KR101552143B1 - Treatment apparatus for molten metal and the method thereof - Google Patents
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- 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
Abstract
본 발명은 용선 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 전로의 출강구를 통해 전(前) 조업공정에서 생산된 용강의 출강을 완료하는 단계; 용선을 마련하는 단계; 상기 전로 내부에 상기 용선 중 일부를 1차 장입하여 상기 전로 내부의 잔류 슬래그와 반응시키는 단계; 상기 1차 장입된 용선과 상기 잔류 슬래그가 반응하여 발생하는 슬래그를 배재하는 단계; 상기 전로 내부에 나머지 용선을 2차 장입하는 단계; 상기 전로 내부에 산소를 취입하여 용강을 제조하는 단계; 및 상기 용강을 출강하는 단계;를 포함하고, 상기 용선을 1차 장입하는 과정에서 상기 용선을 액적 상태로 장입함으로써 전로 정련 시 전로에 용선의 일부를 액적을 형성하면서 장입하여 용선의 액적을 슬래그와 반응시킴으로써 슬래그와 용선 중 인, 규소 등의 불순물 간의 반응 효율을 향상시킴은 물론, 용선의 액적과 슬래그 간의 반응으로 발생하는 가스를 원활하게 배출시킬 수 있다. The present invention relates to an apparatus and a method for processing a molten iron, comprising the steps of: finishing ladle production of molten steel produced in a previous operation through a ladder of a converter; Providing a charcoal; Charging a part of the charcoal into the inside of the converter and reacting with the residual slag inside the converter; Discharging the slag generated by the reaction of the primary charged molten iron and the residual slag; Charging the remaining charcoal into the inside of the converter; Injecting oxygen into the converter to produce molten steel; And charging the molten iron in the form of droplets in the process of charging the molten iron in the process of charging the molten iron to form a droplet while forming part of the molten iron in the converter during the refining of the converter, The reaction efficiency between the slag and impurities such as silicon in the molten iron can be improved and the gas generated by the reaction between the molten iron and the slag can be smoothly discharged.
Description
본 발명은 용선 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용선 중에 함유된 규소(Si) 및 인(P) 등과 같은 불순물을 신속하고 안정적으로 제거할 수 있는 용선 처리 장치 및 처리 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molten iron processing apparatus and a method thereof, and more particularly to a molten iron processing apparatus and method for rapidly and stably removing impurities such as silicon (Si) and phosphorus (P) will be.
일반적으로 용강 중의 함유되는 인(P) 성분은 연속 주조 중 주편 내부에 편석되어 품질 불량을 야기하며, 특히 극한 환경하에서 소재의 균열을 유발하여 제품에 악영향을 미치게 된다. 이에 따라 극한 환경하에서 압력 용기나 라인 파이프 등의 소재로는 수소 유기 균열이나 황화물에 의한 응력 부식 균열 특성에 강한 극저린강을 주로 사용하고 있다.In general, the phosphorus (P) component contained in molten steel is segregated in the cast steel during continuous casting, causing quality defects, and particularly cracking of the material under extreme environments, adversely affecting the product. As a result, under extreme conditions, materials such as pressure vessels and line pipes are mainly used for ultra-low-strength steels that are resistant to stress cracking and cracking due to hydrogen organic cracking and sulfides.
한편, 제강 공정은 용선 예비처리 공정, 전로 정련 공정, 이차 정련 공정 및 연속 주조 공정 순으로 진행된다. On the other hand, the steelmaking process proceeds in the order of the iron pre-treatment process, the converter refining process, the secondary refining process, and the continuous casting process.
도 1은 일반적인 용선 처리 과정을 순차적으로 보여주는 순서도이다.FIG. 1 is a flowchart showing a general charcoal processing procedure in sequence.
도 1을 참조하면, 전로 정련 공정은 전로에 고철(scrap)과 용선(hot metal)을 순차적으로 장입(S100, S110)한 다음, 랜스를 통해 고순도의 산소(O2) 가스를 취입(blowing)하여 취련(S120)함으로써 용선 중 탄소와 인(P), 규소(Si) 등의 불순 원소를 CO 가스 또는 슬래그 중 산화물 형태로 제거한다. 이러한 과정을 통해 불순물이 제거된 용선을 용강이라고 한다. 이후 제조된 용강을 출강(S130)하고 전로 내에 잔류하는 슬래그를 배재(S140)한다. 1, the converter refining process is blow oxygen of high purity (O 2) gas scrap metal (scrap) and molten iron (hot metal) to be fed in sequence (S100, S110) in a converter, and then, through the lance (blowing) (S120), the carbon in the molten iron and impurities such as phosphorus (P) and silicon (Si) are removed in the form of oxide of CO gas or slag. Through this process, the molten steel in which impurities are removed is called molten steel. Subsequently, the produced molten steel is poured (S130) and the slag remaining in the converter is discharged (S140).
이와 같이 전로 정련 공정에서 발생한 슬래그는 고온의 용융상태이고, 염기도(CaO/SiO2)가 높으며, 다량의 철(Fe), 망간(Mn) 등의 산화물이 존재하고 있다. 따라서 슬래그를 배재하지 않고 후속 전로 정련 공정에 사용하면, 용선 중 인의 제거와 철원을 확보하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 슬래그의 현열을 이용할 수 있어 용선의 온도 저하를 억제할 수 있는 이점이 있다. 그러나 슬래그를 배재하지 않고 전로에 용선을 장입하는 경우, 용선 중에 함유된 Si, Ti, C 등이 슬래그 중의 산화물과 급격한 산화반응을 일으키게 되고, 슬래그의 점도가 높아져서 산화반응에 의해 발생한 CO 가스가 슬래그에 갇혀 원활하게 빠져나오지 못해 폭발하여 안전사고가 발생하는 문제점이 있다. 이에 종래에는 전로 정련 공정으로 발생한 슬래그를 배재하거나, 슬래그에 고철 등의 냉각재를 투입하여 냉각시켜 반응속도를 떨어뜨린 후 용선을 장입하는 방법이 사용되고 있는데, 이는 용선의 온도를 저하시켜 대체 철원을 사용하는 경우 용선 장입비(Hot Metal Ratio, HMR)를 증가시키는 문제점이 있다. Thus, the slag generated in the converter refining process is in a molten state at a high temperature, has a high basicity (CaO / SiO 2), and a large amount of oxides such as iron (Fe) and manganese (Mn) are present. Therefore, if the slag is used in a subsequent refining process without disposal of the slag, it can be effectively used to remove phosphorus in the charcoal and to secure a source of iron, and the sensible heat of the slag can be utilized, thereby reducing the temperature of the charcoal. However, when charcoal is charged into the converter without discharging the slag, Si, Ti, C, and the like contained in the molten iron cause a rapid oxidation reaction with the oxide in the slag, and the viscosity of the slag becomes high, So that it can not escape smoothly, resulting in explosion and safety accidents. Conventionally, a method has been used in which slag generated in the electrolytic refining process is discharged, or a coolant such as scrap iron is injected into the slag to cool down the reaction rate and then charged with charcoal. This causes a decrease in the temperature of the charcoal, There is a problem of increasing the hot metal ratio (HMR).
본 발명은 고온의 슬래그와 용선 간의 반응 효율을 향상시켜 용선 중 불순물을 신속하게 제거할 수 있는 용선 처리장치 및 처리방법을 제공한다. The present invention provides a molten iron processing apparatus and a processing method capable of rapidly removing impurities in molten iron by improving reaction efficiency between molten slag and molten iron at a high temperature.
본 발명은 용선의 처리를 안정적으로 수행할 수 있는 용선 처리장치 및 처리방법을 제공한다. The present invention provides a molten iron processing apparatus and a processing method capable of stably performing the processing of molten iron.
본 발명은 용선의 처리시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 용선 처리장치 및 처리방법을 제공한다. The present invention provides a charcoal processing apparatus and a processing method capable of shortening the processing time of charcoal to improve productivity.
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본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리방법은, 전로의 출강구를 통해 전(前) 조업공정에서 생산된 용강의 출강을 완료하는 단계; 용선을 마련하는 단계; 상기 전로 내부에 상기 용선 중 일부를 1차 장입하여 상기 전로 내부의 잔류 슬래그와 반응시키는 단계; 상기 1차 장입된 용선과 상기 잔류 슬래그가 반응하여 발생하는 슬래그를 배재하는 단계; 상기 전로 내부에 나머지 용선을 2차 장입하는 단계; 상기 전로 내부에 산소를 취입하여 용강을 제조하는 단계; 및 상기 용강을 출강하는 단계;를 포함하고, 상기 용선을 1차 장입하는 과정에서 상기 용선을 액적 상태로 장입할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of processing a molten iron, comprising the steps of: completing a ladle of molten steel produced in a previous operation through a ladder of a converter; Providing a charcoal; Charging a part of the charcoal into the inside of the converter and reacting with the residual slag inside the converter; Discharging the slag generated by the reaction of the primary charged molten iron and the residual slag; Charging the remaining charcoal into the inside of the converter; Injecting oxygen into the converter to produce molten steel; And feeding the molten steel, wherein the molten iron can be charged in a droplet state during the first charging of the molten iron.
상기 용선을 1차 장입하는 단계에서, 상기 전로의 내벽에 돌출되도록 구비되는 확산판에 상기 용선의 용선류를 접촉시켜 액적 상태로 만들 수 있다. In the first charging of the molten iron, the molten iron of the molten iron may be brought into contact with the diffusion plate provided to protrude from the inner wall of the converter to form a droplet.
상기 용선을 1차 장입하는 과정에서, 상기 1차로 장입되는 용선의 장입량은 하기의 식1 및 2에 의해 결정될 수 있다. In the course of the primary charging of the above-mentioned hot-wire, the charging amount of the hot-wire charged in the primary can be determined by the following equations (1) and (2).
식1)Equation 1)
(여기에서 0.22는 FeO로 가정했을 때 T.Fe와 결합한 산소의 비율을 나타냄)(Where 0.22 represents the ratio of oxygen bound to T.Fe, assuming FeO)
식2)Equation 2)
상기 1차 장입되는 용선은 상기 마련된 용선의 전체 중량에 대하여 30 내지 50중량%일 수 있다. The first charged charcoal may be 30 to 50% by weight based on the total weight of the charcoal.
상기 슬래그를 배재하는 단계 이후에 고철을 투입할 수 있다. After the step of dispensing the slag, scrap iron can be introduced.
상기 용선을 2차 장입한 이후에 부원료를 투입할 수 있다. After the charcoal is charged for the second time, the supplementary material can be input.
본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리장치 및 처리방법은, 용선이나 용강 등과 같은 용선을 정련하고 발생한 슬래그를 후속 전로 정련 공정에서 용선 중 불순물을 제거하는데 사용할 수 있다. 즉, 전로 정련 시 전로에 용선의 일부를 액적을 형성하면서 장입하여 용선의 액적을 슬래그와 반응시킴으로써 슬래그와 용선 중 인, 규소 등의 불순물 간의 반응 효율을 향상시킴은 물론, 용선의 액적과 슬래그 간의 반응으로 발생하는 가스를 원활하게 배출시킬 수 있다. 이에 따라 용선 중 인 성분을 제거하는 탈린 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 용선 중 Si 성분이 감소하여 탈린에 필요한 슬래그의 염기도 조절을 위한 생석회 등의 부원료의 사용량을 감소시킬 수 있다. The molten iron processing apparatus and method according to the embodiment of the present invention can refine molten iron such as molten iron or molten steel and use the resulting slag to remove impurities in the molten iron in a subsequent transfer refining process. That is, during the refinement of the converter, a part of the molten iron is charged into the converter while forming droplets, thereby reacting the molten iron with the slag, thereby improving the reaction efficiency between the slag and impurities such as silicon in the molten iron, The gas generated by the reaction can be smoothly discharged. Accordingly, it is possible to shorten the time required for removing talline components from the molten iron, thereby improving the productivity and decreasing the Si content in the molten iron, thereby reducing the amount of additives such as burnt lime for controlling the basicity of slag required for tallin.
또한, 용선의 액적과 슬래그 간의 반응이 슬래그를 통과하면서 대부분 이루어지기 때문에 용선의 액적과 슬래그 간의 반응으로 발생하는 가스에 의해 슬래그를 포밍 시켜 후속 슬래그 배재를 용이하게 할 수 있다. Further, since the reaction between the molten iron droplet and the slag is mostly carried out through the slag, the slag can be formed by the gas generated by the reaction between the molten iron droplet and the slag, thereby facilitating the disposal of the subsequent slag.
또한, 슬래그의 현열을 이용할 수 있어 용선 장입량을 감소시켜 생산 비용을 절감할 수 있다. In addition, the sensible heat of the slag can be utilized, thereby reducing the amount of molten iron charged and reducing the production cost.
도 1은 일반적인 용선 처리 과정을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리방법을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 용선이 처리되는 상태를 개념적으로 보여주는 도면. FIG. 1 is a flowchart sequentially showing a general charcoal processing process; FIG.
2 is a schematic view showing a charcoal processing apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a flowchart sequentially illustrating a method of processing a charcoal according to an embodiment of the present invention; FIG.
4 is a conceptual diagram illustrating a state in which a charcoal is processed according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 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. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
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. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
FIG. 2 is a schematic view of a charcoal processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 2를 참조하면, 용선 처리 장치는 용선이 처리되는 내부 공간이 형성되는 전로와, 전로 상부에 구비되어 전로 내부에 산소를 취입하는 랜스(미도시)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the chartered processing apparatus includes a converter in which an inner space for processing a charcoal is formed, and a lance (not shown) provided at an upper portion of the converter to draw oxygen into the converter.
전로(100)는 용선 및 고철이 수용되는 내부공간을 가지는 용기로서, 상측은 각종 부원료, 용선 등을 투입할 수 있는 노구(102)가 형성되어 있고, 측부에는 용강이 배출되는 출강구(104)가 마련된다. 또한, 출강구(104)에는 다트(미도시)가 마련되고, 다트는 도시되지는 않았으나 복수의 슬롯이 다수개 형성되어, 출강구(104)를 폐쇄하도록 깔때기 형상으로 제조된 다트헤드와, 다트헤드의 하부에 연결되어 출강구에 삽입되는 돌출부로 이루어진다.A
여기서 전로(100)의 노구(102)로는 랜스(미도시)가 삽입 설치되어, 용선의 정련을 위한 산소가 취입된다. 그리고, 전로(100)의 하부로는 용선의 교반을 위한 불활성 가스가 취입되는 노즐(미도시)이 삽입 설치된다. Here, a lance (not shown) is inserted into the
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전로(100)는 내부에 노구(102)를 통해 장입되는 용선의 용선류를 접촉시켜 액적 상태로 만드는 확산판(120)이 구비될 수 있다. 확산판(120)은 전로(100)의 내벽에 전로(100)의 내측을 향해 돌출되도록 구비되며, 용선류와 접촉하도록 용선류의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 소정의 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 용선 장입을 위해 전로(100)를 일방향으로 경동시키는데 출강구(104)를 통해 용선이 유출될 수 있으므로, 출강구(104)에 대향하는 방향에 배치되는 것이 좋다. In addition, the
확산판(120)은 내화물을 이용하여 형성될 수 있으며, 특정 형상으로 형성된 후 전로(100) 내벽에 고정 설치될 수도 있고, 전로(100) 내벽에 부정형 내화물을 부착시켜 형성될 수도 있다. 확산판(120)은 용선을 효과적으로 분산시켜 액적을 형성하도록 용선과 접촉하는 표면에 돌출구조가 형성될 수도 있다. 또한, 확산판(120)은 용선의 액적이 전로(100) 하부로 이동할 수 있도록 전로를 경동시켰을 때 확산판(120)의 상부면이 하향 경사지도록 형성되는 것이 좋다. The
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리방법을 순차적으로 보여주는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 용선이 처리되는 상태를 개념적으로 보여주는 도면이다. FIG. 3 is a flowchart sequentially illustrating a method of processing a charcoal according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a state in which charcoal is processed according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 방법은, 전로를 이용한 최초 전로 조업(S100)으로 제조된 용강을 출강하는 과정(S140)과, 용강이 출강되고 슬래그가 잔류하는 전로(100) 내부에 용선을 장입하는 1차 용선 장입과정(S210)과, 1차 용선 장입 과정에서 발생한 슬래그를 배재하는 과정(S220)과, 전로(100) 내부에 고철(scrap)을 장입하는 과정(S230)과, 전로(100) 내부에 용선을 장입하는 2차 용선 장입과정(S240)과, 전로(100) 내부에 산소를 취입하여 용강을 제조하는 과정(S250) 및 용강을 출강하는 과정(S260)을 포함한다. 그리고 용강을 출강한 후 전로(100) 내부에 슬래그가 잔류하면, 다시 단계S210 내지 S260을 반복하여 전로 조업을 수행한다. Referring to FIG. 3, a method of treating a molten iron according to an embodiment of the present invention includes: a step S140 of pouring molten steel manufactured in a first convergence operation S100 using a converter, a step S140 of introducing molten steel, A process of discharging slag generated in the primary chartering process S220 and a process of charging scrap into the
최초 전로 조업(S100)은 전로(100)에 고철을 장입하는 과정(S110)과, 전로(100)에 용선을 장입하는 과정(S120)과, 용선에 산소를 취입하는 과정(S130) 및 용강을 출강하는 과정(S140)을 포함한다. 최초 전로 조업(S100)은 통상적인 전로 조업과 유사하게 진행될 수 있으며, 다만, 용강 출강 후 전로(100)에 잔류하는 슬래그를 배재하는 단계가 생략되는 것이다. The first conversion operation S100 includes a process S110 of loading scrap iron into the
최초 전로 조업(S100)으로 용강을 제조하여 출강시키면, 전로(100) 내부에는 슬래그(S)가 잔류하게 된다. 슬래그(S)는 앞서 설명한 바와 같이 매우 고온이고, 다량의 철, 망간 등의 산화물을 포함하고 있다. 이에 본 발명의 실시 예에서는 최초 전로 조업(S100)으로 발생한 슬래그 또는 전 공정에서 발생한 슬래그를 배재하지 않고, 정련하고자 하는 용선 중 일부를 슬래그가 잔류하는 전로 내에 액적 상태로 장입하여 용선 중의 불순물과 슬래그 내의 산화물 간의 반응을 촉진시키는 동시에 다량의 용선의 장입됨으로써 발생하는 안전 사고의 발생을 억제 혹은 방지할 수 있다. When molten steel is produced and introduced in the first converter operation (S100), the slag (S) remains in the converter (100). As described above, the slag S is extremely hot and contains a large amount of oxides such as iron and manganese. Therefore, in the embodiment of the present invention, the slag generated in the first transfer operation (S100) or the slag generated in the previous process is not discharged but a part of the char iron to be refined is charged into the converter where the slag remains in the droplet state, It is possible to suppress or prevent the occurrence of safety accidents caused by the charging of a large amount of molten iron.
최초 전로 조업(S100)을 통해 생산된 용강이 출강되면, 전로(100) 내부에는 전로 조업으로 발생한 슬래그(S)가 잔류하게 된다. When the molten steel produced through the first transfer operation S100 is introduced, the slag S generated by the converter operation remains in the
이후, 용선을 마련하여 슬래그(S)가 잔류하는 전로(100) 내부에 1차 장입(S210)한다. 이때, 1차로 장입되는 용선의 양은 하기의 수학식 1 및 2에 의해 결정될 수 있다. Thereafter, a charcoal line is provided to initially charge the inside of the
(여기에서 0.22는 FeO로 가정했을 때 T.Fe와 결합한 산소의 비율을 나타냄)(Where 0.22 represents the ratio of oxygen bound to T.Fe, assuming FeO)
여기에서 전로(100)에 1차로 장입되는 용선의 양은 전로(100)에 잔류하는 슬래그 내의 산소 농도(a) 및 Si 농도에 의해 결정될 수 있다. 통상적으로 T.Fe의 양은 전로 조업으로 발생하는 슬래그의 총 중량에 대하여 20중량% 정도 함유되어 있으며, 이때 Fe는 슬래그 중에서 산소와 결합한 산화물 형태로 존재하게 된다. 따라서 전로(100)에 1차적으로 장입되는 용선을 전로(100)에 잔류하는 슬래그에 함유된 산소 농도에 대응하여 적절하게 장입함으로써 용선 중 불순물과 슬래그 중의 산화물이 효율적으로 반응할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 1차적으로 장입되는 용선의 양은 산소 농도의 70 내지 120% 정도 범위에 대응하여 장입될 수 있으며, 이는 전로 조업에 사용되는 총 용선의 양에 대해서 30 내지 50중량% 정도이다. 용선의 양이 제시된 범위보다 많은 경우 슬래그에 존재하는 산화물과 효율적으로 반응할 수 없고, 제시된 범위보다 적은 경우에는 슬래그의 현열을 이용할 수 있는 이점은 있으나 용선을 2차에 걸쳐 장입하는 효과, 즉 정련 효과를 기대하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 후자의 경우 2차로 장입되는 용선의 양이 증가하기 때문에 전로(100)에 장입되는 용선 전체의 불순물 량이 증가하여 불순물 제거를 위한 후속 공정에 부하가 발생하는 문제점도 있다. Here, the amount of the molten iron primarily charged into the
한편, 전로(100)에 1차적으로 용선을 장입할 때 용기, 즉 래들에서 출선되는 용선(M)은 용선류를 형성하며 전로(100)로 낙하하는데, 이때 용선류는 전로(100) 내부에 구비되는 확산판(120)의 상부면에 접촉하게 된다. 이에 용선류는 확산판(120) 부딪히면서 비산되어 액적을 형성하며 전로(100) 내부로 장입되게 된다. 용선은 용강과는 다르게 점성이 낮아 비산되기 쉬운 물성을 갖기 때문에 확산판(120)에 접촉되면 쉽게 액적 상태로 만들 수 있다. 용선의 액적(MD)은 전로(100) 하부의 슬래그(S)층을 통과하며 슬래그(S) 하부로 떨어지게 된다. 용선의 액적(MD)은 슬래그(S)층을 통과하면서 용선의 액적(MD) 중에 함유된 규소(Si), 인(P) 및 탄소(C) 등은 슬래그(S) 중의 철산화물(FeO), 망간 산화물(MnO) 등의 산화물과 반응하여 SiO2, P2O5, CO 등을 발생시키게 된다. SiO2와 P2O5는 재화되어 슬래그(S)를 형성하게 되고, CO는 가스 상태로 슬래그(S) 상부를 통해 외부로 배출되게 된다. 이때, SiO2와 CO는 슬래그(S)를 포밍시켜 부피를 증가시키게 되고, 이에 후속 슬래그 배재를 용이하게 한다. On the other hand, when the charcoal is firstly charged into the
또한, 이와 같이 전 공정에서 발생한 슬래그를 배재하지 않고 용선을 정련하는데 사용하면, 슬래그의 현열을 이용하여 용선의 온도 저하를 억제할 수 있어 후속 공정으로 투입되는 고철량을 증가시켜 용선 장입비(Hot metal ratio, HMR)를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. If the slag generated in the previous step is used to refine the molten iron without discharging the slag, it is possible to suppress the temperature drop of the molten iron using the sensible heat of the slag, thereby increasing the amount of scrap iron added to the subsequent molten iron, metal ratio, HMR).
용선이 1차적으로 장입되면, 용선이 장입되면서 발생한 슬래그를 배재(S220)한다. When the molten iron is charged first, the slag generated by charging the molten iron is discharged (S220).
슬래그를 배재한 다음, 전로(100)에 고철을 장입(S230)하고, 나머지 용선을 2차 장입(S240)한다. 이때, 2차 장입되는 용선의 양은 정련하기 위한 전체 용선량의 50 내지 70중량% 정도일 수 있으며, 1차 장입과는 달리 용선류 형태로 장입할 수도 있다. 용선을 2차로 장입한 다음, 석회석 등의 부원료를 투입할 수 있으며, 전 단계에서 용선 중 불순물이 일부 제거되었으므로 2차로 장입되는 용선량에 대응하는 양의 부원료를 투입할 수 있어, 종래에 비해 부원료의 투입량을 감소시킬 수 있다. After discharging the slag, the scrap iron is charged into the converter 100 (S230), and the remaining charcoal is charged secondarily (S240). At this time, the amount of charred secondary charged may be about 50 to 70% by weight of the total dose for refining, and may be charged in the form of charcoal, unlike primary charging. It is possible to input the subsidiary material such as limestone after charging the charcoal in the second stage and since the impurity is partially removed in the charcoal in the previous stage, the amount of the subsidiary material corresponding to the secondarily charged dose can be input, Can be reduced.
이후, 전로(100) 상부에 구비되는 랜스(미도시)를 하강시켜 전로(100) 내부에 산소를 취입(S250)하여 용선을 정련한다. 이때, 전 단계에서 용선 중 불순물이 일부 제거되었으므로 종래에 비해 취련 시간을 단축시킬 수 있다. Thereafter, the lance (not shown) provided on the upper portion of the
용선의 정련이 완료되면, 산소 취입을 중단하고 랜스를 상승시킨 다음, 전로(100)를 경동시켜 출강구(104)를 통해 제조된 용강을 출강(S260)한다. When the refining of the molten iron is completed, the oxygen is stopped, the lance is raised, and the molten steel produced through the ironing
용강이 출강되면 단계 S210 내지 S260의 과정을 반복하여 수행하여 용강을 제조한다.
When molten steel is introduced, the processes of steps S210 to S260 are repeatedly performed to produce molten steel.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 방법에 의한 효과를 살펴보기로 한다. Hereinafter, the effect of the molten iron processing method according to the embodiment of the present invention will be described.
슬래그와 용선의 액적 간의 반응속도를 살펴보기 위한 실험을 실시하였다. Experiments were conducted to investigate the reaction rate between slag and charcoal droplets.
실험은 두 대의 유도로를 준비하고, 하나의 유도로에서는 MgO 도가니에 10㎏의 슬래그를 투입하고, 다른 유도로에서는 카본 도가니에 용선 25, 50, 75, 100, 125, 150㎏을 각각 담고, 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 방법을 최대한 모사하기 위하여 슬래그는 1600℃로, 용선은 1350℃로 승온하였다. 이때, 슬래그는 슬래그 전체 중량에 대하여 CaO 50중량%, SiO2 15중량%, MnO 5중량%, FeO 30중량%의 조성을 갖도록 하고, 용선은 용선 전체 중량에 대하여 규소(Si) 0.6중량%, 탄소(C) 4.5중량%를 갖도록 제조하였다.In the experiment, two induction furnaces were prepared. In one induction furnace, 10 kg of slag was injected into the MgO crucible. In the other induction furnace, charcoal crucibles were charged with 25, 50, 75, 100, 125, The slag and the molten iron were heated to 1600 ° C and 1350 ° C, respectively, in order to simulate the method of treating the molten iron according to the embodiment of the present invention as much as possible. At this time, the slag is a CaO 50% by weight based on the total amount of slag, SiO 2 15 wt.%, MnO 5 wt.%, FeO, and so as to have a composition of 30% by weight, hot metal is silicon (Si) 0.6% by weight relative to the molten iron total weight, carbon (C) 4.5% by weight.
이와 같이 슬래그와 용선이 마련되면, 슬래그가 담긴 MgO 도가니에 확산판을 설치하고, 용선을 MgO 도가니 50㎝ 상부에서 낙하시켜 확산판에 접촉킴으로써 용선의 액적을 형성하며 MgO 도가니 내부에 장입한다. 그런 다음, MgO 도가니로부터 슬래그의 일부와 슬래그 하부에 가라앉은 용선의 일부를 샘플링하여 그 조성을 각각 분석한 결과를 하기의 표1에 기재하였다. When the slag and the charcoal are provided, a diffusion plate is installed in the MgO crucible containing the slag, and the charcoal is dropped from the upper part of the MgO crucible by 50 cm to contact with the diffusion plate to form a droplet of the charcoal and charge it into the MgO crucible. Then, a part of the slag and a part of the molten iron settling down from the MgO crucible were sampled, and the compositions thereof were analyzed. The results are shown in Table 1 below.
Dose (kg)
상기 표1을 살펴보면, 용선을 장입한 후 슬래그에 함유된 FeO 및 MnO의 함량은 전체적으로 감소한 것으로 나타나고 있으며, 특히 용선의 양이 증가할수록 FeO와 MnO의 함량이 급격하게 감소하는 것을 알 수 있다. As shown in Table 1, the content of FeO and MnO contained in the slag after charging charcoal is decreased as a whole, and the content of FeO and MnO is drastically decreased as the amount of molten iron is increased.
또한, 반응 후 채취된 용선에서는 규소(Si) 성분이 모두 제거된 것으로 나타났으나, 탄소는 미량 제거된 것으로 나타나고 있다. In addition, in the charcoal collected after the reaction, all of the silicon (Si) components were removed, but the carbon was depleted.
이를 통해 용선을 액적 상태로 장입하면 슬래그 중 FeO와 MnO와 용선 중 Si가 급격하게 반응하여 감소하거나 모두 제거되는 것을 알 수 있다. 그러나 탄소의 경우 일반적으로 전로 조업 중기에 제거되는 것으로 이후 취련 과정에서 제거될 것으로 추측된다.
It can be seen that FeO and MnO in the slag and Si in the molten iron are abruptly reacted and reduced or eliminated by charging the molten iron through the molten iron. However, it is generally assumed that the carbon is removed in the middle of the converter operation and will be removed during the subsequent operation.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.
100 : 전로 102: 노구
104: 출강구 120: 확산판100: converter 102: Nogu
104: lubrication port 120: diffuser plate
Claims (10)
용선을 마련하는 단계;
상기 전로 내부에 상기 용선 중 일부를 액적 상태로 1차 장입하여 상기 전로 내부의 잔류 슬래그와 반응시키는 단계;
상기 1차 장입된 용선과 상기 잔류 슬래그가 반응하여 발생하는 슬래그를 배재하는 단계;
상기 전로 내부에 나머지 용선을 2차 장입하는 단계;
상기 전로 내부에 산소를 취입하여 용강을 제조하는 단계; 및
상기 용강을 출강하는 단계;를 포함하고,
상기 용선을 1차 장입하는 과정에서 상기 1차로 장입되는 용선의 장입량은 하기의 식1 및 2에 의해 결정되는 용선 처리방법.
식1)
(여기에서 0.22는 FeO로 가정했을 때 T.Fe와 결합한 산소의 비율을 나타냄)
식2)
Completing the tapping of the molten steel produced in the previous operation through the louvers of the converter;
Providing a charcoal;
Charging a part of the molten iron into the inside of the converter in a droplet state and reacting with the residual slag in the inside of the converter;
Discharging the slag generated by the reaction of the primary charged molten iron and the residual slag;
Charging the remaining charcoal into the inside of the converter;
Injecting oxygen into the converter to produce molten steel; And
And introducing the molten steel,
Wherein the charging amount of the molten iron charged in the primary charging in the primary charging of the molten iron is determined by the following equations (1) and (2).
Equation 1)
(Where 0.22 represents the ratio of oxygen bound to T.Fe, assuming FeO)
Equation 2)
상기 용선을 1차 장입하는 단계에서,
상기 전로의 내벽에 돌출되도록 구비되는 확산판에 상기 용선의 용선류를 접촉시켜 액적 상태로 만드는 용선 처리 방법. The method of claim 5,
In the first charging of the charcoal,
Wherein the molten iron is brought into contact with a diffusion plate provided to protrude from the inner wall of the converter to form a droplet state.
상기 1차 장입되는 용선은 상기 마련된 용선의 전체 중량에 대하여 30 내지 50중량%인 용선 처리방법.The method of claim 5,
Wherein the first charged charcoal is from 30 to 50% by weight based on the total weight of the charcoal prepared.
상기 슬래그를 배재하는 단계 이후에 고철을 투입하는 용선 처리방법. The method of claim 5,
And adding scrap iron after the step of dispensing the slag.
상기 용선을 2차 장입한 이후에 부원료를 투입하는 용선 처리방법.The method of claim 5,
And then the subsidiary material is charged after the second charging of the charcoal.
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