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KR100749430B1 - 금속 용융물을 생성하는 방법 및 플랜트 - Google Patents

금속 용융물을 생성하는 방법 및 플랜트 Download PDF

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KR100749430B1
KR100749430B1 KR1020027014517A KR20027014517A KR100749430B1 KR 100749430 B1 KR100749430 B1 KR 100749430B1 KR 1020027014517 A KR1020027014517 A KR 1020027014517A KR 20027014517 A KR20027014517 A KR 20027014517A KR 100749430 B1 KR100749430 B1 KR 100749430B1
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melt
vaporizer
bunker
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bed reactor
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지른가스트요한
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뵈스트-알핀 인두스트리안라겐바우 게엠바하
주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

유동상(流動床) 방법(fluidized-bed method)에 의해 유동상 반응기(fluidized-bed reactor)(1 내지 3) 내에서 금속 산화물 함유 재료를 환원시키고, 그 후에 상기 환원된 재료를 용융 기화기(melt-down gasifier)(10) 내에서 용융시켜 금속 용융물을 생성하는 방법에서, 상기 용융 기화기(10) 내에서 상기 유동상 방법에 의해 상기 금속 산화물 함유 재료를 환원하기 위해 사용되는 환원 가스가 탄소 함유 재료로부터 생성된다. 여기에서, 상기 환원과 상기 용융은 둘 다 대기 초과 압력 하에서 수행된다.
상기 환원된 재료를 적어도 하나의 유동상 반응기(3)로부터 상기 용융 기화기(10)로 간단한 방법으로 운반하기 위해서, 상기 용융 기화기(10) 위에 위치된 중간 용기(31) 내에는 상기 유동상 반응기(3) 내보다 낮은 압력이 설정되고, 상기 환원된 재료는 이완작용 하에 상기 유동상 반응기(3)로부터 상기 중간 용기(31)로 위로 흐르도록 허용되며 가압되는 동안에 상기 중간 용기(31)로부터 슬루스 시스템을 거쳐 상기 용융 기화기(10)로 운반된다.
유동상 방법, 유동상 반응기, 금속 산화물 함유 재료, 환원 가스, 용융 기화기, 금속 용융물, 환원 가스, 대기 초과 압력, 중간 용기, 운반 수단, 슬루스 시스템.

Description

금속 용융물을 생성하는 방법 및 플랜트{METHOD AND INSTALLATION FOR PRODUCING A METAL MELT}
본 발명은 유동상(流動床) 방법(fluidized-bed method)에 의해 유동상 반응기(fluidized-bed reactor) 내에서 금속 산화물 함유 재료 특히 산화철 함유 재료를 환원시키고, 그 후에 상기 환원된 재료를 용융 기화기(melt-down gasifier) 내에서 용융시켜 금속 용융물을 생성하는 방법과 상기 방법을 수행하기 위한 플랜트에 관한 것으로서, 상기 용융 기화기 내에서 상기 유동상 방법에 의해 상기 금속 산화물 함유 재료를 환원하기 위해 사용되는 환원 가스가 탄소 함유 재료로부터 생성되고, 상기 금속 산화물 함유 재료의 환원과 상기 환원된 재료의 용융은 둘 다 대기 초과 압력 하에서 수행된다.
이러한 종류의 방법은 예로서 EP-A1-0 594 557 및 WO 97/13880으로부터 알려졌다.
산화된 재료를 용융 기화기로 간단히 운반하기 위해서, 현재까지 유동상 반응기가 용융 기화기 위의 레벨에 배치되었고, 상기 유동상 반응기로부터의 환원된 재료는 중력을 사용하여 운반 덕트를 거쳐 용융 기화기 내에 장입(charge)되었다. 이러한 종류의 플랜트에서, 유동상 반응기의 하단 영역으로부터 출발하는 운반 덕 트는 돔형 가스 침전 공간으로서 설계된 용융 기화기(WO 97/13880)의 상부 영역으로 들어간다.
중력의 도움으로 용융 기화기 내로 산화된 재료를 장입시키면 장입 동작이 단순하게 되지만 유동상 반응기가 용융 기화기 위의 레벨에 배열되어야만 하고 전체 플랜트의 구조적 높이가 상당히 높게 된다. 이것은 플랜트 자체만이 아니라 그레 따라 설계된 기초 공사에 대한 투자를 비교적 높게 만든다. 더욱이, 이러한 종류의 방법은 용융 기화기에 대해서 단일 반응기 라인(line)만 제공될 수 있다는 단점을 갖는다. 이것은 반응기 라인을 용융 기화기 위에 배열할 때 공간이 협소하다는 것에 기인한다.
EP-A1-0 594 557로부터, 환원된 재료를 배출 웜(discharge worm)의 도움을 받아 유동상 반응기로부터 배출하고, 상기 환원된 재료를 슬루스(sluice)를 거쳐 질소 분사기의 도움을 받아 용융 기화기 내로 즉 산소 함유 가스를 위한 분사 레벨의 영역으로 취송하는 것이 알려졌다. 슬루스는 유동상 반응기와 용융 기화기 사이의 압력 차이를 균형시키는 목적을 달성한다.
환원된 재료를 질소 분사기의 도움을 받아 용융 기화기 내로 장입하면 유동상 반응기가 낮은 레벨에 배치되고 즉 반드시 용융 기화기의 위에 배치될 필요가 없으나, 비교적 복잡한 운반 수단을 필요로 한다. 더욱이, 이러한 종류의 방법은 질소 분사기가 용융 기화기 내로의 도입 지점에서의 환원된 재료의 속도의 대부분을 발생시키기 때문에 환원된 재료를 용융 기화기의 돔 내로 장입하는 것이 매우 어렵고, 이것은 가스 침전 공간을 구성하는 돔의 기능에 악영향을 준다. 더욱이, 환원된 재료는 전체 용융 기화 영역을 통해서 주행하지 않고 그 일부분을 통해서만 주행한다.
본 발명의 목적은 서두에 기술된 종류의 방법을 더욱 개발하여 한편으로는 용융 기화기의 높이 레벨에 유동상 반응기를 배치시키게 하고, 한편으로는 용융 기화기 특히 용융 기화기의 돔 영역으로 간단히 장입하게 하며, 용융 기화기 내에서 발생하는 프로세스가 방해받지 않고 또한 큰 기술적 소모가 요구되지 않게 하는 것이다. 환원된 재료를 중력을 사용하여 장입하는 것이 가능해야 한다.
본 발명에 따라서, 이 작업은, 상기 환원된 재료를 적어도 하나의 유동상 반응기로부터 상기 용융 기화기로 운반하는 목적을 위해서, 상기 용융 기화기 위에 위치된 중간 용기 내에 상기 유동상 반응기보다 낮은 압력을 설정하고, 상기 환원된 재료가 이완작용 하에 상기 유동상 반응기로부터 상기 중간 용기로 위로 흐르게 하며 가압되는 동안에 슬루스 시스템을 거쳐 상기 중간 용기로부터 상기 용융 기화기로 운반함으로써 서두에 기술된 프로세스를 위해 달성된다.
바람직한 실시예에 따라, 상기 중간 용기는 환원된 재료로 계속적으로 채워지며 초과 압력을 대략 대기 압력으로 감소시키기 위해서 계속적으로 탈기된다.
바람직한 실시예는 상기 중간 용기 내에 위치된 상기 환원된 재료는 상기 중간 용기로부터 처음에는 대략 주위 압력을 가진 벙커로 중력식 운반수단에 의해 운반되고, 상기 벙커가 환원된 재료로 채워진 후에는 상기 중간 용기가 상기 벙커로부터 흐름-분리되고, 그 결과 상기 벙커는 적어도 상기 용융 기화기 내에 주어진 초과 압력으로 설정되고 상기 벙커로부터 상기 환원된 재료는 중력에 의해 상기 용융 기화기 내로 장입되는 것을 특징으로 한다. 따라서 환원된 재료를 용융 기화기 바람직하게는 가스 침전 공간으로서 설계된 돔 영역에 교란 없이 장입하는 것이 가능하게 된다.
적절한 변경예는 바람직하게 셀룰러 휘일의 형태인 슬루스가 상기 환원된 재료를 상기 벙커로부터 상기 용융 기화기 내로 장입하기 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 바람직한 변경예는 상기 중간 용기 내에 위치된 환원된 재료는 상기 중간 용기로부터 처음에는 대략 주위 압력을 가진 적어도 2개의 벙커 중의 하나로 교대로 중력식 운반 수단에 의해 운반되고, 상기 2개의 벙커 중의 하나의 벙커가 채워진 후에 상기 중간 용기는 상기 채워진 벙커로부터 흐름-분리되고, 그 결과 상기 채워진 벙커는 적어도 상기 용융 기화기 내에 주어진 초과 압력으로 설정되고 상기 채워진 벙커로부터 상기 환원된 재료는 중력에 의해 상기 용융 기화기 내로 장입되고, 상기 환원된 재료를 상기 용융 기화기 내로 장입하는 동안에 다른 벙커는 환원된 재료로 채워지는 것을 특징으로 한다.
상기 용융 기화기 내에 3 내지 8 바, 바람직하게는 3 내지 4 바의 대기 초과 압력을 유지하는 것이 바람직하다.
대기 초과 압력용으로 설계된 용융 기화기, 대기 초과 압력용으로 설계된 적어도 하나의 유동상 반응기, 상기 유동상 반응기로부터 상기 용융 기화기로 환원된 재료를 운반하기 위해 상기 유동상 반응기와 상기 용융 기화기 사이에 있는 운반 수단, 및 상기 용융 기화기에서 형성된 환원 가스를 상기 유동상 반응기로 도입하기 위해서 상기 용융 기화기와 상기 유동상 반응기 사이에 있는 적어도 하나의 가스 연결 덕트를 포함하며 본 발명에 따른 프로세스를 사용하여 용융물을 생성하는 플랜트는 상기 유동상 반응기는 대략 상기 용융 기화기의 높이 레벨에 배치되고, 상기 운반 수단은 상기 유동상 반응기로부터 출발하며 상기 용융 기화기를 넘어 돌출하는 관을 포함하며, 상기 관은 탈기 장치(deaerator)를 가진 중간 용기로 연장되고, 상기 중간 용기와 환원된 재료를 장입하기 위해 상기 용융 기화기의 돔 내에 제공된 채움 구멍 사이에 슬루스 시스템이 제공되는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 슬루스 시스템은 벙커와 상기 벙커와 상기 용융 기화기 사이에 있는 가스 밀폐 배출 수단에 의해 구성되고, 바람직하게 상기 배출 수단은 셀룰러-휘일 수단에 의해 구성된다.
중간 용기를 탈기화 하고 용융 기화기에 대한 벙커의 압력을 보상하기 위해서, 즉 흐름을 위해서, 차단 장치가 상기 중간 용기와 상기 벙커 사이에 제공된다.
바람직한 실시예는 상기 벙커 내에 초과 압력을 발생하기 위해서 가스 덕트가 상기 벙커로 연장되고 환원 가스 소스 또는 불활성 가스 소스로 연결되는 것을 특징으로 한다.
환원된 재료를 계속적으로 장입하는 목적을 위해서, 상기 중간 용기의 뒤에는 병렬로 배치된 적어도 2개의 벙커가 있고, 상기 적어도 2개의 벙커는 각각 차단 장치가 제공된 2개의 연결 덕트를 거쳐 상기 중간 용기와 각각 흐름 연결될 수 있다.
적절하게, 상기 관에는 바람직하게 상기 유동상 반응기에 인접하여 차단 장치가 제공된다.
본 발명은 단일 용융 기화기로 연장되는 여러개의 반응기 라인의 배치를 허용하는데, 바람직하게 2개 이상의 유동상 반응기가 상기 용융 기화기 다음에 상기 용융 기화기의 높이 레벨에 배치되고, 상기 유동상 반응기는 각각 개별 운반 수단을 거쳐 상기 용융 기화기와 흐름 연결된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 본 발명의 플랜트를 전체적으로 도시하는 개략도이다.
도 2는 제2 실시예에 따른 플랜트의 상세도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면들에 개략적으로 도시된 2개의 예시적 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명하는데, 도 1은 제1 실시예에 따른 본 발명의 플랜트를 전체적으로 도시하는 개략도이고, 도 2는 제2 실시예에 따른 플랜트의 상세도이다.
본 발명에 따른 플랜트는 2개의 반응기 라인(A, B)을 갖는데, 각 반응기 라인(A, B)은 직렬로 연결되고 대기 초과 압력을 위한 3개의 유동상 반응기(1, 2, 3)에 의해 구성된다(2개 또는 4개의 유동상 반응기도 가능하다). 각 광석 공급 덕트(4)를 거쳐서, 미세한 광석 등 산화철 함유 재료가 각 반응기 라인(A, B)내에서 각 제1 유동상 반응기(1)로 공급되는데, 제1 유동상 반응기(1) 내에서 예열 스테이지(5)에서 미세 광석의 예열 및 가능하게는 예비 환원이 발생되고, 그 후에 운 반 덕트(6)를 거쳐서 유동상 반응기(1)로부터 유동상 반응기(2, 3)로 운반된다. 유동상 반응기(2)에서, 예비 환원이 예비 환원 스테이지(7)에서 예비 환원이 발생하고, 다음 유동상 반응기(3)에서, 미세 광석의 해면철(sponge iron)로의 최종 환원이 최종 환원 스테이지(8)에서 발생한다.
완전히 환원된 재료 즉 해면철은 광석의 흐름 방향에서 마지막으로 배치된 각 반응기 라인(A, B)의 유동상 반응기(3)로부터 아래에서 설명되는 운반 수단(9)을 거쳐 마찬가지로 대기 초과 압력을 위한 용융 기화기(10)로 운반된다. 용융 기화기(10) 및 광석의 흐름 방향에서 마지막으로 배치된 유동상 반응기는 대략 동일한 높이 레벨(N)에 배치된다.
용융 기화기(10)와 유동상 반응기(1 내지 3)는 둘 다 3 내지 8 바(bar) 사이, 바람직하게는 3과 4 바 사이의 대기 초과 압력으로 작동된다. 흐름 방향에서 처음으로 배치된 유동상 반응기(1)로 미세 광석을 장입하는 목적을 위해서, 중첩되도록 배치된 2개의 벙커(11, 12)는 따라서 각 반응기 라인(A, B)에 제공되는데, 각 반응기 라인(A, B)에서 미세 광석은 먼저 상부 제1 벙커(11)로 장입되고, 그곳으로부터 차단(shut-off) 장치(14)를 거쳐서 관(13)을 통해서 아래에 배치된 제2 벙커(12)로 상기 차단 장치(14)가 개방되자마자 흐른다. 차단 장치(14)는 폐쇄되고, 제2 벙커(12)는 가압된다. 그 후에, 미세 광석은 제2 벙커(12)의 하부 단부에 배치된 슬루스(15) 예로서 셀룰러-휘일 슬루스를 거쳐 미세 광석의 흐름 방향에서 처음으로 배치된 유동상 반응기(1)로 장입될 수 있다.
용융 기화기(10)에서, 용융 기화 영역(16)에서, CO 및 H2-함유 환원 가스가 석탄 및 산소 함유 가스로부터 발생되는데, 그 환원 가스는 각 환원 가스 공급 덕트(17)를 거쳐 각 반응기 라인(A, B)에서 미세 광석의 흐름 방향에서 마지막으로 배치된 유동상 반응기(3)로 장입된다. 환원 가스는 다음에는 연결 덕트(18)를 거쳐 유동상 반응기(3)로부터 유동상 반응기(2, 1)로 운반되고, 다음에는 광석 흐름의 반대 방향으로 톱-가스(top-gas) 브랜치 오프 덕트(19)를 거쳐 미세 광석의 흐름 방향에서 첫 번째로 배치된 유동상 반응기(1)로부터 톱 가스로서 배출되고, 습식 스크러버(20)에서 냉각 및 세척된다. 그 후에, 톱 가스는 재순환되거나 수송 가스로서 사용된다.
용융 기화기(10)로부터 출발하고 미세 광석의 흐름 방향에서 마지막으로 배치된 유동상 반응기(3)로 가는 각 환원 가스 공급 덕트(17)에 고온 가스 사이클론 등 더스트 제거 수단(21)이 제공되는데, 이 사이클론에서 분리된 더스트 입자는 산소를 운반 매체로 하여 복귀 덕트(22)를 거쳐 또한 산소 분사 하에서 버너(23)를 거쳐 용융 기화기(10)로 공급된다.
용융 기화기(10)는 고체 탄소 캐리어용 공급 덕트(24)와 산소 함유 가스용 공급 덕트(25) 및 옵션으로서 탄화수소 등 실내온도에서 액체 또는 기체인 탄소 캐리어 및 연소된 플럭스용 공급 덕트를 갖는다. 용융 기화기(10)내에서, 탭(28)을 거쳐 탭핑된 용융 선철(26) 및/또는 용융 강철 예비 재료(pre-material)와 용융 슬랙(27)은 용융 기화 영역(16) 아래에 모인다.
바람직하게, 용융 기화기(10)는 3과 4 바 사이의 대기 초과 압력으로 작동되며, 유동상 반응기(1 내지 3)는 환원 가스용 공급 덕트에 주어진 손실로 인해서 2와 4 바 사이의 대기 초과 압력으로 작동되고, 미세 광석의 흐름 방향에서 마지막으로 배치된 유동상 반응기(3)내의 압력은 용융 기화기(10) 내의 압력보다 약 1/2 바만큼 낮고, 유동상 스테이지당 약 1/2 바의 추가 압력 강하가 첫 번째로 배치된 유동상 반응기(1)까지 주어진다.
각 운반 수단(9)은 다음과 같이 구성된다.
대략 용융 기화기(10)의 높이 레벨에 배치된 미세 광석의 흐름 방향에서 마지막으로 배치된 유동상 반응기(3)로부터, 관(29)은 용융 기화기(10)의 돔(30) 바로 위로 가고 돔(30) 위에 배치된 중간 용기(31)로 연결된다. 관(29)에는, 바람직하게 유동상 반응기(3)의 근처에 차단 장치(32)가 있다. 이 중간 용기(31)에는 대기 초과 압력을 감소시키기 위한 가스 제거 장치(32)가 장착된다. 중간 용기(31) 아래에는, 덕트(35)에 의해 중간 용기(31)와 흐름 연결된 벙커(34)가 제공된다. 이 덕트(35)에는 차단 장치(36)가 장착된다.
벙커(34)는 또한 용융 기화기(10)의 돔(30) 위에 제공된다. 그 하단부에는 출구 애퍼쳐(37)가 배치되는데, 출구 애퍼쳐(37)는 슬루스(38) 예로서 셀룰러 휘일 슬루스를 거쳐 관(39)과 흐름 연결되고, 관(39)은 용융 기화기(10)의 돔(30)의 영역으로 연결된다.
운반 수단(9)의 기능은 다음과 같다.
환원된 재료가 용융 기화기(10)로 장입될 때, 우선 밸브(32)가 간헐적으로 개방된다. 개방 상태에서, 흐름 방향에서 마지막으로 배치된 유동상 반응기(3) 내의 초과 압력의 결과로서, 주위 압력과 비한 완화에 의해 또한 그에 따라서 자유롭게 된 에너지의 도움으로 환원된 재료는 중간 용기(31)로 환원 가스와 함께 흐르며, 중간 용기(31)는 주위 압력 하에 있거나 가장 높은 경우에도 최소 초과 압력 하에 있다. 환원된 재료와 함께 흐르는 환원 가스는 덕트(33)를 거쳐 또한 상세히 설명되지 않은 스크러버를 거쳐 중간 용기(31)로부터 계속적으로 분기되어 나간다. 덕트(35)의 차단 장치(36)는 먼저 폐쇄된다. 중간 용기(31)가 채워진 후에, 중간 용기(31)와 벙커(34) 사이의 차단 장치(36)는 개방되고, 그에 따라 환원된 재료는 중간 용기(31)로부터 중력에 의해 벙커(34)로 흐른다.
환원된 재료가 벙커(34)로 통과한 후에, 중간 용기(31)와 벙커(34) 사이에 제공된 차단 장치(36)는 폐쇄되고, 벙커(34)는 적어도 용융 기화기(10)의 압력으로 된다. 이것은 용융 기화기(10)에서 발생된 환원 가스의 도움으로 또는 별도로 공급된 불활성 가스의 도움으로 이루어질 수 있다. 벙커로 가는 환원 가스 및/또는 예로서 질소용 공급 덕트는 도면부호 40이 부여된다.
벙커(34)가 가압된 후에, 환원된 재료는 벙커(34)로부터 슬루스(38)의 도움으로, 제시된 예시적 실시예에서 셀룰러-휘일 슬루스(38)의 도움으로 용융 기화기(10)로 장입될 수 있다. 따라서, 환원된 재료는 중력의 도움으로 용융 기화기(10)의 돔(30)의 영역으로 들어간다. 본 발명의 슬루스 시스템을 통해서, 환원된 재료는 재료의 고밀도 분사의 형태로 용융 기화기(10)로 들어가서, 재료의 소량의 방출만이 용융 기화기(10)에서 나오는 환원 가스 스트림과 관련된다.
벙커(34)로부터 나오는 환원된 재료가 용융 기화기(10)로 장입된 후에, 벙커(34)는 밸브(42)에 의해 덕트(41)를 거쳐 이완되고, 벙커(34)는 그 동안에 이완되고 환원된 재료로 채워진 중간 용기(31)로부터 가져올 수 있는 환원된 재료로 다시 채워질 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 예시적 실시예에 제한되지 않고 여러 가지 점에서 수정될 수 있다. 예로서, 환원된 재료를 연속적 재료 흐름으로 용융 기화기(10)로 운반하는 것 역시 가능하다. 이것을 달성하기 위해서, 운반 수단(9)은 도 2에 도시된 바와 같이 설계된다.
이 실시예에 따라, 개별적 중간 용기(31)는 2개의 벙커(34)와 관련되는데, 벙커(34)는 연결 덕트(35, 43)를 거쳐 이 중간 용기(31)와 흐름 연결된다. 덕트(35)에, 차단 장치(36), 즉 밸브와 셀룰러-휘일 슬루스(44)가 제공되고, 연결 덕트(43)에 또한 차단 밸브(46)가 배치된다. 벙커(34)로부터 출발하고 용융 기화기(10)로 각각 가는 관(39)에는 차단 밸브(45)가 더욱 장착된다.
다음에서, 도 2의 우측에 도시된 라인 "a"에 대한 기능이 기술되고, 여기에 제공된 부품은 위에서 지시된 도면부호에 추가하여 "a"가 덧붙여진다.
용융 기화기(10)가 라인 a를 거쳐 채워질 때, 제1 차단 밸브(45a)는 폐쇄되어 가스밀폐 상태로 되고, 벙커(34a)는 밸브(42a)를 개방하여 덕트(41a)를 거쳐 이완된다. 또한, 덕트(43a)를 통한 압력 보상은 밸브(46a)를 개방하여 실시된다. 차단 밸브(36a)가 개방된 후에, 그 동안에 환원된 재료로 채워진 중간 용기(31)로부터 오는 환원된 재료는 셀룰러-휘일 슬루스(44)와 덕트(35a)를 거쳐 벙커(34a)에 장입된다.
그 후에, 차단 밸브(36a, 46a)는 폐쇄되고, 덕트(40a)를 거쳐서 환원 가스 또는 불활성 가스는 벙커(34a)가 적어도 용융 기화기(10) 내의 압력에 대응하는 압력으로 될 때까지 벙커(34a)에 도입된다. 그 후에, 환원된 재료는 셀룰러-휘일 슬루스(38a)와 차단 밸브(45a)를 거쳐 벙커(34a)로부터 용융 기화기(10)로 장입될 수 있다. 이 장입 작동 동안에, 벙커(34)는 벙커(34a)에 대해 전술한 것과 동일한 방법으로 채워져, 벙커(34)가 비워진 후에, 환원된 재료는 제2 벙커(34)로부터 용융 기화기(10)로 운반될 수 있다. 따라서, 용융 기화기(10)를 환원된 재료로 계속적으로 교대로 즉 한번은 벙커(34)로부터 한번은 벙커(34a)로부터 공급하는 것이 가능하다.
도면에는 2개의 반응기 라인(A, B)이 도시되었으나, 더욱 많은 반응기 라인이 실현될 수 있다. 단일 용융 기화기(10)에 대해 2개 이상의 반응기 라인을 배치하면 성능이 더욱 높아질 뿐만 아니라, 더욱 바람직하게 환원-가스를 이용하게 한다.

Claims (18)

  1. 유동상(流動床) 방법(fluidized-bed method)에 의해 유동상 반응기(fluidized-bed reactor)(1, 2, 3) 내에서 금속 산화물 함유 재료를 환원시키고, 그 후에 상기 환원된 재료를 용융 기화기(melt-down gasifier)(10) 내에서 용융시켜 금속 용융물을 생성하는 방법으로서, 상기 용융 기화기(10) 내에서 상기 유동상 방법에 의해 상기 금속 산화물 함유 재료를 환원하기 위해 사용되는 환원 가스가 탄소 함유 재료로부터 생성되고, 상기 금속 산화물 함유 재료의 환원과 상기 환원된 재료의 용융은 둘 다 대기 초과 압력 하에서 수행되는 금속 용융물을 생성하는 방법에 있어서,
    상기 환원된 재료를 적어도 하나의 유동상 반응기(3)로부터 상기 용융 기화기(10)로 운반하기 위해서, 상기 용융 기화기(10) 위에 위치된 중간 용기(31) 내에는 상기 유동상 반응기(3) 내보다 낮은 압력이 설정되고, 상기 환원된 재료는 이완작용 하에 상기 유동상 반응기(3)로부터 상기 중간 용기(31)로 흐르도록 허용되며 가압되는 동안에 상기 중간 용기(31)로부터 슬루스 시스템을 거쳐 상기 용융 기화기(10)로 운반되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간 용기(31)는 환원된 재료로 계속적으로 채워지며 초과 압력을 대기압으로 감소시키기 위해서 계속적으로 탈기되는(deaerated) 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 중간 용기(31) 내에 위치된 상기 환원된 재료는 상기 중간 용기(31)로부터 처음에는 주위 압력을 가진 벙커(34)로 중력식 운반수단에 의해 운반되고, 상기 벙커가 환원된 재료로 채워진 후에는 상기 중간 용기(31)가 상기 벙커(34)로부터 흐름-분리되고, 그 결과 상기 벙커(34)는 적어도 상기 용융 기화기(10) 내에 주어진 초과 압력으로 설정되고 상기 벙커(34)로부터 상기 환원된 재료는 중력에 의해 상기 용융 기화기(10) 내로 장입되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    슬루스(38)가 상기 환원된 재료를 상기 벙커(34)로부터 상기 용융 기화기(10) 내로 장입하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 중간 용기(31) 내에 위치된 환원된 재료는 상기 중간 용기(31)로부터 처음에는 주위 압력을 가진 적어도 2개의 벙커(34, 34a) 중의 임의의 벙커에 교대로 중력식 운반 수단에 의해 운반되고, 상기 2개의 벙커 중의 하나의 벙커(34 또는 34a)가 채워진 후에 상기 중간 용기(31)는 상기 채워진 벙커(34 또는 34a)로부터 흐름-분리되고, 그 결과 상기 채워진 벙커(34 또는 34a)는 적어도 상기 용융 기화기(10) 내에 주어진 초과 압력으로 설정되고 상기 채워진 벙커(34 또는 34a)로부터 상기 환원된 재료는 중력에 의해 상기 용융 기화기(10) 내로 장입되고, 상기 환원된 재료를 상기 용융 기화기(10) 내로 장입하는 동안에 다른 벙커(34 또는 34a)는 환원된 재료로 채워지는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 용융 기화기(10) 내에 3 내지 8 바(bar)의 대기 초과 압력이 유지되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  7. 대기 초과 압력용으로 설계된 용융 기화기(10),
    대기 초과 압력용으로 설계된 적어도 하나의 유동상 반응기(1 내지 3),
    상기 유동상 반응기(3)로부터 상기 용융 기화기(10)로 환원된 재료를 운반하기 위한, 상기 유동상 반응기(3)와 상기 용융 기화기(10) 사이에 있는 운반 수단(9), 및
    상기 용융 기화기(10)에서 형성된 환원 가스를 상기 유동상 반응기(3)로 도입하기 위한, 상기 용융 기화기(10)와 상기 유동상 반응기(3) 사이에 있는 적어도 하나의 가스 연결 덕트(17)
    를 포함하는, 청구범위 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 금속 용융물을 생성하는 플랜트에 있어서,
    상기 유동상 반응기(3)는 상기 용융 기화기(10)의 높이 레벨(N)에 배치되고, 상기 운반 수단(9)은 상기 유동상 반응기(3)로부터 출발하며 상기 용융 기화기(10)를 넘어 돌출하는 관(29)을 포함하며, 상기 관(29)은 탈기 장치(deaerator)(33)를 가진 중간 용기(31)로 연장되고, 상기 중간 용기(31)와 환원된 재료를 장입하기 위해 상기 용융 기화기(10)의 돔(30) 내에 제공된 채움 구멍 사이에 슬루스 시스템이 제공되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬루스 시스템은 벙커(34)와, 상기 벙커(34)와 상기 용융 기화기(10) 사이에 있는 가스 밀폐 배출 수단에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 배출 수단은 셀룰러-휘일 슬루스(38)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    흐름과 관련하여 차단 장치(36)가 상기 중간 용기(31)와 상기 벙커(34) 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 벙커(34) 내에 초과 압력을 발생하기 위해서 가스 덕트(40)가 상기 벙커(34)로 연장되고 환원 가스 소스(source) 또는 불활성 가스 소스로 연결되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 중간 용기(31)의 뒤에는 병렬로 배치된 적어도 2개의 벙커(34, 34a)가 있고, 상기 적어도 2개의 벙커(34, 34a)는 각각 차단 장치(36, 46)가 제공된 2개의 연결 덕트(35, 43) 각각을 거쳐 상기 중간 용기(31)와 각각 흐름 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 관(29)에는 바람직하게는 상기 유동상 반응기(3)에 인접하여 차단 장치(32)가 제공되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  14. 제7항에 있어서,
    2개 이상의 유동상 반응기(3)가 상기 용융 기화기(10) 옆에 상기 용융 기화기(10)의 높이 레벨(N)로 배치되고, 상기 유동상 반응기(3)는 각각 개별 운반 수단(9)을 거쳐 상기 용융 기화기(10)와 흐름 연결되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 금속 산화물 함유 재료는 산화철 함유 재료인 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  16. 제4항에 있어서,
    상기 슬루스는 셀룰러 휘일의 형태인 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  17. 제6항에 있어서,
    상기 용융 기화기(10) 내에 3 내지 4 바의 대기 초과 압력이 유지되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 생성 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 차단 장치(32)는 상기 유동상 반응기(3)에 인접하여 제공되는 것을 특징으로 하는 플랜트.
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