KR100405904B1 - 트윈셀 전기로의 조업방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트윈셀 전기로의 조업방법에 관한 것으로, 특히 전기로(3-1)에서 고철장입바스켓(12)의 고철(13)이 장입되는 동안 전원이 공급되는 전기로(3-2)에서는 용선과 상부전극봉(1)의 아크열, 그리고 산소취입에 의한 주용해작업이 이루어지는 단계와; 전기로(3-1)에서 도어버너(16-1)에 의해 예열 및 착화되면서 배재구(8)로 진입된 산소랜스(10-1)의 산소취입에 의해 1차용해가 진행되면, 전기로(3-2)에서는 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하는 단계와; 전원이 공급되는 전기로(3-1)에서 상부전극봉(1)에 의해 가공되는 보링홀(7)에 용선래들(17)의 용선을 장입하는 동안, 전기로(3-2)에서는 출강구(4)를 통해 용강래들(5)로 출강을 실시하는 단계와; 전원이 공급되는 전기로(3-1)에서 용선과 상부전극봉(1)의 아크열과 산소취입에 의한 주용해작업을 실시하면, 전기로(3-2)에서는 고철장입바스켓(12)의 고철(13)이 장입되는 단계와; 전기로(3-1)에서 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하는 동안, 전기로(3-2)에서는 도어버너(16-1)에 의해 예열 및 착화되면서 배재구(8)로 진입된 산소랜스(10-1)의 산소취입에 의해 1차용해가 진행되는 단계와; 전기로(3-1)에서 출강구(4)를 통해 용강래들(5)로 출강을 실시하면 전원이 공급되는 전기로(3-2)에서는 상부전극봉(1)에 의해 가공되는 보링홀(7)에 용선래들(17)의 용선을 장입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 트윈셀 전기로의 조업방법에 관한 것이다.

Description

트윈셀 전기로의 조업방법{OPERATION METHOD OF TWIN SHELL ELECTRODE ARC FURNACE}

본 발명은 트윈셀 전기로의 조업방법에 관한 것으로, 특히 1전원 2로체인 트윈셀(Twin Shell) 전기로의 용선사용조업에 있어 전원과 연결되지 않은 비가동 전기로에 장입된 고철을 산소에 의한 용선현열을 이용하여 예열시킨 후, 산소를 용강내에 단독 취입하여 용강내의 탄소산화반응열로 용강온도를 목표치까지 승열시킴으로써 가동, 비가동 전기로를 동시에 조업할 수 있도록 한 트윈셀 전기로의 조업방법에 관한 것이다.

일반적으로, 미니밀 전기로설비는 도1에 도시한 바와같이 1전원 2로체 즉, 한 개의 전력공급장치(2)와 두 개의 전기로(3-1,3-2)로 이루어져 있고, 전력공급장치(2)와 연결되는 가동전기로에서 고철용해, 용강온도승열 및 성분정련을 연속적으로 거친 후, 출강을 실시하는 동안 전력공급장치와 연결되지 않는 비가동전기로에서는 고철이 적입된 상태로 대기하다가 가동전기로의 작업이 완료되면 전력공급장치(2)가 연결되어 용강을 생산하게 된다.

그리고, 미니밀 전기로설비에서는 가동전기로의 가동중 비가동전기로의 고철을 예열하는 방법으로써 고철적입바스켓(12)을 이용하여 전기로(3-1,3-2)내에 코크스를 먼저 장입시킨 후, 코크스의 상부에 고철을 장입하여 코크스가 로내의 잔탕열에 의해 연소되도록 하였다.

이때, 로내의 잔탕열에 의해 코크스가 연소되는 동안 배재구(8)로 삽입되는 산소랜스(10)를 통해 산소를 취입하여 코크스의 연소를 활성화하여 로내의 장입고철을 예열시켰다.

그러나, 종래에는 도어버너(16)의 용량이 미약하여 고철의 초기착화에 어려움이 있었고, 산소랜스(10)를 통한 산소의 단독취입에 따른 용강의 괴산화를 방지하고자 코크스를 장입하고 있으나, 로내에서 미용해상태로 소결되어 로상관리에 문제를 초래하게 된다.

또한, 용강내에 산소의 과다취입시 카본소스(Carbon Source)를 확보하기 위하여 별도의 카본재를 취입해야 하고, 종래의 산소랜스(10)는 그 분사노즐이 침투용강에 의해 용손되는 등의 문제가 초래된다.

이처럼 종래에는 전원이 공급되는 가동로에서 고철용해, 용강온도승열, 성분정련을 연속적으로 거친 후 출강하는 동안 전원이 공급되지 않는 비가동로는 고철이 적입된 상태에서 도어버너(16)의 착화와 산소랜스의 산소취입을 통해 고철을 용해하는 초기단계로 대기하고 있다가 전원이 공급되면 고철용해, 용강온도승열, 성분정련을 연속적으로 거친 후 출강하는 과정을 되풀이 하게 된다.

따라서, 종래의 전기로조업은 가동로의 작업중 비가동로가 대기하는 방식으로 진행되기 때문에 전력 및 취입산소의 소모가 과다하고, 제강시간이 길어 생산성이 저하되는 문제가 발생된다.

본 발명은 1전원 2로체인 트윈셀(Twin Shell) 전기로의 용선사용조업에 있어 전원과 연결되지 않은 비가동 전기로에 장입된 고철을 산소에 의한 용선현열을 이용하여 예열시킨 후, 산소를 용강내에 단독 취입하여 용강내의 탄소산화반응열로 용강온도를 목표치까지 승열시킴으로써 트윈셀의 전기로를 가동과 비가동이라는 개념이 없이 동시에 조업을 수행할 수 있는 트윈셀 전기로의 조업방법을 제공함에 그 목적을 있다.

도1은 종래의 전기로 설비를 나타내는 구성도,

도2는 종래의 전기로 조업순서를 나타내는 상태도,

도3은 본 발명에 따른 트윈셀 전기로의 조업방법중 산소랜스를 통한 산소취입상태를 나타내는 상태도,

도4a,b는 본 발명에 따른 트윈셀 전기로의 조업방법을 나타내는 공정상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 상부전극봉 2: 전력공급관 3,3-1,3-2: 전기로 4: 출강구 5: 용강래들 6: 하부전극봉 7: 보링홀 8: 배재구 10,10-1: 산소랜스 11: 탄소랜스 12: 고철적입바스켓 13: 고철 14: 전기로루프 15: 배가스덕트 16,16-1: 도어버너 17: 용선래들

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전기로에서 고철장입바스켓의 고철이 장입되는 동안 전원이 공급되는 전기로에서는 용선과 상부전극봉의 아크열, 그리고 산소취입에 의한 주용해작업이 이루어지는 단계와; 전기로에서 도어버너에 의해 예열 및 착화되면서 배재구로 진입된 산소랜스의 산소취입에 의해 1차용해가 진행되면, 전기로에서는 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하는 단계와; 전원이 공급되는 전기로에서 상부전극봉에 의해 가공되는 보링홀에 용선래들의 용선을 장입하는 동안, 전기로에서는 출강구를 통해 용강래들로 출강을 실시하는 단계와; 전원이 공급되는 전기로에서 용선과 상부전극봉의 아크열과 산소취입에 의한 주용해작업을 실시하면, 전기로에서는 고철장입바스켓의 고철 장입되는 단계와; 전기로에서 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하는 동안, 전기로에서는 도어버너에 의해 예열 및 착화되면서 배재구로 진입된 산소랜스의 산소취입에 의해 1차용해가 진행되는 단계와; 전기로에서 출강구를 통해 용강래들로 출강을 실시하면 전원이 공급되는 전기로에서는 상부전극봉에 의해 가공되는 보링홀에 용선래들의 용선을 장입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 트윈셀 전기로의 조업방법을 제공한다.

도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 트윈셀 전기로의 조업방법중 산소랜스를 통한 산소취입상태를 나타내는 상태도이고, 도4a,b는 본 발명에 따른 트윈셀 전기로의 조업방법을 나타내는 공정상태도이다.

먼저, 본 발명에 따른 각 전기로(3-1,3-2)의 조업방법을 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명에서는 적입된 고철을 용해한 후, 그 용강의 온도를 목표치까지 승열하는 단계의 비가동로에 전원을 공급하여 단지 승열(정련)과정을 거쳐 출강하는 단계만을 거치게 함으로써 제강공정시간을 종전의 절반으로 단축하게 된다.

그러나, 이러한 전기로조업을 적용하기 위해서는 고철의 배합비조정, 고철의 조기착화를 위한 도어버너의 강화, 정련기 산소취입의 패턴정립이 필수적이라할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 코크스, 세절고철, 자가고철, 강입철, 자가고철, 중량고철의 순서로 전기로에 적입하는 종래의 고철적입패턴을 세절고철, 코크스 및 강입철, 자가고철, 자가고철, 중량고철의 고철적입패턴으로 변경하였다.

여기서, 코크스는 로내의 열원확보 및 착화재이며, 세절고철은 길이 600㎜이하로 가공된 고철을 칭하고, 자가고철은 자체 발생된 불량코일류의 절단가공고철을 말하고, 중량고철은 두께 50㎜이상의 고철이며, 강입철은 전로, 전기로의 용강슬래그에서 추출되는 철부스러기를 칭한다.

이때, 고철장입바스켓(12)에 의한 종래의 고철적입패턴은 착화재인 코크스가 로내의 잔탕내에 완전 장입되고, 배재구(8)측으로 자가고철이 편중 장입되어 배재구를 통한 산소랜스(10)의 진입을 방해하면서 산소취입시 고철착화와 예열효과의 불량을 초래하게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 고철적입패턴은 비중이 가벼운 세철고철을 1차적입하여 로내의 잔탕에 침적케 하고, 착화성이 높은 강입철과 코크스를 동시에 2차적입하면서 특히 강입철을 배재구(8)측으로 적입하여 산소취입시 초기착화를 용이하도록 하며, 이에 따라 코크스를 완전 산화시켜 상부에 적입되는 자가고철과 중량고철을 예열시키게 된다.

그리고, 적입된 코크스가 산화되면서 고철을 예열하게 되면 도어버너(16)를 이용하여 고철을 착화하게 되는데, 이때 본 발명에서는 1본의 도어버너를 추가하여 2본의 도어버너(16-1)로 고철을 착화함으로써 그 착화효과를 증대시켰다.

또한, 로내에 적입된 고철이 착화되면 도어버너(16-1)를 소화시키게 되고, 산소랜스(10-1)를 배재구를 통해 진입시켜 로내에 산소를 취입하게 되며, 취입되는 산소를 이용하여 고철의 착화 및 커팅을 연속적으로 실시하게 된다.

여기서, 로내의 고철이 도어버너(16-1)에 의해 착화되면서 산소랜스(10-1)의 산소커팅에 의해 1차용해되면 산소취입을 멈추고, 상부전극봉(1)에 전원을 인가하여 고철의 상부에 용선장입용 보링홀(7)을 형성하게 된다.

이때, 본 발명에서는 상부전극봉(1)에 1차용해전력 5000kwh를 투입하게 되는데, 이는 5000kwh미만일 경우 보링홀(7)이 얇게 형성되어 용선장입시 비산이 심하고, 5000kwh를 넘을 경우 보링홀이 너무 깊게 형성되어 장입되는 용선이 로내의 잔탕측으로 흘러내려 용선의 전열에 의한 고철의 예열효과가 반감되기 때문이다.

그리고, 로내 적입된 고철의 상부에 형성되는 보링홀(7)에 용선이 장입되면 전원투입과 산소취입에 의한 주용해작업을 실시하게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 산소취입방법은 유량 4000∼6000N㎥의 산소를 로내의 탕면으로부터 300∼700㎜의 높이에서 45∼55。의 각도로 탕면으로부터 400∼700㎜의 깊이까지 취입하게 된다.

이때, 로내에 취입되는 산소는 용선중 탄소(C)와 활발한 반응을 일으키면서 용강표면의 슬래그를 거품화하는 슬래그포밍(Slag Foaming)을 양호하게 조성하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 산소랜스(10-1)의 배재구(8)진입각도를 종래의 14.5。에서 13.5。로 하여 비산되는 용강지금이 산소랜스의 선단부에 부착되는 현상을 방지하였다.

한편, 용선과 상부전극봉(1)의 아크열, 그리고 산소취입에 의한 주용해작업이 완료되면 상부전극봉(1)의 전원을 차단한 상태로 산소를 단독취입하여 용강의 온도를 목표온도까지 승열시키게 된다.

여기서, 주용해과정에서 용선의 자체현열(1300℃)과, 용선내에 함유된 다량의 탄소가 취입산소와 반응하여 발생시키는 산화반응열을 이용하여 용강온도를 목표온도(1640±10℃)까지 승열시킨 후 출강시키게 된다.

이하, 본 발명에 따른 전기로(3-1,3-2)의 동시조업방법을 설명하도록 한다.

전원이 차단된 전기로(3-1)에 고철(13)이 고철장입바스켓(12)을 통해 세절고철, 코크스 및 강입철, 자가고철, 자가고철, 중량고철의 순서로 적입되면 2본의 도어버너(16-1)에 의해 예열 및 착화가 이루어지고, 아울러 배재구(8)로 진입된 산소랜스(10-1)를 통해 로내에 산소를 취입하게 되면 산소커팅이 이루어지면서 1차용해가 진행된다.

이때, 전력공급관(2)을 통해 전원이 공급되는 전기로(3-2)에는 용선과 상부전극봉(1)의 아크열, 그리고 산소취입에 의한 주용해작업이 이루어지고, 전원이 차단된 상태에서 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하게 되며, 용강온도가 목표온도(1640±10℃)까지 승열되면 출강구(4)를 통해 용강래들(5)로 출강을 실시하게 된다.

그리고, 전기로(3-2)에서 산소단독취입에 의한 승열과 출강이 진행되는 동안전력공급관(2)이 전기로(3-1)에 연결되면서 상부전극봉(1)에 의해 보링홀(7)이 형성되고, 다시 로상부의 루프(14)를 취외한 후 고철의 상부에 형성된 보링홀에 용선래들(17)의 용선을 장입하게 된다.

여기서, 전원이 공급되는 전기로(3-1)에서는 보링홀(7)에 용선이 장입되면 다시 로상부에 루프(14)를 취부한 후 용선과 상부전극봉(1)의 아크열, 그리고 산소취입에 의한 주용해작업을 실시하게 된다.

이때, 전기로(3-1)에서 주용해작업을 하는 동안 전원이 공급되지 않는 전기로(3-1)에서는 고철(13)이 고철장입바스켓(12)을 통해 세절고철, 코크스 및 강입철, 자가고철, 자가고철, 중량고철의 순서로 적입되고, 2본의 도어버너(16-1)에 의해 고철의 예열 및 착화가 이루어지고, 아울러 배재구(8)로 진입된 산소랜스(10-1)를 통해 로내에 산소를 취입하게 되면 산소커팅이 이루어지면서 1차용해가 진행된다.

그리고, 주용해작업이 완료된 전기로(3-1)에서는 전원을 차단한 상태에서 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하게 되며, 용강온도가 목표온도(1640±10℃)까지 승열되면 출강구(4)를 통해 용강래들(5)로 출강을 실시하게 된다.

여기서, 전기로(3-1)에서 산소단독취입에 의한 승열과 출강이 진행되는 동안전력공급관(2)이 전기로(3-2)에 연결되면서 상부전극봉(1)에 의해 보링홀(7)이 형성되고, 다시 로상부의 루프(14)를 취외한 후 고철의 상부에 형성된 보링홀에 용선래들(17)의 용선을 장입하게 된다.

또한, 출강작업을 완료한 전기로(3-1)는 다시 고철을 적입하게 되고, 동시에 보링홀(7)에 용선을 장입한 전기로(3-2)는 전원이 투입된 상태에서 주용해작업을 실시하는 등 제강조업을 순차적으로 진행시키게 된다.

본 발명은 트윈셀의 전기로가 조업순서의 간격을 두고 연속적으로 동시조업을 하기 때문에 전력소비절약과 작업의 생산성향상을 극대화할 수 있고, 후공정의 용선수급에 만전을 기할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Claims (3)

1. 전기로(3-1)에서 고철장입바스켓(12)의 고철(13)이 장입되는 동안 전원이 공급되는 전기로(3-2)에서는 용선과 상부전극봉(1)의 아크열, 그리고 산소취입에 의한 주용해작업이 이루어지는 단계와;

   전기로(3-1)에서 도어버너(16-1)에 의해 예열 및 착화되면서 배재구(8)로 진입된 산소랜스(10-1)의 산소취입에 의해 1차용해가 진행되면, 전기로(3-2)에서는 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하는 단계와;

   전원이 공급되는 전기로(3-1)에서 상부전극봉(1)에 의해 가공되는 보링홀(7)에 용선래들(17)의 용선을 장입하는 동안, 전기로(3-2)에서는 출강구(4)를 통해 용강래들(5)로 출강을 실시하는 단계와;

   전원이 공급되는 전기로(3-1)에서 용선과 상부전극봉(1)의 아크열과 산소취입에 의한 주용해작업을 실시하면, 전기로(3-2)에서는 고철장입바스켓(12)의 고철(13)이 장입되는 단계와;

   전기로(3-1)에서 산소단독취입에 의해 용강을 목표온도까지 승열하는 동안, 전기로(3-2)에서는 도어버너(16-1)에 의해 예열 및 착화되면서 배재구(8)로 진입된 산소랜스(10-1)의 산소취입에 의해 1차용해가 진행되는 단계와;

   전기로(3-1)에서 출강구(4)를 통해 용강래들(5)로 출강을 실시하면 전원이 공급되는 전기로(3-2)에서는 상부전극봉(1)에 의해 가공되는 보링홀(7)에 용선래들(17)의 용선을 장입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 트윈셀 전기로의 조업방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전기로(3-1)에 적입되는 고철(13)을 세절고철, 코크스 및 강입철, 자가고철, 자가고철, 중량고철의 순서로 적입하는 것을 특징으로 하는 트윈셀 전기로의 조업방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 산소랜스(10-1)는 탕면의 300∼700㎜ 높이에서 39∼45。의 분사각으로 탕면의 300∼400㎜ 깊이까지 산소를 취입하는 것을 특징으로 하는 트윈셀 전기로의 조업방법.