KR100340570B1 - 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 전력공급장치와 두개의 로로 이루어지는 트윈셀 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 트윈쉘 전기로에서 전력이 투입되지 않는 로에서는 산소와 탄소의 산화반응열을 이용하여 고체철원을 예열시키므로서 전기로의 용해시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 산소와 탄소원의 취입속도를 적절히 조절하여 용강의 승온작업을 행하므로서 강의 품질을 확보할 수 있는 트윈쉘 전기로에서의 용강 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 하나의 전력공급장치와 두개의 로로 이루어지는 트윈쉘 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 방법에 있어서,

제1로에서는 탄소와 산소의 반응에 의한 산화반응열에 의해 고체철원을 예열함과 동시에 제2로에서는 전력공급장치에서 전극에 전력을 공급하여 아아크를 발생시켜 고체철원을 용해하고 정련하는 단계;

상기 제2로에서 용해 및 정련작업이 종료된 후에는 제1로에서 아아크를 발생시켜 고체철원를 용해하고 정련함과 동시에 제2로에서는 전력을 제1로로 전환시킨 후 산소와 탄소원을 각각 취입하여 정련 및 승온하여 출강하고 핫힐을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후, 핫힐위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 넣고 산소를 취입시켜 고철철원을 예열하는 단계;및

상기 제1로에서 용해 및 정련작업이 종료된 후에는 제2로에서 아아크를 발생시켜 고체철원를 용해하고 정련함과 동시에 제1로에서는 전력을 제2로로 전환시킨 후 산소와 탄소원을 각각 공급하여 정련 및 승온하여 출강하고 핫힐을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후, 핫힐위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 넣고 산소를 취입시켜 고체철원을 예열하는 단계를 포함하여 구성되는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법을 그 요지로 한다.

Description

트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법

본 발명은 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 하나의 전력공급장치와 두개의 노체로 이루어지는 트윈셀 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기로는 도 1에 나타난 바와 같이 1개의 전력공급장치(11)와 1개의 노체(12)로 구성("모노쉘 전기로"라고도 칭함)되는데, 이러한 모노쉘 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 방법은 고철등의 철원을 전기로에 장입하는 단계(이하, "장입기"라고도 함), 전극봉(13)을 이용하여 아아크를 발생시켜 철원을 용해하는 단계(이하,"용해기"라고도 함),용해된 용강을 적정한 온도및 성분으로 조정하는 단계(이하, "정련기"라고도 함), 제조된 용강을 전기로에서 래들로 출강하는 단계(이하, "출강기"라고도 함),한번 작업을 실시한 전기로에 다시 작업을 실시할 수 있도록 준비하는 단계(이하, "준비기"라고도 함)로 구분하여 실시하고 있다.

도 1에서 부호 14는 호퍼를, 15는 산소랜스를, 16은 탄소랜스를, 17은 메니플레이트를,18은 하부전극을, 121은 출강구를 나타낸다.

상기와 같이, 모노쉘 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 경우에는 항상 전력공급장치가 전기로에 연결되어 있어 용해기및 정련기에는 전력을 공급하지만 아아크발생이 필요없는 장입기, 출강기,준비기에는 전력장치가 가동되지 아니하므로 전력장치의 가동율이 낮은 문제점이 있다.

상기한 모노쉘 전기로 조업의 문제점을 보완하기 위하여, 최근에는 도2에 제시되어 있는 것과 같은, 1개의 전력공급장치(21)에 2개의 로(22)를 구성한 트윈쉘 전기로(20)를 이용하여 한쪽로에서 아아크발생이 필요없는 작업단계인 장입기,출강기,준비기에는 다른쪽로에 전력을 공급함으로서 전력공급장치의 가동율을 향상시키는 트윈쉘 전기로 조업의 보급이 증가되는 추세에 있다.

도 2에서 부호 23은 전극을, 24는 호퍼를, 25는 산소랜스를, 26은 탄소랜스를, 27은 메니플레이트,28은 하부전극을, 221은 출강구를 나타낸다.

모노쉘 전기로 조업법과 트윈쉘 전기로 조업법에 대한 조업단계별로 소요되는 시간은 통상 하기 표1과 같다.

구분	모노쉘 전기로	트윈쉘전기로	소요시간의 차이
장입(분)	6	3	-3
용해(분)	32	32	0
정련기(분)	15	15	0
출강기(분)	3	0	-3
준비기(분)	4	0	-4
총처리시간(분)	60	50	-10

상기 표1에 나타난 바와 같이, 트윈쉘 전기로 조업법은 모노쉘 전기로 조업법에 비하여 차지당 작업시간이 10분정도 단축되므로 생산성측면에서 모노쉘 전기로 조업법 보다 우수함을 알 수 있다.

상기와 같이 트윈셀 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 대표적인 방법으로는 일본특개평9-31521호를 들 수 있다.

상기 일본특허공개공보에는 한개의 전력공급장치와 2개의 로를 갖는 1전력공급장치및 2로방식의 전기로조업방법에 있어서, 철스크랩등의 고체원료를 장입하여 통전용해한후, 용선을 추가장입한 다음, 산소취입에 의한 탈탄승열을 행함과 동시에 A, B 두로의 조업타이밍을 겹치지 않도록 하고 일방의 로가 통전용해시에는 타방의 로는 산소취입에 의해 탈탄승열을 행하도록 구성되는 1전력공급장치 및 2로방식에서의 전기로의 용강제조방법이 제시되어 있다.

그러나, 상기 방법에서와 같이 산소를 취입하여 승온탈탄을 행하는 방법은 탄소농도가 0.1%이하로 낮은 경우에는 용강및 슬래중의 산소농도가 높아져서 강의 품질을 저하시키고 탈산제 사용량을 증가시키는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 상기한 종래방법들의 제반 문제점을 개선시키기 위하여 연구및 실험을 행하고,그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서 본 발명은 트윈쉘 전기로에서 전력이 투입되지 않는 로에서는 산소와 탄소의 산화반응열을 이용하여 고체철원을 예열시키므로서 전기로의 용해시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 산소와 탄소원의 취입속도를 적절히 조절하여 용강의 승온작업을 행하므로서 강의 품질을 확보할 수 있는 트윈쉘 전기로에서의 용강 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 하나의 전력공급장치 와 하나의 로로 이루어지는 통상적인 모노쉘전기로의 개략도

도 2는 하나의 전력공급장치 와 두개의 로로 이루어지는 트윈쉘전기로의 개략도

도 3은 트윈쉘 전기로를 이용하여 본 발명에 따라 용강을 제조하는 공정을 나타내 는 모식도

도 4는 산소취입에 따른 스플래쉬발생을 나타내는 모식도

도 5는 탄소취입량 과 산소취입유량의 변화에 따른 용강중 탄소농도및 스래그중 의 산소농도변화를 나타내는 상관관계도

도 6는 산소취입량에 따른 스크랩온도변화를 나타내는 그래프

도 7은 산소취입량에 따른 용강온도변화를 나타내는 그래프

도 8은 산소취입량에 따른 용강중탄소농도 및 스래그중의 T.Fe 농도변화를 나타내 는 그래프

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11,및 21.....전력공급장치, 12, 22a 및 22b.....로, 13 및 23.....전극, 15,및 25......산소랜스, 16,및26......탄소랜스

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 산소를 취입하는 산소랜스, 탄소원을 공급하는 탄소랜스, 전력을 공급받아 아아크를 발생시키는 전극이 구비되어 있는 2개의 로와 상기 전극에 전력을 공급하는 1개의 전력공급장치를 포함하여 구성되는 트윈쉘 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 방법에 있어서,

제1로에서는 노내에 장입되어 있는 핫힐(hot heel)위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 투입한 후, 산소랜스를 통해 산소를 취입하여 고체철원을 예열함과 동시에 제2로에서는 전력공급장치에서 제2로에 구비되어 있는 전극에 전력을 공급하여 아아크를 발생시켜 고체철원을 용해하고 정련하는 단계;

상기 제2로에서 용해 및 정련작업이 종료된 후에는 전력공급장치에서 제2로에 구비되어 있는 전극으로의 전력공급을 차단하고 제1로에 구비되어 있는 전극으로 전력을 공급하는 단계;

상기 전력공급장치로 부터 제1로에 구비되어 있는 전극으로 공급된 전력에 의해 제1로에서 아아크를 발생시켜 고체철원를 용해하고 정련함과 동시에 제2로에서는 전력을 제1로로 전환시킨 후 산소랜스와 탄소랜스를 통해 산소와 탄소원을 각각 취입하여 정련 및 승온하여 출강하고 핫힐을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후, 핫힐위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 넣고 산소를 취입시켜 고철철원을 예열하는 단계;

상기 제1로에서 용해 및 정련작업이 종료된 후에는 전력공급장치에서 제1로에 구비되어 있는 전극으로의 전력공급을 차단하고 제2로에 구비되어 있는 전극으로 전력을 공급하는 단계; 및

상기 전력공급장치로 부터 제2로에 구비되어 있는 전극으로 공급된 전력에 의해 제2로에서 아아크를 발생시켜 고체철원를 용해하고 정련함과 동시에 제1로에서는 전력을 제2로로 전환시킨 후 산소랜스와 탄소랜스를 통해 산소와 탄소원을 각각 취입하여 정련 및 승온하여 출강하고 핫힐을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후,핫힐위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 투입하고 산소를 취입시켜 고체철원을 예열하는 단계를 포함하여 구성되는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법에 관한 것이다.

이하,본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2에 나타난 바와 같이, 산소를 취입하는 산소랜스(25), 탄소를 공급하는 탄소랜스(26), 전력을 공급받아 아아크를 발생시키는 전극(23)이 구비되어 있는 2개의 로[제1로(22a) 및 제2로(22b)]와 상기 전극(23)에 전력을 공급하는 1개의 전력공급장치(21)를 포함하여 구성되는 트윈쉘 전기로(20)를 이용하여 용강을 제조하는 방법에 적용된다.

도 3에는 트윈쉘 전기로를 이용하여 본 발명에 따라 용강을 제조하는 공정의 일례가 나타나 있는데, 이하에서는 도2및도3을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도3에서 "1"은 핫힐을,"2"는 탄소원을, "3"은 고체철원을, 그리고 "4"은 스래그를 나타낸다.

본 발명에서는 도3(A)의(a)에서와 같이 제1로(22a)에서는 노내에 장입되어 있는 핫힐(1)위에 탄소원(2)을 넣고, 그 위에 고체철원(3)을 넣고 산소랜스(25)를 통해 산소를 취입시켜 고체철원(3)을 예열함과 동시에 도3(B)의(a)에서와 같이 제2로(22b)에서는 전력공급장치(21)에서 제2로(22b)에 구비되어 있는 전극(23)에 전력을 공급하여 아아크를 발생시켜 고체철원(4)을 용해하고 정련한다.

다음에, 상기 제2로(22b)에서 정련작업이 종료된 후에는 전력공급장치(21)에서 제2로(22b)에 구비되어 있는 전극(23)으로의 전력공급을 차단하고 제1로(22b)에 구비되어 있는 전극(23)으로 전력을 공급한다.

다음에, 도3(A)의(b)및(c)에서와 같이 상기 전력공급장치(21)로 부터 제1로(22a)에 구비되어 있는 전극(23)으로 공급된 전력에 의해 제1로(22a)에서 아아크를 발생시켜 고체철원(4)를 용해하고 정련함과 동시에 도3의(B)의(b)내지(e)에서와 같이 제2로(22b)에서는 전력을 제1로(22a)로 전환시킨 후 산소랜스(25)와 탄소랜스(26)를 통해 산소와 탄소원을 각각 취입하여 정련 및 승온하여 출강하고 핫힐(1)을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후, 핫힐(1)위에 탄소원을 넣고 그 위에 고체철원(4)을 넣고 산소를 취입시켜 고철철원(4)을 예열한다.

상기 제2로(22b)에서의 출강은 온도및 용강성분을 확인한 후 행하게 되며, 이때,용강온도가 목표온도 보다 낮을 경우에는 산소랜스 와 탄소랜스를 통해 산소와 탄소원을 각각 스래그중에 취입시켜 공급된 탄소원을 산화반응시키고 이때 발생하는 산화반응열을 이용하여 용강을 목표온도까지 승온하고 용강중의 불순성분을 산화정련한 후 출강을 행하게 된다.

또한,상기 제2로(22b)에서의 고체철원의 예열은 투입된 탄소원중의 탄소와 취입된 산소의 반응즉, C + O → CO 반응 혹은 C + 1/2 O₂→ CO 반응의 산화반응열에 의해 행해진다.

다음에,상기 제1로(22a)에서 정련작업이 종료된 후에는 전력공급장치(21)에서 제1로(22a)에 구비되어 있는 전극(23)으로의 전력공급을 차단하고 제2로(22b)에 구비되어 있는 전극(23)으로 전력을 공급한다.

다음에, 도3의(B)의(f)내지(g)에서와같이 상기 전력공급장치(21)로 부터 제2로(22b)에 구비되어 있는 전극(23)으로 공급된 전력에 의해 제2로(22b)에서 아아크를 발생시켜 고체철원(4)를 용해하고 정련함과 동시에 도3의(A)의(d)내지(g)에서와 같이 제1로(22a)에서는 전력을 제2로(22b)로 전환시킨 후 산소랜스(25)와 탄소랜스(26)를 통해 산소와 탄소원을 각각 취입하여 정련 및 승온하여 출강하고 핫힐(1)을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후, 핫힐위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 투입하고 산소를 취입하여 고체철원을 예열한다.

상기 제1로(22a)에서의 출강도 상기 제2로(22b)에서의 출강시와 같이 온도및 용강성분을 확인한 후 행하게 되며, 이때, 용강온도가 목표온도 보다 낮을 경우에는 산소랜스 와 탄소랜스를 통해 산소와 탄소원을 각각 스래그중에 취입시켜 공급된 탄소원을 산화반응시키고 이때 발생하는 산화반응열을 이용하여 용강을 목표온도까지 승온하고 용강중의 불순성분을 산화정련한 후 출강을 행하게 된다.

상기 제1로(22a)에서의 고체철원의 예열도 상기 제2로(22b)에서의 예열과 같이 투입된 탄소원중의 탄소와 취입된 산소의 반응즉, C + O → CO 반응 혹은 C + 1/2 O₂→ CO 반응의 산화반응열에 의해 행해진다.

상기 트윈쉘 전기로가 정련기인 경우에는 제1로및제2로에 있어서 슬랙의 포밍을 위하여 산소와 탄소원을 취입하면서 아아크를 발생시켜 고체철원을 용해하고 정련하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 전력공급장치에서 전력을 제1로와 제2로에 번갈아가면서 공급하여 용강을 제조한다.

상기한 고체철원으로는 고철및 스크랩등을 들 수 있다.

본 발명에 있어 제1로에서 제2로로, 제2로에서 제1로로의 전력전환은 전기로내에 장입한 고체철원이 전량 용해되어 액상으로 존재하는 시점이후로 하는 것이 바람직하며, 이를 위해서는 용강의 온도는 1550℃이상이 바람직한데, 그 이유는 용해완료후 전력전환시 용강온도가 1550℃미만일 경우에는 전기로내에 용해되지않은 고체철원이 존재하여 용강승온작업을 지체시킬 뿐만 아니라 출강시 출강구를 막아버리는 사고의 발생율이 높아지기 때문이다.

또한, 산소랜스를 통해 취입되는 산소는 불가피하게 스플래쉬(Splash)를 발생시키므로 적절히 조정되어야 하며 용강중에 담가서 불어 넣거나 용강의 상부에서 취입시킬 수 있는데, 용강의 상부에서 취입시킬 때에는 용강면에 대하여 산소취입각도가 25∼90도이내가 바람직하다.

또한,상기 공정에 있어 산소취입속도는 용강의 교반력과 밀접한 관계가 있는 것으로서 음속의 1.0(마하1.0)∼음속의 3.0(마하3.0)배 정도로 조정하여 가능한 한 용강탕면에 근접시켜 취입하는 것이 바람직하다.

상기 산소취입각도는, 도4에 나타난 바와 같이, 랜스의 경사각도(α) + 노즐의 경각(β)으로 표시된다.

상기 산소취입각도가 25도 미만일 경우에는 취입된 산소에 의해 스래그및 용강이 스플래쉬를 발생시켜 전기로 벽체에 부착됨으로 설비유지관리를 곤란하게 하고, 90도 이상일 경우에는 발생하는 스플래쉬에 의하여 랜스를 손상시키게 될 우려가 있기 때문에 상기 산소취입각도는 25∼90도로 선정하는 것이 바람직하다.

또한,상기 산소취입속도는 노내용강의 교반력과 밀접한 관계가 있는 것으로서 음속 1.0미만에서는 교반력이 부족하여 노벽쪽까지 열전달이 원활하지 못하고, 음속 3.0보다 클 경우에는 스플래쉬발생이 많아지고 산소공급량이 많아져서 설비관리가 곤란할 뿐만아니라 철분회수율이 낮아져서 비효율적인 작업이 되므로,상기 산소취입속도는 음속1.0∼ 3.0으로 선정하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 산소의 취입유량은 전기로의 공칭능력을 고려하여 운영하되 용강톤당 분당10 ∼150N㎥로 공급하는 것이 바람직하다.

한편,취입되는 탄소원은 취입되는 산소와 쉽게 접촉할 수 있도록 취입하여야 하며, 이를 위해 용강중에 담가서 불어 넣거나 또는 취입되는 산소흐름에 부딪치게 하여 산소류에 따라 용강및 스래그중으로 침투하여 반응하도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 산소와 탄소원이 반응하여 발생하는 열에 의해 용강의 온도를 승온시켜야 하므로 반응장소가 중요하여 산소와 탄소의 반응장소는 용강및 스래그내에서 반응이 진행되어야 하며 이를 위해서는 탄소원으로는 산소와의 반응성이 양호한 석탄,코크스,흑연등이 적절하며, 탄소원중의 탄소농도는 70%이상이 적절하고 탄소원의 크기는 작을수록 반응성이 우수하며, 5밀리미터 미만이 바람직하다.

단, 이미 용해된 용강의 탄소농도가 충분히 높아 탄소원을 취입시키지 아니하고도 전기로 최종성분이 목표성분에 적중시킬 수 있을 때에는 탄소원취입을 생략할 수도 있다.

또한, 산소와 탄소원만으로 작업하는 시간이 과도하게 길때는 오히려 생산성이 하락될 수도 있으므로 다른쪽로의 작업시간을 고려하여 작업을 종료하는 것이 바람직하다.

상기 탄소원의 크기가 5밀리미터 보다 클때에는 산소와 반응하는 시간이 길어져서 스래그및 용강내에서 취입하여도 스래그 상부로 떠 올라서 반응하므로 발생열의 용강으로의 열전달효율이 낮아지므로, 상기 탄소원의 크기는 5밀리미터 미만으로 선정하는 것이 바람직하다.

상기 탄소원의 공급량은 용강중에 철분이 산화되지 않도록 하기 위하여 산소공급유량과 적절한 관계를 유지하는 것이 중요한데, 스래그중 산소농도가 증가하지 않고 용강중 탄소농도가 증가하지 않는 공급량이 바람직하며, 이를 위한 탄소원의 취입량은 도 5에 나타난 바와 같이 산소취입유량의 1/2∼2배 범위가 바람직하다.

즉, 도 5에 나타난 바와 같이, 탄소원의 취입량은 산소취입유량의 1/2배 이하인 경우에는 스래그중 산소농도가 증가되고, 2배이상인 경우에는 용강중 탄소농도가 증가되지만, 산소취입유량의 1/2∼2배 범위에서는 스래그중 산소농도및 용강중 탄소농도가 거의 일정하게 유지된다.

그러나, 전력전환시점에 용강중 탄소농도가 목표탄소농도 보다 높거나 스래그중 산소농도가 목표농도 보다 낮을때에는 탄소원의 취입속도를 조정할 수 있다.

상기와 같이 고체철원을 예열시키기 위해서는 핫힐상부에 탄소원을 첨가하고 핫힐내에 산소를 취입시켜 착화시켜야 한다.

이때,투입하는 탄소취입량은 산소취입가능량을 산정하여 산소 1N㎥/hr당 0.5∼2㎏/hr가 바람직하며 탄소공급량이 너무 작을 경우 핫힐중의 Fe가 산화되어 철손실이 증가된다.

상기한 바와 같이, 전원공급장치에서 제1로와 제2로에 번갈아가면서 전력을 공급하면서 상기한 제1로공정과 제2로공정을 실시하면 전원공급장치는 항상 가동상태를 유지할 수 있고 전력이 공급되지 않은 로에서는 탄소와 산소의 반응열로서 고체철원을 예열시키고 용강을 승온시키므로 전력사용량을 줄일 수 있을 뿐 아니라 전력투입시간을 더욱 줄일수 있게된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

130톤 D.C형 트윈쉘 전기로에서 제1로에 핫힐을 30톤 남긴상태로 출강한 다음,코크스 2톤을 투입하고 그 위에 85톤 고철을 장입하여 산소를 분당 80N㎥속도로 20분간 취입하여 고철을 예열한 다음, 제2로에서의 고철용해 및 정련작업이 끝나자 마자 즉시 전원을 제1로에 연결하고 15MWH전력을 공급하여 아아크를 발생시켜 고철을 용해한 후 다시 고철 60톤을 장입하여 산소및탄소원을 취입하면서 31MWH전력을 추가 투입하여 아아크를 발생시켜 고철을 용해한 후 전력을 제2로로 전환시켰다.

제2로로 전력을 전환한 후 제1로에서는 산소를 분당 100N㎥속도로 취입하면서 분탄을 분당 100kg을 스래그중에 동시취입시켜 용강을 승온시켰다.

이때, 산소는 산소랜스를 통해 용강탕면에 46도 각도로 스래그와 용강사이에 음속1.0에서 음속2.0수준으로 취입시키면서 산소랜스 아래에 탄소랜스를 설치하여 분탄을 동시에 취입시키고 이때 취입되는 분탄 크기는 1∼3㎜수준을 유지하였다.

또한, 제2로에서는 제1로와 마찬가지로 코크스를 2톤 투입한 후 고철을 85톤 장입시킨 다음, 산소를 분당 80N㎥속도로 취입하여 고철을 예열시키다가 제1로로 부터 전력이 전환되는 즉시 산소및 탄소원을 취입하면서 아아크를 발생시켜 고철을 용해하였다.

상기 제1로에 있어서, 코크스 2톤과 고철을 투입한 후 산소를 취입시킨 다음, 전기로내에 있는 고철의 온도를 측정하고, 그 결과를 도6에 나타내었다.

또한, 전력전환전에 제1로의 용강온도를 측정한 결과 1580℃이었으며, 산소취입에 따른 용강온도변화를 측정하고, 그 결과를 도7에 나타내었다.

또한, 제1로에 있어서 전력을 전환한 후 산소와 분탄을 취입하면서 용강및 스래그의 샘플을 채취하여 용강중의 탄소농도및 슬랙중의 T.Fe농도의 변화를 조사하고, 그 결과를 도8에 나타내었다.

도6에 나타난 바와 같이, 산소취입량이 증가 할수록 스크랩 온도가 증가됨을 알 수 있고, 도7에 나타난 바와 같이, 산소취입량이 증가함에 따라 용강온도가 증가됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명에 의하여 고체철원의 예열및 용강의 승온효과가 얻어짐을 알 수 있다.

또한, 도8에 나타난 바와 같이, 산소취입량이 변화되더라도 용강중의 탄소농도및 스래그중의 T.Fe의 농도는 거의 변화되지 않음을 알 수 있는데, 이는 본 발명에 따라 노체철원의 예열및 용강의 승온이 행해진다 하더라도 용강및슬랙의 조성은 거의 변화되지 않음을 의미하는 것이다.

한편, 본 실시예에서 차지당 소요시간은 45분이었는데,이는 종전60분보다 15분이 단축된 것이며, 이로 인해 시간당 생산성이 30%이상 증가하였으며, 산소사용량이 다소 증가한 반면, 전력사용량은 28%정도 감소하여 에너지비용이 감소되었다.

상술한 바와 같이,본 발명은 종래사용하는 트윈쉘 전기로설비를 변경하지 않고도 생산성을 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 산소와 탄소원을 이용하여 고체철원의 예열 및 용강의 승온작업을 행하므로 고가의 전력 사용량을 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (11)

1. 산소를 취입하는 산소랜스, 탄소원을 공급하는 탄소랜스, 전력을 공급받아 아아크를 발생시키는 전극이 구비되어 있는 2개의 로와 상기 전극에 전력을 공급하는 1개의 전력공급장치를 포함하여 구성되는 트윈쉘 전기로를 이용하여 용강을 제조하는 방법에 있어서,

   제1로에서는 노내에 장입되어 있는 핫힐(hot heel)위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 투입한 후, 산소랜스를 통해 산소를 취입하여 고체철원을 예열함과 동시에 제2로에서는 전력공급장치에서 제2로에 구비되어 있는 전극에 전력을 공급하여 아아크를 발생시켜 고체철원을 용해하고 정련하는 단계;

   상기 제2로에서 용해 및 정련작업이 종료된 후에는 전력공급장치에서 제2로에 구비되어 있는 전극으로의 전력공급을 차단하고 제1로에 구비되어 있는 전극으로 전력을 공급하는 단계;

   상기 전력공급장치로 부터 제1로에 구비되어 있는 전극으로 공급된 전력에 의해 제1로에서 아아크를 발생시켜 고체철원를 용해하고 정련함과 동시에 제2로에서는 전력을 제1로로 전환시킨 후 산소랜스와 탄소랜스를 통해 산소와 탄소원을 각각 취입하여 정련 및 승온하여 출강을 개시하고 핫힐을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후, 핫힐위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 넣고 산소를 취입시켜 고철철원을 예열하는 단계;

   상기 제1로에서 용해 및 정련작업이 종료된 후에는 전력공급장치에서 제1로에 구비되어 있는 전극으로의 전력공급을 차단하고 제2로에 구비되어 있는 전극으로 전력을 공급하는 단계; 및

   상기 전력공급장치로 부터 제2로에 구비되어 있는 전극으로 공급된 전력에 의해 제2로에서 아아크를 발생시켜 고체철원를 용해하고 정련함과 동시에 제1로에서는 전력을 제2로로 전환시킨 후 산소랜스와 탄소랜스를 통해 산소와 탄소원을 각각 취입하여 정련 및 승온하여 출강을 개시하고 핫힐을 남긴 상태로 출강을 종료한 다음, 조업준비를 한 후,핫힐위에 탄소원을 투입하고 그 위에 고체철원을 투입하고 산소를 취입시켜 고체철원을 예열하는 단계를 포함하고, 그리고

   상기 제1로및제2로에 있어 용강의 승온시 취입되는 산소취입속도는 음속의1.0∼음속의 3.0배이고, 산소의 취입유량은 용강톤당 분당10 ∼150N㎥이고, 그리고 탄소원의 취입량은 산소취입유량의 0.5∼2배인 것을 특징으로 하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
2. 제1항에 있어서, 상기 제1로및 제2로에서 용강의 승온시 산소는 용강중에 담가서 불어 넣거나 용강의 상부에서 취입시키는 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
3. 제2항에 있어서, 상기 제1로및 제2로에서 용강의 승온시 용강의 상부에서 산소를 취입시킬 때에는 산소취입각도가 용강면에 대하여 25∼90도인 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
4. 제1항에서 제3항중의 어느 한항에 있어서, 제1로에서 제2로로, 그리고 제2로에서 제1로로의 전력전환은 로내에 장입된 고체철원이 전량 용해되어 액상으로 존재하는 시점이후에 행하는 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
5. 제1항에서 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 탄소원중의 탄소농도가 70%이상이고, 그리고 탄소원의 크기는 5밀리미터 미만인 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
6. 제4항에 있어서, 탄소원중의 탄소농도가 70%이상이고, 그리고 탄소원의 크기는 5밀리미터 미만인 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
7. 제5항에 있어서, 탄소원이 석탄,코크스,및 흑연으로 이루어진 그룹중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
8. 제6항에 있어서, 탄소원이 석탄,코크스,및 흑연으로 이루어진 그룹중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
9. 제1항,제2항,제3항,제6항,제7항,및 제8항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 로가 정련기인 경우에는 슬랙의 포밍을 위하여 산소와 탄소원을 로내로 취입하면서 아아크를 발생시키는 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
10. 제4항에 있어서,상기 로가 정련기인 경우에는 슬랙의 포밍을 위하여 산소와 탄소원을 로내로 취입하면서 아아크를 발생시키는 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법
11. 제5항에 있어서, 상기 로가 정련기인 경우에는 슬랙의 포밍을 위하여 산소와 탄소원을 로내로 취입하면서 아아크를 발생시키는 것을 특징으로하는 트윈쉘 전기로를 이용한 용강의 제조방법