KR20240028628A - Electric furnace apparatus and operating method of electric furnace - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기로 설비 및 전기로 조업 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전열을 이용하여 원료를 용해시키기 위한 전기로 설비 및 전기로 조업 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기로 설비는, 원료를 처리하기 위한 내부 공간을 가지는 본체부; 열을 생성할 수 있도록 상기 내부 공간에 배치될 수 있는 전극부; 상기 내부 공간에 원료를 공급할 수 있도록 상기 전극부와 이격되어 설치되는 원료 공급부; 및 상기 내부 공간에 부원료를 공급할 수 있으며, 공급되는 원료보다 상기 전극부에 가깝게 부원료를 공급할 수 있도록 설치되는 부원료 공급부;를 포함한다.The present invention relates to electric furnace equipment and an electric furnace operation method, and more specifically, to an electric furnace equipment and an electric furnace operation method for melting raw materials using electric heat.
An electric furnace facility according to an embodiment of the present invention includes a main body portion having an internal space for processing raw materials; an electrode portion that can be disposed in the interior space to generate heat; a raw material supply unit installed to be spaced apart from the electrode unit to supply raw materials to the internal space; and a secondary material supply unit that can supply secondary materials to the internal space and is installed to supply secondary materials closer to the electrode than the supplied raw materials.
Description
본 발명은 전기로 설비 및 전기로 조업 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전열을 이용하여 원료를 용해시키기 위한 전기로 설비 및 전기로 조업 방법에 관한 것이다.The present invention relates to electric furnace equipment and an electric furnace operation method, and more specifically, to an electric furnace equipment and an electric furnace operation method for melting raw materials using electric heat.
최근, 기후 변화 위기에 대응하기 위하여 이산화탄소 발생량을 최소화하는 탄소 중립 기술이 적극적으로 개발되고 있다. 이에, 철강 업계는 이산화탄소를 발생시키는 화석 연료 대신 수소를 사용하여 직접 환원철을 생산하고, 이를 이용하여 철을 생산하는 수소 환원 제철 공정 기술을 연구 및 개발하고 있다. 수소 환원 제철 공정 기술이 상용화되면, 전기로 조업을 활용하여 이산화탄소를 대량 발생시키는 고로 조업은 물론 전로 조업을 대체할 수 있다.Recently, carbon neutral technologies that minimize carbon dioxide emissions are being actively developed to respond to the climate change crisis. Accordingly, the steel industry is researching and developing hydrogen reduction steelmaking process technology to directly produce reduced iron using hydrogen instead of fossil fuels that generate carbon dioxide, and to produce iron using this. Once hydrogen reduction steelmaking process technology is commercialized, electric furnace operation can be used to replace not only blast furnace operation that generates large amounts of carbon dioxide but also converter operation.
직접 환원철은 전기로 설비에서 용해된다. 그러나, 직접 환원철을 용해시킬 수 있는 전기로 설비는 원료의 장입 상태를 제어하는 것이 굉장이 중요하다. 직접 환원철은 금속철의 함량이 높아 원료를 전기로 설비의 전극 봉 주변에 장입하게 되면 저항의 변화로 인한 전류의 과공급이나 전류 이동 경로의 변화로 인하여 안정적인 조업이 불가능하다. 이에, 전극 봉으로부터 최대한 멀리 떨어진 위치에 원료를 장입하는 방식을 사용하고 있으나, 이 경우 전극 봉 주변은 나탕 상태가 되어 고열이 그대로 전기로 설비의 상부로 전달되므로, 열 손실 및 전기로 설비의 열화가 발생되는 문제점이 있었다.Directly reduced iron is melted in electric furnace equipment. However, for electric furnace equipment that can directly melt reduced iron, it is very important to control the charging state of the raw materials. Directly reduced iron has a high content of metallic iron, so when raw materials are charged around the electrodes of electric furnace equipment, stable operation is impossible due to oversupply of current due to changes in resistance or changes in the current movement path. Accordingly, a method is used to charge the raw materials as far away from the electrode rod as possible, but in this case, the area around the electrode rod becomes bare and high heat is directly transmitted to the upper part of the electric furnace facility, resulting in heat loss and deterioration of the electric furnace facility. There was a problem that occurred.
본 발명은 열 손실을 최소화하고 설비의 열화를 방지할 수 있는 전기로 설비 및 전기로 조업 방법을 제공한다.The present invention provides electric furnace equipment and an electric furnace operation method that can minimize heat loss and prevent equipment deterioration.
본 발명의 실시 예에 따른 전기로 설비는, 원료를 처리하기 위한 내부 공간을 가지는 본체부; 열을 생성할 수 있도록 상기 내부 공간에 배치될 수 있는 전극부; 상기 내부 공간에 원료를 투입할 수 있도록 상기 전극부와 이격되어 설치되는 원료 공급부; 및 상기 내부 공간에 부원료를 투입할 수 있으며, 투입되는 원료보다 상기 전극부에 가깝게 부원료를 투입할 수 있도록 설치되는 부원료 공급부;를 포함한다.An electric furnace facility according to an embodiment of the present invention includes a main body portion having an internal space for processing raw materials; an electrode portion that can be disposed in the interior space to generate heat; a raw material supply unit installed to be spaced apart from the electrode unit to allow raw materials to be introduced into the internal space; and a auxiliary material supply unit capable of introducing auxiliary materials into the internal space and being installed to inject the auxiliary materials closer to the electrode than the input raw materials.
상기 원료 공급부의 배출기는 상기 본체부의 측벽을 향하도록 배치될 수 있다.The discharger of the raw material supply unit may be arranged to face the side wall of the main body unit.
상기 부원료 공급부의 배출기는 상기 전극부를 향하도록 배치될 수 있다.The discharger of the secondary material supply unit may be arranged to face the electrode unit.
상기 전극부는 서로 이격되도록 배치되는 복수의 전극 봉을 포함하고, 상기 원료 공급부의 배출기와 전극 봉 사이의 거리는 전극 봉들 사이의 거리보다 길 수 있다.The electrode unit includes a plurality of electrode rods arranged to be spaced apart from each other, and the distance between the discharger of the raw material supply unit and the electrode rods may be longer than the distance between the electrode rods.
상기 부원료 공급부의 배출기와 전극 봉 사이의 거리는 전극 봉들 사이의 거리보다 짧을 수 있다.The distance between the discharger of the secondary material supply unit and the electrode rod may be shorter than the distance between the electrode rods.
상기 전극부는 상기 본체부의 중심 영역에 서로 이격되도록 배치되는 복수의 전극 봉을 포함하고, 상기 부원료 공급부는 상기 본체부의 중심 영역에 배치될 수 있는 제1 배출기 및 상기 본체부의 가장자리 영역에 배치될 수 있는 제2 배출기를 포함하고, 상기 원료 공급부는 상기 본체부의 가장자리 영역에서 상기 부원료 공급부의 제2 배출기보다 상기 본체부의 측벽에 가깝게 배치되는 배출기를 포함할 수 있다.The electrode unit includes a plurality of electrode rods arranged to be spaced apart from each other in the central area of the main body, and the secondary raw material supply unit includes a first discharger that can be arranged in the central area of the main body and an edge area of the main body. It may include a second discharger, and the raw material supply unit may include an discharger disposed closer to the side wall of the main body than the second discharger of the secondary raw material supply in an edge area of the main body.
상기 복수의 전극 봉은 상기 제1 배출기를 둘러싸도록 배치되고, 상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉을 둘러싸도록 복수 개로 배치될 수 있다.The plurality of electrode rods may be arranged to surround the first discharger, and a plurality of second dischargers of the auxiliary material supply unit may be arranged to surround the plurality of electrode rods.
상기 복수의 전극 봉은 상기 제1 배출기를 둘러싸도록 배치되고, 상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉을 둘러싸는 경로로 이동 가능하게 설치될 수 있다.The plurality of electrode rods may be arranged to surround the first discharger, and the second discharger of the secondary material supply unit may be installed to be movable in a path surrounding the plurality of electrode rods.
상기 복수의 전극 봉은 선형으로 배치되고, 상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉과 나란하게 복수 개로 배치될 수 있다.The plurality of electrode rods may be arranged linearly, and a plurality of second dischargers of the secondary material supply unit may be arranged in parallel with the plurality of electrode rods.
상기 복수의 전극 봉은 선형으로 배치되고, 상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉과 나란한 경로로 이동 가능하게 설치될 수 있다.The plurality of electrode rods may be arranged linearly, and the second discharger of the secondary material supply unit may be installed to be movable in a path parallel to the plurality of electrode rods.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업 방법은, 전기로 내의 전극 봉과 이격되도록 원료를 투입하는 과정; 투입되는 원료보다 상기 전극 봉에 가깝게 부원료를 투입하는 과정; 및 상기 전극 봉에 전력을 공급하여 원료를 용해시키는 과정;을 포함한다.In addition, an electric furnace operation method according to an embodiment of the present invention includes the process of adding raw materials to be spaced apart from the electrode rods in the electric furnace; A process of injecting auxiliary materials closer to the electrode rod than the input raw materials; and a process of dissolving the raw material by supplying power to the electrode rod.
상기 원료를 투입하는 과정은, 상기 전기로의 측벽을 향하여 원료를 투입할 수 있다.In the process of introducing the raw materials, the raw materials may be introduced toward the side wall of the electric furnace.
상기 부원료를 투입하는 과정은, 상기 전극 봉의 하측을 향하여 부원료를 투입할 수 있다.In the process of adding the auxiliary materials, the auxiliary materials may be added toward the lower side of the electrode rod.
상기 부원료를 투입하는 과정은, 상기 전극 봉의 단부가 부원료에 묻히도록 부원료를 투입할 수 있다.In the process of adding the auxiliary materials, the auxiliary materials may be added so that the end of the electrode rod is buried in the auxiliary materials.
상기 부원료를 투입하는 과정은, 상기 부원료를 300 내지 3,000mm의 높이로 투입할 수 있다.In the process of adding the additives, the additives may be added at a height of 300 to 3,000 mm.
상기 부원료는 원료보다 저항 값이 큰 물질을 포함할 수 있다.The secondary material may include a material with a higher resistance value than the raw material.
상기 부원료는 플럭스를 포함하고, 상기 플럭스의 염기도(CaO/SiO2)는 0.9 내지 1.2일 수 있다.The auxiliary material includes flux, and the basicity (CaO/SiO 2 ) of the flux may be 0.9 to 1.2.
상기 부원료는 고로 슬래그를 포함할 수 있다.The secondary raw materials may include blast furnace slag.
상기 부원료를 투입하는 과정은, 상기 부원료와 함께 바이오매스를 투입할 수 있다.In the process of adding the auxiliary raw materials, biomass may be added together with the auxiliary materials.
상기 원료는 수소에 의해 환원된 직접 환원철을 포함할 수 있다.The raw material may include directly reduced iron reduced by hydrogen.
본 발명의 실시 예에 따르면, 원료보다 전극 봉에 가까운 위치에 부원료를 투입함으로써 열 효율 및 조업 안정성을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, thermal efficiency and operational stability can be improved by injecting auxiliary materials at a location closer to the electrode than the raw materials.
즉, 원료를 투입함에 따라 나탕이 발생될 수 있는 위치로 부원료를 투입함으로써 나탕으로 인한 열 손실 및 전기로 설비의 열화를 방지할 수 있다.In other words, by adding auxiliary materials to a location where boiling may occur as raw materials are added, heat loss and deterioration of electric furnace equipment due to boiling can be prevented.
또한, 전극 봉으로부터 방출되는 열에 의하여 부원료를 가열함으로써 부원료를 신속하게 용해시킬 수 있어 저항 열을 발생시키기 위한 슬래그의 생성을 촉진할 수 있다.In addition, by heating the secondary materials by the heat emitted from the electrode rod, the secondary materials can be quickly dissolved, thereby promoting the production of slag to generate resistance heat.
뿐만 아니라, 부원료로 부도체를 사용함으로써 전극 봉으로부터 공급되는 전류가 누설되는 것을 방지하고, 슬래그에 공급되는 전류에 의해 원료를 용해시키기에 충분한 저항 열을 발생시킬 수 있다.In addition, by using an insulator as a secondary material, leakage of the current supplied from the electrode can be prevented, and sufficient resistance heat to melt the raw material can be generated by the current supplied to the slag.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기로 설비를 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 및 부원료의 투입 위치를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 부원료 배출기가 이동하는 모습을 나타내는 도면.
도 4는 산성 플럭스의 조성 및 그에 따른 융점을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기로 설비를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원료 및 부원료의 투입 위치를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 부원료 배출기가 이동하는 모습을 나타내는 도면.1 is a diagram schematically showing an electric furnace facility according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining the input location of raw materials and auxiliary materials according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the movement of the secondary material discharger according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram showing the composition of acidic flux and its melting point.
Figure 5 is a diagram schematically showing an electric furnace facility according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram for explaining the input location of raw materials and auxiliary materials according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing the movement of the secondary material discharger according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장되어 도시될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The embodiments of the present invention only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and to those of ordinary skill in the art. It is provided to provide complete information. In order to explain the invention in detail, the drawings may be exaggerated, and like symbols in the drawings refer to like elements.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기로 설비를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원료 및 부원료의 투입 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 부원료 배출기가 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing an electric furnace facility according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a diagram for explaining the input position of raw materials and auxiliary materials according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is a diagram showing the movement of the auxiliary material discharger according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 설비는, 원료(R)를 처리하기 위한 내부 공간을 가지는 본체부(100), 열을 생성할 수 있도록 상기 내부 공간에 배치될 수 있는 전극부(200), 상기 내부 공간에 원료(R)를 투입할 수 있도록 상기 전극부(200)와 이격되어 설치되는 원료 공급부(300) 및 상기 내부 공간에 부원료(F)를 투입할 수 있으며, 투입되는 원료(R)보다 상기 전극부(200)에 가깝게 부원료(F)를 투입할 수 있도록 설치되는 부원료 공급부(400)를 포함한다. 전기로 설비는 저항 열 및 아크(arc) 열을 이용하여 원료(R)를 용해시켜 용융물(M)을 제조할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, the electric furnace facility according to an embodiment of the present invention includes a main body portion 100 having an internal space for processing raw materials (R), and is disposed in the internal space to generate heat. an electrode unit 200 that can be used, a raw material supply unit 300 installed to be spaced apart from the electrode unit 200 so that the raw material (R) can be injected into the internal space, and a auxiliary material (F) can be injected into the internal space. It can include a auxiliary material supply unit 400 installed to inject the auxiliary material (F) closer to the electrode unit 200 than the input raw material (R). Electric furnace equipment can produce melt (M) by dissolving raw materials (R) using resistance heat and arc heat.
본체부(100)는 원료(R)를 처리하기 위한 내부 공간을 가진다. 이를 위하여, 본체부(100)는 개구가 형성된 노체(110) 및 노체(110)의 개구를 덮는 덮개(120)를 포함할 수 있다.The main body 100 has an internal space for processing the raw material (R). To this end, the main body 100 may include a
노체(110)는 상부가 개방된 통 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 노체(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원통 형상을 가질 수 있다. 이에 의하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체부(100)는 대략 원통의 형상을 갖는 내부 공간을 가질 수 있다. 이러한 노체(110)는 철피 또는 금속으로 마련된 외벽체 및 상기 외벽체의 내측에 내화물 재료로 축조된 내벽체를 포함할 수 있다.The
노체(110)에는 용융물(M)을 배출시킬 수 있는 배출구(111)가 마련될 수 있다. 배출구(111)는 노체(110)의 측벽에 마련되거나, 노체(110)의 하부 바닥에 마련될 수도 있다. 물론, 배출구(111)는 상술한 위치에 한정되지 않고 용융물(M)을 외부로 배출시킬 수 있는 다양한 위치에 마련될 수 있다. 배출구(111)를 통과하여 노체(110)로부터 배출되는 용융물(M)은 전기로의 외측에서 상기 배출구(111)와 마주보도록 배치된 용기(10). 예컨대 래들(ladle)로 장입될 수 있다.The
덮개(120)는 노체(110)의 개방된 상부를 폐쇄할 수 있도록 노체(110)의 상부에 설치된다. 덮개(120)는, 예를 들어 철피 또는 금속으로 마련될 수 있다. 또한, 덮개(120)에는 전극부(200)가 관통하여 설치될 수 있는 홀와, 원료 공급부(300) 및 부원료 공급부(400)가 각각 관통하여 설치될 수 있는 홀이 마련될 수 있다.The cover 120 is installed on the upper part of the
전극부(200)는 열을 생성할 수 있도록 본체부(100)의 내부 공간에 배치된다. 즉, 전극부(200)는 전력을 공급받아 열을 생성하고, 내부 공간에 장입된 원료(M)에 열을 공급해주는 역할을 한다. 여기서, 전력은 전압 또는 전류를 의미할 수 있고, 전극부(200)에서 발생되는 열은 저항 열 또는 아크 열일 수 있다.The electrode unit 200 is disposed in the internal space of the main body unit 100 to generate heat. That is, the electrode unit 200 receives power, generates heat, and serves to supply heat to the raw material (M) charged into the internal space. Here, power may mean voltage or current, and heat generated from the electrode unit 200 may be resistance heat or arc heat.
전극부(200)는 서로 이격되도록 배치되는 복수의 전극 봉을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극부(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 일 실시 예와 같이 제1 전극 봉(210), 제2 전극 봉(220) 및 제3 전극 봉(230)을 포함할 수 있다. 각 전극 봉(210, 220, 230)은 서로 이격되어 각각 덮개(120)를 상하로 관통하도록 설치될 수 있다. 이때, 제1 전극 봉(210), 제2 전극 봉(220) 및 제3 전극 봉(230)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본체부(100)의 중심을 둘러싸도록 삼각형의 형태로 배치될 수 있으며, 각 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D1)는 동일할 수 있다.The electrode unit 200 may include a plurality of electrode rods arranged to be spaced apart from each other. For example, the electrode unit 200 may include a
한편, 전극부(200)는 복수의 전극 봉을 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 승강기(미도시)를 포함할 수 있다. 승강기는 복수의 전극 봉을 전체적으로 상하 방향으로 이동시키도록 마련될 수도 있고, 전극 봉을 각각 상하 방향으로 이동시키도록 마련될 수도 있다. 승강기는 내부 공간에서 전극 봉의 하단과 원료(R) 사이의 거리를 조절할 수 있다. 승강기에 의하여 전극 봉이 원료(R)의 용해시 발생하는 슬래그(S)에 침지되면 슬래그에 의한 저항 열을 발생시킬 수 있고, 승강기에 의하여 전극 봉이 원료(R) 또는 슬래그(S)로부터 이격되면 전극 봉과 원료(R) 또는 슬래그(S)의 사이에서 아크 열을 발생시킬 수 있다. 일반적으로 전극 봉은 슬래그(S)에 침지되어 저항 열을 발생시켜 원료(R)를 용해시키고, 아크 열은 필요한 경우에만 선택적으로 발생시킬 수 있다.Meanwhile, the electrode unit 200 may include an elevator (not shown) that can move a plurality of electrode rods in the up and down directions. The elevator may be provided to move the plurality of electrode rods as a whole in the up and down direction, or may be provided to move the electrode rods individually in the up and down direction. The elevator can adjust the distance between the lower end of the electrode rod and the raw material (R) in the internal space. If the electrode rod is immersed in the slag (S) generated when the raw material (R) is dissolved by an elevator, resistance heat can be generated by the slag, and if the electrode rod is separated from the raw material (R) or slag (S) by the elevator, the electrode Arc heat can be generated between the rod and the raw material (R) or slag (S). Generally, the electrode rod is immersed in slag (S) to generate resistance heat to dissolve the raw material (R), and arc heat can be selectively generated only when necessary.
원료 공급부(300)는 본체부(100)의 내부 공간으로 원료(R)를 투입할 수 있도록 설치된다. 이때, 원료(R)는 수소에 의해 철광석이 환원된 직접 환원철(DRI; Direct Reduced Iron)을 포함할 수 있다. 직접 환원철은 철광석 및 수소 가스를 포함하는 환원 가스를 공급받아 환원철을 제조하는 환원철 제조 설비에서 제조될 수 있다.The raw material supply unit 300 is installed to inject the raw material R into the internal space of the main body 100. At this time, the raw material (R) may include Direct Reduced Iron (DRI), which is obtained by reducing iron ore with hydrogen. Directly reduced iron can be produced in a reduced iron production facility that produces reduced iron by receiving a reducing gas containing iron ore and hydrogen gas.
또한, 원료 공급부(300)는 본체부(100)의 내부 공간으로 직접 환원철뿐만 아니라 코크스(cokes)를 더 공급할 수 있다. 직접 환원철은 약 1,500℃ 이상의 높은 융점을 가져 용해가 어렵다. 이에, 원료 공급부(300)는 직접 환원철의 적어도 일부의 철 입자를 약 1,200℃ 이하의 융점을 가지는 시멘타이트(Fe3C) 상으로 변화시키기 위하여 탄소 성분을 가지는 코크스를 더 공급할 수 있다. 또한, 원료 공급부(300)를 통해 공급되는 원료(R)는 일부가 미환원된 원료, 즉 부분 환원된 직접 환원철 또는 철광석이 공급될 수 있다. 이와 같이 적어도 일부가 미환원된 원료를 탄소 성분과 반응시켜 환원시키기 위하여 원료 공급부(300)는 코크스를 더 공급할 수 있다. 뿐만 아니라, 코크스는 용융물(M)의 탄소 함량을 조절하기 위하여도 공급될 수 있음은 물론이다.In addition, the raw material supply unit 300 may directly supply reduced iron as well as coke to the internal space of the main body 100. Directly reduced iron has a high melting point of over about 1,500°C, making it difficult to dissolve. Accordingly, the raw material supply unit 300 may further supply coke containing a carbon component in order to change at least some of the iron particles of the directly reduced iron into a cementite (Fe 3 C) phase having a melting point of about 1,200° C. or lower. Additionally, the raw material R supplied through the raw material supply unit 300 may be partially unreduced raw material, that is, partially reduced directly reduced iron or iron ore. In order to reduce at least a portion of the unreduced raw material by reacting it with the carbon component, the raw material supply unit 300 may further supply coke. In addition, of course, coke can be supplied to control the carbon content of the melt (M).
원료 공급부(300)는 원료(R)를 저장할 수 있는 원료 저장기(310) 및 상기 본체부(100)의 내부 공간으로 원료(R)를 투입할 수 있도록 상기 원료 저장기(310)와 연결되는 원료 배출기(320)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 원료 저장기(310)는 본체부(100)의 외측에 배치될 수 있으며, 원료 배출기(320)는 일단이 상기 원료 저장기(310)와 연결되고, 상기 일단으로부터 덮개(120)를 관통하도록 연장되어 원료 배출구(325)가 형성된 타단이 본체부(100)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 여기서, 원료 배출기(320)에는 본체부(100)의 내부 공간으로 투입되는 원료(R)의 양을 조절하기 위한 밸브가 설치될 수 있음은 물론이다.The raw material supply unit 300 is connected to a raw material storage 310 capable of storing the raw material R and the raw material storage 310 so that the raw material R can be introduced into the internal space of the main body 100. It may include a raw material discharger 320. For example, the raw material storage 310 may be disposed outside the main body 100, and one end of the raw material discharger 320 is connected to the raw material storage 310, and the cover 120 is provided from one end. The other end extending through and forming the
한편, 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 내부 공간에서 복수의 위치에 원료(R)를 투입할 수 있도록 복수 개로 마련될 수 있다. 이를 위하여, 도시된 바와 같이 복수 개의 원료 저장기(310)가 복수 개의 원료 배출기(320)에 각각 연결될 수도 있으나, 적어도 하나의 원료 저장기(310)가 적어도 두 개의 원료 배출기(320)에 연결될 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, a plurality of raw material dischargers 320 may be provided to inject the raw material R into a plurality of positions in the internal space of the main body 100. To this end, as shown, a plurality of raw material storage units 310 may each be connected to a plurality of raw material dischargers 320, or at least one raw material storage unit 310 may be connected to at least two raw material dischargers 320. Of course it exists.
여기서, 원료 배출기(320)는 전극부(200)와 이격되어 설치된다. 또한, 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 측벽을 향하도록 배치될 수 있다.Here, the raw material discharger 320 is installed to be spaced apart from the electrode unit 200. Additionally, the raw material discharger 320 may be arranged to face the side wall of the main body 100.
전술한 바와 같이, 원료 배출기(320)으로부터 배출되는 원료(R)는 직접 환원철을 포함할 수 있으며, 전극 봉은 슬래그(S)에 침지되어 저항 열을 발생시켜 직접 환원철을 용해시킨다. 그런데, 직접 환원철은 철광석이 환원된 것으로 금속철이 다량 함유되어 높은 전기 전도성을 가진다. 이에, 직접 환원철이 전극 봉 주변에 장입되면, 전극 봉으로부터 발생되는 전류가 상대적으로 높은 저항을 가지는 슬래그(S)에 공급되지 못하고 직접 환원철에 의해 누설되어 원료(R)를 용해시키기 위한 충분한 저항 열을 발생시킬 수 없게 된다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 원료 배출기(320)를 본체부(100)의 측벽을 향하도록 배치하여, 전극 봉과 최대한 멀리 떨어진 위치에 원료(R)를 공급한다.As described above, the raw material R discharged from the raw material discharger 320 may contain directly reduced iron, and the electrode rod is immersed in the slag S to generate resistance heat to directly dissolve the reduced iron. However, direct reduced iron is made by reducing iron ore and contains a large amount of metallic iron, so it has high electrical conductivity. Accordingly, when directly reduced iron is charged around the electrode rod, the current generated from the electrode rod is not supplied to the slag (S), which has a relatively high resistance, and is leaked by the directly reduced iron, generating sufficient resistance heat to dissolve the raw material (R). cannot be generated. Accordingly, in an embodiment of the present invention, the raw material discharger 320 is arranged to face the side wall of the main body 100, and the raw material R is supplied to a position as far away from the electrode as possible.
원료 배출기(320)를 본체부(100)의 측벽을 향하도록 배치하기 위하여 원료 배출기(320)는 원료 배출구(325)로부터 소정 길이를 가지는 원료 배출 단부가 본체부(100)의 측벽을 향하도록 절곡 또는 굴곡되어 형성될 수 있다. 이와 달리, 원료 배출기(320)는 전체가 원료 저장기(310)로부터 본체부(100)의 측벽을 향하도록 경사지게 연장되어 형성될 수도 있다. 이때, 원료 배출구(325)는 도시된 바와 같이 경사지게 형성될 수도 있으나, 본체부(100)의 하측이나 측벽을 마주보도록 형성될 수도 있음은 물론이다. 여기서, 본체부(100)의 측벽을 향한다는 의미는 원료 배출구(325)로부터 배출되는 원료(R)가 하측 방향의 위치보다 본체부(100)의 측벽에 인접한 위치로 공급되는 모든 경우를 포함함은 물론이다.In order to arrange the raw material discharger 320 toward the side wall of the main body 100, the raw material discharger 320 is bent so that the raw material discharge end having a predetermined length from the raw
부원료 공급부(400)는 본체부(100)의 내부 공간으로 부원료(F)를 투입할 수 있도록 설치된다. 이때, 부원료(F)는 슬래그(S)의 형성을 촉진하기 위한 생석회(CaO)를 포함할 수 있다. 또한, 부원료(F)는 생석회 및 생석회의 재화를 촉진시키기 위한 매용제를 포함할 수 있다. 이와 같은 부원료 공급부(400)가 생석회 또는 생석회와 매용제를 포함하는 부원료(F)를 본체부(100)의 내부 공간으로 투입함으로써 용융물(M) 상으로 액상의 슬래그(S)의 형성을 촉진할 수 있다.The auxiliary material supply unit 400 is installed to inject the auxiliary material (F) into the internal space of the main body 100. At this time, the secondary raw material (F) may include quicklime (CaO) to promote the formation of slag (S). In addition, the secondary raw material (F) may include quicklime and a solvent to promote the conversion of quicklime. Such secondary raw material supply unit 400 can promote the formation of liquid slag (S) in the melt (M) by injecting quicklime or secondary raw material (F) containing quicklime and maeyongje into the internal space of the main body part (100). there is.
한편, 부원료(F)는 플럭스(flux)를 포함할 수 있다. 여기서, 부원료(F)에 포함되는 플럭스는 산화칼슘(CaO)-산화규소(SiO2) 계의 산성 플럭스(A 플럭스, acidic flux) 또는 산화칼슘(CaO)-산화알루미늄(Al2O3) 계의 염기성 플럭스(B 플럭스, basic flux)를 포함할 수 있다. 여기서, 산성 플럭스와 염기성 플럭스는 산화규소(SiO2)의 농도와 산화알루미늄(Al2O3)의 농도에서 차이가 있으며, 산성 플럭스는 염기성 플럭스에 비해 상대적으로 융점이 낮고, 염기성 플럭스는 산성 플럭스에 비해 상대적으로 융점이 높은 반면 개재물의 흡수능은 상대적으로 우위에 있다. 직접 환원철을 효과적으로 용해시키기 위하여 부원료 공급부(400)로부터 투입되는 부원료(F)로는 융점이 낮은 산성 플럭스를 사용할 수 있으며, 이때 도 4(a)에 도시된 염기도(CaO/SiO2)가 0.9 내지 1.2의 값을 가지는 산성 플럭스(A)를 사용하는 경우, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 부원료(F)는 약 1,450℃의 낮은 융점을 가질 수 있다.Meanwhile, the auxiliary material (F) may include flux. Here, the flux included in the auxiliary material (F) is calcium oxide (CaO)-silicon oxide (SiO 2 )-based acidic flux (A flux) or calcium oxide (CaO)-aluminum oxide (Al 2 O 3 )-based flux. It may include a basic flux (B flux). Here, the acid flux and basic flux differ in the concentration of silicon oxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), the acid flux has a relatively lower melting point than the basic flux, and the basic flux is an acid flux. While it has a relatively high melting point, the absorption capacity of inclusions is relatively superior. In order to effectively dissolve directly reduced iron, an acidic flux with a low melting point can be used as the auxiliary material (F) introduced from the auxiliary material supply unit 400, and in this case, the basicity (CaO/SiO 2 ) shown in FIG. 4(a) is 0.9 to 1.2. When using an acidic flux (A) having a value of , as shown in FIG. 4(b), the additive (F) may have a low melting point of about 1,450°C.
또한, 부원료(F)는 고로 슬래그를 포함할 수 있다. 여기서, 고로 슬래그는 고로에 철광석, 석회석, 코크스 등을 투입하여 용선을 제조할 때 생성되는 슬래그를 의미한다. 이와 같은 고로 슬래그는 전술한 산성 플럭스와 유사한 조성을 가진다. 즉, 고로 슬래그는 염기도(CaO/SiO2)가 0.9 내지 1.2의 값을 가진다. 슬래그(S)의 형성을 촉진시키기 위한 부원료(F)로서 고가의 생석회, 플럭스 등을 사용하는 경우 제조 비용이 상승하게 되므로, 약 1,450℃의 낮은 융점을 가지는 산성 플럭스와 유사한 조성을 가지는 고로 슬래그를 부원료(F)로 사용하여. 제조 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제철 부산물을 효율적으로 재활용할 수 있다.Additionally, the secondary raw material (F) may include blast furnace slag. Here, blast furnace slag refers to slag produced when iron ore, limestone, coke, etc. are input into a blast furnace to produce molten iron. Such blast furnace slag has a composition similar to the acid flux described above. That is, blast furnace slag has a basicity (CaO/SiO 2 ) of 0.9 to 1.2. When using expensive quicklime, flux, etc. as a secondary raw material (F) to promote the formation of slag (S), the manufacturing cost increases, so blast furnace slag with a composition similar to acid flux with a low melting point of about 1,450°C is used as a secondary raw material. Using (F). Not only can manufacturing costs be reduced, but steel by-products can be efficiently recycled.
또한, 부원료(F)는 바이오매스(biomass)를 포함할 수 있다. 바이오매스는 화학적 에너지로 사용 가능한 식물, 동물, 미생물 등의 생물체로부터 얻어지는 에너지원을 의미한다. 이와 같은, 바이오매스에는 탄소(C)가 75 중량% 이상 포함되어 있다. 전술한 바와 같이, 직접 환원철은 높은 융점을 가져 용해가 어렵고, 원료 공급부(300)를 통해 공급되는 원료(R)는 일부가 미환원된 원료, 즉 부분 환원된 직접 환원철 또는 철광석을 포함할 수 있으므로, 탄소 성분을 가지는 코크스의 공급이 필요한 경우가 있다. 이에, 본 발명의 실시 예에서는 부원료(F)로 높은 탄소 함량을 가지는 바이오매스를 사용하여 코크스의 사용량을 감소시키고, 기발생된 탄소를 활용함으로써 실질적인 탄소 배출량을 감소시켜 탄소 중립에도 기여할 수 있다.Additionally, the secondary raw material (F) may include biomass. Biomass refers to an energy source obtained from living organisms such as plants, animals, and microorganisms that can be used as chemical energy. As such, biomass contains more than 75% by weight of carbon (C). As described above, direct reduced iron has a high melting point and is difficult to dissolve, and the raw material R supplied through the raw material supply unit 300 may include partially unreduced raw materials, that is, partially reduced direct reduced iron or iron ore. , there are cases where it is necessary to supply coke with a carbon component. Accordingly, in an embodiment of the present invention, biomass with a high carbon content is used as a secondary raw material (F) to reduce the amount of coke used, and by utilizing the already generated carbon, the actual carbon emissions can be reduced, thereby contributing to carbon neutrality.
이와 같은, 부원료(F)는 고상 또는 파우더 상태로 마련되어 부원료 공급부(400)로부터 본체부(100)의 내부 공간으로 투입될 수 있다.In this way, the auxiliary material (F) may be prepared in a solid or powder state and introduced into the internal space of the main body 100 from the auxiliary material supply unit 400.
전술한 바와 같이, 원료 배출기(320)를 본체부(100)의 측벽을 향하도록 배치하여, 전극 봉과 최대한 멀리 떨어진 위치에 원료(R)를 공급하게 되면, 전극 봉 주변은 용융물(M) 또는 슬래그(S)가 노출된 나탕 상태가 된다. 이와 같이 전극 봉 주변이 나탕 상태가 되면, 용융물(M) 또는 슬래그(S)로부터 발생되는 고열이 원료(M)에 효과적으로 전달되지 못하고 전기로 설비의 상부, 즉 덮개(120)로 전달되어 열 손실 및 전기로 설비의 열화가 발생한다.As described above, when the raw material discharger 320 is arranged to face the side wall of the main body 100 and the raw material (R) is supplied at a position as far away from the electrode rod as possible, the area around the electrode rod is filled with melt (M) or slag. (S) becomes exposed and naked. In this way, when the area around the electrode rod is in a bare state, the high heat generated from the melt (M) or slag (S) is not effectively transmitted to the raw material (M) and is transmitted to the upper part of the electric furnace facility, that is, the cover 120, resulting in heat loss. and deterioration of electric furnace equipment occurs.
이에, 본 발명의 실시 예에서는 부원료 공급부(400)가 원료 공급부(300)로부터 투입되는 원료(R)보다 전극부(200)에 가깝게 부원료(F)를 투입할 수 있도록 설치한다. 이와 같이, 부원료 공급부(400)가 원료 공급부(300)로부터 투입되는 원료(R)보다 전극부(200)에 가깝게 부원료(F)를 투입하면, 전극 봉 주변의 나탕 발생을 효과적으로 방지하여 열 방산을 최소화할 수 있다. 이때, 부원료(F)는 전극 봉의 단부가 부원료에 묻히도록 투입될 수 있다. 즉, 부원료(F)는 용융물(M) 또는 슬래그(S)의 탕면으로부터 300 내지 3,000mm의 높이(H)로 투입될 수 있으며, 이에 의하여, 전극 봉의 하측 단부는 적어도 일부가 부원료(F)에 묻히게 된다. 여기서, 부원료(F)는 전술한 바와 같이, 생석회, 플럭스 및 바이오매스 중 적어도 하나를 포함하고, 생석회, 플럭스 및 바이오매스는 모두 원료(R)뿐만 아니라 슬래그(S)보다 큰 전기 저항 값을 을 가지는 부도체이므로, 전극 봉으로부터 발생되는 전류가 부원료(F)로 누설되는 문제는 발생하지 않는다. 뿐만 아니라, 전극 봉 주변에 부원료(F)를 투입하게 되면, 전극 봉으로부터 전달되는 열에 의하여 부원료(F)를 가열 또는 예열할 수 있어 슬래그(S)의 형성을 보다 촉진시킬 수 있다. 이와 같은 부원료 공급부(400)의 세부 배치 구조와 관련하여는 도 3과 관련하여 후술하기로 한다.Accordingly, in an embodiment of the present invention, the auxiliary material supply unit 400 is installed so that the auxiliary material (F) can be introduced closer to the electrode unit 200 than the raw material (R) input from the raw material supply unit 300. In this way, when the auxiliary material supply unit 400 injects the auxiliary material (F) closer to the electrode unit 200 than the raw material (R) input from the raw material supply unit 300, the occurrence of loose material around the electrode rod is effectively prevented, thereby preventing heat dissipation. It can be minimized. At this time, the auxiliary material (F) may be added so that the end of the electrode rod is buried in the auxiliary material. In other words, the auxiliary material (F) can be injected at a height (H) of 300 to 3,000 mm from the surface of the melt (M) or slag (S), whereby at least a portion of the lower end of the electrode rod is in the auxiliary material (F). will be buried Here, the secondary raw material (F) includes at least one of quicklime, flux, and biomass, as described above, and all of the quicklime, flux, and biomass have an electrical resistance value greater than that of the raw material (R) as well as the slag (S). Since the branch is a non-conductor, there is no problem of current generated from the electrode leaking into the secondary material (F). In addition, when the auxiliary material (F) is introduced around the electrode rod, the auxiliary material (F) can be heated or preheated by the heat transmitted from the electrode rod, thereby further promoting the formation of slag (S). The detailed arrangement structure of this secondary material supply unit 400 will be described later with reference to FIG. 3.
부원료 공급부(400)는 원료 공급부(300)와 마찬가지로 부원료(F)를 저장할 수 있는 부원료 저장기(410) 및 상기 본체부(100)의 내부 공간으로 부원료(F)를 투입할 수 있도록 상기 부원료 저장기(410)와 연결되는 부원료 배출기(420)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 부원료 저장기(410)는 본체부(100)의 외측에 배치될 수 있으며, 부원료 배출기(420)는 일단이 상기 부원료 저장기(410)와 연결되고, 상기 일단으로부터 덮개(120)를 관통하도록 연장되어 부원료 배출구(425)가 형성된 타단이 본체부(100)의 내부 공간에 배치될 수 있다. 여기서, 부원료 배출기(420) 역시 본체부(100)의 내부 공간으로 투입되는 부원료(F)의 양을 조절하기 위한 밸브가 설치될 수 있음은 물론이다.Like the raw material supply unit 300, the auxiliary material supply unit 400 stores the auxiliary raw material (F) so that the auxiliary material (F) can be introduced into the internal space of the auxiliary material storage unit 410 and the main body 100. It may include a secondary material discharger 420 connected to the machine 410. For example, the auxiliary material reservoir 410 may be disposed outside the main body 100, one end of the auxiliary material discharger 420 is connected to the auxiliary material reservoir 410, and the cover 120 is provided from one end. The other end extending through the auxiliary material outlet 425 may be disposed in the internal space of the main body 100. Here, of course, the auxiliary material discharger 420 may also be equipped with a valve for controlling the amount of auxiliary material (F) introduced into the internal space of the main body 100.
한편, 부원료 배출기(420)는 본체부(100)의 내부 공간에서 복수의 위치에 부원료(F)를 투입할 수 있도록 복수 개로 마련될 수 있다. 이를 위하여, 도시된 바와 같이 복수 개의 부원료 저장기(410)가 복수 개의 원료 배출기(420)에 각각 연결될 수도 있으나, 적어도 하나의 부원료 저장기(410)가 적어도 두 개의 부원료 배출기(420)에 연결될 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, a plurality of auxiliary material dischargers 420 may be provided to allow the auxiliary material (F) to be injected into a plurality of positions in the internal space of the main body 100. To this end, as shown, a plurality of auxiliary material reservoirs 410 may be respectively connected to a plurality of auxiliary material dischargers 420, but at least one auxiliary material storage device 410 may be connected to at least two auxiliary material dischargers 420. Of course it exists.
여기서, 부원료 배출기(420)는 본체부(100)의 중심 영역에 배치될 수 있는 제1 부원료 배출기(420a) 및 전극 봉과 본체부(100)의 측벽 사이에 배치될 수 있는 제2 부원료 배출기(420b)를 포함할 수 있다. 여기서, 본체부(100)의 내부 공간은 가장자리 영역과 중심 영역을 포함할 수 있으며, 가장자리 영역은 본체부(100)의 측벽으로부터 소정 거리 내의 영역을 의미하며, 중심 영역은 가장자리 영역을 제외한 영역, 즉 가장자리 영역의 내측에 위치한 영역을 의미할 수 있다. 이때, 복수의 전극 봉은 본체부(100)의 중심 영역에 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 여기서, 제1 부원료 배출기(420a)는 본체부(100)의 중심 영역에 배치될 수 있으며, 제2 부원료 배출기(420b)는 본체부(100)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 또한, 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에서 상기 제2 부원료 배출기(420b)보다 상기 본체부(100)의 측벽에 가깝게 배치될 수 있다.Here, the auxiliary material discharger 420 includes a first auxiliary material discharger 420a that can be disposed in the central area of the main body 100, and a second auxiliary material discharger 420b that can be disposed between the electrode rod and the side wall of the main body 100. ) may include. Here, the internal space of the main body 100 may include an edge area and a center area, where the edge area refers to an area within a predetermined distance from the side wall of the main body 100, and the center area is an area excluding the edge area, In other words, it may mean an area located inside the edge area. At this time, the plurality of electrode rods may be arranged to be spaced apart from each other in the central area of the main body 100. Here, the first auxiliary material discharger 420a may be placed in the center area of the main body 100, and the second auxiliary material discharger 420b may be placed in the edge area of the main body 100. Additionally, the raw material discharger 320 may be disposed closer to the side wall of the main body 100 than the second auxiliary material discharger 420b at the edge area of the main body 100.
도 2에 도시된 일 실시 예와 같이, 제1 부원료 배출기(420a)는 제1 부원료 배출구(425a)가 본체부(100)의 중심 영역에 위치하도록 배치될 수 있다. 도면에서는 하나의 제1 부원료 배출기(420a)가 배치되는 모습을 도시하였으나, 제1 부원료 배출기(420a)는 복수 개로 배치될 수 있음은 물론이다. 이와 같이, 제1 부원료 배출구(425a)가 본체부의 중심 영역에 위치하도록 배치함으로써, 중심 영역에서 전극 봉들(210, 220, 230) 사이에 나탕이 발생하는 것을 방지할 수 있다.As in the embodiment shown in FIG. 2, the first auxiliary material discharger 420a may be arranged so that the first auxiliary
전극 봉(210, 220, 230)은 예를 들어, 본체부(100)의 중심에 위치한 제1 부원료 배출구(425a)를 둘러싸도록 본체부(100)의 중심 영역에 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극 봉(210), 제2 전극 봉(220) 및 제3 전극 봉(230)은 제1 부원료 배출구(425a)를 둘러싸도록 삼각형의 형태로 배치될 수 있다. 이때, 각 전극 봉(210, 220, 230) 사이, 즉 각 전극 봉(210, 220, 230)의 중심 사이의 거리(D1)는 동일할 수 있다.For example, the
제2 부원료 배출기(420b)는 제2 부원료 배출구(425b)가 본체부(100)의 가장자리 영역에 위치하도록 배치될 수 있다. 이때, 제2 부원료 배출기(420b)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 부원료 배출구(425b)가 복수의 전극 봉(210, 220, 230)을 둘러싸도록 복수 개로 배치될 수 있다. 도면에서는 12개의 제2 부원료 배출기(420b)가 배치되는 모습을 도시하였으나, 제2 부원료 배출기(420b)는 이보다 많거나 적게 배치될 수 있음은 물론이다. 또한, 도면에서는 제1 부원료 배출기(420a) 및 제2 부원료 배출기(420b)가 각각 하측으로 연장되어 형성되는 모습을 도시하였으나, 제1 부원료 배출기(420a) 및 제2 부원료 배출기(420b) 중 적어도 일부는 부원료 배출구(425a, 425b)로부터 소정 길이를 가지는 부원료 배출 단부가 인접한 전극 봉(210, 220, 230)을 향하도록 절곡 또는 굴곡되어 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 부원료 배출기(420a) 및 제2 부원료 배출기(420b) 중 적어도 일부는 전체가 각 부원료 저장기(310a, 310b)로부터 인접한 전극 봉(210, 220, 230)을 향하도록 경사지게 연장되어 형성될 수도 있다. 여기서, 전극 봉(210, 220, 230)을 향한다는 의미는 부원료 배출구(425a, 425b)로부터 배출되는 부원료(F)가 하측 방향의 위치보다 인접한 전극 봉(210, 220, 230)에 가까운 위치로 공급되는 모든 경우를 포함함은 물론이다.The second auxiliary material discharger 420b may be arranged so that the second auxiliary
여기서, 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D3)는 각 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D1)보다 짧을 수 있다. 이때, 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D3)는 부원료 배출구(425a, 425b)의 중심과 전극 봉(210, 220, 230)의 중심 사이의 거리(D3)일 수 있으며, 부원료 배출구(425a, 425b)의 중심과 전극 봉(210, 220, 230)의 중심 사이의 거리(D3)는 각 전극 봉(210, 220, 230)의 중심 사이의 거리(D1)보다 짧을 수 있다. 여기서, 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D3)는 각 부원료 배출구(425a, 425b)와 가장 인접한 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D3) 즉 최단 거리일 수 있다.Here, the distance D3 between the secondary material dischargers 420a and 420b and the
원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에서 제2 부원료 배출기(420b)보다 본체부(100)의 측벽에 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에 배치된 복수 개의 제2 부원료 배출기(420b)를 둘러싸도록 본체부(100)의 측벽을 따라 복수 개로 배치될 수 있으며, 이에 의하여 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에서 제2 부원료 배출기(420b)보다 본체부(100)의 측벽에 가깝게 배치될 수 있다. 도면에서는 6개의 원료 배출기(320)가 배치되는 모습을 도시하였으나, 원료 배출기(320)는 이보다 많거나 적게 배치될 수 있음은 물론이다.The raw material discharger 320 may be disposed closer to the side wall of the main body 100 than the second auxiliary material discharger 420b in the edge area of the main body 100. For example, the raw material dischargers 320 may be arranged in plural numbers along the side wall of the main body 100 to surround the plurality of second auxiliary material dischargers 420b disposed at the edge area of the main body 100. Accordingly, the raw material discharger 320 may be disposed closer to the side wall of the main body 100 than the second auxiliary material discharger 420b at the edge area of the main body 100. The drawing shows six raw material dischargers 320 arranged, but of course, more or fewer raw material dischargers 320 may be arranged.
이때, 원료 배출기(320)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2)는 각 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D1)보다 길 수 있다. 여기서, 원료 배출기(320)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2)는 원료 배출구(325)의 중심과 전극 봉(210, 220, 230)의 중심 사이의 거리(D2)일 수 있다. 또한, 원료 배출기(325)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2)는 각 원료 배출구(325)와 가장 인접한 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2) 즉 최단 거리일 수 있다.At this time, the distance D2 between the raw material discharger 320 and the
이와 같이, 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230)의 사이의 거리(D3)를 각 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D1)보다 짧게 배치하고, 원료 배출기(320)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2)를 각 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D1)보다 길게 배치함으로써 원료(R)를 전극 봉(210, 220, 230)으로부터 최대한 멀리 떨어진 위치에 투입함과 동시에, 이에 의해서 발생할 수 있는 나탕을 부원료(F)로 덮어 나탕으로 인한 열 손실 및 전기로 설비의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 전극 봉으로부터 방출되는 열에 의하여 부원료(F)를 가열함으로써 부원료(F)를 신속하게 용해시킬 수 있어 저항 열을 발생시키기 위한 슬래그(S)의 생성을 촉진할 수 있다.In this way, the distance D3 between the secondary material dischargers 420a, 420b and the
한편, 도 2에서는 제2 부원료 공급기(420b)가 복수의 전극 봉(210, 220, 230)을 둘러싸도록 복수 개로 배치되는 구조를 도시하였으나, 제2 부원료 공급기(420b)는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 전극 봉(210, 220, 230)을 둘러싸는 경로로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 제2 부원료 공급기(420b)는 적어도 하나가 복수의 전극 봉(210, 220, 230)을 둘러싸는 경로로 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 이동 가능한 제2 부원료 공급기(420b)를 동일한 간격으로 이격 배치하는 경우, 제2 부원료 공급기(420b)의 이동 경로를 최소화할 수 있다. 제2 부원료 공급기(420b)를 덮개(120)에 이동 가능하게 설치하는 것은 공지된 다양한 구조가 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, FIG. 2 shows a structure in which a plurality of second auxiliary material suppliers 420b are arranged to surround a plurality of
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기로 설비를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원료 및 부원료의 투입 위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 부원료 배출기가 이동하는 모습을 나타내는 도면이다.Figure 5 is a diagram schematically showing an electric furnace facility according to another embodiment of the present invention. Figure 6 is a diagram for explaining the input position of raw materials and auxiliary materials according to another embodiment of the present invention, and Figure 7 is a diagram showing the movement of the auxiliary material discharger according to another embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기로 설비는, 본체부(100)의 형상 및 전극부(200)의 배치 구조가 상이하며, 이에 따라 원료 공급부(300) 및 부원료 공급부(400)의 설치 구조에 차이가 있다. 이외에는 전술한 본 발명의 일 실시 예와 관련하여 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Referring to FIGS. 4 to 6, the electric furnace equipment according to another embodiment of the present invention has a different shape of the main body 100 and a different arrangement structure of the electrode portion 200, and accordingly the raw material supply portion 300 and There is a difference in the installation structure of the secondary material supply unit 400. Other than this, since the content described in relation to the above-described embodiment of the present invention can be applied as is, redundant description will be omitted.
본체부(100)는 원료(R)를 처리하기 위한 내부 공간을 가진다. 이를 위하여, 본체부(100)는 개구가 형성된 노체(110) 및 노체(110)의 개구를 덮는 덮개(120)를 포함할 수 있음은 전술한 바와 같다.The main body 100 has an internal space for processing the raw material (R). For this purpose, as described above, the main body 100 may include a
여기서, 노체(110)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 사각통의 형상을 가질 수 있다. 이에 의하여, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 본체부(100)는 대략 사각통의 형상을 갖는 내부 공간을 가질 수 있다.Here, the
전극부(200)는 열을 생성할 수 있도록 본체부(100)의 내부 공간에 배치된다. 전극부(200)는 서로 이격되도록 배치되는 복수의 전극 봉을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극부(200)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제1 전극 봉(210), 제2 전극 봉(220), 제3 전극 봉(230), 제4 전극 봉(240), 제5 전극 봉(250) 및 제6 전극 봉(260)을 포함할 수 있다. 각 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)은 서로 이격되어 각각 덮개(120)를 상하로 관통하도록 설치될 수 있다. 이때, 제1 전극 봉(210) 내지 제6 전극 봉(260)은, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본체부(100)의 내부 공간에서 선형으로 배치될 수 있으며, 각 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D1)는 동일할 수 있다.The electrode unit 200 is disposed in the internal space of the main body unit 100 to generate heat. The electrode unit 200 may include a plurality of electrode rods arranged to be spaced apart from each other. For example, the electrode unit 200 includes a
전술한 바와 같이, 원료 공급부(300)는 본체부(100)의 내부 공간으로 원료(R)를 투입할 수 있도록 설치되고, 원료(R)를 저장할 수 있는 원료 저장기(310) 및 상기 본체부(100)의 내부 공간으로 원료(R)를 투입할 수 있도록 상기 원료 저장기(310)와 연결되는 원료 배출기(320)을 포함할 수 있다. 여기서, 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 측벽을 향하도록 배치될 수 있다.As described above, the raw material supply unit 300 is installed to inject the raw material (R) into the internal space of the main body 100, and the raw material storage 310 and the main body for storing the raw material (R) It may include a raw material discharger 320 connected to the raw material storage 310 so that the raw material R can be introduced into the internal space of 100. Here, the raw material discharger 320 may be arranged to face the side wall of the main body 100.
또한, 부원료 공급부(400)는 본체부(100)의 내부 공간으로 부원료(F)를 투입할 수 있도록 설치될 수 있으며, 원료 공급부(300)로부터 투입되는 원료(R)보다 전극부(200)에 가깝게 부원료(F)를 투입할 수 있도록 설치될 수 있다. 부원료 공급부(400) 역시 부원료 저장기(410) 및 상기 본체부(100)의 내부 공간으로 부원료(F)를 투입할 수 있도록 상기 부원료 저장기(410)와 연결되는 부원료 배출기(420)을 포함할 수 있다.In addition, the auxiliary material supply unit 400 may be installed to inject auxiliary materials (F) into the internal space of the main body 100, and may be placed on the electrode unit 200 more than the raw material (R) input from the raw material supply unit 300. It can be installed so that secondary raw materials (F) can be introduced nearby. The auxiliary material supply unit 400 may also include a auxiliary material storage 410 and a auxiliary material discharger 420 connected to the auxiliary material storage 410 so as to inject the auxiliary material (F) into the internal space of the main body 100. You can.
여기서, 부원료 배출기(420)는 본체부(100)의 중심 영역에 배치될 수 있는 제1 부원료 배출기(420a) 및 전극 봉과 본체부(100)의 측벽 사이에 배치될 수 있는 제2 부원료 배출기(420b)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본체부(100)의 내부 공간은 가장자리 영역과 중심 영역을 포함할 수 있으며, 가장자리 영역은 본체부(100)의 측벽으로부터 소정 거리 내의 영역을 의미하며, 중심 영역은 가장자리 영역을 제외한 영역, 즉 가장자리 영역의 내측에 위치한 영역을 의미할 수 있다. 여기서, 제1 부원료 배출기(420a)는 본체부(100)의 중심 영역에 배치될 수 있으며, 제2 부원료 배출기(420b)는 본체부(100)의 가장자리 영역에 배치될 수 있다. 또한, 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에서 상기 제2 부원료 배출기(420b)보다 상기 본체부(100)의 측벽에 가깝게 배치될 수 있다.Here, the auxiliary material discharger 420 includes a first auxiliary material discharger 420a that can be disposed in the central area of the main body 100, and a second auxiliary material discharger 420b that can be disposed between the electrode rod and the side wall of the main body 100. ) may include. As described above, the internal space of the main body 100 may include an edge area and a center area, where the edge area refers to an area within a predetermined distance from the side wall of the main body 100, and the center area refers to the edge area. This may refer to the excluded area, that is, the area located inside the edge area. Here, the first auxiliary material discharger 420a may be placed in the center area of the main body 100, and the second auxiliary material discharger 420b may be placed in the edge area of the main body 100. Additionally, the raw material discharger 320 may be disposed closer to the side wall of the main body 100 than the second auxiliary material discharger 420b at the edge area of the main body 100.
도 6에 도시된 바와 같이, 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)은 본체부(100)의 중심 영역에 선형으로 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극 봉(210) 내지 제6 전극 봉(260)은 본체부(100)의 중심 영역에 일렬로 배치될 수 있다. 이때, 인접한 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이, 즉 인접한 각 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)의 중심 사이의 거리(D1)는 동일할 수 있다.As shown in FIG. 6, the
제1 부원료 배출기(420a)는 제1 부원료 배출구(425a)가 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 부원료 배출기(420a)는 복수 개의 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이에 각각 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 부원료 배출구(425a)를 복수 개의 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이에 각각 배치함으로써, 중심 영역에서 전극봉들(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이에 나탕이 발생하는 것을 방지할 수 있다.The first auxiliary material discharger 420a may be arranged so that the first auxiliary
제2 부원료 배출기(420b)는 제2 부원료 배출구(425b)가 본체부(100)의 가장자리 영역에 위치하도록 배치될 수 있다. 이때, 제2 부원료 배출기(420b)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 부원료 배출구(425b)가 복수의 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)을 둘러싸도록 복수 개로 배치될 수 있으며, 제2 부원료 배출구(425b) 중 적어도 일부는 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)과 나란하게 복수 개가 선형으로 배치될 수 있다. 또한, 도면에서는 제1 부원료 배출기(420a) 및 제2 부원료 배출기(420b)가 각각 하측으로 연장되어 형성되는 모습을 도시하였으나, 제1 부원료 배출기(420a) 및 제2 부원료 배출기(420b) 중 적어도 일부는 부원료 배출구(425a, 425b)로부터 소정 길이를 가지는 부원료 배출 단부가 인접한 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)을 향하도록 절곡 또는 굴곡되어 형성될 수 있ㅇ음은 전술한 바와 같다.The second auxiliary material discharger 420b may be arranged so that the second auxiliary
전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)이 선형으로 배치되는 경우에도 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D3)는 인접하는 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D1)보다 짧을 수 있다. 이때, 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D3)는 부원료 배출구(425a, 425b)의 중심과 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)의 중심 사이의 거리(D3)일 수 있으며, 부원료 배출구(425a, 425b)의 중심과 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)의 중심 사이의 거리(D3)는 각 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)의 중심 사이의 거리(D1)보다 짧을 수 있다. 여기서, 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D3)는 각 부원료 배출구(425a, 425b)와 가장 인접한 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D3) 즉 최단 거리일 수 있다.Even when the electrode rods (210, 220, 230, 240, 250, 260) are arranged linearly, the distance (D3) between the secondary material dischargers (420a, 420b) and the electrode rods (210, 220, 230) is the same as that of the adjacent electrode rod. It may be shorter than the distance (D1) between (210, 220, 230, 240, 250, 260). At this time, the distance (D3) between the secondary material dischargers (420a, 420b) and the electrode rods (210, 220, 230, 240, 250, 260) is the center of the secondary material discharge ports (425a, 425b) and the electrode rods (210, 220, 230). , 240, 250, 260), and may be the distance (D3) between the centers of the secondary raw material outlets (425a, 425b) and the centers of the electrode rods (210, 220, 230, 240, 250, 260) ( D3) may be shorter than the distance D1 between the centers of each electrode rod (210, 220, 230, 240, 250, 260). Here, the distance (D3) between the secondary material dischargers (420a, 420b) and the electrode rods (210, 220, 230, 240, 250, 260) is the electrode rod (210, 220, 210) closest to each secondary material outlet (425a, 425b). It may be the distance (D3) between 230, 240, 250, and 260, that is, the shortest distance.
원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에서 제2 부원료 배출기(420b)보다 본체부(100)의 측벽에 가깝게 배치될 수 있다. 예를 들어, 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에 배치된 복수 개의 제2 부원료 배출기(420b)를 전체적으로 둘러싸도록 본체부(100)의 측벽을 따라 복수 개로 배치될 수 있으며, 이에 의하여 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 가장자리 영역에서 제2 부원료 배출기(420b)보다 본체부(100)의 측벽에 가깝게 배치될 수 있다. 도면에서는 16개의 원료 배출기(320)가 배치되는 모습을 도시하였으나, 원료 배출기(320)는 이보다 많거나 적게 배치될 수 있음은 물론이다.The raw material discharger 320 may be disposed closer to the side wall of the main body 100 than the second auxiliary material discharger 420b in the edge area of the main body 100. For example, the raw material dischargers 320 may be arranged in plural numbers along the side wall of the main body 100 to entirely surround the plurality of second secondary material dischargers 420b disposed at the edge area of the main body 100, Accordingly, the raw material discharger 320 can be disposed closer to the side wall of the main body 100 than the second auxiliary material discharger 420b in the edge area of the main body 100. In the drawing, 16 raw material dischargers 320 are shown, but of course, more or fewer raw material dischargers 320 may be arranged.
이때, 원료 배출기(320)와 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D2)는 인접하는 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D1)보다 길 수 있다. 여기서, 원료 배출기(320)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2)는 원료 배출구(325)의 중심과 전극 봉(210, 220, 230)의 중심 사이의 거리(D2)일 수 있다. 또한, 원료 배출기(325)와 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2)는 각 원료 배출구(325)와 가장 인접한 전극 봉(210, 220, 230) 사이의 거리(D2) 즉 최단 거리일 수 있다.At this time, the distance D2 between the raw material discharger 320 and the
이와 같이, 부원료 배출기(420a, 420b)와 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)의 사이의 거리(D3)를 인접하는 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D1)보다 짧게 배치하고, 원료 배출기(320)와 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D2)를 인접하는 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260) 사이의 거리(D1)보다 길게 배치함으로써 원료(R)를 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)으로부터 최대한 멀리 떨어진 위치에 투입함과 동시에, 이에 의해서 발생할 수 있는 나탕을 부원료(F)로 덮어 나탕으로 인한 열 손실 및 전기로 설비의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 전극 봉으로부터 방출되는 열에 의하여 부원료(F)를 가열함으로써 부원료(F)를 신속하게 용해시킬 수 있어 저항 열을 발생시키기 위한 슬래그(S)의 생성을 촉진할 수 있다.In this way, the distance D3 between the secondary material dischargers 420a, 420b and the
한편, 도 6에서는 제2 부원료 공급기(420b) 중 적어도 일부가 복수의 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)과 나란하게 복수 개로 배치되는 구조를 도시하였으나, 제2 부원료 공급기(420b) 중 적어도 일부는 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 전극 봉(210, 220, 230, 240, 250, 260)과 나란한 경로로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 이때, 제2 부원료 공급기(420b)는 적어도 하나가 복수의 전극 봉(210, 220, 230)과 나란한 경로로 이동 가능하게 설치될 수 있으며, 이동 가능한 제2 부원료 공급기(420b)를 동일한 간격으로 이격 배치하는 경우, 제2 부원료 공급기(420b)의 이동 경로를 최소화할 수 있다. 제2 부원료 공급기(420b)를 덮개(120)에 이동 가능하게 설치하는 것은 공지된 다양한 구조가 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, Figure 6 shows a structure in which at least a portion of the second auxiliary material supply device 420b is arranged in parallel with a plurality of
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업 방법은 전술한 전기로 설비를 이용하여 원료를 용해시키는 방법일 수 있으며, 이에 전기로 설비와 관련하여 전술한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로 중복되는 내용의 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, an electric furnace operation method according to an embodiment of the present invention will be described. The electric furnace operation method according to the embodiment of the present invention may be a method of dissolving raw materials using the electric furnace equipment described above, and since the above-described content in relation to the electric furnace equipment can be applied as is, the description of overlapping content will be omitted. Decided to omit it.
본 발명의 실시 예에 따른 전기로 조업 방법은, 전기로 내의 전극 봉과 이격되도록 원료(R)를 투입하는 과정, 투입되는 원료(R)보다 상기 전극 봉에 가깝게 부원료(F)를 투입하는 과정 및 상기 전극 봉에 전력을 공급하여 원료(R)를 용해시키는 과정을 포함한다. 여기서, 원료(R)를 투입하는 과정과 부원료(F)를 투입하는 과정은 어느 하나의 과정이 종료된 후 다른 과정이 수행되는 시계열적인 관계를 가지지 않을 수 있다. 즉, 원료(R)를 투입하는 과정 이후에 부원료(F)를 투입하는 과정이 수행될 수 있으며, 이와 반대로 부원료(F)를 투입하는 과정 이후에 원료(R)를 투입하는 과정이 수행될 수도 있다. 또한, 원료(R)를 투입하는 과정과 부원료(F)를 투입하는 과정은 적어도 일부가 동시에 수행될 수도 있다.The electric furnace operation method according to an embodiment of the present invention includes a process of injecting raw materials (R) so as to be spaced apart from the electrode rods in the electric furnace, a process of injecting auxiliary materials (F) closer to the electrode rods than the injected raw materials (R), and It includes a process of dissolving the raw material (R) by supplying power to the electrode rod. Here, the process of adding the raw material (R) and the process of adding the auxiliary material (F) may not have a time-series relationship in which another process is performed after one process is completed. In other words, the process of adding the raw material (F) may be performed after the process of adding the raw material (R), and conversely, the process of adding the raw material (R) may be performed after the process of adding the raw material (F). there is. Additionally, at least part of the process of adding the raw material (R) and the process of adding the auxiliary material (F) may be performed simultaneously.
원료(R)를 투입하는 과정은 전기로 내의 전극 봉과 이격되도록 본체부(100)의 내부 공간으로 원료(R)를 투입한다. 여기서, 원료(R)는 수소에 의해 철광석이 환원된 직접 환원철을 포함할 수 있으며, 직접 환원철은 철광석 및 수소 가스를 포함하는 환원 가스를 공급받아 환원철을 제조하는 환원철 제조 설비에서 제조될 수 있다.In the process of introducing the raw material (R), the raw material (R) is introduced into the internal space of the main body 100 so as to be spaced apart from the electrode rods in the electric furnace. Here, the raw material (R) may include directly reduced iron obtained by reducing iron ore with hydrogen, and the directly reduced iron may be produced in a reduced iron production facility that produces reduced iron by receiving a reducing gas containing iron ore and hydrogen gas.
또한, 원료(R)를 투입하는 과정에서는 본체부(100)의 내부 공간으로 직접 환원철뿐만 아니라 코크스를 더 공급할 수 있다. 이와 같이 코크스를 원료(R)와 함께 공급하는 경우, 직접 환원철을 침탄시켜 융점을 낮출 수 있으며, 일부 미환원된 원료를 추가 환원시킬 수 있을 뿐만 아니라, 용융물(M)의 탄소 함량을 조절할 수 있음은 전술한 바와 같다.In addition, in the process of introducing the raw material (R), not only reduced iron but also coke can be directly supplied to the internal space of the main body 100. In this way, when coke is supplied together with the raw material (R), the melting point can be lowered by directly carburizing the reduced iron, some unreduced raw materials can be further reduced, and the carbon content of the melt (M) can be adjusted. is the same as described above.
여기서, 원료(R)를 투입하는 과정은 원료(R)를 전기로의 측벽을 향하여 투입할 수 있다. 이를 위하여, 원료 공급부(300)에 포함되는 원료 배출기(320)는 본체부(100)의 측벽을 향하도록 배치될 수 있음은 전술한 바와 같다.Here, the process of introducing the raw material (R) may be performed by injecting the raw material (R) toward the side wall of the electric furnace. For this purpose, as described above, the raw material discharger 320 included in the raw material supply unit 300 may be arranged to face the side wall of the main body 100.
부원료(F)를 투입하는 과정은 전기로의 내부 공간으로 부원료(F)를 투입한다. 여기서, 부원료(F)는 슬래그(S)의 형성을 촉진하기 위한 생석회 및 생석회의 재화를 촉진시키기 위한 매용제를 포함할 수 있다. 또한, 부원료(F)는 플럭스(flux)를 포함할 수 있으며, 이 경우 플럭스는 염기도(CaO/SiO2)가 0.9 내지 1.2의 값을 가지는 산성 플럭스(A)를 사용할 수 있다. 한편, 부원료(F)는 산성 슬래그와 유사한 조성을 가지는 고로 슬래그를 포함할 수도 있다. 또한, 탄소(C)를 함유한 바이오매스를 포함할 수도 있다. 이 경우, 코크스의 사용량을 감소시키고, 기발생된 탄소를 활용함으로써 실질적인 탄소 배출량을 감소시켜 탄소 중립에 기여할 수 있음은 전술한 바와 같다. 이러한, 부원료(F)는 원료(R)뿐만 아니라 슬래그(S)보다 큰 전기 저항 값을 을 가지는 부도체일 수 있다.The process of adding the auxiliary material (F) is to inject the auxiliary material (F) into the internal space of the electric furnace. Here, the auxiliary raw material (F) may include quicklime to promote the formation of slag (S) and a solvent to promote the conversion of quicklime. Additionally, the auxiliary material (F) may include flux, and in this case, the flux may be an acidic flux (A) having a basicity (CaO/SiO 2 ) of 0.9 to 1.2. Meanwhile, the auxiliary material (F) may include blast furnace slag having a composition similar to acid slag. Additionally, it may include biomass containing carbon (C). In this case, as mentioned above, it is possible to contribute to carbon neutrality by reducing the amount of coke used and utilizing already generated carbon, thereby reducing actual carbon emissions. This secondary material (F) may be a non-conductor having an electrical resistance value greater than that of the raw material (R) as well as the slag (S).
이때, 부원료(F)를 투입하는 과정은 원료(R)를 투입하는 과정에 투입되는 원료(R)보다 상기 전극 봉에 가까운 위치로 부원료(F)를 투입할 수 있다. 이와 같이, 부원료 공급부(400)가 원료 공급부(300)로부터 투입되는 원료(R)보다 전극부(200)에 가까운 위치로 원료(F)를 투입하면, 전극 봉 주변의 나탕 발생을 효과적으로 방지하여 열 방산을 최소화할 수 있다.At this time, in the process of adding the auxiliary material (F), the auxiliary material (F) may be added to a position closer to the electrode than the raw material (R) introduced in the process of adding the raw material (R). In this way, when the auxiliary material supply unit 400 injects the raw material (F) at a position closer to the electrode unit 200 than the raw material (R) input from the raw material supply unit 300, the generation of loose material around the electrode is effectively prevented, thereby generating heat. Dissipation can be minimized.
또한, 부원료(F)를 투입하는 과정은 부원료(F)를 전극 봉의 하측을 향하여 투입할 수 있다. 이를 위하여, 부원료 공급부(400)에 포함되는 제1 부원료 배출기(420a) 및 제2 부원료 배출기(420b)는 전극 봉을 향하도록 배치되어 전극 봉의 하측을 향하여 부원료(F)를 투입할 수 있음은 전술한 바와 같다.Additionally, in the process of adding the auxiliary material (F), the auxiliary material (F) may be injected toward the lower side of the electrode rod. To this end, the first auxiliary material discharger 420a and the second auxiliary material discharger 420b included in the auxiliary material supply unit 400 are arranged to face the electrode rod and can inject the auxiliary material (F) toward the lower side of the electrode rod. It is the same as what was said.
부원료(F)를 투입하는 과정에서는 전극 봉의 단부가 부원료에 묻히도록 부원료(F)를 투입할 수 있다. 즉, 부원료(F)를 투입하는 과정은 부원료를 용융물(M) 또는 슬래그(S)의 탕면으로부터 300 내지 3,000mm의 높이로 투입할 수 있으며, 이에 의하여, 전극 봉의 하측 단부는 적어도 일부가 부원료(F)에 묻히게 된다. 이에 의하여, 전극 봉으로부터 전달되는 열에 의하여 부원료(F)를 가열 또는 예열할 수 있어 슬래그(S)의 형성을 보다 촉진시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.In the process of adding the auxiliary material (F), the auxiliary material (F) may be added so that the end of the electrode rod is buried in the auxiliary material. In other words, in the process of adding the auxiliary material (F), the auxiliary material can be added at a height of 300 to 3,000 mm from the surface of the melt (M) or slag (S), whereby at least a portion of the lower end of the electrode rod contains the auxiliary material ( F) is buried. Accordingly, as described above, the auxiliary material (F) can be heated or preheated by the heat transmitted from the electrode rod, thereby further promoting the formation of the slag (S).
원료(R)를 용해시키는 과정은 전극 봉에 전력을 공급하여 원료(R)를 용해시킬 수 있다. 슬래그(S)에 침지된 전극 봉이 슬래그(S)에 전력을 공급하면 슬래그(S)로부터 저항 열이 발생하고, 발생된 저항 열은 원료에 공급되어 직접 환원철을 용해시킬 수 있다. 또한, 원료(R)를 용해시키는 과정에서는 필요에 따라 전극 봉을 원료(R) 또는 슬래그(S)로부터 이격시켜 전극 봉과 원료(R) 또는 슬래그(S) 사이에서 아크 열을 발생시켜 원료(R)를 용해시킬 수도 있음은 물론이다.In the process of dissolving the raw material (R), the raw material (R) can be dissolved by supplying power to the electrode. When the electrode rod immersed in the slag (S) supplies power to the slag (S), resistance heat is generated from the slag (S), and the generated resistance heat is supplied to the raw material to directly dissolve the reduced iron. In addition, in the process of dissolving the raw material (R), the electrode rod is separated from the raw material (R) or slag (S) as necessary to generate arc heat between the electrode rod and the raw material (R) or slag (S) to melt the raw material (R). ) can of course be dissolved.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 원료보다 전극 봉에 가까운 위치에 부원료를 투입함으로써 열 효율 및 조업 안정성을 향상시킬 수 있다.In this way, according to an embodiment of the present invention, thermal efficiency and operational stability can be improved by injecting the auxiliary material at a position closer to the electrode than the raw material.
즉, 원료를 투입함에 따라 나탕이 발생될 수 있는 위치로 부원료를 투입함으로써 나탕으로 인한 열 손실 및 전기로 설비의 열화를 방지할 수 있다.In other words, by adding auxiliary materials to a location where boiling may occur as raw materials are added, heat loss and deterioration of electric furnace equipment due to boiling can be prevented.
또한, 전극 봉으로부터 방출되는 열에 의하여 부원료를 가열함으로써 부원료를 신속하게 용해시킬 수 있어 저항 열을 발생시키기 위한 슬래그의 생성을 촉진할 수 있다.In addition, by heating the secondary materials by the heat emitted from the electrode rod, the secondary materials can be quickly dissolved, thereby promoting the production of slag to generate resistance heat.
뿐만 아니라, 부원료로 부도체를 사용함으로써 전극 봉으로부터 공급되는 전류가 누설되는 것을 방지하고, 슬래그에 공급되는 전류에 의해 원료를 용해시키기에 충분한 저항 열을 발생시킬 수 있다.In addition, by using an insulator as a secondary material, leakage of the current supplied from the electrode can be prevented, and sufficient resistance heat to melt the raw material can be generated by the current supplied to the slag.
상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated using specific terms, but such terms are only for clearly describing the present invention, and the embodiments of the present invention and the described terms are in accordance with the technical spirit of the following claims. It is obvious that various changes and changes can be made without departing from the scope. These modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as falling within the scope of the claims of the present invention.
100: 본체부
200: 전극부
300: 원료 공급부
400: 부원료 공급부100: main body 200: electrode part
300: Raw material supply department 400: Sub-raw material supply department
Claims (20)
열을 생성할 수 있도록 상기 내부 공간에 배치될 수 있는 전극부;
상기 내부 공간에 원료를 투입할 수 있도록 상기 전극부와 이격되어 설치되는 원료 공급부; 및
상기 내부 공간에 부원료를 투입할 수 있으며, 투입되는 원료보다 상기 전극부에 가깝게 부원료를 투입할 수 있도록 설치되는 부원료 공급부;를 포함하는 전기로 설비.a main body having an internal space for processing raw materials;
an electrode portion that can be disposed in the interior space to generate heat;
a raw material supply unit installed to be spaced apart from the electrode unit to allow raw materials to be introduced into the internal space; and
An electric furnace facility including a; an auxiliary material supply unit that can input auxiliary materials into the internal space and is installed to allow auxiliary materials to be introduced closer to the electrode than the input raw materials.
상기 원료 공급부의 배출기는 상기 본체부의 측벽을 향하도록 배치되는 전기로 설비.In claim 1,
An electric furnace facility in which the discharger of the raw material supply unit is arranged to face the side wall of the main body unit.
상기 부원료 공급부의 배출기는 상기 전극부를 향하도록 배치되는 전기로 설비.In claim 1,
An electric furnace facility in which the discharger of the auxiliary material supply unit is arranged to face the electrode unit.
상기 전극부는 서로 이격되도록 배치되는 복수의 전극 봉을 포함하고,
상기 원료 공급부의 배출기와 전극 봉 사이의 거리는 전극 봉들 사이의 거리보다 긴 전기로 설비.In claim 1,
The electrode unit includes a plurality of electrode rods arranged to be spaced apart from each other,
An electric furnace equipment in which the distance between the discharger of the raw material supply unit and the electrode rod is longer than the distance between the electrode rods.
상기 부원료 공급부의 배출기와 전극 봉 사이의 거리는 전극 봉들 사이의 거리보다 짧은 전기로 설비.In claim 4,
Electric furnace equipment where the distance between the discharger of the secondary material supply unit and the electrode rods is shorter than the distance between the electrode rods.
상기 전극부는 상기 본체부의 중심 영역에 서로 이격되도록 배치되는 복수의 전극 봉을 포함하고,
상기 부원료 공급부는 상기 본체부의 중심 영역에 배치될 수 있는 제1 배출기 및 상기 본체부의 가장자리 영역에 배치될 수 있는 제2 배출기를 포함하고,
상기 원료 공급부는 상기 본체부의 가장자리 영역에서 상기 부원료 공급부의 제2 배출기보다 상기 본체부의 측벽에 가깝게 배치되는 배출기를 포함하는 전기로 설비.According to any one of claims 1 to 5,
The electrode unit includes a plurality of electrode rods arranged to be spaced apart from each other in the central area of the main body,
The secondary material supply unit includes a first discharger that can be disposed in a central area of the main body and a second discharger that can be arranged in an edge area of the main body,
The raw material supply unit includes an ejector disposed closer to the side wall of the main body than the second ejector of the auxiliary material supply unit in an edge area of the main body.
상기 복수의 전극 봉은 상기 제1 배출기를 둘러싸도록 배치되고,
상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉을 둘러싸도록 복수 개로 배치되는 전기로 설비.In claim 6,
The plurality of electrode rods are arranged to surround the first discharger,
An electric furnace facility in which a plurality of second dischargers of the auxiliary material supply unit are arranged to surround the plurality of electrode rods.
상기 복수의 전극 봉은 상기 제1 배출기를 둘러싸도록 배치되고,
상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉을 둘러싸는 경로로 이동 가능하게 설치되는 전기로 설비.In claim 6,
The plurality of electrode rods are arranged to surround the first discharger,
The second discharger of the secondary material supply unit is an electric furnace facility installed to be movable in a path surrounding the plurality of electrode rods.
상기 복수의 전극 봉은 선형으로 배치되고,
상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉과 나란하게 복수 개로 배치되는 전기로 설비.In claim 6,
The plurality of electrode rods are arranged linearly,
An electric furnace facility in which a plurality of second dischargers of the auxiliary material supply unit are arranged in parallel with the plurality of electrode rods.
상기 복수의 전극 봉은 선형으로 배치되고,
상기 부원료 공급부의 제2 배출기는 상기 복수의 전극 봉과 나란한 경로로 이동 가능하게 설치되는 전기로 설비.In claim 6,
The plurality of electrode rods are arranged linearly,
The second discharger of the secondary material supply unit is an electric furnace facility installed to be movable in a path parallel to the plurality of electrode rods.
투입되는 원료보다 상기 전극 봉에 가깝게 부원료를 투입하는 과정; 및
상기 전극 봉에 전력을 공급하여 원료를 용해시키는 과정;을 포함하는 전기로 조업 방법.A process of inserting raw materials so that they are spaced apart from the electrode rods in the electric furnace;
A process of injecting auxiliary materials closer to the electrode than the input raw materials; and
An electric furnace operation method including a process of dissolving raw materials by supplying power to the electrode rod.
상기 원료를 투입하는 과정은,
상기 전기로의 측벽을 향하여 원료를 투입하는 전기로 조업 방법.In claim 11,
The process of adding the raw materials is,
An electric furnace operation method of injecting raw materials toward the side wall of the electric furnace.
상기 부원료를 투입하는 과정은,
상기 전극 봉의 하측을 향하여 부원료를 투입하는 전기로 조업 방법.In claim 11,
The process of adding the above raw materials is,
An electric furnace operation method of injecting auxiliary materials toward the lower side of the electrode rod.
상기 부원료를 투입하는 과정은,
상기 전극 봉의 단부가 부원료에 묻히도록 부원료를 투입하는 전기로 조업 방법.In claim 11,
The process of adding the above raw materials is,
A method of operating an electric furnace in which auxiliary raw materials are introduced so that the end of the electrode rod is buried in the auxiliary materials.
상기 부원료를 투입하는 과정은,
상기 부원료를 300 내지 3,000mm의 높이로 투입하는 전기로 조업 방법.In claim 11,
The process of adding the above raw materials is,
An electric furnace operation method in which the auxiliary raw materials are introduced at a height of 300 to 3,000 mm.
상기 부원료는 원료보다 저항 값이 큰 물질을 포함하는 전기로 조업 방법.In claim 11,
An electric furnace operation method in which the secondary raw material includes a material with a higher resistance value than the raw material.
상기 부원료는 플럭스를 포함하고,
상기 플럭스의 염기도(CaO/SiO2)는 0.9 내지 1.2인 전기로 조업 방법.In claim 11,
The secondary raw materials include flux,
The basicity (CaO/SiO 2 ) of the flux is 0.9 to 1.2.
상기 부원료는 고로 슬래그를 포함하는 전기로 조업 방법.In claim 11,
An electric furnace operation method wherein the secondary raw material includes blast furnace slag.
상기 부원료를 투입하는 과정은,
상기 부원료와 함께 바이오매스를 투입하는 전기로 조업 방법.In claim 11,
The process of adding the above raw materials is,
An electric furnace operation method in which biomass is input along with the above auxiliary raw materials.
상기 원료는 수소에 의해 환원된 직접 환원철을 포함하는 전기로 조업 방법.The method of any one of claims 11 to 19,
An electric furnace operation method wherein the raw material includes directly reduced iron reduced by hydrogen.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220106594A KR20240028628A (en) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | Electric furnace apparatus and operating method of electric furnace |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101406503B1 (en) | 2012-12-21 | 2014-06-13 | 주식회사 포스코 | Fixed type electric arc furnace and molten steel manufacturing method |
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2022
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