【발명의 명칭】

괴성화 설비의 분진 처리 장치 및 처리 방법

【기술분야】

본 발명은 용철 제조를 위해 분환원철 (DRI ; di rect reduced i ron) 함유 환원체를 압착하여 괴성체 (HCI ; hot compact i ron)를 제조하는 괴성화 설비에 관한 것으로， 괴성화 제조설비에서 발생되는 분철 등의 분진을 처리하기 위한 괴성화 설비의 분진 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것이다.

【발명의 배경이 되는 기술】

최근들어, 고로법의 문제점을 해결하기 위하여， 세계 각국의 제철소에서는 연료 및 환원제로서 일반탄을 직접 사용하고, 철원으로는 전세계 광석 생산량의 80% 이상을 점유하는 분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원제철법의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.

분광을 직접 사용하여 용철을 제조하는 용융환원제철설비는 유동환원로와 괴성화 설비 및 여기에 연결된 용융가스화로를 포함한다. 상온의 분광 및 부원료는 3단의 유동환원로를 차례로 거치며 환원된다. 분환원철은 괴성화 설비를 거쳐 괴성체로 압착되어 용융가스화로로 장입된다.

상기 괴성화 설비는 분환원철이 저장되는 저장조， 분환원철을 압착하여 브리켓을 제조하는 괴성화 머신, 브리켓을 파쇄하여 괴성체를 제조하는 파쇄기를 포함한다. 분환원철은 저장조에서 괴성화머신을 거쳐 브리켓으로 압착되고， 파쇄기를 거치면서 파쇄되어 괴성체로 제조된다. 이 과정에서 일부는 부스러지거나 괴성화되지 않아 부스러기나 분 형태로 남게 된다.

괴성체 (HCI )는 용융로에 장입되어 용선 생산을 위한 원료로 사용되는 데, 이 때 일부 분진 형태의 환원철이 용융로로 장입되는 경우， 노내 통기성을 저하시켜 용융로 조업에 악영향을 미친다. 이에， 괴성체 제조 과정에서 발생되는 분진은 집진장치를 통해 포집 처리된다.

【발명의 내용】

【해결하고자 하는 과제】 괴성체 제조 과정에서 포집 처리된 분철이나 부스러기 등의 분진을 재활용할 수 있도록 된 괴성화 설비의 분진 처리 장치 및 처리 방법을 제공한다.

또한, 분진 재처리를 통해 보다 괴성체 제조의 안정성을 높이고 고 품질의 괴성체를 제조할 수 있도록 된 괴성화 설비의 분진 처리 장치 및 처리 방법을 제공한다.

【과제의 해결 수단】

이를 위해 본 구현예의 처리장치는， 분환원철이 저장되는 저장조에 연결되어 저장조로부터 배출되는 가스에 포함된 분철을 포집하는 제 1 집진부， 및 ^상기 저장조의 분환원철을 공급받아 압착 성형하여 브리켓을 제조하는 괴성화 머신에 연결되어 괴성체 제조 과정에서 배출되는 가스에 포함된 분철을 포집하는 제 2 집진부를 포함하고，

상기 제 1 집진부는 상기 제 2 집진부와 연결되어 게 1 집진부에서 포집된 분철을 상기 게 2 집진부로 이송하고， 상기 게 2 집진부는 상기 저장조로 연결되어 제 1 집진부와 제 2 집진부에서 수거된 재생 분철을 저장조로 공급하여, 저장조 내의 분환원철에 상대적으로 산화도가 높은 재생 분철을 흔합하는 구조일 수 있다.

상기 제 1 집진부는 저장조에서 배출되는 가스를 공급받아 가스 중의 분철을 포집하는 사이클론， 상기 사이클론에 연결되고 내부에 여과포를 구비하여 사이클론으로부터 배출되는 가스에서 분철을 포집하는 건식 집진기, 및 상기 건식 집진기 하부와 상기 제 2 집진부 사이를 연결하여 포집된 분철을 제 2 집진부로 이송하는 이송라인을 포함할 수 있다.

상기 제 2 집진부는 상기 괴성화 머신에 연결되어 괴성체 제조과정에서 배출되는 가스로부터 분철을 집진하는 멀티사이클론, 상기 멀티사이클론 하부에 연결되어 집진된 분철이 수거되는 호퍼， 및 상기 호퍼와 저장조를 연결하여 호퍼에 수거된 재생 분철을 저장조로 이송하는 리턴라인올 포함하고， 상기 호퍼는 이송라인을 통해 상기 제 1 집진부와 연결되어 제 1 집진부에서 포집된 분철이 상기 호퍼로 이송되는 구조일 수 있다.

상기 게 2 집진부는 상기 멀티사이클론에 연결되고 내부에 여과포를 구비하여 멀티사이클론으로부터 배출되는 가스에서 분진을 집진하는 여과집진기, 및 상기 여과집진기 하부에 연결되어 집진된 분진이 수거되는 더스트빈을 더 포함할 수 있다.

상기 처리장치는 제 1 집진부에서 포집된 분철을 외부로 배출 처리하는 처리부를 더 포함할 수 있다. .

상기 처리부는 상기 이송라인과 상기 더스트빈 사이에 연결되어 상기 제 1 집진부에서 이송되는 분철을 상기 더스트빈으로 보내는 비상배출라인, 및 상기 이송라인과 비상배출라인을 선택적으로 연결하는 제어밸브를 포함할 수 있다.

본 구현예의 처리 방법은， 괴성화 설바에서 발생되는 분진을 포집하여 처리하기 위한 괴성화 설비의 분진 처리 방법에 있어서, 분환원철이 저장되는 저장조에서 배출되는 가스에서 게 1 집진부를 통해 분철을 포집하는 제 1 집진 단계， 저장조의 분환원철을 압착 성형시 배출된 가스에서 제 2 집진부를 통해 분철을 포집하는 제 2 집진 단계， 제 1 집진 단계에서 포집된 분철을 제 2 집진 단계의 제 2 집진부로 이송하는 이송 단계， 및 게 2 집진부로 모아진 재생 분철을 저장조로 공급하여 저장조 내의 분환원철에 상대적으로 산화도가 높은 재생 분철을 흔합하는 흔합 단계를 포함할 수 있다.

상기 이송 단계에서， 제 1 집진부에서 포집된 분철올 외부로 배출 처리하는 처리 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 처리 단계는 조업 불안정시 상기 이송 단계에서 분철의 이동 방향을 전환하여 제 2 집진부로의 분철 이송을 차단하고 분철을 비상 배출 처리하는 구조일 수 있다.

【발명의 효과】

이와 같이 본 구현예에 의하면， 분진을 재활용하여 괴성체 생산성을 높일 수 있다.

또한， 산화도가 상대적으로 높은 분진을 이용하여 괴성체를 제조함으로써， 분환원철의 환원력을 적절히 유지하여, 급속 산화에 따른 폭발을 방지하고 안정성을 높일 수 있게 된다.

또한， 비상 조업을 통해 설비를 보다 안정적으로 운영할 수 있게 된다.

【도면의 간단한 설명】

도 1은 본 실시예에 따른 괴성화 설비의 집진장치를 도시한 개략적인 구성도이다.

【발명을 실시하기 위한 구체적인 내용】

이하에서 사용되는 전문용어는 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 구체화하며ᅳ 다른 특정 특성， 영역, 정수 단계， 동작， 요소， 성분 및 /또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하， 첨부한 도면을 참조하여， 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이， 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에， 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 괴성화 설비의 분진 처리장치를 개략적으로 도시하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이， 본 실시예의 처리장치 ( 10)는 용철 제조를 위해 복수의 유동환원로를 거쳐 환원된 분환원철을 괴성화하는 과정에서 발생되는 분진을 집진하여 재처리하게 된다. 이하 설명에서 분진이라 함은 가스에 포함된 분이나 부스러기 형태의 금속 철이나 철산화물로 이해할 수 있다. 또한， 재생 분철이라 함은 가스로부터 집진하여 재처리되는 금속 철이나 철산화물을 의미한다.

분환원철을 괴성화하는 괴성화 설비는 분환원철이 압력차에 의하여 이송되어 저장되는 저장조 ( 100)와， 분환원철을 압착 성형하여 브리켓으로 제조하는 괴성화 머신 ( 110)을 포함한다. 또한， 도시되지는 않았으나, 괴성화 설비는 상기한 구성 외에， 제조된 브리켓을 적당한 크기로 파쇄하여 괴성체로 제조하는 파쇄기, 괴성체를 크기별로 선별하는 스크린, 상기 각 구성부 사이에 설치되는 이송도관， 이송컨베이어 등을 더 포함할 수 있다. 상기 괴성화 설비를 거쳐 분환원철을 괴성체로 제조하는 과정에서 고온의 분진이 다량 포함된 가스가 발생된다. 괴성화 설비에서 배출되는 고온의 가스에 포함된 분진은 처리 장치를 통해 포집되어 재처리된다.

이를 위해， 본 실시예의 처리 장치 (10)는 도 1에 도시된 바와 같이， 분환원철이 저장되는 저장조 ( 100)에 연결되어 저장조 (100)로부터 배출되는 고온의 가스에 포함된 분철을 포집하는 게 1 집진부 (20)， 및 상기 저장조 ( loo)의 분환원철을 공급받아 압착 성형하여 브리켓을 제조하는 괴성화 머신 ( 110)에 연결되어 괴성체 제조과정에서 배출되는 가스에 포함된 분철을 포집하는 제 2 집진부 (30)를 포함한다.

상기 제 1 집진부 (20)는 상기 게 2 집진부 (30)와 연결되어 제 1 집진부 (20)에서 포집된 분철을 상기 제 2 집진부 (30)로 이송한다. 상기 제 2 집진부 (30)는 상기 저장조 ( 100)로 연결되어 수거된 재생 분철을 저장조 ( 100)로 공급하여， 저장조 (100) 내의 분환원철에 상대적으로 산화도가 높은 재생 분철을 흔합하는 구조로 되어 있다.

이와 같이， 제 1 집진부 (20)와 계 2 질진부 (30)를 통해 분진을 포집하고 포집된 재생 분철을 다시 저장조 ( 100)로 공급함으로써, 재활용율을 높이고 괴성체의 생산 수율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한， 저장조 ( 100)에 저장되어 있는 상대적으로 환원력이 높숀 분환원철에 산화도가 높아 상대적으로 환원력이 낮은 재생 분철을 공급하여 흔합함으로써， 저장조 ( 100) 내의 분환원철의 환원력을 적절히 유지하여, 분환원철의 급격한 산화에 따른 폭발을 방지할 수 있게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이， 상기 게 1 집진부 (20)는 저장조 ( 100)에서 배출되는 벤트 가스 (vent gas)를 공급받아 가스 중의 분철을 포집하는 사이클론 (22) , 및 상기 사이클론 (22)에 연결되고 내부에 세라믹 필터 (cerami c f i l ter )를 구비하여 사이클론 (22)으로부터 배출되는 고온의 가스에서 분철을 포집하는 건식집진기 (24)， 상기 건식집진기 (24) 하부와 상기 게 2 집진부 (30) 사이를 연결하여 포집된 분철을 게 2 집진부 (30)로 이송하는 이송라인 (26)을 포함한다.

사이클론 (22)은 저장조 ( 100)에서 배출되는 가스에 포함된 분진을 일차적으로 분리하여 저장조 ( 100)로 다시 되돌린다.

사이클론 (22)에서 배출된 가스는 건식집진기 (24)로 이송되어 집진된다. 상기 건식집진기 (24)는 내부에 복수개의 세라믹 필터를 구비한 건식 집진 방식의 집진기이다. 사이클론 (22)에서 배출된 가스가 건식집진기 (24) 내부의 세라믹 필터를 지나면서 가스에 포함된 분진이 필터링된다.

상기 건식집진기 (24)에서 집진된 분진들은 주로 분철과 철산화물로 구성된다. 이와 같이 가스에서 필터링된 재생 분철은 건식집진기 (24) 하부로 가라앉아 이송라인 (26)을 통해 게 2 집진부 (30)로 이송된다.

상기 게 1 집진부 (20)의 건식집진기 (24)에서 집진된 분진은 약 40C C 이상의 고온이고， 환원율이 약 60~70% 수준이며， 평균입도가 2 내지 10 정도의 크가로 되어 있다. 종래에는 건식집진기에서 집진된 분진을 바로 괴성화장치에 장입하여 괴성체를 제조하였다. 그러나， 건식집진기 (24)에서 집진된 분진을 괴성화 장치에 직접 장입하게 되면， 분율이 상대적으로 높아져서 괴성화 머신 ( 110)에서 괴성체 제조효율이 떨어지는 등 불리한 측면이 있다. _^

게 1 집진부와 달리， 제 2 집진부 (30)에서 집진된 분진은 온도가 약 150 ^° C정도이고, 환원율이 약 50%~55% 수준이며， 평균입도가 15 내지 30卿 정도의 크기로 되어 있다. 이에, 제 2 집진부에서 집진된 분진을 괴성화 장치에 직접 장입하는 경우, 환원율과 온도가 상대적으로 낮아져서 괴성화 머신 ( 110)에서 괴성체 제조시 불리한 측면이 있다. 또한, 제 2 집진부에서 집진된 분진만을 바로 저장조로 재장입하는 경우 저장조 내의 분환원철 환원율을 떨어뜨려 역시， 괴성체 제조 효율을 저하시키게 된다.

본 실시예의 경우， 게 1 집진부 (20)에서 포집된 재생 분철을 이송라인 (26)을 통해 제 2 집진부 (30)로 이동시킴으로써， 저장조 ( 100)로 재장입되는 분진은 평균 환원율이 55~60%， 평균 입도가 10~20 마이크로미터로 상승되어 괴성화머신 ( 110)에서 괴성체 제조에 보다 유리한 효과를 얻을 수 있다. 상기 제 2 집진부 (30)는 상기 괴성화 머신 ( 110)에 연결되어 괴성체 제조과정에서 배출되는 가스로부터 분철을 집진하는 멀티사이클론 (32)， 상기 멀티사이클론 (32) 하부에 연결되어 집진된 분철이 수거되는 호퍼 (34) , 및 상기 호퍼 (34)와 저장조 ( 100)를 연결하여 호퍼 (34)에 수거된 재생 분철을 저장조 ( 100)로 이송하는 리턴라인 (36)을 포함한다.

또한, 상기 제 2 집진부 (30)는 상기 멀티사이클론 (32)에 연결되고 내부에 여과포를 구비하여 멀티사이클론 (32)으로부터 배출되는 가스에서 분진을 집진하는 여과집진기 (40)， 및 상기 여과집진기 (40) 하부에 연결되어 집진된 분진이 수거되는 더스트빈 (42)을 더 포함한다.

상기 멀티사이클론 (32)은 괴성체 제조과정에서 배출되는 가스에 포함된 분진을 분리하고， 분리된 분진은 멀티사이클론 (32) 하부에 연결된 호퍼 (34)에 수거된다. 상기 호퍼 (34)는 적어도 하나 이상이 직렬로 연결된 구조일 수 있다.

그리고， 상기 호퍼 (34)는 이송라인 (26)을 통해 상기 제 1 집진부 (20)의 건식집진기 (24)와 연결된다. 즉， 본 실시예에서， 상기 이송라인 (26)은 제 1 집진부 (20)의 건식집진기 (24)와 제 2 집진부 (30)의 호퍼 (34) 사이를 연결한다. 이에， 게 1 집진부 (20)의 건식집진기 (24)에서 포집된 재생 분철은 바로 상기 호퍼 (34)로 이송된다.

거 U 집진부 (20)에서 포집된 재생 분철은 제 2 집진부 (30)에서 포집된 재생분철과 함께 리턴라인 (36)을 통해 저장조 ( 100)로 이송되어 재처리된다. 거 U 집진부 (20)에서 포집된 재생 분철은 환원를이 약 60 내지 70%이고, 제 2 집진부 (30)에서 포집된 재생 분철은 환원률이 약 50 내지 55%로 제 1 집진부의 재생 분철보다 상대적으로 작다. 이에， 상대적으로 높은 환원율을 갖는 제 1 _. 집진부의 재생 분철을 호퍼로 이송하여 환원율이 상대적으로 낮은 게 2 집진부의 재생 분철과 함께 섞음으로써， 호퍼 내부의 재생 분철의 환원률을 55% 이상으로 높여 유지할 수 있게 된다. 이에. 제 2 집진부에서 포집된 재생 분철만을 저장조로 이송하는 경우와 비교하여 저장조로 이송되는 재생 분철의 환원률을 높여 공급할 수 있게 된다.

또한， 최종적으로 저장조에는 게 1 집진부에서 포집된 재생 분철보다 상대적으로 낮은 환원를의 재생 분철이 투입된다. 따라서, 제 1 집진부에서 수거된 재생 분철의 환원률을 적절히 낮추고 산화도를 높여 저장조로 투입할 수 있게 된다.

상기 리턴라인 (36)은 호퍼 (34)와 저장조 ( 100) 사이를 연결하여 , 호퍼 (34)에 수거된 재생 분철이 리턴라인 (36)을 통해 최종적으로 저장조 ( 100)로 이송되어 재활용된다.

이와 같이， 재생 분철을 저장조 (100)로 이송하여 저장조 ( 100) 내의 분환원철에 투입함으로써， 저장조 ( 100) 내의 전체 분환원철의 환원력을 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

환원철은 급속 산화되는 경우 폭발의 위험이 있다. 재생 분철은 가스로부터 제 1 집진부 (20)와 제 1 집진부 (20)를 통해 포집되는 과정에서 산화되면서 저장조 ( 100) 내의 분환원철과 비교하여 상대적으로 산화도가 높아지게 된다.

이에， 산화도가 상대적으로 높은 재생 분철이 저장조 ( 100) 내로 공급됨으로써， 저장조 ( 100) 내의 분환원철의 환원력을 안정화시킬 수 있게 된다. 따라서， 본 실시예의 처리 장치는 재생 분철을 저장조 ( 100) 내와 분환원철과 흔합하여 괴성화됨으로써， 분환원철의 급격한 산화에 따른 폭발을 방지하고 보다 안정적으로 괴성체를 제조할 수 있게 된다.

상기 여과집진기 (40)는 멀티사이클론 (32)에서 배출되는 가스에서 최종적으로 분진을 포집 처리한다. 상기 여과집진기 (40)는 내부에 복수개의 셔과포 (bag f i l ter )를 구비한 건식 집진 방식의 집진기이다. 여과집진기 (40)에는 가스의 흡입압을 제공하는 흡입펌프 (43)가 연결된다. 여과집진기 (40)에서 포집된 분진은 여과집진기 (40) 하부에 더스트빈 (42)에 수거된다. 더스트빈 (42)에 수거된 분진은 예를 들어, 차량 등을 이용하여 외부의 처리장소로 이송되어 재처리된다.

본 실시예의 처리장치는 재생 분철을 포집 회수하고 저장조 ( 100)로 재투입하여 괴성화하는 과정에서 조업이 불안정한 경우， 제 1 집진부 (20)에서 포집된 분철을 외부로 배출 처리하는 처리부를 더 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 처리부는 상기 이송라인 (26)과 상기 더스트빈 (42) 사이에 연결되어 상기 게 1 집진부 (20)에서 이송되는 분철을 상기 더스트빈 (42)으로 보내는 비상배출라인 (44) , 상기 이송라인 (26)과 비상배출라인 (44)을 선택적으로 연결하는 제어밸브 (46)를 포함한다.

상기 계어밸브 (46)는 이송라인 (26)과 비상배출라인 (44)의 연결지점에 설치되어 외부 제어 신호에 따라 구동되어 이송라인 (26)과 비상배출라인 (44)을 연결한다. 제어밸브 (46)의 구동에 따라 이송라인 (26)과 비상배출라인 (44)이 연결되면， 계 1 집진부 (20)의 건식집진기 (24)로부터 이송되는 재생 분철은 제 2 집진부 (30)의 호퍼 (34)로 이송되지 않고 비상배출라인 (44)을 따라 더스트빈 (42)으로 배출된다.

이와 같이， 필요한 경우 제 1 집진부 (20)에서 포집된 재생 분철을 제 2 집진부 (30)의 호퍼 (34)로 이송하지 않고 바로 더스트빈 (42)으로 배출하여 처라함으로써， 공정 불안정성을 개선할 수 있게 된다.

따라서， 장기 조업에 따른 미분 누적으로 괴성화 조업이 불안정해지는 경우， 제 1 집진부 (20)에서 수거된 미분의 재생 분철을 저장조 ( 100)로 보내 재활용하지 않고 바로 배출 처리함으로써， 조업 상황이 개선되고 미분에 의한 괴성화 불량이 개선될 수 있다.

이하， 본 실시예에 따른 괴성화 설비의 분진 처리 과정을 설명한다. 환원로를 거쳐 환원된 분환원철은 저장조 (100)로 이송되어 장입되고， 괴성화 머신 ( 110)에서 압착되어 괴성체인 브리켓으로 제조된다. 분환원철을 괴성체로 제조하는 과정에서 고온의 분진이 다량 포함된 가스가 발생된다. 먼저， 저장조 ( 100)에서 배출되는 가스는 게 1 집진부 (20)를 통해 필터링되어 재생 분철이 포집된다. 또한， 분환원철을 괴성체로 제조하는 과정에서 배출되는 가스는 제 2 집진부 (30)를 통해 필터링되어 재생 분철이 포집된다.

제 1 집진부 (20)를 통한 필터링 과정을 거쳐 포집된 재생 분철은 제 2 집진부 (30)로 이송되어， 제 2 집진부 (30)에 의한 필터링 과정을 통해 포집된 재생 분철과 같이 모아진다.

이렇게 모아진 재생 분철은 다시 저장조 ( 100)로 이송되어 저장조 ( 100) 내부로 투입된다. 이에， 저장조 ( 100) 내에 수용된 분환원철에 상대적으로 산화도가 높은 재생 분철이 투입되어 흔합된다. 이렇게 산화도가 상대적으로 높은 분환원철과 산화도가 상대적으로 낮은 재생 분철이 흔합되어 괴성화됨으로써， 분환원철의 산화도가 적절히 조절되어 분환원철의 갑작스런 산화에 의한 폭발을 방지할 수 있게 된다.

이와 같이, 저장조 ( 100)로 이송된 재생 분철은 분환원철과 혼합되어 괴성화되며， 이 과정에서 장기 조업에 따른 미분 누적으로 괴성화 조업이 불안정해지는 경우 이를 검출하여， 제 1 집진부 (20)에서 수거된 미분의 재생 분철을 저장조 ( 100)로 보내지 않고 바로 배출 처리한다.

따라서， 미분 과다에 의한 조업 불량을 개선할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만， 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

【부호의 설명】

10 처리장치 20 ^fl l 집진부

22 사이클론 24 건식집진기

26 이송라인 30 제 2 집진부

32 멀티사이클론 34 호퍼

36 리턴라인 .40 여과집진기

42 더스트빈 44 비상배출라인

46 제어밸브