72 14.73 74.2 87.7
부분탄화 성형탄 1.06 11.63 70.91 17.46 93.5 93.5
표3에 나타난 바와 같이, 성형탄을 부분탄화함으로써 열간강도가 90% 이상이 되게 할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
110 : 성형탄 공급 장치 114 : 성형탄 배출관
120 : 탄화로 122 : 열 교환기
124 : 로터리 밸브 126 : 발생가스 연소장치
128 : 레벨러 130 : 열풍 발생로
132 : 고온가스 공급관 133 : 산소 분석기
134 : 버너 140 : 탄화로 배기가스 냉각장치
142 : 탄화로 배가스 공급 라인 144 : 송풍기
150 : 성형탄 냉각기 160 : 가스순환 냉각장치
162 : 연소공기 공급 라인 164 : 파이넥스 배가스 공급라인
166 : 질소 공급 라인 167 : 분기 라인
510 : 환원로 520 : 괴성체 제조 장치
530 : 부분 탄화 성형탄 제조 장치 540 : 용융가스화로

Claims (24)

  1. 성형탄 공급 장치,
    상기 성형탄 공급 장치로부터 성형탄을 공급받는 탄화로 및
    상기 탄화로에 고온 가스를 공급하는 열풍 발생로
    를 포함하는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 성형탄은 상기 탄화로의 상부에서 하부 방향으로 공급되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 열풍 발생로는 고온 가스 공급관을 통해 상기 탄화로의 중간부에 연결되고,
    상기 고온 가스는 상기 고온 가스 공급관을 통해 상기 탄화로에 공급되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 고온 가스는 700℃ 이상인 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
    상기 탄화로의 하부에는 열 교환기가 구비되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 열 교환기의 하부에는 로터리 밸브가 구비되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 탄화로에서 배출되는 성형탄을 냉각하는 성형탄 냉각기를 더 포함하는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  8. 제5항에서,
    상기 열풍 발생로는 버너를 포함하고,
    상기 열풍 발생로에 연료 공급 라인, 연소공기 공급 라인, 파이넥스 배가스 공급라인 및 질소 공급 라인이 연결되며,
    파이넥스 공정 중 환원로에서 배출되는 배가스가 상기 파이넥스 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 공급되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 탄화로에서 배출되는 탄화로 배가스를 냉각하는 탄화로 배가스 냉각장치를 더 포함하고,
    상기 탄화로 배가스 냉각장치는 탄화로 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 연결되며,
    상기 냉각된 배가스는 상기 탄화로 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 공급되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 탄화로 배가스 공급라인에는 송풍기가 구비되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  11. 제8항에서,
    상기 질소 공급 라인에서 분기된 라인이 상기 탄화로의 하부에 연결되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  12. 제5항에서,
    상기 탄화로의 상부에는 발생가스 연소장치가 구비되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  13. 제5항에서,
    상기 탄화로의 상부에는 레벨러가 구비되어 상기 성형탄의 장입 높이를 측정하는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  14. 제5항에서,
    상기 성형탄 공급 장치의 하부에는 로터리 밸브가 구비되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  15. 제5항에서,
    상기 성형탄 공급 장치의 하부에는 로터리 밸브가 구비되는 부분 탄화 성형탄 제조 장치.
  16. 성형탄을 공급하는 단계 및
    상기 성형탄에 고온 가스를 가하여 부분 탄화하는 단계
    를 포함하는 부분 탄화 성형탄 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 부분 탄화하는 단계에서,
    탄화 개시 온도는 600℃ 이상 650℃ 이하이고
    탄화 종료 온도는 700℃ 이상인 부분 탄화 성형탄 제조 방법.
  18. 제16항에서,
    상기 성형탄을 공급하는 단계 전에,
    석탄을 괴성화하여 성형탄을 제조하는 단계를 더 포함하는 부분 탄화 성형탄 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 성형탄을 제조하는 단계에서
    상기 석탄의 유동도를 2 log ddpm 이하로 유지하는 부분 탄화 성형탄 제조 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에서,
    상기 성형탄을 제조하는 단계에서
    상기 석탄의 전팽창을 60% 이하로 유지하는 부분 탄화 성형탄 제조 방법.
  21. 제20항에서,
    상기 성형탄을 제조하는 단계에서
    상기 석탄에 점결성 조절제를 첨가하는 부분 탄화 성형탄 제조 방법.
  22. 철광석 함유 혼합체를 환원하여 환원체로 변환하는 환원로,
    상기 환원로로부터 배가스를 공급받아 성형탄을 부분 탄화하는 부분 탄화 성형탄 제조 장치 및
    상기 환원로로부터 상기 환원체를 공급 받고 상기 부분 탄화 성형탄 제조 장치로부터 부분 탄화 성형탄을 공급 받아 용철을 제조하는 용융가스화로
    를 포함하는 용철 제조 장치.
  23. 제22항에서,
    상기 부분 탄화 성형탄 제조 장치는,
    성형탄 공급 장치,
    상기 성형탄 공급 장치로부터 성형탄을 공급받는 탄화로 및
    상기 탄화로에 고온 가스를 공급하는 열풍 발생로
    를 포함하는 용철 제조 장치.
  24. 제23항에서,
    상기 열풍 발생로는 버너를 포함하고,
    상기 열풍 발생로에 연료 공급 라인, 연소공기 공급 라인, 파이넥스 배가스 공급라인 및 질소 공급 라인이 연결되며,
    상기 환원로에서 배출되는 배가스가 상기 파이넥스 배가스 공급라인을 통해 상기 열풍 발생로에 공급되는 용철 제조 장치.
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