KR101824112B1

KR101824112B1 - Method for the converter operation

Info

Publication number: KR101824112B1
Application number: KR1020160173678A
Authority: KR
Inventors: 금창훈; 서윤열; 김종필
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2018-02-01

Abstract

The present invention relates to a converter operation method, and more particularly, to a converter operation method for reducing concentration of oxygen and nitrogen contained in a metal molten product. According to an embodiment of the present invention, the converter operation method includes processes of: charging the metal molten product into a converter; injecting oxygen gas into the converter at an upper portion of the converter; measuring concentration of a carbon component in the metal molten product; and supplying powder of a carbon-containing substance to the metal molten product at the upper portion of the converter in accordance with the measured concentration of the carbon component.

Description

전로 조업 방법{METHOD FOR THE CONVERTER OPERATION}{METHOD FOR THE CONVERTER OPERATION}

본 발명은 전로 조업 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 용융물 중에 함유되는 산소 농도와 질소 농도를 저감시키기 위한 전로 조업 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a converter operation method, and more particularly, to a converter operation method for reducing oxygen concentration and nitrogen concentration contained in a metal melt.

일반적으로, 제강 공정은 용선 중의 불순물을 제거하기 위한 정련 과정을 거친 용강을 연속 주조 설비로 이송하여 소정 크기의 주편으로 제작하는 일련의 공정을 의미한다. 이때, 전로 내에는 고철과 용선이 장입되고, 전로 내부로 랜스를 진입시켜 산소 가스를 공급함으로써 용선 중의 불순물을 산화 반응시켜 제거하는 취련 작업이 수행된다.Generally, a steelmaking process refers to a series of processes in which molten steel subjected to a refining process to remove impurities in a charcoal is transferred to a continuous casting facility to produce a cast steel having a predetermined size. At this time, scrap iron and molten iron are charged into the converter, and a lance is entered into the converter to supply oxygen gas, thereby performing an operation of smoothing the impurities in the molten iron by oxidation reaction.

이중, 취련 공정은 전로 내에 수용되는 용선의 높이에 따라 랜스의 높이와 취입되는 산소 유량을 조절하고, 랜스를 통해 순산소를 분사함에 따라 용선 중 불순 원소인 탄소, 규소, 망간, 인 등을 산화 반응에 의해 제거하여 연속 주조를 안정적으로 하기 위한 고온의 용강 온도를 맞추는 조업 과정이다.In this process, the height of the lance and the flow rate of oxygen to be blown are adjusted according to the height of the molten iron contained in the converter, and the impurities of carbon, silicon, manganese, and phosphorus in the molten iron are oxidized This process is a process of adjusting the temperature of molten steel at a high temperature to stabilize the continuous casting by removing it by the reaction.

일반적으로, 취련 과정의 종점에서 용존 탄소 농도가 0.02 내지 0.1 중량%일 경우, 용존 산소 농도는 약 300~700ppm 정도의 값을 가진다. 여기서, 용존 산소 농도가 높으면 레이들로 출강하는 과정에서 탈산제의 투입량이 증가하며, 이는 제조 원가를 증가시키는 주요 원인이 된다. 또한, 탈산제는 이후 조업에서 비금속 개재물을 발생시키고, 이러한 비금속 개재물은 강 중의 결함 발생의 원인이 된다.Generally, when the concentration of dissolved carbon in the end point of the kneading process is 0.02 to 0.1 wt%, the dissolved oxygen concentration has a value of about 300 to 700 ppm. Here, when the dissolved oxygen concentration is high, the amount of the deoxidizer is increased during the ladle feeding, which is a major cause of increasing the manufacturing cost. In addition, deoxidizers generate nonmetallic inclusions in subsequent operations, and these nonmetallic inclusions cause defects in the steel.

또한, 전로에서 용존 질소 농도는 일반적으로 용선 중의 Ti 농도, 용선 배합비, 고철의 크기, 취련 과정 중 공급되는 산소의 순도 등 여러 가지 인자에 영향을 받으며, 취련 과정 중에 탈탄 반응의 진행과 더불어 지속적으로 감소하는 경향을 보인다. 금속 용융물 중의 질소는 주로 탈탄 반응으로 발생한 CO 기포에 의한 질소 원자의 흡착, TiN 과 같은 질화물의 형성 등에 의하여 감소하지만, 금속 용융물 중의 탄소 농도가 낮아지는 취련 말기에는 오히려 질소 농도가 증가하게 된다.In addition, the dissolved nitrogen concentration in the converter is generally influenced by various factors such as the Ti concentration in the charcoal, the mixture ratio of the charcoal, the size of the scrap iron, and the purity of the oxygen supplied during the churning process. Respectively. Nitrogen in the metal melt decreases mainly due to the adsorption of nitrogen atoms by CO bubbles generated by decarburization reaction, the formation of nitrides such as TiN, and the like, but the nitrogen concentration increases at the end of the blowing process in which the carbon concentration in the metal melt is lowered.

금속 용융물 중 질소는 연속 주조시에 슬라브 내부에 AlN, VCN, NbCN 등의 석출물을 형성하며, 압연 중에 상기 석출물들이 슬라브 내부의 국부적인 취성을 증가시킨다. 그리고 이는 슬래브 제조 중 또는 최종 제품인 코일, 플레이트 등을 제조하기 위한 압연 중에 표면 크랙을 유발시키는 원인이 된다. 따라서, 금속 용융물 중 질소 농도가 높으면, 수요자가 요구하는 품질을 가지는 강을 생산할 수 없어 정품이 될 수 없는 문제가 발생된다.Nitrogen among the metal melts forms precipitates such as AlN, VCN, and NbCN in the slab during continuous casting, and the precipitates increase the local brittleness inside the slab during rolling. Which causes surface cracks during rolling of slabs or for making final products such as coils, plates and the like. Therefore, if the concentration of nitrogen in the metal melt is high, it is not possible to produce a steel having a quality required by a consumer, which results in a problem that it can not become a genuine product.

이에, 제강 공정에서 금속 용융물 중에 함유되는 산소 농도와 질소 농도를 효율적으로 저감시킬 필요성이 높다.Therefore, there is a high need to efficiently reduce the oxygen concentration and the nitrogen concentration contained in the metal melt in the steelmaking process.

KRKR 10-2005-002496310-2005-0024963 AA

본 발명은 금속 용융물 중에 함유되는 산소 농도와 질소 농도를 동시에 저감시킬 수 있는 전로 조업 방법을 제공한다.The present invention provides a converter operating method capable of simultaneously reducing the oxygen concentration and the nitrogen concentration contained in the metal melt.

본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법은 전로 내에 금속 용융물을 장입하는 과정; 상기 전로의 상부에서 상기 전로 내에 산소 가스를 취입하는 과정; 상기 금속 용융물 중의 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정; 및 상기 측정된 탄소 성분의 농도에 따라, 상기 전로의 상부에서 상기 금속 용융물에 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정;을 포함한다.A method of operating a converter according to an embodiment of the present invention includes the steps of charging a metal melt into a converter; Injecting oxygen gas into the converter at an upper portion of the converter; Measuring a concentration of a carbon component in the metal melt; And supplying a carbonaceous powder to the metal melt at an upper portion of the converter according to the measured concentration of the carbon component.

상기 공급되는 탄소 함유물의 분말은 0.1 내지 3㎜의 입도를 가질 수 있다.The carbonaceous material powder to be supplied may have a particle size of 0.1 to 3 mm.

상기 공급되는 탄소 함유물의 분말은 70 중량% 이상의 고정 탄소(fixed carbon) 및 0.5 중량% 이하의 황(S) 성분을 포함할 수 있다.The carbonaceous material powder may contain at least 70 wt.% Of fixed carbon and at most 0.5 wt.% Of sulfur (S).

상기 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정은, 상기 금속 용융물의 취련이 60 내지 80% 진행된 시점에 이루어지고, 상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 금속 용융물의 취련이 70 내지 90% 진행된 시점에 이루어질 수 있다.The step of measuring the concentration of the carbon component is performed at a time when the metal melt has been blended by 60 to 80%, and the step of supplying the powder of the carbon containing product is performed at a time point when the metal melt is blended by 70 to 90% Lt; / RTI >

상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 탄소 함유물의 분말을 상기 산소 가스를 취입하기 위한 랜스를 통하여 공급할 수 있다.The process of supplying the powder of the carbon-containing material may supply the powder of the carbon-containing material through the lance for blowing the oxygen gas.

상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 탄소 함유물의 분말을 상기 산소 가스와 함께 공급할 수 있다.The step of supplying the powder of the carbon-containing material may supply the powder of the carbon-containing material together with the oxygen gas.

상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 탄소 함유물의 분말 및 상기 탄소 함유물의 분말을 이동시키기 위한 이송 가스를 상기 산소 가스에 혼합하여 공급할 수 있다.The process of supplying the powder of the carbon-containing material may include feeding the powder of the carbon-containing material and the transfer gas for moving the powder of the carbon-containing material into the oxygen gas.

상기 이송 가스는 질소를 제외한 불활성 가스를 포함할 수 있다.The transport gas may include an inert gas other than nitrogen.

상기 이송 가스는 혼합 전에 상기 산소 가스보다 큰 압력을 가지도록 제어될 수 있다.The transport gas can be controlled to have a pressure greater than the oxygen gas before mixing.

상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도에 따라 공급 시점을 제어할 수 있다.The process of supplying the carbon-containing material powder may control the supply time point according to the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied.

상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도가 작을수록 공급 시점이 빨라지도록 제어할 수 있다.The process of supplying the powder of the carbon-containing material may be controlled so that the supply time point becomes faster as the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied becomes smaller.

상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도에 따라 상기 산소 가스의 취입 속도를 제어할 수 있다.In the process of supplying the powder of the carbon-containing material, the blowing rate of the oxygen gas may be controlled according to the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied.

상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도가 작을수록 상기 산소 가스의 취입 속도를 증가시키도록 제어할 수 있다.The process of supplying the powder of the carbon-containing material may be controlled such that the blowing rate of the oxygen gas is increased as the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied is smaller.

본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법에 의하면, 취련 공정시 산소 가스를 취입하기 위한 랜스를 통하여 탄소 함유물의 분말을 금속 용융물에 직접 공급하여 반응시킴으로써 금속 용융물 중의 용존 산소 농도와 용존 질소 농도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.According to the converter operation method according to the embodiment of the present invention, the powder of the carbon-containing material is directly supplied to the metal melt through the lance for blowing the oxygen gas during the blowing process and reacted, thereby efficiently controlling the dissolved oxygen concentration and the dissolved nitrogen concentration in the metal melt .

또한, 랜스로부터 산소 가스가 공급되는 중에 탄소 함유물의 분말을 동일한 경로로 금속 용융물에 공급하여, 전로 슬래그보다 비중이 적은 탄소 함유물의 분말이 전로 슬래그에 의하여 포집됨이 없이 금속 용융물 상의 전로 슬래그가 제거된 나탕 영역에 직접 투입될 수 있으며, 금속 용융물과의 반응 속도를 향상시킬 수 있다.In addition, the powder of the carbon-containing material is supplied to the metal melt while the oxygen gas is supplied from the lance by the same route, so that the powder of the carbon-containing material having a specific gravity lower than that of the converter slag is not collected by the converter slag, Can be directly introduced into the retained region and the reaction rate with the metal melt can be improved.

뿐만 아니라, 탄소 함유물의 분말을 금속 용융물의 취련이 70% 이상 90% 이하로 진행된 시점에 투입하여 금속 용융물의 성분 및 온도를 목표 종점 탄소 및 출강 목표 온도로 제어할 수 있게 되며, 입도에 따라 공급 시점 또는 공급 속도를 제어하여 탄소 함유물의 분말을 산출된 투입 시점에 정확하게 투입할 수 있게 된다.In addition, it is possible to control the component and the temperature of the metal melt to the target end point carbon and the lubrication target temperature by injecting the powder of the carbon-containing material at a time when the metal melt is blown from 70% to 90% It is possible to accurately inject the powder of the carbon-containing material at the calculated injection time by controlling the starting point or the feed rate.

도 1은 일반적인 전로 정련 장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전로 정련 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법을 개략적으로 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 용융물 중의 산소 농도를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 금속 용융물 중의 질소 농도를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
2 is a view schematically showing a converter refining apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a converter operation method according to an embodiment of the present invention;
4 is a graph showing oxygen concentration in a metal melt according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing the nitrogen concentration in a metal melt according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 전로 조업 방법은 전로 내에 장입되는 금속 용융물의 용존 산소 농도와 용존 질소 농도를 동시에 효과적으로 저감시킬 수 있는 기술적 특징을 제시한다.The converter operation method according to the present invention provides a technical feature that can simultaneously reduce the dissolved oxygen concentration and the dissolved nitrogen concentration of the metal melt charged in the converter.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 일반적인 전로 정련 장치를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a general converter refining apparatus.

도 1을 참조하면, 일반적으로, 제강 공정은 용선 중의 불순물을 제거하기 위한 정련 과정을 거친 용강을 연속 주조 설비로 이송하여 소정 크기의 주편으로 제작하는 일련의 공정을 의미한다. 이때, 전로(100) 내에는 고철과 용선이 장입되고, 전로(100) 내부로 랜스(200)를 진입시켜 산소 가스를 공급함으로써 용선 중의 불순물을 산화 반응시켜 제거하는 취련 작업이 수행된다.Referring to FIG. 1, generally, a steelmaking process refers to a series of processes in which molten steel subjected to a refining process to remove impurities in a charcoal is transferred to a continuous casting facility to produce a cast steel having a predetermined size. At this time, scrap iron and molten iron are charged into the converter 100, and the lance 200 is introduced into the converter 100 to supply oxygen gas, thereby performing an operation of removing the impurities in the molten iron by oxidation reaction.

이중, 취련 공정은 전로(100) 내에 수용되는 용선의 높이에 따라 랜스(200)의 높이와 취입되는 산소 유량을 조절하고, 랜스(200)를 통해 순산소를 분사함에 따라 용선 중 불순 원소인 탄소, 규소, 망간, 인 등을 산화 반응에 의해 제거하여 연속 주조를 안정적으로 하기 위한 고온의 용강 온도를 맞추는 조업 과정이다.In this process, the height of the lance 200 and the flow rate of oxygen injected are adjusted according to the height of the molten iron received in the converter 100, and as the pure oxygen is injected through the lance 200, , Silicon, manganese, and phosphorus are removed by oxidation reaction to adjust the temperature of molten steel at high temperature to stabilize continuous casting.

일반적으로, 취련 과정의 종점에서 용존 탄소 농도가 0.02 내지 0.1 중량%일 경우, 용존 산소 농도는 약 300~700ppm 정도의 값을 가진다. 여기서, 용존 산소 농도가 높으면 레이들로 출강하는 과정에서 탈산제의 투입량이 증가하며, 슬래그(S) 중의 철 산화물의 농도가 높아져 철분 손실이 발생하므로 용존 산소 농도를 낮추는 것이 유리하다. 여기서, 용존 산소 농도는 취련 패턴으로 제어할 수 있으나, 취련 과정의 종점에서 예측 온도가 낮을 경우 산소 공급량을 증가시키게 되고, 금속 용융물(M) 중의 산소 농도는 증가하게 된다.Generally, when the concentration of dissolved carbon in the end point of the kneading process is 0.02 to 0.1 wt%, the dissolved oxygen concentration has a value of about 300 to 700 ppm. Here, when the dissolved oxygen concentration is high, it is advantageous to lower the dissolved oxygen concentration because the amount of the deoxidizing agent is increased in the ladle feeding process, the iron oxide concentration in the slag S increases, and iron loss occurs. Here, the dissolved oxygen concentration can be controlled by the blast pattern, but when the predicted temperature is low at the end of the blast process, the oxygen supply amount is increased and the oxygen concentration in the metal melt M is increased.

한편, 전로(100)에서 용존 질소 농도는 일반적으로 용선 중의 Ti 농도, 용선 배합비, 고철의 크기, 취련 과정 중 공급되는 산소의 순도 등 여러 가지 인자에 영향을 받으며, 취련 과정 중에 탈탄 반응의 진행과 더불어 지속적으로 감소하는 경향을 보인다. 금속 용융물(M) 중의 질소는 주로 탈탄 반응으로 발생한 CO 기포에 의한 질소 원자의 흡착, TiN 과 같은 질화물의 형성 등에 의하여 감소하지만, 금속 용융물(M) 중의 탄소 농도가 낮아지는 취련 말기에는 오히려 질소 농도가 증가하게 된다.On the other hand, in the converter 100, the dissolved nitrogen concentration is generally influenced by various factors such as the Ti concentration in the charcoal, the amount of charcoal, the size of the scrap iron, and the purity of oxygen supplied during the curing process. In addition, it tends to decrease continuously. Nitrogen in the metal melt M mainly decreases due to the adsorption of nitrogen atoms by CO bubbles generated by the decarburization reaction and the formation of nitrides such as TiN and the like. However, at the end of the blowing in which the carbon concentration in the metal melt M is low, .

질소 농도가 증가하는 주된 이유는 탈탄 반응에 의한 CO 기체 발생량이 감소하면서 전로(100) 내부로 대기 유입이 발생하고, 이에 의하여 질소 분압이 증가하기 때문이다. 즉, 전로(100) 내부에서 질소 분압이 증가하면, 금속 내에 용해된 기체의 양은 금속 위의 기체 분압의 제곱근에 비례한다는 씨버트(Sievert) 법칙에 의해 용존 질소 농도가 증가한다.The main reason for the increase of the nitrogen concentration is that the amount of CO gas generated by the decarburization reaction is reduced, and atmospheric inflow occurs into the converter 100, thereby increasing the nitrogen partial pressure. That is, when the nitrogen partial pressure increases within the converter 100, the dissolved nitrogen concentration increases by the Sievert's law that the amount of gas dissolved in the metal is proportional to the square root of the gas partial pressure on the metal.

취련 과정에서 탄소에 의한 산소의 소비량보다 과도하게 산소를 공급하는 것을 과취(過吹)라고 하며, 전술한 바와 같이 정련 취정의 종점에서 예측 온도가 낮을 경우 산소 공급량을 증가시켜 과취가 되면 금속 용융물(M) 중의 산소 농도가 증가될 뿐만 아니라, 질소 농도 또한 증가하게 된다. 이와 같이, 과취가 되더라도 용존 질소 농도를 감소시키기 위하여는 외부로부터 공기 유입을 최소로 유지하여야 하며, 질소 분압을 낮추기 위하여 CO 기체의 분압을 높여야 한다. 여기서, 외부로부터 공기 유입을 최소로 유지하는 것은 설비 운용 및 기술적 한계로 인하여 용이하지 않다.As described above, when the predicted temperature is low at the end point of refining, the amount of oxygen supplied is increased, and when the deodorization occurs, the metal melt ( M) is increased, as well as the nitrogen concentration is increased. In this way, in order to decrease the dissolved nitrogen concentration even in the case of odor, it is necessary to keep the air inflow from the outside to a minimum and increase the partial pressure of the CO gas in order to lower the nitrogen partial pressure. Here, it is not easy to keep the air inflow from the outside at a minimum because of facility operation and technical limitations.

따라서, CO 기체의 분압을 높여 용존 산소 농도 및 용존 질소 농도를 감소시키기 위하여는 전로(100) 내에 탄소 함유물을 투입하여야 한다. 이와 같은 탄소 함유물을 투입하기 위한 방법으로 괴상의 코크스나 가탄제 등의 탄소 함유물을 전로(100) 내부로 직접 투입하는 방법이 있다. 그러나, 코크스나 가탄제 등의 탄소 함유물은 비중이 전로(100)의 슬래그(S)보다 작아 금속 용융물(M) 상부에 형성되는 슬래그(S)에 포집되어 CO 기체의 생성을 위한 금속 용융물(M)과 직접적인 반응을 유도하기가 어려운 문제점이 있다. 즉, 탄소 함유물에 함유되는 탄소가 금속 용융물(M) 중의 용존 산소와 직접적인 반응이 이루어지지 않아 그 효과가 매우 미미하며, 괴상으로 투입되어 반응 시간 또한 길어지게 되는 문제점이 있다.Therefore, in order to increase the partial pressure of the CO gas to reduce the dissolved oxygen concentration and the dissolved nitrogen concentration, the carbon-containing material must be introduced into the converter 100. In order to inject such a carbon-containing material, there is a method of directly introducing a carbon-containing substance such as a coke-like cokes or a gaseous substance into the interior of the converter 100. However, the carbon-containing material such as cokes or gauze is collected in the slag S formed on the metal melt M because the specific gravity thereof is smaller than the slag S of the converter 100 so that the metal melt M), which is difficult to induce a direct reaction. That is, the carbon contained in the carbon-containing material is not directly reacted with the dissolved oxygen in the metal melt (M), and the effect thereof is very insignificant.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전로 정련 장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing a converter refining apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view schematically showing a transformer operating method according to an embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 전로(100) 내에서는 용선이 장입된 후 정련 과정에 의해 용선 내 불순물이 제거되면서 용강과 용선이 함께 잔류하는 상태이므로, 전로(100) 내에서 용선의 취련이 진행되는 상태에서 전로(100) 내의 용선 및 용강은 금속 용융물(M)로 지칭하기로 한다.Prior to the explanation, in the converter 100, the molten steel and the molten iron remain together while the impurities in the molten iron are removed by the refining process after the molten iron is charged. Therefore, the molten steel and the molten iron remain together in the converter 100, The molten steel and molten steel in the molten metal 100 will be referred to as metal melt M.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전로 정련 장치는 저취 노즐(110)이 구비되고 내부에 금속 용융물(M), 예컨대 용선을 수용하는 전로(100)와, 전로(100) 상부에 상하 방향으로 이동 가능하도록 구비되고 금속 용융물(M)에 산소 가스, 예컨대 순산소 가스를 분사하는 랜스(200)와, 랜스(200)에 산소 가스를 공급하기 위한 산소 공급부(미도시) 및 저취 노즐(110)에 교반 가스 및 부원료 등을 공급하기 위한 보조 설비(미도시)를 포함할 수 있다.2, a converter refining apparatus according to an embodiment of the present invention includes a converter 100 having a low-noise nozzle 110 and containing metal melt M, for example, a charcoal, (Not shown) for supplying oxygen gas to the lance 200 and an oxygen supply unit (not shown) for supplying oxygen gas to the lance 200. The lance 200 is provided so as to be movable in the vertical direction and injects oxygen gas, And an auxiliary equipment (not shown) for supplying the stirring gas and the subsidiary material to the main body 110.

전로(100)는 상측에 노구가 형성되고, 상부 측면에는 금속 용융물(M), 예컨대 용강을 출강하기 위한 출선구가 형성될 수 있다. 또한, 전로(100)에는 바닥을 관통하며 형성되는 적어도 하나의 저취 노즐(110)이 형성될 수 있다. 저취 노즐(110)은 전로(100) 외부의 보조 설비와 연결되어 전로(100) 내부에 장입된 금속 용융물(M)에 부원료 및 교반 가스를 공급할 수 있다.A nostril is formed on the upper side of the converter 100, and an outlet for drawing molten metal M, for example, molten steel, may be formed on the upper side. In addition, at least one low-noise nozzle 110 formed through the bottom of the converter 100 may be formed. The low-noise nozzle 110 is connected to an auxiliary equipment outside the converter 100, and can supply the subsidiary material and the stirring gas to the metal melt M charged in the converter 100.

랜스(200)는 전로(100) 상부에 상하 방향으로 이동 가능하도록 구비되고, 산소 공급부로부터 산소 가스를 공급받아 용선에 분사한다. 여기서, 산소 가스는 산소를 포함하는 가스를 의미한다. 랜스(200)는 내부에 산소 가스가 이동하는 중심 유로가 형성되고, 하부에 중심 유로를 따라 이동하는 산소 가스를 분사하는 분사구(미도시)가 형성될 수 있다.The lance 200 is provided on the upper portion of the converter 100 so as to be vertically movable, and receives oxygen gas from the oxygen supply unit and injects the oxygen gas into the molten iron. Here, the oxygen gas means a gas containing oxygen. In the lance 200, a central flow path through which oxygen gas moves is formed, and an injection port (not shown) for spraying oxygen gas moving along the central flow path is formed in the lower portion.

산소 공급부는 산소 가스를 저장하는 산소 저장기(미도시)와, 산소 저장기에 저장된 산소를 공급받아 가열하는 가열 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 산소 공급부는 산소 가스를 소정 온도, 예컨대 800 내지 1300℃ 정도로 가열하여 랜스(200)에 공급할 수 있다. 이와 같이 산소 공급부를 통해 산소 가스를 가열하여 전로(100)에 취입함으로써 산소 가스 취입에 의한 용선의 온도 저하를 억제할 수 있다.The oxygen supply unit may include an oxygen storage unit (not shown) for storing oxygen gas and a heating unit (not shown) for heating the oxygen stored in the oxygen storage unit. The oxygen supply unit may supply the oxygen gas to the lance 200 by heating the oxygen gas to a predetermined temperature, for example, about 800 to 1300 ° C. By heating the oxygen gas through the oxygen supply unit and blowing the oxygen gas into the converter 100, it is possible to suppress the temperature drop of the molten iron by blowing oxygen gas.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전로 정련 장치는 탄소 함유물의 분말(310)이 저장되는 저장 용기(300)를 더 포함할 수 있다. 저장 용기(300)의 하부에는 이송 가스를 공급하기 위한 이송 가스 공급부(미도시)가 연결되며, 저장 용기(300)의 일측에는 탄소 함유물의 분말(310) 및 이송 가스를 이동시키기 위한 제1 유로(210)가 형성된다.In addition, the electrolytic refining apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a storage container 300 in which the powder 310 of the carbon-containing material is stored. A transfer gas supply unit (not shown) for supplying a transfer gas is connected to a lower portion of the storage container 300. A powder 310 of the carbon-containing material and a first flow path for transferring the transfer gas are connected to one side of the storage container 300, (Not shown).

여기서, 제1 유로(210)는 산소 가스를 취입하는 랜스(200)와는 별도로 마련된 랜스에 형성되어, 이를 통하여 전로(100)의 상부에서 금속 용융물(M)에 탄소 함유물의 분말(310)을 공급할 수도 있다. 그러나, 설비 단순화 및 산소 가스에 의하여 나탕이 형성되는 지점에 정확하게 탄소 함유물의 분말(310)을 공급하기 위하여 상기 제1 유로(210)는 산소 가스의 이동 경로를 형성하는 제2 유로(220)와 연통될 수 있다. 즉, 제2 유로(220)는 랜스(200) 내부의 중심 유로로 연결되고, 제1 유로(210)는 상기 제2 유로(220)와 연결되어, 탄소 함유물의 분말(310)이 제1 유로(210), 제2 유로(220) 및 중심 유로를 경유하여 하부에 형성되는 분사구를 통하여 산소 가스와 함께 분사될 수 있다.The first flow path 210 is formed in a lance provided separately from the lance 200 for blowing the oxygen gas so that the powder 310 of the carbon containing material is supplied to the metal melt M at the upper portion of the converter 100 It is possible. However, in order to supply the carbon-containing powder 310 precisely at a point where the facility is simplified and oxygen gas is formed, the first flow path 210 includes a second flow path 220 forming a path of oxygen gas, Can be communicated. That is, the second flow path 220 is connected to the central flow path inside the lance 200, the first flow path 210 is connected to the second flow path 220, and the powder 310 of carbon- Through the second flow path 210, the second flow path 220, and the central flow path, through the injection port formed in the lower part.

이와 같은 구성을 통해 본 발명은 고온의 산소 가스와 탄소 함유물의 분말(310)을 전로(100)에 분사하여 전로(100) 내에 장입되는 금속 용융물(M)에 산소 가스 및 탄소 함유물의 분말(310)을 공급할 수 있게 된다.According to the present invention, the high-temperature oxygen gas and the carbon-containing powder 310 are injected into the converter 100 to inject the oxygen gas and the carbon-containing powder 310 Can be supplied.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법은 전로(100) 내에 금속 용융물(M)을 장입하는 과정(S100); 상기 전로(100)의 상부에 구비되는 랜스(200)를 이용하여, 상기 전로(100) 내에 산소 가스를 취입하는 과정(S200); 상기 금속 용융물(M) 중의 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정(S300); 및 상기 측정된 탄소 성분의 농도에 따라, 상기 랜스(200)를 통하여 상기 금속 용융물(M)에 탄소 함유물의 분말(310)을 공급하는 과정(S400);을 포함한다.Referring to FIG. 3, a method of operating a converter according to an embodiment of the present invention includes a step (S100) of charging a metal melt M in a converter 100; (S200) of injecting oxygen gas into the converter (100) using a lance (200) provided at an upper portion of the converter (100); A step (S300) of measuring the concentration of the carbon component in the metal melt (M); And supplying carbonaceous material powder 310 to the metal melt M through the lance 200 according to the measured concentration of the carbonaceous material (S400).

전로(100) 내에 금속 용융물(M)을 장입하는 과정(S100)은 스크랩을 마련하는 과정, 용선을 마련하는 과정, 전로(100)에 스크랩(scrab)을 장입하는 과정 및 스크랩이 장입된 전로(100)에 용선을 장입하는 과정을 포함할 수 있다.A process S100 of charging the metal melt M in the converter 100 includes a process of preparing scrap, a process of preparing a charcoal, a process of charging a scrap into the converter 100, 100) to the user.

전로(100)에 스크랩을 장입하기 전, 스크랩을 예열하거나 스크랩에 탄소 성분을 포함시키는 전처리 과정을 포함할 수도 있다. 스크랩을 예열하여 전로(100)에 장입하면 용선의 온도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 스크랩에 탄소 성분을 포함시켜 전로(100)에 장입하면 취련시 2차 연소율을 극대화시켜 스크랩을 용해시키기 위한 열원을 용이하게 확보할 수 있다. 이때, 스크랩은 용선 장입 전 투입될 수도 있고, 용선 장입 후 투입될 수도 있다.A pretreatment process may be included in which the scrap is preheated before the scrap is charged into the converter 100 or a carbon component is included in the scrap. When the scrap is preheated and charged into the converter 100, it is possible to suppress the temperature drop of the molten iron. In addition, when the carbon material is contained in the scrap and charged into the converter 100, the secondary combustion rate at the time of blowing is maximized, and a heat source for dissolving the scrap can be easily secured. At this time, the scrap may be put in before charging the charcoal, or may be charged after charging the charcoal.

전로(100) 내에 산소 가스를 취입하는 과정(S200)은 전로(100) 내에 금속 용융물(M)이 장입되면, 전로(100) 상부에 구비되는 랜스(200)를 하강시켜 랜스(200) 하부를 용선 탕면 상부에 배치시키고, 산소 가스, 예컨대 순산소 가스를 분사하여 전로(100) 내에 취입한다. 또한, 전로(100) 내에 산소 가스를 취입하는 과정(S200)에서는 저취 노즐(110)을 통해 저취 가스가 분사될 수 있다. 저취 가스로는 산소 가스, 천연 가스, 불활성 가스 중 적어도 하나를 포함하는 혼합 가스를 사용할 수 있다. 이와 같이 랜스(200)를 통하여 산소 가스를 분사하고, 저취 노즐(110)을 통하여 저취 가스를 분사하면, 금속 용융물(M)이 교반되면서 금속 용융물(M) 중 불순물이 금속 용융물(M)로 분사되는 가스의 특정 성분과 상호 반응하여 제거될 수 있다. 예컨대, 저취 노즐(110)을 통해 분사되는 가스 중 산소 성분과 금속 용융물(M) 중 탄소 성분이 반응하여 CO 가스가 발생하게 된다. 이렇게 발생하는 CO 가스는 금속 용융물(M) 상부로 부상하여 랜스(200)를 통해 분사되는 산소 가스와 반응하여 CO₂ 가스를 발생시킨다. 이러한 반응은 CO 가스가 산화되는 반응으로 2차 연소 반응이라 하며, 2차 연소 반응에 의해 발생하는 반응열은 용선의 온도를 상승시키며 스크랩을 용해시키는 열원으로 사용될 수 있다.When the metal melt M is charged into the converter 100, the lance 200 provided at the upper portion of the converter 100 is lowered to lower the lower portion of the lance 200 And is injected into the converter 100 by injecting oxygen gas, for example, pure oxygen gas. In addition, in the step of injecting oxygen gas into the converter 100 (S200), the off gas can be injected through the low-noise nozzle 110. [ As the low-gas gas, a mixed gas containing at least one of oxygen gas, natural gas and inert gas may be used. When the oxygen gas is injected through the lance 200 and the low-temperature gas is injected through the low-noise nozzle 110, impurities in the molten metal M are injected into the molten metal M while the molten metal M is stirred. And can be removed by interaction with certain components of the gas. For example, the oxygen component of the gas injected through the low-noise nozzle 110 reacts with the carbon component of the metal melt M to generate CO gas. The CO gas thus generated floats on the molten metal M and reacts with the oxygen gas injected through the lance 200 to generate CO ₂ gas. This reaction is called a secondary combustion reaction in which the CO gas is oxidized, and the heat generated by the secondary combustion reaction raises the temperature of the molten iron and can be used as a heat source to dissolve the scrap.

또한, 랜스(200)를 통해 분사되는 산소 가스는 그 일부가 금속 용융물(M) 중으로 취입되어 금속 용융물(M) 중 탄소 성분과 반응함으로써 CO 가스를 발생시키며, 또 일부는 금속 용융물(M) 상부로 부상되는 CO 가스와 상호 반응하여 2차 연소 반응을 일으켜 반응열을 발생시킨다. 이와 같은 2차 연소 반응을 발생시킴으로써 금속 용융물(M)의 온도를 상승시키고 스크랩을 용해시키기 위한 열원을 확보하기 위하여 금속 용융물(M)에는 산소를 포함하는 가스가 취입될 수 있다.Part of the oxygen gas injected through the lance 200 is blown into the metal melt M and reacts with the carbon component of the metal melt M to generate CO gas. And the reaction gas reacts with the CO gas to generate secondary heat. In order to raise the temperature of the metal melt (M) by generating the secondary combustion reaction and to secure a heat source for dissolving the scrap, a gas containing oxygen may be introduced into the metal melt (M).

금속 용융물(M) 중의 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정(S300)은 전로(100)의 상부에 설치되는 서브 랜스에 의하여 이루어질 수 있다. 즉, 취련 과정에 의한 금속 용융물(M)의 불순물 제거 과정에서 서브 랜스의 선단에는 프로브(Probe)라고 하는 수단이 장착되어, 취련 작업이 이루어지는 전로(100)의 노구를 통하여 전로(100)의 내부로 투입되어 금속 용융물(M)의 온도와 성분(산소량, 탄소농도) 및 금속 용융물(M)의 높이를 확인한다. 즉, 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정(S300)에서 탄소 성분의 농도는 용존 탄소 농도를 직접 측정하여 이루어질 수도 있으나, 금속 용융물(M)의 온도, 산소량 또는 높이를 확인하여 탄소 성분의 농도를 예측하여 측정할 수도 있다.The step S300 of measuring the concentration of the carbon component in the metal melt M may be performed by a sub-lance installed on the upper portion of the converter 100. [ That is, in the process of removing the impurities of the metal melt M by the blowing process, a means such as a probe is mounted at the tip of the sub-lance, so that the inside of the converter 100 is blown through the nose of the converter 100, (The amount of oxygen and the concentration of carbon) of the metal melt M and the height of the metal melt M are checked. That is, in the process of measuring the carbon concentration (S300), the concentration of the carbon component may be determined by directly measuring the dissolved carbon concentration. However, by checking the temperature, the oxygen amount or the height of the metal melt (M) .

탄소 성분의 농도를 측정하는 과정(S300)은 전로(100) 내 불순물들의 산화 반응이 마무리되는, 금속 용융물(M)의 취련이 60% 이상 80% 이하로 진행된 시점에 이루어질 수 있다. 즉, 금속 용융물(M)의 종점 목표 온도 및 종점 탄소 농도를 정확하게 관리하기 위하여 취련 60 내지 80% 시점에서의 온도와 잔류 탄소량의 측정이 필요하게 된다.The process of measuring the concentration of the carbon component (S300) can be performed when the blending of the metal melt (M) in which the oxidation reaction of the impurities in the converter (100) is completed is progressed to 60% or more and 80% or less. That is, in order to accurately control the end point target temperature and the end point carbon concentration of the metal melt M, it is necessary to measure the temperature and the residual carbon amount at the time of 60 to 80% of blowing.

탄소 함유물의 분말(310)을 공급하는 과정(S400)은 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정(S300)에서 측정된 탄소 성분의 농도에 따라 랜스(200)를 통하여 금속 용융물(M)에 탄소 함유물의 분말(310)을 공급한다. 즉, 탄소 함유물의 분말(310)을 공급량을 조절하기 위하여, 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정(S300)에서 측정된 탄소 성분의 농도로부터 취련 완료 시점에서 금속 용융물(M)의 온도와 성분, 즉 탄소와 산소 등의 성분 함량을 예측한다. 이때, 측정된 탄소 성분의 농도가 낮은 경우 공급되는 산소는 금속 용융물(M) 중의 철 성분과 반응하여 FeO를 생성하거나 용존 산소로 존재한다. 또한 CO 기체 발생량이 적어지게 되어 질소 분압이 저하됨에 따라 금속 용융물(M) 중의 질소 농도가 증가하게 된다.The step of supplying the powder 310 of the carbon-containing material (S400) may include the step of supplying the carbon-containing powder 310 with the metal melt M through the lance 200 according to the concentration of the carbon component measured in the step S300 And the powder 310 is supplied. That is, in order to control the supply amount of the powder 310 of the carbon-containing material, the temperature and the composition of the metal melt M at the time of completion of the tinning, that is, the concentration of the carbon component measured in the step (S300) Predict component content such as carbon and oxygen. At this time, when the measured carbon content is low, the supplied oxygen reacts with the iron component in the metal melt (M) to produce FeO or exist as dissolved oxygen. Also, since the amount of generated CO gas is reduced and the nitrogen partial pressure is lowered, the nitrogen concentration in the metal melt M is increased.

본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법은 취련이 60% 이상 80% 이하로 진행된 시점에서 측정한 탄소 성분의 농도가 목적하는 탄소 성분의 농도보다 낮은 경우 랜스(200)를 통하여 탄소 함유물의 분말(310)을 직접 금속 용융물(M) 내로 취입한다. 용강 금속 용융물(M) 중에 직접 탄소 함유물의 분말(310)을 취입함으로써, 탄소 함유물의 분말(310)은 금속 용융물(M) 내부로 침투하여 금속 용융물(M) 중의 산소와 반응하여 용존 산소 농도를 저감시킨다. 뿐만 아니라, 금속 용융물(M) 내부로 침투한 탄소 함유물의 분말(310)은 용존 산소와 반응하여 CO 기체를 생성시키고, CO 기체의 분압이 증가함에 따라 질소 분압이 감소하여 질소 농도를 떨어뜨리는 효과를 가져오게 되며, 발생된 CO 기체에 질소가 흡착되어 제거될 수 있다. 이와 같이 탄소 함유물의 분말(310)을 금속 용융물(M) 중에 직접 취입하는 경우 전로 슬래그(S)와의 접촉을 방지하고, 금속 용융물(M) 중의 용존 산소와 직접 반응함으로써 반응 효율을 최대화시킬 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 공급되는 금속 함유물은 입자가 미세하여 반응 속도가 빠른 이점이 있다. In the method of transforming according to the embodiment of the present invention, when the concentration of the carbon component measured at the time when the curing process progresses from 60% or more to 80% or less is lower than the concentration of the desired carbon component, 310 are directly introduced into the metal melt (M). The powder 310 of the carbon-containing material penetrates into the molten metal M and reacts with oxygen in the molten metal M to thereby increase the dissolved oxygen concentration . In addition, the carbon-containing powder 310 infiltrated into the metal melt M generates CO gas by reacting with dissolved oxygen, and decreases the nitrogen partial pressure as the partial pressure of the CO gas increases, And nitrogen can be adsorbed and removed from the generated CO gas. When the powder 310 of the carbon-containing material is directly blown into the metal melt M, it is possible to prevent contact with the converter slag S and maximize the reaction efficiency by directly reacting with the dissolved oxygen in the metal melt M As well as being advantageous, the metal content to be supplied is advantageous in that the particles are fine and the reaction speed is fast.

탄소 함유물의 분말(310)을 공급하는 과정(S400)은, 상기 탄소 함유물의 분말(310)이 저장된 저장 용기(300)에 이송 가스를 주입하는 과정; 상기 탄소 함유물의 분말(310)을 상기 저장 용기(300)에 연결되는 제1 유로(210)로부터 상기 산소 가스의 이동 경로를 형성하는 제2 유로(220)로 이동시키는 과정; 및 상기 탄소 함유물의 분말(310)을 상기 제2 유로(220)를 통하여 공급하는 과정;을 포함할 수 있다.The step 400 of supplying the carbon-containing powder 310 includes the steps of injecting the transfer gas into the storage container 300 storing the carbon-containing powder 310; Moving the carbonaceous material powder 310 from a first flow path 210 connected to the storage container 300 to a second flow path 220 forming a flow path for the oxygen gas; And supplying the powder 310 of the carbon-containing material through the second flow path 220.

먼저, 탄소 함유물의 분말(310)을 랜스(200)를 통하여 금속 용융물(M) 중으로 직접 공급하기 위하여, 탄소 함유물의 분말(310)이 저장된 저장 용기(300)에 이송 가스를 주입한다. 탄소 함유물의 분말(310)이라 함은 탄소를 함유하는 물질의 분말을 의미하며, 70 중량% 이상의 고정 탄소(fixed carbon) 및 0.5 중량% 이하의 황(S) 성분을 포함할 수 있다. 즉, 탄소 함유물은 고정 탄소와 유황 성분을 함유하는 코크스를 이용할 수 있는 바, 탄소 성분의 농도 조절을 위하여 코크스에 함유되는 고정 탄소의 함량은 많을수록 좋고, 전로(100) 내에서 제거가 어려운 유황 성분의 함량은 적을수록 좋다. 따라서, 70 중량% 이상 100 중량% 이하의 고정 탄소 및 0 중량% 이상 0.5 중량% 이하의 황 성분을 포함하는 코크스를 탄소 함유물의 분말(310)로써 사용할 수 있다. 또한, 탄소 함유물의 분말(310)은 0.1㎜ 이상 3㎜ 이하의 입도를 가지는 분말 코크스를 사용하거나, 괴상의 코크스를 0.1 내지 3㎜의 입도로 파쇄하여 사용할 수도 있다. 탄소 함유물의 분말(310)이 0.1㎜ 미만의 입도를 가지는 경우, 이동이 용이하지 않게 되며, 탄소 함유물의 분말(310)이 3㎜ 초과의 입도를 가지는 경우, 금속 용융물(M)과의 반응 속도가 저하될 수 있으므로, 0.1㎜ 이상 3㎜ 이하의 입도를 가지는 탄소 함유물의 분말(310)을 사용하는 것이 좋다.First, a transfer gas is injected into the storage container 300 in which the powder 310 of the carbon-containing material is stored in order to directly supply the powder 310 of the carbon-containing material into the metal melt M through the lance 200. The powder 310 of the carbon-containing material means a powder of a material containing carbon and may include at least 70% by weight of fixed carbon and at most 0.5% by weight of sulfur (S). That is, since the carbon-containing material can use the coke containing the fixed carbon and the sulfur component, it is preferable that the content of the fixed carbon contained in the coke is larger for controlling the concentration of the carbon component, The smaller the content of the component, the better. Thus, a coke comprising 70% to 100% by weight of fixed carbon and 0 to 0.5% by weight of sulfur can be used as the powder 310 of the carbonaceous material. The powder 310 of the carbon-containing material may be powder coke having a particle size of 0.1 mm or more and 3 mm or less, or may be used by crushing the coke to a particle size of 0.1 to 3 mm. If the carbonaceous material powder 310 has a particle size of less than 0.1 mm, the movement is not easy and if the carbonaceous material powder 310 has a particle size of more than 3 mm, the reaction rate with the metal melt M It is preferable to use the carbon-containing powder 310 having a particle size of 0.1 mm or more and 3 mm or less.

탄소 함유물의 분말(310)은 호퍼 등의 저장 용기(300)에 저장되며, 상기 호퍼의 하부에는 이송 가스 주입관이 연결되고, 호퍼의 일측에는 주입된 이송 가스 및 탄소 함유물 분말(310)의 이동 경로를 형성하는 제1 유로(210)를 따라 이송 가스 배관이 설치된다. 이송 가스로는 불활성 가스가 사용될 수 있으며, 탄소 함유물 분말(310)의 공급이 용존 질소 농도 저감에 있는 점을 감안할 때 질소 가스를 제외한 불활성 가스, 예를 들어 아르곤 가스를 이송 가스로 사용할 수 있다. 여기서, 이송 가스 배관은 산소 가스의 이동 경로를 형성하는 제2 유로(220)를 따라 설치되는 산소 가스 배관과 연통된다. 즉, 제1 유로(210)는 제2 유로(220)와 연결되고, 탄소 함유물의 분말(310)은 저장 용기(300)에 이송 가스가 주입됨에 따라 제1 유로(210)를 따라 제2 유로(220)로 공급된다. 여기서, 제2 유로(220)는 랜스(200) 내부의 중심 유로를 포함하는 산소 가스의 이동 경로를 의미한다. 이와 같은 각 유로를 따른 배관 구조에 의하여 상기 탄소 함유물의 분말(310)과 탄소 함유물의 분말(310)을 이동시키기 위한 이송 가스는 금속 용융물(M)에 공급되기 전에 산소 가스에 혼합될 수 있으며, 탄소 함유물의 분말(310)은 제1 유로(210)로부터 제2 유로(220)로 이동하여 랜스(200)를 통하여 금속 용융물(M) 내로 공급될 수 있게 된다.The powder 310 of the carbon-containing material is stored in a storage container 300 such as a hopper, and a transfer gas inlet tube is connected to the lower portion of the hopper, and a transfer gas and a carbon- A transfer gas piping is installed along the first flow path 210 forming the movement path. An inert gas may be used as the transfer gas, and an inert gas such as argon gas other than nitrogen gas may be used as the transfer gas in view of the fact that the supply of the carbon-containing powder 310 is in the dissolved nitrogen concentration reduction. Here, the transfer gas pipe communicates with the oxygen gas pipe provided along the second flow path 220 forming the transfer path of the oxygen gas. That is, the first flow path 210 is connected to the second flow path 220, and the powder 310 of the carbon-containing material flows along the first flow path 210 along the second flow path 210 as the transfer gas is injected into the storage container 300. [ (220). Here, the second flow path 220 refers to the flow path of the oxygen gas including the central flow path inside the lance 200. The transporting gas for moving the powder 310 of the carbon-containing material and the powder 310 of the carbon-containing material may be mixed with the oxygen gas before being supplied to the metal melt M, The carbonaceous powder 310 can be transferred from the first flow path 210 to the second flow path 220 and supplied into the metal melt M through the lance 200. [

여기서, 탄소 함유물의 분말(310)은 랜스(200)로부터 취련을 위한 산소 가스가 공급되는 중에 산소 가스와 함께 공급될 수 있다. 즉, 랜스(200)로부터 취련을 위한 산소 가스가 공급되면 전로(100) 내의 장입된 금속 용융물(M)의 상부에는 전로 슬래그(S)가 제거된 나탕 영역이 형성된다. 따라서, 탄소 함유물의 분말(310)을 랜스(200)로부터 취련을 위한 산소 가스가 공급되는 중에 산소 가스와 함께 공급하는 경우 탄소 함유물의 분말(310)은 전로 슬래그(S)에 포집되지 않게 되고, 금속 용융물(M)로 직접 공급될 수 있게 된다.Here, the carbon-containing powder 310 may be supplied with the oxygen gas while the oxygen gas for blowing is supplied from the lance 200. That is, when the oxygen gas for blowing is supplied from the lance 200, a retaining region where the converter slag S is removed is formed on the upper portion of the metal melt M loaded in the converter 100. Therefore, when the powder 310 of the carbon-containing material is supplied from the lance 200 together with the oxygen gas during the supply of the oxygen gas for blowing, the powder 310 of the carbon-containing material is not collected in the converter slag S, So that it can be supplied directly to the metal melt M.

탄소 함유물의 분말(310)을 취련을 위한 산소 가스와 함께 공급하기 위하여 제1 유로(210)에서의 이송 가스의 압력은 제2 유로(220)에서의 산소 가스의 압력보다 큰 값을 가지도록 제어될 수 있다. 즉, 제2 유로(220)를 따라 일정 압력으로 산소 가스가 공급되는 중에 제1 유로(210)로부터 제2 유로(220)로 탄소 함유물을 이동시키는 이송 가스를 공급하기 위하여, 제1 유로(210)에서의 이송 가스의 압력은 제2 유로(220)에서의 산소 가스의 압력보다 큰 값을 가져야 한다. 이를 위하여, 제1 유로(210)의 배관을 제2 유로(220)의 배관보다 작은 내경을 가지도록 형성할 수도 있음은 물론이다.The pressure of the transfer gas in the first flow path 210 is controlled to be larger than the pressure of the oxygen gas in the second flow path 220 in order to supply the powder 310 of carbon containing material together with the oxygen gas for blowing, . That is, in order to supply the transfer gas for transferring the carbon-containing material from the first flow path 210 to the second flow path 220 while oxygen gas is supplied at a predetermined pressure along the second flow path 220, 210 must be greater than the pressure of the oxygen gas in the second flow path 220. It goes without saying that the pipe of the first flow path 210 may be formed to have a smaller inner diameter than the pipe of the second flow path 220 for this purpose.

탄소 함유물의 분말(310)을 공급하는 과정(S400)은, 금속 용융물(M)의 취련이 70% 이상 90% 이하로 진행된 시점에 이루어질 수 있다. 만일, 전로(100) 조업시 취련이 90% 시점에서의 탄소 성분의 농도가 높거나 또는 금속 용융물(M)의 온도가 높으면 나머지 취련 구간인 취련 90% 시점 이후부터 금속 용융물(M)의 성분 및 온도를 정확히 목표 종점 탄소 및 출강 목표 온도로 제어하기 위해서 과다한 취련을 할 수 밖에 없게 된다. 따라서, 이러한 과취를 방지하고 또한 투입된 금속 함유물의 분말(310)이 전부 용해되어 전로(100)의 열원으로 환원되는 시간을 감안하여 탄소 함유물의 분말(310)의 투입 시점은 취련 개시로부터 취련이 70 내지 90% 진행된 시점에 이루어지는 것이 바람직하다.The step (S400) of supplying the powder 310 of the carbon-containing material may be performed at a time when the metal melt M is tinned to 70% or more and 90% or less. If the concentration of the carbon component at 90% of blowing at the time of operation of the converter 100 is high or the temperature of the metal melt M is high, the components of the metal melt (M) from the 90% It is inevitable to over-cry to control the temperature accurately to the target end point carbon and the lubrication target temperature. Therefore, in consideration of the time during which the powder 310 of the metal-containing material is completely dissolved and reduced to the heat source of the converter 100, the time of introduction of the powder 310 of the carbon- To 90%.

이하에서, 실험 예를 통하여 본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of operating a converter according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to an experimental example.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 중의 산소 농도를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 용강 중의 질소 농도를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a graph showing oxygen concentration in molten steel according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing nitrogen concentration in molten steel according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법의 실험 예에서는, 2톤 용량의 전로(100)에 용선 1.8톤, 고철 0.2톤을 장입하고, 산소 가스를 80 Nm³ 공급하여 취련 공정을 실시하였다. 산소 가스의 공급 속도는 취련 패턴에 따라 2.5 내지 3.5 Nm³/min로 제어하였으며, 취련 시간은 약 30분 정도로 하였다.In the experimental example of the converter operation method according to the embodiment of the present invention, 1.8 ton of molten iron and 0.2 ton of scrap iron were charged into the converter 100 of 2 ton capacity, and 80 Nm ^{3 of} oxygen gas was supplied to perform the curing process. The supply rate of the oxygen gas was controlled to 2.5 to 3.5 Nm ³ / min according to the blowing pattern, and the blowing time was about 30 minutes.

여기서, 부원료로 생석회 40kg, 경소 돌로마이트 10kg을 투입하였으며, 취련 종료 시점에서 용강의 온도는 1,640 내지 1,660℃로 제어하였다. 탄소 함유물의 분말은 전술한 구성의 탄소 함유물의 분말을 취입하기 위한 장치를 이용하여 취련 80% 시점에서 랜스(200)를 통하여 전로(100) 내에 10kg을 취입하였다.Here, 40 kg of burnt lime and 10 kg of light dolomite were added as an auxiliary raw material, and the temperature of the molten steel was controlled at 1,640 to 1,660 ° C at the end of the coking operation. The carbon-containing powder was blown into the converter 100 through the lance 200 at an 80% blowing point using a device for blowing powder of the carbon-containing material having the above-mentioned constitution.

실험에 사용된 탄소 함유물의 분말(310)은 평균 입도가 1㎜ 이하인 것을 사용하였으며, 고정 탄소의 함량은 80%, 유황 성분의 함량은 0.27%이었다. 이때, 취련 완료 시점에서 산소 농도는 프로브를 이용하여 전로(100)에서 직접 측정하였으며, 질소 농도는 시료를 채취하여 질소 분석기로 측정하였다.The carbon-containing powder 310 used in the experiment was one having an average particle size of 1 mm or less. The fixed carbon content was 80% and the sulfur content was 0.27%. At this time, the oxygen concentration was measured directly at the converter (100) using a probe at the completion of the culling, and the nitrogen concentration was measured with a nitrogen analyzer.

여기서, 비교 예 1은 취련 말기에 탄소 함유물을 투입하지 않은 전로 취련 방법을 사용한 결과를 나타내며, 비교 예 2는 10㎜ 이상의 입도를 가지는 괴상의 코크스를 취련 90% 시점에 탄소 함유물 분말(310)과 동일하게 10kg을 전로(100) 내부로 투입하였다. 괴상 코크스의 고정 탄소의 함량은 81.2%, 유황 성분의 함량은 0.6% 이다. 발명 예는 취련 80% 시점에서 전술한 탄소 함유물의 분말(310)을 10kg 취입한 결과를 나타내는 것으로써, 발명 예 1은 탄소 함유물 분말(310)의 공급 속도를 3kg/min로 제어하였으며, 발명 예 2는 탄소 함유물 분말(310)의 공급 속도를 5kg/min로 제어하였다.Comparative Example 1 shows a result of using a transferring cunning method in which no carbon-containing material was added at the end of the cigarette but Comparative Example 2 shows a result of using a carbon-containing water powder 310 ) Was charged into the converter (100). The mass of the fixed carbon in the massive coke is 81.2% and the content of the sulfur component is 0.6%. Inventive Example 1 shows the result of blowing 10 kg of the carbon-containing powder 310 at the time of blowing 80%. In Inventive Example 1, the feed rate of the carbon-containing powder 310 was controlled at 3 kg / In Example 2, the feed rate of the carbon-containing powder 310 was controlled at 5 kg / min.

여기서, 비교 예 2의 경우 투입되는 괴상의 코크스는 취련 90% 지점에 공급하고, 발명 예 1의 경우 투입되는 탄소 함유물의 분말(310)은 취련 80% 지점에 공급하는 것은 탄소 함유물의 공급 종점을 일치시키기 위함이다. 즉, 괴상의 코크스를 전로 내에 투입하는 것보다, 탄소 함유물의 분말(310)을 랜스(200)를 통하여 공급하는데 시간이 더 소요되는바, 비교 예 2의 경우 및 발명 예 1의 경우에서 탄소 함유물의 공급 종점을 일치시키기 위하여 탄소 함유물 분말(310)의 분말의 공급 시점을 괴상의 코크스의 공급 시점보다 빠르게 조절하였다.Here, in the case of Comparative Example 2, the massive coke to be supplied is supplied to the 90% point of blowing, and in the case of Inventive Example 1, the powder 310 of the carbon containing material is supplied to the 80% To match. That is, it takes more time to supply the powder 310 of carbon-containing material through the lance 200 than in the case of putting the coke in the converter into the converter. In the case of Comparative Example 2 and Inventive Example 1, The feeding point of the powder of the carbon-containing powder 310 was adjusted to be faster than the feeding point of the bulk coke to match the feeding end point of water.

먼저, 도 4를 참조하면, 비교 예 1과 비교 예 2의 경우 금속 용융물의 용존 산소 농도가 500ppm 내외의 값을 가지는 반면, 발명 예 1과 발명 예 2의 경우는 금속 용융물의 용존 산소 농도가 각각 350ppm 및 370ppm으로 약 30% 감소하였음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the dissolved oxygen concentration of the metal melt was about 500 ppm, while in Inventive Example 1 and Inventive Example 2, the dissolved oxygen concentrations of the metal melt were 350ppm and 370ppm, respectively.

또한, 도 5를 참조하면, 비교 예 1과 비교 예 2의 경우 금속 용융물의 용존 질소 농도가 각각 17ppm 및 15ppm의 값을 가지는 반면, 발명 예 1과 발명 예 2의 경우 용존 질소 농도가 각각 6ppm 및 8ppm의 값을 가져, 비교 예 대비 약 50% 정도 감소하였음을 알 수 있다. 특히, 비교 예 2의 경우 괴상의 코크스는 금속 용융물(M)과 직접 반응하지 못하고, 전로 슬래그(S)에 포집되어 산소 농도와 질소 농도의 저감 효과가 낮음을 알 수 있었다.In addition, referring to FIG. 5, in the case of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the dissolved nitrogen concentrations of the metal melts were 17 ppm and 15 ppm, respectively, while in Inventive Example 1 and Inventive Example 2, 8 ppm, which is about 50% lower than that of the comparative example. Particularly, in the case of Comparative Example 2, the coke in the mass was not directly reacted with the metal melt (M), and was collected in the converter slag (S), indicating that the effect of reducing the oxygen concentration and the nitrogen concentration was low.

여기서, 발명 예 1과 발명 예 2를 비교하면, 발명 예 1의 경우 용존 산소 농도 및 용존 질소 농도의 감소량은 발명 예 2의 경우 용존 산소 농도 및 용존 질소 농도의 감소량보다 큰 것을 알 수 있다. 이는, 탄소 함유물이 전부 금속 용융물(M) 내로 투입되는 지점인 공급 종점이, 금속 용융물을 한번에 투입하는 비교 예 2의 경우와 일치하기 때문인 것으로, 탄소 함유물의 분말(310)을 금속 용융물(M)에 연속적으로 투입함에 있어서는 금속 용융물(M)의 성분 및 온도를 정확히 목표 종점 탄소 및 출강 목표 온도로 제어하기 위하여 설정된 공급 시기에 공급 종점을 일치시킬 필요가 있다.In comparison between Inventive Example 1 and Inventive Example 2, it can be seen that the amount of decrease in dissolved oxygen concentration and dissolved nitrogen concentration in Inventive Example 1 is larger than the amount of dissolved oxygen concentration and dissolved nitrogen concentration in Inventive Example 2. This is because the feed end point at which the carbon-containing material is entirely introduced into the metal melt M coincides with the case of Comparative Example 2 in which the metal melt is fed at a time. The powder 310 of the carbon- ), It is necessary to match the supply end point to the supply timing set so as to control the component and the temperature of the metal melt M accurately to the target end point carbon and the lubrication target temperature.

탄소 함유물을 분말 상태로 금속 용융물(M)에 공급하는 경우 탄소 함유물 분말(310)의 이동 속도는 평균 입도에 따라 달라진다. 즉, 평균 입도가 큰 분말일수록 금속 용융물(M)에 투입되는 속도가 빠른 바, 공급 종점을 일치시키기 위하여 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도에 따라 공급 시점 및 산소 가스의 취입 속도를 제어할 수 있다.When the carbon-containing material is supplied to the metal melt (M) in powder form, the moving speed of the carbon-containing powder (310) varies depending on the average particle size. That is, as the powder having a larger average particle size has a higher rate of being input into the metal melt (M), the feed point and the blowing rate of the oxygen gas can be controlled according to the average particle size of the powder of the carbon- have.

즉, 탄소 함유물을 분말 상태로 금속 용융물(M)에 공급하는 경우 설정된 공급 시기에 공급 종점을 일치시키기 위하여, 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도가 작을수록 탄소 함유물의 공급 시작 시기인 공급 시점을 빠르게 제어하여 정확한 공급 종점에 탄소 함유물이 모두 투입되도록 할 수 있다. 또한, 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도가 작을수록 탄소 함유물과 함께 취입되는 산소 가스의 취입 속도를 빠르게 제어하여 정확한 공급 종점에 탄소 함유물이 모두 투입되도록 할 수 있다. 이에 의하여, 탄소 함유물 분말(310)의 평균 입도가 달라지는 경우에도, 설정된 공급 종점에 탄소 함유물의 분말(310)이 공급 완료되도록 제어할 수 있게 된다.That is, when the carbon-containing material is supplied to the metal melt M in powder form, the smaller the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied is, So that the carbon-containing material can be completely injected into the correct feed end point. Also, as the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied is smaller, the rate of blowing of the oxygen gas to be taken together with the carbon-containing material can be controlled more rapidly so that the carbon- Thus, even when the average particle size of the carbon-containing powder 310 varies, it is possible to control the supply of the carbon-containing powder 310 to the set end point.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 전로 조업 방법에 의하면, 취련 공정시 산소 가스를 취입하기 위한 랜스를 통하여 탄소 함유물의 분말을 금속 용융물에 직접 공급하여 반응시킴으로써 금속 용융물 중의 용존 산소 농도와 용존 질소 농도를 효율적으로 저감시킬 수 있다.As described above, according to the transfer operating method according to the embodiment of the present invention, the powder of the carbon-containing material is directly supplied to the metal melt through the lance for blowing the oxygen gas during the blowing process, The concentration can be efficiently reduced.

상기에서, 본 발명의 바람직한 실시 예가 특정 용어들을 사용하여 설명 및 도시되었지만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시 예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시 예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되며, 본 발명의 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described and illustrated above using specific terms, such terms are used only for the purpose of clarifying the invention, and the embodiments of the present invention and the described terminology are intended to be illustrative, It will be obvious that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Such modified embodiments should not be individually understood from the spirit and scope of the present invention, but should be regarded as being within the scope of the claims of the present invention.

100: 전로 110: 저취 노즐
200: 랜스 210: 제1 유로
220: 제2 유로 300: 저장 용기
310: 탄소 함유물의 분말100: Converter 110: Deodorizing nozzle
200: Lance 210: First Euro
220: second flow path 300: storage container
310: powder of carbon-containing material

Claims

전로 내에 금속 용융물을 장입하는 과정;
상기 전로의 상부에서 상기 전로 내에 산소 가스를 취입하는 과정;
상기 금속 용융물 중의 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정; 및
상기 측정된 탄소 성분의 농도에 따라, 상기 전로의 상부에서 상기 금속 용융물에 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정;을 포함하고,
상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정에서,
상기 탄소 함유물의 분말은 일정 시간 동안 연속적으로 공급되고,
상기 탄소 함유물의 분말의 공급을 시작하는 시점 및 공급 속도 중 적어도 하나는 상기 탄소 함유물의 분말의 평균 입도에 따라 결정되며,
상기 탄소 함유물의 분말의 공급을 종료하는 시점은 상기 금속 용융물의 취련이 70 내지 90% 진행된 시점에 이루어지는 전로 조업 방법.
Charging a metal melt into the converter;
Injecting oxygen gas into the converter at an upper portion of the converter;
Measuring a concentration of a carbon component in the metal melt; And
And supplying carbonaceous powder to the metal melt at an upper portion of the converter according to the measured concentration of the carbon component,
In the course of supplying the carbon-containing material powder,
The powder of the carbon-containing material is continuously supplied for a predetermined time,
At least one of the time and the feed rate at which the supply of the powder of the carbon-containing material is started is determined according to the average particle size of the powder of the carbon-
Wherein a time point at which the supply of the powder of the carbon-containing material is terminated is performed when the metal melt proceeds from 70 to 90%.

청구항 1에 있어서,
상기 공급되는 탄소 함유물의 분말은 0.1 내지 3㎜의 입도를 가지는 전로 조업 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the carbonaceous material powder to be supplied has a particle size of 0.1 to 3 mm.

청구항 1에 있어서,
상기 공급되는 탄소 함유물의 분말은 70 중량% 이상의 고정 탄소(fixed carbon) 및 0.5 중량% 이하의 황(S) 성분을 포함하는 전로 조업 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the powder of the carbonaceous material to be supplied comprises at least 70 wt% fixed carbon and at most 0.5 wt% sulfur (S).

청구항 1에 있어서,
상기 탄소 성분의 농도를 측정하는 과정은, 상기 금속 용융물의 취련이 60 내지 80% 진행된 시점에 이루어지는 전로 조업 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of measuring the concentration of the carbon component is performed at a time when the metal melt has been blended by 60 to 80%.

청구항 1에 있어서,
상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 탄소 함유물의 분말을 상기 산소 가스를 취입하기 위한 랜스를 통하여 공급하는 전로 조업 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of supplying the powder of the carbon-containing material supplies the powder of the carbon-containing material through the lance for blowing the oxygen gas.

청구항 1에 있어서,
상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 탄소 함유물의 분말을 상기 산소 가스와 함께 공급하는 전로 조업 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of supplying the powder of the carbon-containing material includes supplying the powder of the carbon-containing material together with the oxygen gas.

청구항 6에 있어서,
상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 탄소 함유물의 분말 및 상기 탄소 함유물의 분말을 이동시키기 위한 이송 가스를 상기 산소 가스에 혼합하여 공급하는 전로 조업 방법.
The method of claim 6,
Wherein the step of supplying the powder of the carbon-containing material mixes and supplies the powder of the carbon-containing material and the transfer gas for moving the powder of the carbon-containing material to the oxygen gas.

청구항 7에 있어서,
상기 이송 가스는 질소를 제외한 불활성 가스를 포함하는 전로 조업 방법.
The method of claim 7,
Wherein the transfer gas comprises an inert gas other than nitrogen.

청구항 7에 있어서,
상기 이송 가스는 혼합 전에 상기 산소 가스보다 큰 압력을 가지도록 제어되는 전로 조업 방법.
The method of claim 7,
Wherein the transfer gas is controlled to have a pressure greater than the oxygen gas before mixing.

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청구항 1에 있어서,
상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도가 작을수록 공급을 시작하는 시점이 빨라지도록 제어하는 전로 조업 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of supplying the powder of the carbon-containing material controls the starting point of the supply to be faster as the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied becomes smaller.

청구항 7에 있어서,
상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은,
상기 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도에 따라 상기 산소 가스의 취입 속도를 제어하는 전로 조업 방법.
The method of claim 7,
The process of supplying the powder of the carbon-
Wherein the blowing rate of the oxygen gas is controlled according to an average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied.

청구항 12에 있어서,
상기 탄소 함유물의 분말을 공급하는 과정은, 상기 공급되는 탄소 함유물의 분말의 평균 입도가 작을수록 상기 산소 가스의 취입 속도를 증가시키도록 제어하는 전로 조업 방법.
The method of claim 12,
Wherein the step of supplying the powder of the carbon-containing material controls the blowing rate of the oxygen gas to be increased as the average particle size of the powder of the carbon-containing material to be supplied is small.