KR100398393B1 - Apparatus for enhancing reaction efficiency of desulfurization flux of hot metal - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동일한 용선탈황용 플럭스(FLUX)를 사용하여 플럭스 자체의 반응효율을 향상시키는 장치에 관한 것으로, 용선중에 함유되어 있는 유황성분을 제거하는 경우, 투입한 플럭스와 화학반응을 신속하게 유도하고, 플럭스 자체가 가지고 있는 본래의 탈황능력이 최대한 발휘되도록 하여 동일한 처리시간에서 탈황효과를 최적으로 얻을 수 있는 용선탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for improving the reaction efficiency of the flux itself by using the same flux for desulfurization (FLUX), in the case of removing the sulfur components contained in the molten iron, induces the flux and chemical reaction quickly The present invention relates to an apparatus for improving the reaction efficiency of molten iron desulfurization flux which can achieve the desulfurization effect optimally at the same treatment time by making the original desulfurization capacity of the flux itself to the fullest possible.

본 발명은 예비정련처리시 정련장치의 교반기가 회전할 때 정련반응용기의 중앙부에서 0.1mm 내지 1.0mm 입도의 플럭스가 취입되어 효과적으로 혼합하고, 상기 플럭스의 교반효과가 중복되지 않도록 하는 용선탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치에 있어서, 상기 교반기는 폭방향으로 양쪽 끝부위에 각각 기체 취입구가 형성되고, 폭방향으로 1/4W 위치에 한 개의 기체 취입구를 배열한 3공형의 구조로 이루어고, 상기 W 는 교반기의 폭의 길이임을 특징으로 하는 용선 탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치를 제공한다.In the present invention, when the stirrer of the refining device is rotated during the preliminary refining treatment, flux of 0.1 mm to 1.0 mm particle size is blown in the center of the refining reaction vessel to be mixed effectively, and the flux for molten iron desulfurization does not overlap the stirring effect of the flux. In the reaction efficiency improving apparatus of the stirrer, the stirrer has a three-hole structure in which gas inlets are formed at both ends in the width direction, and one gas inlet is arranged at a position of 1 / 4W in the width direction. W is provided to improve the reaction efficiency of the molten iron flux desulfurization flux, characterized in that the length of the width of the stirrer.

Description

용선탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치{APPARATUS FOR ENHANCING REACTION EFFICIENCY OF DESULFURIZATION FLUX OF HOT METAL}Reaction efficiency improving device for molten iron desulfurization flux {APPARATUS FOR ENHANCING REACTION EFFICIENCY OF DESULFURIZATION FLUX OF HOT METAL}

본 발명은 동일한 용선탈황용 플럭스(FLUX)를 사용하여 플럭스 자체의 반응효율을 향상시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 용선중에 함유되어 있는 유황성분을 제거하는 경우, 투입한 플럭스와 화학반응을 신속하게 유도하고, 플럭스 자체가 가지고 있는 본래의 탈황능력이 최대한 발휘되도록 하여 동일한 처리시간에서 탈황효과를 최적으로 얻을 수 있는 용선탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for improving the reaction efficiency of the flux itself by using the same flux for desulfurization (FLUX), more specifically, in the case of removing the sulfur component contained in the molten iron, the flux and chemical reaction The present invention relates to an apparatus for improving the reaction efficiency of a molten iron desulfurization flux which can achieve the desulfurization effect optimally at the same treatment time by maximizing the desulfurization ability of the flux itself.

일반적으로, 철강제품을 제조하는 일관 제철소의 제선, 제강, 압연공정에서는 제강공정의 단위공정인 용선예비처리 과정에서 탈황정련이 이루어진다. 상기의 용선예비처리라 함은 고로로부터 출선된 용선중 불순물로 함유되어 있는 규소, 유황, 인을 제거하기 위한 작업을 통칭하는 것으로 이러한 탈황 정련에서 사용되는 플럭스는 그 반응효율이 양호할 것이 요구된다. 이와 같이 유황을 제거하는 이유는 다음의 단위공정인 전로 정련시 용선으로부터 유황을 산화정련으로 제거하기가 곤란하기 때문에, 그 전공정에서 유황을 사전에 제거하는 것이다.In general, desulfurization and refining is performed in the molten iron preliminary process, which is a unit process of the steelmaking process, in the steelmaking, steelmaking, and rolling processes of the integrated steelworks for manufacturing steel products. The above-described molten iron preliminary treatment is a general operation for removing silicon, sulfur, and phosphorus contained as impurities in molten iron from the blast furnace. Flux used in such desulfurization refining is required to have good reaction efficiency. . The reason for removing sulfur in this way is that it is difficult to remove sulfur by oxidative refining from molten iron during converter refining, which is the next unit process, and thus sulfur is removed in advance in the previous step.

종래의 용선 탈황방법은 래들내의 용선 상부에 투입되어지는 고체 플럭스를 용선과 그 계면에서의 화학반응을 유도하는 경우, 기계식 교반장치를 이용하거나, 토페도 래들(TORPEDO LADLE)내의 용선속으로 침지형 랜스에 의한 분체 취입장치등을 사용하고 있다. 상기 기계식 교반장치는 그 구성이 간단하고, 설비투자비가 적게 들며, 정비성은 좋으나, 용선에 투입하여 사용하므로 플럭스 반응 이용효율이 낮은 단점이 있다. 이 방식에 의해서 탈황처리를 하는 경우, 주로 사용되어지는 대표적인 플럭스는 탄화칼슘이다.Conventional molten iron desulfurization method uses a mechanical stirrer or immersed in a molten iron in a TORPEDO LADLE to induce a chemical reaction at the interface between the molten iron and the solid flux to be injected into the upper molten iron in the ladle Powder blowing device is used. The mechanical stirring device is simple in configuration, low in equipment investment cost, and good in maintainability, but has a disadvantage in that a flux reaction utilization efficiency is low because it is used in a molten iron. In the case of the desulfurization treatment in this manner, the most commonly used flux is calcium carbide.

한편, 상기 분체취입장치는 그 구성이 복잡하여 설비투자비가 많이 들고, 정비성은 나쁘지만 용선속으로 플럭스 분체를 취입하기 때문에 플럭스 반응의 이용효율이 높은 장점이 있다. 이상의 방식의 채택여부는 공장의 여건에 따라서 다르지만, 탈황처리의 목적은 용선을 담고 있는 용기( 오픈식 래들 혹은 토페도 래들)내의 용선과 플럭스간 계면반응에 의해 어떻게 주어진 시간내에 처리하여 전로에서 원하는 수준까지 유황을 낮추어 공급하는 가에 있다. 이를 위해서는, 주어진 처리시간내에 용선중 많은 양의 유황을 반응속도를 빠르게 하여 제거하는 것이 전제로 되지 않으면 안된다.On the other hand, the powder blowing device is complicated in its configuration, high equipment investment costs, poor maintainability, but because of blowing the flux powder into the molten iron has the advantage of high utilization efficiency of the flux reaction. The adoption of the above methods depends on the plant conditions, but the purpose of the desulfurization treatment is to achieve the desired level in the converter by treating it in a given time by the interfacial reaction between the molten iron and the flux in the vessel (open ladle or topedor ladle) containing the molten iron. It is up to the supply of sulfur by lowering it. To this end, it must be premised on the removal of a large amount of sulfur in the molten iron within a given processing time to speed up the reaction.

이와 같이 탈황을 효과적으로 성취하기 위해서는, 첫째 값이 비싸고 용기에 사용되어지는 내화물의 용손은 심하지만, 플럭스 자체의 탈황능이 우수하거나 용선온도( 통상 1350℃ 내지 1400℃)에서 액체가 되는 저융점의 것을 이용하여 단시간내에 탈황을 용이하게 처리할 수 있는 플럭스의 사용이다. 그러나, 이것은 슬래그의 발생량이 적고, 처리중 용선온도가 적게 저하된다. 이러한 형태의 대표적인 것이 탄산나트륨계와 마그네슘 플럭스를 들 수 있는데, 이들 플럭스는 용선온도에서 처리시 흄(FUME)이나 분진(DUST) 이 다량 발생하므로 각별한 주의가 요망된다.In order to achieve the desulfurization effectively, the first value is high and the melting of the refractory used in the container is severe, but the flux of the flux itself has excellent desulfurization ability or a low melting point that becomes liquid at the melting temperature (typically 1350 ° C to 1400 ° C). It is the use of flux which can easily deal with desulfurization in a short time by using. However, this produces less slag and lowers the molten iron temperature during processing. Typical examples of this type include sodium carbonate-based and magnesium fluxes, which require special attention because a large amount of fume (FUME) or dust (DUST) is generated during treatment at molten iron temperature.

둘째로는, 플럭스 자체의 탈황능은 다소 저하되지만 값이 싼 플럭스이다. 이것은 내화물의 용손이 적고, 사용량이 많아야 하므로 온도강하에 큰 단점이 있는반면에 내화물의 용손이 거의 없다는 장점이 있다. 그리고 이러한 형태의 대표적인 것이 생석회계 플럭스이다. 특히 이 플럭스는 자체 융점이 높아서 용선온도에서 고체상태로 존재하므로 반응속도가 느려서 탈황반응의 기여효율이 낮은 문제점이 있어 다량 투입하거나 분체 취입하는 경우가 많은 것이다.Secondly, the desulfurization ability of the flux itself is somewhat lower but cheaper flux. This has the advantage that there is little loss of refractories on the other hand, because the melting of the refractory is small, the amount of use must be large, while there is a big disadvantage in temperature drop. And a typical example of this type is quicklime flux. In particular, since the flux has a high melting point and exists in the solid state at the molten iron temperature, the reaction rate is slow and the contribution efficiency of the desulfurization reaction is low.

특히, 이 플럭스는 자체의 조성과 입도에 따라서 탈황율에 영향을 크게 미치고, 이것은 처리후 슬래그 발생량이 많다는 문제가 있는 것이다. 그러나, 일반적으로는 후자의 생석회계 플럭스가 산업상으로는 많이 사용된다.In particular, this flux greatly affects the desulfurization rate depending on its composition and particle size, which causes a problem of a large amount of slag generation after treatment. In general, however, the latter quicklime flux is used a lot in industry.

상기의 두가지 방식의 문제점을 간략하게 정리하면, 기계식(회전식) 교반장치를 이용하는 경우, 플럭스를 용선상부에 투입하여 탈황을 하는데 처리중 플럭스의 대기 산화로 탈황효율이 저하되고, 처리시간이 오래 걸리며, 플럭스와 용선과의 반응계 면적확대에 한계가 있어 주어진 정련시간내에는 플럭스 자체가 가지고 있는 탈황능을 충분히 발휘하지 못한다는 근본적인 문제점을 안고 있는 것이다. 통상적으로 반응 기여율은 5 내지 10%이다.To summarize the problems of the above two methods, in the case of using a mechanical (rotary) stirring device, the flux is put on the molten iron and desulfurized, but the desulfurization efficiency decreases due to atmospheric oxidation of the flux during the treatment, and takes a long time. However, there is a limit to the expansion of the reaction system area between the flux and the molten iron, and thus, there is a fundamental problem that the flux itself does not sufficiently exhibit the desulfurization ability within the given refining time. Typically the reaction contribution rate is from 5 to 10%.

반면에, 분체취입장치를 이용하는 경우에는 랜스를 탕면으로부터 깊게 침지시켜 기체취입하여야 하고, 이때 발생되어지는 기포는 플럭스와 동시에 용선내 취입하여야 하므로 작업중 용선이 비산되어지는 등의 문제점과 탈황기포가 부상하는 동안에 반응이 진행되므로 반응시간이 짧다는 문제점이 있다. 그리고, 이것은 용선 온도 이하의 저융점의 플럭스 사용은 불가능하며, 고체상태의 분체 플럭스를 취입해야 하며, 보통 탈황반응에의 기여율은 2-5% 에 불과하다.On the other hand, in the case of using the powder blowing device, the lance should be deeply immersed from the hot water and the gas is blown in. The bubbles generated at this time should be blown into the molten iron at the same time as the flux. There is a problem that the reaction time is short because the reaction proceeds during the process. In addition, it is impossible to use a flux of low melting point below the molten iron temperature, and it is necessary to inject solid powder flux, and the contribution rate to the desulfurization reaction is usually only 2-5%.

한편, 종래의 탈황효율 향상방법에 대한 공지된 기술을 소개하면, 다음과 같은 것이 있다. 본 발명자가 제출한 1990년 대한민국 실용신안 등록번호 46071호에 등록된 것은 기체 취입병용 교반기를 이용하여 탈황효율을 향상시킨 사례이고, 1997년 대한민국 특허출원번호 70809호에는 토페도 레이들내의 용선속에 랜스를 이용하여 분체를 취입할 때, 생석회계 플럭스만으로는 분체 플럭스가 비중 2.0-2.5로 낮아서 용선내 침입하는 비율이 낮은 문제점이 있기 때문에, 이를 개선할 목적으로 이 플럭스에 비중 7.0인 탄화철을 혼합하여 취입함으로써 침입성이 향상되는 효과로 인해 탈황효율을 향상시킨 사례이다. 이것은 기존의 생석회계 분체 플럭스를 수송기체를 이용하여 용선 내부에 취입할 때, 탈황반응에 직접 참여하는 산화칼슘(CaO)의 입자를 용선내에 가능한 많이 침입 분산시키기 위하여 비중이 큰 탄화철을 혼합한 것이다.On the other hand, if a known technique for the conventional desulfurization efficiency improving method, there are the following. Registered in the Republic of Korea Utility Model Registration No. 46071 submitted by the inventor in 1990 is an example of improving the desulfurization efficiency by using a stirrer for gas blow-in bottle, and in 1997 Republic of Korea Patent Application No. 70809 is a lance in the chartered vessel in topedo ladle When blowing the powder using, the quicklime-based flux alone has a problem that the powder flux is low as the specific gravity of 2.0-2.5, so that the rate of intrusion in the molten iron is low, and the iron flux having a specific gravity of 7.0 is mixed with the flux for the purpose of improving the flux. This is an example of improving the desulfurization efficiency due to the effect of improving invasiveness. This is a combination of iron carbide with high specific gravity to inject and disperse as many calcium oxide (CaO) particles directly participating in the desulfurization reaction as possible in the molten iron when the conventional quicklime powder flux is blown into the molten iron using a transport gas. .

이것은 용선중 분체 취입시 수송기체로부터 생성된 기포내에는 플럭스 분체가 적게 잔류하도록 하고, 침입 분산량을 많게 하여 산화칼슘과 용선중 유황과의 반응의 계면적을 넓혀 기회를 많이 부여함으로써 탈황효율을 향상시키는 방법이다.This results in less sulfur powder remaining in the bubbles generated from the transport gas during blowing of the molten iron, increasing the infiltration dispersion amount, and increasing the interfacial area of the reaction between calcium oxide and sulfur in the molten iron, thereby increasing the desulfurization efficiency. How to improve.

여기서, 동일한 플럭스를 사용하여 탈황처리할 때, 교반기에 내장된 기체 취입구의 효과적인 위치 배열을 통하여 용선중 유황을 안정적이고, 효율적으로 제거하는데 있어 가장 중요한 것은 플럭스를 용선 상부에 투입한 후 플럭스와 용선간 계면반응 자체는 물론, 계면에서 반응한 생성물(CaS)이 신속하게 슬래그층으로 골고루 분산되어 새로운 계면이 얼마나 빨리 만들어 주느냐 하는 것이다.Here, when desulfurization using the same flux, the most important thing for the stable and efficient removal of sulfur in the molten iron through the effective positional arrangement of the gas inlet in the stirrer is the flux and then the flux and The interfacial reaction between the molten irons, as well as the product (CaS) reacted at the interface is rapidly dispersed evenly into the slag layer to create a new interface quickly.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안 한 것으로, 그 목적은 기체 취입병용 교반기를 이용하되, 기계식 교반기 내부에 기체를 취입할 수 있는 파이프를 효과적으로 내장되도록 설계하여 투입한 탈황용 플럭스와 용선간의 반응계면적의 증대와 동시에 플럭스의 혼합성 강화와 자체의 탈황반응에의 기여율을 향상시키는 용선탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to use a stirrer for gas blowing bottle, but between the desulfurization flux and the molten iron is designed to effectively incorporate a pipe that can blow gas into the mechanical stirrer It is an object of the present invention to provide an apparatus for improving the reaction efficiency of molten iron desulfurization flux which increases the reaction area and at the same time enhances the flux mixability and improves the contribution to the desulfurization reaction.

그리고, 본 발명은 상술의 기계식 교반법과 분체취입법의 문제점들을 동시에 개선하고, 플럭스가 갖고 있는 탈황능을 최대한 탈황반응에 활용될 수 있도록 기계적 교반 방식과 기체취입이 동시에 가능하도록 하여 탈황 효율을 향상시키는 용선탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치를 제공하고자 하는 것이다.In addition, the present invention simultaneously improves the above problems of the mechanical stirring method and the powder blowing method, and the mechanical stirring method and the gas blowing are simultaneously enabled to utilize the desulfurization ability of the flux to the maximum desulfurization reaction to improve the desulfurization efficiency. It is to provide a device for improving the reaction efficiency of the molten iron desulfurization flux.

도 1은 본 발명이 적용되어지는 정련장치의 구성도;1 is a block diagram of a refining apparatus to which the present invention is applied;

도 2는 본 발명이 적용되어지는 정련장치에서 처리중 반응의 개념을 도시한 도면으로서,2 is a view showing the concept of the reaction during processing in the refining apparatus to which the present invention is applied,

a)도는 평단면도, b)는 종단면도;a) is a plan sectional view, b) is a longitudinal sectional view;

도 3은 본 발명에 따른 정련장치의 상세 단면도로서,3 is a detailed cross-sectional view of the refining apparatus according to the present invention,

a)도는 2공형의 구조, b)도는 3공형의 구조, c)도는 4공형의 구조;a) a two-hole structure, b) a three-hole structure, c) a four-hole structure;

도 4는 비교예와 발명예 1, 2의 처리시간에 따른 용선중 유황함량의 거동을 나타내는 그래프도이다.4 is a graph showing the behavior of sulfur content in molten iron according to the treatment time of Comparative Examples and Inventive Examples 1 and 2. FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1..... 정련장치 5..... 보호용 도가니1 ..... Refinery 5 ..... Crucible for protection

7..... 흑연 도가니 9..... 유도코일7 ..... graphite crucible 9 ..... induction coil

11.... 용선 12.... 플럭스11 .... Chartering 12 .... Flux

15.... 회전축 16.... 교반기15 .... rotating shaft 16 .... agitator

18.... 기체 공급구멍 19.... 기체 취입공18 .... gas supply hole 19 .... gas blowing hole

21.... 기포21 .... Bubble

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,

예비정련처리시 정련장치의 교반기가 회전할 때 정련반응용기의 중앙부에서 0.1mm 내지 1.0mm 입도의 플럭스가 취입되어 효과적으로 혼합하고, 상기 플럭스의 교반효과가 중복되지 않도록 하는 용선탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치에 있어서, 상기 교반기는 폭방향으로 양쪽 끝부위에 각각 기체 취입구가 형성되고, 폭방향으로 1/4W 위치에 한 개의 기체 취입구를 배열한 3공형의 구조로 이루어고, 상기 W 는 교반기의 폭의 길이임을 특징으로 하는 용선 탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치를 마련함에 의한다.When the stirrer of the refining device rotates during the preliminary refining process, a flux of 0.1 mm to 1.0 mm particle size is blown into the central portion of the refining reaction vessel to effectively mix, and the reaction efficiency of the molten iron desulfurization flux which does not overlap the stirring effect of the flux. In the improving apparatus, the stirrer has a three-hole structure in which gas inlets are formed at both ends in the width direction, and one gas inlet is arranged at a position of 1 / 4W in the width direction. By providing an apparatus for improving the reaction efficiency of the molten iron flux desulfurization flux, characterized in that the length of the stirrer.

그리고, 본 발명은 상기 교반기가 폭방향으로 양쪽 끝부위에 각각 기체 취입구가 형성되고, 폭방향으로 3W/16 의 위치와 11W/16 의 위치에 각각 기체 취입구를 배열한 4공형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 용선 탈황용 플럭스의 반응효율향상장치를 마련함에 의한다.The present invention is a four-hole structure in which the gas inlet is formed at each end of the stirrer in the width direction, and the gas inlets are arranged at the positions of 3W / 16 and 11W / 16, respectively, in the width direction. By providing a reaction efficiency improving apparatus of the molten iron desulfurization flux, characterized in that made.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

본 발명은 도 1, 2에 나타난 바와 같은 장치를 이용하여 효율적인 탈황처리를 하는 데에 있어, 교반기(16)와 용선(11) 및 플럭스(12)를 적절히 조화시켜 용선(11)중 유황을 슬래그측으로 안정하게 이동되게끔 하고, 이때 투입한 플럭스(12)가 처리방법에 따라 플럭스(12) 자체의 혼합성을 극대화하고, 플럭스(12)층의 고온화를 효과적으로 유도하여 용선(11)과의 계면반응을 빠르게 진행시켜 플럭스(12) 자체의 반응 기여율을 극대화시키는 것이다.In the present invention, in the efficient desulfurization treatment using the apparatus shown in Figs. 1 and 2, the stirrer 16 and the molten iron 11 and the flux 12 are properly matched to slag sulfur in the molten iron 11. In this case, the flux 12 injected at this time maximizes the mixing property of the flux 12 itself according to the treatment method, and effectively induces the high temperature of the flux 12 layer to interface with the molten iron 11. The reaction proceeds rapidly to maximize the reaction contribution rate of the flux 12 itself.

본 발명이 적용되어지는 정련장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정크기의 몸체(3)내에 보호용 도가니(5)가 형성되고, 그 내측으로는 흑연 도가니(7)가 형성되어 그 내부에 용선(11)(hot metal)을 담는다. 그리고, 상기 보호용 도가니(5)의 외측으로는 유도코일(9)이 장착되어 상기 도가니(7)내의 용선(11)을 가열시키게 되며, 상기 용선(11)내로 플럭스(12)를 공급하기 위한 교반기(16)가 위치되는 것이다.As shown in FIG. 1, in the refining apparatus 1 to which the present invention is applied, a protective crucible 5 is formed in a body 3 of a predetermined size, and a graphite crucible 7 is formed inside thereof. The molten iron 11 (hot metal) is contained therein. In addition, an induction coil 9 is mounted outside the protective crucible 5 to heat the molten iron 11 in the crucible 7, and an agitator for supplying the flux 12 into the molten iron 11. (16) is located.

상기 교반기(16)에는 상부측으로 회전축(15)이 장착되며, 그 내부로는 기체 공급구멍(18)이 형성되고, 상기 기체 공급구멍(18)에 연통되도록 교반기(16)의 하부측으로 다수개의 기체 취입공(19)이 위치되는 것이다. 여기서 본 발명은 상기와 같은 정련장치(1)에 사용되어지는 교반기(16)에서 기체 취입공(19)의 특별한 위치 및 배치구조의 개량에 관계된다.The stirrer 16 is equipped with a rotating shaft 15 to the upper side, a gas supply hole 18 is formed therein, a plurality of gases to the lower side of the stirrer 16 to communicate with the gas supply hole 18 The blowing hole 19 is located. Herein, the present invention relates to the improvement of the special position and arrangement of the gas blowing hole 19 in the stirrer 16 used in the refining apparatus 1 as described above.

본 발명은 도 3에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다.The present invention has a structure as shown in FIG.

도 3b)에 도시된 바와 같이, 예비정련처리시 정련장치의 교반기(16)가 회전할 때 정련반응용기의 중앙부에서 0.1mm 내지 1.0mm 입도의 플럭스(12)가 취입되어 효과적으로 혼합하고, 상기 플럭스(12)의 교반효과가 중복되지 않도록 하는 용선탈황용 플럭스(12)의 반응효율 향상장치에서, 본 발명은 상기 교반기(16)의 기체 취입공(19)이 폭방향으로 양쪽 끝부위에 각각 형성되고, 폭방향으로 1/4W 위치에 한 개가 형성된 3공형의 구조로 이루어진다.As shown in FIG. 3b), when the stirrer 16 of the refining apparatus is rotated during the preliminary refining treatment, a flux 12 having a particle size of 0.1 mm to 1.0 mm is blown from the central portion of the refining reaction vessel to effectively mix the flux. In the apparatus for improving the reaction efficiency of the molten iron desulfurization flux (12) such that the stirring effect of (12) is not duplicated, the present invention provides that the gas blowing holes 19 of the stirrer 16 are formed at both ends in the width direction, respectively. And a three-hole structure in which one is formed at a position of 1 / 4W in the width direction.

그리고, 본 발명은 도 3c)에 도시된 바와 같이, 상기 교반기(16)의 기체 취입공(19)이 폭방향으로 양쪽 끝부위에 각각 형성되고, 폭방향으로 3W/16 의 위치와 11W/16 의 위치에 각각 형성된 4공형의 구조로 이루어진 것이다.And, as shown in Figure 3c), the gas blowing hole 19 of the stirrer 16 is formed at both ends in the width direction, respectively, the position of 3W / 16 and 11W / 16 in the width direction It is made of a four-hole structure formed at each position.

본 발명은 동일한 탈황 플럭스(12)를 투입하여 기계적 교반시 용기내 중앙부에 있는 용선(11) 상부의 플럭스(12)를 자체의 혼합성 및 계면에서의 탈황반응기회가 매우 저조하다는 문제점을, 교반기(16)에 내장된 기체 공급구멍(18)로부터 기체를 효율적으로 취입하여 고체 플럭스(12)와 용선(11)간의 반응계면적 손실부위를 최소화하고, 플럭스(12) 자체의 혼합성을 극대화하여 교반기(16)로부터 기포(21)가 생성되게 함으로써 플럭스(12)와 용선(11)간 반응계면적 확대와 동시에 용선(11)상부에 있는 플럭스(12)의 혼합성을 증대시켜주는 효과가 있다.In the present invention, the same desulfurization flux 12 is added to the flux 12 above the molten iron 11 in the center of the vessel during mechanical agitation. The gas is efficiently injected from the gas supply hole 18 embedded in the 16 to minimize the reaction area loss between the solid flux 12 and the molten iron 11, and the stirrer is maximized by maximizing the mixing of the flux 12 itself. By allowing bubbles 21 to be produced from (16), there is an effect of increasing the reaction surface area between flux 12 and molten iron 11 and increasing the mixing property of flux 12 on molten iron 11.

특히, 플럭스(12)가 탄화칼슘이기 때문에 탈황능이 우수하며, 탈황반응후 생성되는 일산화탄소와 대기중의 산소와 반응하여 이산화탄소를 발생시키거나 탄화칼슘이 대기중 산소와 반응하여 일산화탄소가 생성되는데, 이때, 이로 인해 플럭스(12)중의 온도가 상승하면서 탈황에 유리한 작용을 하는 특징을 자연스럽게유도할 수 있다.In particular, since the flux 12 is calcium carbide, the desulfurization ability is excellent, and carbon monoxide is generated by reacting with carbon monoxide generated after the desulfurization reaction and oxygen in the atmosphere, or carbon monoxide is generated when calcium carbide reacts with oxygen in the atmosphere. As a result, the temperature in the flux 12 is increased to naturally induce a feature that acts advantageously to desulfurization.

이때의 탄화칼슘 및 일산화탄소는 대기중 산소와 반응하여 일산화탄소 및 이산화탄소가 되면서 열을 발생하므로 플럭스(12) 자체의 온도를 올려주므로 탈황능을 향상시켜주는 것도 새로운 탈황효율의 상승효과를 얻는 것이 또 하나의 특징이다. 이에 대한 것을 화학반응으로 표현하면 반응식 1 및 반응식 2와 같다.At this time, calcium carbide and carbon monoxide react with oxygen in the atmosphere to generate carbon monoxide and carbon dioxide, thereby generating heat, thereby increasing the temperature of the flux 12 itself, and thus improving the desulfurization ability to obtain a synergistic effect of the new desulfurization efficiency. It is a feature of. If this is expressed as a chemical reaction is the same as Scheme 1 and 2.

(CaC2)플럭스(12)+ [S] → (CaS) + 2[C](CaC 2 ) flux (12) + [S] → (CaS) + 2 [C]

[C] + 1/2O2(g) → CO(g) + 열[C] + 1 / 2O 2 (g) → CO (g) + heat

(CaC2)플럭스(12)+ O2(g) → (CaO) + 2CO(g) + 열(CaC 2 ) flux (12) + O 2 (g) → (CaO) + 2CO (g) + heat

CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) + 열CO (g) + 1 / 2O 2 (g) → CO 2 (g) + heat

상기 반응에서 탈황은 온도가 높을수록 반응에 유리하며, [X]는 용선(11)중 용해된 원소를 의미한다. 특히, [반응식 3]과 같이 탄화칼슘이 대기중 산소와의 반응에 의해 생성된 산화칼슘(CaO)은 고온상태에서 생성된 것이므로 매우 활성화된 상태의 것이다. 이 산화칼슘은 용선(11)중 유황과 반응함에 있어서, 탄화칼슘과 직접 반응에 참여시키는 것보다는 다소 떨어지지만 비교적 반응이 용이한 편이다. 이것을 화학반응으로 표현하면 반응식 5와 같다.In the reaction, desulfurization is advantageous for the reaction at higher temperature, and [X] means dissolved element in the molten iron (11). In particular, calcium oxide (CaO) produced by the reaction of calcium carbide with atmospheric oxygen as shown in [Scheme 3] is very active because it is produced at high temperature. This calcium oxide is somewhat lower than reacting with sulfur in the molten iron 11 rather than participating in direct reaction with calcium carbide, but is relatively easy to react. This is expressed as chemical reaction 5.

(CaO) + [S] + [C] → (CaS) + CO(g)(CaO) + [S] + [C] → (CaS) + CO (g)

상기와 같은 반응을 이루기 위해서, 본 발명은 기계식 교반기(16)에 내장된 기체취입 가능한 기체 공급구멍(18)의 위치가 매우 중요하다. 도 3은 본 발명에서 사용한 내장된 기체 공급구멍(18)의 배열상태를 도시한 것이다. 비교예는 1990년 기등록된 종래의 교반기(16)를 그대로 한 것으로 기체 취입공(19)이 양끝에 있는 종래의 2공형이고, 발명예 1과 발명예 2는 본 발명에 따른 구조이다.In order to achieve the above reaction, in the present invention, the position of the gas blowable gas supply hole 18 embedded in the mechanical stirrer 16 is very important. 3 shows an arrangement of the embedded gas supply holes 18 used in the present invention. Comparative Example is a conventional two-hole type in which the conventional stirrer 16 registered in 1990 is intact, and the gas blowing holes 19 are at both ends, and Inventive Example 1 and Inventive Example 2 are structures according to the present invention.

발명예 1은 3공형으로써 비교예의 것에 더하여 교반기(16)의 폭방향으로 W/4(W 는 폭의 길이임) 위치에 한 개의 기체 취입공(19)을 추가한 것이며, 발명예 2는 비교예의 교반기(16)에서 폭방향으로 교반기(16)가 회전할 때, 플럭스(12)의 교반 효과가 중복되지 않도록 3W/16 의 위치와 11W/16 의 위치에 각각 설치한 4공형이다.Inventive Example 1 is a three-hole type, in addition to the comparative example, one gas blowing hole 19 is added at the position of W / 4 (W is the length of the width) in the width direction of the stirrer 16, and Inventive Example 2 is compared. When the stirrer 16 rotates in the width direction in the example stirrer 16, it is a 4-hole type provided in the position of 3W / 16 and the position of 11W / 16, respectively, so that the stirring effect of the flux 12 may not overlap.

이들 발명예 1과 2는 도 2에 나타낸 바와 같이 교반기(16)가 회전할 때, 중앙부에 있는 플럭스(12)는 탈황반응에의 기여율이 매우 낮은 문제점을 안고 있기 때문에 이의 해결을 위해 설계한 것이다. 이 기체취입공(19)의 위치를 설정하는 데는 교반기(16)의 폭방향으로 16등분으로 하여 여러 가지 예비실험을 하여 가장 우수한 탈황효과를 얻은 것만 발명예로 취한 것이다.Inventive Examples 1 and 2 are designed to solve this problem, because the flux 12 in the center portion has a very low contribution rate to the desulfurization reaction when the stirrer 16 is rotated as shown in FIG. 2. . In order to set the position of the gas blowing hole 19, it is taken as an example of invention that only the most excellent desulfurization effect was obtained by carrying out various preliminary experiments by making into 16 equal parts in the width direction of the stirrer 16. As shown in FIG.

발명예 1, 2 외의 다른 위치에 설정하여 해본 결과는 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 교반기(16) 폭방향으로 4공을 초과하여 기체를 취입하면, 기체 취입에 의해 발생되는 기포(21)가 많아져 플럭스(12)의 혼합성은 우수하지만 플럭스(12)와용선(11)과의 계면을 좁게 함으로 인해 반응계면적 확대효과가 감소하면서 탈황효과가 오히려 저감되는 것을 확인하였고, 또 상기의 위치 배열 외에 다양하고, 많은 기체 취입공(19)를 설치하게 되면 제작이 어려울 뿐만 아니라 처리중 교반기(16)가 파손되는 사례가 많이 발생하였다. 한편, 종래의 2공형은 실용신안 등록번호 1990-46071호에 개시된 것으로 비교예의 기준으로 삼았다.As shown in FIG. 2, the result of setting to another position other than Inventive Example 1 and 2 is that when the gas is blown in more than 4 holes in the width direction of the stirrer 16, the bubble 21 generated by gas blowing is carried out. It was confirmed that the mixing efficiency of the flux 12 was excellent, but the interface between the flux 12 and the molten iron 11 was narrowed, thereby reducing the reaction surface area and reducing the desulfurization effect. In addition to the various, if the installation of a number of gas blowing holes 19 is not only difficult to manufacture, but also a lot of cases in which the agitator 16 during the treatment is broken. On the other hand, the conventional two-hole type is disclosed in Utility Model Registration No. 1990-46071 and used as a reference for the comparative example.

본 발명은 기존의 기계식 교반기(16) 또는 이 교반기(16)의 양 끝에 기체 취입하는 방법과는 달리 용선을 탈황 처리함에 있어서, 처리 개시부터 처리 완료될때까지 전과정에 걸쳐서 용선(11)의 유황을 효과적으로 제거하고, 또한 재현성이 있도록 함으로써 탈황효율을 극대화하는데 그 특징이 있다. 따라서 본 발명은 이를 달성하기 위하여 조업특성에 적합한 처리방법의 적용을 통하여 실현하는 것이다.The present invention, unlike the conventional mechanical stirrer 16 or the method of blowing the gas at both ends of the stirrer 16 in the desulfurization treatment of the molten iron, the sulfur of the molten iron 11 throughout the entire process from the start of treatment to completion of the treatment It is characterized by maximizing desulfurization efficiency by effectively removing and making it reproducible. Therefore, the present invention is realized through the application of a treatment method suitable for the operation characteristics to achieve this.

본 발명은 탈황처리시 동일한 탈황 플럭스(12)를 이용함에 있어서, 기체 취입과 동시에 기계적 교반력을 동시에 제공하며 교반기(16)내에 적정 기체 취입공(19)의 위치 배열의 적정성을 도출하는 것이다.In the present invention, in using the same desulfurization flux 12 in the desulfurization treatment, mechanical blowing force is provided simultaneously with gas blowing and derivation of appropriateness of the positional arrangement of the proper gas blowing holes 19 in the agitator 16.

상기 반응식 1 내지 5에서 알 수 있는 바와 같이 탈황을 효과적으로 유도하기 위해서는 플럭스(12)중 동일한 탄화칼슘(CaC2)을 사용할지라도 탈황반응에의 기여율은 각 반응식의 기여율에 따라 달라진다. 한편, 이러한 기여율에서는 플럭스(12) 입도에 의해 반응 계면적을 지배하는데, 이는 적정 입도 선정이 또한 중요한 의미를 갖는다. 즉, 용선(11)과 플럭스(12)간 계면은 플럭스(12)의 입도가 클수록 커지고, 작을수록 접촉면적이 좁아진다. 즉, 플럭스(12) 자체의 표면적이클수록 반응 계면적이 넓어진다는 것이다.As can be seen in Schemes 1 to 5, in order to effectively induce desulfurization, even if the same calcium carbide (CaC 2 ) in the flux 12 is used, the contribution rate to the desulfurization reaction depends on the contribution rate of each scheme. On the other hand, in this contribution rate, the reaction interface area is governed by the flux 12 particle size, which is important to select an appropriate particle size. In other words, the interface between the molten iron 11 and the flux 12 is larger as the particle size of the flux 12 becomes larger, and the smaller the contact area becomes. That is, the larger the surface area of the flux 12 itself, the wider the reaction interface area.

본 발명에서 사용한 플럭스(12)는 입도가 0.1-1.0mm 의 것이 가장 양호한 것으로 나타났다. 그 이유는 0.1mm 미만이 되면 입자가 미세하여 용선(11)의 뜨거운 열의 흐름에 의해 분진이 되어 방산되므로 플럭스(12) 자체의 손실이 많을 뿐만 아니라 환경을 오염시키며, 또한 플럭스(12) 자체의 표면적이 지나치게 넓어짐에 따라 대기산화에 의한 손실이 커서 오히려 반응 기여율이 감소한다.The flux 12 used in the present invention was found to have the best particle size of 0.1-1.0 mm. The reason for this is that when the particle size is less than 0.1 mm, the particles are fine and are dispersed by dust by the hot heat flow of the molten iron 11. Therefore, not only the loss of the flux 12 itself is contaminated, but also the pollution of the flux 12 itself. As the surface area becomes too wide, the losses due to atmospheric oxidation are large and the contribution rate of the reaction decreases.

반면에, 플럭스(12) 입도가 1.0mm를 초과하면 플럭스(12)의 대기산화에 의한 손실은 적게 할 수 있으나 용선(11)과 반응할 수 있는 표면적이 적어져서 탈황반응에의 기여율이 낮아지는 문제점이 있다.On the other hand, if the particle size of the flux 12 exceeds 1.0 mm, the loss due to atmospheric oxidation of the flux 12 can be reduced, but the surface area that can react with the molten iron 11 decreases, so that the contribution rate to the desulfurization reaction is lowered. There is a problem.

본 발명은 회전식 교반기(16)에 기체취입관을 내장하여 회전과 동시에 기체를 취입하여 용선(11)상부의 플럭스(12) 분포를 균일하게 하고 대기산화를 억제함으로서 플럭스(12)가 탈황반응에의 기여율을 증대시킬 수 있는 방법으로, 전체적인 개략도는 도 1에 나타낸 것과 같다.The present invention incorporates a gas blown pipe into the rotary stirrer 16 to blow the gas at the same time as it rotates to uniform the flux 12 distribution on the molten iron 11 and to suppress atmospheric oxidation so that the flux 12 is desulfurized. In a way that can increase the contribution ratio of, the overall schematic is as shown in FIG.

본 발명의 또 하나의 특징은 용선(11) 상부에 투입한 플럭스(12)는 교반기(16)의 회전에 의해 교반되며, 용선(11)상부의 중심부에 집중된 플럭스(12)는 부상하는 취입기체(Ar, N2)에 의해 용선(11)표면 바로 밑에서 교반기(16)로부터 빠져나온 기포(21)가 교반기(16)의 회전과 더불어 균일하게 분산되므로 용선(11)과 플럭스(12)가 접촉할 기회가 증가된다. 또한 탕면을 빠져나온 취입기체에 의해 용선(11) 상부의 대기중 산소분압이 감소되므로 플럭스(12)의 산화손실을 줄일 수 있다. 따라서, 이로 인해 사용한 기체 취입 교반장치의 탈황반응에서의 기여율 향상효과가 더욱 증대된다.Another characteristic of the present invention is that the flux 12 injected into the upper part of the molten iron 11 is stirred by the rotation of the stirrer 16, and the flux 12 concentrated in the center of the upper part of the molten iron 11 is a floating blowing gas. Since the bubbles 21 escaped from the stirrer 16 directly under the surface of the molten iron 11 by (Ar, N 2 ) are uniformly dispersed with the rotation of the stirrer 16, the molten iron 11 and the flux 12 contact each other. Increased chances to do In addition, since the partial pressure of oxygen in the upper portion of the molten iron 11 is reduced by the blown out gas from the hot water surface, the oxidation loss of the flux 12 can be reduced. Therefore, the effect of improving the contribution rate in the desulfurization reaction of the used gas blowing stirrer is further increased.

이것을 상세히 설명하면, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 용선(11)상부에 투입한 플럭스(12)는 회전식 교반기(16)에 의해 용선(11) 상부와 분체 플럭스(12)가 교반되며, 동시에 투입한 기체는 기포(21)가 되어 선회식으로 움직이면서 용선(11)과 플럭스(12)간의 반응기회를 많이 부여하게 되므로 탈황반응에의 기여율을 향상시킨다.When this is explained in detail, as shown in FIG. 2, the flux 12 thrown in on the molten iron 11 is stirred by the rotary stirrer 16, and the molten iron 11 upper part and the powder flux 12 are stirred at the same time. The injected gas becomes a bubble 21 and moves in a swirling manner to impart a lot of reactor circuits between the molten iron 11 and the flux 12, thereby improving the contribution rate to the desulfurization reaction.

이와 같이 본 발명은 종래의 플럭스(12)가 탈황반응에 기여하지 못한 미반응 플럭스(12)가 도 2에 나타낸 바와같이 용기의 중앙에 모여 잔류하는 문제점을 교반기(16) 내부에 기체 취입공(19)의 위치와 배열을 적정히 설정함으로써 플럭스(12)와 용선(11)간의 반응효율을 더욱 향상시킴으로써 해결할 수 있는 것이다.As such, the present invention solves the problem that the unreacted flux 12, in which the conventional flux 12 does not contribute to the desulfurization reaction, remains in the center of the container as shown in FIG. By properly setting the position and arrangement of 19, the reaction efficiency between the flux 12 and the molten iron 11 can be further improved.

(실시예)(Example)

실시예에서 이용한 장치의 개략적인 도면은 도 1에 나타낸 바와 같고, 도 2는 도 1의 처리중 용선(11)과 상부 플럭스(12)의 거동을 전체적으로 알기 쉽게 나타낸 개념도이다. 이용한 실험로는 고주파 대기 유도 용해로이며, 이 실험로에 냉선 30kg을 넣어 용해한 다음, 0.1-1.0mm 의 입도를 가진 탄화칼슘(CaC2) 플럭스(12)를 60g을 첨가하여 교반기(16)로서 20분간 탈황처리를 하였다. 이때, 사용한 냉선의 화학성분은 하기표 1에, 사용한 플럭스(12) 입도의 구성비는 표 2에 각각 나타내었다.The schematic diagram of the apparatus used in the embodiment is as shown in Figure 1, Figure 2 is a conceptual diagram showing the overall behavior of the molten iron 11 and the upper flux 12 during the processing of FIG. The experiment used was a high-frequency atmosphere induction melting furnace, in which 30 kg of cold wire was dissolved in the furnace, and 60 g of calcium carbide (CaC 2 ) flux (12) having a particle size of 0.1-1.0 mm was added to the stirrer (16). Desulfurization was performed for a minute. At this time, the chemical composition of the cold wire used is shown in Table 1 below, and the composition ratio of the particle size of the flux 12 used is shown in Table 2, respectively.

(단위 : 중량%)(Unit: weight%) 탄소carbon 규소silicon 망간manganese sign 유황brimstone 티탄titanium 4.54.5 0.350.35 0.350.35 0.0940.094 0.0250.025 0.0630.063

사용한 플럭스(12)의 입도(mm)Particle size (mm) of used flux (12) 0.1-0.30.1-0.3 0.3-0.50.3-0.5 0.5-0.70.5-0.7 0.7-1.00.7-1.0 53%53% 20%20% 12%12% 5%5%

실시예에서 사용한 교반기(16)의 상세 내부 구조는 도 3에 나타내고, 사용한 플럭스(12)의 교반은 이 교반기(16)에 의해 실시하고, 교반기(16)의 형태는 전기(前記)한 바와같이 3종류이다. 실험횟수는 각 교반기(16)에 따라 각 3회씩 실시하였으며, 처리중 유황함량의 변화를 확인하기 위하여 5분 간격으로 용선(11)시료를 채취하여 분석하였다. 이 결과로부터 각 실시예의 조건별 3회씩 실시한 처리시간별 유황함량에 대한 분석치와 그 때의 사용한 탄화칼슘 플럭스(12)의 반응에의 기여율의 평균값을 표 3에 정리하였다.The detailed internal structure of the stirrer 16 used by the Example is shown in FIG. 3, The stirring of the used flux 12 is performed by this stirrer 16, and the form of the stirrer 16 is as before. Three kinds. The number of experiments was performed three times for each stirrer (16), and the samples of the molten iron (11) were sampled at 5 minute intervals to confirm the change in sulfur content during treatment. From these results, Table 3 summarizes the analytical values for the sulfur content for each treatment time performed three times for each condition of each example and the average value of contribution to the reaction of the used calcium carbide flux 12 at that time.

구 분division 처리중 유황 함량(×10-3%)Sulfur content during treatment (× 10 -3 %) 플럭스(12)의 반응에의 기여효율(%)Contribution efficiency (%) to reaction of flux 12 탈황율(%)Desulfurization Rate (%) 0분0 min 5분5 minutes 10분10 minutes 15분15 minutes 20분20 minutes 5분5 minutes 10분10 minutes 15분15 minutes 20분20 minutes 비교예(2공형)Comparative example (two balls) 2525 11.311.3 7.07.0 5.75.7 5.45.4 13.713.7 18.018.0 19.319.3 19.619.6 78.478.4 발명예1(3공형)Inventive Example 1 (3-hole type) 2525 7.07.0 3.33.3 3.03.0 3.03.0 18.018.0 21.721.7 22.022.0 22.022.0 88.088.0 발명예2(4공형)Inventive Example 2 (4-ball) 2525 8.08.0 4.14.1 3.53.5 3.53.5 17.017.0 20.920.9 21.521.5 21.521.5 86.086.0

표 3의 플럭스(12)의 반응에의 기여율이라 하는 것은 투입한 탄화칼슘중 전체 칼슘분이 용선(11)중 유황과 반응한 칼슘분을 100분율로 나타낸 것이다. 그리고, 유황함량의 시간에 따른 변화는 도 4에 도식화하여 나타내었다. 각 조건별 사용한 플럭스(12)는 동일한 탄화칼슘이다. 표 2에 나타낸 플럭스(12)의 반응에의 기여율은 전기(前記)한 반응식 1을 근거로 하여 수학식 1에 의해, 탈황율은 수학식2에 의해 계산하였다.The contribution rate to the reaction of the flux 12 of Table 3 shows the calcium content which the total calcium powder in the injected calcium carbide reacted with the sulfur in the molten iron 11 in 100 fractions. The change in sulfur content over time is shown schematically in FIG. 4. The flux 12 used for each condition is the same calcium carbide. The contribution rate to the reaction of the flux 12 shown in Table 2 was computed by Formula (1) based on Reaction Formula 1 previously, and the desulfurization rate was computed by Formula (2).

반응에의 기여율(%) = ([중량%S]i-[중량%S]t)×Wm×MCa/(Ms×MT.Ca×100)% Contribution to reaction = ([wt% S] i-[wt% S] t) x Wm x MCa / (Ms x MT.Ca x 100)

탈황율(%) = ([중량%S]i - [중량%S]t) × 100/[중량%S]fDesulfurization rate (%) = ([wt% S] i-[wt% S] t) x 100 / [wt% S] f

여기서, [중량%S]i는 처리전 용선(11)중 유황의 함량이고, [중량%S]t는 시간 t 에서의 용선(11)중 유황의 함량이다. 또, Wm는 용선량(30,000g), MCa는 칼슘의 원자량(40), Ms는 유황의 원자량(32), WT.Ca는 투입한 탄화칼슘중 칼슘분(37.5g, 투입한 플럭스 60g 중 전체 칼슘분임) 상기의 탄화칼슘의 탈황반응에의 기여율에 대한 근거를 상세히 설명하면, 탄화칼슘은 [반응식 1]에 의해 용선중 유황이 반응한 것으로 가정해야 하므로 탄화칼슘중 칼슘에 상당하는 부분만 탈황반응을 하게 된다.Here, [wt% S] i is the content of sulfur in the molten iron 11 before treatment, and [wt% S] t is the content of sulfur in the molten iron 11 at time t. W m is the molten iron dose (30,000 g), M Ca is the atomic weight of calcium (40), M s is the atomic weight of sulfur (32), and W T.Ca is calcium powder (37.5 g, charged ) Calculating the basis for the contribution rate of the calcium carbide to the desulfurization reaction in detail, the calcium carbide is equivalent to the calcium in the calcium carbide because it must be assumed that sulfur in the molten iron reacts according to [Scheme 1]. Only the part that will desulfurize.

즉, 탄화칼슘의 분자량이 64 이므로 이중 칼슘분은 40에 상당하므로 용선(11)중 유황(원자량 32)이 반응하여 황화칼슘(CaS)가 생성되므로, 투입한 플럭스(12)에 의해 용선(11)중 유황의 탈황반응에의 기여율은 수학식 1에 의해 계산된다.That is, since the molecular weight of calcium carbide is 64, the double calcium powder is equivalent to 40, so sulfur (atomic weight 32) in the molten iron 11 reacts to produce calcium sulfide (CaS). The contribution rate of sulfur in the desulfurization reaction is calculated by Equation 1.

표 2에서 비교예는 도 3의 (1)에 나타낸 바와 같이 본 발명자가 개시한 공지기술이므로 대표예로 선정한 것이고, 발명예 1, 2는 교반기(16) 내부에 위치와 배열을 충분히 고려하여 3공형 및 4공형으로 기체 취입공(19)를 도출, 선정한 것이다. 상기 표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 유황함량의 변화는 세가지 경우, 전부 처리전 0.025중량%에서 시작된다. 처리중 유황함량은 비교예, 발명예 1, 발명예 2의 순으로 정리하면, 5분에는 0.0113, 0.007, 0.008중량%이고, 10분에는 0.007, 0.0033, 0.0041중량% 이며, 15분에는 0.0057, 0.003, 0.0035중량% 이며, 처리완료시점인 20분에는 0.0054, 0.003, 0.035중량% 로 나타냈다. 여기서 탈황속도는 발명예 1 의 경우가 가장 양호한 결과를 얻었다.In Table 2, the comparative example is selected as a representative example because it is a publicly known technique disclosed by the present inventors as shown in (1) of FIG. The gas blowing hole 19 is derived and selected in a ball shape and a four ball shape. As can be seen from the results in Table 2 above, the change in sulfur content in all three cases starts at 0.025% by weight before treatment. In the order of Comparative Example, Inventive Example 1 and Inventive Example 2, the sulfur content during treatment was 0.0113, 0.007, 0.008% by weight in 5 minutes, 0.007, 0.0033, 0.0041% in 10 minutes, 0.0057, in 15 minutes. It was 0.003 and 0.0035 weight%, and it showed as 0.0054, 0.003, and 0.035 weight% in 20 minutes of completion | finish of a process. The desulfurization rate was the best in the case of Inventive Example 1.

이 결과로부터 동일한 플럭스(12)를 사용하였음에도 불구하고, 비교예는 처리중 유황함량이 0.025→0.0113→0.007→0.0057→0.0054중량% 로 변하는 반면에, 발명예 1(3공형)은 0.025→0.007→0.0033→0.003→0.003중량%로 변함에 따라 15분 이후에는 탈황이 완료되었음을 알 수 있다. 그리고 발명예 2(4공형)는 0.025→0.008→0.0041→0.0035→0.0035중량% 로 변함에 따라 이것 또한 발명예 1과 같이 15분 이후에는 탈황이 더 이상 진행되지 않음이 확인되었으며, 발명예 1과 유사한 결과를 얻었다. 도 4는 이상의 결과를 처리중 유황함량의 변화를 도식적으로 나타낸 것이다.Although the same flux 12 was used from this result, in the comparative example, the sulfur content during the treatment was changed from 0.025 → 0.0113 → 0.007 → 0.0057 → 0.0054 wt%, whereas Inventive Example 1 (3-hole) was 0.025 → 0.007 →. It can be seen that desulfurization was completed after 15 minutes as changed to 0.0033 → 0.003 → 0.003% by weight. And Inventive Example 2 (four ball form) was changed to 0.025 → 0.008 → 0.0041 → 0.0035 → 0.0035% by weight, it was also confirmed that desulfurization no longer proceeds after 15 minutes, as in Example 1, Inventive Example 1 and Similar results were obtained. Figure 4 schematically shows the change in sulfur content during the treatment of the above results.

이와 같은 결과로부터 동일한 플럭스(12)를 사용하였음에도 불구하고, 교반기(16)내의 기체 취입공(19)를 폭방향의 양 끝에 2공형으로 한 경우에 비하여 도 3과 같이 3공형, 4공형과 같이 적절한 위치와 배치를 설정함으로써 용선(11)중 유황이 보다 효과적으로 제거됨을 확인할 수 있는 것이다.Although the same flux 12 was used from these results, the three-hole type and the four-hole type as shown in FIG. 3 are compared with the case where the gas blowing holes 19 in the agitator 16 are two-hole type at both ends in the width direction. It is possible to confirm that sulfur is more effectively removed from the molten iron 11 by setting an appropriate position and arrangement.

또한, 처리중 유황함량 변화와 더불어 플럭스(12)의 탈황반응에의 기여율은 동일한 경향을 보였으며, 결과는 비교예, 발명예 1, 발명예 2의 순으로 정리하면,5분에는 13.7, 18, 17% 이고, 10분에는 18, 21.7, 20.9% 이며, 15분에는 19.3, 22, 21.5% 이며, 처리완료시점인 20분에는 19.6, 22, 21.5% 로 나타났다. 이것도 상기의 유황함량 변화와 마찬가지로 처리중 탈황반응에의 기여율은 비교예가 13.7→18→19.3→19.6% 로 변하였으며, 이로부터 비교예는 20분간 처리후에도 아직 플럭스(12)는 일부 미반응한 것이 남아 있음을 알 수 있고, 동시에 발명예 1, 2에 비하여 처리후 용선(11) 유황함량도 높게 나타나고 있다. 반면에, 발명예 1(3공형)은 18→21.7→22→22% 로 변함에 따라 15분 이후에는 플럭스(12)가 탈황반응에의 기여가 완료되었음을 의미하는 것이다.In addition, the sulfur content change during the treatment and the contribution rate of the flux 12 to the desulfurization reaction showed the same tendency, and the results are summarized in the order of Comparative Example, Inventive Example 1 and Inventive Example 2, at 13.7, 18 for 5 minutes. , 17%, 18, 21.7, 20.9% at 10 minutes, 19.3, 22, 21.5% at 15 minutes, and 19.6, 22, 21.5% at 20 minutes. In addition, as in the above sulfur content change, the contribution rate to the desulfurization reaction during the treatment was changed from 13.7 to 18 to 19.3 to 19.6%, and the comparative example was still unreacted in the flux 12 even after 20 minutes of treatment. It can be seen that it remains, and at the same time, the sulfur content of the molten iron 11 after treatment is higher than that of Inventive Examples 1 and 2. On the other hand, Inventive Example 1 (three-hole form) means that the flux 12 completed the contribution to the desulfurization reaction after 15 minutes as it changed from 18 → 21.7 → 22 → 22%.

그리고 발명예 2(4공형)는 0.025→0.008→0.0041→0.0035→0.0035중량% 로 변함에 따라 이것 또한 발명예 1과 같이 15분 이후에는 플럭스(12)가 탈황반응에의 기여가 완료되었음을 의미하므로, 발명예 1과 동일한 현상이 얻어졌다. 이러한 현상은 동일한 플럭스(12)를 사용하더라도, 교반기(16)내의 기체 취입공(19)을 폭방향의 양 끝에 2공형으로 한 경우에 비하여 도 3과 같이 3공형, 4공형과 같이 적절한 위치와 배치를 설정함으로써 플럭스(12)의 탈황반응에의 기여는 완료되었다는 것은 비교예에 비하여 플럭스(12)의 혼합성 강화에 의해 용선(11)중 유황이 플럭스(12)와 빨리 반응에 참여하고, 보다 효과적으로 기여함으로써 가능해짐을 나타내고 있다.Inventive Example 2 (four ball form) is changed to 0.025 → 0.008 → 0.0041 → 0.0035 → 0.0035% by weight, which also means that the flux 12 has completed the contribution to the desulfurization reaction after 15 minutes as in Inventive Example 1. The same phenomenon as in Inventive Example 1 was obtained. This phenomenon occurs even when the same flux 12 is used, as compared with the case where the gas blowing holes 19 in the agitator 16 are two-holes at both ends in the width direction, as shown in FIG. By setting the batch, the contribution of the flux 12 to the desulfurization reaction was completed. Compared with the comparative example, sulfur in the molten iron 11 participates in the reaction with the flux 12 quickly by strengthening the mixing property of the flux 12, It is possible to contribute more effectively.

또한 발명예 2(4공형)가 발명예 1에 비하여 기여율이 다소 낮은 것은 기체 취입공(19)이 많으면 취입한 기체에 의해 플럭스(12)의 교반 효과는 증대되지만 생성한 기포(21)의 면적이 증가하면서 플럭스(12)와 용선(11)과의 반응 계면적을 좁게 하는데 기인한 것임을 확인할 수 있고, 한편으로는 대기에 의한 플럭스(12)의 산화가 많아져서 탄화칼슘의 직접적인 반응에의 기여율이 상대적으로 감소한 영향도 있는 것으로 생각된다.In addition, in Example 2 (four-hole type), the contribution ratio is somewhat lower than that of Inventive Example 1, when the gas blowing holes 19 have a larger agitation effect of the flux 12 due to the gas blown in, but the area of the generated bubble 21 is increased. It can be seen that this increase is due to narrowing the reaction interface area between the flux 12 and the molten iron 11, and on the other hand, the oxidation of the flux 12 by the atmosphere increases, and the contribution rate of the calcium carbide to the direct reaction is increased. It is also believed that this relatively reduced effect is also present.

이상과 같이 플럭스(12)의 탈황반응에의 기여율은 곧 탈황율과 직접 관계가 있다는 사실이 입증되었다. 따라서, 탈황율은 플럭스(12)의 탈황반응에의 기여율이 향상된 만큼 탈황율이 향상되고, 반응속도도 증대됨을 의미한다. 그 결과로부터 얻어진 탈황율은 처리시간에 따라 비교예의 경우가 78.4% 인데 비해, 발명예 1은 88.0%, 발명예 2는 86.0% 로 양호한 결과가 얻어졌음이 입증되었다.As mentioned above, it was proved that the contribution rate of the flux 12 to the desulfurization reaction was directly related to the desulfurization rate. Therefore, the desulfurization rate means that the desulfurization rate is improved and the reaction rate is also increased as the contribution rate of the flux 12 to the desulfurization reaction is improved. The obtained desulfurization rate was 78.4% in the comparative example depending on the treatment time, while it was proved that good results were obtained in Inventive Example 1 at 88.0% and Inventive Example 2 at 86.0%.

상기에서와 같이 본 발명은, 동일한 탈황 플럭스(12)를 이용함에 있어서, 종래의 교반기(16)(비교예)를 이용하여 탈황처리한 것에 비하여 본 발명과 같은 교반기(16)에 기체 취입공(19)의 위치 및 배열을 3공 및 4공으로 1개 내지 2개를 추가 설정함으로써 용선/슬래그 계면 근방에 기체를 효율적으로 취입하여 발생하는 기포(21)를 적절히 이용할 수 있다. 따라서, 반응효율 및 플럭스(12)의 혼합성을 효과적으로 증대시킴과 동시에 기계적 교반력과 기체 취입에 의한 교반여과 반응계면적을 증대시켜 용선(11)을 교반, 회전시켜 줌으로써 용선(11)/플럭스(12) 계면 반응속도를 극대화할 수 있는 것이다.As described above, in the present invention, in the case of using the same desulfurization flux 12, the gas blowing hole in the stirrer 16 as in the present invention is compared with the desulfurization treatment using the conventional stirrer 16 (comparative example). By additionally setting the positions and arrangements of 19) to three holes and four holes, bubbles 21 generated by efficiently blowing gas near the molten iron / slag interface can be suitably used. Accordingly, the molten iron 11 / flux (by stirring and rotating the molten iron 11) by effectively increasing the reaction efficiency and the mixing of the flux 12 and increasing the stirring filtration reaction area by mechanical stirring and gas blowing. 12) It is possible to maximize the interface reaction rate.

이로 인해 용선(11)중 유황의 제거속도 및 탈황 효율을 대폭 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유황함량이 낮은 용선(11)을 후공정인 전로에 안정적으로 공급할 수 있고, 탈황처리시간의 단축, 탈황 플럭스(12)의 사용 원단위를 절감할 수 있음과 동시에 처리후 슬래그 발생량도 감소시키는 효과가 얻어지는 것이다.As a result, not only can the sulfur removal rate and the desulfurization efficiency of the molten iron 11 be greatly improved, but also the molten iron 11 having a low sulfur content can be stably supplied to the converter, which is a post-process. It is possible to reduce the raw unit of flux 12 and at the same time reduce the amount of slag generated after treatment.

Claims (2)

예비정련처리시 정련장치의 교반기(16)가 회전할 때 정련반응용기의 중앙부에서 0.1mm 내지 1.0mm 입도의 플럭스(12)가 취입되어 효과적으로 혼합하고, 상기 플럭스(12)의 교반효과가 중복되지 않도록 하는 용선 탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치에 있어서,When the stirrer 16 of the refining apparatus is rotated during the preliminary refining process, the flux 12 having a particle size of 0.1 mm to 1.0 mm is blown from the central portion of the refining reaction vessel and mixed effectively, and the stirring effect of the flux 12 is not duplicated. In the device for improving the reaction efficiency of the molten iron flux desulfurization flux, 상기 교반기(16)는 폭방향으로 양쪽 끝부위에 각각 기체 취입공(19)이 형성되고, 폭방향으로 1/4W 위치에 한 개의 기체 취입공(19)을 배열한 3공형의 구조로 이루어고, 상기 W 는 교반기(16)의 폭의 길이임을 특징으로 하는 용선 탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치.The stirrer 16 has a three-hole structure in which gas blowing holes 19 are formed at both ends in the width direction, and one gas blowing hole 19 is arranged at a position of 1 / 4W in the width direction. W is a reaction efficiency improving device for molten iron desulfurization flux, characterized in that the length of the width of the stirrer (16). 제 1항에 있어서, 상기 교반기(16)는 폭방향으로 양쪽 끝부위에 각각 가스 취입공(19)이 형성되고, 폭방향으로 3W/16 의 위치와 11W/16 의 위치에 각각 가스 취입공(19)을 배열한 4공형의 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 용선 탈황용 플럭스의 반응효율 향상장치.According to claim 1, The stirrer 16 is a gas blowing hole 19 is formed at both ends in the width direction, respectively, the gas blowing hole (3W / 16 and 11W / 16 in the width direction, respectively) Reaction efficiency improvement apparatus of the molten iron flux desulfurization flux, characterized in that the four-hole structure arranged 19).
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