KR101009008B1 - 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법 - Google Patents

전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 공취시 노내 내화물의 국부적인 침식이나 전로 취련시 슬래그 재화 불량을 방지하고 노내 내화물의 온도를 승온시켜 분위기 온도의 하락을 방지할 수 있도록 된 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법을 제공함에 있다.
이에 본 발명은 용선을 전로에 장입하고 취련하는 단계, 취련을 완료하고 용강을 출강하는 단계, 용강 출강 후 슬래그를 배재하지 않은 상태에서 바로 노정립을 하는 정련단계와; 상기 정련단계를 거친 후 바로 전로에 산소를 취입하는 단계, 산소 취입 즉시 승온제를 투입하는 단계를 포함하는 공취단계; 상기 공취 단계 후 잔슬래그를 부분배재 또는 완전배재 하는 단계, 노내에 코크스 또는 부원료를 투입하는 단계, 노내에 질소를 통입하는 단계를 포함하는 코팅 단계를 포함하는 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법을 제공한다.
정련단게, 공취단계, 코팅단계, 페로실리콘

Description

전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법{Method for rising temperature of converter}
도 1은 본 발명에 따른 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법에 대한 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 노내 분위기 온도 상승 방법에 의한 취련 중 T.Fe값 추이를 종래 값과 비교한 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 노내 분위기 온도 상승 방법에 의한 P값 추이를 종래 값과 비교한 그래프이다.
본 발명은 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 출강 완료후 바로 전로를 정립한후(미배재) 공취를 실시하여 잔슬래그의 현열을 이용하여 노내 온도 하락을 방지하고 공취 초기에 페로 실리콘(Fe-Si)을 5~10kg/잔Slag_Ton당을 투입함으로 페로실리콘의 발열 반응에 의한 노내 분위기 온도를 상승하여 공취가 효율적으로 이루어질수 있도록 하면서 취련중 슬래그 재화가 잘 이루어 질수 있도록 함을 특징으로 하는 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방 법에 관한 것이다.
종래 전로 노구에 부착된 슬래그 및 노구지금 제거 방법으로 특허번호 제1997-011947호와 같이 첫째 전량배재→Cokes 투입→공취→장입 공정과, 둘째 부분배재→부원료+Cokes 투입→공취→장입의 두가지 프로세스 방법중 한가지를 선택하여 실시하고 있으며, 상기 공취라 함은 용강이 없는 전로 노구 주변 및 내부에 산소를 취입하는 것으로, 전로를 감싸고 있는 슬래그나 지금을 가열 및 용융시킴으로써 고철 슈트를 이용하여 제거할 때 슬래그나 노구 지금이 쉽게 분리되도록 하는 방법에 주로 이용되고 있다.
그러나 상기 종래의 방법에서 둘째 방법은 공취전 코크스(Cokes)를 투입함으로 코크스와 산소와 급격한 반응으로 노내 잔슬래그와 함께 노구 밖으로 넘쳐나는 문제점이 있다. 따라서 안전한 첫째 방법이 주로 이용되고 있으나 첫째 방법은 전량 배재를 함으로 노내 연와에 직접적인 산소 블로잉(Blowing)실시로 국부적 노체 침식 가중 및 전로 취련시 슬래그 재화를 불량하게 하는 문제점이 있다.
또한 종래의 공취로는 투입되는 코크스가 노내 분위기 온도를 상승시키는 것보다 공로에 취입되는 산소가 내부 열을 흡수하여 외부로 방출되는 온도가 심하여 하락되고 취련시 열원 부족에 따른 재화불량 및 과취등의 문제점과 최근 종점탄소를 높게 취지(일명 캐취 카본(Catch Carbon))하는 고급강의 증가 추세에서 공취시 전로 노내 분위기 온도 하락은 품질을 불량하게 하는 문제점이 있다.
또한 출원번호 제1992-012602호는 가스를 이용한 전로 내화물 승온방법에 대해 개시하고 있는 데, 상기 종래기술은 상취 랜스를 이용하여 15-100Nm3/분의 유량 으로 산소를 전로 상부에서 내부로 분사시키고 자동 점화 장치를 구비하여 전로 출강구에 삽입된 버너를 통해 50-60Nm3/ 시간의 유량으로 도시 가스를 분사시키면서 자동 점화 장치에 의해 자동 점화시켜 전로 내의 온도를 균일하게 승온 시킴을 그 요지로 한다.
그러나 상기 방법은 전로를 축조후 처음 가동하기 위하여 승온시키는 방법으로 연속적인 공취조업시 버너를 이용하여 노내 내화물 승온시 고가의 부대 장치가 필요할 뿐 아니라 장치를 설치하여 승온함으로 준비시간에 따른 생산성 감소의 영향이 있는 문제점이 있다.
즉, 기존의 방식으로 공취조업을 할 경우에는 공취시 취입하는 O2가 노구지금, 노내 부착응고 슬래그(Slag) 등과의 산화 반응을 통하여 방출하는 산화열을 이용하여 노구지금, 노내 부착응고 슬래그를 제거하기 때문에 전로 내부에는 산화분위기가 형성되며 이런 산화 분위기 하에서는 슬래그중의 철산화물은 Fe2O3 형태가 주를 이루게 되며 코크스를 투입하여 산화성분위기를 감소하고자 주력하고 있으나 공취시에는 상온상태의 산소가 전로내의 열을 외부로 방출시킴으로 온도 하락 및 온도하락에 따른 재화 불량으로 용강 속의 인(P) 성분이 상승되는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 공취시 노내 내화물의 국부적인 침식이나 전로 취련시 슬래그 재화 불량을 방지하고 노내 내화물의 온도를 승온시켜 분위기 온도의 하락을 방지할 수 있도록 된 전 로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
공취시 노구 지금 용융효율을 극대화시킬 수 있도록 된 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법을 제공함에 또다른 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 출강 완료후 바로 전로를 정립한후(미배재) 공취를 실시하는 것을 그 요지로 한다.
또한, 본 발명은 공취 초기에 승온제를 투입함으로 공취시 노내 분위기 온도를 상승시키는 것을 그 요지로 한다.
이를 위해 본 발명은 크게 정련 단계와 공취 단계, 코팅 단계로 구성되어 지는데, 용선을 전로에 장입후 취련을 완료한다음 출강완료후 슬래그를 배재하지 않은 상태에서 바로 노정립을 하는 정련단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 정련단계를 거친 후 바로 전로에 산소(O2)를 취입하는 단계, 산소 취입 즉시 상기 승온제를 투입하는 단계로 구성되어 지는 공취단계를 더욱 포함한다.
또한, 본 발명은 공취 단계 후 잔슬래그를 부분배재 또는 완전배재 하는 단계, 코크스 또는 부원료를 투입하는 단계,질소를 통입하는 단계로 구성되어 지는 코팅 단계를 더욱 포함한다.
여기서 상기 승온제는 페로 실리콘(Fe-Si)으로 이루어짐이 바람직하다.
삭제
또한, 본 발명은 공취 싯점에 승온을 하기 위하여 상기 승온제를 한가지 또는 다수의 승온제를 연속적으로 추가 분할 투입할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법에 대한 흐름도이다.
상기한 도면에 의하면, 본 발명은 용선을 전로에 장입후 취련하는 단계와, 취련이 완료된 후 용강을 전로로부터 출강하는 단계, 출강 완료 후 슬래그를 배재하지 않은 상태에서 바로 노정립을 하는 정련단계와; 정련 단계 후 바로 전로에 산소를 취입하는 단계, 산소 취입 즉시 승온제로 페로 실리콘(Fe-Si)을 투입하는 단계로 구성되어 지는 공취단계와; 잔슬래그를 부분배재 또는 완전배재 하는 단계, 코크스 또는 부원료를 투입하는 단계, 질소를 통입하는 단계로 구성되어 지는 코팅 단계를 포함한다.
여기서 출강 완료후 바로 전로를 정립하는 것은 산소 랜스의 산소 분사각이 노구 지금 주변에만 정확히 맞추어 지지 못함으로 발생되는 일부 산소가 노내 내화물과 직접적으로 반응하지 못하도록 하는 것과, 잔슬래그중의 T.Fe와 반응하여 FeO를 형성할때 발생되는 산화열을 이용하여 노내 분위기를 상승하는 첫단계이다.
또한 노내 분위기 온도를 상승하기 위한 방법으로 페로 실리콘(Fe-Si)을 공취 초기에 투입하는데 페로 실리콘(Fe-Si)을 투입하면 Fe는 산소와 반응하여 FeO가 발생되고 실리콘(Si)은 산소와 반응하여 규사(SiO2)가 된다.
그러므로 발열반응에 의하여 노내 승온효과를 볼수 있으며 따라서 노내 분위기 온도가 상승되고 노구 지금이 예열이 잘되어 공취효율을 향상시킬수 있는 것이다.
여기서 노내 분위기 온도를 상승하기 위한 목적으로 투입되는 재료에 있어서 실리카본(SiC), 페로망간(Fe-Mn) 등의 반응성 물질이 있으나, 실리카본은 경제적으로 저렴하여 사용가치는 있으나 탄소를 포함함으로 투입량에 극한 한정을 받는 단점이 있고, 페로 망간의 경우 고가이면서 망간은 산화도를 좌우함으로 투입량이 많을 경우 품질을 저하시킴으로 이또한 투입량의 한정을 받는 문제점이 있다.
또한 승온을 시킬 목적으로 취련 중 또는 배재 후에 투입함에 있어서는 Si계는 취련중 산소(O)와 만나 규사(SiO2)생성으로 취련 중 염기도 하락으로 슬로핑 발생 및 Mn계의 경우 산화망간(MnO)생성으로 산화도 증가에 따른 품질저하의 요인이 된다. 따라서 공취 시점에 투입하고 공취 후에는 배재함이 바람직하다.
따라서 취련 중에 가장 많이 투입하고 있는 열원제로는 탄소(코크스,무연탄)를 많이 투입하는데 이는 많은 양을 투입함으로 탄소내 함유된 황(S)성분에 의한 투입에 제약 및 탄소가 슬래그 중의 FeO와 반응하여 슬래그중의 T.Fe를 감소시킴으로 슬래그 재화가 불리해 지는 문제점이 있다.
다음 단계로는 부분 배재(또는 전량배재)를 실시하는 데 부분 배재를 실시 하는 이유로는 노체 코팅(Coating)을 실시 할 때 최적의 코팅력을 얻는 것과 취련 시 잔슬래그의 염기도를 상향 시킬수 있도록 공취시 실리콘 투입후 생성된 규사(SiO2)성분을 감소시켜 줌으로 슬로핑(Slopping:슬래그 넘침현상) 감소등으로 안정적인 취련을 할 수 있는 장점이 있기 때문이다.
또한 신속하게 공취 후 부분배재를 하고 바로 노구지금제거 함으로 전로 노구 주변에 가열된 슬래그와 지금이 쉽게 분리되어 노구 지금 제거 시간도 단축할 수 있다.
전로 정련시 열원 부족 현상을 억제하기 위하여 실험을 하였으나 Fe-Si(페로실리콘),또는 실리카본(SiC)등을 투입하였으나 이는 정련중이라 배재를 할 수 없어 노내 슬래그 염기도를 저하시키고 규사 발생량이 증가하여 슬로핑 발생 등의 문제가 있으며 또한 배재를 하면 다시 용강 온도가 하락하는 등 이중적인 문제점이 있었다.
또한 공취시 승온제를 한꺼번에 투입시 많은 화염과 슬래그의 넘침 조짐이 보임으로 배가스 방출에 문제가 있을수 있음으로 승온제를 여러 번 나누어 투입함이 바람직하다.
또한 공취시에는 복합전로의 노구직경에 따라 적절한 랜스(Lance) 높이가 결정되며 노구직경이 3300mm이고 기체분사각이 11°,Lance Nozzle의 각이 16°인 Lance를 사용할 경우에는 1310∼1350mm가 적절하다.
산소유량의 경우는 통상적으로 450Nm3/Min가 적절한 것으로 인식되고 있으며 시간은 4∼8분 정도 실시하게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
하기 표 1과 같은 조성의 슬래그 10톤을 이용하여 공취를 실시하였다.
실시예에 사용된 전로슬래그 조성(wt%)
주성분 CaO SiO2 T.Fe MgO MnO P2O5 Al2o3 TiO2
분석치 43.36 9.78 24.92 6.96 3.3 3.21 2.15 1.11
공취시 승온제(페로실리콘) 투입에 따른 실험 결과
공취량
Nm3/h		 Fe-Si투입량
(kg/slag_Ton)		 전로연와 온도
(℃)		 잔슬래그 코팅후
SIO2성분(wt%)		 전로Slag
T.Fe(%)		 전로용강
성분[P]		 비고
종례예 1000 무 985℃ 12 15.0 19.8 온도 상승 효과미흡
비교예1 1000 1 990℃ 13 15.5 19.1 온도 상승 효과미흡
비교예2 1000 2 999℃ 14 16.4 18.7 온도 상승 효과미흡
비교예3 1000 3 1005℃ 15 16.9 17.5 온도 상승 효과미흡
비교예4 1000 4 1020℃ 16 17.2 16.5 온도 상승 효과미흡
발명예1 1000 5 1051℃ 18 17.9 15.4 양호
발명예2 1000 7 1060℃ 22 18.5 13.0 양호
발명예3 1000 10 1105℃ 26 18.9 12.5 양호
비교예5 1000 11 1107℃ 30 19.4 15.2 취련중 슬로핑 발생 큼
비교예6 1000 12 1110℃ 31 20.5 16.4 취련중 슬로핑 발생 큼
비교예7 1000 13 1115℃ 32 21.7 17.4 취련중 슬로핑 발생 큼
종례예의 경우 공취시 전로연와 온도가 (평상시1100℃)보다 떨어지는 경향이 많으며 비교예1의 경우 약간은 떨어지는 경향이 낮으나 그 효과가 미흡하고 비교예2의 규사발생량이 많아 정련반응중 슬래그 점도가 높아져 슬로핑 발생이 일어나는 문제점이 있다.
비교예 1~4의 경우 온도 상승효과가 미흡하여 노내 슬래그 재화 불량 및 용강 내 인(P) 성분이 안정화되지 못하여 카본의 손실이 커지는 단점이 있었으며, 비교예 5~7의 경우 투입과 즉시 슬래그가 노구로 넘쳐나는 현상이 발생되면서 취련 중에도 꾸준히 슬로핑이 발생되어 작업 불안 및 염기도 저하에 따른 부원료인 생석회(CaO) 사용량이 증가하는 것을 알수 있다.
본 실시예의 경우 노내 분위기 온도가 목표하는 1050~1100℃수준으로 안정화 되어 있으면서 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 잔슬래그 중의 T.Fe도 15~20%내외, 용강 내 인(P) 성분이 15PPM이내로 안정화되었음을 알수 있다.
도 2의 그래프를 살펴보면, 초기 잔슬래그량이 종래치보다 많아서 초기 T.Fe가 높은 것을 알 수 있다. 즉, 슬래그 재화가 좋아졌음을 확인할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 에 의하면, 전로 공취시 전로 분위기 온도를 상승시킴으로 취련시 열원을 확보 할수 있어, 취련 초기 슬래그 재화율 향상으로 용강 속 인(P) 성분을 안정적으로 제어하고, 취련 종료 싯점 과취를 억제하여 고급강 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 용선을 전로에 장입하고 취련하는 단계, 취련을 완료하고 용강을 출강하는 단계, 용강 출강 후 슬래그를 배재하지 않은 상태에서 바로 노정립을 하는 정련단계와;
    상기 정련단계를 거친 후 바로 전로에 산소를 취입하는 단계, 산소 취입 즉시 승온제를 투입하는 단계를 포함하는 공취단계;
    상기 공취 단계 후 잔슬래그를 부분배재 또는 완전배재 하는 단계, 노내에 코크스 또는 부원료를 투입하는 단계, 노내에 질소를 통입하는 단계를 포함하는 코팅 단계
    를 포함하는 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 승온제는 페로 실리콘(Fe-Si)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서 사기 공취 시점에 한 종류 또는 적어도 두 종류 이상의 승온제를 연속적으로 분할 투입함을 특징으로 하는 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법.
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