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admin

2017-01-16 12:35:44

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직접제철법[direct ironmaking]

철광석을 환원하여 고체의 철을 얻는 방법으로 고로-전로의 조합으로 되어 있는 간접제철법에 대응하는 것이다. 철광석에는 맥석이 포함되고 있으므로, 얻어진 환원철에도 맥석이 포함되어 있어 그 상태로는 사용할 수 없다. 여기서 전기로를 이용하여 용해하고 성분을 조정하여 강을 만든다. 고로(高爐)법은 대형일수록 유리한데 해가 갈수록 거대화되고 있으나 그에 따른 건설비도 팽대해 왔다. 이와 같이 팽대한 건설비를 필요로 하지 않고 소규모의 제철이 요구되는 경우에 직접제철법이 채용된다.

직접제철법은 쓰이는 원료와 환원제의 조합에 따라 다양한 프로세스가 있다. 표에는 노의 형식과 생산규모로 분류한 주요 프로세스를 나타내고 있다. 괴상(塊狀)의 광석을 사용하는 것이 샤프트로, 고정층로, 로터리킬른이고, 분광석을 사용하는 것이 유동층로이다. 환원제의 대부분은 천연가스 또는 이것을 개질(改質)한 수소와 CO가스인데, 로터리킬른에서는 석탄이 사용되고 있다. 그 밖에 분류되고 있는 것 중에서 Bouchet-Imphy, Dored, Flame Smelting, Jet Smelting 등은 용융환원법으로 분류되고 있다.

샤프트로 중에서 가장 오랜된 것이 스웨덴의 Wiberg법으로, 그 개량형인 Wiberg -야스기(安來)법이 히타찌(日立)금속 야스기공장에서 가동되고 있다. 현재 가장 널리 쓰이고 있는 것은 Midrex법이다. 그 계통도를 그림1에 나타내고 있다. 원료는 괴상의 철광석이고 환원제에는 천연가스가 쓰인다. 천연가스는 개질로(改質爐)에 의해 1100℃ 전후에서 CO＋H2 95% 이상의 환원가스로 된다. 개질반응은 흡열반응이므로 샤프트에서의 배가스와 새로운 천연가스의 혼합가스를 연소하여 그 열을 보충한다. 환원가스는 800～900℃에 냉각되어 샤프트로의 중단 송풍구에서 흡입되고 철광석을 환원한다. 환원된 철은 샤프트 하부에서 질소가스에 의해 냉각․배출된다. 환원철은 표면이 활성으로 재산화되기 쉬우므로 바로 기밀성 용기에 수납 하는 등의 주의가 필요하다. 최근에는 아직 적열상태에서 취출하고 한번에 프레스해 버리는 핫블리케타이징법이 도입되고 있다. 고정층로의 HyL법도 비교적 사용되고 있는 방법이다. 천연가스를 개질하여 사용한다는 점은 Midrex법과 동일하지만, 노체가 샤프트로와 같이 광석이 위에서 밑으로 이동하는 형태가 아닌 고정층으로 되어 있다는 점이 다르다.