KR100917471B1 - 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로의 용강을 수강래들로 출강할 때에 전기로의 용강에 함유된 산소를 탈산하기 위하여 카본을 상기 전기로의 용강에 직접 취입하여 상기 수강래들로 출강되는 용강의 품질을 높임(목적하는 용강으로 만듬)은 물론, 종래 용강의 탈산을 위하여 사용되는 알루미늄의 사용 량을 절감하여 경제성을 발휘하도록 한 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법에 관한 것으로, 그 구성은 전기로 내부 종점산소 600-700PPM이고, 전기로 내의 용강온도 1590-1650℃인 시점에 카본인젝션을 이용하여 카본을 전기로 내부의 출강구 입구 상부에서 15-25kg/분 공급하는 것으로 이루어진다.

전기로, 용강출강, 수강래들, 탈산

Description

전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법{Method for supplying carbon for deoxidation of hot metal in electric furnace}

본 발명은 전기로의 용강을 수강래들로 출강할 때에 전기로의 용강에 함유된 산소를 탈산하기 위하여 카본을 상기 전기로의 용강에 직접 취입하여 상기 수강래들로 출강되는 용강의 품질을 높임(목적하는 용강으로 만듬)은 물론, 종래 용강의 탈산을 위하여 사용되는 알루미늄의 사용 량을 절감하여 경제성을 발휘하도록 한 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법에 관한 것이다.

일반적으로 미니밀 전기로 공정은 고철을 전기로에 장입함과 동시에 전기로 상/하부에 위치한 전극(2,3)에 전력을 공급하여 발생한 아크(Arc) 열을 이용하여 용해시키고 그 용해된 용강을 적정한 온도 및 성분으로 조성하기 위하여 노전과 노벽체에 설치된 버너를 이용하여 산소와 탄소원(C + O₂)을 포밍을 목적으로 각각 슬래그(Slag) 중에 취입시켜 상기 공급된 탄소(C)원을 산화반응시키고 이때 발생하는 산화반응열을 이용하여 용강을 목표온도(1600±10℃)까지 승온하고 용강 중의 불순성분을 산화 정련한 후 수강래들(5)에 출강을 행하게 된다.

상기 전기로 조업에 있어서 전기로(1)의 용강을 수강래들(5)에 출강할 때에는 그 출강되는 수강래들(5)에 필수적으로 합금철이 투입되는데, 그 합금철을 투입하는 이유는 용강 내에 잔존된 산소제거 및 강의 특성을 조정할 목적으로 하는 것이며, 상기 합금철의 투입방법은 도 1에 나타낸 바와 같이 합금철 투입슈트(6)를 이용하여 투입한다.

한편 상기 출강중에 수강래들에 합금철을 투입할 때에는 탈산제인 알루미늄과 생석회를 함께 평량하여 투입하고 상기 합금철을 수강래들(5)에 투입하는 시기는 도 1에 나타낸 바와 같이 전기로의 경동이 진행되어 전기로(1)와 합금철 투입슈트(6)가 간섭되기 전까지 이루어져야 하기 때문에 수강래들(5)내에 10-20톤 정도 출강되었을 때 투입이 이루어진다.

그리고 상기 수강래들에 탈산제인 알루미늄을 투입하는 량은 수강래들에 출강되는 용강 130톤에 대하여 상기 알루미늄 400-500kg이다.

상기의 번거로움을 해소하기 위한 방편으로 상기 전기로의 경동 시간을 지연시키는 방법도 있으나 이는 노체 경동시간이 지연될 경우에 전기로 내의 용강 표면의 슬래그가 출강구(4)로 유입되어 수강래들(5)내로 혼입되는 문제점이 발생한다.

또 상기 합금철 투입슈트(6)를 이용하여 합금철을 수강래들(5)에 투입할 때에는 전기로와 합금철 투입슈트(6)간의 간섭을 방지하기 위하여 인터록(Inter Lock)이 설정되어 있으나 그럼에도 불구하고 용강 출강을 위하여 노체를 경동시키면 상기 합금철 투입슈트(6)와 간섭이 이루어져 노체 경동이 자연스럽지 못하였다.

상기한 수강래들(5)내 합금철 사전투입 작업은 괴상의 합금철이 수강래들(5) 내로 투입되면서 내화물에 추돌되어 내화물이 소손되고 수강래들(5)로 출강시 그 수강래들(5)의 출강구가 막힘이 발생하여 연속 주조 공정의 주조 작업시 래들 개공 불량 사례가 발생 되었다.

그래서 수강래들 배출 노즐 막힘 현상을 방지하고자 래들에 용강을 일정량(10∼20톤) 사전 출강한 후 합금철을 투입하는 방법을 적용하였으나 노체를 경동 시키지 않은 상태에서 출강 작업시는 슬래그가 다량 배출되어 래들 표면에 부상된 슬래그가 과 반응하여 오버 플로우(OVER FLOW,넘침현상)가 발생되어 설비사고 유발과 후공정에서 품질 결함의 요인이 되고 있다.

그러므로 합금철 투입 조건상 출강 초기 투입으로(10-20톤시점) 실수율 저하 및 출강중 자연적 유입되는 슬래그 및 개재물 탈산으로 후공정에서 용강 탈산을 위해 추가로 [Al]을 투입하게 되어 원 단위가 증가하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로 전기로 내의 용강을 출강하면서 용강 중의 잔존산소를 최대한 제거함과 동시에 출강구 측의 슬래그를 탈산하도록 카본을 상기 전기로의 용강에 직접 취입하여 상기 수강래들로 출강되는 용강의 품질을 높임(목적하는 용강으로 만듬)은 물론, 종래 용강의 탈산을 위하여 사용되는 알루미늄의 사용 량을 절감하여 경제성을 발휘하도록 한 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법을 제공함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 수단은 전기로 내부 종점산소 600-700PPM이고, 전기로 내의 용강온도 1590-1650℃인 시점에 카본인젝션을 이용하여 카본을 전기로 내부의 출강구 입구 상부에서 15-25kg/분 공급하는 것이다.

그리고 상기 카본을 공급하는 카본인젝션과 전기로의 출강구 입구간의 거리는 650-750mm 이며, 상기 카본인젝션을 이용한 카본 공급은 출강준비시점부터 출강종료시까지 이고, 상기 15-25kg/분의 카본 공급은 전기로의 용강이 수강래들로 130톤 ± 50톤 출강될 때까지 이다.

상기와 같은 본 발명은 카본을 전기로의 용강에 직접 취입하여 전기로의 용강 중 산소와 상기 취입된 카본이 전기로 내부에서 반응하여 산소를 제거하고 수강래들로 출강됨으로 종래 출강중인 수강래들에 탈산을 목적으로 많은 량을 투입하던 알루미늄의 사용량을 줄일 수 있어 원 단위를 절감할 수 있음은 물론, 용강의 품질을 목적하는 품질로 제조할 수 있는 효과가 있는 것이다.

본 발명에서 전기로 조업과 전기로의 용강을 수강래들에 출강하는 작업은 종래와 마찬가지로 동일함으로 그에 대한 설명은 생략하고 본 발명의 요부인 전기로에 카본을 취입하는 이유와 작용에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명은 전기로 출강구 측에 도2에 나타낸 바와 같이 카본인젝션(7)을 설치하여 출강준비시간과 출강하는 용강 중에 카본을 직접 취입하여 탈산작업을 촉진 하고자 하는 것으로, 상기 출강하는 용강 중에 카본인젝션(7)을 이용하여 카본을 공급하는 시기는 전기로 내부의 종점산소가 600-700PPM이고, 전기로 내의 용강온도가 1590-1650℃인 시점에 전기로 내부의 출강구 입구 상부에서 15-25kg/분 공급하는 것이 바람직하다.

그 이유는 상기 종점산소(전기로내의 산소량)가 600PPM 미만에서 카본을 공급하게 되면 산소량이 부족하여 카본과의 반응이 원활하게 일어나지 못함은 물론 카본이 용강에 함유된 상태로 출강되는 문제점이 발생하고, 700PPM을 초과한 상태에서 카본을 공급하면 산소화 탄소와의 과 반응에 의해 목적하는 강종(탄소함유량 0.04%의 강)을 생산할 수 없는 문제점이 발생한다,

그리고 상기 용강온도(전기로내의 용강온도)가 1590℃ 미만에서 카본을 공급하면 용강온도가 너무 낮아 카본과의 반응이 원활하게 일어나지 못함은 물론 카본이 용강에 함유된 상태로 출강되는 문제점이 발생하고, 또 용강의 유동성이 떨어져 출강이 정상적으로 이루어지지 못하는 문제점이 발생하고, 1650℃를 초과한 상태에서 카본을 공급하면 산소화 탄소와의 과 반응에 의해 목적하는 강종(탄소함유량 0.04%의 강)을 생산할 수 없는 문제점이 발생함은 물론, 탄소와 산소가 반응하지 못하고 기화되는 문제점이 발생한다.

따라서 탄소 취입시점은 종점산소 600-700PPM, 용강온도 1590-1650℃일 때 함이 바람직하다.

또 상기 카본 취입은 출강구 입구 상부에서 15-25kg/분함이 바람직한데, 상기 카본의 취입을 출강구 입구 상부에서 하지 않고 출강구 입구에서 할 경우에는 취입되는 카본과 산소가 반응하지 못하고 상기 취입되는 카본이 출강구로 바로 빠져나가 목적하는 강종(탄소함유량 0.04%의 강)을 생산할 수 없는 문제점이 발생한다.

단 상기 카본을 공급하는 카본인젝션(7)과 전기로(1)의 출강구(4) 입구간의 거리는 650-750mm 로 함이 가장 바람직하다. 그 이유는 카본이 공급된 후 산소와 반응할 수 있는 시간을 확보해야 하기 때문이다.

또한 상기 카본의 취입은 15-25kg/분 인데, 그 이유는 목적하는 강종(탄소함유량 0.04%의 강)을 생산하기 위해서는 종점산소 600-700PPM, 용강온도 1590-1650℃의 조건에서 상기 15-25kg/분 을 취입해야 카본과 산소의 반응이 적정하게 일어나 목적하는 강종을 생산할 수 있기 때문이다.

한편 상기 카본인젝션(7)을 이용한 카본 공급은 전기로의 용강 출강준비시점부터 출강종료시까지 인데 그 이유는 수강래들(5)로 출강되는 용강의 초기 및 말기 시까지 동일한 강종을 유지하기 위해서이다. 단 상기 수강래들로 출강되는 용강 량은 130톤±50톤임으로 그 량이 출강 될 때까지는 카본을 15-25kg/분 취입함이 바람직하다.

그리고 상기 본 발명의 전기로에 카본은 공급하는 카본인젝션은 EBT(Eccemtric Bottom Tapting)카본인젝션이다.

상술한 바와 같이하여 전기로의 용강에 카본을 공급한 후 그 공급된 카본과 산소가 반응하여 탈산이 이루어진 후 수강래들에 출강되면 그 출강되는 수강래들에 강 성분 조정을 위한 합금철과 탈산의 위한 알루미늄을 투입하게 되는데, 이때 상 기 탈산을 위한 알루미늄의 사용량은 종래 전기로 내에서 탈산하지 않고 수강래들에서 탈산 하고자 알루미늄을 투입하는 량 보다 1/3이 절약(종래 용강 130톤 출강시 400-500kg을 사용하였으나 본 발명은 300-320kg을 사용하였음)됨으로서 원 단위를 절감하는 장점이 있다.

도 1은 종래의 전기로 조업을 나타낸 개략도,

도 2는 본 발명의 전기로 조업을 나타낸 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

1 : 전기로 2,3 : 전극

4 : 출강구 5 : 수강래들

6 : 합금철 투입슈트 7 : 카본인젝션

Claims (4)

1. 전기로 내부 종점산소 600-700PPM이고, 전기로 내의 용강온도 1590-1650℃인 시점에 카본인젝션을 이용하여 카본을 전기로 내부의 출강구 입구 상부에서 15-25kg/분 공급하는 것을 특징으로 하는 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 카본을 공급하는 카본인젝션과 전기로의 출강구 입구간의 거리는 650-750mm 임을 특징으로 하는 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 카본인젝션을 이용한 카본 공급은 출강준비시점부터 출강종료시까지 임을 특징으로 하는 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 15-25kg/분의 카본 공급은 전기로의 용강이 수강래들로 130톤 ± 50톤 출강될 때까지 임을 특징으로 하는 전기로의 용강 탈산을 위한 카본 공급방법.

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