문서 보기문서 편집수정 내역 파이넥스 공법 (덤프버전으로 되돌리기) [목차] == 개요 == 파이넥스 공법. 파이넥스 공정이라고도 한다. [[대한민국|한국]]의 [[포스코]]에서 [[오스트리아]]의 푀스트알피네(Voestalpine) 사와 협력하여 개발해낸 제철공법이다. == 상세 == 기존의 [[용광로]]를 사용하는 제철공법, 즉 코렉스 공법에는 한국에서는 나지 않는 유연탄을 원료로 만드는 [[코크스]]를 필요로 하며, 그 구조적 문제 때문에 분광, 즉 가루 형태의 [[철광석]]을 사용하지 못하는 문제점이 있었다. 더불어 역청탄을 코크스로 만드는데 추가적인 시설을 필요로 하며, 이 과정에서 많은 유해물질과 [[이산화탄소]]를 발생시키는 문제 또한 존재했다. 유럽 등지에서는 아직도 유연탄과 괴형태의 철광석이 충분히 생산되고 있지만, 이마저도 한계에 달하고 있어서 대안이 시급했다. 그 대안 중 하나로 제시된 것이 파이넥스 공법이다. == 구조와 원리 == 일단, 파이넥스 공법에서 핵심시설은 철광석에서 산소를 떼어내는 다단식의 '유동환원로', 여기서 만들어진 환원철을 석탄을 태워 녹이는 '용융가스화로'[* melter-gasifier. 환원철의 용융뿐만 아니라 석탄의 가스화까지 담당한다.]가 있으며 대략적 과정은 다음과 같다. 분광은 유동환원로에 투입되고 석탄은 용융로에 투입된다. 용융로에서 석탄을 태워 발생하는 환원력이 강력한 [[일산화탄소]], [[수소]] 가스들을 유동환원로에 통과시키면 가루 상태의 직접환원철(DRI; Direct Reduced Iron)이 생성된다. 환원철은 가루 상태이고 환원성 가스들이 분사되고 있기 때문에 액체와 같은 유동성이 있으므로 이송이 용이하다. 가루 상태의 환원철은 열간 상태에서 압축기(compactor)에 의해 압축되어 덩어리 상태의 환원철(HBI; Hot Briquetted Iron)로 만들어진다. 이 덩어리 상태의 환원철이 성형탄과 함께 용융로에 투입되며, 용융로에서는 순산소를 넣어서 성형탄을 태워서 발생하는 열로 환원철을 녹여 쇳물을 생산함과 동시에 전술한 바와 같이 유동환원로에 사용될 환원성 가스를 생산한다. 한다. 이상의 과정에서 알 수 있듯이, 파이넥스 공법은 실질적으로는 기존에 직접환원철(DRI)을 생산하는 데 사용되던 FINMET 공정의 다단 유동환원로와, 기존에 지멘스 VAI에서 개발한 용광로 노형인 코렉스(COREX[* 고로의 대안공정으로 지멘스 VAI가 개발한 노형으로, 포스코 포항제철소에도 시험용 플랜트 1기가 건설된 적이 있으나 문제점에 비해 장점이 크지 않아 실용화에는 이르지 못했다. 구 한보철강도 혁신적인 친환경 공정이라며 코렉스 설비를 당진제철소에 도입했으나 [[한보 사태]]로 조업에 이르지 못했고, 해당 설비는 결국 철거되었다.])의 용융가스화로(melter-gasifier)를 결합한 것이다.[* 참고: https://doi.org/10.1016/B978-0-08-096988-6.00037-7 "Treatise on Process Metallurgy" p.1691] 이는 이름(FINmet + corEX)에서도 유추된다. 이미 [[대한민국|한국]]에는 파이넥스 공법으로 만들어진 제철공장이 2기 돌아가고 있으며 추가적인 도입을 고려하고 있다. 더불어 한국과 비슷한 문제를 겪고 있는 [[베트남]]에서 도입을 시도하고 있으며, [[중국]]에서도 도입을 고려하고 있다. == 장점 == 파이넥스는 [[용광로]]에서 '용융' 작업과 함께 처리하던 '환원'작업을 '유동환원로'로 따로 떼어 낸데다, 가루 상태로 환원된 철을 중간에 한번 덩어리(HBI)로 성형하는 과정을 거치기 때문에 일반 철광석보다 20% 이상 가격이 저렴한 분광을 사용가능하고, 용융로는 철을 녹이는 기능을 주로 하기 때문에 장입물을 높이 쌓을 필요가 없어 강도가 높은 [[코크스]] 대신 저렴한 일반탄도 사용가능하다는 장점이 있고, 유해물질이 많이 발생하는 유연탄을 쪄내 코크스로 만드는 공정을 거치지 않기 때문에 기존 공법에 비해 환경오염이 적으며 코크스 제조 시설을 지을 필요가 없어서 초기 자본도 더 적게 들어 경제성이 높다. 또한 파이넥스 제철법은 고로 제철법에서 코크스 소성과정에서 발생하던 에너지 소비 및 탄소 배출을 줄일 수 있어서, "탄소에 의한 철의 환원과 용융"이라는 공통된 작동원리를 가짐에도 불구하고 고로에 비해 탄소배출량이 적다. 파이넥스는 유동환원로를 통해 직접환원철을 얻을 수 있으므로, 유동환원로에 들어가는 환원성 기체를 블루수소나 그린수소로 대체하고, 용융가스화로를 전기로로 대체하면 탄소를 배출하지 않는 제철법으로 개조 가능하다. [[포스코]]는 이 기술을 Hyrex라고 이름 붙여 연구하고 있으며 차세대 친환경 제철법으로 홍보하고 있다. == 단점 == 파이넥스 공법에도 여전히 여러가지 단점이 존재한다. 우선 기존의 용광로에 비해 파이넥스 공법으로 뽑아낸 쇳물에는 불순물이 더 많아 품질이 떨어진다. 한편 성형탄은 그 특성상 [[코크스]]에 비해 강도가 약해서 조업 변동의 폭이 [[용광로]] 방식보다 크다. 따라서, 현 장점을 유지하면서 조업 변동을 줄이고 불순물을 저감하는 것이 남은 과제이다. [각주] [[분류:기술]]캡챠되돌리기