KR100923793B1 - 슬래그 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로의 노체수명을 연장하기 위하여 취련중에 발생하는 슬래그 전체를 이용하여 노체코팅을 실시하는 슬래그 코팅방법에 관한 것으로, 전로 내부로 고철 및 용선이 순차 장입된 후 취련작업중에 투입되는 부원료와 이전 챠지시 남긴 잔류 슬래그량을 이용하여 전로내 슬래그량을 추정하는 단계와; 취련작업이 완료된 후 측정된 용존산소를 이용하여 슬래그중 T.Fe를 추정하고, 그 추정량이 슬래그중 15%이하인 경우에는 후속공정을 계속하여 수행하며, 15%이상인 경우에는 추가할 코크스를 평량하는 단계와; 상기 단계후 용존산소를 이용하여 슬래그중 MgO를 추정하여 그 결과가 8% 이하인 경우에는 코팅제 평량중 추가할 MgO를 별도 평량토록 하고, 8% 이상인 경우에는 출강을 개시하는 단계와; 출강이 완료된 후 전로를 정립하고, 코팅제를 투입할 때 상기 추정과정중 그 추정치가 슬래그중 T.Fe가 15%이상인 경우 평량된 코크스를 추가로 투입함은 물론 MgO 추정과정중 그 부족분도 함께 투입한 후 전로를 경동하여 질소분사 코팅을 실시하는 단계와; 질소분사 코팅후 슬래그를 배재하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 질소분사 코팅을 패턴화하여 전로 슬래그를 최대한 활용함으로서 전로폐기물의 발생을 줄이면서, 슬래그를 전로 노벽에 부착함으로서 노체수명을 연장시킬 수 있다.

Description

슬래그 코팅방법{SLAG COATING METHOD}

도 1은 질소분사 코팅시 전로내 슬래그 반사각을 나타낸 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 코팅과정을 보인 예시적인 플로우챠트.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1....전로 5....랜스

S....슬래그

본 발명은 전로의 노체수명을 연장하기 위하여 취련중에 발생하는 슬래그 전체를 이용하여 노체코팅을 실시하는 슬래그 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전로에서 사용하는 내화물의 수명을 향상시키기 위해서 잔류슬래그 코팅을 실시하고 있다.

여기에서, 잔류슬래그 코팅이란 전로의 내화물 수명을 향상시키기 위해서 전로 출강작업이 완료된 상태에서 일정량의 슬래그를 포트로 배재한 후 코팅제를 투입하고, 고압으로 압축된 질소를 랜스를 통하여 분사하는 질소분사 코팅을 실시하여 노체의 내벽에 일정량의 슬래그를 부착시킨 다음 남은 슬래그량을 이용하여 전 로를 장입측 및 출강측으로 2~3회 경동을 실시하면서 슬래그를 노체의 내벽에 붙이는 작업을 말한다.

이를 위해, 전로에서 고철 및 용선을 장입한 후 취련을 실시하고 취련이 완료된 직후 슬래그포트로 일정량의 슬래그를 배재한 후 전로를 정립(똑바로 세움)하고 있다.

전로를 정립하면 코팅제인 생돌로마이트와 경소돌로마이트를 투입한 후 도 1에서와 같이, 전로(1)내의 슬래그(S)의 일정높이에서 랜스(5)을 통하여 질소를 분사함으로써 슬래그(S)를 노체 내벽에 부착하는 질소분사 코팅을 실시하게 된다.

질소분사코팅이 완료되면 전로에서 가장 침식이 빨리 진행되는 장입측과 출강측으로 전로를 2~3회 경동하면서 전로 내화물 내측에 슬래그(S)를 부착시키는 잔류슬래그 코팅작업을 실시하게 된다.

잔류슬래그 코팅작업이 완료되면 전로내부에 남아 있는 일정량의 슬래그(S)를 슬래그포트로 배재하여 취련하기에 적당한 슬래그(S)를 남기게 된다.

그런데, 이와 같은 코팅과정에서 다음과 같은 문제들이 유발되었다.

첫째, 전로내 용존산소가 낮아짐에 따라 슬래그중의 T.Fe 의 감소에 따른 슬래그량이 적어지면서 MgO가 증가하며 슬래그 점도가 낮아져 출강종료후 잔류슬래그를 배재한 상태에서 코팅제를 투입하고 질소분사 코팅을 실시한 후 노내의 슬래그 상태를 보면 슬래그가 굴러다니거나 아예 코팅제로 투입되는 경소돌로마이트와 생돌로마이트가 용해되지 않은 상태에서 구르게 되어 전로를 경동하더라도 슬래그가 노벽에 부착되지 않게 된다.

둘째, 슬래그가 굴러다니거나 코팅제가 용해되지 않은 상태에서 취련작업을 할 경우 잔류슬래그를 취련작업 초기에 재화시키기 위해서 형석을 투입해야 하고, 또한 형석을 투입하지 않을 경우에는 슬래그 재화불량에 따른 성분격외가 발생하게 된다.

세째, 전로에서 출강하는 출강온도가 고온인 강종의 비율이 증가함에 따라 노체내의 침식속도가 증가되어 전로노체 수명이 짧아지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 전로 출강완료후 슬래그를 배재하지 않은 상태에서 전로를 바로 정립하고, 슬래그 코팅제를 투입하여 질소분사 코팅작업을 실시하되 랜스의 높이 및 유량을 패턴화하면서 슬래그를 전부 사용할 수 있도록 함으로써 노체 전체 코팅이 유도되도록 하여 전로 노체의 수명을 최대로 연장시킬 수 있도록 한 슬래그 코팅방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은, 전로 내부로 고철 및 용선이 순차 장입된 후 취련작업중에 투입되는 부원료와 이전 챠지시 남긴 잔류 슬래그량을 이용하여 전로내 슬래그량을 추정하는 단계와; 취련작업이 완료된 후 측정된 용존산소를 이용하여 슬래그중 T.Fe를 추정하고, 그 추정량이 슬래그중 15%이하인 경우에는 후속공정을 계속하여 수행하며, 15%이상인 경우에는 추가할 코크스를 평량하는 단계와; 상기 단계후 용존산소를 이용하여 슬래그중 MgO를 추정하여 그 결과가 8% 이하인 경우에 는 코팅제 평량중 추가할 MgO를 별도 평량토록 하고, 8% 이상인 경우에는 출강을 개시하는 단계와; 출강이 완료된 후 전로를 정립하고, 코팅제를 투입할 때 상기 추정과정중 그 추정치가 슬래그중 T.Fe가 15%이상인 경우 평량된 코크스를 추가로 투입함은 물론 MgO 추정과정중 그 부족분도 함께 투입한 후 전로를 경동하여 질소분사 코팅을 실시하는 단계와; 질소분사 코팅후 슬래그를 배재하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬래그 코팅방법을 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 전로 취련작업중에 투입되는 부원료와 이전 챠지시 남긴 잔류 슬래그량을 이용하여 슬래그량을 추정하고; 취련작업이 완료된후 측정되는 용존산소를 이용하여 슬래그중 T.Fe를 추정하며, 그 결과 슬래그중 T.Fe가 15%이상인 경우에 코크스를 평량하도록 하며; 용존산소를 이용하여 슬래그중 MgO를 추정하여 MgO가 8%이하인 경우에 코팅제 평량중 MgO를 추가 평량하도록 하고; 출강이 완료된 후 전로를 바로 정립하고 코팅제 투입시 슬래그중 T.Fe가 15%이상인 경우에는 코크스를 평량된 양만큼 추가로 투입한 후 전로를 경동하여 질소분사 코팅을 실시하도록 하며; 랜스높이 및 유량을 조정하는 질소분사코팅을 패턴화한 다음 전로를 경동함과 동시에 슬래그를 배재하도록 이루어진다.

먼저, 전로 취련작업중에 투입되는 부원료와 이전 챠지(CHARG)시 남긴 슬래그량을 이용하여 그때의 전로내 잔류슬래그량을 추정하는데 투입된 부원료를 이용하여 전로내 잔류 슬래그량을 다음 식 1에 의해 계산하게 된다.

[식 1]

x = 이전 챠지시 잔류슬래그 + 생석회투입량 + 경소투입량 + 형석투입량 + 기타투입량

(x:전로내 슬래그량 )

다음, 취련작업이 완료된 후 측정되는 용존산소를 이용하여 슬래그중 T.Fe를 추정하는 단계와 슬래그중 T.Fe가 15%이상인 경우에는 코크스를 평량하는 단계중 먼저 T.Fe를 추정하는 단계에서는 현재까지의 조업실적을 토대로 종점산소와 슬래그중 T.Fe와의 관계를 다음과 같은 표 1에 의해 선택하게 된다.

상기와 같은 표 1을 이용하여 슬래그중의 T.Fe를 추정하여 15%이상이 되는 경우에는 다음과 같은 식 2에 의해 추가할 코크스량을 평량하게 된다.

[식 2]

t = 0.8 ×O/FeO ×{s + (s ×y)} ×(y - 15)

(여기에서, t:코크스투입량, 0.8:상수...산소와 반응할 수 있는 코크스량을 산정하기 위해서 만들어 놓은 상수, s:추정슬래그량, y:T.Fe(%)...T는 토탈임)

상기와 같은 식 2에 의해서 평량된 코크스를 슬래그중에 존재하는 산소와 반 응시켜 슬래그중 T.Fe를 15%정도로 맞추도록 한다.

이때, T.Fe를 15%정도로 맞추는 이유는 슬래그중 T.Fe가 15%정도에서 최적의 슬래그 코팅이 되는 점도를 유지하기 때문이다.

이어, 용존산소를 이용하여 슬래그중 MgO를 추정하는 단계와 MgO가 8%이하인 경우에 코팅제 평량시 MgO를 추가 평량하는 단계에서는 MgO를 함유하는 부원료 및 이전 챠지시 슬래그중 MgO량을 이용하여 다음 식 3에 의해서 MgO를 추정하게 된다.

[식 3]

MgO추정량 = 이전 챠지시 MgO추정량 + 코팅제(경소돌로마이트 ×0.37 + 생돌로마이트 ×0.21) / (추정슬래그량 ×이번 챠지시 추정 T.Fe)

상기 식 3에 의해 MgO량을 추정하며, MgO량이 8%이하인 경우에는 코팅제 평량시 추가로 경소돌로마이트를 평량하도록 하는데 이것은 다음 식 4에 의해서 부족량을 평량하게 된다.

[식 4]

추가투입량 = 8(%) - 이번 챠지시 MgO (%) ×이번 챠지시 슬래그량

상기와 같이 슬래그중 MgO를 8%를 맞추는 이유는 MgO가 8%이상에서 코팅성이 양호하며, 또한 취련중에 MgO가 전로 내화물에서 용출되지 않은 적당량이기 때문이다.

그런 다음, 출강이 완료된 후 전로를 바로 정립하는 단계에서는 출강완료된 시점에서 슬래그를 슬래그포트에 일정량을 배재하지 않고 바로 전로를 정립하고 코팅제인 경소돌로마이트 및 생돌로마이트를 투입하게 된다.

슬래그중 T.Fe가 15%이상인 경우에는 Coke를 투입하고 전로를 1회 경동하는 단계에서는 슬래그중 T.Fe와 Coke가 충분히 반응하여 T.Fe를 15%정도로 맞추기 위해서 전로 경동을 실시한다.

질소분사 코팅을 실시할 때 랜스높이 및 유량을 조정하는 질소분사 코팅을 패턴화한 단계에서는 배재하지 않은 전로내의 슬래그를 충분히 활용하기 위해서 질소분사 코팅을 패턴화하게 되는데 이는 도 1에서와 같이, 전로(1)에서 발생하는 슬래그(S)가 출강완료후 전로(1)를 정립하게 되면 80~100Cm정도로 전로(1) 노바닥에서 위로 올라오게 되는데, 이때 고압으로 충진된 질소를 분사하게 되면 각각의 랜스(5)의 위치에 따라 전로(1)의 벽체에 부착되는 슬래그(S)의 위치가 각각 변하게 되며 이것을 반사각(X)이라고 한다.

이러한 반사각(X)에 따라 또한 너무 높은 위치에서 질소분사 코팅을 실시하게 되면 전로(1)내의 슬래그(S)를 충분하게 활용하지 못하게 되며, 일정한 높이에서 질소분사 코팅을 실시하는 경우에는 상기와 같은 반사각(X)에 의해서 일정부위만 코팅제가 분사되기 때문에 아래 표 2와 같은 방법으로 질소분사코팅을 패턴화 함이 바람직하다.

상기와 같은 질소분사 코팅을 이용하여 처음에는 랜스높이를 높게하여 슬래그높이에 맞게 설정하고 질소분사 코팅이 진행됨에 따라 슬래그가 전로 노벽에 붙 는 슬래그의 부착량이 많아짐에 따라 전로바닥에 있는 슬래그량이 줄어들게 되고 계속에서 랜스높이를 하향하게 되고, 또한 말기에는 슬래그량이 줄어들어 질소 유량을 줄여 노체바닥을 보강하도록 한다.

전로를 경동하는 단계에서는 전로 장입측과 출강측으로 전로를 경동하여 전로벽체에 붙이고 남은 슬래그로 슬래그코팅작업을 실시하도록 한다.

아울러, 슬래그를 배재하는 단계에서는 전로 취련작업중 최적의 슬래그를 이용하기 위해서 적정량의 슬래그를 전로내에 남기는 슬래그배재 작업을 실시하게 된다.

이를 정리하여 보면 도 2에 도시된 플로우챠트와 같다.

이하, 실시예를 통하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

전로 취련작업중 추정 슬래그량이 20 Ton이고, 전로 취련종료후 용존산소가 458PPM이 실적되어 T.Fe:15%, MgO: 8.5%로 추정되며, 전로출강 완료후 전로를 정립한 후 생돌로마이트 2Ton, 경소돌로마이트 1Ton을 투입하고, 질소분사코팅 상기 표 2와 같이 질소분사 코팅을 실시한 후 전로를 2 ~ 3회 경동한 후 슬래그를 배재하였다.

실시 결과, 질소분사코팅 완료후 전로 노벽에 슬래그가 너클부에서 전로연와 50단까지 부착됨을 육안으로 확인하였고, 질소분사코팅후 전로를 출강측으로 경동한후 장입측으로 경동할 때 출강측에 슬래그층이 넓고 얇게 붙어 코팅되는 것이 육안으로 확인하였으며, 2 ~ 3회경동시에는 슬래그의 점도가 더 좋아져 슬래그 코팅 층이 더 두껍게 형성되면서 슬래그코팅이 됨을 확인하였다.

[실시예 2]

전로 취련작업중 추정 슬래그량이 25Ton이고, 전로 취련종료후 용존산소가 655PPM이 실적되며, T.Fe: 19%, MgO: 8.2%로 추정되어 출강완료후 코크스를 210Kg투입후 전로를 1회경동하고, 코팅제로 생돌로마이트 2Ton, 질소분사코팅은 상기 표 2와 같은 조건에서 실시한 후 전로를 2~ 3회 경동하여 슬래그를 배재하였다.

실험결과, 실시예 1과 대동소이한 결과를 얻을 수 있었다.

따라서, 이와 같은 실시예1,2를 통해 전로내 전체를 슬래그로 코팅할 수 있음을 확인하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전로에서 발생하는 슬래그를 이용하고, 또한 T.Fe와 MgO을 추정하여 보정할 수 있는 조건을 만들며, 질소분사 코팅을 패턴화하여 전로 슬래그를 최대한 활용함으로서 전로폐기물의 발생을 줄이면서, 슬래그를 전로 노벽에 부착함으로서 노체수명을 연장시키고, 또한 점도가 좋은 적정슬래그를 다시 재활용하기 때문에 전로 취련작업중 슬래그 재화를 좋게 하는 커다란 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 전로 내부로 고철 및 용선이 순차 장입된 후 취련작업중에 투입되는 부원료와 이전 챠지시 남긴 잔류 슬래그량을 이용하여 하기한 식 1에 의해 전로내 슬래그량을 추정하는 단계와;

   취련작업이 완료된 후 측정된 용존산소를 이용하여 슬래그중 T.Fe를 추정하고, 그 추정량이 슬래그중 15%이하인 경우에는 후속공정을 계속하여 수행하며, 15%초과인 경우에는 하기한 식 2에 의해 추가할 코크스를 평량하는 단계와;

   상기 코크스를 평량하는 단계후 용존산소를 이용하여 슬래그중 MgO를 하기한 식 3에 의해 추정하고, 그 추정량이 8%미만인 경우에는 코팅제 평량중 추가할 MgO를 하기한 식 4에 의해 별도 평량토록 하고, 8%이상인 경우에는 출강을 개시하는 단계와;

   출강 완료후 슬래그를 배재하지 않고 전로를 정립하여 코팅제를 투입하되, 코팅제를 투입할 때 상기 슬래그중 T.Fe 추정량이 15%초과인 경우 평량된 코크스를 추가로 투입함은 물론 상기 슬래그중 MgO 추정량이 8%미만인 경우 평량된 MgO를 함께 투입한후, 랜스높이를 단계적으로 하향하고 말기의 질소 유량을 초기 질소 유량보다 줄이는 패턴으로 질소분사 코팅을 실시하는 단계와;

   상기 질소분사 코팅을 실시하는 단계후 전로를 경동하여 슬래그를 배재하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 슬래그 코팅방법.

   (식 1)

   전로내 슬래그량 = 이전 챠지시 잔류슬래그 + 생석회투입량 + 경소투입량 + 형석투입량 + 기타투입량

   (식 2)

   t = 0.8 ×O/FeO ×{s + (s ×y)} ×(y - 15)

   (여기에서, t:코크스투입량, 0.8:상수...산소와 반응할 수 있는 코크스량을 산정하기 위해서 만들어 놓은 상수, s:추정슬래그량, y:T.Fe(%)...T는 토탈임)

   (식 3)

   MgO추정량 = 이전 챠지시 MgO추정량 + 코팅제(경소돌로마이트 ×0.37 + 생돌로마이트 ×0.21) / (추정슬래그량 ×이번 챠지시 추정 T.Fe)

   (식 4)

   추가투입량 = 8(%) - 이번 챠지시 MgO (%) ×이번 챠지시 슬래그량
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 질소분사 코팅은 하기한 표 2에 의해 패턴화되어 분사코팅시 슬래그가 최대한 노벽에 부착될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 슬래그 코팅방법.

   [표 2]

   

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