KR930012176B1 - 금속 정련법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

금속 정련법

제1도는 본 발명의 금속 정련법을 실시하는 장치의 단면도.

제2도는 상부 취입 O₂렌스를 갖는 본 발명의 금속정련법을 실시하는 장치의 단면도.

제3도는 큰지름의 긴꼬리 모양 산소를 취입하는 경우를 도시하는 본 발명의 금속정련법을 실시하는 장치의 단면도.

제4도는 금속용탕에서 가스 중에 미연소 O₂가스가 잔존하는데 필요한 최대금속 용탕깊이, 취입구 지름, 취입구의 취입가스 유속의 관계를 도시하는 그래프.

제5도는 O₂가스와 불황성 가스와의 혼합 가스를 불어넣는 경우를 도시하는, 본 발명의 금속정련법을 실시하는 장치의 단면도.

제6a도는 O₂가스와 불활성 가스를 2중관형상으로 하여 불어넣는 경우를 도시하는, 본 발명의 금속정련법을 실시하는 장치의 단면도.

제6b도는 날개깃 입구부의 확대도.

제7도는 다수의 큰지름의 취입구와 다수의 작은지름의 취입구의 각각에서 O₂가스와 불활성 가스와의 혼합가스를 불어넣는 경우를 도시하는, 본 발명의 금속정련법을 실시하는 장치의 단면도.

제8도는 종래기술(Ⅰ)의 금속정련장치의 단면도.

제9도는 종래기술(Ⅱ)의 금속정련장치의 단면도.

제10도는 종래기술(Ⅲ)의 금속정련장치의 단면도.

제11도는 종래기술(Ⅳ)의 금속정련장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2:내화벽돌 3:금속용탕

4:저부취입구 9:횡취입구

13:온도계 15:분석계

본 발명은 금속원료와 탄소함유 연료, 슬래그 생성제 및 O₂가스를 금속용탕내에 도입하고, 금속원료를 용해정련하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 다음 2개의 정련법에 적용된다. 즉, 우선 첫번째는 용융환원법이다. 용융환원법은 고로법(高爐法)을 대신하는 것인바, 고로법은 다수의 부속설비를 필요로하고, 강점결탄(强粘結炭)등 고가원료를 필요로하며, 또 건설비가 높고 또한 광대한 대지가 필요하다는 결점을 가지므로 이들 결점이 없는 기술로서 근래 개발된 것이다.

일반적인 용융환원 프로세스는 주요 설비로서, 용융환원로와 예열·예비환원 유동층로(流動層爐)를 가지고 있다. 이 용융환원 프로세스에 대해서 약술하면 이하와 같다. 금속원료인 금속산화물은 예열·환원 유동층 로내에서 용융환원로부터 배출가스에 의해 예열, 예비 환원된 후, 석탄등의 탄소함유 연료, 슬래그 생성제와 더불어 용융환원로에 장입된다. 이 용융환원에는 O₂가스 및 교반용 가스가 취입(吹입)되고 있으며, 탄소함유 연료는 용융환원로내에 이미 생성된 금속용탕에 용해됨과 더불어 탄소함유연료중의 탄소가 O₂가스(이하 메인 O₂가스라 칭한다)에 의해 연소되어 O₂가스로 되며, 동시에 발열을 수반한다. 이 연소열에 의해서 금속원료가 용해함과 더불어 금속원료는 탄소에 의해서 최종 환원된다.

그리고, 상기 CO 가스는 메인 O₂가스와 상이한 계통으로부터 취입되는 O₂가스(이하 2차 연소용 O₂가스라 칭한다)에 의해 2차 연소되어서 CO₂가스로 되며, 이때 발생하는 열도 금속용탕으로 회수해서 금속원료의 용해에 이용하려는 것이다.

두 번째는 금속 스크랩 용해법이다. 즉, 상술의 용융환원법과 마찬가지로 탄소함유 연료중의 탄소를 O₂가스로 연소시킬 때 발생하는 열로써 연료스크랩을 용해하는 프로세스이다.

상기 프로세스에서의 최대의 과제는 노내에서 발생한 열중, 2차 연소에 의한 열을 어떻게 유효하게 회수하느냐 하는 것이다. 즉, 노내에 가해진 열원(석탄의 연소열)의 약 80%는 CO 가스가 보유한 채 배출되므로 이 CO 가스가 갖는 다량의 연소열을 유효하게 이용하기 위해서는 2차 연소법을 연구할 필요가 있다. 그리고, 이 2차 연소법에 관련하는 선행기술로는 이하와 같은 방법이 공지되어 있다.

일본 특허출원 공개 소화 62-28031에는 제8도에 도시하듯이 용융환원에 의해 생성한 금속욕(金屬浴)(31)의 금속을 취입 가스에 의해 불어내어(splash) 2차 연소 영역에 비산하도록한 것을 특징으로하는 용융환원법에 관한 발명이 개시되어 있다. (이하 종래기술 Ⅰ라 한다)

또, 일본특허 출원 공개소화 64-68415에는 제9도에 도시하듯이 저부 취입구(41), 횡 취입구 입구(42) 및 상부 취입 랜스(43)을 구비한 용융환원로에 있어서, Cr 광석과 함께 저부취입구(41)로부터 CO 또는/ 및 불활성 가스를 불어넣고, 가스흐름의 적어도 일부가 저부 취입 가스에 의한 용탕 융기부(A)에 부딪히도록 횡 취입구(42)에서 CO 또는/ 및 불활성 가스를 불어넣고, 상부 취입 랜스(43)에서 용탕중으로 메인 O₂가스를 불어넣음과 더불어, 상부 취입 랜스(43)의 옆에서 슬래그중으로 2차 연소용 O₂가스를 불어넣으므로서 Cr 광석을 용융환원하고, 그후 소정의 탈탄처리를 실시하는 것을 특징으로하는 용융환원에 의한 스텐레스 용강의 제조법에 관한 발명이 개시되어 있다. (이하 종래기술 Ⅱ라 한다)

또한, 일본특허출원 공개평성 1-205016에는, 제10도에 도시하듯이 철광석을 탄재, 슬래그 생성제와 함께 정련로(51)에 장입하고, 저부 취입구(52) 및 횡 취입구(53)에서 불활성 가스, CO 또는 프로세스가스를 불어넣는 용융환원법으로서, 상부 취입 산소 랜스(54)로부터 메인 O₂가스 및 2차 연소용 O₂가스를 취입하고, 횡 취입구(53)으로부터의 가스 흐름의 적어도 일부가 저부 취입구(52)에서 불어넣어진 가스에 의해서 솥꾸친 용탕부분(B)에 접촉하도록 하고, 가루상의 탄재 또는 수증기를 불어넣어, 배출가스의 산화도를 제어하는 것을 특징으로하는 용융환원법 및 장치에 관한 발명이 개시되어 있다(이하, 종래기술 Ⅲ이라한다).

또한, 일본특허출원 공개 소화 61-221322에는 제11도에 도시하듯이 다량의 슬래그(61)을 금속욕(21)상에 유지하고, 노내에서 발생하는 가연성 가스의 일부를 산소 함유가스에 의해 연소시켜서 발생한 열을 슬래그(61)에 전달하고, 또한 슬래그(61)을 가스로 교반, 또는 환류하므로서 슬래그 보유열을 효율좋게 금속욕(62) 또는 금속원료(C)에 전달하는 것을 특징으로하는 금속원료 용해정련방법에 관한 발명이 개시되어 있다.(이하, 종래기술 Ⅳ라 한다)

그러나, 상기 종래기술 Ⅰ- Ⅳ에는 이하와 같은 문제점이 있다. 종래기술(Ⅰ)에 있어선 스플래시 형성용 취입구(32)에서 불어넣어진 O₂가스에 의해 금속욕(31)내의 금속은 슬래그(33)상의 2차 연소영역으로 날려진다. 그리고 2차 연소용 취입구(34)에서 불어넣어진 O₂가스로 2차 연소가 행해진다. 이 경우, 2차 연소가 슬래그(33)상에서 행해지므로 2차 연소로 발생한 열의 일부는 금속에 전달되어도 대부분의 연소열은 배출가스가 보유한 채 배출되므로 금속에 유효하게 회수되지 않는다. 또, 2차 연소의 복사열로 노측내화물이 고온이 되므로 내화물의 손상도가 크다.

종래기술 Ⅱ는 상부 취입 랜스(43)에서 불어넣어진 2차 연소용 O₂가스에 의해 슬래그(44)내에서 2차 연소를 행하려는 것이나, 2차 연소용 O₂가스의 취입량에는 제한이 있고, 또 횡취입구(42)로부터 불어넣어진 가스에 의해 슬래그를 강하게 교반하여도, 2차 연소용 O₂가스와 피연소가스(CO 가스)의 완전한 접촉 및 혼합에 의한 연소는 곤란하다. 즉, 2차 연소용 O₂가스와 접촉하지 않고 슬래그층을 통과해서 용탕에서 배출되는 CO 가스량이 상당히 많다. 이같은 상태하에서 2차 연소율을 향상시키기 위하여 2차 연소용 O₂가스량을 증가시켰을 경우, O₂가스의 일부가 미반응으로 되며, 이 미반응 O₂가스가 슬래그(44)상에서 연소하고, 종래기술(Ⅰ)과 마찬가지로 연소열은 배출가스가 가져가므로 유효하게 이용되지 않는다. 또, 2차 연소의 복사열로 노측내화물의 손상도가 크다.

종래기술 Ⅲ도 상부취입 산소랜스(54)에서 불어넣어진 2차 연소용 O₂가스에 의해 슬래그(55)내에서 2차 연소를 행하려는 것으로, 이 경우도 종래기술 Ⅱ와 마찬가지 결점을 갖고 있다.

종래기술 Ⅳ는 다량의 슬래그욕(61)이 화학적 프로세스의 버퍼로서 또는 보온층으로서의 효과를 발휘하므로 2차 연소가 안정되게 행해진다는 이점은 있으나, 이 종래기술 Ⅳ도 상기 종래기술 Ⅱ 또는 Ⅲ과 마찬가지의 결점을 갖고 있다.

본 발명은 종래의 기술이 갖는 이같은 문제점을 감안하여 이뤄진 것으로, 그 목적은 장치를 손상함이 없고, 안정되게 높은 2차 연소율을 실현하여 2차 연소에 의해 발생한 열을 유효하게 회수할 수 있는 금속정련법을 제공하는데 있다.

[발명의 요약]

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 요지는 금속용탕내에 금속원료와 탄소 함유연료, 슬래그 생성제 및 O₂가스를 도입하고, 탄소 함유 연로로부터 금속용탕내로 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키며, 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키고 그것들의 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록, 바닥부 부근에서 큰지름의 O₂가스 또는 O₂가스를 포함한 가스를 불어넣는 것을 특징으로하는 금속정련법을 제1의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소 함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소 함유연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고, 그 CO 가스를 다시 O₂가스에 의해 2차 연소시켜서 열을 발생시키고 그것들의 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소상태로 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스나 공기 등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합하고, 바닥부 부근에서 큰지름의 혼합가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량) 비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며, 역으로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 (CO₂/CO+CO₂)비가 증가하고, 역으로 (O₂가스유량)/(다른 종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 (CO₂/CO+CO₂)비가 조정가능하다는 것을 특징으로하는 금속정련법을 제2의 발명으로 한다.

그리고 금속용탕내에 금속원료와 탄소 함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소 함유연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고, 그것들의 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부근에서 큰지름의 O₂가스 흐름을 중심으로 하고, 그 외주에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른 종류의 가스 흐름을 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내로 불어넣고 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스 유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서 (O₂가스유량)/(다른종류의 유량)비를 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제3의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유 연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유 연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스에 의해 연소시키고 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키고 그것들의 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근의 큰 지름의 취입구 및 복수의 작은 지름의 취입구의 각각에서 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합가스를 노내로 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중에 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 상기 O₂가스유량과 다른종류의 가스유량을 조정하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능함을 특징으로하는 금속정련법을 제4의 발명으로 한다.

또 상기 제1의 발명에 있어서 불어넣는 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스의 유량을 감소시키면, 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하며, 역으로 불어넣는 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스의 유량을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하는 관계를 이용해서, 불어넣는 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스의 유량을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법은 제5의 발명으로 한다.

또 상기 제1의 발명에 있어서 노내 금속용량 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제7의 발명으로 한다.

또 상기 제1의 발명에 있어서 상부 또는 측부로부터 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스를 불어넣은 것을 특징으로하는 금속정련법을 제8의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소 함유연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고, 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키고 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키고 그것들의 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소 O₂가스가 슬래그 내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스나 공기 등의 O₂이외의 다른 종류의 가스를 혼합해서 바닥부 부근에서 큰지름의 혼합 가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스감량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고, 역으로(O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며, 역으로 노내 금속용량 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제9의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소 함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유 연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시키고 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서, 열을 발생시키고 그것들의 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소 O₂가스가 슬래그 내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근에서 큰지름의 O₂가스류를 중심으로 해서 그 외주에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)가 증가하고 역으로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제10의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유 연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유 연료로부터 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키며 그 CO가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시켜, 그것들의 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태에서 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근의 복수의 큰지름의 취입구 및 복수의 작은 지름의 취입구의 각각에서 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합가스를 노내로 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중의 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 또한 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, 상기 O₂가스유량과 다른종류의 가스유량과 노내 금속용탕 레벨을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능함을 특징으로하는 금속정련법을 제11의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고 탄소함유 연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키며 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시켜, 그것들의 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그 내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합해서 바닥부 부근에서 큰 지름의 2혼합가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며, 역으로(O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내압력을 증가시키며 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정 가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제12의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고 탄소함유 연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키며 그것들의 열에 의해 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태에서 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부근에서 큰 지름의 O₂가스류를 중심으로 해서 그 외주에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층구조의 가스류를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로(O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량) 비와 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법 제13의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고 탄소함유내연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 이 CO 가스를 다시 O₂가스에 의해 2차 연소시켜서 열을 발생시키며 그것들의 열에 의해 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근의 복수의 큰 지름의 취입구 및 복수의 작은 지름의 취입구의 각각에서 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합가스를 노내로 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중의 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 또한 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+ CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, 상기 O₂가스유량과 다른종류의 가스유량과 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제14의 발명으로 한다. 또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유 연료와 슬래그생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 이 CO 가스를 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키며 그것들의 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태에서 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스나 공기 등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합해서 바닥부 부근에서 큰 지름의 혼합가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 (O₂가스유량)/(다른 종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 노내 금속용융 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 노내 금속용융 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨과 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제15의 발명으로 한다.

또 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고 탄소함유 연료에서 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고, 이 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 그것들의 열로 금속원료를 용융정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근에서 큰지름의 O₂가스류를 중심으로 하고 그 외주에 N₂가스나 공기 등의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내에 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키는 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨과 노내압력을 제어하므로서, 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂(CO+CO₂)비가 조정가능함을 특징으로하는 금속정련법을 제16의 발명으로 한다.

금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유 연료로부터 금속용탕내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 이 CO 가스를 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키고 그것들의 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근에서 큰 지름의 O₂가스류를 중심으로하고, 그 외주에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내에 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO2)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 노내금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 역으로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+ CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨과 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제16의 발명으로 한다.

금속용탕내에 금속원료와 탄소함유 연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유 연료에서 금속용량내에 용해한 탄소를 O₂가스로 연소시켜서 열을 얻음과 더불어 CO 가스를 발생시키고 그 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜서 열을 발생시키며 그것들의 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소하지 않고 미연소 상태로 금속용탕에서 나와 이 미연소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근의 복수의 큰 지름의 취입구 및 복수의 작은 지름의 취입구의 각각에서 O₂가스에 N₂가스나 공기등 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합 가스를 노내로 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중의 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 또한 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내금속 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO +CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하며 역으로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용해서, 상기 O₂가스유량과 다른종류의 가스와 노내 금속용탕 레벨과 노내압력은 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로하는 금속정련법을 제17의 발명으로 한다.

[실시예의 상세한 설명]

제1도에 있어서, 도면부호 1은 내면에 내화벽돌(2)를 장설하여서 된 철광석용융 환원로이며, 노내의 금속용탕(3)에 대해서 노 바닥부에는 큰지름의 기포상 산소(G1)을 불어넣는 것이 가능한 저부취입구(4) 및 교반용 가스의 취입노즐(5)를 설치하고, 이 근처에는 출선구(6)을 설치하고 있다. 금속용탕(3)상의 슬래그욕(7)에 대해서 노벽측에 배출구(8) 및 교반용가스의 횡취입구(9)를 설치하고, 다시 노정부(爐頂部) 개구에는 배기가스 덕트(10)를 설치하며, 이 배기가스 덕트(10)근처에는 예열·예비환원 유동층(도시생략)으로 예열·예비 환원된 철광석을 노내에 장입하는 슈트(11) 및 탄소함유연료와 슬래그 생성제를 장입하는 슈트(12)를 설치하고 있다.

도면부호 13은 노내상부의 가스온도를 감지하는 온도계, 14는 가스 샘플링장치, 15는 CO와 CO₂의 분석계이다. 도면부호 16은 변환조절계, 17은 O₂취입량을 제어하는 제어밸브이다. 또한, 본 실시예에 있어서의 용융환원로란 금속정련장치를 나타낸다. 또, 본 발명에 있어서 바닥부 근처에 설치한 취입구란 노정부에서 출선구(6)가 위치하는 부근까지에 설치한 취입구를 말하며, 본 실시예에 있어서는 취입구(4)가 이것에 상당한다.

제2도는 정부에서 상부취입 O₂랜스(18)를 슬래그요(7)내에 장입한 상태를 도시하는 도면이다.

다음에 상기 구성에 있어서 본 발명의 작용을 금속용탕 내 및 슬래그욕 내로 나누어 설명한다.

＜금속용탕내 작용＞

노바닥의 저부 취입구(4)로부터 불어넣어진 기포상의 산소의 지름이 작을 경우, 이 산소의 전체량은 금속용탕(3)내에 용해하고 있는 탄소와 하기 ①식과 같이 반응해서 CO 가스로 된다.

그러나 본 발명에선 기포상 산소의 지름이 크므로 기포산소의 표면부분만이 탄소와 반응해서 CO로 되며, 그것들의 CO 가스의 일부는 기포중의 나머지의 산소와 하기 ②식과 같이 반응해서 CO₂다시 C와 반응해서 다시 CO 가스로 되면서 상승하지만 기포가 크므로 금속용탕을 통과하는 시간내에는 반응을 완료하지 않는다.

즉, 금속용탕을 빠져 나오는 가스는 CO와 O₂및 CO₂의 공존 가스로 되어 슬래그욕(7)으로 부상한다. 그리고, 이 공존가스의 금속용탕내에서의 상기 반응 ① 및 ②의 결과 발생하는 열은 금속용탕에 부여된다.

한편, 노정부의 슈트(11)에서 노내에 장입된 광석은 상기 ① 및 ②의 반응으로 발생한 열을 받아서 용융하고, 금속용탕중에 포함되어 있는 탄소에 의해 환원되어 용선으로 된다. 이같이 해서 만들어진 용선은 노하부에 있는 출선구(6)에 취출된다.

그리고, 금속용탕중의 탄소는 상기 반응에 의해서 순차적으로 소비되어 감소하므로 이 탄소량을 보급하기 위해 슈트(12)로부터 석탄이 적절히 노내에 장입된다.

＜슬래그 욕내 작용＞

상기와 같이 해서 금속용탕(3)에서 슬래그욕(7)내로 진입한 CO와 O₂와 CO₂의 공존가스는 기포상으로 슬래그욕(7)중을 상승하지만, 그 상승중에 시간의 경과와 더불어 내부의 가스가 혼합되어서 가스중의 CO와 O₂가 반응해서 CO₂로 된다. 즉, 종래 기술같이 2차 연소용 O₂가스와 CO 가스가 나뉘어 있는 것은 아니고, 각 기포가 연소하도록 O₂와 CO를 함께 내포하는 상태에서 슬래그 중으로 들어가므로 슬래그중에서의 2차 연소효율은 매우 양호하다. 그리고, 그 연소열은 슬래그욕(7)에 부여된다. 슬래그욕(7)은 노측벽의 횡취입구(9)에서 슬래그욕(7)내에 불어넣어지는 교반 가스에 의해 격하게 교반, 또는 환류되고 있으므로 슬래그욕(7)내에서 발생한 상기 연소열은 슬래그욕(7)과 금속용탕(3)과의 경계면을 통해서 금속용탕(3)에 전달된다.

이같이 해서 원료(탄소)가 보유하는 연소열을 금속용탕에 매우 효율있게 전달한 후, 연소배출가스는 슬래그욕(7)으로부터 노내상부 공간을 상승해서 배기가스도관(10)을 거쳐서 노외로 배출된다.

또, 상기의 반응과정에 있어서 노벽측에 설치한 슬래그 배출구(8)로부터는 노내의 슬래그량을 소정량으로 유지하기 때문에 적절한 슬래그의 배출이 행해지며, 노정부의 슈트(12)에서는 적절히 슬래그 생성제가 투입된다.

저부취입의 경우의 기본적인 프로세스는 상기와 같지만 상부 취입을 함께 사용한 상부·저부취입을 행할 수도 있다. 예컨대, 금속용탕(3)으로의 탄소보급원인 석탄중에는 휘발성분이 어느정도 포함되어 있으며, 이 휘발성분은 금속용탕(3)중을 상승해서 슬래그욕(7)에 까지 이르므로 상부취입 랜스(18)(제2도 참조) 또는 횡취입구(9)로부터 슬래그욕(7)내에 불어넣어진 산소로 상기 휘발성분이 연소해서 발열하고, 이 슬래그욕(7)내에서 발생한 열은 슬래그욕(7)이 상기같이 충분히 교반되고 있으므로 금속용탕에 효율있게 잘 전달된다. 이같이 해서 휘발성분의 보유열을 효과적으로 회수할 수 있다.

저부취입을 행하는 경우에도, 상부·저부취입을 행하는 경우에도 본 발명에 공통하는 기본적인 특징은, 「금속용탕(3)에서 슬래그욕(7)으로 진입하는 가스중에 미연소 O₂를 잔류시킨 상태로 하고, 그 미연소 O₂를 슬래그내에서 2차 연소시키는 것에 있으나, 그러기 위한 방법으로선 상기 이외에도 이하와 같은 방법을 채용할 수 있다.

(1) 제3도에 도시한 것같은 큰 지름의 긴꼬리상의 산소(8₂)를 취입하는 방법.

불어넣는 산소량을 증가시킴으로써 긴꼬리상이 되지만, 이 지름이 작은 경우는 긴 꼬리상의 산소는 거의 CO 가스로 된다. 여기에서, 산소 지름을 크게함으로써 표면부분만이 CO 가스로 되며, 금속용탕(3)으로부터 슬래그욕(7)에 진입하는 가스의 내부에는 미연산소가 잔존한다. 그 결과, 상기와 마찬가지의 효율적인 2차 연소가 기대될 수 있다.

(2) 제7도에 도시한 바와 같이 미소기포상 산소와 큰지름 기포상 산소를 혼재시키는 방법.

미소기포상 산소는 금속용탕(3)중에서 거의 CO 가스로되지만 슬래그욕(7)내에서 큰 지름기포상 산소중의 미연산소로 2차 연소를하며, 2차 연소율을 향상하는 것이 기대될 수 있다.

또, 이 방법과 유사한 방법으로서 상기(1)의 방법에서 미소기포상 산소 또는 작은지름의 긴 꼬리상 산소를 동시에 불어넣는 방법을 채용할 수도 있다.

이상이 본 발명에 따른 2차 연소방법의 기본적인 프로세스인데 본 발명의 특징이다. 노바닥부부근에서 불어넣은 O₂가스의 일부가 미연소 상태로 금속용탕으로부터 나오기 위한 한계조건의 예가 제4도에 도시되어 있다. 도면에서 명확하듯이「금속용량의 깊이」,「취입구의 지름」,「취입구 가스유속」의 3개의 요인에 의해서 본 발명의 2차 연소의 진행이 좌우된다. 따라서, 본 발명에 따른 방법과 이들 요인을 적절히 조합해서 2차 연소를 제어하면, 금속용탕의 생산량의 조정, 부원료의 원단위저감, 용융 환원로의 설비보호등을 도모할 수 있다.

다음에는 상기 각 요인의 효과에 대해서 설명한다. ① 금속용탕의 깊이 금속용탕의 깊이가 얕아지면 불어 넣어진 O₂가스와 금속용탕의 접촉시간이 짧아지므로 금속용탕으로부터 슬래그욕내로 진입하는 CO-O₂-CO₂공존가스중의 미연산소의 량이 증가한다. 그런데, 이 금속용탕의 깊이가 과도하게 짧은 경우엔 슬래그욕내에서 미연산소가 소비되지 않으며 슬래그욕위에서 이 미연산소가 연소하는 수가 있다. 따라서, 부원료(탄재)의 원단위의 상승이나 노내 내화물의 손모를 초래하는 수가 있다.

반대로 금속용탕의 깊이가 깊어지면 불어넣어진 O₂가스와 금속용량의 접촉시간이 길어지므로 금속용탕으로부터 슬래그욕내로 진입하는 CO-O₂-CO₂공존 가스중의 미연산소의 양이 감소한다. 따라서 2차 연소율이 저하되고 금속용량의 생산량의 저감을 가져오게 한다.

그래서, 금속용탕의 깊이로는 상기 같은 이유로 적절한 범위로 할 필요가 있고, 안정조업을 유지하기 위해서는 금속용량 깊이는 300mm 이하는 바람직하지 않다. 한편, 금속용량으로부터 나오는 가스중에 미연 O₂가스를 잔존시키기 위해선 제4도에서 금속용탕깊이의 상한은 1000mm로 하는 것이 바람직하다.

또, 제4도로 명백하듯이 금속용량 깊이를 변경하므로서 2차 연소율을 제어하는것도 가능하다.

② 취입구의 지름(노바닥에서 금속용탕내에 불어넣는 산소의 지름)과 취입구에서 취입 가스의 유속.

상기와 같이 효과적인 2차 연소를 행하기 위해선 산소의 지름은 클수록 바람직하고, 그러기 위해선 취입구의 지름을 크게할 필요가 있고, 또한 이 취입구 지름을 일정하게 했을 경우, 2차 연소율은 취입구에서의 취입 가스유속에 의해 변화한다. 예컨대, 제4도에 의하면 금속용탕깊이가 300mm이고 취입구 지름이 30mm에서는 취입구에서의 취입 가스유속이 200m/sec 이하인 경우, 불어넣어진 모든 O₂가스는 금속용탕중의 C와 반응하며 CO 가스로 된다. 역으로 취입구에서의 취입가스 유속이 200m/sec 보다 커지면, 금속용탕에서 나오는 가스중에 미연소 O₂가스가 혼입하게 되고, 취입가스 유속이 커질수록 미연소 O₂가스의 량이 증가한다. 그리고, 이 미연소 O₂가스는 금속용탕상에서 CO 가스와 연소해서(즉, 2차 연소해서), CO₂로 된다. 이 2차 연소율은(미연소 O₂가스량)/(전체 취입 O₂가스량)에 일치하는 것이며, 금속용탕 깊이가 300mm인 경우에서 2차 연소율의 일예를 들면 다음의 표1과 같다.

[표 1]

또한, 취입구 가스유속을 증감하는 방법으로는 예컨대 다음 3가지 방법이 있다.

(1) 취입 산소유량을 증감한다.

(2) 제5도에 도시하듯이 취입 산소중에 혼입시키는 가스유량을 증감한다.

(3) 노내압력을 바꾸고 취입구 가스의 실제용적을 바꾼다.

이들 요인을 변환시킴에 따라 2차 연소율에 대한 영향은, 가스샘플링장치(14)에서 채취한 노내상부의 가스중의 CO 농도 및 CO₂농도를 분석계(15)로 분석함으로써 알수 있다. 즉,「노내상부의 가스중의 CO₂농도가 높고 CO 농도가 낮다는 것」은「2차 연소의 효율있게 행해지고 있을」을 나타내며, 역으로「상기 가스중의 CO₂농도가 낮고 CO 농도가 높다는 것」은「2차 연소의 효율이 낮다는」것이다. 그래서, 상기 가스중의(CO₂농도)/(CO 농도+CO₂농도)의 비율(이하, 배출 가스중 CO₂비율 이라함)을 알면, 이 배출가스중 CO₂비율을 2차 연소의 효율판정의 기준으로 사용할 수 있고, 효과적인 조치를 취할 수 있다. 다음에 이 배출 가스중 CO₂비율이 최초의 설정범위보다 작은 경우와 큰 경우로 나누어 구체적인 조업방법을 설명한다.

(배출 가스중 CO₂비율이 최초의 설정범위보다 작아졌을 경우).

이 경우는 2차 연소율이 저하한 것이므로 취입구에서의 취입 O₂가스유속(산소유량)을 증가시키면 된다. 그러면, O₂가스와 금속용탕과의 접촉시간이 짧아지므로 금속용탕에서 나오는 가스중에는 CO,CO₂와 더불어 미연소소 O₂가 많이 잔조하게 된다. 이 미연소소 O₂는 금속용탕에서 CO와 2차 연소해서 CO₂로 된다. 그결과, 배출 가스중 CO₂비율이 향상된다.

(배출 가스중 CO₂비율이 최초의 설정 범위보다 크게 되었을 경우).

이 경우는 2차 연소가 매우 고효율로 행해지고 있음을 나타내지만, 동시에 노내가스온도가 지나치게 상승하는 경우가 있으며, 설비 보호의 관점에서 2차 연소를 억제하는 것이 필요한 경우가 있다. 그러기 위해선 취입구에서 취입 가스유속(산소 유량)을 감소시키면 된다. 그러면, O₂가스와 금속용탕과의 접촉시간이 길어지므로 이 O₂가스와 금속용탕과의 접촉시간이 길어지므로 이 O₂가스는 금속용탕내에서의 용해탄소와의 반응에 거의 소비되어 버리고, 금속용탕에서 나오는 공존가스의 주성분은 CO와 CO₂로되며, 미연소 O₂가스는 적어진다. 그 결과, 배출 가스중 CO₂비율은 저하한다.

이같이 산소유량은 2차 연소율을 좌우하는 중요한 요인인데, 이 산소유량은 생산량의 조정 및 설비보호의 과점에서도 중요한 관리항목이다. 즉, 산소량은 2차 연소에 의한 발생열의 전체량을 결정하는 요인이며, 취입 산소량의 대소로써 금속용탕의 생산량을 조정하는 것이 가능하다.

한편, 산소량은 설비보호의 관점으로부터도 고려해야 된다. 예컨대, 노내 내화물 보호를 위해서 온도계(13)에서 검출한 노내상부의 가스온도가 내화물의 내열온도(약 1700∼1800。)에 이르면, 제어밸브(17)을 조정해서 노내에 불어 넣는 산소유량을 감소시켜 연소총열량을 억제하고 노내최고 온도를 저하시킬 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명의 목적을 달성하기 위해선 큰지름의 O₂가스를 노바닥부 부근에서 불어넣는 것이 최대 포인트인바,「교반작용에 의한 반응촉진」과「O₂의 반응량의 저하에 의한 2차 연소율의 향상」을 목적으로 하고, 불활성가스를 이용할 수도 있다. 그래서, 다음에 불활성 가스를 노내로 불어넣는 경우의 방법과 그 작용에 대해서 상술한다.

(용탕교반)

(a) 금속용탕의 상부에는 슬래그욕이 있으며, 야금적효과(예컨대, 금속용탕중의 황(S)을 슬래그에 흡착시키기 위한 등)의 관점에서 금속용탕과 슬래그욕의 접촉성을 높힐 필요가 있으며, 그러기 위해 금속용탕과 슬래그욕에 불활성 가스를 불어넣어서 교반하면, 양쪽욕의 접촉성이 높아진다.

(b) 본 발명에선 2차 연소가 슬래그욕중에서 행해지므로 슬래그욕의 온도가 높아진다. 그래서, 이 슬래그욕의 열을 금속용탕으로 전달해서 효율적으로 반응을 촉진하기 위해서 금속용탕과 슬래그욕에 불활성가스를 불어넣어서 교반하면, 양쪽욕의 접촉성이 높아지며, 금속용탕내에선 O₂의 일부가 C와 반응할때의 발열량과 산화철이 환원될때의 흡열량과 슬래그용에서 금속용탕으로 전달되는 열량이 균형있게 보유되며 효율적으로 반응이 진행한다.

상기(a), (b)의 교반을 위해선 N₁등의 불활성 가스를 제1도의 횡 취입구(9), 또는 바닥부의 취입 노즐(5)에서 노내로 불어넣으면 된다.

(2차 연소율의 향상)

최종적으로는 어느것이나 2차 연소율의 향상을 목적으로하는 것이지만, 그 반응과정에서 이하의 2개의 방법으로 나눌 수 있다.

(c) O₂가스에 불활성 가스를 혼입하는 것에 의한 O₂의 반응량의 저하.

이 경우는 다시 노내 전체 취입 가스유량을 증가시키는 경우와 증가시키지 않는 경우의 2가지로 나눌 수 있다.

① 노내 전체 취입 가스유량을 증가시키는 경우 O₂가스량을 동일하게 하고 N₂가스 등의 불활성 가스를 첨가하면, 노내전체 취입 가스유량이 증가하므로 취입구에서의 취입 가스 유속이 커지며, 그 결과 2차 연소율을 높일 수 있다.

예컨대, 표1에 기재한대로 취입 입구 지름 50mm, 금속용탕깊이 300mm의 경우, 취입구에서 취입 가스유속 200m/sec로 O₂가스를 불어넣으면, 2차 연소율은 30%이지만, 이 O₂가스 유량의 50% N₂를 O₂가스에 첨가 혼합해서 노내에 불어넣으면 취입구에서 취입 가스유속은 300m/sec로 되며, 2차 연소율은 45% 이상이 된다. 45% 이상이 되는 것은 이하의 설명에서도 분명하듯이, O₂가스에 첨가되는 것이 불활성인 N₂가스이고, 금속용탕내에서의 O₂가스와 C와의 반응이 억제되는 효과도 중첩될 수 있기 때문이다.

② 노내 전체 취입 가스유량을 증가시키지 않는 경우 이 경우, O₂가스에 혼입시키는 N₂가스량이 많을수록 O₂가스와 금속용탕중의 C와의 반응량은 저하되며 역으로 2차 연소율은 높아진다. 예컨대, 상기한 바와 같이 취입구 지름 30mm, 금속용탕 깊이 300mm, 취입구에서 취입 가스 유속이 300m/sec이 경우, 취입가스가 O₂만이라면 2차 연소율은 20%이지만, 취입 가스중의 50%를 O₂로 하고, 나머지 50%를 O₂로 하고, 나머지 50%를 N₂로 하면 2차 연소율은 30%로 향상된다.

이같이 노내 취입 O₂가스에 N₂가스를 혼입하기 위한 설비의 일예로서는 제5도에 도시하듯이 O₂를 운반하는 O₂공급라인(19)에 평행하게 N₂를 운반하는 N₂공급라인(20)을 설치하고, 분석계(15)에 의한 노내상부 가스중의 CO₂농도와 CO 농도의 분석값에 대응하여 변환조정계(16) 또는 (21)의 지시값을 변화시켜서, 제어밸브(17)을 통과하는 O₂유량 또는 제어밸브(22)를 통과하는 N₂유량을 증감하고, 양쪽 가스를 믹서(23)로 혼합한 후, 노바닥의 큰지름의 저부 취입구(4)에서 노내에 불어넣으면 된다.

이 제5도에 도시한 저부 취입구(4)는 큰지름이지만, 다시, 제7도에 도시하듯이 3개의 큰지름의 저부추입구(4)의 각각에 작은지름의 저부 취입구(4＂)를 나란히 설치하고, 큰지름의 저부취입구(4＂)에 접속된 O₂공급라인(19), N₂공급라인(20), 또는작은지름의 저부취입구(4＂)에 접속된 O₂공급라인(20), N₂공급라인(27)의 각 가스공급라인의 가스 유량을 조정하는 것에 의해서도 배출 가스중의 CO₂배율을 변화시켜, 상기와 마찬가지로 2차 연소율을 조정할 수 있다.

이 경우, 작은 지름의 저부취입구의 효과로선 지름의 대소에 의한 금속용탕에서 슬래그욕으로 기본적으로 나오는 가스중의 미연소 O₂량의 많고, 적음을 제외하면, 기본적으로 상기한 큰지름의 저부취입구의 효과와 동일한 기대할 수 있다. 또한, (28),(29)는 각각 변환조절계, (30)은 믹서이다.

(d) O₂가스와 금속용탕을 격리시키는 것에 의한 O₂가스의 반응량의 저하

제6(a)도에 도시하듯이 O₂공급라인(19)에 평행하게 N₂공급라인(20)을 설치함과 더불어 노바닥의 3개의 큰지름의 저부취입구(4＂)와 O₂공급라인(19), N₂공급라인(20)의 각각을 직접 접속하고, 이 취입구(4＂)는 제6(b)도에 확대해서 도시하듯이 2중관구조로 하고, O₂가스가 내부관(24)으로부터 불어넣어지며, 이 O₂가스를 에워싸듯이 N₂가스가 외부관(25)으로부터 불어넣어지게 되면, 취입구 부근에선 O₂가스와 금속용량이 N₂가스로 격리되며, 그 결과, 금속용탕에서의 O₂가스의 반응량이 저하되고, 금속용탕에서 나오는 가스중에는 미연소 O₂가스가 다량 포함되게 되며 2차 연소율을 향상 한다.

그 밖에, N₂등의 불활성 가스를 산소에 첨가하므로서 O₂의 반응량을 저하시키는 효과를 이용하고, 노내 최고온도의 저하를 도모하며, 노내 내화물을 보호할 수 있다. 또한, 상기의 각 실시예에 있어서는 불활성 가스로서 N₂가스를 사용했지만 이 N₂이외의 가스로서 공기를 사용할 수도 있다. 공기중에는 O₂도 포함되어 있으므로 이 경우에는 고가인 O₂의 사용량 저감이라는 효과도 기대된다.

본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되고 있으므로 다음에 기재하는 효과를 갖는다.

① 1차 연소용 O₂가스와 피연소가스(CO 가스)와의 접촉·반응이 매우 효율좋게 행해지므로 높은 2차 연소율을 얻을 수 있다.

② 2차 연소가 주로 슬래그욕 중에서 행해지며, 2차 연소로 발생한 열은 슬래그욕에 효과적으로 흡수되며, 이 열이 스래그욕에 접하는 금속용탕 경계면을 통해서 금속용탕으로 효율좋게 전해진다. 따라서, 노내에서 배출되는 가스의 보유 반응열이 적으며, 노내 발생열의 회수효율이 매우 높다.

③ 2차 연소가 슬래그욕내 또는 금속용탕내에서 균일하게 행해지므로 금속용탕이 국부적으로 가열 되는 일이 없고, 따라서, 노내 내화물의 손모가 적다.

④ 노바닥부 부근에서 불어넣는 O₂가스 유량 또는 불활성 가스유량을 제어하므로서, 또는 불활성 가스로써 O₂가스를 에워싸므로서, O₂가스의 반응량의 저하를 도모하여 2차 연소율을 용이하게 제어할 수 있다.

⑤ 노바닥 부근에서 불어넣는 O₂가스유량 또는 불활성 가스 유량을 제어하므로서 노내 최고온도의 저하를 도모하며, 노내 내화물을 보호할 수 있다.

Claims (17)

1. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내로 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근에서 큰지름의 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스를 불어넣는 것을 특징으로하는 금속정련법.
2. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내로 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합하여 바닥부 부근에서 큰지름의 혼합가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로(O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+ CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 제어하므로서 노내상부 또는 노출구가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
3. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내로 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근에서 큰지름의 O₂가스류를 중심으로 하여 그 외주에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
4. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내로 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그 내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근의 복수의 큰지름의 취입구 및 복수의 작은 지름의 취입구의 각각에서 O₂가스에 N₂가스나 공기 등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합가스를 노내로 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중의 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 상기 O₂가스유량과 다른종류의 가스유량을 조정하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
5. 제1항에 있어서, 불어넣는 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스의 유량을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하고, 반대로, 불어넣는 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스의 유량을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하는 관계를 이용하여, 불어넣는 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스의 유량을 제어하므로써 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
6. 제1항에 있어서, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고, 반대로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, 노내 금속용탕 레벨을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
7. 제1항에 있어서, 노내 압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)가 증가하고, 반대로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)가 감소하는 관계를 이용하여, 노내압력을 제어함으로써 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
8. 제1항에 있어서, 상부 또는 측부에서도 O₂가스 또는 O₂가스를 포함하는 가스를 불어넣는 것을 특징으로 하는 금속정련법.
9. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키며, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키고, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른 종류의 가스를 혼합하여 바닥부 부근에서 큰지름의 혼합가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
10. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료에서 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태에서 금속용탕에서 나와 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근에서 큰지름의 O₂가스류를 중심으로하고 그 외주에 N₂가스나 공기등의 O₂가스류를 중심으로 하여 그 외주에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
11. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료에서 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부 부근의 복수의 큰지름의 취입구 및 복수의 작은지름의 취입구의 각각으로부터 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합가스를 노내로 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중의 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 또한 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, 상기 O₂가스유량과 다른 종류의 가스유량과 노내 금속용탕 레벨을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
12. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료에서 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열에 의해서 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태에서 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스와 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합하여 바닥부근에서 큰지름의 혼합가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+ CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
13. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료에서 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부근에서 큰지름의 O₂가스류를 중심으로 하고 그 외주에 N₂가스와 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내에 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
14. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료에서 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부근의 복수의 큰지름의 취입구 및 복수의 작은 지름의 취입구의 각각에서 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합가스를 노내로 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중의 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 또한 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여 상기 O₂가스유량과 다른종류의 가스유량과 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
15. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료에서 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕 내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합하여 바닥부근에서 큰지름의 혼합가스를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨과 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/ (CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
16. 금속용탕내에 금속원료와 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내에 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부근에서 큰지름의 O₂이외의 다른종류의 가스류를 갖는 내외 2층 구조의 가스류를 노내로 불어넣고, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비를 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내 압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, (O₂가스유량)/(다른종류의 가스유량)비와 노내 금속용탕 레벨과 노내압력을 제어하므로써 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+ CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.
17. 금속용탕내에 금속원료롸 탄소함유연료와 슬래그 생성제와 O₂가스를 도입하고, 탄소함유연료로부터 금속용탕내로 용해된 탄소를 O₂가스로 연소시켜 열을 얻음과 동시에 CO 가스를 발생시키고, 상기 CO 가스를 다시 O₂가스로 2차 연소시켜 열을 발생시키며, 이러한 열로 금속원료를 용해정련하는 방법에 있어서, 금속용탕 내에서 일부의 O₂가스가 연소되지 않고 미연소소 상태로 금속용탕에서 나와, 이 미연소소 O₂가스가 슬래그내에서 2차 연소를 행하도록 바닥부근의 복수의 큰지름의 취입구 및 복수의 작은 지름의 취입구의 각각에서 O₂가스에 N₂가스나 공기등의 O₂이외의 다른종류의 가스를 혼합한 혼합가스를 노내에 불어넣고, 노내상부 또는 노출구부의 가스중의 CO 농도와 CO₂농도의 분석을 행하면서 금속원료를 용해정련하고, 또한 노내 금속용탕 레벨을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 증가하고 반대로 노내 금속용탕 레벨을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 감소하는 관계와, 노내압력을 감소시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+ CO₂)비가 증가하고 반대로 노내압력을 증가시키면 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+ CO₂)비가 감소하는 관계를 이용하여, 상기 O₂가스유량과 다른종류의 가스와 노내 금속용탕 레벨과 노내압력을 제어하므로서 노내상부 또는 노출구 가스의 CO₂/(CO+CO₂)비가 조정가능한 것을 특징으로 하는 금속정련법.