KR100890807B1

KR100890807B1 - 전로내 용존 산소농도 저감방법

Info

Publication number: KR100890807B1
Application number: KR1020020076066A
Authority: KR
Inventors: 정동옥; 유철종; 김해원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2009-03-30
Also published as: KR20040048269A

Abstract

본 발명은 전로 정련 과정에서 온도와 [C]를 측정함에 있어, 용강의 강종에

따른 목표 온도와 목표[C]를 비교해, 목표로 하는 범위 보다 낮게 측정되는 경우,

제강 전로 공정에서 원가와 작업성 그리고 용강의 품질도에 가장 이상적인 용존 산소인 500~600PPM으로 산소 농도를 취지하기 위한 전로 내 용존산소 억제를 위한 전로 취련 조업 방법에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용강 정련 작업중 취련 80% 시점에서 서브 랜스를 침적하여 노내의 온도 및 [C]를 측정하여 이 측정값이 목표온도 및 목표[C] 보다 낮게 나오는 경우에 측정값이 목표값에 이르도록 페로실리콘과 생석회를 투입하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 실 작업에 적용 시, 전로 정련 작업 중에 취련 80%시점에서 서브랜스 측정후, 목표온도 및 목표[C]가 낮게 나왔을 경우, 페로실리콘(Fe-Si)을 투입하여 취지 후 용존 산소를 낮게 관리하여, 유가 금속인 Fe의 실수율이 향상되고, 슬라그 중 T,Fe가 저감되어 노체향상 및 슬라그 유출 저감, 출강작업 중 합금철 실수율이 향상되는 효과가 얻어지게 된다.

Description

전로내 용존 산소농도 저감방법{A Method of Decreasing Oxygen Dencity in Converter}

제1도는 종래의 작업 기술을 설명하는 플로우도

제2도는 본 발명의 작업방법을 설명하는 플로우도

제3도는 산소와 종점카본과의 관계를 설명하는 그래프

제4도는 산소와 T,Fe와의 관계를 나타낸 그래프

일반적으로, 전로 정련작업의 준비과정에서 강종 및 공정에 따라 작업자는 용선과 고철비에 따라 부원료 투입량 계산을 하는 열배합을 계산하여 목표로 하는 온도 및 종점산소를 취지하도록 준비한다. 그러면서 전로내에 고철 및 용선을 장입하 고 취련을 개시하게 되는데, 이 때 상부에서는 랜스를 통하여 순산소를 불어넣고 작업자가 원하는 목표온도 및 성분을 조정하기 위하여 생석회, 형석, 돌로마이트, 광석등을 투입하게 된다.

이렇게 취련을 진행하다가 취련 80%시점 (즉, 총 계산 산소량의 80%시점)에서 서브랜스를 측정하여 노내의 온도 및 강중 [C]를 측정하여, 취련 종료시점에서 작업자가 원하는 목표온도 및 종점산소 취지가 용이한가를 판단하게 된다. 서브랜스를 측정한 후, 작업자는 작업자가 원하는 온도에서 취련을 종료한 후, 다시 종점온도를 측정하여 원하는 출강온도가 되면 래들에 용강을 출강하고 온도가 낮은 경우에는 다시 취련을 실시하여 작업자가 원하는 목표온도가 되도록 관리하여 출강작업을 실시한다.

상기에 상술한 바와 같이 취련 80%시점에서 서브랜스를 측정하여 목표온도보다 높게 취지되는 경우에는 광석투입, 취련패턴을 조정하여 원하는 출강온도 및 종점산소를 취지할 수 있다. 그러나, 온도가 낮은 경우에는 작업자들은 원하는 출강온도를 취지하기 위하여 계속하여 취련을 진행하는데 이 때 하기 반응식과 같이 용철을 태우면서 용강의 온도를 올리기 때문에 용강중의 산소의 함유량을 높이면서 종점산소가 높게 취지되게 된다.

[반응식1]

Fe + O = FeO + 1150Kcal/Kg

2Fe + 3O = Fe2O3 + 1230Kcal/Kg

상기와 같이 용강중의 산소가 높게 취지(취련완료의 줄인 말로,용강 정련이 최종 완료된 것을 의미함)되는 경우에는 첫번째로 유가 금속인 Fe가 손실되고, 두번째로는 슬라그중의 T,Fe를 올리면서 다음과 같은 식으로 전로내화물과 반응하면서 내화물의 주성분인 MgC와 반응하여 내화물을 용손 시키고 세 번째로는 용강 중의 산소가 높아지면서 출강중에 투입되는 탈산제가 많이 들어가고 또한 합금철 실수율을 떨어뜨린다.

[반응식2]

FeO + MgC = FeC + MgO

네번째로는 슬라그중의 T,Fe가 증가하면서 슬라그의 유동성을 좋게하여 출강중 슬라그 유출이 많아져 용강품질을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

상기와 같이 취련 80%시점에서 측정할 때 목표온도 및 목표 [C]가 낮거나 높게 측정되는 것은 작업자의 실수, 잘못된 용선정보, 잘못된 고철정보, 잔류슬래그이상 등에 의해서 발생하게 된다.

전로 종점산소(=취지산소)가 높다는 것은 용강 중에 함유된 산소의 함량이

높다는 것을 의미하며, 정련 된 용강 중에 산소가 많으면,용강의 화학성분을 맞추기 위해 투입되는 합금철이 산화되어 실수율이 저하되고, 용강 중의 산소가 전로 내화물의 마그 카본등의 내화물을 구성하는 화학성분과 반응해, 내화물 침식을 심화 시키는 문제가 발생된다.

또한, 강중 산소가 높다는 것은 전로 내 용강 상부에 부상되어 있는 슬래그 중 산화물이 높다는 것을 의미하며, 슬래그를 구성하는 산화물 중 철 산화물(Total-Fe)이 증가되어, 결과적으로,용강 중의 철분이 슬래그로 산화되어,용 강 실수율이 저하되는 문제가 야기된다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전로 정련작업중에 취련80% 시점에서 서브랜스 측정후, 목표온도 및 목표[C]가 낮게 나왔을 경우에, 페로실리콘(Fe-Si)을 투입하여 취지 후 용존 산소를 낮게 관리하여, 유가 금속인 Fe의 실수율을 향상시키고, 슬라그중 T,Fe를 저감하여 노체향상 및 슬라그유출 저감, 출강작업중 합금철 실수율을 향상시키는데 그 목적이 있다.

다시 말해서, 본 발명은 전로 내에 고철 및 용선을 장입하고 상부에서는 랜스를 통하여 산소를 공급하는 전로정련작업중 온도 및 [C]를 측정하기 위하여, 취련 80% 시점에서 서브랜스 측온후 목표온도 및 목표[C]가 낮게 나왔을 경우, 페로 실리콘(Fe-Si)을 투입하여 취지 후, 용존 산소를 낮게 관리해 줌으로써,유가 금속인 Fe의 실수율을 향상시키고 슬라그중 T,Fe를 저감시켜 노체향상 및 슬라그유출 저감, 출강작업 중 합금철 실수율을 향상시켜, 제반 용강 원가와 품질상의 유리한 효과를 돌출하는데 그 주요 목적이 있다 하겠다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전로내 용존 산소농도 저감방법은,

용강 정련 작업중 취련 80% 시점에서 서브 랜스를 침적하여 노내의 온도 및 [C]를 측정하여 이 측정값이 목표온도 및 목표[C] 보다 낮게 나오는 경우에 측정값이 목표값에 이르도록 페로실리콘과 생석회를 투입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 페로실리콘은 Si: 76%, Fe: 23.9%, 나머지는 불가피하게 함유되 는 불순물로 조성되는 것이 특징이며, 상기 페로실리콘과 생석회의 투입량은 페로실리콘, 생석회의 투입량 및 [C]%의 변동량에 따른 용강온도 변화를 감안하여 투입하는 것을 특징으로 하고, 상기 페로실리콘 및 생석회 투입량 산출은, 페로실리콘은 100Kg 투입시 용강 온도가 8.7⁰C 상승하고, 생석회는 1000Kg 투입시 용강온도가 5.5⁰C 냉각되고, [C]%는 0.1% 변동시 용강온도가 5.1⁰C 상승하는 것을 감안하여 산정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 페로실리콘(Fe-Si)을 투입할 때 목표온도 및 목표[C]가 낮을 경우에 아래 표에 따라서 투입하였다.

페로 실리콘(Fe-Si)에는 Si: 76%와 Fe:23.9%을 함유하고 있다.

표1)

변동요인	변동량	용강온도변화(℃)
페로실리콘(Fe-Si)	+100 Kg	+8.7
생석회	+1000 Kg	-5.5
[C](%)	0.1 %	+5.1

표2)

구분	페로실리콘(Fe-Si)(Kg)
생석회 (Kg)		100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
	0	8.7	17.4	26.1	34.8	43.5	52.2	60.9	69.6	78.3	87
	100	8.2	16.9	25.6	34.3	43	51.7	60.4	69.1	77.8	86.5
	200	7.6	16.3	25	33.7	42.4	51.1	59.8	68.4	77.2	85.9
	300	7.1	15.8	24.5	33.2	41.9	50.6	59.3	68	76.7	85.4
	400	6.6	15.3	24	32.7	41.4	50.1	58.8	67.5	76.2	84.9
	500	6.0	14.7	23.4	32.1	40.8	49.5	58.2	66.9	75.6	84.3
	600	5.5	14.2	22.9	31.6	40.3	49	57.9	66.5	75.2	83.9
	700	4.9	13.6	22.4	31.1	39.8	48.5	57.2	65.9	74.6	83.3
	800	4.3	13	21.8	30.5	39.2	47.9	56.6	65.3	74	82.7
	900	3.7	12.4	21.2	29.9	38.6	47.3	56	64.8	73.5	82.2
	1000	3.2	11.9	20.6	29.3	38	46.7	55.4	64.1	72.8	81.5
	1100	2.7	11.4	20.1	28.7	37.4	46.1	54.8	63.5	72.2	80.9
	1200	2.1	10.8	19.6	28.3	37	45.7	54.5	63.1	71.8	80.5
	1300	1.6	10.3	19	27.7	36.3	45	53.9	62.6	71.3	80
	1400	1	9.7	18.4	27.1	35.8	44.5	53.2	61.9	70.6	79.3
	1500	0.6	9.3	18	26.7	35.3	44	52.9	61.5	70.2	78.9
	1600	0.1	8.8	17.5	26.1	34.8	43.5	52.2	60.9	69.6	78.3
	1700	-0.5	8.2	16.9	25.6	34.3	43	51.7	60.4	69	77.7
	1800	-1.1	7.6	16.3	25	33.7	42.3	51	59.7	68.4	77.1
	1900	-1.6	7.1	15.8	24.5	33.2	41.9	50.6	59.3	68	76.7
	2000	-2.2	6.5	15.2	23.9	32.6	41.3	50	58.7	67.4	76.1

상기 표1)은 페로실리콘(Fe-Si)와 생석회를 투입하였을 때의 용강 온도변화를 나타낸 것으로서, 페로실리콘(Fe-Si)의 경우는 다음 반응식에 따라서 적용된다.

반응식3)

Si + O2 = SiO2 + 7,460Kcal/Kg

상기 반응식의 반응열에 의하여 100Kg투입되었을 때, 8.7℃의 용강 온도변화를 나타내며 또한 생석회의 경우에는 1000Kg 투입되었을 경우에 용강온도가 5.5℃ 냉각된다는 것을 알 수 있다. [C]의 경우에는 용강중의[C]를 나타낸 것으로서 0.1%에 5.1℃용강온도가 상승됨을 알 수 있다.

표2)는 생석회와 페로실리콘(Fe-Si)투입량에 따라 용강온도의 변화를 나타낸것이다.페로실리콘(Fe-Si)만을 투입하여 용강의 온도를 상승시킬수 있는데 생석회를 투입하는 이유는 페로실리콘(Fe-Si)이 투입되면 슬래그중의 염기도를 떨어뜨려 용강의 품질을 악화시킬수 있기 때문이다.

다음식은 간단한 염기도 공식을 나타낸 것이다.

염기도=CaO/SiO2 ---------------(1)

본 발명은 도면 제2도에 도시한바와 같은 공정플로우에 의해서 공정이 진행되는데, 취련80%시점에서 목표온도 및 목표[C]가 낮은 경우에는 표1와 표2를 참조하여 온도 및 [C]에 맞게 페로실리콘(Fe-Si)와 생석회를 투입한다.

다음은 실시예를 통하여 본 발명을 설명하기로 한다.

실시예1) 강종은 저탄강으로서 출강온도: 1,650℃ 종점산소: 550PPM을 목표로 열배합을 하였고, 취련 80%시점에서는 목표온도: 1,550~1,560℃ 목표[C]: 0.5~0.55%였는데, 취련 80%시점에서 서브랜스 측정결과 온도: 1527℃ [C]: 0.52%가 측정되어 상기 표2)에 근거하여,페로실리콘(Fe-Si):300Kg 생석회:100Kg을 투입하여 취지후에 출강온도:1655℃ 종점산소:542PPM이 측정되었다.

실시예2) 강종은 극저탄소강으로 출강온도:1695℃ 종점산소:500PPM을 목표로 열배합하였고, 취련80%시점에서는 목표온도:1595℃ 목표[C]:0.55~0.6%였는데, 취련80%시점에서 서브랜스 측정결과 온도:1573℃ [C]:0.52%가 측정되어,

상기 표2)에 근거하여 페로실리콘(Fe-Si): 300Kg을 투입하고 생석회: 600Kg 투입하여 취지후에 출강온도: 1,693℃ 종점산소: 557PPM이 취지되었다.

실시예3)강종은 중탄강으로 출강온도 1,640℃ 종점산소: 450PPM을 목표로 열배합하였고, 취련 80%시점에서는 목표온도: 1,550℃ 목표[C]: 0.55~0.6% 였는데, 취련 80%시점에서 서브랜스 측정결과 온도: 1,550℃ [C]: 0.3%가 측정되어 상기 표1)와 표2)와의 비교하여 페로실리콘(Fe-Si): 300kg을 투입하고 생석회: 1,000Kg을 투입하여 취지후에 출강온도: 1,645℃, 종점산소: 485PPM이 취지되었다.

상기 실시예1,2,3)과 같이 표1와 표2를 이용하여 많은 실험을 실시하였고 도면 제 3도에서 알 수 있듯이 종래예의 경우에는 용강중 용존산소가 750~1,000PPM이었으나 상기 실시예의 경우에는 480~620PPm수준으로 떨어짐을 알 수 있었다. 또한 도면 제 4도에서 알 수 있듯이 슬래그중의 T,Fe의 경우에도 종점산소가 낮아짐에 따라 20~23%인 것이 16~18% 수준으로 떨어진 것을 알 수 있다.

다시 말해서, 본 발명은 전로 내에 고철 및 용선을 장입하고 상부에서는 랜스를 통하여 산소를 공급하는 전로정련 작업 중 온도 및 [C]을 측정하기 위하여,취련 80%시점에서 서브랜스 측온후 목표온도 및 목표[C]가 낮게 나왔을 경우, 페로 실리콘(Fe-Si)을 투입하여 취지 후,용존 산소를 낮게 관리해 줌으로써,유가 금속인 Fe의 실수율을 향상시키고 슬라그중 T,Fe를 저감시켜 노체향상 및 슬라그유출 저감, 출강작업 중 합금철 실수율이 향상되어,제반 용강 원가와 품질상의 유리한 효과가 얻어지게 된다.

Claims

용강 정련 작업중 취련 80% 시점에서 서브 랜스를 침적하여 노내의 온도 및 [C]를 측정하는 단계와;

노내의 온도 및 [C] 측정값이 목표온도 및 목표[C]보다 낮은 경우, 노내의 온도 및 [C] 측정값이 목표온도 및 목표[C]에 이르도록 투입하여야 할 페로실리콘과 생석회의 투입량을 페로실리콘과 생석회의 투입에 따른 용강온도 변화 및 [C]의 변동에 따른 용강온도의 변화를 반영하여 산출하는 단계와;

페로실리콘과 생석회를 산출된 투입량만큼 용강에 투입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전로내 용존 산소농도 저감방법.
제1항에 있어서,

상기 페로실리콘은 Si: 76%, Fe: 23.9%, 나머지는 불가피하게 함유되는 불순물로 조성되는 것을 특징으로 하는 전로내 용존 산소농도 저감방법
삭제
제1항에 있어서, 상기 페로실리콘과 생석회의 투입량은

페로실리콘은 100Kg 투입시 용강 온도가 8.7⁰C 상승하고, 생석회는 1000Kg 투입시 용강온도가 5.5⁰C 냉각되고, [C]는 0.1% 변동시 용강온도가 5.1⁰C 상승하는 것을 반영하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전로내 용존 산소농도 저감방법.