KR102032613B1 - Methods of operating electric furnace - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 전기로 조업 실적을 분석하여 확보한 제 1 거동 데이터를 제공하는 단계; (b) 출강 산소농도 목표치(α)를 설정하고, 상기 제 1 거동 데이터로부터 상기 출강 산소농도 목표치(α)에 따른 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 산출하는 단계; (c) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 기준으로 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계; (d) 상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간이 완료되는 시점에서 용강의 온도와 산소농도를 측정하는 단계; (e) 상기 (b) 단계의 상기 출강 산소농도 목표치(α)와 상기 (d) 단계에서 측정된 상기 산소농도의 차이(△[O])를 산출하고, 상기 산소농도의 차이(△[O])로부터, 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 산출하는 단계; 및 (f) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 기준으로 전기로 조업의 제 2 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;를 포함하는 전기로 조업 방법을 제공한다. The present invention comprises the steps of (a) providing first behavior data obtained by analyzing the operation results of the electric furnace; (b) Setting the tapping oxygen concentration target value α and calculating the first target value β of the ratio C / O of carbon and oxygen according to the tapping oxygen concentration target value α from the first behavior data. step; (c) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first treatment section of the electric furnace operation based on the first target value β of the ratio of carbon to oxygen C / O; (d) measuring the temperature and oxygen concentration of the molten steel at the time when the first treatment section of the furnace operation is completed; (e) calculating a difference Δ [O] between the tapping oxygen concentration target value α of step (b) and the oxygen concentration measured in step (d), and calculating the difference (Δ [O] Calculating a second target value [gamma] of the ratio of carbon to oxygen (C / O); And (f) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the second processing section of the electric furnace operation based on the second target value γ of the ratio of carbon to oxygen (C / O). Provide a method of operation.
Description
본 발명은 전기로 조업 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종점의 산소를 제어하는 전기로 조업 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electric furnace operating method, and more particularly, to an electric furnace operating method of controlling oxygen at the end point.
일반적인 전기로 제강 공정은 액상의 주원료를 공급 받아 산소를 취입/산화 정련하는 전로와는 달리 고체의 원료(스크랩)을 고전압-고전류로 인가한 전극에서 발생하는 고열의 아크로 용해하는 용해 공정과 이후 액상화된 용탕을 산소 인젝션을 통해 산화 정련함과 동시에 이 때 발생하는 화학에너지를 용강의 승온에 활용하는 복합적인 공정으로 이루어 진다.In general electric furnace steelmaking process, unlike the converter which receives liquid main raw material and blows / oxidizes and refines oxygen, the melting process of melting solid raw materials (scrap) with high-temperature arc generated from an electrode applied at high voltage-high current and then liquefying The molten molten metal is oxidized and refined through oxygen injection, and at the same time, the chemical energy generated at this time is used to raise the molten steel.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제10-2017-0075059호(공개일: 2017년07월03일, 발명의 명칭: 고Cu 함유 스테인리스 용강의 AOD 정련방법)가 있다. Related prior arts include Korean Patent Publication No. 10-2017-0075059 (published: July 03, 2017, title of the invention: AOD refining method of high-Cu-containing stainless steel molten steel).
본 발명의 목적은 전기로 공정의 안정성, 생산 효율, 품질을 제어하는 인젝션 기술의 제어 방법으로 정량화된 C/O비를 활용하는 전기로 조업 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an electric furnace operation method that utilizes C / O ratio quantified as a control method of injection technology that controls the stability, production efficiency, and quality of an electric furnace process.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 방법은 (a) 전기로 조업 실적을 분석하여 확보한, 출강 산소농도([O])와 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 거동 데이터를 제공하는 단계; (b) 소정의 강종에 필요로 하는 출강 산소농도 목표치(α)를 설정하고, 상기 제 1 거동 데이터로부터 상기 출강 산소농도 목표치(α)에 따른 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 산출하는 단계; (c) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 기준으로 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계; (d) 상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간이 완료되는 시점에서 용강의 온도와 산소농도를 측정하는 단계; (e) 상기 (b) 단계의 상기 출강 산소농도 목표치(α)와 상기 (d) 단계에서 측정된 상기 산소농도의 차이(△[O])를 산출하고, 상기 산소농도의 차이(△[O])로부터, 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 산출하는 단계; 및 (f) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 기준으로 전기로 조업의 제 2 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;를 포함한다. Furnace operation method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object (a) all the inflow or input during the tapping oxygen concentration ([O]) and the furnace operation obtained by analyzing the operation results of the furnace. Providing first behavioral data of the ratio of carbon to oxygen (C / O); (b) A tapping oxygen concentration target value α required for a given steel grade is set, and a first ratio of carbon to oxygen according to the tapping oxygen concentration target value α from the first behavior data is C / O. Calculating a target value β; (c) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first treatment section of the electric furnace operation based on the first target value β of the ratio of carbon to oxygen C / O; (d) measuring the temperature and oxygen concentration of the molten steel at the time when the first treatment section of the furnace operation is completed; (e) calculating a difference Δ [O] between the tapping oxygen concentration target value α of step (b) and the oxygen concentration measured in step (d), and calculating the difference (Δ [O] Calculating a second target value [gamma] of the ratio of carbon to oxygen (C / O); And (f) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the second processing section of the electric furnace operation based on the second target value γ of the ratio of carbon and oxygen (C / O).
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 (e) 단계에서 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 산출하는 단계는, 상기 산소농도의 차이(△[O])와 상기 전기로 조업의 제 2 처리 구간에 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O) 간의 거동 데이터인 제 2 거동 데이터를 이용하여 산출할 수 있다. In the electric furnace operation method, the step of calculating the second target value (γ) of the ratio of carbon to oxygen (C / O) in the step (e), the difference (Δ [O]) of the oxygen concentration and the It can be calculated using the second behavior data, which is the behavior data between the ratio (C / O) of all carbon and oxygen introduced into the second treatment section of the electric furnace operation.
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간과 제 2 처리 구간의 경계는 상기 전기로 조업의 용해기를 지나서 정련기 중 소정의 한 시점일 수 있다. In the furnace operation method, a boundary between the first treatment section and the second treatment section of the furnace operation may be a predetermined point in time of the refiner past the melter of the furnace operation.
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;는, 산화정련에 필요한 산소량과 화학에너지를 확보하기 위하여 목표한 산소량을 먼저 확정한 후, 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)에 근거하여, 투입되는 탄소량을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다. In the electric furnace operation method, the step of supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first treatment section of the electric furnace operation; first to determine the amount of oxygen required to secure the oxygen amount and chemical energy required for oxidation refining And calculating the amount of carbon injected based on the first target value β of the ratio C / O of carbon to oxygen.
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 제 1 거동 데이터에서 상기 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 탄소는 전기로에 장입되는 주원료에 유입되는 탄소와 전기로 조업 중에 투입되는 탄소를 포함할 수 있다. In the furnace operation method, the carbon introduced or introduced during the operation of the furnace in the first behavior data may include carbon introduced into the main raw material charged into the furnace and carbon introduced during the operation of the furnace.
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 제 1 거동 데이터는 하기 수학식 1의 거동을 포함할 수 있다. In the furnace operation method, the first behavior data may include the behavior of
(수학식 1)(Equation 1)
y = 96.903x2 - 257.88x + 295.23, R2=0.8012 y = 96.903x 2 - 257.88x + 295.23 ,
(단, 상기 수학식 1에서 x는 상기 출강 산소농도([O])이며, y는 상기 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)임)(Where, in
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 제 2 거동 데이터는 하기 수학식 2 또는 수학식 3의 거동을 포함할 수 있다. In the electric furnace operation method, the second behavior data may include the behavior of
(수학식 2)(Equation 2)
y = -89.39ln(x) + 81.133y = -89.39 ln (x) + 81.133
(수학식 3)(Equation 3)
y = -29.92ln(x) - 19.033y = -29.92 ln (x)-19.033
(단, 상기 수학식 2 또는 상기 수학식 3에서 x는 상기 전기로 조업의 제 2 처리 구간에 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)이며, y는 상기 산소농도의 차이(△[O])이며, 상기 수학식 2는 상기 출강 산소농도 목표치(α)가 100~300ppm인 경우에 적용하고, 상기 수학식 3은 상기 출강 산소농도 목표치(α)가 300ppm 보다 큰 경우에 적용함)(Where, in
본 발명의 실시예에 따르면, 전기로 공정의 안정성, 생산 효율, 품질을 향상시킬 수 있는 전기로 조업 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to implement an electric furnace operation method that can improve the stability, production efficiency, quality of the electric furnace process. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 일반적인 전기로 조업에서 노내 용강 레벨 변화에 따른 산소 인젝션 효율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 일반적인 전기로 조업에서 산소 인젝션 변화에 의한 FeO 발생량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 공정에서 원료와 산소를 주입하는 스케쥴을 도해하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 공정에서 구간별 탄소와 산소의 비율을 적용하는 방법을 도해하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 방법에서 제 1 거동 데이터의 양상을 도해하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 방법에서 제 2 거동 데이터의 양상을 도해하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 전기로 조업 방법에서 출강 산소농도 목표치(α)의 실제 적중 여부를 도해한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 비교예 및 실시예에 따른 전기로 조업 방법에서 실제 출강 산소농도의 분포를 도해한 그래프이다. 1 is a graph showing the oxygen injection efficiency according to the furnace molten steel level change in a typical electric furnace operation.
2 is a graph showing a change in the amount of FeO generated by the change of oxygen injection in a typical electric furnace operation.
3 is a diagram illustrating a schedule for injecting raw materials and oxygen in an electric furnace operation process according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a method of applying a ratio of carbon and oxygen for each section in an electric furnace operation process according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating aspects of first behavior data in an electric furnace operating method according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating aspects of second behavioral data in an electric furnace operating method according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph illustrating the actual hit of the tapping oxygen concentration target value α in the electric furnace operation method according to the comparative example and the embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating the distribution of the actual tapping oxygen concentration in the electric furnace operation method according to the comparative example and the embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 라인파이프용 강재의 제조방법을 상세하게 설명한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 적절하게 선택된 용어들로서, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a method for manufacturing a line pipe steel according to an embodiment of the present invention will be described in detail. The terms to be described below are terms properly selected in consideration of functions in the present invention, and the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
전기로 조업에서 주원료로 사용하는 스크랩은 그 종류가 다양하고, 발생 원천과 용도 등을 구분하여 분류하지만, 사용 후 폐기/수집된 특성상 각각의 성분을 정확히 파악하기는 어려운 특성을 가지고 있다. 때문에 장기간 실조업에 축적한 실적 데이터를 통한 통계적인 분석에 의해 마련된 스크랩 스펙(Scrap Specification)을 기준 삼아 전기로 공정의 기본 설계가 이루어지고 있다. Scraps used as the main raw materials in electric furnace operations are classified into various types and classified according to their source and use, but have characteristics that are difficult to accurately identify each component due to the characteristics of waste / collected after use. Therefore, the basic design of the electric furnace process is made based on the scrap specification prepared by statistical analysis based on the performance data accumulated in the long-term unemployment industry.
상기 방법을 통해 스크랩으로 유입된 각종 성분의 정량적 정보는 유입된 유가원소의 산화 발열 반응을 정량적으로 예측하여 스크랩 용해와 용강의 승온에 사용되는 보조적 에너지원의 크기를 계산/반영함으로써 전력 예너지의 투입 수준을 결정하게 되고, 동시에 출강 시 목적하는 용강 성분으로 제어하게 된다.The quantitative information of the various components introduced into the scrap through the above method quantitatively predicts the oxidative exothermic reaction of the introduced valuable elements to calculate / reflect the size of the auxiliary energy source used for scrap melting and the elevated temperature of molten steel. The input level will be determined and at the same time controlled by the desired molten steel component during tapping.
하지만, 전기로 공정의 주원료인 스크랩은 이미 정련 과정을 거쳐 제품화된 이력이 있기 때문에 산화 정련 반응(화학 에너지원)의 절대량이 용선에 비해 매우 작다. 전력 에너지 절감 및 공정 시간 단축 등의 이유로 산소 인젝션을 지속적으로 수행할 경우 용강 과산화에 의한 수율 하락으로 이어질 수 있다. 이를 방지하기 위해 탄소를 파우더(Powder) 형태로 슬래그에 인젝션하여 탄소와 FeO가 반응하며, 이때 발생하는 CO가스는 Foamy Slag를 형성하여 아크 안정화에 활용된다.However, scrap, the main raw material of the electric furnace process, has already been refined and commercialized, so the absolute amount of oxidative refining reaction (chemical energy source) is very small compared to the molten iron. Continuous oxygen injection for reasons such as power energy savings and shorter process times can lead to lower yields due to molten steel peroxide. In order to prevent this, carbon and FeO react by injecting carbon into the slag in the form of powder, and the generated CO gas is used for stabilizing the arc by forming a foamy slag.
본 발명에서는 전기로 공정의 안정성, 생산 효율, 품질을 제어하는 인젝션 기술의 제어 방법으로 정량화 된 C/O비를 활용하는 방법을 제시하고자 한다. The present invention proposes a method of utilizing the quantified C / O ratio as a control method of the injection technology for controlling the stability of the furnace process, production efficiency, quality.
도 1은 일반적인 전기로 조업에서 노내 용강 레벨 변화에 따른 산소 인젝션 효율을 나타낸 그래프이고, 도 2는 일반적인 전기로 조업에서 산소 인젝션 변화에 의한 FeO 발생량 변화를 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the oxygen injection efficiency according to the furnace molten steel level change in a typical furnace operation, Figure 2 is a graph showing a change in FeO generation amount by the oxygen injection change in a typical furnace operation.
로 내에 투입되는 탄소의 종류는 럼프 탄소(Lump Carbon; 스크랩과 함께 조업 초기 또는 지붕(Roof) 장입 되는 괴형태의 탄소) 및 파우더 탄소(Powder Carbon; 인젝션)로 구분 되며, 인젝션 산소가 상기 유가 원소를 임계값 이하로 산화 정련시킨 후 Fe 대신 잉여 산소와 반응 하거나 산화된 FeO를 환원시킨다. 탄소를 적정 수준으로 투입하여 용강 산화도를 제어하고, 슬래그 중 FeO와 반응하여 슬래그 물성을 제어하고 및 Foamy Slag를 형성한다. 하지만 실제 조업에서는 도 1 및 도 2의 그래프에서 나타내는 것과 같이 공정 변동 요소가 존재함에 따라 투입되는 주원료(스크랩) 내 유가원소의 총량과 투입된 산소 유량만을 계산하여 탄소의 적정 투입량을 제어하기가 어렵다. 때문에 실조업의 변동 경향을 내포하는 지표를 활용해 그 변화를 일정 기간 간격으로 모니터링 하여 현 수준에 맞게 조절할 수 있는 기술이 필요하며, 이는 주원료(스크랩) 및 부원료(Carbonous)와 인젝션 산소의 질량비(C/O比)를 모니터링 함으로써 제어가 가능하다. Types of carbon introduced into the furnace are divided into Lump Carbon (lumped carbon in the beginning of operation or roofing with scrap) and Powder Carbon (Injection), and injection oxygen is the valuable element. Is oxidized to below the threshold and reacts with excess oxygen instead of Fe or reduces oxidized FeO. Carbon is added to an appropriate level to control the degree of oxidation of molten steel, react with FeO in slag to control slag properties and form a foamy slag. However, in actual operation, as shown in the graphs of FIGS. 1 and 2, it is difficult to control the proper input amount of carbon by calculating only the total amount of valuable elements and the oxygen flow rate introduced into the main raw material (scrap) as the process variation factor exists. Therefore, there is a need for a technology that can monitor the change at regular intervals and adjust it to the current level by utilizing indicators that include fluctuations in the unemployment industry, which means that the mass ratio of main raw materials (scrap) and secondary raw materials (Carbonous) and injection oxygen ( Control can be achieved by monitoring the C / O ratio.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 공정에서 원료와 산소를 주입하는 스케쥴을 도해하는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 공정에서 구간별 탄소와 산소의 비율을 적용하는 방법을 도해하는 도면이다.Figure 3 is a diagram illustrating a schedule for injecting raw materials and oxygen in the furnace operation process according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a section of carbon and oxygen in the furnace operation process according to an embodiment of the present invention A diagram illustrating how to apply the ratio.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 방법은 (a) 전기로 조업 실적을 분석하여 확보한, 출강 산소농도([O])와 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 거동 데이터를 제공하는 단계; (b) 소정의 강종에 필요로 하는 출강 산소농도 목표치(α)를 설정하고, 상기 제 1 거동 데이터로부터 상기 출강 산소농도 목표치(α)에 따른 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 산출하는 단계; (c) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 기준으로 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계; (d) 상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간이 완료되는 시점(도 3 및 도 4에서 1st TO)에서 용강의 온도와 산소농도를 측정하는 단계; (e) 상기 (b) 단계의 상기 출강 산소농도 목표치(α)와 상기 (d) 단계에서 측정된 상기 산소농도의 차이(△[O])를 산출하고, 상기 산소농도의 차이(△[O])로부터, 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 산출하는 단계; 및 (f) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 기준으로 전기로 조업의 제 2 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;를 포함한다. 여기에서, 제 1 처리 구간은 도 4에서 도시된 'Static 구간'에 해당하며, 제 2 처리 구간은 도 4에서 도시된 'Dynamic 구간'에 해당할 수 있다. 3 and 4, the furnace operation method according to an embodiment of the present invention (a) the inlet during the tapping oxygen concentration ([O]) and the furnace operation obtained by analyzing the operation results of the furnace; Providing first behavioral data of the ratio of all carbon and oxygen input (C / O); (b) A tapping oxygen concentration target value α required for a given steel grade is set, and a first ratio of carbon to oxygen according to the tapping oxygen concentration target value α from the first behavior data is C / O. Calculating a target value β; (c) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first treatment section of the electric furnace operation based on the first target value β of the ratio of carbon to oxygen C / O; (d) measuring the temperature and oxygen concentration of the molten steel at the time point when the first treatment section of the furnace operation is completed (1 st TO in FIGS. 3 and 4); (e) calculating a difference Δ [O] between the tapping oxygen concentration target value α of step (b) and the oxygen concentration measured in step (d), and calculating the difference (Δ [O] Calculating a second target value [gamma] of the ratio of carbon to oxygen (C / O); And (f) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the second processing section of the electric furnace operation based on the second target value γ of the ratio of carbon and oxygen (C / O). Here, the first processing section may correspond to the 'static section' illustrated in FIG. 4, and the second processing section may correspond to the 'dynamic section' illustrated in FIG. 4.
상기 (e) 단계에서 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 산출하는 단계는, 상기 산소농도의 차이(△[O])와 상기 전기로 조업의 제 2 처리 구간에 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O) 간의 거동 데이터인 제 2 거동 데이터를 이용하여 산출할 수 있다. In the step (e), the step of calculating the second target value γ of the ratio of carbon to oxygen (C / O) includes the difference in the oxygen concentration Δ [O] and the second treatment of the furnace operation. It can be calculated using the second behavior data which is the behavior data between the ratio (C / O) of all carbon and oxygen introduced into the interval.
상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간은 상기 전기로 조업의 용해기를 지나서 정련기 중 어느 한 시점에서 종료된다. 한편, 상기 전기로 조업의 용해기과 정련기의 경계는 전기로 내의 장입된 스크랩이 70 내지 80% 용해된 용락 지점일 수 있다. The first treatment section of the furnace operation ends at any point in the refiner past the melter of the furnace operation. On the other hand, the boundary of the melting furnace and the refiner of the furnace operation may be a melting point of 70 to 80% of the charged scrap in the furnace.
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;는, 산화정련에 필요한 산소량과 화학에너지를 확보하기 위하여 목표한 산소량을 먼저 확정한 후, 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)에 근거하여, 투입되는 탄소량을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다. In the electric furnace operation method, the step of supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first treatment section of the electric furnace operation; first to determine the amount of oxygen required to secure the oxygen amount and chemical energy required for oxidation refining And calculating the amount of carbon injected based on the first target value β of the ratio C / O of carbon to oxygen.
상기 전기로 조업 방법에서, 상기 제 1 거동 데이터에서 상기 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 탄소는 i) 전기로에 장입되는 주원료에 유입되는 탄소와 ii) 전기로 조업 중에 투입되는 탄소를 포함할 수 있다. 예를 들어, i) 전기로에 장입되는 주원료에 유입된 탄소량은 도 3에 도시된 ① 단계와 ② 단계의 탄소량에 해당한다. 상기 탄소량은 품위를 반영하여 고려할 수 있는데, 예컨대, 주원료에 유입된 탄소는 품위가 100%이라면 주원료 총량에 1을 곱하고, 럼프 탄소(lump carbon)는 품위가 75%이라면 럼프 탄소 총량에 0.75를 곱할 수 있다. 한편, ii) 전기로 조업 중에 투입되는 탄소량은 도 3에 도시된 ③ 단계와 ④ 단계의 탄소량에 해당한다. 마찬가지로, 상기 탄소량은 품위를 반영하여 고려할 수 있는데, 예컨대, 지붕 장입된 럼프 탄소(lump carbon)는 품위가 75%이라면 럼프 탄소 총량에 0.75를 곱하고, 파우더 탄소는 품위가 75%이라면 파우더 탄소 총량에 0.75를 곱할 수 있다.In the furnace operation method, the carbon introduced or introduced during the furnace operation in the first behavior data may include i) carbon introduced into the main raw material charged into the furnace and ii) carbon introduced during the furnace operation. . For example, i) the amount of carbon introduced into the main raw material charged into the electric furnace corresponds to the amount of carbon in
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 방법에서 제 1 거동 데이터의 양상을 도해하는 그래프이다. 5 is a graph illustrating aspects of first behavior data in an electric furnace operating method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 전기로 조업 실적을 분석하여 확보한 상기 제 1 거동 데이터는 하기 수학식 1의 거동을 포함할 수 있다. 하기 수학식 1에서 x는 상기 출강 산소농도([O])이며, y는 상기 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)이다. Referring to FIG. 5, the first behavior data obtained by analyzing the operation results of an electric furnace may include the behavior of
(수학식 1)(Equation 1)
y = 96.903x2 - 257.88x + 295.23, R2=0.8012 y = 96.903x 2 - 257.88x + 295.23 ,
예를 들어, 출강 산소농도([O])가 150ppm인 경우, 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)은 0.8이다. 탄소와 산소의 비율(C/O)의 단위는 kg/Nm3이다. 이에 따르면, 소정의 강종에 필요로 하는 출강 산소농도 목표치(α)가 150ppm인 경우, 상기 제 1 거동 데이터로부터 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)는 0.8로 산출되며, 이에 근거하여, 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;는, 산화정련에 필요한 산소량과 화학에너지를 확보하기 위하여 목표한 산소량을 먼저 확정한 후, 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)에 근거하여, 투입되는 탄소량까지 확정하여 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 산소와 탄소를 공급한다. For example, when the tapping oxygen concentration [O] is 150 ppm, the ratio (C / O) of all carbon and oxygen introduced or introduced during the operation of the electric furnace is 0.8. The unit of the ratio of carbon to oxygen (C / O) is kg / Nm 3 . According to this, when the tapping oxygen concentration target value α required for a given steel grade is 150 ppm, the first target value β of the ratio C / O of carbon to oxygen is calculated as 0.8 from the first behavior data. On the basis of this, the step of supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first processing section of the operation of the furnace operation, first to determine the oxygen amount required for oxidation and chemical energy to determine the target oxygen amount, and then the carbon Based on the first target value β of the ratio (C / O) and oxygen, oxygen and carbon are supplied during the first treatment section of the electric furnace operation by determining the amount of carbon introduced.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기로 조업 방법에서 제 2 거동 데이터의 양상을 도해하는 그래프이다. 6 is a graph illustrating aspects of second behavioral data in an electric furnace operating method according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 상기 제 2 거동 데이터는 하기 수학식 2 또는 수학식 3의 거동을 포함할 수 있다. 하기 수학식 2 또는 하기 수학식 3에서 x는 상기 전기로 조업의 제 2 처리 구간에 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)이며, y는 상기 산소농도의 차이(△[O])이며, 하기 수학식 2는 상기 출강 산소농도 목표치(α)가 100~300ppm인 경우에 적용하고, 하기 수학식 3은 상기 출강 산소농도 목표치(α)가 300ppm 보다 큰 경우에 적용할 수 있다. Referring to FIG. 6, the second behavior data may include the behavior of
(수학식 2)(Equation 2)
y = -89.39ln(x) + 81.133y = -89.39 ln (x) + 81.133
(수학식 3)(Equation 3)
y = -29.92ln(x) - 19.033y = -29.92 ln (x)-19.033
예를 들어, 상기 제 1 거동 데이터로부터 출강 산소농도 목표치(α)인 150ppm에 따른 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)가 0.8로 산출되어, 이에 근거하여, 전기로 조업의 제 1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급한 후에, 전기로 조업의 제 1 처리 구간이 완료되는 시점에서 용강의 온도와 산소농도를 측정한다. 예컨대, 상기 출강 산소농도 목표치(α)와 상기 측정된 상기 산소농도와의 차이(△[O])가 -50ppm인 경우, 출강 산소농도 목표치(α)가 150ppm이므로 상기 수학식 2에 근거하여, 전기로 조업의 제 2 처리 구간에 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)은 2.82가 산출된다. 표 1은 이에 근거하여 전기로 조업의 제 2 처리 구간에 투입되는 총 투입 산소량과 분탄 투입량을 시점별로 나타낸 것이다. 매 시점에서 탄소와 산소의 비율이 약 2.82가 됨을 확인할 수 있다. For example, the first target value β of the carbon-to-oxygen ratio C / O according to 150 ppm, which is the tapping oxygen concentration target value α, is calculated as 0.8 from the first behavior data. After supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first treatment section of the operation, the temperature and oxygen concentration of the molten steel are measured at the time when the first treatment section of the furnace operation is completed. For example, when the difference (△ [O]) between the tapping oxygen concentration target value (α) and the measured oxygen concentration is -50 ppm, the tapping oxygen concentration target value (α) is 150 ppm, based on
도 7은 본 발명의 비교예(좌측) 및 실시예(우측)에 따른 전기로 조업 방법에서 출강 산소농도 목표치(α)의 실제 적중 여부를 도해한 그래프이고, 도 8은 본 발명의 비교예(점선) 및 실시예(실선)에 따른 전기로 조업 방법에서 실제 출강 산소농도의 분포를 도해한 그래프이다. 7 is a graph illustrating the actual hit of the tapping oxygen concentration target value α in the electric furnace operation method according to the comparative example (left) and the embodiment (right) of the present invention, and FIG. 8 is a comparative example of the present invention ( Dotted line) and an example (solid line) are graphs illustrating the distribution of the actual tapping oxygen concentration in the electric furnace operation method.
도 7 및 도 8을 참조하면, 출강 산소농도 목표치(α)를 150ppm으로 설정한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 전기로 조업 방법을 적용하여 출강 산소농도를 평균 152ppm, 표준편차 11.99 수준으로 구현할 수 있음을 확인하였다. 즉, 152ㅁ24ppm 내 95%의 높은 적중률을 확보할 수 있음을 확인하였다. 이에 반하여, 종래의 전기로 조업 방법을 적용한 비교예에서는 출강 산소농도를 평균 132ppm, 표준편차 17.11 수준으로 구현하였는 바, 적중도가 현저하게 낮음을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, when the tapping oxygen concentration target value α is set to 150 ppm, the tapping oxygen concentration may be implemented to an average of 152 ppm and a standard deviation of 11.99 levels by applying an electric furnace operation method according to an embodiment of the present invention. Confirmed that it can. That is, it was confirmed that a high hit ratio of 95% within 152 W 24 ppm can be obtained. On the contrary, in the comparative example to which the conventional electric furnace operation method was applied, the tapping oxygen concentration was implemented at an average of 132 ppm and a standard deviation of 17.11, and thus the hitability was remarkably low.
본 발명은 개시된 실시예뿐만 아니라, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 개시된 실시예로부터 도출할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포함한다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. It is to be understood that the present invention encompasses not only the disclosed embodiments, but also various modifications and equivalent other embodiments that can be derived from those disclosed by those skilled in the art. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.
Claims (7)
(b) 소정의 강종에 필요로 하는 출강 산소농도 목표치(α)를 설정하고, 상기 제 1 거동 데이터로부터 상기 출강 산소농도 목표치(α)에 따른 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 산출하는 단계;
(c) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)를 기준으로 전기로 조업의 제1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;
(d) 상기 전기로 조업의 제1 처리 구간이 완료되는 시점에서 용강의 온도와 산소농도를 측정하는 단계;
(e) 상기 (b) 단계의 상기 출강 산소농도 목표치(α)와 상기 (d) 단계에서 측정된 상기 산소농도의 차이(△[O])를 산출하고, 상기 산소농도의 차이(△[O])로부터, 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 산출하는 단계; 및
(f) 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 기준으로 전기로 조업의 제2 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;
를 포함하고,
상기 제 1 거동 데이터는 하기 수학식 1의 거동을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기로 조업 방법.
(수학식 1)
y = 96.903x2 - 257.88x + 295.23, R2=0.8012
(단, 상기 수학식 1에서 x는 상기 출강 산소농도([O])이며, y는 상기 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)임)(a) providing first behavior data of tapping oxygen concentration ([O]) obtained from the analysis of the furnace operation and the ratio of all carbon to oxygen (C / O) flowing in or out of the furnace operation; ;
(b) A tapping oxygen concentration target value α required for a given steel grade is set, and a first ratio of carbon to oxygen according to the tapping oxygen concentration target value α from the first behavior data is C / O. Calculating a target value β;
(c) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the first treatment section of the electric furnace operation based on the first target value β of the ratio of carbon to oxygen C / O;
(d) measuring the temperature and oxygen concentration of the molten steel at the time when the first treatment section of the furnace operation is completed;
(e) calculating a difference Δ [O] between the tapping oxygen concentration target value α of step (b) and the oxygen concentration measured in step (d), and calculating the difference (Δ [O] Calculating a second target value [gamma] of the ratio of carbon to oxygen (C / O); And
(f) supplying carbon and oxygen into the electric furnace during the second processing section of the electric furnace operation based on the second target value γ of the ratio of carbon to oxygen (C / O);
Including,
The first behavior data, characterized in that it comprises the behavior of the equation (1), the electric furnace operating method.
(Equation 1)
y = 96.903x 2 - 257.88x + 295.23 , R 2 = 0.8012
(Where, in Equation 1, x is the tapping oxygen concentration ([O]), and y is the ratio (C / O) of all carbon and oxygen introduced or introduced during the operation of the electric furnace)
상기 (e) 단계에서 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 2 목표치(γ)를 산출하는 단계는, 상기 산소농도의 차이(△[O])와 상기 전기로 조업의 제2 처리 구간에 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O) 간의 거동 데이터인 제 2 거동 데이터를 이용하여 산출하되,
상기 제 2 거동 데이터는 하기 수학식 2 또는 수학식 3의 거동을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기로 조업 방법.
(수학식 2)
y = -89.39ln(x) + 81.133
(수학식 3)
y = -29.92ln(x) - 19.033
(단, 상기 수학식 2 또는 상기 수학식 3에서 x는 상기 전기로 조업의 제 2 처리 구간에 투입되는 모든 탄소와 산소의 비율(C/O)이며, y는 상기 산소농도의 차이(△[O])이며, 상기 수학식 2는 상기 출강 산소농도 목표치(α)가 100~300ppm인 경우에 적용하고, 상기 수학식 3은 상기 출강 산소농도 목표치(α)가 300ppm 보다 큰 경우에 적용함)The method of claim 1,
In the step (e), the step of calculating the second target value γ of the ratio of carbon to oxygen (C / O) includes the difference in oxygen concentration Δ [O] and the second treatment of the furnace operation. It is calculated by using the second behavior data, which is the behavior data between the ratio of all carbon and oxygen (C / O) to the interval,
And wherein the second behavior data comprises a behavior of Equation 2 or Equation 3 below.
(Equation 2)
y = -89.39 ln (x) + 81.133
(Equation 3)
y = -29.92 ln (x)-19.033
(Where, in Equation 2 or Equation 3, x is a ratio (C / O) of all carbon and oxygen introduced into the second treatment section of the furnace operation, and y is a difference of the oxygen concentration (Δ [ (2) is applied when the tapping oxygen concentration target value (α) is 100 to 300 ppm, and the above equation (3) is applied when the tapping oxygen concentration target value (α) is greater than 300 ppm).
상기 전기로 조업의 제 1 처리 구간은 상기 전기로 조업의 용해기를 지나서 정련기 중 소정의 시점에서 종료되는 것을 특징으로 하는, 전기로 조업 방법.The method of claim 1,
The furnace processing method characterized in that the first processing section of the furnace operation is finished at a predetermined time point in the refiner past the dissolving unit of the furnace operation.
상기 전기로 조업의 제1 처리 구간 동안 탄소와 산소를 전기로 내에 공급하는 단계;는,
산화정련에 필요한 산소량과 화학에너지를 확보하기 위하여 목표한 산소량을 먼저 확정한 후, 상기 탄소와 산소의 비율(C/O)의 제 1 목표치(β)에 근거하여, 투입되는 탄소량을 산출하는 단계;
를 포함하는, 전기로 조업 방법.The method of claim 1,
Supplying carbon and oxygen into an electric furnace during the first processing section of the electric furnace operation;
In order to secure the oxygen amount and chemical energy required for oxidation refining, the target oxygen amount is first determined, and then the amount of carbon introduced is calculated based on the first target value β of the ratio of carbon to oxygen (C / O). step;
Including, furnace operation method.
상기 제 1 거동 데이터에서 상기 전기로 조업 중 유입 내지 투입되는 탄소는 전기로에 장입되는 주원료에 유입되는 탄소와 전기로 조업 중에 투입되는 탄소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기로 조업 방법.The method of claim 1,
In the first behavior data, the carbon introduced or introduced during the operation of the furnace comprises carbon introduced into the main raw material charged into the furnace and carbon introduced during the operation of the furnace, electric furnace operation method.
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| KR101008072B1 (en) * | 2003-09-05 | 2011-01-13 | 주식회사 포스코 | Method for Refinig Molten Pig Iron in Converter |
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| KR101707327B1 (en) | 2015-09-22 | 2017-02-16 | 현대제철 주식회사 | Method of manufacturing molten steel using electric arc furnace |
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