분철광석이 공급되는 환원로에 환원가스를 공급하여 유동상태에서 분철광석을 환원하는 방법에 있어서,

원통형 대경 상부로(100A)와 소경 하부로(100B)로 이루어진 시리얼 트윈(serial twin)형 제1유동층로(100)의 하부로(100B)에 분철광석을 장입하고, 중/소립광석의 종말속도이상 대립광석의 종말속도 이하의 유속으로 상기 하부로(100B)의 저부에 환원가스를 공급하여 대립광석과 중/소립광석을 유동층로의 하부로(100B)와 상부로(100A)로에 각각 분급하여 대립광석은 유동층로의 하부로(100B)에서, 그리고 중/소립광석은 유동층로의 상부로(100A)에서, 하부로(100B)의 저부 및 상부로(100A)의 하부측벽을 통해 공급된 환원가스에 의해 예열 및 예비환원시키는 단계; 및

상기에서 예열 및 예비환원된 중/소립광석은 하나의 상광하협의 원추형 유동층로(300)에서 최종 환원시키고, 그리고 예열 및 예비환원된 대립광석은 원통형 유동층로(200)에서 1차 환원시킨 다음 상기 상광하협의 유동층로(300)로 보내어 최종 환원시키는 단계를 포함하여 구성되는 분철광석의 유동층식 환원방법

제1항에 있어서, 상기 시리얼 트윈(serial twin)형 제1유동층로(100)에서의 예열 및 예비환원온도는 700 ~ 800℃이고, 그리고 원통형 유동층로(200)와 원추형 유동층로(300)에서의 1차환원과 최종환원온도는 750 ~ 900℃인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법

제1항 또는 제2항에 있어서, 조업압력이 절대압으로 2 ~ 6기압인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법

제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시리얼 트윈(serial twin)형 제1유동층로(100)와 원추형 유동층로(300)내에서의 광석체류시간은 30 ~ 60분, 그리고 원통형 유동층로(200)내에서의 광석체류시간은 10 ~ 40분인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법

제3항에 있어서, 상기 시리얼 트윈(serial twin)형 제1유동층로(100)와 원추형 유동층로(300)내에서의 광석체류시간은 30 ~ 60분, 그리고 원통형 유동층로(200)내에서의 광석체류시간은 10 ~ 40분인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법

분철광석이 공급되는 환원로에 환원가스를 공급하여 유동상태에서 분철광석을 환원하도록 구성되는 분철광석의 유동층식 환원장치에 있어서,

원통형 대경 상부로(100A)와 소경 하부로(100B)로 이루어져 장입된 분철광석중 대립광석은 하부로(100B)로, 중/소립광석은 상부로(100A)로 각각 분급하여 대립광석은 하부로(100B)에서, 중/소립광석은 상부로(100A)에서 환원성 분위기에 의해 예열 및 예비환원되도록 구성되는 시리얼 트윈(serial twin)형 제1유동층로(100);

상기 제1 유동층로(100)에서 예열 및 예비환원된 대립광석을 1차 환원시키도록 구성되는 원통형의 제2유동층로(200);

상기 제1유동층로(100)에서 예열 및 예비환원된 중/소립광석 및 제2유동층로(200)에서 1차 환원된 대립광석을 최종환원시키도록 구성되는 상광하협의 원추형인 제3유동층로(300);

상기 제1 유동층로(100)의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 제1유동층로(100)의 상부 측부를 통해 제1유동층로(100)에 공급하고, 미립광석이 분리된 배가스는 외부로 배출하도록 구성되는 제1사이클론(400);

상기 제2유동층로(200)의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 제2유동층로(200)의 측벽을 통해 제2유동층로(200)에 공급하고, 미립광석이 분리된 배가스는 환원가스로서 제1유동층로(100)에 공급되도록 구성되는 제2사이클론(500); 및

상기 제3유동층로(300)의 배가스중에 함유된 미립광석을 포집하여 제3유동층로(300)의 측벽을 통해 제3유동층로(300)에 공급하고, 미립광석이 분리된 배가스는 환원가스로서 제1유동층로(100)에 공급되도록 구성되는 제3사이클론(600)를 포함하고,

상기 제1 유동층로(100)의 상기 하부로(100B)의 저부에는 환원가스를 공급받기 위한 제1 가스공급구(101)이 형성되어 있고, 이 제1 가스공급구(101)에는 제1 유동층로(100)의 하부로(100B)로 가스를 도입하기 위한 제12 도관(604)이 연결되어 있고, 그리고 상기 하부로(100B)의 하부내에는 제1 가스공급구(101)를 통해 공급되는 가스를 분산시키기 위한 제 1가스분산판(102)이 내장되어 있고, 상기 하부로(100B)의 측벽에는 분철광석을 공급받기 위한 제 1광석공급구(103) 및 예열/예비환원된 대립광석을 배출하기 위한 제 2광석배출구(108)가 형성되어 있고, 상기 제 2광석배출구(108)는 제2도관(107)을 통해 제2 유동층로(200)의 하부와 광석소통관계로 연결되어 있고, 상기 제1광석공급구(103)는 광석공급관(111)을 통해 광석공급원에 연결되어 있으며;

상기 제 1유동층로(100)의 상기 상부로(100A)의 하부측벽에는 환원가스를 공급받기 위한 제2 가스공급구(106)이 형성되어 있고, 이 제2 가스공급구(106)에는 가스를 도입하기 위한 제13 도관(605)이 연결되어 있고, 그리고 상기 상부로(100A)의 하부내에는 제2 가스공급구(106)를 통해 공급되는 가스를 분산시키기 위한 원추형의 제2 가스분산판(112)이 내장되어 있고, 그리고 상기 상부로(100A)의 측벽에는 예열/예비환원된 중립/소립광석을 배출하기 위한 제1 광석배출구(104)가 형성되어 있으며, 이 제1 광석배출구(104)는 제1 도관(109) 및 제14 도관(209)을 통해 제3 유동층로(300)의 하부와 광석소통관계로 연결되어 있고, 그리고 상기 상부로(100A)의 정부에는 배가스를 배출하기 위한 제1 가스배출구(105)가 형성되어 있으며, 이 제1 가스배출구(105)는 제3도관(113)을 통해 제1 사이클론(400)과 연결되어 있으며:

상기 제1 사이클론(400)에는 미립광석이 분리된 배가스를 외부로 배출하기 위한 제6도관(402)이 연결되어 있고, 그 일단이 제1유동층로(100)의 상부로(100A)내부 깊숙히 위치되어 포집된 미립광석을 상기 제1 유동층로(100)내로 공급하기 위한 제4도관(401)이 연결되어 있으며;

상기 제2 유동층로(200)의 저부에는 환원가스를 공급받기 위한 제3 가스공급구(201)가 형성되어 있고, 상기 제2유동층로(200)의 하부내에는 제3 가스공급구(201)를 통해 공급되는 가스를 분산시키기 위한 제3 가스분산판(202)이 내장되어 있고, 그리고 상기 제2유동층로(200)의 측벽에는 상기 제1 유동층로(100)의 하부로(100B)에서 예열/예비환원된 광석을 공급받기 위한 제2광석공급구(203) 및 1차 최종환원된 대립광석을 배출하기 위한 제3 광석배출구(204)가 형성되어 있고, 상기 제2 광석공급구(203)는 제2 도관(107)을 통해 상기 제1 유동층로(100)의 하부로(100B)의 제2 광석배출구(108)에 연통되어 있고, 그리고 상기 제3 광석배출구(204)는 제10 도관(207)을 통해 제3 유동층로(300)의 하부와 광석소통관계로 연결되어 있고, 상기 제2 유동층로(200)의 측벽에는 상기 제2 사이클론(500)에서 배가스로부터 분리된 미립광석을 공급받기 위한 미립광석 공급구(208)가 형성되어 있고, 상기 제2 유동층로(200)의 정부에는 배가스를 배출하기 위한 제2 가스배출구(205)가 형성되어 있으며, 이 제2 가스배출구(205)는 제8도관(206)을 통해 제2 사이클론(500)과 연결되어 있으며:

상기 제2 사이클론(500)에는 미립광석이 분리된 배가스를 외부로 배출하기 위한 제7도관(502)이 연결되어 있고, 그 일단이 제2 유동층로(200)의 미립광석 공급구(208)에 연결되어 포집된 미립광석을 상기 제2 유동층로(200)내로 공급하기 위한 제9도관(501)이 연결되어 있으며;

제6항에 있어서, 상기 하부로(100B)의 상부내에는 가스유속을 증가시키기 위한 리듀싱 핀(reducing fin)(110)이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원장치

제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제7 도관(502)이 상기 제13 도관(605)에 연통되어 제2 유동층로(200)의 청청 배가스가 제1 유동층로(100)의 환원가스로 사용되고;

상기 제12 도관(604) 및 제13 도관(605)은 상기 제11 도관(602)에 연통되어 제3 유동층로(300)의 청정배가스가 제1 유동층로(100)의 환원가스로 사용되고; 그리고

제20 도관(702) 및 제21 도관(703)이 용융가스화로(700)의 상부에 구비되어 용융가스화로(700)의 배가스를 배출하는 제19 도관(701)에 연통되어 용융가스화로(700)의 배가스가 상기 제2 유동층로(200) 및 제3 유동층로(300)의 환원가스로 사용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원장치

제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 유동층로(100)의 상부로(100A)의 높이는 그 내경의 3~7배, 그리고 하부로(100B)의 높이는 그 내경의 15~25배이고;

상기 제2 유동층로(200)의 높이는 그 내경의 15~25배이고; 그리고

상기 제3 유동층로(300)의 원추형 하부(300B)의 가스분산판(302)에서부터의 높이는 그 하부 가스분산판 내경의 3~7배, 원통형 상부(300A)의 높이는 그 내경의 2~5배, 원추형 하부(300B)의 경사각은 수직선에서 5~20°인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원장치

청구항 제6항의 분철광석의 유동층식 환원장치를 사용하여 분철광석을 환원하는 방법에 있어서,

제1 유동층로(100)의 하부로(100B)에 분철광석을 장입하고, 중/소립광석의 종말속도이상 대립광석의 종말속도 이하의 유속으로 상기 하부로(100B)의 저부에 환원가스를 공급하여 대립광석과 중/소립광석을 제1 유동층로(100)의 하부로(100B)와 상부로(100A)로 각각 분급하여 대립광석은 제1 유동층로(100)의 하부로(100B)에서, 그리고 중/소립광석은 제1 유동층로(100)의 상부로(100A)에서, 하부로(100B)의 저부 및 상부로(100A)의 측벽을 통해 공급된 환원가스에 의해 예열 및 예비환원시키는 단계; 및

상기에서 예열 및 예비환원된 중/소립광석은 하나의 상광하협의 원추형의 제3 유동층로(300)에서 최종 환원시키고, 그리고 예열 및 예비환원된 대립광석은 원통형의 제2 유동층로(200)에서 1차 환원시킨 다음 상기 상광하협의 제3 유동층로(300)로 보내어 최종 환원시키는 단계를 포함하여 구성되는 분철광석의 유동층식 환원방법

제11항에 있어서, 상기 제1 유동층로(100)에서의 예열 및 예비환원온도는 700 ~ 800℃이고, 그리고 제2 유동층로(200)와 제3 유동층로(300)에서의 1차 환원과 최종환원온도는 750 ~ 900℃인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법

제11항 또는 제12항에 있어서, 조업압력이 절대압으로 2 ~ 6기압인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법

제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 제1 유동층로(100)와 제3 유동층로(300)내에서의 광석체류시간은 30 ~ 60분, 그리고 제2 유동층로(200)내에서의 광석체류시간은 10 ~ 40분인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법

제13항에 있어서, 상기 제1 유동층로(100)와 제3 유동층로(300)내에서의 광석체류시간은 30 ~ 60분, 그리고 제2 유동층로(200)내에서의 광석체류시간은 10 ~ 40분인 것을 특징으로 하는 분철광석의 유동층식 환원방법