KR100270118B1 - 조강 생산량 증대방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조강생산량 증대방법에 관한 것이며; 그 목적은 전로조업 변경을 통한 전로 용강량을 증대하는 방법을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 랜스를 통해 산소를 취입하는 전로 취련정련공정을 포함한 제강조업방법에 있어서, 상기 전류 취련이 초기에서 부터 20-60% 되는 시점에서 철광석 대신 열간철브라키트를 전로상에 투입하는 조강 생산량 증대방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

조강생산량 증대방법

본 발명은 전로 조업 변경을 통한 조강(造鋼)생산량의 증대방법에 관한 것이다.

통상 제강공정은 고로에서 나온 용선을 전로에 고철과 함께 장입후 순수산소 (99.999%)를 용선탕면에 취입하여 용선중 [C], [Si]를 제거하는 공정으로 탈류제, 탈린제를 용선중에 취입하여 용선준 [P], [S]를 낮추는 공정이다.

또한, 전로취련공정은 상기와 같은 용선예비처리가 완료된 용선과 고철을 전로에 장입하여 순수산소(99.999%)를 전로상부에서 취입하면서 전로하부를 통해서 불활성 가스(아르곤, 질소) 취입하면서 용선중의 [C], [Si], [Mn]을 강의 기계적 성질에 맞게 정련하는 공정을 의미한다.

그리고, 2차 정련공정은 전로에서 정련된 용강을 감압정련, 버블링 (Buubblng), PI(Powder Injection)을 통하여 성분 미세조정 및 용강의 청정성을 확보하기 위한 공정을 말한다.

이후, 2차 정련을 거친 용강은 연속주조 설비에 의해서 반제품인 슬라브 (Slab)를 만들어 열연공장 및 냉연공장을 거쳐 최종제품으로 제조된다.

상기 제강공정중 전로에서의 취련작업 흐름을 구체적으로 살펴보면, 제1도에서와 같이, 먼저 고철을 35-45Ton 을 고철장입장치(1)를 통해 장입후 용선을 장입레이들(2)을 이용하여 235-245톤 장입한다. 장입이 완료되면 산소랜스(3)를 통하여 전로(4)에 산소를 취입하면서 부원료 호퍼를 통해 생석회(CaO), 경소백운석(Burnt-Dolomite), 백운석(Dolomite)를 투입하여 용선중 [Si], [C], [Mn], [P], [S]를 산화시켜 발생된 가스는 회수하고 산화성 개재물은 슬래그에 포집하여 정련한다.

전로내 주요화학 반응은 아래와 같다.

이와 같이 정련시 발생된 가스는 배출되고, 불순물들을 슬래그중에 포집된다.

취련이 완료된 용강은 전로를 경동하여 수강래들(6)에 출강하게 되며, 때로는 전로의 취련초기(20-60%)에 냉각제로서 철광석(약 56-57% Fe 함유)을 투입하게 된다.

표 1에는 이러한 종래방법에 전로 취련전후의 용강조성 및 용강량 변화를 나타내었다.

상기와 같은 정련과정을 거쳐 출강되는 1회 출강량은 대략 275±2 톤 정도로 장입량 290톤 기준시 실수율은 94.8% 정도가 된다. 다시 말하면 취련과정에서 산화되어 가스로 배출되거나 슬래그로 포집되는 양은 15-17톤 정도가 되는데, 이러한 가모분을 보존하기 위해서는 고철량 및 용선량을 증대하여야 가능한 문제가 있다.

그러나, 제철산업은 장치산업이기 때문에 생산량은 설비도입시 설비의 공칭능력에 의해서 좌우되며 이러한 특성 때문에 생산량을 향상시키기 위해서는 설비의 개조 및 투자에 의해서만이 생산성을 향상시킬 수 있다는 결론에 이른다. 그렇지만 설비의 완전개조나 부분개조는 또다른 투자를 야기하므로 상기와 같은 취련중 노내반응의 특성을 이용한 생산성 증대를 도모함이 바람직하다고 할 수 있다.

이에 본 발명은 전로 취련중 산화반응에 의해 배출되는 가스 또는 슬래그로 포집되는 양을 확보하고, 냉각제로 사용되는 철광석 대신 열간 철브라키트(hot briqutte iron)을 사용하므로써, 설비의 개조나 증설없이도 취련중 슬래그와 전로내용적의 변화특성을 이용, 종래 설비의 활용성을 극대화하여 제강 공정의 안정된 용강량을 증대하는 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

제1도는 일반적인 전로 정련과정을 설명하는 모식도.

제2도는 본 발명에 부합되는 열간철브라키트의 일례를 나타내는 모식도.

제3도는 일반 전로 취련과정시 취련시간에 따른 각 성분의 거동 변화를 나타내는 그래프.

제4도는 일반 전로 취련과정에서 탈탄과 슬래그의 거동관계를 나타내는 그래프.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 랜스를 통해 산소를 취입하는 전로취련정련공정을 포함한 제강조업방법에 있어서, 상기 전로취련이 초기에서 부터 20-60% 되는 시점에서 철광석 대신 열간철 브라키트를 전로상에 투입하는 조강생산량 증대방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명에 의한 방법은 기존의 전로 취련공정과 동일한 공정으로 이루어지며, 냉각제로 투입되는 철광석을 대신하여 열간철브라키트를 사용함에 특징이 있다. 열간철브라키트는 직접환원제철법으로 철광석을 고체상태에서 환원가스를 이용하여 분말상태의 철원을 제조하여 이를 열간에서 단광처리한 것으로, HBI(Hot Briquetted Iron)라고도 한다.

본 발명에서 부합되는 열간철브라키트(HBI)로는 철함량이 85-95%이고, 나머지는 0.04% 이하의 P : 0.015% 이하의 S 등 불순물이 포함된 것을 예로 들 수 있다. 열간철브라키트(HBI)는 전로노상 호퍼를 통하여 전로내 투입될 수 있다. 상기 열간철브라키트(HBI)는 겉보기 비중이 약 2.5 정도이고 고철과 냉각계수가 동일한 것이 바람직하다. 제2도에는 본 발명에 부합되는 열간철브라키트(HBI)의 일례(높이 440mm ×길이 120mm ×넓이 60mm)를 보이고 있다.

한편, 상기 열간철브라키트(HBI)를 전로에 투입하는 시점은 전로취련 60% 시점 이전에 투입함이 바람직한데, 이를 도면을 통해 설명한다.

제3도는 기존의 전로 취련공정에 있어 취련시간 동안의 각 성분 거동을 보이고 있는 그래프로서, 제3도에서도 알 수 있듯이 산화반응은 [Si] →[C] →[Mn] →[P] →[S] 순으로 일어남을 알 수 있다. 또한, 제4도는 이같은 취련중 탈탄거동에 따른 슬래그 거동을 보이고 있는데, 제4도에서와 같이 탈탄이 가장 왕성한 시점인 취련 25-50% 구간에서 슬래그 활동이 가장 왕성하게 일어나며 탈탄이 정체되는 취련 말기에 슬래그 활동이 안정화되는 것을 알 수 있다.

이러한 취련 야금학적 특성을 고려하여 본 발명에서는 슬래그 활동성이 가장 활발한 시점에 투입함으로써 완충역할을 할 뿐만 아니라 취련 80% 시점에서는 Dynamic(온도 및 강중 [C]측정) 시점의 정보를 이용하여 전로 취련 완료시 목표온도 및 강중 종점산소[O]를 안정적으로 확보하기 위해서 취련 60% 이전에 열간철브라키트(HBI)를 투입하는 것이다.

보다 바람직하게는 전로 취련이 초기에서 부터 20-60% 되는 시점에서 철광석 대신 열간철브라키트(HBI)를 투입하는 것이다. 이는 취련초기에서부터 20%되는 시점에서 슬래그재화가 되는 것을 고려한 것이며, 또한, 20%되는 시점에서 C의 반응이 본격화 되면서 효과적인 냉각이 요구되는 시점이기 때문이다.

이와 같이, 본 발명은 취련중 발생하는 야금학적 특성을 이용하여 전로노상으로 열간철브라키트(HBI)를 투입하여 정련과정에서 발생되는 손실분을 없애고 안정된 용강량을 확보하는 것이다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 2와 같은 양으로 전로 정련을 실시하여 용강을 출강하였다. 이때 사용된 용선의 성분조성 및 정련된 용강의 성분조성은 하기표 3과 같았다. 본 발명의 경우 열간철브라키트(HBI)를 전로취련 초기부터 50% 구간에서 약 5톤 정도 투입하였으며, 기존 방법에서는 투입하지 않았다.

상기 표 2,3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 열간철브라키트(HBI)를 약투입하여 정련처리하는 경우는 용강의 성분조성이 종래와 동일하면서도 최종 출강량이 1회 출강시 약 5톤 정도가 증대됨을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명방법에 의하면 설비투자나 개조 없이도 년간 10만-16만톤의 조강 생산량 증대가 가능하다는 것을 의미한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 기존 설비의 증설이나 개조없이 종래의 정련방법을 그대로 이용하면서도 즉시 정련조업에 적용이 가능할 뿐만 아니라 안정적인 생산량 증대가 가능한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 랜스를 통해 산소를 취입하는 전로취련정련공정을 포함한 제강조업방법에 있어서, 상기 전로취련이 초기에서 부터 20-60% 되는 시점에서 철광석 대신 열간철브라키트(HBI)를 용강톤당 18kg이하로 전로상에 투입함을 특징으로 하는 조강 생산량 증대방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 열간철브라키트(HBI)는 철함량이 85-95%임을 특징으로 하는 조강생산량 증대방법.