KR100376479B1

KR100376479B1 - 고로의 저실리콘용선 제조방법 및 장치

Info

Publication number: KR100376479B1
Application number: KR10-1999-0019645A
Authority: KR
Inventors: 장필선; 탁흥길; 이상호; 김재식
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-05-29
Filing date: 1999-05-29
Publication date: 2003-03-15
Also published as: KR20000075189A

Abstract

본 발명은 고로의 저실리콘용선 제조방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 대탕도(20)에서 채취된 용선시료를 분석실에서 분석하여 그 용선시료의 실리콘함량값을 제어PLC(1)에 전송하는 단계와; 상기 제어PLC(1)에서 용선시료의 실리콘함량값을 실리콘함량설정값과 비교하는 단계와; 상기 제어PLC(1)에서 용선시료의 실리콘함량값이 실리콘함량설정값이하이면 원료PLC(2)에 정상장입모드의 선택을 제어하거나, 용선시료의 실리콘함량값이 실리콘함량설정값보다 크면 원료PLC(2)에 저실리콘장입모드선택을 제어하는 동시에 탈규제제어수단(4)을 제어하는 단계와; 상기 원료PLC(2)의 정상장입모드선택에 따라 로정PLC(3)에서 코크스, 대립소결광, 소립소결광의 순서로 장입제어하거나, 상기 원료PLC(2)의 저실리콘장입모드선택에 따라 상기 로정PLC(3)에서 코크스, 소립소결광, 대립소결광의 순서로 장입제어하는 동시에 상기 탈규제제어수단(4)에서 설정투입량의 탈규제를 풍구(22)로 투입제어하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 저실리콘용선 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 분석실에서 전송되는 용선시료의 실리콘함량값을 용선의 실리콘함량설정값과 비교하여 장입모드를 제어하고, 용선시료의 실리콘함량값에 따라 탈규제의 투입량을 제어하는 제어PLC와; 상기 제어PLC의 명령에 따라 정상장입모드 또는 저실리콘장입모드를 선택제어하는 원료PLC와; 상기 원료PLC의 장입모드신호에 따라 코크스, 대립소결광, 소립소결광 또는 코크스, 소립소결광, 대립소결광의 장입순서로 제어하는 로정PLC와; 상기 제어PLC의 명령에 따라 분배변이 개방되면서 탈규제호퍼의 탈규제가 탈규제투입관을 통해 각 풍구로 투입되는 탈규제투입수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 저실리콘용선 제조장치에 관한 것이다.

Description

고로의 저실리콘용선 제조방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR PRODUCING LOW SILICON IRON OF BLAST FURNACE}

본 발명은 고로의 저실리콘용선 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 이상조업에 따른 실리콘성분의 불안정으로 실리콘함량 상승시 장입모드에서 소립소결광의 장입방법을 변경하여 연화융착대의 레벨을 저하시킴으로써 가스이용을 향상시키고, 로벽의 광석층두께를 높이는 방법에 의한 융착대 근부의 저하를 유도하여 로체발열량의 저감 및 상부에서의 실리콘재산화반응을 일으키게함으로써 용선성분중 실리콘함량을 제강공정에서 요구하는 범위로 생산할 수 있는 고로의 저실리콘 용선 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로의 용선생성과정은 철광석과 코크스를 고로의 상부에서 입도별로 장입을 한 후, 고로의 하부에 위치한 풍구를 통해 1200℃의 열풍과 미분탄, 산소를 송풍하면 로내에서 환원반응에 의해 용융물이 발생하게 되고, 이 용융물이 출선구를 통하여 배출되면서 대탕도의 스키머에 의해 용선과 슬래그로 분리된다.

이때, 대탕도와 이어지는 지탕도를 통해 수선차(T.L.C)에 담기는 용선은 제강공장으로 운반되고, 제강공정을 거치면서 고부가가치강인 고청정강 및 저P강의 생산을 위해 로외주상 탈규작업을 통해 실리콘(Si)함량을 0.30%이하로 낮추게 된다.

한편, 설정값으로 평량된 연료 및 철광석은 도1에 도시한 바와같이 벨트콘베어(30)에 의해 운반되어 로정호퍼(29)에 담기게 저장되고, 고로(10)내의 장입물이 일정시간(약6∼7시간)에 걸친 철광석의 환원반응에 의해 강하되면서 장입기준선(Stock Level)에 도달하게 되면 장입개시신호가 발생된다.

이때, 장입개시신호에 따라 로정호퍼(29)에 저장되어 있는 코크스의 1Charge, 대립소결광 1Charge, 소립소결광 1Charge를 순서대로 연속적으로 선회슈트(28)를 통해 로상부에 장입된다.

여기서, 선회슈트(28)를 장입되는 장입물은 로벽부를 시작으로 로중심까지 반지름방향으로 1∼11 notch로 일정하게 분할하여 뿌려지게 된다.

특히, 로내부에서의 로황 여건상 로내부에 장입되는 연,원료의 특성에 따라 하기의 표1 및 표2에 나타낸 바와같이 코크스의 경우 C1,C2로 로중심부까지 장입모드에 설정값에 따라 장입된다.

정상조업시 장입모드 표준표

광종 노치	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
C1(코크스)	선회슈트회전수		3	2	2	3	3
OL(대립소결)						2	2	2	2	1	1
OS(소립소결)			2	2	2

또한, 대립소결광은 로내부의 반경방향으로 균일하게 장입되어 통기성 및 가스이용율이 우수한 연화융착대(27)를 형성하게 되고, 환원성 및 통기성이 우수한 소립소결광은 로벽측에 장입되어 로벽부의 불활성대의 생성을 방지하면서 로벽보호를 유도하게 된다.

이때, 장입물은 고로(10)의 상부에 교대로 장입되어 층을 이루게 되고, 풍구(22)를 통해 공급되는 열풍에 의해 철광석이 환원 및 용융반응을 일으키면서 Si+CO가스반응을 일으켜 용선(23)을 생산하게 된다.

여기서, 용선(23)의 실리콘 함량이 0.30% 이상이 되면 주상지탕도를 흐르는 용선에 탈규제투입호퍼(26)로부터 탈규제(분소결광)가 투입되고, 탈규제가 투입되는 용선은 탈규작용에 의해 실리콘함량이 0.30%로 낮추어지게 된다.

그러나, 이러한 탈규작업은 주상작업자의 업무부하를 가중시키게 되고, 적정량의 탈규제 투입이 어렵고 동시에 탈규제 사용에 따른 생산원가가 상승되며, 탈규제가 투입된 용선을 제강정련시 슬로핑(Slopping)이 발생되면서 환경공해를 일으키고, 슬래그의 증가에 따른 내화물의 침식증가 등의 문제가 발생된다.

한편, 최근 고로(10)의 경제적 조업을 위해 고가의 코크스 대신 상대적으로 저가인 미분탄의 사용이 점차적으로 늘어나면서 고로내부의 환원가스통로인 연화융착대(27)내의 코크스층이 얇아지면서 고로내의 통기성이 악화된다.

이러한 고로(10)내의 통기성악화는 로황의 불안정을 유발시키고, 전체적으로 불량한 조건하에서 철광석이 환원 및 용융됨으로써 용선(23)내의 실리콘성분이 일정수준이상으로 불안정화되며, 이로인해 생산성이 악화되면서 고로의 설비사고를 초래시키게 된다.

이처럼 고로(10)내의 통기성악화에 따른 용선(23)의 실리콘함량 증가를 방지하기 위하여 종래에는 입도15∼35mm의 소립코크스를 입도12∼50mm의 소결광층에 혼합함으로써 고로내부의 환원가스통로인 연화융착대(27)의 중간부를 활성화하는 중괴코크스장입방법으로 조업하였다.

그러나, 이러한 종래의 조업방법은 로내의 통기성확보 등 로황확보에 효과가 있으나, 용선의 실리콘함량을 일정수준으로 저하시키는데 한계가 있고, 기존의 장입방법에서 중괴코크스장입방법으로 최대한 빨리 전환한다하더라도 이미 생산된 용선중 상승한 실리콘은 장입물의 강하시간인 6∼7시간동안 로외탈규작업이 불가피하게 된다.

결국, 중괴코크스 장입방법도 별도의 탈규작업에 따른 작업부하 및 제조원가가 과중되고, 제강정련시 슬로핑이 발생되면서 환경오염을 유발시키며, 슬래그의 증가로 내화물의 침식부위가 증가되는 등의 문제점이 초래된다.

본 발명은 이상조업에 따른 실리콘성분의 불안정으로 실리콘함량 상승시 장입모드에서 소립소결광의 장입방법을 변경하여 연화융착대의 레벨을 저하시킴으로써 가스이용을 향상시키고, 로벽의 광석층두께를 높이는 방법에 의한 융착대 근부의 저하를 유도하여 로체발열량의 저감 및 상부에서의 실리콘재산화반응을 일으키게 함으로써 용선성분중 실리콘함량을 제강공정에서 요구하는 범위로 생산할 수 있는 고로의 저실리콘용선 제조방법 및 장치를 제공함에 그 목적을 있다.

도1은 종래의 고로조업을 나타내는 공정도,

도2는 종래의 로외탈규작업을 나타내는 공정도,

도3은 본 발명에 따른 고로의 저실리콘용선 제조장치를 나타내는 블록선도,

도4는 본 발명에 따른 고로의 저실리콘용선 제조방법을 나타내는 순서도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 제어PLC 2: 원료PLC 3: 로정PLC 4: 탈규제투입수단 5: 탈규제호퍼 6: 분배변 7: 탈규제투입관 10: 고로 21: 출선구 22: 풍구 23: 용선 24: 수선차 25: 경주통 26: 탈규호퍼 27: 연화융착대 30: 장입벨트콘베어 30-1: 코크스호퍼 30-2: 코크스저장조 30-3: 대립소결광호퍼 30-4: 저장조 30-5: 소립소결광호퍼

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 대탕도에서 채취된 용선시료를 분석실에서 분석하여 그 용선시료의 실리콘함량값을 제어PLC에 전송하는 단계와; 상기 제어PLC에서 용선시료의 실리콘함량값을 실리콘함량설정값과 비교하는 단계와; 상기 제어PLC에서 용선시료의 실리콘함량값이 실리콘함량설정값이하이면 원료PLC에 정상장입모드의 선택을 제어하거나, 용선시료의 실리콘함량값이 실리콘함량설정값보다 크면 원료PLC에 저실리콘장입모드선택을 제어하는 동시에 탈규제제어수단을 제어하는 단계와; 상기 원료PLC의 정상장입모드선택에 따라 로정PLC에서 코크스, 대립소결광, 소립소결광의 순서로 장입제어하거나, 상기 원료PLC의 저실리콘장입모드선택에 따라 상기 로정PLC에서 코크스, 소립소결광, 대립소결광의 순서로 장입제어하는 동시에 상기 탈규제제어수단에서 설정투입량의 탈규제를 풍구로 투입제어하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 저실리콘용선 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 분석실에서 전송되는 용선시료의 실리콘함량값을 용선의 실리콘함량설정값과 비교하여 장입모드를 제어하고, 용선시료의 실리콘함량값에 따라 탈규제의 투입량을 제어하는 제어PLC와; 상기 제어PLC의 명령에 따라 정상장입모드 또는 저실리콘장입모드를 선택제어하는 원료PLC와; 상기 원료PLC의 장입모드신호에 따라 코크스, 대립소결광, 소립소결광 또는 코크스, 소립소결광, 대립소결광의 장입순서로 제어하는 로정PLC와; 상기 제어PLC의 명령에 따라 분배변이 개방되면서 탈규제호퍼의 탈규제가 탈규제투입관을 통해 각 풍구로 투입되는 탈규제투입수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 저실리콘용선 제조장치를 제공한다.

도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 고로의 저실리콘 용선제조장치를 나타내는 블록선도이고, 도4는 본 발명에 따른 고로의 저실리콘 용선제조방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명은 고로(10)의 조업중 생산되는 용선(23)의 성분을 대탕도(20)에서 시료채취하여 분석실에서 분석한 후, 용선의 실리콘 함량값을 제어PLC(Programmable Logic Controller)(1)에 전송하게 된다.

이때, 제어PLC(1)에서는 분석실에서 전송된 용선의 실리콘함량값을 설정값(0.30%)과 비교하게 되고, 용선의 실리콘함량값이 0.30%이하인 경우 제어PLC에서는 실리콘의 함량이 정상적인 것으로 판단하여 원료PLC(2)에 신호를 전송하게된다.

여기서, 원료PLC(2)에서는 제어PLC(1)로부터 신호를 받아 로정PLC(3)에 정상장입모드에 의한 장입을 명령하게 되고, 로정PLC(3)에서는 정상장입순서인 코크스, 대립소결광, 소립소결광의 순서로 장입을 제어하게 된다.

그러나, 분석실에서 분석된 용선의 실리콘함량값이 0.30%를 초과할 경우 제어PLC(1)에서는 용선의 실리콘함량이 비정상적인 것으로 판단하여 원료PLC(2)에 신호를 전송하게 된다.

이때, 제어PLC(1)의 명령에 따라 원료PLC(2)에서는 저실리콘제어장입모드를 로정PLC(3)에 전송하게 되고, 로정PLC에서는 하기 표2의 저실리콘조업시 장입모드 표준표에 나타낸 바와같이 코크스, 소립소결광, 대립소결광의 장입순서로 제어하게 된다.

저실리콘조업시 장입모드 표준표

광종 노치	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
코크스	선회슈트회전수		3	2	2	3	3
대립소결광			2	2	2
소립소결광					2	2	2	1	1	1

여기서, 원료PLC(2)의 저실리콘제어장입모드에 의해 로정PLC(3)에서 원료를 장입할 경우 연화융착대(27)의 레벨이 저하되면서 가스이용율을 향상시킬 수 있게된다.

더욱이, 로벽의 광석층 두께를 높임으로써 연화융착대(27)의 로벽측 레벨저하를 유도하게 되고, 이로부터 로체발열량의 저감 및 상부에서의 [Si]산화반응을 극대화하여 용선(23)의 저실리콘화를 달성하게 된다.

그리고, 분석실에서 분석된 용선의 실리콘함량값이 0.30%를 초과할 경우 제어PLC(1)에서는 용선의 실리콘함량이 비정상적인 것으로 판단하여 원료PLC(2)에 신호를 전송하는 동시에 탈규제투입수단(4)에 신호를 전송하게 된다.

이때, 탈규제투입수단(4)에서는 제어PLC(1)의 제어에 따라 탈규제분배변(6)을 개방하여 탈규제호퍼(5)에 담긴 탈규제를 탈규제투입관(7)을 통해 34개의 풍구(22)에 투입하게 된다.

여기서, 용선의 실리콘함량에 따른 탈규제의 취입량은 다음 표3에 의거하여 제어되며, 이러한 자료는 제어PLC(1)에 입력되어 탈규제투입수단(4)의 제어에 사용된다.

용선의 실리콘함량에 따른 탈규제의 투입량

실리콘함량(%)	0.05	0.10	0.15	0.20	0.25
탈규제투입량(㎏\min)	177.6	355.2	532.8	710.4	888

한편, 풍구(22)를 통해 탈규제가 투입되면 로내의 연화융착대(27) 하부에서 [Si]재산화반응이 일어나 다음의 산화반응식에 의해 용선(23)의 실리콘함량을 0.30%이하로 낮추게 된다.

SiO₂＋ C → SiO(g) ＋ CO(g)

SiO₂＋ C → Si ＋ CO(g)

SiO₂＋ 2C[또는 2C(s)] → Si ＋ CO(g)

Si ＋ 2(FeO) → (SiO₂) ＋ 2Fe

본 발명은 대탕도에서 채취되는 용선시료의 실리콘함유량이 설정범위를 초과한 경우, 원료PLC의 장입모드를 저실리콘장입방법으로 변경함으로써 저실리콘의 용선을 생산할 수 있고, 동시에 기생산된 용선을 풍구를 통해 투입되는 탈규제를 이용하여 재산화시킴으로써 실리콘의 함량을 설정범위로 낮출 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

대탕도(20)에서 채취된 용선시료를 분석실에서 분석하여 그 용선시료의 실리콘함량값을 제어PLC(1)에 전송하는 단계와;

상기 제어PLC(1)에서 용선시료의 실리콘함량값을 실리콘함량설정값과 비교하는 단계와;

상기 제어PLC(1)에서 용선시료의 실리콘함량값이 실리콘함량설정값이하이면원료PLC(2)에 정상장입모드의 선택을 제어하거나, 용선시료의 실리콘함량값이 실리콘함량설정값보다 크면 원료PLC(2)에 저실리콘장입모드선택을 제어하는 동시에 탈규제제어수단(4)을 제어하는 단계와;

상기 원료PLC(2)의 정상장입모드선택에 따라 로정PLC(3)에서 코크스, 대립소결광, 소립소결광의 순서로 장입제어하거나, 상기 원료PLC(2)의 저실리콘장입모드선택에 따라 상기 로정PLC(3)에서 코크스, 소립소결광, 대립소결광의 순서로 장입제어하는 동시에 상기 탈규제제어수단(4)에서 설정투입량의 탈규제를 풍구(22)로 투입제어하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 저실리콘용선 제조방법.
분석실에서 전송되는 용선시료의 실리콘함량값을 용선의 실리콘함량설정값과 비교하여 장입모드를 제어하고, 용선시료의 실리콘함량값에 따라 탈규제의 투입량을 제어하는 제어PLC(1)와;

상기 제어PLC(1)의 명령에 따라 정상장입모드 또는 저실리콘장입모드를 선택제어하는 원료PLC(2)와;

상기 원료PLC(2)의 장입모드신호에 따라 코크스, 대립소결광, 소립소결광 또는 코크스, 소립소결광, 대립소결광의 장입순서로 제어하는 로정PLC(3)와;

상기 제어PLC(1)의 명령에 따라 분배변(6)이 개방되면서 탈규제호퍼(5)의 탈규제가 탈규제투입관(7)을 통해 각 풍구(22)로 투입되는 탈규제투입수단(4)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 저실리콘용선 제조장치.