KR20010018676A - A recarburizer composition utilizing wastes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기로에 사용되는 가탄제 조성물에 관한것으로, 보다 상세하게는 제철소에서 발생되는 폐기물을 이용하여 제조하므로서 전기로내 산화도 제어 및 열원공급을 목적으로 하는 전기로 가탄제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a charcoal composition for use in an electric furnace, and more particularly, to an electric furnace charcoal composition for the purpose of controlling oxidation in an electric furnace and supplying a heat source, by using waste generated from a steel mill.
일반적으로, 전기로는 장입된 스크랩(고철)에 전류를 인가하여 용해하고 용강을 제조하는 설비로, 막대한 전력을 이용하여 쇳물을 생산함으로 전력비를 낮게 운영하기위한 기술이 필요하고 용강(쇳물)중 카본성분의 목표치를 유지하기 위해서 외부에서 투입한 카본량과 투입된 카본의 산화반응속도를 제어하는 기술이 필요하다.In general, an electric furnace is a facility that melts by applying current to charged scrap (scrap metal) and manufactures molten steel, and requires technology for operating power consumption low by producing huge quantities of electricity using carbon and melting carbon in molten steel. In order to maintain the target value of the component, a technique for controlling the amount of carbon introduced from outside and the oxidation reaction rate of the injected carbon is required.
따라서 투입한 카본은 열원으로서의 전력비 절감의 효과와 용강중 카본의 목표치를 유지하기 위하여 용강의 과산화 방지, 용융스라그의 포밍의 원활화, 일산화탄소의 보일링을 활용한 탈질소 효과등을 얻게 된다. 그러나, 카본은 다음과 같은 조건에 따라 전기로내에서 그 반응이 현격하게 차이를 나타내고 있다.Therefore, the injected carbon has the effect of reducing the power cost as a heat source and preventing the peroxide of molten steel, the smoothing of the molten slag, and the denitrification effect using the boiling of carbon monoxide in order to maintain the target value of carbon in the molten steel. However, carbon has a marked difference in the reaction in an electric furnace under the following conditions.
일반적으로 사용되는 가탄제는 괴코그스, 무연괴탄, 흑연두탄등이 사용되고 있다. 여기서 괴코그스나 무괴연탄을 사용하는 경우에는 흑연두탄처럼 분체의 성형품이 아니기 때문에 착화가 어렵고 용강으로의 가탄기능이 저하되는 문제점을 갖고 있다. 그리고, 실질적으로 괴코크스나 무연괴탄을 사용하는 전기로 조업시 출강직전까지 미반응 상태로 잔류하거나, 잔류된 미반응상태에서 스라그포트내로 유출되어 스라그포트내에서 보일링을 유발하게 된다. 그러므로, 경제성을 고려하지 않는다면 가장 유리한 조건은 흑연두탄이다. 흑연두탄은 제품의 특성상 분말상태의 원료을 일정한 크기로 성형한 제품으로서 전기로내 반응속도가 빠르기 때문에 미반응상태로 존재할 수 없다. 그러나, 흑연을 원료로 사용하기 때문에 원료자체가 고가이며 분말상태의 흑연을 성형하는데 소요되는 비용이 높다는 문제점을 가지고 있다.In general, the caking agent is used such as Gogg cogs, anthracite coal, graphite duct. In the case of using coke coke or anthracite coal, since it is not a molded product of powder like graphite ore, it is difficult to ignite, and has a problem of deterioration of the peat function to molten steel. Subsequently, during operation of an electric furnace using lump coke or anthracite coal, it remains in an unreacted state until immediately before the tapping, or flows into the slag port in the remaining unreacted state, causing boiling in the slag port. Therefore, without economic considerations, the most favorable condition is graphite dune. Graphite dune is a product formed by molding a powdery raw material to a certain size due to the characteristics of the product, and thus it cannot exist in an unreacted state because the reaction speed in the electric furnace is fast. However, since graphite is used as a raw material, the raw material itself is expensive, and the cost of forming graphite in powder form is high.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제철소내 코크스 제조공정에서 폐기물로 발생되는 코크스 집진 더스트를 이용하여 전기로용 가탄제를 개발함으로서, 산소예열조업시 가탄제인 괴코크스의 미착화 및 잔탕 과산화현상을 방지하고, 미반응 괴코크스로 인한 손실 및 안정조업지원 및 폐기물을 이용한 경제적인 분체원료를 성형하여 흑연두탄과 같은 고효율의 가탄제를 개발 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by using a coke dust collecting dust generated as a waste in the coke production process in steel mills, by developing a charcoal agent for the electric furnace, the non-ignition and It aims to develop high-efficiency charcoal agents such as graphite and dune by preventing residual oxidizing peroxidation, forming the economical powder raw materials using loss and stable operation support and wastes caused by unreacted goose coke.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 중량로 입도 3mm이하의 폐코크스 분말 65∼92와, 폐코크스 분말의 성형성을 높이기 위하여 첨가제로서 전기로 더스트 5∼10, 폐석회스럿지 1∼10w와, 결합재로서 소석회 1∼10, 규산분말소오다 1∼5w로 조성되는 제철소내에서 발생하는 폐기물을 이용한 전기로 가탄제 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides waste coke powder 65 to 92 having a particle size of 3 mm or less by weight, and electric dust 5 to 10 and waste lime sludge 1 to 10 w as additives to increase the formability of the waste coke powder. It is characterized by providing an electric furnace charcoal composition using waste generated in steel mill composed of calcined lime 1-10 and silicate powder soda 1-5w as a binder.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은, 중량로 입도 3mm이하의 폐코크스 분말 65∼92와, 폐코크스 분말의 성형성을 높이기 위하여 첨가제로서 전기로 더스트 5∼10, 폐석회스럿지 1∼10w와, 결합재로서 소석회 1∼10, 규산분말소오다 1∼5w로 조성되는데,The present invention relates to waste coke powders 65 to 92 having a particle size of 3 mm or less by weight, electric dust 5 to 10 as additives, 1 to 10 w of waste lime sludge, and slaked lime 1 to 10 as binders in order to increase the formability of the waste coke powder. It is composed of 1-5w of silicate powder soda,
여기서, 상기 폐코크스 분말은, 첫째,중력분리에 의한 코크스 더스트(1.5mm∼2.0mm), 둘째, 회전원심력에 의한 코크스 더스트(1.5mm∼1.0mm), 셋째, 백필터에 의한 코크스 더스트(1.0mm이하)로 조성되며, 그 합은 전체 폐코크스에 대하여, 각각 5∼10, 40∼60, 5∼20로 하는 것이 바람직하다. 그리고 전기로더스트 5∼10, 폐석회 스러지 1∼10, 소석회 1∼10w, 규산분말소오다 1∼5로 조성된다.Here, the waste coke powder is, first, coke dust (1.5mm ~ 2.0mm) by gravity separation, second, coke dust (1.5mm ~ 1.0mm) by the rotary centrifugal force, third, coke dust (1.0) by the bag filter mm or less), and the sum thereof is preferably 5 to 10, 40 to 60, and 5 to 20 with respect to the total waste coke. And it consists of electric furnace 5-10, waste lime sludge 1-10, slaked lime 1-10w, and silicate powder soda 1-5.
본 발명은 전기로내에서 일반적으로 사용되는 가탄제가 착화가 용이하여 잔류용강의 과산화조업을 방지하고, 가탄제가 미반응 상태로 존재하는것을 막아 스라그 포트까지 흘러들어가 스라그포트내에서 보일링을 막아 안정조업을 유지하고, 전기로내에서 분화속도가 빨라 용강내로의 가탄기능이 우수한 가탄제의 개발을 목적으로 하므로 본 발명의 개발을 위해 시험을 통하여 확인하고 본발명의 가탄제의 입도분포와 결합제를 도출하였다. 이를 이하에서 각 조성별로 세분하여 설명하기로 한다.The present invention prevents the peroxidation of residual molten steel due to the easy ignition of the commonly used ignition agent in the electric furnace, and prevents the volatile agent from being in an unreacted state and flows to the slag port to prevent boiling in the slag port. To maintain stable operation, and to develop a good carburizing agent with excellent charcoal function into molten steel due to the rapid differentiation rate in the electric furnace, it is confirmed through a test for the development of the present invention and the particle size distribution and binder of the present invention Derived. This will be described below by subdividing each composition.
(a)폐코크스분말(조립)(a) Waste coke powder (assembly)
제철소내에서는 폐코크스분말은 코크스 제조과정에서 발생되는 더스트로 1차적으로 중력식 집진기에서 발생되는데 이는 입도가 1.5mm∼2.0mm수준이다.In steel mills, the waste coke powder is a dust produced during the coke manufacturing process, and is primarily generated in the gravity dust collector, which has a particle size of 1.5 mm to 2.0 mm.
(b)폐코크스분말(중립)(b) waste coke powder (neutral)
제철소내 코크스 제조공정에서 2차 집진설비인 사이크론에서 발생하는 1.0mm∼1.5mm수준의 폐코크스 분말이다.It is the waste coke powder of 1.0mm ~ 1.5mm level produced by the cyclone, the secondary dust collector in the coke manufacturing process in steelworks.
(c)폐코크스분말(미립)(c) Waste coke powder (particulate)
제철소내 코크스제조공정에서 발생하는 3차 집진기인 백필터에서 포집되는 1.0mm이하의 폐코크스 분말이다.1.0mm or less of waste coke powder collected by bag filter, which is the 3rd dust collector generated in the coke manufacturing process in steelworks.
상기(a)∼(c)까지의 발생되는 폐코크스를 원료로 가탄제를 개발하기위해 화학성분을 분석한결과는 (a)(b)(c)모두 큰 차이는 나타나지 않고 다음과 같은 데이타를 얻을수 있었다.As a result of analyzing the chemical composition to develop a caking agent from the waste coke generated from (a) to (c) as a raw material, (a) (b) (c) did not show any big difference and the following data was obtained. I could get it.
픽스트 카본[c]이 88w, 썰파[s]가 0.56w, 에쉬가 11w, 수분이 3w이와 같은 결과는 현재 전기로에서 사용하고 있는 괴코크스의 성분과 동일한 수준으로 평가되었다.The results such as 88w of fast carbon [c], 0.56w of slappa [s], 11w of ash, and 3w of moisture were evaluated at the same level as the components of Goe coke currently used in the electric furnace.
(d)전기로 더스트(d) electric dust
본발명에서는 성형성을 높이기 위하여 첨가제 개념으로 점성이 있는 전기로 더스트를 5∼10w를 첨가하였다. 이는 전기로 더스트가 지정폐기물로 분류되어 있는 관계로 전기로 더스트의 재활용차원에서 더스트중의 철분이 40∼50w함유되어 Fe304가 주된 산화물상태로 있기때문에 카본에의해 전기로내에서 환원반응에 의한 반응식 1 과 같은 반응에의해 철을 회수할수 있는 효과도 동시에 얻을수 있지만 본 발명에서는 폐코크스의 성질상 점도가 부족하여 성형과정에서 성형성을 높이고 결합재의 사용량을 줄여, 가탄제로서의 카본성분의 품위를 유지 하기 위하여 첨가 하기때문에 점도증진차원에서 5∼10w를 첨가하는 것이 바람직하다.In the present invention, in order to increase the formability, 5-10 w of viscous electric dust was added as an additive concept. Since electric furnace dust is classified as designated waste, it is 40 ~ 50w of iron in dust in order to recycle electric dust and Fe304 is the main oxide state. In the present invention, the effect of recovering iron can be obtained at the same time, but in the present invention, the viscosity of the waste coke is insufficient, thereby improving the formability during the molding process and reducing the amount of binder used, thereby maintaining the quality of the carbon component as a charcoal agent. In order to increase the viscosity, it is preferable to add 5 to 10 w in order to increase viscosity.
(e)폐석회스럿지(e) waste lime sludge
폐석회스럿지는 점도증진차원으로 생석회공장에서 생석회를 제조하는 과정에서 석회석을 소성로에 투입하기 직전, 생선회의 생산수율을 높이기위해 석회석미분을 씻어내는 공정에서 발생하는 폐석회석 분말로서 폐코크스에 첨가재 개념으로 1∼10w를 첨가하여 점도증진을 통한 폐코크스를 이용한 가탄제의 성형성을 증진시킨다.Waste lime sludge is a waste limestone powder produced in the process of washing limestone fine powder to increase the yield of sashimi, just before putting limestone into the kiln in the process of manufacturing quicklime in the quicklime factory. 1 to 10 w is added to improve the moldability of the charcoal agent using waste coke through viscosity increase.
첨가량을 증가하여 전기로내에서 석회석스럿지는 생석회로 되어 생석회의 대체효과를 가져올 수 있지만 배합량이 증가하면 석회석이 생석회화 되는 과정에서 반응식 2에 의해 흡열반응을 일으켜 전기로내의 열을 빼앗기 때문에 점도증진과 폐기물 재활용차원에서 소량의 첨가가 바람직하다. 시험결과 가장 바람직하게는 3일때 가장 성형성이 좋은 결과를 나타내었다.Increasing the amount of added limestone sludge in the electric furnace can lead to the replacement of quicklime, but when the amount is increased, the limestone is calcined and the endothermic reaction is carried out by the reaction equation 2, which deprives heat of the furnace. Small amounts of addition are preferred for recycling purposes. As a result of the test, it was most preferable that the best formability at 3 days.
(f)소석회(f) slaked lime
폐코크스분말을 이용하여 분화율이 우수한 가탄제를 개발하기 위해서는 1차 결합재로 소석회를 사용하는 것이 가장 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 소석회는 소량의 수분 적게는 공기중 수분에 의해서도 반응하여 강도를 나타낼수 있고, 600∼650℃에서 생석회로 변화되는 특성을 가지고 있다. 따라서 전기로 조업과정인 산소예열과정에서 가탄제가 착화되는데 이 예열과정에서 본 발명에서 결합제로 사용한 소석회의 특성상 결합력을 잃어 생석회로 변하게 되어 조업과정에서 투입하는 생석회 대체효과를 가진다.The use of slaked lime as the primary binder was the best result to develop a carburizing agent with excellent differentiation rate using waste coke powder. Slaked lime reacts with a small amount of moisture in the air and shows strength, and has a characteristic of changing to quicklime at 600 to 650 ° C. Therefore, the charcoal is ignited in the oxygen preheating process, which is an electric furnace operation process. In this preheating process, the bonding force is lost due to the nature of the slaked lime used as the binder in the present invention, and thus, it is converted into quicklime and has a substitute effect of quicklime in operation.
그러나 여기서 생석회 데체효과를 거두고자 다량의 소석회를 결합제로 사용하게되면 가탄제로서의 기능을 저하시키기 때문에 1차적으로 결합강도만을 유지할 수 있도록 1∼10w범위 내에만 첨가하여야 한다.However, if a large amount of slaked lime is used as a binder in order to achieve the quicklime descaling effect, it should be added only within the range of 1 to 10 w so as to maintain only the bonding strength primarily because the function as a binder decreases.
따라서 본 발명의 폐코크스분말을 이용하기 때문에 1차 결합제인 소석회가 결합력을 잃음으로 해서 기존의 가탄제로 사용하는 괴코크스, 무연괴탄등에 비해서 낮은온도에서 짧은시간에 쉽게 분화되어 표면적이 넓게되므로 쉽게 착화되는 특성을 가지고 있어 가탄제로서의 효과를 극대화 할 수 있다.Therefore, because the waste coke powder of the present invention is used, the first binder, slaked lime loses the binding force, and thus easily ignites because it is easily differentiated in a short time at a low temperature, compared to conventional coking, anthracite coal, etc. It has the characteristic of being able to maximize the effect as a charcoal agent.
(g)규산분말소오다(g) silicic acid powder
본발명에서 2차 결합제로 사용되는 결합제로서 무기결합제중에서는 비교적 융점이 낮고 범용성인 결합제이다. 이를 2차 결합제로 사용하게 되는 이유는 1차 결합제인 소석회 결합에서 발현되는 강도를 보다 보강하여 본 발명품을 스크랩(고철)과 함께 투입하는 조업조건에서 사용할 수 있도록 하기위하여 사용강도를 유지할 수 있도록 하기 위함이다. 첨가량은 1차 결합제의 보완개념에서 헨드링 강도유지를 부여하기 위함으로 1∼5w범위 내에서 사용조건에 따라서 조절사용 한다.The binder used as the secondary binder in the present invention is a binder having a relatively low melting point and general purpose in the inorganic binder. The reason for using this as the secondary binder is to reinforce the strength expressed in the lime binder, which is the primary binder, so that the strength of the present invention can be maintained in order to be able to use the present invention with the scrap (scrap metal). For sake. The addition amount is adjusted according to the use conditions within the range of 1 to 5w in order to give the handing strength maintenance in the complementary concept of the primary binder.
(실시예)(Example)
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
코크스 제조공정에서 발생하는 집진 더스트로서 입도가 비교적큰 중력집진기에 포집된 더스트 2.0mm∼1.5mm 크기의 폐코크스분말, 싸이크론 집진기에서 포집된 더스트 1.5mm∼1.0mm 크기의 폐코크스분말, 그리고 빽필터 집진기에서 포집된 더스트 1.0mm 이하의 폐코크스분말을 원료로하여 첨가제와 결합제를 표1과 같이 배합하여 성형설비인 브리켓팅설비를 이용하여 성형품을 제조하였다.Dust collection dust generated from coke manufacturing process, dust collected from gravitational dust collector with relatively large particle size, 2.0mm to 1.5mm waste coke powder, dust collected from cyclone dust collector, 1.5mm to 1.0mm waste coke powder, and thick filter With the waste coke powder of dust 1.0mm or less collected in the dust collector, the additive and the binder were mixed as shown in Table 1 to prepare a molded article using a briquetting facility, a molding facility.
성형된 제품과 종래재를 각 타입별로 각각의 유도로에 넣고 온도를 높여 가며 분화율과 반응율를 측정하였다. 그 결과는 표 1과 같이 나타났다.The molded products and conventional materials were put into each induction furnace for each type, and the differentiation rate and reaction rate were measured by increasing the temperature. The results are shown in Table 1.
여기서 650℃에서 1시간 유지후 무게변화량을 이용하여 반응율을 평가해본 결과 본 발명재는 80로 기존재의 40대비 약2배의 반응효과를 보였다.Here, as a result of evaluating the reaction rate using the change in weight after maintaining for 1 hour at 650 ℃, the present invention is 80, showing a reaction effect about twice that of the existing material 40.
여기서 종래재 1은 가탄제로 사용하는 괴코크스이고, 종래재 2는 무연괴탄이다. 따라서 본 발명은 분말자체로 이루어진 원료을 첨가제와 결합제를 사용하여 성형된 것이기 때문에 사용결합제인 소석회는 특성상 600∼650℃에서 결정수를 잃으면서 성형품자체에 기공이 발생하고, 생석회로 변하는 과정에서 부피가 수축되어 결합력이 파괴되는 시점에서 표면적이 커짐에 따라 쉽게 분화되어 착화하게된다.Conventional material 1 is a lump coke used as a charcoal agent, and conventional material 2 is an anthracite coal. Therefore, in the present invention, since the raw material made of powder itself is molded using an additive and a binder, the slaked lime used as a binder has pores in the molded product itself while losing crystal water at 600 to 650 ° C in nature, and the volume is increased in the process of changing to quicklime. As the surface area increases at the point of contraction and breakage of the bonding force, the particles easily differentiate and complex.
종래재인 무연괴탄의 경우 원석 자체의 결정구조를 가지고 있기 때문에 덩어리 상태의 괴탄이 착화온도는 높기 때문이며, 괴코크스의 경우도 유연탄을 건류하여 코크스를 제조하는 과정에서 강한 결합구조를 가지고 있기 때문에 덩어리 상태인 괴코크스 역시 착화온도가 높아 과산화 조업의 원인이 되고 용강온도 1600도시에서도 미반응상태가 되어 스라그 포트까지 유출되어 포트내에서 보일링 형상이 발생하고 있는 실정이다.In the case of anthracite coal, which is a conventional material, since the crystal structure of the raw material itself has a high ignition temperature, the lumped coal has a high ignition temperature, and in the case of lump coke, it has a strong bonding structure in the process of producing coke by distilling bituminous coal. Phosphorus coke also has a high ignition temperature, which causes peroxide operation, and becomes unreacted even at a molten steel temperature of 1600, and flows to the slag port, and a boiling shape occurs in the port.
상술한 바와 같이, 본 발명에 관한 전기로 가탄제는 산소예열과정에서 결합재로 사용되는 소석회가 생석회로 변하면서 결합력을 잃어 가탄제가 쉽게 분화되고, 착화되어 용강잔량의 과산화을 방지하고 용강중 가탄효율을 높일수 있는 효과를 가지고 있고, 또한 원료로 사용하는 폐코크스 더스트, 첨가제로 사용되는 폐석회석 스럿지 및 전기로 집진더스트가 모두 폐기물을 이용하였기 때문에 종래재와 비교하여 경제성이 우수하다는 효과를 가진다.As described above, the electric furnace charcoal agent according to the present invention loses the bonding force as the slaked lime used as the binder in the oxygen preheating process is changed to quicklime, and the carburizing agent is easily differentiated and ignited to prevent peroxidation of the remaining amount of molten steel and to increase the efficiency of carbonization in the steel The waste coke dust used as a raw material, the waste limestone sludge used as an additive, and the dust collector dust used as an electric furnace have all used wastes, and thus, they have an economical effect compared with conventional materials.
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