KR101675261B1 - 탈인 정련 방법 - Google Patents

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KR101675261B1 KR1020150118008A KR20150118008A KR101675261B1 KR 101675261 B1 KR101675261 B1 KR 101675261B1 KR 1020150118008 A KR1020150118008 A KR 1020150118008A KR 20150118008 A KR20150118008 A KR 20150118008A KR 101675261 B1 KR101675261 B1 KR 101675261B1
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Abstract

탈인 정련 방법이 개시되어 있다. 개시된 탈인 정련방법은, 탈인 후 목표용선온도를 산정하는 목표용선온도 산정 단계와, 용선 중 실리콘 농도를 측정하고 측정된 실리콘 농도를 이용하여 산소 사용량을 산정하는 단계와, 상기 실리콘 농도를 이용하여 실리케이트 량을 산정하는 단계와, 상기 실리케이트량을 이용하여 생석회 량을 산정하는 단계와, 전회 차지의 승온계수 및 기산정된 산소 사용량을 이용하여 승온값을 산정하고 상기 산정된 승온값을 이용하여 용선온도를 산정하고 용선 온도가 목표용선온도로 취지되도록 광석량 또는 냉각재 투입량을 보정함과 아울러 광석량 또는 냉각재 투입량 변화에 따른 산소 사용량을 재산정하는 열정산 단계와, 고철과 용선을 장입하여 탈인 정련을 개시하는 탈인 정련 개시 단계와, 취련 패턴에 따라서 산소 랜스를 조절하고 상기 열정산 단계에서 산정된 량의 산소를 공급함과 아울러 부원료 투입 패턴에 따라서 상기 생석회량 산정 단계에서 산정된 량의 생석회 및 다른 부원료들을 투입하여 취련을 개시하는 취련 개시 단계를 포함할 수 있다.

Description

탈인 정련 방법{METHOD FOR SMELTING DEPHOSPHORIZATION}
본 발명은 탈인 정련 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그에 후속되는 탈탄 정련시 열원제의 사용이 필요치 않토록 하기 위한 탈인 정련방법에 관한 것이다.
철광석을 원재료로 하여 최종 제품으로 강을 제조하는 제강 공정은 철광석을 고로에서 용해하는 제선 공정으로부터 시작된다. 철광석을 용해한 형태인 용선은 불순물을 제거하는 1차 정련 공정과 1차 정련된 용선 내 성분을 다시 미세하게 조정하는 2차 정련 과정을 거쳐 성분 조정이 완료되어 용강으로 제조된다. 2차 정련이 완료된 용강은 연속주조공정으로 이동되고, 연속주조공정을 거쳐 슬라브, 블룸, 빌릿 등의 반제품으로 성형된다. 이와 같이 성형된 반제품은 압연 등의 최종 성형과정을 거쳐 압연 코일, 후판 등 목표하는 최종 제품으로 제조된다.
인(P) 함량이 매우 낮은 극저린강을 제조하는 경우에, 용선은 1차 정련 공정, 즉 탈탄과 탈산 처리 공정 전에 예비처리 공정으로서 탈인 전로에서 탈인 정련을 거치게 된다. 탈인 전로에서는 인(P)을 요구 수준으로 제거한 후 탈탄 전로로 이송시키고, 탈탄 전로에서는 탈인 용선을 받아 산소를 취입하여 용선 내 탄소를 산화시키어 용강으로 제조한 후 연속주조공정으로 이동시키게 된다.
탈인 정련에서는 용선에 용제로서 생석회를 가하여 염기도가 높은 탈인화 용재(鎔滓)를 형성하고, 또 다른 용제로서 산화철을 포함하는 고체 산소원을 가함으로써 용선을 탈인하게 된다. 고체 산소란 산화철(FeO, Fe2O3)에 함유된 산소를 의미하고, 고체 산소원이란 용제 또는 냉각제로 사용되는, 철광석, 먼지 그리고 흑피(黑皮)와 같이 산화철을 함유하는 물질을 말한다.
종래에는 탈인 정련시 비교 차지(charge) 방식으로 광석 사용량, 산소 사용량을 산정하고 열정산을 실시하였다. 구체적으로, 전회 차지와 이번 차지의 고철 배합율(Scrap Ratio, SR), 냉선 배합율(Cold Pig Ratio, CPR), 용선 온도, 종점 용선온도를 비교하여 광석 사용량의 차이를 산출하고 산출된 광석 사용량 차이를 전회 차지의 광석 사용량에 더하여 이번 차지의 광석 사용량을 산정하고, 전회 차지와 이번 차지의 용선량, 냉선량, 광석 사용량을 비교하여 산소 사용량의 차이를 산출하고 산출된 산소 사용량 차이를 전회 차지의 산소 사용량에 더하여 이번 차지의 산소 사용량을 산정하였다. 그리고, 이번 차지의 광석 사용량 및 산소 사용량, 용선온도, 용선 성분 등의 정보를 전회 자치와 비교하여 열적 균형을 얻기 위하여 열정산을 하여 냉각제 또는 열원제를 투입하였다.
그런데, 전술한 종래 기술에서는 탈인 정련의 승온계수를 정확히 산정하지 못하여 탈인 정련 후 용선의 온도 변화가 심하였고, 또한 탈인 정련 과정에서 투입되는 광석 또는 열원제 량에 따라서 탄소 함량이 변동하는 등의 문제점이 있었다.
탈인 정련 후에 실시되는 탈탄 정련시 열적 여유도를 확보하기 위해서는 탈인 정련 후 용선온도 및 용선 내 탄소 함량이 목표치로 취지되어야 하는데, 용선 온도 및 탄소 함량 변동으로 인해 탈인 정련 후 용선온도 및 탄소 함량이 목표치 이하로 취지되는 현상이 빈발하고 있다. 탈탄 정련을 위해서는 용선의 온도를 1650~1680℃까지 승온시켜야 하는데, 탈인 정련 후 용선온도 및 용선 내 탄소 함량이 목표치 이하로 취지되면 탈탄 정련시에 고압의 산소 취입만으로는 용선의 온도를 1650~1680℃로 승온시키지 못하게 된다. 따라서, 추가적인 열원제, 즉 페로실리콘(Fe-Si)의 투입이 불가피하였다. 그러나, 페로실리콘(Fe-Si)은 고가의 물질로 공정 단가를 상승시키는 요인으로 작용하였다.
탈인 정련 작업이 이루어지는 탈인 전로는 외부의 철피 및 내부의 내화물로 이루어지며, 내화물의 재료로는 슬래그와 용강으로부터 철피를 보호하기 위하여 고온에서 견딜 수 있는 마그네시아 탄소(MgO-C)가 사용된다. 탈인 정련 공정 중에 생성되는 슬래그는 다량의 T.Fe를 함유하게 되는데, 이 슬래그에 포함된 T.Fe가 출탕 중에 출강측 내화물의 마그네시아 탄소와 반응하여 화학적 침식을 일으키며 이에 따라 내화물의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
한국등록특허 제0449234호
본 발명자는 상기한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 본 발명자의 근무 현장에서 경험을 토대로 얻어진 회귀식을 이용하여 산소 사용량을 산정하고, 탈인 정련 과정에서 승열되는 온도계수를 감안하여 열정산을 실시하여 탈인 후 용선온도 및 용선 내 탄소 함량이 목표치로 취지되도록 함으로써 후속 탈탄 정련 공정에서 추가적인 열원제의 투입 없이도 탈탄 정련이 가능토록 하는 탈인 정련 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 탈인 전로의 내화물 침식을 둔화시키어 내화물의 수명을 연장시키는데, 있다.
본 발명의 일 견지에 따른 탈인 정련 방법은, 탈인 후 목표용선온도를 산정하는 목표용선온도 산정 단계와, 용선 중의 실리콘 농도를 측정하고 측정된 실리콘 농도를 이용하여 하기 식(1)에 의해서 산소 사용량을 산정하는 산소 사용량 산정 단계와, 상기 실리콘 농도를 이용하여 하기 식(2)에 의해서 실리케이트 량을 산정하는 실리케이트량 산정 단계와, 상기 실리케이트량을 이용하여 하기 식(3)에 의하여 생석회 량을 산정하는 생석회량 산정 단계와, 전회 차지의 승온계수 및 기산정된 산소 사용량을 이용하여 승온값을 산정하고 상기 산정된 승온값을 이용하여 용선온도를 산정하고 용선 온도가 목표용선온도로 취지되도록 광석량 또는 냉각재 투입량을 보정함과 아울러 광석량 또는 냉각재 투입량 변화에 따른 산소 사용량을 재산정하는 열정산 단계와, 고철과 용선을 장입하여 탈인 정련을 개시하는 탈인 정련 개시 단계와, 취련 패턴에 따라서 산소 랜스를 조절하고 상기 열정산 단계에서 산정된 량의 산소를 공급함과 아울러 부원료 투입 패턴에 따라서 상기 생석회량 산정 단계에서 산정된 량의 생석회 및 다른 부원료들을 투입하여 취련을 개시하는 취련 개시 단계를 포함할 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112015081299773-pat00001
[여기서, y= 산소 사용량(Nm3)
x= 용선 중의 실리콘 농도(%)]
[관계식 2]
Figure 112015081299773-pat00002
[여기서, z= 실리케이트량(㎏),
x= 용선 중의 실리콘 농도(%)]
[관계식 3]
Figure 112015081299773-pat00003
[여기서, k= 생석회량(㎏),
z= 실리케이트량(㎏)]
상기 열정산 단계는, 전회 차지의 입열, 출열 및 산소 사용량을 이용하여 하기 식(4)에 의해 승온계수를 산정하는 승온계수 산정 단계와, 상기 승온계수를 기산정된 산소 사용량으로 나누어 승온값을 산정하는 승온값 산정 단계와, 이번 차지의 입열과 출열, 그리고 상기 산정된 승온값을 이용하여 하기 식(5)에 의해 탈인 후 용선온도를 산정하는 용선온도 산정 단계와, 상기 산정된 용선온도의 하한치가 목표용선온도보다 큰 경우에는 상기 산정된 용선온도와 상기 목표용선온도간 차이에 대응하는 양의 냉각제를 투입하고, 상기 산정된 용선온도의 상한치가 상기 목표용선온도가 작은 경우에는 상기 목표용선온도와 상기 산정된 용선온도간 차이에 대응하는 양만큼 광석 투입량을 줄이여 용선 온도를 보정하는 용선 온도 보정 단계와, 상기 냉각제 투입 또는 상기 광석 투입량 감소에 따른 산소 변화량을 산정하고 상기 산소 변화량이 반영하여 상기 산소 사용량을 재산정하는 산소 사용량을 재산정 단계와, 상기 승온값을 산정하는 단계로 복귀하는 리턴 단계를 포함하며, 상기 산정된 용선온도의 범위값에 목표용선온도가 포함될 때까지 상기 승온값 산정 단계, 상기 용선온도 산정 단계, 용선 온도 보정 단계, 산소 사용량 재산정 단계 및 리턴 단계를 반복 실시하는 탈인 정련 방법.
[관계식 4]
Figure 112015081299773-pat00004
[관계식 5]
탈인 후 용선온도(℃)= 입열(℃)- 출열(℃)+ 승온값(℃)
본 발명의 일 견지에 따른 탈인 정련 방법은, 상기 탈인 정련의 말기에 석회석을 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 석회석을 투입하는 단계는 탈인 정련 90% 이후에 실시할 수 있다.
본 발명에 따르면, 탈탄 전로에 목표로 하는 온도 및 탄소 함량을 갖는 용선을 공급할 수 있으므로 열원제의 투입 없이도 탈탄 전로 공정 수행이 가능하다. 따라서 탈탄 전로 공정시 열원제인 고가의 페로실리콘의 사용이 불필요하게 되어 제조 원가를 줄일 수 있다. 또한, 탈인 취련 말기에 석회석을 투입하여 탈인 전로의 내화물 침식을 둔화시키어 내화물의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 극저린강 제조과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 탈인 정련 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 열정산 방법을 나타낸 순서도이다.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 탈인 정련 방법에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
이하, 설명되는 실시예는 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기 위하여 가장 적합한 실시예를 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니라 이하 설명되는 실시예와 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 극저린강 제조과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 극저린강 제조시 탈황 공정을 거친 용선(M)은 탈인 전로(10)로 이송되고 탈인 전로(10)에서 탈인 정련을 거친 다음 탈탄 전로(30)로 이송된다. 그리고, 탈탄 전로(30)로 이송된 용선(M)은 탈탄 정련을 거쳐 용강으로 제조되어 연속주조공정으로 출강된다.
탈인 정련은 탈인 전로(10) 내로 용선(M)을 장입하고 생석회와 부원료를 탈인 전로(10) 상부의 호퍼(미도시)를 통해서 용선 내로 투입하여 수행된다. 이와 더불어, 상부 랜스(20)를 통해서 산소를 불어넣음으로써 용선과 생석회, 부원료와 산소가 복합적으로 반응을 일으키면서 인 성분을 제거하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 탈인 정련 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 탈인 정련을 위해서는 먼저 탈인 후 목표용선온도(A)를 산정한다(S201).
전로 정련에서는 연속주조공정에서 주조하기에 적당한 온도의 용강을 공급하는 것이 중요하다. 탈인 후 목표용선온도(A)는 연속주조공정으로 출강되는 용강의 목표온도, 즉 목표출강온도, 탈탄 정련 중 온도 상승, 탈인 전로에서 탈탄 전로로 이동하는 중 온도 하강, 출강 중 온도 하강을 고려하여 산정한다.
그 다음, 용선 중의 실리콘(Si) 농도를 측정하고, 측정된 실리콘 농도를 이용하여 하기 식(1)에 의하여 산소 사용량을 산정한다(S202).
[관계식 1]
Figure 112015081299773-pat00005
[여기서, y= 산소 사용량(Nm3)
x= 용선 중 실리콘 농도(%)]
상기 식(1)은 본 발명자의 근무 현장에서의 경험을 토대로 얻어진 것으로서, 본 발명자는 탈인 정련시에 공급한 산소량 및 용선 내 실리콘 농도 측정값을 6개월 이상의 장기간의 조업 과정 동안 누적하고, 누적된 데이터들에 대해 회귀 분석을 실시하여 위 식(1)을 구하였다.
식(1)에 의해 산정된 산소 사용량은 최종값이 아니며, 후속 열정산 단계에서 냉각제 혹은 열원제 투입량이 변동되면 냉각제 혹은 열원제 투입량 변동에 따른 산소량 변화를 반영하여 재산정하게 된다.
그 다음, 상기 실리콘 농도를 이용하여 하기 식(2)에 의하여 실리케이트(SiO2)량을 산정한다(S203).
[관계식 2]
Figure 112015081299773-pat00006
[여기서, z= 실리케이트량(㎏)
x= 실리콘 농도(%)]
어어, 상기 식(2)에 의해 산정된 실리케이트량을 이용하여 하기 식(3)에 의하여 생석회(CaO)량을 산정한다(S204).
[관계식 3]
Figure 112015081299773-pat00007
[여기서, k= 생석회량(㎏)
z= 실리케이트량(㎏)]
상기 식(3)은 본 발명자의 근무 현장에서의 경험을 토대로 얻어진 것으로서, 본 발명자는 탈인 정련시 사용된 실리케이트량과 생석회량을 6개월 이상의 장기간의 조업 과정 동안 누적하고, 누적된 데이터들에 대해 회귀 분석을 실시하여 위 식(3)을 구하였다
다음으로, 열정산을 실시한다(S205).
종래의 열정산은 비교 차지 방식으로 전회 차지의 탈인 후 용선의 온도를 보고 이번 차지의 용선 온도 및 실리콘 농도를 비교하여 열정산을 실시하였다. 그런데, 탈인 정련시 온도계수를 정확히 산정하지 못하여 탈인 정련 후 용선의 온도 변화가 심하였고, 정련 과정에서 투입되는 광석 혹은 열원제량에 따라서 탄소값 변동이 심한 문제가 발생되었는 바, 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 발명에서는 승온계수를 고려하여 열정산을 실시한다.
도 3은 본 발명에 따른 열정산 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 열정산을 위해서 우선 승온계수를 산정한다(S301).
승온계수는 전회 차지의 탈인 후 용선의 온도, 입열, 출열, 그리고 산소 사용량을 이용하여 하기 식(4)에 의해 산정한다.
[관계식 4]
Figure 112015081299773-pat00008
그 다음, 이번 차지의 산소 사용량을 승온계수로 나누어 승온값을 산정한다(S302).
그리고, 이번 차지의 입열과 출열, 그리고 상기 산정된 승온값을 이용하여 하기 식(5)에 의해 탈인 후 용선온도(B)를 산정한다(S303).
[관계식 5]
탈인 후 용선온도(℃)= 입열(℃)- 출열(℃)+ 승온값(℃)
상기 식(1)에 의해 산정된 산소 사용량이 하한 및 상한을 갖는 일정 범위의 값이므로, 승온값 및 용선온도(B)도 상한 및 하한을 갖는 일정 범위의 값으로 산정된다.
그 다음, 상기 단계 S303에서 산정된 용선온도(B)가 목표용선온도(A)로 취지되도록 광석량 또는 냉각재 투입량을 보정함과 아울러 광석량 또는 냉각재 투입량 변화에 따른 산소 사용량을 재산정한다.
이때, 산정된 용선온도의 하한치(Bmin)가 목표용선온도(A)보다 크다면 열원이 남는다는 의미이므로 용선온도(B)에서 목표용선온도(A)을 차감한 값에 대응하는 분량의 냉각제를 추가한다(S304). 냉각제가 추가되면 고체 산소가 발생하게 되므로 냉각제 추가로 인한 산소 발생량을 산정하고 이를 기산정된 산소 사용량에서 차감하여 산소 사용량을 재산정한다(S305).
다른 한편, 산정된 용선온도의 상한치(Bmax)가 목표용선온도(A)보다 작다면 열원이 부족하다는 의미이므로, 출열로 들어가는 광석량을 용선온도(B)에서 목표용선온도(A)을 차감한 값에 대응하는 양만큼 줄인다(S306). 광석량이 감소되면 산소 사용량이 증가(예컨대, 광석량 1Kg 감소시 산소 사용량 0.16Nm3이 증가됨)되므로 광석 투입량 감소로 인한 산소 사용량 증가분을 산정하고 이를 기산정된 산소 사용량에 더하여 산소 사용량을 재산정한다(S307).
상기 단계 S305 또는 단계 S307를 통해 산소 사용량이 재산정된 경우에는 단계 S302로 리턴하여 승온값을 재산정하고, 단계 S303로 진입하여 재산정된 승온값을 이용하여 용선온도(B)를 재산정한다.
그리고, 산정된 용선온도(B)의 범위값에 목표용선온도(A)가 포함될 때까지 승온값 산정 단계(S302), 용선온도 산정 단계(S303), 냉각제 추가하는 단계(S304) 또는 광석 투입량을 줄이는 단계(S306), 산소 사용량을 재산정하는 단계(S305,S306)을 반복 실시하고, 산정된 용선온도(B)의 범위값에 목표용선온도(A)가 포함되면 열정산을 완료한다.
-열정산 실시예-
전회 차지의 탈인 후 용선 온도가 1340℃, 산소 사용량이 3800Nm3이고, 입열이 1480℃, 출열이 345℃이고, 이번 차지에서 고철 60톤, 용선 240톤을 사용하고, 용선 온도가 1390℃, 용선 중 실리콘 농도가 0.8%이고, 부원료로 생석회 4492㎏, 경소돌로마이 500㎏, 소다광석 500㎏, 래들슬라그 500㎏, 석회석 500㎏을 투입하는 경우에 열정산 과정은 다음과 같다.
우선, 용선 중 실리콘 농도 0.8%을 상기 식(1)에 대입하여 산소 사용량을 산출하면 산소 사용량은 3770~4430Nm3가 된다. 입열은 용선온도, 용선 중 실리콘에 의해 결정되고, 출열은 광석, 생석회, 고철, 경소돌로마이트, 소다단광, 래들슬라그, 석회석에 의해 결정되며 입열을 계산하면 1550℃도가 되고 출열을 계산하면 350℃가 된다.
전회 차지의 탈인 후 용선 온도 1340℃, 산소량 3800Nm3, 입열 1480℃, 출열 345℃을 상기 식(4)에 대입하여 승온계수를 산출하면, 승온계수는
Figure 112015081299773-pat00009
, 즉 18.5Nm3/℃가 된다.
이번 차지의 산소 사용량과 산출된 승온계수를 이용하여 이번 차지에서 산소 취입에 따른 승온값을 산출하면, 승온값은 3770~4430Nm3÷18.5Nm3/℃로, 약 202~238℃가 된다. 따라서, 탈인후 용선온도는 입열 온도인 1550℃에 승온값 202~238℃를 더하고 출열 350℃를 차감하면 되며, 1402~1438℃가 된다. 산정된 용선온도의 하한치 1402℃가 목표용선온도 1360℃보다 크므로, 용선온도에서 목표용선온도를 차감한 값인 42~78℃에 대응하는 양의 냉각제를 투입한다.
냉각계수가 10℃/톤이고 고체 산소량이 80Nm3/톤인 냉각제를 사용하는 경우 추가로 투입해야 하는 냉각제 량은 4.2~7.8톤이 된다. 4.2~7.8톤의 냉각제를 투입하게 되면 80Nm3/톤×4.2~7.8톤, 즉 336~624Nm3의 고체 산소가 발생된다. 따라서, 기존의 산소 사용량 4100Nm3에서 냉각제 추가 투입으로 인해 발생된 산소량, 336~624Nm3을 빼면 산소 사용량은 3476~3764Nm3로 재산정된다.
재산정된 산소 사용량 3476~3764Nm3를 이용하여 승온값을 재산정하면 승온값은 3476~3764Nm3÷18.5Nm3/℃로, 약 187~203℃가 된다. 따라서, 용선온도는 입열 온도인 1550℃에 승온값 187~203℃를 더하고 출열값 350℃ 및 냉각제 추가 투입에 따른 출열값 60℃를 차감하면 되며, 1327~1343℃가 된다. 산정된 용선 온도의 상한치 1343℃가 1360℃보다 작으므로, 출열로 들어가는 광석을 용선온도에서 목표용선온도를 차감한 값인 -33~-17℃에 대응하는 양(1980~1020㎏)만큼 줄인다. 광석을 1980~1020㎏ 줄이면 81~158Nm3의 산소량이 더해지게 되어 산소 사용량은 3638~4080Nm3이 된다. 산소 사용량 3638~4080Nm3를 승온계수,18.5Nm3/℃로 나누면 승온값은 약 195~220℃로 재산정된다. 용선온도는 입열 온도인 1550℃에 산소 취입에 따른 승온값 195~220℃를 더하고, 출열값([초기 출열값 350℃] + [냉각제 투입에 따른 출열값 60℃]-[광석 감소에 따른 출열값 감소분 25℃])을 차감하면 되며, 1360~1385℃가 된다. 따라서, 산출된 용선온도의 범위값에 목표용선온도 1360℃가 포함되었으므로 열정산을 완료한다. 따라서, 이번 차지에서는 산소 사용량 3638~4080Nm3, 생석회 4492㎏, 경소돌로마이트 500㎏, 소다광석 500㎏, 래들 슬라그 500㎏, 석회석 500㎏을 투입하도록 결정된다.
도 2를 다시 참조하면, 열정산이 완료되면 상기 산정된 량의 고철과 용선을 장입하여 탈인 정련을 개시한다(S206).
그 다음, 하기 [표 1]의 취련 패턴에 따라서 산소 랜스를 조절하고 상기 열정산 단계에서 산정된 량의 산소를 공급하며, 하기 [표 2]의 부원료 투입 패턴에 따라 상기 식(3)에 의해 구한 량의 생석회 및 다른 부원료들을 투입하여 취련을 실시한다(S207).
취련
(%)		 0 3 10 15 20 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100
L/LO 0.26 0.26 0.24 0.24 0.19 0.19 0.16 0.14 0.14 0.14 0.12 0.10 0.10 0.10 0.10
송산유량
(Nm3,/min)		 550 550 550 550 500 500 500 500 500 500 450 400 400 400 400
랜스높이
(cm)		 240 240 260 260 280 280 320 340 340 340 340 320 320 320 320
취련(%) 총 투입량 분할횟수(max) 취전 착화후
+2%		 착화후
+10%		 착화후
+20		 착화후
+30		 착화후
+40
생석회 table값 3 1500 잔량 1/2 잔량1/2
소듐페라이트 500 1 500
경소백운석 500 2 250 250
냉각제 table값 1 전량
LDRS 600 2 300 300
탈인 정련 말기, 구체적으로 탈인 정련 90% 이후에 석회석을 투입한다(S208). 석회석을 투입하면 산화철에 포함된 고온 산화철(FeO)의 산소가 감소되면서 슬래그의 유동성이 줄게 된다.
이후, 탈인 정련이 완료되면 출탕 작업을 실시한다. 출탕 작업이 진행됨에 따라서 탈인 전로 내 용선의 양이 줄어들게 되면 낮은 유동성을 갖게 된 슬래그가 출탕측 내화물에 부착되게 된다. 또한, 출탕이 완료되고 전로를 경동하면 출탕측 내화물이 부착된 슬래그 이외의 슬래그가 이동하면서 장입 측 및 바닥에 부착된다. 이와 같이 탈인 전로의 내화물 표면에 부착된 슬래그는 다음 차지의 취련이 시작되어 슬래그 중에 산화철이 어느 정도 이상이 되기 전까지는 내화물에 부착되어 있게 되며, 따라서 내화물 침식이 천천히 일어나게 된다. 본 발명자가 조업 현장에서 직접 적용해 본 결과, 탈인 정련 말기에 석회석 투입으로 인하여 탈인 내화물의 수명이 5000회 수준에서 9000회 수준으로 크게 증가됨을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따르면, 탈탄 전로에 목표로 하는 온도 및 탄소 함량을 갖는 용선을 공급할 수 있으므로 추가적인 열원제의 투입 없이도 탈전 전로 공정 수행이 가능하다. 따라서 탈탄 전로 공정시 열원제로 사용되는 고가의 페로실리콘 사용이 불필요하게 되어 제조 원가 절감의 효과가 있다. 또한, 탈인 취련 말기에 석회석을 투입하여 탈인 전로의 내화물 침식을 둔화시키어 내화물의 수명을 연장시킬 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

  1. 탈인 후 목표용선온도를 산정하는 목표용선온도 산정 단계;
    용선 중 실리콘 농도를 측정하고 측정된 실리콘 농도를 이용하여 하기 식(1)에 의해서 산소 사용량을 산정하는 산소 사용량을 산정 단계;
    [관계식 1]
    Figure 112015081299773-pat00010

    [여기서, y= 산소 사용량(Nm3)
    x= 용선 중의 실리콘 농도(%)]
    상기 실리콘 농도를 이용하여 하기 식(2)에 의해서 실리케이트량을 산정하는 실리케이트량 산정 단계;
    [관계식 2]
    Figure 112015081299773-pat00011

    [여기서, z= 실리케이트량(㎏),
    x= 용선 중의 실리콘 농도(%)]
    상기 실리케이트량을 이용하여 하기 식(3)에 의하여 생석회량을 산정하는 생석회량 산정 단계;
    [관계식 3]
    Figure 112015081299773-pat00012

    [여기서, k= 생석회량(㎏),
    z= 실리케이트량(㎏)]
    전회 차지의 승온계수 및 상기 산소 사용량을 이용하여 승온값을 산정하고 상기 산정된 승온값을 이용하여 용선온도를 산정하고 용선 온도가 목표용선온도로 취지되도록 광석량 또는 냉각재 투입량을 보정함과 아울러 광석량 또는 냉각재 투입량 변화에 따른 산소 사용량을 재산정하는 열정산 단계;
    고철과 용선을 장입하여 탈인 정련을 개시하는 탈인 정련 개시 단계;및
    취련 패턴에 따라서 산소 랜스를 조절하고 상기 열정산 단계에서 산정된 량의 산소를 공급함과 아울러 부원료 투입 패턴에 따라서 상기 생석회량 산정 단계에서 산정된 량의 생석회 및 다른 부원료들을 투입하여 취련을 개시하는 취련 개시 단계;를 포함하는 탈인 정련 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 열정산 단계는,
    전회 차지의 입열, 출열 및 산소 사용량을 이용하여 하기 식(4)에 의해 승온계수를 산정하는 승온계수 산정 단계;
    [관계식 4]
    Figure 112015081299773-pat00013

    상기 승온계수를 기산정된 산소 사용량으로 나누어 승온값을 산정하는 승온값 산정 단계;
    이번 차지의 입열과 출열, 그리고 상기 산정된 승온값을 이용하여 하기 식(5)에 의해 탈인 후 용선온도를 산정하는 용선온도 산정 단계;
    [관계식 5]
    탈인 후 용선온도(℃)= 입열(℃)- 출열(℃)+ 승온값(℃)
    상기 산정된 용선온도의 하한치가 목표용선온도보다 큰 경우에는 상기 산정된 용선온도와 상기 목표용선온도간 차이에 대응하는 양의 냉각제를 투입하고, 상기 산정된 용선온도의 상한치가 상기 목표용선온도가 작은 경우에는 상기 목표용선온도와 상기 산정된 용선온도간 차이에 대응하는 양만큼 광석 투입량을 줄이여 용선 온도를 보정하는 용선 온도 보정 단계;
    상기 냉각제 투입 또는 상기 광석 투입량 감소에 따른 산소 변화량을 산정하고, 상기 산소 변화량이 반영하여 상기 산소 사용량을 재산정하는 산소 사용량을 재산정 단계;및
    상기 승온값을 산정하는 단계로 복귀하는 리턴 단계;를 포함하며
    상기 산정된 용선온도의 범위값에 목표용선온도가 포함될 때까지 상기 승온값 산정 단계, 상기 용선온도 산정 단계, 용선 온도 보정 단계, 산소 사용량 재산정 단계 및 리턴 단계를 반복 실시하는 탈인 정련 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 취련 개시 단계 이후에 이루어지는 탈인 정련이 90% 진행된 후에 석회석을 투입하는 단계를 더 포함하는 탈인 정련 방법.

  4. 삭제
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