KR101321853B1 - 용융물 처리장치 및 그 처리방법 - Google Patents

용융물 처리장치 및 그 처리방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101321853B1
KR101321853B1 KR1020110078248A KR20110078248A KR101321853B1 KR 101321853 B1 KR101321853 B1 KR 101321853B1 KR 1020110078248 A KR1020110078248 A KR 1020110078248A KR 20110078248 A KR20110078248 A KR 20110078248A KR 101321853 B1 KR101321853 B1 KR 101321853B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ozone
pipe
converter
generator
molten steel
Prior art date
Application number
KR1020110078248A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130015912A (ko
Inventor
강영주
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020110078248A priority Critical patent/KR101321853B1/ko
Publication of KR20130015912A publication Critical patent/KR20130015912A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101321853B1 publication Critical patent/KR101321853B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/02—Dephosphorising or desulfurising
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

본 발명은 용융물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 용탕이 수용될 수 있는 공간을 갖는 용기와; 오존(O3)을 발생하는 오존 발생유닛; 및 상기 오존 발생유닛에서 발생된 오존을 상기 용기 내부로 공급하는 공급유닛;을 포함하며, 제강 공정에 소요되는 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

용융물 처리장치 및 그 처리방법{Treatment apparatus for molten metal and the method thereof}
본 발명은 용융물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제강 공정에 소요되는 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 용융물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.
통상, 제강조업은 예비용선처리공정, 전로정련공정, 2차정련공정 및 연속주조공정으로 구분된다.
여기에서 예비용선처리공정은 고로로부터 출선된 용선 중에 함유되어 있는 불순물인 황, 인, 탄소 등을 전로에 장입하기 전에 미리 제거하는 단계이며, 전로정련공정은 주원료로 용선과 고철을 사용하여 송취랜스를 통해 순산소를 취입하면서 생석회 등의 부원료 및 냉각재 등을 투입하여 탈탄 및 탈린하여 장입된 용선을 정련하는 공정이다.
이렇게 정련된 용강은 출탕 과정을 거치는데, 이때 수요가가 원하는 용강의 조성을 얻기 위하여 기본적인 합금철 및 탈산재 등을 투입하고, 필요에 따라서 2차정련공정에서 탈황을 목적으로 레이들(Ladle) 내 용강 상부에 생석회 및 형석 등을 투입한다. 이렇게 한 다음, 2차정련 장치로 이송한 후 버블링 랜스(Bubbling Lance)를 상부로부터 레이들 내의 용강으로 침지하여 버블링하면, 용강 내 기포가 생성되어 부상하면서 용강의 교반력을 공급함에 의해 용강 및 슬래그의 성분 및 온도의 균일화와 동시에 정련작업이 진행된다.
그러나 이와 같이 제강공정 과정은 불순물을 제거하기 위한 다단계의 공정을 필요로 하기 때문에 제강 공정에 많은 시간이 소요되고, 이로 인해 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 하기의 선행기술문헌 중 특허문헌 1(한국공개특허공보 1986-0001886호)에서는 전로정련과정에서 오존을 취입하여 탄소, 규소, 인 황 등의 불순물을 제거하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 여기에서는 전로정련과정 중 오존을 취입함으로써 선철, 강, 그외 금속 및 금속 합금으로부터 불순물을 제거하는 동시에 습식 야금 공정을 가속화시키고 있다. 또한, 정련 중 냉각재로서 이산화탄소를 도입하여 전로 내의 온도를 조절하고 있다.
그러나 이와 같은 제강공정 과정에서도 예비용선처리공정은 여전히 수행되고 있어 제강 공정에 많은 시간이 소요되며, 냉각재인 이산화탄소를 도입하기 위한 배관 등의 설비를 추가적으로 설치해야 하기 때문에 설비가 복잡해지는 문제점이 있다.
KR 1986-0001886 A KR 10-0423452 B1
본 발명은 오존(O3)을 이용하여 전로에서 탈황, 탈린 및 탈탄 처리 등의 탈류 처리를 동시에 수행할 수 있는 용융물 처리장치 및 그 처리방법을 제공한다.
본 발명은 제강 공정을 단순화시켜 전로 출강 시간을 단축시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 용융물 처리장치 및 그 처리방법을 제공한다.
본 발명은 전로 내에 오존을 원활하게 공급하여 제강 작업을 안정적으로 수행할 수 있는 용융물 처리장치 및 그 처리방법을 제공한다.
본 발명은 원광석 및 철산화물을 냉각재로 사용하여 전로 내의 용강을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있는 용융물 처리장치 및 그 처리방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리장치는, 용탕이 수용될 수 있는 공간을 갖는 용기와; 물을 전기 분해하여 오존(O3)을 발생하는 오존 발생유닛; 및 상기 오존 발생유닛에서 발생된 오존을 상기 용기 내부로 공급하는 공급유닛;을 포함한다.
여기에서 상기 오존 발생유닛은 물을 수용하는 저장용기와, 상기 저장용기로부터 물을 공급받아 물을 전기 분해함으로써 오존을 발생시키는 오존 발생기를 포함하고, 상기 공급유닛은 상기 저장용기와 상기 오존 발생기를 연결하는 제1배관과, 상기 오존 발생기와 상기 용기를 연결하는 제2배관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공급유닛은 상기 제1배관과 제2배관을 연결하는 바이패스 배관을 추가로 포함하며, 상기 바이패스 배관에는 오존 발생기가 추가로 구비될 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리장치는, 용탕이 수용될 수 있는 공간을 갖는 용기와; 산소를 발생시키는 산소 발생기와; 상기 산소 발생기에서 발생된 산소를 오존으로 변환시키는 오존 발생기와; 상기 산소 발생기와 상기 오존 발생기를 연결하는 제1배관과; 상기 오존 발생기와 상기 용기를 연결하는 제2배관; 및 상기 제1배관과 상기 제2배관을 서로 연결하는 바이패스 배관;을 포함한다.
상기 바이패스 배관에는 오존 발생기가 추가로 구비될 수도 있다.
상기 오존 발생기는 무성방전법, 광화학법 및 방사능법 중 어느 한 가지를 이용하여 산소를 오존으로 변환시킬 수 있다.
또한, 상기 제2배관에는 상기 용기 내부로 연장되어 구비되는 송취랜스가 구비될 수도 있으며, 상기 제1배관, 제2배관, 바이패스 배관 및 송취랜스는 스테인레스 스틸로 형성되어 오존에 의한 손상을 방지할 수도 있다.
상기 제1배관과 제2배관에는 유량 조절밸브가 구비되어, 상기 용기 내부로 공급되는 오존의 양을 조절할 수도 있다.
또한, 상기 용기는 전로 또는 상기 용탕이 수용되는 레이들 상부에 설치되는 탈가스 용기일 수도 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리방법은, 고로에서 생산된 용선을 전로에 장입하는 과정과; 상기 전로 내부에 20vol% 내지 100vol%의 오존을 포함하는 기체를 공급하여 용강 중에 함유된 불순물을 제거하는 동시에, 원광석 및 철산화물 중 적어도 한 가지 이상의 냉각재를 투입하며 수행되는 전로 정련 과정과; 상기 불순물이 제거된 용강을 2차 정련 장치로 출탕하는 과정과; 상기 용강을 2차 정련하는 과정;을 포함한다.
여기에서 상기 2차 정련하는 과정은 용강이 수용된 레이들 상부에 설치되는 탈가스 용기에 오존을 포함하는 기체를 공급하여 상기 용강 중에 함유된 불순물을 제거할 수도 있다.
상기 불순물은 인, 탄소 및 황 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 오존에 의한 산화 반응을 통해 제거될 수 있다.
삭제
본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리장치에 의하면, 전로 내에서 탈황, 탈린 및 탈탄을 동시에 처리할 수 있다. 즉, 전로 내에 강한 산화력을 갖는 오존(O3)을 공급하여 황을 산화 작용에 의해 제거함으로써 탈황을 위한 예비용선처리 공정과 버블링 공정을 생략할 수 있다. 이에 제강 공정을 단순화하여 제강 공정에 소요되는 시간을 단축하고, 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.
특히, 오존은 순산소에 비해 동일 유량 대비 훨씬 많은 산소 원자를 포함하고 있기 때문에, 보다 활발한 산화 반응을 일으킬 수 있다. 이에 정련 시 소요되는 시간을 단축시켜 생산성을 보다 향상시킬 수도 있다.
또한, 전로 정련 공정 시 냉각재로서 원광석 및 철산화물을 이용함으로써 전로 내의 용강을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 용강 내 철(Fe) 성분을 증가시켜 생산성도 향상시킬 수도 있다.
게다가 오존 발생기를 병렬 구조로 구성하는 경우에는 조업 중단 없이 정련 공정을 안정적으로 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전로 정련 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 적용된 오존 발생유닛의 다양한 변형 예를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 2차 정련 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제강 공정 과정을 보여주는 블록도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전로 정련 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 적용된 오존 발생유닛의 다양한 변형 예를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전로 정련 장치는 고로에서 생산된 용선(110)을 내부에 수용하는 전로(100)와, 오존(O3)을 발생하는 오존 발생유닛(200) 및 오존 발생유닛(200)에서 발생된 오존을 전로(100) 내부로 공급하는 공급유닛(300)을 포함한다.
일반적으로 전로 정련 장치는 순산소를 공급받아 전로 내부에 수용된 용선으로부터 인, 탄소 등의 불순물을 제거하기 위한 장치이다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 전로 정련 장치에서는 오존 발생유닛에서 생성된 오존을 공급받아 인, 탄소 등의 불순물과 함께 황을 제거할 수 있다. 즉, 통상적으로 예비용선처리 과정과 버블링 과정에서 환원 반응을 통해 제거되던 황을 전로에서 오존을 이용한 산화 반응을 통해 제거할 수 있다. 이는 오존이 순산소에 비해 순산소에 비해 동일 유량 대비 산소 원자를 50% 이상 함유하고 있고, 강력한 산화력을 갖는 특징에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에서는 전로 정련 장치 내에 냉각재를 투입하는 냉각재 공급장치가 구비될 수 있다. 냉각재 공급장치는 원광석 및 철산화물 등과 같은 냉각재를 전로(100) 내부에 투입하며, 기 적용되고 있는 냉각재 공급장치가 그대로 사용될 수 있다. 이에 냉각재를 투입하기 위한 별도의 설비를 추가적으로 설치할 필요가 없어, 설비가 복잡해지거나 추가적인 비용이 소요되지 않는다. 여기에서 전로(100)는 공지의 구성요소로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
오존 발생유닛(200)은 다양한 방법을 통해 오존을 생성하고, 공급유닛(300)은 오존 발생유닛(200)에서 발생된 오존을 전로(100) 내부로 공급하게 된다.
오존 발생유닛(200)은 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 그 구체적인 예는 도 2에 도시된 바와 같다. 여기에서 점선은 산소의 이동경로를 나타내고, 실선을 오존의 이동경로를 나타낸다.
도 2의 (a)를 참조하면, 오존 발생유닛은 산소 발생기(210) 및 오존 발생기(220)와, 산소 발생기(210)와 오존 발생기(220)를 서로 연결하는 제1배관(302)과, 오존 발생기(220)와 전로(100)를 연결하는 제2배관(304)과, 일측은 제2배관(304)에 연결되고, 타측은 전로(100) 내부로 연장되어 구비되는 송취랜스(320) 및 제2배관(304)에 구비되는 유량 조절밸브(310)를 포함한다.
여기에서 산소 발생기(210)는 순산소를 수용하고 있는 산소 탱크일 수도 있으며, 공기를 공급하는 수단일 수도 있다. 또한, 오존 발생기(220)는 무성방전법이나, 광화학법, 방사능법 등을 이용하여 산소 또는 공기를 오존으로 발생시킬 수 있다. 예컨대, 무성방전법은 산소에 고전압을 인가하여 오존으로 변환시키는 방법이고, 광화학법은 산소에 자외선을 조사하여 오존으로 변환시키는 방법이며, 방사능법은 방사선을 산소에 조사하여 오존으로 변환시키는 방법이다.
여기에서 오존의 강력한 산화력에 의해 제1 및 제2배관(302, 304)과 송취랜스(320)가 부식되는 것을 억제하기 위하여, 제1 및 제2배관(302, 304)과 송취랜스(320)는 스테인레스 스틸 등으로 형성하는 것이 좋다. 또한, 오존과 직접 접촉하는 유량 조절밸브(310)나 그 이외의 구성에도 오존에 의한 부식을 억제하기 위해 스테인레스 스틸 등을 적용하거나, 내부식 처리를 수행하는 것이 좋다.
또한, 송취랜스(320)는 송취랜스(320)를 통해 분사되는 오존과 용선(110)과의 접촉 면적을 최대화시킬 수 있도록 전로(100) 내부에서의 높이를 적절하게 조절할 수도 있다.
도 2의 (b)를 참조하면, 오존 발생유닛(200)은 산소 발생기(210)와 오존 발생기(220)를 연결하는 제1배관(302)과, 오존 발생기(220)와 전로(100)를 연결하는 제2배관(304)과, 제1배관(302)과 제2배관(304)을 연결하는 바이패스 배관(306)과, 일측은 제2배관(304)에 연결되고, 타측은 전로(100) 내부로 연장되어 구비되는 송취랜스(320)와, 제1배관(302)에 구비되는 제1유량 조절밸브 및 제2배관(304)에 구비되는 제2유량 조절밸브(312)를 포함할 수 있다.
이와 같이 제1배관(302)과 제2배관(304)에 바이패스 배관(306)을 연결하면, 산소 발생기(210)에서 발생되는 산소와, 오존 발생기(220)에서 발생된 오존을 전로(100)에 선택적으로 공급할 수 있게 된다. 즉, 제1유량 조절밸브(310)와 제2유량 조절밸브(312)를 조절하여 바이패스 배관(306)을 폐쇄하는 경우, 산소 발생기(210)에서 발생된 산소가 오존 발생기(220)에서 오존으로 변환되어 전로(100)에 공급될 수 있다. 또한, 제1유량 조절밸브(310)와 제2유량 조절밸브(312)를 조절하여 바이패스 배관(306)을 개방하여 산소 발생기(210)에서 발생된 산소가 오존 발생기(220)로 공급되지 않고 바이패스 배관(306)을 통해 제2배관(304)을 거쳐 전로(100)로 공급될 수 있도록 할 수도 있다. 이외에도 제1유량 조절밸브(310)와 제2유량 조절밸브(312)의 조절을 통해 전로(100) 내부로 공급되는 산소와 오존의 양을 다양하게 조절할 수도 있다.
도 2의 (c)를 참조하면, 오존 발생유닛(200)은 도 2의 (b)의 구성에 오존 발생기(220)를 추가로 연결하여 구성될 수도 있다. 즉, 바이패스 배관(306) 상에 오존 발생기(220)를 추가로 연결하여, 오존 발생기(220)를 병렬 구조로 형성할 수도 있다. 도면에서는 제1배관(302)과 제2배관(304)에 하나의 바이패스 배관(306)이 연결되고, 바이패스 배관(306)에 하나의 오존 발생기(220)가 추가로 연결된 것으로 보여지고 있지만, 제1배관(302)과 제2배관(304)에 복수 개의 바이패스 배관을 설치하고, 각각의 바이패스 배관에 오존 발생기(220)가 추가로 연결될 수도 있음은 물론이다. 이와 같이 복수 개의 오존 발생기(220)를 병렬로 연결하면, 하나의 오존 발생기(220)가 손상되었거나 수리 중인 경우, 병렬로 연결된 또 다른 오존 발생기(220)를 사용할 수 있게 된다. 이에 따라 정련 공정을 지속적으로 수행할 수 있어 작업 효율이 저하되거나, 그에 따른 생산량의 감소를 방지할 수 있다.
한편, 오존 발생유닛(200)은 물을 전기 분해함으로써 오존을 발생시킬 수도 있다. 이때, 오존 발생유닛(200)은 물을 수용하는 저장용기(미도시)와, 저장용기로부터 물을 공급받아 물을 전기 분해하여 오존을 발생시키는 오존발생기(미도시)를 포함할 수 있다. 이와 같은 오존 발생유닛(200)은 전술한 도 2의 (a)와 (c)와 동일한 형태로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 2차 정련 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 2차 정련 장치는 탈가스 장치로서, 전로 정련 과정이 완료된 용강(410)을 수용하는 레이들(400) 상부에 설치된 탈가스 용기(430)와, 오존(O3)을 발생하는 오존 발생유닛(200) 및 오존 발생유닛(200)에서 발생된 오존을 탈가스 용기(430) 내부로 공급하는 공급유닛(300)을 포함한다. 여기에서 오존 발생유닛(200)과 공급유닛(300)은 앞서 설명한 도 2에서 설명한 구성과 동일한 구성이 적용될 수 있다.
탈가스 용기(430)는 전로 정련 과정이 완료된 용강을 수용하는 레이들(400) 상부에 설치되어, 진공을 형성함으로써 레이들(400) 내의 용강(410)을 탈가스 용기(430) 내부로 환류시키면서 용강(410) 내에 함유된 불순물이나 가스를 제거하기 위한 장치이다. 일반적으로 2차 정련 장치에서는 정련 공정이 완료된 용강 내에 잔류하는 불순물을 제거하기 위하여, 탈가스 용기 내부로 산소를 공급하였다. 그러나 여기에서는 탈가스 용기(340) 내부에 산소 대신 오존을 공급하여 불순물을 제거하고 있다. 앞서 설명한 바와 같이 오존은 산소에 비해 산화력이 강하고, 동일 유량 대비 월등히 많은 산소 원자를 함유하고 있어, 불순물 제거를 위한 산화반응이 활발하게 일어나게 된다. 이에 2차 정련에 소요되는 공정 시간을 단축할 수 있게 된다.
이에 상술한 바와 같은 정련 장치를 통해 제강 공정 과정을 단순화할 수 있어, 제강 공정에 소요되는 시간을 단축하고, 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 정련 장치를 이용하여 용선 및 용강을 처리하는 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제강 공정 과정을 보여주는 블록도이다.
먼저, 고로에서 생산된 용선(110)을 전로(100)에 장입한다.
다음, 전로(100) 내부에 오존을 공급하여 용선(110) 중에 함유된 황, 인 및 탄소를 포함하는 불순물을 제거하는 전로 정련 과정을 수행한다(S100). 용선(110) 중에 함유된 불순물 중 황은 통상적으로 예비용선처리과정에서 산화칼슘(CaO)을 이용한 환원 반응을 이용하여 제거되고, 전로 정련 과정 후 버블링 공정을 통해 잔류하는 황을 제거하였다. 그러나 여기에서는 강력한 산화력을 갖는 오존을 이용한 산화반응을 통해 황을 제거하고 있다. 즉, 오존에는 순산소 가스와 비교할 때, 동일 유량 대비 50% 이상 많은 산소 원자를 갖고 있어 용선(110) 중의 불순물과 활발한 반응을 일으키게 된다. 황의 경우에는 오존과 활발하게 반응하여 이산화황, 삼산화황 등과 같은 산화황을 형성하며 제거된다. 또한, 탄소, 인 등의 불순물도 오존과 산화 반응을 일으키면서 제거된다.
전로(100) 내부에는 오존만 공급될 수도 있고, 필요에 따라서는 산소 등의 다른 기체와 함께 공급될 수도 있다. 특히, 공급되는 오존의 양이 많을수록 불순물과의 산화 반응은 더욱 활발해질 수 있으며, 이에 따라 공급되는 오존의 양을 적절하게 조절함으로써 전로정련공정에 소요되는 시간을 조절할 수도 있다. 이때, 전로(100) 내부로 공급되는 기체 중 0.1vol% 내지 100vol%의 오존이 포함될 수 있으며, 바람직하게는 20vol% 내지 100vol%의 오존이 포함되는 것이 좋다.
이와 같이 용강 내의 불순물이 오존과 활발하게 반응하면서 용강의 온도가 급격하게 상승할 수 있다. 이에 전로 내에 냉각재를 투입하여 용강의 온도를 냉각시킬 필요가 있다. 본 발명의 실시 예에서는 냉각재로서 원광석 및 철산화물(Fe2O3, Fe3O4)을 사용한다. 앞서 설명한 선행기술문헌의 특허문헌 1(한국공개특허공보 1986-0001886호)에 따르면, 냉각재로서 이산화탄소를 이용하고 있다. 이와 같이 이산화탄소를 냉각재로 사용하는 경우, 기체 상태의 이산화탄소가 전로 내에서 많은 공간을 차지하기 때문에 전로 내로 공급되는 오존의 양이 상대적으로 줄어들게 된다. 이에 불순물과 오존 간의 산화 반응이 제대로 이루어지지 않아 불순물의 제거 속도가 줄어들게 되는 문제점이 발생하게 된다. 그러나 본 발명의 실시 예에서는 고체 상태의 냉각재, 즉 원광석 및 철산화물을 전로 내의 용강 중에 직접 투입하기 때문에 전로 내에서 오존이 차지하는 공간이 거의 줄어들지 않아 용강을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 동시에, 오존과 불순물 간에 산화 반응을 원활하게 유지시킬 수 있게 된다. 또한, 철(Fe)을 함유하는 원료가 투입되기 때문에 생산되는 용강 내의 철 함량을 증가시킬 수 있는 이점도 있다.
이어서, 불순물이 일차적으로 제거된 용강을 출강하여 2차 정련 장치로 옮겨 2차정련공정을 수행한다(S200). 이때, 2차정련공정은 탈가스 장치에서 수행될 수 있다. 즉, 전로정련공정이 완료된 용강은 탈가스 장치의 레이들(400)에 장입되고, 레이들(400) 상부에 설치된 탈가스 용기(430) 내부에 진공을 형성하여 용강(410)을 탈가스 용기(430) 내부로 환류시킨다. 이때, 탈가스 용기(430) 내부에 오존을 공급하여, 레이들(400)과 탈가스 용기(430)를 환류하는 용강(410)을 오존과 접촉시킨다. 이에, 용강(410) 중에 함유된 불순물과 오존이 상호 반응하면서 황, 인, 탄소 등의 불순물이 제거된다. 이때, 탈가스 용기(430)에는 오존 이외에도 아르곤 등의 기체가 추가로 공급될 수 있으며, 탈가스 용기(430) 내로 공급되는 기체 중 오존의 양은 0.1vol% 내지 100vol% 범위에서 적절하게 조절될 수 있다.
그 후, 2차정련공정이 완료된 용강을 이용하여 슬라브, 빌렛 등으로 주조한다(S300).
상기한 바에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 제강 공정은 전로정련공정에서 오존을 이용한 산화 반응으로 황, 인, 탄소 등의 불순물을 동시에 제거할 수 있다. 또한, 오존은 순산소에 비해 동일 유량 대비 훨씬 많은 산소 원자를 포함하고 있기 때문에, 더욱 활발한 산화 반응을 일으켜 불순물 제거를 위한 정련 과정을 단축할 수도 있다. 따라서 종래에 황을 제거하기 위한 예비용선처리공정이나 버블링 공정을 생략할 수 있어, 단순하게 하여 제강 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 용강을 냉각시키기 위한 냉각재 투입장치를 그대로 사용하기 때문에 추가적인 설비 투자가 필요 없어 제조 비용을 낮출 수도 있다. 게다가 냉각재로서 원광석 및 철산화물을 사용하기 때문에 불순물과 오존 간의 산화 반응을 원활하게 유지하는 동시에, 용강도 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 전로 110 : 용선
200 : 오존 발생유닛 210 : 산소 발생기
220, 222 : 오존 발생기 300 : 공급유닛
302 : 제1배관 304 : 제2배관
306 : 바이패스 배관 310 : 제1유량 조절밸브
312 : 제2유량 조절밸브 320 : 송취랜스
400 : 레이들 410 : 용강
430 : 탈가스 용기

Claims (15)

  1. 용탕이 수용될 수 있는 공간을 갖는 용기와;
    물을 전기 분해하여 오존(O3)을 발생하는 오존 발생유닛; 및
    상기 오존 발생유닛에서 발생된 오존을 상기 용기 내부로 공급하는 공급유닛;
    을 포함하고,
    상기 오존 발생유닛은 물을 수용하는 저장용기와, 상기 저장용기로부터 물을 공급받아 물을 전기 분해함으로써 오존을 발생시키는 오존 발생기를 포함하며,
    상기 공급유닛은 상기 저장용기와 상기 오존 발생기를 연결하는 제1배관과, 상기 오존 발생기와 상기 용기를 연결하는 제2배관을 포함하는 용융물 처리장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 공급유닛은 상기 제1배관과 제2배관을 연결하는 바이패스 배관을 추가로 포함하며, 상기 바이패스 배관에는 오존 발생기가 추가로 구비된 용융물 처리장치.
  4. 용탕이 수용될 수 있는 공간을 갖는 용기와;
    산소를 발생시키는 산소 발생기와;
    상기 산소 발생기에서 발생된 산소를 오존으로 변환시키는 오존 발생기와;
    상기 산소 발생기와 상기 오존 발생기를 연결하는 제1배관과;
    상기 오존 발생기와 상기 용기를 연결하는 제2배관; 및
    상기 제1배관과 상기 제2배관을 서로 연결하는 바이패스 배관;
    을 포함하는 용융물 처리장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 바이패스 배관에는 오존 발생기가 추가로 구비된 용융물 처리장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 용기는 전로 또는 상기 용탕이 수용되는 레이들 상부에 설치되는 탈가스 용기인 용융물 처리장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 오존 발생기는 무성방전법, 광화학법 및 방사능법 중 어느 한 가지를 이용하여 산소를 오존으로 변환시키는 용융물 처리장치.
  8. 청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 제2배관에는 상기 용기 내부로 연장되어 구비되는 송취랜스가 구비된 용융물 처리장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1배관, 제2배관, 바이패스 배관 및 송취랜스는 스테인레스 스틸로 형성된 용융물 처리장치.
  10. 청구항 3 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 제1배관과 제2배관에는 유량 조절밸브가 구비된 용융물 처리장치.
  11. 고로에서 생산된 용선을 전로에 장입하는 과정과;
    상기 전로 내부에 20vol% 내지 100vol%의 오존을 포함하는 기체를 공급하여 용강 중에 함유된 불순물을 제거하는 동시에, 원광석 및 철산화물 중 적어도 한 가지 이상의 냉각재를 투입하여 용강을 냉각시키는 전로 정련 과정과;
    상기 불순물이 제거된 용강을 2차 정련 장치로 출탕하는 과정과;
    상기 용강을 2차 정련하는 과정;
    을 포함하는 용융물 처리방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 2차 정련하는 과정은 용강이 수용된 레이들 상부에 설치되는 탈가스 용기에 오존을 포함하는 기체를 공급하여 상기 용강 중에 함유된 불순물을 제거하는 용융물 처리방법.
  13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 불순물은 인, 탄소 및 황 중 적어도 하나 이상을 포함하며, 오존에 의한 산화 반응을 통해 제거되는 용융물 처리방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020110078248A 2011-08-05 2011-08-05 용융물 처리장치 및 그 처리방법 KR101321853B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110078248A KR101321853B1 (ko) 2011-08-05 2011-08-05 용융물 처리장치 및 그 처리방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110078248A KR101321853B1 (ko) 2011-08-05 2011-08-05 용융물 처리장치 및 그 처리방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130015912A KR20130015912A (ko) 2013-02-14
KR101321853B1 true KR101321853B1 (ko) 2013-10-22

Family

ID=47895629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110078248A KR101321853B1 (ko) 2011-08-05 2011-08-05 용융물 처리장치 및 그 처리방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101321853B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR860001886A (ko) * 1984-08-01 1986-03-24 원본미기재 금속 및 금속합금의 정련시 오염원소의 제거방법
JPH06184615A (ja) * 1992-12-21 1994-07-05 Kawasaki Steel Corp 精錬炉の吹込みガス流量制御方法
KR100423452B1 (ko) 2000-12-22 2004-03-19 주식회사 포스코 전로 취련중 용철의 탈황방법
JP3708966B2 (ja) 1995-08-28 2005-10-19 新日本製鐵株式会社 溶鋼の真空精錬方法及びその装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR860001886A (ko) * 1984-08-01 1986-03-24 원본미기재 금속 및 금속합금의 정련시 오염원소의 제거방법
JPH06184615A (ja) * 1992-12-21 1994-07-05 Kawasaki Steel Corp 精錬炉の吹込みガス流量制御方法
JP3708966B2 (ja) 1995-08-28 2005-10-19 新日本製鐵株式会社 溶鋼の真空精錬方法及びその装置
KR100423452B1 (ko) 2000-12-22 2004-03-19 주식회사 포스코 전로 취련중 용철의 탈황방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130015912A (ko) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4736466B2 (ja) 高クロム溶鋼の溶製方法
JP4742740B2 (ja) 低硫鋼の溶製方法
JP2015042777A (ja) 高窒素鋼の溶製方法
JP5272479B2 (ja) 溶鉄の脱硫精錬方法
JP4487812B2 (ja) 低燐溶銑の製造方法
JP2008063610A (ja) 溶鋼の製造方法
JP7180820B1 (ja) 溶鋼の精錬方法
KR101321853B1 (ko) 용융물 처리장치 및 그 처리방법
JP4687103B2 (ja) 低炭素アルミキルド鋼の溶製方法
JP2006249569A (ja) 低燐溶銑の製造方法
WO2018123991A1 (ja) 溶銑の予備処理方法と極低燐鋼の製造方法
KR20030040541A (ko) 스테인리스 강, 특히 크롬 및 크롬/니켈을 함유한 고급강의 제조 방법
EP3976837B1 (en) Device and method for continuous desulphurisation of liquid hot metal
JP2018188730A (ja) 転炉製鋼方法
JPWO2018216660A1 (ja) 高マンガン鋼の溶製方法
Zulhan et al. Vacuum treatment of molten steel: RH (Rurhstahl Heraeus) versus VTD (vacuum tank degasser)
WO2016098347A1 (ja) 溶銑の予備処理方法
KR101542533B1 (ko) 강의 제조 방법
JP2011017047A (ja) 溶鉄の脱硫精錬方法
JP4534734B2 (ja) 低炭素高マンガン鋼の溶製方法
WO2022270225A1 (ja) 溶鋼の精錬方法
JP6848780B2 (ja) 転炉の操業方法
JP7211557B2 (ja) 溶鉄の精錬方法
JP7180821B1 (ja) 溶鋼の精錬方法
JP4857830B2 (ja) 転炉製鋼方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171017

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181017

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191017

Year of fee payment: 7