상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 출강 완료후 바로 전로를 정립한후(미배재) 공취를 실시하는 것을 그 요지로 한다.
또한, 본 발명은 공취 초기에 승온제를 투입함으로 공취시 노내 부위기 온도를 상승함을 그 요지로 한다.
이를 위해 본 발명은 크게 정련 단계와 공취 단계, 코팅 단계로 구성되어 지는데, 용선을 전로에 장입후 취련을 완료한다음 출강완료후 슬래그를 배재하지 않은 상태에서 바로 노정립을 하는 정련단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 정련단계를 거친 후 바로 전로에 산소(O2)를 취입하는 단계, 산소 취입 즉시 상기 승온제를 투입하는 단계로 구성되어 지는 공취단계를 더욱 포함한다.
또한, 본 발명은 공취 단계 후 잔슬래그를 부분배재 또는 완전배재 하는 단계, 코크스 또는 부원료를 투입하는 단계,질소를 통입하는 단계로 구성되어 지는 코팅 단계를 더욱 포함한다.
여기서 상기 승온제는 페로 실리콘(Fe-Si)으로 이루어짐이 바람직하다.
또한, 상기 페로 실리콘은 공취 시점에 5~10kg/잔슬래그(톤)당으로 투입함이바람직하다.
또한, 본 발명은 공취 싯점에 승온을 하기 위하여 상기 승온제를 한가지 또는 다수의 승온제를 연속적으로 추가 분할 투입할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전로 공취시 노내 분위기 온도 상승 방법에 대한 흐름도이다.
상기한 도면에 의하면, 본 발명은 용선을 전로에 장입후 취련하는 단계와, 취련이 완료된 후 용강을 전로로부터 출강하는 단계, 출강 완료 후 슬래그를 배재하지 않은 상태에서 바로 노정립을 하는 정련단계와; 정련 단계 후 바로 전로에 산소를 취입하는 단계, 산소 취입 즉시 승온제로 페로 실리콘(Fe-Si)을 투입하는 단계로 구성되어 지는 공취단계와; 잔슬래그를 부분배재 또는 완전배재 하는 단계, 코크스 또는 부원료를 투입하는 단계, 질소를 통입하는 단계로 구성되어 지는 코팅 단계를 포함한다.
여기서 출강 완료후 바로 전로를 정립하는 것은 산소 랜스의 산소 분사각이 노구 지금 주변에만 정확히 맞추어 지지 못함으로 발생되는 일부 산소가 노내 내화물과 직접적으로 반응하지 못하도록 하는 것과, 잔슬래그중의 T.Fe와 반응하여 FeO를 형성할때 발생되는 산화열을 이용하여 노내 분위기를 상승하는 첫단계이다.
또한 노내 분위기 온도를 상승하기 위한 방법으로 페로 실리콘(Fe-Si)을 공취 초기에 투입하는데 페로 실리콘(Fe-Si)을 투입하면 Fe는 산소와 반응하여 FeO가발생되고 실리콘(Si)은 산소와 반응하여 규사(SiO2)가 된다.
그러므로 발열반응에 의하여 노내 승온효과를 볼수 있으며 따라서 노내 분위기 온도가 상승되고 노구 지금이 예열이 잘되어 공취효율을 향상시킬수 있는 것이다.
여기서 노내 분위기 온도를 상승하기 위한 목적으로 투입되는 재료에 있어서 실리카본(SiC), 페로망간(Fe-Mn) 등의 반응성 물질이 있으나, 실리카본은 경제적으로 저렴하여 사용가치는 있으나 탄소를 포함함으로 투입량에 극한 한정을 받는 단점이 있고, 페로 망간의 경우 고가이면서 망간은 산화도를 좌우함으로 투입량이 많을 경우 품질을 저하시킴으로 이또한 투입량의 한정을 받는 문제점이 있다.
또한 승온을 시킬 목적으로 취련 중 또는 배재 후에 투입함에 있어서는 Si계는 취련중 산소(O)와 만나 규사(SiO2)생성으로 취련 중 염기도 하락으로 슬로핑 발생 및 Mn계의 경우 산화망간(MnO)생성으로 산화도 증가에 따른 품질저하의 요인이 된다. 따라서 공취 시점에 투입하고 공취 후에는 배재함이 바람직하다.
따라서 취련 중에 가장 많이 투입하고 있는 열원제로는 탄소(코크스,무연탄)를 많이 투입하는데 이는 많은 양을 투입함으로 탄소내 함유된 황(S)성분에 의한 투입에 제약 및 탄소가 슬래그 중의 FeO와 반응하여 슬래그중의 T.Fe를 감소시킴으로 슬래그 재화가 불리해 지는 문제점이 있다.
다음 단계로는 부분 배재(또는 전량배재)를 실시하는 데 부분 배재를 실시 하는 이유로는 노체 코팅(Coating)을 실시 할 때 최적의 코팅력을 얻는 것과 취련시 잔슬래그의 염기도를 상향 시킬수 있도록 공취시 실리콘 투입후 생성된 규사(SiO2)성분을 감소시켜 줌으로 슬로핑(Slopping:슬래그 넘침현상) 감소등으로 안정적인 취련을 할 수 있는 장점이 있기 때문이다.
또한 신속하게 공취 후 부분배재를 하고 바로 노구지금제거 함으로 전로 노구 주변에 가열된 슬래그와 지금이 쉽게 분리되어 노구 지금 제거 시간도 단축할 수 있다.
전로 정련시 열원 부족 현상을 억제하기 위하여 실험을 하였으나 Fe-Si(페로실리콘),또는 실리카본(SiC)등을 투입하였으나 이는 정련중이라 배재를 할 수 없어 노내 슬래그 염기도를 저하시키고 규사 발생량이 증가하여 슬로핑 발생 등의 문제가 있으며 또한 배재를 하면 다시 용강 온도가 하락하는 등 이중적인 문제점이 있었다.
또한 공취시 승온제를 한꺼번에 투입시 많은 화염과 슬래그의 넘침 조짐이 보임으로 배가스 방출에 문제가 있을수 있음으로 승온제를 여러 번 나누어 투입함이 바람직하다.
또한 공취시에는 복합전로의 노구직경에 따라 적절한 랜스(Lance) 높이가 결정되며 노구직경이 3300mm이고 기체분사각이 11°,Lance Nozzle의 각이 16°인 Lance를 사용할 경우에는 1310∼1350mm가 적절하다.
산소유량의 경우는 통상적으로 450Nm3/Min가 적절한 것으로 인식되고 있으며 시간은 4∼8분 정도 실시하게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
하기 표 1과 같은 조성의 슬래그 10톤을 이용하여 공취를 실시하였다.
실시예에 사용된 전로슬래그 조성(wt%)
주성분 |
CaO |
SiO2 |
T.Fe |
MgO |
MnO |
P2O5 |
Al2o3 |
TiO2 |
분석치 |
43.36 |
9.78 |
24.92 |
6.96 |
3.3 |
3.21 |
2.15 |
1.11 |
공취시 승온제(페로실리콘) 투입에 따른 실험 결과
|
공취량Nm3/h |
Fe-Si투입량(kg/slag_Ton) |
전로연와 온도(℃) |
잔슬래그 코팅후SIO2성분(wt%) |
전로SlagT.Fe(%) |
전로용강성분[P] |
비고 |
종례예 |
1000 |
무 |
985℃ |
12 |
15.0 |
19.8 |
온도 상승 효과미흡 |
비교예1 |
1000 |
1 |
990℃ |
13 |
15.5 |
19.1 |
온도 상승 효과미흡 |
비교예2 |
1000 |
2 |
999℃ |
14 |
16.4 |
18.7 |
온도 상승 효과미흡 |
비교예3 |
1000 |
3 |
1005℃ |
15 |
16.9 |
17.5 |
온도 상승 효과미흡 |
비교예4 |
1000 |
4 |
1020℃ |
16 |
17.2 |
16.5 |
온도 상승 효과미흡 |
발명예1 |
1000 |
5 |
1051℃ |
18 |
17.9 |
15.4 |
양호 |
발명예2 |
1000 |
7 |
1060℃ |
22 |
18.5 |
13.0 |
양호 |
발명예3 |
1000 |
10 |
1105℃ |
26 |
18.9 |
12.5 |
양호 |
비교예5 |
1000 |
11 |
1107℃ |
30 |
19.4 |
15.2 |
취련중 슬로핑 발생 큼 |
비교예6 |
1000 |
12 |
1110℃ |
31 |
20.5 |
16.4 |
취련중 슬로핑 발생 큼 |
비교예7 |
1000 |
13 |
1115℃ |
32 |
21.7 |
17.4 |
취련중 슬로핑 발생 큼 |
종례예의 경우 공취시 전로연와 온도가 (평상시1100℃)보다 떨어지는 경향이 많으며 비교예1의 경우 약간은 떨어지는 경향이 낮으나 그 효과가 미흡하고비교예2의 규사발생량이 많아 정련반응중 슬래그 점도가 높아져 슬로핑 발생이 일어나는 문제점이 있다.
비교예 1~4의 경우 온도 상승효과가 미흡하여 노내 슬래그재화 불량 및 소강 인(P)성분이 안정화 되지 못함으로 캐취 카본(Catch Carbon)을 높일 수 없는 단점이 있었으며, 비교예 5~7의 경우 투입과 즉시 슬래그가 노구로 넘쳐나는 현상이 발생되면서 취련 중에도 꾸준히 슬로핑이 발생되어 작업 불안 및 염기도 저하에 따른 부원료인 생석회(CaO) 사용량이 증가하는 것을 알수 있다.
본 실시예의 경우 노내 분위기 온도가 목표하는 1050~1100℃수준으로 안정화 되어 있으면서 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 잔슬래그 중의 T.Fe도 15~20%내외, 소강 인(P) 15PPM이내로 안정화되었음을 알수 있다.
도 2의 그래프를 살펴보면, 초기 잔슬래그량이 종래치보다 많아서 초기 T.Fe가 높은 것을 알 수 있다. 즉, 슬래그 재화가 좋아졌음을 확인할 수 있다.