KR20180056759A - A method for introducing an additive material for molten metal, and a method for introducing an additive material for molten metal - Google Patents
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Abstract
용융 금속이 수용된 용기에, 첨가재를 투입하는 방법으로서, 상기 용기에 수용된 용융 금속의 상방에, 노즐을 배치하는 노즐 배치 공정과, 첨가재를, 캐리어 가스에 의해 상기 노즐로 반송하고, 당해 노즐의 분출구로부터 분출시키는 첨가재 분출 공정을 포함하고, 상기 노즐에 있어서, 도입구의 면적보다 상기 분출구의 면적이 큰, 첨가재 투입 방법. 이 투입 방법에 의해, 용기에 수용된 용융 금속의 표면에 대해서, 균일하게 첨가재를 공급하여, 첨가재에 의한 충분한 첨가 효과와 첨가재 사용량의 저감을 양립할 수 있다.1. A method for introducing an additive into a container containing molten metal, the method comprising: a nozzle disposing step of disposing a nozzle above molten metal contained in the container; and an additive material transporting step of transporting the additive into the nozzle by a carrier gas, Wherein an area of the injection port is larger than an area of the introduction port in the nozzle. By this injection method, it is possible to supply the additive material uniformly to the surface of the molten metal contained in the container, and to achieve both the sufficient addition effect by the additive material and the reduction of the additive material usage amount.
Description
본 발명은, 금속의 제조 과정, 예를 들면, 제강의 과정에 있어서, 용강 등의 용융 금속이 수용된 용기에, 보온재 등의 첨가재를 투입하는 첨가재 투입 방법 및 첨가재 투입 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 노즐을 이용하여, 용기에 첨가재를 투입하는 첨가재 투입 방법 및 첨가재 투입 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for introducing an additive such as a heat insulating material into a container containing molten metal such as molten steel in a process of manufacturing a metal, for example, steelmaking, To an additive material input method for injecting an additive material into a container using a nozzle, and to an additive material input device.
고로(高爐)에서 제조된 용선(溶銑)은, 적절한 예비 처리가 실시된 후에, 전로를 이용하여 탈탄 처리와 승열처리가 실시되고, 1600℃ 정도의 용강이 된다. 이 용강은, 2차 정련 설비를 이용하여, 성분 조정, 및 탈가스 처리가 실시된다. 이러한 제강 과정을 거친 용강은, 연속 주조기를 이용하여 응고하고, 슬래브, 블룸, 빌릿 등의 강의 주편이 된다.A molten iron produced in a furnace is subjected to decarburization treatment and heat treatment using an electric furnace after suitable preliminary treatment is performed, resulting in molten steel at about 1600 ° C. The molten steel is subjected to component adjustment and degassing using a secondary refining facility. The molten steel that has undergone this steelmaking process is solidified using a continuous casting machine, and is made into slabs of steel such as slabs, blooms, and billets.
그때, 전로에 의한 처리 공정(이하, 「전로 공정」이라고 한다.)을 거친 용강은, 레이들 등의 용기에 수용된 상태로, 2차 정련 설비, 및 연속 주조기의 순서로 반송되어 처리된다. 연속 주조기에 공급하는 용강은, 응고 온도보다 높은 적절한 온도를 갖는 것이 필요하다. 그러나, 전로 공정을 실시한 후에는, 용기 내의 용강의 온도는, 방열에 의해 저하한다. 용강의 온도가 소정의 온도보다 낮은 온도까지 저하한 경우는, 온도의 저하폭에 따라, 2차 정련시에, 피산화 원소를 첨가하여, 이 피산화 원소의 산화열에 의해 용강의 온도를 높일 수 있다.At that time, molten steel passing through a treatment process by a converter (hereinafter referred to as a " transfer process ") is transported and processed in the order of a secondary refining facility and a continuous casting machine in a state of being housed in a container such as a ladle. The molten steel supplied to the continuous casting machine needs to have an appropriate temperature higher than the solidification temperature. However, after the conversion process is performed, the temperature of the molten steel in the container decreases due to heat radiation. When the temperature of the molten steel is lowered to a temperature lower than the predetermined temperature, the oxidized element is added during the secondary refining in accordance with the lowered temperature range to increase the temperature of the molten steel by the oxidation heat of the oxidized element have.
그러나, 그러한 승온 처리를 실시하면, 2차 정련의 조업 시간이 증대한다. 또한, 승온 처리의 실시에 의해, 피산화 원소를 기원으로 하는 산화물이 발생하여 용강 중의 산화물의 양이 증대한다. 이 경우, 연속 주조기에 용강을 공급하는 노즐이 막히기 쉬워져 생산성이 저하하고, 또, 이러한 용강을 연속 주조하여 얻어지는 주편의 품질은 낮아진다. 따라서, 2차 정련시에 승온 처리는 실시하지 않는 것이 바람직하다.However, when the temperature raising treatment is performed, the operating time of the secondary refining increases. Further, by performing the temperature raising treatment, oxides originating from the oxidized element are generated, and the amount of the oxide in the molten steel is increased. In this case, the nozzle for supplying the molten steel to the continuous casting machine is likely to be clogged, resulting in lower productivity, and the quality of the cast steel obtained by continuous casting of such molten steel is lowered. Therefore, it is preferable not to carry out the temperature raising treatment at the time of secondary refining.
2차 정련시의 승온 처리를 대신하여, 전로 공정에서의 승온 폭을 크게 하여 전로로부터의 출강 온도를 높게 하는 것도 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우, 전로 공정에서의 생산성이 저하함과 더불어, 전로 설비에 걸리는 열부하가 과잉이 된다. 이 때문에, 출강 온도를 높게 하는 것에는 제약이 있다.It is also conceivable to increase the temperature rise width in the converter process and to increase the temperature of the lubrication from the converter in place of the temperature raising process at the time of secondary refining. In this case, however, the productivity in the conversion process is reduced, and the thermal load applied to the converter installation becomes excessive. For this reason, there is a limitation in increasing the tapping temperature.
따라서, 전로 공정 이후, 연속 주조를 개시할 때까지의 공정에서, 방열에 의한 용강 온도의 저하를 억제할 필요가 있다. 용강 온도의 저하를 효율적으로 억제하는 방법으로서, 용강이 수용된 용기에, 보온재(용강용 보온재)를 투입하는 방법이 있다. 보온재는, 입자의 집합체의 형태를 가지며, 각 입자의 직경은, 예를 들면, 수㎜ 정도이다. 보온재에는, 이하의 특성이 요구된다.Therefore, it is necessary to suppress the lowering of the molten steel temperature due to the heat radiation in the process from the conversion step to the start of the continuous casting. As a method for effectively suppressing the lowering of the molten steel temperature, there is a method of putting a heat insulating material (a molten steel insulating material) into a container containing molten steel. The insulating material has the form of aggregates of particles, and the diameter of each particle is, for example, several millimeters. The following characteristics are required for the insulating material.
(1)용강보다 밀도가 작을 것.(1) The density shall be smaller than that of molten steel.
(2)용강에 악영향을 미치는 반응을 하지 않을 것.(2) Do not react negatively on molten steel.
(3)용강 표면을 덮음으로써, 용강으로부터 대기로의 방열을 억제할 수 있는 것일 것.(3) By covering the surface of the molten steel, it should be possible to suppress heat radiation from the molten steel to the atmosphere.
상기 (3)의 특성이 얻어지도록 하기 위해서는, 보온재는, 용강 표면 상에서 응집하지 않고 분산하는 것이 바람직하다. 보온재로서 이용할 수 있는 재료로서, 구체적으로는, 버미큘라이트(질석, 고토질석 등을 가열 처리한 것), 태운 벼(태운 왕겨) 등이 알려져 있다.In order to obtain the characteristics (3), it is preferable that the heat insulating material is dispersed on the molten steel surface without aggregation. Specific examples of the material that can be used as a heat insulating material include vermiculite (obtained by heating vermiculite, gono vermiculite or the like), burned rice (burnt rice husk), and the like.
보온재는, 용강의 표면 전체에 공급되는 것이 바람직하다. 보온재 투입 방법의 구체예로서는, 투입해야 할 전체 보온재를, 각각이 10㎏ 이하 정도의 양이 되도록 복수의 투입 단위로 분할하여 투입하는 방법이 있다. 이 경우, 보온재는, 이 투입 단위마다 작은 주머니에 채워지고, 용강이 수용된 용기 내에 수작업으로 적절히 분산시키면서 투입된다. 그러나, 수작업으로 보온재를 투입하는 방법에서는, 보온재의 투입에 시간을 필요로 한다. 또, 전로로부터 용기로 옮겨진 용강은 1600℃ 이상의 높은 온도를 가짐으로써, 용강 근방까지 사람이 접근하여 작업을 행하는데는 제약이 있다.It is preferable that the heat insulating material is supplied to the entire surface of the molten steel. As a concrete example of the method of inserting the insulating material, there is a method of dividing and inserting all the insulating materials to be charged into a plurality of input units so as to be an amount of about 10 kg or less. In this case, the heat insulating material is filled in a small pouch per unit of the unit, and is inserted into the container containing the molten steel while being properly dispersed by hand. However, in the method of manually inserting the insulating material, it takes time to insert the insulating material. In addition, molten steel transferred from a converter to a container has a high temperature of 1600 DEG C or higher, so that there is a limitation in allowing a person to approach the vicinity of molten steel to perform work.
그래서, 수작업에 의하지 않는, 보온재 투입 방법이 개발되어 왔다. 특허문헌 1에는, 용기의 상방에, 보온재를 수용한 호퍼를 설치하고, 보온재를, 중력의 작용에 의해 낙하시키는 방법이 개시되어 있다. 호퍼의 저부에는, 복수의 밸브 편(片)이 설치되고, 각 밸브편을 여는 것으로, 호퍼 내의 보온재를 배출하여 용기 내에 투입할 수 있다. 이와 같이 하여, 호퍼 저부의 복수 부위로부터 보온재를 투입함으로써, 용강의 표면 전체에 보온재가 공급된다.Thus, a method of inserting a thermal insulating material, which is not based on manual operation, has been developed. Patent Document 1 discloses a method in which a hopper containing a heat insulating material is provided above a container and the heat insulating material is dropped by the action of gravity. In the bottom portion of the hopper, a plurality of valve pieces are provided, and by opening each valve piece, the insulating material in the hopper can be discharged and charged into the container. In this way, the insulating material is supplied to the entire surface of the molten steel by injecting the insulating material from plural portions of the bottom of the hopper.
특허문헌 2에는, 저부가 격자형으로 구성된 상자형 지그 내에, 플렉시블 컨테이너 백에 충전된 보온재를 배치하고, 용강의 열로 플렉시블 컨테이너 백을 찢고, 보온재를, 중력의 작용에 의해 낙하시키는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 보온재가 격자를 통과함으로써, 보온재의 낙하 계속 시간이 길어진다. 이 때문에, 보온재의 낙하 중에, 크레인에 의해 상자형 지그를 수평면 내에서 이동시킴으로써, 용강의 표면 전체면에 보온재를 공급할 수 있다.Patent Document 2 discloses a method in which a heat insulating material filled in a flexible container bag is disposed in a box-shaped jig having a bottom portion in a grid shape, the flexible container bag is torn with heat of molten steel, and the heat insulating material is dropped by the action of gravity . In this method, by allowing the insulating material to pass through the lattice, the time for which the insulating material continues to fall is prolonged. For this reason, the insulating material can be supplied to the entire surface of the molten steel by moving the box-shaped jig in the horizontal plane by the crane during falling of the insulating material.
특허문헌 3에는, 용강이 수용된 턴디시 내에, 캐리어 가스를 이용하여, 보온재를 투입하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는, 턴디시의 뚜껑과 용강의 탕면의 사이에, 노즐의 분출구가 배치되고, 이 분출구로부터, 보온재가, 캐리어 가스와 함께, 용강의 탕면에 분사된다. 이 방법에 의하면, 용강 표면에 대한 보온재의 피복률은 향상한다. 특허문헌 3에서는, 이로 인해, 보온재의 과잉 투입을 회피하여, 보온재의 투입량을 적정화할 수 있으므로, 비용 개선에 유효하다고 되어 있다.Patent Document 3 discloses a method of introducing a heat insulating material into a turn-off containing molten steel using a carrier gas. In this method, a jet port of the nozzle is disposed between the lid of the tundish and the molten steel surface of the molten steel. From the jet port, the heat insulator is sprayed onto the molten steel bath surface together with the carrier gas. According to this method, the covering ratio of the insulating material to the molten steel surface is improved. According to Patent Document 3, it is possible to avoid over-injection of the insulating material and to appropriately increase the amount of the insulating material to be charged, which is effective for cost improvement.
특허문헌 1 및 2에 기재된 방법에서는, 용강 표면에 대해서, 보온재를, 어느 정도 균일하게 공급할 수 있다. 그러나, 이들 방법에서는, 보온재는 중력의 작용에 의해 낙하하여 용강 표면에 공급된다. 또, 보온재는 단시간에 투입할 필요가 있으므로, 보온재의 분할수에는 제약이 있다. 이상으로부터, 만족할 수 있는 정도로 균일하게 보온재를 투입하는 것은 곤란하다. 이 때문에, 용강 표면에 보온재로부터의 노출부가 많아져 보온 효과가 불충분해지는 경우가 있다. 또, 충분한 보온 효과를 확보하기 위해 용강 표면의 노출을 적게 하고자 하면, 보온재의 투입량이 과잉이 되고, 경제성이 떨어진다는 문제가 있다.In the methods described in Patent Documents 1 and 2, the insulating material can be uniformly supplied to the molten steel surface to some extent. However, in these methods, the insulating material is dropped by the action of gravity and supplied to the molten steel surface. In addition, since the insulating material needs to be charged in a short time, there is a limit to the number of the insulating materials to be divided. From the above, it is difficult to uniformly insert the insulating material to such an extent as to be satisfactory. For this reason, the exposed portion from the heat insulating material on the surface of the molten steel increases, which may result in insufficient heating effect. Further, if the exposure of the surface of the molten steel is intended to be reduced in order to secure a sufficient warming effect, there is a problem that the amount of the insulating material is excessive and the economical efficiency is deteriorated.
또한, 용강이 고온이므로, 용강의 표면으로부터 상승 기류가 발생하고 있기 때문에, 특허문헌 1 및 2에 기재된 방법에서는, 투입되는 보온재의 일부가 상승 기류로 옮겨지고, 설비의 주위로 비산하여, 환경을 악화시켜 버린다는 문제가 발생한다. In addition, in the method described in Patent Documents 1 and 2, a part of the insulated insulating material is transferred to the ascending air flow and scattered around the equipment because the molten steel is at a high temperature and an upward flow is generated from the surface of the molten steel. There arises a problem that it is deteriorated.
이에 대해서, 특허문헌 3의 방법에서는, 보온재는, 캐리어 가스와 함께 용강 표면에 분사되므로, 용강 표면에 균일하게 공급되고, 보온 효과와 보온재 사용량을 적정화할 수 있다. 그러나, 특허문헌 3에는, 이 방법을, 상부에 뚜껑이 설치된 턴디시에 적용하는 경우에 대해 기재되어 있고, 뚜껑이 설치되어 있지 않은 용기에서, 같은 설비를 적용하는 방법에 대해서는, 구체적인 기재가 없다. 뚜껑이 설치되어 있지 않은 용기에, 당해 방법을 적용하면, 노즐의 분출구가 수평 방향을 향하고 있으므로, 보온재는 상승 기류로 옮겨져 주위로 비산하기 쉽다. 이로 인해, 충분한 보온 효과를 얻을 수 없거나, 보온 효과 확보를 위해 보온재의 사용량을 증가시킬 필요가 생기고 경제성이 악화되게 된다.On the other hand, in the method of Patent Document 3, since the insulating material is sprayed on the surface of the molten steel together with the carrier gas, it is uniformly supplied to the surface of the molten steel, and the effect of keeping warmth and the amount of insulating material can be appropriately used. However, Patent Document 3 describes the case where this method is applied to turn-on with a lid on the top, and there is no detailed description on a method of applying the same equipment in a container without a lid . When the method is applied to a container in which a lid is not provided, since the jet port of the nozzle is directed in the horizontal direction, the insulating material is likely to be transferred to the upward flow and scattered around. As a result, it is not possible to obtain a sufficient warming effect, or the use amount of the insulating material needs to be increased to secure a thermal insulation effect, and the economical efficiency is deteriorated.
또, 용강의 표면에 슬래그 개질재 또는 슬래그 고화재를 공급하는 경우가 있다. 이 경우도, 슬래그 개질재 또는 슬래그 고화재를 용강의 표면에 균일하게 제공하지 않으면, 슬래그 개질 또는 슬래그 고화의 효과를 충분히 얻을 수 없다. 또, 슬래그 개질재 또는 슬래그 고화재가 비산하면, 환경 및 경제성이 악화된다. 또한, 용강 이외의 용융 금속, 예를 들면, 용선 등에 첨가재를 첨가하는 경우도 같은 문제가 발생할 수 있다.In addition, there is a case where a slag reforming material or slag loam is supplied to the surface of the molten steel. Also in this case, unless the slag reforming material or the slag solidification fire is uniformly provided on the surface of molten steel, the effect of slag reforming or slag solidification can not be sufficiently obtained. Further, if the slag reforming material or the slag solidification fire is scattered, the environment and the economical efficiency are deteriorated. In addition, the same problem may occur when an additive is added to a molten metal other than molten steel, for example, molten iron.
그래서, 본 발명은, 용기에 뚜껑이 설치되어 있는지의 여부에 상관없이, 용기에 수용된 용융 금속의 표면에 대해서, 균일하게 첨가재를 공급하여, 첨가재의 충분한 첨가 효과와 첨가재 사용량의 저감을 양립할 수 있는 첨가재 투입 방법 및 첨가재 투입 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, regardless of whether or not the container is provided with a lid, the present invention can uniformly supply the additive material to the surface of the molten metal contained in the container, thereby achieving both the sufficient addition effect of the additive material and the reduction in the additive material usage amount And an additive material charging device.
본 발명은, 하기 (1)의 첨가재 투입 방법, 및 하기 (2)의 첨가재 투입 장치를 요지로 한다.The present invention relates to the following method (1) for adding an additive, and (2) the additive-adding device.
(1)용융 금속이 수용된 용기에, 첨가재를 투입하는 방법으로서,(1) A method for introducing an additive into a container containing molten metal,
상기 용기에 수용된 용융 금속의 상방에, 노즐을 배치하는 노즐 배치 공정과,A nozzle disposing step of disposing a nozzle above molten metal contained in the container,
첨가재를, 캐리어 가스에 의해, 상기 노즐로 반송하고, 당해 노즐의 분출구로부터 분출시키는 첨가재 분출 공정을 포함하고,And an additive material ejecting step of ejecting the additive material from the ejection port of the nozzle by transporting the additive material by the carrier gas to the nozzle,
상기 노즐에 있어서, 도입구의 면적보다 상기 분출구의 면적이 큰, 첨가재 투입 방법.Wherein an area of the jet port is larger than an area of the introduction port in the nozzle.
(2)용융 금속이 수용된 용기 내에, 첨가재를 투입하는 장치로서, (2) An apparatus for introducing an additive into a container containing molten metal,
상기 첨가재를 수용하는 컨테이너와,A container for containing the additive;
상기 용기에 수용된 용융 금속의 상방에 배치되는 노즐로서, 상기 노즐의 분출구가 당해 노즐의 하단에 설치된 노즐과,A nozzle disposed above the molten metal accommodated in the container, the nozzle having an injection port at the lower end of the nozzle;
상기 노즐과 상기 컨테이너를 접속하는 첨가재 반송 배관과,An additive material conveying pipe connecting the nozzle and the container,
상기 첨가재 반송 배관에 캐리어 가스를 공급하여, 당해 캐리어 가스에 의해, 상기 컨테이너에 수용된 첨가재를, 상기 첨가재 반송 배관을 통해 상기 노즐로 반송하는, 캐리어 가스 도입 장치를 구비하고,And a carrier gas introducing device for supplying a carrier gas to the additive material conveying pipe and conveying the additive contained in the container to the nozzle through the additive material conveying pipe by the carrier gas,
상기 노즐에 있어서, 도입구의 면적보다 분출구의 면적이 큰, 첨가재 투입 장치.Wherein an area of the jet port is larger than an area of the introduction port in the nozzle.
이 첨가재 투입 방법 및 첨가재 투입 장치에 의해, 용기에 뚜껑이 설치되어 있는지의 여부에 상관없이, 용기에 수용된 용융 금속의 표면에 대해서, 균일하게 첨가재를 공급하여, 첨가재의 충분한 첨가 효과와 첨가재 사용량의 저감을 양립할 수 있다. 첨가재의 첨가 효과로서 예를 들면, 첨가재가 보온재인 경우는, 충분한 보온 효과를 얻을 수 있다.By the method of adding the additive and the additive material feeding device, regardless of whether or not the container is provided with a lid, the additive material is uniformly supplied to the surface of the molten metal contained in the container, Reduction can be achieved at the same time. As an effect of the addition of the additive, for example, when the additive is a heat insulating material, a sufficient warming effect can be obtained.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 보온재 투입 장치의 단면도이다.
도 2는, 반송 배관과 캐리어 가스 도입 장치의 접속부 근방의 구성을 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a insulator insertion apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of a connecting portion between a return pipe and a carrier gas introducing device.
본 발명자들은, 뚜껑이 설치되어 있지 않은 용기 내의 용강 표면에, 균일하게 보온재를 공급하는 방법에 대해서, 여러 가지 실험을 행했다. 우선, 뚜껑이 설치되어 있지 않은 용기 내의 용강 표면에 대해, 하단에 분출구가 형성된 1개의 노즐을 상방에 배치하고, 캐리어 가스에 의해, 이 노즐의 분출구로부터, 보온재를 용강 표면에 분사하는 시험을 행했다. 용기의 개구부의 직경은 3.0m 이상으로 했다. 이때, 노즐의 분출구는 연직 하방을 향했다.The inventors of the present invention conducted various experiments on a method of uniformly supplying a heat insulating material to the surface of molten steel in a container not provided with a lid. First, one nozzle having a jet port at the lower end was disposed above the surface of the molten steel in a container not provided with a lid, and a test was performed to inject a thermal insulator from the jet port of the nozzle onto the molten steel surface by the carrier gas . The diameter of the opening of the container was 3.0 m or more. At this time, the jet port of the nozzle was directed downward vertically.
그 결과, 용기 상단으로부터 노즐의 분출구까지의 높이 방향의 거리(이하, 「노즐 높이」라고도 한다.)가 1.2m보다 큰 경우는, 이하와 같이 되었다. 즉, 용강 표면에 보온재를 균일하게 공급할 수 있는 정도로 보온재의 사용량을 늘리면, 용강 표면으로부터의 상승 기류에 의해 비산하는 보온재의 양이 많아지고, 설비 주위의 환경을 악화시켰다.As a result, when the distance in the height direction from the top of the container to the jet port of the nozzle (hereinafter also referred to as " nozzle height ") was larger than 1.2 m, That is, if the amount of the heat insulating material used is increased to such an extent that the heat insulating material can be uniformly supplied to the surface of the molten steel, the amount of the insulating material scattered by the upward flow from the surface of the molten steel is increased.
한편, 노즐 높이가 1.2m 이하인 경우는, 보온재는 실질적으로 비산하지 않았다. 그러나, 이 경우, 용강 표면에 보온재를 균일하게 공급하지 못하고, 용강 표면에 퇴적한 보온재의 양에 편차가 발생했다. 특히, 노즐 높이가 0.4m 미만인 경우는, 용강 표면에 퇴적한 보온재의 양의 편차가 현저했다.On the other hand, when the nozzle height was 1.2 m or less, the insulating material did not substantially scatter. However, in this case, the insulating material could not be uniformly supplied to the surface of the molten steel, and the amount of the insulating material deposited on the surface of the molten steel varied. Particularly, when the height of the nozzle is less than 0.4 m, the amount of the heat insulating material deposited on the molten steel surface was remarkable.
본 발명자들은, 노즐 분출구의 수 및 형상을 변경하는 것도 검토했다. 그러나, 뚜껑이 설치되어 있지 않고, 개구부의 직경이 3.0m 이상인 용기 내의 용강 표면에 대해서, 보온재를 균일하게 공급하여, 충분한 보온 효과와 보온재 사용량의 저감을 양립하는 것은, 단일의 노즐을 이용하는 한, 곤란하다는 것이 예상되었다.The present inventors have also studied to change the number and shape of the nozzle air outlets. However, in the case where a single nozzle is used, a sufficient insulating effect is uniformly supplied to the surface of the molten steel in a container having no lid and the diameter of the opening is 3.0 m or more, It was expected to be difficult.
그래서, 본 발명자들은, 용기에 수용된 용강의 상방에, 2개의 노즐을 설치하고, 용기에 보온재를 투입하는 시험을 행했다. 그 결과, 용강 표면에, 보온재가 균일하게 분산하여 공급됨과 더불어, 용강 상의 상승 기류에 의한 보온재의 비산이 적어지는 것이 확인되었다. 특히, 노즐 높이를, 0.4m 이상 1.2m 이하로 했을 때, 용강 표면에 공급되는 보온재의 균일성이 높고, 용강 상의 상승 기류에 의한 보온재의 비산은 실질적으로 발생하지 않았다.The inventors of the present invention conducted a test in which two nozzles were provided above the molten steel accommodated in the vessel and the insulator was charged into the vessel. As a result, it was confirmed that the insulating material was uniformly dispersed and supplied to the surface of the molten steel, and scattering of the insulating material due to the upward flow of molten steel was reduced. Particularly, when the height of the nozzle is 0.4 m or more and 1.2 m or less, the uniformity of the insulating material supplied to the surface of the molten steel is high, and the scattering of the insulating material due to the upward flow of molten steel is not substantially caused.
또한, 본 발명자들은, 보온재의 적정 사용량을 검토하고, 용강 표면 상에 퇴적하는 보온재의 평균 두께가, 5㎜ 이상 25㎜ 이하일 때, 보온 효과와 보온재 사용량의 밸런스가, 더 양호해지는 것을 확인했다. 보온재의 입경은, 일반적으로 5㎜ 정도이므로, 평균 두께가 5㎜ 미만인 경우는, 용강 표면 전체를 피복할 수 없다. 평균 두께가 25㎜ 초과인 경우는, 평균 두께의 증가에 대해서 용강을 보온하는 효과는 포화하여 거의 일정해지고, 보온재 사용량이 과잉이 되는 것에 의한다. Further, the inventors of the present invention have examined the proper amount of the thermal insulation material and confirmed that the balance between the thermal insulation effect and the thermal insulation material usage becomes better when the average thickness of the thermal insulation material deposited on the surface of the molten steel is 5 mm or more and 25 mm or less. Since the diameter of the heat insulating material is generally about 5 mm, when the average thickness is less than 5 mm, the entire molten steel surface can not be covered. When the average thickness exceeds 25 mm, the effect of keeping the molten steel warm against the increase in the average thickness becomes saturated and becomes almost constant, resulting in an excessive use of the insulator.
본 발명은, 상기 지견에 의거하여 완성한 것이다.The present invention has been completed based on the above findings.
상술과 같이, 본 발명의 첨가재 투입 방법은, 용융 금속이 수용된 용기에, 첨가재를 투입하는 방법이다. 이 방법은, 용기에 수용된 용융 금속의 상방에, 노즐을 배치하는 노즐 배치 공정과, 첨가재를, 캐리어 가스에 의해 노즐로 반송하고, 당해 노즐의 분출구로부터 분출시키는 첨가재 분출 공정을 포함한다. 노즐에 있어서, 도입구의 면적보다 분출구의 면적이 크다. As described above, the additive material dosing method of the present invention is a method of adding an additive material to a container containing molten metal. The method includes a nozzle arrangement step of disposing a nozzle above molten metal contained in a vessel, and an additive material ejecting step of feeding the additive into a nozzle by a carrier gas and ejecting the additive from an ejection port of the nozzle. In the nozzle, the area of the jet port is larger than the area of the inlet port.
용기의 개구부의 직경은 3.0m 이상이어도 된다. 이 경우, 첨가재 분출 공정에 있어서, 용기의 상단으로부터 분출구까지의 높이 방향의 거리를, 0.4m 이상 1.2m 이하로 하는 것이 바람직하다.The diameter of the opening of the container may be 3.0 m or more. In this case, in the additive material ejecting step, the distance in the height direction from the top end of the container to the ejection port is preferably 0.4 m or more and 1.2 m or less.
첨가재는 보온재여도 된다. 이 경우, 첨가재 분출 공정에 있어서, 용융 금속의 표면 상에, 첨가재를 5㎜ 이상 25㎜ 이하의 평균 두께로 퇴적시키는 것이 바람직하다.The additive may be a heat insulating material. In this case, in the additive material ejecting step, it is preferable that the additive is deposited on the surface of the molten metal at an average thickness of 5 mm or more and 25 mm or less.
도입구의 면적에 대한 분출구의 면적의 비율은, 2 이상인 것이 바람직하다. 용융 금속은 용강이어도 된다. 노즐 배치 공정은, 용기에 수용된 용융 금속의 상방에, 복수의 노즐을 배치하는 공정을 포함해도 된다.The ratio of the area of the jet port to the area of the introduction port is preferably 2 or more. The molten metal may be molten steel. The nozzle disposing step may include a step of disposing a plurality of nozzles above the molten metal contained in the container.
상술한 바와 같이, 본 발명의 첨가재 투입 장치는, 용융 금속이 수용된 용기 내에, 첨가재를 투입하는 장치이다. 이 장치는, 컨테이너와, 노즐과, 첨가재 반송 배관과, 캐리어 가스 도입 장치를 구비하고 있다. 컨테이너는 첨가재를 수용한다. 노즐은 용기에 수용된 용융 금속의 상방에 배치되고, 노즐의 분출구는, 당해 노즐의 하단에 설치되어 있다. 첨가재 반송 배관은 노즐과 컨테이너를 접속한다. 캐리어 가스 도입 장치는, 첨가재 반송 배관에 캐리어 가스를 공급하고, 당해 캐리어 가스에 의해, 컨테이너에 수용된 첨가재를, 첨가재 반송 배관을 통해 노즐로 반송한다. 노즐에 있어서, 도입구의 면적보다 분출구의 면적이 크다.As described above, the additive material dosing device of the present invention is an apparatus for injecting an additive material into a container containing molten metal. The apparatus includes a container, a nozzle, an additive material transfer pipe, and a carrier gas introducing device. The container accommodates the additive. The nozzle is disposed above the molten metal accommodated in the container, and the jet port of the nozzle is provided at the lower end of the nozzle. The additive return pipe connects the nozzle and the container. The carrier gas introducing device feeds the carrier gas to the additive material conveying pipe, and the additive contained in the container is conveyed to the nozzle through the additive material conveying pipe by the carrier gas. In the nozzle, the area of the jet port is larger than the area of the inlet port.
도입구의 면적에 대한 분출구의 면적의 비율은, 2 이상인 것이 바람직하다. 첨가재는 보온재여도 된다. 용융 금속은 용강이어도 된다. 이 첨가재 투입 장치는, 복수의 노즐을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 첨가재 반송 배관은, 복수의 노즐의 각각과 컨테이너를 접속하고, 캐리어 가스 도입 장치는, 컨테이너에 수용된 첨가재를, 첨가재 반송 배관을 통해 복수의 노즐의 각각으로 반송하는 것이어도 된다.The ratio of the area of the jet port to the area of the introduction port is preferably 2 or more. The additive may be a heat insulating material. The molten metal may be molten steel. The additive material dosing device may have a plurality of nozzles. In this case, the additive material transfer pipe may connect each of the plurality of nozzles to the container, and the carrier gas introducing device may transport the additive contained in the container to each of the plurality of nozzles through the additive material transfer pipe.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해서, 용융 금속이 용강이며 첨가재가 보온재인 경우를 예로서 상세하게 설명한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described in detail as an example, in which the molten metal is molten steel and the additive is a heat insulating material.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 따른 보온재 투입 장치의 구성을 나타내는 단면도이다. 이 보온재 투입 장치(20)는, 보온재(14)가 수용된 컨테이너(15)와, 용기(12)에 수용된 용강(13)의 상방에 배치되는 복수(이 실시형태에서는 2개)의 노즐(11)을 구비하고 있다. 용기(12)는, 용강(13)의 수용 및 운반에 이용된다. 용기(12)는, 뚜껑을 구비하고 있지 않고, 상부가 개방되어 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view showing a constitution of a heat insulating material injecting apparatus according to an embodiment of the present invention; Fig. This
각 노즐(11)에 형성된 분출구(11a)는, 그 노즐(11)의 하단에 위치하고 있고, 하방을 향하고 있다. 복수의 노즐(11)은, 서로 이격하여, 수평 방향으로 늘어서 있다. 평면에서 볼 때, 용기(12)에 수용된 용강(13)의 표면에 대해서, 복수의 노즐(11)이 균등하게 배치되는 것이 바람직하다. 각 노즐(11)은, 반송 배관(16)을 통해 컨테이너(15)에 접속되어 있다.The
컨테이너(15)의 측벽의 하부에는, 보온재 배출구(15a)가 형성되어 있다. 반송 배관(16)은, 보온재 배출구(15a)에 접속되어 있다. 반송 배관(16)에 있어서, 보온재 배출구(15a)의 근방에는, 캐리어 가스 도입 장치(17)가 접속되어 있다. 캐리어 가스 도입 장치(17)는, 보온재(14)를 반송하기 위한 캐리어 가스를, 반송 배관(16)에 도입한다.At the lower portion of the side wall of the
도 2는, 반송 배관과 캐리어 가스 도입 장치의 접속부 근방의 구성을 나타내는 단면도이다. 캐리어 가스 도입 장치(17)는, 캐리어 가스가 수용된 캐리어 가스 수용부(도시 생략)와, 캐리어 가스 수용부에 수용된 캐리어 가스를 반송 배관(16)에 도입하는 캐리어 가스 도입관(21)을 구비하고 있다. 캐리어 가스로서는, 아르곤 가스, 또는 질소 가스 등의 불활성 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 불활성 가스는, 용강과의 반응(용강에의 픽업을 포함한다.)이 발생하기 어렵기 때문이다.Fig. 2 is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of a connecting portion between a return pipe and a carrier gas introducing device. The carrier
반송 배관(16)에 있어서, 보온재 배출구(15a)와의 접속부 근방의 부분(이하, 「제1 부분」이라고 한다.)(16a)은, 컨테이너(15)로부터 멀어지는 방향으로 아래로 경사져 있고, 슈트(chute)로서 기능한다. 반송 배관(16)에 있어서, 제1 부분(16a)에 인접하는 부분(이하, 「제2 부분」이라고 한다.)(16b)은 거의 수평으로 되어 있다. 캐리어 가스 도입관(21)은, 반송 배관(16)의 제2 부분(16b)에 접속되어 있다. 이 접속부 근방에서, 캐리어 가스 도입관(21)과, 접속부로부터 컨테이너(15)측의 반송 배관(16)(제2 부분(16b))은 예각을 이룬다.The
컨테이너(15)에 수용된 보온재(14)의 일부는, 중력의 작용에 의해, 반송 배관(16)의 제1 부분(16a)에 유입하고, 또한, 제2 부분(16b)에 있어서 제1 부분(16a)에 인접하는 부분으로 유입한다. 이 상태로, 캐리어 가스 도입 장치(17)를 기동하여, 캐리어 가스를 반송 배관(16)의 제2 부분(16b)에 도입하면, 캐리어 가스는 반송 배관(16) 내부를, 주로 노즐(11)측으로 흐른다. 도 2에, 캐리어 가스의 주된 흐름의 방향을, 파선 화살표로 나타낸다. 이것은, 반송 배관(16)의 컨테이너(15)측의 부분에는 많은 보온재(14)가 존재하여 압력 손실이 큰 것과, 캐리어 가스 도입관(21)이, 상술의 각도를 이루어 반송 배관(16)에 접속되어 있는 것에 의한다.A part of the
캐리어 가스가, 이와 같이 반송 배관(16)을 흐르면, 반송 배관(16)과 캐리어 가스 도입관(21)의 접속부로부터 컨테이너(15)측의 부분은 부압이 되고, 이로 인해, 보온재(14)는, 당해 접속부 근방까지 끌려 들여간 후, 캐리어 가스에 의해 반송된다. 도 2에, 보온재의 주된 반송 방향을, 흰색 화살표로 나타낸다. 이러한 작용에 의해, 컨테이너(15)에 수용된 보온재(14)는, 반송 배관(16)을 통해 노즐(11)로 반송되고, 노즐(11)의 분출구(11a)로부터 분출된다. 반송 배관(16)의 길이의 상한은, 캐리어 가스 도입 장치(17)의 기송(氣送) 능력에 의해 결정된다.When the carrier gas flows through the transfer piping 16 as described above, the portion of the
컨테이너(15)에 수용되는 보온재(14)의 종류는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 버미큘라이트로 할 수 있다. 이 경우, 보온재(14)를 구성하는 입자의 직경은 3~10㎜인 것이 바람직하고, 예를 들면, 약 5㎜인 것으로 할 수 있다. 입자의 직경이 3㎜ 미만이면, 용강(13)의 상방에 발생하는 상승 기류에 의해 비산하는 보온재(14)의 양을 무시할 수 없게 된다. 입자의 직경이 10㎜를 초과하면, 캐리어 가스에 의해 보온재(14)를 원활하게 반송하는 것이 곤란해진다. The kind of the
컨테이너(15)의 아래에는, 질량계(도시 생략)가 설치되어 있다. 질량계에 의해, 컨테이너(15) 및 그 내부에 수용된 보온재(14)의 합계 질량을 계측할 수 있다. 용기(12)로의 보온재(14)의 단위시간당 투입량은, 이 질량계로 측정되는 질량의 경시 변화로부터 산출할 수 있다.Below the
이 보온재 투입 장치(20)는, 복수의 컨테이너(15)를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 각 컨테이너(15)에 대해서, 1개 또는 복수의 노즐(11)이 설치되고, 각 노즐(11)은, 캐리어 가스 도입 장치(17)가 접속된 반송 배관(16)을 통해, 컨테이너(15)에 접속되어 있는 것으로 할 수 있다.This
노즐(11)에 있어서, 캐리어 가스 및 보온재(14)의 도입구(11b)(반송 배관(16)과의 접속부)의 면적보다, 캐리어 가스 및 보온재(14)의 분출구(11a)의 면적이 크다. 여기서, 도입구(11b) 및 분출구(11a)에 대해서, 「면적」이란, 노즐(11)의 중심축을 따라 보았을 때의 개구 면적이다.The area of the
캐리어 가스가, 반송 배관(16)으로부터 노즐(11)에, V(㎥/min)의 체적 속도로 공급된다고 한다. 노즐(11)에 있어서, 도입구(11b)의 면적을 S1(㎡), 분출구(11a)의 면적을 S2(㎡)로 한다. 캐리어 가스의 체적 팽창을 무시하면, 도입구(11b)에서의 캐리어 가스의 선속도 V1은 V/S1(m/min)이며, 토출구(11a)에서의 캐리어 가스의 선속도 V2는 V/S2(m/min)이다. S1<S2이므로, V1>V2가 된다. 즉, 캐리어 가스의 선속도는, 도입구(11b)에 비해 분출구(11a)에서 감소한다.It is assumed that a carrier gas is supplied from the
보온재(14)를 노즐(11)까지 반송하려면, 반송 배관(16) 내의 캐리어 가스의 선속도가 어느 정도 클 필요가 있다. 그러한 큰 선속도를 갖고, 캐리어 가스가 보온재(14)와 함께 용기(12) 내의 용강(13) 표면에 분출되면, 용기(12)의 외부로 비산하는 보온재(14)의 양이 많아진다. 노즐(11)에 있어서, 도입구(11b)의 면적(S1)과 분출구(11a)의 면적(S2)의 관계가 S1<S2인 것으로 인해, 캐리어 가스 및 보온재(14)의 선속도가 줄어들고, 이러한 비산을 억제할 수 있다. 이러한 효과를 충분히 얻기 위해서, 도입구(11b)의 면적(S1)에 대한 분출구(11a)의 면적(S2)의 비율(S2/S1)은, 2 이상인 것이 바람직하고, 3 이상인 것이 보다 바람직하다.In order to transport the insulating
노즐(11)의 면적은, 도입구(11b)로부터 분출구(11a)로 연속적으로 커지는 것이 바람직하다. 즉, 노즐(11)의 내면은, 하방을 향해 넓어지는 형상, 예를 들면, 원뿔 또는 원뿔대의 측면의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 노즐(11) 내면의 횡단면 형상은 원형이 된다. 노즐(11) 내면의 넓어지는 각도는, 60~90°인 것이 바람직하다. 이로 인해, 보온재(14)를 용강(13)의 표면 상에 균일하게 공급하기 쉬워짐과 더불어, 보온재(14)가 용강(13)의 상방에 발생하는 상승 기류에 의해 비산하는 것을 방지하기 쉬워진다.It is preferable that the area of the
노즐(11)의 내면의 넓어지는 각도가 60° 미만이면, 보온재(14)는, 노즐(11)의 중심축 상 부근에 집중하여 분출되므로, 보온재(14)를 용강(13)의 표면 상에 균일하게 공급할 수 없다. 한편, 노즐(11)의 내면의 넓어지는 각도가 90°를 초과하면, 보온재(14)가 분출구(11a)로부터 퍼져 분출됨으로써, 보온재(14)의 하향의 속도성분이 작아져, 상승 기류로 옮겨져 비산하는 보온재의 양이 많아진다.When the angle of spreading of the inner surface of the
이 실시형태에서는, 반송 배관(16) 및 캐리어 가스 도입 장치(17)의 개수는 노즐(11)의 개수와 같고, 복수의 노즐(11)의 각각에 대해서, 서로 다른 캐리어 가스 도입 장치(17) 및 반송 배관(16)이 설치되어 있다. 이러한 구성을 채용하지 않고, 반송 배관(16) 및 캐리어 가스 도입 장치(17)의 개수를, 노즐(11)의 개수보다 적게 해도 된다. 이 경우, 반송 배관(16)을 분기시킴으로써, 어느 노즐(11)에도, 대응하는 캐리어 가스 도입 장치(17)가 설치되어 있는 것으로 할 수 있다.The number of the carrier piping 16 and the number of the carrier
그러나, 반송 배관(16) 및 캐리어 가스 도입 장치(17)의 개수가, 노즐(11)의 개수보다 적은 경우는, 이하의 문제가 발생할 수 있다. 즉, 반송 배관(16)에 있어서 분기 전의 부분(분기점으로부터 캐리어 가스 도입 장치(17)측의 부분)에서 보온재(14)가 쌓이는 등의 트러블이 발생하면, 그 반송 배관(16)에 접속된 노즐(11)의 어디로도 보온재(14)를 반송할 수 없게 된다. 또, 반송 배관(16)에 있어서, 분기 전의 부분에 있어서 반송되는 보온재(14)는, 분기 후의 부분(분기점으로부터 노즐(11)측의 부분)에 균등하게 분배되지 않고 보온재의 반송량에 편차가 발생하는 경우가 있다.However, when the number of the
반송 배관(16) 및 캐리어 가스 도입 장치(17)의 개수를, 노즐(11)의 개수와 같게 하고, 1개의 노즐(11)에 대해서, 독립한 1개의 캐리어 가스 도입 장치(17) 및 반송 배관(16)을 설치함으로써, 상술의 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.The number of the
용기(12)의 개구부의 형상은, 예를 들면, 원형이며, 그 직경은, 예를 들면, 3.0m 이상이다. 용기(12)의 개구부의 형상이 원형인 경우는, 용기(12)는, 예를 들면, 바닥이 있는 원통형의 형상을 갖는다. The shape of the opening of the
용기(12)의 개구부의 형상은, 원형이 아니어도 되고, 예를 들면, 다각형(예를 들면, 직사각형), 타원, 또는 부정형이어도 된다. 그 경우, 용기(12)의 개구부의 면적과 동일 면적인 원의 직경(이와 같이 정의되는 직경도, 이하, 「개구부의 직경」이라고 한다.)은, 예를 들면, 3.0m 이상이다. 노즐(11)의 내면은, 용기(12)의 개구부의 형상에 맞춘 형상을 가져도 된다. 예를 들면, 용기(12)의 개구부의 형상이 직사각형인 경우는, 노즐(11) 내면의 횡단면의 형상도 직사각형으로 할 수 있다. 이로 인해, 보온재(14)를 효율적으로 균일하게 용강(13)의 표면에 공급할 수 있다. 노즐(11)의 내면은, 용기(12)의 개구부의 형상에 맞춘 형상을 갖지 않아도 된다.The shape of the opening of the
개구부의 직경이 3.0m 미만이면, 1개의 노즐(11)에 의해, 보온재(14)를 투입해도, 용강(13)의 표면에 균일하게 보온재(14)를 공급하기 쉽다. 용기(12)의 개구부의 직경의 상한은, 특별히 한정되지 않는다.When the diameter of the opening is less than 3.0 m, it is easy to uniformly supply the insulating
이하, 용기(12)의 상단부로부터 노즐(11)의 분출구(11a)(노즐(11)의 하단)까지의 높이 방향의 거리(H)를, 「노즐 높이」라고 한다. 용기(12)의 개구부의 직경이 3.0m 이상일 때, 노즐 높이(H)는, 0.4m 이상 1.2m 이하로 하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 용강(13)의 표면에 보온재(14)를 균일하게 공급함과 더불어, 보온재(14)의 비산을 억제할 수 있다. 각 노즐(11)의 노즐 높이(H)는, 다른 노즐(11)의 노즐 높이(H)와 같아도 되고, 달라도 된다. Hereinafter, the height H in the height direction from the upper end of the
용기(12)의 크기 및 형상에 의해, 용강(13)의 표면 상에 균일하게 보온재(14)를 공급할 수 있도록, 노즐(11)의 수 및 배치를, 적절히 설정하는 것으로 한다.The number and arrangement of the
다음에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 보온재 투입 방법에 대해 설명한다.Next, a method of inserting a thermal insulating material according to an embodiment of the present invention will be described.
이하, 용기(12)는, 전로에서의 취련(吹鍊)이 종료한 후의 용강이 흘러들어간 레이들인 것으로 하지만, 본 발명에 있어서의 용기(12)는, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 이 레이들을, 레이들 운반 대차에 의해, 보온재 투입 장치(20)에 구비된 복수의 노즐(11)의 하방으로 이동한다. 이로 인해, 레이들에 수용된 용강(13)의 상방에, 복수의 노즐(11)이 배치된다. 이 상태에서, 노즐 높이(H)는 바람직하게는 0.4m 이상 1.2m 이하이다.Hereinafter, it is assumed that the
다음에, 캐리어 가스 도입 장치(17)를 기동하여, 반송 배관(16) 내에 캐리어 가스를 도입한다. 이로 인해, 보온재(14)는, 반송 배관(16) 내에 있어서 반송된다. 여기서, 캐리어 가스 도입 장치(17)는, 레이들 운반 대차가 정지하고 나서 기동해도 되고, 레이들 운반 대차가 움직이고 있을 때 기동해도 된다.Next, the carrier
반송 배관(16) 내에 있어서 반송된 보온재(14)는, 노즐(11)의 하단에 있는 분출구(11a)로부터, 캐리어 가스와 함께 분출되고, 레이들 내에 투입된다. 분출된 보온재(14)는, 레이들 내에 수용된 용강(13)의 표면에 균일하게 공급된다. 노즐 높이(H)가 0.4m 이상 1.2m 이하일 때, 용강(13)의 표면에 공급되는 보온재(14)의 균일성은 높아진다. 이때, 노즐(11)의 내면이 하방을 향해 넓어지는 형상을 갖고 있으면, 용강(13)의 표면에 공급되는 보온재(14)의 균일성은 더 높아진다.The
소정량의 보온재(14)가 투입된 후, 캐리어 가스 도입 장치(17)를 정지하고, 보온재(14)의 투입을 종료한다. 보온재(14)의 투입 시간은, 투입량에 따라 다르지만, 예를 들면, 10~30초 정도이다. 그 후, 레이들을, 다음의 공정, 예를 들면, 2차 정련 공정이 실시되는 장소로 운반한다.After the predetermined amount of the
용강(13)의 표면과, 용강(13)의 표면을 덮는 보온재(14)는, 특수한 계기를 이용하지 않아도, 육안으로 식별이 가능하다. 이 때문에, 용강(13)의 전체 표면에 대한, 보온재(14)로 덮인 부분의 면적의 비율(%)(피복률)은, 적절히, 레이들 내를 관찰하여 추측할 수 있다.The surface of the
용강(13)의 표면 상에 퇴적하는 보온재(14)(보온재 퇴적층)의 부피 밀도를 미리 구해 두면, 하기 식에 의거하여, 보온재(14)의 투입량(질량)과 피복률에 의해, 용강(13)의 표면 상에 퇴적한 보온재(10)의 평균 두께를 구할 수 있다.(Mass) and coverage of the thermal insulating
[평균 두께](㎜)=[보온재의 투입량](㎏)/[보온재 퇴적층의 부피 밀도](㎏/㎥)/[용강의 전체 표면적](㎡)×[피복률](%)×10[Total surface area of molten steel] (m 2) x [Coverage] (%) x 10 [Volume of insulation material] (kg / m 3)
보온재 퇴적층의 평균 두께가 5㎜ 이상 25㎜ 이하가 되도록, 보온재(14)를 투입하는 것이 바람직하다. 이 경우, 보온재(14)에 의한 보온 효과와 보온재(14)의 사용량의 밸런스가 양호해진다. 즉, 충분한 보온 효과가 얻어짐과 더불어, 보온재(14)의 과잉 사용을 피할 수 있다.It is preferable to insert the insulating
본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것이 아니라, 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서, 여러 가지로 변경 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 용기(12)에는, 뚜껑(덮개)이 설치되어 있지 않지만, 본 발명은, 뚜껑이 설치된 용기(12)에 대해서도 적용할 수 있다. 이 경우, 노즐(11)의 분출구(11a)가 용강(13)의 표면과 뚜껑의 사이에 위치하도록 노즐(11)을 배치한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be modified in various ways without departing from the gist of the invention. For example, in the above embodiment, the lid (lid) is not provided in the
첨가재는, 보온재 이외에, 예를 들면, 슬래그 개질재 또는 슬래그 고화재여도 된다. 용융 금속은, 용강 이외에, 예를 들면, 용선이어도 되고, 철계 이외의 용융 금속이어도 된다. 노즐(11)의 수는, 3개 이상이어도 되고, 용기의 개구부가 충분히 작은 경우는, 1개여도 된다.The additive may be, for example, a slag reforming material or a slag solidification material other than a heat insulating material. The molten metal may be, for example, molten iron in addition to molten steel, or molten metal other than iron. The number of the
실시예Example
본 발명에 의한 효과를 확인하기 위해서, 다른 조건으로, 용기에 보온재를 투입하는 시험을 행하고, 각각의 경우의 용강의 온도 저하 속도를 측정했다. 어떤 경우도, 우선, 350t 용량의 상저 양취 전로에서 처리한 350~360t의 미탈산 용강을, 용기로서의 레이들로 출강했다. 이 용강의 출강 후의 온도는 1590~1610℃였다. 출강시에는, C, Si, Mn, Al 등을 함유하는 합금철의 투입은 행하지 않고, 생석회만을 1.0~1.5㎏/t 투입했다. 레이들의 개구부의 형상은 원형이며, 그 직경은 4.7m였다. 따라서, 레이들에 수용된 용강의 표면적은 17.3㎡였다.In order to confirm the effect of the present invention, a test of putting a thermal insulating material in a container under different conditions was carried out, and the rate of temperature decrease of molten steel in each case was measured. In any case, first, 350 to 360 tons of molten steel treated in a 350 t capacity subzero desorption furnace was used as a ladle as a vessel. The temperature of the molten steel after casting was 1590 to 1610 캜. At the time of excavation, no iron alloy containing C, Si, Mn, Al or the like was added but only 1.0 to 1.5 kg / t of calcium oxide was added. The openings of the lasers were circular in shape and had a diameter of 4.7 m. Therefore, the surface area of the molten steel accommodated in the ladle was 17.3 m 2.
다음에, 전로로부터 멀어지는 방향으로, 레이들을 약 10m 이동하여, 용강용 온도 측정 프로브를, 레이들 내의 용강에, 상부로부터 삽입하여, 용강의 온도를 측정했다. 레이들의 이동은, 레이들 운반 대차를 이용하여 행했다(이하의 설명에서, 레이들을 이동했을 때도 동일). 그 후, 레이들을 전로로부터 멀어지는 방향으로 약 7m 더 이동하고, 레이들 내에 보온재를 투입했다. 비교를 위해, 보온재의 투입을 행하지 않는 시험도 행했다. Next, the ladle was moved about 10 m in the direction away from the converter, and the temperature measurement probe for molten steel was inserted into molten steel in the ladle from above, and the temperature of the molten steel was measured. The movement of the lasers was done using a ladle carriage carriage (the same is true when moving the lanes in the following description). Thereafter, the lasers were moved by about 7 m in the direction away from the converter, and the insulator was put into the ladle. For the sake of comparison, a test was also conducted in which inserting of the insulating material was not performed.
보온재는, 도 1에 나타내는 구성을 갖는 보온재 투입 장치에 의해, 투입했다. 노즐은, 약 20m의 반송 배관에 의해, 컨테이너에 접속되어 있었다. 컨테이너에는, 입경을 5㎜ 이상 10㎜ 이하로 정립한 제지 조각계 보온재를 수용하고 있었다. 이 보온재의 부피 밀도는 0.5t/㎥이며, 용강의 표면 상에 퇴적한 경우도, 같은 부피 밀도를 갖는 것이 예상되었다. 반송 배관으로서, 내경이 105.3㎜인 강관을 이용했다. 반송 배관의 노즐측의 단부는, 분리 가능하게 구성되어 있고, 길이가 다른 것으로 교환 가능했다. 노즐 높이는 반송 배관의 단부를 교환함으로써 조정했다.The insulator was charged by a insulator insertion device having the constitution shown in Fig. The nozzle was connected to the container by a return pipe of about 20 m. The container contained a papermaking thermal insulation material having a particle diameter of 5 mm or more and 10 mm or less. The bulk density of this insulating material was 0.5 t / m 3, and it was expected that the bulk density would be the same even when deposited on the surface of the molten steel. A steel pipe having an inner diameter of 105.3 mm was used as the return pipe. The end of the return pipe on the nozzle side is configured to be detachable and can be replaced by a different length. The nozzle height was adjusted by exchanging the end of the return pipe.
캐리어 가스 도입 장치에 의해 도입하는 캐리어 가스로서, 공업용 질소를 이용하고, 이 공업용 질소를 유량 10㎥/min로 반송하여 배관에 도입했다.Industrial nitrogen was used as the carrier gas introduced by the carrier gas introducing device, and this industrial nitrogen was transported at a flow rate of 10 m < 3 > / min and introduced into the pipe.
보온재의 투입이 완료된 후, 보온재에 의한 용강 표면의 피복률(이하, 간단히, 「피복률」이라고 한다.)을 육안으로 추측했다. 그 후, 레이들을, 2차 정련 처리를 위해 이동하고, 2차 정련 처리를 행하기 전에, 상기와 같은 방법에 의해 용강의 온도를 측정했다. 그리고, 용강에 대해 1회째에 측정한 온도와 2번째에 측정한 온도의 차와, 1회째의 측정으로부터 2번째의 측정까지의 경과시간으로부터 온도 저하 속도를 산출했다.After completion of the insertion of the insulating material, the coating rate of the molten steel surface by the insulating material (hereinafter simply referred to as " covering rate ") was visually estimated. Thereafter, the ladle was moved for the secondary refining process, and the temperature of the molten steel was measured by the same method as above before the secondary refining process. Then, the temperature decrease rate was calculated from the difference between the temperature measured for the first time and the temperature measured for the second time with respect to molten steel and the elapsed time from the first measurement to the second measurement.
표 1에, 시험 조건(노즐에 대해서, 수, 도입구 면적에 대한 분출구 면적의 비율 및 높이, 및 보온재의 투입량)과, 시험 결과(피복률, 용강 상에 퇴적한 보온재의 평균 두께, 및 용강의 온도 저하 속도)를 나타낸다.Table 1 shows the test results (the coating ratio, the average thickness of the insulating material deposited on the molten steel, and the amount of the molten steel) in the test conditions (the number of nozzles, the ratio and height of the jet port area to the inlet port area, The rate of temperature decrease of < / RTI >
조건 A에 의한 시험에서는, 보온재를 투입하지 않았다. 조건 B 및 조건 C에 의한 시험에서는, 1개의 노즐만을 이용하여 보온재를 투입했다. 조건 D~H에 의한 시험에서는, 2개의 노즐을 이용하여 보온재를 투입했다. 조건 B에 의한 시험에서는, 도입구 면적에 대한 분출구 면적의 비율이 1인 노즐을 사용하고, 조건 C~H에 의한 시험에서는, 도입구 면적에 대한 분출구 면적의 비율이 3인 노즐을 사용했다. 조건 C~H에 의한 보온재 투입 방법은 본 발명의 실시예이며, 조건 A 및 조건 B에 의한 보온재 투입 방법은 본 발명의 요건을 만족하지 않는 비교예이다.In the test according to the condition A, the insulator was not supplied. In the tests according to conditions B and C, the insulating material was injected using only one nozzle. In the tests according to the conditions D to H, the insulating material was injected using two nozzles. In the test according to the condition B, a nozzle having a ratio of the jetting area to the area of the introduction port of 1 was used, and in the tests of the conditions C to H, the nozzle having the ratio of the jetting area to the area of the introduction port was used. The method of inserting the insulating material by the conditions C to H is an embodiment of the present invention, and the method of inserting the insulating material by the conditions A and B is a comparative example which does not satisfy the requirements of the present invention.
용강의 온도 저하 속도는, 시험 조건 A에 의한 시험에서는, 0.45℃/min이며, 다른 조건의 시험에 비해 커졌다. 이것은, 보온재를 투입하지 않았기 때문에, 용강의 표면으로부터의 방열량이 컸기 때문이라고 생각된다. The temperature decrease rate of the molten steel was 0.45 ° C / min in the test under the test condition A, which was larger than the test under the other conditions. This is probably because the amount of heat radiation from the surface of the molten steel was large because the insulator was not charged.
이 결과로부터, 전로로부터 출강하고 나서 70분 경과하면, 보온재를 투입하지 않는 경우는, 용강의 온도는 31.5℃ 저하하게 된다. 용강의 온도 저하 속도를, 0.40℃/min까지 억제하면, 보온재를 투입하지 않는 경우와 비교하여, 70분 경과 후의 용강의 온도 저하를 3.5℃만큼 억제할 수 있다. 이로 인해, 전로로부터의 출강온도를 과잉으로 높게 할 필요가 없어지고, 전로에서의 용강의 온도를, 의미 있는 비용 저하 효과가 얻어지는 정도로 저감할 수 있다.From this result, when 70 minutes have elapsed since the launching from the converter, the temperature of the molten steel is lowered by 31.5 DEG C when the insulator is not supplied. When the temperature lowering rate of molten steel is suppressed to 0.40 캜 / min, the temperature drop of molten steel after 70 minutes can be suppressed by 3.5 캜, as compared with the case where the heat insulating material is not supplied. As a result, there is no need to excessively raise the temperature of the molten steel from the converter, and the temperature of the molten steel in the converter can be reduced to such an extent that a meaningful cost reduction effect can be obtained.
시험 조건 B에 의한 시험에서는 피복률은 40%이며, 용강의 온도 저하 속도는 0.43℃/min이었다. 이에 대해서, 시험 조건 C에 의한 시험에서는, 피복률은 60%이며, 용강의 온도 저하 속도는 0.41℃/min이었다. 이 결과로부터 도입구 면적에 대한 분출구 면적의 비율이 큰 노즐을 사용하는 것이 피복률을 높게 할 수 있고, 용강의 온도 저하 속도를 저감할 수 있었던 것이 확인되었다.In the test under test condition B, the coating rate was 40%, and the temperature decrease rate of molten steel was 0.43 ° C / min. On the contrary, in the test under test condition C, the coating rate was 60%, and the temperature decrease rate of molten steel was 0.41 ° C / min. From this result, it was confirmed that the use of a nozzle having a large ratio of the jet port area to the inlet port area can increase the coating rate and reduce the rate of temperature decrease of molten steel.
이들 1개의 노즐을 사용한 경우에 대해서, 시험 조건 D~H에 의한 시험에서는, 피복률은 65~90%이며, 용강의 온도 저하 속도는 0.35~0.40℃/min이었다. 이 결과로부터, 적어도, 개구부의 직경이 4.7m인 레이들을 이용한 경우는, 1개의 노즐을 이용한 경우와 비교하여, 2개의 노즐을 이용한 경우는, 피복률을 높게 할 수 있고, 이로 인해, 용강의 온도 저하 속도를 저감할 수 있던 것이 확인되었다. 단, 별도, 개구부의 직경이 2m인 레이들을 이용하여 시험한 바, 도입구 면적에 대한 분출구 면적의 비율이 3인 1개의 노즐을 이용해도 피복률을 충분히 높게 하고, 용강의 온도 저하 속도를 저감할 수 있었다.In the case of using these single nozzles, in the tests under the test conditions D to H, the coating rate was 65 to 90%, and the temperature decrease rate of molten steel was 0.35 to 0.40 ° C / min. From this result, it can be seen that, in the case of using lasers having an opening diameter of at least 4.7 m, the coating rate can be increased in the case of using two nozzles as compared with the case of using one nozzle, It was confirmed that the temperature lowering rate could be reduced. However, the test was conducted using lasers having an opening diameter of 2 m. As a result, even when one nozzle having a ratio of the jetting port area to the inlet port area was 3, the coating rate was sufficiently increased and the rate of temperature decrease of molten steel was reduced Could.
시험 조건 D~H에서는, 모두, 용강의 온도 저하 속도의 억제에 의해, 상술의 의미 있는 비용 저하 효과가 얻어진다. 특히, 시험 조건 D, G 및 H에서는, 피복률은 90%로 크고, 또, 온도 저하 속도는 0.35~0.36℃/min으로 작고, 충분히 온도 강하를 억제하는 효과가 얻어진 것이 확인되었다.In all of the test conditions D to H, the above-described cost reduction effect is obtained by suppressing the temperature lowering rate of molten steel. Particularly, in the test conditions D, G, and H, it was confirmed that the covering ratio was as large as 90%, the temperature lowering rate was as low as 0.35 to 0.36 캜 / min, and the effect of sufficiently suppressing the temperature drop was obtained.
시험 조건 E에 의한 시험에서는, 시험 조건 D에 의한 시험에 비해, 피복률이 낮아졌다. 이것은, 노즐 높이가, 시험 조건 D에서는 1.0m였던 것에 반해, 시험 조건 E에서는 0.3m로 낮았던 것과 관계되어 있는 것이라고 생각된다. 시험 조건 F에 의한 시험에서는, 시험 조건 D에 의한 시험에 비해, 용강의 상방에서 상승 기류로 옮겨져 레이들의 외부로 비산하는 보온재의 양이 많았다. 이것은, 노즐 높이가 시험 조건 D에서는 1.0m였던 것에 반해, 시험 조건 F에서는 1.5m로 높았던 것과 관계되어 있는 것이라고 생각된다. In the test by the test condition E, the coating rate was lower than the test by the test condition D. This is considered to be related to the fact that the height of the nozzle was 1.0 m in the test condition D, and 0.3 m in the test condition E. In the test according to the test condition F, the amount of the insulating material scattered to the outside of the ladle was higher than that of the test according to the test condition D, as it was moved to the ascending current from above the molten steel. This is considered to be related to that the height of the nozzle was as high as 1.5 m in the test condition F, while it was 1.0 m in the test condition D.
시험 조건 G에 의한 시험에서는, 시험 조건 D에 의한 시험에 비해, 용강 상에 퇴적한 보온재의 평균 두께가 커지고, 용강의 온도 저하 속도가 억제되었다. 이것은, 보온재의 투입량이, 시험 조건 D에서는 50㎏이었던 것에 반해, 시험 조건 G에서는 200㎏로 많았던 것과 관계되어 있다. 이 결과로부터, 보온재의 평균 두께가 6㎜에서 25㎜로 증대함으로써, 용강의 온도 저하를 억제하는 효과가 증대한 것을 알 수 있다.In the test by the test condition G, the average thickness of the insulator deposited on the molten steel was larger than that of the test by the test condition D, and the temperature decrease rate of the molten steel was suppressed. This is related to the fact that the amount of the insulating material to be charged was 50 kg in the test condition D, and 200 kg in the test condition G. [ From this result, it can be seen that the effect of suppressing the temperature decrease of the molten steel is increased by increasing the average thickness of the insulating material from 6 mm to 25 mm.
시험 조건 H에서는, 보온재의 투입량은 250㎏이며, 시험 조건 G에 비해 더 많았다. 시험 조건 H에 의한 시험에서는, 시험 조건 G에 의한 시험에 비해, 용강 상에 퇴적한 보온재의 평균 두께가 커졌지만, 용강의 온도 저하 속도는 같았다. 이 결과로부터, 보온재의 평균 두께가 25㎜ 이상에서는, 용강의 온도 저하를 억제하는 효과는, 거의 포화한 것을 알 수 있다.In the test condition H, the amount of the insulating material was 250 kg, which was larger than the test condition G. In the test by the test condition H, the average thickness of the heat insulators deposited on the molten steel was larger than the test by the test condition G, but the temperature decrease rate of the molten steel was the same. From this result, it can be seen that the effect of suppressing the temperature drop of the molten steel is almost saturated when the average thickness of the insulating material is 25 mm or more.
11:노즐
11a:분출구
12:용기
13:용강
14:보온재
15:컨테이너
16:반송 배관
17:캐리어 가스 도입 장치
20:보온재 투입 장치11:
12: vessel 13: molten steel
14: Insulation 15: Container
16: Return piping 17: Carrier gas introduction device
20: Insulation device
Claims (12)
상기 용기에 수용된 용융 금속의 상방에, 노즐을 배치하는 노즐 배치 공정과,
첨가재를, 캐리어 가스에 의해 상기 노즐로 반송하고, 당해 노즐의 분출구로부터 분출시키는 첨가재 분출 공정을 포함하고,
상기 노즐에 있어서, 도입구의 면적보다 상기 분출구의 면적이 큰, 첨가재 투입 방법.A method for introducing an additive into a container containing molten metal,
A nozzle disposing step of disposing a nozzle above molten metal contained in the container,
And an additive material ejecting step of ejecting the additive material from the ejection port of the nozzle by transporting the additive material to the nozzle by the carrier gas,
Wherein an area of the jet port is larger than an area of the introduction port in the nozzle.
상기 용기의 개구부의 직경이 3.0m 이상이며,
상기 첨가재 분출 공정에 있어서, 상기 용기의 상단으로부터의 상기 분출구까지의 높이 방향의 거리를 0.4m 이상 1.2m 이하로 하는, 첨가재 투입 방법.The method according to claim 1,
Wherein the opening of the container has a diameter of 3.0 m or more,
Wherein the distance from the upper end of the container to the jet port in the height direction is 0.4 m or more and 1.2 m or less in the additive material jetting step.
상기 첨가재가 보온재인, 첨가재 투입 방법.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the additive is a heat insulating material.
상기 첨가재 분출 공정에 있어서, 용융 금속의 표면 상에, 첨가재를 5㎜ 이상 25㎜ 이하의 평균 두께로 퇴적시키는, 첨가재 투입 방법.The method of claim 3,
Wherein the additive material is deposited on the surface of the molten metal at an average thickness of 5 mm or more and 25 mm or less in the additive material ejecting step.
상기 도입구의 면적에 대한 상기 분출구의 면적의 비율이 2 이상인, 첨가재 투입 방법.The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the ratio of the area of the injection port to the area of the introduction port is 2 or more.
상기 용융 금속이 용강인, 첨가재 투입 방법.The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the molten metal is molten steel.
상기 노즐 배치 공정이, 상기 용기에 수용된 용융 금속의 상방에 복수의 상기 노즐을 배치하는 공정을 포함하는, 첨가재 투입 방법.The method according to any one of claims 1 to 6,
Wherein the nozzle disposing step includes disposing a plurality of the nozzles above molten metal contained in the container.
상기 첨가재를 수용하는 컨테이너와,
상기 용기에 수용된 용융 금속의 상방에 배치되는 노즐로서, 상기 노즐의 분출구가 당해 노즐의 하단에 설치된 노즐과,
상기 노즐과 상기 컨테이너를 접속하는 첨가재 반송 배관과,
상기 첨가재 반송 배관에 캐리어 가스를 공급하여, 당해 캐리어 가스에 의해, 상기 컨테이너에 수용된 첨가재를 상기 첨가재 반송 배관을 통해 상기 노즐로 반송하는, 캐리어 가스 도입 장치를 구비하고,
상기 노즐에 있어서, 도입구의 면적보다 상기 분출구의 면적이 큰, 첨가재 투입 장치.An apparatus for introducing an additive into a container containing molten metal,
A container for containing the additive;
A nozzle disposed above the molten metal accommodated in the container, the nozzle having an injection port at the lower end of the nozzle;
An additive material conveying pipe connecting the nozzle and the container,
And a carrier gas introducing device for supplying a carrier gas to the additive material conveying pipe and conveying the additive contained in the container to the nozzle through the additive material conveying pipe by the carrier gas,
Wherein an area of the jet port is larger than an area of the introduction port in the nozzle.
상기 도입구의 면적에 대한 상기 분출구의 면적의 비율이 2 이상인, 첨가재 투입 장치.The method of claim 8,
Wherein the ratio of the area of the injection port to the area of the introduction port is 2 or more.
상기 첨가재가 보온재인, 첨가재 투입 장치.The method according to claim 8 or 9,
Wherein the additive is a heat insulating material.
상기 용융 금속이 용강인, 첨가재 투입 장치.The method according to any one of claims 8 to 10,
Wherein the molten metal is molten steel.
복수의 상기 노즐을 구비하고,
상기 첨가재 반송 배관이, 상기 복수의 노즐의 각각과 상기 컨테이너를 접속하고,
상기 캐리어 가스 도입 장치가, 상기 컨테이너에 수용된 첨가재를 상기 첨가재 반송 배관을 통해 상기 복수의 노즐의 각각에 반송하는, 첨가재 투입 장치.The method according to any one of claims 8 to 11,
A plurality of said nozzles,
Wherein the additive material conveying pipe connects each of the plurality of nozzles and the container,
Wherein the carrier gas introducing device conveys the additive contained in the container to each of the plurality of nozzles via the additive material transfer pipe.
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