KR20000032585A - 노상이 안정화되는 전기로 조업방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로 조업에 관한 것이며, 그 목적은 기존의 조업패턴을 변경하므로써 전기로의 내용적을 감소시키는 노상(hearth) 융기를 억제하여 노상을 안정화함에 있다.

본 발명은 전기로에 있어 도3과 같이, 우선 고철, 스크랩을 1차 장입한 다음, 전력을 다단계로 승온하여 장입물을 1차 용해한 후, 다시 2차 장입전에 용융물중 65~75%를 먼저 출탕한 직후 전력을 인가하여 전기로의 노내에 잔존된 잔탕량을 가열한 다음, 고철, 스크랩을 2차 장입하고, 전력을 다단계로 승온하여 2차 용해하고, 용해된 용융물을 출탕하므로써 노상에 발생된 융기를 제거하여 노상을 안정화시키는 전기로 조업방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

노상이 안정화되는 전기로 조업방법

본 발명은 전기로 조업에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기존의 조업패턴을 변경하므로써 전기로의 노상(hearth) 융기를 억제하여 노상을 안정화할 수 있는 전기로 조업방법에 관한 것이다.

통상적인 전기로(Electric Arc Furnace)는, 도1a와 같이 전기로의 노상(hearth)(1)에 장입된 장입물의 상부에 전기양도체인 3상 전극(2)이 위치하고, 그 측면에는 산소취입랜스(3)가 마련되고, 타측에는 용탕(4)을 배출하는 출강구(5)가 마련된 구조를 갖는다.

상기한 구조를 갖는 대부분의 전기로에서의 조업은, 보통 2회의 용해작업을 거쳐 용탕을 제조하는 방식을 채택하고 있으며, 도2는 이러한 일반 전기로 조업패턴의 한 예를 보이고 있다. 도1a 및 도2에서 보는 바와 같이, 전기로 조업은 전기로의 전극(2)과 노상(1)에 1차 장입된 고철과의 사이에 발생하는 아크열에 의하여 장입물을 1차 용해하는 동시에 산소취입랜스(3)를 통해 산소를 취입하여 용탕(4)을 산화정련한다.

구체적으로 용해작업은 전기로의 통전 탭(tap)을 다단계로 올리면서 진행된다. 보통 용해 초기에는 8탭 정도 올려 전극에 소형의 아크를 발생(점호기)시켜 장입물을 예열하고, 그 다음 12탭으로 올려 용해를 시작(보링기)한 후, 18탭으로 높여 완전 용해(주용해기)가 완료된 다음에는 용탕의 비산을 막기 위해 초기와 같이 8탭으로 유지하여 용탕을 일정한 온도로 계속 유지(승온기)하게 된다.

이후 목표 장입량까지 2차로 고철과 스크랩을 다시 장입한 후 상기 1차 용해때와 마찬가지 패턴으로 2차 용해작업을 실시하여 용탕의 성분 및 온도가 목표에 도달되면, 노체를 경동시켜 출강구(5)로 용탕을 배출한다.

이와같이, 전기로 조업은 보통 1heat에 대하여 두세번으로 나누어서 주원료의 장입이 이루어지고 이러한 반복적인 조업을 하고 난 후에는 도1b와 같이 노상(1)의 표면에 융기(6)가 발생한다. 전기로 노상의 융기는 보통 출탕후 잔존하는 지금이 부착된 것이거나 혹은 고철 또는 스크랩 등이 미용해된 상태로서, 그 형태는 다양하다. 상기 노상의 융기는 전기로의 용탕 표면과 저부의 온도차에 따라 대기의 열손실에 의해 생길 수도 있고, 또한 산소취입랜스의 교반력이 불충분하여도 발생되곤 한다. 전기로 조업에서는 미용해와 대기에 의한 열원 손실로 노상의 융기 문제가 따르게 되면, 무엇보다도 노상의 내용적이 감소되고, 상부 노벽의 악화를 불러와 내화물의 사용수명을 저하시킬 뿐만 아니라 국부적인 마모로 노체 철피의 펑크 등 설비사고로 연결된다.

물론 전로와 같은 정련조업에서도 전로에 일부의 잔탕을 남기므로써 전로의 하부에 남아있는 부착지금을 없애는 방법은 있으나, 이 방법은 전로의 헌열을 보존하기 위함이 주 목적일 뿐만 아니라 스테인레스강 생산을 주로 하는 전기로 조업에 있어서는 성분관리의 어려움으로 인해 전기로 조업에는 적용하기 곤란한 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 전기로 조업에 대한 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 그 목적은 전기로 조업 패턴 개선을 통해 전기로 노상의 융기를 사전에 방지하므로써 노상의 내용적을 항상 일정하게 유지하는 동시에 노상안정화를 꾀함에 있다.

도1a는 일반 전기로의 개략 구조도

도1b는 노상 융기를 설명하기 위한 전기로의 구조도

도2는 일반 전기로 조업패턴의 한 유형도

도3은 본 발명의 전기로 조업패턴의 한 유형도

도4는 종래 및 본 발명의 조업패턴에 따른 노상의 온도변화도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 .... 노상, 2 .... 전극, 3 .... 산소취입랜스,

4 .... 용융물, 5 .... 출강구, 6 .... 노상융기

상기 목적달성을 위한 본 발명은 고철, 스크랩을 1차 장입한 다음, 전력을 다단계로 승온하여 장입물을 1차 용해한 후, 1차 용해된 용융물에 다시 고철, 스크랩을 2차 장입하고, 전력을 다단계로 승온하여 2차 용해하고, 용해된 용융물을 출탕하는 전기로 조업방법에 있어서,

상기 장입물을 1차 용해후 다시 2차 장입전에 용융물중 65~75%를 먼저 출탕한 직후 전력을 인가하여 전기로의 노내에 잔존된 잔탕량을 가열한 다음, 2차 장입과 용해를 실시함을 포함하여 구성되는 전기로 조업방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 고철, 스크랩을 1차 장입한 다음, 전력을 통전탭에 의해 다단계로 승온하여 상기 고철, 스크랩 등의 장입물을 1차 용해한 후, 1차 용해된 용융물에 다시 고철, 스크랩을 2차 장입하고, 다시 통전탭에 의해 전력을 다단계로 승온하여 2차 용해하여 용해된 용융물을 출탕하는 통상적인 전기로 조업이면 모두 적용 가능하다.

본 발명은 상기 전기로 조업중 노상의 융기를 방지하기 위해 상기 장입물을 1차 용해후 다시 2차 장입전에 용융물중 65~75%를 먼저 출탕한 직후 전력을 인가하여 전기로의 노내에 잔탕을 남긴다.

본 발명의 전기로 조업에 있어 선출탕량은 적어도 65%이상이어야 하며, 65%미만으로 출탕되면 잔탕량이 많아져 추가 통전후에도 노상의 융기를 제거하기 위해 필요이상의 전력손실을 야기하여 바람직하지 않다. 또한, 선출탕량이 75%이하가 되어야 하는데, 만일 선출탕량이 75%를 초과하여 이루어지면, 잔탕량이 너무 적어져 추가 통전시 전극과 용탕간의 거리가 멀어져 통전이 곤란할 수 있다.

본 발명의 전기로 조업에 있어 용해도중 일부 용탕을 선출탕하므로써 노상에 잔탕량을 남기는 것은 1heat사이에 이루어지는 것이기 때문에 전로에서 1heat 용해후 하부에 잔탕을 남기는 것과는 전혀 다른 것이다.

그 다음, 추가로 통전탭을 올려 상기 잔존된 잔탕량을 가열하여 승온한 다음, 2차로 목표 출탕량을 맞추어 고철과 스크랩을 장입하고, 1차 용해 패턴과 마찬가지로 2차 용해작업을 실시한다. 이때 잔탕에 대한 추가 통전탭은 5탭이하로 하여도 충분하다.

이와같이 2차 용해가 완료되면 출탕을 하는데, 본 발명의 전기로 조업은 종래의 조업패턴과는 달리, 출탕후에도 노상에는 융기발생이 없어 노상의 내용적이 증대되어 용탕의 실수율을 높일 뿐만 아니라 전극의 균일한 아크발생으로 내화물의 손상도 크게 줄일 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

발명예

정격전압 460~860V, 전류량이 최대 70KA이고 21개의 통전탭을 구비한 전기로에서 고철과 스크랩을 1차로 56톤을 장입하고, 상기 통전탭을 8탭(1000KWH), 12탭(2000KWH), 18탭(12000KWH), 8탭(5000KWH)의 순서로 변환하여 1차 용해후 미리 36톤의 용탕을 레이들에 출탕하였다. 선출탕을 실시한 다음에는 변환기의 설계능력 가운데 아크의 길이를 짧게 하면서도 승온이 가능한 정도인 5탭(4000KWH)을 추가로 높였다. 이후 2차로 고철과 스크랩을 38톤을 더 장입하여 1차 용해 패턴과 동일한 방법으로 장입물을 완전 용해후 용탕을 출탕하였다.

이러한 조업과정중 노상의 하부에 설치된 온도계로부터 노상의 온도를 측정한 결과, 그 온도변화는 도3과 같았다. 또한, 이러한 출탕결과 용탕의 총 출탕량은 96톤으로서, 실수율은 약 102%이었고, 평균 탭시간(tap to tap time)은 약 87.7분이었다.

종래예

용탕을 미리 출탕하지 않고 또한 추가 탭을 인가하지 않은 점을 제외하고는 상기 발명예와 동일한 방법으로 전기로 조업을 실시하였다. 그 출탕량을 측정한 결과, 용탕량은 93.5톤이었으며, 평균 탭시간은 78분이었다. 또한, 조업과정중 노상의 하부에 설치된 온도계로부터 측정한 온도변화는 도3과 같았다.

이상의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명을 적용한 경우에는 출탕량이 기준 실수율 95%대비 7%가 높게 나타난 것으로 보아 노상에 융기된 미용해의 용해가 비교적 많이 제거된 반면 종래의 방법을 그대로 사용한 경우에는 노상에 미용해 융기가 계속 발생됨을 알 수 있었다. 또한, 본 발명의 경우 평균 탭시간이 약간 더 소요된 정도는 연연주작업에 큰 지장을 초래하지 않았으며, 오히려 노상의 안정화에 크게 기여함을 알 수 있었다.

도3은 노상의 안정화 정도를 보다 확실하게 보이는 온도변화에 대한 그래프로서, 종래방법을 사용한 경우 노상이 융기된 상태에서 노상의 온도가 약 200℃ 전후에서 거의 움직임이 없는 점으로 보아 노상이 높은 반면 본 발명의 경우 노상의 온도가 약 250℃까지 상승하여 전기로에서의 노상관리범위인 약 300±50℃에 있어 안정된 상태를 유지하고 있음을 보이고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 전기로 조업에 의하면 노상의 융기를 방지하여 노상 안정화를 꾀할 수 있어 노상의 내용적을 항시 일정하게 관리할 수 있으며, 이에 따라 설비 장애를 방지하고 생산성 향상에도 크게 기여하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 고철, 스크랩을 1차 장입한 다음, 전력을 다단계로 승온하여 장입물을 1차 용해한 후, 1차 용해된 용융물에 다시 고철, 스크랩을 2차 장입하고, 전력을 다단계로 승온하여 2차 용해하고, 용해된 용융물을 출탕하는 전기로 조업방법에 있어서,

   상기 장입물을 1차 용해후 다시 2차 장입전에 용융물중 65~75%를 먼저 출탕한 직후 전력을 인가하여 전기로의 노내에 잔존된 잔탕량을 가열한 다음, 2차 장입과 용해를 실시함을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 노상이 안정화되는 전기로 조업방법