KR20020089843A - 미반응 용선탈류제 처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로에서 출선된 용선을 제강공장으로 운반하는 과정에서 용선탈류후 발생하는 슬래그를 재활용할 수 있도록 한 미반응 용선탈류제 처리방법에 관한 것이다.

본 발명은 스키머를 이용하여 고로에서 용선이 출선되면서 생긴 슬래그를 사전배재하는 단계와; 슬래그가 사전배재된 용선을 예비처리공정에서 탈류하는 단계와; 탈류완료된 용선을 TLC로 운반하여 제강공장에서 전로에 출선하기 전에 슬래그 배출 억제수단을 통해 슬래그의 유출을 최대한 방지면서 출선하는 단계와; 출선완료 후 TLC내 잔류된 슬래그를 고로로 운반하여 출선중 용선이 TLC내에 떨어지면서 생기는 교반력에 의해 슬래그와 용선이 접촉하도록 하여 탈류반응을 일으키도록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이러한 본 발명은 탈류제의 사용량 절감은 물론 폐기물의 생성을 줄여 환경오염을 예방하는 효과를 제공한다.

Description

미반응 용선탈류제 처리방법{METHOD FOR RECYCLING DESULPHURIZING AGENT}

본 발명은 고로에서 출선된 용선을 제강공장으로 운반하는 과정에서 용선탈류후 발생하는 슬래그를 재활용할 수 있도록 한 미반응 용선탈류제 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 고로에서 출선된 용선은 토페도래들카(TORPEDO LADLE CAR: 이하 "TLC"라 함)를 통해 제강공장으로 이송되는 과정중에 용선예비처리공정을 거치게 된다.

용선예비처리공정은 용선에 함유된 유황성분을 제거하기 위해 생석회를 주성분으로 하는 탈류제를 분말형태로 취입하여 다음과 같은 반응식을 통해 생석회와 결합된 유황을 용선위로 부상시켜 분리하게 된다.

[S] + (CaO) + [C] = (CaS) + CO ---------------(1)

2[S] + 2(CaO) + [Si] = 2(CaS) + (SiO₂) -------(2)

즉, 생석회는 비중이 작기 때문에 부상하면서 용선중에 있는 유황과 반응이 이루어지고 부상후에는 슬래그화 된다.

그런데, 입자가 매우 작은 분말(파우더)상의 생석회는 적지않은 양이 미반응상태로 부상할 뿐만 아니라 반응이 이루어지는 부분도 주로 표면부근에 국한되게 된다.

이는 유황과 생석회간의 상기 식 1,2로부터 일정한 양의 유황을 제거하는데 필요한 생석회의 양과 실제로 어떤양의 생석회를 투입했을 때 얻어지는 유황성분변화를 보면 알 수 있다.

예컨대, 유황성분이 0.025% 함유된 260톤의 용선에 생석회 조성비가 90%인 탈류제를 2톤 투입했을 경우 용선중 최종 유황성분은 약 0.005%까지 얻을 수 있으며, 이때 유황을 제거하는데 기여한 순수한 생석회량은 식 1로부터 도출되듯이 약 90kg이므로 실제로 투입된 생석회의 약 5% 밖에 해당되지 않는다. 따라서, 취입된 탈류제중 생석회는 상당한 부분이 미반응 상태로 용선위로 부상하여 슬래그화되게 된다.

적절한 수준으로 유황이 제거된 용선은 다시 TLC에 의해 제강공장으로 이송된 후 전로에서 고철과 함께 취련하기 위해 필요한 양의 용선만을 래들에 장입시키게 되는 바, 이때 용선과 함께 생석회 등 유용한 성분을 포함하고 있는 상당량의 슬래그가 유출되며 또한 유황성분이 전로에 혼입되지 않도록 제거하여 폐기처리하게 된다.

TLC에 잔류된 슬래그는 별도 설비인 배재장으로 이송되어 완전히 제거된 후 상기 TLC는 다시 고로로 이동하여 도 1의 순서와 같이 용선출선에서부터 제강공장공급까지 반복하게 된다.

이와 같이, 용선탈류후에 발생하는 슬래그는 재활용이 가능함에도 불구하고 그대로 폐기처리되므로 자원의 낭비가 심하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 기존과 달리 고로에서 용선출선중 유입되는 유해한 슬래그를 용선예비처리 전단계에서 제거하고 용선예비처리공정에서는 용선중에 있는 유황을 제거하기 위하여 취입한 탈류제의 유용성분을 폐기하지 않고 TLC에 잔류시킨 다음 회수하여 고로에서 출선중 용선의 낙하에 의한 교반에너지를 이용하여 용선탈류를 효과있게 수행할 수 있도록 한 미반응 용선탈류제 처리방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은 스키머를 이용하여 고로에서 용선이 출선되면서 생긴 슬래그를 사전배재하는 단계와; 슬래그가 사전배재된 용선을 예비처리공정에서 탈류하는 단계와; 탈류완료된 용선을 TLC로 운반하여 제강공장에서 전로에 출선하기 전에 슬래그 배출 억제수단을 통해 슬래그의 유출을 최대한 방지면서 출선하는 단계와; 출선완료 후 TLC내 잔류된 슬래그를 고로로 운반하여 출선중 용선이 TLC내에 떨어지면서 생기는 교반력에 의해 슬래그와 용선이 접촉하도록 하여 탈류반응을 일으키도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미반응 용선탈류제 처리방법을 제공함에 의해 달성된다.

도 1은 종래 용선슬래그 처리과정을 보인 블럭도,

도 2는 본 발명에 따른 용선슬래그 처리과정을 보인 블럭도,

도 3 및 도 4는 본 발명의 방법을 수행하는 과정중 슬래그 배출 억제수단의 작동상태 및 그 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 슬래그에 질소가스 취입후 입자 형상변화를 보인 예시도,

도 6은 본 발명 적용 전,후의 유출슬래그양을 보인 그래프,

도 7은 본 발명 적용 전,후의 용선중 유황성분을 분포를 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 상부가이드2 : 고정가이드

3 ; 랜스4 : 질소가스

5 : 구동모터6 : 래크

7: 피니언8 : 고정브라켓

9 : TLC(TOPEDO LADLE CAR)

이하에서는, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 처리방법을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 처리방법은 고로에서 출선된 용선을 예비처리공정에서 탈류하기 전에 고로 출선이 용선에 유입된 슬래그를 미리 사전에 배재한 후 상기 용선예비처리공정을 거쳐 탈류토록 하고; 탈류완료된 용선을 TLC로 운반하여 제강공장에서 전로에 출선하기 전에 슬래그 유출 억제수단을 통해 슬래그의 유출을최대한 방지한 상태에서 출선완하며; 출선완료 후 TLC내 잔류된 슬래그를 고로로 운반하여 출선중 용선이 TLC내에 떨어지면서 생기는 교반력에 의해 슬래그와 용선이 접촉하도록 하여 탈류반응을 일으키도록 한 것이다.

상기 사전배재 과정은 고로에서 출선된 용선이 TLC 내에 장입되면 그때 생성된 슬래그는 용선보다 비중이 가벼우므로 상기 TLC의 상부로 부상되게 된다.

이때, 상기 TLC를 경동시켜 스키머(SKIMMER)를 이용하여 부상된 슬래그를 긁어내어 배재토록 한다.

이와 같이, 고로 출선시 생성된 슬래그를 용선탈류전에 사전배재시키는 것은 후속공정의 탈류처리시 생성된 미반응 탈류제 및 탈류반응에 의한 슬래그와 성분이 달라 탈류시 반응을 저해시키는 요인으로 작용하므로 미리 사전배재토록 함이 바람직하기 때문이다.

이어, 스키머에 의해 고로 출선시 생성된 슬래그가 사전배재되고 나면 TLC를 통해 용선예비처리공정으로 이송한 후 탈류작업을 수행한다.

탈류작업이 완료되면 TLC 내의 용선을 출선시켜야 하는 바, 이때 도 3 내지 도 4와 같은 슬래그 배출 억제수단을 이용하여 탈류작업시 생성된 슬래그가 최대한 배출되지 못하도록 한다.

예컨대, 상기 슬래그 배출 억제수단은 도 3을 참조하면 불활성가스, 특히 질소를 경동각도에 따라 이동되면서 TLC(9) 입구에서 안쪽으로 강하게 불어넣도록 구성한다.

즉, TLC(9) 경동각도가 45도에서 시작하여 약 120도에서 종료되므로 TLC(9)의 입구 위치는 상대적으로 출선작업에 따라 변하게 된다.

이러한 설비의 구성은 도 4에서와 같이, 횡방향으로 배설된 상부가이드(1)와, 상기 상부가이드(1)를 따라 이동가능하게 고정된 고정가이드(2), 상기 고정가이드(2)의 길이방향을 따라 그 내면에 형성된 래크(6) 및 상기 래크(6)에 치합된 피니언(7), 상기 피니언(7)의 회전축에 고정된 고정브라켓(8), 상기 고정브라켓(8)에 고정된 랜스(3) 및 구동모터(5) 그리고 상기 피니언(7)을 구동모터(5)의 회전축에 치합시켜서 이루어진다.

특히, 상기 고정가이드(2)의 길이는 TLC(9)의 경동에 따라 질소가스(4) 취입용 랜스(3) 선단이 상하로 움직이는 거리와 랜스(3) 본체의 길이를 고려하여 최소한 3.5m 이상되도록 함이 바람직하다.

이렇게 하여, TLC 경동에 따라 제강공장으로 용선이 출선되면서 배출제한된 슬래그는 출선이 완료된 후 상기 TLC에 잔류된 채 고로에서 출선되는 용선을 수강할 수 있도록 이동되게 된다.

고로에서 출선된 용선은 수강용기인 상기 TLC 내부로 떨어지면서 얻어지는 교반력에 의해 슬래그와 용선이 접촉하면서 탈류반응을 일으키게 되고, 제강공장으로 출선시 불어 넣었던 질소가스에 의해 냉각되었던 유황과 반응한 생석회의 표면은 도 5의 도시와 같이 균일이 생기면서 미반응한 생석회가 노출되어 있어 고로에서 출선된 용선과 왕성한 탈류반응을 일으키게 된다.

즉, 실질적으로는 용선예비처리공정 전에 미리 1차적인 탈류과정이 수행되게 되는 것이다.

예컨대, 통상 고로에서 출선중 유출되는 슬래그의 양은 TLC당 2.5~3톤 정도이므로 사전배재를 실시하지 않고 용선예비처리공정을 거치게 되면 탈류제가 2.2~3톤 정도 사용된다. 따라서, 전체적으로 슬래그는 약 5톤정도 발생하게 되며 제강공장에서 TLC로부터 출선되는 과정에서 약 80%정도가 유출되어 제거되고, 나머지 대부분을 후배재작업도중 TLC로부터 제거되어 폐기처분되게 된다.

그러나, 본 발명의 경우에는 제강공장에서 출선중 유출되는 슬래그의 양이 감소되고 재활용되므로 자원을 절감시킬 수 있음과 동시에 탈류작업을 더욱 촉진시켜 품질향상을 도모할 수 있는 바, 실제 본 발명을 적용한 결과 도 6과 같이 유출 슬래그양은 평균 1.5톤으로 기존대비 약 2.5톤이 감소함을 알 수 있었다.

또한, 본 발명 적용 전후의 성분비교를 나타낸 도 7의 경우에서도 출선시 유황성분이 평균 0.023%를 유지하던 종전의 공정에서는 출선후에도 거의 변화가 없었으나 본 발명에서는 0.017~0.020% 수준으로 평균 0.004% 만큼 유황성분이 저하된 것을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 의하면 실측결과 용선예비처리공정을 거쳤을 대 탈류제가 약 400kg 정도 절감됨을 확인할 수 있었다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 용선예비처리 전에 고로 출선시 생긴 슬래그를 사전배재하고, 용선예비처리시 미반응된 탈류제를 고로 용선 출선시 사용하여 미리 탈류작업시키도록 함으로써 탈류제의 사용량 절감은 물론 폐기물의 생성을 줄여 환경오염을 예방하는 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 스키머를 이용하여 고로에서 용선이 출선되면서 생긴 슬래그를 사전배재하는 단계와;

   슬래그가 사전배재된 용선을 예비처리공정에서 탈류하는 단계와;

   탈류완료된 용선을 TLC로 운반하여 제강공장에서 전로에 출선하기 전에 슬래그 배출 억제수단을 통해 슬래그의 유출을 최대한 방지면서 출선하는 단계와;

   출선완료 후 TLC내 잔류된 슬래그를 고로로 운반하여 출선중 용선이 TLC내에 떨어지면서 생기는 교반력에 의해 슬래그와 용선이 접촉하도록 하여 탈류반응을 일으키도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미반응 용선탈류제 처리방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 출선단계에서 TLC의 경동각도에 대응하여 상기 슬래그 배출 억제수단이 상하이동되면서 불활성가스를 상기 TLC 내부로 불어넣어 슬래그의 유출을 방지하는 것을 특징으로 하는 미반응 용선탈류제 처리방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 불활성가스는 질소가스인 것을 특징으로 하는 미반응 용선탈류제 처리방법.