KR20000026559A - Method for forming slags in electric furnace - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for forming slags in an electric furnace is provided by which an electric consumption of operation can be reduced through the stabilization of slag-forming process and operating rate is enhanced. CONSTITUTION: In the method for forming slags in an electric furnace, after finishing issuance of steel, blowing 7kg/t-s carbon particles, of which size is within 2-4mm of cokes breeze and which is carried by over 10m3/t-s of air, with hot heels into a melted slag layer to reduce a slag-component layer(FeO) and P2O5 so that reduced P acts as a surface activation material to activate slag-forming.

Description

전기로 슬래그 포밍방법Furnace slag forming method

본 발명은 전기로 슬래그 포밍방법에 관한 것으로서, 특히 전기로 정련시 실시하여 전력원단위와 생산능률의 향상을 위하여 분체탄소를 출강후 잔탕과 함께 잔류하는 슬래그층으로 취입시켜 슬래그 포밍 조업도를 향상할 수 있는 전기로 슬래그 포밍방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slag forming method of the furnace, in particular, during the refining of the electric furnace to improve the power source unit and production efficiency by blowing the powder carbon into the slag layer remaining with the residue after the tapping to improve the slag forming operation degree The present invention relates to an electric furnace slag forming method.

일반적으로 전기로 슬래그 포밍은 슬래그포밍을 발생시키기 위해서 매니퓨레이터(manipulator)로 고체 코크스입자(통상 2∼4mm)를 산소를 이용하여 슬래그 층내로 불어넣어 이에 따라 발생하는 CO가스가 슬래그층을 융기 시키는 것이다. 이때 발생되는 슬래그 포움은 발생되는 CO 가스의 방울(bubble)의 크기에 의존하며 이러한 방울의 지속적인 발생으로 슬래그층 내에 CO가스가 정체되도록 유지시키게 된다. 이때 발생된 슬래그 포움은 슬래그 문(slag door)를 통해 넘쳐 흐르고, 이를 하부에서 슬래그 용기(slag pot)를 사용해서 받아내고 있다. 슬래그 포밍법은 직접환원철(DRI)을 연속장입, 용해하는 공정에서 출발하여 아크를 사용할 때 열방산 손실을 억제하거나 강욕으로 열전도율을 향상시키기 위해 필요한 작업이다. 이 작업의 장점으로는 전류 및 전압편차의 감소가 있으며, 아크발생에 따른 소음의 감소 그리고 슬래그층이 대기 중으로 부터의 흡질을 막는 등의 효과를 얻을 수 있으므로 중요한 공정중의 하나라고 할 수 있다. 즉, 전기로 아크에서 발생하는 열은 순간적으로 3000℃ 이상으로서 내화물의 융점을 상회하는 온도이다. 따라서 스크랩과 장입물이 완전용해 후에는 노체의 측벽부가 강한 열에 노출되므로 이를 억제하는 방법이 필요하다.In general, slag forming in an electric furnace blows solid coke particles (usually 2 to 4 mm) into the slag layer using oxygen to a manipulator to generate slag forming, and the resulting CO gas raises the slag layer. It is to let. The slag foam generated at this time is dependent on the size of the bubble (bubble) of the generated CO gas and by the continuous generation of such droplets to maintain the CO gas stagnated in the slag layer. Slag foam generated at this time flows through the slag door (slag door), it is received by using a slag pot (slag pot) from the bottom. The slag forming method starts from the continuous loading and melting process of direct reduced iron (DRI) and is necessary to suppress heat dissipation loss when using arc or to improve thermal conductivity with a strong bath. One of the advantages of this work is the reduction of current and voltage deviation, and it is one of the important processes because it can reduce the noise caused by arcing and prevent the slag layer from absorbing from the atmosphere. In other words, the heat generated in the arc of the furnace is instantaneously higher than or equal to 3000 ° C and higher than the refractory melting point. Therefore, after the scrap and the charge is completely dissolved, the side wall portion of the furnace body is exposed to strong heat, and thus a method of suppressing the scrap is required.

포밍을 발생시키기 위하여 용강중에 산소를 불어넣고 FeO를 형성하는 방안이 한때 제안되었으나 강의 산화에 의한 Fe손실이 생기게 되는 문제가 있어서 일본특허(昭55-89414)에서 제안된 카본을 취입하는 방법이 고안되어 널리 사용되고 있다. 즉, 산소를 수송가스로 하여 탄소분말을 용강표면의 슬래그 층으로 취입하여 포움을 유발하고, 이 포움 속에 아크가 투입되어 열손실 등 앞서 기술한 전기로 포움작업의 장점을 활용하는 것이다. 이러한 카본취입은 강의 탈산 및 FeO의 환원효율을 향상시켜 아크로의 열효율도 높이고 유가금속의 회수에도 사용된다. 이 때 사용되는 화학반응은 다음과 같다.In order to generate foaming, a method of blowing oxygen into molten steel and forming FeO was once proposed, but the method of blowing carbon proposed in Japanese Patent (昭 55-89414) was devised because of the problem of Fe loss caused by oxidation of steel. It is widely used. In other words, the carbon powder is blown into the slag layer on the molten steel surface using oxygen as a transport gas, and an arc is introduced into the foam to take advantage of the above-mentioned electric furnace work such as heat loss. This carbon injection improves the deoxidation of the steel and the reduction efficiency of FeO, which increases the thermal efficiency of the arc furnace and is also used for the recovery of valuable metals. The chemical reaction used at this time is as follows.

C(S)+ 1/2O2= CO(g)(+29,040 cal/mol) (1)C (S) + 1 / 2O 2 = CO (g) (+29,040 cal / mol) (1)

C(s)+ (FeO)= [Fe] + CO(g)(-35,460 cal/mol) (2)C (s) + (FeO) = [Fe] + CO (g) (-35,460 cal / mol) (2)

본 방법은 상기 화학반응에서 발생되는 CO(g)가 슬래그중에 포집되어 융기되는 현상을 활용하는 것이다. FeO의 환원반응은 흡열반응이므로 전체적으로 슬래그 포밍조업의 기본조건으로는 온도의 유지에 관한 것이다.The method utilizes a phenomenon in which CO (g) generated in the chemical reaction is trapped in the slag and raised. Since the reduction reaction of FeO is endothermic, it is related to the maintenance of temperature as a basic condition of slag forming operation as a whole.

따라서 이러한 흡열반응에 필요한 열의 충분한 공급을 고려한 포밍제로서 일본특허(昭 60-82607)에서는 SiC분체를 고체탄소의 일부를 대체해서 사용하거나 고체탄소와 분할사용(일본특허 昭 60-67611, 昭 60-67612)하는 방안을 제시하고 있다.Therefore, as a foaming agent in consideration of sufficient supply of heat required for this endothermic reaction, Japanese Patent (昭 60-82607) uses SiC powder in place of a part of solid carbon, or divided use with solid carbon (Japanese Patent No. 60-67611, 60). -67612).

3(FeO) + SiC = 3[Fe] + (SiO2) + CO(g)(+33,500cal/mol) (3)3 (FeO) + SiC = 3 [Fe] + (SiO 2 ) + CO (g) (+33,500 cal / mol) (3)

이 방법은 열의 보상이라는 측면이 있으나 경제성 측면에서 SiC 분체를 50% 정도 사용할 때만 효과적이므로 실용성에 한계가 있다고 하겠다.Although this method has a heat compensation aspect, it is effective only when 50% of SiC powder is used in terms of economical efficiency. Therefore, there is a limit in practicality.

슬래그 포밍에 영향을 주는 인자로는 슬래그층 내에 CO가스의 발생 뿐 아니라 슬래그의 물성 즉, 표면장력 및 점도가 중요한 요인으로 작용하므로 이를 적절히 보완하는 것이 필요하다. 이를 위해 미국특허 4528035에서는 사전에 투입되는 포밍제로서 로터리 킬론(rotary kiln)에서 배출된 생석회(CaO)와 분코크스(coke breeze)를 함께 사용하는 방법을 제안하여 포밍 뿐 아니라 복린(re-phosphorization)의 방지라는 부수적인 효과를 얻었다고 알려져 있다. 즉, 슬래그의 겉보기 점도(apparent viscosity)는 슬래그층내에 현탁(suspended)한 고체입자의 비율에 의해 증가되는 상대점도식에 의거해서 다음 식이 제안되었다.As factors affecting slag forming, not only generation of CO gas in the slag layer, but also properties of the slag, that is, surface tension and viscosity, play an important role. To this end, US Patent 4528035 proposes a method of using a combination of quicklime (CaO) and coke breeze discharged from rotary kiln as a foaming agent that is introduced in advance to form as well as re-phosphorization It is known to have a side effect of preventing it. That is, the following equation was proposed based on the relative viscosity equation in which the apparent viscosity of slag is increased by the ratio of solid particles suspended in the slag layer.

ηe= ηo(1+5.5ε) (4)η e = η o (1 + 5.5ε) (4)

여기서 ε는 현탁한 고체입자의 분율(%)이다. 이러한 현탁은 온도 변화에 따른 석출화 입자(precipitates solid phases)에 기인한다.Where ε is the fraction of suspended solid particles (%). This suspension is due to precipitated solid phases with temperature changes.

이외에 CaCO3을 사용해서 가소반응(calcination)에 의한 CO가스를 활용하여 포밍을 유발하는 방법이 있으나 실용적이지 못하다는 문제가 있다.In addition, there is a method of causing foaming by using a CO gas by calcination using CaCO 3 , but there is a problem that it is not practical.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기로에서 슬래그 포밍을 발생하도록 분체탄소를 취강후 취입하는 방법에 의하여 슬래그 포밍 조업도를 향상할 수 있는 전기로 슬래그 포밍방법을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an electric furnace slag forming method that can improve the slag forming operation by a method of blowing the powdered carbon after it is blown to generate slag forming in the electric furnace.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기로에서 슬래그 포밍을 발생하도록 분체탄소를 취입하는 전기로 슬래그 포밍방법에 있어서, 상기 분체탄소의 취입은 출강후 실시함과 동시에 잔탕과 함께 잔류하는 슬래그층으로 취입시키는 전기로 슬래그 포밍방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object in the electric furnace slag forming method for blowing the powder carbon to generate slag forming in the electric furnace, the injection of the powder carbon to the slag layer remaining with the residual water at the same time after the tapping It is characterized by providing an electric furnace slag forming method to be blown.

도 1은 슬래그 포밍 안정성에 미치는 P2O5성분과 슬래그 염기도변화 효과를 나타내는 도면.1 is a diagram showing the effect of P 2 O 5 component and slag basicity change on the slag forming stability.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서는 슬래그 포밍에 영향을 주는 물리적 인자중 표면장력을 낮추어주는 표면활성원소에 초점을 맞추었다. 표면활성물질은 포움을 형성하는 슬래그 표면에 다른 성분에 비해서 용이하게 흡착하여 포움을 형성하는데에 필요한 활성화 에너지를 낮추어 용이한 버블(bubble)형성을 도와준다.The present invention focuses on surface active elements that lower the surface tension among physical factors affecting slag forming. The surface active material is easily adsorbed on the surface of the slag forming the foam, thereby lowering the activation energy required to form the foam, thereby facilitating easy bubble formation.

슬래그중에는 대표적인 성분으로 P2O5, CaF2및 Fe2+/Fe3+비율 등이 그 역할을 한다고 알려져 있다. 본 발명은 이러한 표면활성물질이 슬래그 포밍에 큰 영향을 미친다는 사실을 도 1에 나타낸 실시예에 따른 결과를 통해서 확인 하였다.Among slag, P 2 O 5 , CaF 2 and Fe 2+ / Fe 3+ ratio are known to play a role. The present invention was confirmed through the results according to the embodiment shown in Figure 1 that the surface active material has a great effect on the slag forming.

즉, 슬래그 포밍을 결정짓는 슬래그 물성인자 중 슬래그 염기도에 따른 활성정도를 판단하는 지표인 가스정체비율(gas holdup index)이 염기도의 적정범위가 2∼2.5인 것을 나타내는 반면, 도면에서 보듯이 슬래그의 염기도에 상관없이 (P2O5) 성분이 높은 영역에서는 염기도에 상관없이 높은 포밍안정성을 나타내므로 슬래그 포밍을 활성화시키는데 (P2O5) 성분이 큰 영향을 미치는 표면활성물질임을 확인하였다. 하지만 (P2O5) 성분은 슬래그 중에 다량존재하면 복린(復隣)되어 강의 품질에 악영향을 미치게 되므로 이를 증가시키기 곤란한 성분이다. 현재 전기로에서는 출강시 슬래그 중 약 1중량% 내외의 (P2O5) 성분이 존재한다. 본 발명에서는 전기로 출강시에 노내 장입 스크랩의 용해속도를 강화시킬 목적으로 잔탕(hot heel)을 일정량 노내에 잔류시키는 조업을 실시할 때 남겨지는 용강외에 출강시 와류에 의해 래이들로 유입되는 슬래그와 포밍조업중 슬래그 도어로 유출되는 슬래그를 제외한 나머지 슬래그를 포밍 활성화에 활용하여 안정적인 포밍 조업을 목적으로 한다. 본 발명의 상세한 기능은 다음과 같다. 대개 현재의 조업에서 널리 활용하고 있는 출강방식인 EBT(Eccetric bottom tapping)은 노저부 측면으로 용강을 출강시키는 방식으로 와류를 최소화 시켜 출강중 슬래그의 혼입을 최소화시키고 있다. 전기로 조업에서 잔탕조업을 실시할 경우 포밍작업 중 슬래그도어로 유출하고 남은 슬래그는 잔탕과 함께 전량 노내에 잔류하게 된다. 노내에 남겨진 전기로 슬래그는 그 발생량이 일정치 않으므로 이를 정량적으로 정의할 수는 없지만 잔탕상부에 일정량 층을 이루고 액체상태로 존재하게 된다. 이에 따라 본 발명에서는 다음 용해작업이 이루이지기 전에 슬래그층 속으로 분체카본을 취입하여 슬래그 중의 FeO성분과 (P2O5) 성분을 환원시켜 아래(5)(6)식과 같은 반응식에 의해 용강측으로 이동시킨다.That is, the gas holdup index, which is an index for determining the degree of activity according to the slag basicity, indicates that the proper range of basicity is 2 to 2.5. Irrespective of the basicity, (P 2 O 5 ) component showed high foaming stability regardless of the basicity, so it was confirmed that the (P 2 O 5 ) component is a surface active material having a great influence on activating slag forming. However, the (P 2 O 5 ) component is a component that is difficult to increase because the presence of a large amount in the slag is decomposed and badly affects the quality of the steel. At present, about 1% by weight of slag (P 2 O 5 ) is present in the electric furnace. In the present invention, the slag flowing into the ladle by the vortex during the tapping in addition to the molten steel left when performing the operation of remaining the hot heel in a certain amount of the furnace for the purpose of strengthening the melting speed of the furnace charging scrap during tapping in the electric furnace It aims for stable forming operation by utilizing the remaining slag except for slag that flows out into the slag door during the forming operation. Detailed functions of the present invention are as follows. EBT (Eccetric bottom tapping), which is widely used in current operations, minimizes vortex by tapping molten steel toward the bottom of the bottom to minimize the mixing of slag during tapping. In the case of the residing operation in the electric furnace operation, the slag is discharged into the slag door during the forming operation, and the remaining slag remains in the furnace together with the remnant. The furnace slag left in the furnace cannot be quantitatively defined since the amount of the slag is not constant, but it is present in a liquid in the form of a certain layer on the top of the bath. Accordingly, in the present invention, the powder carbon is injected into the slag layer before the next dissolution operation is carried out to reduce the FeO component and (P 2 O 5 ) components in the slag to the molten steel side by the reaction formula as shown in the following formula (5) (6). Move it.

(FeO) + C(s)= Fe + CO(g)(5)(FeO) + C (s) = Fe + CO (g) (5)

(P2O5) + 5C(S)= 2P + 5CO(g)(6)(P 2 O 5 ) + 5C (S) = 2P + 5CO (g) (6)

동시에 슬래그층에 투입된 탄소불말은 계면에서 용강측으로 용존카본량을 아래 식 (7)과 같이 증가시켜 용강중의 탄소농도를 증대시킨다.At the same time, the carbon bombarded into the slag layer increases the amount of dissolved carbon from the interface to the molten steel side as shown in the following equation (7) to increase the carbon concentration in the molten steel.

C(S)= C (7)C (S) = C (7)

용강측으로 전달된 용존 탄소는 탄소농도가 증대됨에 따라 융점이 저하하게 되므로 이후 투입되는 스크랩의 용해시에 비교적 낮은 온도에서도 용해되어 결과적으로 용해촉진이 일어나게 된다.The dissolved carbon delivered to the molten steel is lowered as the melting point decreases as the carbon concentration is increased, so that the dissolved carbon is dissolved even at a relatively low temperature during the dissolution of the added scrap, resulting in dissolution promotion.

본 발명에서 제안한 분체탄소를 슬래그층으로 취입하는 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 슬래그층으로 취입한 분체탄소는 슬래그 중에 잔류하는 (FeO) 및 (P2O5) 성분을 환원시켜 용강측으로 전달하여 (FeO) 성분 환원의 경우는 전기로의 용강 실수율을 향상시키고 (P2O5)는 환원되어 용강 중 P 농도를 증가시켜 용해시 취입되는 기체산소 및 슬래그 중 (FeO)성분에 의해 재산화 된다. 이때 재산화된 (P2O5)성분은 앞서 언급한 대로 용융슬래그의 표면활성 물질로 작용하여 슬래그포밍반응을 활성화 시킨다. 이에 따라 최적슬래그 포밍조건이 성립하지 못하는 기간에서도 조기에 포밍을 활성시켜 전기로 조업을 안정화 시킨다. 또한 용존 탄소량의 증가는 앞서 P의 경우와 같이 취입되는 기체산소와 슬래그 중의 (FeO)성분에 의해서 산화되어 미세한 CO 기포(bubble)를 용강과 슬래그 계면사이에서 생성시킨다. 이렇게 생성한 미세 기포는 포밍을 안정화 시키는 주요한 가스원으로서 이것도 슬래그 포밍작업의 안정성에 크게 기여한다. 슬래그 포밍의 환원화에 의한 노내 잔류슬래그를 슬래그도어 측으로 다량 유출 시킴으로서 불필요한 슬래그의 잔류를 억제할 뿐 만아니라 용존 탄소에 의한 CO기포의 추가생성은 강중에 용존하고 있는 질소 성분을 CO 가스 버블링에 의해 제거하는데 또한 효과적이다. 따라서 본 발명에서 제안한 분체 탄소를 잔류 슬래그층으로 일정량 취입함으로서 이어지는 용해작업 및 정련작업중에 슬래그 포밍을 활성화 시키는 (P2O5)성분의 활용과 용존 탄소량의 증대에 따른 스크랩 용해촉진, 그리고 용존 탄소량증가에 따른 용강내 CO 기포의 추가발생으로 인한 정련능 및 포밍능력의 향상등을 기대할 수 있다. 슬래그 포밍에 효과적인 표면활성물질도 (P2O5)을 최대한 활용하고, 이를 별도의 추가조업에 의하지 않고 잔류한 슬래그를 활용하여 전기로의 조업을 효과적으로 운영할 수 있다.Referring to the process of blowing the powdered carbon proposed in the present invention into the slag layer in more detail as follows. The powdered carbon injected into the slag layer reduces the (FeO) and (P 2 O 5 ) components remaining in the slag and transfers them to the molten steel side.In the case of reducing the (FeO) component, the molten steel error rate of the electric furnace is improved (P 2 O 5 ) Is reduced and increased by P concentration in molten steel and reoxidized by (FeO) component in gaseous oxygen and slag blown during melting. At this time, the reconstituted (P 2 O 5 ) component acts as a surface active material of the molten slag to activate the slag forming reaction as mentioned above. As a result, even when the optimum slag forming conditions are not established, the forming is activated early to stabilize the operation of the electric furnace. In addition, the increase in the amount of dissolved carbon is oxidized by the (FeO) component in the gaseous oxygen and slag blown as in the case of P to generate fine CO bubbles between the molten steel and the slag interface. The microbubbles generated in this way are a major gas source to stabilize the foaming, which also contributes to the stability of slag forming operation. Residual slag in the furnace due to the reduction of slag forming is discharged to the slag door side to suppress unnecessary slag retention, and additional generation of CO bubbles by dissolved carbon is applied to the CO gas bubbling. It is also effective to remove. Therefore, by injecting a certain amount of powder carbon proposed in the present invention into the remaining slag layer, the utilization of (P 2 O 5 ) activating slag forming during the subsequent dissolution and refining operations and the promotion of dissolution of scrap by increasing the amount of dissolved carbon, and dissolved It is expected to improve the refining capacity and forming ability due to the additional generation of CO bubbles in molten steel due to the increase in carbon content. The surface active material that is effective for slag forming can also make the best use of (P 2 O 5 ) and operate the electric furnace effectively by utilizing the remaining slag without additional work.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.

(실시예)(Example)

장입기준 150톤 규모의 직류 전기로 조업에 있어서, 본 발명에서 제안한 분체탄소를 취입할 탄소분말의 입도는 현재의 카본/산소 메니퓨레이터(manipulator)의 랜스 토출구로 분출될 수 있도록 입도 2∼4mm의 것을 사용하여 랜스를 통해 나갈수 있도록 한다.In the 150-ton DC electric furnace operation, the particle size of the carbon powder to inject the powder carbon proposed in the present invention is 2 to 4 mm so as to be ejected to the lance discharge port of the current carbon / oxygen manipulator. Use to get out of the lance.

사용할 시기는 출강이 완료되고 난 이후 잔탕으로 남은 용융슬래그 층내로 취입한다. 정상적인 슬래그포밍 작업을 위하여 투입하는 산소와 카본의 취입비가 22.7Nm3/t-s : 15.5kg/t-s 수준이므로 본 발명에서 잔류 슬래그층의 적절한 환원을 위해 투입하는 탄재의 량은 7kg/t-s 수준으로 투입하였다.The time of use is blown into the molten slag layer remaining in the residue after tapping is completed. Since the blowing ratio of oxygen and carbon introduced for the normal slag forming operation is 22.7Nm 3 / ts: 15.5kg / ts level, the amount of carbon ash input for proper reduction of the remaining slag layer was added at 7kg / ts. .

대부분의 잔탕의 경우는 30톤 정도가 일상적이므로 약 200kg 정도의 분체탄소가 출강직후에 메니퓨레이터를 통해서 취입된다. 이때 분체탄소가 슬래그층으로 적절히 투입될 수 있도록 이송 가스로 공기를 산소렌스를 통해 취입하며 유량은 정상적인 수준의 1/2 인 10m3/t-s로 취입 하였다. 취입된 공기와 분체탄소는 슬래그 층으로 투입되어 슬래그 중의 (FeO)와 (P2O5)성분을 환원시켜 각각 용강중으로 Fe 및 P로 이동되어 슬래그 중의 철분회수와 용존 P량의 증가에 기여하였다. 전술한 대로 용강 중 P는 새로운 철스크랩이 투입된 후 스크랩 커팅과 탄재 및 산소가 동시에 취입되는 용락이후의 작업시에 재산화되어 부분적으로 재화가 진행중인 슬래그층이 적절한 슬래그 포밍을 유지하도록 표면장력을 줄이는 기능을 하였다.For most bantangs, about 30 tons are common, so about 200 kg of powdered carbon is blown through the manipulator right after the tap. At this time, air was blown through oxygen lance as a transport gas so that the powdered carbon could be properly introduced into the slag layer, and the flow rate was blown at 10m 3 / ts, which is 1/2 of the normal level. The blown air and powdered carbon were introduced into the slag layer to reduce the (FeO) and (P 2 O 5 ) components in the slag, and then moved to Fe and P in the molten steel, respectively, contributing to the increase of iron recovery and dissolved P content in the slag. . As mentioned above, P in molten steel is re-oxidized during scrap cutting and after melting, in which coal and oxygen are blown at the same time after the introduction of new iron scrap, thereby reducing the surface tension so that the slag layer in which the goods are in progress is maintained in proper slag forming. Functioned.

본 실시예에서는 전체 처리기간중 1,2차 용해에 걸리는 시간과 슬래그포밍의 활성화 정도를 측정하여 본 발명에 의하지 않는 경우와 비교하였다. 전기로 조업에서 슬래그 포밍의 크기는 실측이 불가능하므로 발명자 등이 출원번호 97-35493("슬래그포밍 전기로 정련조업에 있어서 포음 슬래그의 가스정체비율 측정")에서 발명된 슬래그 포밍 측정방법을 통해서 본 발명에서 제안한 방법에 의한 것과 기존의 경우와 슬래그 포밍 활성화 정도로서 비교하였다. 전기로 조업중에서 발생하는 슬래그 포밍의 물리적 지수중 가스정체비율(gas holdup ratio)와 발생가스속도(superficial gas velocity)등을 측정할 수 있는 방법으로서 슬래그 채취장치는 포움상태의 슬래그를 포집할 수 있으며 초기에 포집된 슬래그의 전체부피를 알 수 있도록 정육면체의 형상으로 제작되었다. 고온의 슬래그를 담을 수 있도록 적정한 두께를 확보하며 슬래그 채취를 용이하게 하기 위해서 손잡이등이 부착되었다. 슬래그 도아을 통해 넘쳐 흐르는 슬래그 포음을 슬래그 채취장치를 통해 슬래그를 가득채운 후 이를 급냉시킨다.In this example, the time taken for the first and second dissolution and the degree of activation of slag forming were measured during the entire treatment period, and compared with the case not according to the present invention. Since the size of slag forming in electric furnace operation is impossible to measure, the inventors and the like have observed through the slag forming measuring method invented in application number 97-35493 ("Measurement of gas retention ratio of foaming slag in slag forming electric furnace refining operation"). Compared with the method proposed in the present invention and the existing case as the degree of slag forming activation. As a method to measure gas holdup ratio and superficial gas velocity among physical indexes of slag forming generated during electric furnace operation, the slag collecting device can collect slag in foam state. Initially, it was manufactured in the shape of cube to know the total volume of collected slag. A handle is attached to secure the proper thickness to contain high temperature slag and to facilitate slag collection. The slag foam that overflows through the slag door is filled with slag through the slag collecting device and then quenched.

급냉시킨 슬래그 등의 가스는 모두 배출되고 최종적으로 채취장치에 남는 슬래그의 무게를 측정하여 별도로 측정된 채취 슬래그의 전 비중으로 나누어 용기내에 있는 액체 슬래그의 부피를 측정하였다. 이를 식 8에서 제시한 가스정체율(gas holdup ratio)식을 통해 계산한다.The quenched slag and other gases were discharged and finally the weight of slag remaining in the collecting device was measured, and the volume of the liquid slag in the container was measured by dividing by the total specific gravity of the separately collected collecting slag. This is calculated through the gas holdup ratio equation given in Equation 8.

가스정체비율(εG) = 가스의 부피(volume of gas) / 액체 및 가스의 부피(volume of liquid and gas) (8)Gas holdup ratio (ε G ) = volume of gas / volume of liquid and gas (8)

이러한 슬래그 포밍 활성화 정도에 대한 평가외에 본 발명에 의해 추가적인 기대효과인 용강중 탄소농도의 증가로 인한 추가적인 CO 기포의 발생으로 슬래그포밍의 활성화뿐만 아니라 용해시간의 단축등의 효과를 확인하기 위해서 각각의 경우에 대하여 1,2차 용해시간의 비교를 실시하였다.In addition to the evaluation of the degree of activation of slag forming, in each case, in order to confirm the effects of the activation of slag forming as well as the shortening of the dissolution time due to the generation of additional CO bubbles due to the increase in the carbon concentration in molten steel, which is an additional expected effect by the present invention. The first and second dissolution times were compared.

본발명과 기존의 방식에 의한 가스정체비율과 용해시간 비교Gas retention ratio and dissolution time by the present invention and conventional methods 실험NOExperiment NO 잔탕량, 톤(hot heel)Hot water heel, hot heel 출강시염기도Base prayer 출강시(p2o5).wt%Leave (p 2 o 5 ) .wt% 1차 용해시간(분)Primary dissolution time (minutes) 2차용해시간(분)Second melting time (minutes) 가스정체비율(εG)Gas retention ratio (ε G ) 출강후 탄소 분말추입Carbon powder injection after class 1One 3030 2.172.17 0.820.82 1717 3232 0.7130.713 xx 22 3232 2.292.29 0.890.89 1616 2828 0.8660.866 O (200kg)O (200 kg) 33 4040 2.452.45 0.870.87 1616 2727 0.8930.893 O (220kg)O (220 kg) 44 3535 2.402.40 0.900.90 1818 3232 0.7990.799 O (100kg)O (100 kg)

상기의 표 1에 나타낸 대로 본 발명에서 제안한 분체탄소 출강후 슬래그 층으로 취입한 경우는 앞서 설명한 대로 용강중의 탄소농도의 증가에 따라 스크랩의 용해속도가 개선된 것으로 1, 2차 용해시간의 단축결과를 보였다. 이 경우는 가스정체비율 값으로 보아도 전체적인 경향은 상승하는 것으로 나타났다. 이에 따라 본 발명이 제안한 방식에 의한 포밍활성화와 용해시간 단축에 대한 결과를 얻을수 있었다. 슬래그 포밍의 활성화는 용강중에 환원되어 존재하는 P성분의 재산화로 인해서 표면활성물질로 작용하는 것과 용강중에 존재하는 탄소농도에 의한 CO기포의 다량발생등에 기인하는 것으로 추정된다. 분체취입을 절반으로 줄여서 취입한 경우인 "4" 경우는 취입을 하지 않은 경우와 차이가 없는 결과를 나타내므로 일정량의 분체탄소가 확보되어야 할 필요가 있다.As shown in Table 1 above, when the slag layer blown into the slag layer proposed in the present invention is improved as described above, the dissolution rate of the scrap is improved as the carbon concentration in the molten steel is increased. Showed. In this case, the overall trend increased even with the gas retention ratio value. As a result, it was possible to obtain a result for forming activation and reduction of dissolution time by the method proposed by the present invention. The activation of slag foaming is believed to be due to the surface active material due to the reoxidation of the P component present in the molten steel and the generation of large amount of CO bubbles due to the carbon concentration in the molten steel. In the case of "4", which is a case where the powder blowing is cut in half, the result is no difference from that of no blowing. Therefore, a certain amount of powder carbon needs to be secured.

상술한바와 같이, 본 발명에 의하면, 슬래그포밍의 안정화를 통해 조업 전력단위를 감소할 수 있고, 용강으로의 흡질량 억제 그리고 노체보호 등 전반적인 조업도 향상이 기대되는 경제적인 효과를 얻을 수 있으며, 그 외에 용해시간의 단축 그리고 CO가스 보일링(boiling)에 의한 용강 중 질소를 제거할 가능성이 있어 전기로 조업에 기여하는 효과가 크다.As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the operating power unit through the stabilization of the slag forming, to obtain an economic effect that is expected to improve the overall operation degree, such as absorption of mass into molten steel and protection of the furnace body. In addition, there is a possibility to reduce the dissolution time and to remove nitrogen in the molten steel by CO gas boiling, which contributes to the operation of the electric furnace.

Claims (2)

전기로에서 슬래그 포밍을 발생하도록 분체탄소를 취입하는 전기로 슬래그 포밍방법에 있어서, 상기 분체탄소의 취입은 출강이 완료된 후 실시함과 동시에 잔탕과 함께 잔류하는 용융 슬래그층으로 취입시키는 것을 특징으로 하는 전기로 슬래그 포밍방법.An electric furnace slag forming method for injecting powdered carbon to generate slag forming in an electric furnace, wherein the blowing of the powdered carbon is performed after the tapping is completed and simultaneously blown into the molten slag layer remaining with the residue. How to form slag. 제1항에 있어서, 상기 취입시키는 분체탄소의 입도는 분코크스의 입도 범위에 있는 2∼4mm 이고, 취입량은 7kg/t-s 이상을 10m3`/t-s 이상의 공기로서 이송하는 것을 특징으로 하는 전기로 슬래그 포밍방법.The electric furnace according to claim 1, wherein the particle size of the powdered carbon to be blown is 2 to 4 mm in the particle size range of the powdered coke, and the blowing amount conveys 7 kg / ts or more as air of 10 m 3 ' / ts or more. Slag forming method.
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