KR101511178B1

KR101511178B1 - 금속, 용융 금속 및/또는 슬래그의 건식 야금 처리 방법

Info

Publication number: KR101511178B1
Application number: KR1020137018706A
Authority: KR
Inventors: 만프레트 슈베르트; 마티아스 마인
Original assignee: 에스엠에스 지마크 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2015-04-10
Also published as: RU2550438C2; KR20130095838A; WO2012089754A3; WO2012089754A2; EP2659008A2; RU2013135258A; ES2533572T3; DE102010064357A1; EP2659008B1; BR112013016994A2

Abstract

본 발명은, 야금 유닛, 또는 용융 도가니 내에서, 특히 전기 아크로 내에서 금속, 용융 금속 및/또는 슬래그를 건식 야금 처리하기 위한 건식 야금 처리 방법에 있어서, 인젝터로서의 작동 모드에서 산소 함유 가스를 가속화하면서, 제트를 완전하게 둘러싸는 기상의 슈라우드를 포함하는 고속 제트로 형성하는 인젝터 장치(1)를 이용하여 산소 농후 가스를 상취 또는 취입하기 위한 상기 건식 야금 처리 방법에 관한 것이며, 상기 건식 야금 처리 방법은, 인젝터 장치(1)가 대체되는 방식으로 버너 작동 모드에서 버너로서 이용되는 것을 특징으로 한다.

Description

금속, 용융 금속 및/또는 슬래그의 건식 야금 처리 방법{METHOD FOR THE PYROMETALLURIGICAL TREATMENT OF METALS, MOLTEN METALS, AND/OR SLAGS}

본 발명은, 야금 유닛 또는 용융 도가니 내에서, 특히 전기 아크로 내에서 금속, 용융 금속 및/또는 슬래그를 건식 야금 처리하기 위한 건식 야금 처리 방법에 있어서, 특히 인젝터로서의 작동 모드에서 산소 함유 가스를 가속화하면서, 제트를 완전하게 둘러싸는 기상의 슈라우드(gaseous shroud)를 포함하는 고속 제트로 형성하는 인젝터 장치를 이용하여 산소 농후 가스를 상취 또는 취입하기 위한 상기 건식 야금 처리 방법에 관한 것이다.

전기 아크로에서, 특히 탄소 함유 물질을 첨가하면서, 산소 농후 가스를 상취 또는 취입하기 위해 인젝터 장치들을 이용하는 점은 공지되었다. 인젝터 장치는 산소 농후 가스를 초음속으로 가속화한다. 개별적으로 산소 농후 가스에 탄소 입자가 첨가 혼합된다. 건식 야금 처리를 위해 상기 가스의 고속 제트가 생성되며, 이 고속 제트는 제트 자체를 둘러싸는 기상의 슈라우드에 의해 보호된다. 인젝터 장치들은 산업 설비에서, 특히 전기 아크로에서, 슬래그를 포밍하기 위해 슬래그 층 또는 거품 슬래그 층 내부로, 그리고/또는 그 상부로 산소 농후 가스들 및/또는 탄소 농후 입자들을 상취 또는 취입하기 위해 이용된다. 산소 농후 가스는, 슬래그 층 또는 거품 슬래그 층 하부에 위치하는 용융 금속에서 탄소를 제거하기 위해, 다시 말하면 용융 금속의 탈탄을 위해, 상기 용융 금속 내부로, 그리고/또는 그 상부로 유입된다.

전기 아크로들 내에서 예컨대 스크랩 또는 해면철과 같은 고형 공급 재료의 용융은 높은 에너지 사용량을 요구한다. 요컨대 에너지 사용량은 조강의 톤당 550과 750kWh 사이이다. 전기 에너지 수요의 감소를 위해, 추가로 특히 천연 가스나 석탄 형태로 화학 에너지가 이용된다. 높은 반응 온도의 보장을 위해, 상기 화학 에너지의 연소는 대부분 기술적으로 순수한 산소와 함께 이루어진다. 그럼으로써 동시에 처리되는 배기가스의 비유량(specific flow)은 공기의 이용에 비해 분명하게 감소된다. 용융 공정의 소정의 단계들 동안 스크랩 가열 및 스크랩 용락을 보조 또는 가속화하기 위해, 산소 및/또는 일차 에너지 캐리어, 예컨대 천연 가스의 취입이 이루어진다. 반응은 용융물의 상부에서, 바람직하게는 용융되는 고형 재료와 직접 접촉하여 이루어진다. 이 경우, 천연 가스 및 산소의 첨가는 종래 기술에 따라서 노 벽부 내 특정한 버너를 통해, 또는 냉각식 랜스(lance)에 의해 이루어진다.

건식 야금 처리 시 추가 위상은 거품 슬래그 위상이다. 거품 슬래그는, 벽부 영역들의 과열을 방지하고, 아크의 전기 출력 손실을 균일화하며, 방사선 손실의 감소를 통해 전체적으로 높은 에너지 효율을 가능하게 하기 위해, 플랫 배스 위상(flat bath phase) 동안 아크 방사선에 대해 노 벽부들을 차폐해야 한다. 그와 동시에, 거품 슬래그의 형성을 위해, 미립자의 탄소 캐리어 및 산소가 바람직하게는 슬래그와 금속 사이의 경계층 내로 취입된다.

탄소 캐리어의 첨가는, 바람직하게는 용융 금속과 슬래그 사이의 영역 내로, 부분적으로는 용융 금속의 표면 아래로도 이루어진다. 캐리어 가스로서는 바람직하게는 압축 공기, 질소 또는 기상의 탄화수소가 이용된다.

산소의 주입은, 바람직하게는 주입된 탄소의 부분 산화뿐 아니라 용융 금속의 탈탄을 위해 용융 금속과 슬래그 사이의 경계층의 영역 내로 이루어진다. 탄소 캐리어 내에 함유된 탄소의 부분 산화 시, 슬래그로부터 기포의 형태로 누출되는 기상의 일산화탄소가 발생한다. 이는 슬래그의 포밍을 야기한다. 거품 슬래그는 에너지 활용을 향상시키면서 전기 아크로의 내화 벽돌 라이닝의 하중을 감소시킨다. 일산화탄소는 추가 산화제를 외부에서 첨가하는 것을 통해 내부 또는 외부에서 후연소될 수 있다. 탄소 캐리어, 산소 및 추가 산화제의 첨가는, 조합되거나 독립된 방식으로, 노 벽부 내 특정 인젝터 또는 노즐 장치들을 통해, 도어, 노 벽부 또는 노의 커버를 통과하는 냉각식 랜스들을 통해, 도어, 노 벽부 또는 커버를 통과하는 비냉각식 랜스들을 통해, 또는 하부 배스 노즐 시스템들을 통해 이루어진다.

공동의 인젝터 장치들을 통한 가스 또는 고형 재료 주입 시, 전술한 기능성들은 하나의 유닛 내에 통합되어야 한다. 개별 공정 단계들 동안 주입되는 성분들은 대응하는 인젝터 시스템에 대해, 다시 말하면 유동 속도, 주입 지점, 혼합 및 연소 거동, 그리고 용융물 내 유입에 대해 상이하면서 부분적으로는 상호 간에 상반되는 요건을 나타낸다. 그러므로 유닛들은 매우 큰 치수를 보유하거나, 또는 절충을 위한 해결책이 강구되어야만 한다.

EP 0 964 065 A1로부터는 2개의 구조 부재로 구성되는 인젝터 장치가 공지되었다. 이 인젝터 장치의 경우, 일측 구조 부재는 초음속 산소 인젝터로서 이용되고 타측 구조 부재는 탄소 인젝터로서 이용된다. 두 구조 부재의 축들은, 생성되는 두 제트가 용탕 액위 상부에서 서로 교차하도록 배향된다. 각각 중앙의 산소 제트 또는 탄소 제트의 실질적인 집속을 보장하도록 하기 위해, 상기 산소 또는 탄소 제트는, 중앙 노즐 개구의 둘레에 동심으로 배치되는 노즐 링으로부터 유출되는 천연 가스 제트에 의해 둘러싸인다.

US 5 904 895에서는 수냉식 인젝터 장치가 설명된다. 상기 인젝터 장치는, 연소 챔버의 전방에 위치하는 고형 재료를 용락하기 위한 고속 화염을 생성하기 위한 연소 챔버를 포함한다. 연속적인 용융 기간으로 미세 분산 상태의 고형 재료, 예컨대 석탄뿐 아니라 추가 산소는 고속으로 전기 아크로 내로 유입될 수 있으며, 고형 재료는 이미 가속화된 산소 제트에 측면에서부터 첨가 혼합된다. 이 경우, 고형 재료 제트뿐 아니라 고속 제트는 이들 제트를 둘러싸는 화염 슈라우드(flame shroud)를 통해 보호된다.

EP 0 866 138 A1에서는 용융물 내로 가스, 예컨대 산소 및 천연 가스를 주입하기 위한 방법이 설명된다. 이 경우, 중앙에서 인젝터로부터 유출되는 산소는 라발 노즐(Laval nozzle)에 의해 초음속으로 가속화된다. 제트가 자체의 유출 펄스를 최대한 오랫동안 유지하도록 하기 위해, 제트는 제트 자체를 완전하게 둘러싸는 화염 슈라우드를 통해 보호된다. 화염 슈라우드는 라발 노즐에 대해 동심인 환상 간극 또는 노즐 링으로부터 유출되는 천연 가스를 산소와 함께 연소할 때 발생한다. 산소는 천연 가스 링의 외부에 동심으로 배치되는 제2 환상 간극 또는 노즐 링을 통해 안내된다.

EP 1 092 785 A1로부터는, EP 0 866 138 A1로부터 공지된 인젝터 장치의 원리에 따라 작동하고 추가로 입자 형태의 고형 재료의 주입을 여전히 허용하는 인젝터 장치가 공지되었다. 이 경우, 고형 재료의 첨가는 산소 첨가와 마찬가지로 화염 슈라우드의 내부에서 이루어진다.

EP 0 845 795 A1은 연료를 연소하기 위한 방법뿐 아니라 대응하는 버너를 설명하고 있다. 연료로서는 천연 가스뿐 아니라, 고형 재료로서 입자 형태의 연료도 이용된다. 이 경우, 원통형이거나, 약간 원추형으로 제트 방향으로 확장되는 산소 메인 제트 내로, 중앙 종축에 대해 비스듬하게 배향된 복수의 천연 가스 제트가 송풍된다. 메인 제트는 라발 노즐을 통해 초음속으로 가속화된다. 연료 제트들은 메인 제트를 둘러싸면서, 흐름 방향의 하류에서 비로소 상기 메인 제트 내로 침투한다. 메인 제트의 내부에서는, 중앙 튜브를 통해 제2 연료 제트가 형성되며, 이 제2 연료 제트와 함께 천연 가스 또는 고형 재료는 메인 제트의 가속화 후에 메인 제트 내로 주입된다.

인젝터 장치들의 경우 더욱 긴 이동 거리 상에서 제트들의 확산을 최대한 억제하도록 하기 위해, 생성되는 제트들은 보통 천연 가스의 연소를 통해 생성되는 화염 슈라우드에 의해 수배 둘러싸인다. 화염 슈라우드는 중앙 가스 제트의 원하지 않는 펄스 손실의 단점을 야기하는데, 그 이유는 슈라우드 제트들의 유동 속도가 중앙 가스 제트의 유동 속도보다 훨씬 더 낮기 때문이다. 그 외에, 상기 조치는 추가 재료 사용량과 그에 따라 더욱 높은 에너지 비용을 요구한다. 이는 공정 기술 측면에서 실질적으로 불필요하며 부분적으로는 효과적이지 못하다.

DE 102 01 108 A1로부터는, 야금 장치의 내부 공간 내로 자유로이 유출되는 산소 농후 가스의 양과, 존재하는 슬래그 층 내로 침투하는 상기 가스의 침투 깊이가 증가하게끔 하는 인젝터 장치가 공지되었다. DE 102 01 108 A1에 따라서는 건식 야금 처리를 위한 방법이 제공된다. 이 방법의 경우 기상의 슈라우드는 고온 가스이며, 이 고온 가스는 중앙 고속 제트와 고온 가스 슈라우드 제트 사이의 상대 속도 및 펄스 교환이 적어도 거의 등속도인 공급을 통해 최소화되도록 중앙 고속 제트로 공급된다. 이 경우, 상이한 작동 상태에서 산소 및 고형 재료의 공동 사용에 대한 종래 기술의 단점들, 다시 말해 높은 특정 에너지 사용량 및 야금 장치에서 조작 또는 그 복수의 개구부의 필요성뿐 아니라, 복잡한 구성은 방지된다.

집중적인 혼합 및 운동을 생성할 뿐 아니라 입자 형태의 고형 재료, 예컨대 탄소 캐리어, 분진 또는 집합체의 주입을 향상시키기 위해 가스 제트의 길이와, 용융 금속 상부에 위치하는 슬래그 층 내로 침투하는 상기 가스 제트의 침투 깊이를 활용하도록 하기 위해, 중앙 가스 제트는 산소 인젝터를 통해, 다시 말하면 라발 노즐을 포함하는 상대적으로 긴 튜브를 통해 안내되면서 300 내지 850m/s의 속도로 가속화되며, 그리고 공지된 해결 방법들과 다르게 고온 가스로 이루어진 슈라우드 제트로 둘러싸인다. 이 경우, 고온 가스는, 고온 가스 발생기 내에서, 예컨대 상업상의 고속 버너 내에서 공기와 천연 가스를 외부 연소하는 것을 통해, 또는 독립된 고온 압축기에 의한 고온의 노 가스의 재순환을 통해, 또는 상기 두 조치의 조합을 통해 공급된다.

고온 가스 생성이 산화제와 연료의 외부 반응을 통해 이루어지는 점에 한해서, 이를 위해 10 내지 100 부피 퍼센트, 바람직하게는 21 부피 퍼센트의 산소 함량을 함유하는 산화제가 이용된다. 산화 과정은 어느 경우든 화학양론적으로 실행된다. 고온 가스 발생기 내 공기비는 1.05와 2.0 사이로, 바람직하게는 1.3과 1.5 사이로 설정된다. 산화제는 50℃와 600℃ 사이, 바람직하게는 200℃와 400℃ 사이의 온도로 예열될 수 있다. 예열은 외부에서, 또는 인젝터 장치의 내부에서 이루어질 수 있다. 바람직하게는 산화제의 예열 장치는 인젝터 장치의 냉각 시스템 내에 통합되거나, 또는 냉각 시스템의 실질적인 구성 부품이다.

고온 가스의 온도는 인젝터 버너 내로 유입 시에 300℃와 1800℃ 사이이다. 상기 온도 범위에서, 고온 가스의 음속은 기반이 되는 열역학적 관계에 따라서 저온의 중앙 제트의 음속보다 훨씬 더 높다. 따라서, 고온 가스의 유출 속도는 이미 단순한 노즐에 의해서도 중앙 제트의 유동 속도의 범위로 상승된다.

본 발명의 과제는, 공지된 인젝터 장치의 유용성을 확대하는 것에 있다.

상기 과제는, 본 발명에 따라서, 최초에 언급한 유형의 방법에서, 인젝터 장치가 대체되는 방식으로 버너 작동 모드에서 인젝터 작동 모드로 전환될 수 있음으로써 해결된다.
본 발명의 바람직한 구현예들은 종속 청구항들에서 정의된다.

인젝터 장치의 청구되는 이용을 통해, 상기 인젝터 장치는 2배의 사용 목적을 확보하며, 야금 용기에서, 특히 전기 아크 용융로에서 버너 시스템으로서, 종래의 버너에 비해 분명하게 감소된 유지보수 비용과 높은 에너지 효율을 보유하는 조건에서 이용된다.

종래 기술에 따르는 버너 시스템은 강재 및 슬래그 스패터(steel and slag spatter)에 의한 막힘 경향이 높다. 막힘의 위험을 감소시키기 위해, 용융물의 표면에 대해 큰 간격으로 이격시켜 시스템들을 장착해야 한다. 그러나 그로 인해 야금 용기 내 용융물의 상부에서 스크랩 칼럼의 높이는 제한되며, 이는 스크랩 내 부적합한 열 입력을 야기한다. 그 외에도 버너는 적시에 비활성화되어야 하는데, 그 이유는 스크랩의 용융을 통해 버너의 배출구가 개방되고 그에 따라 고온의 가스가 노의 배기구에 의해 곧바로 포착되기 때문이다.

종래 기술에 따르는 버너의 경우에 가스 및 산소 개구부들을 최대한 개방한 상태로 유지하도록 하기 위해, 유출 개구부들은 버너가 비활성화된 경우 압축 공기를 공급받는다. 그러나 압축 공기는 자체의 냉각 작용을 통해 노의 작동에 부정적인 영향을 미친다. 그러나 노 측에서 비로소 유출 개구부들의 전방에서 점화되면서 상대적으로 높은 가스 및 산소 소모량을 야기하는 이른바 파일럿 화염(pilot flame)도 마찬가지로 간섭 영향을 미칠 수 있다.

종래 기술에 따르는 버너는 자체의 강한 막힘 경향을 통해 정기적으로 유지보수되고 수리되어야만 한다. 그럼에도, 때에 따른 고장은 확실하게 방지되지 못한다. 그로 인해 생산 손실이 발생한다. 버너 작동 모드가 비활성화된 조건에서 유출 개구부들의 가압은 높은 작동 비용을 야기한다.

한편, 본 발명을 통해서는, 막힘 위험이 슬래그의 고착을 통해서 방지된다. 요컨대 용융물에 대한 인젝터의 작은 이격 간격이 설정되며, 이는 높은 효과를 의미한다. 그럼으로써 종래 기술에 따르는 버너들에 비해서 훨씬 더 향상된 에너지 효율성도 달성되며, 그럼으로써 작동 비용은 감소하고 생산은 증가한다.

버너로서 이용되는 인젝터 장치는 가스를 위한 중앙 노즐을 포함한다. 상기 노즐은 환상 간극에 의해 둘러싸이며, 이 환상 간극을 통해 버너 작동 모드에서 가스의 연소를 위해 필요한 산소가 공급된다. 가스 노즐 및 산소 환상 간극을 위해 필요한 횡단면이 매우 작다는 사실을 통해, 상기 횡단면은 화염에 의해, 강재 및 슬래그 스패터에 의해 확실하게 막히지 않게 된다. 버너 작동 모드가 비활성화된 경우, 산소 환상 간극에는 바람직하게는 추가의 보조 버너로부터 고온의 연소 공기가 공급되며, 이 연소 공기는 매우 높은 속도로 환상 간극을 관류하며 그에 따라 스패터의 침투로부터 인젝터 장치 또는 버너를 확실하게 보호한다. 보조 버너는 바람직하게는 가스와 압축 공기로 작동된다. 보조 버너의 고장 시에, 환상 간극뿐 아니라 가스 노즐은 대체되는 방식으로 압축 공기에 의해 개방된 상태로 유지될 수 있다.

본 발명에 따라서, 인젝터 작동 모드 동안 인젝터 장치의 제1 유입구를 통해, 천연 가스 대신, 공기가 유입된다. 천연 가스는 버너 작동 모드 동안 제1 유입구를 통해 유입된다.

본원의 방법의 바람직한 구현예에 따라서, 공기는 천연 가스보다 더 낮은 부피 유량으로 유입된다.

바람직하게는, 공기의 부피 유량은 천연 가스의 부피 유량의 약 85%이다.

마찬가지로 바람직한 것으로 입증된 점에 따라서, 버너 작동 모드 동안 인젝터 장치의 제2 유입구를 통해 산소는 인젝터 작동 모드 동안보다 더 낮은 부피 유량으로 유입된다.

바람직하게는, 버너 작동 모드 동안 산소의 부피 유량은 인젝터 작동 모드 동안 부피 유량의 약 25% 또는 그 미만이다.

바람직하게는, 인젝터 장치는 주로 야금 유닛 또는 용융 도가니 내로 투입되는 스크랩 장입물의 용락 과정의 개시 시에 버너로서 작동된다.

마찬가지로 바람직하게는, 인젝터 장치는, 야금 유닛 또는 용융 도가니 내로 스크랩 장입물의 투입 후에 약 5분 내지 10분의 기간 동안 버너로서 작동된다.

바람직한 개선 실시예들은 종속 청구항들, 명세서 및 도면으로부터 제시된다.

본 발명은 산소 농후 가스를 상취 또는 취입하기 위한 건식 야금 처리 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의하여 여기에서 이용되는 인젝터 장치의 확대된 유용성을 제공할 수 있다.

본 발명은 다음에서 일 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 산소 인젝터와 고온 가스 스터브(hot gas stub)를 포함하여 야금 유닛의 벽부에 장착될 수 있는 인젝터 장치를 도시한 측면 평면도이다.
도 2는 도 1에 따르는 인젝터 장치를 도 1의 도해에 대해 고온 가스 스터브의 종축을 중심으로 90°만큼 회전시켜 도시한 또 다른 측면도이면서 부분 종단면도이다.

인젝터 장치(1)(도 1 및 도 2)는 산소 인젝터(2)와 고온 가스 스터브(3)를 포함한다. 상기 고온 가스 스터브는 자체에 고정되고 측면으로 돌출된 2개의 브래킷(4, 5)을 통해 야금 유닛의 벽부와 연결된다. 고온 가스 스터브(3)에는 인젝터 작동 모드에서 유입구 측의 플랜지(6)에 장착되는 측면 포트(7)를 통해 공기가 공급된다. 예컨대 공기는 300N㎥/h의 부피 유량으로 공급된다. 그리고 버너 작동 모드에서는 포트를 통해 천연 가스가 350N㎥/h의 부피 유량으로 유입된다. 플랜지(6)의 단부면 측의 자유 단부에 장착되는 포트(8)는 인젝터 작동 모드뿐 아니라 버너 작동 모드에서 천연 가스를 공급하기 위해 이용된다. 천연 가스 공급 속도는 최대 25N㎥/h이다.

인젝터 작동 모드에서 산소는 포트(9)를 통해 3000N㎥/h의 부피 유량으로 산소 인젝터(2)로 공급되며, 버너 작동 모드에서는 700N㎥/h의 부피 유량으로 공급된다.

산소 인젝터(2)와 화염 튜브로서도 지칭되는 고온 가스 스터브(3)는 냉각액을 공급하기 위한 공동의 냉각 시스템을 장착하고 있다. 상기 냉각 시스템은 냉각제를 공급하기 위한 포트(10)와 냉각제를 배출하기 위한 포트(11)를 포함한다. 냉각제는 포트(10)로부터, 고온 가스 스터브(3)의 외피부(15)를 냉각하기 위한 포트(112)뿐 아니라, 산소 인젝터(2)의 포트(16, 17)들로 공급된다. 외피부(15)는 다시 상호 간에 동심으로 배치되는 외부 벽부(14) 및 내부 벽부(13)를 포함한다. 산소 인젝터(2)는 상호 간에 동심인 튜브 벽부(19, 20)들을 구비한 공동부(18)를 보유하는 외부 냉각식 외피부를 포함한다. 또한, 산소 인젝터(2)는 외피부(15)에 대해 동심인 안쪽 외피부(21)도 포함하고, 이 안쪽 외피부도 마찬가지로 2개의 벽부(22, 23)로 구성되고, 이들 벽부 사이의 공동부(24) 내에서 냉각제가 순환하며, 냉각제는 포트(16)를 통해 상기 공동부로 공급된다. 포트(25, 26)들을 통해 냉각제는 공동부(18, 24)들로부터 다시 배출되며, 그리고 고온 가스 스터브(3)의 외피부(15)의 공동부로부터 포트(27)를 통해 유출되는 냉각제처럼, 상기 냉각제는 배출을 위한 포트(11)로 공급된다. 공동부(15, 18 및 24)들은 각각, 냉각제가 곡류 형태로 공동부들을 통해 흐를 수밖에 없도록 구성된다. 포트(16, 25)들은, 퀵 커플링들을 통해, 산소 인젝터(2)의 대응하는 스터브들 및 포트(10, 11)들에 연결될 수 있는 가요성 금속 호스들을 포함한다. 인젝터 작동 모드에서, 라발 노즐(28)을 장착한 내부 튜브(29)를 통해서는, 산소 인젝터(2)로부터 산소가 공급된다.

인젝터 장치(1)는 주로 야금 유닛 내에서, 특히 전기 아크로 내에서 용락 과정의 개시 시에, 다시 말하면, 스크랩으로 채워져서 노 내로 낙하되는 새 스크랩 바스켓(scrap basket)을 장입한 후 최초 5분 내지 10분 동안 버너로서 작동된다. 상기 단계에서 노 용기는 거의 완전하게 스크랩으로 채워진다. 이 경우, 인젝터 장치(1)는 아크를 통한 용융을 보조 및 가속화하는 역할을 한다.

그 다음, 주로 용락 과정의 종료 시까지, "산소 인젝터"의 작동 모드로 전환이 이루어진다. 상기 단계에서 스크랩은 대부분 용융된다. 노 용기는 여전히 액상인 금속과 슬래그만을 포함한다. 상기 단계에서 인젝터 장치(1)는 배스에서 탈탄하는 역할을 할 뿐 아니라, 동시에 이용되는 탄소 인젝터와 함께 이른바 거품 슬래그를 생성하는 역할도 한다. 이 경우, 탄소 입자들은 자연히, DE 102 01 108 A1로부터 공지된 방식으로 산소 제트로 첨가될 수도 있다.

스크랩을 포함하는 제2 바스킷이 장입된다고 하더라도, 다시 5분 내지 10분의 기간 동안 버너 작동 모드로 전환이 이루어진다. 그런 후에 인젝터 장치(1)는 다시 "산소 인젝터"의 작동 모드로 이용된다.

1: 인젝터 장치
2: 산소 인젝터
3: 고온 가스 스터브
4: 브래킷
5: 브래킷
6: 플랜지
7: 포트
8: 포트
9: 포트
10: 포트
11: 포트
12: 포트
13: 벽부
14: 벽부
15: 외피부
16: 포트
17: 포트
18: 공동부
19: 튜브 벽부
20: 튜브 벽부
21: 안쪽 외피부
22: 벽부
23: 벽부
24: 공동부
25: 포트
26: 포트
27: 포트
28: 라발 노즐
29: 내부 튜브

Claims

야금 유닛 또는 용융 도가니 내에서, 금속, 용융 금속 및 슬래그 중 적어도 하나를 건식 야금 처리하기 위한 건식 야금 처리 방법으로서, 인젝터로서의 작동 모드에서 산소 함유 가스를 가속화하면서, 제트를 완전하게 둘러싸는 기상의 슈라우드를 포함하는 고속 제트로 형성하는 인젝터 장치(1)를 이용하여 산소 농후 가스를 상취 또는 취입하기 위한 상기 건식 야금 처리 방법에 있어서,
상기 인젝터 장치(1)는 대체되는 방식으로 버너 작동 모드에서 인젝터 작동 모드로 전환될 수 있고,
상기 인젝터 장치(1)의 버너 작동 모드 동안 천연 가스와 산소가 공급되고 인젝터 작동 모드 동안에는 산소, 천연 가스 및 고온 공기가 공급되며, 인젝터 장치의 제1 유입구(7)를 통해서 인젝터 작동 모드 동안 고온 공기가 공급되고 버너 작동 모드 동안에는 천연 가스가 공급되고, 산소는 제2 유입구(9)를 통해 공급되고, 천연 가스는 제3 유입구(8)를 통해 공급되며, 그리고 제1 및 제3 유입구는 상기 인젝터 장치(1)의 환상 간극 내로 통해 있고 제2 유입구(9)는 상기 인젝터 장치(1)의 중앙 노즐 내로 통해 있는 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 공기는 천연 가스보다 더 낮은 부피 유량으로 유입되는 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
제2항에 있어서, 상기 공기의 부피 유량은 천연 가스의 부피 유량의 85%인 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 버너 작동 모드 동안, 인젝터 장치의 제2 유입구(9)를 통해 산소가 인젝터 작동 모드 동안보다 더 낮은 부피 유량으로 유입되는 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
제4항에 있어서, 버너 작동 모드 동안 산소의 부피 유량은 인젝터 작동 모드 동안 부피 유량의 25% 또는 그 미만인 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 버너 작동 모드뿐 아니라 인젝터 작동 모드 동안 제3 유입구(8)를 통해 천연 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인젝터 장치(1)는 야금 유닛 또는 용융 도가니 내로 투입되는 스크랩의 용락 과정의 개시 시에 버너로서 작동되는 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
제7항에 있어서, 상기 인젝터 장치(1)는 야금 유닛 또는 용융 도가니 내로 스크랩 장입물을 투입한 후에 5분 내지 10분의 기간 동안 버너로서 작동되는 것을 특징으로 하는 건식 야금 처리 방법.
삭제
삭제