KR800000026B1 - 환원철의 처리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

환원철의 처리장치

제1도는 본 발명의 실시예에 관한 장치의 설명도

제2도는 성분조절용 용기에 재생환원가스를 공급하는 다른 실시예의 설명도

본 발명은 가스에 의해서 환원된 환원철을 수형로(竪型爐)로부터 높은 온도인 상태에서 절출하고, 이것을 다음 공정에 사용함에 있어서 매우 적합한 상태로 성분을 조절하며, 냉각하여 대기중으로 절출(切出)하는데 있어서 이것을 구체적으로 실시하는 장치에 관한 것이다.

입자 내지 괴상의 산화철, 예를 들면, 분말형태의 산화철을 실질적으로 똑같은 규격으로 성형시킨 직경10 내지 30mm 펠렛트 분말형태인 철광석과 회수된 먼지와 혼합물로 형성된 펠렛트 흑은 단광(團鑛), 또는 괴상광석을 파쇠하여 10 내지 30mm 정도로 규격화한 입자 내지 괴상철광석 등은 수형로의 정상부로부터 장입된다. 한편, 수형로의 하부로부터 소정온도인 환원가스가 도입되어, 상기한 산화철과 활원가스는 로 내에서 흐르는 방향에서 접촉하여 환원이 진행되고, 환원철이 얻어진다.

상기한 환원철은 순차적으로 환원되면서 강하되어 로의 저부로부터 절출해 낸다. 그리하여 냉각용기로 받아서 냉각시킨 후, 제강원료로서 사용된다.

또한, 로의 내부로 불어 넣어진 환원가스는 상승하는 과정에서 환원에 사용된 후 로의 정상부로부터 배출된다. 상기한 배출가스는, 가스 재순환 계통에서 수분, 이산화탄소를 제거하고, 혹은 이산화탄소의 일부를 남기며, 그곳에 새로운 연료를 공급하여 변성처리하고, 수형로에 공급하여 가스환원에 사용하기도 하고 또는, 재순환계통에서 연료, 기타와 열교환하기도 하며, 또 다시, 다른 물질로서 냉각처리하여 저온환원가스로 하여, 수형로 내부에 있는 환원철의 냉각매체로서 사용하는 등, 여러가지 장치가 알려져 있다., 상기한 철강석의 가스환원에 사용하는 환원가스의 생산수단으로서, 중유, 천연가스, 그 외의 탄화수소계 연료를 산소의 존재를 근거로 부분산화하여 고온환원가스를 얻는 방법, 상기 연료를 촉매의 근거로서 수증기를 개질(改質)하는 방법, 혹은, 상기한 연로를 촉매를 근거로 하여 이산화탄소(CO₂)를 산소원으로하여 질을 개선하는 방법에 따른 장치 등, 열개질법 및 접촉개질법에 수반된 장치는 공지되어 있는 사실이다.

상기한 환원가스의 생성에 있어서, 연료 중의 불순물 특히, 유황함유량을 극소량으로함이 적격이나, 이와 같은 열량의 산출량에는 제한이 있으며, 또 고가이기 때문에, 유황함유랑이 높은 연료를 만부득이 사용하고 있다.

이와 같은 유황함유연료, 예를 들면 유황 0.2%가 함유된 중유를 사용하여 환원가스를 생성하고, 그 환원가스를 사용하여 산화철을 환원하면 환원철중의 유황함유량은 0.05 내지 0.1%까지도 도달하여 환원철의 품질을 현저하게 저하시켜 다음 공정에서의 사용함에 있어서 매우 번잡하게 된다.

또, 접촉법에 있어서는, 연료, 그 외에 유황분이 0.001% 이상 존재하면, 사용하는 촉매의 능력열화가 현저하기 때문에, 번잡한 촉매교환이 요구된다. 그러나 환원가스의 생성에 앞서서 연료를 탈황처리함이 요구되지만, 이 목적만으로 탈황처리 설비를 설비하고 탈황처리하던 환원철의 제조원가를 현저하게 높히는 결과가 된다.

본 발명은 상기 문제에 대처하는 장치를 제공코저 함에 있으며, 그 첫째의 발명은 수형로에 장입한 입자내지 괴상의 산화철을 주로 하여 산화탄소, 수소 등으로 된 환원가스로서 환원하고, 환원공정 중 배기가스의 대부분을 재순환계통에 의해서 재생하여 사용하는 장치에 있어서, 수형로 내부에서 가스로 환원된 환원철을 500℃이상의 고온으로써, 더구나, 대기와 차단한 상태에서, 연속적으로 끊어내어, 이것을 기밀 가능한 복수의 성분조절용 용기로 받아, 환원철을 700내지 1,100。C로 가열한 재생환원가스로서 성부조절처리를 하고난 후, 대기와 차단된 상태로서 배출하고, 이것을 기밀 가능한 냉각용 용기로 받아, 환원철을 100℃이하로 냉각한 후, 배출함에 특징된 환원철의 처리방법에 따른 장치이며, 제2의 발명은 산화철의 장입장치, 환원철의 끊어내는 장치, 연료의 부분산화에 의한 가스 발생장치 및 배출가스 재순환계통을 설비한 환원철 제조장치에 있어서, 수형로의 정상부에 연결한 관로에 냉각 쇄정장치, 승압기, CO₂, H₂O 산성가스 제거장치 및 가열장치를 배열하여 가스의 재순환계통을 구성하고, 상기한 수형로의 하부에 절출(切出)장치를 설비하여, 상기한 절출장치와 기밀가능한 복수의 성분 조절용 용기를 연통하고, 상기한 용기와 기밀가능한 냉각용 용기를 연통하고, 상기 성분조절용 용기에 가스 재순환 계통의 한 끝을 갈래되게 한 그중의 하나를 연결하고, 처리 후의 가스배출관을 가스재순환계통의 들어가는 측의 관로와 연결하고, 상기 분지한 다른 하나를 가스발생로와 수형로를 연결하는 관의 통로에 연결한 것에 특징된 환원철의 처리장치이며, 제3의 발명은, 산화철의 장입장치, 환원철의 끊어내는 장치, 연료의 부분산화에 의한 가스발생장치 및 배출가스의 재순환계통을 설비한 환원철 제조장치에 있어서, 수형로의 정상부에 연결한 관통로에 냉각세정장치, 승압기, CO₂,H₂S 등의 산성가스 제거장치 및 가열장치를 배열하여 가스의 재순환계를 구성하고, 상기한 수형로의 하부에 절출장치를 설비하고, 이 절출장치와 기밀 가능한 복수의 성분조절용 용기를 연통하고, 또 가스재순환계통 관통로의 한끝을 가스발생로와 수형로를 연결하는 관통로에 연결한 것에 특징된 환원철의 처리장치이다.

본 발명의 실시예, 수형로에 장입한 산화철을 가스환원하기 위하여서는, CO, H₂를 주성분으로 하는 환원가스를 사용한다. 이 환원가스의 제법은 상기한 바와 같이, 연료 중의 유황에 대하여 대처함이 극히 중요하다.

상기 방법에 의해서 생성된, 예를 들면,1,500℃의 고온 환원가스는 다음에 설명된 바와 같이, 소정의 온도인 재생 환원가스와 혼합하여,700 내지 1,100℃의 온도로 조절한 후에, 수형로 내의 환원 구역하단에 도입한다. 이 경우, 수형로에 불어넣는 환원가스의 온도가 700℃ 미만이 되면, 환원율이 저하된다.

한편, 1,100℃를 넘으면 산화철의 융착이 야기되는 등, 바람직하지 못하며, 그러나, 불어넣은 700 내지 1,100℃의 환원가스는 산화철과 흐르는 방향에서 접촉하고, 가스환원이 진행된다.

본 발명에 있어서의 배출가스 재생처리의 제1공정은, 냉각수와 접촉시켜서, 냉각 세정한다. 이 처리에 의해서, 처리가스의 온도는 후술하는, 가스 중의 CO₂, H₂S의 제거에 알맞은 온도까지 저하된다. 또 상기 냉각 세정처리에 의한 가스 중의 수분 및 먼지의 대부분이 제거당한다.

상기 배출가스의 냉각 세정처리의 일환으로서, 배출가스를 냉매와 간접적으로 접촉시키는 냉각수단(예를 들면, 열교환기)도 겸용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 배출가스 재생처리의 제2공정은, 냉각된 가스를 승압 후, 가스 중에 함유되어 있는 이산화탄소(CO₂) 및 유화수소(H₂S) 등의 산성성분을 흡수 제거함에 있다.

상기한 염기성 물질로서는, 예를 들면 에타놀아민 탄산카리, 탄산소다, 가성가리, 가성소다 등을 사용하는 일도 있다.

상기한 가스중의 CO₂, H₂O 등의 제거처리는 전기한 제1공정의 냉각세정시에 병행하여 실시할 수도 있다. 예를 들면, 염기성 물질의 하나인 암모니아를 첨가한 냉각수를 사용하기도 한다.

상기한 바와 같이 제1공정과 제2공정의 처리에 의해서, 가스 중의 불순물을 예를 들면, CO₂: 2% 이하, H₂O : 4% 이하, H₂S : 0.005% 이하가 되며, 가스 중의 환원성분(CO, H₂)은 94% 이상의 재생환원가스를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서의 배출가스의 재생처리의 제3공정은 상기 재생된 환원가스의 일부를 가열함에 있다.

상기 환원가스의 가열온도는 후술한 바와 같이, 재생환원가스의 사용목적,(예를 들면, 환원철의 성분조절처리, 고온환원가스의 온도 제어 등)도, 사용시점에 따라서 다르다.

그러나, 상기 재생환원가스를 소망의 온도로 가열하는 수단으로서는, 예를 들면,개개의 가열장치를 사용하여, 간접가열에 의해서 실시한다. 상기한 가열수단을 사용할 경우이면, 가열장치로 공급하는 연료의 량을 조절함으로 하여 가열온도를 제어하게 된다.

상기 재생환원가스의 가열수단의 다른 양태로서는, 하나의 간접가열장치 내부를 복수인 관통로를 통해서 제각기 고온으로 가열하고, 가열전의 재생환원가스의 일부를 통과시켜 혼합하고, 가열 전의 재생환원가스의 혼합량을 조절하여 가열온도를 제어하는 수단이 사용된다.

한편 수형로로서 가스환원된 환원철 중에는 불어넣어진 환원가스 중의 유황분이 이행하여, 로에서 끊어내어진 상태 그대로인 환원철의 유황함유량은 0.05내지 0.1%에 달한다. 또,이환원철은 700내지1,100。C의 매우 높은 열을 갖게 된다.

본 발명의 특징 중 하나는, 상기한 700 내지 1,100。C의 황원철을 적극적으로 냉각시키는 열없이 바람직하기로는, 거의 그 상태 그대로 절출해, 별도로 준비한 용기 내에서 성분조절처리하는 것에 있다.

수형로에서 700 내지 1,100℃의 환원철을 끊어내는 경우, 수형로의 조업조건을 더욱 안정하게 할 목적으로 연속 끊어내기 작업을 실시한다. 이 경우에, 끊어내는 장치는 수명을 길게 하기 위하여 강제냉각이 필요하겠지만, 수형로의 저부에 설치되어 있는 절출장치의 냉각을 강화하여, 환원철의 온도를 현저하게 저하시키면 로 내부의 분위기를 불안정케 한다. 한편, 환원철의 온도 강하량이 크게 되면, 후술하는 성분조절 처리를 목적한 바람직한 분위기까지 온도를 상승시키는데 시간이 소요되고, 또한 성분조절 처리효율을 저하시킨다.

그러기, 본 발명의 장치에 수반되는 방법은, 수형로에서 환원철의 연속 절출을, 환원철 온도가 500℃미만이 안되도록 실시함에 있다.

상기한 500℃ 이상인 온도를 보유한 환원철의 절출하기는, 절출속도의 제어, 냉각속도의 조절 등에 의해서 조절된다.

상기한 500℃ 이상의 온도상태에서 환원철을 연속적으로 끊어내는 과정에서, 환원철이 대기와 접촉하면 급격한 산화가 진행되고, 환원철의 품질을 저하시켜, 경우에 따라서는 제강원료가 될 수도 있다.

그러나, 본 발명은, 황원철을 대기와 차폐한 상태에서 연속적으로 끊어내고, 기밀 가능한 성분조절용 용기에 수납한다. 이 경우 상기한 용기의 용적은 한정되어 있기 때문에, 상기 용기는 2개 이상을 병설함에 있고, 즉 하나의 용기로서 후술하는 성분조절처리를 하고 있는 동안에, 다른 용기는 연속적으로 끊어내고 있는 환원철을 수납한다.

상기한 환원철의 성분조절처리는, 가스재순환 계통에서 냉작세정, 산성 성분제거하고, 다시 소망하는 온도까지 가열된 재생 환원가스와 접촉시킴으로 해서 실시된다.

상기한 환원철의 성분 조절처리를 효과적으로 실시하기 위하여서는 그 분위기 온도를 후기하는 이유에서 700내지 1,100℃의 범위로서 관리되어야 한다.

상기한 바와 같이, 가스환원에 의해서 환원철 중에 이동한 유황은, 주로 FeS의 형태로서 존재하지만,이것 등은 환원가스 중의 수소에 의해서,

FeS + H₂→ H₂S (1)

(1)식에서 지적한 반응에 의해서 탈황이 된다. 상기한 탈황반응은 온도가 높을수록, 그 반응속도가 증가하는 경향을 가리키지만, 그 온도가 과도하게 높아지면 환원철 상호의 용융하는 차이에 관한 문제가 발생하기 때문에, 탈황처리 분위기 온도의 상한은 l,l00。C까지 함이 적당하다. 본 발명자의 실험에 의하면 700 내지 1,100℃의 분위기 은도로서 환원철의 탈황처리가 가능하며, 특히,900 내지 1,100℃의 때는 가장 효과적이며 안정된 상태에서 실시될 수 있다. 또, S의 형태로 개재하고 있는 유황도 제거된다.

본 발명에 따르면, 상기 탈황처리와 합쳐서 환원철의 침탄처리를 실시할 수 있다. 즉,700내지 1,100℃의 분위기에 환원철을 로출함으로 해서 환원가스 중의 탄소성분이 이동되어 침탄될 수가 있다. 즉,

3Fe + 2CO → Fe₃C + CO₂(2)

상기 환원철의 침탄반응은 환원철의 환원율, 표면성 상태 및 환원가스 중의 CO와 CO₂의 비율에 따라서

약간 다르지만, 예를 들면,

의 조건을 만족시켰을 때, 분위기 온도 700 내지 800。c 때 가강 효과적으로 침탄이 진행된다.

상기한 침탄처리는 환원가스 중의 CO 성분을 소모하고 CO₂를 형성하여 침탄속도를 악화시키기 때문에,처리에 충분한 량, 예를 들면 200 내지 500Ncm³/T의 CO 가스성분을 함유하는 재생환원가스를 순환하여야 함이 요구된다. 더욱 이 침탄 반응은 온도가 상승하면, 그 진행속도가 열화된다.

이상과 같이, 환원철의 성분 조절처리는 700 내지 1,100℃의 붐위기 온도로서, 재생환원가스와 접촉시킴으로 해서 탈황되고, 침탄이 각기 실시된다. 또 상기 처리를 효과적으로 실시하기 위하여서는 재생환원가스를 상기 성분조절처리용 용기 내로 연속적으로 공급하고, 한편, 연속적으로 배출시켜서 분위기를 항상 활성상태로 유지함에 있다.

상기 배출가스는, 제1도에 도시한 바와 같은 가스재순환계의 입구축으로 넘어서 재생처리한다. 이 경우,가스 재순환계의 압력변화가 발생하고, 수형로의 로의 압력을 변동시켜서 조업을 혼란하게 하기 때문에,가스 재순환계의 도중, 예를 들면, 냉각 세정 공정 후에 방산계를 설치하여 두고, 계열 내의 압력조정을 실시한다.

상기 배출가스의 처리계통의 다른 양태는, 제2도에 도시함과 같이, 성분조설용 용기에, 제1도에 도시한 가스 재순환계통과 같은 상태의 기능을 갖는 전용의 가스재순환계를 설치하고, 환원가스의 소모량에 대응시켜서, 제1도에서 도시된 가스 재순환계부터의 재생환원가스를 보급하는 방법을 실시할 수가 있게 된다.

상기 환원철의 성분 조절처리가 끝나면, 환원철을 대기와는 차단한 상태로서 끊어내고, 기밀 가능한 냉각용 용기에 수용함이 가능하다.

상기 냉각처리는 환원철이 대기와 접촉했을 때의 재산화의 정도를 매우 완만하게 하기 때문에, 본 발명자 등의 실험에 의하면,100℃ 이하의 온도에 냉각함으로 해서 상기 환원철의 재산화에 대처가능함이 확인되었다. 이 경우, 대기온도까지 냉각시키면 더욱 좋다. 상기한 냉각처리에 의해서 700 내지 1,100℃의 환원철을 100℃ 이하로 냉각할 때까지 이 소요되는 시간은 앞서의 공정의 성분 조절 처리 싸이클과 대응시키는 것으로서, 그 냉각방법으로서는, 그대로 방치하여 둔다. 어떠한 방냉(放冷)으로도 좋으며, 또 강제냉각, 예를 들면 불황성 가스, 환원가스 등의 비산화성 가스를 강제 순환시키는 방법에 따른 장치, 혹은 다른 강제 냉각법에 따른 장치도 임의로 채용 가능하다.

이상과 같이 하여 100℃ 이하로 냉각된 환원철은 냉각용 용기에서 배출되어, 저장 혹은 제강원료로서 사용된다.

상기 본 발명에 의하면, 수형로에서 500℃ 이상의 고온 상태로서 환원철을 연속적으로 끊어내고 이것을 대기와 차단하고, 더구나, 기밀상태로서 성분 조절 처리하기 때문에, 성분 조절 분위기가 직접 수형로 분위기의 교란으로서 영향이 미치는 일이 없이, 더구나, 효율도 좋게 환원철의 성분 조절처리를 실시할수 있다. 또, 높은 환원율로서 더구나 유황함유량의 극히 적은 품질인 우수한 환원철 혹은 다음 공정에서 요구를 만족시키는 탄소 함유량의 환원철이 입수된다.

또, 본 발명은 상기한 성분 조절 처리 연후, 대기와 차폐하고, 더구나 기밀 상태로서 냉각처리하기 때문에 극히 재산화가 일어나기 힘든 상태인 환원철이 얻어져, 필요에 응해서 대기 중에서 저장이 가능하게 된다.

다음에 상기한 본 발명방법을 구체적으로 실시하기 위한 장치를 도면에 기초하여 설명하고저 한다.

제1도에 있어서 (1)은 가스 발생로이며, 상기 가스 발생로(1)는 2부의 둘레를 내화재로서 라이닝 되어있다. 이 로(1)는 버나(2)를 구비하며, 이 버너(2)에는 각기 중유 등의 연료, 산소 혹은 공기(및 수증기)등이 공급되어 부분 산화되어서 고온환원가스가 생성된다.

이 고온가스는 관로(3)로서 수형로(4)에 공급되는 과정으로서 후술하는 관로(5b)에 의해서 공급되는 재생환원가스와 혼합되어, 온도가 충격 제어된다. 본 발명에서는 700 내지 1,100℃인 불어넣는 온도로 관리하고, 수형로(4)의 환원 구역의 저부로 불어 넣는다.

상기 고온 환원가스의 온도 제어는 상기한 바와 같이, 도시된 가스 재순환계로부터 공급되는 소정 온도의 재생 환원가스와 혼합 혹은 별도로 공급되는 환원성 가스와의 혼합에 의해서 실시된다.

상기 수형로(4)의 상부에는 배출가스를 순환시키기 위한 관로(5)를 설치한다. 이 관로(5)에는, 냉각 세정장치(6), 송압기(7), 호흡장치(8), 가열장치(9)를 제각기 설치하여, 가스재순환계를 구성한다.

상기한 냉각세정장치(6)는 열교환기(10), 비교적 큰 먼지를 포촉하는 집진기(11), 미세한 먼지를 포획하는 살수탑(l2)(撒水塔) 등으로 구성되어 있다. 송압기(7)는 재생용 가스를 가스 재순환계에서 안정시켜서 유동에 필요한 가스압으로 송압한다. 상기한 흡수장치(8)는 염기성 물질, 예를 들면, 모노에타놀 아민을 살포하고 냉각세정 후인 가스와 흐르는 방향에서 접촉시켜서, 가스 중의 CO₂, H₂S 등의 산성가스를 제거하는 흡수탑(B) 및 모노 에타놀아민을 재생하는 재생탑(14) 등으로 구성되어 있다.

상기 가열장치(9)는 상기한 재생환원가스를 각 사용목적에 적합한 상태로 가열하는 것으로, 제1도에 도시한 가열장치(9)는 복수의 가열장치를 병설한 양태를 도시한다. 상기한 각 가열장치(9)로서 재생환원가스의 가열온도 제어는 원료 공급량을 조절하여 실시한다.

상기 가열장치(9)의 다른 양태(도시치 않음)로서는, 하나의 가열장치(9) 내의 재생환원 가스를 복수의 관로를 통해서 통과시켜서 일정 온도로 승온시켜서 두고, 각 사용목적에 적합한 온도로 제어하는 것은, 상기 복수의 관로에 가열장치(9)를 옆으로 통과하는 관로를 설치하여, 상기 바이패스 관로를 흐르는 저온환원가스의 유량을 조절하여 혼합하는 수단이 사용된다.

상기한 가열 재생 환원가스온도는 사용목적에 따라서 다른 것으로서, 예를 들면 고온 환원가스와 혼합하여 수형으로 불어넣음에 적합한 온도로 제어하는 경우는 불어넣는 환원가스 온도 700 내지 l,100℃보다 낮은 온도로 가압하는 것이 다.

또 성분 조절 처리에 사용하는 경우는, 그 처리에 적당 분위기 온도(700 내지 1,100℃) 혹은 그 온도보다 약간 높은 온도까지 가열하는 것이다.

상기한 바와 같이, 가열장치(9)를 통과하는 재생환원 가스는, 수형로(4) 내에 고온환원가스와 혼합으로 불어넣기도 하고, 제각기 재생 환원가스의 유량은 가열장치(9)로 들어가는 축에 설치한 유량 제어기(15)로서 조절되고, 각 사용목적에 합당한 량의 재생 환원가스가 확보된다.

한편, 수형로(4)의 저부에는 절출장치(16)를 설치한다. 여기서 회전 테이블식 절출장치(16)를 가르키고 있으며, 통상, 이 절출장치(16)는 냉각되어 있다.

상기한 절출장치(16)에는 복수의 끊어내는 입구(17)를 설비한다. 이 절출입구(17)에는 개폐용 밸브(18)를 통해서 성분 고절용 용기(19)를 설치한다. 이 성분 조절용 용기(19)의 하부에는, 개폐밸브(20)를 통해서 냉각용 용기(21)를 설치한다. 이 용기(21)의 하부에는 개폐밸브(22)를 설치한다.

상기한 개폐밸브(18,20,22)는 개방하면 환원철을 통과시키고, 닫으면 그 위쪽에 있는 환원철을 지지하여, 더구나 그 전후의 분위기유통을 방지하는 것으로서, 예를들면, 불식밸브, 코크 및 실밸브(도시치 않음) 등을 사용할 수 있다.

상기 성분 조절용 용기(19)의 하부에는 상기한 가스 재생 순환계의 관로(5)에 있는 분지관로(5a)를 접속한다. 이 분지관로(5a)의 도중에는 관로(23)를 접속하고, 그 다른 끝은 관로(5)에 접속한다. 이 접속위치는 냉각세정장치(6)의 들어가는 쪽에 있다.

성분 조절용 용기(19)의 상부에 설비하는 배출가스 도출관로(24)의 다른 끝은 관로(23)와 접속한다.

상기한 분지관로(5a) 관로(23) 및 배출가스 도출관로(24)에는 제각기 밸브(25),(26),(27)를 설치하고 있다.

그러나, 가열된 재생 환원가스가 분지관로(5a)를 통해서 성분 조절용 용기(19)에 공급되고, 관로(24),(23)를 통해서 배출되고 있을 때, 밸브(26)는 닫힌다.

다음에, 상기한 용기(19)에서 처리가 끝나고, 다른 성분 조절용기(19)에 재생 환원가스의 공급을 교환하는 경우는 밸브(26)를 열고, 밸브(25),(27)를 닫아서, 가열한 재생 환원가스는 분지관로(5a) 내를 항상 흐르게 하고, 이 상태에서, 분지관로(5a)의 밸브(28) 분지관로(5a')의 밸브(29)를 각기 조작하여 대체한다.

위와 같이 밸브를 대체적인 조작을 하기 때문에, 가열장치(9)의 튜브(30)에 압력부하가 걸리는 예가 없다.

상기 성분 조절용 용기(19)로부터 연속적으로 배출되는 가스 혹은 대체시에 가스 등은, 관로(23)를 통해서 관로(5)에 공급된다. 이 경우, 관로(5) 내의 압력이 변동하고, 그 변동은 직접 수형로(4) 내부의 압력에 영향을 끼친다.

그러나, 관로(5)의 냉각 세정장치(6)와 송압기(7)와의 사이에는 방산관(31)을 설치하고, 밸브(32)를 조작함으로서, 관로(5) 계통의 압력을 소정 레벨 범위로 보전한다.

제2도는, 성분 조절용 용기(19)에 각생환원가스를 공급하는 다른 양태를 도시한 것으로서, 그 구조는, 성분고절용 용기(19)에 가스 재순환계를 폐회로로서 설치한 것이다. 이 가스 재순환계는 제1도로서, 도시한 바와 같이 가스의 재순환계와 실질적으로 동일한 것으로서, 관로(5')에 냉각 세정장치(6'),송압기(7') 흡수장치(8'), 가열장치 (9')를 설치 한 것이다.

상기 성분 조절용기(19)에 있어서의 처리는, 재생환원 가스 중의 환원성분을 소모하기 때문에, 제1도에서 도시한 분지관로(5c)를 관로(5')와 접속하여 재생환원가스를 보급한다.

제2도에 도시한 바와 같은 성분 조절처리의 가스회로에서 이면, 수형로(4)의 가스 재순환계의 가스회로압력에 영향을 끼치지 않기 때문에, 수형로(4)의 로의 압력 제어가 용이하게 된다.

전기한 냉각용 용기(21)에는 냉각용 가스의 순환로(33)를 설비한다. 이 관로(33)에는 열교환기(34), 승압기(35)를 설비한다. 그러나 질소 가스를 순환시키면 냉각용 용기(21)내는 강제 냉각당한다.

상기 냉각용 용기(21)에 저온의 재생 환원가스를 공급하는 경우는,(도시치 않음) 냉각배출가스를 전기한 관로(23)로 흐르게 하여, 냉각용 용기(21)내에 저온 환원가스를 순환시킬 수도 있다.

상기한 가스 재순환계의 분지관로(5b)는 고온 환원가스를 흐르게 하고 있는 관로(3)에 접속한다. 이 분지관로(5b)로서 공급되는 소정온도의 재생환원가스의 소정량은, 가스 발생로로서 생성된 고온 환원가스의 소정량과 혼합되어, 수형로(4)로 불어넣기에 가장 적당한 온도로 제어한다.

본 발명의 장치는 위와 같이 구성되어 있기 때문에, 예를 들면, 제1도에 도시된 장치에 있어서, 첫째, 가스발생로(1)에서 약 1,500℃의 고온 환원가스를 2,500Ncm /hr 생성하고, 한편, 가스 재순환계의 관로(5b)에서 공급되는 650℃의 재생 환원가스 3,500°Ncm³/hr와 혼합하고, 약 900℃로 온도 제어한 환원가스 6,000Ncm³/hr를 수형로(4)의 환원역에 불어넣은, 이 수형로(4)에는 100t/D의 비율로서 산화철(강편)을 공급하고, 로의 저부로부터 연속적으로 75t/D의 비율로서 900℃의 환원철을 끊어내었다. 상기한 끊어내기에 즈음하여 환원철의 온도는 750℃까지 승온하였다. 이 750℃의 환원철은 그대로 성분 조절용 용기(19)에 수납되어, 한편, 용기(19)에는 900℃의 재생 환원가스 1,500Ncm³/hr를 공급하고, 환원철의 성분을 조절 처리하였다. 그 결과는 제1표와 같다.

[표 1]

가스 환원계에서의 재생 처리에 의해서 950Ncm³/hr의 수분이 제거된다. 750Ncm³/hr의 산성가스가 제거되었다. 또 방산관(31) 및 분지관로(5c)에서 합계 800Ncm³/hr의 재생환원가스가 계열 밖으로 방출되었다.

Claims (1)

1. 도면에 예시되고 본문에서 상세히 설명된 바와 같이, 산화철의 장입장치, 환원철의 절출(切出)장치, 연료의 부분 산화에 의해서 가스발생장치와 배출가스의 재순환계를 설비한 환원철 제조장치에 있어서 수형로(竪型爐)의 정상부에 연결한 관로(管路)에 냉각세정장치, 승압기, CO₂, H₂S 등의 산성가스의 제거장치 및 가열장치를 배열하여 가스 재순환계를 구성하고, 상기 수형로의 하부에 절출장치를 설비하며, 상기 절출장치와 기밀가능한 복수의 성분조절용 용기를 연통하고, 상기 용기와 기밀 가능한 냉각용 용기를 연통하고, 상기 성분 조절용 용기에 가스 순환계의 일부를 두 갈래로 기눈 것 중의 하나를 연결하고, 처리 후 가스배출관을 가스 재순환계의 들어가는 쪽 관로와 연결하고, 상기의 나머지 것을, 가스 발생로와 수형로를 연결하는 관로에 연결시킨 것을 특징으로 하는 환원철의 처리장치.

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