KR100381505B1 - The formation method of Ti-Bear on weak point of hearth carbon brick by multiple injection of TiO2 powder at blast furnace tuyere - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노저 침식부의 반대편에 위치한 출선구를 통하여 출선함과 동시에 TiO2를 노저 침식부의 직상부에 위치한 풍구를 통하여 취입하므로서 간이부착층을 형성하는 제 1단계와, 상기 침식부와 20°이격된 풍구를 통하여 상기 TiO2를 3∼4회 취입함과 동시에 상기 침식부의 반대방향에 위치한 출선구를 통하여 출선하는 제 2단계를 포함하되, 내부의 용융물이 상기 임시부착층에 부딪혀 와류를 형성함과 동시에 침식부 내부에 정체되면서 상기 임시부착층을 성장시키는 것을 특징으로 하는 고로 풍구로의 TiO2분광 다단계 취입에 의한 노저 점조층 형성방법을 요지로 한다.The present invention is the first step to form a simple adhesive layer by blowing through the outlet located on the opposite side of the erosion erosion unit and at the same time blowing through TiO 2 through the air duct located in the upper portion of the erosion erosion unit, and 20 ° away from the erosion unit Including the second step of blowing the TiO 2 3 to 4 times through the tuyere and at the same time through the outlet located in the opposite direction of the erosion portion, the melt inside the impingement layer to form a vortex At the same time, a method of forming a bottom viscous layer by TiO 2 spectroscopic multi-stage blowing into a blast furnace vent characterized in that the temporary adhesion layer is grown while stagnating in the erosion part is grown.
Description
본 발명은 고로 풍구로의 산화티타늄(TiO2)분광 다단계 취입에 의한 노저 점조층 형성방법에 관한 것으로서, 특히 고로 풍구를 통하여 TiO2분광을 다단계로 취입하고 출선구의 사용방법을 연동적으로 변화시키므로서 노저 카본연와의 국부적인 침식 부위에 티탄화합물을 안정적으로 형성하여 노저연와의 파손을 방지 할 수 있는 고로 풍구로의 TiO2분광 다단계 취입에 의한 노저 점조층 형성방법에 관한 것이다.The invention therefore titanium oxide to the tuyere (TiO 2) change, in particular blast furnaces used in the blow-by TiO 2 spectroscopy in multiple stages and output pioneering way through the tuyere relates to nojeo viscous layer forming method according to the spectral multi-stage injection in conjunction enemy The present invention relates to a method for forming a bottom viscous layer by multi-step injection of TiO 2 spectroscopy into a blast furnace flue that can stably form a titanium compound at a local erosion site with a bottom carbon lead to prevent breakage with the bottom edge.
도 1은 노저에서의 TiO2환원 거동 및 TiC 형성거동을 나타내는 도면이고, 도 2는 노저에서의 TiO2환원 평형 도달시간을 나타내는 도면으로서, 고로 조업은 철광석으로부터 용선 및 슬라그가 생성되어 노하부로 강하 한다. 이렇게 노하부에 축적된 용융물은 출선구를 통하여 연속적으로 배출된다. 대형고로의 경우 보통 4개의 출선구를 보유하고 있는데, 이중 2개의 대각선방향의 출선구를 번갈아가며 노내의 용융물을 연속적으로 노외로 배출한다. 한편 도면부호 21: 투입된 TiO2의 초기농도, 22: 반응시간 경과에 따른 TiO2농도, 23: 농도변화가 없는 평형시간이다.FIG. 1 is a diagram showing TiO 2 reduction behavior and TiC formation behavior in a furnace, and FIG. 2 is a diagram showing the TiO 2 reduction equilibrium arrival time in a furnace, and blast furnace operation descends to the furnace bottom by forming molten iron and slag from iron ore. do. The melt accumulated in the lower part of the furnace is discharged continuously through the outlet. Large blast furnaces usually have four outlets, of which alternately discharge the melt in the furnace in alternating two diagonal outlets. On the other hand, reference numeral 21: the initial concentration of the injected TiO 2 , 22: TiO 2 concentration with the reaction time, 23: equilibrium time without a change in concentration.
고로의 내부에는 연화융착대가 존재하고, 그 하부로 순수한 코크스만으로 구성된 부분(노심 코크스: deadman coke)이 존재하는데, 노저부에서 용융물은 이 노심 코크스를 통하여 상호 출선구 측으로 전달되고 노외로 배출된다.Inside the blast furnace there is a soft fusion zone, and underneath is a section consisting of pure coke only (deadman coke), where the melt is transferred to the mutual exit through the core coke and discharged out of the furnace.
노심 코크스의 통액성이 불량할 경우 용융물은 코크스가 존재하지 않거나 비교적 공간이 넓은 부위를 통하여 반대측 출선구 또는 인접 출선구로 전달되게 되고, 이 과정에서 노저 중간부의 코크스를 통하여 노저 바닥까지 강하한 후 출선되기 때문에 풍압상승 및 출선구 직하부에서의 와류현상을 초래하여 노저 연와의 국부적인 침식을 유발한다.If the liquidity of the core coke is poor, the melt is transferred to the opposite exit or adjacent exit through the area where coke does not exist or a relatively large space, and in this process, descends to the bottom of the bottom through the coke in the middle of the furnace. As a result, wind pressure rises and vortex phenomena underneath the exit can cause local erosion of the bottom edge.
종래에는 노저연와(111)의 국부적인 침식을 억제하기 위한 수단으로 노정 장입물중에 TiO2를 함유한 광석을 혼합하여 사용하거나, 특정풍구를 지정하여 TiO가 함유된 분광을 취입하는 방법이 이용되었다.Conventionally, as a means for suppressing local erosion of the furnace lead and 111, a method of mixing ore containing TiO 2 in the top charge or using a specific blower to inject a spectrophotometer containing TiO has been used. .
전자의 방법은 국부적 침식부위(112)에 선택적으로 장입하는 것이 불가능하고, 다량의 TiO2광의 투입이 불가피한 문제점이 있다. 후자의 방법은 원하는 위치에 투입 가능한 장점은 있다. 그러나,작업자는 조업인자는 동일하게 놓고, 사용중인 출선구와 취입하는 풍구 간의 간격을 일정하게 한정(국부 침식부위(112)와의 30∼40°간격유지)하여 사용한다. 즉 기본적인 개념만을 가지고 취입 방향에만 의존하기 때문에 ,노저에서의 티탄 화합물 층이 안정적으로 형성되지 못하고, 일정시간이 경과하면 티탄화합물층이 소멸되어 재취입하여야 하는 문제점을 안고 있다.In the former method, it is impossible to selectively load in the local erosion site 112, and a large amount of TiO 2 light is unavoidable. The latter method has the advantage of being able to be put in the desired position. However, the operator is allowed to use the same as the operation factors, and by limiting the interval between the starting port in use and the blowing hole to be used (30 to 40 degrees apart from the local erosion site 112). That is, since only the basic concept depends on the blowing direction, the titanium compound layer in the furnace cannot be stably formed, and after a certain time, the titanium compound layer disappears and has to be re-injected.
또한 연소대에서의 환원능력을 고려하지 않고 취입함으로서 취입된 TiO2분광이 충분이 Ti로 환원되지 못하고, TiO2로써 슬래그와 함께 노외로 배출됨으로서취입 효과가 충분치 못한 문제점이 있다. 그리고 취입된 TiO2가 강하하는 코크스와 반응하여 코크스 내의 기공부에 TiC를 형성하고 성장함으로서 코크스의 분화를 촉진하여 궁극적으로는 노저부의 통액성을 악화시키는 문제점이 있다.In addition, there is a problem that the blowing effect is not sufficient because the TiO 2 spectroscopy blown without considering the reduction capacity in the combustion zone is not reduced to Ti, and is discharged out of the furnace together with the slag as TiO 2 . In addition, the TiO 2 is reacted with coke having a lowering of TiO 2 to form TiC in the pores in the coke and grow, thereby promoting the differentiation of the coke and ultimately deteriorating the fluidity of the bottom part.
한편, 미설명부호 121: TiO2분광 취입, 122: 연소대내의 반응, 123: 연소대 부근에서 형성된 TiC, 124: 노내 코크와의 반응에서 형성된 TiC, 125: 노저연와 표면에서 형성된 TiC, 126: 용선중으로 환원된 Ti, 131: 연와가 얇은 부분의 냉각능력, 132: 연와가 두꺼운 부분의 냉각능력을 나타낸다.Reference numeral 121: TiO 2 spectroscopic injection, 122: reaction in the combustion zone, 123: TiC formed in the vicinity of the combustion zone, 124: TiC formed in the reaction with the furnace coke, 125: TiC formed in the furnace edge and the surface, 126: Ti, 131: cooling ability in the thin portion of the lead is reduced to molten iron, 132: cooling ability in the thick portion of the lead.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노저 출선상황과 연계한 TiO2분광의 취입방향, 취입량, 조업조건을 조절하여, 취입된 Ti 성분이 노외로 배출되지 않고 취약 부위에 머므르게 함과 동시에 노외부의 냉각능력을 선택적으로 향상시키므로서, 국부적으로 손상된 노저 카본 연와의 표면에 안정적인 Ti 화합물층을 형성하여 노저연와의 수명을 연장할 수 있는 고로 풍구로의 TiO2분광 다단계 취입에 의한 노저 점조층 형성방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by adjusting the blowing direction, blowing amount, operating conditions of the TiO 2 spectroscopy associated with the furnace run-off situation, so that the injected Ti component is not discharged to the outside of the furnace to stay in the vulnerable site At the same time the furnace because selective improve the external cooling power on, nojeo by TiO 2 spectral multistage blown into the blast furnace tuyere to form a stable Ti compound layer on the surface with the damaged nojeo carbon opened locally extends the life with no low smoke The purpose is to provide a method for forming a viscous layer.
상술한 목적은 노저 침식부의 반대편에 위치한 출선구를 통하여 출선함과 동시에 TiO2를 노저 침식부의 직상부에 위치한 풍구를 통하여 취입하므로서 간이부착층을 형성하는 제 1단계와, 상기 침식부와 20°이격된 풍구를 통하여 상기 TiO2를3∼4회 취입함과 동시에 상기 침식부의 반대방향에 위치한 출선구를 통하여 출선하는 제 2단계를 포함하되, 내부의 용융물이 상기 임시부착층에 부딪혀 와류를 형성함과 동시에 침식부 내부에 정체되면서 상기 임시부착층을 성장시키는 것을 특징으로 하는 고로 풍구로의 TiO2분광 다단계 취입에 의한 노저 점조층 형성방법에 의하여 달성된다.The above-mentioned object is the first step of forming a simple adhesion layer by drawing out the TiO 2 through the air outlet located on the opposite side of the erosion erosion unit and simultaneously blowing the TiO 2 through the air duct located in the upper portion of the erosion erosion unit. Including a second step of blowing the TiO 2 through the spaced air outlet 3 to 4 times and at the same time through the outlet located in the opposite direction of the erosion portion, the melt inside the impingement layer to form a vortex At the same time, the temporary adhesion layer is grown while stagnating in the erosion part, and is achieved by a method of forming a bottom viscous layer by TiO 2 spectroscopic multi-stage blowing into a blast furnace vent.
도 1은 노저에서의 TiO2환원 거동 및 TiC 형성거동을 나타내는 도면.1 is a diagram showing TiO 2 reduction behavior and TiC formation behavior in a furnace.
도 2는 노저에서의 TiO2환원 평형 도달시간을 나타내는 도면.2 shows the TiO 2 reduction equilibrium arrival time in the furnace.
도 3은 산소분압에 따른 Ti 활성도를 나타내는 도면.3 is a diagram showing Ti activity according to oxygen partial pressure.
도 4는 용선중 Ti 함량에 따른 Ti 활성도를 나타내는 도면.4 is a diagram showing Ti activity according to the Ti content in the molten iron.
도 5는 용선중 Ti 함량에 따른 TiC 형성량을 나타내는 도면.5 is a view showing the TiC formation amount according to the Ti content in the molten iron.
도 6은 노저부와 국부침식 현상을 나타내는 도면.Fig. 6 is a diagram showing a bottom part and a local erosion phenomenon.
도 7은 TiO2분광의 다단계 취입에 의한 노저연와 보호상태를 나타내는 도면.FIG. 7 is a diagram illustrating a low smoke and a protective state by multi-step blowing of TiO 2 spectroscopy. FIG.
도 8은 TiO2분광의 다단계 취입에 의한 노저연와 보호효과를 나타내는 도면.FIG. 8 is a diagram showing a low smoke and a protective effect by multi-step blowing of TiO 2 spectroscopy. FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
21: 투입된 TiO2의 초기농도 22: 반응시간 경과에 따른 TiO2농도21: Initial concentration of injected TiO 2 22: TiO 2 concentration over time
23: 농도변화가 없는 평형시간 31: 산소분압에 따른 Ti의 활성도23: Equilibrium time without change of concentration 31: Ti activity according to oxygen partial pressure
41: Ti 함량(일반적인 함량을 mole fraction으로 환산)41: Ti content (converts general content into mole fraction)
51: 용선중 Ti 함량에 따른 TiC 형성 상관 그래프51: TiC formation correlation graph according to Ti content in molten iron
61: 노저연와(111) 62: 연와의 국부침식이 진행된 출선구61: Noh Yeon-wa (111) 62: The exit gate where local erosion of Yeon-wa proceeded
63: 연와의 국부침식이 없는 출선구 64: 노심코크63: Yeonwa's local erosion exit 64: Core core
71: 1차취입 72: 2차취입71: 1st blow 72: 2nd blow
111: 노조연와 112: 연와국부침식부위(112)111: union union and 112: yeonwa local erosion site (112)
121: TiO2분광 취입 122: 연소대내의 반응121: TiO 2 spectroscopic blowing 122: reaction in the combustion zone
123: 연소대 부근에서 형성된 TiC123: TiC formed near the combustion zone
124: 노내 코크와의 반응에서 형성된 TiC124: TiC formed in reaction with furnace coke
125: 노저연와(111) 표면에서 형성된 TiC125: TiC formed on the surface of the bottom edge 111
126: 용선중으로 환원된 Ti 131: 연와가 얇은 부분의 냉각능력126: Ti 131 reduced to the molten iron: cooling ability of the thin portion of the smoke
132: 연와가 두꺼운 부분의 냉각능력 711: 1차 취입에 의해 형성된 부착층132: cooling capacity of the thick portion of the pontoon 711: adhesion layer formed by primary blowing
712: 국부침식 출선구 713: 1차 취입시 용융물이 배출되는 출선구712: local erosion exit port 713: exit port where the melt is discharged during the first blow
721: 2차 취입이후 노내 용융물 흐름 722: 출선구 부근에서의 차단막 효과에 의한 용융물 정체현상721: melt flow in furnace after secondary blowing 722: stagnation of melt due to barrier effect near exit port
723: 2차 취입시 용융물이 배출되는 출선구723: outlet for the melt to be discharged during the second blow
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
일반적으로 풍구를 통하여 취입된 TiO2분광은 연소대에서 부분적으로 Ti로 환원되고, 미환원된 TiO2는 슬래그 중으로 혼입되고 Ti는 용선과 함께 노저로 강하한다. 연소대에서 Ti로 직접환원되는 양은 비교적 많지 않고, 슬래그와 용선의 계면반응에 의해 TiO2가 서서히 Ti로 환원되어 용선중으로 혼입되는 양이 많다. 충분히 환원되어 용선 중에 Ti가 포화 상태에 도달하는 시간은 10시간 정도 소요되며, 이는 도 2의 실험결과로 확인되었다.In general, TiO 2 spectroscopy blown through the tuyere is partially reduced to Ti in the combustion zone, unreduced TiO 2 is incorporated into the slag and Ti drops to the bottom with molten iron. The amount directly reduced to Ti in the combustion zone is not relatively large, and TiO 2 is gradually reduced to Ti and mixed into the molten iron by the interfacial reaction between slag and molten iron. It takes about 10 hours to fully reduce the Ti to the saturated state in the molten iron, which was confirmed by the experimental results of FIG.
따라서 취입된 TiO2는 최소 10시간 이상 노내에 체류할 수 있는 기회가 주어져야 하며, 이는 용선 중으로 환원되어 혼입된 Ti만이 노저측벽 연와 중의 카본과 반응하여 침식 부위에 TiC를 형성할 수 있기 때문에 더욱 중요한 점이다.Therefore, the blown TiO 2 should be given the opportunity to stay in the furnace for at least 10 hours, which is more important because only Ti that is reduced into the molten iron can react with the carbon in the bottom wall edge to form TiC at the erosion site. Is the point.
상세히 설명하면, 노내에서 형성되는 TiC는 모두 4가지가 있는데, 첫째, 연소대에서 발생되는 카본 또는 CO 개스와 반응하여 형성된 TiC, 둘째, 슬래그 중의 TiO2와 코크스와 반응하여 형성되는 TiC, 셋째, 용선중의 Ti와 용선중의 카본 또는 코크스와 반응하여 형성되는 TiC, 넷째, 용선중의 Ti 노저측벽 연와중의 카본이 반응하여 형성되는 TiC가 있다.In detail, there are four kinds of TiC formed in the furnace, firstly, TiC formed by reacting with carbon or CO gas generated in a combustion zone, and secondly, TiC2 formed by reacting with TiO 2 and coke in slag. TiC formed by reacting with Ti in the molten iron and carbon or coke in molten iron, and Fourth, TiC formed by reacting carbon in the Ti bottom wall of the Ti molten iron in the molten iron.
첫째와, 둘째 TiC는 고체입자로써 강하하는 용융물의 유동성을 악화시켜 하부로 내려가지 못하고 연소대 하부에 체류하여 그 양이 증가하면 풍구 손상의 위험이 있고, 둘째와, 넷째의 TiC는 코크스 기공 내부에 형성되고 성장하므로 코크스를 분화시키는 작용을 한다. 때문에 노저에서의 용융물 배출에 중요한 역활을 담당하는 노심코크스의 통액성을 나쁘게 하는 역효과를 가져온다. 셋째의 TiC는 용선중에 형성되기 때문에 연와표면에 부착될 가능성은 거의 없으며 대부분 노외로 배출된다.Firstly, secondly, TiC deteriorates the fluidity of the melt that falls as solid particles, so that it does not fall to the bottom but stays in the lower part of the combustion zone. It forms and grows in the coke to act to differentiate. This adversely affects the liquidity of the core coke, which plays an important role in melt discharge from the furnace. The third TiC is formed in the molten iron, so it is hardly attached to the surface of the smoke and is mostly discharged outside the furnace.
따라서 TiO2분광의 취입 효과를 극대화하기 위해서는 취입된 TiO2를 최대한 Ti로 환원시킴과 동시에 TiO2와 코크스와의 반응을 억제하여 취입된 TiO2가 충분히 Ti로 환원되어 노저 국부침식부위에까지 도달토록 하여야 한다.Therefore, in order to maximize the blowing effect of TiO 2 spectroscopy, the injected TiO 2 is reduced to Ti as much as possible and at the same time, the reaction between TiO 2 and coke is suppressed so that the injected TiO 2 is sufficiently reduced to Ti to reach the nodal local erosion site. shall.
Ti의 최대 완원을 위해서는 도 2에서 알수 있듯이 충분한 환원시간이 필요하다. 또한 도 3에서 알수 있듯이 노내에서의 산소분압이 적어야 하며, 이에 따라 Ti 활성도가 증가한다. 도 4에서 알수 있듯이 Ti의 활성도가 증가하면 용선중으로 환원되어 들어가는 Ti의 량이 증가하게 되고, 이는 도 5에서 알 수 있듯이 결국 카본 연와와 반응하여 TiC의 형성량이 증가함을 의미한다. 도 2∼5까지의 관계는 실험을통하여 결정(포항공대 석사학위 논문: 고로 노저에서의 TiC 형성거동)되었고, 실제의 고로 조업시 취입을 통하여 확인되었다.Sufficient reduction time is required for the maximum completion of Ti as can be seen in FIG. In addition, as can be seen in Figure 3, the oxygen partial pressure in the furnace should be small, thereby increasing the Ti activity. As can be seen in FIG. 4, when Ti activity is increased, the amount of Ti reduced into molten iron is increased, which means that the amount of TiC formation is increased by reacting with carbon lead as shown in FIG. 5. The relationship of Figs. 2 to 5 was determined through experiments (Master's Thesis for Pohang University: TiC formation behavior in blast furnace furnace) and confirmed through blowing in actual blast furnace operation.
상기의 TiC 형성조건을 만족하기 위해 실제의 취입에서는 2단계의 취입방법을 선택하였다. 첫째, 1단계 취입이다. 노저연와의 국부손상부위와 정반대방향의 출선구의 용융물이 배출될 때 손상부위 직상부로 TiO2광을 취입하여 1차적인 부착물을 형성하여 용융물이 국부손상부위를 빠른속도로 통과하지 못하게 하여 기계적인 마모도 줄이고, 용융물이 체류할 수 있는 기본 조건을 구성하였다.In order to satisfy the above TiC formation conditions, a two-stage blowing method was selected in the actual blowing. First is the first stage blow. When the melt from the exit hole in the opposite direction from the local wound part with the bottom edge is discharged, the TiO 2 light is injected into the upper part of the damaged part to form a primary attachment, which prevents the melt from passing through the local damaged part at high speed. It also reduces the wear and tear and establishes the basic conditions for the melt to stay.
둘째, 2단계 취입이다. 보통의 출선은 한개 출선구에서 150∼220분 동안 이루어지므로 1단계의 취입시 사용되엇던 출선구 사용이 종료되면, 바로 인근 출선구로 출선하면서, 2단계의 취입을 실시한다.Second is the second phase. Normal departure is made for 150 ~ 220 minutes at one exit, so when the exit of the exit that was used in the first stage is finished, the exit is performed at the immediate exit, and the second stage is blown.
2단계 취입은 국부침식부위와 20°간격을 두고 분당 20kg 의 취입속도로 매외 2.5톤의 취입량을 유지하면서 3∼4회 연속으로 취입한다.The second stage is blown three to four times at a blowing rate of 20 kg / min with a 20 ° interval from the local erosion site while maintaining an injection volume of 2.5 tons.
이때의 조업조건은 미분탄과 함께 투입되는 산소투입을 전면 중단하여 노내 산소분압을 낮추고, 연소대에서의 연소온도를 상승시켜 충분한 용해능력을 갖기 위해 인접 풍구의 미분탄 취입을 중단하여 투입된 TiO2가 즉시 용해되어 노내 용선, 슬래그 중으로 혼입, 하부로 강하하도록 하여야 한다. 상기의 조건에 의해 취입된 TiO2는 증가된 Ti활성도에 의해 용선중으로 환원되는량이 대폭증가하고, 코크스와 반응하여 형성되는 TiC를 억제함으로서 용융물의 유동성 악화도 방지할 수 있어, 용융물에 의한 풍구 용손(유동성이 나쁜 용융물이 하부로 강하하지 못하고 풍구 직하부에 누점됨으로서 구리로 만들어진 풍구를 녹이는 현상)을 막을 수 있다.Operating condition at this time is with the front stop oxygen input which is input along with the pulverized coal lowering the furnace the oxygen partial pressure, raising the combustion temperature in the combustion against stop adjacent tuyeres coal injection in order to have a sufficient dissolving ability to injected TiO 2 as soon as It should be melted and mixed into the molten iron and slag in the furnace and lowered to the bottom. TiO 2 blown under the above conditions greatly increases the amount reduced to molten iron due to increased Ti activity, and also prevents deterioration in the fluidity of the melt by inhibiting TiC formed by reacting with the coke, thereby causing the loss of airflow due to the melt. It is possible to prevent the melted copper ball from melting due to the fact that the melt having poor fluidity cannot be lowered to the bottom and accumulates directly under the air hole.
셋째, 2단계 취입시 노저에서의 용융물 흐름 제어이다. 2단계의 TiO2연속취입이 진행될 동안 국부침식부위 직상부 출선구는 사용을 중지하고 반대편의 2개 출선구를 번갈아 사용한다. 이를 통해 취입된 TiO2가 곧바로 노외로 배출되지 않고, 침식부위 부근에 체류하면서 Ti로 충분히 환원되고, 환원된 Ti가 측변연와 중의 카본과 반응하여 TiC를 형성토록 할 수 있다.Third, melt flow control in the furnace during the second stage blow. During the two-stage TiO 2 continuous blow, the outlets directly above the local erosion site are discontinued and the two outlets on the opposite side are used alternately. Through this, the blown TiO 2 is not immediately discharged out of the furnace, is sufficiently reduced to Ti while staying near the erosion site, and the reduced Ti reacts with the carbon in the side margin and forms TiC.
넷째, 2단계 취입 이후 TiC 안정적 성장과정이다. 취입이 진행될 때와 종료된 이후, 최소 10시간이 경과 후 국부침식부 외부 냉각 능력을 대폭 향상시켜 TiC를 급속성장시키는 효과를 가짐으로서 종랭의 취입방법에 대비하여 두텁고 안정적인 점조층(TiC 화합물층)을 만들수 있다.Fourth, TiC has grown stably after the second phase. When blowing is in progress and after the end, at least 10 hours have elapsed, the external cooling ability of the local erosion part is greatly improved, and the effect of rapid growth of TiC is achieved. I can make it.
도 1은 노저에서의 TiO2환원거동과 TiC형성과정을 나타내었으며, 풍구를 통하여 취입된 TiO2(121)는 연소대(122)의 반응열에 의해 용해되고 공기중의 산소, 연소대(122)중의 미분코크스와 반응하여 일부는 고체(Ti)로 직접환원되어 용선과 함께 노저 바닥으로 강하하며, 일부는 액체화된 TiO2로서 슬래그 중으로 혼입된다. 또한 일부는 상부에서 연소대 내부로 강하하는 코크스와 반응하여 고체(TiC: 123)를 형성한다.Figure 1 shows the TiO 2 reduction behavior and TiC formation process in the furnace, TiO 2 (121) blown through the tuyere is dissolved by the reaction heat of the combustion zone 122, oxygen in the air, combustion zone 122 In reaction with the fine coke in the water, a portion is directly reduced to a solid (Ti) and descends to the bottom of the furnace together with the molten iron, and some is incorporated into the slag as the liquidated TiO 2 . In addition, some react with coke falling from the top into the furnace to form a solid (TiC: 123).
슬래그 중으로 혼입된 슬래그가 용선 중에 용해된 카본과 반응할 시간이 충분치 않을 경우, 대부분 노외로 배출되거나 주변의 코크스와 반응하여 코크스 내부에 고체(TiC: 124)를 형성하고 성장함으로서 코크스를 분화시키는 역효과를 가져오지만 슬래그와 용선의 계면 반응에 의해 용선 중 Ti(126)로 환원되면 노저측벽 연와(111) 중의 카본과 반응하여 연와 표면에 TiC(112)를 형성할 수 있다.If the slag incorporated into the slag does not have enough time to react with the dissolved carbon in the molten iron, it is mostly discharged out of the furnace or reacts with the surrounding coke to form and grow solids (TiC: 124) inside the coke, thereby adversely affecting the coke. Although it is reduced to Ti (126) in the molten iron by the interfacial reaction between the slag and molten iron can react with the carbon in the furnace side wall edge 111 to form TiC (112) on the edge and the surface.
노저의 냉각능력은 연와의 두께가 얇은 부분(131)에서 훨씬 강하고, 연와가 두꺼운 부분에서의 냉각능력(132)은 상대적으로 약하다. TiC의 성장은 냉각능이 강할 수록 성장하는 속도가 빠르다. 따라서, 국부침식부 표면에 형성되는 TiC(125)는 외부의 냉각능력이 우수하고, Ti과 연와가 반응할 시간만 주어진다면 충분히 안정적으로 성장한다.The cooling capacity of the furnace is much stronger in the thin section 131 of the wedge, and the cooling capacity 132 in the thick section of the wedge is relatively weak. The growth of TiC grows faster with higher cooling capacity. Therefore, the TiC 125 formed on the surface of the local erosion part grows sufficiently stable if the external cooling ability is excellent and only time for Ti and the duct reacts is given.
도 2에는 취입된 TiO2과 용해된 후 노저에서 Ti로 환원되어 포화상태에 도달하는 평형시간 측정결과를 나타내었다.Figure 2 shows the result of the equilibrium time measurement to reach the saturation state is reduced to Ti in the melt after dissolved with the TiO 2 blown.
초기에 약 11%(21)의 TiO2를 슬래그에 투입하여 Ti를 전혀 함유하지 않은 용선과 반응시킨 결과 반응시간이 증가 할 수록 점차 슬래그 중의 TiO2함량이 감소하다가 일정시간 이후부터는 변화가 없음이 측정되었다. 즉, 용선중의 Ti 포화량은 TiO2기준 약 5%(22) 정도임을 알 수 있고, 포화에 도달하는 시간(23)정도인 것으로 측정되었다.Initially, about 11% (21) of TiO 2 was added to the slag and reacted with molten iron containing no Ti. As the reaction time increased, the TiO 2 content in the slag gradually decreased, but there was no change after a certain time. Was measured. That is, it was found that the amount of Ti saturation in the molten iron was about 5% (22) based on the TiO 2 , and was measured to be about 23 attainment of saturation.
이를 통하여 알 수 있는 것은 TiO2투입량이 과다하게 많아도 용선중으로 환원되는 Ti의 량은 정해져 있고, 충분히 환원시키기 위해서는 슬래그와 용선의 접촉시간이 최소 10시간 정도 요구된다는 것이다. 즉, TiO2투입량은 슬래그 기준 6%를 기준으로 조정하여야 하면, 이는 실제의 취입속도 20kg/min와 유사한 량이다. 그리고, 취입된 TiO2가 충분한 환원기회를 갖기 위해서 취입된 지점의 출선구는 10시간 이상 사용을 중지할 필요가 있다.It can be seen from this that even if the amount of TiO 2 is excessively high, the amount of Ti reduced into the molten iron is determined, and the contact time between slag and molten iron is required for at least 10 hours to sufficiently reduce the amount of TiO 2 . That is, the TiO 2 input should be adjusted based on the slag 6%, which is similar to the actual blowing speed 20kg / min. In addition, in order for the blown-out TiO 2 to have a sufficient reduction opportunity, it is necessary to discontinue use of the starting point of the blown point at least 10 hours.
도 3에 분광취입 시 풍구 앞의 연소대를 형성하는 기본 조건으로 산소 분압에 따른 Ti의 활성도 측정결과를 나타내었다.Figure 3 shows the results of measuring the activity of Ti according to the oxygen partial pressure as a basic condition for forming a combustion zone in front of the tuyere during spectroscopic injection.
노내부의 산소 분압이 감소할 수록 Ti의 활성도는 지수함수적으로 증가하고, 산소분압이 일정수준 이하이면 Ti의 활성도는 급격히 증가(31)하는 현상이 측정되었다. 이를 통해 TiO2취입시 산소분압을 최소화하기 위해 미분탄 취입용 산소를 중단하였다. 또한 취입된 분광의 용해능력을 향상시키기 위해 인접 풍구의 미분탄 취입을 동시에 중지하였다.As the oxygen partial pressure in the furnace was decreased, the activity of Ti increased exponentially, and when the oxygen partial pressure was below a certain level, the activity of Ti rapidly increased (31). In order to minimize the partial pressure of oxygen when blowing TiO 2 through this, the pulverized coal blowing oxygen was stopped. In addition, in order to improve the dissolving ability of the blown spectroscopy, pulverized coal blowing of the adjacent tuyere was simultaneously stopped.
도 4에는 Ti의 활성도에 따라 용선중으로 환원되는 Ti의 환원량 증가정도를 측정한 결과를 나타내었다.4 shows the result of measuring the degree of reduction of the amount of Ti reduced in molten iron according to the activity of Ti.
Ti의 활성도가 2.0×10-3이상일 경우 용선 중 Ti함량은 급격히 증가(41)함을 알 수 있고, 이는 산소분압의 조정으로 확보가 가능한 효과이다.When the Ti activity is 2.0 × 10 −3 or more, the content of Ti in the molten iron rapidly increases (41), which is an effect that can be secured by adjusting the oxygen partial pressure.
도 5에는 용선중의 Ti함량에 따라 형성되는 TiC의 관계를 측정한 결과를 나타내었다. 용선중에 함유된 Ti의 량이 증가할 수 록 점조층의 주성분인 TiC의 양도 비례적으로 증가(51)함을 측정결과를 통해 할 수 있었다.5 shows the result of measuring the relationship of TiC formed according to the Ti content in the molten iron. As the amount of Ti contained in the molten iron was increased, the amount of TiC, the main component of the viscous layer, was also increased proportionally (51) through the measurement results.
도 6에는 일반적으로 진행되는 노저 측벽연와의 국부적 침식상황을 나타내었다. 건전한 연와(6)에 비하여 국부적으로 침식된 부위는 최초 시공된 두께의 상당한 감소현상을 보이며, 이는 출선구 직하부(62)에서 발생된다. 이러한 현상의 원인은 여러가지가 있지만 주로 노심코크스(64)의 통액성이 불량하여 반대편 출선구(63)로 용융물이 원활하게 전달되지 못하고, 출선구 노저 바닥 또는 외각으로 선회하여 전달되기 때문에 나타나는 것으로 보고 있다.6 shows a local erosion situation with the furnace side wall edge that is generally progressed. Locally eroded areas as compared to the healthy edges 6 show a significant reduction in the original construction thickness, which occurs at the bottom 62 of the exit. There are many causes of this phenomenon, but mainly due to poor liquidity of the core coke (64), the melt does not flow smoothly to the opposite exit port (63), it appears to appear because it is delivered by turning to the exit bottom or outer shell. have.
도 7에는 다단계 취입에 의한 노저침식 부위에 TiC를 형성하는 과정을 나타내었다. 1 단계 취입은 국부침식부위(712)의 직상부 인접풍구(71)를 통하여 1회의 취입을 실시하고 이때의 출선은 대각선방향(713)을 활용한다. 이때의 취입량은 2.5톤 정도이며, 간이 부착층(711)이 형성된다.Figure 7 shows the process of forming TiC in the erosion site by the multi-step blowing. The first stage blowing is carried out once through the adjacent bulge 71 immediately above the local erosion part 712, and the starting line at this time utilizes the diagonal direction 713. FIG. At this time, the blowing amount is about 2.5 tons, and a simple adhesion layer 711 is formed.
2단계 취입으로써 국부침식부위와 20°간격의 풍구(72)를 통하여 매회 2.5톤 정도의 취입량으로 3∼4회 취입을 연속하여 실시한다. 이때의 출선구는 대각선 방향(723)을 활용하고, 이를 통해 내부의 용융물 내부의 용용물 흐름(72)은 반대방향으로 진행되다가 침식부위의 임시 부착층(711)에 부딪혀 와류를 형성함과 동시에 침식부 내부에 정체(722)된다.As a two-stage blowing, blowing is carried out continuously 3 to 4 times at a blowing amount of about 2.5 tons each time through a local erosion site and a trough 72 of 20 ° intervals. At this time, the exit port uses a diagonal direction 723, through which the melt flow 72 inside the melt proceeds in the opposite direction, and then strikes the temporary attachment layer 711 at the erosion part to form a vortex and erosion at the same time. It is stagnant 722 inside the part.
용융물이 정체될 때 외부의 냉각수 온도를 조정(25 ⇒ 15℃이하)하여 카본연와 표면에 형성되는 TiC를 성장시킨다.When the melt is stagnant, the external cooling water temperature is adjusted (25 ⇒ 15 ° C or less) to grow carbon lead and TiC formed on the surface.
도 8에는 실제의 TiO2분광 취입결과와 이에의한 노저측벽온도 저하실적을 나타내었다.Fig. 8 shows the actual TiO 2 spectroscopic blown results and the bottom wall temperature storage by this.
1단계의 취입(81)은 2.24톤을 실시하였고, 1일이 시간이 경과된 이후3회(82,83)의 취입을 2.4∼2.67톤의 범위로 연속 2일간 실시하였다. 취입이 종료된 이후 약 20시간이 경과된 시점(84)부터 측변 연와의 온도가 급격히 저하하여 안정되는 현상을 확인하였다.The blow 81 of the first stage was 2.24 tons, and three (82,83) blows were performed for two consecutive days in the range of 2.4 to 2.67 tons after one day had elapsed. From the time point 84 after about 20 hours had passed after the blowing was completed, the temperature of the side edge was rapidly lowered to confirm the phenomenon of stabilization.
상기와 같은 방법에 의해 노저 연와의 국부침식이 진행된 부위에 강한 점조층을 형성하여 매년 주기적으로 발생되는 노저연와 국부침식 문제를 근본적으로 해결 할 수 있으며, 궁극적으로 노저 연와의 두께를 증가시켜, 노황 안정 및 고로의 수명 연장에도 기여할 수 있다.By forming a strong viscous layer in the area where the local erosion of the bottom edema progressed by the above method, it is possible to fundamentally solve the problem of the bottom erosion and local erosion which occurs periodically every year, and ultimately increase the thickness of the bottom edge, It can also contribute to stability and longer life of the blast furnace.
본 발명은 풍구를 통해 분 TiO2광을 2단계로 취입하고, 그에 상응하는 조업조건을 변화시킴으로서 노저측벽연와의 국부침식부위에 안정적인 점조층을 형성할 수 있다. 따라서 주기적으로 발생되는 국부침식문제를 근절하고 기회손실을 미연에 방지 할 수 있기 때문에 용선의 원가 절감에도 기여 할 수 있다. 또한 노저측벽연와의 두께도 증가시켜 고로수명연장에 활용하는 효과가 있다.The present invention can form a stable viscous layer on the local erosion site with the bottom side edge by blowing the TiO 2 light in two stages through the tuyere, and changing the corresponding operating conditions. Therefore, it can contribute to the cost reduction of charterers because it can eliminate local erosion problems that occur periodically and prevent opportunity loss in advance. In addition, it increases the thickness of the bottom side edge and has the effect of extending the life of the blast furnace.
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