KR101341758B1 - Arc furnace steelmaking process using palm shell charcoal - Google Patents

Abstract

본 발명은 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 12％ 이상의 잔류 휘발분을 갖는 탄화물을 철스크랩에 혼입해서 아크로에 장입하는 공정과, 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 잔류 휘발분이 12％ 미만의 탄화물을 랜스로부터 아크로내에 취입하는 공정과, 상기 철스크랩을 용해해서 용강을 제조하는 공정을 갖는다.The present invention is obtained by distilling coconut shell or oil palm shell, and mixing carbide having 12% or more residual volatile matter into iron scrap and charging it into an arc furnace, and obtained by distilling coconut shell or oil palm shell and remaining volatilized powder. It has a process of blowing less than 12% of carbide into an arc furnace from a lance, and the process of melt | dissolving the said iron scrap and manufacturing molten steel.

탄화물, 철스크랩, 용강, 아크로, 야자 껍질탄 Carbide, iron scrap, molten steel, acro, palm shell

Description

야자 껍질탄을 이용한 아크로 제강방법{ARC FURNACE STEELMAKING PROCESS USING PALM SHELL CHARCOAL}ARC FURNACE STEELMAKING PROCESS USING PALM SHELL CHARCOAL}

본 발명은 철스크랩을 용해해서 용강을 제조하는 아크로 제강방법에 관한 것이다. 특히, 보조 연료 또는 가탄재(carburizer)를 사용해서 용강을 제조하는 아크로 제강방법에 관한 것이다.The present invention relates to an arc furnace steelmaking method for melting iron scrap to produce molten steel. In particular, it relates to an arc furnace steelmaking method for producing molten steel using auxiliary fuel or carburizer.

제강용 아크로에서 원료인 철스크랩을 용해하고 정련해서 건축 재료 등에 사용되는 강재(steel product)를 제조한다. 이 아크로의 주된 에너지원은 전열(아크열)이다. 용해와 정련의 촉진과 고가인 전기 에너지 절감을 위해서, 산소 가스(철의 산화 용해용), 기체 연료 또는 액체 연료, 및 분코크스(coke breeze) 등의 보조 열원이 추가로 사용되고 있다. 근대적인 제강용 아크로에서 전열과 보조 연료의 사이의 에너지 입력량의 비는 50:50에 달하고 있다. 보조 열원의 사이에서 코크스와 코크스의 대체물로서의 무연탄, 및 오일 코크스 등의 고형 탄소분을 많이 함유하는 고체 연료가 가장 중요하다. 이들 고체 연료는 열원으로서 뿐만 아니라 환원제로서도 작용하여, 정련 공정 그 자체에 있어서 중요한 역할을 하고 있다. 현재, 코크스는 철 1톤당 20∼30㎏의 양이 사용된다.Steel scrap used for building materials is manufactured by melting and refining iron scrap as a raw material in steelmaking arc furnaces. The main energy source of this arc furnace is heat transfer (arc heat). In order to promote dissolution and refining and to save expensive electric energy, auxiliary heat sources such as oxygen gas (for oxidative dissolution of iron), gaseous fuel or liquid fuel, and coke breeze are additionally used. In modern steelmaking arc furnaces, the ratio of energy input between heat transfer and auxiliary fuel reaches 50:50. Among the auxiliary heat sources, solid fuels containing a large amount of solid carbon such as coke and anthracite as a substitute for coke and oil coke are most important. These solid fuels act not only as heat sources but also as reducing agents, and play an important role in the refining process itself. Currently, coke is used in an amount of 20 to 30 kg per ton of iron.

그렇지만, 코크스와 무연탄 등의 탄재의 대량 사용에 의해, 화석 연료 유래 의 대량의 이산화탄소 가스, 즉 온실 가스가 대기 중에 배출되게 된다. 예를 들면, 연 생산 1,000,000톤인 표준적인 규모의 제강공장에서, 85 질량％의 탄소분을 갖는 분코크스를 용강 1톤당 25㎏ 사용하면, 이 제강공장만으로 년당 77,916톤의 이산화탄소 가스가 배출되게 된다.However, due to the large use of carbon materials such as coke and anthracite coal, a large amount of carbon dioxide gas derived from fossil fuel, that is, greenhouse gas, is released into the atmosphere. For example, in a standard steelmaking plant with annual production of 1,000,000 tons, using 25 kg per tonne of molten steel with 85% by weight of carbonaceous powder, 77,916 tons of carbon dioxide gas is emitted per year.

이와 같이, 아크로 제강공정에서 화석 연료인 코크스와 무연탄 등의 탄재가 사용되고, 그 결과, 지구 온난화 가스(온실 가스)인 이산화탄소 가스가 대량으로 대기 중에 배출되게 된다. 이 화석 연료로 이루어지는 탄재를 대신해서 목탄 등의 바이오매스 탄화물을 사용하면, 이론상으로 온실 가스의 배출은 0으로 줄어든다. 또한, 바이오매스 연료로부터 발생되는 이산화탄소 가스는 "카본ㆍ뉴트럴(carbon neutral)"이라고 불리고, 온실 가스(지구 온난화 가스)의 카테고리 하에는 포함되지 않는다. In this way, carbonaceous materials such as coke and anthracite coal, which are fossil fuels, are used in the arc steelmaking process, and as a result, carbon dioxide gas, which is a global warming gas (greenhouse gas), is discharged in a large amount into the atmosphere. If biomass carbides such as charcoal are used in place of the coal ash made of this fossil fuel, the emission of greenhouse gas is theoretically reduced to zero. In addition, carbon dioxide gas generated from biomass fuel is called "carbon neutral" and is not included under the category of greenhouse gas (global warming gas).

본 발명의 목적은 아크로에서 철스크랩 등과 같은 냉철원(cold iron source)의 용해와 정련에 의해 용강을 제조하는 공정에서, 코크스의 물성에 가까운 바이오매스 탄화물을 코크스의 대체로서 사용하는 것으로, 대량의 온실 가스의 발생을 삭감할 수 있는 아크로 제강방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to use biomass carbide close to the properties of coke as a substitute for coke in the process of manufacturing molten steel by melting and refining a cold iron source such as iron scrap in an arc furnace. It is to provide an arc furnace steelmaking method that can reduce the generation of greenhouse gases.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 12％ 이상의 잔류 휘발분을 갖는 탄화물을 철스크랩에 혼입해서 아크로에 장입하는 공정과, 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 잔류 휘발분이 12％ 미만의 탄화물을 랜스로부터 아크로내에 취입하는 공정과, 상기 철스크랩을 용해해서 용강을 제조하는 공정을 갖는 야자 껍질탄을 이용한 아크로 제강방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is obtained by carbonizing the coconut shell or oil palm shell, the step of incorporating carbide having 12% or more of residual volatile matter into the iron scrap and charging it into the arc furnace, and the coconut shell or oil palm shell Provided is a method for producing an arc furnace using palm shell charcoal, which is obtained by carbonizing and has a step of blowing a carbide having a residual volatile content of less than 12% from the lance into an arc furnace and a process of dissolving the iron scrap to produce molten steel.

탄화물을 철스크랩에 혼입해서 아크로에 장입하는 공정은 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 12％ 이상의 잔류 휘발분을 갖는 탄화물과, 코크스 또는 무연탄을, 철스크랩에 혼입해서 아크로에 장입하는 것으로 이루어진다.The process of incorporating carbide into iron scrap and charging it into an arc furnace is obtained by carbonizing coconut shell or oil palm shell, and carbide having 12% or more of residual volatile matter, and coke or anthracite coal into iron scrap and charging into an arc furnace. Is done.

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

도 1은 야자 껍질탄의 탄화온도/시간과 수율의 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a graph showing the relationship between the carbonization temperature / time and yield of palm husks.

도 2는 수율과 잔류 휘발분의 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing the relationship between yield and residual volatiles.

도 3은 아크로에 있어서 본 발명을 실시하고 있는 상태를 나타내고, 스크랩의 용해 초기의 상태를 나타내는 개략도이다.It is a schematic diagram which shows the state which implements this invention in an arc furnace, and shows the state of the melting initial stage of a scrap.

도 4는 아크로에 있어서 본 발명을 실시하고 있는 상태를 나타내고, 스크랩이 용해된 직후의 상태를 나타내는 개략도이다.It is a schematic diagram which shows the state which implements this invention in an arc furnace, and shows the state immediately after a scrap melt | dissolved.

도 5는 아크로에 있어서 본 발명을 실시하고 있는 상태를 나타내고, 승온 완료 후의 용강의 정련기를 나타내는 개략도이다.It is a schematic diagram which shows the state which implements this invention in an arc furnace, and shows the refiner of the molten steel after completion of temperature rising.

※도면의 주요부에 대한 부호 설명※ Code explanation about main part of drawing

1: 아크로 2: 로 본체1: acro 2: furnace body

3: 로 측벽 4: 덮개3: furnace sidewall 4: cover

5: 그래파이트 전극 6: 산소가스 취입용 랜스5: graphite electrode 6: lance for oxygen gas blowing

7: 탄재 취입용 랜스 8: 덕트7: carbon material blowing lance 8: duct

9: 스크랩 10: 용강9: scrap 10: molten steel

11: 용융 슬래그 12: 아크11: molten slag 12: arc

20: 탄화물20: carbide

아크로 제강공정에 있어서, 탄소를 포함하는 고체 연료가 사용되고, 화석 연료 유래의 대량의 이산화탄소가 대기 중에 배출되어 있다. 배출된 이산화탄소는 온실 가스를 구성하게 된다. 코크스를 대신해서 바이오매스 탄화물을 사용하면, 이론상으로 온실 가스의 배출은 0으로 줄어든다. 그러나, 많은 경우에서 바이오매스 탄화물의 고형 탄소분은 코크스에 비해 적고, 바이오매스 탄화물은 그 부피밀도 (bulk density)가 극히 작기 때문에 비산되기 쉬운 문제들이 있다. 따라서, 아크로 제강공정에서 바이오매스 탄화물은 고체 연료로서 사용되고 있지 않다.In the arc furnace steelmaking process, a solid fuel containing carbon is used, and a large amount of carbon dioxide derived from fossil fuel is discharged into the atmosphere. The released carbon dioxide makes up greenhouse gases. Using biomass carbide instead of coke would theoretically reduce greenhouse gas emissions to zero. However, in many cases, the solid carbon content of biomass carbide is less than that of coke, and the biomass carbide has a problem of being easily scattered because its bulk density is extremely small. Therefore, biomass carbide is not used as a solid fuel in the acro steelmaking process.

말레이시아와 인도네시아에서는 코코넛 또는 기름야자 산업이 주요 산업 중 하나이다. 대량으로 발생되는 야자껍질은 탄화되어 탄화물(Charcoal)로 제조된다. 이하, 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질의 탄화에 의해 얻어지는 탄화물을 "야자 껍질탄"이라고 부른다. 이 코코넛 껍질탄은 부피 밀도가 코크스보다 약간 작고, 높은 고형 탄소분을 갖고 있어서, 야자 껍질탄을 코크스 등 화석 연료의 대체물로서 충분히 사용 가능하다. 표 1에 기름야자 껍질탄과 코크스의 사이의 물성의 비교를 나타낸다.In Malaysia and Indonesia, the coconut or oil palm industry is one of the major industries. Palm husks, which are produced in large quantities, are carbonized and made of charcoal. Hereinafter, the carbide obtained by carbonization of coconut shell or oil palm shell is called "palm shell charcoal". This coconut shell charcoal has a bulk density slightly smaller than coke and has a high solid carbon content, so that the coconut shell charcoal can be sufficiently used as a substitute for fossil fuel such as coke. Table 1 shows a comparison of physical properties between oil palm shell charcoal and coke.

표 1에 나타내는 바와 같이, 야자 껍질탄은 코크스와 비교해서 높은 발열량, 낮은 회분 및 낮은 유황분을 갖기 때문에, 우수한 연료이다. 그러나, 야자 껍질탄의 용도는 현상에서는 대체로 활성탄용 원료로서 한정되어 사용되며, 그 생산 규모가 작다. 또, 근래의 화석 연료 가격의 급격한 상승에 따라서, 야자껍질이 석탄보다 더욱 고액의 연료로서 거래되기 시작하였다. 그 결과, 전기로 제강사가 계속적으로 야자껍질을 사용하는 상황은 아니다. 인도네시아와 말레이시아에서 코크스 또는 대체 화석 연료의 가격은 180∼200US$/ton, 야자껍질 가격은 40US$/ton, 야자 껍질탄 가격은 250∼270US$/ton이다. 따라서, 전기로 제강사가 야자 껍질탄을 계속적으로 사용하는 것은 아니다.As shown in Table 1, palm shell charcoal is an excellent fuel because it has a high calorific value, a low ash content and a low sulfur content as compared to coke. However, the use of palm husk charcoal is generally used as a raw material for activated carbon in development, and its production scale is small. In addition, with the recent rapid rise in fossil fuel prices, palm husks have begun to be traded as more expensive fuels than coal. As a result, steelmakers are not constantly using coconut shells. Coke or alternative fossil fuels are priced from 180 to 200 US $ / ton in Indonesia and Malaysia, 40 US $ / ton in palm husk and 250 to 270 US $ / ton in coconut shell. Therefore, the steelmaker does not continuously use palm shell coal.

현재, 아크로 제강공정에서 폭 넓게 사용되고 있는 코크스, 무연탄, 오일 코크스 등의 고형 탄소분은 85％ 이상이고, 휘발분은 8％ 이하이다. 야자 껍질탄의 고형 탄소분을 85％ 이상으로 올리고, 야자 껍질탄의 휘발분을 8％ 이하로 내리기 위해서, 야자 껍질탄의 제조하는 동안 탄화온도를 높이고, 탄화시간을 연장할 필요가 있으며, 수율은 작아진다. 이 수율은 그로 인해 얻어진 야자 껍질탄의 중량을 구해진 야자껍질의 중량으로 나눔으로써 얻어진 값이다. 현재, 활성탄용 원료로서 제조되고 있는 야자 껍질탄의 경우에서 수율은 약 22％∼25％이다. 이 야자 껍질탄의 현재의 가격은 전술한 바와 같이 250∼270US$/ton이며, 야자껍질 가격에 크게 좌우된다. 표 2는 야자 껍질탄의 1톤의 제조와 선적에 대한 가격 구성의 예를 나타낸다.Currently, solid carbon powders such as coke, anthracite coal, oil coke, and the like are widely used in the arc steel making process, are 85% or more and volatile matters are 8% or less. In order to raise the solid carbon content of the palm shell coal to 85% or more and to lower the volatile content of the palm shell coal to 8% or less, it is necessary to raise the carbonization temperature and extend the carbonization time during the production of the palm shell coal, and the yield is small. Lose. This yield is a value obtained by dividing the weight of the resulting palm husk by the weight of the obtained palm husk. Currently, the yield is about 22% to 25% in the case of palm husk produced as a raw material for activated carbon. The current price of this palm husk is 250-270 US $ / ton as described above, and depends greatly on the price of the palm husk. Table 2 shows an example of a price structure for the manufacture and shipment of one tonne of palm husk.

이와 같이, 현재 상품으로서 유통되고 있는 야자 껍질탄의 레벨까지 휘발분을 내림으로써 수율을 작게 하면, 원료 비용의 비율이 61.5％로 커지고, 화석 연료에 대해 경제적인 경쟁력을 잃는다. 화석 연료 가격은 전술한 바와 같이, 현재 180∼200US$/ton이다.In this way, if the yield is reduced by lowering the volatile content to the level of the coconut shell coal currently being distributed as a commodity, the proportion of the raw material cost is increased to 61.5%, and the economic competitiveness of the fossil fuel is lost. Fossil fuel prices, as mentioned above, are now between 180 and 200 US $ / ton.

본 발명은 제강용 전기로에서 사용 가능한 레벨까지 야자 껍질탄 중의 휘발분을 남기고, 수율(Yield)을 높임으로써 대체 야자 껍질탄의 경제성을 높이는 것이다. 예를 들면, 35％의 수율에서 원료 비용은 114US$이고, 야자 껍질탄 가격은 214US$/ton이다. 45％의 수율에서 원료 비용은 89US$이고, 야자 껍질탄 가격은 189US$/ton이다. 따라서, 화석 연료에 대해 경쟁력을 확보할 수 있다.The present invention improves the economics of the alternative palm shell coal by leaving volatile matter in the palm shell coal to a level usable in the steelmaking furnace and increasing the yield. For example, the raw material cost is 114 US $ and the palm shell coal price is 214 US $ / ton at 35% yield. At 45% yield the raw material cost is 89 US $ and the palm shell coal price is 189 US $ / ton. Therefore, it is possible to secure a competitive edge over fossil fuels.

수율을 높이기 위해서는 야자 껍질탄의 제조 공정에서 탄화온도를 낮추고, 탄화시간을 짧게 한다. 도 1은 야자 껍질탄의 탄화온도/시간과 수율의 사이의 관계를 나타낸다. 도 2는 수율과 잔류 휘발분의 사이의 관계를 나타낸다.In order to increase the yield, the carbonization temperature is lowered and the carbonization time is shortened in the production process of the palm husk. 1 shows the relationship between the carbonization temperature / time and yield of palm husks. 2 shows the relationship between yield and residual volatiles.

본 발명에 있어서는 야자 껍질탄의 제조공정에서 수율을 높이고, 높은 휘발분(12％ 이상)을 갖는 야자 껍질탄을 제조한다. 이 야자 껍질탄을 전기로에서 사용할 때에는 야자 껍질탄의 조립자(coarse particles)를 용해 전의 스크랩에 혼입해서 로(furnace)내에 장입한다. 휘발분은 스크랩 용해 시에 연소하고, 열원으로서 작용하며, 남은 고형 탄소분은 가탄재로서 작용한다. 스크랩과 혼입된 탄재는 완전히 야자 껍질탄으로 이루어져도 좋고, 또는 야자 껍질탄의 일부와 종래에 사용되던 저(low)휘발분 및 고(high)고형 탄소분의 일부로 이루어져도 좋다. 고휘발분의 탄재를 용강 또는 슬래그 내에 취입하면, 슬래그 포밍(slag forming) 또는 슬래그 중의 산화철의 환원에 악영항이 있다고 하는 보고서가 있다(세이코 덴키(Denki-Seiko), 「전기로강」 제56권 제1호(1985년 1월호) "고형 탄소에 의한 용융 슬래그 중, FeO의 환원"). 따라서, 로내에 취입한 탄재는 종래의 경우와 같이 저휘발분과 고고형 탄소분을 사용하는 것이 바람직하다.In this invention, a yield is raised in the manufacturing process of palm husk coal, and the palm husk coal which has a high volatile matter (12% or more) is manufactured. When the palm husk is used in an electric furnace, coarse particles of palm husk are incorporated into a scrap before melting and charged into a furnace. The volatiles burn at the time of melting the scrap, act as a heat source, and the remaining solid carbon powder acts as a charcoal material. The carbonaceous material mixed with the scrap may be made entirely of palm shell charcoal, or may be composed of a portion of the palm shell charcoal and a portion of low volatility and high solid carbon powder conventionally used. There is a report that the high volatility carbonaceous material is blown into molten steel or slag, and there are adverse effects on slag forming or reduction of iron oxide in slag (Denki-Seiko, Electric Furnace, Vol. 56, Vol. 1 (January 1985) "Reduction of FeO in molten slag by solid carbon"). Therefore, it is preferable to use the low volatile matter and the solid carbon powder as the carbon material blown into a furnace like the conventional case.

다음에, 철스크랩을 용해하고 정련해서 용강을 제조하는 아크로 제강방법에 있어서의 코크스의 대체로서 야자 껍질탄을 이용한 구체적인 세부 공정에 대해 설명한다. 도 3∼도 5는 아크로에 있어서 냉철원을 용해할 때에 본 발명을 실시하고 있는 상태를 나타내는 개략도이다. 도 3은 냉철원의 용해 초기의 상태를 나타내고, 도 4는 냉철원의 용해 직후의 상태를 나타내며, 도 5는 아크로 제강공정 말기에서 승온의 완료 후 용강 정련기를 나타내고 있다.Next, a detailed detailed process using palm husk as a substitute for coke in an arc furnace steelmaking method for melting and refining iron scrap to produce molten steel will be described. 3 to 5 are schematic diagrams showing a state in which the present invention is implemented when melting a cold iron source in an arc furnace. FIG. 3 shows the initial state of melting of the cold iron source, FIG. 4 shows the state immediately after the melting of the cold iron source, and FIG. 5 shows the molten steel refiner after completion of the temperature increase at the end of the arc furnace steelmaking process.

도 3∼도 5에 있어서, 외부의 철껍질과 내부의 내화물을 포함하는 로 본체 (2)의 주변에서 상부측에 금속으로 이루어진 수냉식의 로 측벽(3)이 배치되고, 상기 로 측벽(3)의 상부 개구부는 개폐가 자유롭고, 또한 금속으로 된 수냉식의 덮개 (4)로 덮여져 있다. 상기 덮개(4)를 관통하고, 로 본체(2)내에서 상하로 움직이는 3개의 그래파이트 전극(5)이 설치되어 있다. 각 그래파이트 전극(5)은 3상의 교류 전원(도면 없음)에 연결되어 있고, 전극(5)간의 사이와, 각 전극(5)과 냉철원(9) 및 용강(10) 등의 로내 장입물과의 사이에서 아크(12)를 발생시키도록 되어 있다.3 to 5, a water-cooled furnace sidewall 3 made of metal is disposed on the upper side around the furnace body 2 including the outer iron shell and the internal refractory, and the furnace sidewall 3 The upper opening of the is opened and closed freely and is covered with the water-cooled lid 4 made of metal. Three graphite electrodes 5 penetrating the lid 4 and moving up and down in the furnace body 2 are provided. Each graphite electrode 5 is connected to an alternating current power supply (not shown) in three phases, between the electrodes 5, and in-furnace charges such as the electrodes 5, the cold iron source 9, and the molten steel 10, and the like. The arc 12 is generated in between.

또, 로 측벽(3)을 관통하고, 로 본체(2)내에서 상하로 움직이는 산소가스 취입용 랜스(6)와 탄재 취입용 랜스(7)가 설치된다. 산소가스 취입용 랜스(6)로부터 산소 가스가 로 본체(2)내에 취입하고, 탄재 취입용 랜스(7)로부터 반송용 가스로서 사용되는 공기, 질소 가스 등과 함께, 탄재가 로 본체(2)내에 취입한다. 덮개(4)에는 덕트(8)가 설치되고, 로내에서 발생하는 고온의 배기 가스는 집진기(도면 없음)를 이용해서 덕트(8)를 통해 흡인된다. 또, 로 본체(2)에는 출강구(tap hole)(도면 없음)가 설치되어 있다.In addition, an oxygen gas blowing lance 6 and a carbon material blowing lance 7 which penetrate the furnace side wall 3 and move up and down in the furnace main body 2 are provided. Oxygen gas is blown into the furnace main body 2 from the oxygen gas blowing lance 6, and carbonaceous material is introduced into the furnace main body 2 together with air, nitrogen gas, and the like used as the carrier gas from the carbonaceous material blowing lance 7. Blow on. The lid 4 is provided with a duct 8, and hot exhaust gas generated in the furnace is sucked through the duct 8 using a dust collector (not shown). In addition, a tap hole (not shown) is provided in the furnace main body 2.

우선, 스크랩(9)과, 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질의 탄화에 의해 얻어지며, 12％ 이상의 잔류 휘발분을 갖는 탄화물(20)이 크레인 등에 매달린 공급 버킷(도면 없음)으로부터 덮개(4)가 개방된 아크로(1)내에 장입된다(이 시기를 "원료 장입기"라고 부름). 이어서, 덮개(4)를 덮고, 전극(5)을 로내에 삽입하며, 각 전극(5)과 스크랩(9)의 사이에서 아크(12)를 발생시키고, 그로 인해 발생하는 아크열에 의해 스크랩(9)을 용해해서 용강(10)을 제조한다(이 시기를 "스크랩 용해기"라고 부름). 스크랩과 함께 로내에 장입된 탄화물 중의 잔류 휘발분은 용해하는 동안에 연소하고, 열원으로서 작용하며, 남은 고형 탄소는 가탄재로서 작용한다. 통상, 용강(10)이 제조되면, 생석회 또는 형석 등의 용매제를 로내에 장입하고, 용융 슬래그(11)를 용강(10) 위에 형성시켜서, 용강(10)을 산화로부터 방지하며, 용강 (10)을 따뜻하게 유지한다. 그리고, 로내에 장입된 모든 스크랩(9)이 용해되면, 그로 인해 생성된 용강(10)을 아크열에 의해서 소정의 온도로 가열시킨다(이 시기를 "승온기"라고 부름). 온도가 소정 레벨로 올라간 후에 용강(10)의 성분 조정을 실행한다(이 시기를 "정련기"라고 부름). 그 후, 용강(10)을 출강구를 통해 용강 유지 용기로 출강하고, 출강한 후에는 필요에 따라서 용융 슬래그(11)를 슬래그 포트 등으로 배출한다(이 시기를 "출강/슬래그 제거기"라고 부름). 즉, 원료 장입기, 냉철원 용해기, 승온기, 정련기, 및 출강/슬래그 제거기를 1 사이클로 구성한다. 따라서, 스크랩(9)로부터 용강(10)이 제조된다.Firstly, the lid 4 is opened from a supply bucket (not shown) in which a scrap 9 and a carbide shell 20 obtained by carbonization of a coconut shell or an oil palm shell are suspended from a carbide 20 having a residual volatile content of 12% or more. It is charged in the arc furnace 1 (this time is called "raw material charge machine"). Subsequently, the lid 4 is covered, the electrode 5 is inserted into the furnace, an arc 12 is generated between each electrode 5 and the scrap 9, and the scrap 9 is generated by the arc heat generated thereby. ) To produce molten steel 10 (this time is called "scrap dissolver"). Residual volatiles in the carbide charged into the furnace along with the scrap burn during dissolution, act as a heat source, and the remaining solid carbon acts as a carbonaceous material. Usually, when molten steel 10 is manufactured, a solvent such as quicklime or fluorspar is charged into the furnace, and molten slag 11 is formed on molten steel 10 to prevent molten steel 10 from oxidation, and molten steel 10 Keep warm). Then, when all the scraps 9 charged into the furnace are dissolved, the molten steel 10 thus produced is heated to a predetermined temperature by arc heat (this time is called a "heater"). After temperature rises to a predetermined level, component adjustment of the molten steel 10 is performed (this time is called "refining machine"). Thereafter, the molten steel 10 is pulled out through the tapping hole into the molten steel holding container, and after the tapping is performed, the molten slag 11 is discharged into the slag port or the like as needed (this time is called "tap / slag remover"). ). That is, a raw material charge machine, a cold iron source dissolver, a temperature riser, a refiner, and a tapping / slag remover are comprised by 1 cycle. Thus, molten steel 10 is produced from scrap 9.

본 발명에 있어서는 스크랩 용해기, 승온기, 및 정련기에서 코크스의 대체로서, 야자 껍질탄을 보조 연료 또는 가탄재로서 사용할 수 있다.In the present invention, as a substitute for coke in the scrap dissolver, the temperature riser, and the refiner, palm husk can be used as an auxiliary fuel or a briquette.

스크랩 용해기에서는 각 전극(5)과 스크랩(9)의 사이에서 아크(12)를 발생시키고, 그로 인해 발생하는 아크열로 스크랩(9)을 용해해서 용강(10)을 제조한다. 탄화물(20) 중의 잔류 휘발분은 용해하는 동안에 연소하고, 열원으로서 작용하며, 남은 고형 탄소는 열원과 가탄재로서 작용한다. 도 3에 나타내는 바와 같이 스크랩(9)이 원만하게 용해되게 하기 위해서, 로내에 퇴적되는 스크랩(9)을 향해, 산소가스 취입용 랜스(6)로부터 산소 가스를 취입하고, 탄재 취입용 랜스(7)로부터 저휘발분과 고고형 탄소분의 탄재를 취입한다. 스크랩(9)은 취입하는 산소 가스에 의해 일부 산화되고, 산화열에 의해 가열되며 용해된다.In the scrap dissolver, an arc 12 is generated between each electrode 5 and the scrap 9, and the scrap 9 is melted by the arc heat generated thereby to produce the molten steel 10. Residual volatile matter in the carbide 20 burns during dissolution, acts as a heat source, and the remaining solid carbon acts as a heat source and a carbonaceous material. In order to make the scrap 9 melt smoothly, as shown in FIG. 3, oxygen gas is blown in from the oxygen gas blowing lance 6 toward the scrap 9 deposited in a furnace, and the lance 7 for carbon material blowing is carried out. The carbonaceous material of low volatile matter and solid carbon powder is blown from The scrap 9 is partially oxidized by the blowing oxygen gas, heated by the heat of oxidation, and dissolved.

승온기에서는 퇴적되는 스크랩(9)이 완전히 용해된 후로부터, 고온의 아크 (12)가 노출되어 큰 열손실과 로 본체(2)의 측벽 내화물의 손상을 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 냉철원 용해기에 있어서 용강(10)이 제조될 때에, 생석탄 또는 형석 등의 용매제를 로내에 장입하고, 용융 슬래그(11)를 형성시켜서 용강 (10)을 산화로부터 방지하며, 용강(10)을 따뜻하게 유지한다. 승온기에는 도 4에 나타내는 바와 같이, 산소가스 취입용 랜스(6)와 탄재 취입용 랜스(7)의 각 선단을 용융 슬래그(11)에 침지시키고, 용융 슬래그(11)내에, 산소가스 취입용 랜스(6)로부터 산소 가스를 취입하고, 탄재 취입용 랜스(7)로부터는 탄재를 취입한다. 취입하고, 용융 슬래그(11)에 매달린 탄재는 취입된 산소 가스와 반응해서 연소열을 발생하고, 보조 열원으로서 작용해서 전력 사용량을 절약한다. 그와 동시에, 반응 생성물인 CO 가스가 용융 슬래그(11)를 거품이 일게 하므로, 아크(12)가 거품이 일어난 용융 슬래그(11)에 의해 싸여서, 아크(12)의 열전달율이 향상된다. 용융 슬래그(11)가 거품이 이는 현상을 "슬래그의 포밍"이라고 부르고 있다.In the temperature increaser, after the scrap 9 to be deposited is completely dissolved, the hot arc 12 may be exposed, which may cause a large heat loss and damage to the sidewall refractory of the furnace body 2. Therefore, in the present invention, when the molten steel 10 is manufactured in the cold iron source dissolver, a solvent such as pulverized coal or fluorite is charged into the furnace to form the molten slag 11 to prevent the molten steel 10 from oxidation. , Keep the molten steel 10 warm. As shown in FIG. 4, the temperature riser is immersed in the molten slag 11 by distal end portions of the oxygen gas blowing lance 6 and the carbon material blowing lance 7, and the molten slag 11 is used for oxygen gas blowing. Oxygen gas is blown in from the lance 6, and carbon material is blown in from the lance 7 for charcoal blowing. The carbon material blown in and suspended in the molten slag 11 generates combustion heat by reacting with the blown oxygen gas, and acts as an auxiliary heat source, thereby saving power consumption. At the same time, since the CO gas as the reaction product causes the molten slag 11 to foam, the arc 12 is wrapped by the molten slag 11 in which the foam is bubbled, so that the heat transfer rate of the arc 12 is improved. The phenomenon that the molten slag 11 foams is called "forming of slag".

정련기에서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 탄재를 탄재 취입용 랜스(7)로부터 용융 슬래그(11)내에 취입한다. 이에 따라, 용융 슬래그 중의 산화철이 환원되고, 철분으로서 용강(10)에 첨가된다. 또, 용융 슬래그에서 산화철의 환원 반응으로 생성되는 CO 가스에 의해서 용융 슬래그(11)가 거품이 일어나게 되므로, 전술했던 승온기와 마찬가지로 아크(12)가 거품이 일어난 용융 슬래그(11)에 의해 싸여서, 아크(12)의 열전달율이 향상된다. 또한, 탄재를 성분 조정용의 가탄재로서 사용할 때에는 탄재 취입용 랜스(7)의 선단을 용강(10)에 침지시키고, 탄재를 용강내에 취입한다.In the refiner, as shown in FIG. 5, the carbonaceous material is blown into the molten slag 11 from the carbonaceous material lance 7. As a result, the iron oxide in the molten slag is reduced and added to the molten steel 10 as iron powder. In addition, since the molten slag 11 foams due to the CO gas generated by the reduction reaction of the iron oxide in the molten slag, the arc 12 is wrapped by the molten slag 11 in which foaming occurs, similar to the above-mentioned temperature riser. The heat transfer rate of (12) is improved. When the carbonaceous material is used as the carbonaceous material for component adjustment, the tip of the carbonaceous material lance 7 is immersed in the molten steel 10, and the carbonaceous material is blown into the molten steel.

[실시예][Example]

인도네시아의 전기로 제강공장에서 고휘발분 야자 껍질탄의 사용을 시험했다. 이 시험에 있어서 사용된 야자 껍질탄의 물성을 표 3에 나타낸다. 이 야자 껍질탄의 휘발분은 48.1％로 매우 높으므로, 안전을 고려하여 스크랩과 혼입된 탄재 전체의 50％의 양을 사용하고, 남은 50％는 무연탄(휘발분 2％)을 사용했다. 따라서, 스크랩과 혼입된 탄재의 휘발분은 25％로 계산된다. 표 4에 시험 결과의 개요를 나타낸다.In Indonesia, an electric furnace steelmaking plant was tested for the use of high-volatile palm shell coal. Table 3 shows the physical properties of the palm husks used in this test. Since the volatilization content of this coconut shell coal was very high as 48.1%, in consideration of safety, the amount of 50% of the whole carbon material mixed with scrap was used, and the remaining 50% used anthracite (volatile content 2%). Therefore, the volatile content of the carbonaceous material mixed with the scrap is calculated to be 25%. Table 4 shows an overview of the test results.

표 4 중의 탄화물 A(Charcoal A)는 표 1에서 야자 껍질탄에 상응하고, 표 4 중의 탄화물 B(Charcoal B)는 표 3에서 고휘발분의 야자 껍질탄에 상응한다. 탄화물 B(Charcoal B)는 Heat No. 7, No. 8에서 무연탄과 혼합하여 사용된다. 전기로의 성능의 평가에 근거하여, Tap to Tap 시간(1 heat 소요시간:분)과 전력 소비율은 코크스를 사용할 경우보다 좋은 수치를 나타내고 있다. 이것은 고휘발분이 효과적인 열원으로서 작용됐기 때문이다. 출강 시의 용강 중의 탄소분(％)은 가탄 효과에 악영향은 없다.Carbide A in Table 4 corresponds to palm husk charcoal in Table 1, and Carbide B in Table 4 corresponds to palm husk charcoal of high volatile matter in Table 3. Carbide B (Charcoal B) is Heat No. 7, No. 8 is used in combination with anthracite. Based on the evaluation of the performance of the electric furnace, the Tap to Tap time (1 heat time: minute) and the power consumption rate are better than those using coke. This is because high volatile matter acted as an effective heat source. Carbon content (%) in molten steel at the time of tapping does not adversely affect a peat effect.

본 발명에 따르면, 대량의 온실 가스의 발생을 삭감할 수 있다.According to the present invention, generation of a large amount of greenhouse gases can be reduced.

Claims (4)

코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 12％ 이상의 잔류 휘발분을 갖는 탄화물을 철스크랩에 혼입해서 아크로에 장입하는 공정과,Obtained by distilling the coconut shell or oil palm shell, and mixing carbide having 12% or more of residual volatile matter into the iron scrap and charging it into the arc furnace; 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 잔류 휘발분이 12％ 미만의 탄화물을 랜스로부터 아크로내에 취입하는 공정과,Obtained by distilling the coconut shell or oil palm shell, and having a residual volatile content of less than 12% of carbide in the arc from the lance; 상기 철스크랩을 용해해서 용강을 제조하는 공정을 갖는 야자 껍질탄을 이용한 아크로 제강방법.An arc furnace steelmaking method using a palm shell coal having a step of melting the iron scrap to produce molten steel. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 탄화물을 철스크랩에 혼입해서 아크로에 장입하는 공정은 코코넛 껍질 또는 기름야자 껍질을 건류해서 얻어지고, 12％ 이상의 잔류 휘발분을 갖는 탄화물과, 코크스 또는 무연탄을, 철스크랩에 혼입해서 아크로에 장입하는 것으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 야자 껍질탄을 이용한 아크로 제강방법.The process of incorporating carbide into iron scrap and charging it into an arc furnace is obtained by carbonizing coconut shell or oil palm shell, and carbide having 12% or more of residual volatile matter, and coke or anthracite coal into iron scrap and charging into an arc furnace. Arc furnace steelmaking method using a palm shell charcoal, characterized in that made. 삭제delete 삭제delete

Images