KR101460194B1 - A manufacturing method of steel and recycling slag thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강을 제조하는 방법으로서, 제강 공정 중에 발생되고 철(Fe)을 함유하는 슬래그를 취득하는 과정, 상기 슬래그를 건조하는 과정, 전로에 용선을 장입하는 과정, 및 상기 전로에 장입된 용선의 상부에 상기 슬래그를 투입하는 과정;을 포함하는 강의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 강의 제조 방법은 제강 조업에서 발생된 슬래그를 별도의 정제 과정 없이 단순 처리하여 전로 조업에 재활용하므로, 슬래그 처리 공정을 단순화하고, 슬래그 재활용도를 높일 수 있으며, 처리 비용을 감소시킬 수 있다. The present invention relates to a method for producing a steel, comprising the steps of: obtaining slag generated during a steelmaking process and containing iron (Fe); drying the slag; charging charcoal into the converter; And the slag is introduced into the upper portion of the slag.
In addition, since the slag generated in the steelmaking process of the present invention is simply treated without any separate purification process and recycled to the converter, it is possible to simplify the slag treatment process, increase the slag recyclability, .
Description
본 발명은 슬래그를 재활용하여 강을 제조하는 방법 및 재활용 슬래그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전로에서 제강 공정 중 발생되는 슬래그를 이후 전로 조업 시에 투입하여 강을 제조하는 방법 및 이에 사용되는 재활용 슬래그에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing steel by recycling slag, and more particularly, to a method for manufacturing steel by injecting slag generated during a steelmaking process in a converter in a subsequent transfer operation, and a method for manufacturing recycled slag .
철강 산업의 글로벌 경쟁체제 하에서 살아남기 위해서는 고품질의 제강을 보다 저렴하게 제조해야 한다. 특히 철강 산업의 제조 원가는 원료부문이 70％ 이상 차지하고 있어 제조 원가를 낮추기 위해서는 저원가의 원료를 현실에 맞게 사용할 수 있는 기술 개발이 무엇보다 중요하게 되었다.In order to survive under the global competition of the steel industry, high-quality steelmaking should be manufactured at a lower cost. In particular, the manufacturing cost of the steel industry accounts for more than 70% of the raw material, and in order to lower the manufacturing cost, technology development that can use raw materials of low cost is more important than anything.
또한, 원료 사용 효율을 높이기 위하여 각종 제철 공정에서 부산물로 발생되는 슬래그를 재활용하는 방안이 연구되고 있다. 예를 들면, 제강 공정 중 발생 되는 용융 상태의 제강 슬래그는 단위 비중이 높고 단단하여 도로용 골재, 아스팔트 콘크리트용 골재, 성토용 골재, 벽돌이나 레미콘용 골재 등으로 재활용되어 왔다.Also, in order to increase the use efficiency of raw materials, a method of recycling slag generated as a by-product in various steel making processes has been studied. For example, steelmaking slag in a molten state generated during a steelmaking process has a high specific gravity and is hard and has been recycled as road aggregate, asphalt concrete aggregate, embankment aggregate, brick or concrete aggregate.
한편, 한국공개특허 제10-2011-0000373호에는 전기로 조업에서 취득한 슬래그를 파쇄하는 단계, 상기 파쇄된 슬래그를 자선기를 이용하여 슬래그 내의 자선물을 제거하는 단계 및 슬래그를 입도별로 분류하는 단계를 거쳐, 전기로 산화 슬래그를 이용하여 콘크리트용 골재를 제조하는 방법을 제안하고 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0000373 discloses a method of manufacturing a slag, which comprises crushing slag obtained in an electric furnace operation, removing the crushed powder from the crushed slag using a charger, and classifying the slag by particle size Thus, a method for producing concrete aggregate using an electric furnace slag is proposed.
근래에는 철강 산업의 제조 원가를 낮추고, 부산물 활용도를 높이기 위하여, 제강 공정에서 발생된 슬래그를 전로 조업에 재활용하는 기술이 제안되고 있다. 즉, 제정 공정 종료 후에 발생된 슬래그를 정제하여 철 함유량을 상승시킨 후, 전로에서 스크랩 대체용으로 활용하는 기술이 제안되었다.In recent years, in order to lower the manufacturing cost of the steel industry and increase the utilization of the by-products, a technique of recycling the slag generated in the steelmaking process to the conversion furnace has been proposed. That is, a technique has been proposed in which the slag generated after the completion of the steelmaking process is refined to raise the iron content, and then utilized as a substitute for scrap in the converter.
이러한 재활용 기술은 복잡한 슬래그 처리 과정을 포함한다. 통상 제강 공정 후 발생된 슬래그는 철 함유량이 30~60% 이고 수분 6%를 함유한다. 이러한 슬래그를 크기 별로 선별하고, 버너를 사용하여 건조한 후, 파쇄하고, 자력 등을 이용하여 선별하여 철 함유량을 70~80%까지 상승시키고, 수분을 감소시켜 스크랩 대체용으로 사용하였다. 그러나, 이러한 슬래그 처리는 복잡한 과정을 거치게 되고, 정제처리 비용이 상승하는 등의 문제가 야기된다. This recycling technique involves complicated slag treatment processes. Typically, the slag generated after the steelmaking process contains 30-60% iron and contains 6% moisture. These slags were sorted by size, dried using a burner, crushed, selected by magnetic force, etc. to increase iron content to 70 ~ 80%, and water was used to replace scrap. However, such a slag treatment is subjected to a complicated process, leading to problems such as an increase in the purification treatment cost.
본 발명은 슬래그를 재활용하여 강을 제조하는 방법 및 강의 제조에 사용되는 재활용 슬래그를 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing steel by recycling slag and a recycling slag used for manufacturing steel.
본 발명의 단순한 처리 공정으로 제조되는 재활용 슬래그 및 이를 활용하여 강을 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a recycle slag produced by a simple treatment process and a method of manufacturing a steel utilizing the same.
본 발명은 안정된 정련이 가능하고 부원료 사용량을 감소시킬 수 있는 강의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a method of producing a steel capable of stable refining and reducing the amount of additives used.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 강의 제조 방법은 강을 제조하는 방법으로서, 제강 공정 중에 발생되고 철(Fe)을 함유하는 슬래그를 취득하는 과정; 상기 슬래그를 건조하는 과정; 전로에 용선을 장입하는 과정; 및 상기 전로에 장입된 용선의 상부에 상기 슬래그를 투입하는 과정;을 포함하고, 상기 슬래그에서 철(Fe)의 함유량은 전체 슬래그 중량에 대하여 50 내지 60wt%범위인 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a steel according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a steel, comprising the steps of: obtaining slag generated during a steelmaking process and containing iron (Fe); Drying the slag; The process of charging a charter to a converter; And charging the slag into the upper portion of the molten iron charged in the converter, wherein the content of Fe in the slag is in the range of 50 to 60 wt% with respect to the total slag weight.
상기 슬래그를 취득하는 과정은, 조업이 종료 된 전로에서 슬래그를 취출하는 과정; 및 취출된 열간 슬래그를 냉각시키면서 자력을 인가하는 과정;을 포함할 수 있다. The step of obtaining the slag includes the steps of extracting the slag from the converter where the operation is completed; And a step of applying a magnetic force while cooling the hot slag taken out.
상기 슬래그를 건조하는 과정은 자연 건조 방식을 포함하며, 건조 후 수분 함량이 전체 슬래그 중량에 대하여 3wt% 이하가 되도록 할 수 있다. The process of drying the slag includes a natural drying method, and the moisture content after drying may be 3 wt% or less with respect to the total slag weight.
상기 자연 건조 방식은 별도의 가열 없이 자연 상태에서 3일 이상 유지하는 하는 과정을 포함하며, 건조 후 수분 함량은 전체 슬래그 중량에 대하여 1wt% 초과 3wt% 이하의 범위일 수 있다. The natural drying method includes a step of maintaining at least three days in a natural state without any heating, and the moisture content after drying may range from 1 wt% to 3 wt% with respect to the total slag weight.
상기 슬래그를 건조한 후, 건조된 슬래그를 크기에 따라 선별하는 과정을 포함할 수 있다. Drying the slag, and sorting the dried slag according to the size of the slag.
상기 선별된 슬래그는 평균 입자 크기가 5 내지 50mm 범위일 수 있다. The selected slag may have an average particle size in the range of 5 to 50 mm.
상기 슬래그는 건조 후, 별도의 정제 과정을 거치지 않으며, 상기 슬래그의 적어도 일부는 상기 용선과 함께 강의 원료로 사용될 수 있다.The slag is not subjected to a separate purification process after drying, and at least a part of the slag can be used as a raw material of steel together with the molten iron.
상기 슬래그는 용선 장입 후 취련 전에 투입되며, 제조되는 쇳물 톤당 0.014 내지 0.029 톤을 투입할 수 있다. The slag is charged after the charging of the molten iron and before the blast furnace, and can be supplied with 0.014 to 0.029 tonnes per ton of the produced tungsten.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 재활용 슬래그는 강의 제조에 사용되는 재활용 슬래그로서, 전로 조업에서 수집된 슬래그이고, 철(Fe)의 함유량은 전체 슬래그 중량에 대하여 50 내지 60wt%이고, 수분 함량은 전체 슬래그 중량에 대하여 1wt% 초과 3wt% 이하의 범위이다. 또한, 전체 슬래그 중량에 대하여 황의 함량은 0.05wt% 이하이며, Al2O3의 함량은 5wt% 이하이다. 상기 슬래그는 고체 입자를 포함하며, 상기 고체 입자의 평균 입자 크기가 5 내지 50mm 범위일 수 있다. The recycled slag according to one embodiment of the present invention is recycled slag used in the production of steel, which is the slag collected in the conversion operation, the content of iron (Fe) is 50 to 60 wt% with respect to the total slag weight, But is in the range of more than 1 wt% and not more than 3 wt% with respect to the slag weight. The content of sulfur is 0.05 wt% or less with respect to the total slag weight, and the content of Al 2 O 3 is 5 wt% or less. The slag comprises solid particles, and the average particle size of the solid particles may range from 5 to 50 mm.
본 발명의 실시 형태에 따른 강의 제조 방법은 전로 조업에서 발생된 슬래그를 별도의 정제 과정 없이 단순 처리하여 전로 조업에 사용하므로, 슬래그 처리 공정을 단순화하고, 슬래그 재활용도를 높일 수 있으며, 처리 비용을 감소시킬 수 있다. 즉, 슬래그를 정제처리하는 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.The method of manufacturing steel according to the embodiment of the present invention can simplify the slag treatment process, increase the slag recyclability, and reduce the processing cost by using the slag generated in the converter operation without any additional purification process, . That is, the cost of refining the slag can be remarkably reduced.
또한, 전로에 용선을 장입한 후, 용선의 상부에 재활용 슬래그를 투입하므로써, 슬래그에 함유된 수분에 의한 폭발을 방지할 수 있고, 전로 조업을 안정적으로 수행할 수 있다. Further, by charging recycled slag into the upper portion of the molten iron after charging the molten iron into the converter, it is possible to prevent explosion by the moisture contained in the slag, and to stably conduct the converter operation.
본 발명의 실시 형태에 따른 강의 제조 방법은 재활용 슬래그를 스크랩 대체용으로 사용할 수 있고, 이에 원료 원가를 낮출 수 있으며, 부원료 사용량을 감소 시킬 수 있다. The method of manufacturing a steel according to the embodiment of the present invention can use recycled slag for scrap replacement, thereby lowering the raw material cost and reducing the amount of sub-raw material.
또한, 정제 설비를 거치지 않고, 슬래그를 바로 전로 조업에 사용함으로써, 원료 공급 능력을 종래에 비하여 현저하게 예컨대 8배 정도 증가시킬 수 있다. 이에 저가 원료의 사용 기회를 증대시키게 되고, 강의 제조 원가 절감에 기여할 수 있다. Further, by using the slag directly in the converter operation without going through a refining facility, the raw material feed ability can be remarkably increased, for example, about 8 times as compared with the prior art. Therefore, the use of low-cost raw materials is increased, and the production cost of steel can be reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 조업 별로 발생되는 슬래그의 조성 성분를 나타내는 성분표이다.
도 3은 슬래그의 정제 전후의 조성 성분 변화를 나타내는 성분표이다.
도 4는 철 함유량이 다른 슬래그를 전로 조업에 사용한 결과표이다.
도 5는 종래 기술과 본 발명 실시예의 슬래그 처리 과정을 나타내는 공정도이다.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 실시예의 조업 결과를 대비한 결과표이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a steel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a composition table showing the composition components of slag generated for each operation.
3 is a composition table showing changes in composition components before and after purification of the slag.
Fig. 4 is a table showing the use of slag having a different iron content for the converter operation.
5 is a process diagram showing a slag treatment process of the prior art and the embodiment of the present invention.
Fig. 6 is a result table for comparing the operation results of the prior art and the embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know.
본 발명의 실시예에 따른 강의 제조 방법은, 이전 전로 조업에서 발생된 전로 슬래그 처리공정의 공정단순화를 통해서 구현될 수 있다.The method of manufacturing a steel according to an embodiment of the present invention can be implemented through a process simplification of a converter slag treatment process generated in a previous converter operation.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of manufacturing a steel according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예의 강의 제조 방법은 제강 공정 중에 발생되고 철(Fe)을 함유하는 슬래그를 취득하는 과정; 상기 슬래그를 건조하는 과정; 전로에 용선을 장입하는 과정; 및 상기 전로에 장입된 용선의 상부에 상기 슬래그를 투입하는 과정;을 포함한다. Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a steel according to an embodiment of the present invention includes the steps of obtaining slag containing iron (Fe) generated during a steelmaking process; Drying the slag; The process of charging a charter to a converter; And charging the slag into the upper portion of the charcoal charged in the converter.
전로 슬래그를 취득하는 과정(S100)은 이전 전로 조업에서 조업 종료 후 용강을 출강하고 슬래그를 발생하는 과정이다. 즉, 전로 조업이 완료되어 용강이 출강되면 용융 상태의 슬래그가 잔류하게 된다. 이러한 슬래그를 전로로부터 취출 수집하고(S101), 취출된 열간 슬래그에 냉각수를 분사하고 자력을 인가하여(S102), 열간 슬래그를 냉각하고 철(Fe) 함유율이 조절된 슬래그를 취득한다.The process of acquiring the converter slag (S100) is a process in which molten steel is introduced and slag is generated after completion of the operation in the previous converter operation. That is, when molten steel is introduced after the converter operation is completed, the molten slag remains. The slag is taken out from the converter (S101), the cooling water is sprayed on the taken hot slag and a magnetic force is applied (S102) to cool the hot slag and obtain the slag whose iron content is controlled.
이때, 슬래그에 함유된 철은 전체 슬래그 중량에 대하여 50 내지 60 중량%로 조절될 수 있다. 즉, 슬래그에 자력을 인가하면 인가된 자력에 의하여 철 성분이 모이게 되고 철 성분이 집중된 슬래그는 철 품위가 높은 슬래그로 조성될 수 있다. 즉, 종래에는 취득된 슬래그를 후속 공정에서 별도의 파쇄 및 자력선별 처리를 추가로 수행하여 철의 함량이 높은 슬래그로 정제하였다. 그러나, 본 발명 실시예는 전로로부터 추출된 열간 슬래그를 냉각하면서 자력을 인가하여 철의 함유량이 50 내지 60 중량%로 조절된 슬래그를 취득하므로, 별도의 처리 공정 없이 철 품위가 상승된 슬래그로 조성될 수 있다. 자력의 인가는 자장의 세기를 조절하거나, 자력 인가 회수를 조절할 수 있다.At this time, iron contained in the slag can be adjusted to 50 to 60 wt% based on the total slag weight. That is, when a magnetic force is applied to the slag, the iron component is collected by the applied magnetic force, and the slag in which the iron component is concentrated can be formed into slag having a high iron grade. That is, conventionally, the obtained slag was further refined into a slag having a high iron content by performing additional crushing and magnetic separation processing in a subsequent process. However, according to the embodiment of the present invention, since the hot slag extracted from the converter is cooled and the magnetic force is applied to obtain the slag in which the iron content is adjusted to 50 to 60 wt%, the slag . The application of the magnetic force can control the intensity of the magnetic field or adjust the number of magnetic force application.
이처럼 취득된 슬래그를 건조한다(S200). 발생된 슬래그를 건조하는 과정은 자연 건조 방식을 포함한다. 통상 전로로부터 발생된 슬래그는 수분 함유량이 높다. 예를 들면 슬래그 전체 중량에 대하여 6 중량% 이상을 함유한다. 이러한 수분은 후속되는 전로 조업 과정에서 폭발 등의 문제를 발생시킬 수 있어 적절한 함유량이 되도록 조절하여야 한다. 이에 자연 건조 방식 등을 통하여 슬래그를 건조시키며, 건조 후 수분 함량이 전체 슬래그 중량에 대하여 3wt% 이하가 되도록 조절한다. 자연 건조 방식은 별도의 가열 없이 옥내의 자연 상태에서 3일 이상 유지하는 과정을 포함할 수 있고, 건조 후 수분 함량은 전체 슬래그 중량에 대하여 1wt% 초과 3wt% 이하의 범위로 조절될 수 있다. 수분 함량이 3wt%를 초과하는 경우, 후속하는 전로 조업에서 갑작스럽게 다량의 수분이 증발하여 각종 문제를 야기시킬 수 있으며, 수분 함량을 1wt% 이하로 조절하기 위해서는 별도의 가열 수단을 사용하거나 자연 상태에서 장시간 건조시켜야 하는 등의 추가 공정이 요구되고 처리 비용이 상승하게 된다. The thus obtained slag is dried (S200). The process of drying the generated slag includes a natural drying method. Generally, the slag generated from the converter has a high moisture content. For example, at least 6% by weight based on the total weight of the slag. This moisture may cause problems such as explosion in the subsequent transformer operation and should be adjusted to the appropriate content. Thus, the slag is dried through a natural drying method or the like, and the moisture content after drying is adjusted to be 3 wt% or less with respect to the total slag weight. The natural drying method may include a process of maintaining at least three days in a natural state without indoors, and the moisture content after drying may be adjusted to a range of 1 wt% or more to 3 wt% or less with respect to the total slag weight. If the moisture content exceeds 3 wt%, a large amount of water may evaporate suddenly in a subsequent transfer operation and cause various problems. To adjust the water content to 1 wt% or less, a separate heating means or a natural state Which requires an additional process such as drying for a long time, and the processing cost is increased.
이로부터 본 발명의 실시예는 강의 제조에 사용되는 재활용 슬래그로서, 전로 조업에서 수집된 슬래그이며, 철(Fe)의 함유량은 전체 슬래그 중량에 대하여 50 내지 60wt%이고, 수분 함량은 전체 슬래그 중량에 대하여 1wt% 초과 3wt% 이하의 범위인 재활용 슬래그를 얻을 수 있다. From this, it can be seen that the embodiment of the present invention is a recycle slag used in the manufacture of steel, which is the slag collected in the conversion operation, wherein the content of iron (Fe) is 50 to 60 wt% with respect to the total slag weight, The recycled slag in the range of more than 1 wt% to 3 wt% or less can be obtained.
이어서, 건조된 슬래그를 선별한다(S300). 자연 상태에서 건조된 슬래그는 다양한 크기의 입자로 이루어진 분말 상태로 얻어질 수 있다. 예를 들면 1 내지 100 mm 혹은 100 mm 이상의 평균 직경을 가지는 고체 분말 상태로 얻어진다. 이러한 슬래그를 입자 크기에 따라 선별한다. 예컨대, 다양한 입경을 가지는 분말 슬래그로부터 평균 입자 크기가 5 내지 50 mm 범위인 슬래그를 선별하여 추출할 수 있다. 평균 입자 크기가 50 mm 보다 큰 경우에는 슬래그를 전로 상부로 용이하게 수송하기가 어렵고, 평균 입자 크기가 5 mm 보다 작은 경우에는 수송 중에 입자가 수송수단에 부착되거나 먼지가 다량 발생할 수 있다. 물론, 슬래그를 입자 크기별로 선별하는 과정을 진행하지 않고, 바로 사용할 수도 있다. 이처럼 선별된 슬래그를 전로 상부로 수송한다. Subsequently, the dried slag is sorted (S300). Dried slag in a natural state can be obtained in powder form with particles of various sizes. For example, in the form of a solid powder having an average diameter of 1 to 100 mm or 100 mm or more. These slag are sorted according to the particle size. For example, slag having an average particle size ranging from 5 to 50 mm can be selectively extracted from powdered slag having various particle sizes. When the average particle size is larger than 50 mm, it is difficult to easily transport the slag to the upper portion of the converter. When the average particle size is smaller than 5 mm, the particles may adhere to the transportation means or generate a large amount of dust during transportation. Of course, the process of selecting slag by particle size is not performed, and the slag may be used immediately. The thus selected slag is transported to the upper portion of the converter.
또한, 재활용 슬래그는 황을 슬래그에 대하여 0.05wt% 이하로 함유하며, Al2O3를 5wt% 이하로 함유할 수 있다. 슬래그가 0.05wt%를 초과하여 황을 함유하는 경우, 후속되는 전로 조업에서 용강 품질을 악화시킬 수 있다. 또한, 슬래그가 Al2O3를 5wt%를 초과하여 다량 함유하는 경우, 전로에 투입된 후 Al2O3가 전로 노체를 손상시킬 수 있다.
The recycled slag contains sulfur in an amount of 0.05 wt% or less based on the slag, and may contain 5 wt% or less of Al 2 O 3 . If the slag contains more than 0.05 wt% sulfur, the molten steel quality may be deteriorated in the subsequent transfer operation. Further, when the slag contains a large amount of Al 2 O 3 in excess of 5 wt%, Al 2 O 3 may damage the converter furnace after being charged in the converter.
한편, 전로 조업을 위하여, 전로에 준비된 용선을 장입한다(S400). 이는 전로 조업에서 일반적으로 행해지는 과정으로 상세한 설명을 생략한다. On the other hand, in order to operate the converter, a charcoal prepared in the converter is charged (S400). This is a general procedure in the converter operation and will not be described in detail.
용선이 장입된 전로에 상기에서 준비한 재활용 슬래그를 투입한다(S500). 즉, 전로 내부의 용선 상부에 재활용 슬래그를 투입한다. 이에 슬래그의 적어도 일부는 용선와 함께 강의 원료로 사용될 수 있다. 재활용 슬래그는 종래의 스크랩을 대체할 수 있으며, 용선 장입 후 취련 전에 투입될 수 있다. 이처럼 전로에 용선과 슬래그가 장입된 후 산소를 취입하면서 취련한다. 물론, 다양한 부원료가 투입될 수 있다. 부원료는 슬래그를 생성하기 위한 생석회 등 전로 조업 중의 다양한 목적에 부합되도록 투입되는 각종 재료를 의미한다. 예를 들면, 부원료로 생석회, 헝석, 돌로마이트, 철광석, 소결 광석 등이 첨가될 수 있다. 이때, 재활용 슬래그는 전로 내에서 제조되는 쇳물 예컨대 용강 톤당 0.014 내지 0.029 톤을 투입할 수 있다. 너무 많은 슬래그가 투입되면 제조되는 용강의 품질이 악화될 수 있고, 너무 적은 슬래그가 투입되면 저가 원료를 사용하는 효용성이 감소하게 된다. 이처럼, 용선과 함께 재활용된 슬래그를 강의 원료로 사용하여, 경제성 및 부산물 활용도가 높은 강을 제조할 수 있다.
The recycled slag prepared as described above is charged into the converter to which the charcoal is charged (S500). That is, recycled slag is put into the upper part of the charcoal inside the converter. So that at least a portion of the slag can be used as a raw material for the steel together with the molten iron. The recycled slag can replace conventional scrap and can be poured after the charcoal charge and prior to blowing. In this way, charcoal and slag are charged in the converter, and then oxygen is blown in. Of course, a variety of additives can be injected. Sub-raw materials mean various materials that are added to meet various purposes during the conversion operation, such as quicklime for producing slag. For example, quicklime, wollastonite, dolomite, iron ore, sintered ore and the like may be added as an additive. At this time, the recycled slag can be supplied with 0.014 to 0.029 ton per ton of molten steel produced in the converter, for example, molten steel. If too much slag is added, the quality of the molten steel to be produced may deteriorate, and when too little slag is added, the efficiency of using low-cost raw materials is reduced. As described above, the slag recycled together with the molten iron can be used as a raw material for steel, thereby making it possible to produce a steel having high economic efficiency and by-product utilization.
하기에서는 슬래그 선택 조건 및 사용 조건을 결정하는 구체적 과정 및 본 발명 실시예의 재활용 슬래그를 사용한 결과 등을 상세히 설명한다. In the following, a concrete procedure for determining slag selection conditions and conditions of use, and results of using recycled slag of the embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 조업 별로 발생되는 슬래그의 조성 성분를 나타내는 성분표이고, 도 3은 슬래그의 정제 전후의 조성 성분 변화를 나타내는 성분표이며, 도 4는 철 함유량이 다른 슬래그를 전로 조업에 사용한 결과표이다.
FIG. 2 is a composition table showing compositional components of slag generated for each operation, FIG. 3 is a composition table showing changes in compositional components before and after purification of slag, and FIG. 4 is a table showing slag having different iron content for conversion.
우선, 제강 중에 발생되는 슬래그는 전로 취련 시 발생되는 전로 슬래그 및 용강 정련 시 발생되는 래들 슬래그가 있다. 이들 각 조업에서 발생된 슬래그의 조성 성분은 소정 범위 내에서 다양하게 변화할 수 있다. 도 2에는 조업 별로 발생되는 슬래그의 조성 성분를 예시적으로 나타내었다. 이러한 성분표에 나타낸 바와 같이, 각 슬래그는 SiO2, CaO, Al2O3, MgO 등의 산화물 성분과 철(Fe), 황(S) 및 그외 기타 미량 성분을 포함한다. 여기서 기타는 표시된 성분 외에 미량으로 포함되는 각종 성분을 의미하며 기타 성분을 포함하여 전체 슬래그 중량이 100wt%가 된다. 전로 슬래그는 철을 상대적으로 다량 함유하는 반면, Al2O3를 소량 함유한다. 반면, 래들 슬래그는 철을 소량 함유하고, Al2O3를 다량 함유하는 것으로 알 수 있다. 슬래그를 전로 조업에서 스크랩을 대체하는 원료로 재활용하기 위해서는, 슬래그를 사용한 전로 조업이 통상적인 조업과 유사하게 이루어져야 한다. 그러나, Al2O3가 원료에 다량 함유되는 경우 전로 노체가 손상되는 문제가 발생한다. 이에 전로 노체를 보호하기 위해서는 Al2O3의 함유량이 소량으로 조절되어야 하며, 대략 5% 이하의 범위로 조절될 수 있다. 이때, 래들 슬래그는 도 2에 나타낸 바와 같이 다량의 Al2O3, 예컨대, 42중량%를 포함하므로 전로 조업에서 원료로 사용하기 어렵다. 반면, 전로 슬래그는 소량의 Al2O3, 예컨대, 3중량%를 포함하므로 전로 조업에 양호하게 사용할 수 있다. First, the slag generated during steelmaking includes a converter slag generated during refinement and ladle slag generated during refining of molten steel. The composition of the slag generated in each of these operations may vary within a predetermined range. FIG. 2 shows an example of the composition of slag generated in each operation. As shown in these component tables, each slag contains an oxide component such as SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 , MgO, and iron (Fe), sulfur (S) and other minor components. Here, "guitar" refers to various components contained in a trace amount in addition to the indicated components, and the total slag weight is 100 wt% including other components. The converter slag contains a relatively large amount of iron, while it contains a small amount of Al 2 O 3 . On the other hand, the ladle slag contains a small amount of iron and a large amount of Al 2 O 3 . In order to recycle the slag as a raw material to replace the scrap in the converter operation, the conversion operation using slag should be similar to the ordinary operation. However, when Al 2 O 3 is contained in a large amount in the raw material, there is a problem that the furnace body is damaged. Therefore, in order to protect the converter furnace body, the content of Al 2 O 3 should be adjusted to a small amount and may be adjusted to a range of about 5% or less. At this time, since the ladle slag contains a large amount of Al 2 O 3 , for example, 42 wt% as shown in FIG. 2, it is difficult to use the ladle slag as a raw material in the converter operation. On the other hand, the converter slag contains a small amount of Al 2 O 3 , for example, 3% by weight, so that it can be favorably used for converter operation.
또한, 전로 슬래그는 전로에서 취득된 후, 별도의 정제 과정을 거쳐서 함유되는 철의 함량을 높을 수 있다. 도 3은 전로 슬래그의 정제 전후의 조성 성분 변화를 나타내는 성분표이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 정제를 거치지 않은 슬래그는 철의 함량이 슬래그 취득 과정에 따라 소정 범위로 변화하며, 황은 소량이 포함되고, 수분의 함량이 상대적으로 크게 나타난다. 반면, 별도의 정제 과정을 거친 정제후 슬래그는 철의 함량이 높고 수분을 1wt% 보다 작게 포함하는 것을 알 수 있다. 일반적으로 전로 조업에서 원료로 사용되기 위해서는, 불순물량이 적어야 하며 불순물로 인한 용강의 냉각이 발생되지 않도록 철의 함유량이 높아야 하며, 폭발 위험성을 감안하여 수분의 함량이 적어야 한다. 예를 들면, 용강 품질에 영향을 주는 황(S)은 0.05wt% 이하일 수 있고, 철의 함량은 30wt% 이상일 수 있으며, 수분의 함량은 3 wt% 이하일 수 있다. 도 3에 제시된 바와 같이, 별도의 정제 과정을 거친 전로 슬래그는 이러한 사용 조건을 모두 만족한다. 그러나, 별도의 정제 과정을 진행하기 위해 비용과 시간이 소요된다. 한편, 별도의 정제 과정을 거치지 않은 정제전의 전로 슬래그는 황의 함량이 적고 30wt% 이상의 철을 함유하는 슬래그를 취득할 수 있다. 다만, 정제전 전로 슬래그는 별도의 처리 과정을 거치지 않아 수분 함량이 높다. 이에, 소정 범위의 철 함량을 가지는 정제전 전로 슬래그에서 수분 함량을 조절하면, 전로 조업에서 스크랩을 대체하는 원료로 사용할 수 있음을 알 수 있다. In addition, the converter slag may be obtained from a converter and then subjected to a separate refining process to increase the content of iron contained therein. Fig. 3 is a composition table showing compositional component changes before and after purification of the converter slag. As shown in FIG. 3, in the slag not subjected to refining, the content of iron changes to a predetermined range according to the slag acquisition process, and a small amount of sulfur is contained, and the content of moisture is relatively large. On the other hand, after the refining process, the slag has a high content of iron and a water content of less than 1 wt%. In general, in order to be used as a raw material in the conversion process, the amount of impurities must be small, the content of iron should be high so as not to cause the cooling of molten steel due to impurities, and the content of water should be small in consideration of explosion risk. For example, the sulfur (S) affecting the quality of the molten steel may be 0.05 wt% or less, the iron content may be 30 wt% or more, and the water content may be 3 wt% or less. As shown in FIG. 3, the converter slag subjected to a separate refining process satisfies all of these conditions of use. However, it takes time and cost to carry out a separate refining process. On the other hand, the converter slag before refining without any separate purification process can obtain a slag containing 30 wt% or more of iron with a small amount of sulfur. However, the pre-purification converter slag is not subjected to a separate treatment process and thus has a high moisture content. Thus, it can be seen that controlling the moisture content in the pre-electrostatically charged slag having an iron content within a predetermined range can be used as a raw material to replace scrap in the converter operation.
도 4에는 철 함유량이 다른 슬래그를 전로 조업에 사용한 결과표이다. 즉, 이전의 전로 조업에서 취득한 슬래그를 철의 함유량별로 수집하여 이후 전로 조업에 사용한 결과이다. 이때, 각 슬래그들의 수분 함량은 3wt% 이하로 조절되었으며, 철의 함유량을 더욱 증가시키기 위해 정제처리를 실시한 경우도 포함한다. 평가는 전로의 용강량 345톤에 대하여 투입되는 각 슬래그의 량을 7톤으로 조절하였으며, 각 조건에 대하여 각기 7회의 전로 조업 처리 결과를 평균하여 나타내었다. Fig. 4 is a table showing results of using slag having different iron content for converter operation. That is, it is the result that the slag obtained from the previous transferring operation was collected by the iron content and used for the subsequent transfer operation. At this time, the water content of each slag is adjusted to 3 wt% or less, and also includes the case of refining to further increase the content of iron. In the evaluation, the amount of each slag charged to 345 tons of converter steel was adjusted to 7 tons, and the results of the conversion processing were shown as 7 times for each condition.
도 4에서 보여 주듯이, 철의 함유량이 낮으면, 전로 조업에서 승열제를 투입해야 하며 철의 함유량이 낮을수록 승열제 투입량은 증가한다. 즉, 철의 함유량이 낮으면 전로 내에 투입되는 슬래그 함유량이 늘어나고 이에 따라 온도가 하락하고 전로 조업 불안정으로 이어질 수 있고, 승열제와 같은 부원료가 투입되어야 한다. 철의 함유량 50% 이상에서는 승열제를 투입하지 않아도 양호한 조업이 이루어질 수 있었다. 또한, 별도의 정제 처리를 수행하는 경우 철의 함량을 증가시켜 전로 조업은 양호하게 이루어 지나, 투입되는 슬래그량의 감소로 냉각제가 투입되며, 정제 비용이 추가로 발생하고 정제 시간이 소요됨에 따라, 경제성 측면에서는 불리한 것을 알 수 있다. 철의 함유량이 50 내지 60 wt% 이고, 별도의 정제처리를 하지 않은 슬래그가 전로 조업에 재활용되는 경우, 승열제를 투입하지 않고 안정적 조업이 가능하며, 경제성 측면에서도 가장 우수한 것을 알 수 있었다. As shown in FIG. 4, when the content of iron is low, the transferring agent must be introduced in the transferring operation, and the lower the content of iron, the more the amount of the transferring agent is increased. That is, when the content of iron is low, the content of the slag injected into the converter increases, which may lead to a drop in temperature and unstable operation of the converter, and an additive such as a heat exchanger should be input. When the content of iron was 50% or more, good operation could be achieved without adding a heat transfer agent. In addition, when the separate refining treatment is performed, the iron content is increased to improve the conversion efficiency. However, since the amount of the slag to be added is reduced, the coolant is added, the refining cost is further increased, In terms of economy, it is disadvantageous. When the slag having an iron content of 50 to 60 wt% and not subjected to a separate refining treatment is recycled to the converter operation, it is possible to perform stable operation without injecting the heat transfer agent, and it is found that the slag is the most excellent in terms of economy.
도 5는 종래 기술과 본 발명 실시예의 슬래그 처리 과정을 나타내는 공정도이다. 5 is a process diagram showing a slag treatment process of the prior art and the embodiment of the present invention.
종래의 전로 조업에 재활용되는 슬래그는 도 5에 나타낸 바와 같이, 전로 슬래그를 취득한 후에, 수송하여 크기를 선별하고, 버너를 사용하여 건조하여 수분의 함량을 대략 1wt% 이하로 감소시킨 후, 파쇄하고, 파쇄된 슬래그를 자력으로 선별하여 정제한다. 즉, 철 함량이 높은 슬래그를 선별하여 추출한다. 이후 조업이 진행될 전로의 상부로 슬래그를 이송하여 전로에 투입한 후, 여기에 용선을 장입하여 전로 취련을 시작한다. 반면, 본 발명 실시예는 종래에 비하여 단순한 처리 공정으로 전로 조업이 가능하다. 즉, 본 발명 실시예에서 재활용되는 슬래그는, 전로 슬래그를 취득한 후에 옥내에서 방치하여 자연 상태에서 건조시키며, 이후 크기를 선별하여, 전로 상부로 이송한다. 이때, 전로에는 용선을 미리 장입하고, 용선이 장입된 전로 상부로 재활용 슬래그를 투입한다. 여기서, 본 발명 실시예에서는 자연 건조로 슬래그를 처리하여 수분 함량이 대략 3% 이하이며, 전로 조업에서 만일의 경우 생길 수 있는 폭발을 방지하기 위해 조업 순서를 제어한다. 즉, 전로에 용선을 먼저 장입하고 재활용 슬래그를 투입하여, 수분을 증발 제거시킴에 의하여 혹시 발생할 수도 있는 수분에 의한 폭발을 미연에 방지한다. 이로부터 정제하지 않은 슬래그를 재활용하여 안정적으로 전로 조업을 할 수 있다. As shown in Fig. 5, the slag recycled in the conventional converter operation is obtained by picking up the converter slag and then transported to select the size. The slag is dried using a burner to reduce the moisture content to about 1 wt% or less, , And the crushed slag is selectively purified by magnetic force. That is, slag having high iron content is selected and extracted. After that, the slag is transferred to the upper part of the converter where the operation is to be carried out, and the slag is charged into the converter. On the other hand, the embodiments of the present invention can be converted to a simple processing process as compared with the conventional method. That is, in the embodiment of the present invention, the slag recycled is allowed to stand in the room after obtaining the converter slag and dried in a natural state, and then the size is selected and transferred to the upper portion of the converter. At this time, charcoal is charged in advance in the converter, and recycled slag is charged into the upper portion of the furnace charged with charcoal. Here, in the embodiment of the present invention, the natural drying furnace slag is treated to control the operation sequence in order to prevent the explosion which may occur in case of water content of about 3% or less in the converter operation. That is, the charcoal is first charged in the converter, the recycled slag is charged, and the water is evaporated and removed to prevent the explosion by moisture that may possibly occur. From this, the non-refined slag can be recycled and the converter can be stably operated.
이처럼 본 발명 실시예에서는 전로 슬래그를 취득한 후, 별도의 정제 과정이나 가열기를 통한 가열 과정(예: 도 5의 점선으로 표시된 공정)을 거치지 않기 때문에, 처리 공정을 단순화하고, 비용을 현저하게 절감시킬 수 있다. As described above, in the embodiment of the present invention, after the converter slag is obtained, it is not subjected to the heating process (for example, the process indicated by the dashed line in FIG. 5) through the separate refining process or the heater, so that the process is simplified and the cost is remarkably reduced .
도 6은 종래 기술과 본 발명의 실시예의 조업 결과를 대비한 결과표이다.Fig. 6 is a result table for comparing the operation results of the prior art and the embodiment of the present invention.
종래 별도의 정제 과정을 거친 슬래그와 본 발명의 실시예의 슬래그를 사용한 조업 결과를 보면, 종래의 경우 제강 조업에 공급될 수 있는 슬래그의 량이 하루에 50톤 정도인 것에 대하여, 실시예의 경우 하루에 400톤으로 8배 정도 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 저가 원료의 공급능력이 대폭적으로 증가할 수 있고, 이에 전로 조업에 사용되는 재활용 슬래그 량을 증가시킬 수 있다. 또한, 슬래그를 처리하는 비용에 있어 종래 처리 비용을 100이라고 할 때, 본 발명의 실시예의 처리 비용은 8 정도였으며, 이는 정제 과정 등 공정 단순화에 의한 것으로 처리 비용이 현저하게 감소하는 것을 알 수 있다. 전로 조업을 수행하기 위해서는 원료 외에 슬래그 생성용 생석회, 승열재, 냉각재 및 조성 제어 첨가물 등 각종 부원료가 추가될 수 있다. 이러한 부원료 사용량이 증가하면 생산 단가가 증가하게 된다. 이러한 부원료 사용량에 있어 종래 사용량을 100이라고 할 때, 본 발명의 실시예의 사용량은 95 정도였으며, 이는 재활용된 슬래그를 사용함으로써 부원료의 사용량을 감소시키게 되는 것을 알 수 있다. Conventionally, the amount of slag that can be supplied to the steelmaking operation in the past is about 50 tons per day, whereas in the case of the embodiment, the amount of slag is 400 Ton by 8 times. That is, the supply capability of the low-cost raw material can be greatly increased, and the amount of the recycled slag used in the converter operation can be increased. Further, when the conventional treatment cost is 100 for the cost of treating the slag, the treatment cost of the embodiment of the present invention is about 8, which means that the treatment cost is remarkably reduced due to the simplification of the process such as the purification process . In addition to the feedstock, various additives such as quicklime, heat transfer material, coolant, and composition control additive for slag production can be added to perform the converter operation. If the amount of such additives is increased, the production cost will increase. When the conventional amount of the additive is 100, the amount of the additive used in the embodiment of the present invention is about 95, which means that the amount of the additive is reduced by using the recycled slag.
이처럼 본 발명의 실시예의 재활용 슬래그를 전로 조업에 사용하면, 원료 공급 능력을 증가시키고, 슬래그 처리비용을 감소시키며, 부원료 사용량을 감소시킴으로써, 강의 제조 원가를 절감할 수 있다.
As described above, when the recycle slag of the embodiment of the present invention is used for the conversion furnace, the manufacturing cost of the steel can be reduced by increasing the raw material feed ability, reducing the slag processing cost, and reducing the amount of the sub-raw material.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예와 비교예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않고 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 기재된 실시예들은 본 발명의 청구범위 내에 속하게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is self-evident to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the described embodiments fall within the scope of the invention.
Claims (11)
제강 공정 중에 발생되고 철(Fe)을 함유하는 슬래그를 취득하는 과정;
상기 슬래그를 건조하는 과정;
전로에 용선을 장입하는 과정; 및
상기 전로에 장입된 용선의 상부에 상기 슬래그를 투입하는 과정;을 포함하고,
상기 슬래그를 취득하는 과정은,
조업이 종료 된 전로에서 슬래그를 취출하는 과정; 및
취출된 열간 슬래그를 냉각시키면서 자력을 인가하는 과정;을 포함하며,
상기 슬래그에서 철(Fe)의 함유량은 전체 슬래그 중량에 대하여 50 내지 60wt%범위인 강의 제조 방법.
A method of manufacturing a steel,
Obtaining a slag generated during the steelmaking process and containing iron (Fe);
Drying the slag;
The process of charging a charter to a converter; And
And injecting the slag into the upper portion of the molten iron charged in the converter,
The step of acquiring the slag includes:
Withdrawing the slag from the converter where the operation is terminated; And
And applying a magnetic force while cooling the taken hot slag,
Wherein the content of iron (Fe) in the slag is in the range of 50 to 60 wt% with respect to the total slag weight.
상기 슬래그를 건조하는 과정은 자연 건조 방식을 포함하며, 건조 후 수분 함량이 전체 슬래그 중량에 대하여 3wt% 이하가 되도록 하는 강의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The process for drying the slag includes a natural drying method, wherein the moisture content after drying is 3 wt% or less with respect to the total slag weight.
상기 자연 건조 방식은 별도의 가열 없이 자연 상태에서 3일 이상 유지하는 하는 과정을 포함하며, 건조 후 수분 함량은 전체 슬래그 중량에 대하여 1wt% 초과 3wt% 이하의 범위인 강의 제조 방법.
The method of claim 3,
Wherein the natural drying method includes a step of maintaining at least three days in a natural state without any heating, wherein the water content after drying is in the range of 1 wt% to 3 wt% with respect to the total slag weight.
상기 슬래그를 건조한 후, 건조된 슬래그를 크기에 따라 선별하는 과정을 포함하는 강의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 3,
Drying the slag, and sorting the dried slag according to the size of the slag.
상기 선별된 슬래그는 평균 입자 크기가 5 내지 50mm 범위인 강의 제조 방법.
The method of claim 5,
Wherein the selected slag has an average particle size in the range of 5 to 50 mm.
상기 슬래그는 건조 후, 별도의 정제 과정을 거치지 않으며,
상기 슬래그의 적어도 일부는 상기 용선과 함께 강의 원료로 사용되는 강의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 3,
The slag is not subjected to a separate purification process after drying,
Wherein at least a portion of the slag is used as a raw material for steel together with the molten iron.
상기 슬래그는 용선 장입 후 취련 전에 투입되며, 제조되는 쇳물 톤당 0.014 내지 0.029 톤을 투입하는 강의 제조 방법.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the slag is charged before charging the molten iron and charging 0.014 to 0.029 ton per tonne of the molten iron to be produced.
전로 조업에서 수집된 슬래그이고,
철(Fe)의 함유량은 전체 슬래그 중량에 대하여 50 내지 60wt%이고,
수분 함량은 전체 슬래그 중량에 대하여 1wt% 초과 3wt% 이하의 범위이며,
전체 슬래그 중량에 대하여 황의 함량은 0.05wt% 이하이고, Al2O3의 함량은 5wt% 이하인 재활용 슬래그.
As a recycling slag used in the manufacture of steel,
Slag collected in the conversion process,
The content of iron (Fe) is 50 to 60 wt% with respect to the total slag weight,
The water content is in the range of 1 wt% to 3 wt% with respect to the total slag weight,
A recycling slag having a sulfur content of 0.05 wt% or less and a content of Al 2 O 3 of 5 wt% or less with respect to the total slag weight.
상기 슬래그는 고체 입자를 포함하며, 상기 고체 입자의 평균 입자 크기가 5 내지 50mm 범위인 재활용 슬래그. The method of claim 9,
Wherein the slag comprises solid particles, wherein the solid particles have an average particle size in the range of 5 to 50 mm.
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