KR100419772B1 - an apparatur for preventing the carry-over slag in electric arc furnace and the method for preventing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기로 출강구 직상부 전방에 위어(weir)를 설치하여, 전기로 출강각도에 따라 유동적으로 침적 깊이를 변화시켜, 용강 상부에 존재하는 전기로 슬래그를 사전에 차단함으로써, 와류 형성과 관계없이 슬래그 혼입을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention installs a weir in front of the electric furnace exit, by changing the depth of deposition fluidly according to the electric furnace exit angle, by blocking the electric furnace slag existing in the upper part of the molten steel in advance, Regardless, the aim is to provide a way to prevent slag incorporation.
본 발명은 전기로의 출강구 직상부 전방에 슬래그면과 수직방향으로 승하강이 가능하도록 설치된 위어(weir)와, 위어의 승하강속도를 제어하도록 구동부와 상기 구동부의 구동속도를 제어하기 위한 논리연산제어기를 구비한 위어 제어장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기로 슬래그 유출 방지장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a weir installed so as to ascend and descend in a direction perpendicular to the slag surface in front of the exit of the electric furnace, and a logic operation for controlling the driving speed of the driving unit and the driving unit to control the raising and lowering speed of the weir. Provided is an electric furnace slag outflow prevention device and method comprising a weir control device having a controller.
Description
본 발명은 전기로에서 취련종료 후 용강의 출강시 슬래그의 혼입을 방지하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로써, 특히 전기로 출강구 직전에 위어(weir)를 설치하여 출강구로 유입되는 슬래그를 사전에 차단함으로써 전기로 출강시 슬래그가 혼입되는 것을 방지하는 장치 및 방법에 관한 것 이다.The present invention relates to a device and a method for preventing the mixing of slag during the tapping of molten steel after the end of the blow in the electric furnace, in particular to prevent the slag flowing into the tapping hole in advance by installing a weir immediately before the tapping outlet of the electric furnace The present invention relates to an apparatus and a method for preventing slag from entering into and out of an electric furnace.
일반적으로, 슬래그 유출과 관련된 문제는 강판을 생산하는 일관제철소 공정중 전로 설비에서 많이 다루어져 왔다. 출강시 전로 슬래그의 유출은 첫째, 출강을 위해 전로를 경동시킬 때, 둘째 출강 중기에 와류 형성에 의해, 셋째 출강이 끝난후 전로를 직립시킬 때 발생되며, 전체 슬래그 중 각 각이 차지하는 분율은 15%, 60%, 25%로, 와류에 의한 혼입이 가장 많게 된다. 한편, 전기로의 경우에는 편심노저출강(Eccentric Bottom Tapping)방식으로 인하여, 출강구에 모래와 같이 충진재가 사용되고 있으므로 첫째와 같은 초기 슬래그 유출은 발생되고 있지 않으나, 출강 중기이후 와류 및 전기로 직립시 많은 슬래그가 유출되고 있다.In general, the problems associated with slag outflow have been addressed in converter plants during integrated steel mill processes that produce steel sheet. The outflow of converter slag during tapping occurs firstly when tilting the converter for tapping, by forming a vortex in the middle of tapping, and when the converter is standing up after the third tapping is completed. At%, 60% and 25%, mixing by the vortex is most common. On the other hand, in the case of electric furnace, due to the eccentric bottom tapping method, since the filling material is used like the sand in the tapping hole, the first slag outflow like the first is not generated, Slag is leaking.
그러나 둘째의 경우는 출강구를 통하여 용강이 유출될 때 용강 탕면에 소용돌이 현상이 발생하고 그 중앙이 깔데기 모양으로 형성되기 때문에, 용강 상부에 존재하는 슬래그가 용강과 함께 혼입된다. 이와같은 소용돌이 현상은 출강구에서의 용강높이, 회전운동, 유출속도 등의 상호결합된 복잡한 유체운동으로써, 소용돌이의 회전방향은 액체가 장시간 정지되어 있거나 외부에 강제적인 힘이 제거된 경우 지구자전에 의해 발생되는 코리올리 힘(Corilois force)에 의해 좌우되어, 북반구의 경우 반시계방향으로, 남반구의 경우 시계방향으로 회전된다. 그러나, 출강 중 용강은 정지상태가 아니라 유동하는 상태로서 수평회전방향으로 이동하는데 이는 코리올리 힘보다 크므로, 이러한 힘을 상쇄시켜 용강 와류를 차단하기는 현실적으로 불가능하다. 종래기술 중 출강과정에서 슬래그 혼입을 억제하는 방법으로는 도 1과 같은 슬래그 체크볼(slag chechball)을 이용하는 방법과, 도 2에서와 같이 슬래그 스톱퍼를 이용하는 방법과, 도 3과 같은 압축공기 슬래그 스토퍼(pneumatic slag stopper)를 이용하는 방법과, 출강구 상부에서 가스를 분사시켜 슬래그 혼입을 방지하는 방법이 공개되고 있다.However, in the second case, when the molten steel flows out through the tap hole, the vortex phenomenon occurs on the molten steel surface and the center is formed in a funnel shape, so that the slag existing on the upper part of the molten steel is mixed with the molten steel. This vortex is a complex fluid movement interlocked with molten steel, rotational movement, and outflow velocity at the exit, and the rotational direction of the vortex is the result of the rotation of the earth when the liquid is stopped for a long time or when the external force is removed. Depending on the Coriolis force generated by it, it rotates counterclockwise for the northern hemisphere and clockwise for the southern hemisphere. However, during the tapping, the molten steel moves in the horizontal rotation direction as a flowing state, not a stationary state, which is larger than the Coriolis force, so it is practically impossible to cancel the molten steel vortex by canceling this force. As a method of suppressing slag mixing in the tapping process in the prior art, a method using a slag check ball as shown in FIG. 1, a method using a slag stopper as shown in FIG. 2, and a compressed air slag stopper as shown in FIG. 3. A method using a (pneumatic slag stopper) and a method of preventing the mixing of slag by injecting a gas from the upper part of the tap opening are disclosed.
도 1과 도 2에서 사용하는 방법은 슬래그 체크볼이나 스토퍼를 출강구 직상부에 정확히 위치시켜야 하는 어려움이 있으며, 이를 정확하게 위치시킨다고 하더라도 와류를 완전히 상쇄시키는 것은 불가능하므로, 슬래그 혼입은 사전에 억제시키는 데에는 한계가 있다. 도 3과 같은 압축 공기식 슬래그 스토퍼를 사용하는 경우, 이는 와류 형성에 의한 슬래그 유출을 방지하기 보다는 출강 말기에 고압의 압축 가스를 분사하여 출강구를 차단하는 것으로 설비가 복잡하여 압축공기로 출강구 마모가 발생하는 단점을 가지고 있다. 출강구 상부에 가스를 분사시키는 방법은 출강구 상부에 슬래그를 밀어내어 용강만 존재하게 함으로써, 슬래그 유입을 사전방지할 수 있으나, 전기로 출강구는 노벽에 존재하기 때문에, 가스 분사량을 최소화할 수 밖에 없으며, 이의 결과로 슬래그 혼입을 억제할 수가 없다.The method used in FIGS. 1 and 2 has a difficulty in accurately positioning the slag check ball or stopper directly above the outlet, and even if it is correctly positioned, it is impossible to completely offset the vortex, thus preventing slag mixing in advance. There is a limit. In the case of using the compressed air slag stopper as shown in FIG. 3, this is a complicated facility for spraying high pressure compressed gas at the end of the tapping to block the tapping hole at the end of tapping rather than preventing slag outflow due to vortex formation. Wear has the disadvantage that occurs. In the method of injecting gas into the upper part of the outlet, the slag is pushed out of the upper part of the outlet so that only molten steel exists, so that the slag can be prevented in advance, but since the outlet of the furnace exists in the furnace wall, the gas injection amount must be minimized. And as a result, the slag incorporation cannot be suppressed.
셋째의 경우에 의한 슬래그 유출을 방지하기 위해서는 슬래그 스토퍼(slag stopper)로 경동속도를 신속하게 복귀시키거나 로내 잔탕량을 적정하게 관리함으로써 슬래그 유출을 최소화시키고 있다. 셋째의 경우, 이외에는 대안이 없으므로 슬래그 유출은 불가피한 실정이다.In order to prevent slag outflow by the third case, slag outflow is minimized by quickly returning the tilting speed with a slag stopper or by appropriately managing the amount of residual water in the furnace. In the third case, since there is no alternative, the outflow of slag is inevitable.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명은 전기로 출강구 직상부 전방에 위어(weir)를 설치하여, 전기로 출강각도에 따라 유동적으로 침적 깊이를 변화시켜, 용강 상부에 존재하는 전기로 슬래그를 사전에 차단함으로써, 와류 형성과 관계없이 슬래그 혼입을 방지할 수 있는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-described problems, the present invention by installing a weir (weir) in front of the electric furnace exit directly, by varying the deposition depth in accordance with the electric furnace exit angle, the upper part of the molten steel It is an object of the present invention to provide a method for preventing slag incorporation irrespective of vortex formation by preliminarily blocking slag from electricity present in the furnace.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 전기로의 출강구 직상부 전방에 슬래그면과 수직방향으로 승하강이 가능하도록 설치된 위어(weir)와, 위어의 승하강속도를 제어하도록 구동부와 상기 구동부의 구동속도를 제어하기 위한 논리연산제어기를 구비한 위어 제어장치로 이루어진 전기로 슬래그 유출 방지장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention, in order to achieve the above object, the weir (weir) is installed in the vertical direction and the slag surface in front of the outlet immediately before the electric furnace, and the drive unit and the drive unit to control the lifting speed of the weir It is characterized by providing an electric furnace slag outflow prevention device consisting of a weir control device having a logic operation controller for controlling the speed.
또한, 본 발명은 전기로의 출강구 직상부에 설치된 위어를 제어하는 논리연산제어기에서 전기로내 장입량, 수강레이들의 출강량, 노체 경동각도의 정보를 이용하여 용강과 슬래그의 계면의 높이를 계산하여 위어의 하강길이를 산출하므로 전기로 내의 슬래그가 출강구에 도달하기 전에 위어를 하강시켜 위어의 하부로 용강만이 이동되도록 하는 전기로 슬래그 유출 방지방법을 제공한다.여기서, 전기로의 바닥과 위어의 선단부 사이의 이격거리응 300mm인 것이 바람직하다.In addition, the present invention calculates the height of the interface between the molten steel and the slag using the information of the amount of charge in the furnace, the amount of tapping out of the steel ladle, the angle of tilting the furnace body in the logic operation controller that controls the weir installed on the outlet of the electric furnace. It provides an electric furnace slag outflow prevention method that lowers the weir before the slag in the electric furnace reaches the exit, so that only molten steel is moved to the lower part of the electric weir, where the bottom of the electric furnace and the tip of the weir are calculated. It is preferable that the separation distance between them is 300 mm.
도 1은 종래기술에 있어서 슬래그 체크볼에 의한 슬래그 유입 방지법을 설명하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure explaining the slag inflow prevention method by a slag check ball in the prior art.
도 2는 종래기술에 있어서 슬래그 스토퍼에 의한 슬래그 유입 방지법을 설명하는 도면.2 is a view for explaining a slag inflow prevention method by a slag stopper in the prior art.
도 3은 종래기술에 있어서 압축공기 슬래그 스토퍼에 의한 슬래그 유입 방지법을 설명하는 도면.3 is a view for explaining a slag inflow prevention method by a compressed air slag stopper in the prior art.
도 4는 본 발명의 슬래그 혼입 방지 수단을 나타내는 개략도.4 is a schematic view showing a slag incorporation preventing means of the present invention.
도 5는 경동각도에 따른 출강량의 변화를 도시하는 그래프도.5 is a graph showing changes in the amount of tapping in accordance with the tilt angle.
도 6은 경동각도에 따른 용강 높이 및 용강/슬래그 계면에서 위어 선담부까지 거리를 도시하는 그래프도.Figure 6 is a graph showing the distance from the molten steel height and molten steel / slag interface to the weir wall according to the tilt angle.
도 7은 시간에 따른 유출된 슬래그 두께 변화 비교도.Figure 7 is a comparison of the slag thickness change with time out.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명은 먼저, 전기로의 출강구 직상부 앞쪽의 용강의 유입되는 통로에 슬래그에 수직방향으로 유입통로와 크기가 동일하며 출하강이 가능하도록 설치된 위어(weir)와 상기 위어의 하강속도를 제어하는 위어 제어장치와로 이루어진다. 여기서 위어 제어장치는 구동부와 구동속도를 제어하기 위한 논리연산제어기로 구성된 다.The present invention, first, the same size as the inflow passage in the vertical direction to the slag in the inflow passage of the molten steel in front of the outlet of the electric furnace and controls the weir (weir) and the descending speed of the weir installed to enable the shipping steel It consists of a weir control device. Here, the weir control device is composed of a driving unit and a logic operation controller for controlling the driving speed.
또한, 본 발명은 전기로 출강시 슬래그 혼입을 억제하는 방법에 있어서, 전기로 출강구 직상부 앞쪽에 용강이 유입되는 통로에, 슬래그(5)에 수직방향으로 유입 통로와 크기가 동일한 위어(weir)를 설치하여, 슬래그를 출강구 이전에 차단하고, 위어 하부로만 용강(4)이 이동하게 제어함으로써, 와류 형성과 관계없이 전기로 슬래그 혼입을 방지할 수 있는 방법을 제공한다.In addition, the present invention is a method for suppressing the mixing of slag at the time of the electric furnace tap, the weir (weir) the same size as the inlet passage in the vertical direction to the slag (5) in the passage in the molten steel flows in front of the outlet of the furnace. By installing), the slag is blocked before the tapping hole, and the molten steel 4 is controlled to move only below the weir, thereby providing a method of preventing the incorporation of the slag into the electric furnace regardless of the vortex formation.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 전기로를 경동시켜 출강을 준비하는 단계에서 출강구(1) 상부에 출하강이 가능한 위어(2), 위어를 제어하는 장치(3)로 구성되어 있다. 위어 제어 장치는 위어의 하강속도를 제어하기 위하여, 모터 및 모터속도를 제어하기 위한 논리연산제어기(Programmed Logic Controller)가 설치되어 있다. 논리 연산 제어기는 전기로내 장입량, 수강레이들의 출강량, 노체 경동각도의 정보를 이용하여 용강과 슬래그의 계면의 높이를 계산하며, 이를 기준을 하강길이를 이 계산값보다 200mm 더 하강시켜 슬래그 유입을 차단시키게 된다. 그리고 출강 말기에는 전기로내 용강량이 급격히 줄어들므로, 출강구 직상의 용강 높이도 계속하강시켜야 하나, 위어가 용강을 차단함으로써 파생되는 출강량의 감소를 방지하기 위하여 전기로 바닥과 위어 선단부간 이격거리를 300mm로 만족하도록 하였다. 여기서 위어의 하강길이는 도 5와 도 6으로부터 추정할 수가 있다. 도 5는 1/4규모의 아크릴로 제작된 전기로 용기에서 경동각도에 따른 출강량의 변화를 나타낸 것으로, 여기서 출강량은 강의 비중을 입방 센치미터당 7.0킬로그램으로 가정하여 환산한 값이다. 출강량은 노경동각도를 점차 하향화시켜 증가시킴을 알 수 있다. 그리고 도 6은 경동각도에 따른 출강구 용강 높이를 나타내었다. 이에 따른 위어의 하강길이는 도면에서와 같이 용강 높이와 비례하게 점차 상승시킨 후 종점에서 최대 하강길이까지 하강시켜 슬래그 유입을 최소화한다.As shown in FIG. 4, the present invention is composed of a weir 2 capable of shipping steel on the tapping outlet 1 and a device 3 for controlling the weir in the step of preparing the tapping by tilting the electric furnace. The weir control device is provided with a logic operation controller (Programmed Logic Controller) for controlling the motor and the motor speed in order to control the descending speed of the weir. The logic operation controller calculates the height of the interface between the molten steel and the slag by using the information of the electric charge in the furnace, the amount of tapping out of the steel ladle and the angle of tilting the furnace body, and lowers the falling length by 200 mm more than this calculated value to prevent slag inflow. Will be blocked. At the end of the tapping, the molten steel in the furnace is drastically reduced, so the height of the molten steel immediately above the tapping hole must be continuously lowered, but the distance between the bottom of the electric furnace and the tip of the weir is prevented in order to prevent the reduction of tapping derived by the weir blocking the molten steel. 300 mm was satisfied. The descending length of the weir can be estimated from FIGS. 5 and 6. Figure 5 shows the change in the amount of tapping in accordance with the tilt angle in the electric furnace container made of acrylic of 1/4 scale, where the tapping amount is calculated by assuming the specific gravity of the steel 7.0 kg per cubic centimeter. The amount of tapping can be seen to increase by gradually lowering the labor-management angle. And Figure 6 shows the molten steel outlet height according to the tilt angle. As a result, the descending length of the weir gradually rises in proportion to the molten steel height as shown in the drawing, and then descends to the maximum descending length at the end point to minimize slag inflow.
이하 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
(실시예)(Example)
본 실시예에서는 실 전기로 크기의 1/4 크기의 아크릴로 제작된 전기로 용기에서 수모델을 행하였는데, 이 때 용강 대용으로 물을, 슬래그 대용으로 물보다 가벼운 오일을 사용하였다. 용기는 전기로에서 출강구에 상응하는 밸브를 열면 면이 하강하면서 일정시간이 경과하면 와류가 형성되고 물위에 뜬 오일이 물과 함께 빨려들어가 혼입된다.In the present embodiment, a water model was performed in an electric furnace vessel made of acryl having a size of 1/4 of the actual electric furnace size. At this time, water was used as a substitute for molten steel and oil lighter than water as a substitute for slag. When the container opens the valve corresponding to the outlet in the electric furnace, the surface is lowered, and after a certain time, a vortex is formed, and oil on the water is sucked with water and mixed.
이와 같은 용기에서 자연상태의 배수와 도 4에 나타낸 본 발명의 배수 상태에 따라, 수발 용기의 오일 두께의 변화를 비교하였다. 본 발명에서는 배수시 노의 경도각도는 초당 1도로 자연배수 조건과 동일하였으나, 배수가 시작과 함께 욕면 상부에 위어를 하강시켜 오일과 물의 경계면에서 50mm 더 하강시켰다.According to the drainage state of the present invention shown in FIG. 4 and the natural drainage in such a container, the change of the oil thickness of the water-repellent container was compared. In the present invention, the hardness angle of the furnace at the time of drainage was the same as the natural drainage condition at 1 degree per second, but the drainage was lowered by 50 mm at the interface between oil and water by lowering the weir at the top of the bath surface.
도 7에 나타난 바와 같이 본 발명이 비교재에 비하여 오일 유출두께(량)가 적음을 알 수 있다. 이에 따라 본 발명이 슬래그 유출 저감에 효율적임을 알 수 있다.As shown in Figure 7, it can be seen that the present invention has a smaller oil outflow thickness (amount) than the comparative material. Accordingly, it can be seen that the present invention is effective for reducing slag outflow.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전기로 출강시 와류에 의해 혼입되는 슬래그를 완전히 차단함으로써, 출강량 증대, 생석회 및 알루미늄 원단위저감에 효과가 있을 것이다.As described above, the present invention by blocking the slag mixed by the vortex at the time of electricity tapping, it will be effective in increasing the amount of tapping, reduction of quicklime and aluminum unit.
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Payment date: 20100210 Year of fee payment: 7 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |