KR20190033906A - 용선 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용선 처리 방법에 관한 것으로, 용기에 용선을 수선하는 과정; 상기 용선의 성분을 측정하는 과정; 및 상기 측정된 용선의 성분에 따라 상기 용선의 용도를 분류하는 과정;을 포함하고, 강종 생산계획에 적합한 용선을 제강공장에 제공할 수 있다.

Description

용선 처리 방법{Processing method of molten iron}

본 발명은 용선 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강종별 적절한 성분을 갖는 용선을 제공할 수 있는 용선 처리 방법에 관한 것이다.

제철공정에서 규소(Si)의 농도가 높은 용선은 고로 노황이 좋지 않을 경우 발생하는 간헐적인 상황으로 인지되고 있다. 또한, 최근 변화하는 연원료 상황과 파이넥스 공법(자연상태 가루 모양의 철광석과 일반탄을 직접 환원처리하여 용선을 생산하는 공법)와 같은 신 제선공법의 개발로 인하여 용선 중의 Si 농도가 점차 높아지는 추세이다.

고로에서 생산되는 용선 중의 Si 농도는 평균적으로 0.3 ~ 0.6%인데 비하여, 파이넥스 설비의 용융가스화로에서 생산되는 용선의 경우 공정의 특성으로 인하여 0.5 ~ 1%의 비교적 높은 Si 농도를 가지며 최고로 높은 경우 2%까지 상승하는 경우도 발생한다.

스프링강, 타이어코드강, 베어링강 등과 같은 특수강을 제조하는 경우, 강중 실리콘 농도를 1.0 내지 2.0중량% 정도로 제어하기 때문에 Si 농도가 높은 용선을 이용하는 경우, Si 농도를 제어하기 위해 정련 시 첨가되는 부원료나 정련시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.

그러나 일반 강종을 제조하는 경우 용선 중 Si 농도가 높으면 전로에서 Si를 산화시켜 슬래그로 제거하기 위하여 더 많은 양의 산소를 더 취입해야 하고, 슬래그의 염기도(CaO/SiO₂)를 맞추기 위하여 Si 농도가 낮은 용선을 정련할 때보다 많은 생석회 및 부원료를 필요로 하게 된다. 또한, 이로 인하여 취련시간이 길어지고 별도로 탈규처리만 하는 공정을 따로 거쳐야 하기 때문에 공정 효율 및 생선성을 저하시키는 문제점이 있다.

KR 2003-0004823 A KR 2012-0074377 A

본 발명은 강종 생산계획에 적합한 용선을 제공할 수 있는 용선 처리 방법을 제공한다.

본 발명은 용강 성분 조정을 용이하게 하고, 정련시 부원료의 사용량을 줄여 생산비용을 절감할 수 있는 용선 처리 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 용선 처리 방법은, 용기에 용선을 수선하는 과정; 상기 용선의 성분을 측정하는 과정; 및 상기 측정된 용선의 성분에 따라 상기 용선의 용도를 분류하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 용선의 용도에 따라 요구되는 용선의 성분 데이터를 마련하는 과정을 포함하고, 상기 용선의 용도를 분류하는 과정은 상기 측정된 용선의 성분과 상기 용선의 성분 데이터를 비교하여 수행할 수 있다.

상기 용선의 용도를 분류하는 과정은, 강종별로 요구되는 성분에 대응하도록 용선을 분류할 수 있다.

상기 용선의 용도를 분류하는 과정 이후에, 제강공장에서 용선의 공급 요청이 있으면, 상기 분류된 용선 중 상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 있는지 확인하고, 상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 있으면, 상기 분류된 용선 중 상기 제강공장에 적합한 용도의 용선을 선택하여 상기 제강공장에 공급하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 용선의 용도를 분류하는 과정 이후에, 제강공장에서 용선의 공급 요청이 있으면, 상기 분류된 용선 중 상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 있는지 확인하고, 상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 없으면, 상기 분류된 용선 중 적어도 2가지 용도의 용선을 선택하여 상기 제강공장에 공급하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 제강공장에 적합한 용도의 용선을 제조하기 위해 상기 적어도 2가지 용도의 용선을 혼합하는 과정을 포함할 수 있다.

상기 용선의 용도를 분류하는 과정 이후에, 제강공장에서 용선의 공급 요청이 없으면, 상기 용선을 주선공장으로 공급하여 주선처리하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태들에 의하면, 강종 생산계획에 적합한 용선을 제공할 수 있다. 즉, 제철소에는 고로, 용융가스화로 등과 같은 복수의 용융로가 건설되어 있고, 용융로마다 서로 다른 성분을 갖는 용선이 생산되는데, 노황에 따라 생산되는 용선의 성분이 변경될 수 있다. 이에 용융로에서 생산되는 용선의 성분을 분석하고, 분석 결과에 따라 용선의 용도를 분류한 다음, 용도, 예컨대 생산하고자 하는 강종에 따라 적합한 성분을 갖는 용선을 제공할 수 있다. 따라서 용강 제조 시 사용되는 첨가제의 양을 줄일 수 있고, 용강 제조에 소요되는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 용강 제조 시 사용되는 첨가제를 마련하는데 소요되는 비용 및 용강 제조에 소요되는 에너지 비용 등을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 방법을 순차적으로 보여주는 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 방법을 개념적으로 보여주는 블록도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 요소를 명확하게 표현하기 위하여 크기를 과장하거나 확대하여 표현하였으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

제철소에는 용선을 생산할 수 있는 여러 기의 용융로가 설치되어 있다. 그 중 일부는 괴상의 철광석을 용해시켜 용선을 제조하는 고로이고, 일부는 분철광석을 환원시킨 환원철을 용해시켜 용선을 제조하는 용융가스화로이다.

고로와 용융가스화로에서 사용되는 원료(철광석)가 상이하고, 이를 이용하여 용선을 제조하는 방법도 일부 상이하기 때문에 생산된 용선의 성분도 일부 차이점이 있다. 예컨대 용융가스화로에서 생산된 용선이 고로에서 생산된 용선에 비해 높은 규소(Si) 농도를 갖는다. 또한, 고로의 노황에 따라 용선 중 규소의 농도가 증가할 수도 있다.

아래의 표1은 고로에서 생산된 용선 성분의 일 예를 보여주고 있고, 표2는 용융가스화로에서 생산된 용선 성분의 일 예를 보여주고 있다.

성분	C	Si	Mn	P	S	온도(℃)
중량%	0.42	0.32	0.19	0.116	0.0032	1373

성분	C	Si	Mn	P	S	온도(℃)
중량%	0.48	1.325	0.33	0.134	0.0024	1407

그리고 아래의 표 3은 일반강을 제조하는데 적합한 용선 성분 및 온도를 보여주고 있고, 표 4는 타이어코드강, 스프링강 등과 같은 전략강 또는 고부가가치강을 제조하는데 적합한 용선 성분 및 온도를 보여주고 있다.

성분	C	Si	Mn	P	S	온도(℃)
중량%	0.45	0.19 - 1.30	0.25	0.13-0.15	0.001-0.09	1250-1400

성분	C	Si	Mn	P	S	온도(℃)
중량%	0.45	0.19 - 0.70	0.25	0.14 이하	0.001-0.003	1280-1400

그런데 현재는 생산하고자 하는 강종에 관계없이 제강공장에서 용선 공급 요청이 있는 경우 고로나 용융가스화로에서 제조된 용선을 무작위로 공급하고 있다. 이에 전략강이나 고부가가치강을 제조하는 제강공장에 불순물, 예컨대 규소 농도가 높은 용선을 공급하는 경우, 용선을 정련하는데 많은 양의 첨가제가 사용되고, 용선을 정련하는데 소요되는 시간이 증가하는 문제점이 있다.

이에 본 발명에서는 고로나 용융가스화로 등과 같은 용융로에서 용선이 생산되면, 용선의 성분을 분석하고, 분석 결과에 따라 용선을 용도별로 분류한 후 용도에 맞는 사용처에 공급함으로써 용선을 정련하는데 사용되는 첨가제의 양을 줄일 수 있고, 정련시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 방법을 순차적으로 보여주는 순서도이다.

먼저, 고로 및 용융가스화로 등의 용융로에서 용선을 제조되면, 용기, 예컨대 토페도카에 용선을 수선(S110)한다.

이후, 토페도카에 수선된 용선을 샘플링하고, 샘플링된 용선의 성분 및 온도를 측정(S112)한다.

그리고 측정된 용선의 성분 및 온도에 따라 용선을 용도별로 분류(S114)한다. 여기에서 용도란 용선을 이용하여 생산할 수 있는 강종을 의미할 수 있다.

용선을 용도별로 분류하기 위해 강종별 요구되는 용선의 성분 데이터를 미리 마련해 놓을 수 있다.

상기 표 3 및 표 4에 나타낸 바와 같이, 타이어코드강을 생산하는데 요구되는 용선(표 4 참조)는 일반강을 생산하는데 요구되는 용선(표 3 참조)에 비해 규소(Si)의 농도 범위가 좁은 것을 알 수 있다. 이와 같이 생산하고자 하는 강종에 따라 용선의 성분을 미리 데이터로 마련해 높고, 용융로에서 생산된 용선의 성분을 비교하여 용선의 용도, 즉 용선을 이용하여 생산할 강종을 결정할 수 있다. 이때, 규소의 농도가 비교적 높은 용선은 일반강을 생산하는데 사용할 수 있고, 규소의 농도가 비교적 낮은 용선은 전략강이나 고부가가치강을 생산하는데 사용할 수 있다.

용선의 용도를 분류한 이후, 각 강종을 생산하는 제강공장으로부터 용선의 공급 요청 유무를 확인(S116)할 수 있다.

확인 결과, 제강공장에서 용선의 공급 요청이 있으면 용선 공급 요청이 있는 제강공장에 적합한 용선이 있는지 확인(S118)한다. 그리고 분류된 용선 중 용선 공급 요청이 있는 제강공장에 적합한 용선이 있으면, 그 용선을 선택하여 제강공장에 공급(S120)할 수 있다.

이때, 2개의 제강공장에서 용선의 공급 요청이 있고, 2개의 제강공정에서 요청하는 용선의 성분이 동일한 경우, 먼저 공급을 요청한 제강공장으로 용선을 공급하거나, 용선을 먼저 처리할 수 있는 제강공장으로 용선을 공급할 수 있다. 전자의 경우 강종 생산 계획에 따라 용선을 적절한 시간에 공급하여 강종 생산 계획에 차질이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 후자의 경우에는 먼저 처리할 수 있는 제강공장으로 용선을 공급함으로써 용선의 온도 저하를 억제할 수 있다.

반면, 분류된 용선 중 용선 공급 요청이 있는 제강공장에 적합한 용선이 없는 경우, 용선을 요청한 제강공장에 적합한 용선을 제공할 수 있도록 분류된 용선 중 적어도 2가지 용선을 선택하여 제강공장에 공급(S124)할 수 있다.

이후, 제강공장에서 생산할 강종에 적합한 성분을 갖도록 2가지 용선을 혼합(S126)할 수 있다. 이때, 적어도 2대에 수선된 용선을 하나의 래들에 일정량씩 출선하여 혼합할 수 있다.

한편, 용선의 용도를 분류한 이후, 제강공장에서 용선 공급 요청이 없으면 용선을 주선공장으로 이송하여 냉선 등을 제조하는 주선처리작업을 수행(S122)할 수 있다.

이와 같이 제조하고자 하는 강종에 적합한 성분을 갖는 용선을 제강공장에 공급함으로써 용선을 정련하는데 사용되는 첨가제의 양을 줄일 수 있고, 용선을 정련하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 용선 처리 방법을 예로 들어 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용선 처리 방법을 개념적으로 보여주는 블록도이다. 여기에서는 제1용융로, 제2용융로, 제3용융로... 제n용융로로 기재하나, 각각의 용융로는 고로나 용융가스화로일 수 있다.

먼저, 각 용융로에서 용선이 생산되면, 생산된 용선을 토페도카에 수선한다. 이때, 제1용융로에서 생산된 용선은 제1용선, 제2용융로에서 생산된 용선은 제2용선, 제3용융로에서 생산된 용선은 제3용선, 제n용융로에서 생산된 용선은 제n용선이라 한다. 그리고 각각의 용선은 각각 서로 다른 토페도카에 수선될 수 있다.

각 토페도카에 수선된 용선을 샘플링하여 용선의 성분 및 온도를 측정한다.

그리고 측정된 용선의 성분에 따라 용선의 용도를 분류한다. 이때, 용선의 용도를 제1용도, 제2용도 및 제3용도 등으로 분류할 수 있으며, 각 용도는 용선을 이용하여 생산할 강종을 의미할 수 있다. 예컨대 제1용도 및 제2용도는 탄소강 등과 같은 일반강을 의미할 수 있고, 제3용도는 타이어코드강 등과 같은 전략강이나 부가가치강을 의미할 수 있다.

이와 같이 용선의 용도를 분류한 다음, 일일 강종 생산 계획 또는 제강공장에서의 용선 공급 요청에 따라 용선을 해당 용도에 맞는 제강공장으로 공급할 수 있다.

도 2와 같이 분류된 용선은 용도에 해당 용도에 맞는 제강공장으로 공급될 수도 있지만, 제강공장에서 요청하는 성분을 갖는 용선이 없는 경우에는 적어도 2가지 이상의 용선을 제강공장에 공급하고, 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다.

예컨대 타이어코드강을 생산하는 제3제강공장에서 제3용도의 용선을 요청하고 있고, 분류된 용선 중 제3용도의 용선이 없는 경우, 제1용도 및 제2용도로 분류된 용선 중 적어도 2가지 용선을 제3제강공장으로 공급하여 제3용도의 용선과 유사한 용선을 제조하여 사용하도록 할 수 있다.

예를 들면, 제1용융로에서 생산된 제1용선은 상기 표 1에 기재된 성분 및 온도를 갖고, 제n용융로에서 생산된 용선은 상기 표 2에 기재된 성분을 갖는 경우, 제1용선과 제n용선을 중량비로 2 : 1 혼합하면, 하기의 표 5와 같은 성분 및 온도를 갖는 용선을 얻을 수 있다.

성분	C	Si	Mn	P	S	온도(℃)
중량%	0.44	0.65	0.23	0.122	0.0029	1385

상기 표 5에 기재된 용선의 성분은 표 4에 기재된 바와 같이 타이어코드강을 생산하기 위한 용선의 성분 범위에 포함되는 것을 알 수 있다.

이와 같이 강종에 따라 적합한 성분을 갖는 용선을 제강공장에 제공하면, 용선을 정련하는데 투입되는 첨가제의 양을 줄일 수 있고, 용선을 정련하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 용기에 용선을 수선하는 과정;
   상기 용선의 성분을 측정하는 과정; 및
   상기 측정된 용선의 성분에 따라 상기 용선의 용도를 분류하는 과정;
   을 포함하는 용선 처리 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 용선의 용도에 따라 요구되는 용선의 성분 데이터를 마련하는 과정을 포함하고,
   상기 용선의 용도를 분류하는 과정은 상기 측정된 용선의 성분과 상기 용선의 성분 데이터를 비교하여 수행하는 용선 처리 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 용선의 용도를 분류하는 과정은,
   강종별로 요구되는 성분에 대응하도록 용선을 분류하는 용선 처리 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 용선의 용도를 분류하는 과정 이후에,
   제강공장에서 용선의 공급 요청이 있으면, 상기 분류된 용선 중 상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 있는지 확인하고,
   상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 있으면, 상기 분류된 용선 중 상기 제강공장에 적합한 용도의 용선을 선택하여 상기 제강공장에 공급하는 과정을 포함하는 용선 처리 방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 용선의 용도를 분류하는 과정 이후에,
   제강공장에서 용선의 공급 요청이 있으면, 상기 분류된 용선 중 상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 있는지 확인하고,
   상기 제강공장에 적합한 용도로 분류된 용선이 없으면, 상기 분류된 용선 중 적어도 2가지 용도의 용선을 선택하여 상기 제강공장에 공급하는 과정을 포함하는 용선 처리 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제강공장에 적합한 용도의 용선을 제조하기 위해 상기 적어도 2가지 용도의 용선을 혼합하는 과정을 포함하는 용선 처리 방법.
7. 청구항 3에 있어서,
   상기 용선의 용도를 분류하는 과정 이후에,
   제강공장에서 용선의 공급 요청이 없으면,
   상기 용선을 주선공장으로 공급하여 주선처리하는 과정을 포함하는 용선 처리 방법.

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