KR20020052094A - Device for calming down slag boiling and guidance apparatus for the device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기로에서 스테인레스 용탕을 제조할 때 발생되는 슬래그 보일링현상을 신속하게 억제하는 슬래그 보일링 진정재에 관한 것이다.The present invention relates to a slag boiling sedative that quickly suppresses the slag boiling phenomenon generated when manufacturing a molten stainless steel in an electric furnace.
일반적으로 스테인레스강을 제조할 경우 주원료로 고철, 크롬, 니켈 등을 사용하고, 이들 주원료들을 1차와 2차로 나누어 바스켓에 적입한 후 전기로 노내에 1차와 2차로 나누어 장입하여 용융한다.In general, when manufacturing stainless steel, scrap metal, chromium, nickel, etc. are used as main raw materials, and these main raw materials are divided into primary and secondary, placed in a basket, and then charged into primary and secondary furnaces and melted.
전기로에서의 용융작업은 1차와 2차로 나누어 하게되는데, 이 때 3상 전극봉을 통하여 스크랩과 전극봉 사이에 아크를 발생시켜 그 열을 이용하여 용융한다.Melting operation in the electric furnace is divided into primary and secondary, and at this time, an arc is generated between the scrap and the electrode through the three-phase electrode rod and melted using the heat.
아울러, 보조 열원으로 산소를 이용하며 노내에 취입되는 산소(O2)의 취입량은 500∼1200Nm3정도이며, 노내에 취입된 산소(O2)는 원료중의 C,Si,Cr,Mn,Fe 과 화학반응을 일으켜 열을 발생시킨다.In addition, the amount of oxygen (O 2 ) blown into the furnace using oxygen as an auxiliary heat source is about 500-1200 Nm 3 , and the oxygen (O 2 ) blown into the furnace is C, Si, Cr, Mn, It reacts with Fe to generate heat.
전기로에서 용융된 스테인레스 용탕은 1560℃가 되는 시점에서 출탕작업을 실시하는데, 용탕에는 C가 약 2.0%이상, Si가 0.15%, Mn이 0.5% 함유되어 있어 취입된 산소(O2)와 용탕 중의 C가 반응을 일으켜 CO 가스를 발생시킨다.In a stainless steel molten metal melted in the furnace to carry out the tapping operation at the time of the 1560 ℃, the molten metal is C is about 2.0% or higher, Si is 0.15%, Mn is contained 0.5% of it a blow of oxygen (O 2) and the melt C reacts to produce CO gas.
이 때, 미처 슬래그 층을 뚫고 나가지 못한 CO 가스는 슬래그 층을 부풀어 올라 터지게 하는 슬래그 보일링(slag boiling)현상을 일으킨다.At this time, the CO gas that has not penetrated the slag layer causes slag boiling that causes the slag layer to swell and burst.
이러한 슬래그 보일링 현상이 발생하면 출탕작업을 지연시키며, 도 5에서와같이, 슬래그가 끓어 래들(30) 밖으로 넘칠 우려가 있으므로, 슬리브(10)를 래들(30) 내로 던져 넣어 슬래그 보일링 현상을 진정시켰다. 즉, 슬리브의 관통공을 통해 CO 가스가 배출되어 보일링 현상이 진정되는 것이다.When the slag boiling phenomenon occurs, the tapping operation is delayed, and as shown in FIG. 5, since the slag may boil and overflow out of the ladle 30, the slag boiling phenomenon may be thrown into the ladle 30 by throwing the sleeve 10 into the ladle 30. Calmed down. That is, the CO gas is discharged through the through-hole of the sleeve to calm the boiling phenomenon.
일반적으로 정련로 작업공정에서 주작업 중 용강의 성분을 확인하기 위하여 1 차아지(charge) 당 3회 정도의 성분 조회작업을 실시하는데, 이 때 사용되는 샘플 슬리브는 1회 사용 후 폐기 처분되며, 이렇게 폐기된 폐슬리브를 진정용 슬리브(10)로 활용하여 전기로 출탕작업 중 래들(30)에 투입하고 있다.In general, in order to check the composition of molten steel during the main operation in the refining furnace work process, three times of component inquiry is performed per charge, and the sample sleeve used at this time is discarded after one use. The waste sleeve thus discarded is used as the sedation sleeve 10 to be introduced into the ladle 30 during the electric tapping operation.
종래에는 이러한 슬래그 보일링현상을 진정시키기 위하여 전기로 공장 내의 작업데크에서 작업자가 래들(30) 내로 슬리브(10)를 직접 투입하였다.Conventionally, in order to soothe such slag boiling phenomenon, an operator directly injects the sleeve 10 into the ladle 30 from the work deck in the electric furnace factory.
그러나, 슬래그층 상부에 투입될 때 수직으로 낙하된 슬리브(10)는 낙하된 순간만 가스를 분출시키고 곧바로 슬래그층 위에 수평으로 누워버림으로써 가스분출구 역할을 제대로 못하는 문제점이 있다.However, the vertically dropped sleeve 10 when injected into the slag layer has a problem that the gas is ejected only at the moment of dropping and immediately lying horizontally on the slag layer, thereby not functioning as a gas outlet.
또한, 상기 슬리브(10)들은 슬래그층 표면에 둥둥 떠 있다가 슬래그와 함께 래들(30) 외부로 끓어 넘쳐 버릴 수가 있는데, 이로 인해 출탕작업이 지연되는 문제점이 있다.In addition, the sleeves 10 may float on the surface of the slag layer and may boil out of the ladle 30 together with the slag, thereby causing a problem of delayed tapping.
한편, 슬리브(10)를 투입함에도 보일링 현상이 진정되지 못하기 때문에, 끓어 넘친 슬래그들은 래들대차(32)의 레일 주위에 떨어져 응고되고, 결국 대차 인입 및 인출작업이 불가능하게 되어 후공정에 용탕을 전송하지 못하는 사례가 자주 발생한다.On the other hand, since the boiling phenomenon is not soothed even when the sleeve 10 is put in, the boiled slag is solidified by falling around the rail of the ladle trolley 32, and eventually, it is impossible to pull in and take out the trolleys and melt the metal in a post process. Cases often fail to transmit.
또한, 래들대차(32)가 이동하는 레일 주위에 응고된 슬래그 지금을 제거하기위하여 냉각수를 살포한 후 열기를 없애고, 작업자들이 삽, 지렛대, 곡괭이 등으로 지금을 제거하여야 하므로, 작업이 번거로울 뿐만 아니라 작업자들의 피로도가 증가하고 안전재해의 가능성이 상존한다는 문제점이 있다.In addition, in order to remove the slag now solidified around the rail moving the ladle cart 32 to remove the heat after spraying the coolant, the worker must remove the now with a shovel, lever, pickaxe, etc. There is a problem that the fatigue of workers increases and the possibility of a safety disaster exists.
아울러, 응고된 지금을 제거하는 동안 출탕작업이 장시간 동안 대기하여야 하므로 용강의 온도가 떨어지고 후공정 작업 시 열원이 부족하여, 이를 보충하기 위해 가탄제를 투입하게 됨에 따라 제조 원가 상승 및 품질 저하, 생산성 저하의 문제점이 있다.In addition, since the tapping operation must be waited for a long time while removing the solidified now, the temperature of molten steel drops and the heat source is insufficient during post-processing. There is a problem of degradation.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 전기로에서 용해된 용탕을 래들로 출탕하는 과정에서 발생되는 슬래그 보일링현상을 신속하게 진정시켜주고, 슬래그 중에 함유된 성분들과 빠른 시간에 반응을 일으켜 CO 가스의 분출을 용이하게 하기 위한 슬래그 보일링 진정재를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the problems as described above, the object is to quickly calm the slag boiling phenomenon generated in the process of tapping the molten molten metal in the ladle, the components contained in the slag It is to provide a slag boiling sedative material to react quickly and to facilitate the ejection of CO gas.
도 1은 본 발명에 따른 슬래그 보일링 진정재를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a slag boiling calming material according to the present invention.
도 2는 본발명에 따른 슬래그 보일링 진정재의 압축탄의 A-A에서 본 단면도이다.2 is a sectional view seen from A-A of the compressed coal of the slag boiling calming material according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 슬래그 보일링 진정재가 투입된 래들을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a ladle in which a slag boiling sedative is added according to the present invention.
도 4는 투입슈트와 적치대를 이용한 슬리브 투입방법을 도시한 도면이다.4 is a view illustrating a sleeve feeding method using an injection chute and a loading rack.
도 5는 종래의 슬래그 보일링 진정재가 투입된 래들을 도시한 사시도이다.5 is a perspective view illustrating a ladle in which a conventional slag boiling sedative is injected.
도 6은 돌로마이트와 모래의 조성비에 따른 크롬환원비율과의 관계를 도시한 그래프이다.6 is a graph showing the relationship between the chromium reduction ratio according to the composition ratio of dolomite and sand.
도 7은 보일링 현상과 출탕시간의 관계를 도시한 그래프이다.7 is a graph showing the relationship between the boiling phenomenon and the tapping time.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 슬리브12 : 슬리브 투입슈트10 sleeve 12 sleeve insert chute
14 : 슬리브 적치대20 : 압축탄14: sleeve stockpile 20: compressed carbon
30 : 래들32 : 래들대차30: ladle 32: ladle cart
40 : 전기로42 : 출탕구40: electric furnace 42: hot water outlet
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용탕 내부에 투입하여 불순물을 제거하는 진정재에 있어서, 슬리브의 일단에 삽입 설치되어 상기 슬리브가 쓰러지지 않도록 하며 상기 슬리브 축방향으로 관통공이 형성되어 있는 압축탄을 포함하는 슬래그 보일링 진정재를 제공한다.In order to achieve the object as described above, the present invention, in the sedative material to remove the impurities in the molten metal, is inserted into one end of the sleeve so that the sleeve does not fall and the through hole is formed in the sleeve axial direction It provides a slag boiling sedative comprising compressed coal.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
도 1은 본 발명에 따른 슬래그 보일링 진정재를 도시한 사시도이고, 도 2는본 발명에 따른 슬래그 보일링 진정재의 압축탄을 A-A 에서 본 단면도이며, 도 3는 본 발명에 따른 슬래그 보일링 진정재가 투입된 래들을 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a slag boiling calming material according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the compressed coal of the slag boiling calming material according to the present invention from AA, Figure 3 is a slag boiling calming material according to the present invention A perspective view showing the inserted ladle.
본 발명은 슬리브(10)의 일단에 압축탄(20)이 삽입 설치되는 구조를 이루고 있다.The present invention forms a structure in which the compressed carbon 20 is inserted into one end of the sleeve 10.
압축탄(20)은 슬리브(10)에 삽입이 용이하도록 테이퍼 형태를 이루는 것이 바람직하며, 또한, 분출압에 의해 슬리브(10)가 이동 가능하도록 중앙에는 테이퍼 지게 관통공이 형성되어 있다.The compressed coal 20 preferably has a tapered shape so as to be easily inserted into the sleeve 10, and a through-hole is formed in the center so that the sleeve 10 can be moved by the ejection pressure.
상기 압축탄(20)은 슬리브(10)의 일단에 삽입되어, 래들(30)내에 투입된 슬리브(10)가 쉽게 쓰러지지 않고 굴뚝 역할을 하게 함으로써 슬래그층을 뚫고 나오지 못하는 CO 가스들이 원활히 배출될 수 있도록 한다.The compressed coal 20 is inserted into one end of the sleeve 10, so that the sleeve 10 introduced into the ladle 30 is not easily collapsed and serves as a chimney so that CO gas that cannot penetrate the slag layer can be smoothly discharged. do.
특히, 압축탄(20)은 연소되는 과정에서 슬래그 중에 잔존하고 있는 여러가지 화합물들과 반응을 촉진시켜줄 수 있도록 돌로마이트(MgCO3-CaCO3)와 모래(SiO2)를 혼합하여 제작하는 것이 바람직하다.In particular, the compressed carbon 20 is preferably manufactured by mixing dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) and sand (SiO 2 ) so as to promote the reaction with various compounds remaining in the slag during combustion.
돌로마이트(MgCO3-CaCO3)는 900℃ 정도에서는 MgO, CaO 및 C로 분리된다.Dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) is separated into MgO, CaO and C at about 900 ℃.
MgO와 CaO는 염기성 산화물로서 슬래그의 염기도를 높여 점도를 낮춰주므로 CO가스의 분출이 더욱 쉽도록 하고, C는 슬래그 중의 Cr2O3, SiO2, FeO, MnO 들의 화합물을 Cr, Fe, Mn 등으로 환원시키는 역할을 한다.MgO and CaO are basic oxides, which increase the basicity of slag and lower the viscosity, thus making it easier to eject CO gas, and C is the compound of Cr 2 O 3 , SiO 2 , FeO, MnO in the slag Cr, Fe, Mn, etc. It serves to reduce.
SiO2+ 2C →Si + 2COSiO 2 + 2C → Si + 2CO
FeO + C →Fe + COFeO + C → Fe + CO
MnO + C →Mn + COMnO + C → Mn + CO
모래는 SiO298%, Al2O31.8%, 기타 0.2% 로 구성된다.The sand is composed of 98% SiO 2 , 1.8% Al 2 O 3 , and other 0.2%.
모래 중의 SiO2는 슬래그의 온도를 낮춰주어 액체상태의 슬래그를 신속히 고형화 시키므로 용탕내의 CO가스의 분출을 용이하도록 하는 역할을 한다.SiO 2 in the sand lowers the temperature of the slag and solidifies the slag in the liquid state quickly, so it serves to facilitate the ejection of CO gas in the molten metal.
스테인레스 제강공정의 슬래그 온도는 1500∼1600℃ 정도로 알려져 있고, 슬래그의 양이 5∼6 ton일 경우 모래 1 ton 첨가 시 20∼30℃ 정도의 냉각효과가 있다.The slag temperature of the stainless steelmaking process is known to be about 1500-1600 ° C., and when the amount of slag is 5-6 ton, the cooling effect is about 20-30 ° C. when 1 ton of sand is added.
본 발명의 압축탄(20)은 돌로마이트(MgCO3-CaCO3) 20 내지 40중량%, 모래(SiO2) 60 내지 80중량% 로 하는 것이 바람직하며, 돌로마이트(MgCO3-CaCO3) 40중량%, 모래(SiO2) 60중량% 가 가장 바람직하다.Compressed coal 20 of the present invention is preferably 20 to 40% by weight of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ), 60 to 80% by weight of sand (SiO 2 ), 40% by weight of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) Most preferred is 60% by weight of sand (SiO 2 ).
특히, 돌로마이트(MgCO3-CaCO3)가 40중량%를 넘을 때에는 슬래그의 량이 증가할 뿐만 아니라 제조원가가 상승되며, 20중량% 미만일 때에는 보일링 현상을 진정시키는 효과가 미흡하다.In particular, when the dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) exceeds 40% by weight, not only the amount of slag increases but also the manufacturing cost increases, and when it is less than 20% by weight, the effect of calming the boiling phenomenon is insufficient.
또한, 모래(SiO2)가 80중량%를 넘을 때에는 용탕의 온도 드롭이 과도하게 일어나며, 60중량% 미만일 때에는 슬래그 량이 증가함으로 돌로마이트(MgCO3-CaCO3)와모래(SiO2)의 혼합비율에 주의를 요해야 한다.In addition, when the sand (SiO 2 ) exceeds 80% by weight, the temperature drop of the molten metal occurs excessively, and when it is less than 60% by weight, the amount of slag increases so that the mixing ratio of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) and sand (SiO 2 ) is increased. Care must be taken.
한편, 이와 같이 구성되는 본 발명의 슬래그 보일링 진정재를 래들(30)에 원활하게 삽입하기 위해서, 도 4에서 보는 바와 같이 출탕데크(34)에 래들(30) 상단을 향하도록 슬리브 투입슈트(12)를 설치할 수 있다.On the other hand, in order to smoothly insert the slag boiling sedative material of the present invention configured as described above in the ladle 30, as shown in Figure 4, the sleeve injection chute to the upper end of the ladle 30 to the tapping deck 34 ( 12) can be installed.
또한, 슬리브 투입슈트(12) 뒤쪽에는 슬리브 적치대(14)에 쌓아 두었던 슬리브(10)를 작업자에게까지 이송할 수 있도록 컨베이어(15)가 설치될 수 있으며, 이로써 슬리브(10)는 래들(30) 내로 투입될 때 슬리브 투입슈트(12)를 통하여 균일하고 안전하게 투입되게 된다.In addition, a conveyor 15 may be installed at the rear of the sleeve inlet chute 12 so that the sleeve 10 stacked on the sleeve holder 14 may be transported to an operator, whereby the sleeve 10 is a ladle 30. When it is injected into the) is uniformly and safely through the sleeve feed chute (12).
[실시예]EXAMPLE
돌로마이트(MgCO3-CaCO3) 10 내지 40중량%, 모래(SiO2) 60 내지 90중량%로 조성된 압축탄(20)을 슬리브(10)의 일단에 삽입하여 래들(30)에 투입하였다.Compressed coal 20 composed of 10 to 40% by weight of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) and 60 to 90% by weight of sand (SiO 2 ) was inserted into one end of the sleeve 10 and introduced into the ladle 30.
이렇게 한 다음, 각 경우의 보일링 현상 지속시간, 출탕시간 및 크롬(Cr) 환원 비율을 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.After this, the duration of the boiling phenomenon, the tapping time and the chromium (Cr) reduction ratio in each case were measured, and the results are shown in Table 1.
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 보일링 현상 지속시간과 출탕시간은 비례하는 관계에 있으며, 돌로마이트(MgCO3-CaCO3)의 중량%가 증가함에 따라 보일링 현상은 완화되고, 이에 따라 출탕시간도 단축되는 것을 볼 수 있다.As shown in Table 1, the duration of the boiling phenomenon and the tapping time have a proportional relationship, and as the weight% of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) increases, the boiling phenomenon is alleviated, and thus the tapping time is also reduced. You can see that it is shortened.
돌로마이트(MgCO3-CaCO3)가 40중량%에 이르렀을 때에는 보일링 현상이 거의 일어나지 않으므로, 가장 바람직한 경우로 볼 수 있다.When the dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) reaches 40% by weight since the boiling phenomenon hardly occurs, it can be seen as the most preferred case.
또한, 크롬환원비율도 돌로마이트(MgCO3-CaCO3)의 중량%가 증가함에 따라 증가하고 있다.In addition, the chromium reduction ratio also increases as the weight percent of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) increases.
돌로마이트(MgCO3-CaCO3)와 모래(SiO2)의 조성비에 따른 크롬환원비율을 측정하여 그 결과를 도 6에 나타내었다.Chromium reduction ratio according to the composition ratio of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) and sand (SiO 2 ) was measured and the results are shown in FIG.
도 7에서 보는 바와 같이, 돌로마이트의 조성비가 커질수록 크롬환원비율도 커지는 것을 볼 수 있다.As shown in Figure 7, it can be seen that as the composition ratio of dolomite increases, the chromium reduction ratio also increases.
표 2는 압축탄(20)이 돌로마이트(MgCO3-CaCO3) 40중량%와 모래(SiO2) 60중량%로 조성된 진정재를 각 강종에 따라 투입한 후의 출탕시간과 보일링 현상과의 관계를 나타낸 것이다.Table 2 shows the results of tapping time and boiling phenomena after the compressed carbon 20 was introduced with 40% by weight of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) and 60% by weight of sand (SiO 2 ). The relationship is shown.
표 2에서 보는 바와 같이, 보일링 현상 발생량은 미비하고 출탕시간도 평균하여 3.4분정도로 양호한 것을 볼 수 있다.As shown in Table 2, it can be seen that the amount of boiling phenomenon is inadequate and the tapping time is also good, about 3.4 minutes on average.
표 3은 전기로 노내에 주입된 산소량과 Fe-Si량 및 본 발명에 따른 진정재를 각 강종에 따라 투입한 후의 슬래그 성분과 염기도를 통상적인 측정방법으로 측정하여 나타낸 것이다.Table 3 shows the amount of oxygen and Fe-Si injected into the furnace by electric furnace and the slag component and basicity after the sedatives according to the present invention are added according to each steel grade, and measured by a conventional measuring method.
도 8은 종래의 작업방법에 의할 경우와 본 발명에 의한 압축탄(20)을 사용하였을 경우의 보일링 현상 지속시간 및 출탕시간을 비교하여 도시한 것이다.8 shows a comparison of the boiling time and the tapping time in the case of using the compressed coal 20 according to the present invention and when using the conventional working method.
여기서, 압축탄(20)은 돌로마이트(MgCO3-CaCO3) 40중량%와 모래(SiO2) 60중량%로 조성된 것을 사용하였다.Here, the compressed carbon 20 was composed of 40% by weight of dolomite (MgCO 3 -CaCO 3 ) and 60% by weight of sand (SiO 2 ).
도 8에서 보는 바와 같이, 종래의 작업방법에 의할 경우 보일링 현상은 평균 6~7분, 출탕시간은 평균 8~9분이던 것이 본 발명에 따른 진정재에 의할 경우 보일링 현상은 평균 0~2분, 출탕시간은 3~4분으로 단축되는 것을 볼 수 있다.As shown in FIG. 8, the boiling phenomenon is 6 to 7 minutes on average and the tapping time is 8 to 9 minutes on average according to the conventional working method. 0-2 minutes, tapping time can be seen to be reduced to 3-4 minutes.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 슬래그 보일링 진정재에 의하면, 래들에 슬리브가 투입된 후에도 압축탄이 삽입된 슬리브가 세워져 있으므로 용강 내의 CO 가스가 빠른 시간내에 분출되어 슬래그 보일링 현상이 억제되는 효과가 있다.As described above, according to the slag boiling calming material according to the present invention, even after the sleeve is inserted into the ladle, the sleeve into which the compressed carbon is inserted is erected so that the CO gas in the molten steel is ejected in a short time, thereby suppressing the slag boiling phenomenon. have.
또한, 상기 압축탄은 슬래그의 성분들과 반응하여 슬래그의 점도를 낮추어 줄 뿐만 아니라 슬래그의 고형화를 촉진시켜, CO 가스의 분출을 용이하게 해 주는 효과가 있다.In addition, the compressed carbon not only lowers the viscosity of the slag by reacting with the components of the slag, but also promotes solidification of the slag, thereby facilitating the ejection of CO gas.
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