KR20170117168A - 상저취 전로의 조업 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 상저취 전로를 이용하여 탈탄 정련을 행함에 있어서, 노체(furnace body)의 진동 및 더스트의 발생을 억제하고, 또한 노벽 내화물의 손모를 억제할 수 있는 상저취 전로의 조업 방법을 제안한다.
(해결 수단) 복수개의 산소 가스 분사용 랜스 노즐을 갖는 상취 다공 랜스를 이용하여, 그 랜스 노즐로부터의 산소 제트를 당해 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 경사시킨 노즐 경사각으로 분사함과 함께, 노저(furnace bottom)에는 n개의 저취 송풍구를 설치하고, 그 저취 송풍구로부터는 교반용 가스를 취입하는 상저취 전로의 조업에 있어서, 상기 상취 다공 랜스로부터 분사되는 상취 산소 제트가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역의 관계의 정도를 나타내는 간섭도(IR)를 0.7 이하로 하는 상저취 전로의 조업 방법.

Description

상저취 전로의 조업 방법{METHOD FOR OPERATING TOP-BLOWN CONVERTER}

본 발명은, 노벽 내화물의 손모(wear)와 더스트의 발생을 억제하려고 할 때에 유효한 상저취 전로(top and bottom blowing converter)의 조업 방법에 관한 것이다.

상저취 전로의 조업, 특히 탈탄 정련에 있어서는, 생산성의 향상을 도모하기 위해, 단위 시간당의 산소 가스 공급량을 늘린 조업이 행해진다. 단, 산소 가스의 공급량을 늘리는 것은, 철분이 더스트로서 비산하기 쉬워지는 것을 의미하고 있고, 그것이 주변의 기기 혹은 노측벽(furnace side wall)이나 노구(爐口) 부근에 부착하는 현상이 있다. 이 더스트는, 노 내에서 발생하는 기포가 용철 욕면으로부터 입철(grained iron)을 수반하여 이탈함으로써 발생하는 것(소위 「버블 버스트」)과, 철 원자가 증발함으로써 발생하는 것(소위 흄(fume))으로 대별되고, 탈탄 정련이 진행함에 따라, 그 발생 비율은 변화하는 것이 알려져 있다.

또한, 상기 탈탄 정련에 있어서, 용선(hot metal)은, 그 중의 탄소가 탈탄 반응이 진행함에 따라 점차 감소하기 때문에, 최종적으로는 용강이 되지만, 용선의 단계와 용강의 단계를 명확하게 구별할 수 없기 때문에, 이하에서는 용선과 용강을 총칭하여 「용철」이라고 한다.

비산한 더스트(철분)는, 어떠한 원인으로 발생한 것이라도 회수되어, 다시 철원으로서 재이용된다. 그러나, 더스트로부터의 철분의 회수는, 작업비가 증가하는 것이나, 상저취 전로의 가동률의 저하를 초래하는 문제가 있다. 그 때문에, 종래, 상저취 전로의 탈탄 정련시에 있어서의 조업에서는, 더스트의 발생을 억제하는 것이 검토되고 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 상취 랜스의 각 랜스 노즐로부터 분사되는 산소 제트가 용철 욕면에 충돌함으로써 형성되는 2000℃를 초과하는 고온 반응 영역(소위 「화점」)에 착안한 기술이 개시되어 있다. 즉, 서로 이웃이 되는 화점끼리가 서로 겹치는 상태를 오버랩률이라고 하는 지표값으로 정의하고, 그 값이 20％ 이하가 되도록 상취 랜스로부터의 산소 제트의 분사 각도를 조정함으로써, 더스트 발생을 억제하는 방법이다.

또한, 특허문헌 2에는, 중심공(center hole)을 포함하여 7공을 갖는 상취 다공 랜스를 이용하여, 오버랩률을 30％ 이하로 함과 함께, 화점의 최외주로 둘러싸이는 면적에 차지하는 화점의 총면적의 비율을 75％ 이하가 되도록 상취 랜스로부터의 산소 제트의 분사 각도를 조정함으로써, 더스트를 억제하는 기술이 개시되어 있다.

이들 기술은, 상취 랜스로부터 분사되는 산소 제트의 상호 간섭을 억제함으로써, 버블 버스트에 기인하는 더스트의 발생을 억제하는 것이다. 그러나, 흄에 기인하는 더스트를 억제하기 위해 유효한 기술이라고는 할 수 없다.

한편, 탈탄 정련에 있어서, 상저취 전로 내에 수용된 용철은, 상취 랜스로부터 분사되는 산소 제트나 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스(예를 들면 불활성 가스, 산화성 가스 등)에 의해 요동하는 것이 알려져 있다. 그 용철의 요동은, 더스트(특히 버블 버스트에 기인하는 더스트)의 비산을 조장한다. 따라서, 용철의 요동이나 노체(furnace body)의 진동을 억제하는 것은, 더스트의 발생을 억제하기 위해 중요하다고 말할 수 있는 것이다. 또한, 노체의 진동의 억제는, 설비 고장을 방지하는 효과도 있다.

특허문헌 3에는, 상취 랜스로부터 분사되는 산소 제트에 의해 형성되는 화점과 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스가 부상하는 영역이 중복하지 않도록, 산소 제트의 분사 각도를 20∼30°의 범위로 조정함으로써, 노체의 진동을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 산소 제트의 분사 각도를 과잉으로 증가시키면, 상저취 전로의 내화물이 손모되기 쉬워진다.

또한, 용철이나 용융 슬래그의 비산(소위 슬로핑(slopping))은, 버블 버스트나 흄에 기인하는 더스트와 동일하게, 노벽이나 노구 부근에 부착하고, 그것이 퇴적하면, 상저취 전로의 조업에 지장을 초래하기 때문에, 방지하지 않으면 안된다.

특허문헌 4에는, 복수의 화점으로 형성되는 원의 안쪽에 저취 송풍구를 배치함으로써, 스피팅(spitting)을 억제하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 고온의 화점이 노벽의 근처에 배치되기 때문에, 상저취 전로의 노벽 내화물이 손모되기 쉬워진다.

일본공개특허공보 소60-165313호 일본공개특허공보 2002-285224호 일본공개특허공보 소58-16013호 일본공개특허공보 2013-142189호

본 발명의 목적은, 종래 기술이 안고 있는 전술의 문제점을 해소하고, 상저취 전로에 있어서의 탈탄 정련기의 조업에 있어서, 노체의 진동 및 더스트의 발생을 억제하고, 또한 노벽 내화물의 손모를 억제할 수 있는 상저취 전로의 조업 방법을 제안하는 것에 있다.

발명자들은, 특허문헌 1∼4에 개시된 기술을 더욱 개선하기 위해, 복수개의 랜스 노즐(산소 제트 분사용 노즐)을 갖는 상취 랜스(이하, 「상취 다공 랜스」를 예로서 서술함)로부터의 산소 제트끼리의 상호 간섭 및, 상취 다공 랜스로부터의 산소 제트에 의해 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스 부상 영역의 상호 간섭에 착안하여, 검토를 거듭했다. 그 결과, 상저취 전로의 노벽 내화물의 손모를 억제하고, 또한 더스트의 발생을 억제하려면,

(a) 상저취 전로 내에 수용된 용철 표면에, 상취 다공 랜스로부터의, 특히 산소 제트를 분사하는 랜스 노즐(예를 들면, 라발(Laval) 노즐, 스트레이트(straight) 노즐 등)이나 분사 각도 등의 개수를 적정하게 하는 것 및,

(b) 상취 다공 랜스로부터의 산소 제트에 의해 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 공급되는 교반용 가스 부상 영역이 바람직하게는 서로 간섭하지 않도록 배치하는 것 등

이 유효한 것을 발견했다.

즉, 본 발명은, 복수개의 산소 가스 분사용 랜스 노즐을 갖는 상취 다공 랜스를 이용하여, 그 랜스 노즐로부터의 산소 제트를 당해 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 경사시킨 노즐 경사각 θ(°)로 분사함과 함께, 노저(furnace bottom)에는 n개의 저취 송풍구를 설치하고, 그 저취 송풍구에서는 교반용 가스를 취입하는 상저취 전로의 조업에 있어서, 상기 상취 다공 랜스로부터 분사되는 상취 산소 제트가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역의 위치 관계에 대해서, 상기 상저취 전로 내의 용철 욕면에 있어서의 상기 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 수직인 평면 내에서, 당해 상취 다공 랜스의 중심축이 그 평면과 교차하는 점을 랜스 중심점(L_C)으로 하고, 상기 랜스 노즐로부터 분사되는 산소 제트의 분사 방향이 상기 평면과 교차하는 점을 제트 분사점(G_J)으로 하고, 그리고, 당해 저취 송풍구의 중심축이 상기 평면과 교차하는 점을 송풍구 중심점(M_C)으로 할 때, 하기 (1)식으로 나타내는 간섭도(IR)가, 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법이다.

IR＝∑〔(r_t/r_bi)×(90-φ_i)/90〕/n … (1)

단,

IR: 간섭도,

n: 2 이상의 정수,

φ: 상기 랜스 중심점(L_C)과 제트 분사점(G_J)을 연결하는 선과, 상기 랜스 중심점(L_C)과 상기 송풍구 중심점(M_C)을 연결하는 선이 이루는 각도(°),

r_t: 상기 랜스 중심점(L_C)과 상기 제트 분사점(G_J)과의 거리(m),

r_b: 상기 저취 송풍구의 각각의 상기 송풍구 중심점(M_C)과 상기 랜스 중심점(L_C)과의 거리(m),

또한, φ_i, r_bi는 각각 i번째 (i: 1∼n)의 상기 저취 송풍구일 때에 요구되는 각도(°), 거리(m)이다.

또한, 본 발명의 상기 조업 방법에 있어서는,

(1) 상기 간섭도(IR)는, 상기 랜스 노즐과 상기 저취 송풍구의 위치 관계를 나타내는 상기 각도 φ가 최소일 때에, (IR)≤0.70을 만족할 것,

(2) 상기 간섭도(IR)가 0.46 이하일 것,

(3) 상기 랜스 노즐은, 라발 노즐 또는 스트레이트 노즐일 것,

(4) 상기 상취 다공 랜스는, 2∼5개의 랜스 노즐을 갖을 것,

(5) 상기 상저취 전로는, 상기 상취 랜스와 상기 저취 송풍구의 조합을, 상기 간섭도(IR)를 만족하도록 배치하여 조업할 것

이 보다, 바람직한 실시 형태이다.

본 발명에 의하면, 상저취 전로를 이용하여 탈탄 정련을 행하는 데에 있어서, 더스트의 발생을 억제하여 철 수율의 향상을 도모할 수 있는 것 외에, 노체의 진동을 억제하여 노벽 내화물의 손모를 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용하는 상취 다공 랜스와 상저취 전로의 관계를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 간섭도와 평균 더스트 발생 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 간섭도와 내화물 손모 지수의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 1은, 본 발명을 적용하는 상취 다공 랜스와 저취 송풍구의 관계를 개략적으로 나타내는 도면이다. 상취 다공 랜스(1)는, 복수개의 산소 가스 분사용 랜스 노즐(2)을 갖고 있고, 각각의 랜스 노즐(2)로부터는 산소 제트(3)를 분사할 수 있다. 도 1 중의 z 축은, 상취 다공 랜스(1)의 중심축이고, 용철 욕면은 이 축에 직교(z＝0)하고 있다. 따라서, 상취 다공 랜스(1) 하단과 용철 욕면과의 거리(h)가 랜스 높이가 된다. 그리고, 상취 다공 랜스(1)의 중심축에 대하여 수직인 평면(이하, 「xy 평면」이라고 함)이 x 축과 y 축으로 규정되는 용철 욕면이다. 상취 다공 랜스(1)의 중심축이 xy 평면과 교차하는 점은, 좌표축의 원점에 상당하지만, 이하, 이것을 랜스 중심점(L_C)이라고 한다.

또한, 도 1에는 2개의 랜스 노즐(2)을 형성한 예를 나타내고 있지만, 이 랜스 노즐(2)의 개수에 대해서는, 한정적인 것이 아니고, 2개∼5개 정도로 하는 것이 바람직하다.

상취 다공 랜스(1)로부터 분사되는 산소 제트(3)는, 상취 다공 랜스(1)의 중심축에 대하여 경사진 각도(이하, 「노즐 경사각 θ(°)」라고 함)의 방향으로 분사된다. 그 산소 제트(3)가 xy 평면과 교차하는 점은 화점(즉, 산소 제트가 용철 욕면에 충돌함으로써 형성되는 2000℃를 초과하는 바와 같은 고온 반응 영역)(4)의 중심점에 상당한다. 이하, 이 점을 제트 분사점(G_J)이라고 한다. 상취 다공 랜스(1)에 형성되는 복수개의 랜스 노즐(2)은 어떤 것도, 모두 동일한 방향 노즐 경사각 θ를 갖는다. 따라서, 상취 산소 제트(3)도 또한 동일한 각도로 분사된다.

한편, 상저취 전로(도시하지 않음)는, 복수개(즉, i＝1∼n개)의 저취 송풍구(5)가 설치된다. 단, 도 1은 1개만을 예시하고 있고, 이하 이것을 i번째의 저취 송풍구(5)로서 설명한다. 또한, 저취 송풍구(5)로부터 공급되는 교반용 가스는, 기포가 되어 용철 중을 부상하고, 그 기포가 밀집한 영역(6)(이하, 「교반용 가스 부상 영역」이라고 함)이 출현한다.

예를 들면, 저취 송풍구(5)의 중심축이 xy 평면과 교차하는 점을 송풍구 중심점(M_C)으로 했을 때, 도 1 중에서는 i번째의 송풍구 중심점(M_C)을 M_Ci와 같이 나타낸다.

그리고, 랜스 중심점(L_C)과 제트 분사점(G_J)을 연결하는 선과, 랜스 중심점(L_C)과 송풍구 중심점(M_C)을 연결하는 선이 이루는 각도 φ(°)로 할 때, 도 1 중에 있어서, i번째의 저취 송풍구(5)와의 각도는, φ_i(°)가 된다.

또한, 랜스 중심점(L_C)과 제트 분사점(G_J)과의 거리(m)를 r_t로 한다. 또한, 이 거리 r_t는, 복수개의 랜스 노즐(2)의 노즐 경사각 θ는 모두 동일하기 때문에, 각 랜스 노즐(2)마다 규정되는 거리 r_t도 동일하다.

한편, 랜스 중심점(L_C)과 송풍구 중심점(M_C)과의 거리(m)는 r_b로 한다. 단, 도 1 중에서는 i번째의 저취 송풍구(5)에 대한 거리 r_b인 것을 나타내기 위해, r_bi로 표기하고 있다.

이하에, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 상저취 전로의 조업 방법의 일 예에 대해서 설명한다.

발명자들은, 상취 다공 랜스(1)로부터 산소 제트(3)를 분사함과 동시에, 저취 송풍구(5)로부터 교반용 가스를 공급할 수 있는 실험용 상저취 전로(용량: 5 ton)를 이용하여, 용철의 탈탄 정련의 실험을 행하여, 상취 다공 랜스(1)와 저취 송풍구(5)의 배치, 특히 양자의 간섭도(IR)가 더스트의 발생량이나 내화물의 손모량에 미치는 영향을 조사했다.

상취 다공 랜스(1)는, 3중 관구조의 수냉 방식의 것을 사용하고, 그 첨단부에는 상취 다공 랜스(1)의 중심축에 대하여 노즐 경사각 θ로 경사진 방향으로 산소 제트(3)을 분사할 수 있는 랜스 노즐(2)을 복수개, 동일 원주 상에 등간격으로 설치했다. 또한, 랜스 노즐(2)의 형상, 치수는 표 1에 나타내는 대로이다. 그리고, 이 실험에서는, 산소 제트(3)로서 산소 가스(유량: m³/분(Normal)를 사용하고, 교반용 가스로서 아르곤 가스를 사용했다. 또한, 랜스 높이(h)는 400㎜로 하고, 산소 제트(3)의 분사는, 용철 중의 탄소 농도가 4.0mass％인 시점에서 개시하고, 0.05mass％로 감소한 시점에서 정지했다.

이 실험에 있어서의 상취 다공 랜스(1)와 저취 송풍구(5)의 관계를 나타내는 조합은, 표 2, 표 3, 표 4, 표 5에 나타내는 대로이다. 표 2, 표 3 중에 나타낸 간섭도(IR)란, 상취 다공 랜스(1)로부터 분사되는 상취 산소 제트(3)가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점(4)과, 저취 송풍구(5)로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역(6)의 위치 관계를 나타내는, 하기 (1)식으로 산출되는 값이다.

IR＝∑〔(r_t/r_bi)×(90-φ_i)/90〕/n … (1)

단,

IR: 간섭도,

n: 2 이상의 정수,

φ: 상기 랜스 중심점(L_C)과 제트 분사점(G_J)을 연결하는 선과, 상기 랜스 중심점(L_C)과 상기 송풍구 중심점(M_C)을 연결하는 선이 이루는 각도(°),

r_t: 상기 랜스 중심점(L_C)과 상기 제트 분사점(G_J)과의 거리(m),

r_b: 상기 저취 송풍구의 각각의 상기 송풍구 중심점(M_C)과 상기 랜스 중심점(L_C)과의 거리(m),

또한, φ_i, r_bi는 각각 i번째 (i: 1∼n)의 상기 저취 송풍구일 때에 요구되는 각도(°), 거리(m)이다.

이와 같이 하여 탈탄 정련의 실험을 행하면서, 배기 가스 중의 더스트 농도를 측정하여, 하기의 (2)식을 이용하여 더스트 발생 속도(㎏/〔분(minute)·용철ton〕)를 산출했다. 또한, (2)식 중의 더스트 발생 속도, 배기 가스 중의 더스트 농도, 배기 가스 유량은, 실험의 각 수준 마다의 평균값을 이용했다. 그 평균 더스트 발생 속도와 상기 간섭도(IR)의 관계를 도 2에 나타낸다.

평균 더스트 발생 속도(㎏/〔분·용철ton〕)＝

[배기 가스 중의 더스트 농도(㎏/m³(Normal))×[배기 가스 유량(m³(Normal)/〔분·용철ton〕)]

… (2)

도 2로부터 분명한 바와 같이, 간섭도(IR)의 저하, 즉, 화점(4)과 교반용 가스 부상 영역(6)의 간섭(관계의 정도)이 적어짐에 따라, 더스트의 발생 속도가 감소하고, 그 간섭도(IR)가 0.70을 하회하면, 이 실험에 있어서의 당해 간섭도(IR)의 최댓값 0.95에서의 평균 더스트 발생 속도를 하회하고 있었다. 또한, 이 간섭도(IR)가 0.46 이하의 영역에서는 평균 더스트 발생 속도가, 실험의 간섭도 범위에서의 평균 더스트 발생 속도의 최댓값의 1/2 이하로 대폭으로 감소하고 있다.

또한, 상기 간섭도(IR)가, 1.0일 때는, 화점(4)과 교반용 가스 부상 영역(6)이 완전하게 겹친 상태인 것을 의미하고 있다.

실험이 종료된 후, 실험의 각 수준마다 슬래그 중의 MgO 농도(mass％)를 측정하여, 하기의 (3)식을 이용하여 내화물 손모 지수를 산출했다. 또한, (3)식으로부터 분명한 바와 같이, 수준 18의 내화물 손모 지수는 1.0이 된다. 그 내화물 손모 지수와 간섭도(IR)의 관계를 도 3에 나타낸다.

내화물 손모 지수＝실험 종료 후의 슬래그중의 MgO 농도(mass％)/

수준 18의 실험 종료 후의 슬래그 중의 MgO 농도(mass％)

… (3)

도 3으로부터 분명한 바와 같이, 간섭도(IR)가 내화물 손모 지수에게 주는 영향은 작고, 오히려 노즐 경사각 θ의 쪽이 영향이 크다. 즉, 노즐 경사각 θ가 23°인 상취 다공 랜스(1)를 이용한 탈탄 정련에서는, 노즐 경사각 θ가 14°인 상취 다공 랜스(1)를 이용한 탈탄 정련보다도 내화물 손모 지수가 증가, 즉, 내화물의 손모가 진행되기 쉬운 것을 알 수 있다.

이들 실험 결과로부터, 본 발명에서는, 간섭도(IR)를 0.70 이하, 바람직하게는 0.46 이하로 한정하는 것으로 했다.

즉, 전술한 (1)식으로 산출되는 간섭도(IR)를 작은 값으로 하기 위해서는, 저취 송풍구(5)를 상취 다공 랜스(1)로부터 멀리한 위치에 배치하거나(즉, 거리 r_bi를 각각 크게 함), 혹은 화점(4)과 교반용 가스 부상 영역(6)을 멀리한 위치에 배치하는(즉, 각도φ_i를 각각 크게 함) 것이 유효한 것도 알 수 있다.

또한, 상기 노즐 경사각 θ가 지나치게 크면, 화점(4)의 영역이 상저취 전로의 내벽에 가까워져, 내화물의 손모를 조장하는 문제가 발생하기 때문에, 노즐 경사각 θ는 23° 미만으로 하는 것이 바람직하다.

상취 다공 랜스(1)에 형성되는 랜스 노즐(2)의 개수는 5개(소위 5공) 이하가 바람직하다. 그 이유는, 랜스 노즐(2)의 개수를 줄임으로써, 화점(4)의 크기를 작게 할 수 있다. 그 결과, 저취 송풍구(5)의 배치는, 자유도를 높일 수 있고, 나아가서는 상기 각도 φ를 용이하게 확대할 수 있다. 실험에서 이용한 상취 다공 랜스(1)와 저취 송풍구 배열의 조합에 있어서, 간섭도(IR)를 가장 작게 할 수 있는 상취 다공 랜스(1)는, 노즐 개수: 4와 5뿐만(표 2, 3, 4, 5 참조)이고, 노즐 개수: 6공의 상취 다공 랜스(1)에서는 간섭도(IR)≤0.46을 만족하는 배치가 얻어지지 않았던 점에서도, 노즐 개수: 5 이하의 상취 다공 랜스(1)를 사용하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

실시예

실제 상저취 전로(용량 350ton)를 이용하여, 용철의 탈탄 정련을 행하는 상저취 전로의 조업 실험을 행했다. 사용한 상취 다공 노즐의 랜스 노즐의 배치, 상저취 전로의 저취 송풍구의 배치는 표 6에 나타내는 대로이다. 랜스 노즐은, 모두 라발 노즐을 사용하고, 수준 A, B에서 사용한 랜스 노즐의 스로트 지름은 82.8㎜, 출구 지름은 87.1㎜이다. 수준 C, D에서 사용한 랜스 노즐의 스로트 지름은 74.0㎜, 출구 지름은 77.8㎜이다. 수준 E, F에서 사용한 랜스 노즐의 스로트 지름은 67.6㎜, 출구 지름은 71.1㎜이다. 이들 랜스 노즐은, 모두 적정 팽창 압력을 0.33㎫로 하여 설계된 것이다.

이 조업 실험에 있어서는, 우선, 철 스크랩을 상저취 전로 내에 장입하고, 이어서, 미리 탈인 처리를 실시한 용철(온도 1260∼1280℃)을 상저취 전로에 장입하고, 그 후, 상취 다공 랜스로부터 산소 제트를 용철 욕면에 분사하면서, 저취 송풍구로부터는 교반용 가스를 공급하고, 또한, 제조 찌꺼기재로서 노 내 슬래그의 염기도가 2.5가 되는 양의 생석회를 투입하여, 용철 중의 탄소 농도가 0.05mass％로 저감될 때까지 탈탄 정련을 행했다. 용철의 성분은 표 7에 나타내는 대로이다. 또한, 염기도는, 하기의 (4)식으로 산출되는 값이다.

염기도＝[mass％CaO]/[mass％SiO₂] … (4)

[mass％CaO]: 노 내 슬래그 중의 CaO 농도

[mass％SiO₂]: 노 내 슬래그 중의 SiO₂ 농도

산소 제트는 산소 가스를 사용하고, 교반용 가스는 아르곤 가스를 사용했다. 산소 제트와 교반용 가스의 유량 및, 랜스 높이는 표 8에 나타내는 대로이다.

이와 같이 하여 탈탄 정련을 행하여, 정련에 필요로 하는 시간(분), 취입 정지시의 슬래그 중의 T.Fe(mass％), 더스트 발생 속도, 내화물 손모 지수를 조사했다. 그 결과를 표 9에 나타낸다. 사용한 상취 다공 랜스와 저취 송풍구의 배치로부터 산출한 간섭도(IR)는 표 9에 나타내는 대로이다. 이들 값은, 각 수준마다 3차지씩 탈탄 정련을 행한 평균값이다. 또한, 더스트 발생 속도는 수준 F의 더스트 발생 속도를 1로 하는 상대값, 내화물 손모 지수는 수준 F의 내화물 손모 지수를 1로 하는 상대값으로서 나타낸다.

표 9에 나타내는 결과로부터 분명한 바와 같이, 발명예(수준 A, B)는, 비교예(수준 C, D, E, F)에 비해, 정련 시간이나 취입 정지시의 슬래그 중의 T.Fe는 동등하지만, 더스트 발생 속도를 대폭으로 저감할 수 있었다. 특히 수준 A는, 내화물의 손모도 억제할 수 있었다.

1: 상취 다공 랜스
2: 랜스 노즐
3: 산소 제트
4: 화점
5: 저취 송풍구
6: 교반용 가스 부상 영역

Claims (5)

1. 복수개의 산소 가스 분사용 랜스 노즐을 갖는 상취 다공 랜스를 이용하여, 그 랜스 노즐로부터의 산소 제트를 당해 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 경사시킨 노즐 경사각 θ(°)로 분사함과 함께, 노저(furnace bottom)에는 n개의 저취 송풍구를 설치하고, 그 저취 송풍구로부터는 교반용 가스를 취입하는 상저취 전로의 조업에 있어서,
   상기 상취 다공 랜스로부터 분사되는 상취 산소 제트가 용철 욕면에 충돌하여 형성되는 화점과, 저취 송풍구로부터 용철 중에 취입되어 부상하여 용철 욕면에 형성되는 교반용 가스 부상 영역의 위치 관계에 대해서,
   상기 상저취 전로 내의 용철 욕면에 있어서의 상기 상취 다공 랜스의 중심축에 대하여 수직인 평면 내에서, 당해 상취 다공 랜스의 중심축이 그 평면과 교차하는 점을 랜스 중심점(L_C)으로 하고, 상기 랜스 노즐로부터 분사되는 산소 제트의 분사 방향이 상기 평면과 교차하는 점을 제트 분사점(G_J)으로 하고, 그리고, 당해 저취 송풍구의 중심축이 상기 평면과 교차하는 점을 송풍구 중심점(M_C)으로 할 때,
   하기 (1)식으로 나타내는 간섭도(IR)가, 0.7 이하인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.
   기
   IR＝∑〔(r_t/r_bi)×(90-φ_i)/90〕/n … (1)
   단,
   IR: 간섭도,
   n: 2 이상의 정수,
   φ: 상기 랜스 중심점(L_C)과 제트 분사점(G_J)을 연결하는 선과, 상기 랜스 중심점(L_C)과 상기 송풍구 중심점(M_C)을 연결하는 선이 이루는 각도(°),
   r_t: 상기 랜스 중심점(L_C)과 상기 제트 분사점(G_J)과의 거리(m),
   r_b: 상기 저취 송풍구의 각각의 상기 송풍구 중심점(M_C)과 상기 랜스 중심점(L_C)과의 거리(m),
   또한, φ_i, r_bi는 각각 i번째 (i: 1∼n)의 상기 저취 송풍구일 때에 요구되는 각도(°), 거리(m)이다.
2. 제1항에 있어서,
   상기 간섭도(IR)가 0.46 이하인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 랜스 노즐은, 라발(Laval) 노즐 또는 스트레이트(straight) 노즐인 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상취 다공 랜스는, 2∼5개의 랜스 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.
5. 제1항 내지 제4항에 있어서,
   상기 상저취 전로는, 상기 상취 랜스와 상기 저취 송풍구의 조합을, 상기 간섭도(IR)를 만족하도록 배치하여 조업하는 것을 특징으로 하는 상저취 전로의 조업 방법.

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