KR100627460B1 - Insulating agent using by-product for molten iron in ironmaking processes - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용선(鎔銑)의 표면에 도포(塗布)되어 용선이 응고하는 현상을 방지하는데 사용되는 용선보온재에 관한 것으로, 그 목적은 용선에서 단열층을 형성하는 특성을 갖으면서도 쉽게 구할 수 있는 제철소부산물을 이용한 고로용선 보온재를 제공함에 있다. The present invention relates to a molten iron insulation to be applied to the surface of the molten iron and used to prevent the solidification of the molten iron, the object of which is the steel mill can be easily obtained while having the characteristics of forming an insulating layer in molten iron It is to provide blast furnace charter insulation using by-products.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 코크스 제조공정에서 발생하는 분코크스:30중량%이상, 나머지 고로 더스트켓쳐 더스트, 고로 백필터 더스트, 고로 슬러지의 그룹에서 선택된 1종이상으로 조성되는 고로 용선보온재; 그리고, The present invention for achieving the above object, blast furnace molten insulation is composed of at least one selected from the group consisting of powder coke: 30% by weight or more, the remaining blast furnace duster dust, blast furnace bag filter dust, blast furnace sludge. ; And,
코렉스 제선공정에서 발생하는 석탄더스트:50∼80중량%와 고로 더스트켓쳐 더스트, 고로 백필터 더스트, 고로 슬러지의 그룹에서 선택된 1종이상: 50∼20중량%로 조성되는 고로 용선보온재에 관한 것을 그 기술적요지로 한다.Coal dust produced in the Korex steelmaking process: 50-80% by weight, blast furnace duster dust, blast furnace bag filter dust, at least one selected from the group consisting of blast furnace sludge: This is a technical summary.
보온재, 왕겨, 분코크스, 석탄더스트, Insulation, chaff, bun coke, coal dust,
Description
도 1은 고로 주상 탕도 및 수선용기 개요도1 is a schematic view of the blast furnace columnar waterway and repair vessel
도 2는 보온특성을 평가하기 위한 실험장치의 개요도2 is a schematic diagram of an experimental apparatus for evaluating heat insulating properties;
도 3은 보온재 투입후 경과시간(분)에 따른 열전대2의 온도변화를 Figure 3 shows the temperature change of the
나타내는 그래프 Graph
도 4는 보온재투입후 경과시간(분)에 따른 열전대1의 온도변화를 Figure 4 shows the temperature change of the
나타내는 그래프 Graph
도 5는 보온재투입후 경과시간(분)에 따른 열전대1과 열전대2의 온도차 5 is a temperature difference between the
변화를 나타내는 그래프 Graph representing change
도 6은 더스트 켓쳐 더스트 혼합비 변화에 따른 온도차 곡선의 6 is a temperature difference curve according to the change of the dust catcher dust mixing ratio
면적변화를 나타내는 그래프 Graph showing area change
도 7은 본 발명의 실고로 탕도 적용시 보온재 투입후 경과시간(분)에 따른 용선의 온도변화를 나타내는 그래프7 is a graph showing the temperature change of the molten iron according to the elapsed time (minutes) after the input of the thermal insulation material in the application of the ballway furnace
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1..... 고로 2..... 출선구 1 ..... blast furnace 2 ..... exit
3..... 대탕도 4..... 용선 3 .....
5..... 슬래그 6..... 스키머 5 ..... slag 6 ..... skimmer
7..... 슬래그 탕도 8..... 용선탕도 7 ..... slag bath too 8 ..... dragon bath
9..... 수선용기 14.....열전대 2 9 .....
15..... 열전대 1 15 ..... Thermocouple 1
본 발명은 용선(鎔銑)의 표면에 도포(塗布)되어 용선이 응고하는 현상을 방지하는데 사용되는 용선보온재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코크스 제조공정에서 발생되는 분(粉)코크스나 코렉스(Corex) 공정에 사용되는 석탄을 건조하는 과정에서 발생하는 석탄더스트 등의 부산물을 이용하는 고로 용선보온재에 관한 것이다. The present invention relates to a molten iron insulation to be applied to the surface of the molten iron and used to prevent the solidification of the molten iron, more specifically, powder coke or corex generated in the coke manufacturing process ( Corex) The present invention relates to a blast furnace thermal insulation material using by-products such as coal dust generated in the process of drying coal used in the process.
고로(高爐) 제선공정에서 생산되는 용선(鎔銑)은 출선구(出銑口)를 통해 주기적으로 출선된 후 주상의 탕도(湯道)(8)를 거쳐 토피도(torpedo)나 레이들(ladle)등의 수송용기(9)에 수선 되어 제강공정으로 이송된다. The molten iron produced in the blast furnace iron making process is periodically discharged through the exit port, and then through the Tododo (8) of the columnar torpedo or ladle. It is repaired by a
통상 고로에는 그 크기에 따라 2~4개의 출선구가 있으며, 1개의 출선구를 통 해 출선이 끝난 다음, 그 탕도를 막은 후 다른 출선구를 이용하여 출선작업을 하게 된다. 도 1에는 용선이 고로내의 출선구를 통해 배출된후 수선되는 과정을 개략적으로 나타나 있다. 고로노저부(1)에 고여 있는 용선(2)은 출선구(3)를 통해 노외로 배출된 후 대탕도(4)를 흐르는 동안 비중차이에 의해 용선(5)과 슬래그(6)로 분리된다. 스키머(Skimmer, 7)에 의해 슬래그는 슬래그 탕도(8)로, 그리고 용선은 용선탕도(9)로 분리되어 흐르게 된다. 용선은 용선탕도를 거쳐 수선용기(10)에 수선된후 제강공정으로 이송되어 용선중의 불순물을 제거하게 된다.Normally, blast furnaces have two to four outlets, depending on their size, and after finishing the run through one outlet, block the runway, and then use the other outlet to do the work. 1 schematically shows a process in which the molten iron is repaired after being discharged through the outlet in the blast furnace. The molten iron (2) accumulated in the blast furnace bottom (1) is discharged out of the furnace through the outlet opening (3) and separated into the molten iron (5) and slag (6) by the specific gravity difference while flowing through the large bath (4). . By the
이와 같이, 1개의 출선구가 사용된 후 해당탕도는 다음 출선때까지 용선과 슬래그 등이 탕도내에 잔류하게 된다. 그러므로, 보온재를 이용하여 대탕도(4)에서 슬래그 탕도(8) 출구부분과 슬래그 탕도(8)와 스키머(7)사이, 그리고 스키머 후단의 용선탕도(9) 입구의 용융물 표면에 도포하여 탕도를 사용하지 않는 동안 용융물의 응고를 방지하는 것이 필요하다. 아울러 수선용기(10)에 용선이 가득 수선되지 않을 경우에 다음 출선때까지 기다린 후 남은 용량을 채워 다음 공정으로 이송하게 된다. 이러한 경우에도 수선용기(10) 표면의 용선온도가 저하되는 것을 방지하기위해서도 보온재가 투입되고 있다.Thus, after one tapping port is used, the molten iron and slag remain in the tap until the next tapping line. Therefore, the insulating material is applied to the molten surface at the inlet of the slag tumbler (8), between the slag tumbler (8) and the slag tumbler (8) and the skimmer (7), and the molten iron trough (9) inlet at the rear end of the skimmer. It is necessary to prevent solidification of the melt while not using the turbidity. In addition, when the molten iron in the
종래에는 이러한 보온재로 농업부산물인 왕겨를 이용하였으나, 쌀 재배 면적의 감소와 이에 따른 수급량이 부족하며 또한 수집마져 점차 어려워지는 문제가 나타나고 있는 실정이다. 아래 표 1에는 왕겨의 화학조성의 일례가 제시되어 있다.Conventionally, as an insulating material, chaff, which is an agricultural by-product, was used. However, a decrease in rice cultivation area and a shortage of supply and demand have resulted in a problem of gradually becoming difficult to collect. Table 1 below shows an example of the chemical composition of rice hulls.
이를 해결하기 위해 적열된 코크스를 물로 소화시키는 과정에서 발생하는 침전지 코크스와 고로 슬러지를 혼합하여 용선보온재로 사용하는 방법("고로조업에 있어서의 용선 보온재 제조방법", 국내특허 출원번호 1998-51432, 1998년 11월 28일)이 제안된 바 있다. 그러나 이 방법에 의하면 수분이 다량 포함된 침전지 코크스와 고로 슬러지를 보온재로 사용하기 위해서는 별도의 건조과정이 필요하며, 입경을 작게 하기 위해 별도의 파쇄공정을 행해야 하는 문제점이 있었다. 또한, 침전지 코크스와 고로슬러지의 혼합비가 용적비율을 기준으로 70:30으로 규정한 근거가 명확하지 않았다. 그리고 실제 고로조업에서는 6시간 이상의 장시간 용선의 보온이 필요하기 때문에, 기존 왕겨와 장시간 동안의 비교된 보온성능을 기준으로 평가해야 하지만, 상기 방법에서는 2시간 동안만의 보온효과를 기준으로 보온재의 효과를 보이고 있어 실용성이 있을지는 확인이 안되고 있다. In order to solve this problem, a method of mixing molten coke and blast furnace sludge generated in the process of extinguishing the coke with water and using it as a molten iron thermal insulation material ("Method of manufacturing molten iron thermal insulation material in blast furnace operation", Korean Patent Application No. 1998-51432, November 28, 1998). However, according to this method, in order to use the sedimentation coke and blast furnace sludge containing a large amount of water as a heat insulating material, a separate drying process is required, and a separate crushing process has to be performed to reduce the particle size. In addition, the basis for specifying the mixing ratio of sedimentation coke and blast furnace sludge as 70:30 based on the volume ratio was not clear. And in the actual blast furnace operation requires the insulation of long-term molten iron of 6 hours or more, it should be evaluated based on the thermal insulation performance compared to the existing chaff for a long time, in the above method, the effect of the thermal insulation material based on the thermal insulation effect of only 2 hours Has not been confirmed whether there is practicality.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 코크스 건식냉각설비인 CDQ(Coke Dry Quenching)설비에서 발생하는 더스트를 이용하는 보온재("고로 용선 보온재", 국내특허 출원번호 1999-28476)를 개발하였다. 그러나, 이 보온재에서는 CDQ 설비가 갖춰진 제철소에서만 쉽게 적용할수 있다는 사용상의 제약이 있다.In order to solve this problem, the present inventors have developed a heat insulating material ("blast furnace molten metal heat insulating material", domestic patent application No. 1999-28476) using the dust generated from the coke dry cooling facility CDQ (Coke Dry Quenching) equipment. However, this insulation has a limitation in use that can be easily applied only in steelworks equipped with CDQ facilities.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 일련의 연구과정에서 안출된 것으로, 기존에 제안된 침전지 코크스나 CDQ 더스트와 달리 제조공정이 간단하면서도 쉽게 구할 수 있는 부산물을 이용한 고로용선 보온재를 제공하는데, 그 목적이 있다. The present invention has been devised in a series of research to solve this problem, unlike the previously proposed sedimentation coke or CDQ dust to provide a blast furnace molten material using a by-product that is simple and easy to obtain a manufacturing process, the object There is this.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1용선보온재는, 코크스 제조공정에서 발생하는 분코크스:30중량%이상, 나머지 고로 더스트켓쳐 더스트, 고로 백필터 더스트, 고로 슬러지의 그룹에서 선택된 1종이상으로 조성된다. The first molten iron insulation material of the present invention for achieving the above object is at least one selected from the group of powdered coke generated in the coke manufacturing process: 30% by weight or more, the remaining blast furnace dust dust, blast furnace bag filter dust, blast furnace sludge. It is created.
또한, 본 발명의 제 2용선보온재는, 코렉스 제선공정에서 발생하는 석탄더스트:50∼80중량%와 고로 더스트켓쳐 더스트, 고로 백필터 더스트, 고로 슬러지의 그룹에서 선택된 1종이상: 50∼20중량%로 조성된다. In addition, the second molten iron insulation material of the present invention is at least one selected from the group consisting of: 50 to 80% by weight of coal dust generated from the Korex steelmaking process, blast furnace duster dust, blast furnace bag filter dust, and blast furnace sludge: 50 to 20 weight It is formulated in%.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
종래의 왕겨와 같은 용선보온재는, 고온의 용융물 표면에 도포되면, 착화 및 연소가 진행되고 연소후 남은 회분이 단열층을 형성함으로써 보온역할을 하게 된다. 이러한 왕겨를 대체하기 위해서는, In the case of conventional molten iron insulation material such as rice hulls, when applied to the surface of the hot melt, ignition and combustion proceeds, and the ash remaining after combustion forms a heat insulating layer to act as a heat insulating layer. To replace these chaff,
(1) 상온의 고체보온재가 용선과 반응하여 용선표층부 온도를 저하시켜 응고되는 현상을 방지해야 하며, (1) The solid insulation at room temperature reacts with the molten iron to lower the temperature of the molten iron surface layer to prevent solidification.
(2) 효과적인 단열층을 형성해야 하는 특성이 요구되며, 나아가, (2) the property to form an effective heat insulation layer is required, furthermore,
(3) 현재 제철소에서 공정부산물로 발생하면서도 쉽게 구할 수 있는 폐부산물이라는 특성을 가진다면 이상적인 용선보온재가 될 수 있다. (3) If it has the characteristics of waste by-products that are generated as process by-products in steel mills and can be easily obtained, they can be ideal molten iron insulation materials.
본 발명자들은 이러한 관점에 기초하여 연소가 가능한 탄소성분을 함유하는 부산물 즉, 함탄소 부산물로 CDQ 공정에서 발생되는 더스트를 선정하고, 이와 함께 철 및 기타 무기산화물이 주성분으로 구성된 부산물로 즉, 함철 부산물로서 고로공정 가까운 곳에서 발생하고 있는 더스트 켓처 더스트, 주상 백필터 더스트 및 고로 슬러지의 그룹에서 선택된 1종이상으로 조성되는 용선보온재로 제안한 바 있다. Based on this aspect, the present inventors select dust generated in the CDQ process as a byproduct containing a combustible carbon component, that is, a carbon byproduct, and together with the byproduct composed of iron and other inorganic oxides as a main component, that is, a byproduct of iron. It has been proposed as a molten iron insulation material composed of one or more selected from the group of dust catcher dust, columnar bag filter dust and blast furnace sludge occurring near the blast furnace process.
그러나, 상기 함탄소부산물로서 CDQ 공정에서 발생되는 더스트는 코크스를 습식으로 소화하는 공정을 채용한 제철소에서는 구할 수 없는 부산물이기 때문에 상기 (3)의 요건을 충족하지 못한다는 단점이 있다. However, since the dust generated in the CDQ process as the carbon by-product is a by-product not available in steel mills employing a process of wet digestion of coke, it does not satisfy the requirements of (3).
이에 본 발명자들은 상기 (1)(2)의 요건도 만족하면서 상기 (3)의 요건을 완전히 충족할 수 있는 함탄소 부산물을 찾기 위하여 계속 연구하던 중에, 코크스 제조공정에서 발생하는 분코크스와 코크스 제선공정에서 발생하는 석탄더스트가 이 조건을 충족한다는 것을 실험을 통해 밝혀 내었다. 이들 함탄소 부산물의 종류에 따라 용선보온재의 배합비가 달라지는데, 편의상 여기서는 상기 분코크스를 원료로 하면 제 1용선보온재로 하고, 석탄더스트를 원료로 하면 제 2용선보온재라 칭하고 이를 구분하여 설명한다. Accordingly, the present inventors continue to search for carbon-containing by-products that satisfy the requirements of (1) and (2) and fully satisfy the requirements of (3). Experiments have shown that coal dust from the process meets these conditions. The mixing ratio of the molten iron insulation material varies according to the type of carbon-containing by-products, and for convenience, the first molten iron insulation material will be referred to as the first molten iron insulation material if the powdered coke is used as a raw material, and the second molten iron insulation material will be described separately.
[제 1용선 보온재][1st Charter Insulation]
코크스 제조공정에서는 코크스 제조후 고로로 수송과정중에 부숴지거나 또는 고로에서 사용하기 위해 채질(sieving)한 후 일정크기 이하의 분코크스가 발생된다. 본 발명에서는 이들 분코크스를 함탄소 부산물로 이용하는데, 이들은 일부 소결공정의 연로로 사용되기도 한다. 그러나, 미분의 코크스는 다시 코크스를 제조하기 위해 원료탄과 배합하여 사용되지만, 이렇게 배합하여 제조된 코크스는 품질이 나쁘기 때문에 사용을 꺼리고 있는 실정이다. In the coke manufacturing process, coke is broken down during the blast furnace transport process or sieving for use in the blast furnace, and powder coke below a certain size is generated. In the present invention, these powdered coke is used as a carbon by-product, which is also used as a fuel in some sintering processes. However, although finely divided coke is used in combination with raw coal to produce coke again, the coke produced in this manner is reluctant to use because of poor quality.
본 발명에서는 코크스 제조공정에서 발생하는 분코크스와 여기에 고로 더스트켓쳐 더스트, 고로 백필터 더스트, 고로 슬러지의 그룹에서 선택된 1종이상을 혼합하여 고로용선보온재로 한다. 여기서 분코크스는 30중량%이상 함유하면 왕겨와 대비하여 동등 이상의 보온특성을 나타낸다. 실제, 분코크스의 함량이 높을 수록 보온특성에는 좋으나, 함철 부산물의 재활용측면에서 이들의 첨가량을 높이면서 왕겨와 유사한 수준의 보온특성을 만드는데도 기술적인 의미가 있어, 고로 더스트켓쳐 더스트, 고로 백필터 더스트, 고로 슬러지를 최대 70%까지 첨가한다. In the present invention, the powdered coke generated in the coke production process and at least one selected from the group consisting of blast furnace duster dust, blast furnace bag filter dust, blast furnace sludge is mixed to obtain a blast furnace thermal insulation material. If the powdered coke contains 30% by weight or more, the coke exhibits insulation properties equal to or higher than that of the rice husk. Indeed, the higher the content of powdered coke, the better the thermal insulation properties, but it is technically significant to increase the amount of these additives in terms of recycling of iron by-products, and to make the thermal insulation properties similar to rice hulls. Add up to 70% dust, blast furnace sludge.
[제 2용선 보온재][2nd chartered insulation]
고로공정이 아닌 새로운 용선생산공정으로 최근 몇몇 제철소에서 채용되어 운전되고 있는 새로운 공정중의 하나인 코렉스(COREX) 공정에서는 코크스가 아닌 원료탄을 직접 용융로에 장입하고 있다. 이 원료탄을 건조하는 공정에서 미분의 석탄더스트(이하 '석탄더스트'라고 칭함)가 발생하고 있다. 이렇게 발생한 석탄더스트는 고로공정이 함께 조업중인 경우에는 고로 취입용 미분탄과 일부 혼합하여 사용되기도 하지만, 이 경우 별도의 수송과정이 필요하다는 문제로 인해 완전한 재활용에는 제약이 있다. As a new molten iron production process rather than a blast furnace process, one of the new processes being adopted and operated in several steel mills recently is the Corex process, which feeds raw coal, not coke, directly into the melting furnace. In the step of drying the raw coal, fine coal dust (hereinafter referred to as "coal dust") is generated. The coal dust generated in this way may be used in combination with the pulverized coal for blast furnace injection when the blast furnace process is operating together, but in this case, there is a limitation in the complete recycling due to the need for a separate transportation process.
본 발명에서는 상기 석탄더스트를 함탄소 부산물로 사용하는 경우에는 그 함량을 50∼80중량%로 하고, 나머지 고로 더스트켓쳐 더스트, 고로 백필터 더스트, 고로 슬러지의 그룹에서 선택된 1종이상으로 한다. 이는 석탄더스트의 함량이 50%이상은 되어야 종래의 왕겨보온재수준의 보온특성을 확보할 수 있으며, 80%보다 많아지면 분진발생량이 너무 많아지기 때문이다. In the present invention, when the coal dust is used as a carbon by-product, the content thereof is 50 to 80% by weight, and at least one selected from the group consisting of the remaining blast furnace dust dust, blast furnace bag filter dust, and blast furnace sludge. This is because the content of coal dust should be more than 50% to ensure the thermal insulation characteristics of the conventional rice hull insulation material, because if the amount is more than 80% dust generation too much.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[실시예 1]Example 1
아래 표 2에는 고로공정에서 발생하는 함철 더스트류 및 종래 함탄소 부산물로 이용된 CDQ 더스트와 침전지 코크스 물성과 본 발명에서 사용된 두 종류의 함탄소 부산물의 물성의 대표적인 값이 나타나 있다. Table 2 below shows the typical properties of the iron-containing dust generated in the blast furnace process and the physical properties of the CDQ dust and sedimentation coke used in the conventional carbon-containing by-products and the two kinds of carbon-containing by-products used in the present invention.
국내특허 출원번호 1999-28476호에 제시된 실험장치(도 2)를 이용하여 분코크스와 석탄더스트를 함탄소 부산물로 하고 3종의 함철 부산물 단독 시료 및 이들의 혼합시료에 대해서 보온특성 실험을 하였다. 또한, 현재 보온재로 사용되고 있는 왕겨에 대해서도 열특성 실험을 실시하였다.Using the experimental apparatus (FIG. 2) shown in Korean Patent Application No. 1999-28476, the powdered by-products of coke dust and coal dust were used, and three kinds of iron-containing by-products alone and their mixed samples were tested for thermal properties. In addition, a thermal characteristic test was also carried out for rice hulls currently being used as a heat insulating material.
보온특성 실험에 사용된 장치는 도 2에 개괄적으로 나타내었다. 실험장치는 내화물로 구성된 용기(10)로써 하부에는 일정온도로 가열하기 위한 발열체(11)가 삽입되어 있으며, 측정 시료(13)를 일정량 넣을 수 있는 공간과 상부에는 개폐가 가능한 내화물 뚜껑(12)이 구비되어 구성된다. 이 장치를 이용하여 다음과 같은 순서에 의해 보온특성을 측정하였다.The apparatus used for the thermal insulation experiment is shown schematically in FIG. 2. The experimental apparatus is a
① 장치의 시료 장입부 뚜껑을 닫은 채 열전대2(14)의 온도(T2)가 1100℃가 될때까지 발열체의 출력을 조절하여 승온시킨다.① With the lid of the sample holder of the device closed, adjust the output of the heating element until the temperature (T2) of the thermocouple 2 (14) becomes 1100 ° C and increase the temperature.
② T2가 1100℃에 도달하면 시료 장입부 상부의 내화물 뚜껑을 연 다음, 신속하게 시료를 넣고 발열체의 전원을 차단한다.② When T2 reaches 1100 ℃, open the refractory cap on the upper part of the sample holder, insert the sample quickly and cut off the power of the heating element.
③ 뚜껑을 개방한 상태에서 180분 동안 유지하여 열전대1(15)의 온도(T1)와 T2의 변화를 기록한다.③ Keep the lid open for 180 minutes and record the change in temperature (T1) and T2 of thermocouple 1 (15).
상기 실험에 의하여 얻어진 보온특성 결과를 도 3내지 도 5에 나타내었다. Insulation results obtained by the above experiment are shown in FIGS. 3 to 5.
도 3에는 왕겨, 분코크스, 석탄더스트, CDQ 더스트 및 더스트 켓처 더스트의 보온특성 실험결과중 열전대2의 온도(T2)변화가 나타나 있다. 이때, 왕겨를 제외한 모든 시료는 표 2에서 보는 바와같이 수분이 포함되어 있으며, 수분함량이 보온효과에 미치는 영향을 제거하기 위해 80℃로 유지된 건조장치에서 24시간 건조시킨 시료를 이용하여 보온특성 실험을 실시하였다. Figure 3 shows the change in temperature (T2) of the
도 3에 나타난 바와 같이, 상온의 고체 보온재를 고온의 용기내에 투입함으로써 초기에는 온도가 급감하며, 최저 냉각온도까지 냉각된 후, 다시 장치를 구성하는 고온의 내화물로 부터의 전열, 그리고 보온재에 포함된 탄소성분의 연소 등에 의해 다시 온도는 상승하게 되며, 또한, 이렇게 최고온도에 도달된 후에는 실험장치의 냉각량이 증가하여, 온도는 다시 서서히 감소하게 됨을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, by injecting a solid thermal insulation material at room temperature into a high temperature container, the temperature is rapidly decreased initially, and after being cooled to the lowest cooling temperature, it is again included in the heat transfer from the high temperature refractory constituting the device and the thermal insulation material. The temperature rises again due to the combustion of the carbon component, and the like, and after reaching the maximum temperature, the cooling amount of the experimental apparatus increases, and the temperature gradually decreases again.
도 4에는 열특성 실험장치의 발열제 위치에서의 온도인 T1의 변화(도 3의 측 정조건에서)가 나타나 있다. 도 4에 보이는 바와같이, 보온재의 종류에 무관하게, 거의 일정한 형태로 온도가 감소하는 것을 알수 있었다.4 shows the change (in the measurement conditions of FIG. 3) of T1, which is the temperature at the position of the heat generator of the thermal characteristics test apparatus. As shown in Figure 4, regardless of the type of thermal insulation, it was found that the temperature is reduced to a substantially constant form.
도 5에는 T1과 T2의 온도차이가 나타나 있는데, 이 변화곡선이 형성하는 면적은 보온재를 통해 대기중으로 전달된 열량에 비례한다. 즉, 동일 시간동안의 온도차 곡선이 이루는 면적이 클 수록 보온 능력은 저하하는 것으로 평가할 수 있을 것이다. Figure 5 shows the temperature difference between T1 and T2, the area formed by this change curve is proportional to the amount of heat transferred to the atmosphere through the insulation. In other words, the larger the area formed by the temperature difference curve during the same time, the lower the heat insulating ability.
아래 표 3에는 열특성 시험시간 180분을 기준으로 이 면적의 크기를 계산한 결과가 나타나 있다. Table 3 below shows the results of calculating the size of this area based on the thermal characteristics test time of 180 minutes.
표 3에는 분코크스 및 석탄더스트와 3종류의 함철더스트를 혼합한 보온재의 열특성 실험의 온도변화면적과 종래 방법인 CDQ 더스트 + 더스트 켓쳐더스트, 침전 지 코크스 + 고로 슬러지를 혼합한 보온재의 면적을 계산하여 함께 나타냈다. 이때 혼합비는 중량을 기준으로 50:50으로 하였다. Table 3 shows the temperature change area of thermal properties of thermal insulation material mixed with powdered coke, coal dust and three kinds of iron-containing dust, and the area of thermal insulation material mixed with conventional methods such as CDQ dust + dust basket dust, sediment coke + blast furnace sludge. Calculated and shown together. At this time, the mixing ratio was 50:50 based on the weight.
표 3에서 보는 바와 같이, 일반적으로 함철부산물 보다는 함탄소 부산물을 단독으로 사용하는 경우가 보온효과가 우수한 것으로 나타났다. 또한, 함탄소 부산물이 분코크스인 경우 3종류의 함철부산물을 혼합함에 따라 보온능력이 크게 감소하는 반면, 석탄더스트의 경우에는 혼합되는 함철 부산물의 종류에는 무관하게 석탄더스트 단독의 보온특성과 유사한 결과를 나타내는 특성을 보이고 있다. 그러나 이와 같은 실험실적 평가는, 전술한 바와같이 수분을 건조한 이후의 보온특성 결과이기 때문에 직접적인 비교는 곤란하다.As shown in Table 3, in general, the use of carbon-containing by-products alone was superior to the iron-containing by-products. In addition, when carbon-containing by-products are powdered coke, the heat insulating capacity is greatly reduced by mixing three kinds of iron by-products, whereas in the case of coal dust, the thermal insulation properties of coal dust alone are similar regardless of the type of iron by-products mixed. It shows the characteristics that indicate. However, such a laboratory evaluation is difficult to make a direct comparison because it is a result of heat retention after drying the moisture as described above.
그러나, 본 발명에 부합되는 분코크스 및 석탄 더스트 단독 또는 이들 함탄소 부산물과 함철 부산물과의 혼합보온재는 종래 침전지 코크스와 고로 슬러지, 또는 CDQ 더스트와 더스트켓쳐 더스트와의 혼합 보온재 보다는 동등 또는 우수한 보온특성을 나타냄을 알수 있다.However, powdered coke and coal dust alone or mixed thermal insulation materials of these carbon-containing by-products and iron-containing by-products according to the present invention is equivalent to or better than the thermal insulation materials of conventional sedimentation coke and blast furnace sludge or mixed thermal insulation of CDQ dust and duster dust. It can be seen that.
또한, 입도가 작은 석탄 더스트를 단독 사용할 경우, 분진이 많이 발생하였으며, 20%의 더스트 켓쳐 더스트를 혼합하면 분진의 발생량은 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. In addition, when only a small particle size of coal dust is used alone, a lot of dust was generated, and when 20% of the dust catcher dust was mixed, the amount of dust was greatly reduced.
도 6에는 본 발명의 함탄소 부산물인 분코크스와 석탄더스트를 더스트 켓쳐 더스트와 혼합할 경우, 더스트 켓쳐 더스트의 혼합비에 따른 보온특성을 상기의 보온특성 실험장치를 통해 측정된 열전대 2와 열전대1의 온도변화 곡선의 면적을 기준으로 나타낸 것이다. 도 6에서 보는 바와 같이, 분 코크스와 석탄더스트를 각각 중량비 30% 및 50% 까지 더스트 켓쳐 더스트와 혼합할 경우, 왕겨와 비교하여 동등 또는 우수한 보온능력을 나타냄을 알수 있다. 그러나 석탄 더스트의 경우 80%이상 사용할 경우, 분진 발생이 극심하여 바람직하지 못한 특성을 나타냈다.6 is a
[실시예 2]Example 2
내용적이 3800㎥이고 출선구가 4개로 구성된 고로에서, 도 1에 나타난 스키머(6) 후단 용선탕도(8)의 위치에서 출선 종료시점부터 다음 출선시점까지 용선온도의 변화를 측정하여 보온능력을 평가하고, 그 결과를 도 7에 용선의 온도변화로 나타내었다. In the blast furnace composed of 4 800 outlets and 4 outlets, the thermal insulation capacity was measured by measuring the change of the molten iron temperature from the end of the starting point to the next starting point at the position of the skimmer (6), the end of the molten iron (8) shown in FIG. It evaluated, and the result is shown by the temperature change of molten iron in FIG.
본 실험에서는 용선의 시간별 온도를 측정하기 위해 소모형 열전대를 이용해서 일정 간격으로 측정하였으며, 매회 동일한 조건에서 측정되도록 측정위치와 삽입깊이 등에 세심한 주의를 기울였다. 측정간격은 통상 30분으로 하였다. 표4에는 본 발명에 의한 실시예를 정리한 것이다.In this experiment, measurements were made at regular intervals using consumable thermocouples to measure the hourly temperature of the molten iron. Careful attention was given to the measurement location and depth of insertion so as to be measured at the same conditions each time. The measurement interval was usually 30 minutes. Table 4 summarizes the examples according to the present invention.
도 7에 나타난 바와 같이, 최대 410분간의 탕도 적용결과 수분이 적은 부산물의 경우, 종래의 보온재인 왕겨와 유사한 보온효과를 나타내고 있음을 알 수 있다. 이에 반하여, 수분이 다량 함유된 슬러지를 혼합할 경우 보온능력은 다소 나쁜 것을 알 수 있다. 그리고, CDQ 더스트와 함철부산물과의 혼합한 보온재와 비교하여 유사 또는 우수한 보온특성을 실제 고로 탕도에 적용한 결과를 통해 확인할 수 있다.As shown in Figure 7, it can be seen that as a result of the application of the hot water for up to 410 minutes, by-products having a low moisture content exhibit a similar thermal insulation effect to chaff, which is a conventional thermal insulation material. On the contrary, when the sludge containing a large amount of water is mixed, it can be seen that the heat insulating ability is rather bad. In addition, compared with the thermal insulation material mixed with the CDQ dust and iron by-products can be confirmed through the results of applying similar or excellent thermal insulation properties to the actual blast furnace water.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 기존의 왕겨 또는 CDQ 더스트를 이용한 보온재와 유사한 보온특성을 나타내는 제선공정에서 발생되는 부산물을 이용하여 경제적이고 효과적인 보온재를 제공할수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide an economical and effective thermal insulation using the by-products generated in the steelmaking process exhibiting the thermal insulation properties similar to the existing thermal insulation using chaff or CDQ dust.
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