KR20230116443A - 전로 조업 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전로에 용선을 장입하는 단계; 취련 공정 개시 전에 열원을 함유하는 함철 부산물을 포함하는 단광 성형체를 상기 전로 내 장입된 상기 용선에 1차 투입하는 제1 단계; 및 상기 취련 공정이 진행되는 중 상기 단광 성형체를 적어도 2회 이상 분할하여 상기 용선에 2차 투입하는 제2 단계;를 포함하는 전로 조업 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 전로 조업 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제철 부산물의 용강회수율을 높여 유가 금속의 재사용이 가능하게 하고, 전로 내 용선의 냉각 온도를 제어하기 위해서, 단광 성형체를 분할 투입하는 전로 조업 방법에 관한 것이다.
한국 특허공보 제1253918호에는 전로 내부 용선에 단광 성형체를 투입해 질소를 저감시킬 수 있는 취련 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면, 전로에 흑연 단광 성형체를 투입함으로써, 용강의 질소 농도를 제어할 수 있다. 그러나, 슬래그 제거 이후인 2차 취련 중에 단광 성형체가 최초 투입되므로, 1차 취련 과정에서 단광 성형체의 열적 보상이 충분치 않을 수 있다는 문제점이 있다.
종래 제철소에서 발생된 분진 및 슬러지는 단광화(브리케이팅) 과정을 거쳐 제강 공정에 사용할 경우, 용선의 냉각온도와 투입 시 분진 제어가 중요하다. 기존과 같이 단광 성형체를 일괄 투입 시, 산화철의 환원반응에서 나타나는 흡열 효과로 인해 용선의 냉각이 과다해져, 탈탄, 탈인 반응이 개시 온도를 벗어나게 된다. 또한, 단광 성형체를 일괄 투입 시, 과도한 미분 발생으로 인해 조업과정 중 화염이 발생한다. 상기 특성은 조업성 저하에 영향을 주므로, 단광 성형체의 투입량, 투입시기 등의 조절이 필수적이다.
따라서, 제철 공정 중 전로에 함철 부산물로 제조한 단광 성형체 투입 시 조업능력 향상을 위한 전로 조업 방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상술한 문제를 포함하여 다양한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전로에 투입되는 단광 성형체의 투입량과 투입시기를 조절해 조업능력 향상을 위한 전로 조업 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면 제철 공정 함철 부산물의 전로 조업 방법이 제공된다. 상기 제철 공정 함철 부산물의 전로 조업 방법은 전로에 용선을 장입하는 단계; 취련 공정 개시 전에 열원을 함유하는 함철 부산물을 포함하는 단광 성형체를 상기 전로 내 장입된 상기 용선에 1차 투입하는 제1 단계; 및 상기 취련 공정이 진행되는 중 상기 단광 성형체를 적어도 2회 이상 분할하여 상기 용선에 2차 투입하는 제2 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단계에서 투입되는 상기 단광 성형체의 양은 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계에서 투입되는 전체 단광 성형체의 35중량% 내지 45중량%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 단계는, 상기 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 20% 내지 30%의 산소가 주입된 시점에 상기 단광 성형체를 상기 용선에 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 단계에서 투입되는 상기 단광 성형체의 양은 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계에서 투입되는 전체 단광 성형체의 55중량% 내지 65%중량일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 단계는 상기 전로 내부의 슬래그를 제거하는 단계 이후에 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1차 투입하는 단계에서의 상기 단광 성형체의 전체 투입량은 상기 2차 투입하는 단계에서의 상기 단광 성형체의 전체 투입량보다 적을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 단계는, 상기 단광 성형체의 투입량을 동일하게 분할하여 상기 용선에 적어도 2회 이상 연속적으로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 단계에서 분할 투입되는 각각의 상기 단광 성형체의 투입량은 상기 제1 단계에서 투입되는 상기 단광 성형체의 투입량보다 적거나 같을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단광 성형체는 제철 공정에서 발생하는 분진 및 슬러지를 포함하는 부산물을 배합하는 단계; 상기 부산물을 바인더 및 활성화재와 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 혼합물을 단광화하여 단광 성형체를 제조하는 단계;를 수행하여 구현하되, 상기 배합하는 단계에서 상기 부산물은 제강 슬러지 42 내지 48 중량%, CF 슬러지 8 내지 12 중량%, 소결 분진 3 내지 6 중량%, 고로 분진 10 내지 13 중량%, 침전지 분코크스 14 내지 17 중량% 및 밀 스케일 10 내지 15 중량%를 배합하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단광 성형체는, 50중량% 내지 85 중량%의 전철(T.Fe), 14 중량% 내지 25 중량%의 탄소(C) 및 0 초과 0.3중량% 이하의 황(S)을 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단광 성형체를 투입하는 전로 조업 방법에 있어서, 공정조건의 최적화를 통해 조업능력 향상을 위한 전로 조업 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 조업 방법을 설명하기 위한 공정순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공정에서 단광 성형체가 투입되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 조업 방법을 설명하기 위한 공정순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 공정에서 단광 성형체가 투입되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 비교예로서 단광 성형체 일괄투입 시 분진이 발생한 사진이다.
도 6은 본 발명의 비교예로서 단광 성형체 일괄투입 시 화염이 발생한 사진이다.
도 2는 도 1에 도시된 공정에서 단광 성형체가 투입되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로 조업 방법을 설명하기 위한 공정순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 공정에서 단광 성형체가 투입되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 비교예로서 단광 성형체 일괄투입 시 분진이 발생한 사진이다.
도 6은 본 발명의 비교예로서 단광 성형체 일괄투입 시 화염이 발생한 사진이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 발명에서의 단광 성형체는 브리켓이라고도 하며, 쓰임과 형태 등이 동일하다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전로 조업 방법을 설명하기 위한 공정순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공정에서 단광 성형체가 투입되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 탈탄 공정 내 단광 성형체 투입방법(S100)은 전로 내에 용선을 장입하는 단계(S110) 및 상기 용선에 취련 전 단광 성형체를 1차 투입하는 단계(S120)를 포함한다. 이후, 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 20% 내지 30%의 산소가 주입된 시점에 상기 단광 성형체를 상기 용선에 적어도 2회 이상 분할하여 2차 투입(S130)한다. 상기 투입하는 단계(S130)의 시점은 탈탄 왕성기라고도 표현하는데, 이에 대한 정의는 이후 상세하게 후술한다. 이후, TSC샘플링을 거쳐 슬래그 샘플링 후 용강을 출강하게 된다.
이하에서, 상기 S130 단계에서, 단광 성형체를 적어도 2회 이상 분할하여 용선에 2차 투입하는 구성에 대해서 상세하게 후술한다. 여기서, 단광 성형체를 분할 투입하는 것은 분할 투입되는 양과 횟수에 따라 다양하게 구분될 수 있다.
상기 분할된 단광 성형체를 연속 투입하는 단계에서, 선 투입하는 단광 성형체와 용선과의 반응이 끝난 후, 수 분내에 분할된 나머지 단광 성형체를 투입한다. 이를 연속 투입 단계라 하고, 단광 성형체를 1/n회 분할함에 따라 n회만큼 분할 투입될 수 있다.
또한, 상기 1차 투입하는 단계에서의 상기 단광 성형체의 전체 투입량은 상기 2차 투입하는 단계에서의 상기 단광 성형체의 투입량 보다 적다. 이때, 상기 단광 성형체의 전체 투입량이란 전로 조업 중 투입되는 단광 성형체의 총량을 의미한다.
일 예로서, 단광 성형체의 전체 투입량을 5톤으로 가정할 때, 상기 제1 단계에서 투입되는 상기 단광 성형체의 양은 40중량%인 2톤으로 가정한다.
이때, 단광 성형체를 2차 투입 시 나머지 3톤의 경우, 1.5톤씩 2회로 분할 투입하거나, 혹은 1톤씩 3회로 분할 투입하는 경우 이외에, 각각 상이한 양으로 소분해서 분할 투입하는 방안도 가능하다.
예를 들면, 단광 성형체를 2차 투입 시 분할 투입되는 횟수는 2회 이상이며, 2차 투입 시 투입되는 단광 성형체의 양은 제 1 단계에서 투입되는 단광 성형체의 투입량보다 적거나 같게 제어할 수 있다.
다른 예로서, 1차 투입되는 단광 성형체의 양은 2톤, 2차 투입되는 양은 3톤으로 구분할 경우, 2차 투입시의 양은 2톤과 1톤 또는 1톤과 2톤으로 연속적으로 2회 분할 투입할 수 있다.
또 다른 예로서, 2차 투입되는 단광 성형체의 양은 2회보다 더 많은 n회로 분할해 투입이 가능하다.
1차 투입되는 단광 성형체의 양은 2톤, 2차 투입되는 양은 3톤으로 구분할 수 있다. 이때, 2차 투입되는 양은 2톤과 1톤 또는 1톤과 2톤으로 연속적으로 2회 분할 투입할 수 있다.
즉, 1차 투입되는 단광 성형체의 양은 2톤, 2차 투입되는 양은 3톤으로 구분할 경우, 2차 투입되는 양은 1톤씩 3회로 분할 투입할 수 있다. 혹은 1/n톤씩 n회만큼 분할 투입하는 것을 의미한다.
도 3은 본 발명의 다른 제 2 실시예에 따른 전로 조업 방법(이하 D/S공정이라 지칭할 수 있음)을 설명하기 위한 공정순서도이고, 도 4는 도 3에 도시된 공정에서 단광 성형체가 투입되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 의한 D/S공정의 경우, S230단계를 제외하고는 상기 제 1 일시예와 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
제 1 실시예에 있어서, 상기 단광 성형체의 2차 투입단계(S130)의 시점을 정하기 위해 전로 정련 공정 중 발생되는 반응에 대한 구분이 필요하다. 이때, 취련 공정 중 주입되는 산소 취입량의 정도가 아닌 각 단계에서의 원소의 반응에 따라 정련 초기, 중기, 말기로 구분할 수 있다.
정련 초기는 산소(O2)와의 친화력이 강한 원소가 산화 제거되는 시기로, 용선 중 규소(Si)가 먼저 반응하기 때문에 탈탄 반응이 왕성하지 못하다.
이후, 용선 내 규소가 전부 반응해 제거된 이후를 정련 중기라고 한다. 본 발명의 탈탄 공정 내 단광 성형체 투입방법(S100)에서는 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 20% 내지 30%의 산소가 주입된 시점이 정련 중기에 해당된다. 정련 중기는 탈탄 왕성기라고도 하며, 랜스를 통해 취입되는 산소는 용선 내 탄소와 활발히 반응해 다량의 CO가스를 생성한다.
정련 말기는 용선 중의 탄소 농도가 감소하여 탈탄 속도가 감소하는 시기를 말한다. 이 단계를 탄소의 율속 단계라고도 하며, CO가스의 발생량이 점차 감소한다.
마찬가지로, 제 2 실시예인 D/S공정에서는 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 약23%의 산소가 주입된 시점에서 슬래그를 제거한 이후를 탈탄 왕성기로 하고, 이를 제외하고는 모두 제 1 실시예와 동일하므로 생략한다.
즉, 본 발명에서는 전로 내 용선의 탈탄반응이 가장 활발한 탈탄 왕성기에 단광 성형체를 2차 투입한다.
본 발명은 함철 부산물 가공을 통해 공정 내 투입 가능한 형태로 제작된 열원 내장 단광 성형체를 전로에 활용하기 위한 전로 조업 방법에 관한 것이다.
제철 공정에서 발생된 함철 부산물에는 용강 정련능 개선을 위한 유효 성분을 함유한 부산물이 있다. 하지만, 함철 부산물은 미세한 입자 형태로 인해 공정에 직접 투입이 어려우며, 투입하더라도 용강의 냉각을 과다하게 해 사용이 어렵다.
따라서, 이러한 부산물을 혼합/배합해 성분을 조절하여 열원 내장 단광 성형체를 제조하여 사용할 수 있다.
우선, 단광 성형체를 제조하기 위해 제강 슬러지 42 내지 48 중량%, CF 슬러지 8 내지 12 중량%, 소결 분진 3 내지 6 중량%, 고로 분진 10 내지 13 중량%, 침전지 분코크스 14 내지 17 중량% 및 밀 스케일 10 내지 15 중량%를 혼합한다. 코크스 분말(분코크스)은 고로 조업에 사용되는 코크스의 생산 과정에서 다량으로 발생된다. 코크스 분말은 입도 0.1 내지 8mm일 수 있다. 밀 스케일은 열연공정이나 연주공정에서 발생되는 스케일로, 철 함량이 약 70~80중량%이다. 소결 분진의 배합량이 증가함에 따라 강도가 선형적으로 증가하므로 소결 분진의 배합량은 철 회수 차원에서 3% 이상 첨가하는 것이 바람직하다.
한편, 분진, 슬러지 및 밀 스케일은 대부분 분말 상태이거나 슬러지의 경우 다량의 수분이 함유되어 단독으로 재활용이 불가능하다. 또한, 분진 및 슬러지는 그 내부 기공율이 높아 분진 및 슬러지만을 이용하여 단광 성형체를 제조하는 경우 압축 강도가 좋지 못하다. 따라서, 바인더와 혼합한 후 별도의 성형기로 압착하여 단광 형태로 제조하여야 한다. 이에 따라, 상기와 같이 배합된 분진 및 슬러리를 바인더와 바인더의 수화반응 촉진을 목표로 활성화재와 혼합하여 준다. 바인더는 함철 부산물과 코크스 분말의 입자들을 상호 결합시켜 괴상의 형태를 유지할 수 있도록 해준다. 바인더 및 활성화재를 합한 양은 혼합물 전체 조성에 대해 6 내지 8 중량%이 되도록 첨가하여 준다. 바인더 배합량이 증가함에 따라 강도는 증가하지만 불순물 성분인 황(S) 함량이 함께 증가하므로, 바인더는 5% 미만으로 첨가하는 것이 바람직하다. 교반기나 믹서기를 이용하여 부산물을 바인더 및 활성화재와 균일하게 혼합한다.
다음으로, 상기 혼합물을 가압 성형하여 단광 성형체(브리켓, briquette)를 제조한다. 성형은 통상적인 가압성형프레스를 이용하여 성형한다. 가압성형 시 압축강도는 100kgf/cm2이상이 바람직하다. 압축강도가 100kgf/cm2미만이면 성형 후 강도가 낮아 사용효율이 저하된다. 성형체는 다양한 모양으로 성형될 수 있다. 성형체는 원기둥이나 조개탄, 구형 등의 단광 형태로 성형될 수 있음은 물론이다.
상기 단광 성형체를 전로 공정에 투입하기 위해, 단광 성형체를 분급하여 10 내지 50mm의 입도를 갖도록 선별하는 입도 선별 단계를 수행한다. 전로 공정 투입 기준을 충족하기 위해서는 10 내지 50mm의 입도를 유지하고 파쇄(미분화)되지 않아야 한다. 단광 성형체의 입도가 10mm 미만인 경우 대부분 재비산되어 손실될 가능성이 크기 때문에, 재단광화한 후 전로 공정에 투입하여야 한다.
현재 제강 공정에서 슬러리 및 분진을 활용하기 위해 고려해야 할 조건으로 상기 함량은 발열성과 불순원소 함량(P, S) 제어, 이/수송 보관을 위한 강도 기준을 일정 수준 충족한다.
본 발명에서는 상기 부산물을 배합해 50중량% 내지 85 중량%의 전철(T.Fe), 14 중량% 내지 25 중량%의 탄소(C) 및 0 초과 0.3중량% 이하의 황(S)의 목표 성분을 갖는 단광 성형체를 제조하여 사용할 수 있다.
전철이라고 불리는 T.Fe(Total Fe)는 물질 내에 들어있는 모든 철을 의미하는 것으로, Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4등을 포함한다. 또한, 탄소는 열원내장의 기능을 하며, 열원을 내장할 수 있는 이외 원소들이 적용될 수 있다. 황은 조업과정 중 혼합되는 불순 원소를 의미한다.
전로 조업 중 열원내장 단광 성형체를 투입하는 우선적인 목적은 제철 부산물에 함유된 철 성분을 회수하기 위함이다. 현재 대부분의 제강 슬래그 및 제철 부산물들은 그 재활용처가 마땅치 않다. 상기 재료들은 일정기간의 에이징(aging)을 거쳐 도로 보조기층 및 노반재료로 사용되는 등 비교적 부가가치가 낮은 용도로 사용되고 있다.
상기 슬래그 및 부산물을 활용하기 위하여, 전로 조업에서 보조 열원으로 산소의 반응에 의한 산화열을 이용하기 위하여 단광 성형체로 제작해 투입시키고 있다. 상기 단광 성형체를 투입 시, 용강의 탈산작용이 발생해 상기 단광 성형체의 열원이 산화철과 반응하여 유가금속인 Fe 등을 배출하게 된다. 이때의 공기산화나 슬래그에 의하여 손실되는 양을 제외한 유가금속 회수 정도를 용강회수율이라 한다. 즉, 슬래그 배출 전에 금속 성분을 환원하여 용강으로 회수해 용강회수율을 향상시켜, 폐기되는 슬래그 양을 감소시킬 수 있다.
또한, 전로에 단광 성형체를 분할 투입해 용선의 냉각 정도를 조절할 수 있다. 전로 정련 공정 시, 용강의 탈탄과 탈황은 특정 온도에서 활발하므로, 온도를 일정하게 유지해 상기 반응을 유지시켜야 한다. 즉, 용선의 온도가 상승했을 때, 단광 성형체를 분할 투입해 온도를 감소시켜, 적절한 온도 유지가 가능하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 실험예로서, 하기 표 1에 도시된 공정과 같이, 실험예 샘플을 제조하였다. 하기 실험예에서 진행되는 Dy단계 및 Dy지점은 총 산소량의 70 내지 80%시점에 온도 및 탄소를 측정하는 시점을 나타낸다. 또한, TSC샘플링은 온도(Temperature), 샘플링(Sampling), 탄소(Carbon)의 약어를 조합한 용어로서, 상기 요소들을 측정하는 것을 의미한다.
<실시예 1>
탈탄 공정에서, 전로 내에 용선을 장입한 후 단광 성형체 2톤을 1차로 투입하였다. 이후에 취련 공정을 진행하였고, 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 20%의 산소가 주입된 시점에 단광 성형체를 1.5톤씩 2회로 분할 투입했다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 실시예 1 샘플을 제조하였다.
<실시예 2>
탈탄 공정에서, 전로 내에 용선을 장입한 후 단광 성형체 2톤을 1차로 투입하였다. 이후에 취련 공정을 진행하였고, 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 20%의 산소가 주입된 시점에 단광 성형체를 1톤씩 3회로 분할 투입했다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 실시예 2 샘플을 제조하였다.
<실시예 3>
탈탄 공정에서, 전로 내에 용선을 장입한 후 단광 성형체 2톤을 1차로 투입하였다. 이후에 취련 공정을 진행하였고, 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 30%의 산소가 주입된 시점에 단광 성형체를 1.5톤씩 2회로 분할 투입했다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 실시예 3 샘플을 제조하였다.
<실시예 4>
탈탄 공정에서, 전로 내에 용선을 장입한 후 단광 성형체 2톤을 1차로 투입하였다. 이후에 취련 공정을 진행하였고, 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 30%의 산소가 주입된 시점에 단광 성형체를 1톤씩 3회로 분할 투입했다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 실시예 4 샘플을 제조하였다.
<비교예 1>
한편, 이와 비교하기 위해서, 탈탄 공정에서, 전로 내에 용선을 장입한 후 단광 성형체 5톤을 일괄적으로 투입하였다. 이후에 취련 공정을 진행하였고, 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 비교예 1 샘플을 제조하였다.
<비교예 2>
탈탄 공정에서, 전로 내에 용선을 장입한 후 단광 성형체 2톤을 1차로 투입하였다. 이후에 취련 공정을 진행하였고, 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 20%의 산소가 주입된 시점에 단광 성형체 3톤을 일괄적으로 투입하였다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 비교예 2 샘플을 제조하였다.
<비교예 3>
탈탄 공정에서, 전로 내에 용선을 장입한 후 단광 성형체 2톤을 1차로 투입하였다. 이후에 취련 공정을 진행하였고, 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 30%의 산소가 주입된 시점에 단광 성형체 3톤을 일괄적으로 투입하였다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 비교예 3 샘플을 제조하였다.
| 구분 | 예시 | 1차 투입 | 2차 투입 | 테스트결과 | |
| 취련 전 투입량 |
산소취입량 | 취련 중 취입량 |
|||
| 탈탄공정 | 비교예1 | 5톤 | - | - | X |
| 비교예2 | 2톤 | 20% | 3톤 | X | |
| 비교예3 | 2톤 | 30% | 3톤 | X | |
| 실시예1 | 2톤 | 20% | 1.5톤+1.5톤 | ○ | |
| 실시예2 | 2톤 | 20% | 1톤+1톤+1톤 | ○ | |
| 실시예3 | 2톤 | 30% | 1.5톤+1.5톤 | ○ | |
| 실시예4 | 2톤 | 30% | 1톤+1톤+1톤 | ○ | |
상기 표 1을 참조하면, 상기 테스트 결과 “○”는 전로조업 시 단광 성형체 일괄 투입의 문제점인 용선의 급격한 냉각이 발생하지 않아, 용선 온도 제어가 용이함을 의미한다. 또한, 조업성을 저하시키는 요인인 분진/화염이 적게 발생함을 의미한다.
상기 테스트 결과 “○”로 판정된 본 발명의 실시예 샘플 1 내지 4에서는 분진 또는 화염 없이 전로 조업을 진행할 수 있었다. 또, 실시예 샘플 1 내지 4 투입 시, 비교예 샘플 1 내지 3투입에 비해 용선의 냉각 온도가 약 50% 상승해(톤당 7도 냉각) 온도 제어를 쉽게 할 수 있어, 제철 부산물 활용 시의 문제점을 해결 가능하다.
또, 상기 테스트 결과 “X”는 전로 조업에서 진행되기 부적합함을 의미한다. 즉, 단광 성형체 투입 시 용선이 1톤당 13도 이상 냉각되거나, 분진과 화염이 발생하여 전로 조업성이 저하된 경우를 의미한다.
도 5 및 도 6과 같이, 상기 테스트 결과 “X”로 판정된 비교예 샘플 1 내지 3에서 분진 및 화염이 발생한 것을 알 수 있다.
상기 표 1에서 비교예 1을 제외한 실험예들에 있어서 산소 취입량은 20%과 30%로 임의 지정하였는데, 범위 내에서 산소 취입량에 의한 유의미한 차이는 없으며, 탈탄 왕성기에 2차 투입이 진행되어야 함을 나타낸다.
또한, 본 실시예로 분할 투입 시의 횟수나 양을 한정하지 않으며, 상기 실시예는 1/n톤씩 n회만큼 분할 투입할 수 있음을 의미한다.
본 발명의 다른 실험예로서, 하기 표 2에 도시된 공정과 같이, 실험예 샘플을 제조하였다.
| 구분 | 예시 | 1차 투입 | 2차 투입 | 테스트 결과 |
| 취련 전 투입량 |
취련 중 투입량 |
|||
| D/S 공정 | 비교예4 | 2톤 | 3톤 | X |
| 실시예5 | 2톤 | 1.5톤+1.5톤 | ○ |
<실시예 5>
D/S 공정에서, 상기 표 1과 동일한 양의 단광 성형체를 1차 투입한다. 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 약 23%의 산소가 주입된 시점에서 슬래그를 제거한다. 2차 투입으로, 단광 성형체를 1.5톤씩 2회로 분할 투입했다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 실시예 5 샘플을 제조하였다.
<비교예 4>
한편, 이와 비교하기 위해서, D/S 공정에서, 상기 표 1과 동일한 양의 단광 성형체를 1차 투입한다. 실시예5와 동일 시점에서 슬래그를 제거 후, 2차 투입으로 단광 성형체 3톤을 투입하였다. 이후, Dy 지점에서 TSC 샘플링을 통해서 비교예 4 샘플을 제조하였다.
테스트 결과에 따른 효과는 상기 표1의 내용과 동일하므로 생략한다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (10)
- 전로에 용선을 장입하는 단계;
취련 공정 개시 전에 열원을 함유하는 함철 부산물을 포함하는 단광 성형체를 상기 전로 내 장입된 상기 용선에 1차 투입하는 제1 단계; 및
상기 취련 공정이 진행되는 중 상기 단광 성형체를 적어도 2회 이상 분할하여 상기 용선에 2차 투입하는 제2 단계;를 포함하는,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 단계에서 투입되는 상기 단광 성형체의 양은 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계에서 투입되는 전체 단광 성형체의 35중량% 내지 45중량%인,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 취련 공정에 주입하는 총 산소량 중 20% 내지 30%의 산소가 주입된 시점에 상기 단광 성형체를 상기 용선에 투입하는 단계를 포함하는,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 단계에서 투입되는 상기 단광 성형체의 양은 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계에서 투입되는 전체 단광 성형체의 55중량% 내지 65%중량인,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 단계는 상기 전로 내부의 슬래그를 제거하는 단계 이후에 수행되는,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 1차 투입하는 단계에서의 상기 단광 성형체의 전체 투입량은 상기 2차 투입하는 단계에서의 상기 단광 성형체의 전체 투입량보다 적은,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 단계는,
상기 단광 성형체의 투입량을 동일하게 분할하여 상기 용선에 적어도 2회 이상 연속적으로 투입하는 단계를 포함하는,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 단계에서 분할 투입되는 각각의 상기 단광 성형체의 투입량은 상기 제1 단계에서 투입되는 상기 단광 성형체의 투입량보다 적거나 같은,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단광 성형체는 제철 공정에서 발생하는 분진 및 슬러지를 포함하는 부산물을 배합하는 단계; 상기 부산물을 바인더 및 활성화재와 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 혼합물을 단광화하여 단광 성형체를 제조하는 단계;를 수행하여 구현하되,
상기 배합하는 단계에서 상기 부산물은 제강 슬러지 42 내지 48 중량%, CF 슬러지 8 내지 12 중량%, 소결 분진 3 내지 6 중량%, 고로 분진 10 내지 13 중량%, 침전지 분코크스 14 내지 17 중량% 및 밀 스케일 10 내지 15 중량%를 배합하여 이루어진,
전로 조업 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 단광 성형체는,
50중량% 내지 85 중량%의 전철(T.Fe), 14 중량% 내지 25 중량%의 탄소(C) 및 0 초과 0.3중량% 이하의 황(S)을 포함하는,
전로 조업 방법.
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| KR101253918B1 (ko) | 2011-06-10 | 2013-04-16 | 주식회사 포스코 | 질소저감 전로 취련방법 |
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