KR920000521B1 - 정련용기 및 그 용기에서의 용탕정련방법 - Google Patents

정련용기 및 그 용기에서의 용탕정련방법 Download PDF

Info

Publication number
KR920000521B1
KR920000521B1 KR1019870000059A KR870000059A KR920000521B1 KR 920000521 B1 KR920000521 B1 KR 920000521B1 KR 1019870000059 A KR1019870000059 A KR 1019870000059A KR 870000059 A KR870000059 A KR 870000059A KR 920000521 B1 KR920000521 B1 KR 920000521B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refining
height
inclined portion
volume
tuyeres
Prior art date
Application number
KR1019870000059A
Other languages
English (en)
Other versions
KR870010200A (ko
Inventor
프란시스 마스터손 이안
제이 파인스타인 조나단
스탐보우그흐 리니에르
Original Assignee
유니온 카바이드 코포레이션
티모티 엔. 비숍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유니온 카바이드 코포레이션, 티모티 엔. 비숍 filed Critical 유니온 카바이드 코포레이션
Publication of KR870010200A publication Critical patent/KR870010200A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR920000521B1 publication Critical patent/KR920000521B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42—Constructional features of converters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/068—Decarburising
    • C21C7/0685—Decarburising of stainless steel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Stackable Containers (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

정련용기 및 그 용기에서의 용탕정련방법
제1도는 AOD 공정에서 특히 유용한 본 발명의 표면하 공기 강정련용기의 바람직한 실시예를 나타내는 개략단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정련용기 2 : 측벽
3 : 바닥부 4 : 내부용적
5 : 금속 라이닝 6 : 보호 라이닝
7 : 내화충전물 8 : 소모성 라이닝
9 : 송풍구 10 : 용기축
11 : 덮개 12 : 용기입구
14 : 직립부 15 : 경사부
본 발명은 표면하(subsurface) 공기정련에 관한 것으로서 비교적 적은 양의 강이효과적으로 정련될 수 있게 개선된 정련용기 및 그 방법에 관한 것이다.
강은 1회에 272톤(300 미국톤)의 강을 정련할 수 있는 대형용기로부터 약 4.5톤(5 미국톤) 정도의 강을 정련할 수 있는 소형용기까지 다양한 크기의 표면하 공기정련용기에서 정련된다. 최근에는 1회에 약 1.8톤(2 미국톤) 또는 그 이하의 매우 적은 양의 강을 정련할 필요성이 대두되었다. 따라서 이렇게 매우 적은 양의 용해작업에 알맞는 크기의 강정련용기가 필요하게 되었다.
일견하여, 이러한 문제는 공지 설계의 용기를 비례적으로 작게하여 작은 정련용기를 용이하게 만들므로서 쉽게 해결될 수 있는 것처럼 보인다. 지금까지는 이러한 방법으로서 효과적으로 다양한 크기의 강정련용기를 제조해왔다. 예를들어, 136콘(150 미국톤)의 강정련용기와 4.5콘(5 미국톤)의 강정련용기는 그 크기의 차이에도 불구하고 그들의 설계변수는 동일했었다.
표면하 공기에 의한 강정련에서의 주요한 문제는 정련된 강용용물이 정련후에 적절한 출탕온도로 유지될 수 있도록 정련중 강용용물내를 충분한 온도로 유지시키는 것이다. 이러한 문제는 정련하는 동안에는 일반적으로 외부열원으로부터 열이 용융물내로 공급되지 않기 때문에 발생하는 것이다. 비록 정련중에 연료의 산화나 탈탄과 같은 발열성 정련반응에 의해 약간의 열이 발생되기는 하지만, 정련동안의 용융물은 순열손실을 받게된다. 이러한 열손실로 인해 용융물이 적절한 출탕온도 이하로 내려가게 된다면, 용융물에 적절한 출탕온도를 주기위해 시간이 걸리고 비용이드는 재취입(reblow)을 하여야 한다.
매우 작은 강정련용기의 설계에 있어서의 주요문제가 바로 여기에 있다. 잘 알려진 바대로, 질량의 연손실은 용적에 대한 질량의 표면적 비율과 직접 관계가 있다. 즉, 임의의 주어진 용적에 대한 질량의 표면적이 크면 클수록 질량의 온도손실 비율은 더욱 커지게 될 것이다. 공지설계의 제강용기가 비례적으로 작게 만들어짐에 따라, 부피비율에 대한 그 표면적이 증가하게 되어 온도 손실율이 증가하게 된다. 이러한 문제는 AOD 또는 아르곤-산소 탈탄공정이 사용될 때 더욱 민감한데, 왜냐하면 정련동안에 사용되는 불활성 희석가스가 열손실을 더욱 촉진시키기 때문이다. 상기 AOD 공정이 본 공정에 의해 정련되는 강의 아주 미소한 구성인자의 정확도 및 청정도로 인해 바람직한 강정련공정이다.
매우 작은 강정련용기를 설계하는데 있어서의 또다른 주요문제점은 효과적인 가스-금속반응을 위해 가스-액체계면과 가스잔류시간이 서로 도움이 되게 할 필요가 있다는 점이다. 특히 AOD 공정을 사용할때는, 이후의 엔트랩먼트(entrapment) 또는 합금시키는데 사용된 가스와 슬래그와의 반응으로 탈가스, 탈산, 휘발에 의해 또는 불순물의 부유에 의해 불순물을 제거하기 위하여 사용된 주입가스의 효과적인 이용을 도모하도록 정련가스가 용탕으로 주입되는점 위로 용탕의 충분한 용적을 유지시키는 것이 바람직스럽다.
공지된 표면하 공기작용에 의한 강정련용기들의 예들은 많은 참고문헌에서 찾아볼 수 있는데, 이들의 예로는 미합중국 특허 제3,724,830호, 3,816,720호 및 제4,208,206호 등을 들수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 약 1.8톤(약 2미국톤) 또는 그 이하의 강을 보다 효과적으로 정련할 수 있는 개선된 표면하 공기 강정련용기를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 AOD 공정에 의해 약 1.8콘(약 2미국톤) 또는 그 이하의 강을 보다 효과적으로 정련할 수 있는, 개선된 표면하 공기 강정련용기를 제공함에 있다.
본 발명의 또다른 목적은 약 1.8콘(약 2미국톤) 또는 그 이하의 강을 보다 효과적으로 정련하기 위한 표면하 정련법을 제공함에 있다.
본 발명의 상기한 목적들 및 또다른 목적들은 이하에 기술하는 본 발명에 의해 당업자들에게 분명히 인식될 것이다.
본 발명의 한 특징은 ; 약 1.8톤(2 미국톤) 또는 그 이하의 강을 정련하기에 적합하고, 외부 가열기를 갖고있지않는 정련용기에 있어서, 0.71㎥(25ft3) 이하의 용적을 정하도록 서로 협력하는 측벽 및 바닥부와, 여기서 측벽은 바닥부로부터 일정간격이 있으며 바닥부에 수직인 직립부로 되어 있고 ; 직립부 및 바닥부와 접하며 그들 사이에서 내부쪽으로 경사진 경사부를 포함하며, 직립부의 높이는 내부로의 경사부 높이의 적어도 1.6배이며, 직립부의 직경은 내부로의 경사부 높이의 적어도 1.5배이나 2.0배를 넘지않고, 내부로 경사진 경사부에 의해 정해지는 용적은 용기 전체 용적의 30%를 넘지않으며 내부로의 경사부 높이의 적어도 0.3배의 최소직경을 갖고 있음을 특징으로 한다.
본 발명의 또다른 특징은 ; 1.8톤(2 미국톤) 또는 그 이하의 용탕을 정련하는 방법에 있어서, (1) 외부 가열기가 없고, 적어도 하나의 송풍구를 갖고 있으며 또 강용융물 용적의 1.8 내지 3.9배의 용적을 정하도록 되어있는 측벽 및 바닥부를 갖고 있으며, 상기 측벽은 바닥부로부터 일정간격이 있으며 바닥부에 수직인 직립부와, 직립부 및 바닥부와 접하며 그들 사이에서 내부쪽으로 경사진 경사부로 되어있고, 직립부의 높이는 내부로의 경사부 높이의 적어도 1.6배이며, 직립부의 직경은 내부로의 경사부 높이의 적어도 1.5배이나 2.0배를 넘지않고, 내부로 경사진 경사부에 의해 정해지는 용적은 용기 전체 용적의 30%를 넘지않으며 내부로의 경사부 높이의 적어도 0.3배의 최소 직경을 갖고 있는 정련용기에 1.8톤(2 미국톤)의 용탕을 준비하고, (2) 상기 송풍구를 통해 정련가스를 용탕으로 주입하고, (3) 용탕표면을 적어도 하나의 가스주입점 위로 적어도 24.4㎝(10인치)로 유지시키고, (4) 프리보드(freeboard)를 최소한 55,9㎝(22인치) 유지시키는 것을 포함함을 특징으로 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어 “용기축”이란 강정련용기의 길이방향으로 적당한 기하학적 중심을 지나는 가상선을 의미한다.
용어 “측면주입”이란 정련가스를 용기축에 수직 또는 수직축에 45도 이내로 강정련용기에 주입하는 것을 의미한다.
용어 “송풍구(tuyere)”란 이것을 통해 용탕으로 가스를 전달하고 주입시키는 장치를 말한다.
용어 “욕(bath)”이란 정련중에 제강용기의 안쪽에 담겨진 것을 의미하며, 용융강과 용융강에 용해된 물질로 이루어지는 용융물 및, 용융강에 용해되어 있지않는 물질로 된 슬래그로 이루어진다.
용어 “용탕면”이란 정련용기내의 용융금속의 계산된 정지 수평면을 의미한다.
용어 “용융금속용적”이란 금속의 중량을 그 밀도로 나눠서 얻어진 용융금속의 계산된 정지량을 의미한다.
용어 “가스주입점”이란 송풍구를 통해 가스가 강용융물로내로 주입되는 지점을 의미한다.
용어 “프리보드”란 용탕표면으로부터 용기의 꼭대기까지의 거리를 뜻한다.
또한, 용어 “아르곤-산소 탈탄공정” 또는 “AOD 공정”이란 적어도 하나의 잠호(submerged) 송풍구가 갖춰진 정련용기에 담겨진 용융금속 및 합금을 정련하기위한 공정을 의미하는 것으로서, 이 공정은 다음과 같이 구성된다.
(a) 상기 송풍구를 통하여 90%까지의 희석가스를 함유하는 산소-함유가스를 용탕으로 주입하고, 여기서 상기 희석가스는 용탕의 탈탄과정중 형성되는 가스기포내의 일산화탄소의 부분압을 낮추는 작용을 하며, 총 주입가스 흐름율을 사실상 바꾸지 않으면서 용탕으로의 산소 공급율을 바꾸어주고 그리고/또는 보호유체로서의 작용을 한다. 그다음, (b) 상기 송풍구를 통하여 스파징(sparging)가스를 용탕으로 주입한다. 이 스파징 가스는 이후의 엔트랩먼트 또는 슬래그와의 반응으로 탈가스, 탈산, 휘발에 의해 또는 불순물의 부유에 의해 용탕으로부터 불순물을 제거하는 기능을 한다. 유용한 희석가스로는 아르곤, 헬륨, 수소, 질소, 증기 또는 탄화수소가 있다. 유용한 스파징 가스로는 아르곤, 헬륨, 수소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소, 증기 및 탄화수소가 있다. 이중 아르곤과 질소가 바람직한 희석 및 스파징 가스이다. 또한 아르곤, 질소 및 이산화탄소가 바람직한 보호유체이다.
이하에서는 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 기술한다.
제1도에서, 강정련용기(1)는 측벽(2)과 바닥부(3)로 구성되어 있고 이들은 0.71㎥(25ft3), 바람직하게는 0.566㎥(20ft3)를 넘지않는 내부용적(4)을 형성한다. 이 내부용적(4)은 정련되는 용융금속용적의 2.0 내지 3.9배 정도이며, 바람직하게는 2.3 내지 2.9배 정도이다. 측벽과 바닥부는 용기셀로 칭하는 외부의 얇은 금속 라이닝(5)을 포함하는데, 이는 내화물질로 라이닝되어 있다. 제1도의 구현예에서는 세부분의 내화물질부가 나타나 있는데, 이것은 금속셀에 인접한 보호 라이닝(6), 보호 라이닝에 인접한 내화충전물(7) 및, 한쪽은 내화충전물에 인접하고 다른 한쪽은 내부용적(4)을 한정하는 소모성 라이닝(8)을 포함한다. 제1도로부터 내화 라이닝의 여러가지 윤곽을 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 당업자들에게는 내화 라이닝부가 각 경우에 내화라이닝의 윤곽이 단계화되어 있는 개개의 벽돌로 되어있음이 인지될 것이다. 이러한 경우, 제1도에 나타난 매끄러운선과 비슷하게 될 것이다. 바람직한 보호라이닝(6)의 재료는 마그네사이트 크로마이트를 포함한다. 또한, 바람직한 내화충전물(7)은 마그네사이트 크로마이트 및 지르코니아를 포함하고, 바람직한 소모성 라이닝(8)의 재료는 마그네사이트 크로마이트 및 도로마이트를 포함한다.
정련용기(1)는 정련동안에 용기에 담겨있는 용융금속으로 가스를 주입하는 적어도 하나의 송풍구(9)를 갖추고 있다. 이 송풍구는 바닥부 또는 바닥부 근처에서 용탕으로 가스가 주입되도록 방향이 정해진다. 정련하는동안 용탕면은 적어도 하나의 송풍구의 가스주입점 위로 25.4㎝(10인치), 바람직하게는 적어도 30.5㎝(12인치) 정도가 된다. 제1도에는 나타나 있지 않지만 당업자들은 송풍구(9)가 정련가스의 공급원에 연결되어 있음을 알 수 있을 것이다. 제1도는 송풍구(9)가 측벽(2)을 지나 용기축(10)에 수직하거나 수직에서 45° 이내로 강용융물에 가스를 주입할 수 있도록한 본 발명의 강정련용기의 바람직한 측면주입 실시예를 보여준 것이다. 송풍구(들)은 또한 바닥부를 통해 용기축에 평행되거나 그 평행한것에 45도 각도 이내에서 가스를 강용융물에 주입시킬 수 있게 할 수도 있다.
정련용기(1)는 측벽(2)에 있는 붙어있는 덮개(11)를 갖추고 있는데, 이것은 정련되지않은 강이 용기(1)로 들어오고 정련된 강은 배출하는 용기입구(12)를 형성한다. 제1도의 실시예에서 덮개(11)는 내화성 물질로 주조된 덮개이다. 또는, 덮개를 벽돌로 만들수도 있다. 바람직한 주조용 내화성 덮개는 인이 적고 알루미나가 많은 내화성 주조용 내화물질을 포함한다. 벽돌화된 덮개용 재료도 마그네사이트 크로마이트 및 도로마이트를 포함한다.
주조성 내화물 덮개가 용기축(10)에 본질적으로 수직한면(13)을 갖는 모양으로 쉽게 주조될 수 있기 때문에 바람직하다. 즉 용탕욕을 향하고 있어, 보다 큰 프리보드가 필요없이 정련하는 동안 용기로부터 용융금속의 스피팅(spitting)을 감소시킬 수 있고, 용탕으로 열을 방사하는 표면이 갖춰지게되어 정련중에 열손실을 감소시킬 수 있으며, 또 용기입구를 작게하고 공기침투에 대해 침투경로를 더욱 비틀리게하여 용기로의 공기침투를 감소시킬 수 있다.
측벽(2)은 직립부(14)와 경사부(15)로 되어있다. 직립부(14)는 반드시 용기축(10)에 평행하고 바닥부(3)에 수직해야 한다. 직립부(14)는 바닥부(3)와 떨어져있고 경사부(15)는 직립부(14)와 바닥부(3)사이에 접촉하여 이 공간에서 접한다. 직립부(14)의 높이(M), 즉 바닥부에 수직한 직립부의 길이는, 경사부(15)의 높이(N), 즉 바닥부에 수직인 경사부 길이의 1.6배이고 적어도 1.8배 정도가 되어야 바람직하다. 인지한 바와같이, 측벽의 총 높이는 M와 N을 합한 것이다. 높이 M은 높이 N을 3.0배 초과할 수 없다. 또한, 직립부 용적의 직경 K는 경사부 높이의 적어도 1.5배이나 2.0배 이하이다. 이와같이 용기(1)는 비교적 길고 얇은 형상이 된다.
제1도에서 점선(16) 아래 용적인, 경사부(15)에 의해 정해지는 용적은 용기 전체의 내부용적(4)의 30%를 넘지않고 최소한 15% 정도가 바람직하다. 제1도에서 전체 내부용적(4)은 점선(17) 이하의 용적이다. 이러한 방법으로 정련하는동안 용기의 밑바닥에 남아있는 용탕욕의 비율을 종전의 것보다 더 적게 할 수 있다.
본 발명의 길고 얇은 강정련용기의 모양을 설명한 또다른 방법은 직립부의 직경과 경사부의 높이와의 관계로, 직립부의 직경 K가 경사부 높이의 최소한 1.5배 정도가 바람직하나 2.0배를 넘지않아야 한다.
또한 본 발명의 강정련용기의 적절한 기능을 위해서는, 경사부에 의해 정해지는 용적의 최소직경 즉, 용기가 똑바로 세워졌을때 경사부의 밑바닥에서 직경이 최소한 경사부의 높이 N의 0.3배가 된다는 점이 중요하다. 제1도에서, 이 최소직경은 L로서 정의한다. 이것은 용기의 크기가 작기 때문에 특히 측면주입을 할때 경사부의 맞은편측 너무 가깝게 모여져있으면 가스주입점의 근처에서 바람하지않은 내화성 물질의 높은 마모현상이 일어나기 때문에 중요하다. L과 M의 비율은 최소한 0.5이며 이 비율이 1.5를 넘지않는 것이 좋다. 실제로 직경 L은 일반적으로 최소 15.2㎝(6인치)가 되어야함이 발견되었다.
본 발명의 가늘고 얇은 정련용기는 부피에 대한 높은 표면적 비율 때문에 작은 정련용기에서 허용할 수 없는 열손실 문제에 대한 명백한 해결책이다. 그러한 문제에 대한 분명한 공학적 해결은 어떤 주어진 질량의 용적비에 대한 표면적은 질량의 모양이 그것의 영역에 접근함에 따라 최소가 되어진다는 것이 알려졌으므로 용기를 가능한 구형으로 만드는 것이다. 그러나, 본 발명의 강정련용기는 구형방향이 아니라 사실은 반대 방향인 가늘고 얇은 형상폭으로 종래의 설계를 바꾼 것이다. 그런데 이것은 종래의 지식으로는 열 보유를 위해 불량한 설계라고 인식되었다. 그러나, 본 출원인은 예외로 종래의 것과 다른 가늘고 얇은 설계가 약 1.8톤(2 미국톤) 이하의 강을 정련하기 위해서는 종래의 구형인 강정련기보다 더 좋다는 것을 알게 되었다.
어떤 이론에 한정되지는 않지만, 본 발명으로 얻을 수 있는 기대하지 않았던 잇점에 대하여 다음과 같이 설명하고자 한다. 본 발명의 설계로 증가된 열손실이 용기 표면적을 따라 통상이 설계용기의 표면적 위로 가게되어 용기입구를 통하여 열손실이 상당히 감소하게 된다. 이것은 본 출원의 깊고 얇은 설계는 용융 금속욕표면이 적절하게 종전의 설계보다 낮게 위치할 수 있게 한것에 기인하는 것이다. 프리보드 즉, 용탕의 표면에서 선(17)로 표시되는 용기의 꼭대기까지 거리는 최소한 55.9㎝(22 인치)이고, 최소 71.7㎝(28인치)가 바람직하다. 따라서 열손실을 수반하는 스피팅이 종래의 것보다 감소하게 되고, 욕표면으로부터 충분한 양의 열이 용기의 안쪽에 의해 욕표면뿐만아니라 용기덮개 위로 반사되어 욕으로 다시 방사된다. 이것은 종래의 강정련용기에서는 손실될, 이러한 열축적이 길고 얇은 용기의 증가된 표면적을 통해 부가된 열손실을 보상하고도 남기 때문이라고 여겨진다. 더우기 본 발명의 강정련용기는 용탕의 충분한 부피를 정련가스가 정련가스를 효과적으로 이용할 수 있는 용탕으로 주입되는 점위로 유지할 수 있게 한다.
용탕 표면이 가스주입점위 25.4㎝(10인치) 아래이면 적은 용탕을 효과적으로 정련할 수 있도록 좋은 가스-금속 계면을 만들기 위한 충분한 금속이 가스주입점 이상으로 되지않을 것이다. 또한 프리보드가 55.9㎝(22 인치)이하이면 비효율적인 정련으로되는 용기입구로부터의 과도한 열손실이 있을 것이다. 본 발명으로부터 분명하지만 본 발명은 정련되는 강용융물의 크기가 작아짐에 따라 그러한 용탕에 대한 최적강정련 용기는 구형이라기보다 길고좁은 실린더형이라는 것을 알려준다. 이 놀라운 결과는 종래의 강정련용기설계에 관해서 갖었던 종래의 사고방식과는 대조적이다.
제1도는 특히 본 발명에 의한 강정련용기의 바람직한 실시예를 보인 것이다. 여기서 송풍구가 있는 경사부의 소모성 내화물 라이닝의 두께는 일정하지 않고 질적으로 송풍구(9)에서부터 송풍구(9)위점까지 일정하게 감소한다. 라이닝 두께는 용기축에 수직인 고온 라이닝면(18)과 저온 라이닝면(19) 사이의 거리이다. 이런 바람직한 실시예에서, 고온면 축각, 즉 용기축으로부터의 각도는 송풍구에서의 라이닝의 두께가 상기점에서의 라이닝 두께보다 10% 정도 크게하기 위하여 송풍구에서 본지점까지 저온면 축각보다 각을 크게한다. 제1도의 실시예에서, 상기점은 측벽의 직립부와 측벽의 경사부와 연결지점이다. 이런 바람직한 소모성 라이닝 형성은 보다 효과적인 라이닝의 사용을 가능하게 한다.
본 발명의 강정련용기는 특히 1.8톤(2 미국톤) 또는 그 이하의 강을 용융정련하는데 적합하다. 본 발명은 스테인레스강, 저합금강 및 공구강과 같이 알려진 모든 강의 정련에 유용하며, 주괴 또는 최후 주조생산품과 같은 다용도 강을 정련하기위한 AOD, CLU, LWS 또는 Q-BOP 공정과 같은 임의의 표면하 공기압축식 주입강정련공정에 이용되어진다.
[실시예]
다음의 실시예는 본 발명에 대한 예로서 본 발명을 설명하고자 한것이지 이로써 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.
본 발명의 AOD 강정련용기는 0.9톤(1 미국톤)의 강을 용융정련하기 위해 만들었다. 본 용기의 용적은 0.9톤(1 미국톤)의 용융강의 약 3.4배인 0.368㎥(13ft3)이다. 본 용기의 직립부는 높이가 73.7㎝(29 인치)이고 직경이 66.0㎝(26 인치)이며, 경사부는 높이가 40.6㎝(16 인치)이고 용기 저면에서의 최소 직경은 36.8㎝(14.5 인치)이다. 따라서, 직립부의 높이는 경사부 높이의 1.6배 이상이고, 경사부의 최소 직경은 경사부 높이의 0.3배 이상이 된다. 하나의 송풍구가 경사부의 벽을 통과하여 바닥부 위 약 5.1㎝(2 인치)정도에서 내부용적과 통하게 된다. 송풍구 근처에서의 경사부는, 두께가 27.2㎝(10.7 인치)인 송풍구로부터 두께가 12.5㎝(6.0 인치)인 직립부와 경사부가 만나는 점까지 두께가 테이퍼되어있다. 그렇게하여 테이퍼진 부분의 고온면은 용기축에 35°경사져있다. 내화물 가공 라이닝의 두께는 상기 테이퍼진 부분을 제외하고 용기의 모든 부분에서 15.2㎝(6 인치)이다. 이 가공 내화물 라이닝 뒤에는 각각의 소성주기에서 소모되거나 대치되지않는 보호성 내화물 라이닝이 있다. 본 용기의 가공 라이닝은 마그네사이트-크로마이트 내화물질로 구성되어있다. 용기덮개는 직립부의 상단부와 연결되어있는 평판 고온면을 갖는 주조성 고알루미나 내화물질을 포함한다. 덮개에 있는 주입구는 35.6㎝(14 인치) 직경인 실린더형으로 되어서 직경방향으로 송풍구의 맞은쪽에 위치하며 용기축에 30°경사져있다.
탄소강, 고합금강 및 니켈기지금속등 0.9톤(1 미국톤)을 본 용기를 사용하여 30번 가열하여 정련한다. 이런 30번의 용융작업을 한후 내화물 두께는 송풍구에서 10.8㎝(4.25 인치)까지 감소되었다. 이러한 용융작업동안 스로핑(slopping)이 사실상 없었고 오직 적은 양의 내화물이 덮개의 고온면에서 마모되어 없어졌다. 연손실율은 가스가 주입되지않을때 분당 3.6℃(6.5℉) 정도였다. 라이닝 교환과 같은 주요장치의 유지에 필요한 절차를 행하기 전에 약 75회 또는 그 이상의 정련을 할 수 있는 것으로 평가되었다.
[비교 실시예]
다음의 실시예는 비교를 위해 행하였다.
종래의 설계에 의한 AOD 강정련용기를 1.8톤(2 미국톤)의 강을 용융정련하기위해 만들었다. 용기의 용적은 1.8톤(2 미국톤)의 용융강 용적의 2.44배인 0.614㎥(21.7ft3)였다. 용기 직립부는 높이 55.9㎝(22 인치)였고 직경 94.0㎝(37 인치)였다. 그리고 용기 경사부는 높이 48.3㎝(19 인치)이고 용기 바닥에서 최저 직경은 57.2㎝(22.5 인치)였다. 따라서, 직립부의 높이는 경상부 높이의 1.6배 이하였고, 이 용기는 비교적 길고 얇은 형상을 하고 있지 않다. 2개의 송풍구가 경사부의 벽을 통과하여 바닥부 위 약 8.9㎝(3.5 인치) 정도에서 내부용적과 통하게 된다. 송풍구 근처에서의 경사부는, 두께가 22.9㎝(9 인치)인 송풍구에서부터 두께가 15.2㎝(6 인치)인 직립부와 경사부가 만나는 지점까지 두께가 테이퍼되어서, 그 테이퍼진 부분의 고온면은 용기축에 26°경사져 있다. 내화물 가공 라이닝의 두께는 상기 테이퍼진 부분외에 용기의 모든 부분에서 15.2°(6 인치)이다. 이 가공 내화물 라이닝의 뒤에는 각 소성주기에서 소모되거나 대치되지않는 보호성 내화물 라이닝이 있다. 용기의 가공 라이닝은 마그네사이트-크로마이트 내화물질로 구성되어있다. 용기의 덮개는 직립부의 상단부와 연결되어있는 평판 고온면을 갖는 주조성 고알루미나 내화물질로 구성되어 있다. 덮개안이 주입구는 직경 35.6㎝(14 인치)인 실린더형이고, 직경방향으로 송풍구의 맞은편에 위치하고 있고, 용기축에 30°경사져있다.
본 용기는 1.8톤(2 미국톤)의 고합금 및 저합금강을 가열 정련하기위해 사용된다. 그러한 용융가열작업을 22번한후 용기는 약해졌다. 용기덮개의 내화물은 완전히 마모되었고 용융작업동안 상당한 양의 용탕이 용기로부터 분출되었다. 22번의 용융작업후 내화물질의 약 8.9㎝(3.5 인치)정도가 송풍구 부근에서 마모되었다.
본 발명의 결과와 종래 설계에 의한 강정련용기의 결과를 비교하여 볼 때, 본 발명에 의한 강정련용기와 방법은 종래의 것이 할 수 있는 것에 비해 1.8톤(2 미국톤) 또는 그 이하의 강용융물을 보다 효과적으로 정련할 수 있음이 밝혀졌다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 상세히 기술하였지만 본 청구범위의 발명사상과 범위안에서 또다른 실시예가 있을 수도 있다.

Claims (20)

  1. 약 1.8톤(2 미국톤) 또는 그 이하의 강을 정련하기에 적합하고, 외부 가열기를 갖고 있지않은 정련용기(1)에 있어서, 0.71㎥(25ft3) 이하의 용적(4)을 정하도록 서로 협력하는 측벽(2) 및 바닥부(3)와, 여기서 측벽(2)은 바닥부(3)로부터 일정간격이 있으며 바닥부에 수직인 직립부(4)로 되어있고 ; 직립부(14) 및 바닥부(3)와 접하며 그들 사이에서 내부쪽으로 경사진 경사부(15)를 포함하며, 직립부(14)의 높이(M)는 내부로의 경사부(15) 높이(N)이 적어도 1.6배이며, 직립부(14)의 직경(K)은 내부로의 경사부(15) 높이(N)의 적어도 1.5배이나 2.0배를 넘지않고, 내부로 경사진 경사부(15)에 의해 정해지는 용적은 용기(1) 전체 용적의 30%를 넘지않으며 내부로의 경사부(15) 높이(N)의 적어도 0.3배의 최소직경(L)을 갖고 있음을 특징으로 하는 정련용기.
  2. 제1항에 있어서, 내부 용적(4)이 0.57㎥(20ft3)를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 용기.
  3. 제1항에 있어서, 직립부(14)의 높이(M)가 최소한 경사부(15) 높이(N)의 1.8배가 되는 것을 특징으로 하는 용기.
  4. 제1항에 있어서, 경사부(15)에 의해 한정되는 용적이 최소한 용기(1)의 내부용적(14)의 15%인 것을 특징으로 하는 용기.
  5. 제1항에 있어서, 측벽(12)에 내화물 덮개(11)가 있고, 이 덮개(11)는 부분적이나마 정련하는동안 용탕욕과 접하고 있는 면(13)을 가지는 것을 특징으로 하는 용기.
  6. 제1항에 있어서, 최소한 하나의 송풍구(9)가 있어서, 이것을 통해 가스를 바닥부(3)에서 또는 저벽근처에서 용기(1)의 내부 용적(4)으로 주입시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 용기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 송풍구(9)가 경사부(15)를 통과하는 것을 특징으로 하는 용기.
  8. 제7항에 있어서, 송풍구(9) 지역에 소모성 라이닝(8)이 있고 상기 소모성 라이닝(8)은 송풍구(9)에서 어떤점까지 송풍구에서의 라이닝 두께가 최소한 상기 점에서 라이닝 두께보다 10% 크게 하기 위하여 저온면이 이루는 각보다 큰 고온면이 이루는 각을 갖고있어서, 소모성 내화물 라이닝(8)의 두께가 송풍구(9)에서 상기점까지 일정하게 줄어드는 것을 특징으로 하는 용기.
  9. 제8항에 있어서, 상기점은 측벽(2)의 직립부(14)와 경사부(15)의 접속점인 것을 특징으로 하는 용기.
  10. 제1항에 있어서, 경사부(15)에 의해 한정되는 용적의 최소 직경은 최소한 경사부(15) 높이의 0.5배인 것을 특징으로 하는 용기.
  11. 제1항에 있어서, 직립부(14)의 높이(M)는 직립부(14) 높이(N)의 3.5배 이하인 것을 특징으로 하는 용기.
  12. 제1항에 있어서, 경사부(15)에 의해 한정되는 용적의 최소 직경(L)이 경사부(15) 높이(N)의 1.5배이하인 것을 특징으로 하는 용기.
  13. 제6항에 있어서, 상기 송풍구(9)는 산소 및 불활성 가스 공급원에 도관수단으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
  14. 1.8톤(2 미국톤) 또는 그 이하의 용탕을 정련하는 방법에 있어서, (1) 외부 가열기가 없고, 적어도 하나의 송풍구(9)를 갖고 있으며 또 강용융물 용적의 1.8 내지 3.9배의 용적(4)을 정하도록 되어있는 측벽(2) 및 바닥부(3)를 갖고 있으며, 상기 측벽(2)은 바닥부(3)로부터 일정간격이 있으며 바닥부에 수직인 직립부(14)와, 직립부(14) 및 바닥부(3)와 접하여 그들 사이에서 내부쪽으로 경사진 경사부(15)로 되어있고, 직립부(14)의 높이(M)은 내부로의 경사부(15) 높이(N)의 적어도 1.6배이며, 직립부(14)의 직경(K)은 내부로의 경사부(15) 높이(N)의 적어도 1.5배이나 2.0배를 넘지않고, 내부로 경사진 경사부(15)에 의해 정해지는 용적은 용기 전체 용적의 30%를 넘지 않으며 내부로의 경사부 높이(N)의 적어도 0.3배의 최소 직경(L)을 갖고 있는 정련용기(1)에 1.8톤(2 미국톤)의 용탕을 준비하고, (2) 상기 송풍구(9)를 통해 정련가스를 용탕으로 주입하고, (3) 용탕표면을 적어도 하나의 가스주입점 위로 적어도 24.4㎝(10 인치)로 유지시키고, (4) 프리보드(freeboard)를 최소한 55.9㎝(22 인치)유지시키는 것을 포함함을 특징으로 하는 정련방법.
  15. 제14항에 있어서, 용탕 표면은 적어도 하나의 가스주입점 위 최소한 30.5㎝(12 인치)인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항에 있어서, 프리보드가 최소한 0.71m(28 인치)인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제14항에 있어서, 강정련공정이 AOD 공정인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제14항에 있어서, 주조물을 형성하기 위해 정련된 용탕을 적어도 하나의 주형으로 주입(pouring)시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제14항에 있어서, 상기 용탕이 강인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제14항에 있어서, 상기 용탕이 니켈 기지(base) 금속인 것을 특징으로 하는 방법.
KR1019870000059A 1986-04-01 1987-01-05 정련용기 및 그 용기에서의 용탕정련방법 KR920000521B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US846.800 1986-04-01
US846800 1986-04-01
US06/846,800 US4647019A (en) 1986-04-01 1986-04-01 Very small refining vessel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR870010200A KR870010200A (ko) 1987-11-30
KR920000521B1 true KR920000521B1 (ko) 1992-01-14

Family

ID=25298982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019870000059A KR920000521B1 (ko) 1986-04-01 1987-01-05 정련용기 및 그 용기에서의 용탕정련방법

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4647019A (ko)
EP (1) EP0239717B1 (ko)
JP (1) JPS62235415A (ko)
KR (1) KR920000521B1 (ko)
AT (1) ATE58177T1 (ko)
AU (1) AU588658B2 (ko)
BR (1) BR8700010A (ko)
CA (1) CA1310193C (ko)
CS (1) CS275836B6 (ko)
DE (1) DE3765966D1 (ko)
ES (1) ES2018481B3 (ko)
MX (1) MX165748B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010096378A3 (en) * 2009-02-18 2010-12-09 Emerson Climate Technologies, Inc. Condensing unit having fluid injection
US7952828B2 (en) 2005-09-02 2011-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Hard disk drive, method for parking magnetic head of hard disk drive, and computer readable recording medium recording the method

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5436210A (en) * 1993-02-04 1995-07-25 Molten Metal Technology, Inc. Method and apparatus for injection of a liquid waste into a molten bath
US5679132A (en) * 1995-06-07 1997-10-21 Molten Metal Technology, Inc. Method and system for injection of a vaporizable material into a molten bath
CZ2013809A3 (cs) * 2013-10-21 2015-05-06 Žďas, A.S. Rafinační pánev
WO2017203394A1 (en) * 2016-05-23 2017-11-30 Sabic Global Technologies B.V. Removable upper portions of ladles, ladles including the same, and related systems and methods for use in molten metal processing

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1338655A (en) * 1918-11-13 1920-04-27 Richard S Mccaffery Bessemerizing iron
US3724830A (en) * 1969-08-15 1973-04-03 Joslyn Mfg & Supply Co Molten metal reactor vessel
US3816720A (en) * 1971-11-01 1974-06-11 Union Carbide Corp Process for the decarburization of molten metal
US3934863A (en) * 1974-03-11 1976-01-27 Uddeholms Aktiebolag Apparatus for refining molten metal and molten metal refining process
SE395911B (sv) * 1974-04-16 1977-08-29 Uddeholms Ab Behandling av metallsmelta i keramiskt infordrat reaktionskerl
US4208206A (en) * 1977-03-31 1980-06-17 Union Carbide Corporation Method for producing improved metal castings by pneumatically refining the melt
DE2737832C3 (de) * 1977-08-22 1980-05-22 Fried. Krupp Huettenwerke Ag, 4630 Bochum Verwendung von im Querschnitt veränderlichen Blasdüsen zur Herstellung von rostfreien Stählen
US4190435A (en) * 1978-10-25 1980-02-26 Uddeholms Aktiebolag Process for the production of ferro alloys
BE872983A (fr) * 1978-12-21 1979-04-17 Centre Rech Metallurgique Perfectionnements aux dispositifs pour l'affinage pneumatique de la fonte
JPS572447Y2 (ko) * 1979-11-21 1982-01-16
ATE5202T1 (de) * 1979-12-11 1983-11-15 Eisenwerk-Gesellschaft Maximilianshuette Mbh Stahlerzeugungsverfahren.
DE3031680A1 (de) * 1980-08-22 1982-03-11 Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg Verfahren zur gaserzeugung
JPS6017011A (ja) * 1983-07-07 1985-01-28 Daido Steel Co Ltd ガス吹込み精錬容器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7952828B2 (en) 2005-09-02 2011-05-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Hard disk drive, method for parking magnetic head of hard disk drive, and computer readable recording medium recording the method
WO2010096378A3 (en) * 2009-02-18 2010-12-09 Emerson Climate Technologies, Inc. Condensing unit having fluid injection

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0416526B2 (ko) 1992-03-24
BR8700010A (pt) 1988-01-12
AU6711687A (en) 1987-10-08
ES2018481B3 (es) 1991-04-16
EP0239717B1 (en) 1990-11-07
JPS62235415A (ja) 1987-10-15
DE3765966D1 (de) 1990-12-13
CA1310193C (en) 1992-11-17
AU588658B2 (en) 1989-09-21
KR870010200A (ko) 1987-11-30
ATE58177T1 (de) 1990-11-15
EP0239717A1 (en) 1987-10-07
US4647019A (en) 1987-03-03
CS275836B6 (en) 1992-03-18
MX165748B (es) 1992-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3953199A (en) Process for refining pig iron
GB1503354A (en) Method and apparatus for eliminating nose-skulls from bottom-blown oxygen metal refining vessels
US4329171A (en) Steel making method
US3664652A (en) Method and apparatus for the treatment of molten metal
KR920000521B1 (ko) 정련용기 및 그 용기에서의 용탕정련방법
JPS5933642B2 (ja) 溶融金属の浴を処理する方法
US4345746A (en) Apparatus for refining ferrous melt with slag conditioning
US4708738A (en) Method for refining very small heats of molten metal
US2950186A (en) Method for top blowing pulverulent burnt lime and oxygen into cast iron for refining same
EP0328677B1 (en) PROCESS FOR MELT REDUCTION OF Cr STARTING MATERIAL AND MELT REDUCTION FURNACE
US4649867A (en) Coal gasification reactor of the type employing a bath of liquid metal
US3724830A (en) Molten metal reactor vessel
EP0334915B1 (en) Process for heating molten steel contained in a ladle
US4758269A (en) Method and apparatus for introducing gas into molten metal baths
EP0073274B1 (en) Method of preliminary desiliconization of molten iron by injecting gaseous oxygen
US4462825A (en) Method for increasing the scrap melting capability of metal refining processes
US2959478A (en) Method and apparatus for handling metallic melts
US3934863A (en) Apparatus for refining molten metal and molten metal refining process
US4093190A (en) Process for the protection of a refractory wall in service
US5299784A (en) Degassing vessel for the vacumm treatment of liquid steel
US4711430A (en) Side-injected metal refining vessel and method
Dutta et al. Oxygen Steelmaking Processes
US3554519A (en) Furnace for producing steel continuously
US4612044A (en) Method of vacuum treating metal melts, and vessel for use in the method
RU2121513C1 (ru) Способ обработки стали в ковше

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20010112

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee