KR100406412B1 - 출강구 교환후 첫번째 차지의 전로정련방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로의 출강구 교환후 첫번째 차지(charge)의 전로정련방법에 관한 것으로, 그 목적은 출강구 교환후 첫차지의 특성을 고려한 부원료 투입방법과 취련패턴의 조절로 인성분을 안정적으로 제어하여 전로조업안정화를 도모하고, 양질의 품질을 확보할 수 있는 정련방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전로의 상측에 설치된 출강구를 교환한후에, 전로내에 용선을 장입하고 랜스로 산소를 송산하면서 부원료을 투입하여 취련하는 방법에 있어서,

(a) 상기 부원료를,

취련개시에서 취련35%시점에는 생석회:15∼20kg/ton, 형석:1∼3kg/ton, 소결광:5∼10kg/ton을 투입하는 단계,

취련 35%시점부터 취련 70%시점에는 생석회:15∼20kg/ton을 3∼7회, 경소백운석:1.5∼2.0kg/ton을 2-4회 분할투입하고, 소결광은 열배합이 허용하는 범위내로 연동투입하는 단계,

취련 70%시점 부터 취련말기까지는 생석회:1.5∼2.5kg/ton, 경소백운석:1.5∼2.5kg/ton, 소결광:3∼5kg/ton, 형석:0.3∼0.7kg/ton을 투입하는 단계로 이루어지고;

(b) 상기 송산량과 랜스높이를 조절하는 취련패턴은,

취련개시에서 취련 5%시점까지는 송산량 1800∼1900N㎥/Hr, 랜스높이 1800∼2200mm로 하는 제1단계,

취련 5%시점부터 취련 50%시점까지는 상기 제1단계를 기준으로 송산량을 2.5∼10%의 범위내로 줄이고, 랜스높이는 취련 20%시점까지는 10%내로 올리고, 그 이후부터 취련50%시점까지는 8%이내로 낮추는 제2단계;

취련 50%시점에서 취련말기에는 송산량을 상기 제2단계 보다 높게 하면서 제1단계 기준으로 송산량을 6%이내로 줄이고, 랜스높이를 제1단계 기준으로 5∼25%의 범위내로 줄이는 제3단계;를 포함하여 이루어지는 출강구 교환후 첫 번째 차지의 전로정련방법에 관한 것을 그 기술적요지로 한다.

Description

출강구 교환후 첫번째 차지의 전로정련방법{Method for refining Molten steel after changing tap hole}

본 발명은 전로 조업에서의 출강구 교환후 첫번째 차지(charge)의 전로정련방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서 출선되는 용선은, 약 4.0-4.5중량%의 탄소, 0.25-0.40중량%의 규소, 0.25-0.45중량%의 망간, 0.08-0.11중량%의 인, 0.025중량%의 이하의 유황을 함유하고 있다. 이 용선을 전로에 장입하여 정련하기전에 강종에 따라 용선의 예비처리 과정인 탈황 및 탈린작업을 하고, 경우에 따라 탈규소 작업을 한다.

전로의 정련작업은, 고로에서 출선된 용선을 전로에 장입하고 랜스를 통하여 순산소가스를 불면서 용선중 불순원소를 슬래그쪽으로 이동시켜 제거하는 작업이라고 할 수 있다. 이때 불순원소의 안정적인 제거를 위해서는 슬래그가 필요하고 이는 취련중 부원료인 생석회, 경소백운석, 소결광을 얼마나 효과적으로 활용하느냐에 따라 양질의 용강제조여부가 결정된다. 이렇게 취련중 산화정련에 의해 생성되는 화합물은 탄소를 제외하고는 산화물이 되어 슬래그가 되며, 탄소의 경우는 기체산소와 반응하여 주로 일산화탄소가 된다.

상기와 같이, 용선중의 불순원소인 탄소, 규소, 인 등은 산소가스와 반응하여 정련될때 생성물은 노내의 용철상부에 존재하거나 가스로 되어 노구 밖으로 배출된다. 이 생성물의 발생정도는 주원료인 용선의 온도, 성분(특히, 규소의 함량), 노내 잔류슬래그량, 부원료의 투입방법, 취련패턴, 전로본체의 보열정도 및 사용횟수 등에 따라 달라지게 된다.

전로에서의 정련은 취련시점에 따라 크게 초기, 중기, 말기로 구분하며 그 정련조건을 달리하고 있다.

취련초기는 Si취련이라도도 불리며, 랜스를 통해 산소는 가장 먼저, Si나 Mn의 산화에 소비되며, P도 산화제거되는 시기이다. 이 시기에는 용선의 온도가 낮아 탈린반응 속도는 매우 느리다. 이에 따라서, 배가스량도 적고 동시에 반응정도는 작으나 C, Mn, P 등의 원소도 동시에 반응하므로 취련이 진행됨에 따라 탈탄속도는 증가한다. 또한, Si, Mn의 산화와 동시에 철분도 상당량 산화된다. 따라서, 이 시기의 슬래그는 (FeO), (MnO)가 높은 값을 나타내지만, 아직 충분히 용해된 슬래그는 아니며, 취련중의 효과적인 반응을 유도하기 위해서는 이 시기 적정한 취련패턴, 부원료 투입방법 등의 조절이 필요하다.

취련중기는 Si이 완전 산화제거된 시점으로 왕성기 또는 탄소취련기라고도 불리며, 공급된 산소는 탄소와 반응하여 CO가스로 된다. 이 시기의 탈탄속도는 산소(기체산소+고체산소)의 공급속도에 의해 결정되고, 탄소농도와 시간에 관계 없이 산소유량만이 탈탄속도를 좌우한다. 실제 전로에서는 탄소농도가 0.3-0.7중량% 부근이 되면 탈탄속도는 저하하기 시작한다. 취련 중기에서 말기로 이동되는 탄소농도를 탈탄천이점이라 하는데, 이러한 탈탄천이점은 용선조건, 취련조건, 노체상태 등에 따라 다르다. 취련시점이 중기로 갈수록 탈탄 최성기에 따른 슬래그중 산화철이 낮아지고 강욕의 온도상승 및 조재가 상당히 진행된 슬래그가 형성되면 탈탄반응에 의해 생성된 CO가스가 슬래그층을 통과하면서 슬래그중의 (MnO), (FeO),(P₂O₅)를 환원시켜 Mn, P 등이 용강중으로 되돌아온다. 이것을 복망간, 복린현상이라 한다. 그러나, 취련이 진행되어 말기에 접어들면 슬래그중의 (FeO)가 증가함에 따라 강중의 망간은 다시 저하하기 시작한다. 이와 동시에 탈린도 진행하고 용강의 산소도 증가하여 강욕의 온도가 상승되면서 망간, 인, 철분이 다시 산화되어 슬래그로 이동하면서 (MnO), (FeO)가 증가한다.

취련말기는 탄소농도가 낮아져 있기 때문에 슬래그와 용철간 계면으로 탄소의 이동이 율속단계가 되고, 용철과 가스와의 접촉상황에 의하여 탈탄속도가 변한다. 또한, 송산속도는 산소에 의하여 철분의 일부가 산화되고 강중에는 용존산소가 높아지면서 강중의 탄소가 낮아진다. 이로 인해 강욕의 온도는 상승하여 간다. 이 시기에는 망간의 산화와 더불어 인이 제거된다.

상기와 같이 정련조업은 16-20여 분간 취련하여 목표수준의 용강을 제강하는데, 이중 가장 중요한 것은 인성분을 0.2중량% 이하로 관리하는 것이다. 전로 취련작업에 있어서의 인성분의 제어는 곧 취련중 투입한 부원료의 재화거동과 슬래그의 거동과 직결되며, 전로 정련중에는 용철과 슬래그는 비중 차이에 의하여 분리된다.취련중에 용철중 인을 안정적으로 제거하기 위하여 이용되는 탈린반응은 반응식 1과 같다.

4(CaO) + 2[P] + 5(FeO) = (4CaO·P₂O₅) + 5Fe

상기 반응식 1로 부터 용철중 인함량을 0.02중량% 이하로 안정적으로 얻기위해서는 다음과 같은 조건을 취련중에 유도하는 것이 요구된다.

첫째, 슬래그의 재화도를 높여 투입한 부원료의 용해속도를 빠르게 하여 슬래그중 (CaO)농도를 높게 유지해야 한다. 이때 지나치게 (CaO)농도가 높으면 용점이 높아져서 오히려 탈린반응을 해칠 수 있기 때문에 주의하여야 한다.

둘째, 슬래그의 저온화를 유도하여 탈린반응후 생성물 (4CaO·P₂O₅)을 화학적으로 안정화시키고, 탈탄완성기에서도 복린현상이 일어나지 않도록 슬래그의 고정화 및 안정화를 유도하여야 한다.

세째, 슬래그중 철산화물의 농도를 높게 유지하여야 한다. 즉, 취련초기에는 철산화물을 공급하여 생석회의 재화를 촉진하고, 용철중 망간을 초기에 산화되도록 하는 것이 좋다.

네째, 용철중 산소와의 친화력이 강한 망간을 가능한 낮게 유지되도록 취련하여야 된다. 이 또한, 철산화물의 공급을 통하여 실현할 수 있다. 왜냐하면, 산화철이 망간과 반응하여 산화망간이 생성되면서 슬래그층으로 이동되도록 해주기 때문이다.

상기 4가지 요건을 취련과정에서 만족되도록 하려면, 취련중 슬래그는 적정 염기도(CaO/SiO2)가 되도록 하면서 고농도의 철산화물이 되도록 유도하여 융점과 점성이 낮게 되면 유동성이 좋아지므로 슬래그 자체는 인산화물(P₂O₅)을 안정적으로 존재하게 한다. 상기의 조건을 실제 전로조업에서 만족되도록 하는 방법은 전회조업한 슬래그의 일부를 적극적으로 활용하는 것과, 취련중에는 산소유량과 랜스높이를 제어하는 취련패턴과 부원료 투입방법을 적정화시키는 것이 중요하다.

따라서, 전로조업은 전회조업한 슬래그의 25-40%를 남겨서 조업을 행하고 있다. 이외에도 노벽보호를 위하여 경소백운석(주성분:MgO·CaO)을 전회조업슬래그에 적정량 투입한 다음 노벽에 슬래그 코팅을 하고, 이후 고철장입시 노벽충격에 의한 내화물 마모를 완화하기 위하여 생석회(주성분:CaO)를 투입한다. 이후 랜스를 통하여 순산소를 불면서 정련작업이 개시된다. 이때 취련이 개시되고 용선이 착화되면 부원료와 동시에 형석(주성분: CaF₂) 및 소결광(주성분:Fe₂O₃) 등을 투입하면서 용선중 불순원소인 탄소, 규소, 망간, 인 등을 산화정련에 의해 제거한다.

이와 같이, 전회조업한 슬래그를 남겨서 활용하는 것은 노벽코팅의 의미도 있지만, 취련중 야금특성상 매우 중요한 역할을 한다는 것이다. 그것은 전회조업한 슬래그는 앞차지의 용강을 제조하는 과정에서 이미 한번 녹은 것으로 취련초기에 투입 부원료의 재화촉진에 매우 효과적으로 작용할 뿐만 아니라, 슬래그 자체가 풍부한 현열 및 유가성분(CaO, FeO, MgO, MnO 등)을 다량 함유하고 있기 때문에 열적탈린제어를 달성하기 위하여 정련작업을 한다고 볼 수 있다.

그런데, 전로의 정련조업에서는 일정시기가 되면 전로의 출강구를 교환하여야 하는데, 이 교환작업은 약 40∼60분간 걸리므로 이 시간동안 노내온도가 낮아져서 고철을 사용하지 않고 용선만을 노내에 장입하여 전로정련을 해야하는 특성이 있다. 이와 같이 전로의 출강구 교환후 첫번째 차지의 조업은 전회조업을 슬래그를사용하지 않고 조업을 하므로, 일반적인 전로조업과는 전혀 다르며, 아래와 같은 (1)(2)(3)의 차이점을 고려하여야 한다.

(1) 출강구 교환을 위해 전로 자체를 뒤집어야 하므로 노내에 전회조업한 슬래그(잔류슬래그)를 남길 수가 없다. 이로 인해 열적인 문제와 취련중 슬래그 재화불량으로 안정적인 용철중 인의 제거가 어렵다. 이러한 이유로, 종래에는 생석회 및 형석을 다량 투입하거나 과취(산소를 지나치게 많이 불어서 용강중 용존산소가 1000ppm이상이 되는 현상)를 해서라도 종점인을 목표하는 수준까지 낮추는 정련작업을 한다. 이것은 결국 출강중 탈산재의 다량 투입과 용강중 개재물의 다량 발생으로 용강 품질을 극도로 악화시키는 원인이 된다.

(2) 출강구 교환시기(보통 40-60분)으로 인한 노내온도가 낮다. 통상조업시에는 1300-1500℃인 반면에 출강구 교환후 첫번째 차지의 경우에는 700-900℃로 열적인 부담이 크며, 취련중 온도에 대한 부담이 크다.

(3) 잔류슬래그가 없고, 노내가 냉각되어 있으므로 절대열원이 부족하여 고철을 사용할 수가 없어 용선만을 사용해야 한다. 이는 취련중 노내의 슬래그가 노구로 넘쳐 나오는 슬로핑(slopping)의 발생 우려가 있다.

따라서, 종래에는 상기 (1)(2)(3)를 고려하여 취련초기 슬래그의 재화를 촉진시키는 방법으로 형석의 사용량을 대폭 늘리는 작업 즉, 취련초기 형석을 전장입량 1톤에 대하여 3∼4kg 사용하였다. 이는 전로 노체 연와의 용손으로 노체에 치명적인 손상을 가져올 뿐만 아니라, 탈탄 최성기인 취련 중기 급격한 슬래그 반응으로 대형 슬로핑이 발생하는 경우도 있었다. 또한, 노내 잔류슬래그가 없음을 감안하여 용선장입전 경소백운석 10kg/ton, 생석회 15kg/ton을 투입하고 용선장입후 취련개시와 동시에 생석회 15∼20kg/ton을 투입함으로써 투입된 부원료의 전로내 고른 분포보다는 투입된 부원료가 일부분으로 편중이 되는 현상이 나타나며, 이로 인하여 슬래그의 점성만 높아져 랜스를 통해 취입되는 산소제트에 의해 용철이 비산되는 스피팅(Spitting)이 발생되며, 이를 해결하기 위한 대책으로 형석이 다량 사용해야되는 불가피한 조치를 취하는 등의 부작용을 안고 있다.

특히, 취련초기 하드 블로잉이 됨으로 해서 랜스를 통한 산소제트와 슬래그 용철간의 반응 계면적이 좁아져 초기 스피팅현상은 더욱 심화된다. 이런 초기 슬래그 조성의 불량으로 슬래그중의 철산화물의 저하로 생석회의 재화가 늦어져 탈린, 탈망간이 효과적으로 이루어지지 않으며, 이러한 탈린, 탈망간 반응 자체도 안정화 및 고정화가 되지 않는다. 이러한 초기의 반응은 취련이 진행됨에 따라 랜스를 통해 취입되는 산소의 대부분이 탈탄에 기여하는 탈탄왕성시기로 접어들면 슬래그와 용철간의 반응에 앞서 취입되는 산소가 직접 용철과의 반응으로 인하여 탈탄의 속도가 빨라지므로 슬래그중의 철산화물 농도는 더욱 낮아지고 탈탄가스에 의해 슬래그중의 (MnO), (FeO), (P₂O₅)를 환원시켜 복망간, 복린현상이 더욱 뚜렷하게 나타난다.

이러한 취련중 복망간, 복린현상으로 탄소농도가 점차 낮아지는 취련말기가 되어서 비로서 조치를 취하지만 취련시간의 제약으로 종점에서 0.02%이하의 안정적인 인함량 확보는 더욱 어려워진다. 이러한 현상을 입증하는 결과가 도 7의 비교예이다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 탄소의 농도가 상승할수록 인의 농도는 증가함을 알 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 종래에는 종점탄소를 낮게 종점산소는 높게 취지하여 슬래그중 철산화물의 확보에 의한 종점 인성분을 제어하여 왔다. 그러나 , 취입되는 산소에 의해 용철의 일부도 산화가 되어 종점에서의 철산화물 농도가 매우 높아지는 근원적인 문제점을 안고 있으며, 이것은 출강중 탈산제 및 합금철의 사용원단위가 증가되는 원인이 되며, 출강중 과산화된 슬래그는 비중이 높기 때문에 유출량도 많아져 복린이 심하다. 이러한 이유로 인해 종래의 방법에서는 재취련하는 재취련율이 높았다. 이러한 조치를 취함에도 불구하고 인성분 격외율이 출강구 교환 첫번째 차지 작업의 경우 50%를 상회한다.

취련초기 스피팅 발생은 잔류슬래그가 없고 노체가 냉각상태에서 취련개시하면 착화와 동시에 과다 투입된 부원료 및 취련패턴의 하드블로잉에 의해 도 1에서 보는 바와 같이 랜스(7)를 통한 산소제트에 의하여 화점의 면적 즉 용철과 슬래그간의 반응계면적이 좁아지고 노내의 용철의 교반력이 커지게 된다. 종래방법은 이를 해결하기 위한 취련패턴 및 부원료 투입방법의 개선보다는 부원료인 형석 사용량의 증가 및 생석회 사용량 증가로 지나친 염기도에 의한 슬래그 재화를 오히려 방해하는 결과를 가져왔다. 형석의 경우는 반응에 직접 관여하지는 않지만 투입한 생석회의 재화를 촉진하는 역할을 하므로 지나친 고염기도 조업으로 인해 취련이 진행될 수록 슬래그의 고융점화가 진행되거나 점성 커질 가능성이 높아 복린(P)의 위험성이 내포되어 있다.

이러한 작업은 투입된 생석회의 효율적인 활용보다는 염기도 향상 측면만 고려한 결과로서 산소취입량을 많이 하는 과취 일변도의 작업을 할 수 밖에 없었던 것이다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여, 부원료 투입방법, 취련패턴의 조절을 통해 취련중 슬래그의 저온화와 산화철 농도의 안정적인 유도는 물론, 부원료의 재화를 촉진하여 탈망간 및 탈린반응 촉진 등의 취련중 노내반응을 효율적으로 하여 전로 종점에서의 인성분의 안정적제어로 전로조업안정화를 도모하고, 양질의 품질을 확보하는 기술을 제공하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 전로취련중 노내 상태를 나타내는 단면도

도 2는 전로 취련작업시 노내반응개념도(도 1의 화점부근의 상세도)

도 3은 본 발명과 종래방법에서의 부원료투입방법을 비교한 그래프

도 4는 본 발명과 종래방법에서 취련패턴을 비교한 그래프

도 5는 본 발명과 종래방법에 있어서 취련시간에 따른 슬래그의 염기도, 재화율 및 슬래그중 산화철의 함량을 나타내는 그래프

도 6은 본 발명과 종래방법에서 취련중에 용철중 인의 함량을 나타내는 그래프

도 7은 다이나믹시점에서 탄소농도와 인농도의 상관관계를 나타내는 그래프

*도면의 주요부분에 대한 보호의 설명*

1.....전로 2.....저취노즐 3.....용선

4.....슬래그 5.....산소제트 6.....서브랜스

7.....랜스 8.....출강구(TaP Hole) 9.....공동(cavity)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정련방법은, 전로의 상측에 설치된 출강구를 교환한후에, 전로내에 용선을 장입하고 랜스로 산소를 송산하면서 부원료을 투입하여 취련하는 방법에 있어서,

(a) 상기 부원료를,

취련개시에서 취련35%시점에는 생석회:15∼20kg/ton, 형석:1∼3kg/ton, 소결광:5∼10kg/ton을 투입하는 단계,

취련 35%시점부터 취련 70%시점에 생석회:15∼20kg/ton을 3∼7회, 경소백운석:1.5∼2.0kg/ton을 2-4회 분할투입하고, 소결광은 열배합이 허용하는 범위내로 연동투입하는 단계,

취련 70%시점 부터 취련말기까지는 생석회:1.5∼2.5kg/ton, 경소백운석:1.5∼2.5kg/ton, 소결광:3∼5kg/ton을 투입하는 단계로 이루어지고;

(b) 상기 송산량과 랜스높이를 조절하는 취련패턴은,

취련개시에서 취련 5%시점까지는 송산량 1800∼1900N㎥/Hr, 랜스높이 1800∼2200mm로 하는 제1단계,

취련 5%시점부터 취련 50%시점까지는 상기 제1단계를 기준으로 송산량을 2.5∼10%의 범위내로 줄이고, 랜스높이는 취련 20%시점까지는 10%내로 올리고, 그 이후부터 취련50%시점까지는 8%내로 낮추는 제2단계;

취련 50%시점에서 취련말기에는 송산량을 상기 제2단계 보다 높게 하면서 제1단계 기준으로 송산량을 6%이내로 줄이고, 랜스높이를 제1단계 기준으로 5∼25%의 범위내로 줄이는 제3단계;를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

출강구 교환후 첫번째 차지의 작업은 앞서 언급한 바와 같이, 통상 조업과는 다르기 때문에 각별한 주의를 해야 한다. 도 2에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 취련중 슬래그/용철/산소가스와의 상관관계를 어떻게 조화롭게 유도하여 용철중 인을 슬래그측으로 안정하게 이동되게끔 하고, 한번 슬래그 측으로 이동된 인은 취련중기에도 복린이 되지 않도록 하며, 취련말기에는 보다 저농도의 인이 재현성 있게 얻어지도록 하는 것이 중요하다.

이에 본 발명자들은 상기 출강구 교환후 첫번째 차지의 조업에 특성을 감안하여 이에 적합한 전로 정련작업을 도출하고자 아이디어의 집약과 수 차례의 조업을 통해 취련시점에 따른 다음과 같이 조업방향을 도출할 수 있었다.

첫째, 취련초기(취련개시-취련35%시점까지)에는 슬래그 재화의 불량원인을 제공하는 고융점의 경소백운석을 사용하지 않고, 생석회의 투입량을 줄이는 대신에 저융점 슬래그를 용이하게 제조할 수 있도록 적정량의 소결광을 투입하고 동시에 송산유량을 낮추며 랜스를 높임으로써 초기 슬래그의 재화촉진, 슬로핑발생을 억제토록 하면서 초기의 탈린 및 탈망간 반응을 적극적으로 유도한다.

둘째, 취련중기(취련 35-70%)에는 부원료인 소결광, 생석회 및 경소백운석을 분산투입하여 취련초기에 용철중 망간, 인을 슬래그층으로 효과적으로 이동시켜 생성된 (FeO), (MnO), (P₂O₃)을 슬래그의 저온화와 더불어 안정화 및 고정화를 시킨다.

세째, 취련말기(취련 70%-취련종료)에는 다이나믹시점(취련 70-80% 시점, 서브랜스가동시점)에 소결광 3-5kg/ton, 생석회 1.5-2kg/ton을 투입한다.

넷째, 취련개시전 노재 잔류슬래그가 없기 때문에 충분한 재화를 유도하기 위한 반응시간을 충분히 확보하는 것이 좋은데, 이는 취련시간을 종래 대비 2-4분 연장되도록 부원료를 분할투입하고 취련말기에도 투입함으로써 가능해진다. 이에 따라 슬래그의 염기도 및 철산화물의 농도를 안정적으로 확보할 수 있고, 슬래그의 저온화를 적극적으로 유도하여 전로취련 과정을 통하여 종점에서 0.02중량% 이하의 인농도를 재현성 있게 안정적으로 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 취련패턴과 부원료의 투입방법을 통해 그 해결방안을 도출한 것인 바, 취련패턴과 부원료의 투입방법으로 구분하여 설명한다.

[부원료의 투입방법]

본 발명에서 부원료의 투입방법을 도 3을 중심으로 취련시점에 따라 설명한다.

(a) 취련개시에서 취련 35%시점

이 구간에서는 전체 투입해야 할 생석회의 약 2/3에 상당하는 15∼20kg/ton 정도를 투입하면서 경소백운석을 초반에 투입하지 않는다. 그리고, 형석은 종래의 약 1/2에 상당하는 1∼3kg/ton을 투입하고, 소결광을 5∼10kg/ton 투입한다.

먼저, 생석회는 잔류슬래그와 노내온도가 낮다는 것을 감안하여 착화직후에 15∼20kg/ton을 투입하는 것이 바람직하다. 15kg/ton 미만 투입하면 슬래그 염기도가 부족하여 탈린에 불리하며, 20kg/ton을 초과하여 투입하면 생석회의 재화가 불량하여 탈린거동이 불안해지고 취련 30∼35%경에 슬로핑 발생의 우려가 있다.

다음으로, 형석은 슬래그 재화를 촉진하고 철산화물의 조기 확보를 위하여 투입하는데, 그 투입량이 1kg/ton 미만의 경우에는 슬래그의 재화가 불충분해지고, 3kg/ton 이 넘으면 슬래그 재화는 충분하나 과도한 슬래그의 운동으로 슬로핑이 발생할 우려가 있다.

그 다음으로, 소결광은 5∼10kg/ton 투입하는데, 이는 10kg/ton을 초과하여 투입하면 초기의 지나친 냉각으로 소결광의 용해가 지체됨에 따라 취련 30∼35%경에 슬로핑발생의 우려가 있고, 5kg/ton 미만 투입하면 슬래그중의 철산화물의 확보가 어렵고, 슬래그 재화가 불량해져 탈린거동이 불안해질 가능성이 높다.

(b) 취련 35%시점부터 취련 70%시점

이 구간에서는 소결광을 열원이 허용하는 범위내에서 적정량을 연동투입하는 것은 종래방법과 동일하다. 그 대신, 생석회와 경소백운석을 용선중 규소함량에 따라 1회 투입시 생석회:1.5∼2.0kg/ton으로 3∼7회, 경소백운석:1.5∼2.0kg/ton으로 2∼4회 투입하여 취련중기의 복망간현상의 억제와 복린을 방지하고 슬래그중의 저온화와 취련초기에 생성된 (FeO), (MnO), (P₂O₅)를 안정적으로 고정화시키도록 유도한다. 만약 이 시기에서 노구의 불꽃운동을 관찰하고 슬래그의 재화가 불량하다고 판단될때에는 추가로 형석을 0.3∼0.7kg/ton으로 1∼3회 분할 투입하는 것이 권장된다.

먼저, 생석회는 1회 투입량을 1.5∼2.0kg/ton으로 하는데, 이는 생석회를 1.5kg/ton 미만 투입하면 취련초기에 생성된 (FeO), (MnO), (P₂O₅)를 안정적으로 고정화하기가 어렵고, 2.0kg/ton 초과하여 투입하면 슬래그의 유동성을 악화시킬 가능성이 높아져 최련초기에 생성된 (FeO), (MnO), (P₂O₅)가 환원되어 복리, 복망간이 되기 쉬워지므로 인정적인 인의 유도가 곤란해진다. 또한, 생석회 분할투입 횟수는 용선 규소함량에 따라 취련중 인의 안정적 거동을 유도하기 위해 슬래그의 염기도를 적정히 조정하여야 하는데, 3회 미만 투입하면, 초기에 생성된 (FeO), (MnO),(P₂O₅)가 안정적으로 고정화가 안되며, 7회를 초과하는 경우에는 슬래그의 고정화가 너무 심하게 되어 유동성이 악화됨과 동시에 탈탄속도가 빨라져서 복린현상이 심하게 나타나므로 안정적인 인의 유도가 어렵다.

다음으로, 경소백운석은 취련중 노내내화물의 화학적 침식방지하기 위하여 투입하는데, 지나치게 많이 넣으면 슬래그중 (MgO)농도가 높아져 슬래그 유동성을 해치고 너무 적게 넣으면 노체의 침식이 많아져서 곤란하다. 그 적정량은 목표로 하는 종점온도에 따라 차별화시켜 투입하고, 슬래그중 (MgO)농도가 7∼10중량%가 되도록 투입하는 것이 바람직하다. 1회 투입량은 1.5∼2.0kg/ton이 바람직한데, 이는 1.5kg/ton 미만이면 취련초기에 생성된 (FeO), (MnO), (P₂O₅)를 안정적으로 고정시키기가 어렵고, 2.0kg/ton 초과하면 슬래그의 유동성을 악화시킬 가능성이 높아져 취련초기에 생성된 (FeO), (MnO), (P₂O₅)가 환원되어 복린, 복망간이 되기 쉬워지므로 안정적인 인의 유도가 곤란해진다. 투입회수는 슬래그내 MgO의 농도를 일정하게 유지시키는 점을 고려하여 2∼4회가 바람직하다.

(c)취련 70%시점에서 취련말기

이 구간에서는 보다 바람직하게는 취련 약 70%시점에서는 열원에 관계 없이 형석:0.3∼0.7kg/ton, 소결광:3∼5kg/ton 그리고, 생석회과 경소백운석을 각각 1.5∼2.5kg/ton 투입한다.

이 구간에서 중요한 것은 소결광의 투입이다. 만약 장입되는 용선의 온도가낮아 열배합상으로 소결광을 투입할 수 없다고 판단되는 경우에는 취련초기 5∼10kg/ton을 투입하면 슬래그 재화가 양호해지므로 취련중 온도상승의 효과가 증대되어 문제가 되지 않음을 조업경험을 통해 확인하였다. 이는 매차지 마다 취련 70-80%경에 서브랜스(sub-lance)를 이용하여 취련종료전 용강온도와 탄소함량을 추정하여 확인하였는데, 그 결과를 보면 슬래그 재화성이나 온도가 예상 보다 양호한 결과를 얻을 수 있었고, 동시에 탄소농도도 높게 나타남을 알 수 있었다. 이는 곧 취련중 열배합의 여유를 확보할 수 있음에 따라 취련 70-75%경에 소결광 3-5kg/ton을 추가로 투입할 수 있는 여유가 생긴다. 소결광을 3kg/ton 미만 투입하면 탈망간 및 탈린효과가 다소 떨어지며, 5kg/ton을 초과하여 투입하면 인의 안정적 유도에는 매우 유리하게 작용하지만, 목표로 하는 종점온도를 확보하는데는 다소 어려움이 있다.

이 과정에서 만약 취련중기 재화가 불량하였다고 판단될때 형석을 0.3-0.7kg/ton을 투입하는 것이 바람직하다. 형석을 0.3kg/ton 미만 투입하면 재화촉진효과가 미미하며, 0.7kg/ton 초과하여 투입하면 급작스런 재화촉진으로 슬로핑이 유발되어 작업성을 극도로 악화시키는 단점이 있다.

생석회와 경소백운석은 취련말기에서 고온화되어 있는 슬래그의 온도를 낮추어 탈린효과를 높이기 위한 동일한 목적과 함께, 생석회는 인의 제거원인 CaO의 공급목적으로, 경소백운석은 슬래그내 MgO의 공급의 목적으로 투입된다. 그 투입량은 둘다 1.5kg/ton이 되어야 효과를 나타내며, 2.5kg/ton을 초과하면 슬래그의 온도가 너무 떨어지는 문제가 있다.

[취련패턴]

본 발명에 따라, 부원료를 투입하더라도 인의 안정적 거동을 보다 철저하게 유도하기 위해서는 슬래그의 재화 및 저온화를 효과적으로 실현하면서 용철중 망간의 거동을 유효 적절하게 제어하는 기술이 필수적으로 요구되며, 이는 취련패턴(송산량과 랜스높이)의 조절로 가능하다. 즉, 본 발명에 따라 조기에 슬래그와 용철간의 반응계면적으로 넓게할 수 있는 취련패턴(도 3)으로 조업하여 불꽃운동은 느리고 크게 유도하여 취련초기 탈린 및 탈망간 반응을 촉진시키면서 슬래그 재화촉진을 안정적으로 유도할 수 있다.

도 4에서 일례로 나타낸 본 발명의 취련패턴은 크게 초반기(제1단계) 전반기(제2단계)와 후반기(제3단계)로 구분된다.

(a) 초반기(취련개시∼취련 5%시점)

이 구간에서는 착화와 착화직후 용선 및 투입 부원료의 혼합성을 유도하기 위하여 송산량을 1800∼1900N㎥/Hr로 하고, 랜스높이를 1800∼2200mm로 한다.

(2) 전반기(취련5%시점에서 ∼ 취련 50%시점까지)

-송산량

이 구간에서는 투입한 생석회가 조기에 충분히 재화되도록 하면서 슬래그중 철산화물이 높고, 슬래그의 융점이 낮아 유동성이 좋은 슬래그로 유도하기 위하여송산유량과 랜스높이를 조절한다. 즉, 취련개시대비 송산량을 2.5∼10%의 범위내로 줄인다. 송산량을 2.5%미만으로 줄이면 슬래그의 재화촉진효과가 미흡하고, 10% 초과하여 줄이면 랜스로부터 공급되는 송산제트의 운동량이 지나치게 줄게 되어 슬래그의 균질한 재화가 곤란할 뿐 아니라, 슬로핑이 가중될 가능성이 높은 단점이 있다.

본 발명에서는 전반기의 송산량을 2.5∼10%범위내에서 도 4와 같이 단계적으로 줄이는 것이 바람직하다. 예를 들어 취련 5%시점에서 20%시점에서는 취련개시 대비 송산량을 약 3% 줄이고, 취련 25%시점∼30%시점에서는 약 8∼10% 줄이며, 취련 30%∼50%시점에서는 약 3% 줄일 수 있다.

-랜스높이

전반기에서 랜스높이는 취련초반기 대비 취련 5%시점∼20%시점에서는 약 10%이내로 올리고, 이후부터 취련50%시점까지는 8%내로 낮추는 것이 바람직하다. 랜스높이를 8% 초과하여 낮추면 슬래그 운동을 약화시키고 용철운동을 강력하게 함으로써 탈탄이 촉진됨에 따라 슬래그중 철산화물이 급격히 감소되어 탈린거동이 불안해질 위험이 있고, 10% 초과하여 높이면 지나친 슬래그 운동으로 슬래그중 철산화물의 급격한 상승으로 슬래그 고온화와 더불어 노체 내화물의 용손이 과다해질 가능성이 있어 문제가 있다.

보다 바람직하게는 취련 20∼30%에서는 5%이내로 낮추며, 취련 30∼50%시점에서는 이전보다는 낮추되 취련초반기 대비 8%이내로 낮추는 것이다.

(3)후반기(취련50%시점∼취련종료)

-송산량

이 구간에서 송산유량은 상기 전반기 보다 높이되 초반기 기준으로 6%이내로 줄이는 것이다. 만일 송산량이 6% 초과하여 줄이면 랜스로부터 공급되는 송산제트의 운동량이 감소되면서 슬래그중 철산화물의 상승되어 출강실수율을 저하시키는 단점이 있다. 보다 바람직하게는 도 4에서와 같이, 취련 50∼65%시점에서 취련개시 시점 대비 약 5.4% 줄이고 취련 65%시점에서 취련 종료시점에는 약 2.7%줄여 슬래그의 재화를 재현성 있게 확보되도록 유도한다.

-랜스높이

랜스높이는 취련 초반기 대비 5∼20%의 범위로 낮추는 것이다. 랜스높이가 25%초과하여 낮추면 하드블로잉으로 인한 탈망간효과는 좋으나 스피팅으로 인한 랜스지금부착의 가능성이 높은 문제점이 있고, 5% 미만으로 낮추면 슬래그중 철산화물이 증가되어 출강실수율이 저하하는 문제가 있다.

바람직하게는 취련50∼65%시점에서 취련개시 대비 약 15% 낮추어 슬로핑을 방지함과 동시에 탈망간 반응의 촉진을 통한 탈린반응의 안정적유도가 가능하도록 하고, 취련 65%∼70%시점에는 13%을 낮추어 슬래그 재화촉진과 효과적인 탈린반응 유도가 지속되도록 유도하며, 취련 75%시점에서 취련종료중에는 취련개시 대비 15% 낮추어 슬래그중의 털산화물의 상승이 억제되도록 하면서 슬래그의 재화를 재현성있게 확보하여 안정적 인 거동이 유도되도록 한다.

이와 같이 본 발명에서는 취련중기 슬래그 저온화 및 인의 안정거동을 유도하기 위하여 소결광의 연동투입과 생석회 및 경소백운석의 분할투입을 통하여 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 취련초기에 재화된 슬래그에 연속적으로 철분(T.Fe)을 공급할 수 있으며, 부원료의 슬래그내 균일 분산으로 적정 유동성의 슬래그 확보와 슬래그의 저온화로 연속적 재화촉진을 통한 탈린반응을 지속적으로 유도할 수 있으며, 취련초기에 생성된 P₂O₅, MnO의 안정화 및 고정화로 복 망간억제가 가능하며, 도 7에서와 같이 탄소농도에 관계 없이 [P]를 낮게 취지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 부원료를 투입하고 취련패턴을 조절하면서도 슬래그중 T.Fe, CaO, MgO를 높게 유지하여 안정적인 인(P)을 보다 안정되게 확보하기 위한 조업조건의 조절방향을 정리하면 아래 표와 같다.

동일 랜스 높이	송산유량 취련개시 대비 5∼20%하향조정
동일 송산유량(N㎥/Hr)	랜스높이 취련개시 대비 5∼10% 상향조정
동일랜스높이 및 동일송산유량일 경우	소결광 3∼5kg/ton 또는 형석 0.5∼1.0kg/ton 투입

상기 표 1과 같은 방법은 불꽃운동이 양호해질때까지 즉, 슬로핑의 기미가 올때까지 취하여 주며 불꽃운동의 양호성 여부의 판단방법은 표 2와 같다.

항목	판단방법
양호	불꽃운동이 느리고 크게 움직이며, 화염이 규칙적으로 큰 운동을 반복한다
불량	불꽃운동이 빠르고 작게 움직이며, 화염이 규칙적으로 짧은 운동을 반복한다

앞서 언급한 바와 같이, 취련중 양호한 슬래그 조성을 위해서는 잔류슬래그량 3-4톤을 남기는 것이 유리하다. 그러나, 본 발명의 경우는 출강구 교환 첫번째 차지에 해당하는 관계로 전로내 잔류슬래그가 없기 때문에 취련중 슬래그의 조성관계는 노구로부터의 불꽃운동 관찰이 무엇보다도 중요하다.

종래의 방법에서는 취련중 불꽃의 운동보다는 슬래그의 염기도 위주의 조업에 의존하여 왔으며, 취련중 불꽃운동이 불량한 경우에도 염기도 보정의 차원에서 부원료를 투입함으로써 슬래그의 조성을 제대로 제어할 수 없었다. 도 5에 나타난 바와 같이, 부원료의 투입량이 많다고 해서 반드시 슬래그의 염기도가 높아지는 것은 아니며, 투입된 부원료의 효율적인 활용, 즉, 전로내 슬래그의 충분한 반응이 없이는 부원료의 실수율은 재화율이 낮기 때문에 낮을 수 밖에 없다. 이로 인해 산소제트에 의한 철립의 비산으로 일어나는 스피팅의 다량 발생 및 극심한 슬로핑의 발생을 야기시켜 부원료공, 랜스 및 스커트의 지금부착을 유발시켰다.

참고로, 취련중 스피팅, 슬로핑 발생시의 안정적인 탈린 거동을 유도하기 위한 방법은 노구에서의 슬래그 및 불꽃관찰을 통해 상황에 따라 다음과 같은 조치를 취하는 것이 바람직하다.

1)스피팅이 소량나면서 불꽃운동이 양호한 경우는 반응성이 오히려 양호하다.

2)스피팅이 다량 발생하면서 불꽃운동이 불량한 경우는 반응성 및 재화성이 지극히 불량(과염기도 조업시)하므로 형석 및 소결광을 투입하여 재화성 및 반응성을 유도하면서 불꽃운동이 양호해질때까지 랜스높이를 100-300mm올리며, 산소유량을 0.2-0.5N㎥/분·톤 줄이면 효과적이며, 만약 슬로핑 발생으로 인해 노구로 나간 슬래그량의 보정이 필요할 때에는 슬로핑이 멈춘후 생석회의 추가 투입과 동시에 형석을 보정 투입하여 슬래그재화를 유도하면 좋다.

한편, 취련 70%시점을 지나는 취련말기가 되면 산소포텐셜의 상승기로 노내온도 및 슬래그중 철산화물의 급격한 상승이 되어 이에 따라 투입하는 생석회는 중기 이전에 비하여 재화속도가 빠르므로 다이나믹(Dynamic;서브랜스 가동) 직전에 소결광을 3-5kg/ton 또는 형석을 0.3-0.7kg/ton으로 슬래그중 분산 투입하면 슬래그 저온화와 동시에 안정적 탈린거동을 유도하는데 매우 효과적이다. 종래의 방법에서는 다이나믹 시점에서는 전로내 부원료의 투입은 없고, 다이나믹후의 온도에 따라서 온도가 예상 보다 높을 경우는 소결광을 일시에 다량 투입하며, 온도가 예상 보다 낮을 경우는 열원의 보상차원에서 발열의 효과로 규소(Fe-Si)를 전로내 투입하는 작업을 함으로써 급격한 슬로핑 발생과 취련중 염기도(CaO/SiO₂)의 균형이 깨져 취지시 인성분의 불안으로 성분격외를 야기하는 문제점이 자주 발생되었다. 이를 해소하기 위하여 이 시기에 송산량은 도 4(100톤 전로 기준)에서와 같이, 송산량을 17,000-18,000N㎥/Hr으로 높여 취련을 하여 하드블로잉(Hard Blowing)을 유도하여 슬래그중의 산화철농도를 안정적으로 확보되도록 함으로서 출강중 보일링(Boiling)에 의해 슬래그가 노구로 넘치는 현상을 방지하고 종점 인의 안정적인 확보와 동시에 안전한 출강작업이 가능하게 되었다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

100톤 전로에서 용강을 출강한후 슬래그를 전량 배재하고 출강구 교환작업을 마친 다음, 표 3과 같은 성분의 용선을 장입하고 장입후에 랜스를 하강시켜 순산소를 불어 넣으면서 취련하였다.

화학조성(중량%)
C	Si	Mn	P	S	Ti
4.0-4.5	0.20-0.60	0.20-0.40	0.08-0.12	0.005-0.030	0.030-0.080

이때, 본 발명과 종래방법에서 부원료는 도 3과 같이 투입하였다. 발명예의 경우를 종래방법과 대비하여 구체적으로 설명한다. 전로내 산소가 취입되면서 장입된 용선과 산소의 반응으로 착화가 되며, 착화직후 전로내 부원료인 생석회 1500-2000kg, 형석 150kg, 소결광 500-1000kg을 투입하여 취련초기에 슬래그중의 철산화물(T.Fe)의 조기확보로 생석회 재화를 촉진하고 저융점 슬래그를 유도하여 탈린반응을 앞당긴다.

표 4는 전로 정련작업시 사용하는 부원료의 조성을 나타낸 것이다.

부원료(중량%)
구분	산화칼슘	산화마그네슘	철분	산화망간	산화규소	산화알루미늄	산화티탄	불화칼슘	탄소	유황
생석회	92.50	2.20	0.39	-	0.92	0.30	-	-	-	-
경소백운석	56.26	38.80	0.60	-	1.40	0.30	-	-	-	-
형석	-	-	-	-	13.54	-	-	83.86	-	-
소결광	8.42	1.24	48.294	0.42	4.54	1.56	0.17	-	2.60	0.034

송산개시시점에서의 산소유량은 도 4에서와 같이 18,500Nm³/hr로 하고, 이때 랜스높이는 2000mm로 하였다. 랜스높이(h)라는 것은, 욕면으로 부터 랜스 선단부까지의 거리를 의미한다.

취련개시후 1분에서 5분까지 산소유량은 500Nm³/hr 낮추어 18,000Nm³/hr로 하며 랜스의 높이는 1분에서 4분까지 200mm올려 2100mm로 하였고, 이 시점에서 소결광은 500-1000kg 투입하였다. 취련 35% 시점인 취련개시후 5분부터 10분 까지는 산소에 의해 산화된 인이 재환원되어 일부가 용강으로 들어가는 시기이므로 이때 생석회 150-200kg을 3-8회에 걸쳐 투입하였다. 형석은 노구의 불꽃운동 및 슬로핑기미의 관찰을 통해 슬래그 재화판단을 하고, 불량시에는 50kg을 1-3회에 걸쳐 투입하며 또한, 열배합이 허용하는 범위내에서 소결광을 연동투입하여 슬래그내 균일하게 분산투입으로 부원료의 재화를 촉진시키고 유동성이 좋은 저융점 슬래그 조성을 유도하여 복린 및 복망간 현상을 방지하였다. 또한, 산소유량은 1,000Nm³/hr 낮춘 1,700Nm³/hr, 랜스높이는 4분에서 6분까지는 200mm 낮춘 1900mm로 하였고, 6분에서 10분까지는 다시 50mm를 낮추어 1850mm로 하였다.

취련시간 10분에서 13분까지는 산소유량을 500Nm³/hr 올린 17,500Nm³/hr, 랜스높이는 150mm 낮춘 1700mm로 하여 취련중기에 투입된 부원료의 재화를 촉진하면서 탈탄지연이 되도록 하였다. 취련 65% 시점 이후인 취련말기(13분에서 취지까지)에, 산소유량은 500Nm³/hr 올린 18,000Nm³/hr을, 랜스높이는 다이나믹 시점인 13분에서 15분까지는 50mm올린 1750mm로 하며, 이와 동시에 생석회 및 경소백운석은 각각 150-200kg을, 소결광은 300-500kg을 투입하였다. 15분에서 취지까지는 다시 50mm을 낮춘 1700mm로 하여 슬래그중의 철산화물 확보와 슬래그 저융점화로 재화촉진 및 저온화로 탈망간반응의 촉진을 유도하면서 취련말기의 온도상승에 따른 복린을 방지하였다.

아래 표 5는 종래방법과 발명예의 취련중 노구 근방에서의 불꽃움직임 및 슬로핑기미의 관찰을 통해 적정 조치한 결과, 대표적인 종점 인함량을 나타낸 것이다.

구분	취련시점(%)	노구 관찰사항	조정내역	총체적 슬로핑 발생정도	종점인함량(중량%)
		불꽃 움직임	슬래그넘친정도			송산유량 감량정도(%)	랜스높이낮춘정도(mm)
		길이						크기	규칙성	빠르기
종래예	1	30∼35	보통	크다	있다	빠르다	◎	-	-	△	0.020
	2	30∼35	길다	보통	없다	느리다	◎	-	-	◎	0.021
	3	35∼65	짧다	작다	있다	빠르다	×	-	-	×	0.022
	4	65∼70	길다	보통	없다	느리다	○	-	-	○	0.024
	5	65∼70	길다	보통	없다	빠르다	△	-	-	△	0.028
	0.023
발명예	1	30∼35	길다	크다	있다	느리다	○	10	200	×	0.013
	2	30∼35	보통	보통	없다	느리다	△	25	-	×	0.011
	3	30∼35	길다	보통	있다	느리다	○	30	150	×	0.015
	4	30∼35	보통	크다	없다	느리다	△	20	-	×	0.012
	5	30∼35	길다	보통	없다	느리다	△	15	300	×	0.014
	0.013
◎: 많음, ○:다소 있음, △:약간 있음, ×:없음

표 6은 비교예와 발명예 각 3차지중에서 평균 전로종점에서의 슬래그 및 용강의 성분을 나타낸 것이다.

취련완료시점(종점)에서의 용강조성(단위:중량%)
항목	탄소	망간	인	황
종래예	0.020∼0.040	0.05∼0.13	0.020∼0.028	0.010∼0.020
발명예	0.031∼0.070	0.08∼0.10	0.011∼0.015	0.008∼0.015
취련완료시점(종점)에서의 슬래그 조성(단위:중량%)
항목	FeO	CaO	SiO2	MgO	MnO	Al2O3	P2O5	S	TiO2	염기도
종래예	1	31.27	37.04	12.47	9.26	4.36	2.61	1.783	0.027	1.25	2.97
	2	28.42	38.13	15.08	9.01	4.19	2.80	1.776	0.044	0.55	2.53
	3	28.46	37.31	14.78	8.24	4.60	3.02	1.628	0.034	1.93	2.52
발명예	1	27.66	43.68	12.62	6.78	3.83	2.16	1.900	0.060	1.31	3.46
	2	26.83	44.06	11.30	7.82	4.28	2.53	1.952	0.054	1.18	3.90
	3	28.13	43.05	12.27	7.34	3.56	2.42	2.056	0.042	1.14	3.51

표 5, 6에서 알 수 있는 바와 같이, 출강구를 교환한 후 첫번째 차지 조업이라는 점을 충분히 고려하지 않으면, 불꽃운동에 관계없이 종점 인함량이 0.020∼0.028중량%로 높았다(종래예). 반면에, 발명예는 전술한 바와 같이 적정한 부원료 투입방법 및 취련패턴의 적정화와 더불어 취련중 노구 근방에서의 불꽃운동 및 슬로핑 기미의 관찰을 통하여 종점 인함량을 0.011∼0.015중량%로 안정적으로 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

이러한 결과를 바탕으로, 종래예와 발명예의 방법에 대하여 취련중 연속적으로 용철 및 슬래그의 시료를 채취하여 분석한 결과를 도시적으로 나타낸 것이 도 5와 도 6이다.

도 5는 취련시간에 따른 슬래그의 거동을 나타낸 것으로, 도 5(a)는 염기도를, 도 5(b)는 투입한 부원료의 재화율(투입한 생석회가 재화된 비율을 의미함)을, 도 5(c)는 산화철(FeO)의 농도를 도시적으로 나타낸 것이다. 여기서, 알 수 있는 바와 같이, 발명예의 경우가 종래예에 비하여 전취련과정을 통하여 염기도 및 재화율은 높게 나타났고, 산화철 농도는 취련개시부터 17분까지는 높게 나타나지만, 17분이후에는 종점탄소가 높기 때문에 낮게 나타남을 확인할 수 있었다.

도 6은 취련시간에 따른 용철중 인함량의 변화를 나타낸 것이다. 여기서, 알 수 있는 것은 도 5의 슬래의 결과가 그대로 용철에 반영되어 종래예는 취련 6분이후에 급격한 복린현상이 일어나는 반면에 발명예는 안정적으로 인이 거동되고 있다.

이러한 사실로부터 출강구 교환후 첫번째 차지는 취련중 투입한 부원료의 재화불량으로 인한 인의 불안정한 거동 때문에 종점에서의 안정적인 인의 확보가 어렵다는 것을 확실히 알 수 있었다. 반면에 발명예는 생석회 및 경소백운석은 물론 소결광의 적정 투입량을 적시에 투입함에 따라 취련 전과정을 통해 안정적인 인의 거동이 입증되었으며, 이로 인해 종점에서의 탄소농도도 높게 취지할 수 있음을 보여주고 있다. 이것에 대한 재현성 확인을 위하여 탄소농도가 비교적 높은 다이나믹 시점에서의 용철시료를 채취하여 탄소와 인함량을 분석하여 그 관계를 도식적으로 나타낸 결과 도 7의 결과를 얻었다. 이 결과로 부터 종점탄소를 높게 취지하여도 안정적으로 종점 인함량이 0.02중량%이하의 강을 정련할 수 있음을 입증하고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 출강구 교환작업후의 첫번째 차지를 전로정련하더라도 취련중 부원료 투입방법 및 취련시간별 패턴의 변경 적용을 통하고, 동시에 노구 근방에서의 불꽃운동 및 슬로핑 기미의 관찰을 통하여 투입된 생석회 및 경소백운석과 소결광의 적정한 방법을 도출함으로써 탈린반응을 안정적으로 유도한 결과, 종점탄소를 종래대비 높게 취지하면서 인의 함량을 0.02중량%이하의 용강을안정적으로 제조함에 따라 용강실수율 향상, 전로내화물 수명연장, 알루미늄 및 합금철 등의 사용량 절감과 동시에 용강의 청정도가 향상되므로 생산성 향상은 물론, 제품의 품질안정화와 같은 효과가 있다. 또한, 전로종점에서의 인성분을 안정적으로 확보함으로써 인성분 격외 방지, 재취련 억제로 과취방지가 가능해지고 이로 인해 슬래그 발생량이 감소되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전로의 상측에 설치된 출강구를 교환한후에, 전로내에 용선을 장입하고 랜스로 산소를 송산하면서 부원료을 투입하여 취련하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 부원료를,

   취련개시에서 취련35%시점에는 생석회:15∼20kg/ton, 형석:1∼3kg/ton, 소결광:5∼10kg/ton을 투입하는 단계,

   취련 35%시점부터 취련 70%시점에는 생석회:15∼20kg/ton을 3∼7회, 경소백운석:1.5∼2.0kg/ton을 2-4회 분할투입하고, 소결광은 열배합이 허용하는 범위내로 연동투입하는 단계,

   취련 70%시점 부터 취련말기까지는 생석회:1.5∼2.5kg/ton, 경소백운석:1.5∼2.5kg/ton, 소결광:3∼5kg/ton을 투입하는 단계로 이루어지고;

   (b) 상기 송산량과 랜스높이를 조절하는 취련패턴은,

   취련개시에서 취련 5%시점까지는 송산량 1800∼1900N㎥/Hr, 랜스높이 1800∼2200mm로 하는 제1단계,

   취련 5%시점부터 취련 50%시점까지는 상기 제1단계를 기준으로 송산량을 2.5∼10%의 범위내로 줄이고, 랜스높이는 취련 20%시점까지는 10%내로 올리고, 그 이후부터 취련50%시점까지는 8%내로 낮추는 제2단계;

   취련 50%시점에서 취련말기에는 송산량을 상기 제2단계 보다 높게 하면서 제1단계 기준으로 송산량을 6%이내로 줄이고, 랜스높이를 제1단계 기준으로 5∼25%의 범위내로 줄이는 제3단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 출강구 교환후 첫번째 차지의 전로정련방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 부원료의 투입은 상기 취련 35%시점에서 취련 70%시점에서는 형석: 0.3∼0.7kg/ton을 2∼4회 분할 투입하고, 취련 70%시점부터 취련말기까지는 형석:0.3∼0.7kg/ton을 투입함을 특징으로 하는 출강구 교환후 첫번째 차지의 전로정련방법.