KR0146800B1 - 토페도의 내부 응고용선 용해방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강설비의 하나인 토페도(torpedo)의 내부에 응고되어 있는 용선을 효율적으로 용해할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적달성읠 위해 본 발명은 토페도내에 응고되어 있는 용선을 폐목, 코크스의 투입과 산소취입으로 발화시킨 후 발열재를 투입하여 용선을 승온시킨 다음, 질소가스에 의해 슬래그를 배제시키고, 이러한 과정을 반복실시한 후에 용해된 용선을 출선시키는 토페도의 내부 응고용선 용해방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

토페도의 내부 응고용선 용해방법

제1도는 통상적인 토페도의 내부단면도.

제2도는 토페도의 내부에 부착된 지금을 제거하는 종래의 방법을 나타내는 모식도.

제3도는 토페도의 내부에 완전 응고된 용선의 모습을 나타내는 모식도.

제4도는 토페도의 내부에 완전 응고된 용선을 본 본발명에 의해 용해하는 모습을 나타내는 모식도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 토페도(torpedo) 2 : 내화물

3 : 철피 4 : 개구부

5,5a : 용선 6 : 슬래그

7,7a : 랜스 8 : 지금

9 : 폐목 10 : 코크스

본 발명은 제강설비의 하나인 토페도(torpedo)의 내부에 응고되어 있는 용선을 효율적으로용해시키는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로조업에서 얻어지는 용선은 개방형 레이들(open ladle) 또는 토페도(torpedo)와 같은 용기에 수선되어 제강공정을 위해 장입레이들에 출선된다. 현재 제강공정에서 용선을 이송하는 경우 토페도가 개방형 레이들보다도 이송도중 용선의 열손실을 방지하는데 보다 효과적이기 때문에 토페도가 주로 이용되고 있다. 제강공정에서 보편적으로 사용되는 토페도의 구조를 살펴보면 제1도와 같다. 제1도에 도시된 바와 같이, 통상의 토페도(1)는 용선의 고열에 견딜 수 있는 내화물(2)과 그 외측골격을 이루는 철피(3)로 구성되어 있으며, 상측 중앙부에는 용선을 수선 또는 출선할 수 있는 개구부(4)가 형성되어 있다. 이와 같은 토페도(1)의 내부에는 고로로부터 상기 개구부(4)를 통해 용선(5)이 수선되게 되며, 용선(5)의 상측에는 부유된 슬래그(6)가 약 300-500㎜ 정도로 층을 이루고 있다 토페도(1)내의 용선(5)은 이송도중 개구부(4)측으로부터 침지된 랜스(7)를 통해 취입되는 CaC₂및 질소가스에 의해 탈류가 이루어진 후 장입 레이들(도시되어 있지 않음)로 출선된다. 이 출선과정에서 일부 용선이 내화물(2)의 상부 좌우측에 잔류되고 시간이 지남에 따라 응고되어 지금(8)을 형성하게 되는데, 이러한 과정을 반복하다 보면 부착된 지금(8)의 두께는 점점 더 두꺼운 층을 이루게 되어 고로 출선작업의 불안정, 탈류처리 효율저하, 및 제강용선 수급의 비효율화등 많은 문제점을 초래하게 된다.

결국, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 토페도의 내부 지금을 제거할 필요가 있는데, 종래에는 단지 폐목, 코크스와 더불어 산소를 취입하면서 토페도의 내부 지금을 제거하는 방법을 이용하였다. 이를 제2도를 통해 설명하면 다음과 같다.

즉, 제2도에 도시된 바와 같이, 종래에는 토페도(1)의 내부에 부착되어 있는 지금(8)을 제거하기 위하여 먼저 토페도(1)의 내부에 폐목(9)을 개구부(4)를 통하여 투입하여 용선(5)의 열에 의해 상기 폐목(9)을 점화시켜 발화시킨 다음 코크스(10)의 투입과 동시에 랜스(7)를 통해 산소를 취입하면서 승온시킨 후 지금(8)이 용해될 때까지 코크스(10)를 추가 투입함과 더불어 산소를 취입하는 방법을 주로 이용하였다. 그러나, 상기와 같은 방법은 토페도(1)내의 지금(8)의 두께가 얇은 경우에는 어느 정도 효과가 있지만, 코크스 자체의 발열량이 그다지 크지 않기 때문에 제거 작업시간이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 용선(5)의 온도하락으로 인하여 토페도(1)의 용선자체가 재응고되어 출선이 곤란한 경우가 빈번히 발생되고 있다.

더욱이 토페도(1)의 경동이 불가하여 용선(5)이 토페도(1)의 내부에서 응고되는 경우 토페도(1)를 폐각처리해야 하는 심각한 문제를 안고 있다. 특히 고로로부터 수선된 토페도의 용선은 설비 고장등과 같은 이상대기 발생으로 인하여 장시간 대기하게 되는 경우 제3도와 같이 용선의 온도저하로 토페도(1) 내부에서 그대로 완전응고될 수밖에 없고, 결국 이 응고된 용선(5a)을 효율적으로 용해하지 못하면 토페도 자체를 폐각할 수밖에 없다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 토페도의 내부에 부착된 지금뿐만 아니라 이상 발생으로 인하여 장시간 대기된 토페도의 내부에 완전 응고된 용선을 효율적으로 용해할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 고로로부터 수선되어 그 일부 또는 전부가 완전 응고된 용선이 존재하는 토페도의 내부에 폐목을 투입하고, 상기 폐목이 점화되면 코크스를 투입하고, 랜스를 통해 산소를 취입하는 단계; 상기 산소 취입과 함께 알루미늄 합금 및 실리콘 합금을 투입하는 응고된 용선을 일부 용해시키는 단계; 상기 산소 취입대신 질소가스를 취입하여 용해된 용선의 상부에 있는 슬래그를 포밍(forming)시켜 토페도의 개구부로 슬래그를 배재시키는 단계; 및 슬래그가 배재된 용선이 완전히 용해될 때까지 상기와 같은 용선의 용해단계와 슬래그의 배재단계를 반복실시한 후 용선을 출선시키는 단계를 포함하여 구성되는 토페도의 내부응고 용선용해방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 기초로 하여 상세히 설명한다.

고로로 출선되어 토페도에 수선된 용선이, 제1도에 도시된 바와 같이, 토페도(1)의 상측에 부착되고 응고되어 지금(8)을 형성하거나 약 300-500㎜정도의 슬래그(6)층이 응고되어 있는 경우에는 제2도에 도시된 종래의 방법과 같이 토페도(1)의 내부에 폐목(9), 코크스(10)의 투입과 함께 산소취입을 통해서 간단히 용해되어 제거될 수 있다.

그러나, 장시간의 정체에 의해 제3도와 같이 토페도(1)의 내부에 존재하고 있던 용선(5a)이 완전 응고되는 경우에는 상기한 방법으로는 곤란하며 설사 완전 응고된 용선(5a)이 용해되더라도 출선시에 다시 재응고가 일어나게 된다.

그러므로 본 발명에서는 종래의 방법에 의해 폐목, 코크스 및 산소취입을 통해 어느 정도 용선(5a)을 용해한 후에 제4도(a)에 도시된 바와 같이, 발열재(11)를 투입하여 랜스(7)로부터 취입되는 산소로 토페도(1)의 내부 온도를 승온시킨다. 즉, 본 발명에서는 코크스(10)보다도 발열량이 큰 발열재(11), 예를 들면, 알루미늄 합금 및 실리콘 합금등을 투입하여 이들의 발열반응을 통해 높은 발열량을 부여하므로서 용선(5a)을 더욱 용해시키는 것이 바람직하다.

이들 발열재(11)와 랜스(7)를 통해 취입되는 산소와의 반응은

2Al + 3/2 O₂→ Al₂O₃+ △Q

Si + O₂→ SiO₂+ △Q

와 같이 일어나게 되며, 발열량(△Q)에 의해 용선(5a)이 승온되면서 용해가 더욱 진행된다. 이때, 용선상부에 부유된 슬래그(6)층은 용선에 비하여 응고속도가 빠르기 때문에 용선을 출선하는 동안 재응고가 일어나므로 이 슬래그(6)를 제거할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명에서는 상기한 산소취입을 위한 랜스(7) 대신 제4도(b)에 도시된 바와 같이, 또다른 랜스(7a)를 사용하여 질소가스를 취입하면서 슬래그(6)를 포밍(forming)시켜 토페도(1)의 개구부(4)를 통해 슬래그(6)를 배재(deslag)시키면 슬래그의 재응고를 방지할 수 있다.

본 발명자들의 실험결과에 의하면 보통 토페도의 내부용선중 1/3 정도가 응고된 경우에는 상기한 발열재 투입에 의해 용해 및 슬래그 배재단계에 의해서 용선이 완전히 용해될 수 있지만 용선이 1/3 이상 응고되거나 전부 응고되어 있는 경우에는 상기한 용해단계 및 슬래그 배재단계를 여러회 반복해야만 응고된 용선이 완전 용해될 수 있다. 즉, 제4도 (c)와 같이 토페도(1)의 저면부에 응고된 용선(5a)이 남아있는 경우에는 재차 랜스(7)를 통한 산소취입과 함께 발열재(11)를 투입하면서 응고된 용선(5a)을 완전 용해한다.

이와같은 과정을 통해 완전 용해된 토페도의 내부 용선은 통상적인 제선 예비처리(탈류공정)을 거친 다음, 다음 공정을 위해 장입레이들에 출선하게 되므로서 토페도의 폐각을 방지할 수 있고 또한 용선의 손실도 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

약 280톤의 용선이 응고되어 있는 300톤급 토페도의 내부에 폐목을 투입하여 점화시킨 다음, 코크스를 투입함과 동시에 산소를 취입하였다.

이후 알루미늄을 약 500kg, 페실로실리콘(Fe-Si)를 약 100-200kg 투입하고, 산소압력을 10kg/㎠, 산소유량을 약 12N㎡/분으로 하여 용선을 용해하기 시작하였다.

약 1/2정도의 용선이 응고된 후에는 산소취입대신 질소가스를 약 4N㎥/분으로 취입하여 슬래그를 포밍시키면서 토페도의 개구부를 통해 슬래그를 오버플로우(over flow)시켜 배재시켰다. 그 다음 토페도의 내부 용선이 완전히 용해될 때까지 상기와 같이 알루미늄 투입에 의한 용해 및 슬래그의 배재를 2회 반복실시하고 용해된 용선을 탈류시킨 다음 출선하였는데, 이때 소요된 시간은 약 3시간 정도였다.

상기한 실시예를 통해서 알 수 있듯이, 설비고장등과 같은 이상현상등으로 인해 토페도의 내부 용선이 응고되는 경우 본 발명에 의하면 응고용선의 완전용해가 가능하여 용선의 손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 종래에는 그대로 방치되었던 토페도의 폐각도 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 고로로부터 수선되어 그 일부 또는 전부가 완전 응고된 용선이 존재하는 토페도의 내부에 폐목을 투입하과, 상기 폐목이 점화되면 코크스를 투입하고, 랜스를 통해 산소를 취입하는 단계; 상기 산소취입과 함께 알루미늄 합금 및 실리콘 합금을 투입하여 응고된 용선을 일부 용해시키는 단계; 상기 산소 취입 대신 질소가스를 취입하여 용해된 용선의 상부에 있는 슬래그를 포밍(forming)시켜 토페도의 개구부로 슬래그를 배재시키는 단계; 및 슬래그가 배재된 용선이 완전히 용해될 때까지 상기와 같은 용선의 용해단계와 슬래그의 배재단계를 반복실시한 후, 용선을 출선시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 토페도의 내부응고 용선 용해방법.