KR101277663B1 - 래들잔탕 재활용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연주공정 완료 후 래들잔탕을 용선예비처리가 끝난 용선에 혼합시켜 합탕을 만드는 단계, 상기 합탕에 염기도 조절제를 첨가하는 단계, 및 상기 합탕을 전로에 장입시킨 후 취련하여 용강을 만드는 단계를 포함하는 래들잔탕 재활용 방법을 제공한다.

Description

래들잔탕 재활용 방법{METHOD FOR RECYCLING OF REMAINED INGOT STEEL IN LADDLE}

본 발명은 래들잔탕을 재활용하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 취련을 통한 용강 제조시, 연주 조업 후 남은 래들잔탕을 효과적으로 재활용하기 위한 래들잔탕 재활용 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제강 공정을 거쳐 제조된 용강은 래들을 이용해 연주 공장으로 이동하게 된다. 이 용강은 턴디쉬를 거쳐 슬라브, 블룸, 빌릿 등의 반제품으로 생산된다.

이 때 연주 조업이 끝난 래들에는 반제품 생산시 활용되지 못한 일정량의 용강 래들잔탕과 슬래그가 남아있게 되는데, 이를 재활용하기 위하여 용선예비처리(KR)가 끝난 용선에 상기된 래들잔탕 및 슬래그를 혼합시킨 후, 합탕한 용선을 전로에 장입하여 용강을 제조하게 된다.

용선과 래들잔탕의 혼합 시, 또는 혼합 후 전로 취련시 슬래그 포밍 현상이 발생되는데, 이러한 슬래그 포밍현상을 방지하기 위하여 슬래그 포밍 진정제류가 사용되고 있다.

즉, 종래 기술들은 대부분 이전 연주공정에서 남게 된 래들잔탕의 재활용으로 인하여 슬래그 포밍이 발생되는 것을 사전에 방지하는 것이 아니라, 전로의 슬래그 포밍 현상이 발생 된 이후에 진정제를 투입하여 가스 배출로를 형성시키고 슬래그 포밍 현상을 진정시키게 된다.

관련된 선행기술로는 한국 특허공개 제1992-0012469호(공개일; 1992.07.27)가 있다.

본 발명은 용강 제조 공정 중 연주 조업 후 남은 래들잔탕을 용선예비처리가 완료된 용탕과 합탕시킨 이후에, 슬래그 포밍의 발생 없이 용강으로 취련시키기 위한 래들잔탕 재활용 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 래들잔탕 재활용 방법은, 연주공정 완료 후 래들잔탕을 용선예비처리가 끝난 용선에 혼합시켜 합탕을 만드는 단계, 상기 합탕에 염기도 조절제를 첨가하는 단계, 및 상기 합탕을 전로에 장입시킨 후 취련하여 용강을 만드는 단계를 포함할 수 있다.

상기 염기도 조절제는 생석회(CaO), 소석회(Ca(OH)₂) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 염기도 조절제는 상기 합탕의 1ton 당, 0.3 내지 0.6 ton으로 첨가될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 래들잔탕 재활용 방법에 따르면, 용강 제조 공정 중 연주 조업 후 남은 래들잔탕을 용선예비처리가 완료된 용탕과 합탕시킨 이후에, 슬래그 포밍의 발생 없이 용강으로 취련시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 슬래그 포밍 발생으로 인한 슬로핑 발생 시 용강의 실수율이 저하되는 것을 방지하고 슬래그 포밍 진정제 사용이 감소되어 조업 비용을 줄일 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 노하청소 등의 조업 외 작업 시간이 요구되지 않아 조업 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 래들잔탕 재활용 방법을 나타내기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 래들잔탕 재활용 방법을 순서대로 도시화하여 나타낸 도면이다.
도 3은 슬래그 성분에 따른 점도 변화를 설명하기 위한 CaO-SiO₂-Al₂O₃의 1550℃ 등점도 상태도이다.
도 4는 본 발명의 염기도 조절제 투입 시 슬래그 포밍 발생 감소를 나타내기위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일·유사한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 래들잔탕 재활용 방법을 나타내기 위한 순서도이다.

본 순서도를 참조하면, 래들잔탕 재활용 방법은 합탕을 만드는 단계(S1), 상기 합탕에 염기도 조절제를 첨가하는 단계(S2), 및 상기 합탕을 취련하여 용강으로 만드는 단계(S3)를 포함한다.

래들잔탕 재활용 방법은 합탕을 만드는 단계(S1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 연주공정 완료 후 래들(30)에 남은 래들잔탕(m2)을 용선예비처리(KR)가 끝난 용선(m1)과 합탕래들(10)에서 혼합시키는 것이다.

래들잔탕(m2)은 연주공정에 활용되지 못한 일정량의 용강 및 잔류슬래그를 말하며, 용선예비처리는 철광석을 용해한 형태인 용선(m1)이 1차 정련 즉 탈탄과 탈산 처리 전에 예비처리과정을 거치는 것으로서, 용선(m1)의 황이나 인 성분을 제거하는 탈황 또는 탈린 공정을 일컫는다. 용선예비처리는 도 2에서처럼, 기계식교반기에서 이루어질 수도 있으며, 극저린강의 제조 시 탈린 전로에서 탈린 공정을 별도로 수행하기도 한다.

용선예비처리가 완료된 용선(m1)에 래들잔탕(m2)을 혼합 시, 합탕래들(10)의 용선(m1)에 래들잔탕(m2)과 함께 혼합된 슬래그 내 산화알루미늄(Al₂O₃) 성분이 과량 유입되면서, 슬래그의 점도가 상승하여 가스의 방출이 어려워짐에 따라 슬래그가 포말처럼 형성되는 포밍(forming)현상이 발생하고, 이 포밍현상으로 인하여 합탕래들(10)이나 토페도 래들, 전로, 전기로, 슬래그 포트 등의 용강 수용 용기 외부로 슬래그가 넘치는 소위 슬로핑(slopping)현상이 발생하게 된다. 슬래그 포밍 현상으로 인하여 조업 안전성과 작업성이 저해되고 대기환경이 오염되는 결과를 초래하게 된다.

따라서, 슬래그 포밍 발생 시, 고점도의 슬래그 상단에 가스 배출을 위한 구멍을 형성시켜 슬래그 포밍을 완화시키기 위하여 슬래그 포밍 진정제류를 투입시킨다. 슬래그 포밍 진정제로는 일반적으로 폐펄프, 목재, 제강슬래그 등이 배합된 것이 활용되는데, 이러한 진정제는 투입 초기 심한 화염과 분진이 발생하여 대기 환경 오염의 원인이 되고, 진정속도가 느리면서 진정효과가 낮아 슬로핑 현상이 발생될 가능성이 높은 단점이 있다.

상기 합탕에 염기도 조절제를 첨가하는 단계(S2)는 전술된 슬래그 포밍 및 이로인한 슬로핑 현상의 발생을 억제시키기 위하여, 합탕(M)의 전로 취련 이전에 합탕(M)의 염기도를 미리 조절하는 것을 말한다.

염기도 조절제(20)는 생석회(CaO), 소석회(Ca(OH)₂) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것으로서, 합탕(M)의 염기도를 상승시키는 것을 목적으로 투입된다. 구체적으로는 도 3의 CaO-SiO₂-Al₂O₃의 1550℃ 등점도 상태도에 따라, 생석회(CaO) 또는 소석회(Ca(OH)₂) 성분의 염기도 조절제(20)가 투입되어 합탕(M)의 염기도가 상승되면서 점도가 낮아지게 되는 것이다.

더욱 구체적으로는, 염기도는 관계식1을 따르는데 이로써 염기도 조절제(20)로서 CaO성분이 투입되면 염기도가 상승됨을 확인할 수 있으며, 점도는 도 3에 도시된 CaO-SiO₂-Al₂O₃의 1550℃ 등점도 상태도에 따라 염기도가 높을수록 Al₂O₃의 함유량에 따른 점도 증가율이 적어짐을 확인할 수 있다.

관계식1

즉, 합탕(M)에 염기도 조절제(20)로서 CaO 성분을 투입시키면 합탕(M)의 염기도가 상승되면서 점도가 낮아져, 전로 취련 시 슬래그 포밍의 발생이 억제되는 것이다.

염기도 조절제(20)는 합탕(M)에 합탕(M)의 총량을 기준으로 0.3 내지 0.6 ton/ton 첨가되어 슬래그 포밍의 발생이 억제시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 합탕(M)의 1ton 당 0.3 내지 0.6ton으로 염기도 조절제(20)가 투입되는 것이다.

염기도 조절제(20)가 합탕(M)의 1ton 당 0.3 ton 미만으로 투입되면, 전로로 장입되는 합탕(M)의 염기도 상승 정도가 미비하여 슬래그 포밍 발생을 효과적으로 억제하지 못하고, 취련 과정 중 슬래그 포밍이 발생될 가능성이 있다. 또한, 염기도 조절제(20)가 합탕(M)의 1 ton 당, 0.6 ton 초과로 투입되면, 전로로 장입되는 합탕(M)의 염기도가 높아 슬래그 포밍 발생을 억제시킬 수 있는 반면에, 합탕(M)의 염기도가 과도하게 상승되어 취련된 용강의 염기도가 높아 이를 낮추기 위하여 SiO₂ 성분을 첨가시키는 등의 추가 공정이 요구될 수 있다.

구체적으로는, 조업 시 합탕(M)의 양은 약 300 ton 정도이므로 염기도 조절제(20)가 1 내지 2 ton 정도 투입되며, 조업 결과를 비교하면 도 4에 도시된 바와 같이, 염기도 조절제(20)를 투입하여 염기도가 상승된 합탕(M)을 취련시, 염기도 조절제(20)를 투입하지 않고 전로 취련을 실시하였을 경우에 비하여 슬래그 포밍 발생 빈도가 2/5정도 감소한다.

상기 합탕(M)을 취련하여 용강으로 만드는 단계(S3)는 래들잔탕(m2)과 용선(m1)이 혼합된 합탕(M)을 전로에 장입시켜 취련하여 탈탄 및 탈산 공정을 수행하여 용강으로 만드는 것이다. 합탕을 용강으로 만드는 단계(S3)는 합탕(M)에 CaO 성분을 더 첨가시키는 단계를 포함할 수 있으나, 이 때 첨가되는 CaO 성분은 염기도 상승이 아니라 취련의 효율을 높이기 위하여 첨가되는 것으로서 슬래그의 점도를 낮추는 역할과 동시에 용강 내의 Al₂O₃ 개재물과 복합화합물을 형성시키는 역할을 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 래들잔탕 재활용 방법에 따르면, 용강 제조 공정 중 연주 조업 후 남은 래들잔탕을 용선예비처리가 완료된 용탕과 합탕시킨 이후에, 슬래그 포밍의 발생 없이 용강으로 취련시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 슬래그 포밍 발생으로 인하여 전로 노구로 슬래그가 넘쳐 용강의 실수율이 저하되는 것을 방지하고 슬래그 포밍 진정제 사용이 억제되어 조업 비용을 줄일 수 있는 효과가 있을 뿐만 아니라, 노하청소 등의 조업 외 작업 시간이 요구되지 않아 조업 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

상기와 같은 래들잔탕 재활용 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10: 합탕래들 20: 염기도 조절제
30: 연주 조업이 완료된 래들
m1: 용선예비처리가 완료된 용선
m2: 래들잔탕 M: 합탕

Claims (3)

1. 연주공정 완료 후 래들잔탕을 용선예비처리가 끝난 용선에 혼합시켜 합탕을 만드는 단계;
   상기 합탕에 염기도 조절제를 첨가하는 단계; 및
   상기 합탕을 전로에 장입시킨 후 취련하여 용강으로 만드는 단계;를 포함하고,
   상기 염기도 조절제는 상기 합탕의 1ton 당, 0.3 내지 0.6 ton으로 첨가되는 래들잔탕 재활용 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 염기도 조절제는 생석회(CaO), 소석회(Ca(OH)₂) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 래들잔탕 재활용 방법.
   
3. 삭제

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