KR20220074919A - 전기로에 의한 용철의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

탄재 취입 장치를 구비한 전기로에 있어서 냉철원을 용해하여 용철을 제조하는 방법에 있어서, 안전성을 해치는 일 없이, 탄재를 효율 좋게 용철 중에 취입할 수 있는 방법을 제공한다. 탄재 취입 장치에서는, 중심부로부터 반송 가스로 탄재(a)를 분사함과 함께, 그의 외주부로부터 연료(b)와 지연성 가스(c)를 각각 분사하고, 중심부로부터 분사된 탄재(a)가, 연료(b)와 지연성 가스(c)의 연소 반응으로 형성되는 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하여 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되도록 한다. 통 형상의 연소 화염의 안을 흐르는 탄재(a)는, 주위의 가스 흐름의 영향을 받지 않기 때문에 유속이 감쇠하지 않고, 높은 유속을 유지할 수 있기 때문에, 탄재(a)가 높은 관성력을 유지한 채 반송 가스로부터 분리되어, 용융 슬래그 및 용철에 도달·진입할 수 있다.

Description

전기로에 의한 용철의 제조 방법
본 발명은, 전기로(electric arc furnace)에 있어서 냉철원(cold iron source)을 용해하여 용철(molten iron)을 제조하는 방법에 관한 것이다.
전기로에서는, 철 스크랩 등의 냉철원을 아크열로 용해하여 용철(용선, 용강)이 제조되고 있고, 냉철원의 용해 촉진을 위해, 산소 취입과 탄재(Carbonaceous material) 취입이 일반적으로 행해지고 있다. 용철 중 및 용융 슬래그(slag) 중으로의 탄재 취입은, 산소 취입에 의해 생성된 산화철(FeO)을 환원하는 것 및, 탄재의 연소열에 의해 냉철원의 용해를 촉진하는 것을 목적으로 하여 행해진다. 또한, 탄재 취입에 의한 산화철의 환원 및 탄재의 연소에 의해 CO 가스가 발생하고, 이 CO 가스에 의해 용융 슬래그가 거품이 이는, 소위 「슬래그 포밍(slag foaming)」이 촉진된다. 이 슬래그 포밍에 의해, 아크의 복사열이 경감하여, 냉철원의 용해 효율이 향상한다.
종래, 탄재 취입 방법으로서는, 소모식의 파이프(강관)를 작업자가 유지하고, 이 파이프를 통하여 탄재를 로(furnace) 내에 취입하는 작업이 행해지고 있었지만, 최근에는, 예를 들면, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 나타나는 바와 같은 가동식의 비소모형 수냉 랜스(water-cooled lance)를 이용하는 방법이 취해지고 있다. 이 방법에서는, 작업자에 의한 파이프의 교환 작업(파이프의 소모에 수반하는 새로운 파이프의 접속 작업)이 불필요해지기 때문에, 작업자의 부담을 경감할 수 있다.
또한, 그 외의 탄재 취입 방법으로서는, 예를 들면, 특허문헌 3에 나타나는 바와 같은, 로체(furnace body)에 고정된 카본 인젝터에 의해 탄재를 로 내에 분사하는 방법이 있다.
일본공개특허공보 평7-145422호 일본공개특허공보 평11-304372호 일본공표특허공보 2016-509624호
특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 방법은, 가동식의 비소모형 수냉 랜스를 이용하고 있기 때문에, 탄재를 용철 중이나 용융 슬래그 중에 효율 좋게 취입할 수 있다. 그러나, 수냉 랜스를 용철이나 용융 슬래그에 근접시킬 필요가 있기 때문에, 랜스 높이를 정밀도 좋게 제어할 수 있는 제어계가 필요하다. 또한, 수냉 랜스를 용철이나 용융 슬래그에 근접시키기 때문에, 수냉 랜스의 노즐 선단에 용융 슬래그나 용철의 스플래시(splashes)가 부착되어, 노즐 막힘이 생길 우려가 있다. 또한, 스플래시에 의해 노즐 선단이나 랜스 본체가 손상을 받아, 랜스 냉각수의 누수에 의한 수증기 폭발의 우려도 있다. 또한 추가로, 로체에 수냉 랜스의 삽입 구멍을 형성할 필요가 있기 때문에, 삽입 구멍으로서 형성한 개구부로부터의 침입 공기량이 증가하여, 전기로 내의 온도가 저하하고, 전력원 단위(electric power consumption rate)의 악화로 연결된다는 문제도 있다.
한편, 특허문헌 3에 나타나는 바와 같은 로체에 고정된 탄재 취입 장치를 사용한 경우, 스플래시에 의한 노즐 막힘이나 개구부로부터의 침입 공기량의 증가 등의 문제는 없다. 그러나, (ⅰ) 노즐 선단에서 용철 욕면까지 비교적 큰 거리가 있는 것, (ⅱ) 취입된 탄재와 반송 가스가, 주위의 가스 흐름(산소 랜스로부터의 취입 산소 가스, 용융 슬래그 및 용철로부터 발생하는 가스, 로 외로부터의 침입 공기 등에 의한 가스 흐름)에 영향을 받음으로써 유속이 감쇠되는 것 등의 문제가 있다. 이에 따라, 탄재를 용철 중이나 용융 슬래그 중에 효율 좋게 취입할 수 없다. 또한, 비교적 입경이 작은 탄재는, 반송 가스 흐름에 추종하는 경향이 있기 때문에, 취입 조건에 따라서는 탄재가 반송 가스로부터 분리되지 않고, 반송 가스의 유적(流跡: trajectory))을 따라 용철이나 용융 슬래그의 욕면 상을 부유하고, 최종적으로는 로 외에 방산되어 버린다. 이들의 결과, 용철 중이나 용융 슬래그 중에 취입되는 탄재의 수율이 나빠지는 문제가 있다.
또한, 단순히 탄재 취입 노즐의 유로 지름을 작게 함(예를 들면, 라발(Laval nozzle) 구조 등으로 함)에 따라, 탄재 및 반송 가스를 높은 토출 유속으로 취입하는 것이 고려되지만, 탄재 취입 노즐의 유로 지름을 작게 하면, 노즐 내에서 탄재의 막힘이 생길 우려가 있다. 이러한 탄재의 노즐 막힘이 생기면, 탄재 취입을 정지하지 않을 수 없어, 생산성이 악화된다. 또한, 상황에 따라서는, 조업 정지를 초래할 우려가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 이상과 같은 종래 기술의 과제를 해결하여, 탄재 취입 장치를 구비한 전기로에서 냉철원을 용해하여 용철을 제조하는 방법에 있어서, 안전성을 해치는 일 없이, 탄재를 용융 슬래그 중 및 용철 중에 효율 좋게 취입할 수 있는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 검토를 거듭했다. 그 결과, 이하의 점을 알 수 있었다.
탄재 취입 장치의 중심부로부터 반송 가스로 탄재를 분사함과 함께, 그의 외주부로부터 연료와 지연성 가스(combustion-supporting gas)를 각각 분사하고, 중심부로부터 분사된 탄재가, 연료와 지연성 가스의 연소 반응으로 형성되는 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하여 취입되도록 한다. 이에 따라, 분사된 탄재 및 반송 가스의 유속이 감쇠하지 않고, 탄재가 높은 관성력을 유지한 채로 반송 가스로부터 분리되어, 용융 슬래그 및 용철에 도달하고, 용융 슬래그 중 및 용철 중에 진입할 수 있는 것을 발견했다.
또한, 연료 및 지연성 가스의 토출 유속을, 탄재의 반송 가스의 토출 유속보다도 크게 함으로써, 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하는 과정에서 탄재 및 반송 가스의 유속이 가속되기 때문에, 상기와 같은 효과가 보다 높아지는 점도 알 수 있었다.
본 발명은, 이러한 인식에 기초하여 이루어진 것으로서, 그의 요지는 이하와 같다.
[1] 탄재 취입 장치를 구비한 전기로에 있어서, 냉철원을 용해하여 용철을 제조하는 방법으로서,
상기 탄재 취입 장치에서는, 중심부로부터 반송 가스로 탄재(a)를 분사함과 함께, 그의 외주부로부터 연료(b)와 지연성 가스(c)를 각각 분사하고,
중심부로부터 분사된 탄재(a)가, 연료(b)와 지연성 가스(c)의 연소 반응으로 형성되는 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하여 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되는, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
[2] 상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 유속을, 상기 탄재 취입 장치에 있어서의 탄재(a)의 반송 가스의 토출 유속보다도 크게 하는, 상기 [1]에 기재된 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
[3] 상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b)의 공급량에 대한 산소비가 1.0∼1.1이 되도록, 지연성 가스(c)를 공급하는, 상기 [1] 또는 상기 [2]에 기재된 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
[4] 상기 탄재 취입 장치는, 중심측으로부터 순서대로, 탄재 분사관(1), 연료 분사관(2), 지연성 가스 분사관(3)이 동심상(同心狀)으로 배치된 구조를 갖는, 상기 [1] 내지 상기 [3] 중 어느 하나에 기재된 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
[5] 상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 유속이 100∼500m/s인, 상기 [1] 내지 상기 [4] 중 어느 하나에 기재된 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
[6] 상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b)의 연소량이, 상기 탄재 취입 장치 1기당 400Mcal/h 이상인, 상기 [1] 내지 상기 [5] 중 어느 하나에 기재된 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
[7] 상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b)의 연소량과 탄재(a)의 취입 속도의 비가 0.1Mcal/㎏ 이상인, 상기 [1] 내지 상기 [6] 중 어느 하나에 기재된 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 탄재 취입 장치를 구비한 전기로에 있어서, 냉철원을 용해하여 용철을 제조할 때에, 탄재를 효율 좋게 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입할 수 있다. 이에 따라, (1) 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되는 탄재의 수율이 향상하기 때문에, 냉철원의 용해 효율의 향상에 의해 전력원 단위를 삭감할 수 있고, (2) 탄재에 의해 산화철이 효율 좋게 환원되기 때문에, 출강 수율(tapping yield)이 향상한다는 효과가 얻어진다.
또한, (3) 연료와 지연성 가스의 연소 반응으로 형성되는 연소 화염이 용철 및 용융 슬래그에 착열되기 때문에, 이 면에서도 냉철원의 용해 효율이 향상하여, 전력원 단위를 삭감할 수 있고, (4) 탄재 취입 노즐의 유로 지름을 작게 할 필요가 없기 때문에, 노즐 막힘의 우려가 없고, (5) 탄재 취입 장치를 전기로의 로체에 고정할 수 있고, 이에 따라 탄재 취입 장치의 부착부로부터 공기가 침입하는 일이 없기 때문에 조업성이 향상하고, (6) 노즐 선단을 용융 슬래그나 용철에 근접시킬 필요가 없고, 용철이나 용융 슬래그의 스플래시에 의한 영향도 적기 때문에, 안전성이 우수하고, (7) 로 외로 방산되는 탄재량이 적기 때문에, 전기로 주변의 부유 더스트가 감소하여, 작업 환경도 개선되는 등의 효과도 얻어진다.
또한, 연료 및 지연성 가스의 토출 유속을, 탄재의 반송 가스의 토출 유속보다도 크게 함으로써, 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하는 과정에서 탄재 및 반송 가스의 유속이 가속되기 때문에, 탄재를 보다 효율 좋게 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입할 수 있다.
도 1은, 본 발명법에 있어서의 탄재 취입 장치에 의한 탄재 취입 원리를, 종래법과 비교하여 나타낸 것이고, 도 1(A)는 본 발명법, 도 1(B)는 종래법을 각각 나타내는 설명도이다.
도 2는, 본 발명법에서 사용하는 탄재 취입 장치의 실시 형태의 일 예를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 3은, 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.
도 4는, 본 발명법의 실시 상황의 일 예(전기로 반경 방향에서의 종단면)를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 5는, 실시예에서 사용한 전기로에 있어서의 탄재 취입 장치의 설치 위치의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 6은, 실시예에 있어서의 탄재 취입원 단위(carbonaceous material consumption rate)와 전력원 단위의 관계의 일 예를 나타내는 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
본 발명에 따른 전기로에 의한 용철의 제조 방법은, 탄재 취입 장치를 구비한 전기로에 있어서, 냉철원을 용해하여 용철을 제조하는 방법으로, 탄재 취입 장치에서는, 중심부로부터 반송 가스로 탄재(a)(분립상(powdery and particulate)의 탄재)를 분사함과 함께, 그의 외주부로부터 연료(b)와 지연성 가스(c)를 각각 분사한다. 이에 따라, 중심부로부터 분사된 탄재(a)가, 연료(b)와 지연성 가스(c)의 연소 반응으로 형성되는 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하여 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되도록 하는 것이다. 여기에서, 용철이란 용선 또는 용강이고, 용선 및 용강은, 크롬이나 니켈 등의 합금 원소를 포함하는 경우도 있다.
도 1은, 본 발명법에 있어서의 탄재 취입 장치에 의한 탄재 취입 원리를, 종래법과 비교하여 나타낸 것으로, 도 1(A)는 본 발명법, 도 1(B)는 종래법을 각각 나타내고 있다.
도 1(B)에 나타내는 종래법에서는, 탄재 취입 장치는 단관 노즐이고, 탄재는 반송 가스에 의해 이송되고, 로 내의 용융 슬래그 및 용철을 향하여 취입된다. 이 때, 단관 노즐로부터 취입된 탄재 및 반송 가스의 유속은 주위의 가스 흐름의 영향으로 즉시 감쇠하고, 탄재 및 반송 가스는 자유 확산하기 때문에, 포텐셜 코어(potential core)(초속을 유지하는 에어리어)는 짧아진다. 또한, 비교적 입경이 작은 탄재는, 반송 가스의 흐름에 추종하는 경향이 있기 때문에, 조건에 따라서는 반송 가스로부터 분리할 수 없어, 반송 가스의 유적을 따라 용철이나 용융 슬래그의 욕면 상을 부유하고, 로 외로 방산되어 버린다.
한편, 도 1(A)에 나타내는 본 발명법에서는, 연료(b)(기체 연료 또는/및 액체 연료)와 지연성 가스(c)의 연소 반응에 의해 통 형상의 연소 화염이 형성되고, 그 안을 탄재(a) 및 반송 가스가 통과하여, 용융 슬래그 및 용철을 향하여 취입된다. 이 때, 통 형상의 연소 화염의 안을 흐르는 탄재(a) 및 반송 가스는, 주위의 가스 흐름의 영향을 받지 않기 때문에 유속이 감쇠하지 않아, 높은 유속을 유지할 수 있다. 즉, 포텐셜 코어가 길어진다. 이 때문에, 탄재(a)가 높은 관성력을 유지한 채로 반송 가스로부터 분리되어, 용융 슬래그 및 용철에 도달하고, 용융 슬래그 중 및 용철 중에 진입할 수 있다. 이에 따라, 탄재(a)가 효율 좋게 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되게 된다.
또한, 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 유속을, 탄재(a)의 반송 가스의 토출 유속보다도 크게 함으로써, 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하는 과정에서, 탄재(a) 및 반송 가스의 유속이 가속된다. 이에 따라, 상기와 같은 작용 효과가 보다 높아져, 탄재(a)를 보다 효율 좋게 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입할 수 있다.
탄재(a)는 분립상의 것이다. 탄재(a)로서는, 코크스 제조 시의 부산물인 코크스분, 석탄(미분탄), 플라스틱(입상 또는 분상의 것. 폐플라스틱을 포함함) 등을 들 수 있고, 이들의 1종 이상을 이용할 수 있다.
연료(b)로서는, 기체 연료 또는/및 액체 연료를 사용할 수 있다. 기체 연료로서는, 예를 들면, LPG(액화 석유가스), LNG(액화 천연가스), 수소, 제철소 부생 가스(C가스, B가스 등), 이들의 2종류 이상의 혼합 가스 등을 들 수 있고, 이들의 1종류 이상을 이용할 수 있다. 액체 연료로서는, 예를 들면, 중유(A중유, B중유, C중유), 경유, 등유, 폐유 등을 들 수 있고, 이들의 1종류 이상을 이용할 수 있다. 또한, 상기와 같은 기체 연료와 액체 연료를 병용해도 좋다. 단, 연소의 용이함(연료 착화 온도는 일반적으로는 고체 연료＞액체 연료＞기체 연료임) 등의 이유에서, 연료(b)로서는 기체 연료가 바람직하고, 이 때문에 이하의 설명에서는, 연료(b)로서 기체 연료를 이용하는 경우에 대해서 서술한다.
지연성 가스(c)로서는, 순산소(pure oxygen)(공업용 순산소), 산소 부화 공기, 공기 중 어느 것을 이용할 수 있다.
탄재(a)의 반송 가스로서는, 예를 들면, 질소, 아르곤 등의 불활성 가스나 공기 등의 1종 이상 이용할 수 있지만, 반송 가스로서 공기를 이용하는 경우에는, 역화(anti-backfire) 방지 밸브 등을 설치하여, 탄재의 발화·폭발 등의 리스크를 억제하는 것이 바람직하다. 또한, 질소, 아르곤 등의 불활성 가스를 이용함으로써 탄재의 자기 발화 방지 리스크를 억제할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 탄재 취입 장치는, 탄재(a), 연료(b), 지연성 가스(c)를 각각 분사하기 위한 분사관을 갖는다. 이 탄재 취입 장치에서는, 탄재분 분사관이 중심부에 배치되고, 그의 외주부에 연료 분사관 및 지연성 가스 분사관이 배치된다.
도 2 및 도 3은 본 발명에서 사용하는 탄재 취입 장치의 일 예를 나타내는 것으로, 도 2는 종단면도, 도 3은 도 2 중의 Ⅲ-Ⅲ을 따르는 단면도이다. 이 탄재 취입 장치에 있어서, 연료(b)(본 실시 형태에서는 기체 연료), 지연성 가스(c), 탄재(a)의 공급용의 본체 부분은, 3개의 관체가 동심상으로 배치된 3중관 구조로 되어 있다. 즉, 이 3중관 구조는, 중심측의 탄재 분사관(1)과, 그의 외측에 배치된 연료 분사관(2)과, 추가로 그의 외측에 배치된 지연성 가스 분사관(3)으로 구성되어 있다. 또한, 통상, 3중관 구조의 각 분사관에는 스페이서가 배치되어, 각 분사관 간의 간격이 유지된다.
탄재 분사관(1)은, 그의 내부가 탄재 유로(10)를 구성하고, 연료 분사관(2)은, 탄재 분사관(1)과의 사이의 공간부가 연료 유로(20)를 구성하고, 지연성 가스 분사관(3)은, 연료 분사관(2)과의 사이의 공간부가 지연성 가스 유로(30)를 구성하고 있다. 탄재 분사관(1), 연료 분사관(2) 및 지연성 가스 분사관(3)은, 각각 선단이 개방되고, 그들 개방단이 각각 탄재 토출구(11)(분사구), 링 형상의 연료 토출구(21)(분사구), 링 형상의 지연성 가스 토출구(31)(분사구)를 구성하고 있다.
또한, 탄재 취입 장치의 후단측에 있어서, 지연성 가스 분사관(3)에는, 지연성 가스 유로(30)에 지연성 가스를 공급하기 위한 지연성 가스 공급구(32)가 형성되어 있다. 동일하게 연료 분사관(2)에는 연료 유로(20)에 연료를 공급하기 위한 연료 공급구(22)가 형성되어 있다. 동일하게 탄재 분사관(1)에는 탄재 유로(10)에 반송 가스를 통하여 탄재를 공급하기 위한 탄재 공급구(12)가 형성되어 있다.
또한, 도시는 하지 않지만, 지연성 가스 분사관(3)의 외측에는, 추가로 내측 관체와 외측 관체가 동심상으로 배치되고, 그들 외측 관체와 내측 관체의 사이와, 내측 관체와 지연성 가스 분사관(3)의 사이에, 서로 연통한 냉각 유체용 유로(냉각 유체의 왕로 및 귀로)를 형성하고 있다.
본 실시 형태에서는, 연료 토출구(21)와 지연성 가스 토출구(31)는 링 형상 토출구이지만, 예를 들면, 각각의 토출구를, 분사관 단부의 둘레 방향으로 소정의 간격으로 형성된 복수의 가스 구멍으로 구성해도 좋다.
이러한 탄재 취입 장치에서는, 탄재 취입 시에는 탄재 분사관(1)으로부터 코크스분 등의 탄재(a) 및 반송 가스가, 연료 분사관(2)에서는 LNG 등의 연료(b)(기체 연료)가, 지연성 가스 분사관(3)으로부터는 산소 등의 지연성 가스(c)가 각각 분사된다. 연료(b)(기체 연료)와 지연성 가스(c)에 의해 통 형상의 연소 화염이 형성되고, 그 안을 탄재(a) 및 반송 가스가 통과하여, 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입된다.
또한, 본 실시 형태의 탄재 취입 장치와 유사한 구조를 갖는 것으로서 전기로용 조연 버너(auxiliary burner)가 있지만, 이 조연 버너에서는, 탄재를 고체 연료로서 사용한다. 즉, 탄재(고체 연료)를 LNG와 같은 기체 연료와 함께 연소(완전 연소)시키고, 그 연소 화염에 의한 냉철원으로의 착열이나 콜드 스폿(전극으로부터 떨어진 불균일 용해가 생기는 개소)의 해소를 도모하는 것이다. 따라서, 본 발명에서 사용하는 탄재 취입 장치란, 사용 목적, 기능, 탄재의 사용 방법이 완전히 상이한 장치이다.
본 발명에서는, 탄재 취입 장치의 중심부로부터 분사된 탄재(a)가, 연료(b)와 지연성 가스(c)의 연소 반응으로 형성되는 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하여 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입된다. 즉, 주된 탄재(a)는 연소하는 일 없이, 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하여 용융 슬래그 및 용철에 도달하여 진입한다.
연소에 필요한 요소로서, 가연성 물질, 산소, 온도(화원)의 3요소를 들 수 있다. 또한, 가연성 물질의 연소하기 쉬운 상태는, 기체, 액체, 고체의 순서이다. 이는, 기체 상태이면 가연성 물질과 산소의 혼합이 용이하고, 연소의 계속(연쇄 반응)이 생기기 쉽기 때문이다. 또한, 가장 연소하기 어려운 고체는, 착화 온도까지 승온한 후에 연소가 시작된다.
이상의 점에서, 탄재(a)를 연소하기 어렵게 하는 요소로서는, (1) 지연성 가스(c)를 연료(b)만이 연소하는 바와 같은 공급량으로 공급하는 것, (2) 탄재(a)를 착화 온도까지 승온시키지 않도록 하기 위해 탄재(a)(반송 가스)의 유속을 크게 하는 것, (3) 탄재(a)는 입경이 작을수록 착화 온도까지 승온하는 시간이 짧고, 연소하기 쉽기 때문에, 탄재(a)의 입경을 너무 작게 하지 않는 것 등이 생각된다.
상기 (1)의 점에 관해서는, 본 발명에서는, 연료(b)는 노즐로부터 분사된 직후에 지연성 가스(c)와 접촉하여 즉석으로 연소하기 때문에, 지연성 가스 유량은, 연료(b)만이 연소하는 바와 같은 산소비 또는, 그에 가까운 산소비로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 연료(b)의 공급량에 대한 산소비가 1.0∼1.1이 되는 바와 같은 지연성 가스(c)의 공급량으로 하는 것이 바람직하다. 여기에서 산소비란, 「(지연성 가스에 의해 실제로 공급되는 산소량)/(연료를 완전 연소시키는 데에 필요한 이론 산소량)」이다.
상기 (2)의 점에 관해서는, 예를 들면, 탄재(a)로서 석탄을 이용하는 경우, 탄재가 착화하는 온도는 수백도(코크스의 경우는 1000℃ 이상)이기 때문에, 탄재(a)를 착화 온도까지 승온시키지 않도록 하기 위해, 탄재(a)(반송 가스)의 유속을 크게 하는 것이 바람직하다. 연소장(combustion field)에 있어서의 탄재의 입자 승온 속도는 일반적으로 10℃/㎳ 정도라고 생각된다. 탄재 취입 장치의 분사구에서 용융 슬래그나 용철까지의 거리가 1∼2m 정도라고 하면, 예를 들면, 탄재(a)(반송 가스)의 유속을 20∼100m/s 정도로 한 경우, 분사구로부터 분사된 탄재(a)가 용융 슬래그나 용철에 도달할 때까지의 시간은 불과 10∼100㎳이다. 이러한 짧은 시간에서는, 탄재(a)는 착화 온도까지 승온되는 일은 없고, 즉, 탄재(a)는 연소하는 일 없이, 용융 슬래그 및 용철에 도달한다고 생각된다. 따라서, 탄재(a)(반송 가스)의 유속은 20∼100m/s 정도로 하는 것이 바람직하다.
탄재(a)의 입경이 지나치게 작으면, 상기 (3)의 점에 더하여, 탄재(a)가 반송 가스의 흐름에 추종하여, 반송 가스로부터 분리되기 어려워질 우려가 있다. 이 때문에, 탄재(a)의 메디안 지름(D50)은 20㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 여기에서, 메디안 지름(D50)은, 예를 들면, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정기로 측정되는 탄재(a)의 입도 분포에 기초하여 구할 수 있다.
상기의 (1)∼(3) 등의 점을 고려하여, 탄재 취입 장치로부터, 탄재(a), 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 공급을 행하는 것이 바람직하다.
연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 가스 유속은, 탄재(a)를 효율 좋게 취입한다는 관점에서는 가능한 한 큰 쪽이 바람직하지만, 토출 가스 유속이 지나치게 크면 화염이 실화(flame is lost)하여, 통 형상의 연소 화염을 안정적으로 형성할 수 없게 될 우려가 있다. 한편, 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 가스 유속이 지나치게 작으면, 연소 화염장이 비교적 짧아지기 때문에, 포텐셜 코어도 짧아져, 본 발명의 효과가 저하한다. 또한, 연소 화염장이 짧으면, 로 내의 외란에 의해 화염이 날림으로써 실화하여, 이 경우도 연소 화염을 안정적으로 형성할 수 없게 될 우려가 있다. 이상의 관점에서, 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 가스 유속은 100∼500m/s 정도가 바람직하다.
또한, 연료(b)의 연소량이 지나치게 적으면, 연소 화염이 로 내의 외란에 의해 불안정해지기 쉽기 때문에, 연료(b)의 연소량은, 탄재 취입 장치 1기당 400Mcal/h 이상인 것이 바람직하다.
탄재(a)의 반송 가스의 가스 유량에도 바람직한 조건이 있고, 탄재 취입량과 반송 가스 유량의 비는 0.5∼15㎏/N㎥ 정도가 바람직하다. 탄재 취입량과 반송 가스 유량의 비가 15㎏/N㎥를 초과하면, 탄재(a)의 반송성이 저하하고, 탄재(a)가 유로 내에서 막히는 등의 조업 트러블이 생기기 쉬워진다. 한편, 0.5㎏/N㎥ 미만에서는, 반송 가스에 의해 로 내 온도가 냉각되어, 조업성이 저하할 우려가 있다.
지연성 가스(c)의 유량은, 연료(b)(기체 연료)의 유량, 연료 이론 산소량(연료를 완전 연소시키는 데에 필요한 이론 산소량) 및, 산소비에 기초하여, 하기 (1)식에 의해 구할 수 있다.
지연성 가스 유량＝지연성 가스 산소 농도비×산소비(계수)×[연료 유량×연료 이론 산소량] 　　……(1)
따라서, 예를 들면, 지연성 가스(c)를 순산소(산소 농도 100％)로 하고, 연료(b)를 LNG로 하고, LNG의 유량을 100N㎥/h로 한 경우, 지연성 가스 유량은 이하와 같이 된다. 연료 이론 산소량은 연료 중의 탄소분이나 수소분 등으로부터 산출되고, LNG의 이론 산소량은 2.2N㎥－산소/N㎥－LNG 정도로 되어 있고, 산소비를 1.1로 한 경우, 상기 (1)식에 의해, 지연성 가스 유량은 242N㎥/h(＝1×1.1×[100×2.2])로 계산된다.
또한, 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b)의 연소량과 탄재(a)의 취입 속도의 비(Mcal/㎏)에도 바람직한 조건이 있고, 연료(b)의 연소량과 탄재(a)의 취입 속도의 비는 0.1Mcal/㎏ 이상이 바람직하다. 이는, 탄재 취입 속도에 대하여 연료(b)의 연소량이 적으면, 취입된 탄재 자신에 의해 버너 선단의 화염이 취소(吹消: blown off)되어 버리고, 연소 화염이 불안정해져, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지지 않게 되기 때문이다.
도 4는 본 발명법의 실시 상황의 일 예(전기로의 반경 방향에서의 종단면)를 개략적으로 나타내는 것으로, 부호 4는 로체, 부호 5는 전극, 부호 6은 탄재 취입 장치, 부호 7은 용철, 부호는는 용융 슬래그이다. 이 탄재 취입 장치(6)는, 적당한 복각(inclination)을 갖고 로체(4)에 설치된다. 탄재 취입 장치(6)는, 통상, 로체(4)에 대하여 1기 또는 2기 이상 설치된다.
이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기로에 의한 용철의 제조 방법에 의하면, 탄재 취입 장치(6)를 구비한 전기로에 있어서 냉철원을 용해하여 용철(7)을 제조할 때에, 탄재(a)를 용융 슬래그 중 및 용철 중에 효율 좋게 취입할 수 있다. 이에 따라, 하기 (1), (2)의 효과가 얻어진다.
(1) 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되는 탄재(a)의 수율이 향상하기 때문에, 냉철원의 용해 효율의 향상에 의해 전력원 단위를 삭감할 수 있다.
(2) 탄재(a)에 의해 산화철이 효율 좋게 환원되기 때문에, 출강 수율이 향상한다.
또한, 본 발명에 따른 전기로에 의한 용철의 제조 방법에 의하면, 이하와 같은 효과도 얻어진다.
(3) 연료(b)와 지연성 가스(c)의 연소 반응으로 형성되는 연소 화염이 용철 및 용융 슬래그에 착열되기 때문에, 이 면에서도 냉철원의 용해 효율이 향상하여, 전력원 단위를 삭감할 수 있다.
(4) 탄재 취입 노즐의 유로 지름을 작게 할 필요가 없기 때문에 노즐 막힘의 우려가 없다.
(5) 탄재 취입 장치를 전기로의 로체에 고정할 수 있고, 이에 따라 탄재 취입 장치의 부착부로부터 공기가 침입하는 일이 없기 때문에 조업성이 향상한다.
(6) 노즐 선단을 용융 슬래그나 용철에 근접시킬 필요가 없고, 용철이나 용융 슬래그의 스플래시에 의한 영향도 적기 때문에 안전성이 우수하다.
(7) 로 외로 방산되는 탄재량이 적기 때문에, 전기로 주변의 부유 더스트가 감소하여, 작업 환경도 개선된다.
또한, 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 유속을, 탄재(a)의 반송 가스의 토출 유속보다도 크게 함으로써, 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하는 과정에서 탄재(a) 및 반송 가스의 유속이 가속되기 때문에, 상기와 같은 작용 효과가 보다 높아진다. 그 결과, 탄재(a)를 보다 효율 좋게 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입할 수 있다.
실시예
도 2 및 도 3에 나타내는 구조의 탄재 취입 장치를 설치한 전기로에서 시험(발명예 1∼9)을 행했다. 또한, 비교를 위해, 종래형의 단관 노즐식(single-pipe nozzle type)의 탄재 취입 장치(도 1(B)를 참조)를 설치한 전기로에서 시험(비교예)을 행했다. 도 5에, 시험을 행한 전기로의 수평 단면을 개략적으로 나타낸다. 이 전기로는 로 지름이 약 6.3m, 로 높이가 약 4.1m, 출강량이 약 120톤이고, 또한 수냉식의 산소 랜스가 설치되고, 중심에 1개의 전극을 갖는 직류 타입이다. 발명예 1∼9에서는, 탄재 취입 장치를, 도 5에 나타내는 바와 같이, 로체 둘레 방향에 있어서, 합계 3개소에 설치했다. 또한, 비교예에서는, 로체 둘레 방향의 3개소에 종래형의 단관 노즐식의 탄재 취입 장치를 설치했다.
표 1에, 본 실시예에 있어서의 전기로의 조업 조건을 나타낸다.
Figure pct00001
사용한 철 스크랩의 종류는 헤비(Heavy) H2(일본철원협회의 「철계 스크랩 검수 통일 규격」에 규정되어 있는 것)이다. 철 스크랩을 버킷에 장입하고, 조업 개시 전과 조업 중기의 2회로 나누어, 합계 약 130톤의 철 스크랩을 전기로 내에 장입했다. 또한, 조업 개시 전에, 부원료로서, 보조 연료인 코크스괴(lump coke)(1000㎏) 및, 조재제(slag-forming agent)인 생석회(500㎏)를, 부원료 투입 슈트(도시하지 않음)를 통하여 전기로 내로 장입했다. 탄재 취입은, 용철 및 용융 슬래그가 어느 정도 생성되어 있는 조업 중기로부터 조업 말기의 기간에 실시했다.
발명예 1∼9에 있어서의 탄재 취입 장치의 사용 조건을 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
탄재의 반송 가스에는 공기를 이용하고, 기체 연료에는 LNG를 이용하고, 지연성 가스에는 순산소(공업용 순산소)를 이용했다. 발명예 1∼8에 있어서는, 탄재의 취입 속도는 60㎏/min으로 하고, 또한, 탄재의 반송 가스인 공기의 유량은 360N㎥/h로 했다. 또한, 발명예 9에 있어서는, 탄재의 취입 속도는 80㎏/min으로 하고, 탄재의 반송 가스인 공기의 유량은 360N㎥/h로 했다. LNG의 유량은, 발명예 1∼9에서, 20∼220N㎥/h의 범위에서 변경하고, 지연성 가스인 순산소의 유량은, 산소비가 1.1의 일정하게 되도록, LNG의 유량에 따라서 48∼532N㎥/h의 범위에서 변경했다. 또한, 비교예에서는, 탄재의 취입 속도를 60㎏/min으로 하고, 탄재의 반송 가스에는 공기(공기의 유량은 360N㎥/h)를 이용했다. 탄재는, 표 3에 나타내는 코크스분 A, 코크스분 B 및 코크스분 C의 어느 것을 이용했다.
Figure pct00003
본 실시예에서는, 발명예 1∼9의 각각에서, 1차지(charge)당의 탄재 취입원 단위가, 1㎏/t, 2㎏/t, 3㎏/t, 4㎏/t, 5㎏/t, 6㎏/t, 7㎏/t, 8㎏/t, 9㎏/t, 10㎏/t이 되도록, 탄재 취입 시간을 조정하면서 합계 10차지 실시했다. 10차지의 각각의 탄재 취입원 단위 및 전력원 단위로부터, 각 발명예에 있어서의 10차지 평균의 탄재 취입원 단위 및 각 발명예에 있어서의 10차지 평균의 전력원 단위를 산출했다.
또한, 각 발명예에 있어서의 10차지의 탄재 취입원 단위와 전력원 단위를 이용하여 단회귀식을 작성하고, 그 때의 기울기 a(단회귀식：y＝－ax＋b)를 탄재 효율(kWh/t/(㎏/t))로서 평가했다. 예를 들면, 발명예 2의 탄재 취입원 단위와 전력원 단위의 관계를 도 6에 나타낸다. 이 때의 탄재 효율은 4.3kWh/t/(㎏/t)이다.
탄재 효율은 값이 높을수록 효율이 좋은 것을 나타낸다. 평가로서는, 탄재 효율이 1.0 미만을 “×”, 탄재 효율이 1.0 이상 2.0 미만을 “△”, 탄재 효율이 2.0 이상 4.0 미만을 “○”, 탄재 효율이 4.0 이상을 “◎”로 했다.
또한, 용철로의 탄재의 수율을 평가하기 위해, 철 스크랩의 용해 종료 후에 로 내의 용철로부터 분석용 시료를 채취하여, 용철 중의 탄소 농도를 분석했다. 용철 중의 탄소 농도가 높을수록 효율이 좋은 것을 나타낸다. 평가로서는, 용철 중의 탄소 농도가 0.050％ 미만을 “×”, 0.050％ 이상 0.055％ 미만을 “△”, 0.055％ 이상 0.060％ 미만을 “○”, 0.060％ 이상을 “◎”라고 했다.
또한, 차지 간에서 전기로의 로 덮개를 열어, 탄재 취입 장치에 있어서의 연소 화염의 생성 상황을 육안으로 확인했다. 이 때, 연소 화염이 안정적으로 생성되어 있으면 “○”, 연소 화염이 요동·맥동하고 있는 등 연소 화염이 불안정하다고 확인되면 “△”, 완전하게 실화하고 있으면 “×”라고 했다.
또한, 전기로의 로체 개구부로부터의 화염·더스트(탄재를 포함함)의 분출 상황을 육안으로 확인했다. 이 때, 비교예에 대하여 로체 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출이 저감되어 있다고 확인되면 “○”, 변화 없음이라고 확인되면 “△”, 악화되어 있다고 확인되면 “×”라고 했다.
또한, 종합 평가로서, 상기의 탄재 효율, 용철 중의 탄소 농도, 연소 화염의 생성 상황, 로체 개구부로부터의 화염·더스트의 분출 상황 중 평가가 하나라도 “×”가 있으면 “×”, 하나라도 “△”가 있으면 “△”, 그 이외는 “○”라고 했다.
이상의 결과를, 탄재 취입 장치의 취입 조건과 함께 표 4에 나타낸다.
Figure pct00004
표 4에 있어서, 비교예는, 단관 노즐식의 탄재 취입 장치로부터 탄재를 반송 가스로 취입했을 뿐이기 때문에, 취입된 탄재 및 반송 가스의 유속이 감쇠하여, 탄재의 대부분이 용융 슬래그나 용철까지 도달하지 않고, 로 외에 방산되었을 가능성이 있다. 탄재 취입 시에는, 전극 구멍 등의 개구부로부터 화염이 분출되고 있고, 이것이 탄재 취입의 로스분이라고 생각된다. 전력원 단위는 395.8kWh/t, 탄재 효율은 0.9kWh/t/(㎏/t)으로 매우 낮아, 탄재 효율의 평가는 “×”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.049mass％이고, 그의 평가도 “×”이다. 이 때문에 비교예의 종합 평가는 “×”이다.
이에 대하여, 발명예에서는, LNG와 산소의 연소 반응에 의해 형성된 통 형상의 연소 화염을 통과하여 탄재가 효율 좋게 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되고, 그 결과, 전력원 단위 및 탄재 효율이 개선되어, 용철 중의 탄소 농도도 높아지고 있다.
발명예 1에서는, 전력원 단위는 390.0kWh/t, 탄재 효율은 2.2kWh/t/(㎏/t)까지 개선되어 있어, 평가는 “○”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.053mass％이기 때문에, 평가는 “△”이다. 또한, 발명예 2에서는 전력원 단위는 377.7kWh/t, 탄재 효율은 4.3kWh/t/(㎏/t)까지 개선되어 있어, 평가는 “◎”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.059mass％이기 때문에, 평가는 “○”이다. 또한, 본 발명예 3에서는 전력원 단위는 371.4kWh/t, 탄재 효율은 4.8kWh/t/(㎏/t)까지 개선되어 있어, 평가는 “◎”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.061mass％이기 때문에, 평가는 “◎”이다.
또한, 발명예 1∼3에서는, 연소 화염의 생성 상황은, 안정적인 연소 화염이 생성되어 있는 것을 육안으로 확인할 수 있었기 때문에, 평가는 “○”이다. 동일하게, 탄재 취입 시의 전극 구멍 등의 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출은 비교예보다도 대폭으로 저감되었기 때문에, 평가는 “○”이다.
이상에 의해, 발명예 1의 종합 평가는 “△”, 발명예 2, 3의 종합 평가는 “○”이다.
발명예 4는, LNG의 유량이 30N㎥/h이기 때문에, 발명예 1∼3에 비해 LNG 토출 유속이 72m/s로 낮아, 연소 화염의 안정성이 저하했다. 또한, 탄재 및 반송 가스의 가속도 발명예 1∼3에 비해 낮아진 것으로 생각된다. 또한, LNG의 연소량과 탄재의 취입 속도의 비는 0.08Mcal/㎏으로, 연소량이 과소였던 점에서, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지지 않았던 것으로 생각된다. 이 때문에, 전력원 단위는 391.0kWh/t, 탄재 효율은 1.3kWh/t/(㎏/t)이고, 평가는 “△”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.053mass％이고, 평가는 “△”이다. 또한, 연소 화염의 생성 상황은, 로 내의 상황에 따라서는 연소 화염이 요동하여 불안정한 때가 있었기 때문에, 평가는 “△”이다. 또한, 탄재 취입 시의 전극 구멍 등의 로체 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출은 비교예와 비교하여 변화가 없었기 때문에, 평가는 “△”이다. 이상에 의해, 발명예 4의 종합 평가는 “△”이다.
발명예 5는, 탄재로서 코크스분 B를 이용한 것 이외는 발명예 2와 동일한 조건으로 실시한 것이다. 이 발명예 5에서는, 전력원 단위는 385.5kWh/t, 탄재 효율은 2.4kWh/t/(㎏/t)이고, 평가는 “○”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.055mass％이기 때문에, 평가는 “○”이다. 또한, 연소 화염의 생성 상황은, 안정적인 연소 화염이 형성되어 있는 것을 육안으로 확인할 수 있었기 때문에, 평가는 “○”이다. 또한, 탄재 취입 시의 전극 구멍 등의 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출은, 비교예와 비교하여 변화가 없었기 때문에, 평가는 “△”이다. 이상에 의해, 발명예 5의 종합 평가는 “△”이다.
이 발명예 5는, 발명예 2와 비교하면 탄재 효율이 저하했지만, 이는 코크스분의 입경차에 의한 것이라고 생각된다. 즉, 사용한 코크스분 B는, 발명예 2에서 사용한 코크스분 A에 비해 입경이 작아, 반송 가스로부터 분리되기 어렵기 때문에, 탄재 효율이 저하한 것이라고 생각된다.
발명예 6은, LNG의 유량이 220N㎥/h이기 때문에, 발명예 1∼3에 비해 LNG 토출 유속이 527m/s로 높고, 연소 화염의 안정성이 저하했기 때문에, 탄재의 수율 향상 효과가 저하했다. 이 때문에, 전력원 단위는 381.0kWh/t, 탄재 효율은 3.2kWh/t/(㎏/t)이고, 평가는 “○”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.057mass％이기 때문에, 평가는 “○”이다. 또한, 연소 화염의 생성 상황은, 화염이 맥동하고 있을 때가 있었기 때문에, 평가는 “△”이다. 또한, 탄재 취입 시의 전극 구멍 등의 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출은 비교예보다도 대폭으로 저감되었기 때문에, 평가는 “○”이다. 이상에 의해, 발명예 6의 종합 평가는 “△”이다.
발명예 7은, LNG의 유량이 20N㎥/h이기 때문에, LNG 토출 유속이 48m/s로 낮고, 또한 반송 가스 토출 유속보다도 낮기 때문에, 연소 화염의 안정성이 저하함과 함께, 연소 화염에 의한 탄재 및 반송 가스의 가속 작용이 얻어지지 않았던 것으로 생각된다. 또한, LNG의 연소량과 탄재의 취입 속도의 비는 0.05Mcal/㎏이고, 연소량이 과소였던 점에서, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지지 않았던 것으로 생각된다. 이 때문에, 전력원 단위는 392.5kWh/t, 탄재 효율은 1.1kWh/t/(㎏/t)이고, 평가는 “△”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.052mass％이고, 평가는 “△”이다. 또한, 연소 화염의 생성 상황은, 로 내의 상황에 따라서는 연소 화염이 요동하여 불안정한 때가 있었기 때문에, 평가는 “△”이다. 또한, 탄재 취입 시의 전극 구멍 등의 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출은 비교예와 비교하여 변화가 없었기 때문에, 평가는 “△”이다. 이상에 의해, 발명예 7의 종합 평가는 “△”이다.
발명예 8은, 탄재로서 코크스분 C를 이용한 것 이외는 발명예 2 및 발명예 5와 동일한 조건으로 실시한 것이다. 이 발명예 8에서는 전력원 단위는 381.0kWh/t, 탄재 효율은 3.1kWh/t/(㎏/t)이고, 평가는 “○”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.056mass％이기 때문에, 평가는 “○”이다. 또한, 연소 화염의 생성 상황은, 안정적인 연소 화염이 형성되어 있는 것을 육안으로 확인할 수 있었기 때문에, 평가는 “○”이다. 또한, 탄재 취입 시의 전극 구멍 등의 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출은 비교예보다도 대폭으로 저감되었기 때문에, 평가는 “○”이다. 이상에 의해, 발명예 8의 종합 평가는 “○”이다.
이 발명예 8의 결과가 발명예 5보다도 양호한 것은, 사용한 코크스분의 입경이 발명예 8의 쪽이 커, 반송 가스로부터의 분리성이 높아졌기 때문이라고 생각된다.
발명예 9는, 탄재 취입 속도를 80㎏/min으로 하고, 그 이외는 발명예 1과 동일한 시험 조건으로 실시한 것이다. LNG의 연소량과 탄재의 취입 속도의 비는 0.09Mcal/㎏이고, 연소량이 과소였던 점에서, 본 발명의 효과가 충분히 얻어지지 않았던 것으로 생각된다. 이 때문에, 전력원 단위는 391.8kWh/t, 탄재 효율은 1.7kWh/t/(㎏/t)이고, 평가는 “△”이다. 또한, 용철 중의 탄소 농도는 0.053mass％이고, 평가는 “△”이다. 또한, 연소 화염의 생성 상황은, 탄재 취입 시에 따라서는 연소 화염이 요동하여 불안정한 때가 있었기 때문에, 평가는 “△”이다. 또한, 탄재 취입 시의 전극 구멍 등의 개구부로부터의 더스트나 화염의 분출은 비교예와 비교하여 변화가 없었기 때문에, 평가는 “△”이다. 이상에 의해, 발명예 9의 종합 평가는 “△”이다.
1 : 탄재 분사관
2 : 연료 분사관
3 : 지연성 가스 분사관
4 : 로체
5 : 전극
6 : 탄재 취입 장치
7 : 용철
8 : 용융 슬래그
10 : 탄재 유로
11 : 탄재 토출구
12 : 탄재 공급구
20 : 연료 유로
21 : 연료 토출구
22 : 연료 공급구
30 : 지연성 가스 유로
31 : 지연성 가스 토출구
32 : 지연성 가스 공급구
a : 탄재
b : 연료
c : 지연성 가스

Claims (7)

  1. 탄재 취입 장치를 구비한 전기로에 있어서, 냉철원을 용해하여 용철을 제조하는 방법으로서,
    상기 탄재 취입 장치에서는, 중심부로부터 반송 가스로 탄재(a)를 분사함과 함께, 그의 외주부로부터 연료(b)와 지연성 가스(c)를 각각 분사하고,
    중심부로부터 분사된 탄재(a)가, 연료(b)와 지연성 가스(combustion-supporting gas)(c)의 연소 반응으로 형성되는 통 형상의 연소 화염의 안을 통과하여 용융 슬래그 중 및 용철 중에 취입되는, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 유속을, 상기 탄재 취입 장치에 있어서의 탄재(a)의 반송 가스의 토출 유속보다도 크게 하는, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b)의 공급량에 대한 산소비가 1.0∼1.1이 되도록, 지연성 가스(c)를 공급하는, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄재 취입 장치는, 중심측으로부터 순서대로, 탄재 분사관(1), 연료 분사관(2), 지연성 가스 분사관(3)이 동심상으로 배치된 구조를 갖는, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b) 및 지연성 가스(c)의 토출 유속이 100∼500m/s인, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b)의 연소량이, 상기 탄재 취입 장치 1기당 400Mcal/h 이상인, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄재 취입 장치에 있어서의 연료(b)의 연소량과 탄재(a)의 취입 속도의 비가 0.1Mcal/㎏ 이상인, 전기로에 의한 용철의 제조 방법.
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