KR100340280B1

KR100340280B1 - 슬래그 체크콘을 이용한 래들의 슬래그 배출시기 체크방법및 이에 사용되는 슬래그 체크콘

Info

Publication number: KR100340280B1
Application number: KR1020000045314A
Authority: KR
Inventors: 배준일; 오기동
Original assignee: 손경호; 주식회사 원진
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2002-06-15
Also published as: KR20020011786A

Abstract

본 발명은 제강공장에서 래들(ladle)에 의해 턴디쉬(tundish)로 용강을 배출할 때 슬래그가 혼입되지 않도록 래들의 슬래그 배출시기를 감지하여 작업자가 래들의 노즐을 가장 효율적인 시점에서 폐쇄할 수 있도록 하는 래들의 슬래그 배출시기 체크방법과 이 방법에 사용되는 슬래그 체크콘에 관한 것이다.

본 발명의 슬래그 배출시기 체크방법은, 래들(9)의 하면 노즐을 통해 턴디쉬로 용강을 배출함에 있어서, 상기 래들의 슬래그와 용강사이에 원추형상의 슬래그 체크콘을 부유시킨 후, 래들의 노즐을 개방하여 용강을 배출시키며, 이 노즐을 통해 용강을 출강함에 따라 발생되는 소용돌이 용강류에 의해 상기 슬래그 체크콘이 노즐 상면으로 점차적으로 빨려 들어가 용강배출말기에 노즐을 부분적으로 막도록 하여, 노즐을 통해 배출되는 용강량의 변화를 통해 노즐의 폐쇄시기를 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 슬래크 체크콘은, 원추형상으로 되고, MgO-Cr₂O₃스피넬 함량이 높은 크롬광과 용융 알루미나를 주원료로 하며, Ф3-5mm의 쇠구슬로 충전되어 4.1-4.8의 부피비중을 가지며, 결합재로서 알루미나 시멘트를 5중량% 이하로 함유하고, 분산재로서 Al₂O₃초미분과 SiO₂초미분 및 인산소다를 함유하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

슬래그 체크콘을 이용한 래들의 슬래그 배출시기 체크방법 및 이에 사용되는 슬래그 체크콘{Method for checking the effluent time of slag and slag-check cone}

제강 공장에서 래들은 전기 아크(arc)로에서 용해된 고철의 용강을 수강하고, 생석회, 형석 및 성분 조정제 등 부원료가 투입된 후, 전기 아크 작업을 통해 2차 정련을 행한 다음, 턴디쉬에 용강을 배출하여 제품을 생산하도록 하는 설비이다.

이와 같은 제강공정에 있어, 상기 2차 정련 후 래들에서 턴디쉬로 용강을 배출할 때, 래들의 슬래그가 용강과 함께 혼입되지 않도록 하는 것은 강의 품질에 중요한 영향을 미치므로, 래들의 노즐을 적당한 시점에서 폐쇄하는 것이 중요하다.

종래에는 단지 작업자의 경험에 의해, 즉 출강중 용강의 색상을 통해 슬래그의 혼입여부를 판단한 후, 노즐을 폐쇄하고 있다. 이에 따라, 노즐의 폐쇄시점이 빠른 경우에는 슬래그의 혼입은 방지할 수 있으나 래들에 과도한 잔탕이 남게 되어 강의 회수율이 저하되고, 반면 너무 늦게 노즐을 폐쇄할 경우에는 슬래그가 턴디쉬에 혼입되어 강의 품질을 저하시키게 되는 문제점이 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 래들에서 용강의 출강시 발생되는 소용돌이 용강류에 의해 자연적으로 노즐에 빨려들어가는 원추형상의 슬래그 체크콘을 구성하여, 이 슬래그 체크콘이 용강배출말기에 노즐의 구멍을 점차 막아서 노즐을 통해 배출되는 용강의 유출량이 육안으로도 쉽게 구분할 수 있을 정도로 줄어들게 하여, 이를 감지한 작업자가 래들의 노즐을 적기에 폐쇄할 수 있도록 하는 것과, 이를 위해 용강내에서 녹지 않고 형상을 유지하며, 슬래그와 용강사이에서 부유할 수 있는 슬래그 체크콘을 형성하는 것에 의해서, 제강공정에서 강의 회수율 증가와 함께 강의 품질향상을 도모할 수 있는 슬래크 체크콘을 이용한 래들의 슬래그 배출시기 체크방법 및 이에 사용되는 슬래그 체크콘을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

도 1 - 본 발명의 슬래그 체크콘을 도시한 도면

도 2 - 본 발명의 슬래그 체크콘의 작동상태도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 손잡이 2 : 슬래그 체크콘

3 : 슬래그 4 : 용강

5 : 용강류 6 : 노즐

7 : 턴디쉬 8 : 쇠구슬

9 : 래들

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 래들의 슬래그 배출시기 체크방법은, 래들의 하면 노즐을 통해 턴디쉬로 용강을 배출함에 있어서, 상기 래들의 슬래그와 용강사이에 원추형상의 슬래그 체크콘을 부유시킨 후, 래들의 노즐을 개방하여 용강을 배출시키며, 이 노즐을 통해 용강을 출강함에 따라 발생되는 소용돌이 용강류에 의해 상기 슬래그 체크콘이 노즐 상면으로 점차적으로 빨려 들어가 용강배출말기에 노즐을 부분적으로 막도록 하여, 노즐을 통해 배출되는 용강량의 변화를 통해노즐의 폐쇄시기를 감지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 슬래그 체크콘이 원추형상으로 되고, MgO-Cr₂O₃스피넬 함량이 높은 크롬광과 용융 알루미나를 주원료로 하며, Ф3-5mm의 쇠구슬로 충전되어 4.1-4.8의 부피비중을 갖고, 결합재로서 알루미나 시멘트를 5중량% 이하로 함유하고, 분산재로서 Al₂O₃초미분과 SiO₂초미분 및 인산소다를 함유하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 래들의 슬래그 배출시기 체크방법은, 도 1와 같은 원추형상의 슬래그 체크콘(2)을 2차정련이 완료된 래들(9)에 도 2a와 같이 슬래그(3)와 용강(4)사이에 부유하도록 투입하고, 턴디쉬(7)에 출강하기 위해 래들(9) 하부의 노즐(6)을 열게 되면 용강(4)이 배출되면서 소용돌이의 용강류(5)가 발생되며, 래들(9)내의 용강(4)이 줄어듬에 따라 상기 체크콘(2)은 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이 점착적으로 노즐(6)의 상단에 위치하여, 용강(4)이 최저가 될 즈음 도 2d와 같이 노즐(6)의 상단 입구를 막아서 출강량이 줄어드는 것을 감지할 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 작업자는 래들 노즐의 폐쇄시기를 도 2d와 같이 용강의 배출량이 현저히 줄어드는 시점으로 하여, 슬래그의 유입을 방지하고 또한 래들내의 용강의 잔류량을 최소화하여 용강의 회수율을 높일 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 방법을 구현하기 위해서는, 2차 정련후 래들에 투입되는 슬래그 체크콘이 용강에 녹지 않고 형상을 유지할 수 있도록 고내화성과 내식성을 보유하여야 한다.

또한, 상기 슬래그 체크콘은 슬래그와 용강사이에 항상 위치되어야만 용강의 회수율을 최대화하면서 슬래그가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

이에 본 발명에서는 내화성 및 내식성이 유지되도록 MgO-Cr₂O₃스피넬 함량이 높은 크롬광을 골재로 하고 매트릭스(matrix) 부위에 용융 알루미나를 첨가하였고, 또한 체크콘이 래들에서 슬래그와 용강사이에 부유될 수 있도록 Ф3-5mm의 쇠구슬(cast steel shot)을 충전하여 슬래그의 비중인 2.7g/cm³와 용강의 비중인 7.8g/cm³의 중간비중인 4.1-4.8g/cm³의 높은 비중을 갖도록 부정형 내화물의 슬래그 체크콘을 제조하였다.

또한, 결합재로 사용되는 알루미나 시멘트는 고온물성을 저하시키게 되므로, 본 발명에서는 알루미나 시멘트의 첨가량을 5중량% 이하로 낮추기 위하여, Al₂O₃초미분과 SiO₂초미분 및 인산소다 등의 분산재를 사용하여 체크콘의 조직을 치밀하게 제조하였다.

이하 본 발명의 슬래그 체크콘의 제조방법을 실시예에 의거하여 상세히 설명한다.

(실시예 1)

크롬광 4.0mm이하 입자 45중량%와 0.074mm이하 입자 15중량%, 용융 알루미나중 BFA(Brown Fused Alumina) 0.074mm이하 입자 25중량%, 산화크롬 0.045mm이하 입자 5중량%, 분산재로 Al₂O₃1㎛이하 입자 3중량%, SiO₂1㎛이하 입자 2중량%, 알루미나 시멘트(Al₂O₃70%의 것)를 5중량% 혼합하여 100중량%의 기준량으로 배합한다.

이 기준량에 대하여 다시 분산재로 인산소다 0.1중량%와 Ф3-5mm의 쇠구슬(cast steel shot) 120중량%를 각각 첨가하고, 적당량의 물을 첨가하여 캐스터블로 만든 후 도 1에 도시된 바와 같은 원추형상으로 성형·양생 및 건조하여 슬래그 체크콘을 제조한다.

상기와 같이 제조된 슬래그 체크콘의 물성으로서 용융온도, 붕괴온도, 압축강도, 부피비중을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

또한, 상기 슬래그 체크콘을 래들의 용강에 투입하고 본 발명의 체크방법에 따라 래들에서 턴디쉬로 용강의 배출작업을 반복실시하여 슬래그 유출방지 성공율과 용강 회수율을 측정하고, 체크콘의 외관을 육안으로 관측하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

한편, 상기 원추형의 슬래그 체크콘의 상면에는 작업의 용이성을 위하여 고리상의 손잡이(1)를 형성할 수 있다.

(실시예 2)

BFA(Brown Fused Alumina) 0.074mm이하 입자 25중량% 대신 WFA(White Fused Alumina) 0.074mm이하 입자 25중량%를 사용하는 것외에는 실시예 1과 동일하게 행하여 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.

(비교예 1)

BFA(Brown Fused Alumina) 0.074mm이하 입자 80중량%에 캐스터블로 만들기 위하여 결합재로 알루미나 시멘트(Al₂O₃70%의 것)를 20중량% 배합하고 여기에 Ф3-5mm의 쇠구슬 120중량%를 첨가하여 슬래그 체크콘을 제조하였으며, 그 조성과 실험결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.

(비교예 2)

전융 마그네시아(MgO) 0.074mm이하 입자 80중량%와 결합재로 알루미나 시멘트(Al₂O₃70%의 것)를 20중량% 배합하고 Ф3-5mm의 쇠구슬 120중량%를 첨가하여 슬래그 체크콘을 제조하고 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.

구분	조성	실시예	비교예
구분	원료	입도	1	2	1	2
조성원료	크롬광	4.0mm이하	45	45
	크롬광	0.074mm이하	15	15
	BFA(Brown FusedAlumina)	0.074mm이하	25		80
	WFA(White FusedAlumina)	0.074mm이하		25
	전융 마그네시아(MgO)	0.074mm이하				80
	산화크롬(Cr₂O₃)	0.045mm이하	5	5
	Al₂O₃초미분	1㎛이하	3	3
	SiO₂초미분	1㎛이하	2	2
	알루미나 시멘트(Al₂O₃70%)	0.074mm이하	5	5	20	20
	인산소다		0.1	0.1
	쇠구슬(Cast Steel Shot)	Ф3-5mm	120	120	120	120
실험결과	용융온도(℃)		1,580	1,610	1,550	1,570
	붕괴온도(℃)		1,700	1,740	1,660	1,680
	압축강도(Kg/cm²)		360	400	150	240
	부피비중		4.5	4.6	4.0	4.2

구분	실시예	비교예
구분	1	2	1	2
슬래그 유출방지 성공율(%)	89.8	93.0	78.1	81.9
용강 회수율(Kg/ch)	750	780	680	710
체크콘의 외관 관측	양호	양호	표면에 약간의용해흔적	표면이 약간거칠어 짐

표 1의 결과를 보면, 비교예와 같이 전융마그네시아 또는 BFA(Brown Fused Alumina)를 골재로 사용하는 것 보다 크롬광과 용융 알루미나를 배합하여 사용하고 또한 결합재로서 알루미나 시멘트의 함량을 낮추는 것이 용융 또는 붕괴온도 및 압축강도에서 양호한 물성을 갖는 것을 알 수 있다.

아울러, 본 발명의 래들의 슬래그 배출시기 체크방법은 표 2에 나타난 바와 같이 약 90% 정도의 성공율과 함께 높은 용강회수율을 보임을 알 수 있었다. 또한, 실시예에서 용융 알루미나 중 BFA(Brown Fused Alumina) 내지 WFA(White Fused Alumina)를 선택사용하는 것은 물성이나 또는 표 2의 실제 래들실험에서 큰 차이를 보이지는 않았으나, 순도가 높은 WFA를 사용하는 것이 유리함을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 래들에서 턴디쉬로의 출강작업시 래들의 노즐폐쇄 시점을 작업자가 용이하게 감지할 수 있으므로, 턴디쉬로의 슬래그 혼입을 방지하여 강의 품질향상을 도모할 수 있고, 아울러 래들내의 용강 잔류량을 최소화하여 강의 회수율을 증진시킬 수 있다.

Claims

래들(9)의 하면 노즐을 통해 턴디쉬로 용강을 배출함에 있어서,

상기 래들의 슬래그와 용강사이에 원추형상의 슬래그 체크콘을 부유시킨 후, 래들의 노즐을 개방하여 용강을 배출시키며, 이 노즐을 통해 용강을 출강함에 따라 발생되는 소용돌이 용강류에 의해 상기 슬래그 체크콘이 노즐 상면으로 점차적으로 빨려 들어가 용강배출말기에 노즐을 부분적으로 막도록 하여, 노즐을 통해 배출되는 용강량의 변화를 통해 노즐의 폐쇄시기를 감지하는 것을 특징으로 하는 슬래그 체크콘을 이용한 래들의 슬래그 배출시기 체크방법.
원추형상으로 되고, MgO-Cr₂O₃스피넬 함량이 높은 크롬광과 용융 알루미나를 주원료로 하며, Ф3-5mm의 쇠구슬로 충전되어 4.1-4.8의 부피비중을 가지며, 결합재로서 알루미나 시멘트를 5중량% 이하로 함유하고, 분산재로서 Al₂O₃초미분과 SiO₂초미분 및 인산소다를 함유하는 것을 특징으로 하는 슬래그 체크콘.