KR101883382B1 - 전기로 조업방법 - Google Patents

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KR101883382B1
KR101883382B1 KR1020170052304A KR20170052304A KR101883382B1 KR 101883382 B1 KR101883382 B1 KR 101883382B1 KR 1020170052304 A KR1020170052304 A KR 1020170052304A KR 20170052304 A KR20170052304 A KR 20170052304A KR 101883382 B1 KR101883382 B1 KR 101883382B1
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molten steel
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furnace body
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waiting
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KR1020170052304A
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박정준
황의성
양석원
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주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 전기로 조업방법에 관한 것으로서, 전기로의 노체에 원료를 장입하는 과정; 상기 원료를 용해시켜 용강을 제조하는 과정; 상기 용강의 출강 여부를 판단하는 과정; 및 상기 용강의 출강 여부를 판단한 결과, 상기 용강의 출강을 하지 않는 것으로 판단되면, 상기 노체를 경동시키고, 저취 노즐을 이용하여 상기 노체 내부에 교반용 가스를 취입하여 상기 용강을 교반하면서 대기하는 과정;을 포함하고, 출강 대기 시 용강의 온도 저하 및 응고를 억제할 수 있다.

Description

전기로 조업방법{Operation method of electrode arc furnace}
본 발명은 전기로 조업방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 출강 대기 시 용강의 온도 저하 및 응고를 억제할 수 있는 전기로 조업방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기로는 스크랩을 주원료로 사용하며, 전기로의 전극과 스크랩 사이에서 발생된 아크열을 이용하여 스크랩을 용해함으로써 용강을 생산한다.
전기로에서의 용강을 제조하는 방법은 고철을 전기로에 장입한 후 상부 전극봉과 하부 전극에 전력을 공급하여 아크(Arc)열을 발생시켜 고철을 용해하 용해된 용강을 적정한 온도 및 성분으로 조성하기 위하여 산소와 카본을 각각 슬래그(Slag) 중에 취입시키고, 산화반응열을 이용하여 용강을 목표온도까지 승온한 후 용강 중의 불순성분을 산화정련한 후 출강을 하게 된다.
한편, 전기로에서 용강이 제조되면, 전기로의 일측에 구비되는 출강구를 통해 용강을 출강하고, 다음 조업을 위해 전기로 내에 스크랩을 장입하게 된다. 그러나 전기로에서 제조된 용강을 사용하기 위한 후속 공정에 이상이 발생한 경우에는 용강을 출강하지 않고 전기로 내에 용강을 수용한 상태로 대기해야 한다.
그런데 전기로는 용손을 방지하기 위한 냉각장치를 구비하고 있고, 대기 중 전기로 내부에 외부 공기가 유입되기 때문에 전기로 내부에 용강을 수용한 상태로 장시간 대기하는 경우, 용강의 온도가 하락하고 전기로 노벽으로부터 용강이 응고하는 현상이 발생한다.
이렇게 용강을 전기로 내부에 장시간 대기를 하게 되면 전기로 외부에 냉각수가 흐르기 때문에 노벽부터 용강이 응고되면서 지금을 형성하게 된다. 그리고 한 번 응고된 용강을 용해시키기 위해서는 많은 양의 전력이 필요하고, 특히 노벽에 아크열을 직접적으로 전달할 수 없기 때문에 노벽에 형성된 지금을 제거하기 어려운 문제점이 있다.
KR 20-0197342 B KR 10-2016-0147305 A
본 발명은 출강 대기 시 용강의 온도 하락 및 응고를 억제 혹은 방지할 수 있는 전기로 조업방법을 제공한다.
본 발명은 노벽에 지금이 형성되는 것을 억제할 수 있는 전기로 조업방법을 제공한다.
본 발명은 용강의 승온 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 전기로 조업방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 전기로 조업방법은, 전기로 조업방법으로서, 상기 전기로의 노체에 원료를 장입하는 과정; 상기 원료를 용해시켜 용강을 제조하는 과정; 상기 용강의 출강 여부를 판단하는 과정; 및 상기 용강의 출강 여부를 판단한 결과, 상기 용강의 출강을 하지 않는 것으로 판단되면, 상기 노체를 경동시키고, 저취 노즐을 이용하여 상기 노체 내부에 교반용 가스를 취입하여 상기 용강을 교반하면서 대기하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 용강을 제조하는 과정은, 상기 노체를 경동시키는 과정 및 상기 노체에 교반용 가스를 취입하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 대기하는 과정은, 상기 용강의 현재 온도를 측정하는 과정; 및 상기 측정된 용강의 현재 온도와 기 설정된 온도를 비교하는 과정;을 포함하고, 비교 결과 상기 측정된 용강의 온도가 기 설정된 온도 이하가 되면, 상기 노체에 산소 및 카본을 취입하고, 상기 노체에 전력을 공급하는 승온 과정;을 수행할 수 있다.
상기 측정된 용강의 온도가 기 설정된 온도를 초과하면, 상기 노체를 경동시키고 상기 노체에 교반용 가스를 취입하면서 용강을 교반하는 과정을 지속적으로 수행할 수 있다.
상기 대기하는 과정은, 상기 용강의 대기 시간을 측정하는 과정; 상기 용강의 대기 시간에 따른 용강의 온도 변화량을 산출하여 용강의 현재 온도를 예측하는 과정; 및 상기 예측된 용강의 현재 온도와 기 설정된 온도를 비교하는 과정;을 포함하고, 비교 결과, 상기 예측된 용강의 현재 온도가 기 설정된 온도 이하가 되면, 상기 노체에 산소 및 카본을 취입하고, 상기 노체에 전력을 공급하는 승온 과정을 수행할 수 있다.
상기 예측된 용강의 온도가 기 설정된 온도를 초과하면, 상기 노체를 경동시키고 상기 노체에 교반용 가스를 취입하면서 용강을 교반하는 과정을 지속적으로 수행할 수 있다.
상기 용강을 출강하기 전에, 상기 승온 과정을 적어도 1회 이상 수행할 수 있다.
상기 승온 과정은 용강을 출강 가능한 온도로 상승시킬 수 있다.
상기 대기하는 과정에서, 상기 용강을 출강하기 위한 출강구가 하향 경사지도록 상기 노체를 경동시킬 수 있다.
상기 대기하는 과정에서, 상기 노체를 3 내지 5° 경동시킬 수 있다.
아르곤(Ar), 질소(N2) 및 에어 중 적어도 어느 하나를 상기 교반용 가스로 사용할 수 있다.
상기 대기하는 과정 이후에 용강을 출강하는 과정을 포함하고, 상기 용강을 출강하기 전 용강의 온도를 측정하고, 측정된 용강의 온도가 출강 가능한 온도 이하이면, 승온 공정을 추가로 실시할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 전기로에서 제조된 용강을 출강하지 않고 대기하는 경우, 저취로 용강을 교반함으로써 용강의 온도 하락 및 응고를 억제할 수 있다. 이와 함께 용강의 승온을 위한 공정을 수행함으로써 용강의 승온 시간을 단축할 수 있고, 이를 통해 용강을 승온시키는데 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 공정에서 요구하는 시간에 고품질의 용강을 제공할 수 있다.
또한, 노벽에 지금이 형성되거나 출강구가 막히는 현상을 억제 혹은 방지하여 설비 유지 보수에 소요되는 시간이나 비용을 절검할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기로를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업방법으로 용강을 제조하는 방법을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 3은 출강 대기 시 용강을 처리하는 상태를 보여주는 도면.
이하, 본 발명의 실시 예를 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.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기로를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기로는, 내부에 원료, 예컨대 고철을 수용하는 노체(110a)와, 노체(110a) 상부를 커버하는 덮개(110b)를 포함할 수 있고, 노체(110a)와 덮개(110b)에는 서로 대향하도록 하부전극(120a)과 상부전극(120b)이 각각 구비될 수 있다. 상부전극(120b)과 하부전극(120a)에 전원이 인가되면 상부전극(120b)과 하부전극(120a) 사이에 아크가 발생하고, 아크열에 의해 노체(110a) 내부에 장입되는 원료, 예컨대 고철을 용해시킴으로써 용강을 제조할 수 있다. 그리고 노체(110a)의 하부에는 노체(110a)를 경동 가능하도록 지지하는 지지대(200)가 구비될 수 있다.
노체(110a)의 일측에는 슬래그 배출구(116)가 형성될 수 있고, 노체(110a)의 타측에는 용강을 출강하기 위한 출강구(114)가 형성될 수 있다. 슬래그 배출구(116)에는 도어(118)가 구비되어 슬래그 배출구(116)의 개도를 조절할 수 있다. 그리고 출강구(114)는 개폐 가능하여 용강 제조 시에는 폐쇄되어 있다가 용강의 제조가 완료되면 개방되어 용강을 노체(110a) 외부로 배출시킬 수 있다. 슬래그 배출구(116)의 하부에는 슬래그 배출구(116)를 통해 배출되는 슬래그를 수용하기 위한 슬래그 포트(미도시)가 구비될 수 있고, 출강구(114)의 하부에는 용강을 수용하기 위한 수강래들(미도시)이 구비될 수 있다.
또한, 슬래그 배출구(116)에는 노체(110a) 내부로 산소를 공급하기 위한 제1랜스(134)와, 포밍재, 즉 카본을 투입하기 위한 제2랜스(132)가 구비될 수 있다.
또한, 노체(110a)의 하부에는 노체(110a) 내부로 용강을 교반하기 위한 교반용 가스를 공급하기 위한 저취 노즐(150)이 구비될 수 있고, 저취 노즐(150)은 교반용 가스를 저장하는 저장기(152)에 연결될 수 있다. 이때, 저취 노즐(150)은 용강 제조 시 비교적 온도가 낮은 출강구(114) 주변과, 원료투입구의 하부에 형성될 수 있다. 이와 같이 저취 노즐(150)을 형성하는 이유는 다음과 같다.
용강 제조를 위해 상부전극(120b)과 하부전극(120a)에 전압을 인가하면, 상부전극(120b)으로부터 아크가 발생하고, 상부전극(120b) 및 하부전극(120a)을 둘러싸도록 자기장이 형성된다. 이러한 자기장은 상부전극(120b)에서 발생하는 아크의 방향을 변하게 하는 요인이 된다. 특히, 상부전극(120b)과 수직을 이루도록 배치되고, 상부전극(120b)과 가깝게 배치되며 하부전극(120a) 전극에 전압을 인가하기 위한 하부전극라인(미도시)에 의해 발생된 자기장의 영향을 크게 받는다. 이러한 이유로 노체(110a) 내부에는 비교적 온도가 높은 고온 영역(hot spot)과, 상대적으로 온도가 낮은 저온 영역(cold spot)이 형성되는데, 그 중 저온 영역은 원료가 투입되는 부분과, 용강이 배출되는 출강구(114) 부분이다. 특히, 노체(110a)는 상부전극(120b)이 구비되는 중심부를 기준으로 대칭적으로 형성되지 않고, 출강구(114)가 형성되는 노체(110a)의 타측은 돌출 형성되기 때문에 아크열이 출강구(114) 부분까지 제대로 전달되지 않아 출강구(114) 부분은 상대적으로 온도가 낮은 저온 영역을 형성하게 된다. 이에 저온 영역에 저취 노즐(150)을 구비하여 용강을 교반하여 노체(110a) 내부 전체에서 용강의 온도를 균일하게 유지할 수 있다.
그리고 덮개(110b)는 용강 제조 시 노체(110a) 내부의 온도를 유지하고 원료나 배가스 등의 유출을 억제할 수 있다. 이때, 덮개(110b)에는 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 열에 의해 과열되는 것을 억제하기 위한 냉각자켓(112)과, 용강을 제조하는 과정에서 발생하는 배가스를 배출하기 위한 배기관(140)이 구비될 수 있다.
이와 같은 전기로의 구성은 공지의 기술로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업 방법에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업방법으로 용강을 제조하는 방법을 순차적으로 보여주는 순서도이고, 도 3은 출강 대기 시 용강을 처리하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업방법은, 전기로의 노체(110a)에 원료를 장입하는 과정(S101)과, 원료를 용해시켜 용강을 제조하는 과정(S103)과, 용강의 출강 여부를 판단하는 과정(S105) 및 용강의 출강 여부를 판단한 결과, 용강의 출강이 지연되어 용강의 출강을 하지 않는 것으로 판단되면 노체(110a)를 경동시키고 저취로 용강을 교반하면서 출강을 대기하는 과정(S120)을 포함할 수 있다.
먼저, 노체(110a)에 원료인 고철을 장입하고, 상부 전극(120b) 및 하부 전극(120a)에 전력을 인가하여 고철을 용해시킴으로써 용강을 제조할 수 있다. 이때, 원료의 장입과 용해는 2차 또는 3차에 걸쳐 수행될 수 있다.
예컨대 노체(110a)에 원료를 1차 장입하고, 1차 용해과정을 수행한 후, 출강 없이 노체(110a)에 원료를 2차 장입하고, 2차 용해과정을 수행할 수 있다. 이때, 원료의 3차 장입 및 3차 용해과정을 추가로 수행할 수도 있으나, 이 과정은 노체(110a) 수리 등으로 장기간 휴지 후 가동하는 경우 수행하는 것으로 자주 사용하지는 않는다.
용강을 제조하는 과정에서 저취 노즐(150)을 통해 교반용 가스를 취입하여 용강을 교반시킬 수 있다. 이때, 용강을 제조하는 과정에서 1차 용해부터 2차 용해 중반까지는 노체(110a)에 용강이 활발하게 형성되지 않기 때문에 교반용 가스의 취입량을 높게 하여도 용강의 교반 효율이 매우 낮기 때문에 저취 노즐(150)이 막히지 않을 정도의 유량, 예컨대 30NL/분 정도의 유량으로 취입할 수 있다. 그리고 용강이 활발하게 형성되는 2차 용해 중반 이후부터 교반용 가스의 취입량을 증가, 예컨대 60NL/분 정도의 유량으로 증가시켜 용강을 본격적으로 교반하면서 용강을 제조할 수 있다. 이때, 교반용 가스는 아르곤(Ar)과 질소(N2) 중 어느 한 가지가 사용될 수 있다. 이때, 교반용 가스로는 아르곤이 사용되는 것이 좋고, 아르곤 공급에 이상이 발생한 경우 질소로 대체할 수 있다.
이와 함께 노체(110a)를 출강구(114) 측으로 하향경사지도록 경동시켜 비교적 온도가 낮은 저온 영역으로 용강을 이동시켜 원료투입구를 통해 투입된 원료를 붕락 및 용락시키면서 용강을 제조할 수 있다. 이와 같이 노체(110a)를 경동시키면 용강에 의해 노체(110a)에 쌓여 있는 원료가 붕락 및 용락되어 용해가 촉진될 수 있다. 이때, 노체(110a)는 3 내지 4° 범위에서 경동시킬 수 있고, 경동 각도가 제시된 범위보다 작은 경우에는 미용해된 원료를 붕락시키거나 용락시키기 어렵다. 또한, 경동 각도가 제시된 범위보다 큰 경우에는 노체(110a)가 용손될 위험이 있다. 즉, 노체(110a)는 용강이 수용되는 하부는 내화물로 형성되어 있으나, 그 상부에는 내화물이 없거나 내화물의 두께가 얇기 때문에 노체(110a)의 경동 각도가 큰 경우에는 용강이 노체(110a)의 상부측으로 이동하여 노체를 용손시킬 우려가 있다.
또한, 용강을 제조하는 과정에서 제1랜스(134)와 제2랜스(132)를 통해 산소와 카본을 취입할 수 있다. 산소와 카본은 슬래그 포밍을 활성화시킬 수 있다. 이때, 1차 용해 시보다 2차 용해 시에 산소와 카본의 취입량을 더 상승시킬 수 있다.
한편, 용강이 제조되면, 후속 조업에서 요구하는 온도로 조절하기 위하여 승열공정을 실시할 수 있다. 이때, 승열공정에서는 슬래그 포밍으로 인해 열전달 효율이 높아지기 때문에 2차 용해 시보다 상부 전극(120b) 및 하부 전극(120a)에 인가되는 전압을 낮추어 전력 효율을 높일 수 있다. 승열공정에서도 노체(110a)를 경동시킨 상태에서 저취 노즐(150)을 통해 교반용 가스를 취입할 수 있다. 이때, 노체(110a)는 2차 용해 시보다 경동 각도를 높일 수 있고, 교반용 가스의 취입량도 증가시킬 수 있다. 예컨대 2차 용해 시 노체(110a)의 경동 각도가 4°인 경우, 승열공정 시 노체(110a)를 4.5°로 경동시킬 수 있고, 교반용 가스는 80NL/분의 유량으로 취입할 수 있다.
또한, 승열공정을 실시하면서 용강의 온도 및 산소량을 측정하고, 용강의 온도 및 산소량이 목표로 하는 수치와 같아지면, 승열공정을 완료하고, 그렇지 않은 경우에는 상기와 같은 방법으로 승열공정을 추가로 실시할 수 있다.
승열공정이 완료되면, 출강 여부를 판단한 후 그 판단 결과에 따라 출강구(114)를 통해 용강을 출강할 수도 있고, 후속 공정의 이상으로 출강이 지연되는 경우에는 용강을 출강하지 않고 노체(110a)에 수용한 상태로 대기할 수 있다.
노체(110a)에서 제조된 용강의 출강을 대기하는 과정(S120)은 다음과 같이 수행될 수 있다.
후속 공정의 이상이 발생한 경우 용강을 출강하면 용강의 온도 하락과 재산화가 불가피하다. 따라서 이와 같은 경우에는 용강을 노체(110a)에 수용한 상태로 대기해야한다. 그러나 출강을 대기하는 동안에도 노체(110a) 내에서 용강의 온도 하락이 불가피하다. 노체(110a) 내부에서 대기시간이 길어질수록 용강의 온도가 하락하는 크기 역시 증가할 수 있다. 예컨대 용강의 온도는 0.7 내지 1.5℃/분 정도의 속도로 하락하게 된다. 이와 같은 수치는 장기간 축적된 데이터를 통해 마련된 것이다. 다만, 용강은 노체(110a) 내부에서 슬래그에 의해 응고가 빨리 진행되지 않지만, 노체(110a) 내부의 공기층이나 내화물과 닿아있는 부분부터 응고가 진행되기 때문에 노벽에 지금이 형성되고, 심한 경우에는 출강구(114)가 막혀버리는 현상이 발생하였다.
이에 용강의 출강이 지연되는 경우, 용강을 출강하지 않고 노체에 용강을 수용한 상태에서 용강의 온도를 측정하고, 측정된 온도가 용강이 응고되기 전의 온도인 1540℃ 정도로 되면, 상부전극 및 하부전극에 전력을 공급하여 아크열을 발생시키거나, 버너 등을 이용하여 용강의 온도를 높이는 승온 공정을 실시하고 있다. 그러나 승온 공정에서 발생하는 열이 저온 영역까지 도달하기 어려워 용강을 균일하게 가열하기 어렵고, 특히 용강이 응고된 경우에는 아크열에 의해 쉽게 용해되지 않는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명에서는 노체(110a)에서 제조된 용강을 출강하지 않고 대기하는 동안 용강의 응고 및 지금 형성을 억제하고, 후속 공정에 바로 사용할 수 있도록 용강의 온도를 조절하는 방법을 제시한다.
용강의 제조가 완료되면, 용강은 약 1620℃ 정도의 온도를 갖는다. 그런데 출강 지연으로 인해 용강을 출강하지 않고 노체(110a) 내부에 유지한 상태로 대기하는 경우 노체(110a) 내부가 배기관(140)을 통해 흡인되면서 외부 공기가 노체(110a) 내부로 유입되어 용강의 온도는 하락하게 되며, 대기 시간의 증가에 비례하여 용강의 온도는 하락하게 된다. 예컨대 노체(110a)에 용강을 수용한 상태로 약 60분 정도 대기하면 용강의 온도는 분당 0.7 내지 1.5℃ 정도씩 하락하여 1540℃ 전후가 된다. 이때, 용강은 1540℃ 전후에서 응고되기 시작하는데, 비교적 온도가 낮은 노벽 및 저온 영역에서부터 응고층을 형성하게 된다. 따라서 출강 대기 시 용강의 온도 저하 및 응고를 억제하기 위하여 도 3에 도시된 바와 같이 노체(110a)를 경동시킨 후 저취 노즐(150)을 통해 교반용 가스를 취입하여 용강을 교반하고, 필요에 따라 전력 및 산소/카본을 공급하여 용강의 온도를 높이는 승온 공정을 수행할 수 있다.
아래의 표1은 출강 대기 시 용강을 처리하는 일 예를 보여주고 있다.
대기시간(분) 30 60 90 120 150 180
용강 온도(℃) 1575 1535 1620 1575 1535 1620
카본(㎏/분) 80~100 80~100100
산소(N㎥/시) 3000~7000 3000~7000
전력투입량 650V
100KA
4200kwh		 650V
100KA
4200kwh
저취(NL/분) 30 30 60 30 30 60
작업사항 대기 대기 승온 대기 대기 승온
먼저, 용강을 제조한 후 출강 여부를 판단하여 출강 대기로 판단되면, 노체(110a)를 경동(S121)시키고 저취 노즐(150)을 통해 교반용 가스를 노체(110a) 내부로 취입하여 용강을 교반(S122)시킨다. 이때, 교반용 가스는 저취 노즐(150)을 통해 30NL/분 정도의 유량으로 취입하고, 노체(110a)는 저온 영역인 출강구(114) 측으로 3 내지 5° 정도로 경동시킬 수 있다. 이는 저온 영역인 출강구(114) 주변에서 용강의 온도가 비교적 빨리 일어나므로 용강을 저온 영역 측으로 이동시켜 교반함으로써 저온 영역에서 용강이 응고되는 것을 억제하기 위함이다.
출강을 대기하는 동안 일정 시간 또는 기 설정된 시간마다 용강의 현재 온도를 측정(S123)할 수 있다.
측정된 용강의 현재 온도와 기 설정된 용강의 온도를 비교(S124)하고, 비교 결과 측정된 용강의 현재 온도가 기 설정된 용강의 온도, 예컨대 1540℃가 되면 용강의 온도를 높이는 승온 공정을 실시(S125)할 수 있다.
또는, 출강을 대기하는 동안 용강의 대기 시간을 측정하고, 측정된 대기 시간과 단위 시간당 용강의 온도 하락 속도를 이용하여 용강의 온도 변화량을 산출하여 용강의 현재 온도를 예측할 수 있다. 그리고 예측된 용강의 현재 온도와 기 설정된 용강의 온도를 비교하고, 비교 결과 예측된 용강의 현재 온도가 기 설정된 용강의 온도, 예컨대 1540℃가 되면 용강의 온도를 높이는 승온 공정을 실시할 수 있다.
승온 공정은 노체(110a)를 경동시킨 상태로 저취 노즐(150)을 통해 취입되는 교반용 가스의 유량을 50 내지 70NL/분 정도로 증대시키고, 상부 전극(120b)과 하부 전극(120a)에 전력을 공급하여 아크를 발생시키면서 용강의 온도를 높일 수 있다. 이와 함께 제1랜스(134)와 제2랜스(132)를 통해 산소 및 카본을 공급하여 슬래그 포밍을 형성할 수 있다. 이와 같은 방법으로 승온 공정을 실시하면, 용강의 온도가 상승하여 노벽에 지금이 형성되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다.
승온 공정으로 용강의 온도를 약 100℃ 정도 높여 후속 공정에서 사용 가능한 1620℃ 정도까지 상승시킬 수 있다. 승온 공정은 용강의 현재 온도와 상부 전극(120b) 및 하부 전극(120a)에 공급되는 전력량 등에 따라 달라질 수 있으나, 약 30분 정도 수행하여 용강을 출강 가능한 온도까지 상승시킬 수 있다.
상기 표1을 참조하면, 승온 공정은 초기에 산소를 3000N㎥/시 정도의 유량으로 취입하고, 포밍재인 카본을 80㎏/분 정도의 속도로 투입하여 슬래그 포밍이 활성화되면 상부 전극(120b)과 하부 전극(120a)에 전압 650V, 전류 100Ka의 조건으로 전력을 공급할 수 있다. 이후 산소를 7000N㎥/시, 카본을 100㎏/분 정도까지 상향 조절하여 승온 공정을 실시할 수 있다.
상부 전극(120b) 및 하부 전극(120a)에 공급되는 전력량은 용강량, 비열, 승온량, 열전달 효율 등에 따라 달라질 수 있으며, 전력량에 따라 승온 공정을 수행하는 시간도 달라질 수 있다.
이와 같이 용강의 승온 공정이 완료되면, 상부 전극(120b) 및 하부 전극(120a)에 공급되는 전력과, 산소 및 카본의 취입을 중단하고, 노체(110a)에 교반용 가스를 30NL/분 정도로 공급하여 용강을 교반시키면서 출강을 대기한다.
이후, 출강 여부를 판단(S126)하여 용강을 출강하는 것으로 판단되면 출강구(114)를 통해 용강을 출강한다. 출강 전 용강의 온도를 다시 한 번 측정하고, 용강의 온도가 출강 가능한 온도, 예컨대 1620℃ 이하인 경우, 승온 공정을 추가로 실시하여 용강을 출강 가능한 온도로 상승시킨 후 출강구(114)를 통해 출강할 수 있다.
그리고 용강을 출강하지 않고 대기하는 것으로 판단되면 노체(110a)를 경동시킨 상태로 용강을 교반하면서 전술한 과정, 즉 용강의 현재 온도 측정 또는 예측, 승온 공정을 반복해서 수행하면서 대기한다.
이와 같은 방법으로 용강의 출강을 대기하면, 노체(110a) 내에서 용강이 응고되는 것을 억제할 수 있고, 이에 따라 용강의 승온 공정 시 용강의 응고물을 용해시키기 위해 공정 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 후속 공정에서 요구하는 시간에 맞게 용강의 온도를 조절하여 출강할 수 있어 조업 간 연결을 원활하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110a: 노체 110b: 덮개
112: 냉각자켓 114: 출강구
116: 슬래그 배출구 118: 도어
120a: 하부전극 120b: 상부전극
132: 제2랜스 134: 제1랜스
140: 배기관 150: 저취 노즐
200: 지지대

Claims (12)

  1. 전기로 조업방법으로서,
    상기 전기로의 노체에 원료를 장입하는 과정;
    상기 원료를 용해시켜 용강을 제조하는 과정;
    상기 용강의 출강 여부를 판단하는 과정; 및
    상기 용강의 출강 여부를 판단한 결과, 상기 용강의 출강을 하지 않는 것으로 판단되면, 상기 노체를 경동시키고, 저취 노즐을 이용하여 상기 노체 내부에 교반용 가스를 취입하여 상기 용강을 교반하면서 대기하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 대기하는 과정은,
    상기 용강의 대기 시간을 측정하는 과정;
    상기 용강의 대기 시간에 따른 용강의 온도 변화량을 산출하여 용강의 현재 온도를 예측하는 과정;
    상기 예측된 용강의 현재 온도와 기 설정된 온도를 비교하는 과정; 및
    비교 결과에 따라 상기 용강의 온도 조절 여부를 결정하는 과정;을 포함하는 전기로 조업 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 용강을 제조하는 과정은,
    상기 노체를 경동시키는 과정 및
    상기 노체에 교반용 가스를 취입하는 과정을 포함하는 전기로 조업 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 대기하는 과정은,
    상기 용강의 대기 시간을 측정하는 과정;
    상기 용강의 대기 시간에 따른 용강의 온도 변화량을 산출하여 용강의 현재 온도를 예측하는 과정; 및
    상기 예측된 용강의 현재 온도와 기 설정된 온도를 비교하는 과정;을 포함하고,
    비교 결과, 상기 예측된 용강의 현재 온도가 기 설정된 온도 이하가 되면, 상기 노체에 산소 및 카본을 취입하고, 상기 노체에 전력을 공급하는 승온 과정을 수행하는 전기로 조업 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 예측된 용강의 온도가 기 설정된 온도를 초과하면, 상기 노체를 경동시키고 상기 노체에 교반용 가스를 취입하면서 용강을 교반하는 과정을 지속적으로 수행하는 전기로 조업 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 용강을 출강하기 전에,
    상기 승온 과정을 적어도 1회 이상 수행하는 전기로 조업방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 승온 과정은 용강을 출강 가능한 온도로 상승시키는 전기로 조업 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 대기하는 과정에서,
    상기 용강을 출강하기 위한 출강구가 하향 경사지도록 상기 노체를 경동시키는 전기로 조업 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 대기하는 과정에서,
    상기 노체를 3 내지 5° 경동시키는 전기로 조업방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    아르곤(Ar), 질소(N2) 및 에어 중 적어도 어느 하나를 상기 교반용 가스로 사용하는 전기로 조업방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 대기하는 과정 이후에 용강을 출강하는 과정을 포함하고,
    상기 용강을 출강하기 전 용강의 온도를 측정하고, 측정된 용강의 온도가 출강 가능한 온도 이하이면, 승온 공정을 추가로 실시하는 전기로 조업 방법.
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