KR102026765B1 - Method of operating top and bottom blowing converter - Google Patents
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Abstract
(과제) 상저취 전로를 이용하여 탈탄 정련을 행함에 있어서, 노체(furnace body)의 진동 및 더스트의 발생을 억제하고, 또한 노벽 내화물의 손모를 억제할 수 있는 상저취 전로의 조업 방법을 제안한다.
(해결 수단) 복수개의 산소 가스 분사용 랜스 노즐을 갖는 상취 다공 랜스를 이용하여, 그 랜스 노즐로부터의 산소 제트를 당해 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 경사시킨 노즐 경사각으로 분사함과 함께, 노저(furnace bottom)에는 n개의 저취 송풍구를 설치하고, 그 저취 송풍구로부터는 교반용 가스를 취입하는 상저취 전로의 조업에 있어서, 상기 상취 다공 랜스로부터 분사되는 상취 산소 제트가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역의 관계의 정도를 나타내는 간섭도(IR)를 0.7 이하로 하는 상저취 전로의 조업 방법.(Problem) In the decarburization refining process using a low-lowering converter, a method of operating a low-lowering converter capable of suppressing the vibration of the furnace body and the generation of dust and suppressing the wear of the furnace wall refractory material is proposed. .
(Solution means) The oxygen jet from the lance nozzle is sprayed at a nozzle inclination angle inclined with respect to the central axis of the above-mentioned uptake porous lance using a uptake porous lance having a plurality of oxygen gas injection lance nozzles. furnace bottom) is provided with n low odor vents, and in operation of the upper odor converter for blowing the gas for stirring from the low odor vents, a firing point formed by the impingement of oxygen jets injected from the blast porous lance collides with the molten iron bath surface. And a method of operating a low-lowering converter having an interference degree (IR) of 0.7 or less, which represents the degree of the relationship between the gas floating region for agitation which is blown into the molten iron from the low-intake vent and floats and is formed on the molten iron bath surface.
Description
본 발명은, 노벽 내화물의 손모(wear)와 더스트의 발생을 억제하려고 할 때에 유효한 상저취 전로(top and bottom blowing converter)의 조업 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
상저취 전로의 조업, 특히 탈탄 정련에 있어서는, 생산성의 향상을 도모하기 위해, 단위 시간당의 산소 가스 공급량을 늘린 조업이 행해진다. 단, 산소 가스의 공급량을 늘리는 것은, 철분이 더스트로서 비산하기 쉬워지는 것을 의미하고 있고, 그것이 주변의 기기 혹은 노측벽(furnace side wall)이나 노구(爐口) 부근에 부착하는 현상이 있다. 이 더스트는, 노 내에서 발생하는 기포가 용철 욕면으로부터 입철(grained iron)을 수반하여 이탈함으로써 발생하는 것(소위 「버블 버스트」)과, 철 원자가 증발함으로써 발생하는 것(소위 흄(fume))으로 대별되고, 탈탄 정련이 진행함에 따라, 그 발생 비율은 변화하는 것이 알려져 있다.In the operation of the upper and lower scavenging converter, in particular, decarburization and refining, an operation in which the oxygen gas supply amount per unit time is increased in order to improve productivity. However, increasing the supply amount of oxygen gas means that iron is easily scattered as dust, and there is a phenomenon in which it adheres to surrounding equipment, furnace side walls, or furnace mouths. This dust is generated when bubbles generated in the furnace are separated from the molten iron bath with grained iron (so-called "bubble burst"), and are generated when iron atoms evaporate (so-called fume). It is known that the rate of occurrence changes as the decarburization and refining progress.
또한, 상기 탈탄 정련에 있어서, 용선(hot metal)은, 그 중의 탄소가 탈탄 반응이 진행함에 따라 점차 감소하기 때문에, 최종적으로는 용강이 되지만, 용선의 단계와 용강의 단계를 명확하게 구별할 수 없기 때문에, 이하에서는 용선과 용강을 총칭하여 「용철」이라고 한다.Further, in the decarburization and refining, the hot metal gradually decreases as carbon in the decarburization proceeds, so that finally, the molten steel becomes molten steel, but the molten steel and the molten steel can be clearly distinguished. In the following description, molten iron and molten steel are collectively referred to as "molten iron".
비산한 더스트(철분)는, 어떠한 원인으로 발생한 것이라도 회수되어, 다시 철원으로서 재이용된다. 그러나, 더스트로부터의 철분의 회수는, 작업비가 증가하는 것이나, 상저취 전로의 가동률의 저하를 초래하는 문제가 있다. 그 때문에, 종래, 상저취 전로의 탈탄 정련시에 있어서의 조업에서는, 더스트의 발생을 억제하는 것이 검토되고 있다.The scattered dust (iron powder) is recovered from whatever causes and is reused as an iron source. However, the recovery of iron from dust has a problem of increasing the work cost and causing a decrease in the operation rate of the low-lowering converter. Therefore, in the operation | work at the time of the decarburization refinement | purification of a top bottom smelting converter conventionally, suppressing generation | occurrence | production of dust is examined.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 상취 랜스의 각 랜스 노즐로부터 분사되는 산소 제트가 용철 욕면에 충돌함으로써 형성되는 2000℃를 초과하는 고온 반응 영역(소위 「화점」)에 착안한 기술이 개시되어 있다. 즉, 서로 이웃이 되는 화점끼리가 서로 겹치는 상태를 오버랩률이라고 하는 지표값으로 정의하고, 그 값이 20% 이하가 되도록 상취 랜스로부터의 산소 제트의 분사 각도를 조정함으로써, 더스트 발생을 억제하는 방법이다.For example,
또한, 특허문헌 2에는, 중심공(center hole)을 포함하여 7공을 갖는 상취 다공 랜스를 이용하여, 오버랩률을 30% 이하로 함과 함께, 화점의 최외주로 둘러싸이는 면적에 차지하는 화점의 총면적의 비율을 75% 이하가 되도록 상취 랜스로부터의 산소 제트의 분사 각도를 조정함으로써, 더스트를 억제하는 기술이 개시되어 있다.In addition,
이들 기술은, 상취 랜스로부터 분사되는 산소 제트의 상호 간섭을 억제함으로써, 버블 버스트에 기인하는 더스트의 발생을 억제하는 것이다. 그러나, 흄에 기인하는 더스트를 억제하기 위해 유효한 기술이라고는 할 수 없다.These techniques suppress the generation of dust due to bubble bursts by suppressing mutual interference of oxygen jets injected from the upper lance. However, it cannot be said that it is an effective technique for suppressing the dust due to fume.
한편, 탈탄 정련에 있어서, 상저취 전로 내에 수용된 용철은, 상취 랜스로부터 분사되는 산소 제트나 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스(예를 들면 불활성 가스, 산화성 가스 등)에 의해 요동하는 것이 알려져 있다. 그 용철의 요동은, 더스트(특히 버블 버스트에 기인하는 더스트)의 비산을 조장한다. 따라서, 용철의 요동이나 노체(furnace body)의 진동을 억제하는 것은, 더스트의 발생을 억제하기 위해 중요하다고 말할 수 있는 것이다. 또한, 노체의 진동의 억제는, 설비 고장을 방지하는 효과도 있다.On the other hand, in the decarburization refining, it is known that molten iron contained in the upper odor converter is oscillated by an oxygen jet injected from the upper lance or a stirring gas (for example, an inert gas, an oxidizing gas, etc.) supplied from the low odor blowing port. The fluctuation of the molten iron promotes the scattering of dust (particularly dust caused by bubble burst). Therefore, it can be said that suppressing fluctuation of molten iron and vibration of the furnace body is important for suppressing the generation of dust. In addition, suppression of the vibration of the furnace body also has the effect of preventing equipment failure.
특허문헌 3에는, 상취 랜스로부터 분사되는 산소 제트에 의해 형성되는 화점과 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스가 부상하는 영역이 중복하지 않도록, 산소 제트의 분사 각도를 20∼30°의 범위로 조정함으로써, 노체의 진동을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 산소 제트의 분사 각도를 과잉으로 증가시키면, 상저취 전로의 내화물이 손모되기 쉬워진다.
또한, 용철이나 용융 슬래그의 비산(소위 슬로핑(slopping))은, 버블 버스트나 흄에 기인하는 더스트와 동일하게, 노벽이나 노구 부근에 부착하고, 그것이 퇴적하면, 상저취 전로의 조업에 지장을 초래하기 때문에, 방지하지 않으면 안된다.In addition, scattering of molten iron and molten slag (so-called slopping) adheres to the furnace wall or the furnace duct in the same manner as dust caused by bubble burst or fume, and when it is deposited, it interferes with the operation of the low-lowering converter. It must be prevented because it causes.
특허문헌 4에는, 복수의 화점으로 형성되는 원의 안쪽에 저취 송풍구를 배치함으로써, 스피팅(spitting)을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 고온의 화점이 노벽의 근처에 배치되기 때문에, 상저취 전로의 노벽 내화물이 손모되기 쉬워진다.
본 발명의 목적은, 종래 기술이 안고 있는 전술의 문제점을 해소하고, 상저취 전로에 있어서의 탈탄 정련기의 조업에 있어서, 노체의 진동 및 더스트의 발생을 억제하고, 또한 노벽 내화물의 손모를 억제할 수 있는 상저취 전로의 조업 방법을 제안하는 것에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, to suppress the vibration of the furnace body and the generation of dust in the operation of the decarburization refiner in the upper-lower converter, and to suppress the wear of the furnace wall refractory material. It is in suggesting the operation method of the low odor converter which can be done.
발명자들은, 특허문헌 1∼4에 개시된 기술을 더욱 개선하기 위해, 복수개의 랜스 노즐(산소 제트 분사용 노즐)을 갖는 상취 랜스(이하, 「상취 다공 랜스」를 예로서 서술함)로부터의 산소 제트끼리의 상호 간섭 및, 상취 다공 랜스로부터의 산소 제트에 의해 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스 부상 영역의 상호 간섭에 착안하여, 검토를 거듭했다. 그 결과, 상저취 전로의 노벽 내화물의 손모를 억제하고, 또한 더스트의 발생을 억제하려면,In order to further improve the technique disclosed in patent documents 1-4, the inventors carried out the oxygen jet from the upper lance (henceforth "the upper porous lance") which has a some lance nozzle (oxygen jet injection nozzle). Considering the mutual interference between each other, the flash point formed by the oxygen jet from a top blowing lance, and the mutual interference of the gas floating region for agitation supplied from the low blowing fan, it examined and repeated. As a result, to suppress the wear and tear of the furnace wall refractory material of the top bottom converter, and to suppress the generation of dust,
(a) 상저취 전로 내에 수용된 용철 표면에, 상취 다공 랜스로부터의, 특히 산소 제트를 분사하는 랜스 노즐(예를 들면, 라발(Laval) 노즐, 스트레이트(straight) 노즐 등)이나 분사 각도 등의 개수를 적정하게 하는 것 및,(a) Number of lance nozzles (e.g., Laval nozzles, straight nozzles, etc.) or injection angles that inject oxygen jets from the above-mentioned porous lances, in particular oxygen jets, to the molten iron surface accommodated in the upper bottom converter. To titrate and,
(b) 상취 다공 랜스로부터의 산소 제트에 의해 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스 부상 영역이 바람직하게는 서로 간섭하지 않도록 배치하는 것 등(b) arranging such that the flash point formed by the oxygen jet from the intake porous lance and the gas floating region for agitation supplied from the low intake tuyere do not interfere with each other, etc.
이 유효한 것을 발견했다.I found this to be valid.
즉, 본 발명은, 복수개의 산소 가스 분사용 랜스 노즐을 갖는 상취 다공 랜스를 이용하여, 그 랜스 노즐로부터의 산소 제트를 당해 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 경사시킨 노즐 경사각 θ(°)로 분사함과 함께, 노저(furnace bottom)에는 n개의 저취 송풍구를 설치하고, 그 저취 송풍구에서는 교반용 가스를 취입하는 상저취 전로의 조업에 있어서, 상기 상취 다공 랜스로부터 분사되는 상취 산소 제트가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역의 위치 관계에 대해서, 상기 상저취 전로 내의 용철 욕면에 있어서의 상기 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 수직인 평면 내에서, 당해 상취 다공 랜스의 중심축이 그 평면과 교차하는 점을 랜스 중심점(LC)으로 하고, 상기 랜스 노즐로부터 분사되는 산소 제트의 분사 방향이 상기 평면과 교차하는 점을 제트 분사점(GJ)으로 하고, 그리고, 당해 저취 송풍구의 중심축이 상기 평면과 교차하는 점을 송풍구 중심점(MC)으로 할 때, 하기 (1)식으로 나타내는 간섭도(IR)가, 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법이다.That is, the present invention, using the uptake porous lance having a plurality of oxygen gas injection lance nozzle, the injection of the oxygen jet from the lance nozzle to the nozzle inclination angle θ (°) inclined with respect to the central axis of the uptake porous lance In addition, n lower odor vents are provided at the furnace bottom, and the upper oxygen blast furnace blown from the above-mentioned porous lance is supplied to the molten iron bath surface in the operation of the upper odor converter which blows the gas for stirring at the lower vent. In relation to the positional relationship between the flash point formed by colliding and the gas floating region for stirring that is formed in the molten iron bath surface by floating in the molten iron from the low blowing tuyeres, the central axis of the indentation porous lance in the molten iron bath surface in the low-lowering converter. In the plane perpendicular to the plane, the point where the center axis of the intake porous lance intersects the plane is the lance center point L C , That the injection direction of the oxygen jet is injected from the lance nozzle intersecting the plane with the jet injection point (G J), and then the center point is the center axis of that jeochwi tuyere outlet the point intersecting the plane (M C ), The interference degree IR represented by the following formula (1) is 0.7 or less.
IR=∑〔(rt/rbi)×(90-φi)/90〕/n … (1)IR = ∑ [(r t / r bi ) × (90-φ i ) / 90] / n... (One)
단, only,
IR: 간섭도,IR: interference,
n: 2 이상의 정수,n is an integer of 2 or more,
φ: 상기 랜스 중심점(LC)과 제트 분사점(GJ)을 연결하는 선과, 상기 랜스 중심점(LC)과 상기 송풍구 중심점(MC)을 연결하는 선이 이루는 각도(°),φ: an angle (°) formed by a line connecting the lance center point (L C ) and the jet injection point (G J ), and a line connecting the lance center point (L C ) and the tuyere center point (M C ),
rt: 상기 랜스 중심점(LC)과 상기 제트 분사점(GJ)과의 거리(m),r t : distance (m) between the lance center point (L C ) and the jet injection point (G J ),
rb: 상기 저취 송풍구의 각각의 상기 송풍구 중심점(MC)과 상기 랜스 중심점(LC)과의 거리(m), r b : distance (m) between each of the blowhole center points (M C ) and the lance center point (L C ) of the low odor blowhole;
또한, φi, rbi는 각각 i번째 (i: 1∼n)의 상기 저취 송풍구일 때에 요구되는 각도(°), 거리(m)이다.Further, φ i and r bi are angles (°) and distances (m) required when the low-intake vents of the i-th (i: 1 to n) are respectively.
또한, 본 발명의 상기 조업 방법에 있어서는,Moreover, in the said operation method of this invention,
(1) 상기 간섭도(IR)는, 상기 랜스 노즐과 상기 저취 송풍구의 위치 관계를 나타내는 상기 각도 φ가 최소일 때에, (IR)≤0.70을 만족할 것,(1) The interference degree IR satisfies (IR) ≤ 0.70 when the angle φ representing the positional relationship between the lance nozzle and the low blowing vent is minimum.
(2) 상기 간섭도(IR)가 0.46 이하일 것,(2) the interference degree (IR) is 0.46 or less,
(3) 상기 랜스 노즐은, 라발 노즐 또는 스트레이트 노즐일 것,(3) The lance nozzle should be a Laval nozzle or a straight nozzle,
(4) 상기 상취 다공 랜스는, 2∼5개의 랜스 노즐을 갖을 것,(4) The above-mentioned upsetting porous lance should have 2 to 5 lance nozzles,
(5) 상기 상저취 전로는, 상기 상취 랜스와 상기 저취 송풍구의 조합을, 상기 간섭도(IR)를 만족하도록 배치하여 조업할 것(5) The combination of the upper lance and the lower blast tuyere shall be operated so as to satisfy the interference degree IR.
이 보다, 바람직한 실시 형태이다.This is a more preferred embodiment.
본 발명에 의하면, 상저취 전로를 이용하여 탈탄 정련을 행하는 데에 있어서, 더스트의 발생을 억제하여 철 수율의 향상을 도모할 수 있는 것 외에, 노체의 진동을 억제하여 노벽 내화물의 손모를 효과적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, in performing decarburization and refining using the low bottom converter, it is possible to suppress the generation of dust and improve the iron yield, and to suppress the vibration of the furnace body to effectively prevent wear of the furnace wall refractory material. can do.
도 1은 본 발명을 적용하는 상취 다공 랜스와 상저취 전로의 관계를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 간섭도와 평균 더스트 발생 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 간섭도와 내화물 손모 지수의 관계를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a perspective view schematically showing a relationship between a top odor porous lance and a top bottom converter applied to the present invention.
2 is a graph showing the relationship between the interference and the average dust generation rate.
3 is a graph showing the relationship between the interference and the refractory wear index.
도 1은, 본 발명을 적용하는 상취 다공 랜스와 저취 송풍구의 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다. 상취 다공 랜스(1)는, 복수개의 산소 가스 분사용 랜스 노즐(2)을 갖고 있고, 각각의 랜스 노즐(2)로부터는 산소 제트(3)를 분사할 수 있다. 도 1 중의 z 축은, 상취 다공 랜스(1)의 중심축이고, 용철 욕면은 이 축에 직교(z=0)하고 있다. 따라서, 상취 다공 랜스(1) 하단과 용철 욕면과의 거리(h)가 랜스 높이가 된다. 그리고, 상취 다공 랜스(1)의 중심축에 대하여 수직인 평면(이하, 「xy 평면」이라고 함)이 x 축과 y 축으로 규정되는 용철 욕면이다. 상취 다공 랜스(1)의 중심축이 xy 평면과 교차하는 점은, 좌표축의 원점에 상당하지만, 이하, 이것을 랜스 중심점(LC)이라고 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows roughly the relationship of the upsetting porous lance and the low blowing tuyere which apply this invention. The upstream
또한, 도 1에는 2개의 랜스 노즐(2)을 형성한 예를 나타내고 있지만, 이 랜스 노즐(2)의 개수에 대해서는, 한정적인 것이 아니고, 2개∼5개 정도로 하는 것이 바람직하다.In addition, although the example in which two
상취 다공 랜스(1)로부터 분사되는 산소 제트(3)는, 상취 다공 랜스(1)의 중심축에 대하여 경사진 각도(이하, 「노즐 경사각 θ(°)」라고 함)의 방향으로 분사된다. 그 산소 제트(3)가 xy 평면과 교차하는 점은 화점(즉, 산소 제트가 용철 욕면에 충돌함으로써 형성되는 2000℃를 초과하는 바와 같은 고온 반응 영역)(4)의 중심점에 상당한다. 이하, 이 점을 제트 분사점(GJ)이라고 한다. 상취 다공 랜스(1)에 형성되는 복수개의 랜스 노즐(2)은 어떤 것도, 모두 동일한 방향 노즐 경사각 θ를 갖는다. 따라서, 상취 산소 제트(3)도 또한 동일한 각도로 분사된다.The
한편, 상저취 전로(도시하지 않음)는, 복수개(즉, i=1∼n개)의 저취 송풍구(5)가 설치된다. 단, 도 1은 1개만을 예시하고 있고, 이하 이것을 i번째의 저취 송풍구(5)로서 설명한다. 또한, 저취 송풍구(5)로부터 공급되는 교반용 가스는, 기포가 되어 용철 중을 부상하고, 그 기포가 밀집한 영역(6)(이하, 「교반용 가스 부상 영역」이라고 함)이 출현한다.On the other hand, a plurality of low odor blowers 5 (that is, i = 1 to n) are provided in the upper low odor converter (not shown). However, FIG. 1 exemplifies only one and hereinafter, this will be described as the i-th
예를 들면, 저취 송풍구(5)의 중심축이 xy 평면과 교차하는 점을 송풍구 중심점(MC)으로 했을 때, 도 1 중에서는 i번째의 송풍구 중심점(MC)을 MCi와 같이 나타낸다.For example, when letting the center axis | shaft of the
그리고, 랜스 중심점(LC)과 제트 분사점(GJ)을 연결하는 선과, 랜스 중심점(LC)과 송풍구 중심점(MC)을 연결하는 선이 이루는 각도 φ(°)로 할 때, 도 1 중에 있어서, i번째의 저취 송풍구(5)와의 각도는, φi(°)가 된다.When the angle φ (°) formed by the line connecting the lance center point L C and the jet injection point G J , and the line connecting the lance center point L C and the tuyere center point M C , is shown in FIG. In 1, the angle with the i-th
또한, 랜스 중심점(LC)과 제트 분사점(GJ)과의 거리(m)를 rt로 한다. 또한, 이 거리 rt는, 복수개의 랜스 노즐(2)의 노즐 경사각 θ는 모두 동일하기 때문에, 각 랜스 노즐(2)마다 규정되는 거리 rt도 동일하다.In addition, the distance m between the lance center point L C and the jet injection point G J is set to r t . In addition, since this distance r t is the same in all the nozzle inclination angles (theta) of the some
한편, 랜스 중심점(LC)과 송풍구 중심점(MC)과의 거리(m)는 rb로 한다. 단, 도 1 중에서는 i번째의 저취 송풍구(5)에 대한 거리 rb인 것을 나타내기 위해, rbi로 표기하고 있다.In addition, the distance m between the lance center point L C and the tuyere center point M C is set to r b . However, in FIG. 1 are referred to as, bi r to indicate that the distance r b on
이하에, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 상저취 전로의 조업 방법의 일 예에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, an example of the operation method of an upper bottom blow converter according to this invention is demonstrated.
발명자들은, 상취 다공 랜스(1)로부터 산소 제트(3)를 분사함과 동시에, 저취 송풍구(5)로부터 교반용 가스를 공급할 수 있는 실험용 상저취 전로(용량: 5 ton)를 이용하여, 용철의 탈탄 정련의 실험을 행하여, 상취 다공 랜스(1)와 저취 송풍구(5)의 배치, 특히 양자의 간섭도(IR)가 더스트의 발생량이나 내화물의 손모량에 미치는 영향을 조사했다.The inventors of the molten iron use an experimental low-lowering converter (capacity: 5 ton) capable of injecting an
상취 다공 랜스(1)는, 3중 관구조의 수냉 방식의 것을 사용하고, 그 첨단부에는 상취 다공 랜스(1)의 중심축에 대하여 노즐 경사각 θ로 경사진 방향으로 산소 제트(3)을 분사할 수 있는 랜스 노즐(2)을 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 설치했다. 또한, 랜스 노즐(2)의 형상, 치수는 표 1에 나타내는 대로이다. 그리고, 이 실험에서는, 산소 제트(3)로서 산소 가스(유량: m3/분(Normal)를 사용하고, 교반용 가스로서 아르곤 가스를 사용했다. 또한, 랜스 높이(h)는 400㎜로 하고, 산소 제트(3)의 분사는, 용철 중의 탄소 농도가 4.0mass%인 시점에서 개시하고, 0.05mass%로 감소한 시점에서 정지했다.The upstream
이 실험에 있어서의 상취 다공 랜스(1)와 저취 송풍구(5)의 관계를 나타내는 조합은, 표 2, 표 3, 표 4, 표 5에 나타내는 대로이다. 표 2, 표 3 중에 나타낸 간섭도(IR)란, 상취 다공 랜스(1)로부터 분사되는 상취 산소 제트(3)가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점(4)과, 저취 송풍구(5)로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역(6)의 위치 관계를 나타내는, 하기 (1)식으로 산출되는 값이다.The combination which shows the relationship of the upsetting
IR=∑〔(rt/rbi)×(90-φi)/90〕/n … (1)IR = ∑ [(r t / r bi ) × (90-φ i ) / 90] / n... (One)
단, only,
IR: 간섭도,IR: interference,
n: 2 이상의 정수,n is an integer of 2 or more,
φ: 상기 랜스 중심점(LC)과 제트 분사점(GJ)을 연결하는 선과, 상기 랜스 중심점(LC)과 상기 송풍구 중심점(MC)을 연결하는 선이 이루는 각도(°),φ: an angle (°) formed by a line connecting the lance center point (L C ) and the jet injection point (G J ), and a line connecting the lance center point (L C ) and the tuyere center point (M C ),
rt: 상기 랜스 중심점(LC)과 상기 제트 분사점(GJ)과의 거리(m),r t : distance (m) between the lance center point (L C ) and the jet injection point (G J ),
rb: 상기 저취 송풍구의 각각의 상기 송풍구 중심점(MC)과 상기 랜스 중심점(LC)과의 거리(m), r b : distance (m) between each of the blowhole center points (M C ) and the lance center point (L C ) of the low odor blowhole;
또한, φi, rbi는 각각 i번째 (i: 1∼n)의 상기 저취 송풍구일 때에 요구되는 각도(°), 거리(m)이다.Further, φ i and r bi are angles (°) and distances (m) required when the low-intake vents of the i-th (i: 1 to n) are respectively.
이와 같이 하여 탈탄 정련의 실험을 행하면서, 배기 가스 중의 더스트 농도를 측정하여, 하기의 (2)식을 이용하여 더스트 발생 속도(㎏/〔분(minute)·용철ton〕)를 산출했다. 또한, (2)식 중의 더스트 발생 속도, 배기 가스 중의 더스트 농도, 배기 가스 유량은, 실험의 각 수준 마다의 평균값을 이용했다. 그 평균 더스트 발생 속도와 상기 간섭도(IR)의 관계를 도 2에 나타낸다.In this way, while performing the decarburization refining experiment, the dust concentration in the exhaust gas was measured, and the dust generation rate (kg / [minute / ton]) was calculated using the following Equation (2). In addition, the dust generation speed in Formula (2), the dust concentration in waste gas, and the waste-gas flow volume used the average value for each level of experiment. The relationship between the average dust generation speed and the said interference degree IR is shown in FIG.
평균 더스트 발생 속도(㎏/〔분·용철ton〕)=Average dust generation rate (kg / [min, molton]) =
[배기 가스 중의 더스트 농도(㎏/m3(Normal))×[배기 가스 유량(m3(Normal)/〔분·용철ton〕)][Dust concentration (kg / m 3 (Normal)) × [Exhaust gas flow rate (m 3 (Normal) / [min, molten iron])] in the exhaust gas]
… (2) … (2)
도 2로부터 분명한 바와 같이, 간섭도(IR)의 저하, 즉, 화점(4)과 교반용 가스 부상 영역(6)의 간섭(관계의 정도)이 적어짐에 따라, 더스트의 발생 속도가 감소하고, 그 간섭도(IR)가 0.70을 하회하면, 이 실험에 있어서의 당해 간섭도(IR)의 최댓값 0.95에서의 평균 더스트 발생 속도를 하회하고 있었다. 또한, 이 간섭도(IR)가 0.46 이하의 영역에서는 평균 더스트 발생 속도가, 실험의 간섭도 범위에서의 평균 더스트 발생 속도의 최댓값의 1/2 이하로 대폭으로 감소하고 있다.As is apparent from FIG. 2, as the interference degree IR decreases, that is, the interference (degree of relation) between the
또한, 상기 간섭도(IR)가, 1.0일 때는, 화점(4)과 교반용 가스 부상 영역(6)이 완전하게 겹친 상태인 것을 의미하고 있다.In addition, when the said interference degree IR is 1.0, it means that the
실험이 종료된 후, 실험의 각 수준마다 슬래그 중의 MgO 농도(mass%)를 측정하여, 하기의 (3)식을 이용하여 내화물 손모 지수를 산출했다. 또한, (3)식으로부터 분명한 바와 같이, 수준 18의 내화물 손모 지수는 1.0이 된다. 그 내화물 손모 지수와 간섭도(IR)의 관계를 도 3에 나타낸다.After the experiment was completed, the MgO concentration (mass%) in the slag was measured at each level of the experiment, and the refractory wear index was calculated using the following Equation (3). In addition, as is apparent from Eq. (3), the refractory loss index of level 18 is 1.0. The relationship between the refractory wear loss index and the interference degree IR is shown in FIG.
내화물 손모 지수=실험 종료 후의 슬래그중의 MgO 농도(mass%)/Refractory wear index = MgO concentration (mass%) / in slag after the end of the experiment
수준 18의 실험 종료 후의 슬래그 중의 MgO 농도(mass%) MgO concentration (mass%) in slag after level 18 experiment termination
… (3) … (3)
도 3으로부터 분명한 바와 같이, 간섭도(IR)가 내화물 손모 지수에게 주는 영향은 작고, 오히려 노즐 경사각 θ의 쪽이 영향이 크다. 즉, 노즐 경사각 θ가 23°인 상취 다공 랜스(1)를 이용한 탈탄 정련에서는, 노즐 경사각 θ가 14°인 상취 다공 랜스(1)를 이용한 탈탄 정련보다도 내화물 손모 지수가 증가, 즉, 내화물의 손모가 진행되기 쉬운 것을 알 수 있다.As is apparent from FIG. 3, the influence of the interference degree IR on the refractory wear index is small, but the influence of the nozzle inclination angle θ is greater. That is, in the decarburization refining using the uptake
이들 실험 결과로부터, 본 발명에서는, 간섭도(IR)를 0.70 이하, 바람직하게는 0.46 이하로 한정하는 것으로 했다.From these experimental results, in the present invention, the interference degree IR is limited to 0.70 or less, preferably 0.46 or less.
즉, 전술한 (1)식으로 산출되는 간섭도(IR)를 작은 값으로 하기 위해서는, 저취 송풍구(5)를 상취 다공 랜스(1)로부터 멀리한 위치에 배치하거나(즉, 거리 rbi를 각각 크게 함), 혹은 화점(4)과 교반용 가스 부상 영역(6)을 멀리한 위치에 배치하는(즉, 각도φi를 각각 크게 함) 것이 유효한 것도 알 수 있다.That is, in order to make the interference degree IR computed by the above formula (1) into a small value, the
또한, 상기 노즐 경사각 θ가 지나치게 크면, 화점(4)의 영역이 상저취 전로의 내벽에 가까워져, 내화물의 손모를 조장하는 문제가 발생하기 때문에, 노즐 경사각 θ는 23° 미만으로 하는 것이 바람직하다.In addition, when the said nozzle inclination-angle (theta) is too big | large, since the area | region of the
상취 다공 랜스(1)에 형성되는 랜스 노즐(2)의 개수는 5개(소위 5공) 이하가 바람직하다. 그 이유는, 랜스 노즐(2)의 개수를 줄임으로써, 화점(4)의 크기를 작게 할 수 있다. 그 결과, 저취 송풍구(5)의 배치는, 자유도를 높일 수 있고, 나아가서는 상기 각도 φ를 용이하게 확대할 수 있다. 실험에서 이용한 상취 다공 랜스(1)와 저취 송풍구 배열의 조합에 있어서, 간섭도(IR)를 가장 작게 할 수 있는 상취 다공 랜스(1)는, 노즐 개수: 4와 5뿐만(표 2, 3, 4, 5 참조)이고, 노즐 개수: 6공의 상취 다공 랜스(1)에서는 간섭도(IR)≤0.46을 만족하는 배치가 얻어지지 않았던 점에서도, 노즐 개수: 5 이하의 상취 다공 랜스(1)를 사용하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.As for the number of the
실시예Example
실제 상저취 전로(용량 350ton)를 이용하여, 용철의 탈탄 정련을 행하는 상저취 전로의 조업 실험을 행했다. 사용한 상취 다공 노즐의 랜스 노즐의 배치, 상저취 전로의 저취 송풍구의 배치는 표 6에 나타내는 대로이다. 랜스 노즐은, 모두 라발 노즐을 사용하고, 수준 A, B에서 사용한 랜스 노즐의 스로트 지름은 82.8㎜, 출구 지름은 87.1㎜이다. 수준 C, D에서 사용한 랜스 노즐의 스로트 지름은 74.0㎜, 출구 지름은 77.8㎜이다. 수준 E, F에서 사용한 랜스 노즐의 스로트 지름은 67.6㎜, 출구 지름은 71.1㎜이다. 이들 랜스 노즐은, 모두 적정 팽창 압력을 0.33㎫로 하여 설계된 것이다.The actual experiment of the upper blast furnace which decarburizes molten iron was performed using the actual upper blast converter (capacity 350 tons). Arrangement of the lance nozzle of the used uptake porous nozzle, and arrangement | positioning of the low odor tuyeres of a top bottom blow converter are as showing in Table 6. The lance nozzles use a Laval nozzle, and the throat diameter of the lance nozzles used by level A, B is 82.8 mm, and the exit diameter is 87.1 mm. The throat diameter of the lance nozzle used at the levels C and D is 74.0 mm, and the outlet diameter is 77.8 mm. The throat diameter of the lance nozzle used at level E, F is 67.6 mm, and the exit diameter is 71.1 mm. All of these lance nozzles are designed with an appropriate expansion pressure of 0.33 MPa.
이 조업 실험에 있어서는, 우선, 철 스크랩을 상저취 전로 내에 장입하고, 이어서, 미리 탈인 처리를 실시한 용철(온도 1260∼1280℃)을 상저취 전로에 장입하고, 그 후, 상취 다공 랜스로부터 산소 제트를 용철 욕면에 분사하면서, 저취 송풍구로부터는 교반용 가스를 공급하고, 또한, 제조 찌꺼기재로서 노 내 슬래그의 염기도가 2.5가 되는 양의 생석회를 투입하여, 용철 중의 탄소 농도가 0.05mass%로 저감될 때까지 탈탄 정련을 행했다. 용철의 성분은 표 7에 나타내는 대로이다. 또한, 염기도는, 하기의 (4)식으로 산출되는 값이다.In this operation experiment, firstly, iron scrap is charged into a top bottom converter, and then molten iron (temperature 1260 to 1280 ° C) subjected to dephosphorization in advance is charged to a top bottom converter, and then oxygen jets are carried out from the top porous lance. While spraying the molten iron bath surface, the gas for stirring is supplied from the low odor tuyeres, and as a manufacturing waste material, the quicklime of the amount which the basicity of the slag in the furnace is 2.5 is added, and the carbon concentration in the molten iron is reduced to 0.05 mass%. Decarburization was carried out until The components of molten iron are as shown in Table 7. In addition, basicity is the value computed by following formula (4).
염기도=[mass%CaO]/[mass%SiO2] … (4)Basicity = [mass% CaO] / [mass% SiO 2 ]... (4)
[mass%CaO]: 노 내 슬래그 중의 CaO 농도[mass% CaO]: CaO concentration in slag in the furnace
[mass%SiO2]: 노 내 슬래그 중의 SiO2 농도[mass% SiO 2 ]: SiO 2 concentration in slag in the furnace
산소 제트는 산소 가스를 사용하고, 교반용 가스는 아르곤 가스를 사용했다. 산소 제트와 교반용 가스의 유량 및, 랜스 높이는 표 8에 나타내는 대로이다.The oxygen jet used oxygen gas, and the stirring gas used argon gas. The flow rates of the oxygen jet and the gas for stirring and the lance height are as shown in Table 8.
이와 같이 하여 탈탄 정련을 행하여, 정련에 필요로 하는 시간(분), 취입 정지시의 슬래그 중의 T.Fe(mass%), 더스트 발생 속도, 내화물 손모 지수를 조사했다. 그 결과를 표 9에 나타낸다. 사용한 상취 다공 랜스와 저취 송풍구의 배치로부터 산출한 간섭도(IR)는 표 9에 나타내는 대로이다. 이들 값은, 각 수준마다 3차지씩 탈탄 정련을 행한 평균값이다. 또한, 더스트 발생 속도는 수준 F의 더스트 발생 속도를 1로 하는 상대값, 내화물 손모 지수는 수준 F의 내화물 손모 지수를 1로 하는 상대값으로서 나타낸다.In this way, decarburization and refining were carried out, and the time (minutes) required for refining, T.Fe (mass%) in slag at the time of blowing stop, dust generation rate, and refractory wear index were examined. The results are shown in Table 9. The interference degree IR computed from the arrangement of the used uptake porous lance and the low blowing tuyeres is as shown in Table 9. These values are the average values of decarburization and refining for each level. In addition, the dust generation speed | rate is shown as the relative value which makes the dust generation | occurrence | production rate of level F to 1, and the refractory wear loss index is shown as the relative value which makes the refractory head wear index of level F to 1.
표 9에 나타내는 결과로부터 분명한 바와 같이, 발명예(수준 A, B)는, 비교예(수준 C, D, E, F)에 비해, 정련 시간이나 취입 정지시의 슬래그 중의 T.Fe는 동등하지만, 더스트 발생 속도를 대폭으로 저감할 수 있었다. 특히 수준 A는, 내화물의 손모도 억제할 수 있었다.As is clear from the results shown in Table 9, the invention examples (levels A and B) have the same T.Fe in the slag at the time of refining time and blowing stop compared to the comparative examples (levels C, D, E, and F). The dust generation rate can be greatly reduced. In particular, the level A was able to suppress the loss of the refractory.
1: 상취 다공 랜스
2: 랜스 노즐
3: 산소 제트
4: 화점
5: 저취 송풍구
6: 교반용 가스 부상 영역1: deodorant perforated lance
2: lance nozzle
3: oxygen jet
4: fire store
5: low blower
6: gas floating zone for stirring
Claims (7)
상기 상취 다공 랜스로부터 분사되는 상취 산소 제트가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역의 위치 관계에 대해서,
상기 상저취 전로 내의 용철 욕면에 있어서의 상기 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 수직인 평면 내에서, 당해 상취 다공 랜스의 중심축이 그 평면과 교차하는 점을 랜스 중심점(LC)으로 하고, 상기 랜스 노즐로부터 분사되는 산소 제트의 분사 방향이 상기 평면과 교차하는 점을 제트 분사점(GJ)으로 하고, 그리고, 당해 저취 송풍구의 중심축이 상기 평면과 교차하는 점을 송풍구 중심점(MC)으로 할 때,
하기 (1)식으로 나타내는 간섭도(IR)가, 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.
IR=∑〔(rt/rbi)×(90-φi)/90〕/n … (1)
단,
IR: 간섭도,
n: 2 이상의 정수,
φ: 상기 랜스 중심점(LC)과 제트 분사점(GJ)을 연결하는 선과, 상기 랜스 중심점(LC)과 상기 송풍구 중심점(MC)을 연결하는 선이 이루는 각도(°),
rt: 상기 랜스 중심점(LC)과 상기 제트 분사점(GJ)과의 거리(m),
rb: 상기 저취 송풍구의 각각의 상기 송풍구 중심점(MC)과 상기 랜스 중심점(LC)과의 거리(m),
또한, φi, rbi는 각각 i번째 (i: 1∼n)의 상기 저취 송풍구일 때에 요구되는 각도(°), 거리(m)이다.Using an upstream porous lance having a plurality of oxygen gas injection lance nozzles, the oxygen jet from the lance nozzle is injected at a nozzle inclination angle θ (°) inclined with respect to the central axis of the upstream porous lance, furnace bottom) is provided with n low odor vents, and in the operation of the upper odor converter for blowing the gas for stirring from the low odor vents,
With respect to the positional relationship between the firing point formed by impingement of the upstream oxygen jet injected from the above upstream porous lance, and the floating gas floating region formed in the molten iron bath surface by floating in the molten iron from the low intake vent,
In the plane perpendicular | vertical with respect to the central axis of the above-mentioned uptake porous lance in the molten iron bath surface in the said bottom-lowering converter, the point where the center axis of the above-mentioned uptake porous lance intersects the plane is made into the lance center point L C , and The point where the injection direction of the oxygen jet injected from the lance nozzle intersects the plane is the jet injection point G J , and the point at which the central axis of the low blowing vent intersects the plane is the center of the blower outlet M C. When you do,
The interference degree IR represented by following formula (1) is 0.7 or less, The operation method of an upper bleeding converter characterized by the above-mentioned.
IR = ∑ [(r t / r bi ) × (90-φ i ) / 90] / n... (One)
only,
IR: interference,
n is an integer of 2 or more,
φ: an angle (°) formed by a line connecting the lance center point (L C ) and the jet injection point (G J ), and a line connecting the lance center point (L C ) and the tuyere center point (M C ),
r t : distance (m) between the lance center point (L C ) and the jet injection point (G J ),
r b : distance (m) between each of the blowhole center points (M C ) and the lance center point (L C ) of the low odor blowhole;
Further, φ i and r bi are angles (°) and distances (m) required when the low-intake vents of the i-th (i: 1 to n) are respectively.
상기 간섭도(IR)가 0.46 이하인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.The method of claim 1,
And said interference degree (IR) is 0.46 or less.
상기 랜스 노즐은, 라발(Laval) 노즐 또는 스트레이트(straight) 노즐인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.The method of claim 1,
And said lance nozzle is a Laval nozzle or a straight nozzle.
상기 랜스 노즐은, 라발 노즐 또는 스트레이트 노즐인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.The method of claim 2,
The said lance nozzle is a laval nozzle or a straight nozzle, The operation method of the upper bottom blow converter characterized by the above-mentioned.
상기 상취 다공 랜스는, 2∼5개의 랜스 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.The method according to any one of claims 1 to 4,
The above-mentioned upsetting porous lance has a 2-5 lance nozzle, The operation method of an up-down blast converter characterized by the above-mentioned.
상기 상저취 전로는, 상기 상취 랜스와 상기 저취 송풍구의 조합을, 상기 간섭도(IR)를 만족하도록 배치하여 조업하는 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.The method according to any one of claims 1 to 4,
The operation of the upper dent converter is arranged by operating the combination of the upper lance and the lower blast tuyer to satisfy the interference degree IR.
상기 상저취 전로는, 상기 상취 랜스와 상기 저취 송풍구의 조합을, 상기 간섭도(IR)를 만족하도록 배치하여 조업하는 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.The method of claim 5,
The operation of the upper dent converter is arranged by operating the combination of the upper lance and the lower blast tuyer to satisfy the interference degree IR.
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