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KR102231655B1 - Manufacturing apparatus of molten iron and manufacturing method of molten iron - Google Patents

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KR102231655B1
KR102231655B1 KR1020180164391A KR20180164391A KR102231655B1 KR 102231655 B1 KR102231655 B1 KR 102231655B1 KR 1020180164391 A KR1020180164391 A KR 1020180164391A KR 20180164391 A KR20180164391 A KR 20180164391A KR 102231655 B1 KR102231655 B1 KR 102231655B1
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reducing
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gas
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조민영
윤시경
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주식회사 포스코
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Abstract

분철광석이 포함된 원료물질을 환원시키는 유동층형 환원로; 상기 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조하는 괴성체 제조유닛; 상기 괴성체를 환원시키는 충전층형 환원로; 상기 환원된 괴성체를 이용하여 용철을 제조하는 용융가스화로; 및 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 연소 반응유닛;을 포함하는 용철 제조장치가 소개된다.A fluidized bed reduction furnace for reducing raw materials containing powdered iron ore; A compacted body manufacturing unit for producing a compacted body by compression molding the reduced raw material; A packed bed type reduction furnace for reducing the compacted material; A melting gasifier for producing molten iron using the reduced compacted material; And a combustion reaction unit for combusting the reducing gas generated in the molten gasification furnace and supplying it to the packed bed type reduction furnace.

Description

용철 제조장치 및 용철 제조방법{MANUFACTURING APPARATUS OF MOLTEN IRON AND MANUFACTURING METHOD OF MOLTEN IRON}Molten iron manufacturing device and molten iron manufacturing method {MANUFACTURING APPARATUS OF MOLTEN IRON AND MANUFACTURING METHOD OF MOLTEN IRON}

본 발명은 용철 제조장치 및 용철 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 충전층형 환원로에서 괴성체의 환원율 및 소성률을 향상시킬 수 있는 용철 제조장치 및 용철 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing molten iron and a method for manufacturing molten iron. More specifically, it relates to a molten iron manufacturing apparatus and a molten iron manufacturing method capable of improving the reduction rate and sintering rate of the compacted material in a packed bed type reduction furnace.

석탄계 용철 제조 공정 중 파이넥스(FINEX) 용선 제조 설비에서 충전층형 환원로 상부로 괴성체 제조 장치로부터 제조된 괴성체가 장입되고, 충전층형 환원로 중하부로부터 환원가스가 공급되어 괴성체의 온도가 고온으로 유지되고, 괴성체에 포함된 일부 환원된 분철광석의 추가 환원과 일부 소성된 분부원료의 추가 소성이 이루어진다.During the coal-based molten iron manufacturing process, the compacted material manufactured from the compacted material manufacturing device is charged to the upper part of the packed bed type reduction furnace at the FINEX hot-metal manufacturing facility, and the reducing gas is supplied from the middle and lower parts of the packed bed type reduction furnace, so that the temperature of the compacted material becomes high. It is maintained, and further reduction of the partially reduced powdered iron ore contained in the compacted body and additional firing of the partially fired powdered material are performed.

고온으로 유지되며, 추가 환원 및 소성된 괴성체는 충전층형 환원로와 용융가스화로 사이의 도관을 통하여 용융가스화로로 공급된다. 이와 같은 충전층형 환원로 역할에 있어서 가장 중요한 요소는 충전층형 환원로에 공급되는 환원가스의 온도, 조성, 유량 등으로 볼 수 있다.It is maintained at a high temperature, and the further reduced and fired compacted material is supplied to the melting gasifier through a conduit between the packed bed type reduction furnace and the melting gasifier. The most important factor in the role of the packed bed type reduction furnace can be seen as the temperature, composition, and flow rate of the reducing gas supplied to the packed bed type reduction furnace.

그런데 용융가스화로에서 배출되는 환원가스 중 충전층형 환원로에 약 25%가 공급되고, 유동층형 환원로에 나머지 약 75%가 공급되기 때문에 환원가스의 온도, 조성, 유량 등은 유동층형 환원로 조업 조건에 우선적으로 결정된다. 용융가스화로에서 배출되는 환원가스에 상온의 환원가스를 혼합하여 환원가스의 온도를 냉각시키는데 유동층 환원로에서 환원율을 제어하기 위하여 유동층형 환원로 내부에서 부착물 형성 등을 억제하거나, 유동층 환원로에서 분철광석과 분부원료가 적정 유속으로 유동되기 위한 조업 조건 등에 따라 환원가스의 온도, 조성, 유량 등이 결정되기 때문이다.However, of the reducing gas discharged from the melter gasifier, about 25% is supplied to the packed bed type reduction furnace, and the remaining 75% is supplied to the fluidized bed type reduction furnace, so the temperature, composition, and flow rate of the reducing gas are operated by the fluidized bed type reduction furnace. It is determined preferentially by conditions. It cools the temperature of the reducing gas by mixing the reducing gas at room temperature with the reducing gas discharged from the melter gasifier.In order to control the reduction rate in the fluidized bed reduction furnace, the formation of deposits inside the fluidized bed reduction furnace is suppressed or This is because the temperature, composition, and flow rate of the reducing gas are determined depending on the operating conditions for the iron ore and the powdering material to flow at an appropriate flow rate.

특히, 환원가스의 온도를 일정 온도 이하로 제한하는 것은 유동층형 환원로에 설치되어 균일하게 환원가스 가스를 공급해 주는 분산판이 고온에서 기계적 강도를 유지하는 조건을 만족하기 위해서이다. 이 과정에서 공급되는 상온의 환원가스는 유동층형 환원로에서 배출되는 가스를 제진, 냉각 단계를 거치고, 이산화탄소를 제거한 환원가스 및 용융가스화로에서 배출되는 환원가스 중 일부를 공정수로 제진, 냉각을 한 환원가스로 구성되어 있다.In particular, limiting the temperature of the reducing gas to a certain temperature or less is to satisfy the condition that the distribution plate installed in the fluidized bed type reduction furnace and uniformly supplying the reducing gas gas maintains mechanical strength at high temperature. The reducing gas at room temperature supplied in this process undergoes a step of dedusting and cooling the gas discharged from the fluidized-bed reduction furnace, and a part of the reducing gas from which carbon dioxide has been removed and the reducing gas discharged from the melting gasifier are used as process water for vibration and cooling. It consists of one reducing gas.

단독으로 혹은 혼합하여 사용함으로써 용융가스화로에서 배출되는 환원가스의 온도, 조성, 유량 등이 결정된다. 이 때, 가장 중요한 것은 최종적으로 유동층형 환원로에 공급되는 환원가스를 원하는 온도로 맞추기 위해 상온의 환원가스 양을 조정하는 것이다.By using alone or in combination, the temperature, composition, flow rate, etc. of the reducing gas discharged from the melting gasifier are determined. At this time, the most important thing is to adjust the amount of reducing gas at room temperature in order to finally adjust the reducing gas supplied to the fluidized bed type reduction furnace to a desired temperature.

결국 용융가스화로에서 배출되는 고온의 환원가스에 상온의 환원가스를 혼합하여 특정 온도로 환원가스의 온도를 제어한 후, 환원가스는 각각 유동층형 환원로와 충전층형 환원로로 공급된다. 단, 유동층형 환원로에 공급되는 환원가스에는 추가로 상온의 환원가스를 혼합하여 온도, 조성, 유량이 변경될 수도 있다.Eventually, after controlling the temperature of the reducing gas to a specific temperature by mixing the high-temperature reducing gas discharged from the melting gasifier with the reducing gas of room temperature, the reducing gas is supplied to the fluidized-bed reduction furnace and the packed-bed reduction furnace, respectively. However, the temperature, composition, and flow rate may be changed by mixing the reducing gas at room temperature in addition to the reducing gas supplied to the fluidized bed type reduction furnace.

이와 같이 환원가스의 온도 및 조성은 유동층형 환원로의 조업 상황이나 설비 보호 그리고 유동층형 환원로에서 발생하는 문제점을 억제하기 위한 조건을 만족시키기 위해 결정되므로 유동층형 환원로에 공급되는 환원가스와 동일한 특성의 환원가스를 공급받는 충전층형 환원로의 효율은 독립적이지 못하고 종속적으로 운영될 수 밖에 없는 조건에 있다.In this way, the temperature and composition of the reducing gas are determined to satisfy the conditions for operating conditions of the fluidized bed type reduction furnace, protection of facilities, and suppression of problems occurring in the fluidized bed type reduction furnace, and therefore the same as the reducing gas supplied to the fluidized bed type reduction furnace. The efficiency of the packed-bed reduction furnace supplied with the characteristic reducing gas is not independent and has to be operated dependently.

이러한 문제점으로 인하여 파이넥스(FINEX) 용선 제조 설비에서는 충전층형 환원로의 활용이 제한적으로 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 충전층형 환원로를 효율적으로 활용하기 위한 방향으로 기술 개발이 요구된다.Due to this problem, the use of a packed bed type reduction furnace is limited in FINEX chartered iron manufacturing facilities. Therefore, technology development is required in the direction to efficiently utilize the packed bed type reduction furnace.

충전층형 환원로에서 괴성체의 환원율 및 소성률을 향상시킬 수 있는 용철 제조장치 및 용철 제조방법을 제공한다.It provides a molten iron manufacturing apparatus and a molten iron manufacturing method capable of improving the reduction rate and sintering rate of compacted material in a packed bed type reduction furnace.

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조장치는 분철광석이 포함된 원료물질을 환원시키는 유동층형 환원로; 상기 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조하는 괴성체 제조유닛; 상기 괴성체를 환원시키는 충전층형 환원로; 상기 환원된 괴성체를 이용하여 용철을 제조하는 용융가스화로; 및 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 연소 반응유닛;을 포함한다.An apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention includes a fluidized bed type reduction furnace for reducing raw materials containing powdered iron ore; A compacted body manufacturing unit for producing a compacted body by compression molding the reduced raw material; A packed bed type reduction furnace for reducing the compacted material; A melting gasifier for producing molten iron using the reduced compacted material; And a combustion reaction unit for combusting the reducing gas generated in the molten gasification furnace and supplying it to the packed bed type reduction furnace.

상기 연소 반응유닛은, 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스의 이동이 이루어지는 제1이동배관; 내화재 재질로 형성되며, 상기 환원가스를 연소시키는 연소 반응기; 및 상기 연소된 환원가스를 상기 충전층형 환원로로 이동시키는 제2이동배관;을 포함할 수 있다.The combustion reaction unit includes: a first moving pipe through which the reducing gas generated in the melter gasifier is moved; A combustion reactor formed of a refractory material and combusting the reducing gas; And a second moving pipe for moving the burned reducing gas to the packed bed type reduction furnace.

상기 연소 반응유닛은, 상기 연소 반응기 내부로 산소를 공급하여 상기 환원가스의 온도를 800 내지 1000℃로 조절하는 연소 버너기;를 더 포함할 수 있다.The combustion reaction unit may further include a combustion burner for supplying oxygen into the combustion reactor to adjust the temperature of the reducing gas to 800 to 1000°C.

상기 연소 반응유닛은, 상기 연소 반응기 내부로 천연가스를 공급하는 가스 공급기;를 더 포함할 수 있다.The combustion reaction unit may further include a gas supplier for supplying natural gas into the combustion reactor.

상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하여 상기 연소 반응유닛으로 이동시키는 제1가스 순환유닛;을 더 포함할 수 있다.It may further include a first gas circulation unit for removing carbon dioxide from the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace and moving to the combustion reaction unit.

상기 제1가스 순환유닛은, 상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 집진하는 제1집진기; 상기 집진된 제1배가스를 압축시키는 제1압축기; 상기 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 제1제거기; 및 상기 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 상기 제1이동배관으로 이동시키는 제1가스배관;을 포함할 수 있다.The first gas circulation unit includes: a first dust collector for collecting first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace; A first compressor compressing the collected first exhaust gas; A first eliminator for removing carbon dioxide from the compressed first exhaust gas; And a first gas pipe for moving the first exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed to the first moving pipe.

상기 제1가스 순환유닛은, 상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 제1분기배관;을 더 포함할 수 있다.The first gas circulation unit may further include a first branch pipe for branching part of the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace and moving it to a power plant.

상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하여 상기 연소 반응유닛으로 이동시키는 제2가스 순환유닛;을 더 포함할 수 있다.It may further include a second gas circulation unit for removing carbon dioxide from the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace and moving it to the combustion reaction unit.

상기 제2가스 순환유닛은, 상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 집진하는 제2집진기; 상기 집진된 제2배가스를 압축시키는 제2압축기; 상기 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 제2제거기; 및 상기 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 상기 제1이동배관으로 이동시키는 제2가스배관;을 포함할 수 있다.The second gas circulation unit may include: a second dust collector for collecting second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace; A second compressor compressing the collected second exhaust gas; A second remover for removing carbon dioxide from the compressed second exhaust gas; And a second gas pipe for moving the second exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed to the first moving pipe.

상기 제2가스 순환유닛은, 상기 집진된 제2배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 제2분기배관;을 더 포함할 수 있다.The second gas circulation unit may further include a second branch pipe for branching part of the collected second exhaust gas and moving it to a power plant.

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조방법은 유동층형 환원로를 이용하여 분철광석이 포함된 원료물질을 환원시키는 단계; 상기 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조하는 단계; 충전층형 환원로를 이용하여 상기 괴성체를 환원시키는 단계; 상기 환원된 괴성체를 용융가스화로로 공급하여 용철을 제조하는 단계; 및 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 단계;를 포함하고, 상기 괴성체를 환원시키는 단계에서, 상기 연소된 환원가스를 이용하여 상기 괴성체를 환원시킨다.A method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention includes the steps of reducing raw material containing powdered iron ore using a fluidized bed type reduction furnace; Compressing the reduced raw material to produce a compacted material; Reducing the compacted material using a packed bed type reduction furnace; Manufacturing molten iron by supplying the reduced compacted material to a melting gasifier; And supplying the reduced gas generated in the molten gasification furnace to the packed-bed reduction furnace, and in the step of reducing the compacted substance, the compacted substance is reduced using the burned reducing gas. .

상기 환원가스를 연소시키는 단계에서, 산소의 공급을 통해 상기 환원가스의 온도를 800 내지 1000℃로 조절할 수 있다.In the step of burning the reducing gas, the temperature of the reducing gas may be adjusted to 800 to 1000°C through the supply of oxygen.

상기 원료물질을 환원시키는 단계 이후, 상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.After the step of reducing the raw material, the step of burning the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace and supplying it to the packed bed type reduction furnace may further include.

상기 제1배가스를 연소시키는 단계는, 상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 집진하는 단계; 상기 집진된 제1배가스를 압축시키는 단계; 상기 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 단계; 및 상기 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키는 단계;를 포함할 수 있다.The step of burning the first exhaust gas may include collecting the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace; Compressing the collected first exhaust gas; Removing carbon dioxide from the compressed first exhaust gas; And combusting the first exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed together with the reducing gas generated in the melting gasifier.

상기 제1배가스를 연소시키는 단계는, 상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.The step of burning the first exhaust gas may further include branching some of the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace and moving it to a power plant.

상기 괴성체를 환원시키는 단계 이후, 상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 단계;를 더 포함할 수 있다.After the step of reducing the compacted material, the step of combusting the second exhaust gas generated in the packed-bed type reduction furnace and supplying it to the packed-bed type reduction furnace. It may further include.

상기 제2배가스를 연소시키는 단계는, 상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 집진하는 단계; 상기 집진된 제2배가스를 압축시키는 단계; 상기 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 단계; 및 상기 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키는 단계;를 포함할 수 있다.The step of burning the second exhaust gas may include collecting the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace; Compressing the collected second exhaust gas; Removing carbon dioxide from the compressed second exhaust gas; And burning the second exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed together with the reducing gas generated in the melter gasifier.

상기 제2배가스를 연소시키는 단계는, 상기 집진된 제2배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.The step of burning the second exhaust gas may further include branching some of the collected second exhaust gas and moving it to a power plant.

상기 원료물질을 환원시키는 단계에서, 유동층형 환원로를 이용하여 상기 원료물질의 환원과 함께 석회석이 포함된 부원료물질을 소성시킬 수 있다.In the step of reducing the raw material, the auxiliary raw material including limestone may be calcined together with the reduction of the raw material using a fluidized bed type reduction furnace.

상기 괴성체를 환원시키는 단계에서, 상기 연소된 환원가스를 이용하여 상기 괴성체를 환원 및 소성시킬 수 있다.In the step of reducing the compacted body, the compacted body may be reduced and fired using the burned reducing gas.

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조장치 및 용철 제조방법에 따르면 석탄계 용철 제조 공정에서 발생하거나 배출하는 가스를 효율적으로 활용하여 충전층형 환원로에서 분철광석과 분부원료로 구성된 괴성체의 환원과 소성을 최대한 증대시키고, 괴성체의 온도를 상승시킴으로써 석탄계 용철 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 연료인 석탄의 사용량을 저감시킬 수 있다.According to an apparatus for manufacturing molten iron and a method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention, the reduction and firing of compacted material composed of powdered iron ore and powdered raw materials in a packed bed type reduction furnace by efficiently utilizing the gas generated or discharged from the coal-based molten iron production process. It is possible to improve the efficiency of the coal-based molten iron manufacturing process by increasing the maximum and increasing the temperature of the compacted material. Accordingly, it is possible to reduce the amount of coal used as a fuel.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조장치를 도식화하여 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing an apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second and third are used to describe various parts, components, regions, layers and/or sections, but are not limited thereto. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. Singular forms as used herein also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of “comprising” as used in the specification specifies a specific characteristic, region, integer, step, action, element and/or component, and the presence or presence of another characteristic, region, integer, step, action, element and/or component It does not exclude additions.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.When a part is referred to as being "on" or "on" another part, it may be directly on or on the other part, or other parts may be involved in between. In contrast, when a part is referred to as being "directly above" another part, no other part is interposed between them.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms defined in a commonly used dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and are not interpreted in an ideal or very formal meaning unless defined.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein.

용철 제조장치Molten iron manufacturing equipment

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조장치는 분철광석이 포함된 원료물질을 환원시키는 유동층형 환원로(100), 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조하는 괴성체 제조유닛(200), 괴성체를 환원시키는 충전층형 환원로(300), 환원된 괴성체를 이용하여 용철을 제조하는 용융가스화로(400) 및 용융가스화로(400)에서 발생된 환원가스를 연소시켜 충전층형 환원로(300)로 공급하는 연소 반응유닛(500)을 포함한다.The apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention includes a fluidized bed type reduction furnace 100 for reducing raw materials containing powdered iron ore, and a compacted body manufacturing unit 200 for producing compacted bodies by compression molding the reduced raw materials. , A packed bed type reduction furnace 300 to reduce the compacted material, a molten gasifier 400 for manufacturing molten iron using the reduced compacted material, and a packed bed type reduction furnace by combusting the reducing gas generated in the melter gasifier 400 It includes a combustion reaction unit 500 supplied to (300).

유동층형 환원로(100)는 분철광석이 포함된 원료물질을 환원시킨다. 더불어, 원료물질의 환원과 함께 석회석이 포함된 부원료물질을 소성시킬 수 있다. 유동층형 환원로(100)는 다단의 환원로로 구성될 수 있다.The fluidized bed reduction furnace 100 reduces raw materials containing powdered iron ore. In addition, it is possible to calcinate sub-materials containing limestone together with the reduction of the raw material. The fluidized bed type reduction furnace 100 may be configured as a multi-stage reduction furnace.

괴성체 제조유닛(200)은 유동층형 환원로(100)와 연결되며, 유동층형 환원로(100)로부터 공급받은 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조한다. 구체적으로, 괴성체 제조유닛(200)은 환원된 원료물질이 장입되는 호퍼, 환원된 원료물질을 압축 성형하는 한 쌍의 성형롤 및 한 쌍의 성형롤 하방에 배치되어 압축 성형물을 파쇄함으로써 괴성체를 공급하는 파쇄기를 포함할 수 있다.The compacted body manufacturing unit 200 is connected to the fluidized bed type reduction furnace 100 and compresses the reduced raw material supplied from the fluidized bed type reduction furnace 100 to manufacture the compacted body. Specifically, the compacted body manufacturing unit 200 is disposed under a hopper into which the reduced raw material is charged, a pair of molding rolls for compression molding the reduced raw material, and a pair of molding rolls to crush the compacted product. It may include a crusher to supply.

충전층형 환원로(300)는 괴성체 제조유닛(200)과 연결되며, 괴성체 제조유닛(200)으로부터 괴성체를 공급받는다. 공급받은 괴성체를 환원시킨다. 구체적으로, 공급받은 괴성체를 추가 환원 및 추가 소성시킬 수 있다. 여기서 추가란 이미 유동층형 환원로(100)에서 1차적으로 환원된 원료물질과 소성된 부원료물질로 이루어진 괴성체가 충전층형 환원로(300)에서 재차 환원 및 소성될 수 있다는 것을 의미한다.The packed bed type reduction furnace 300 is connected to the compacted material manufacturing unit 200 and receives the compacted material from the compacted material manufacturing unit 200. Reduces the supplied compacted material. Specifically, the supplied compacted material may be further reduced and further calcined. Here, the addition means that the compacted material composed of the raw material and sub-raw material that has already been primarily reduced in the fluidized-bed reduction furnace 100 and calcined can be reduced and fired again in the packed-bed reduction furnace 300.

용융가스화로(400)는 충전층형 환원로(300)의 하방에 배치되며, 충전층형 환원로(300)로부터 환원된 괴성체를 공급받아 용철을 제조한다. 용융가스화로(400)의 하부에는 산소가 공급되며, 환원된 괴성체 및 산소를 이용하여 연소시킴으로써 용철을 제조할 수 있다.The melter gasifier 400 is disposed below the packed bed type reduction furnace 300 and receives the reduced compacted material from the packed bed type reduction furnace 300 to manufacture molten iron. Oxygen is supplied to the lower portion of the melter gasifier 400, and molten iron can be manufactured by burning the reduced compacted material and oxygen.

연소 반응유닛(500)은 용융가스화로(400) 및 충전층형 환원로(300)와 연결된다. 용융가스화로(400)에서 용철의 제조 공정 중 발생된 환원가스를 연소시킨 다음 충전층형 환원로(300)로 이동시킴으로써 괴성체를 추가 환원 및 추가 소성시킬 수 있다. 환원가스에는 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)가 포함될 수 있다.The combustion reaction unit 500 is connected to the melting gasification furnace 400 and the packed bed type reduction furnace 300. By burning the reducing gas generated during the manufacturing process of molten iron in the melter gasifier 400 and then moving it to the packed bed type reduction furnace 300, the compacted material may be further reduced and further calcined. The reducing gas may include carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ).

구체적으로, 연소 반응유닛(500)은 용융가스화로(400)에서 발생된 환원가스의 이동이 이루어지는 제1이동배관(510), 환원가스를 연소시키는 연소 반응기(520) 및 연소된 환원가스를 충전층형 환원로(300)로 이동시키는 제2이동배관(530)을 포함할 수 있다.Specifically, the combustion reaction unit 500 is charged with the first moving pipe 510 through which the reducing gas generated in the melter gasifier 400 is moved, the combustion reactor 520 for burning the reducing gas, and the burned reducing gas. It may include a second moving pipe 530 that moves to the layered reduction furnace 300.

제1이동배관(510)은 용융가스화로(400)의 상부에 연결되어 용철의 제조 공정 중 발생된 환원가스의 이동이 이루어질 수 있다. 연소 반응기(520)는 제1이동배관(510)과 연결되며, 공급받은 환원가스에 산소를 공급함으로써 환원가스를 연소시킬 수 있다. 연소 반응기(520)는 내화재 재질로 형성되어 열손상을 방지할 수 있다. 제2이동배관(530)은 제2이동배관(530)의 일단이 연소 반응기(520)와 연결되고, 제2이동배관(530)의 타단이 충전층형 환원로(300)와 연결될 수 있다. 이에 따라 연소된 환원가스의 이동이 이루어질 수 있다.The first moving pipe 510 is connected to the upper portion of the melting gasification furnace 400 so that the reducing gas generated during the manufacturing process of molten iron may be moved. The combustion reactor 520 is connected to the first moving pipe 510 and may burn the reducing gas by supplying oxygen to the supplied reducing gas. The combustion reactor 520 may be formed of a refractory material to prevent thermal damage. In the second moving pipe 530, one end of the second moving pipe 530 may be connected to the combustion reactor 520, and the other end of the second moving pipe 530 may be connected to the packed bed type reduction furnace 300. Accordingly, the burned reducing gas may be moved.

연소 반응기(520)와 연결된 연소 버너기(540)를 통해 연소 반응기(520) 내부로 산소를 공급할 수 있다.Oxygen may be supplied into the combustion reactor 520 through a combustion burner 540 connected to the combustion reactor 520.

산소의 공급으로 인해 환원가스에 포함된 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 연소가 이루어지고, 일산화탄소(CO)가 연소됨에 따라 이산화탄소(CO2)가 형성될 수 있다. 수소(H2)가 연소됨에 따라 수증기(H2O)가 형성되면서 연소열이 발생할 수 있다. 연소열로 인해 환원가스의 온도는 800 내지 1000℃로 조절될 수 있다.Carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) included in the reducing gas are combusted due to the supply of oxygen, and carbon dioxide (CO 2 ) may be formed as the carbon monoxide (CO) is combusted. As hydrogen (H 2 ) is combusted, steam (H 2 O) may be formed and heat of combustion may be generated. Due to the heat of combustion, the temperature of the reducing gas may be adjusted to 800 to 1000°C.

연소된 환원가스는 연소 반응기(520)와 충전층형 환원로(300)를 연결하는 제2이동배관(530)을 통해 충전층형 환원로(300)로 공급될 수 있다. 연소된 환원가스의 온도는 800 내지 1000℃가 되고, 충전층형 환원로(300) 내부에서 괴성체와 반응함으로써 괴성체의 추가 환원 및 추가 소성이 이루어질 수 있다.The burned reducing gas may be supplied to the packed bed type reduction furnace 300 through a second moving pipe 530 connecting the combustion reactor 520 and the packed bed type reduction furnace 300. The temperature of the burned reducing gas is 800 to 1000°C, and by reacting with the compacted substance in the packed bed type reduction furnace 300, additional reduction and additional firing of the compacted substance can be made.

구체적으로, 연소 반응유닛(500)은 연소 반응기(520) 내부로 천연가스를 공급하는 가스 공급기를 더 포함할 수 있다. 환원가스만을 연소시켜 온도를 800 내지 1000℃로 조절하기가 여의치 않을 경우, 천연가스를 함께 연소시킴으로써 충분한 연소열을 얻을 수 있다.Specifically, the combustion reaction unit 500 may further include a gas supplier supplying natural gas into the combustion reactor 520. If it is difficult to control the temperature to 800 to 1000°C by burning only the reducing gas, sufficient heat of combustion can be obtained by burning natural gas together.

이에 따라 충전층형 환원로(300) 내부에 부착물이 형성되는 현상을 최소화할 수 있고, 괴성체 간의 응집을 억제함으로써 충전층형 환원로(300)의 효율을 극대화하는 것이 가능하다.Accordingly, it is possible to minimize the phenomenon that deposits are formed inside the packed-bed type reduction furnace 300, and it is possible to maximize the efficiency of the packed-bed type reduction furnace 300 by suppressing agglomeration between compacted materials.

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조장치는 유동층형 환원로(100)에서 발생된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하여 연소 반응유닛(500)으로 이동시키는 제1가스 순환유닛(600)을 더 포함할 수 있다.The apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention further includes a first gas circulation unit 600 that removes carbon dioxide from the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace 100 and moves it to the combustion reaction unit 500 can do.

제1가스 순환유닛(600)은 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 연소 반응유닛(500)으로 이동시키고, 환원가스와 함께 연소시킨 후, 800 내지 1000℃로 조절된 혼합가스를 충전층형 환원로(300)로 공급할 수 있다. 충전층형 환원로(300) 내부에서 괴성체와 반응시킴으로써 괴성체를 추가 환원 및 추가 소성시킬 수 있다.The first gas circulation unit 600 moves the first exhaust gas from which carbon dioxide has been removed to the combustion reaction unit 500, burns it with the reducing gas, and then converts the mixed gas adjusted to 800 to 1000°C into a packed bed type reduction furnace ( 300) can be supplied. By reacting with the compacted substance in the packed bed type reduction furnace 300, the compacted substance may be further reduced and further calcined.

구체적으로, 제1가스 순환유닛(600)은 유동층형 환원로(100)에서 발생된 제1배가스를 집진하는 제1집진기(610), 집진된 제1배가스를 압축시키는 제1압축기(620), 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 제1제거기(630) 및 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 제1이동배관(510)으로 이동시키는 제1가스배관(640)을 포함할 수 있다.Specifically, the first gas circulation unit 600 includes a first dust collector 610 that collects the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace 100, a first compressor 620 that compresses the collected first exhaust gas, A first remover 630 for removing carbon dioxide from the compressed first exhaust gas and a first gas pipe 640 for moving the first exhaust gas from which carbon dioxide has been removed to the first moving pipe 510 may be included.

제1집진기(610)는 유동층형 환원로(100)와 연결되어 유동층형 환원로(100)에서 연료물질 및 부원료물질의 환원 및 소성 공정 중 발생된 제1배가스를 공급받을 수 있다. 제1집진기(610)는 공급받은 제1배가스를 집진할 수 있다. 유동층형 환원로(100)가 다단의 환원로로 구성될 경우, 제1집진기(610)는 마지막단의 환원로의 상부와 연결될 수 있다. 유동층형 환원로(100)가 1단의 환원로로 구성될 경우, 제1집진기(610)는 1단의 환원로의 상부와 연결될 수 있다.The first dust collector 610 may be connected to the fluidized bed type reduction furnace 100 to receive the first exhaust gas generated during the reduction and sintering process of the fuel material and auxiliary material material in the fluidized bed type reduction furnace 100. The first dust collector 610 may collect the supplied first exhaust gas. When the fluidized bed type reduction furnace 100 is composed of a multi-stage reduction furnace, the first dust collector 610 may be connected to an upper portion of the last stage reduction furnace. When the fluidized bed type reduction furnace 100 is configured as a one-stage reduction furnace, the first dust collector 610 may be connected to an upper portion of the first-stage reduction furnace.

제1압축기(620)는 제1집진기(610)와 연결되어 집진된 제1배가스를 공급받아 압축시킬 수 있다. 제1제거기(630)는 제1압축기(620)와 연결되어 압축된 제1배가스를 공급받을 수 있다. 제1제거기(630)는 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다.The first compressor 620 may be connected to the first dust collector 610 to receive and compress the collected first exhaust gas. The first remover 630 may be connected to the first compressor 620 to receive compressed first exhaust gas. The first remover 630 may remove carbon dioxide from the compressed first exhaust gas.

제1가스배관(640)은 제1가스배관(640)의 일단이 제1제거기(630)와 연결되고, 제1가스배관(640)의 타단이 제1이동배관(510)과 연결될 수 있다. 제1제거기(630)로부터 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 공급받아 제1이동배관(510)으로 이동시킬 수 있다.In the first gas pipe 640, one end of the first gas pipe 640 may be connected to the first eliminator 630, and the other end of the first gas pipe 640 may be connected to the first moving pipe 510. The first exhaust gas from which carbon dioxide has been removed may be supplied from the first remover 630 and may be moved to the first moving pipe 510.

구체적으로, 제1가스 순환유닛(600)은 유동층형 환원로(100)에서 발생된 제1배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 제1분기배관(650)을 더 포함할 수 있다.Specifically, the first gas circulation unit 600 may further include a first branch pipe 650 for branching part of the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace 100 and moving it to the power plant.

유동층형 환원로(100)에서 발생된 제1배가스 일부를 발전소로 이동시켜 전력을 생산할 수 있다. 제1배가스 일부에 포함된 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 연소열을 이용하여 발전기에서 발전을 할 수 있다.A part of the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace 100 may be moved to a power plant to generate electric power. The generator can generate power by using the combustion heat of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2) contained in a part of the first exhaust gas.

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조장치는 충전층형 환원로(300)에서 발생된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하여 연소 반응유닛(500)으로 이동시키는 제2가스 순환유닛(700)을 더 포함할 수 있다.The apparatus for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention further includes a second gas circulation unit 700 that removes carbon dioxide from the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace 300 and moves it to the combustion reaction unit 500 can do.

제2가스 순환유닛(700)은 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 연소 반응유닛(500)으로 이동시키고, 환원가스와 함께 연소시킨 후, 800 내지 1000℃로 조절된 혼합가스를 충전층형 환원로(300)로 공급할 수 있다. 충전층형 환원로(300) 내부에서 괴성체와 반응시킴으로써 괴성체를 추가 환원 및 추가 소성시킬 수 있다.The second gas circulation unit 700 moves the second exhaust gas from which carbon dioxide has been removed to the combustion reaction unit 500, burns it with the reducing gas, and then converts the mixed gas adjusted to 800 to 1000°C into a packed bed type reduction furnace ( 300) can be supplied. By reacting with the compacted substance in the packed bed type reduction furnace 300, the compacted substance may be further reduced and further calcined.

구체적으로, 제2가스 순환유닛(700)은 충전층형 환원로(300)에서 발생된 제2배가스를 집진하는 제2집진기(710), 집진된 제2배가스를 압축시키는 제2압축기(720), 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 제2제거기(730) 및 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 제1이동배관(510)으로 이동시키는 제2가스배관(740)을 포함할 수 있다.Specifically, the second gas circulation unit 700 includes a second dust collector 710 that collects the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace 300, a second compressor 720 that compresses the collected second exhaust gas, A second remover 730 for removing carbon dioxide from the compressed second exhaust gas and a second gas pipe 740 for moving the second exhaust gas from which carbon dioxide has been removed to the first moving pipe 510 may be included.

제2집진기(710)는 충전층형 환원로(300)의 상부와 연결되어 충전층형 환원로(300)에서 괴성체의 추가 환원 및 추가 소성 공정 중 발생된 제2배가스를 공급받을 수 있다. 제2집진기(710)는 공급받은 제2배가스를 집진할 수 있다.The second dust collector 710 is connected to the upper part of the packed bed type reduction furnace 300 to receive the second exhaust gas generated during the additional reduction of compacted material and the additional firing process in the packed bed type reduction furnace 300. The second dust collector 710 may collect the supplied second exhaust gas.

제2압축기(720)는 제2집진기(710)와 연결되어 집진된 제2배가스를 공급받아 압축시킬 수 있다. 제2제거기(730)는 제2압축기(720)와 연결되어 압축된 제2배가스를 공급받을 수 있다. 제2제거기(730)는 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다.The second compressor 720 may be connected to the second dust collector 710 to receive and compress the collected second exhaust gas. The second remover 730 may be connected to the second compressor 720 to receive compressed second exhaust gas. The second remover 730 may remove carbon dioxide from the compressed second exhaust gas.

제2가스배관(740)은 제2가스배관(740)의 일단이 제2제거기(730)와 연결되고, 제2가스배관(740)의 타단이 제1이동배관(510)과 연결될 수 있다. 제2제거기(730)로부터 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 공급받아 제1이동배관(510)으로 이동시킬 수 있다.In the second gas pipe 740, one end of the second gas pipe 740 may be connected to the second remover 730, and the other end of the second gas pipe 740 may be connected to the first moving pipe 510. The second exhaust gas from which carbon dioxide has been removed may be supplied from the second remover 730 and may be moved to the first moving pipe 510.

구체적으로, 제2가스 순환유닛(700)은 집진된 제2배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 제2분기배관(750)을 더 포함할 수 있다.Specifically, the second gas circulation unit 700 may further include a second branch pipe 750 for branching part of the collected second exhaust gas and moving it to the power plant.

제2집진기(710)로부터 배출된 제2배가스 일부를 발전소로 이동시켜 전력을 생산할 수 있다. 제2배가스에 포함된 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 연소열을 이용하여 발전기에서 발전을 할 수 있다.A part of the second exhaust gas discharged from the second dust collector 710 may be moved to a power plant to generate electric power. The generator can generate power by using the combustion heat of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2) contained in the second exhaust gas.

용철 제조방법Method for manufacturing molten iron

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조방법은 유동층형 환원로를 이용하여 분철광석이 포함된 원료물질을 환원시키는 단계, 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조하는 단계, 충전층형 환원로를 이용하여 괴성체를 환원시키는 단계, 환원된 괴성체를 용융가스화로로 공급하여 용철을 제조하는 단계 및 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 연소시켜 충전층형 환원로로 공급하는 단계를 포함한다.The method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention includes reducing raw material containing powdered iron ore using a fluidized bed type reduction furnace, compressing the reduced raw material to produce compacted material, and packed bed type reduction furnace And reducing the compacted material by using, producing molten iron by supplying the reduced compacted material to the melter gasifier, and supplying the reduced compacted material to the packed bed type reduction furnace by burning the reducing gas generated in the melter gasifier.

괴성체를 환원시키는 단계에서, 연소된 환원가스를 이용하여 괴성체를 환원시킨다.In the step of reducing the compacted substance, the compacted substance is reduced using the burned reducing gas.

먼저, 원료물질을 환원시키는 단계에서는 유동층형 환원로를 이용하여 분철광석이 포함된 원료물질을 환원시킨다. 더불어, 유동층형 환원로를 이용하여 원료물질의 환원과 함께 석회석이 포함된 부원료물질을 소성시킬 수 있다. 유동층형 환원로는 다단의 환원로로 구성될 수 있다.First, in the step of reducing the raw material, the raw material containing powdered iron ore is reduced using a fluidized bed type reduction furnace. In addition, it is possible to calcinate sub-materials containing limestone together with the reduction of raw materials by using a fluidized bed reduction furnace. The fluidized-bed reduction furnace may be composed of a multi-stage reduction furnace.

다음으로, 괴성체를 제조하는 단계에서는 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조한다. 구체적으로, 호퍼로부터 한 쌍의 성형롤 사이로 환원된 원료물질이 공급되고, 한 쌍의 성형롤을 통해 환원된 원료물질이 압축되어 압축 성형물이 제조될 수 있다. 압축 성형물을 파쇄기를 통해 파쇄함으로써 괴성체가 제조될 수 있다.Next, in the step of preparing the compacted body, the reduced raw material is compression-molded to produce the compacted body. Specifically, the reduced raw material is supplied from the hopper between the pair of forming rolls, and the reduced raw material is compressed through the pair of forming rolls to produce a compression molded product. The compacted body can be produced by crushing the compression molded product through a crusher.

다음으로, 괴성체를 환원시키는 단계에서는 충전층형 환원로를 이용하여 괴성체를 환원시킨다. 구체적으로, 연소된 환원가스를 이용하여 괴성체를 추가 환원 및 추가 소성시킬 수 있다.Next, in the step of reducing the compacted substance, the compacted substance is reduced using a packed bed type reduction furnace. Specifically, the compacted material may be further reduced and further calcined using the burned reducing gas.

다음으로, 용철을 제조하는 단계에서는 환원된 괴성체를 용융가스화로로 공급하여 용철을 제조한다. 구체적으로, 충전층형 환원로의 하방에 배치된 용융가스화로를 통해 충전층형 환원로로부터 환원된 괴성체를 공급받아 용철을 제조할 수 있다. 용융가스화로의 하부에는 산소가 공급되며, 환원된 괴성체 및 산소를 이용하여 연소시킴으로써 용철을 제조할 수 있다.Next, in the step of manufacturing molten iron, the reduced compacted material is supplied to the melter to produce molten iron. Specifically, it is possible to manufacture molten iron by receiving the reduced compacted material from the packed bed type reduction furnace through the melt gasifier disposed below the packed bed type reduction furnace. Oxygen is supplied to the lower part of the melting gasifier, and molten iron can be produced by burning the reduced compacted material and oxygen.

다음으로, 환원가스를 연소시키는 단계에서는 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 연소시켜 충전층형 환원로로 공급한다. 구체적으로, 용융가스화로에서 용철의 제조 공정 중 발생된 환원가스를 연소시킨 다음 충전층형 환원로로 이동시킴으로써 괴성체를 추가 환원 및 추가 소성시킬 수 있다. 환원가스에는 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)가 포함될 수 있다.Next, in the step of burning the reducing gas, the reducing gas generated in the melting gasifier is combusted and supplied to the packed bed type reduction furnace. Specifically, by burning the reducing gas generated during the manufacturing process of molten iron in the melter gasification furnace and then moving it to a packed bed type reduction furnace, the compacted material may be further reduced and further calcined. The reducing gas may include carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ).

구체적으로, 산소의 공급을 통해 환원가스의 온도를 800 내지 1000℃로 조절할 수 있다. 산소의 공급으로 인해 환원가스에 포함된 일산화탄소(CO) 및 수소(H2)의 연소가 이루어지고, 일산화탄소(CO)가 연소됨에 따라 이산화탄소(CO2)가 형성될 수 있다. 수소(H2)가 연소됨에 따라 수증기(H2O)가 형성되면서 연소열이 발생할 수 있다. 연소열로 인해 환원가스의 온도는 800 내지 1000℃로 조절될 수 있다.Specifically, the temperature of the reducing gas may be adjusted to 800 to 1000°C through the supply of oxygen. Carbon monoxide (CO) and hydrogen (H 2 ) included in the reducing gas are combusted due to the supply of oxygen, and carbon dioxide (CO 2 ) may be formed as the carbon monoxide (CO) is combusted. As hydrogen (H 2 ) is combusted, steam (H 2 O) may be formed and heat of combustion may be generated. Due to the heat of combustion, the temperature of the reducing gas may be adjusted to 800 to 1000°C.

연소된 환원가스를 이용하여 괴성체를 환원시킴으로써 충전층형 환원로 내부에 부착물이 형성되는 현상을 최소화할 수 있고, 괴성체 간의 응집을 억제함으로써 충전층형 환원로의 효율을 극대화하는 것이 가능하다.By reducing the compacted material using the burned reducing gas, it is possible to minimize the phenomenon that deposits are formed inside the packed-bed reduction furnace, and it is possible to maximize the efficiency of the packed-bed reduction furnace by suppressing agglomeration between the compacted materials.

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조방법은 원료물질을 환원시키는 단계 이후, 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 연소시켜 충전층형 환원로로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention may further include the step of burning the first exhaust gas generated in the fluidized-bed reduction furnace and supplying it to the packed-bed reduction furnace after the step of reducing the raw material.

구체적으로, 제1배가스를 연소시키는 단계는 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 집진하는 단계, 집진된 제1배가스를 압축시키는 단계, 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 단계 및 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the step of burning the first exhaust gas includes collecting the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace, compressing the collected first exhaust gas, removing carbon dioxide from the compressed first exhaust gas, and carbon dioxide. It may include the step of burning the removed first exhaust gas together with the reducing gas generated in the melter gasifier.

유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 집진하고, 압축시킨 다음 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다. 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키고, 혼합가스의 온도를 800 내지 1000℃로 조절하여 충전층형 환원로에 공급할 수 있다.The first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace may be collected, compressed, and then carbon dioxide may be removed from the compressed first exhaust gas. The first exhaust gas from which carbon dioxide has been removed may be combusted together with the reducing gas generated in the melter gasifier, and the temperature of the mixed gas may be adjusted to 800 to 1000°C and supplied to the packed bed type reduction furnace.

구체적으로, 제1배가스를 연소시키는 단계는 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 제1배가스의 잔열을 이용하여 전력을 생산할 수 있다.Specifically, the step of burning the first exhaust gas may further include a step of branching some of the first exhaust gas generated in the fluidized-bed reduction furnace and moving it to the power plant. Accordingly, electric power can be generated by using the residual heat of the first exhaust gas.

본 발명의 일 실시예에 의한 용철 제조방법은 괴성체를 환원시키는 단계 이후, 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 연소시켜 충전층형 환원로로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for manufacturing molten iron according to an embodiment of the present invention may further include the step of burning the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace and supplying it to the packed bed type reduction furnace after the step of reducing the compacted material.

구체적으로, 제2배가스를 연소시키는 단계는 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 집진하는 단계, 집진된 제2배가스를 압축시키는 단계, 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 단계 및 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the step of burning the second exhaust gas includes collecting the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace, compressing the collected second exhaust gas, removing carbon dioxide from the compressed second exhaust gas, and carbon dioxide. It may include the step of combusting the removed second exhaust gas together with the reducing gas generated in the melter gasifier.

충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 집진하고, 압축시킨 다음 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거할 수 있다. 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키고, 혼합가스의 온도를 800 내지 1000℃로 조절하여 충전층형 환원로에 공급할 수 있다.The second exhaust gas generated in the packed bed reduction furnace may be collected, compressed, and then carbon dioxide may be removed from the compressed second exhaust gas. The second exhaust gas from which carbon dioxide has been removed may be combusted together with the reducing gas generated in the melter gasifier, and the temperature of the mixed gas may be adjusted to 800 to 1000°C and supplied to the packed bed reduction furnace.

구체적으로, 제2배가스를 연소시키는 단계는 집진된 제2배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 집진된 제2배가스의 잔열을 이용하여 전력을 생산할 수 있다.Specifically, the step of burning the second exhaust gas may further include a step of branching out some of the collected second exhaust gas and moving it to the power plant. Accordingly, electric power can be generated by using the residual heat of the collected second exhaust gas.

본 발명은 상기 구현예 및/또는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 구현예 및/또는 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments and/or embodiments, but may be manufactured in a variety of different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains change the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that it can be implemented in other specific forms without doing so. Therefore, it should be understood that the embodiments and/or embodiments described above are exemplary in all respects and are not limiting.

100: 유동층형 환원로 200: 괴성체 제조유닛
300: 충전층형 환원로 400: 용융가스화로
500: 연소 반응유닛 510: 제1이동배관
520: 연소 반응기 530: 제2이동배관
540: 연소 버너기 600: 제1가스 순환유닛
610: 제1집진기 620: 제1압축기
630: 제1제거기 640: 제1가스배관
650: 제1분기배관 700: 제2가스 순환유닛
710: 제2집진기 720: 제2압축기
730: 제2제거기 740: 제2가스배관
750: 제2분기배관100: fluidized bed reduction furnace 200: compacted material manufacturing unit
300: packed bed reduction furnace 400: melt gasifier
500: combustion reaction unit 510: first moving pipe
520: combustion reactor 530: second moving pipe
540: combustion burner 600: first gas circulation unit
610: first dust collector 620: first compressor
630: first eliminator 640: first gas pipe
650: first branch pipe 700: second gas circulation unit
710: second dust collector 720: second compressor
730: second eliminator 740: second gas pipe
750: 2nd branch piping

Claims (20)

분철광석이 포함된 원료물질을 환원시키는 유동층형 환원로;
상기 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조하는 괴성체 제조유닛;
상기 괴성체를 환원시키는 충전층형 환원로;
상기 환원된 괴성체를 이용하여 용철을 제조하는 용융가스화로;
상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 연소 반응유닛; 및
상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하여 상기 연소 반응유닛으로 이동시키는 제1가스 순환유닛;을 포함하는 용철 제조장치.A fluidized bed reduction furnace for reducing raw materials containing powdered iron ore;
A compacted body manufacturing unit for producing a compacted body by compression molding the reduced raw material;
A packed bed type reduction furnace for reducing the compacted material;
A melting gasifier for producing molten iron using the reduced compacted material;
A combustion reaction unit for combusting the reducing gas generated in the molten gasifier and supplying it to the packed bed type reduction furnace; And
And a first gas circulation unit for removing carbon dioxide from the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace and moving it to the combustion reaction unit. 제1항에 있어서,
상기 연소 반응유닛은,
상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스의 이동이 이루어지는 제1이동배관;
내화재 재질로 형성되며, 상기 환원가스를 연소시키는 연소 반응기; 및
상기 연소된 환원가스를 상기 충전층형 환원로로 이동시키는 제2이동배관;을 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 1,
The combustion reaction unit,
A first moving pipe through which the reducing gas generated in the molten gasifier is moved;
A combustion reactor formed of a refractory material and combusting the reducing gas; And
A second moving pipe for moving the burned reducing gas to the packed bed type reduction furnace. 제2항에 있어서,
상기 연소 반응유닛은,
상기 연소 반응기 내부로 산소를 공급하여 상기 환원가스의 온도를 800 내지 1000℃로 조절하는 연소 버너기;를 더 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 2,
The combustion reaction unit,
A combustion burner for supplying oxygen into the combustion reactor to adjust the temperature of the reducing gas to 800 to 1000°C. 제3항에 있어서,
상기 연소 반응유닛은,
상기 연소 반응기 내부로 천연가스를 공급하는 가스 공급기;를 더 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 3,
The combustion reaction unit,
Molten iron manufacturing apparatus further comprising a; gas supply for supplying natural gas into the combustion reactor. 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 제1가스 순환유닛은,
상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 집진하는 제1집진기;
상기 집진된 제1배가스를 압축시키는 제1압축기;
상기 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 제1제거기; 및
상기 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 상기 제1이동배관으로 이동시키는 제1가스배관;을 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 2,
The first gas circulation unit,
A first dust collector for collecting the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace;
A first compressor compressing the collected first exhaust gas;
A first eliminator for removing carbon dioxide from the compressed first exhaust gas; And
A first gas pipe for moving the first exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed to the first moving pipe. 제6항에 있어서,
상기 제1가스 순환유닛은,
상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 제1분기배관;을 더 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 6,
The first gas circulation unit,
The molten iron manufacturing apparatus further comprises a first branch pipe for branching a part of the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace and moving it to a power plant. 제2항에 있어서,
상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하여 상기 연소 반응유닛으로 이동시키는 제2가스 순환유닛;을 더 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 2,
The molten iron manufacturing apparatus further comprising a second gas circulation unit for removing carbon dioxide from the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace and moving it to the combustion reaction unit. 제8항에 있어서,
상기 제2가스 순환유닛은,
상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 집진하는 제2집진기;
상기 집진된 제2배가스를 압축시키는 제2압축기;
상기 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 제2제거기; 및
상기 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 상기 제1이동배관으로 이동시키는 제2가스배관;을 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 8,
The second gas circulation unit,
A second dust collector collecting the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace;
A second compressor compressing the collected second exhaust gas;
A second remover for removing carbon dioxide from the compressed second exhaust gas; And
A second gas pipe for moving the second exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed to the first moving pipe. 제9항에 있어서,
상기 제2가스 순환유닛은,
상기 집진된 제2배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 제2분기배관;을 더 포함하는 용철 제조장치.The method of claim 9,
The second gas circulation unit,
A second branch pipe for branching a portion of the collected second exhaust gas and moving it to a power plant. 유동층형 환원로를 이용하여 분철광석이 포함된 원료물질을 환원시키는 단계;
상기 환원된 원료물질을 압축 성형하여 괴성체를 제조하는 단계;
충전층형 환원로를 이용하여 상기 괴성체를 환원시키는 단계;
상기 환원된 괴성체를 용융가스화로로 공급하여 용철을 제조하는 단계; 및
상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 단계;를 포함하고,
상기 괴성체를 환원시키는 단계에서,
상기 연소된 환원가스를 이용하여 상기 괴성체를 환원시키며,
상기 원료물질을 환원시키는 단계 이후,
상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 단계;를 더 포함하는 용철 제조방법.Reducing raw material containing powdered iron ore using a fluidized bed reduction furnace;
Compressing the reduced raw material to produce a compacted material;
Reducing the compacted material using a packed bed type reduction furnace;
Manufacturing molten iron by supplying the reduced compacted material to a melting gasifier; And
Comprising the step of combusting the reducing gas generated in the molten gasification furnace and supplying it to the packed bed type reduction furnace; and
In the step of reducing the compacted material,
Reducing the compacted material using the burned reducing gas,
After the step of reducing the raw material,
The method of manufacturing molten iron further comprising: combusting the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace and supplying it to the packed bed type reduction furnace. 제11항에 있어서,
상기 환원가스를 연소시키는 단계에서,
산소의 공급을 통해 상기 환원가스의 온도를 800 내지 1000℃로 조절하는 용철 제조방법.The method of claim 11,
In the step of burning the reducing gas,
Molten iron manufacturing method for controlling the temperature of the reducing gas to 800 to 1000 ℃ through the supply of oxygen. 삭제delete 제11항에 있어서,
상기 제1배가스를 연소시키는 단계는,
상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스를 집진하는 단계;
상기 집진된 제1배가스를 압축시키는 단계;
상기 압축된 제1배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 단계; 및
상기 이산화탄소가 제거된 제1배가스를 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키는 단계;를 포함하는 용철 제조방법.The method of claim 11,
The step of burning the first exhaust gas,
Collecting the first exhaust gas generated in the fluidized bed reduction furnace;
Compressing the collected first exhaust gas;
Removing carbon dioxide from the compressed first exhaust gas; And
Comprising the step of combusting the first exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed together with the reducing gas generated in the melter gasifier. 제14항에 있어서,
상기 제1배가스를 연소시키는 단계는,
상기 유동층형 환원로에서 발생된 제1배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 단계;를 더 포함하는 용철 제조방법.The method of claim 14,
The step of burning the first exhaust gas,
The method of manufacturing molten iron further comprising: branching part of the first exhaust gas generated in the fluidized bed type reduction furnace and moving it to a power plant. 제11항에 있어서,
상기 괴성체를 환원시키는 단계 이후,
상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 연소시켜 상기 충전층형 환원로로 공급하는 단계;를 더 포함하는 용철 제조방법.The method of claim 11,
After the step of reducing the compacted material,
The method of manufacturing molten iron further comprising: combusting the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace and supplying it to the packed bed type reduction furnace. 제16항에 있어서,
상기 제2배가스를 연소시키는 단계는,
상기 충전층형 환원로에서 발생된 제2배가스를 집진하는 단계;
상기 집진된 제2배가스를 압축시키는 단계;
상기 압축된 제2배가스로부터 이산화탄소를 제거하는 단계; 및
상기 이산화탄소가 제거된 제2배가스를 상기 용융가스화로에서 발생된 환원가스와 함께 연소시키는 단계;를 포함하는 용철 제조방법.The method of claim 16,
The step of burning the second exhaust gas,
Collecting the second exhaust gas generated in the packed bed type reduction furnace;
Compressing the collected second exhaust gas;
Removing carbon dioxide from the compressed second exhaust gas; And
Comprising the step of combusting the second exhaust gas from which the carbon dioxide has been removed together with the reducing gas generated in the melter gasifier. 제17항에 있어서,
상기 제2배가스를 연소시키는 단계는,
상기 집진된 제2배가스 중 일부를 분기시켜 발전소로 이동시키는 단계;를 더 포함하는 용철 제조방법.The method of claim 17,
The step of burning the second exhaust gas,
The method of manufacturing molten iron further comprising: branching part of the collected second exhaust gas and moving it to a power plant. 제11항에 있어서,
상기 원료물질을 환원시키는 단계에서,
유동층형 환원로를 이용하여 상기 원료물질의 환원과 함께 석회석이 포함된 부원료물질을 소성시키는 용철 제조방법.The method of claim 11,
In the step of reducing the raw material,
A method for producing molten iron in which sub-materials containing limestone are calcined together with the reduction of the raw material using a fluidized bed reduction furnace. 제19항에 있어서,
상기 괴성체를 환원시키는 단계에서,
상기 연소된 환원가스를 이용하여 상기 괴성체를 환원 및 소성시키는 용철 제조방법.
The method of claim 19,
In the step of reducing the compacted material,
A method for producing molten iron for reducing and firing the compacted material using the burned reducing gas.
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