KR100325099B1 - 전로공취시슬래그및노구지금제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로 공취시 슬래그(Slag) 및 노구지금 제거방법에 관한 것으로, 조업중 O₂취입으로 인한 산화분위기가 형성되어 슬래그와 노내 내부 연와간의 반응이 발생하여 내부 연와 표면의 변질대가 형성되어 내부 연와의 수명이 단축되는 현상이 일어나기 때문에 내부 연와 표면의 변질대 형성을 억제할 수 있는 슬래그 및 노구지금의 제거방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 내부 연와 표면의 변질대 형성 억제방법은 ㉮ 전량배재 → Cokes 투입 → 공취 → 장입의 방법으로 공취시 형성되는 액상의 산화지금을 환원시켜 철산화물을 주로 FeO형태로 만들어 Slag내에 고융점의 Calcium-Silicate를 형성하여 변질대 형성을 억제하는 방법이고, ㉯ 부분배재 → 부원료 + Cokes 투입 → 공취 → 장입의 방법은 상기 ㉮항의 장점과 공취시 하부 슬래그의 벽체 코팅이 가능하여 변질대 형성을 억제하는 방법이다.

Description

전로 공취시 슬래그 및 노구지금 제거 방법

본 발명은 전로 공취시 슬래그 및 노구지금 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전량배재 → Cokes 투입 → 공취 → 장입 공정과, 부분배재 → 부원료 + Cokes 투입 → 공취 → 장입의 방법으로 전로 내부연와의 변질대 형성을 억제할 수 있는 전로 공취시 슬래그 및 노구지금 제거 방법에 관한 것이다. 작업자에 따라 조금씩 다르지만 기존의 전로공취시 조업방법은 크게 다음과 같은 3가지 형태로 실시되고 있다.

첫째, 부분 배재 → 공취 → 배재 → 장입의 전로공취시 조업방법은 연와 표면과 산소의 직접 접촉 및 공취시 발생된 산화철에 의한 연와의 직접 침식 등의 문제점을 안고 있고,

둘째, 부분 배재 → 공취 → 부원료 투입 → Coating → 장입의 경우는 코팅이 가능하다는 장점이외에 상기항의 단점을 모두 가지고 있으며,

셋째, 부분 배재 → 부원료 투입 → Coating 실시(미실시) → 공취 → 장입의 경우는 2의 경우처럼 코팅이 가능하다는 장점이 있는 반면 1의 단점이외에도 전로 하부 슬래그중 다량의 액상 생성으로 인한 침식이 발생하는 문제점을 가지고 있다.

즉, 기존의 방식으로 공취조업을 할 경우에는 공취시 취입하는 O₂가 노구지금, 노내 부착응고 슬래그 등과의 산화반응을 통하여 방출하는 산화열을 이용하여 노구지금, 노내 부착응고 슬래그를 제거하기 때문에 전로 내부에는 산화분위기가 형성되며 이런 산화분위기하에서는 슬래그중의 철산화물은 Fe₂O₃형태가 주를 이루게 된다.

이런 Fe₂O₃와 같은 철산화물이 많을 경우에는 슬래그중에 비교적 저융점인 Calcium-ferrite화합물이 다량으로 형성된다.

이렇게 저융점 화합물인 Calcium-ferrite가 다량 함유된 슬래그의 경우는 전로 내부 연와에 침투가 용이하게되어 내부연와와 슬래그간의 반응이 일어나 내부연와에 변질층을 형성하게 된다. 변질된 내부 연와는 취약한 성질을 가지게되어 내부연와의 수명을 감소시키게 되기 때문에 결국 노체수명을 단축시키게되는 요인이 된다.

본 발명은 전량배재 → Cokes 투입 → 공취 → 장입의 방법으로 공취시 형성되는 액상의 산화지금을 환원시켜 철산화물을 주로 FeO형태로 만들어 Slag내에 고융점의 Calcium-Silicate를 형성하여 변질대 형성을 억제할 수 있는 방법과 부분배재 → 부원료 + Cokes 투입 → 공취 → 장입의 방법으로 상기 방법의 장점과 동시에 공취시 하부 슬래그의 벽체 코팅이 가능하여 변질대 형성을 억제할 수 있는 전로 공취시 슬래그 및 노구지금을 제거하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 전로공취시의 조건에 따른 내부 연와의 변질층 두께를 나타내는 그래프,

도 2의 (A), (B)는 종래의 전로공취시 조업방법을 나타내는 흐름도,

도 3의 (A), (B)는 본 발명에 의한 전로공취시 슬래그 및 노구지금 제거방법을 나타내는 흐름도,

도 4는 본 발명에 의한 전로공취시 슬래그 및 노구지금 제거방법중 부분배제의 실시예를 나타내는 흐름도이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전로의 슬래그를 전량배재하는 단계와; 로내의 환원분위기 형성을 위한 로상부에서의 Cokes 투입 단계와; 환원분위기 전로내에 O₂를 취입하여 탄소를 환원시키는 공취 단계와; 탄소환원분위기의 전로에 주원료를 장입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로 공취시 슬래그 및 노구지금 제거 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전로의 슬래그를 부분배재하는 단계와; 로내의 환원분위기 형성을 위한 Cokes 및 부원료의 투입 단계와; 환원분위기 진로내에 O₂를 취입하여 탄소를 환원시키는 공취 단계와; 탄소환원분위기의 전로에 주원료를 장입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로 공취시 슬래그 및 노구지금제거 방법을 제공한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

기존의 공취시에 취입되는 O₂에 의해 전로 내부는 산화분위기가 형성되며 이런 산화분위기하에서는 Slag중의 철산화물은 주로 Calcium-ferrite가 형성되고 공취시의 온도에서 액상 형태로 존재하게 되어, 전로 내부 연와에 침투가 용이하게 된다. 이것은 전로 내부 연와와 Slag간의 반응을 용이하게 하여 내부 연와에 변질대를 형성하게 되고, 내부 연와의 침식을 가속화시켜 결국 노체수명을 단축시킬 수 있는 요인이 될 수 있다.

이에 반하여 본 발명이 제공하는 환원분위기하에서의 Slag중 철산화물의 주축은 FeO로 구성되어 있어, 고융점의 Calcium- silicate가 형성되어 전로 내부 연와의 변질대 형성을 억제할 수 있다. 화지후 연와 조사실시 결과에 따르면 연와 변질대의 표면은 다량의 Calcium-Ferrite가 존재하는 반면 내부는 연와 배면의 흑연에 의한 환원분위기 유지로 다량의 Calcium-silicate가 발달한 양상을 보인다. 따라서 전로 내부연와의 변질대를 억제하기 위해서 본 발명에서 적용한 공취시 조업방법은 다음과 같은 2가지 방법이다.

㉮ 전량배재 → Coke 투입 → 공취 → 장입

㉯ 부분배재 → 부원료 + Coke 투입 → 공취 → 장입

여기서, ㉮의 공취시 조업방법은 공취시에 형성되는 액상의 산화지금을 환원시켜 철산화물은 주로 FeO 형태가 된다.

따라서 Slag중에 고융점의 Calcium-silicate가 형성되어 전로 내부 연와의 변질대 형성을 억제할 수 있고, ㉯의 경우는 ㉮의 장점인 환원분위기 형성과 코팅작업의 두가지를 병행할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

㉮, ㉯의 두가지 방법을 사용할 경우에는 기존에 실시되고 있는 공취방법에 비해 전로 내부 연와의 변질대 형성을 억제시켜 전로 노체 수명을 향상시키게 된다.

제 3도에는 ㉯의 방법에 의한 공취법을 실제 조업에 적용하였을 경우를 흐름도로 표현하였다. 이때 부원료 투입량의 경우는 공취후 이루어질 취련작업의 특성에 따라 결정되며 통상적인 지금 제거시의 경구 Cokes양은 250Ton 전로의 경우 500kg 정도가 적당하다.

또한 공취시에는 복합전로의 노구직경에 따라 적절한 Lance 높이가 결정되며 노구직경이 3300mm이고 기체분사각이 11°, Lance Nozzle의 각이 16°인 Lance 를 사용할 경우에는 1310~1350mm가 적절하다.

산소유량의 경우는 통상적으로 450Nm³/Min가 적절한 것으로 인식되고 있으며 시간은 4∼8분정도 실시하게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

<실시예>

하기 표1과 같은 조성의 Slag를 MgO도가니에 넣은 후 전로 공취시 조업조건과 유사하게 설정된 조건하에서 실험한후 Slag중의 산화철의 비율을 측정한 결과를표2에 나타내었다. 그리고 제 1도에는 분위기에 따른 변질대의 두께를 나타낸 것이다.

표 2에 나타난 것처럼 산화분위기하인 공기중에서의 전로 슬래그중 산화철 Fe₂O₃의 비율이 0.50%일때 변질대의 두께가 3.94mm인 반면에 탄소 환원하에서는 FeO 산화철 비율이 32.03%로 크게 증가하고 변질대 두께가 0.0mm로 변질대 형성이 억제됨을 알 수 있다. 또한 환원 분위기하에서의 산화철 비율 역시 28.47%이고, 변질대 두께도 0.49mm로 현저히 감소함을 알 수 있다. 이러한 결과는 전로 노구지금 제거를 위한 공취작업시 1) 슬래그 완전배재후 Cokes를 투입하여 탄소 환원분위기에서 공취하는 방법과 2) 슬래그 부분 배재후 Cokes와 부원료를 투입한뒤에 공취하는 방법이 기존의 전로 노구지금 제거 공취방법보다 전로 내부 연와의 변질대 형성을 억제 할 수 있기 때문에 전로 내부 연와수명연장 측면에서 훨씬 우수한 방법임을 알 수 있다.

표 1. 실시예에 사용된 전로슬래그 조성 (wt%)

표 2. 분위기에 따른 전로 슬래그중의 산화철의 비율(wt%)

본 발명은 내부 연와의 침식을 억제하고 철수율을 향상시키며 하부슬래그의 벽체 코팅이 가능하고 불필요한 공정의 제거로 작업의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 전로의 슬래그를 전량배재하는 단계와;

   로내의 환원분위기 형성을 위해 250톤 전로 대비 500kg의 코크스를 투입하는 단계와;

   상기 환원분위기 전로내에 노구 직경에 따라 1310~1350mm 범위내에서 랜스높이를 조절하여 450Nm³/Min의 산소를 4~8분간 취입함으로써 탄소를 환원시키는 공취단계와;

   상기 탄소환원분위기의 전로에 주원료를 장입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로 공취시 슬래그 및 노구지금제거 방법.
2. 전로의 슬래그를 부분배재하는 단계와;

   로내의 환원분위기 형성을 위해 250톤 전로 대비 500kg의 코크스 및 부원료를 함께 투입하는 단계와;

   상기 환원분위기 전로내에 노구 직경에 따라 1310~1350mm 범위내에서 랜스높이를 조절하여 450Nm³/Min의 탄소를 4~8분간 취입함으로써 탄소를 환원시키는 공취단계와;

   상기 탄소환원분위기의 전로에 주원료를 장입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로 공취시 슬래그 및 노구지금제거 방법.

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