KR20240029175A - Electric furnace operation method using scrap - Google Patents
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Abstract
본 발명은, (a) 전기로에 투입되는 버켓 하부에 생철 스크랩을 포함하는 고급 스크랩을 적재하는 단계; (b) 상기 고급 스크랩 상부에 G급, 가공 철스크랩 및 선반설을 포함하는 저급 스크랩을 적재하는 단계; 및 (c) 상기 버켓을 전기로에 장입하여 스크랩을 용해하는 단계;를 포함하는, 스크랩을 사용한 전기로 조업 방법이 제공된다.The present invention includes the steps of (a) loading high-quality scrap, including raw iron scrap, into the lower part of a bucket inputted into an electric furnace; (b) loading low-grade scrap including G-grade, processed steel scrap and lathe on top of the high-grade scrap; and (c) charging the bucket into an electric furnace to melt the scrap. A method of operating an electric furnace using scrap is provided, including a step.
Description
본 발명은 스크랩을 사용한 전기로 조업 방법에 관한 것으로, 상세하게는 스크랩 적재 패턴을 개선하여 전기로 조업을 안정화할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of operating an electric furnace using scrap, and more specifically, to a method of stabilizing electric furnace operation by improving the scrap loading pattern.
전기로는 장입된 고철 등을 용해하기 위한 수단으로, 전기로의 상부에 설치되는 상부전극과 전기로의 저면에 설치되는 하부전극의 통전에 의해 발생되는 아크열을 이용할 수 있다. 전기로 조업시 선철 및 용선 등 C과 Si 성분이 다량 함유된 주원료를 사용할 경우 보일링이 발생하게 된다. 전기로 보일링이란, 급격한 로내 C+O→CO의 반응으로 로내 용강과 슬래그가 로체 밖으로 갑작스럽게 넘치는 현상이다. 용강과 슬래그가 갑작스럽게 넘칠 경우, 용강의 회수율이 저하되고 에너지원의 손실로 인하여 전력이 상승되며 보일링이 심할 경우 전기로 조업 시간이 증가하여 조업 손실을 초래하게 된다.The electric furnace is a means for melting charged scrap iron, etc., and can utilize arc heat generated by energizing the upper electrode installed on the top of the electric furnace and the lower electrode installed on the bottom of the electric furnace. Boiling occurs when using main raw materials containing large amounts of C and Si, such as pig iron and molten iron, when operating an electric furnace. Electric furnace boiling is a phenomenon in which molten steel and slag inside the furnace suddenly overflow out of the furnace due to the rapid reaction of C+O→CO in the furnace. If molten steel and slag suddenly overflow, the recovery rate of molten steel decreases, power increases due to loss of energy source, and if boiling is severe, electric furnace operating time increases, resulting in operating loss.
전기로 보일링은 선철, 용선, 저급 스크랩의 배합비 증가로 인하여 C과 Si 성분이 다량으로 들어오거나 산소의 사용량이 감소될 경우 C/O의 비가 증가됨에 따라 발생할 수 있다. 또는, 슬래그 물성 악화로 인하여 로내의 CO 가스가 용강 밖으로 배출되지 못하고 로내에 농축되어 일정 수준 이상의 가스가 갑작스럽게 배출되면서 발생할 수 있다.Electric furnace boiling can occur as the C/O ratio increases when a large amount of C and Si components are added due to an increase in the mixing ratio of pig iron, molten iron, and low-grade scrap, or when the amount of oxygen used is reduced. Alternatively, due to deterioration of the slag physical properties, the CO gas in the furnace cannot be discharged out of the molten steel and is concentrated in the furnace, which may cause gas above a certain level to be suddenly discharged.
용선을 사용하는 전기로의 경우 용선 내 C, Si 성분 과다시 산소 사용 제어의 어려움에 의해 보일링이 자주 발생하게 되지만, 용선 내 C, Si 성분을 제어하는 것이 불가능하며 용선 내 P 성분 제거를 위해 생석회 투입량이 증가함에 따라 전기로 슬래그 물성 제어도 어려워 보일링 현상이 자주 발생한다. 이에 따라 슬래그 포트가 넘쳐 비가동 시간이 증가하고 전기로 조업에 악영향을 미치게 되어 전기로 조업 안정화를 저해하게 된다.In the case of electric furnaces using molten iron, boiling frequently occurs due to the difficulty in controlling the use of oxygen when the C and Si components in the molten iron are excessive. However, it is impossible to control the C and Si components in the molten iron, and quicklime is used to remove the P component in the molten iron. As the input amount increases, it is difficult to control the physical properties of electric furnace slag, and boiling occurs frequently. As a result, the slag pot overflows, increasing downtime and having a negative impact on electric furnace operation, thereby hindering the stabilization of electric furnace operation.
본 발명은, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스크랩 적재 패턴을 개선하여 전기로 조업을 안정화하는 데 목적이 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve such conventional problems and aims to stabilize electric furnace operation by improving the scrap loading pattern. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.
본 발명의 일 관점에 의하면, 스크랩을 사용한 전기로 조업 방법이 제공된다. According to one aspect of the present invention, a method of operating an electric furnace using scrap is provided.
상기 전기로 조업 방법은, (a) 전기로에 투입되는 버켓 하부에 생철 스크랩을 포함하는 고급 스크랩을 적재하는 단계; (b) 상기 고급 스크랩 상부에 G (Guillotine)급, 가공 철스크랩 및 선반설을 포함하는 저급 스크랩을 적재하는 단계; 및 (c) 상기 버켓을 전기로에 장입하여 스크랩을 용해하는 단계;를 포함할 수 있다.The electric furnace operation method includes the steps of: (a) loading high-quality scrap, including raw iron scrap, into the lower part of a bucket input into the electric furnace; (b) loading low-grade scrap including G (Guillotine) grade, processed steel scrap, and lathe on top of the high-grade scrap; and (c) charging the bucket into an electric furnace to melt the scrap.
일 실시예에 의하면, 상기 (b) 단계 이후 (c) 단계 이전에, 상기 저급 스크랩 상부에 SD (Shureded), 회수철 및 주물편철을 포함하는 기타 스크랩을 적재하는 단계를 포함할 수 있다.According to one embodiment, after step (b) and before step (c), the step of loading other scrap including SD (Shureded), recovered iron, and cast iron on top of the low-grade scrap may be included.
일 실시예에 의하면, 상기 저급 스크랩은 상기 고급 스크랩보다 C 및 Si 함량이 더 높을 수 있다.According to one embodiment, the low-grade scrap may have a higher C and Si content than the high-grade scrap.
일 실시예에 의하면, 상기 (c) 단계 이후에, (d) 상기 전기로에 용선을 장입하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, after step (c), (d) charging molten iron into the electric furnace may be further included.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따르면, 용선비가 증대되고 A급 스크랩 절감에 의한 주원료비 절감을 기대할 수 있다. 또한, 용선의 현열(sensible heat)을 활용하여 전력 에너지를 절감할 수 있다. 또한, 용선 내 C, Si을 활용하여 전기로 슬래그 내 T.Fe를 저감시킴으로써 유가금속 회수율이 향상될 수 있다. 뿐만 아니라, 보일링 억제를 통해 슬래그 넘침에 의한 비가동 시간이 감소하고 생산성이 향상되며, 전기로 조업 안정화에 기여할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, charter costs can be increased and main raw material costs can be expected to be reduced by reducing class A scrap. In addition, power energy can be saved by utilizing the sensible heat of molten iron. In addition, the recovery rate of valuable metals can be improved by reducing T.Fe in electric furnace slag by utilizing C and Si in molten iron. In addition, by suppressing boiling, downtime due to slag overflow is reduced, productivity is improved, and it can contribute to stabilizing electric furnace operation.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.
도 1은 종래 및 본 발명의 실시예에 따른 스크랩 적층 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기로 조업시 비가동 시간 및 용선 사용량을 나타낸 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a scrap lamination structure according to the prior art and an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a graph showing non-operation time and molten iron usage during electric furnace operation according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 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. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Additionally, the thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated for convenience and clarity of explanation.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 스크랩을 사용한 전기로 조업 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of operating an electric furnace using scrap according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 종래 및 본 발명의 실시예에 따른 스크랩 적층 구조를 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a scrap lamination structure according to the prior art and an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에서, 버켓은 전기로의 내부에 스크랩을 장입시키는 장치로서, 스크랩이 수용되는 수용공간이 형성되고, 상부가 개구되며, 하부 바닥면이 개폐될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the bucket is a device for charging scrap into the interior of an electric furnace, and a receiving space for receiving scrap is formed, the upper part is open, and the lower bottom surface can be opened and closed.
전기로는 다양한 종류의 스크랩을 사용하기 때문에 원료 스크랩의 품질이 제품의 품질에 큰 영향을 미친다. 상기 버켓에 스크랩을 적층함에 있어서, 종래에는 저급 스크랩(10)을 하부에 적층하고, 고급 스크랩(20) 및 기타 스크랩(30)을 순차적으로 적층하는 방식이었다. 저급 스크랩(10)은 고급 스크랩(20)보다 C 및 Si 함량이 더 높기 때문에, 이 경우, 조업 중반 로체 하부 지점에서 CO 가스가 증가하여 보일링이 자주 발생하였다. 아래 표 1은 고급 스크랩(20)과 저급 스크랩(10)의 성분 차이를 나타낸다.Since electric furnaces use various types of scrap, the quality of raw material scrap has a great influence on the quality of the product. In stacking scrap on the bucket, the conventional method was to stack low-grade scrap 10 on the bottom, and then sequentially stack high-grade scrap 20 and other scrap 30. Since the low-grade scrap 10 has a higher C and Si content than the high-grade scrap 20, in this case, CO gas increased at the lower point of the furnace body in the middle of operation, and boiling frequently occurred. Table 1 below shows the difference in components between high-grade scrap (20) and low-grade scrap (10).
이에, 본 발명의 실시예에서는, 먼저 생철 스크랩을 포함하는 고급 스크랩(20)을 적재하고, 고급 스크랩(20) 상부에 G급, 가공 철스크랩 및 선반설을 포함하는 저급 스크랩(10)을 적재하는 방식을 도입하였다. 고급 스크랩(20)은 생철 A, 생압 A와 같은 생철 스크랩(new scrap)을 포함하는 것으로서, 생철 스크랩은 철광석을 원료로 하여 생산되는 일관제철 공정에서 발생되는 철의 철스크랩과 1차 가공시 발생되는 더럽혀지지 않은 철스크랩을 의미한다. 도금, 도장, 산화되지 않은 상태로 그 원산지나 발생처가 분명한 것을 말하며, 열연, 냉연 코일 및 박판류 철스크랩, 슬라브 절단설, 후판설 등이 있다. Accordingly, in an embodiment of the present invention, high-grade scrap 20 containing raw iron scrap is first loaded, and then low-grade scrap 10 containing G-grade, processed iron scrap and lathe is loaded on top of the high-grade scrap 20. method was introduced. High-grade scrap 20 includes new scrap such as raw iron A and raw iron A. Raw iron scrap is scrap of iron generated in an integrated steelmaking process produced using iron ore as a raw material and generated during primary processing. It means uncontaminated iron scrap. It refers to products that are not plated, painted, or oxidized and whose origin or place of origin is clear. Examples include hot-rolled and cold-rolled coils and thin plates, steel scrap, slab cutting, and thick plates.
저급 스크랩(10)은 G급, 가공 철스크랩 및 선반설을 포함한다. Low-grade scrap (10) includes G-grade, processed steel scrap and lathe.
G(Guillotine)급 스크랩은 장입시 절단이 필요한 스크랩으로 레일, 구조물, 기계장치, 빔, 강관 등 장척을 포함한다.G (Guillotine) grade scrap is scrap that requires cutting when charging and includes long pieces such as rails, structures, machinery, beams, and steel pipes.
가공 철스크랩은 수집과정에서 직장입이 불가능한 형태의 철스크랩을 압축가공기, Shredded기, Guillotine 가공설비 등을 사용하여 일정한 규격으로 가공한 철스크랩이다. 가공 철스크랩은 Shredded철스크랩, 폐철캔압축, Guillotine Shear 가공한 철스크랩, 생철 및 경량철스크랩을 압축한 철스크랩 등이 포함된다.Processed steel scrap is steel scrap that is processed into a certain standard using a compression processing machine, shredded machine, guillotine processing equipment, etc. from steel scrap that cannot be directly collected during the collection process. Processed steel scrap includes shredded steel scrap, compressed waste iron cans, steel scrap processed by guillotine shear, and steel scrap compressed from raw iron and lightweight steel scrap.
선반설은 선반기계 가공시 발생되는 분철로서, 주물 조형 후 선반가공시 발생되는 주물분철과 일반소재 가공시 발생되는 선반 가공설로 구분된다. Lathe iron is the powdered iron generated during lathe machining, and is divided into cast iron generated during lathe processing after casting molding and lathe processing iron generated during the processing of general materials.
본 발명의 실시예에 따라 저급 스크랩(10)의 적재 위치를 로체 하부에서 상부로 변경함으로써 CO 발생으로 인한 보일링 발생 영향이 감소하게 된다. According to an embodiment of the present invention, the impact of boiling due to CO generation is reduced by changing the loading location of the low-grade scrap 10 from the lower part of the furnace to the upper part.
한편, 저급 스크랩(10) 상부에 적재되는 기타 스크랩(30)은 SD, 회수철 및 주물편철을 포함한다. Meanwhile, other scrap 30 loaded on top of the low-grade scrap 10 includes SD, recovered iron, and cast iron.
SD(Shureded)는 일반적으로 자동차 폐차를 파쇄한 스크랩으로 다수의 종류의 화학성분이 포함되어 이물선별이 필요한 스크랩이다. 회수철은 주철 생산 과정에서 발생하는 것으로 녹여서 원료로 다시 사용할 수 있다. 주물편철은 주물 조형시 발생되는 편형의 스크랩이다. SD (Shureded) is generally scrap made from shredded automobiles and contains many types of chemical components, so it requires screening of foreign substances. Recovered iron is generated during the cast iron production process and can be melted and reused as a raw material. Cast iron scrap is a flat scrap generated during casting.
상기와 같이 고급 스크랩(20), 저급 스크랩(10) 및 기타 스크랩(30)을 차례로 적층한 뒤, 전기로에 버켓을 투입한다. 버켓 하부를 개방하여 스크랩을 전기로에 장입하고, 전기로는 전기 에너지를 이용하여 스크랩을 용해시키게 된다. 상기 스크랩을 용해하면서 추가로 용선을 장입함으로써 용강을 형성할 수 있다. 용선의 잠열을 통해 단시간에 전기로 내부의 온도를 상승시킬 수 있고, 전기로 내부의 온도를 상승시키기 위한 전력량을 절감할 수 있다. 상기 전기로에서 제조된 용강은 출강된 후 후공정을 위해 이송되어 슬라브, 블룸 또는 빌렛 등의 반제품으로 제조될 수 있다. As described above, high-grade scrap 20, low-grade scrap 10, and other scrap 30 are sequentially stacked, and then the bucket is put into the electric furnace. The bottom of the bucket is opened to charge scrap into the electric furnace, and the electric furnace melts the scrap using electrical energy. Molten steel can be formed by additionally charging molten iron while melting the scrap. The temperature inside the electric furnace can be raised in a short period of time through the latent heat of molten iron, and the amount of power required to raise the temperature inside the electric furnace can be reduced. The molten steel manufactured in the electric furnace may be tapped and then transported for post-processing to be manufactured into semi-finished products such as slabs, blooms, or billets.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기로 조업시 비가동 시간 및 용선 사용량을 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing non-operation time and molten iron usage during electric furnace operation according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 저급 스크랩 장입 위치를 개선한 6월 이후, 지금 제거를 위한 비가동 시간이 감소하고, 용선 사용량이 증가함을 확인할 수 있다. 21년 8월에 일시적으로 용선량이 60 ton/Ht. 사용된 것을 제외하고, 10월 이후부터 지속적으로 약 57 ton/Ht.로 유지되는 것을 알 수 있다. Referring to Figure 2, it can be seen that after June, when the low-grade scrap charging location was improved according to an embodiment of the present invention, the downtime for scrap removal decreased and the amount of molten iron used increased. Temporarily chartered in August 21 at 60 tons/Ht. Excluding those used, it can be seen that it has been consistently maintained at about 57 ton/Ht. since October.
이로 인해 용선비가 증대되고 A급 스크랩 절감에 의한 주원료비 절감액이 약 49억원에 해당된다(표 2 참조). 또한, 표 3에서와 같이, 용선의 현열(sensible heat)을 활용하여 전력 에너지를 약 6억 정도 절감할 수 있다. 또한, 용선 내 C, Si을 활용하여 전기로 슬래그 내 T.Fe를 저감시킴으로써 유가금속 회수율이 향상될 수 있으며, 이로 인한 원가 절감액은, 표 4에서와 같이, 약 3억 원에 해당한다. As a result, charter costs increase, and the main raw material cost savings through reduction of grade A scrap is equivalent to approximately 4.9 billion won (see Table 2). In addition, as shown in Table 3, electric energy can be saved by approximately 600 million won by utilizing the sensible heat of molten iron. In addition, the recovery rate of valuable metals can be improved by reducing T.Fe in electric furnace slag by utilizing C and Si in molten iron, and the resulting cost savings is equivalent to approximately 300 million won, as shown in Table 4.
(8월~12월)Production after improvement
(August to December)
(백만원)cost savings
(one million won)
(8월~12월)Production after improvement
(August to December)
(백만원)cost savings
(one million won)
따라서, 상기 표 2 내지 표 4에서 원가 절감액을 합한 총 원가 절감액은 약 59억원에 달할 것으로 추정된다. Therefore, the total cost savings combined with the cost savings in Tables 2 to 4 above are estimated to amount to approximately 5.9 billion won.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따르면, 보일링 억제를 통해 슬래그 넘침에 의한 비가동 시간이 감소하고 생산성이 향상되며, 원가 절감 및 전기로 조업 안정화에 기여할 수 있다.According to the embodiment of the present invention as described above, non-operation time due to slag overflow is reduced and productivity is improved through boiling suppression, and it can contribute to cost reduction and stabilization of electric furnace operation.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
10: 저급 스크랩
20: 고급 스크랩
30: 기타 스크랩10: Low-grade scrap
20: Advanced Scrap
30: Other Scraps
Claims (4)
(b) 상기 고급 스크랩 상부에 G(Guillotine)급, 가공 철스크랩 및 선반설을 포함하는 저급 스크랩을 적재하는 단계; 및
(c) 상기 버켓을 전기로에 장입하여 스크랩을 용해하는 단계;를 포함하는,
스크랩을 사용한 전기로 조업 방법.(a) loading high-quality scrap, including raw iron scrap, into the lower part of the bucket input into the electric furnace;
(b) loading low-grade scrap including G (Guillotine) grade, processed steel scrap, and lathe on top of the high-grade scrap; and
(c) charging the bucket into an electric furnace to melt the scrap; including,
How to operate an electric furnace using scrap.
상기 (b) 단계 이후 (c) 단계 이전에,
상기 저급 스크랩 상부에 SD (Shureded), 회수철 및 주물편철을 포함하는 기타 스크랩을 적재하는 단계를 포함하는,
스크랩을 사용한 전기로 조업 방법.According to claim 1,
After step (b) and before step (c),
Comprising the step of loading other scrap including SD (Shureded), recovered iron, and cast iron on top of the low-grade scrap,
How to operate an electric furnace using scrap.
상기 저급 스크랩은 상기 고급 스크랩보다 C 및 Si 함량이 더 높은,
스크랩을 사용한 전기로 조업 방법.According to claim 1,
The low-grade scrap has a higher C and Si content than the high-grade scrap,
How to operate an electric furnace using scrap.
상기 (c) 단계 이후에,
(d) 상기 전기로에 용선을 장입하는 단계;를 더 포함하는,
스크랩을 사용한 전기로 조업 방법.According to claim 1,
After step (c) above,
(d) charging molten iron into the electric furnace; further comprising,
How to operate an electric furnace using scrap.
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|---|---|---|---|
| KR1020220107325A KR20240029175A (en) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Electric furnace operation method using scrap |
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| KR1020220107325A KR20240029175A (en) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Electric furnace operation method using scrap |
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