KR100388037B1 - A method for preventing slopping in converter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용강의 정련방법에 관한 것으로, 그 목적은 전로정련조업시 전로슬래그의 포밍을 저감하여 슬로핑(Slopping) 현상을 방지하는 방법을 제공함에 있다.The present invention relates to a method for refining molten steel, and an object thereof is to provide a method for preventing a slapping phenomenon by reducing the forming of converter slag during converter refining operation.

이러한 목적을 갖는 본 발명은, 전로취련 초기에 생석회펠레트를 연속투입하여 생석회분해반응(흡열반응)에 의해 생성되는 CO2가스가 슬래그를 통해 배출되도록 하고 이에 따라 슬래그층의 배가스가 원활히 배출되도록 함으로써 슬래그 포밍을 억제하고, 나아가 분해반응에 따른 냉각능을 전로정련조업과정에서 유용하게 활용하고자 하는데, 그 기술적 요지가 있다.The present invention having this purpose, the continuous injection of quicklime pellets at the beginning of the converter blown so that the CO 2 gas generated by the quicklime decomposition reaction (endothermic reaction) to be discharged through the slag, so that the exhaust gas of the slag layer smoothly discharged By suppressing slag forming, and furthermore, to utilize the cooling ability of the decomposition reaction in the converter refining operation process, there is a technical gist.

본 발명은 슬로핑발생율이 종래 550차지중 55차지 발생하던 것을 18차지로 감소하는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the occurrence of the slope of 55 charges out of the conventional 550 charges to 18 charges.

Description

전로취련시 슬로핑방지방법{A METHOD FOR PREVENTING SLOPPING IN CONVERTER}How to prevent slipping when converting a furnace {A METHOD FOR PREVENTING SLOPPING IN CONVERTER}

본 발명은 용강의 정련방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로정련조업시 전로슬래그의 포밍을 저감하여 슬로핑(Slopping) 현상을 방지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for refining molten steel, and more particularly, to a method of preventing a slapping phenomenon by reducing the forming of converter slag during converter refining operation.

일반적으로 전로에서 취련시 용선중 규소는 산소와의 반응이 가장 먼저 일어나는 원소이며, 특히 산화반응의 열량은 취련중 용선의 승온에 중요한 열원으로 사용되는 것으로 알려져 있다. 보통 전로 취련 초기 3분 이내에 용선중 규소는 거의 전량 산화되며 이때 생성되는 SiO2는 투입된 생석회를 재화시키고 슬래그를 형성한다.In general, silicon in molten iron during blowing in a converter is known to be the first element that reacts with oxygen, and in particular, the amount of heat of the oxidation reaction is known to be used as an important heat source for raising the temperature of molten iron during blowing. Usually, within the first three minutes of the converter's blow, silicon in the molten iron is almost completely oxidized, and the SiO 2 produced thereby recycles the injected quicklime and forms slag.

또한, 통상의 전로정련 조업시 상취랜스를 통해 고속으로 취입되는 산소제트(Jet)는 용선표면에 캐비터(Cavity)를 형성하고 주변에는 많은 철립을 비산시키며 이에 따라 슬래그 내에는 많은 양의 철립이 혼입되어 슬래그와 반응하면서 강욕으로 되돌아간다. 이러한 슬래그 반응영역을 에멀젼(emulsion)이라 하며 300톤 전로의 경우 약 3톤 이상의 철립을 포함하고 있다.In addition, the oxygen jet blown at high speed through the upper lance in the converter refining operation forms a cavity on the surface of the molten iron and scatters a lot of iron particles around the slag. Incorporates and reacts with slag, returning to libido. This slag reaction zone is called an emulsion and contains about 3 tons of iron grains in the case of 300 ton converter.

상기 철입자와 슬래그중의 산화물이 반응하면서 CO기포가 발생하고 이 기포는 극히 미세하여 슬래그의 상층부로 이동하면서 폼(foam)을 형성한다. 취련중 폼의 높이는 에멀젼 내의 CO기포의 생성속도와 슬래그 표면에서의 기포의 소멸속도의 균형에 의하여 일정하게 유지되지만 그 균형이 깨지면 슬래그의 높이가 급격히 상승되어 전로의 노구로 넘쳐 흐르게 되는데, 이를 슬로핑(Slopping)이라 한다.As the iron particles react with the oxides in the slag, CO bubbles are generated, and the bubbles are extremely fine to move to the upper layer of the slag to form a foam. During the blow, the foam height is kept constant by the balance between the rate of formation of CO bubbles in the emulsion and the rate of disappearance of bubbles on the surface of the slag. Called Slopping.

이러한 전로조업에서의 슬로핑 현상은 그 발생 경위에 따라 2가지로 분류될 수 있다. 하나는 약취(soft blowing)등으로 슬래그중의 FeO 농도가 높을 경우 슬래그내에서 급격한 탈탄 반응으로 과다한 포밍(foaming)이 발생하여 슬로핑이 일어나는 것이다. 또 다른 하나는 용선중 Si 성분이 다량 함유되어 취련중 슬래그의 부피를 증가시켜 급격히 노구로 넘치게 되어 일어난다. 실제, 전로 조업에서 슬로핑은 이 2가지 요인이 복합적으로 작용하여 발생하며, 특히 노체코팅을 위한 잔류 슬래그량이 많을 경우 취련초기부터 다량의 액상 슬래그와 배가스가 형성되어 배가스 배출이 용이하지 않을 경우 과다한 포밍이 발생하며 슬래그와 용강이 노구로 넘쳐 흘러 슬로핑이 발생한다. 취련중 슬로핑(Slopping)이 발생하면 환경공해 유발은 물론, 열균형에도 큰 영향을 주어 취련 적중율이 저하되고 분출에 의한 실수율 저하로 생산성 및 경제성이 떨어진다. 따라서, 지금까지는 취련조업시 슬로핑 발생을 방지하고자 슬래그 포밍 진정제를 250kg 씩 투입하는 방법을 주로 적용해왔다. 그러나, 슬래그 포밍 진정제는 고가이면서 투입하는 순간에만 슬래그진정효과가 있고 지속성이 없어 많은 양을 지속적으로 투입하여야 하므로 경제성이 떨어지는 문제가 있다.The slope phenomenon in the converter operation can be classified into two types according to the occurrence situation. One is the soft blowing, so that when the FeO concentration in the slag is high, excessive foaming occurs due to the rapid decarburization reaction in the slag, which causes the slope. The other is that the molten iron contains a large amount of Si component to increase the volume of the slag during the blown to overflow rapidly into the furnace. In fact, in the converter operation, the slope is caused by the combination of these two factors, especially when there is a large amount of residual slag for the coating of the furnace body. Foaming occurs and slag and molten steel overflow into the furnace and cause slinging. When the sweeping occurs during the blow, not only does it cause environmental pollution, but also has a great influence on thermal balance, which lowers the blow hit rate and lowers the error rate caused by the blow, resulting in poor productivity and economic efficiency. Therefore, until now, in order to prevent the occurrence of the slope during the blow job, the method of injecting slag forming sedatives by 250 kg has been mainly applied. However, slag forming sedative has a problem that the slag calming effect is only expensive and the moment there is no continuity, so that a large amount must be continuously added, so the economy is inferior.

본 발명은 노체 코팅을 위한 잔류 슬래그의 취련초기 부상분리되어 다량의 액상 슬래그와 배가스에 의한 슬래그 포밍을 현저하게 줄일 수 있는 전로정련 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a converter refining method that can significantly reduce the slag forming caused by a large amount of liquid slag and flue-gas by separation of the residual slag for the initial body coating.

도 1은 취련시간대별 슬로핑발생율을 나타내는 그래프1 is a graph showing the incidence of slopes by blowing time

도 2는 전로취련시간별 부원료 투입상황Figure 2 is the input state of auxiliary raw materials by the time of conversion

도 3은 본 발명 및 종래방법에 따른 슬로핑 발생율을 나타내는 그래프Figure 3 is a graph showing the incidence of the slope according to the present invention and the conventional method

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬로핑방지방법은, 전로의 용선에 상취랜스로 산소취입개시후 2분이내에 용선 톤당 5.8-9.2kg의 석회석펠레트를 연속투입하여 6분이내에 투입을 종료하는 것을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the anti-slope method of the present invention continuously inputs 5.8-9.2 kg of limestone pellets per ton of molten iron within 2 minutes after the start of oxygen injection to the molten iron of the converter, and finishes the filling within 6 minutes. It is configured to include.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

전로 조업에서는 양질의 슬래그를 만드는 것이 무엇보다도 중요하다. 슬래그란 전로정련에서 회수하려는 유가금속 이외에 무가치한 물질 유황, 인, 기타 산화물을 말하며, 용선과 슬래그는 비중차이에 의해 분리된다. 이러한 슬래그의 구성요소는 유가금속의 용해도가 적고 비중과 용융점이 낮으며 점성이 낮아 유동성이 낮으며 불순물 포집능력이 크고 내화물 침식이 적어야 한다.In the converter operation, making quality slag is of utmost importance. Slag refers to sulfur, phosphorus and other oxides other than valuable metals to be recovered in converter refining. Melting and slag are separated by specific gravity difference. These slag components should have low solubility, low specific gravity and melting point, low viscosity, low fluidity, high impurity trapping capacity and low refractory erosion.

이러한 특성을 갖는 슬래그가 전로에서 취련중 포밍되는 것은 취련패턴(Pattern)과 부원료 투입방법 등에 따라 달라진다. 부원료란 좋은 슬래그를 형성하기 위하여 공급하는 물질로 생석회, 형석, 백운석, 소결광 등이 있고 취련작업시 슬래그층의 배가스에 의한 포밍현상으로 상당한 높이로 진행되어 슬래그가 슬로핑되는 현상을 방지하기 위해 사용되는 진정제가 있다.The slag having such characteristics is foamed during the blow in the converter, depending on the blow pattern (Pattern) and the subsidiary feed method. Subsidiary materials are materials to supply good slag, such as quicklime, fluorspar, dolomite, and sintered ore, and are used to prevent slag from slipping because they are processed to a considerable height due to the foaming phenomenon by the flue gas of the slag layer during the drilling operation. There is a sedative that becomes.

본 발명자들은 이와 같은 통상의 부원료를 이용하여 전로정련과정에서 슬로핑발생을 시간대별로 조사한 결과, 슬래그의 슬로핑은 취련개시 직후 약 1분-5분 사이(취련초기)에 가장 많이 발생하는 것을 알 수 있었다. 즉, 도 1에 나타난 바와 같이, 취련초기 슬로핑 발생율이 75%, 중기 20%, 말기 5%로 취련초기의 슬로핑 발생율이 월등히 높음을 알 수 있다.As a result of investigating the occurrence of slope during the converter refining process by time using the conventional sub-raw materials, the inventors found that the slagging of slag occurs most frequently between about 1 minute and 5 minutes immediately after the start of the drilling. Could. That is, as shown in Figure 1, it can be seen that the initial incidence of sloughing in the initial stage of the blow is 75%, the middle 20%, 5% in the late stage of the initial blow.

따라서, 본 발명자는 슬로핑을 방지하기 위해 여러 가지 방안을 모색하던중, 석회석을 취련초기에 연속투입하면 그 해결이 가능하다는데 착안하고 본 발명을 완성하게 이르렀다. 즉, 석회석은 반응식1과 같이 용선에 투입되면 CO2가스를 발생시키면 흡열반응하며, 그 화학성분은 아래 표 1과 같다.Therefore, the inventors of the present invention have been devising the present invention while contemplating various ways to prevent the slipping, and it is possible to solve the problem by continuously adding limestone in the early stage of blowing. That is, limestone is endothermic reaction when CO 2 gas is generated when it is put in molten iron as in Scheme 1, and its chemical composition is shown in Table 1 below.

[반응식 1]Scheme 1

CaCO3 → CaO + CO2↑ -42.500cal/MolCaCO3 → CaO + CO2 ↑ -42.500cal / Mol

이러한 석회석펠레트를 연속투입하면 CO2가스가 일정량씩 생기면서 슬래그층으로부터 배출가스를 배출할 수 있음에 따라 슬로핑이 방지되리라 예측할 수 있었다. 또한, 석회석의 분해반응이 흡열반응이므로 슬래그를 응고시킬 수 있어 기존의 냉각제의 투입량을 줄일 수 있는 부수적인 효과가 있을 것으로 판단되었다. 이러한 예측을 통해 본 발명자는 실제 석회석펠레트를 전로취련과정에서 투입하여 실험한 결과, 슬로핑이 저감되는 것을 확인할 수 있었고, 이 실험결과로부터 슬로핑을 방지하기 위해 가장 중요한 것은 석회석펠레트의 투입량과 투입시점 그리고, 연속투입이라는 조건을 도출할 수 있었다.Continuous injection of such limestone pellets could be expected to prevent slopes as CO 2 gas was generated by a certain amount and exhaust gas was discharged from the slag layer. In addition, since the decomposition reaction of limestone is an endothermic reaction, the slag may be solidified, and thus it may be a side effect of reducing the input amount of the conventional coolant. Through this prediction, the present inventors confirmed that the actual limestone pellets were injected into the converter for the course of the converter, and the slope was reduced. The most important thing to prevent the slope from the experimental results was the amount of limestone pellets input. And the timing of input and continuous input.

본 발명에 따라 전로취련중에 석회석펠레트의 투입은 전로취련개시후 2분이내에 투입을 개시하여 6분이내에 투입이 완료되도록 일정량씩 연속투입한다. 이는 취련초기에 슬로핑이 집중 발생하기 때문으로, 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 취련 중기 이후에 석회석 펠레트를 투입하면 취련초기 급격한 슬래그 반응에 의한 슬로핑이 발생되는 것을 막을 수 없으며, 또한, 상온의 주부원료를 용해시켜 대략 1640℃에 도달할 때까지 필요한 열량을 고철을 기준으로 나타낸 냉각기는 고철 1.0, 철광석 2.6으로 석회석 펠레트는 1.3의 냉각능이 있어 취련중기 이후 투입시 용강의 온도를 냉각시켜 목표하고자 하는 종점온도를 떨어뜨려 종점온도 저온에 의한 후공정 처리에 영향을 주기 때문에 적어도 산소취입개시 후 6분이내에 투입을 완료하는 것이 필요하다. 또한 취련시의 오랜 판단에 의해 결정되어지는 용강취지 온도, 취지[C], 용강산소(f(O))등이 취련말기 불꽃 판정에 의해 좌우되는데 불꽃의 형태, 색깔, 길이 등 취련시 판단기준에 영향을 끼침으로 취련 2/3 시점 이후에는되도록 아무것도 넣지 않고 취련하는 것이 가장 중요하다. 한편, 산소취입개시후 2분 이내에 석회석펠레트의 투입을 개시하는 것은 투입할 석회석의 총량을 연속적으로 투입하고 이를 6분이내에 완료하기 위해서는 적어도 취입개시후 2분이내에 투입을 개시하여야 한다.According to the present invention, the input of limestone pellets during the converter blasting is started in the input within 2 minutes after the start of the converter blasting, and continuously inputted by a predetermined amount such that the input is completed within 6 minutes. This is because the slope occurs in the early stage of the blow, which will be described in more detail as follows. If limestone pellets are added after the middle of the blowing process, it is not possible to prevent the slapping caused by the rapid slag reaction at the beginning of the blowing process.In addition, the amount of heat required until the temperature reaches about 1640 ° C by dissolving the housewife raw material at room temperature The cooler indicated by 1.0 is iron scrap 1.0, iron ore 2.6, and the limestone pellets have a cooling capacity of 1.3. It is necessary to complete the input at least within 6 minutes after the start of oxygen injection. In addition, molten steel temperature, effect [C], molten oxygen (f (O) ), etc., which are determined by long judgment at the time of blowing, are determined by the determination of flame at the end of the blow. It is most important that you do it without putting anything so that there is no impact after 2/3 of the drilling. On the other hand, initiating the addition of limestone pellets within 2 minutes after the start of oxygen injection requires that the total amount of limestone to be added continuously be added and completed within 6 minutes at least within 2 minutes after the start of injection.

또한, 석회석펠레트의 투입양은 1톤당 5.8-9.2kg으로 한다. 이는 이 정도의 양이 슬로핑저감에 가장 효과적이기 때문이다. 이러한 양의 석회석펠레트를 연속투입하는데, 이는 일괄투입하는 경우 노내산소와 반응하여 화염에 의한 가시분진이 방출되는 문제점이 대두되기 때문이다. 본 발명의 실시예에 의하면, 석회석펠레트를 연속투입하는 경우 300톤 전로의 경우 350-550kg/min, 250톤 전로의 경우 293-377kg/min, 100톤 전로의 경우 117-150kg/min의 속도로 투입할 수 있다.In addition, the amount of limestone pellets to be charged is 5.8-9.2kg per ton. This is because this amount is the most effective for reducing the slope. This amount of limestone pellets is continuously injected, because batch injection causes the problem of the emission of visible dust caused by the flame in response to oxygen in the furnace. According to the embodiment of the present invention, when continuously input limestone pellets 350-550kg / min for 300 ton converter, 293-377kg / min for 250 ton converter, speed of 117-150kg / min for 100 ton converter Can be put into.

이와 같이 본 발명에 따라 석회석펠레트를 취련초기에 투입하는 경우에 다른 부원료와의 투입상황의 일례를 도 2에 나타내었다. 도 2에 따라 석회석펠레트를 투입하면 취련초기의 슬로핑 발생율을 줄임으로써 전체 슬로핑 발생차지(charge)를 줄일 수 있다.Thus, when the limestone pellets are charged in the initial stage of blowing in accordance with the present invention, an example of the input situation with other side materials is shown in FIG. When the limestone pellets are put in accordance with FIG. 2, the overall slope generation charge can be reduced by reducing the incidence of the inclination of the initial stage of blowing.

이하, 본 발명을 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described according to an embodiment as follows.

[실시예 1]Example 1

300톤전로의 용강에 산소취입개시와 동시에 아래와 같은 양을 5분 동안 석회석펠레트를 투입하고 로의 상황을 확인하고 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.At the same time as the start of oxygen injection into the 300 ton converter, limestone pellets were put in the following amount for 5 minutes, and the conditions of the furnace were checked. The results are shown in Table 2 below.

표 2에 나타난 바와 같이, 일괄투입방법은 투입후 노내산소와 반응하여 화염에 의한 가시분진이 공장외로 방출되는 문제점이 대두되었다. 이에 반해, 350-550kg/min의 속도로 투입하는 경우 화염 및 슬로핑이 발생하지 않았고 가시분진도 거의 발생하지 않았다. 투입속도가 350kg/min 이하일 경우 슬로핑 진정효과가 반감되고 작은 슬로핑이 발생하였으며 투입시간 지체에 의한 취련시간 연장 산소취입관인 란스(Lance) 노즐 지금부착 현상 등이 발생되었고, 550kg/min 이상에서는 노내에 다량이 투입되어 일괄투입시 보다는 적지만 화염이 발생되었고 노구감시, 산소유량제어, 후드(HOOD) 압력제어 등에 어려움이 발생되었다.As shown in Table 2, the batch injection method has a problem that the visible dust by the flame is released to the outside of the factory by reacting with the oxygen in the furnace after the addition. In contrast, at the rate of 350-550kg / min, there was no flame or slope and little visible dust. When the feeding speed is 350kg / min or less, the sloping calming effect is halved and small slinging occurs, and the lance nozzle is now attached to the oxygen injection pipe, which extends the blowing time due to the delay of the feeding time. Although a large amount was put into the furnace, a small amount of flame was generated, but there was a difficulty in monitoring the furnace, controlling the oxygen flow rate, and controlling the hood pressure.

도 3에는 본 발명의 효과를 그래프로 나타낸 것인데, 종전에는 취련초기에많은 슬로핑이 발생하였고 이에 따른 상당량의 가시분진이 발생하였으며 조업에 많은 어려움을 주었다. 특히, 노구지금의 대량부착, 전로 가스회수율저하, 취련비상정지 등에 의한 취련적중율 저하등이 발생하였으나, 석회석 펠레트의 취련 초기 투입으로 슬로핑 발생율을 도 3과 같이 줄어듬을 알 수 있으며 조업의 안정성을 기할 수 있었다. 도 3에서는 슬로핑 발생이 55차지에서 18차지로 37차지 감소함을 알 수 있었는데, 이는 300톤 전로 500차지를 대상으로 구한 값이다. 따라서, 본 발명을 전로 조업에 적용하면 슬로핑 및 가시분진의 발생을 크게 줄일 수 있다.Figure 3 shows the effect of the present invention as a graph, in the past, a lot of slopes occurred in the early stage of the blow, a considerable amount of visible dust was generated according to this gave a lot of difficulties in operation. In particular, although the dropping of the blow-up hit ratio due to the large-scale adhesion of furnace furnace, the decrease of the converter gas recovery rate, the stopping of the blown emergency occurred, etc., it can be seen that the incidence of the slope is reduced by the initial injection of the limestone pellet as shown in FIG. Could not wait. In Figure 3, it can be seen that the slope occurrence is reduced by 37 charges from 55 charges to 18 charges, which is obtained from 500 charges of 300 ton converter. Therefore, applying the present invention to the converter operation can greatly reduce the occurrence of slopes and visible dust.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전로취련작업중에 석회석펠레트를 연속투입함으로써, 슬로핑을 효과적으로 줄일 수 있다.As described above, the present invention can effectively reduce the slope by introducing a limestone pellet during the converter blow operation.

Claims (1)

전로의 용선에 상취랜스로 산소를 취입하여 정련하는 방법에 있어서,In the method of blowing oxygen into the molten iron of the converter in the upper lance and refining, 상기 산소취입개시 2분이내에 용선 톤당 5.8-9.2kg의 석회석펠레트를 연속투입하여 6분이내에 투입을 종료하는 것을 포함하여 이루어지며, 상기 석회석펠레트는 용선이 300톤의 경우 350-550kg/min, 용선이 250톤의 경우 293-377kg/min, 용선이 100톤의 경우 117-150kg/min의 속도로 투입함을 특징으로 하는 전로취련시 슬로핑방지방법.Including the continuous injection of 5.8-9.2kg of limestone pellets per ton of molten iron within 2 minutes of the start of the oxygen injection, and finishes the input within 6 minutes, the limestone pellets 350-550kg / min, if the molten iron is 300 tons, The method of preventing slipping during converter scavenging, characterized in that the molten iron is introduced at a rate of 293-377kg / min for a 250 ton and 117-150kg / min for a 100 ton.
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