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분철광석과 스크랩을 혼합하여 용강을 제조하는 설비에 있어서,
상기 분철광석이 광석장입관을 통하여 장입되고, 상기 장입된 분철광석을 하부에 연결된 가스도관으로부터 공급되는 환원가스에 의해 예열하며, 환원반응시키고, 상기 환원된 분철광석을 광석도관에 의해서 외부로 배출하는 유동반응로;
상기 스크랩이 장입되고, 상기 장입된 스크랩을 하부에 연결된 가스도관으로부터 공급되는 환원가스에 의해 예열하고, 상기 예열된 스크랩을 스크랩피딩기에 의해 외부로 배출하는 스크랩예열로;
상기 유동반응로의 분철광석을 장입하는 광석도관과 상기 스크랩예열로의 스크랩을 장입하는 스크랩공급관이 연결되고, 상기 분철광석과 스크랩이 혼합되는 로내로 산소를 공급하는 산소랜스와 산소공급구를 구비하며, 일반탄, 부원료를 공급하는 일반탄공급라인을 구비하고, 로내에 발생된 고온성 환원가스가 배출되는 가스배출구를 로상부를 밀폐하는 상부커버에 갖추는 한편, 하부일측에 구비된 출강구를 통하여 용강을 주기적으로 배출하는 융융로;를 포함하며,
상기 유동반응로는 분철광석을 장입하는 광석장입관이 연결되고, 제 2가스도관으로부터 공급되는 환원가스가 통과하는 제 1가스분산판을 구비하고, 예열 및 예비환원된 분철광석을 외부로 배출하는 제 1광석도관이 연결되는 한편, 상기 분철광석을 유동화 반응시킨 환원가스에 포함된 분진을 제거하여 외부로 배출하는 제 1내부사이클론을 구비하여 분철광석을 예열 및 예비환원시키는 제 1유동반응로와, 상기 제 1광석도관의 하부단이 연결되어 예열 및 예비환원된 분철광석이 장입되고, 제 1가스도관으로부터 공급되는 환원가스가 통과하는 제 2가스분산판을 구비하고, 최종환원된 분철광석을 외부로 배출하는 제 2광석도관이 연결되는 한편, 상기 분철광석을 유동화 반응시킨 환원가스에 포함된 분진을 제거하여 상기 제2가스도관으로 공급하는 제 2내부사이클론을 로체내부에 구비하여 예열 및 예비환원된 분철광석을 최종환원시키는 제 2유동반응로가 적어도 2단이상으로 배치하여 구성됨을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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제 1항에 있어서,
상기 광석장입관은 하부단이 상기 제1유동반응로를 관통하여 삽입되어 제1가스분산판상부표면으로부터 일정높이, 70cm이내 범위내 위치되도록 배치하고, 상기 제 1유동반응로의 측벽과 이루는 각도는 도관내로 흐르는 분철광석의 안식각도인 30°를 고려하여 20~60°로 형성함을 특징으로 하는 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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제 1항에 있어서,
상기 제 1광석도관은 그 상부단이 제 1유동반응로를 관통하여 삽입되어 상기 제 1유동반응로내 형성되는 유동층 높이와 동일하게 위치되며, 그 하부단은 상기 제 2유동반응로를 관통하여 삽입되어 상기 제 2가스분산판상부표면으로부터 일정높이 70cm이내 범위에서 위치되도록 배치하며, 상기 제1유동반응로의 측벽과 이루는 각도는 도관내로 흐르는 분철광석의 안식각도인 30°를 고려하여 30~70°로 형성함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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제 1항에 있어서,
상기 제2광석도관은 그 상부단이 제2유동반응로를 관통하여 삽입되고, 상기 제2유동반응로내 형성되는 유동층 높이와 동일하게 위치되며, 그 하부단은 상기 용융로상부를 밀폐하는 상부커버를 관통하여 삽입되어 환원가스가 배출되는 가스배출구로부터 충분한 간격을 두고 이격된 아래부분에 배치되고, 상기 제 2유동반응로의 측벽과 이루는 각도는 도관내로 흐르는 분철광석의 안식각도인 30°를 고려하여 30~70°로 형성함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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제 1항에 있어서,
상기 광석장입관, 제 1,2광석도관에 갖추어지는 고온밀폐형 광석밸브는 밸브닫힘작동시 도관내에 쌓이는 분철광석의 중량이 밸브열림시 하부로부터 상부로 역류되는 기체흐름에 의한 힘보다 커서 상부로부터 하부로의 광석흐름을 원활하게 수행할 수 있는 위치에 설치됨을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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제 1항에 있어서,
상기 제1내부사이클론으로부터 배가스가 배출되는 배가스관과 상기 스크랩예열로로부터 배가스가 배출되는 배가스관에는 배가스에 포함된 미분진을 살수에 의해 포집하여 청정한 배가스를 플래어 스택으로 배출하는 수냉식 스크러버를 각각 갖추어 구성함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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제 1항에 있어서,
상기 제 1가스도관에는 상기 유동반응로내로 공급되는 고온 환원가스를 700 내지 900℃로 낮추어 공급하는 제 1열교환기를 갖추며, 상기 제 3가스도관에는 상기 스크랩예열로내로 공급되는 고온 환원가스를 900 내지 1100℃로 낮추어 공급하는 제 2열교환기를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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제 1항에 있어서,
상기 용융로의 가스배출구와 연통연결되는 메인가스도관에는 상기 용융로로부터 외부로 배출되는 환원용 연소가스에 포함된 분진을 제거하고, 제거된 분진을 용융로내로 장입할 수 있도록 더스트버너로 공급하는 외부사이클론을 장착함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강장치
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분철광석과 스크랩을 혼합하여 용강을 제조하는 방법에 있어서,
상기 분철광석을 유동반응로내로 장입하고, 상기 유동반응로내에 장입된 분철광석을 로하부로 공급되는 환원가스에 의해 유동화시켜 예열, 예비환원 및 최종환원반응시키는 단계;
상기 스크랩을 스크랩예열로내로 장입하고, 상기 스크랩예열로내로 장입된 스크랩을 로하부로 공급되는 환원가스에 의해 예열하는 단계;
상기 유동환원로내에서 최종환원된 분철광석과 상기 스크랩예열로내에서 예열된 스크랩을 용융로내로 장입하는 단계;
상기 용융로내에서 혼합된 분철광석과 스크랩으로 산소랜스 및 산소공급구를 통하여 산소를 취입하고, 일반탄공급라인을 통하여 일반탄과 부원료를 공급하는 단계;
상기 유동반응로와 예열로하부로 환원가스를 공급하는 메인가스도관에 연결된 가스배출구를 통하여 상기 일반탄과 산소의 연소에 의해서 상기 용융로내에서 발생된 고온의 환원가스를 배출하는 단계;
상기 용융로의 출강구를 통하여 용강과 더불어 슬래그를 배출하는 단계;를 포함하며,
상기 분철광석을 환원하는 단계는 적어도 2단 이상의 제 1,2유동반응로내로 분철광석을 하향 공급하고, 환원가스를 상향 공급하여 수행됨을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강방법
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제 10항에 있어서,
상기 분철광석을 환원하는 단계는 노열을 확보하도록 유동반응로내에 설치되는 내부사이클론에 의해서 환원가스에 포함된 분진을 제거하여 외부로 배출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강방법
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제 10항에 있어서,
상기 제 1가스도관의 환원가스는 제 1열교환기에 의해 700 내지 900℃로 냉각되어 상기 유동반응로내로 공급되고, 상기 제 3가스도관의 환원가스는 제 2열교환기에 의해 900 내지 1100℃로 냉각되어 상기 예열로내로 공급됨을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강방법
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제 10항에 있어서,
상기 용융로의 환원가스를 배출하는 단계는 메인가스도관에 설치된 외부사이클론에 의해 환원용 연소가스에 포함된 분진을 제거하여 분진이 제거된 환원가스는 메인가스도관으로부터 분기된 제 1,3가스도관으로 공급되고, 제진된 분진은 상기 용융로에 설치된 더스트버너를 통하여 용융로내로 재순환되는 단계를 포함함을 특징으로 환경친화형 직접제강방법
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제 10항에 있어서,
상기 용융로의 조업온도는 1500~1700℃, 상기 스크랩 예열로의 조업온도는 900~1100℃, 상기 제1유동반응로의 조업온도는 700~800℃, 상기 제2유동반응로의 조업온도는 800~900℃로 유지함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강방법
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제 10항에 있어서,
상기 용융로의 조업압력은 2~3 bar,g, 상기 스크랩 예열로의 조업압력은 1
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제 10항에 있어서,
상기 용융로에서 생산되는 용강성분중 탄소함량은 3%이하, 황 함량은 0
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제 10항에 있어서,
상기 제1유동반응로내에 장입된 분철광석이 체류하는 시간은 상기 조업조건에서 분철광석의 환원률이 30%이상 얻어지는 시간으로 유지하고, 상기 제2유동반응로내에 장입된 분철광석이 체류하는 시간은 상기 조업조건에서 분철광석의 환원률이 70%이상 얻어지는 시간으로 유지함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강방법
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제 10항에 있어서,
상기 유동반응로의 분철광석 환원공정이 불량해지면 제 1가스도관을 통한 가스공급을 일시중단하고, 상기 용융로로부터 배출되는 가스전량을 상기 스크랩가열로내로 공급하고, 상기 스크랩예열로의 스크랩 예열공정이 불량해지면 상기 제 3가스도관을 통한 가스공급을 일시중단하고, 상기 용융로로부터 배출되는 가스전량을 상기 유동반응로내로 공급함을 특징으로 하는 환경친화형 직접제강방법
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