맷모어 공정은 현재 Environmental Clean Technologies Ltd(ECT)에서 개발 중인 제철 공정입니다. 맷모어 공정 기술은 특허 기술입니다. 이 기술은 갈탄(lignite coal, 갈탄/갈색탄)을 기반으로 하며, 독특한 화학과 로 설계 덕분에 고품위 럼프 철광석을 저비용 대체 원료로 대체할 수 있습니다. 일반적으로 갈탄(갈색탄으로도 알려짐)은 높은 휘발분과 수분 함량 때문에 야금용으로 사용되지 않습니다.
Environmental Clean Technologies Ltd는 플랜트, 설비, 지적재산권(IP)을 포함한 맷모어 공정 기술 소유자입니다. 맷모어 공정은 간단하고 저비용, 저배출, 특허받은 맷모어 레토르트(retort)를 사용해 더 저렴한 대체 원료로 고품질 철을 생산하는 설계로 1차 제철 공정에 혁신을 가져올 것으로 기대됩니다. 이 기술은 두 가지 독점적 특징을 가집니다: (i) 현재 어떤 기술도 주장하지 않는 갈탄을 환원제와 열원으로 사용, (ii) 갈탄의 자연 화학과 작동하는 수직 샤프트로 플랜트 설계 포함.
맷모어 공정 개발은 ECT의 또 다른 특허 기술인 콜드라이(Coldry) 기술로 수분 제거, 갈탄의 자연 화학을 활용하는 공정과 수직 레토르트 로(고로와 설계/공정 화학이 다름) 기반. 맷모어 공정 화학은 수소를 환원 가스로 사용해 고로 제철 대비 낮은 운전 온도와 짧은 공정 시간 구현.
맷모어 공정 기술 자체도 매력적이지만, 콜드라이 기술과 결합 시 더 높은 매력. 두 기술 결합 시 저가치 자원(갈탄, 철광산 철광석 테일링) 활용해 고부가가치 다변화 산출물(철, 철 합금, 콜드라이 공정 열탄 제품) 생산 가능.
맷모어 공정 기술은 갈탄과 철 산화물 함유 물질(밀스케일, 니켈 테일링, 고/저품위 철광석)로 고품질 철 생산 방법. 공정 출력은 최종 사용자 요구 충족하도록 크기/형상과 탄소 함량 제어 가능한 청정 철 제품. 맷모어 공정 생산 철 제품은 전기로나 유도로 스크랩 피드스톡 대체/보완용 고품질 대체재.
맷모어 공정 첫 단계는 원료 준비. 이 단계는 콜드라이 기술로 원료 준비. 콜드라이 공정과 같이 원료(석탄, 철 산화물, 플럭스)를 8mm 미만으로 분쇄. 분쇄 물질에 소량 물 결합, 혼합, 압출. 압출 혼합물은 만졌을 때 건조 상태가 될 때까지 컨디셔닝.
반건조 펠릿은 수직 충전층 건조기(vertical packed bed dryer)로 이송, 인접 발전소 폐열 제공 온풍이 펠릿 순환하며 증발 수분 제거. 복합 펠릿은 건조기 하부에서 배출돼 맷모어 레토르트로 이송. 복합 펠릿은 자기 환원성(self-reducing)과 자기 플럭싱(self-fluxing) 특성 가짐.
두 번째 공정 단계에서 철 산화물 산소가 맷모어 레토르트(수직 샤프트로)에서 제거. 1단계 생산 복합 펠릿이 맷모어 레토르트 상부 장입. 레토르트 분위기는 환원성. 펠릿은 이 환원 분위기에서 가열. 펠릿 온도 상승 시 잔여 수분 증발, 석탄 휘발분 가연성 가스로 방출. 이 가연성 가스는 레토르트 하부 재순환돼 점화, 고로와 유사한 효과 제공.
복합 펠릿이 레토르트 중앙 하강하며 환원 반응 발생, 철 산화물 산소 제거. 고온 환원 펠릿이 레토르트 하부 배출. 이 고온 펠릿은 탄소, 철, 회분 함유. 열풍 또는 산소 주입해 잔여 탄소 연소, 펠릿 온도 철 용점 이상 상승시켜 용선과 슬래그 생산. 용선은 주철로 주조하거나 직접 제강로로 이송 가능.
맷모어 제품은 청정 철 제품으로, 공정 파라미터 조정으로 최종 사용자 요구 사양(크기/형상, 탄소 함량) 충족 제품 생산 가능. 맷모어 공정 생산 철 대표 조성: Fe 98.94%, C 1%, Mn 0.02%, S 0.03%. 이 맷모어 제품은 표 1 품질 입력 물질로 생산됨.
| 표 1 입력 물질 품질 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 철광석 | 갈탄 | 플럭스 | |||
| 성분 | 건조 기준 % | 성분 | 건조 기준 % | 성분 | 건조 기준 % |
| Fe | 67.42 | 최종 분석 | SiO₂ | 7.26 | |
| SiO₂ | 2.15 | C | 65.40 | Al₂O₃ | 1.64 |
| Ni | 0.03 | H | 4.80 | Fe₂O₃ | 4.57 |
| TiO₂ | 1.02 | N | 0.60 | CaO(CaCO₃) | 46.70 |
| V | 0.37 | S | 1.50 | MgO(MgCO₃) | 0.44 |
| MgO | 2.25 | O | 24.20 | Na(Na₂CO₃) | 0.10 |
| Al | 0.27 | 광물 및 무기물 | K₂O(K₂CO₃) | 0.17 | |
| CaO | 0.80 | SiO₂ | 0.23 | MnO | 0.02 |
| Mn | 0.09 | Al₂O₃ | 0.40 | TiO₂ | 0.08 |
| Cu | 0.004 | K₂O(K₂CO₃) | 0.034 | LOI | 39.00 |
| P | 0.011 | TiO₂ | 0.002 | ||
| S | 0.057 | FeS₂ | 0.42 | ||
| Fe(F₂O₃) | 0.06 | ||||
| Ca(CaCO₃) | 1.30 | ||||
| Mg(MgCO₃) | 0.77 | ||||
| Na(Na₂CO₃) | 0.22 | ||||
| Cl | 0.13 | ||||
맷모어 공정, 맷모어 레토르트, 맷모어 제품은 그림 1에.
그림 1 맷모어 제철 공정
Environmental Clean Technologies Limited는 NLC India Limited(NLC), NMDC Limited(NMDC)와 공정 개발 진행 계약 체결. 2018년 5월 체결한 마스터 프로젝트 협약(MPA) 기준: (i) 인도 파트너가 프로젝트 자금 100% 부담(약 3,500만 호주 달러), (ii) R&D 단계 완료 시 특수목적법인(SPV) 설립, 소유권 ECT 49%, NLC 25.5%, NMDC 25.5%, (iii) 호주 제외 글로벌 라이선스 권리 SPV 부여, (iv) 향후 로열티 SPV 소유권 비율 따라 파트너 분배.
MPA는 ECT가 인도 타밀나두 주에 세계 최초 호주 설계 콜드라이 및 맷모어 플랜트 설립 승인. 갈탄 용도 발전용에서 제철 생산 포함 다변화, 현저히 낮은 CO₂ 배출로 저비용 강철 생산.
3,500만 호주 달러 R&D 단계 시작으로, 프로젝트는 ECT 맷모어 및 콜드라이 기술 스케일업해 통합 콜드라이 데모 및 맷모어 파일럿 플랜트 구축 목표(금속 생산량 약 2톤/시간 용량 기술적/경제적 타당성 검증). 현재 플랜트 기본 설계 완료. 플랜트 레이아웃 그림 2에.
그림 2 맷모어 플랜트 레이아웃 조감도
제조공정
PERED 직접환원철 생산 기술 PERED 기술은 페르시안 리덕션(Persian Reduction) 기술로도 알려져 있습니다. 2007년 마인즈 앤 메탈스 엔지니어링 GmbH가 발명 및 특허를 취득한 직접환원 기술입니다. PERED 직접환원 공정은 펠릿이나 덩어리광 형태의 철산화물을 고체상태에서 환원가스 도움을 받아 용융 없이 고금속화 제품으로 전환해 제강용으로 적합하게 만듭니다. 이 기술은 직접환원철(DRI) 생산을 위한 직접환원 공정을 개선합니다. 이 공정은 가스 기반 직접환원 공정으로, 직접환원 공정의 다양한 영역에서 경험을
백 번 듣는 것보다 한 번 보는 게 낫고, 경험이 최고입니다. 설계 과정에서 프로토타이핑을 건너뛰면 시간을 아낄 수 있을 것 같지만, 실제 개발 과정에서 더 많은 시간을 낭비하게 됩니다. 바지를 사기 전 입어보고, 자동차를 사기 전 시승해보듯, 개발 단계 전에 프로토타입 부품으로 설계를 테스트하는 것이 합리적입니다. 프로토타입 부품을 위한 CNC 가공 프로토타입을 어떻게 만들지, 어떤 공정을 쓸지에 정답은 없습니다. 여기서는 신속 프로토타이핑 분야에서 프로토타입 가공에 주로 쓰이는 공정인 CNC 가공을 설명합니다. 이는 3D 프린
