KR20150113342A - Method for operating electric arc furnace - Google Patents

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KR20150113342A
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김명진
변영일
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현대제철 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a method to operate an electric arc furnace wherein power transmission time and an entire operational time can be reduced; thereby a power unit can be reduced by charging a heating agent for raising a temperature of a molten steel by reacting with the molten steel during operation of the electric arc furnace into the electric arc furnace at a point of time of a melt-down after charging scraps for a last time. The present invention comprises the steps of: manufacturing molten steel by charging and melting scraps; charging a heating agent composed of Fe-Si ferroalloy scraps capable of providing the molten steel with a heat of reaction by oxidation at the point of time of the melt-down after charging the scraps for the last time during the step of manufacturing the molten steel; raising the temperature of the manufactured molten steel; and tapping the molten steel having the temperature thereof raised.

Description

전기로 조업방법{METHOD FOR OPERATING ELECTRIC ARC FURNACE}[0001] METHOD FOR OPERATING ELECTRIC ARC FURNACE [0002]

본 발명은 전기로 조업방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기로 조업 시 송전(送電) 시간 및 전체 조업 시간을 단축시킬 수 있게 할 뿐만 아니라 그로 인해 전력 원단위를 절감할 수 있게 하는 전기로 조업방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electric furnace operation method, and more particularly, to an electric furnace operation method capable of shortening a transmission time and a total operation time when operating an electric furnace, .

일반적으로 용선 및 용강을 생산하기 위한 방법은 고로 조업 및 전기로 조업으로 나누어진다. 고로 조업은 철광석과 코크스를 이용하여 고로에서 용선을 생산하는 방법이고, 전기로 조업은 고철 스크랩을 이용하여 전기로에서 용강을 생산하는 방법이다. Generally, methods for producing molten steel and molten steel are divided into blast furnace operation and electric furnace operation. The blast furnace operation is a method of producing molten iron in a blast furnace using iron ore and coke, and electric furnace operation is a method of producing molten steel in an electric furnace by using scrap metal scrap.

다시 말해, 전기로는 전극 사이에 고철 스크랩을 적치한 후, 전기를 통전시켜 이때 발생하는 아크(arc)열을 이용하여 고철 스크랩을 용융시키는 설비이다. In other words, the electric furnace is a facility which scrapes scrap steel between the electrodes, and then electricity is supplied to melt the scrap metal scrap using arc heat generated at this time.

관련 선행기술로는 한국등록특허 제 0406920 호(등록일자: 2003. 11. 12. 명칭: "용탕 승온용 실리콘(Si)-카본(C)계 브리케트")가 있다.
A related prior art is Korean Patent No. 0406920 (registered on November 12, 2003 under the name of "Silicon (Si) -carbon (C) bricket for heating up molten metal)").

본 발명은 전기로 조업 시 용강과 반응하여 용강의 온도를 상승시키는 승온재를 최종회 스크랩 장입 후 용락시점에 전기로에 장입함으로써, 송전(送電) 시간 및 전체 조업 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 그로 인해 전력 원단위를 절감할 수 있게 하는 전기로 조업방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention can shorten the transmission time and the total operating time by charging the heating material which reacts with the molten steel during the electric furnace operation and raises the temperature of the molten steel into the electric furnace at the time of electrolysis after charging the last scrap, And to provide an electric furnace operation method that can reduce power consumption.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기로 조업방법은, 스크랩를 장입한 후 용해시켜 용강을 제조하는 단계; 용강 제조 단계 중, 최종회 스크랩 장입 후 용락 시점에 산화반응에 의해 반응열을 용강에 제공할 수 있는 Fe-Si 합금철 스크랩으로 이루어진 승온재를 장입하는 단계; 제조된 용강 승온시키는 단계; 및 승온된 용강을 출강시키는 단계;를 포함할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electric furnace operation method including: preparing molten steel by charging and discharging scrap; Charging a heating member made of Fe-Si alloy steel scrap capable of providing molten steel with a reaction heat by an oxidation reaction at the time of electrolysis after the last scrap charging in the molten steel production step; Heating the produced molten steel; And introducing the heated molten steel.

구체적으로 승온재는 스크랩 전체의 장입량을 100중량%에 대하여 1.5~3.0중량% 장입될 수 있다. Specifically, the heating material may be charged in an amount of 1.5 to 3.0 wt% based on 100 wt% of the entire scrap.

구체적으로 승온재는 5~50㎜의 입자 크기를 가지면서 전기로의 대천정 부원료 슈트를 통해 장입될 수 있다.
Specifically, the temperature increase material can be charged through the large-ceiling sub-raw material chute of the electric furnace with a particle size of 5 to 50 mm.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전기로 조업방법에 의하면, 용강과 반응하여 용강의 온도를 상승시키는 승온재를 최종회 스크랩 장입 후 용락시점에 전기로에 장입시킴으로써, 승온재의 반응열을 이용해 용강의 온도를 상승시켜 송전(送電) 시간 및 전체 조업 시간을 단축시킬 수 있기 때문에 전력 원단위를 절감할 수 있게 하는 이점이 있다.
As described above, according to the electric furnace operating method of the present invention, the heating member that increases the temperature of the molten steel by reacting with the molten steel is charged into the electric furnace at the time of solubility after the last scrap charging, Power transmission time and total operation time can be shortened, so that it is possible to reduce power consumption.

도 1은 본 발명과 관련된 전기로를 개략적으로 나타낸 도면이며, 그리고
도 2는 본 발명에 따른 전기로 조업방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a schematic view of an electric furnace related to the present invention, and FIG.
2 is a flowchart showing an electric furnace operation method according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명과 관련된 전기로를 개력적으로 나타낸 도면으로서, 전기로(100)의 노체(110)는 스크랩이나 다른 부자재를 장입할 수 있도록 선회가 가능한 상부(110a)와, 강판제 철판과 내부에 축조된 내화벽으로 이루어진 하부(110b)로 나누어진다. 이러한 전기로(100)는 전열(電熱)을 이용하여 피용융재인 스크랩을 용융시키거나 가열하는 것으로, 전기로(100)는 발열방식에 따라 저항로, 아크로, 유도로로 나누어진다. Fig. 1 is a view showing the electric furnace related to the present invention. The furnace 110 of the electric furnace 100 includes an upper portion 110a capable of turning so as to be able to load scrap or other subsidiary material, And a lower portion 110b made of a refractory wall built in the lower portion 110b. This electric furnace 100 melts or heats scrap which is a molten material by using electric heat. The electric furnace 100 is divided into a resistance furnace, an arc furnace, and an induction furnace according to a heating method.

도 1에 도시된 전기로(100)는 전술한 전기로(100) 중 아크로를 나타낸 것으로, 아크로는 노체(110) 안에 놓인 3개의 전극(120)과 피용융재(스크랩) 사이에 발생하는 아크(arc)형태의 전류를 피용융재에 인가할 수 있도록 형성된다. The arc furnace of the electric furnace 100 shown in Fig. 1 shows an arc of the electric furnace 100 described above. The arc furnishes an arc generated between the three electrodes 120 placed in the furnace body 110 and the molten material (scrap) so that an arc-shaped current can be applied to the molten material.

그리고 피용융재인 스크랩은 인가되는 전류에 의해 용융되어 용강(M)을 형성하며, 용강(M)은 출강구(130)를 통해 노체(110)와 별도로 구비되는 래들(200)로 출강된다. The scrap which is the molten material is melted by the applied current to form molten steel M and molten steel M is led through ladder 130 to ladle 200 separately provided from furnace body 110.

그런데, 전술한 아크로를 이용한 용강 제조 조업은 전력에너지와 산소만으로 스크랩을 용해하기 때문에 전력의 소모가 과다한 문제점이 있었다. 또한 종래의 전기로 조업에서는 용강을 제조하는 시간이 길어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the scrap is melted only by electric energy and oxygen, there is a problem that power consumption is excessively high. In addition, in the conventional electric furnace operation, there is a problem that the time for manufacturing molten steel is long and the productivity is lowered.

따라서 용강을 제조하는 시간을 단축할 수 있으면서 전력의 소모를 줄일 수 있는 전기로 조업방법이 요구되고 있는 실정이다. Accordingly, there is a demand for an electric furnace operation method capable of shortening the manufacturing time of the molten steel and reducing power consumption.

하기에는 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전기로 조업방법을 설명한다. Hereinafter, an electric furnace operation method according to the present invention for solving the above-mentioned problems will be described.

본 발명에서는 전기로 조업 시 용강과 반응하여 용강의 온도를 상승시키는 승온재를 최종회 스크랩 장입 후 용락시점에 전기로에 장입하여 제조되는 용강의 온도를 상승시켜 송전(送電) 시간 및 전체 조업 시간을 단축시킴으로써, 전력 원단위를 절감할 수 있게 하는 전기로 조업방법을 제공한다.According to the present invention, a heating member that reacts with molten steel during operation of an electric furnace to increase the temperature of the molten steel is charged into the electric furnace at the time of solubilization after charging the last scrap, thereby raising the temperature of the molten steel to shorten the transmission time and the total operating time To provide an electric furnace operation method that can reduce power consumption.

도 2는 본 발명에 따른 전기로 조업방법을 나타낸 순서도로서, 본 발명에 따른 전기로 조업방법은, 전기로(100)에 스크랩를 장입한 후 용해시켜 용강을 제조하는 단계(S1), 전술한 용강 제조 단계(S1) 중, 최종회 스크랩 장입 후 용락 시점에 승온재를 장입하는 단계(S2), 제조된 용강을 후속되는 공정에 적합하도록 대략 1500~1650℃로 승온시키는 단계(S3), 및 승온된 용강을 출강시키는 단계(S4)를 포함한다. FIG. 2 is a flowchart showing an electric furnace operating method according to the present invention. The electric furnace operating method according to the present invention includes a step S1 of charging a scrap into an electric furnace 100 and melting it to manufacture molten steel, A step (S2) of charging a temperature increasing material at the time of solubility after the last scrap charging in the manufacturing step (S1), a step (S3) of raising the manufactured molten steel to approximately 1500 to 1650 캜 suitable for the subsequent process, And introducing molten steel (S4).

여기서, 용강을 승온시키는 단계(S3), 및 승온된 용강을 출강시키는 단계(S4)는 종래의 전기로 조업과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.Here, the step (S3) of raising the molten steel and the step (S4) of raising the heated molten steel are the same as those in the conventional electric furnace operation, and therefore, detailed description thereof will be omitted.

한편, 본 발명의 단계(S1)에서의 스크랩 장입 및 장입된 스크랩의 용해는 총 2회로 분할되어 전기로(100)에 장입되어 용해되거나, 또는 총 3회로 분할되어 전기로(100)에 장입되어 용해된다. In the meantime, the scrap charging in step S1 of the present invention and the dissolution of the charged scrap are divided into two in total, charged into the electric furnace 100 and melted, or divided into three in total, and charged into the electric furnace 100 Lt; / RTI >

이때, 스크랩이 총 2회로 분할되어 전기로(100)에 장입될 경우 1차 스크랩 장입 단계에서는 전체 스크랩 장입량의 약 75%의 스크랩이 장입된 후 1차 용해되고, 2차 스크랩 장입 단계에서는 전체 스크랩 장입량의 약 25%의 스크랩이 장입된 후 2차 용해된다. At this time, when the scrap is divided into two parts in total and charged into the electric furnace 100, about 75% of the total amount of scrap is charged in the primary scrap charging step and then melted first, and in the secondary scrap charging step, Approximately 25% of the amount of scrap is charged and then dissolved secondarily.

그리고 스크랩이 총 3회로 분할되어 전기로(100)에 장입될 경우 1차 스크랩 장입 단계에서 전체 스크랩 장입량의 약 40~50%의 스크랩이 장입된 후 1차 용해되고, 2차 스크랩 장입 단계에서 전체 스크랩 장입량의 약 25~30%의 스크랩이 장입된 후 2차 용해되며, 3차 스크랩 장입 단계에서 전체 스크랩 장입량의 약 25~30%의 스크랩이 장입된 후 3차 용해된다.When the scrap is divided into three parts and is charged into the electric furnace 100, about 40 to 50% of the scrap is charged in the primary scrap charging step and then melted in the primary scrap charging step. In the secondary scrap charging step, Approximately 25 ~ 30% of the scrap charge is charged and then secondarily dissolved. In the third scrap charge stage, about 25 ~ 30% of the total scrap charge is charged and then dissolved third.

이러한 스크랩 장입은 원료 베이(bay)에서 집게 또는 자석을 이용하여 다수의 바스켓(basket)에 나누어져 적입되며, 스크랩 장입 및 장입된 스크랩의 용해는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. Such scrap charging is divided into a plurality of baskets using a forceps or a magnet in a raw material bay, and the scrap charging and the dissolving of the charged scrap are well-known techniques, and thus detailed description thereof will be omitted.

한편, 승온재의 장입(S2)은 분할되어 장입되는 스크랩 중, 최종회 스크랩 장입 후 용락 시점에 장입된다. 여기서 용락은 전기로(100)에 장입된 스크랩이 80% 정도 용해된 시점으로 용강(M)의 온도는 대략 1480~1520℃이며, 전체 투입전력의 70~80% 투입 시점을 말한다. On the other hand, the charging (S2) of the temperature-rising material is charged at the time of the application of the scrap after the last scrap charging among the scrap to be charged. In this case, the capacity of the molten steel M is about 1480 to 1520 캜, which is the time point when the scrap charged in the electric furnace 100 is melted to about 70% to 80% of the total input power.

승온재는 반응열을 일으킬 수 있는 재료, 즉 승온재는 전기로(100) 내에 장입된 후 산화반응에 의한 반응열을 용강(M)에 제공할 수 있게 하는 재료를 채택한다. The temperature raising material adopts a material capable of causing a heat of reaction, that is, a material capable of providing the molten steel M with a heat of reaction due to the oxidation reaction after being charged into the electric furnace 100.

바람직하게는 승온재는 제강공장에서 일반적으로 사용되는 Fe-Si 합금철 스크랩을 채택한다. 더욱 바람직하게는 승온재는 60중량%를 초과하고 75중량% 미만의 "Si"과 5중량% 미만의 "Al" 및 "C"를 주성분으로 나머지는 "Fe", "S", "P"과 보통의 불순물로 이루어진 Fe-Si 합금철 스크랩을 채택한다. Preferably, the temperature-raising material employs Fe-Si alloy steel scrap which is commonly used in steel mills. More preferably, the temperature raising material is more than 60 weight%, less than 75 weight% of "Si" and less than 5 weight% of "Al" and "C" as main components and the remainder as "Fe", "S" Fe-Si alloy steel scrap made of ordinary impurities is adopted.

이와 같은 Fe-Si 합금철 스크랩으로 이루어진 승온재를 전기로(100)에 장입하면 아래의 반응식 1 내지 반응식 3과 같은 발열 화학반응에 의해 용강(M)의 온도는 상승하게 된다. When the heating member made of such Fe-Si alloy steel scrap is charged into the electric furnace 100, the temperature of the molten steel M is increased by the exothermic chemical reaction as shown in the following reaction formulas 1 to 3.

<반응식 1><Reaction Scheme 1>

Si(s) + O2(g) = SiO2 Si (s) + O 2 ( g) = SiO 2

<반응식 2><Reaction Scheme 2>

2Al(s) + 11/2O2(g) = Al2O3 2Al (s) + 11 / 2O 2 (g) = Al 2 O 3

<반응식 3><Reaction Scheme 3>

C(s) + 1/2O2(g) = COC (s) + 1 / 2O 2 (g) = CO

즉, 승온재가 장입되면 승온재의 "Si", "Al", "C"가 용강(M) 중의 산화철과 반응하여 철과 환원되면서 열을 발생하여 용강(M)의 온도는 상승하게 된다. That is, when the temperature increasing material is charged, "Si", "Al" and "C" of the temperature increasing material react with the iron oxide in the molten steel M to be reduced with iron to generate heat to raise the temperature of the molten steel M.

한편, 승온재는 스크랩 전체의 장입량 100중량%에 대하여 1.5~3.0중량% 장입된다. 그리고 승온재는 5~50㎜의 입자 크기를 가지면서 전기로(100)의 대천정 부원료 슈트(도시되지 않음)를 통해 장입된다. On the other hand, the temperature increase material is charged in an amount of 1.5 to 3.0% by weight based on 100% by weight of the entire scrap. The temperature-rising material is charged through the large-ceiling sub-material chute (not shown) of the electric furnace 100 with a particle size of 5 to 50 mm.

여기서 승온재가 3.0중량%를 초과하여 장입되면 용강(M) 내 "C" 및 "P" 성분이 상승하기 때문에 용강(M) 성분불량의 문제가 발생하게 되며, 승온재가 1.5중량% 미만으로 장입되면 용강(M)의 승온 효과가 미비하게 된다. If the heating material is charged in an amount exceeding 3.0% by weight, the "C" and "P" components in the molten steel M rise, The effect of raising the temperature of the molten steel M becomes insufficient.

그리고 승온재가 5㎜ 미만의 크기를 가지면 용강(M) 상부에서 슬래그와의 반응하여 용강(M)과 반응하지 못하며, 승온재가 50㎜를 초과하는 크기를 가지면 승온재 장입 시 부원료 슈트에 막힘현상이 발생하게 된다. If the heating material has a size of less than 5 mm, it reacts with the slag at the upper part of the molten steel (M) and does not react with the molten steel (M). If the heating material has a size exceeding 50 mm, .

하기의 표 1.은 일반강용 용강 제조 시 종래 전기로 조업과 본 발명에 따른 전기로 조업을 비교한 결과이다. Table 1 below shows the results of a comparison between a conventional electric furnace operation and an electric furnace operation according to the present invention.

스크랩
장입량(T)scrap
Charge amount (T) 용강
회수율(%)Molten steel
Recovery rate (%) 송전시간
(min)Transmission time
(min) 조업시간
(min)Operating time
(min) 전기로 전력Electric furnace power 투입량(h)Input (h) 원단위(h/T)The basic unit (h / T) 비교예Comparative Example 94.794.7 91.091.0 45.345.3 58.258.2 35,49635,496 411.5411.5 발명예Honor 93.693.6 90.790.7 44.144.1 56.656.6 32,95032,950 388.0388.0

표 1에서 확인 할 수 있듯이, 본 발명에 따른 전기로 조업(실시예)은 종래 전기로 조업(비교예)에 비해 용강 회수율이 다소 떨어지지만 송전(送電) 시간이 단축되는 것을 확인할 수 있었으며, 이러한 송전 시간 단축으로 전력 원단위를 절감할 수 있음을 확인할 수 있었다. As can be seen from Table 1, the electric furnace operation (embodiment) according to the present invention can confirm that although the recovery rate of the molten steel is slightly lower than that of the conventional electric furnace operation (comparative example), the transmission time is shortened. It can be seen that power consumption can be reduced by shortening transmission time.

또한 송전 시간의 단축으로 인해 전체적인 조업 시간이 단축되는 것을 확인할 수 있었다. In addition, it was confirmed that the overall operating time was shortened by shortening the transmission time.

이와 같은 본 발명의 전기로 조업방법에 따르면, 용강과 반응하여 용강의 온도를 상승시키는 승온재를 최종회 스크랩 장입 후 용락시점에 전기로에 장입시킴으로써, 승온재의 반응열을 이용해 용강의 온도를 상승시켜 송전(送電) 시간 및 전체 조업 시간을 단축시킬 수 있기 때문에 전력 원단위를 절감할 수 있게 한다. According to the electric furnace operating method of the present invention, the heating member for raising the temperature of the molten steel by reacting with the molten steel is charged into the electric furnace at the time of solubilization after charging the last scrap, thereby raising the temperature of the molten steel by the reaction heat of the temperature- Power transmission) time and overall operating time can be shortened, thereby reducing power consumption.

상기와 같은 전기로 조업방법은위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
The electric furnace operation method as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined to make various modifications.

100 : 전기로 110 : 노체
120 : 전극 130 : 출강구
M : 용강 200 : 래들100: Electric furnace 110: Noche
120: electrode 130:
M: molten steel 200: ladle

Claims (3)

스크랩를 장입한 후 용해시켜 용강을 제조하는 단계(S1);
상기 용강 제조 단계(S1) 중, 최종회 스크랩 장입 후 용락 시점에 산화반응에 의해 반응열을 상기 용강에 제공할 수 있는 Fe-Si 합금철 스크랩으로 이루어진 승온재를 장입하는 단계(S2);
제조된 상기 용강 승온시키는 단계(S3); 및
승온된 용강을 출강시키는 단계(S4);를 포함하는 전기로 조업방법.
(S1) a molten steel is produced by dissolving the scrap after charging it;
A step (S2) of charging a temperature-increasing member made of Fe-Si alloy steel scrap capable of providing a molten steel with a reaction heat by an oxidation reaction at the time of solubilization after the last scrap charging in the molten steel production step (S1);
A step (S3) of raising the molten steel produced; And
(S4) of raising the heated molten steel.
청구항 1에 있어서,
상기 승온재는 상기 스크랩 전체의 장입량을 100중량%에 대하여 1.5~3.0중량% 장입되는 전기로 조업방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heating material is charged in an amount of 1.5 to 3.0 wt% based on 100 wt% of the entire scrap.
청구항 1에 있어서,
상기 승온재는 5~50㎜의 입자 크기를 가지면서 상기 전기로의 대천정 부원료 슈트를 통해 장입되는 전기로 조업방법.The method according to claim 1,
Wherein the heating member has a particle size of 5 to 50 mm and is charged through a large-ceiling sub-material chute of the electric furnace.
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