열간압연공정 가열로 배열회수를 통한 Steam 생산사업 경제성 평가

Abstract

일관제철공정은 고온가열과 냉각과정의 지속적인 반복으로 인해 에너지 소모가 크다. 따라서 제철공정 내에서 에너지 사용 효율 증대는 기업활동에 있어 매우 중요한 요소이다. 최근 脫원전, 脫석탄을 표방하는 정부 에너지 정책에 힘입어 전력요금 인상 Risk가 지속 증가하고, CO2 배출권거래제 등 국가 주도 감축 강화로 철강산업에 부담이 가중되고 있다. 또한 황산화물, 질소산화물 배출 규제 등 2차적인 환경문제도 크게 이슈되고 있다. 이러한 산업환경 속에서 에너지 사용 효율 증대는 일관제철산업의 큰 과제임에 틀림없다.

일관제철 공정에서 배열되는 에너지 중, 16% 정도는 회수되어 재활용 되고 있다. 고온공정에서 발생하는 배열은 설비투자를 통해 회수율이 높으나 Slag, 노체방산열 등 중저온 배열에너지는 기술적으로 회수하는데 한계가 있고 기술적으로 가능하더라도 경제적 관점에서 가치가 낮아 회수하는데 어려움이 상존한다. 고온배열회수 기술은 대부분 설비투자를 통해 실현 중이고 일부 성능과 효율을 향상시키는 과제만 남아있다. 반면 중온영역의 배열은 현재 시점에서 추가적인 회수 기회가 있다. 대표적인 것이 열간압연 가열로 공정에서 발생하는 배열을 추가 회수하는 것이다. 향후 일부 기술적 문제를 극복하면 가열로를 포함한 중온영역의 배열회수 확대가 가능할 것으로 전망된다. 본 연구의 목적은 열간압연 가열로 공정에서 배출되는 배가스의 배열을 Steam으로 회수하여 에너지 구입 비용을 절감하는 사업에 대한 경제적 가치를 평가하는 것이다. 이 연구는 배열회수 확대를 촉진하기 위한 사례연구를 통해 의사 결정에 필요한 Tool을 제공할 것이다. 이 연구에는 열연 가열로 공정 분석, 배열회수 프로세스 분석, Steam Balance 검토, 배가스를 활용한 Steam 생산량 계산, Steam의 수전대체 가치, 사업 타당성 검토 및 의사결정에 필요한 참조 자료 등이 포함된다.

또한 기존 설비 대비 개선된 설비구성방안을 토대로 설비 투자비용을 산정하고, 관련 추가 비용 및 이익 효과를 산출하여 경제적 타당성을 평가하며, 사업 민감도를 분석한다.

The integrated steelmaking process consumes a lot of energy due to the constant repetition of high temperature heating and cooling processes. Therefore, increasing energy use efficiency in the steelmaking process is a very important factor in corporate activities. Recently, the government's energy policies, including nuclear power plants and coal, have continued to increase the risk of electricity rate hikes, and the steel industry has been burdened by strengthened national reductions such as CO2 emission trading. In addition, secondary environmental issues such as sulfur oxide and nitrogen oxide emission regulations are also a major issue. In this industrial environment, increasing energy use efficiency must be a big task for the integrated steel industry.

About 16% of the energy arranged in the integrated steelmaking process is recovered and recycled. Heat recovery from high temperature process is high through facility investment, but low and low temperature heat energy such as slag and heat dissipation heat is limited in terms of technical recovery. Most high-temperature array recovery technologies are being realized through facility investment, and only some of the tasks to improve performance and efficiency remain. On the other hand, the arrangement of the mesophilic zones provides additional recovery opportunities at this point. Typical is the additional recovery of the heat generated in the process by hot rolling. If some technical problems are overcome in the future, it is expected that the recovery of heat recovery in the middle temperature zone including the heating furnace will be possible.

The purpose of this study is to evaluate the economic value of a project to reduce the energy purchase cost by recovering the exhaust gas exhaust from the hot rolling furnace process to steam. This study will provide the tools necessary for decision making through case studies to promote increased array recovery. This research includes hot-rolling furnace process analysis, heat recovery process analysis, steam balance review, steam production calculation using flue gas, steam substitute value, business feasibility review and reference materials for decision making.

In addition, the cost of facility investment is calculated based on the improved facility composition compared to the existing facility, and the related economic costs and profit effects are calculated, and the business sensitivity is analyzed.