KR101424642B1 - 용강의 정련 방법 - Google Patents

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KR101424642B1 KR1020120102752A KR20120102752A KR101424642B1 KR 101424642 B1 KR101424642 B1 KR 101424642B1 KR 1020120102752 A KR1020120102752 A KR 1020120102752A KR 20120102752 A KR20120102752 A KR 20120102752A KR 101424642 B1 KR101424642 B1 KR 101424642B1
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Abstract

본 발명은 전로에서 용강의 정련 방법으로서, 전로에서의 정련을 준비하는 비취련 과정 및 전로 내로 산소를 취입하여 정련하는 취련 과정을 포함하고, 비취련 과정에서 상기 전로 내로 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min의 불활성 가스를 취입한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 비취련 단계에서 교반을 불활성 가스의 취입 유량을 조정함으로써, 노즐 막힘을 방지하고, 이로 인해 정련 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

용강의 정련 방법{Refining method of the molten steel}
본 발명은 용강의 정련 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정련 효율을 향상시킬 수 있는 용강의 정련 방법에 관한 것이다.
일반적인 정련 방법은 탈린로(탈린을 위한 전로) 내로 산소를 취입하여 탈린하는 단계 및 탈탄로(탈탄을 위한 전로) 내로 산소를 취입하여 탈탄하는 단계를 포함하며, 탈린 및 탈탄 단계에서 용강을 교반시키기 위해 탈린로 및 탈탄로 하부에 설치된 노즐을 이용하여 불활성 가스를 취입한다. 또한, 탈린 단계에 앞서 탈린로를 대기시키고, 상기 탈린로 내로 용강 및 고철을 장입하는 단계, 탈린 후에 슬래그를 배제하는 단계를 포함하며, 탈탄 단계에 앞서 탈탄로를 대기시키고, 상기 탈탄로 내로 용강 및 고철을 장입하는 단계, 탈탄 후에 슬래그를 배제하는 단계를 포함한다. 그리고 통상적으로 탈린 및 탈탄 조업 전, 후에 노즐을 이용하여 불활성 가스를 취입하는데, 저취 유량이 높으면 노즐의 침식 속도가 빨라지기 때문에, 그 취입 유량을 0.02 Nm3/t.s_min 으로 하여, 최소로 취입하였다.
한편, 용강은 소정의 점도를 가지고 있기 때문에, 불활성 가스가 취입되는 노즐에 용강이 부착되어 상기 노즐이 막히는 문제가 발생 된다. 또한 이전 조업에서의 슬래그 및 코팅제가 노즐 막힘의 원인이 된다. 그런데, 종래에는 노즐로부터 취입되는 불활성 가스의 취입 유량이 0.01 Nm3/t.s_min 내지 0.02 Nm3/t.s_min 으로 너무 낮아 분사압이 세지 못하므로, 노즐에 부착된 용강을 탈락시키지 못하여, 노즐이 막히는 문제가 발생 되었다.
이에, 탈린 또는 탈탄 단계에서 작업자가 탈린 또는 탈탄을 위한 불활성 가스의 취입 유량을 설정하여 명령을 하더라도(이하, 설정 유량), 실제로 탈린로 또는 탈탄로 내로 취입되는 불활성 가스의 취입 유량은 설정 유량의 20% 미만 수준이었다. 이는, 상술한 바와 같이 탈린 또는 탈탄 단계 전에 미리 불활성 가스를 취입하는데 있어서, 그 유량이 너무 작아 노즐에 부착된 용강, 슬래그 또는 코팅제를 탈락시키지 못해, 상기 노즐이 막혔기 때문이다.
또한, 이와 같이 노즐이 막혀 실제 취입되는 불활성 가스의 유량이 작은 경우, 용강이 원활히 교반되지 않으므로, 탈린 또는 탈탄이 충분히 이루어지지 않는 문제가 발생된다. 따라서, 탈린 또는 탈탄 조업을 2번 이상 복수번 진행해야 하며, 이로 인해 조업 시간이 장시간 소요된다.
일본공개특허 2000-328121에는 취련 단계에서 불활성 가스의 저취 유량을 0.15 Nm3/t.s_min 내지 0.18 Nm3/t.s_min로 하는 용강의 탈린 방법이 개시되어 있다.
일본공개특허 2000-328121
본 발명은 정련 효율을 향상시킬 수 있는 용강의 정련 방법을 제공한다.
본 발명은 취련 단계에서 용강의 교반력을 향상시키는 용강의 정련 방법을 제공한다.
본 발명은 전로에서 용강의 정련 방법으로서, 상기 전로에서의 정련을 준비하는 비취련 과정; 및 상기 전로 내로 산소를 취입하여 정련하는 취련 과정;을 포함하고, 상기 비취련 과정에서 상기 전로 내로 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min의 불활성 가스를 취입한다.
상기 비취련 과정은 전로의 대기 단계, 상기 전로에 용강을 장입하는 단계 및 취련 과정 이후 슬래그의 배제 단계 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 취련 과정은 탈린 단계 및 탈탄 단계 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 비취련 과정에서 상기 전로의 사용 횟수에 따라 상기 불활성 가스의 취입량을 가변 시킨다.
상기 탈린 단계 전 대기 단계에서, 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min인 것이 바람직하다.
상기 탈린 단계 전 비취련 과정 중 대기 단계에서, 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 '0.06 Nm3/t.s_min + (전로 사용 횟수 * 0.00004)' 식에 의해 산출된 값인 것이 바람직하다.
상기 탈린 단계 전 장입 단계, 탈린 단계 후 배제 단계, 상기 탈탄 단계 전 대기 단계, 장입 단계 및 상기 탈탄 단계 후 배제 단계 중 적어도 하나의 단계에서 , 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min인 것이 바람직하다.
상기 탈린 단계 전 장입 단계, 탈린 단계 후 배제 단계, 상기 탈탄 단계 전 대기 단계, 장입 단계 및 상기 탈탄 단계 후 배제 단계 중 적어도 하나의 단계에서 , 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 '0.03 Nm3/t.s_min + (전로 사용 횟수 * 0.00004)' 식에 의해 산출된 값인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 비취련 단계에서 교반을 불활성 가스의 취입 유량을 조정함으로써, 노즐 막힘을 방지하고, 이로 인해 정련 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 전로의 사용 횟수에 따라 불활성 가스의 취입 유량을 가변 시킴으로써, 전로의 사용 횟수에 따라 적정한 양의 불활성 가스를 취입시킬 수 있으며, 이로 인해 정련 효율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 전로, 전로의 상측에서 산소를 취입하는 랜스, 전로로 불활성 가스를 취입하는 노즐을 도시한 단면도
도 2는 일반적인 전로에서의 정련 방법을 순서적으로 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용강의 정련 방법을 순서적으로 도시한 순서도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 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 일반적인 전로, 전로의 상측에서 산소를 취입하는 랜스, 전로로 불활성 가스를 취입하는 노즐을 도시한 단면도이다. 도 2는 일반적인 전로에서의 정련 방법을 순서적으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 용강의 정련 방법을 순서적으로 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 전로(100)는 용강 및 고철이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기로서, 상측은 개방되어 있고(노구), 측부에 출강구가 마련된다. 여기서, 전로(100)의 출강구로는 랜스(200)가 삽입 설치되어, 용강의 정련을 위한 산소가 취입된다. 그리고, 전로(100)의 하부로는 용강의 교반을 위한 불활성 가스가 취입되는 노즐(또는 저취 노즐)(300)이 삽입 설치된다.
이러한 전로는 제조된 용강을 수용하여, 상기 용강을 정련하는데 사용되는데, 일반적인 정련 조업에서는 탈린 조업이 실시되는 전로(이하, 탈린로(100))(100)와 탈탄 조업이 실시되는 전로(이하, 탈탄로(100))(100)가 별도로 구비된다. 그러나, 탈린로(100) 및 탈탄로(100)는 도 1에 도시된 바와 같은 동일한 형상, 구조 및 구성을 가진다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일반적인 용강의 정련은 탈린로(100)를 대기시키는 단계(S110), 탈린로(100)에 용강 및 고철을 장입하는 단계(S120), 랜스(200)를 이용하여 탈린로(100) 내부로 산소를 취입하여 용강 중 P를 제거하는 탈린 단계(S200), 탈린로(100)로부터 탈린 중 발생된 슬래그를 배제하는 단계(S310), 탈탄로(100)를 대기시키는 단계(S320), 탈린로(100)에서 탈린 조업이 종료된 용강과 고철을 장입하는 단계(S330), 랜스(200)를 이용하여 탈탄로(100) 내부로 산소를 취입하여 용강 중 C를 제거하는 탈탄 단계(S400) 및 탈탄로(100)로부터 탈탄 중 발생된 슬래그를 배제하는 단계(S510)를 포함한다. 여기서, 탈린 단계(S200) 전에 제조된 용강을 예비 정련하여, 용강 중 S(황)을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
탈린 단계(S200) 및 탈탄 단계(S400) 각각은 랜스(200)를 통해 산소를 취입하여, 용강 중 P 및 C를 제거하는 취련 단계이다. 이에, 하기에서는 산소가 취입되어 용강 중 P 또는 C가 제거되는 단계인 탈린 단계(S2000 및 탈탄 단계(S400)를 취련 단계로 명명한다.
또한, 탈린 단계(S200) 이전 단계인 탈린로(100)의 대기 단계(S110), 탈린로(100)에 용강 및 고철을 장입하는 단계(S120), 탈린로(100)로부터 탈린 중 발생된 슬래그를 배제하는 단계(S310)와, 탈탄 단계(400) 이전 단계인 탈탄로(100)의 대기 단계(S320), 탈린로(100)에서 탈린 조업이 종료된 용강과 고철을 장입하는 단계(S330) 및 탈탄로(100)로부터 탈탄 중 발생된 슬래그를 배제하는 단계(S510) 각각에서는 정련을 위한 산소가 취입되지 않으므로, 하기에서는 비취련 단계로 명명한다. 이때, 탈린 이전의 대기 단계(S110) 및 장입 단계(S120)는 제 1 비취련 단계, 탈린 단계(200) 이후와 탈탄 단계(S400) 사이의 단계인 배제 단계(S310), 대기 단계(S320) 및 장입 단계(S330)는 제 2 비취련 단계, 탈탄 단계(S400) 이후에 실시되는 배제 단계(S510)는 제 3 비취련 단계로 명명될 수 있다.
본 발명 실시예에서는 취련 단계(S200, S400) 뿐만 아니라, 비취련 단계(S110, S120, S310, S320, S330, S510)에서도 노즐(300)을 통해 불활성 가스를 취입한다. 비취련 단계(S110, S120, S310, S320, S330, S510)에서 불활성 가스를 취입하는 것은, 용강 또는 고철 등에 의해 고철이 막히는 것을 방지하여, 취련 단계에서 용강의 교반이 원활이 일어나도록 하기 위한 것이다. 실시예에서는 비취련 단계(S110, S120, S310, S320, S330, S510)에서 전로(100) 내로 취입되는 불활성 가스의 유량이 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3 /t.s_min이 되도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 비취련 단계(S110, S120, S310, S320, S330, S510)에서 전로(100) 내로 불활성 가스를 취입하는데 있어서, 전로(100)의 사용 횟수 즉, 탈린로(100) 및 탈탄로(100) 각각의 사용 횟수(노체 수명)에 따라 불활성 가스의 취입량을 가변 시킨다. 이는, 탈린로(100) 및 탈탄로(100)의 사용 횟수 증가에 따라, 용강의 교반율이 감소하는 것을 방지하기 위함이다. 보다 상세히 설명하면, 통상 탈린로(100) 및 탈탄로(100)의 사용 횟수가 증가할수록, 노즐 내부 및 전로 내부가 침식되어 내부 공간의 용적이 증가한다. 이에, 탈린로(100) 및 탈탄로(100) 내부 및 노즐의 용적 증가에 상관없이 동일한 양의 불활성 가스가 취입된다면, 용적 대비 취입되는 불활성 가스의 취입량이 작아, 교반이 원활이 일어나지 않는다. 특히, 노즐의 내부 용적 증가에 상관없이 동일한 양의 불활성 가스가 취입된다면, 노즐의 사용 횟수가 증가할수록 취입되는 분사압이 약해지며, 이로 인해 교반 효율이 저감 된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 탈탄로(100) 및 탈린로(100) 각각의 사용 횟수의 증가에 따라 불활성 가스의 취입 유량을 증가시켜, 용강의 교반 효율을 종래에 비해 향상시킨다.
본 실시예에서는 불활성가스로 N2(질소)를 사용하나, 이에 한정되지 않고 다양한 불활성 가스 예컨대, Ar(아르곤) 가스를 이용할 수도 있다.
표 1은 본 발명의 실시예에 따른 비취련 단계에서의 불활성 가스의 취입 유량을 나타낸 표이다.
비취련 구간 대기 [Nm3/t.s_min] 장입[Nm3/t.s_min] 배제[Nm3/t.s_min]
탈린로
 0.06 ~ 0.08
 0.03~0.05 0.03~0.05
0.06 + (전로 사용 횟수*0.00004) 0.03 + (전로 사용 횟수*0.00004) 0.03 + (전로 사용 횟수*0.00004)
탈탄로
 0.03~0.05 0.03~0.05 0.03~0.05
0.03 + (전로 사용 횟수*0.00004) 0.03 + (전로 사용 횟수*0.00004) 0.03 + (전로 사용 횟수*0.00004)
하기에서는 도 1 내지 도 3과 표 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 정련 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 제조된 용강을 예비 정련하여, 용강 중 S(황)을 제거한다. 이를 위해, 용강에 CaO, CaC2와 같은 탈류제를 투입하여, 용강 중 S를 제거한다. 이때, 예비 정련 후 S가 예컨대 ,0.001% 내지 0.015% 수준으로 저감 되도록 정련하는 것이 바람직하다.
예비 정련이 종료되면, 탈린을 위한 전로(100) 즉, 탈린로(100)를 마련하고, 대기시킨다(S110). 이때, 탈린로(100)의 하부에 설치된 노즐(300)을 통해 불활성 가스를 취입하는데, 실시예에서는 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min으로 취입한다. 또한, 탈린로(100)의 사용 횟수에 따라 불활성 가스의 취입 유량을 증가시키는데, 대기 단계(S110)에서는 하기의 제 1 식에 의해 산출된 값으로 불활성 가스를 취입한다.
0.06 + (전로 사용 횟수 * 0.00004) -------------- (제 1 식)
예컨대, 해당 조업에서 탈린에 사용될 탈린로(100)의 사용 횟수가 100회라면, 제 1 식에서 '전로 사용 횟수'에 '100'을 대입하여 산출하며, 이때 산출값은 0.064 Nm3/t.s_min이다. 다른 예로 탈린로(100) 사용 횟수가 500회라면, 산출값은 0.08 Nm3/t.s_min이 된다. 그리고, 500회를 초과하는 사용 횟수부터는 '전로의 사용 횟수'에 500을 대입하여 산출되는 값으로 불활성 가스를 취입하여, 0.08 Nm3/t.s_min을 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 본 발명의 실시예에서는 탈린 전의 대기 단계(S110)에서 불활성 가스의 취입 유량을 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min으로 조절하고, 탈린로(100)의 사용 횟수에 따라 제 1 식에 의해 가변 시킨다. 이는, 탈린 단계(S200)에서 노즐(300) 막힘을 방지하여 탈린로(100) 내에 수용된 처리물 즉, 용강, 고철, 산소 및 탈류제가 원활히 교반 되도록 하기 위함이다. 또한, 탈린로(100)의 사용 횟수에 따라 불활성 가스의 취입 유량을 가변 시킴으로써, 탈린로(100) 내로 취입되는 불활성 가스의 유량을 적정하게 조절할 수 있어, 활발한 교반 작용을 부여하면서, 노즐(300)의 과도한 침식을 방지할 수 있다.
그러나, 탈린 전 대기 단계(S110)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.06 Nm3/t.s_min 미만인 경우, 유량이 너무 작아 전회 조업에서 남은 잔류 슬래그 또는 코팅제가 부착되어 노즐(300)이 막히는 문제가 발생 되며, 이는 이후 탈린 단계에서 교반율을 저감시키는 요인이 된다. 반대로, 대기 단계(S110)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.08 Nm3/t.s_min 을 초과하는 경우, 취입되는 유량의 너무 커 노즐(300)이 쉽게 침식되며, 이로 인해 노즐(300)의 교체 주기가 늘어나는 문제가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 탈린 전 대기 단계(S110)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min이 되도록 한다.
이후, 탈린로(100) 내로 용강 및 고철을 장입 하면서(S120), 노즐(300)을 통해 탈린로(100) 내부로 불활성 가스를 취입하며, 장입 단계(S120)에서 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min 이다. 또한, 탈린로(100)의 사용 횟수에 따라 불활성 가스의 취입 유량을 증가시키는데, 장입 단계(S120)에서는 하기의 제 2 식에 의해 산출된 값으로 불활성 가스를 취입한다.
0.03 + (전로 사용 횟수 * 0.00004) -------------- (제 2 식)
예컨대, 탈린로(100)의 사용 횟수가 100회라면, 제 2 식에서 '전로 사용 횟수'에 '100'을 대입하여 산출하며, 이때 산출값은 0.034 Nm3/t.s_min이다. 다른 예로 탈린로(100) 사용 횟수가 500회라면, 산출값은 0.05 Nm3/t.s_min이 된다. 그리고, 500회를 초과하는 사용 횟수부터는 '전로의 사용 횟수'에 500을 대입하여 산출되는 값으로 불활성 가스를 취입하여, 0.05 Nm3/t.s_min을 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이에, 너무 적은 양의 불활성 가스가 취입되어 노즐이 막히거나, 불필요하게 과도한 양의 불활성 가스가 취입되는 것을 방지할 수 있다.
하지만, 예컨대 장입 단계(S120)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.03 Nm3/t.s_min 미만인 경우, 유량이 너무 작아 전회 조업에서 남은 잔류 슬래그 또는 코팅제 또는 장입되는 용강이 부착되어 노즐(300)이 막히는 문제가 발생 된다. 반대로, 대기 단계(S110)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.05 Nm3/t.s_min 를 초과하는 경우, 불필요하게 취입 유량이 증가되는 단점이 있다.
그리고, 탈린로(100)로 용강 및 고철을 장입하는 중에(S120), 추가적인 S(황)의 제거를 위해, 탈류제 예컨대 CaO(생석회)도 함께 투입될 수 있으며, 용강 및 고철의 투입 전에 탈류제가 먼저 투입되는 것이 바람직하다. 이는 먼저 탈류제를 장입하여 탈린로 바닥에 탈류제가 깔리도록 함으로써, 용강 및 고철 장입에 의한 충격으로부터 보호하기 위함이다.
탈린로(100) 내로 탈류제, 용강 및 고철의 장입이 완료되면, 랜스(200)를 통해 산소를 취입하여 탈린을 실시한다(S200). 그리고, 탈린로(100) 내로 산소를 취입하는 동안, 노즐(300)을 통해 불활성 가스를 취입하는데, 이때 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.15 Nm3/t.s_min, 바람직하게는 0.1 Nm3/t.s_min 내지 0.15 Nm3/t.s_min 인 것이 효과적이다. 여기서, 랜스(200)는 탈린로(100)의 상부를 통해 삽입되어 산소를 취입(상취)하며, 노즐(300)은 탈린로(100)의 하부에 삽입되어 불활성 가스를 취입(저취) 하는데, 상기 산소는 용강 중 P와 반응하여 P를 제거하고, 불활성 가스는 전술한 바와 같이 용강 중 P와 산소가 반응이 용이하도록 교반 시킨다. 따라서, 취입되는 불활성 가스에 의해 용강, 고철, 산소 및 탈류제가 교반되어 혼합되면, 용강 중 P와 산소가 반응하여, P2O5를 생성하고, 상기 P2O5는 슬래그화되어 용강 탕면으로 이동한다.
산소 취련을 통한 탈린 조업이 종료되면, 탈린로(100)를 경동시켜, 슬래그를 배제시킨다(S310). 이는 탈린 조업 중에 발생된 슬래그로서, 슬래그의 배제에 의해 P2O5가 함께 배제되므로, 용강으로부터 P가 제거된다. 그리고 탈린로(100)로부터 슬래그를 배제하는 동안 노즐(300)을 통해 불활성 가스를 취입하는데, 이때 취입 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min 으로 조절하며, 탈린로(100)의 사용 횟수에 따라 상기의 제 2 식에 의해 산출된 값으로 불활성 가스를 취입하는 것이 바람직하다. 이에, 너무 적은 양의 불활성 가스가 취입되어 노즐이 막히거나, 불필요하게 과도한 양의 불활성 가스가 취입되는 것을 방지할 수 있다.
그러나, 배제 단계(S120)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.03 Nm3/t.s_min 미만인 경우, 유량이 너무 작아 해당 조업 중인 용강이 노즐(300)에 부착되어 노즐을 막히는 문제가 발생되며, 이는 다음 조업에 영향을 미친다. 또한, 배제 단계(S110)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.05 Nm3/t.s_min 를 초과하는 경우, 불필요하게 취입 유량이 증가되는 단점이 있다.
상술한 바와 같은 탈린로(100)의 대기 단계(S110), 탈린로(100) 내로 용강 및 고철을 장입하는 단계(S120), 탈린 단계(S200) 및 탈린로(100)로부터 슬래그의 배제 단계(S310)가 진행되는 동안에 탈탄로(100)를 마련하여 대기시킨다(S320). 물론 탈탄로(100)의 대기는 불활성 가스를 취입하는 것은, 탈린로(100)로부터 슬래그의 배제 단계(310)가 종료된 후 실시되어도 무방하다.
그리고, 탈탄로(100)가 대기하는 중에(S320)에 탈탄로(100)에 마련된 노즐(300)을 통해 불활성 가스를 취입하며, 이후, 탈린로에서 탈린이 종료된 용강과 고철을 탈탄로로 장입 하면서(S320), 불활성 가스를 취입한다. 탈탄로(100)의 대기 단계(S320) 및 장입 단계(S330)에서 불활성 가스의 취입 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min 으로 조절하며, 탈탄로(100)의 사용 횟수에 따라 상기의 제 2 식에 의해 산출된 값으로 불활성 가스를 취입하는 것이 바람직하다. 이는, 이후 탈탄 단계(S400)에서 용강의 교반 활동이 활발하도록 하면서, 과도하게 많은 양의 불활성 가스가 취입되지 않도록 하기 위함이다.
그러나, 탈탄 전 대기 단계(S320) 및 장입 단계(S330)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.03 Nm3/t.s_min 미만인 경우, 유량이 너무 작아 전회 조업에서 남은 잔류 슬래그 또는 코팅제가 부착되어 노즐(300)이 막히는 문제가 발생 되며, 이는 이후 탈린 단계에서 교반율을 저감시키는 요인이 된다. 반대로, 대기 단계(S320) 및 장입 단계(S330)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.05 Nm3/t.s_min 을 초과하는 경우, 필요 이상의 불활성 가스가 취입되는 문제가 있다. 따라서, 본 실시예에서는 탈린 전 대기 단계(S320) 및 장입 단계(S330)에서 불활성 가스의 취입 유량이 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min이 되도록 한다.
탈탄로(100)에 용강 및 고철이 장입되면, 랜스(200)를 통해 산소를 취입하여 탈탄을 실시한다(S400). 그리고, 탈탄로(100) 내로 산소를 취입하는 동안, 노즐(300)을 통해 불활성 가스를 취입하는데, 이때 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.12 Nm3/t.s_min 인 것이 효과적이다. 이에, 용강 중 C와 산소가 반응하여 CO가 됨으로써 용강 중 C가 제거된다.
산소 취련을 통한 탈탄이 종료되면, 탈탄로(100)를 경동시켜, 슬래그를 배제시킨다(S510). 그리고 탈탄로(100)로부터 슬래그를 배제하는 동안 노즐(300)을 통해 불활성 가스를 취입하는데, 이때 취입 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min이며, 탈탄로(100)의 사용 횟수에 따라 제 2 식에 의해 가변 시킨다.
탈탄로(100)의 배제 단계에서 불활성 가스의 취입 유량을 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min로 조절하고, 탈탄로(100)의 사용 횟수에 따라 제 2 식에 의해 가변시키는 것은, 이후 탈탄로(100)에서 실시되는 다음 조업에서 노즐(300)이 막히는 것을 방지하기 위함이다.
도 4는 탈린로에 설치된 노즐에 불활성 가스를 취입하기 위해, 상기 불활성 가스 취입 유량을 조절하는 시스템 예컨대, 제어 유닛에 불활성 가스의 취입 유량을 설정하고(이하, 불활성 가스 설정 유량), 이를 명령하였을 때, 실시예 및 비교예에 따른 정련 방법에서 취련 시간에 따른 불활성 가스의 실제 취입 유량을 나타낸 그래프이다.
여기서, 불활성 가스 설정 유량은 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이(점선) 0.0122 Nm3/t.s_min 내지 0.155 Nm3/t.s_min로 하였으며, 산소 취련 시작 초기에는 0.0122 Nm3/t.s_min으로 설정하고, 초기 이후부터는 0.15 Nm3/t.s_min 내외로 설정하였다. 비교예는 탈린 단계 이전의 대기 단계, 장입 단계에서의 불활성 가스를 0.01 Nm3/t.s_min 내지 0.02 Nm3/t.s_min으로 낮게 취입하였을 때, 취련 구간인 탈린 단계에서 불활성 가스의 실제 취입량이다. 실시예는 탈린 단계 이전의 대기 단계에서의 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min의 불활성 가스를 취입하고, 장입 단계에서 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min로 불활성 가스를 취입하였을 때, 취련 구간인 탈린 단계에서의 불활성 가스의 실제 취입량이다.
표 2는 비교예 및 실시예에 따른 정련 방법에서 탈린 후의 P의 농도(ppm)를 나타낸 것이다.
비교예 실시예
P 농도(PPM) 263 193
도 4를 참조하면, 비교예의 경우 취련 단계인 탈린 단계에서 실제 취입되는 불활성 가스의 취입량은 약 0.0225 Nm 3/t.s_min 내로 아주 낮으며, 이는 불활성 가스 취입 설정 유량(점선)의 6% 내지 18% 내지 수준에 미친다. 이와 같이 설정 유량에 비해 아주 낮은 수준으로 불활성 가스가 취입되는 것은 탈린 단계 전인 비취련 단계(대기 단계, 장입 단계)에서 노즐로 취입되는 불활성 가스의 유량이 0.01 Nm3/t.s_min 내지 0.02 Nm3/t.s_min이 너무 작아, 전 단계에서의 슬래그, 코팅제 또는 용강이 노즐에 부착되어 상기 노즐의 토출구를 막는 문제가 발생되었기 때문이다. 이에, 노즐로부터 취입되는 취입 유량을 조절하는 제어 유닛에 불활성 가스의 취입 유량을 0.0122 Nm3/t.s_min 내지 0.155 Nm3/t.s_min로 설정하고, 이와 같이 취입되도록 밸브 또는 압력을 조절하더라도, 노즐에서 취입되는 실제 유량은 설정 유량의 6% 내지 18% 내지 수준 밖에 미치지 못한 것이다. 따라서, 탈린 조업 중 불활성 가스가 취입되더라도 실제 취입량이 작아 교반이 원활이 이루어지지 않으며, 이로 인해, 산소와 용강 중 P 간의 반응율이 낮다. 이에, P가 충분히 제거되지 못하여 탈린 조업 이후 263ppm의 높은 P가 잔류하며, 한번의 탈류로 부족하기 때문에 추가로 탈린 조업을 다시 실시해야 하는 번거로움이 있다.
실시예의 경우 취련 단계인 탈린 단계에서 실제 취입되는 불활성 가스의 취입량은 0.030 Nm3/t.s_min 내지 0.122 Nm3/t.s_min 으로 비교예에 비해 높고, 특히 초반 이후(약, 2분 이후)부터는 약 0. 07% 이상의 불활성 가스가 취입되며, 초반 이후(약, 2분 이후)부터의 불활성 가스의 취입 유량은 설정 유량의 55% 내지 93%로 비교예에 비해 향상되었다. 이와 같이 탈린 단계에서 불활성 가스의 취입 유량이 비교예에 비해 향상된 것은 탈린 실시 전 비취련 단계인 대기 단계에서 노즐로 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08Nm3/t.s_min의 불활성 가스를 취입하고, 장입 단계에서 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05Nm3/t.s_min의 불활성 가스를 취입함으로써, 취련 단계인 탈린 단계에서 노즐이 막히지 않기 때문이다. 따라서, 탈린 조업 시에 교반율 및 산소와 P간의 반응율이 비교에 비해 높으며, 이에 표 2와 같이 탈린 후 P의 농도가 193ppm으로 비교예에 비해 낮다.
또한, 비교예의 경우 2번 이상의 탈린 조업을 반복하여 실시하는 경우가 94%였으나(100회의 조업 중 94회는 2번 이상의 탈린), 실시예의 경우 5% 이하이다.
그리고, 비교예에 따른 정련 방법으로 탈탄 하는 경우에 비해 실시예에 따른 정련 방법으로 탈탄하는 경우, 종점 산소의 농도가 낮다. 이는 실시예에 따른 경우가 비교예에 비해 교반력이 좋아, C와 반응하는 반응율이 높기 때문이다.
S110: 대기 S120: 장입
S200: 탈린 S310: 배제
S320: 대기 S330: 장입
S400: 탈탄 S510: 배제

Claims (8)

  1. 전로에서 용강의 정련 방법으로서,
    상기 전로에서의 정련을 준비하는 비취련 과정; 및
    상기 전로 내로 산소를 취입하여 정련하는 취련 과정;
    을 포함하고,
    상기 비취련 과정에서 상기 전로 내로 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min의 불활성 가스를 취입하며,
    상기 비취련 과정에서 상기 전로의 사용 횟수에 따라 상기 불활성 가스의 취입량을 가변시키고,
    상기 취련 과정은 탈린 단계 및 탈탄 단계를 포함하며,상기 탈린 단계 전 대기 단계에서, 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min인 용강의 정련 방법.
  2. 전로에서 용강의 정련 방법으로서,
    상기 전로에서의 정련을 준비하는 비취련 과정; 및
    상기 전로 내로 산소를 취입하여 정련하는 취련 과정;
    을 포함하고,
    상기 비취련 과정에서 상기 전로 내로 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min의 불활성 가스를 취입하며,
    상기 비취련 과정에서 상기 전로의 사용 횟수에 따라 상기 불활성 가스의 취입량을 가변시키고,
    상기 취련 과정은 탈린 단계 및 탈탄 단계를 포함하며, 상기 탈린 단계 전 장입 단계, 탈린 단계 후 배제 단계, 상기 탈탄 단계 전 대기 단계, 장입 단계 및 상기 탈탄 단계 후 배제 단계 중 적어도 하나의 단계에서, 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min인 용강의 정련 방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 비취련 과정은 전로의 대기 단계, 상기 전로에 용강을 장입하는 단계 및 취련 과정 이후 슬래그의 배제 단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용강의 정련 방법.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 탈린 단계 전 대기 단계에서, 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.06 Nm3/t.s_min 내지 0.08 Nm3/t.s_min인 용강의 정련 방법.
  6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 탈린 단계 전 비취련 과정 중 대기 단계에서, 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 '0.06 Nm3/t.s_min + (전로 사용 횟수 * 0.00004)' 식에 의해 산출된 값인 용강의 정련 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 탈린 단계 전 장입 단계, 탈린 단계 후 배제 단계, 상기 탈탄 단계 전 대기 단계, 장입 단계 및 상기 탈탄 단계 후 배제 단계 중 적어도 하나의 단계에서 , 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 0.03 Nm3/t.s_min 내지 0.05 Nm3/t.s_min인 용강의 정련 방법.
  8. 청구항 2 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 탈린 단계 전 장입 단계, 탈린 단계 후 배제 단계, 상기 탈탄 단계 전 대기 단계, 장입 단계 및 상기 탈탄 단계 후 배제 단계 중 적어도 하나의 단계에서 , 상기 전로로 취입되는 불활성 가스의 유량은 '0.03 Nm3/t.s_min + (전로 사용 횟수 * 0.00004)' 식에 의해 산출된 값인 용강의 정련 방법.
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