KR101455594B1 - 전로 취련 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전로 조업 시 1차 취련 패턴을 개선하여 2차 취련 시 열원부족으로 인한 부원료 투입을 방지할 수 있게 하는 전로 취련 방법에 관한 것으로, 전로에서 취련 개시 시점부터 취련진행 15% 시점까지 진행되는 탈규 강화 단계(S10); 및 취련진행 15% 시점부터 취련진행 20% 시점까지 진행되는 탈린 강화 단계(S20);를 포함하며, 탈규 강화 단계(S10)에서는, 상취의 유량을 102Nm3/hr-Ton을 유지하며, 저취의 유량을 7.1Nm3/hr-Ton을 유지하고, 탈린 강화 단계(S20)에서는, 상취의 유량을 65Nm3/hr-Ton을 유지하며, 저취의 유량을 8.8Nm3/hr-Ton을 유지한다.

Description

전로 취련 방법{BLOWING METHOD OF CONVERTER}
본 발명은 더블 슬래그 전로 조업에서의 전로 취련 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차 취련 시 열원부족으로 인한 부원료 투입을 방지할 수 있게 하는 전로 취련 방법에 관한 것이다.
원료로부터 강을 제조하는 철강 제조 공정에 있어서는, 원료를 노내에 취입하여 철광석을 환원시키는 제선 공정을 거친 후, 불순 원소가 제거된 철광석으로부터 필요한 합금 원소를 첨가하고, 후속 공정을 위하여 승온시킬 목적으로 제강 공정을 실시하게 된다.
이러한 제강 공정은 보통 용선 예비 처리, 전로 정련, 2차 정련으로 이루어지는데, 이러한 각 공정에 있어서 용선 예비 처리는 각종 플럭스(flux)를 이용하여 황, 인등을 제거하고, 전로 정련에서는 순산소를 상취, 저취하여 불순물을 산화 정련하며, 2차 정련에서는 전로 정련시의 산소 취입에 따른 산소 및 산화물을 제거하도록 하고 있다.
관련 선행기술로는 한국등록특허 제 10-1168902호(등록일자: 2012년 07월 20일, 명칭: 전로의 취련 장치 및 취련 방법)가 있다.
본 발명은 전로 조업 시 1차 취련 패턴을 개선함으로써, 2차 취련 시 열원부족으로 인한 부원료 투입을 방지할 수 있게 하는 전로 취련 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전로 취련 방법은, 전로에서 취련 개시 시점부터 취련진행 15% 시점까지 진행되는 탈규 강화 단계(S10); 및 취련진행 15% 시점부터 취련진행 20% 시점까지 진행되는 탈린 강화 단계(S20);를 포함할 수 있다.
구체적으로 탈규 강화 단계(S10)에서는, 상취의 유량을 102Nm3/hr-Ton을 유지하며, 저취의 유량을 7.1Nm3/hr-Ton을 유지할 수 있다.
구체적으로 탈린 강화 단계(S20)에서는, 상취의 유량을 65Nm3/hr-Ton을 유지하며, 저취의 유량을 8.8Nm3/hr-Ton을 유지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전로 취련 방법에 의하면, 취련 종점에서 탄소함량이 4.0~4.2%이하, 규소함량이 0%, 인함량이 0,035~0,040%이하를 만족하면서 용선온도를 1350~1400℃가 유지되게 함과 아울러 취련 시간 5.3~5.5분으로 단축함으로써, 2차 취련 시 열원부족으로 인한 부원료 투입을 방지할 수 있게 하는 이점이 있다.
도 1은 일반적인 제강조업을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 관련된 전로 조업을 나타낸 순서도이며, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 전로 취련 패턴을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 일반적인 제강조업을 나타낸 도면으로서, 제강조업은 도 1에 도시된 바와 같이 용선예비처리공정, 전로조업공정, 2차정련공정, 연속주조공정으로 이루어진다.
용광로에서 철광석을 녹여 제조한 용선은 용선예비처리공정에서 유황과 인 성분을 제거한다. 이러한 용선에는 탄소함량이 매우 높기 때문에 탄소 제거를 위해서 용선을 전로에 담고 순산소를 취입(취련)함으로써 일정 함량까지 용선 내 탄소를 제거한다. 그리고 이렇게 탄소가 제거된 용융철을 용강이라고 한다. 전로조업공정을 마친 용강은 래들(ladel)이라고 하는 용기에 담아 2차 정련 설비인 알에치(RH) 또는 래들퍼니스(LF; Ladel Furnace)로 이송하여 용강성분과 온도를 균일하게 하거나, 용강 내 잔존하는 가스성분을 제거하거나, 혹은 용강의 온도를 상승시킨 후, 연속주조공정에서 응고시킴으로써 제강공정의 최종 제품인 주편을 생산한다.
도 2는 본 발명과 관련된 전로 조업을 나타낸 순서도로서, 우선 고철과 용선을 전로에 장입한다(단계 S1). 전로에는 고철과 탈황 예비처리가 완료된 용선이 장입된다. 이때 용선비는 총 장입량대비 총 장입량에서 고철량을 뺀 용선의 함량을 나타내는 것으로서, 대략 82% 이하일 수 있는데, 용선비는 하한이 반드시 존재하는 것이 아니며, 일반적인 저용선비의 하한에 해당하는 비일 수 있다.
전술한 바와 같이, 고철과 용선이 전로에 장입되면(S1), 1차 취련을 실시한다(단계 S2). 1차 취련은 용선 중에 함유된 불순물을 제거하도록 전로에 고순도의 산소를 초음속으로 취입하는 것으로, 이러한 1차 취련에 의해서 용선 중의 불순물이 슬래그와 가스로 제거되고, 1차 취련에서는 탈규와 탈린을 위해 부원료가 투입된다.
1차 취련 시(S2), 전로 내의 용강에 랜스를 통해 고압의 고순도 산소를 전로의 상부에서 공급되며, 전로의 하부로는 불활성 가스가 공급된다. 한편, 1차 취련과 동시에 부원료를 투입하게 되면, 용선에 함유된 P를 제거하도록 탈린하게 되는데, 용선에 함유된 P는 슬래그 중으로 물질 이동하여 고농도 P2O5를 함유한 슬래그가 형성된다.
이와 같이 1차 취련이 완료되면, 고농도의 P2O5를 함유한 슬래그 배재를 실시한다(단계 S3). 고농도 P2O5는 1차 취련 후 발생된 슬래그 중량 중 P2O5이 차지하는 비율이 3.5%이상일 경우를 말하는데, 슬래그 중량 중 P2O5이 3.5%이상 일 경우 슬래그를 배재한다.
슬래그 배재(S3)는, 전로 내의 용강 미분출 안전각도, 예를 들면 전로 경동각도는 85ㅀ까지 최단시간에 도달하도록 지속적으로 경동하며, 전로 경도각도가 90ㅀ에 도달한 후에는 저속으로 추가 경동하여 슬래그를 배재한다.
고농도 P2O5를 함유한 슬래그 배재(S3)가 완료되면, 2차 취련을 실시한다(단계 S4). 2차 취련은 용선의 탈탄을 위해 실시된다. 이때 탈탄을 위해 2차 부원료가 투입된다.
2차 취련 초기에는 생석회 재화 촉진 및 슬래그의 재조성(개질)을 위한 레들 슬래그 및 산화철을 함유한 부원료(소결광 등)를 투입하게 된다. 그리고 2차 취련 시 전로 내의 용강에 랜스를 통해 고압의 고순도 산소를 공급하게 된다.
전술한 바와 같이, 2차 취련이 완료되면, 용강을 래들로 이송하기 위해 전로에서 용강을 래들로 출강한다(단계 S5).
용강의 출강(S5)은 전로를 경주하여 용강을 래들로 출강하는데, 용강 중에 부상한 슬래그가 래들로 유출되기 직전까지 출강하게 된다. 누구나 알 수 있듯이 용강 출강 시에는 수요자가 요구하는 품질을 만들기 위해서 출강과 함께 래들에 합금철을 투입할 수 있다.
그리고 용강의 출강(S5)이 완료되면, 슬래그를 일부 배재한 상태 하에서 전로의 내벽을 슬래그를 이용해 코팅하게 된다(S6).
그런데, 종래의 전로 조업에서는, 1차 취련 시 약 8분 이상이 소요되는 문제점이 있었다. 이렇게 1차 취련이 약 8분 이상 소요됨에 따라 후공정에 많은 악영향을 미치고, 특히 2차 취련 시 열원확보를 위해 부원료를 투입하는 등의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 전로 조업 중 1차 취련 패턴을 개선함으로써, 2차 취련 시 열원부족으로 인한 부원료 투입을 방지할 수 있도록 용선조건을 개선하기 위한 방법을 제공하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전로 취련 패턴을 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 전로 취련 방법은 통상의 더블 슬래그 조업 방식의 취련진행 20%, 즉 더블 슬래그 조업 중 1차 취련 시 송산유량을 조정함으로 이루어진다.
누구나 알 수 있듯이, 더블 슬래그 전로 조업은 1차 취련과 2차 취련으로 나누어지며, 1차 취련과 2차 취련의 합을 100%로 했을 때, 1차 취련은 취련 개시 시점부터 취련진행 20% 도달 시점까지를 말하며, 2차 취련은 취련진행 20% 시점부터 취련종료 시점까지를 말한다.
본 발명은 취련의 준비 작업을 수행하고, 고철과 용선을 일정한 비율로 전로에 장입한 후 실시된다.
본 발명에 따른 전로 취련 방법은, 탈규 강화 단계(S10), 및 탈린 강화 단계(S20)를 포함한다.
탈규 강화 단계(S10)는, 용선 중 규소(Si)의 농도를 낮추는 단계로, 탈규 강화 단계(S10)는 규소가 취련초기에 반응이 빨리 이루어지도록 유도하는 것이 바람직하다. 이는 규소가 온도가 낮아지면 탄소보다 먼저 반응하기 때문이며, 따라서 탈규 강화 단계(S10)는 취련 개시 시점부터 취련진행 15% 시점까지의 구간에서 수행함이 바람직하다.
한편, 탈규 강화 단계(S10)에서는 산소의 유량을 많게 하여 규소가 산소와 빨리 반응할 수 있게 해야 하는데, 이를 위해서 전로의 상부로는 순산소가 전로의 하부로는 불활성 가스가 취입된다. 이때 상취의 유량은 102Nm3/hr-Ton을 유지하는 것이 바람직하며, 저취의 유량은 7.1Nm3/hr-Ton을 유지하는 것이 바람직하다.
여기서 상취의 유량이 102Nm3/hr-Ton 미만이거나, 저취의 유량이 7.1Nm3/hr-Ton 미만일 경우에는 탈규를 위한 작업 시간이 길어지게 되어 목표하는 취련시간에 도달하기 어렵고, 반대로 상취의 유량이 102Nm3/hr-Ton 초과이거나, 저취의 유량이 7.1Nm3/hr-Ton 초과일 경우에는 탈탄이 진행되어 후 공정인 2차 취련 시 열원이 부족하게 되어 열원확보를 위해 부원료를 투입하여야 한다.
전술한 바와 같이 탈규 강화 단계(S10)가 완료되면, 탈린 강화 단계(S20)를 수행한다.
탈린 강화 단계(S20)는, 용선 중 인(P)의 농도를 낮추는 단계로, 탈린 강화 단계(S20)는 취련진행 15% 시점부터 취련진행 20% 시점까지의 구간에서 수행된다. 이렇게 탈린 강화가 취련진행 15% 시점부터 취련진행 20% 시점 사이에 진행됨으로써 슬래그와 용선의 계면사이에서 활발한 반응이 일어나 슬래그의 부풀음이 최대가 되고, 이렇게 슬래그의 부풀음이 발생되면서 용선의 인은 슬래그 중으로 흡수된다.
이러한 탈린 강화 단계(S20)에서는, 산소가 용강과 직접적으로 반응하는 것을 줄이기 위해 상취의 유량을 비교적 적게 유지하면서 저취의 유량은 용선의 교반력을 높이기 위해 비교적 크게 유지하는 것이 바람직한데, 이때 상취의 유량은 65Nm3/hr-Ton을 유지하는 것이 바람직하며, 저취의 유량은 8.8Nm3/hr-Ton을 유지하는 것이 바람직하다.
여기서 상취의 유량이 65Nm3/hr-Ton 미만이거나, 저취의 유량이 8.8Nm3/hr-Ton 미만일 경우에는 탈린를 위한 작업 시간이 길어지게 되어 목표하는 취련시간에 도달하기 어렵고, 반대로 상취의 유량이 65Nm3/hr-Ton 초과이거나, 저취의 유량이 8.8Nm3/hr-Ton 초과일 경우에는 탈탄이 진행되어 후 공정인 2차 취련 시 열원이 부족하게 되어 열원확보를 위해 부원료를 투입하여야 한다.
전술한 바와 같이 탈규 강화 단계(S10), 및 탈린 강화 단계(S20)가 완료되면, 완료 시점에서 용선온도는 1350~1400℃가 유지되며, 용선 내 탄소의 함량은 4.0~4,2%이하, 규소의 함량은 0%, 인의 함량은 0.035~0.040%이하를 만족하게 되며, 취련시간이 5,3~5.5분으로 단축된다.
이와 같은 본 발명의 전로 취련 방법에 따르면, 취련 종점에서 탄소함량이 4.0~4.2%이하, 규소함량이 0%, 인함량이 0,035~0,040%이하를 만족하면서 용선온도를 1350~1400℃가 유지되게 함과 아울러 취련 시간 5.3~5.5분으로 단축함으로써, 2차 취련 시 열원부족으로 인한 부원료 투입을 방지할 수 있게 한다.
상기와 같은 전로 취련 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims (3)

  1. 더블 슬래그 전로조업에서의 전로취련 방법에 있어서,
    전로에서 취련 개시 시점부터 취련진행 15% 시점까지 진행되는 탈규 강화 단계(S10); 및
    취련진행 15% 시점부터 취련진행 20% 시점까지 진행되는 탈린 강화 단계(S20);를 포함하고,
    상기 탈규 강화 단계(S10)에서는,
    상취의 유량을 102Nm3/hr-Ton을 유지하며, 저취의 유량을 7.1Nm3/hr-Ton을 유지하며,
    상기 탈린 강화 단계(S20)에서는,
    상취의 유량을 65Nm3/hr-Ton을 유지하며, 저취의 유량을 8.8Nm3/hr-Ton을 유지하고,
    상기 탈린 강화 단계(S20)가 완료되는 시점에서의 용선온도가 1350~1400℃로 유지되는 것;에 특징이 있는 전로 취련 방법.
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  3. 삭제
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