KR860001523B1 - Method preventon corrosion of tuyere nozzle for decarburizing refining furnace - Google Patents

Abstract

Damage to an immersed tuyere in an oxygen steelmaking furnace is prevented by (i) blowing a mixt.(4) of a gas-generating powder (3') and a carrier gas(3) through the tuyere to form a layer of a mixt. of increased momentum on the inner peripheral rim and immediately above the tuyere nozzle; and (ii) cooling the tuyere tip by endothermic decomposition of the particulate material while stirring the molten steel by the combined effect of the carrier gas jet, the decomposition prod. gas and the residual undercomposed particulate material.

Description

제강공정에서 탈탄 정련로의 송풍구의 손상 방지법Prevention of damage to the tuyeres of the decarburization furnace in the steelmaking process

제1도와 제2도는 종래의 탈탄 정련 공정에서 송풍구 선단의 송풍 가스 제트의 거동을 도시한 개요도.1 and 2 are schematic views showing the behavior of the blowing gas jet at the tip of the tuyeres in a conventional decarburization and refining process.

제3도는 본 발명의 방법에 따라 송풍구를 통해 주입되는 송풍 가스의 거동을 도시한 개요도.Figure 3 is a schematic diagram showing the behavior of the blowing gas injected through the tuyeres according to the method of the present invention.

제4도는 종래 방법에서 송풍구 주위의 상태를 도시한 절단면도.4 is a cutaway view showing a state around the tuyeres in the conventional method.

제5도는 이중관 송풍구를 사용하는 본 발명의 일 실시예를 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention using a double pipe tuyere.

제6도는 종래 공정에서 송풍구 선단에 형성된 용착금속층의 일예를 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing an example of a welded metal layer formed at the tip of a tuyere in a conventional process.

제7도와 제8도는 본 발명의 방법에 의해 송풍구 선단이 보호된 상태를 도시한 단면도.7 and 8 are cross-sectional views showing a state where the tip of the tuyeres is protected by the method of the present invention.

제9도는 송풍구 선단이 손상된 것을 보여주는 단면도.9 is a cross-sectional view showing that the tip of the tuyere is damaged.

제10도는 주입 가스량을 증가시켜 교반력을 강화시키는 종래 방법을 도시한 그래프.10 is a graph showing a conventional method of increasing the amount of injection gas to enhance the stirring force.

제11도는 미립물질을 주입하여 총 가스량을 증가시키는 본 발명의 방법을 나타낸 그래프.Figure 11 is a graph showing the method of the present invention to increase the total gas amount by injecting particulate matter.

본 발명은 산소 제강공정에 사용되는 탈탄로 또는 전로의 송풍구(immersed tuyere)를 보호하는 방법에 관한 것으로서, 특히 운반가스(carrier gas)와 함께 미립 첨가제를 용융 선철에 주입하여 용융 선철을 탈탄 정련하는 산소 제강 공정에서 공정 중에 빈번하게 나타나는 송풍구의 손상을 방지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for protecting an immersed tuyere of a decarburization furnace or a converter used in an oxygen steelmaking process, and in particular, injecting fine additives into molten pig iron together with a carrier gas to decarburize molten pig iron. The present invention relates to a method of preventing damage to a tuyere that frequently occurs during a process in an oxygen steelmaking process.

1956년까지 일본에서는 주로 평로 제강법으로서 조강(crude steel)을 생산하였다. 그후 "상부 취입 산소 제강 공정(top blown oxygen steel making process)"이라고 하는 새로운 공정이 일본에 도입되었다. 상기 공정에서는 평로 대신에 전로나 또는 용기에 용융 선철을 주입하고 용기 내에 삽입된 랜스(lance)를 통해 용기 상부로부터 순수한 산소를 용융 선철 위에 송풍하여 용융 선철을 급속 탈탄시킴으로써 강으로 정련한다. 상기 공정은 보통 "LD공정"이라고 하며, 실제로는 1957년에 실시된 것이다.Until 1956, crude steel was produced mainly in Japan as a flat steelmaking method. Then a new process called "top blown oxygen steel making process" was introduced in Japan. In this process, molten pig iron is injected into a converter or a vessel instead of a furnace, and pure oxygen is blown onto the molten pig iron from the upper portion of the vessel through a lance inserted into the vessel, thereby refining the molten pig iron by rapid decarburization. This process is commonly referred to as the “LD process” and was actually carried out in 1957.

산소 제강 공정에서는 순수한 산소 가스가 고에너지를 갖는 제트기류(jet flow)로서 송풍되기 때문에 산화 반응에 대한 구동력을 부여함으로써 산소가 용융 선철의 C, Si 및 Mn과 격렬하게 반응하게 된다. 탄소와 산소가 반응하여 발생된 CO가스의 교반작용과 랜스에서 분출하는 산소 제트의 교반작용에 의해 탈탄 반응이 촉진됨으로써 평로를 이용하는 종래의 공정에 비해 그 제강효율이 약 8배 정도 상승한다. 또한 상기 새로운 공정으로써 종래의 평로 제강공정에서보다 품질이 우수한 강을 보다 높은 생산속도로 정련할 수 있다.In the oxygen steelmaking process, since pure oxygen gas is blown as a jet flow having high energy, oxygen reacts violently with C, Si, and Mn of molten pig iron by providing a driving force for the oxidation reaction. The decarburization reaction is accelerated by the stirring action of the CO gas generated by the reaction of carbon and oxygen and the stirring action of the oxygen jet ejected from the lance, and the steelmaking efficiency is increased by about eight times as compared with the conventional process using a furnace. In addition, as a new process, it is possible to refine the steel having higher quality than the conventional flat steel making process at a higher production speed.

상기와 같은 이유로서 종래의 평로 제강공정이 상부 취입 산소 제강공정으로 대체되었으며, 최근에는 일본에서 생산되는 조강의 80% 이상의 상기한 상부 취입 산소 제강공정에 의한 것이다.For the same reason, the conventional flat steelmaking process has been replaced by the upper blowing oxygen steelmaking process, and recently, it is due to the above-mentioned upper blowing oxygen steelmaking process of more than 80% of the crude steel produced in Japan.

상부 취입 산소 제강공정은 상술한 여러가지 장점이 있으나, 다음과 같은 문제점을 안고 있다. 즉, 탈탄 정련 과정이 정련말기에 달함에 따라 융체의 탄소 함량이 과도하게 낮아지고, 따라서 용융금속의 탄소와 산소의 반응 생성물인 CO가스의 발생속도가 저하되어 용융 금속욕(bath)과 슬래그 상에서 CO가스의 교반 효과가 약화됨으로써 산소의 탈탄 효율이 감쇄됨에 따라 평형값 이상으로 철분의 산화가 진행되고, 결과적으로 차후의 탈인작업이 곤란하게 된다.The upper blown oxygen steelmaking process has various advantages as described above, but has the following problems. That is, as the decarburization and refining process reaches the end of refining, the carbon content of the melt is excessively lowered, and thus the rate of generation of CO gas, which is a reaction product of carbon and oxygen of the molten metal, is lowered and thus, in the molten metal bath and slag. As the agitation effect of the CO gas is weakened, the decarburization efficiency of oxygen is attenuated, so that oxidation of iron proceeds above the equilibrium value, and as a result, subsequent dephosphorization work becomes difficult.

교반작용을 보강하기 위한 조치로서 로나 또는 용기의 바닥으로부터, 또는 용융 금속욕 속에 잠긴 송풍구나 노즐을 통해 산소 가스를 용융 금속욕에 송풍하는 방법이 제기되었다. 그러나 과도한 교반은 슬래그 중의 FeO 함량을 지나치게 감소시켜 슬래그 형성이 불충분하게 된다. 따라서 상기 대응책은 중탄소 및 고탄소 강을 제조하는 데에는 적절한 방법이 되지 못하고, 오히려 산소와의 발열반응에 따른 고온에 의해 송풍구의 내화 재료가 용해되는 새로운 문제점을 낳는다.As a measure to reinforce the stirring action, a method of blowing oxygen gas into the molten metal bath from the bottom of the furnace or the vessel or through a blower or a nozzle submerged in the molten metal bath has been proposed. However, excessive agitation reduces the FeO content in the slag excessively, resulting in insufficient slag formation. Therefore, the countermeasure is not an appropriate method for producing medium and high carbon steel, but rather causes a new problem in that the refractory material of the tuyer is dissolved by the high temperature caused by the exothermic reaction with oxygen.

상기 문제점을 해결하기 위해 내관과 외관으로 구성된 이중관 송풍구를 이용하는 방법이 제기되었다. 내관을 통해 순수한 산소가 주입되는 반면에 내관과 외관 사이의 환상공간을 통해 탄화수소 가스를 송풍함으로써 탄화수소 가스의 흡열 분해 반응에 의해 송풍구가 냉각된다. 이 방법은 1968년에 공업적으로 이용되었으며, OBM공정(Oxygen Bottom Blowing method)으로 알려져 있다.In order to solve the above problems, a method of using a double pipe tuyere consisting of an inner tube and an outer tube has been proposed. Pure oxygen is injected through the inner tube while the tuyere is cooled by endothermic decomposition of the hydrocarbon gas by blowing the hydrocarbon gas through the annular space between the inner tube and the outer tube. This method was industrially used in 1968 and is known as the Oxygen Bottom Blowing method.

유·에스·스틸 캄파니(U.S. Steel Company)에서 OBM공정을 개선하여 저황취련에 적절한 Q-BOP 공정을 개발하였다. Q-BOP 공정은 상부 취입 산소 제강공정과 하부 취입 제강공정에 고유한 장점을 가지고 있으며, 현재 급속히 발전되고 있다. 그러나 Q-BOP법은 하부 취입전로에 두드러진 로바닥의 손상을 면하지 못하고 있으며, 대량의 내화재료가 소비된다. 또한 송풍구 냉각제로 사용되는 탄화수소 가스가 분해되어 용강의 [H]함량이 불필요하게 증가함으로써 강제품의 결함을 야기시킨다. 탄화 수소 가스에 대신하여, 또는 탄화수소 가스와 함께 N₂가스를 사용할 수도 있다. 그러나 이것은 용강의 [N]함량을 증가시킴으로써 송풍량이 불필요하게 제한된다. 또한 아르곤 가스나 또는 CO₂가스의 사용은 제강단가를 상승시키는 문제점이 있으며, 이것은 송풍량이 증가될수록 더욱 심각해진다.US Steel Company (US Steel Company) has developed a Q-BOP process suitable for low sulfur by improving the OBM process. The Q-BOP process has inherent advantages over the upper blown oxygen steelmaking process and the lower blown steelmaking process, and is currently developing rapidly. However, the Q-BOP method does not avoid significant furnace floor damage in the lower blown converter and consumes a large amount of refractory materials. In addition, the hydrocarbon gas used as the tuyeres coolant is decomposed to unnecessarily increase the [H] content of the molten steel, causing defects in steel products. Instead of hydrocarbon gas, or N ₂ gas may be used together with hydrocarbon gas. However, this increases the [N] content of the molten steel, thereby unnecessarily limiting the blowing amount. In addition, the use of argon gas or CO ₂ gas has a problem of raising the steelmaking cost, which becomes more serious as the blowing amount increases.

상부 취입공정과 하부 취입공정의 장점을 동시에 이용하기 위한 조치로서 상부 및 하부 취입의 조합공정이 제의되었다.As a measure to use the advantages of the upper blowing process and the lower blowing process at the same time, a combination process of upper and lower blowing was proposed.

상기 조합법은 전술한 두 공정의 장점을 모두 이용하여 하부 취입 송풍구로 부터의 가스 송풍량을 광범위하게 조절할 수 있다. 그러나 실제로 하부 취입 송풍구로부터의 가스 송풍량이 설계값의 50% 이하로 떨어지면, 용융금속이 송풍구로 역류하는 현상이 일어난다. 이와는 반대로 대량으로 그리고 높은 송풍 압력으로 송풍작업이 이루어진다면 "스피팅(spitting) : 용강의 비산( 譬散)현상"이 격심하게 일어나 실제적으로 조업을 불가능하게 한다.The combination method can make extensive adjustments to the amount of gas blowing from the bottom blower openings by utilizing the advantages of both processes described above. However, in practice, when the gas blowing amount from the lower blower blower drops below 50% of the design value, the phenomenon of molten metal flowing back to the blower occurs. On the contrary, if the blowing operation is carried out in large quantities and at high blowing pressure, "spitting: scattering of molten steel" will be severe and make practical operation impossible.

이미 설명된 바대로 OBM공정과 Q-BOP공정은 하부 취입 전로공정을 개선한 것이다. 또한 이러한 공정 이외에도 하부 취입 송풍구로부터 미립고형물질을 주입하여 탈인 및 탈황과정을 촉진시키는 방법도 제기되었다.As already explained, the OBM process and the Q-BOP process are an improvement of the bottom blown converter. In addition to this process, a method of promoting the dephosphorization and desulfurization process by injecting particulate solids from the lower blower tuyeres has been proposed.

예를들어 영국 특허 제820357호에는 로의 바닥으로부터 석회 또는 그의 다른 염기성 산화물 및/또는 형석과 같은 탈인제를 산화성 운반가스와 함께 로에 주입하는 탈인정련공정이 발표되어 있다.For example, British Patent 820357 discloses a dephosphorization refining process in which a dephosphorizing agent, such as lime or its other basic oxides and / or fluorspar, from the bottom of a furnace is injected into an furnace with an oxidizing carrier gas.

또한 일본국 특허 공보 제11970/1974호에는 아이젠베르크 게젤샤프트(Eisenwerk Geselschaft)에서 개발한 하부 취입전로를 이용하여 인 함량이 높은 선철을 정련하는 방법이 게재되어 있다. 상기 방법에서는 산소가스에 부유된 미립석회가 자켓가스(jacket gas)인 탄화수소 가스와 함께 용융금속에 송풍되어 인함량이 높은 선철을 정련한다.In addition, Japanese Patent Publication No. 11970/1974 discloses a method for refining pig iron having a high phosphorus content using a lower blown converter developed by Eisenwerk Geselschaft. In this method, fine lime suspended in oxygen gas is blown to the molten metal together with a hydrocarbon gas which is a jacket gas to refine pig iron having a high phosphorus content.

일본국 특허공개 제89613/1976호는 전술한 Q-BOP공정이 유·에스·스틸캄파니(U.S. Steel company)에 의해 더욱 개량된 기술을 발표하고 있다. 이 기술의 목적은 하부 취입 전로에서 수행되는 탈탄과정의 전후 및 탈탄 중에 용강을 탈황시킴으로서 저황강(Low-sulfur steel)을 생산하기 위한 것이다. 간단히 말해서 Q-BOP공정에 탈황송풍을 부가한 것이다. Q-BOP공정에서 탄소함량이 3% 또는 그 이하가 되었을 때에는 만족스러운 탈황과정을 수행하기가 불가능하였다. 그러나 상기 개량공정에서는 불활성 가스 또는 불활성 가스와 산소의 혼합가스인 운반가스와 함께 석회, 탄화칼슘 등과 같은 탈황제를 로바닥으로 부터 주입함으로써 탈탄의 초기, 중기 및 말기를 포함한 전기간에 걸쳐 탈황과정을 수행할 수 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 89613/1976 discloses a technique in which the above-described Q-BOP process is further improved by U.S. Steel Company. The purpose of this technique is to produce low-sulfur steel by desulfurizing the steel before, during and after the decarburization process carried out in the bottom blower. In short, desulfurization blowing air is added to the Q-BOP process. When the carbon content in the Q-BOP process was 3% or less, satisfactory desulfurization was not possible. However, in the improvement process, desulfurization processes such as lime, calcium carbide, etc. are injected from the bottom of the furnace together with an inert gas or a carrier gas which is a mixture of inert gas and oxygen. can do.

로의 바닥으로부터 미립석회 등을 송풍하는 전술한 개량된 하부 취입 정련공정은 미립석회 등을 로에 주입하여 탈인 또는 탈황과정을 보강시키는 정련법과 동일한 부류에 속한다. 따라서 상기 방법들에서는 미립석회가 탈인 또는 탈황제로서 고려되고 또한 사용된다.The above improved bottom blow refining process for blowing particulate lime or the like from the bottom of the furnace belongs to the same class as refining which injects fine lime or the like into the furnace to reinforce the dephosphorization or desulfurization process. Thus, in the above methods, fine lime is considered and used as a dephosphorizing or desulfurizing agent.

하부 취입 전로 공정은 종래의 상부 취입산소 제강공정의 단점을 보완하기 위하여 개발된 공정이다. 이 방법에서 순수한 산소만이 바닥으로부터 송풍된다면, 바닥의 송풍구가 급속히 용해되거나 또는 손상된다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 전술한 바와 같이 이중관 송풍구를 사용하여 내관으로는 산소를 그리고 내관과 외관 사이의 환상공간으로는 자켓 가스로서 탄화수소 가스를 주입한다. 그러나 이 방법은 송풍구의 용해를 억제하는 데에는 효과적이지만 강중의 [H]함량을 증가시킴으로써 바람직하지 못하다.Bottom blown converter is a process developed to compensate for the shortcomings of the conventional top blown oxygen steelmaking process. If only pure oxygen is blown from the bottom in this way, the bottom tuyeres quickly dissolve or become damaged. In order to solve this drawback, as described above, the double-pipe tuyeres are used to inject oxygen gas into the inner tube and hydrocarbon gas as the jacket gas into the annular space between the inner tube and the outer tube. However, this method is effective in suppressing the dissolution of the tuyeres, but is not preferable by increasing the [H] content in the steel.

본 발명자는 하부 취입전로 공정의 상기한 단점과 문제점들을 극변하기 위한 일련의 발명을 이미 출원하였다. 상기 선행 발명에서는 상부 취입산소 제강공정에서 교반력의 결핍을 해결하는 동시에 Q-BOP 공정에서 교반력의 과도한 상승과 강중의 [H]함량의 상승을 배재하기 위해 탄화수소 가스가 아닌 O₂, CO₂, N₂, Ar 또는 이들 가스의 혼합가스에서 운반가스를 선택한다. 석회석 분말(주로 CaCO₃로 구성됨) 및 마그네사이트 분말(주로 MgCO₃로 구성됨)과 같이 미립의 가스발생 물질을 단독으로 혹은 운반가스와 혼합하여 주입한다. 필요에 따라 탄소분말을 가스발생 물질을 첨가하며, 운반가스와 가스발생 물질의 혼합비를 조정하여 용강의 하부에 구비된 송풍구를 통해 용융금속에 송풍한다. 가스발생 물질은 욕중에서 분해되어 가스기포를 생성함으로써 교반력을 증진시킨다. 동시에 가스발생 물질의 흡열분해 반응에 의해 송풍구 선단의 냉각이 조절되어 송풍구가 보호된다. 따라서 이들 방법은 교반효과와 송풍구의 보호를 개선하는 두가지 효과를 동시에 얻을 수 있다.We have already filed a series of inventions to polarize the above drawbacks and problems of the bottom blower converter process. In the preceding invention, in order to solve the lack of agitation power in the upper blown oxygen steelmaking process and to exclude excessive increase in the agitation power and the increase in the [H] content in the steel in the Q-BOP process, the O ₂ , CO ₂ is not hydrocarbon gas. , N _2, selects a carrier gas from the Ar gas or a mixture of these gases. Particulate gas-generating materials such as limestone powder (mainly composed of CaCO ₃ ) and magnesite powder (mainly composed of MgCO ₃ ) are injected alone or in combination with a carrier gas. If necessary, the carbon powder is added to the gas generating material, and the mixing ratio of the carrier gas and the gas generating material is adjusted and blown to the molten metal through the tuyere provided in the lower part of the molten steel. The gas generating substance decomposes in the bath to generate gas bubbles, thereby enhancing agitation. At the same time, cooling of the tip of the tuyeres is controlled by endothermic decomposition of the gas generating material, thereby protecting the tuyeres. Therefore, these methods can achieve both effects of improving the stirring effect and the protection of the tuyeres.

보다 상세히 설명하면 상기 선행출원 중에서 일본국 특허출원 제135668/79호(공개 제58915/81호)의 방법에서는 미립의 가스발생물질을 주입하고, 특허출원 제16979/79호(공개 제93812/81호)는 가스발생 물질과 탄소분말을 운반가스와 함께 주입하는 방법에 관한 것이다. 또한 특허출원 제64027/80호는 불활성 운반가스를 이용하여 미립분말과 탄소분말을 용융금속욕에 주입하는 방법에 관한 것이다.More specifically, in the method of Japanese Patent Application No. 135668/79 (Publication 58915/81) among the preceding applications, particulate gas-generating substances are injected, and Patent Application No. 16979/79 (Publication 9838/81). H) relates to a method of injecting gas-generating material and carbon powder with a carrier gas. In addition, patent application No. 6627/80 relates to a method for injecting fine powder and carbon powder into a molten metal bath using an inert carrier gas.

상기 선행 발명들의 초창기에 본 발명자의 의도는 탄화수소 가스가 아닌 운반가스와 미립가스 발생물질의 혼합물을 송풍하여 용융 금속의 교반효과를 증진시키고 가스발생 물질의 흡열분해반응을 통해 송풍구 선단의 냉각효과를 제어하는 것이었다. 또한 본 발명자는 가스발생 물질에 탄소분말을 첨가하여 열흡수의 중대 및 석회와 탄소가 반응하여 발생된 CO가스에 의한 교반력의 촉진을 시도하였다.In the early days of the preceding inventions, the intention of the present inventors was to blow a mixture of carrier gas and particulate gas generating material which is not hydrocarbon gas to enhance the stirring effect of molten metal and to cool the tip of the tuyere through endothermic decomposition reaction of the gas generating material. To control. In addition, the present inventors attempted to promote the stirring force by CO gas generated by adding carbon powder to the gas generating material and reacting with the significant heat absorption and lime and carbon.

이러한 기술개발의 후반기에 본 발명자는 이러한 기술을 실시하는 데에 사용된 송풍구의 손상 정도를 조사한 결과, 몇몇 경우에는 제3도에 도시된 바와 같이 금속용착이 전혀 일어나지 않았으며, 다른 몇몇 경우에는 제7도에 도시된 바와 같이 송풍구와 용융금속의 직접 접촉을 방지하는 일종의 보호층이 송풍구의 단부에 형성되어 송풍구의 용해뿐만 아니라 금속의 용착에 의한 송풍구의 폐색을 방지하는 것으로 나타났다. 이러한 사실에 본 발명자들이 고무되어 냉각가스의 냉각효과에 의해 송풍구 주위의 용융금속이 냉각됨으로써 용융금속이 송풍구의 선단에 응고 및 용착되는 종래 방법에 대신하여, 운반가스와 함께 미립물질을 송풍함으로써 송풍구 주위에 보호층이 형성되도록 하는 송풍구 보호방법을 더욱 개발하게 되었다.In the second half of the development of the technology, the inventors examined the degree of damage of the tuyeres used to carry out the technique, and in some cases, metal welding did not occur at all, as shown in FIG. As shown in FIG. 7, a kind of protective layer which prevents direct contact between the tuyeres and the molten metal is formed at the ends of the tuyeres, and has been shown to prevent the tuyeres from being blocked by the deposition of metal as well as the melting of the tuyeres. In this sense, the present inventors are encouraged to blow the particulate material together with the carrier gas instead of the conventional method in which the molten metal around the tuyer is cooled by the cooling effect of the cooling gas to solidify and deposit the molten metal at the tip of the tuyer. It has been further developed a method of protecting the tuyere so that a protective layer is formed around.

결국 본 발명자들은 송풍구에 보호 물질이 용착되도록 하는 두가지 방법을 개발하는데 성공하였다. 첫번째 방법은 이중관 송풍구를 사용하여 내관으로는 정련산소 가스를 주입하는 동시에 외관으로는 산소가 아닌 운반가스와 함께 미립물질을 송풍하는 방법이다. 두번째 방법은 단관 송풍구를 통해 정련산소 가스와 함께 미립의 보호물질을 주입하는 방법이다.In the end, the inventors have succeeded in developing two methods for the protective material to be deposited on the tuyeres. The first method is to inject the refined oxygen gas into the inner tube using a double-pipe blower and to blow the particulate matter together with the carrier gas instead of oxygen in the exterior. The second method is to inject particulate protective material along with refined oxygen gas through a single-pipe tuyere.

상술한 두 방법 모두에서 보호물질의 주입속도를 0.5 내지 10kg/㎠분의 범위 내에서 선택함으로써 송풍구의 폐색개시 속도로 고려되는 음속(330m/sec) 이하의 송풍 속도에서 양호한 보호층이 형성되되 용융금속의 개입도 효과적으로 방지됨이 확인되었다. 상기 방법은 일본국 특허출원 제45186/80호로서 출원하였다.By selecting the injection rate of the protective material within the range of 0.5 to 10kg / ㎠ in both of the above methods, a good protective layer is formed at the blowing speed of less than the sound velocity (330m / sec) considered as the initiation rate of the tuyeres melted It was confirmed that metal intervention was effectively prevented. The method was filed as Japanese Patent Application No. 45186/80.

그러나 이 방법은 미립보호물질의 종류, 주입속도 및 형성된 보호층의 화학조성에 관한 정량분석이 불충분한 것으로 판명되었다. 그후 본 발명자들은 상기 정량분석에 관한 연구를 계속하였다.However, this method proved to be insufficient for quantitative analysis of the type of particulate protective material, injection rate, and chemical composition of the protective layer formed. The inventors then continued to study the quantitative analysis.

탈탄 정련로에서 송풍구 선단의 보호를 더욱 확실히 하기 위해, 주입된 미립물질의 분해로써 형성된 가스기포의 교반효과와 선행 발명에서 기본적으로 성취된 바와 같이 송풍구 주위의 용융금속으로부터 열 흡수에 의한 송풍구 선단의 용해방지와 아울러 여러가지 유익한 효과를 합성하여 체계적으로 이용하는 것이 본 발명자들의 의도이었다. 상기 체계적인 이용에는 분해되기 전에 가스와 미립의 고형물질이 혼합됨으로써 나타나는 운동량의 증가, 복사열로 부터의 차단효과 및 송풍구 선단의 둘레에 일종의 보호층이 용착됨으로써 나타나는 송풍구의 용해방지 효과 등이 포함된다.In order to further ensure the protection of the tip of the tuyeres in the decarburization refining furnace, the agitation effect of the gas bubbles formed by decomposition of the injected particulate matter and the absorption of the tuyer tips by heat absorption from the molten metal around the tuyeres as basically achieved in the prior invention. It was the intention of the inventors to synthesize and systematically use various beneficial effects in addition to preventing dissolution. The systematic use includes an increase in momentum caused by mixing of gas and particulate solids before decomposition, a blocking effect from radiant heat, and an anti-melting effect of the tuyeres caused by the deposition of a kind of protective layer around the tuyeres tip.

따라서 본 발명의 목적은 탈탄 정련로의 송풍구 근방에서 용융금속의 교반력을 증진시키는 동시에 송풍구 근방의 용융금속을 냉각시킴으로써 용융금속의 개입에 의한 피하 송풍구의 폐색 또는 협착(narrowing)은 물론 고온의 용융금속에 의한 송풍구의 용해를 방지하는 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to improve the stirring force of molten metal in the vicinity of the tuyeres of the decarburization refining furnace and to cool the molten metal in the vicinity of the tuyeres, so that the molten metal may not be blocked or narrowed by the intervention of molten metal, as well as melting at high temperatures. It is to provide a method for preventing melting of the tuyeres by metal.

본 발명의 다른 목적은 상기 미립물질의 일부가 송풍구의 선단에 용착되도록 하여 송풍구를 보호하는 동시에 전술한 여러가지 유익한 효과를 얻기 위한 것이다.Another object of the present invention is to protect the tuyeres by allowing a portion of the particulate material to be deposited on the tip of the tuyeres, and at the same time to obtain the various beneficial effects described above.

본 발명의 또 다른 목적은 용융금속의 교반 및 냉각효과 이외에, 주입된 미립내화 물질이 송풍 산소에 의해 생성된 FeO₂, SiO₂, MnO₂등의 산화물에 용해되어 형성된 복합 내화물 층이 송풍구 선단에 견고하게 용착되도록 하여 송풍구의 용해를 효과적으로 방지하기 위함이다.Another object of the present invention is a composite refractory layer formed by dissolving the injected fine refractory material in oxides such as FeO ₂ , SiO ₂ , MnO ₂ produced by blowing oxygen in addition to the stirring and cooling effects of the molten metal at the tip of the tuyeres. It is to prevent the melting of the tuyere effectively by being welded firmly.

전술한 종래의 Q-BOP법에서는 전량의 산소가 바닥송풍구를 통해 주입되며, 산소가스가 자켓가스, 탄화수소가스 또는 액상 탄화수소에 의해 둘러싸이게 됨으로써 송풍구의 내화물질의 용해를 방지하며, 탄화수소 가스의 흡열분해반응에 의해 송풍구 선단이 냉각된다. 그러나 이 방법은 강중의 [H]함량을 상승시킴으로 권유할만한 방법이 되지 못한다.In the above-described conventional Q-BOP method, the entire amount of oxygen is injected through the bottom tuyeres, and the oxygen gas is surrounded by the jacket gas, the hydrocarbon gas, or the liquid hydrocarbon, thereby preventing the melting of the refractory material in the tuyeres, and endotherm of the hydrocarbon gas. The tip of the tuyeres is cooled by the decomposition reaction. However, this method is not recommended because it raises the [H] content in the river.

상부 취입산소 제강법(LD법)과 하부 취입산소 제강법(Q-BOP)의 장점을 취한 조합법에서는 바닥송풍구를 통한 산화성 가스의 주입속도를 광범위하게 조절하여 하부 취입산소 제강법을 완벽하게 이용할 수 있다면 상기 두 방법의 장점을 모두 얻을 수 있다. 그러나 실제로 산화성 가스의 주입속도가 설계값의 50% 이하로 떨어지면 용융금속이 바닥 송풍구에 역류되는 현상이 일어날 것이다. 또한 주입속도가 충분히 크다 할지라도 주입압력이 너무 높으면 스피팅(spitting) 현상이 심하게 야기되어 실제적인 조업을 불가능하게 한다. 본 발명자들은 전술한 선행발명의 개발과정에서 상기 현상을 경험하였다.In the combination method which takes advantage of the upper blowing oxygen steelmaking method (LD method) and the lower blowing oxygen steelmaking method (Q-BOP), if the lower blowing oxygen steelmaking method can be fully utilized by controlling the injection rate of the oxidizing gas through the bottom vent, You get all the advantages of the method. However, in practice, when the injection rate of oxidizing gas drops below 50% of the design value, the molten metal will flow back to the bottom vent. In addition, even if the injection speed is large enough, if the injection pressure is too high, the spitting phenomenon is severely caused and practical operation is impossible. The present inventors have experienced the above phenomenon in the development process of the foregoing invention.

송풍구에 나타나는 문제점은 송풍구를 통해 주입되는 가스의 종류에 따라 두가지 유형으로 나눌 수 있다.Problems appearing in the tuyeres can be divided into two types depending on the type of gas injected through the tuyeres.

즉, 취련 가스로서 산소를 사용하는 경우에는 적절한 대책이 수반되지 않으면 송풍구의 용해는 불가피하다. 이러한 문제점을 피하기 위해 Q-BOP법에서는 탄화수소와 같은 자켓가스 또는 액상석유(liquid kerosene)를 주입한다. 또한 N₂, CO₂, Ar 등의 불활성 가스를 용융금속에 필수적으로 주입해야 한다. 그러나 상기와 같은 냉각법은 전술한 결합을 야기시킨다.That is, in the case of using oxygen as the blowing gas, melting of the tuyeres is inevitable unless appropriate measures are involved. In order to avoid this problem, the Q-BOP method injects a jacket gas such as a hydrocarbon or liquid kerosene. In addition, an inert gas such as N ₂ , CO ₂ , or Ar must be injected into the molten metal. However, such a cooling method causes the above-mentioned combination.

이와는 대조적으로 산소가 아닌 다른 가스를 취련 가스로 사용할 경우, 송풍구의 용해라는 문제점은 크게 심각하지 않으나, 대신에 송풍구 선단 주위에 연소열의 결핍 및 가스유동의 안정성이 결여됨으로써 용융금속이 송풍구에 개입하여 응고 및 성장함으로써 송풍구가 폐색되는 현상이 빈번하게 나타난다. 송풍구의 폐색을 방지하기 위해 지금까지 송풍구 선단에서의 선형유속을 음속 이상으로 유지시키는 것이 필수적인 것으로 고려되었다. 즉, 제1도에 도시된 바와 같이 선형유속이 음속이하로 떨어지면 제트코어(jet core)가 결코 형성되지 않음으로써 화살표 A로 표시된 바와 같이 용융금속이 송풍구에 개입하여 응고 및 성장한다. 선형유속이 음속보다 크면 제2도에서와 같이 제트코어(2)가 형성되어 화살표 B로 표시된 바와 같이 용융금속의 개입이 방지된다.In contrast, when a non-oxygen gas is used as a blowing gas, the problem of dissolution of the tuyeres is not serious. Instead, molten metal intervenes in the tuyeres due to lack of combustion heat and stability of gas flow around the tuyeres tip. The phenomenon that the tuyere is blocked by solidification and growth frequently occurs. In order to prevent the blockage of the tuyeres, it has been considered so far to maintain the linear flow velocity at the tip of the tuyeres above the speed of sound. That is, as shown in FIG. 1, when the linear flow rate falls below the speed of sound, a jet core is never formed, so that the molten metal coagulates and grows as shown by the arrow A. If the linear flow rate is greater than the speed of sound, the jet core 2 is formed as shown in FIG. 2 to prevent the involvement of molten metal as indicated by arrow B. FIG.

그러나 가스유속의 하한선은 음속으로 제한되면, 여러가지 이유로 인하여 상한선도 또한 제한되기 때문에 조절 가능한 범위는 ±20%로 좁혀져서 실행이 불가능하게 된다. 따라서 교반력 조절에 대한 유연성과 정련기능을 해치게 되어 바람직하지 못하다.However, if the lower limit of the gas flow rate is limited to the speed of sound, the upper limit is also limited for various reasons, so that the adjustable range is narrowed to ± 20%, making it impossible to carry out. Therefore, it is not desirable to harm the flexibility and refining function for the stirring force control.

제4도는 자켓가스를 사용하여 산소 가스를 차단 또는 포위함으로써 송풍구의 용해를 방지하는 종래 방법의 메카니즘을 도시한 것이다. 즉 이중관 송풍구(5)의 환상출구를 통해 자켓가스(3)를 주입하고 송풍관의 내관(6)으로는 산소 가스를 주입함으로써 강제냉각 효과에 의해 송풍구 선단 둘레의 용착금속이 성장되어 송풍구가 용융금속으로부터 격리된다. 따라서 이 방법에서는 용착 금속층(9)의 최적성장을 유지하기 위해서 용착금속의 성장에 의한 송풍구의 유효직경의 변화에 따라 송풍압력을 적절히 조절해 줄 필요가 있다. 또한 용착금속이 송풍구의 상부를 봉쇄시키기 때문에 제6도에서 화살표 C로 표시된 바와 같이 다공성 용착금속층의 미세통로를 통해 냉각가스(3)가 응용금속으로 흐르는 경향이 있음을 주지해야 한다. 그리고 이 경우 냉각 가스의 압력조절도 필수적이다. 송풍압력의 조절이 불적당할 경우에는 송풍구가 완전히 폐색될 우려도 있다.4 shows the mechanism of the conventional method of preventing the melting of the tuyeres by blocking or surrounding oxygen gas using a jacket gas. That is, by injecting the jacket gas 3 through the annular outlet of the double pipe tuyeres 5 and injecting oxygen gas into the inner tube 6 of the tuyeres, the weld metal around the tip of the tuyeres is grown by the forced cooling effect, and the tuyeres are molten metal. It is isolated from. Therefore, in this method, it is necessary to appropriately adjust the blowing pressure in accordance with the change in the effective diameter of the tuyeres due to the growth of the weld metal in order to maintain the optimum growth of the weld metal layer 9. It should also be noted that since the deposited metal blocks the top of the tuyeres, the cooling gas 3 tends to flow to the applied metal through the micropath of the porous welded metal layer as indicated by arrow C in FIG. In this case, the pressure control of the cooling gas is also essential. If the adjustment of the blowing pressure is inappropriate, there is a possibility that the opening is completely blocked.

또한 용착금속이 떨어져서 송풍구로부터 분리될 경우, 새로운 용착금속이 형성될 때까지 송풍구의 용해가 허용될 것이다.Also, if the deposited metal is separated and separated from the tuyeres, the tuyeres will be allowed to dissolve until a new weld metal is formed.

제6도에서 송풍구의 내화물질과 용착금속층(9) 사이의 틈새를 통해 화살표 A' 방향으로 냉각가스가 흐를때, 열충격에 의해 내화재료의 스포올링(spalling) 현상이 야기되는 경향이 있다.In FIG. 6, when the cooling gas flows in the direction of the arrow A 'through the gap between the refractory material of the tuyere and the deposited metal layer 9, spalling of the refractory material tends to be caused by thermal shock.

그러므로 자켓냉각 가스로서 산소 가스를 둘러싸는 방법에서도 문제점은 여전히 존재한다.Therefore, there is still a problem in the method of surrounding the oxygen gas as the jacket cooling gas.

이러한 상황에서 본 발명은 산소가 아닌 다른 송풍가스의 사용으로 인한 송풍구의 폐색, 산소가스가 다른 냉각가스에 의해 위요될 때 일어나는 폐색 및 스포올링(spalling) 등의 송풍구 선단에서 야기되는 문제점 및 난점을 해결하기 위해서 가스압력의 조절 등과 같은 성가신 작업에 의존하지 않고, 단순히 송풍가스이거나 또는 산소 가스인 운반가스와 함께 미립고형물질을 주입하여 상기 문제점을 해결한다.In this situation, the present invention solves the problems and difficulties caused by the tip of the tuyeres, such as the blockage of the tuyeres caused by the use of a blower gas other than oxygen, the occlusion and spalling that occur when the oxygen gas is sanitized by another cooling gas. In order to solve the above problem, it is solved by injecting the particulate solid material together with the carrier gas, which is simply blowing gas or oxygen gas, without resorting to cumbersome operations such as adjusting the gas pressure.

본 발명자들에 의해 수행된 일련의 선행 발명에서는 송풍구를 통해 송풍된 미립물질이 분해되어 가스 기포를 형성함으로써 응용금속욕의 교반효과를 강화시키고, 분해 중의 흡열반응에 의해 송풍구 주위의 용융금속을 냉각시키려는 의도였다.In a series of prior inventions carried out by the present inventors, fine particles blown through the tuyeres are decomposed to form gas bubbles, thereby enhancing the stirring effect of the applied metal bath, and cooling the molten metal around the tuyeres by the endothermic reaction during decomposition. It was intended to be.

본 발명에 따른 실시 태양 I은 상기한 종래 기술의 효과, 즉 용융금속의 교반력 강화와 냉각효과에 더하여 미립 고형물질의 거동을 적극적으로 이용한 것이다. 주입된 미립물질이 용융금속 깊숙히 도달하기 전에, 즉 미립물질이 각 송풍구의 바로 아래 또는 바로 위에 머무는 동안에, 미립물질의 일부는 가스 기포로 전환되거나 또는 제트코어의 표면에서만 가스화되며, 대부분의 미립물질은 운반가스에 부유된 상태로 존재한다. 고형미립물질이 부유하고 있는 가스(산소가 아닌 다른 종류의 가스)의 제트기류는 미립물질의 존재로 인하여 그 운동량이 증가된다. 따라서 상승된 운동량이 용융금속이 송풍구에 역류하는 것을 방지함으로써 산소를 함유하지 않은 가스를 송풍가스로 이용할 때 야기되기 쉬운 송풍구의 폐색을 제거시켜 준다.Embodiment I according to the present invention actively utilizes the behavior of particulate solid materials in addition to the effects of the prior art described above, namely, enhancing the stirring power and cooling effect of molten metal. Before the injected particulate reaches deep into the molten metal, that is, while the particulate remains just below or directly above each tuyeres, some of the particulate is converted to gas bubbles or gasified only at the surface of the jet core, and most of the particulate Is suspended in the carrier gas. The jet stream of a gas (solid gas other than oxygen) in which the solid particulate is suspended increases its momentum due to the presence of the particulate. Therefore, the increased momentum prevents the molten metal from flowing back to the tuyeres, thereby eliminating the clogging of the tuyeres that are likely to occur when using a gas containing no oxygen as the tuyeres.

본 발명의 실시 태양 II에서는 용융금속에 산소를 송풍할 때, 자켓가스와 함께 미립물질, 바람직한 것으로서는 내화물질을 주입한다. 상기 미립물질이 가스의 제트기류의 운동량을 상승시켜 상술한 바와 같은 장점을 부여한다. 그리고 자켓운반가스에 부유된 미립물질은 열복사를 차단시키는 역활도 한다. 상기 두가지 효과가 조합되어 용융금속의 개입에 의한 송풍구의 폐색을 효과적으로 방지한다.In Embodiment II of the present invention, when blowing oxygen to the molten metal, a particulate material, preferably a refractory material, is injected together with the jacket gas. The particulate matter gives rise to the momentum of the jet stream of the gas gives the advantages as described above. And the particulate matter suspended in the jacket carrier gas also serves to block heat radiation. The above two effects are combined to effectively prevent the blockage of the tuyere by the intervention of molten metal.

본 발명의 실시태양 III은 송풍구 선단의 바로 윗 부분에서는 미립물질이 고형상태로 존재하는 미립물질의 거동을 효율적으로 이용한 것이다. 즉, 송풍구를 통해 산소가스를 용융금속에 송풍하는 탈탄정련로에서 산소가스 그 자체가 미립내화물질을 부유 및 운반한다. 상기 미립물질은 송풍구 주위의 반응점에서 생성되는 SiO₂, MnO₂, FeO 등의 산화물에 용해되어 우수한 내열성 광내화물 용착층(mineral refractory deposit layer)을 형성하여 송풍구 선단에 피복됨으로써 송풍구의 용해 또는 손상을 효율적으로 방지해 준다.Embodiment III of the present invention efficiently utilizes the behavior of particulate matter in which the particulate matter is in a solid state immediately above the tip of the tuyeres. That is, the oxygen gas itself floats and transports the particulate refractory material in the decarburization refinery which blows oxygen gas to the molten metal through the tuyeres. The particulate material is dissolved in oxides such as SiO ₂ , MnO ₂ , FeO, etc. generated at the reaction point around the tuyeres to form an excellent heat resistant mineral refractory deposit layer and is coated on the tip of the tuyeres so that the tuyeres are not dissolved or damaged. It prevents it efficiently.

상술한 실시태양 II와 III에 더하여, 본 발명의 실시태양 IV는 실시태양 II와 III에 적용할 수 있는 송풍방법에 관한 것으로서, 탈탄정련반응이 진행함에 따라 미립물질의 공급속도를 단계적으로 상승시키는 방법이다. 이러한 송풍방법이 보호용착 금속층의 형성은 물론 용융금속의 교반 및 냉각에 상당히 효율적인 것으로 확인되었다.In addition to the above-described embodiments II and III, Embodiment IV of the present invention relates to a blowing method applicable to Embodiments II and III, which gradually increases the feed rate of fine particles as the decarburization reaction proceeds. Way. This blowing method was found to be quite efficient for the formation of the protective weld metal layer as well as for the stirring and cooling of the molten metal.

요약하면 실시태양 I에서는 송풍구를 통해서 산소가스는 송풍되지 않지만, 산소가 아닌 가스가 미립물질을 동반하여 용융금속에 송풍된다.In summary, in embodiment I, oxygen gas is not blown through the tuyeres, but non-oxygen gas is blown to the molten metal together with the particulate matter.

실시태양 II와 III에서는 산소가스가 용융금속에 송풍된다.In embodiments II and III, oxygen gas is blown to the molten metal.

실시태양 II에서는 내관을 통해 송풍되는 산소가스가 미립물질을 동반한 자켓가스에 의해 위요되며, 실시태양 III에서는 이중관 송풍구 또는 단관송풍구를 불문하고 바닥송풍구를 통해 산소가스만이 송풍된다.In embodiment II, the oxygen gas blown through the inner tube is dominated by the jacket gas with the particulate matter, and in embodiment III, only the oxygen gas is blown through the bottom tuyeres, regardless of the double-pipe or single-pipe vents.

실시태양 IV는 전술한 바대로 탈탄정련반응이 진행됨에 따라 미립물질의 공급속도를 단계적으로 상승시키는 방법이다.Embodiment IV is a method of gradually increasing the feed rate of particulate matter as the decarburization reaction proceeds as described above.

실시태양 IV는 이론적으로 실시태양 I, II와 III에 적용할 수 있다. 그러나 특히 실시태양 II와 III에 적용될 때 큰 장점이 부여되는 것으로 확인되었다.Embodiment IV can theoretically be applied to Embodiments I, II and III. However, it has been found that great advantages are given especially when applied to embodiments II and III.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시태양 I : 산소가 아닌 송풍가스를 이용하여 송풍구를 보호하는 방법.Embodiment I A method of protecting a tuyeres using a blowing gas rather than oxygen.

본 실시태양은 교반효과를 촉진하기 위해 단관(single pipe) 또는 이중관(double pipe)송풍구를 통해 N₂, Ar, CO₂등과 같이 산소가 아닌 가스를 송풍하는데 있어서, 가스가 석회석 분말, 마그네사이트분말(차후는 단순히 MgCO₃또는 CaCO₃로 기술함 ) 또는 돌로마이트 등과 같은 미립물질을 수반하는 것을 특징으로 한다. 미립물질을 수반하여 가스가 주입될 때, 미립물질(3')은 가스와 함께 용융금속에 송풍되면서 제3도에 도시된 바와 같이 송풍구 또는 노즐 선단의 내측원주 가장자리 주위에 혼합물층(4)을 형성한다. 미립물질(3')과 운반가스(3)로 구성되는 유동 혼합물층(4)의 운동량은 가스만이 운동량보다 훨씬 크다는 점은 주지의 사실이다. 용융 금속욕의 깊이가 1.5-2.5m의 범위일 때, 미립물질의 공급량은 송풍구 또는 노즐의 내측 원주의 단위 길이(cm) 당 0.2 내지 20kg/분, 즉 0.2 내지 20kg/분·cm가 바람직하다. 본 방법에 따르면 가스의 유동속도가 선형 속도로서 50m/초까지 감소될 때에도 노즐의 폐색을 방지할 수 있음이 확인되었다.In this embodiment, in order to promote agitation effect, in the case of blowing non-oxygen gas such as N ₂ , Ar, and CO ₂ through a single pipe or double pipe tuyeres, the gas is limestone powder, magnesite powder ( Later, it is simply characterized by MgCO ₃ or CaCO ₃ ), or particulate material such as dolomite. When the gas is injected with the particulates, the particulates 3 'are blown together with the gas into the molten metal and the mixture layer 4 is placed around the inner circumferential edge of the tuyeres or nozzle tip as shown in FIG. Form. It is well known that the momentum of the flow mixture layer 4 composed of the particulate material 3 'and the carrier gas 3 is much higher than that of the momentum. When the depth of the molten metal bath is in the range of 1.5-2.5 m, the supply amount of the particulate material is preferably 0.2 to 20 kg / min, that is, 0.2 to 20 kg / min · cm, per unit length (cm) of the inner circumference of the tuyeres or nozzles. . According to this method, it was confirmed that the nozzle can be prevented even when the flow velocity of gas is reduced to 50 m / sec as a linear velocity.

송풍구 연와의 양호한 냉각상태를 유지하기 위해 정련이 진행됨에 따라 즉 용융금속의 온도가 상승함에 따라 미립재료의 공급량을 연속적으로 증가시키는 것이 바람직하다. 그러나 공급량이 20kg/cm·분까지 증가되었을 때 냉각효과가 최대이며, 반면에 미립물질 공급량을 상기 값 이상으로 상승시키면 미립물질의 분해에 의한 가스발생 속도를 상승시킴으로써 용융금속의 스플래싱(splashing)을 증가시켜 조업을 심하게 저해함으로 바람직하지 못하다.In order to maintain a good cooling state with the tuyeres, it is preferable to continuously increase the supply amount of the fine material as the refining proceeds, that is, as the temperature of the molten metal rises. However, the cooling effect is greatest when the supply amount is increased to 20 kg / cm · min, whereas if the supply amount of the particulate material is increased above the above value, the molten metal is splashed by increasing the gas generation rate due to the decomposition of the particulate material. It is not desirable to increase the severity and severely inhibit the operation.

미립물질의 공급량이 0.2kg/cm·분 이하이면 노즐 가장자리 주위에 형성된 혼합물층에서 미립물질의 농도가 감소하기 때문에 송풍구의 폐색을 방지하기 위해서는 종래의 공정에서와 같이 음속 이상의 선형 가스 공급속도를 요구하게 된다. 따라서 상기 값 보다 낮은 공급량은 바람직하지 못하다.When the supply amount of fine particles is 0.2kg / cm · min or less, the concentration of fine particles decreases in the mixture layer formed around the nozzle edge. Therefore, in order to prevent the blockage of the tuyeres, a linear gas supply speed higher than the speed of sound is required as in the conventional process. Done. Therefore, a feed quantity lower than this value is undesirable.

표 1은 여러가지 조건의 송풍구 깊이, 교반가스의 종류, 가스유속, 미립물질의 종류, 미립물질의 공급량 등에 따라 실시태양 I의 방법을 수행한 실시예를 제시한 것이다.Table 1 shows an example in which the method of embodiment I was carried out according to the depth of the tuyeres of various conditions, the type of the stirring gas, the gas flow rate, the type of particulate matter, the supply amount of the particulate matter, and the like.

[실시예 1]Example 1

용량 160톤의 상부 취입 산소 전로를 이용하여 4.3 내지 4.5%C, 0.3 내지 0.5%Si, 0.45 내지 0.5%Mn, 나머지 Fe 및 부수적인 불순물을 함유한 선철을 정련하여 0.05 내지 1.0%C, 0.01 이하의 Si, 0.5 내지 0.3%Mn, 나머지 Fe 및 불순물을 함유하는 강을 제조하였다. 표 1에 제시된 바와 같이 각기 다른 조건하에서 각기 다른 미립물질과 함께 여러가지 교반가스를 송풍구를 통해 송풍시킴으로써 상기 정련을 수행하였다. 또한 어떠한 미립물질도 사용하지 않은 비교시험도 수행하였고, 각각의 경우 송풍구의 폐색과 손상의 정도를 조사하였다. 상부 취입 산소가스의 공급량은 25000 내지 30000Nm³/ 시간으로 하였으며, 사용한 송풍구는 로바닥의 중심부에 설치된 직경 15mm의 단관 송풍구이거나 또는 용기의 상부 표면에서부터 용융금속에 잠기 단관의 내화랜스이었다.A pig iron containing 4.3 to 4.5% C, 0.3 to 0.5% Si, 0.45 to 0.5% Mn, remaining Fe and incidental impurities using a 160 ton upper blown oxygen converter was refined to 0.05 to 1.0% C, 0.01 or less. Si, 0.5-0.3% Mn, steel containing the remaining Fe and impurities were prepared. As shown in Table 1, the refining was performed by blowing various agitated gases through the tuyeres with different particulate matter under different conditions. In addition, comparative tests without any particulates were performed, and the degree of blockage and damage of the tuyeres was investigated in each case. The supply amount of the upper blown oxygen gas was 25000 to 30000 Nm ³ / hour, and the used blower was a single-pipe blower having a diameter of 15 mm installed at the center of the bottom of the furnace, or a fire-resistant lance of a single pipe submerged in molten metal from the upper surface of the vessel.

송풍구의 용해량은 송풍구의 손상부의 체적으로부터 계산하였고 본 발명의 실시태양 II에서 표 4에 제시된 실시예 순번 1에서의 용해량을 100으로 가정하여 그 값을 기준으로 한 수치로서 표현된 것이다.The amount of dissolution of the tuyeres was calculated from the volume of the damaged part of the tuyeres and is expressed as a numerical value based on the value of assuming the amount of dissolution in Example No. 1 shown in Table 4 in Embodiment II of the present invention.

[표 1]TABLE 1

[비교실시예]Comparative Example

주 : 실시예와 비교 실시예에 모두 단관 송풍구를 사용하였음.Note: A single-pipe tuyere was used for both the examples and the comparative examples.

* 송풍구깊이 : 용융금속표면과 송풍구 사이의 높이차* Blower depth: height difference between molten metal surface and blower

* 가스속도 : 표준상태에서의 가스유량(Mm³/sec)을 송풍구 선단의 개구 단면적으로 나눈 겉보기 가스속도.* Gas velocity: The apparent gas velocity obtained by dividing the gas flow rate (Mm ³ / sec) at the standard state by the opening cross section at the tip of the blower.

표 1로부터 송풍구를 보호하는데 있어서는 미립물질을 이용하는 것이 크게 유리함을 알 수 있다.From Table 1, it can be seen that it is very advantageous to use particulate matter in protecting the tuyeres.

즉 미립물질을 사용하지 않는 경우에는 가스속도가 350m/초 정도로 빠른 경우에도 노즐의 폐색현상이 가끔 발생한다. 반대로 미립물질을 사용하는 경우에 그 가스유속이 50m/초 이상으로 유지된다면 송풍구의 폐색은 완벽하게 방지된다.In other words, when the fine particles are not used, the nozzle is sometimes blocked even when the gas velocity is about 350 m / sec. On the contrary, when the particulate material is used, if the gas flow rate is maintained at 50 m / sec or more, the blockage of the tuyeres is completely prevented.

또한 정련 도중에 미립물질의 공급이 중단되는 경우, 즉시 노즐의 폐색현상이 야기됨을 확인하였다. 따라서 본 실시태양에서는 정련의 거의 전 기간에 걸쳐 노즐의 내측 원주의 단위 길이(1cm)당 0.2 내지 20kg/분의 속도로 미립물질을 공급하여야 한다.In addition, it was confirmed that when the supply of fine particles is interrupted during refining, clogging of the nozzle is caused immediately. Thus, in this embodiment, the particulate material must be supplied at a rate of 0.2 to 20 kg / minute per unit length (1 cm) of the inner circumference of the nozzle over almost the entire period of refining.

탈탄 정련이 진행됨에 따라 융체의 온도 역시 전반적으로 상승하기 때문에 송풍구의 용해가 가속화된다.As decarburization proceeds, the melt temperature also rises generally, accelerating the dissolution of the tuyeres.

상기 문제점을 해결하기 위해서는 정련이 진행함에 따라 미립물질의 공급량을 상승시켜 미립물질의 분해에 의한 열흡수로써 송풍구를 효률적으로 냉각시키는 방법이 권유된다. 일예로서 석회석(CaCO₃)의 경우 열흡수률은 34500cal/mol이다.In order to solve the above problems, as the refining proceeds, a method of cooling the tuyere efficiently by heat absorption due to decomposition of the fine particles by increasing the supply amount of the fine particles is recommended. For example, in the case of limestone (CaCO ₃ ), the heat absorption rate is 34500 cal / mol.

미립물질의 공급량에 대한 조절효과를 확인하기 위해 다음 조건하에서 시험정련을 실시하였다. (A) 미립물질의 공급량을 일정하게 유지, (B) 공급량을 선형적으로 증가, (C) 종래 공정에서와 같이 미립물질을 공급하지 않음. 상기 결과는 표 2에 제시되어 있다.In order to confirm the control effect on the supply amount of particulate matter, test refining was conducted under the following conditions. (A) Maintain a constant supply of particulate matter, (B) Increase the feed rate linearly, (C) Do not supply particulate matter as in conventional processes. The results are shown in Table 2.

상기 시험정련에서는 내경이 15mm인 단관의 바닥 송풍구를 사용하였으며, 탈탄정련 중 송풍구 주위 부분의 온도 변화를 측정하였다.In the test refining, the bottom tuyeres of a single tube having an inner diameter of 15 mm were used, and the temperature change around the tuyeres during decarburization was measured.

보다 구체적인 시험 조건은 다음과 같다.More specific test conditions are as follows.

조건 A : CO₂가스를 운반가스로 사용하여 250Nm³/시간의 유량으로 송풍하였다. 미립물질로서 석회석분말(CaCO₃)을 전체 정련기간에 걸쳐 20kg/분의(4.2kg/분·cm)의 일정량으로 주입하였다.Condition A: The gas was blown at a flow rate of 250 Nm ³ / hour using CO ₂ gas as the carrier gas. Limestone powder (CaCO ₃ ) as a fine substance was injected at a constant amount of 20 kg / min (4.2 kg / min · cm) over the entire refining period.

조건 B : 조건 A와 같이 250Nm³/시간의 유량으로 CO₂가스를 송풍하였으나 석회석분말(CaCO₃)의 공급량은 정련초기의 20kg/분(4.2kg/분·cm)에서 정련말기의 60kg/분(12.6kg/분·cm)까지 선형적으로 증가시켰다.Condition B: As in condition A, CO ₂ gas was blown at a flow rate of 250 Nm ³ / hour, but the supply of limestone powder (CaCO ₃ ) was 20 kg / min (4.2 kg / min · cm) at the beginning of refining and 60 kg / min at the end of refining. (12.6 kg / min cm) linearly increased.

조건 C : 송풍구 직경과 운반가스의 공급조건은 조건 A 및 B와 동일하지만 미립물질은 공급하지 않았다.Condition C: The diameter of the tuyeres and the supply conditions of the carrier gas were the same as those of the conditions A and B, but no particulate matter was supplied.

송풍구연와 표면으로부터 50mm 그리고 노즐파이프의 외면으로부터 50mm 떨어진 지점에 매립된 열전대로써 온도를 측정하였다.The temperature was measured with a thermocouple embedded at 50 mm away from the blowhole and the surface and 50 mm from the outer surface of the nozzle pipe.

[표 2]TABLE 2

표 2로부터 미립물질의 사용 효과를 알 수 있다. 즉 미립물질을 공급하는 조건 A와 B의 경우, 정련기간 전체에 걸쳐 미립물질이 공급되지 않는 조건 C의 경우보다 송풍구가 저온으로 유지되며, 조건 A와 B에서는 보호층이 각각 형성되었다. 특히 정련초기부터 정련말기까지 미립물질의 공급속도를 연속적으로 증가시킨 경우가 더욱 효과적임이 확인되었다.Table 2 shows the effect of using particulate matter. That is, in the case of conditions A and B for supplying the particulate matter, the tuyeres were kept at a lower temperature than in the case of condition C, in which the particulate matter was not supplied throughout the refining period, and the protective layers were formed under the conditions A and B, respectively. In particular, it was confirmed that the case of continuously increasing the feed rate of fine particles from the beginning of refining to the end of refining was more effective.

사용되는 미립물질의 종류는 정련목적에 따라 다르다. 그 대표적인 예로서 생석회(CaO), 석회석(CaCO₃), 마그네사이트(MgCO), 돌로마이트, 그리고 ZrO₂, Al₂O₃, SiO₂, MgO-C 및 탄소분말을 함유한 내화벽돌 분말을 들 수 있다.The type of particulate material used depends on the refining purpose. Representative examples include refractory brick powder containing quicklime (CaO), limestone (CaCO ₃ ), magnesite (MgCO), dolomite, and ZrO ₂ , Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , MgO-C and carbon powder. .

상기 물질들 중에서 전술한 가스발생 물질로서는 석회석(CaCO₃), 마그네사이트(MgCO₃), 돌로마이트(CaCO₃·MgCO₃)를 단독으로 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다.Among the above materials, as the above-described gas generating material, limestone (CaCO ₃ ), magnesite (MgCO ₃ ), dolomite (CaCO ₃ · MgCO ₃ ) may be used alone or as a mixture thereof.

상술한 미립물질에 탄소분말을 첨가함으로써 석회석과 탄소가 반응하여 발생되는 CO₂가스에 의해 교반효과가 증진된다. 또한 흡열속도가 증가하여 보다 양호한 냉각효과를 얻을 수 있다.By adding carbon powder to the above-mentioned particulate matter, the stirring effect is enhanced by CO ₂ gas generated by the reaction of limestone and carbon. In addition, the endothermic rate is increased to obtain a better cooling effect.

운반가스로서는 N₂, Ar, CO₂등의 가스를 적절히 사용할 수 있다. 상기 운반가스에 20% 이하의 산소가스를 첨가함으로써 보다 우수한 교반효과를 얻을 수 있으며, 송풍구 선단에 과도한 양의 보호층이 용착되는 것을 방지할 수 있다.As the carrier gas can be suitably used a gas such as N _2, Ar, CO _2. By adding 20% or less of oxygen gas to the carrier gas, a better stirring effect can be obtained, and an excessive amount of protective layer can be prevented from being deposited at the tip of the tuyeres.

송풍 및 정련조건에 따라 분말의 가스발생물질을 주입함으로써 송풍구 선단 주위에 보호층이 형성되도록 하여 송풍구가 용융금속과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 상기 가스발생 물질의 분말에 알루미나(Al₂O₃), 실리카(SiO₂) 등을 함유한 내화물질을 첨가하면 보호층이 보다 효율적으로 형성된다.By injecting the gas generating material of the powder according to the blowing and refining conditions, a protective layer is formed around the tip of the tuyeres to prevent the tuyeres from directly contacting the molten metal. When a refractory material containing alumina (Al ₂ O ₃ ), silica (SiO ₂ ), or the like is added to the powder of the gas generating material, a protective layer is more efficiently formed.

보호층의 과도한 용착에 기인한 송풍구 선단의 협착현상이 관측되는 경우에는 운반가스의 송풍을 중단하고 단속적으로 산소가스를 주입하거나, 이와는 달리 산소와 운반가스의 혼합물을 단속적으로 송풍함으로써 과잉보호층을 산화시켜 제거하는 것이 좋다.If stenosis is observed at the tip of the tuyeres due to excessive deposition of the protective layer, stop the blowing of the carrier gas and inject oxygen gas intermittently, or alternatively blow the mixture of oxygen and the carrier gas intermittently to remove the excess protective layer. It is better to oxidize and remove.

지금까지 기술한 본 발명의 첫번째 실시태양은 용융선철을 정련하기 위한 랜스 또는 하부 취입전로의 노즐 등으로써 산소가 아닌 가스를 송풍하여 용융금속을 교반시키기 위한 장치에 이용할 수 있다. 이에 대한 실시예와 그 비교 실시예는 표 3에 표시되어 있다.The first embodiment of the present invention described so far can be used in an apparatus for stirring molten metal by blowing a gas other than oxygen, such as a lance for refining molten pig iron or a nozzle of a lower blown converter. Examples and comparative examples thereof are shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

주 : 상기 시험은 하부 취입 산소전로를 사용하였음.Note: The test used a lower blown oxygen converter.

실시태양 II : 송풍가스로서 산소를 사용하여 송풍구를 보호하는 방법(자켓가스를 송풍하기 위해 환상출구가 구비된 이중관 송풍구를 이용)Embodiment II: Method of protecting the tuyeres using oxygen as the blower gas (using the double-tube tuyeres equipped with the annular outlet to blow the jacket gas)

이미 주지된 바와 같이 용융금속에 산소를 송풍하여 정련이 수행될 때에는 산화반응의 발화점으로부터 복사열에 의한 고온과 그리고 송풍구에 접촉된 용융금속이 송풍구에 개입됨으로 인한 송풍구의 산화에 의해 송풍구가 심하게 마모 및 손상된다.As is already known, when the refining is performed by blowing oxygen into the molten metal, the tuyere is severely worn down due to the high temperature by radiant heat from the ignition point of the oxidation reaction and the oxidation of the tuyere caused by the molten metal contacting the tuyere. Damaged.

이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로서 산소주입용 내관과 냉각매체로서 프로판가스 또는 석유 등을 주입하기 위해 내관과 외관 사이의 환상출구로 구성된 이중관 송풍구를 이용하여 송풍구의 내구성을 개선하는 방법이 제기되었다.In order to overcome this problem, a method of improving the durability of the blower has been proposed by using a double-pipe blower formed of an annular outlet between the inner pipe and the outer pipe for injecting propane gas or petroleum as an oxygen injection inner pipe and a cooling medium.

제4도를 참조하여 구체적으로 기술하면 상기 방법에 사용되는 이중관 송풍구(5)는 화살표 A방향으로 산소를 송풍하기 위한 중심송풍구(6)와 냉각매체(3)를 송풍하기 위한 외측 송풍구(7)로 구성되어 있음으로써 송풍서 선단에 금속블록이 응고 및 용착되어 정련중 송풍구 선단이 용융금속으로 부터 격리되도록 함으로써 송풍구 선단을 보호한다. 따라서 상기 방법에서는 송풍구 선단에 용융금속의 안정한 응고와 그 성장을 유지하는 것이 엄격하게 요구된다. 그러나 송풍구 선단에서 안정하고 일정한 용착금속의 성장을 유지하기가 극히 어려우며, 용착금속의 성장에 의한 송풍구의 유효 직경의 변화에 따라 송풍 압력을 적절히 제어해야 할 필요가 있다. 또한 상기 방법에서 상기 용착금속이 송풍구의 상부를 차단시킬 때, 어느 정도 다공성인 용착금속에 형성된 미세통로를 통해서만이 냉각 가스가 용융금속으로 흐르게 되어야 하는 경우가 때때로 야기된다. 따라서 유동압력을 적절히 조정하여야 하며, 그렇지 않으면 송풍구가 완전히 폐색되게 된다.Specifically, referring to FIG. 4, the double-pipe tuyeres 5 used in the method include a central tuyer 6 for blowing oxygen in the direction of arrow A and an outer tuyeres 7 for blowing the cooling medium 3. The metal block is solidified and welded to the tip of the blower so that the tip of the blower is isolated from molten metal during refining to protect the tip of the blower. Therefore, the above method is strictly required to maintain stable solidification of molten metal and its growth at the tip of the tuyeres. However, it is extremely difficult to maintain stable and constant growth of the weld metal at the tip of the tuyeres, and it is necessary to properly control the blow pressure according to the change in the effective diameter of the tuyeres due to the growth of the weld metal. In addition, in the above method, when the weld metal blocks the upper part of the tuyeres, it sometimes occurs that the cooling gas flows to the molten metal only through the micropath formed in the weld metal which is somewhat porous. Therefore, the flow pressure must be properly adjusted, or the air vents will be completely blocked.

본 발명의 실시태양 II에서는 금속을 송풍구 선단에 용착시키지 않고서도 충분한 교반 및 보호 효과를 제공하여 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것이다.Embodiment II of the present invention seeks to solve the above-mentioned problems of the prior art by providing sufficient stirring and protective effects without depositing metal on the tuyeres tip.

본 실시태양 II에 따르면 중심 송풍구를 통해 산소를 공급하고, 중심 송풍구와 외측 송풍구 사이의 환상 공간을 통해 환상공간 1cm²당 0.5-50kg/분의 속도로 미립물질(산소가 아닌 운반가스와 함께)을 전체 송풍시간에 걸쳐 송풍함으로써 이중관 송풍구를 보호하는 방법이 제공된다.According to this embodiment II, the oxygen is supplied through the central tuyeres, and the particulate matter (with the carrier gas, not oxygen) at a rate of 0.5-50 kg / min per 1 cm ² of the annular space through the annular space between the central tuyeres and the outer tuyeres. It is provided a method for protecting the double pipe tuyere by blowing the air over the entire blowing time.

산소 송풍구의 용해 또는 손상은 송풍구에 용융금속의 개입 뿐만 아니라 2500℃의 온도에 달하는 발화점으로부터의 열복사에 의한 것이며, 산소에 의한 산화반응에 의해 더욱 촉진된다.The dissolution or damage of the oxygen tuyeres is caused not only by the involvement of molten metal in the tuyeres, but also by heat radiation from the ignition point reaching a temperature of 2500 ° C, which is further promoted by the oxidation reaction with oxygen.

제5도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면 산소가 아닌 운반가스(3')와 미립물질(3")로 구성되는 혼합물층(화살표 4)이 형성되어 중심 송풍구(6)와 외측 송풍구(7)로 구성된 이중관 송풍구(5)의 선단에서 산소가스(화살표 3)의 흐름을 둘러싸게 된다. 이러한 방법은 송풍구 선단 주위에서 용융금속의 교반 및 냉각효과의 향상에 더하여 다음과 같은 장점이 부가된다. 즉 상기 혼합물층(4)은 미립물질의 부유에 의해서 가스만에 의한 것보다 큰 운동량을 가질 수 있다. 이와같이 높은 운동량이 송풍구 선단에 용융금속의 개입과 용착을 효과적으로 방지하며, 몇몇 경우에는 용착금속을 대신하여 보호층이 송풍구 선단에 형성됨으로써 발화점으로부터 송풍구 선단을 격리시켜 준다.As shown in FIG. 5, according to the present invention, a mixture layer (arrow 4) composed of a carrier gas 3 'and a particulate material 3 "that is not oxygen is formed to form a central tuyer 6 and an outer tuyer 7 Surrounding the flow of oxygen gas (arrow 3) at the tip of the double tube tuyeres (5) consisting of a) This method has the following advantages in addition to the improvement of the stirring and cooling effect of the molten metal around the tip of the tuyeres. In other words, the mixture layer 4 may have a greater momentum than the gas alone due to the floating of the particulate material.This high momentum effectively prevents the involvement and deposition of molten metal at the tip of the tuyeres, and in some cases, the deposited metal. Instead, the protective layer is formed at the tip of the tuyere to isolate the tuyere tip from the flash point.

환상출구로부터 주입되는 운반가스는 Ar, CO₂, N₂, LDG, BFG 및 폐기가스(연소 배기가스)를 사용할 수 있다.As the carrier gas injected from the annular outlet, Ar, CO ₂ , N ₂ , LDG, BFG and waste gas (combusted exhaust gas) can be used.

환상통로로부터 운반가스와 함께 송풍되는 미립재료로서는 여러가지 저렴한 내화분말을 사용할 수 있다. 몇가지 대표적인 예로서 생석회(CaO), 석회석(CaCO₃), 마그네시아(MgO), 마그네사이트(MgCO₃), 돌로마이트와 그리고 SiO₂, Al₂O₃, MgO-C 및 C분말을 함유한 내화벽돌 분말 등이 있다.Various inexpensive refractory powders can be used as the particulate material blown together with the carrier gas from the annular passage. Some typical examples are quicklime (CaO), limestone (CaCO ₃ ), magnesia (MgO), magnesite (MgCO ₃ ), dolomite and refractory brick powders containing SiO ₂ , Al ₂ O ₃ , MgO-C and C powders. There is this.

미립물질의 입도는 안정한 송풍을 위해서 1.0mm 이하가 바람직하다.The particle size of the particulate matter is preferably 1.0 mm or less for stable blowing.

미립물질의 공급속도는 송풍구 선단 주위에 형성되는 가스-분말 혼합층의 상태를 지배하는 가장 중요한 인자이다. 실험에서 미립물질의 공급속도는 중심 송풍구와 외측 송풍구 사이에 형성된 환상출구단면적 1cm²당 0.5kg/분보다 커야 하는 것으로 나타났다. 즉 상기 공급속도가 0.5kg/분 이하로 떨어졌을 때, 혼합물층에서 미립물질의 농도는 종래 기술에서와 같이 송풍구 선단의 용해와 송풍구 선단에 금속의 용착이 허용될 정도로 감소한다.The feed rate of particulate matter is the most important factor governing the state of the gas-powder mixture layer formed around the tip of the tuyeres. The experiment showed that the feed rate of particulates should be greater than 0.5 kg / min per 1 cm ² of the annular exit area formed between the central and outer tuyeres. That is, when the feed rate drops below 0.5 kg / min, the concentration of particulate matter in the mixture layer is reduced to allow the dissolution of the tuyeres tip and the deposition of metal on the tuyeres tip as in the prior art.

[실시예]EXAMPLE

용량 160톤의 상부 취입 산소 전로를 사용하여, 4.3-4.5%C, 0,3-0.5%Si, 0.45-0.5%Mn, 나머지 Fe 및 불순물을 함유한 용융선철을 0.05-0.1%C, 0.01% 이하의 Si, 0.15-0.3%Mn, 나머지 Fe 및 불순물을 함유하는 강으로 정련하였다. 송풍구를 통하여 여러가지 미립물질과 함께 여러가지 가스를 용융선철에 송풍하여 정련하였다. 또한 비교를 위해 미립물질의 송풍없이도 정련을 실시하였다. 각각의 경우에 대해 송풍구 선단의 폐색과 용해를 조사하였다. 상부 취입산소의 공급속도는 25,000-30,000Mn 3/시간의 범위에서 선택하였다. 사용한 송풍구는 노바닥의 중심에 위치한 이중관 송풍구 또는 상부로부터 용융금속에 잠겨 있는 단관의 내화랜스이었다. 이중관 송풍구는 중심송풍구의 직경이 15mm, 그리고 중심송풍구와 외측송풍구 사이의 환상출구의 간격은 1 내지 3mm이다.A molten pig iron containing 4.3-4.5% C, 0,3-0.5% Si, 0.45-0.5% Mn, the remaining Fe and impurities, using a 160 ton upper blown oxygen converter, 0.05-0.1% C, 0.01% It refine | purified with the steel containing the following Si, 0.15-0.3% Mn, remaining Fe, and an impurity. Through the tuyeres, various gases together with various particulates were blown into the molten pig iron and refined. In addition, refining was performed without blowing particulate matter for comparison. In each case, the blockage and dissolution of the tip of the tuyeres were investigated. The feed rate of the upper blown oxygen was chosen in the range of 25,000-30,000 Mn 3 / hour. The tuyeres used were either double tube tuyeres located in the center of the furnace floor or fire-resistant lances of short tubes submerged in molten metal from the top. The double tube blower has a diameter of 15 mm for the central blower, and an interval of 1 to 3 mm between the annular outlet between the center blower and the outer blower.

표 4는 각기 다른 정련산소 가스의 유속, 교반가스의 종류 및 유속 그리고 미립물질의 종류 및 공급속도에 따라 본 발명의 실시태양 11에 따른 실시예의 결과를 제시한 것이다. 분말의 주입없이 실시된 비교 실시예의 결과와 비교하면 분말주입의 효과를 확인할 수 있다.Table 4 shows the results of the example according to Embodiment 11 of the present invention according to the flow rate of the different refined oxygen gas, the type and flow rate of the stirring gas and the type and feed rate of the particulate matter. Compared with the results of the comparative example performed without the injection of the powder can confirm the effect of the powder injection.

[표 4]TABLE 4

[비교실시예]Comparative Example

비교 실시예와 비교하여 실시예 순번 1-8번을 참고하면, 미립물질을 주입하지 않은 비교 실시예에서는 약간의 폐색 경향이 관측되었으나, O₂가스와 교반가스의 유속이 동일하게 유지되었음에도 불구하고 본 발명의 실시예에서는 폐색현상이 전혀 관측되지 않았다. 또한 송풍구의 용해정도에도 현저한 차이가 나타났다.Referring to Example Nos. 1-8 compared to the Comparative Example, a slight tendency of obstruction was observed in the Comparative Example without the injection of the particulate matter, although the flow rates of the O ₂ gas and the stirring gas were kept the same. In the embodiment of the present invention, no obstruction was observed. There was also a significant difference in the degree of dissolution of the tuyere.

본 실험에서 미립물질의 공급속도는 50kg/㎠·분 이상으로 상승시켰다. 그러나 미립물질 주입의 효과는 공급속도 50kg/㎠·분에서 최대이다. 따라서 미립물질의 공급속도는 50kg/㎠·분이 상한선으로 결정된다.In this experiment, the feed rate of particulate matter was raised to more than 50kg / ㎠ · minutes. However, the effect of particulate injection is greatest at a feed rate of 50 kg / cm 2 · min. Therefore, the supply speed of the particulate matter is determined to be the upper limit of 50kg / cm 2 · min.

송풍 도중에 미립재료의 공급을 중단하였을 경우, 종래 기술에서는 송풍구의 용해와 금속의 용착이 관측되었다. 일단 송풍구에 금속이 용착되면, 미립물질의 주입을 심하게 방해한다.When the supply of the particulate material was stopped during the blowing, in the prior art, melting of the tuyeres and deposition of metal were observed. Once the metal is deposited at the tuyeres, it severely interferes with the injection of particulate matter.

따라서 본 발명의 방법에서는 전체 정련 기간에 걸쳐 연속적으로 미립물질을 공급하여야 한다.Therefore, the method of the present invention must supply the particulate material continuously over the entire refining period.

산화정련이 진행됨에 따라 용융금속의 온도는 상승하고, 결국 송풍구의 용해를 가속화시키게 된다.As oxidative refining proceeds, the temperature of the molten metal rises, eventually accelerating melting of the tuyeres.

이러한 현상을 피하기 위해 미립재료의 공급속도를 증가시켜 송풍구에 보호층의 용착을 촉진함으로써 송풍구의 냉각을 더욱 향상시켜 송풍구를 양호한 상태로 유지시킬 수 있다.In order to avoid this phenomenon, by increasing the feed rate of the particulate material to promote the deposition of the protective layer on the tuyere, the cooling of the tuyere can be further improved to maintain the tuyere in a good state.

순수한 산소가스를 송풍하기 위한 중심 송풍구와 내화재 분말의 주입용 운반가스 및 교반가스로서의 CO₂가스를 송풍하기 위한 환상출구를 갖춘 동심의 이중관 송풍구를 이용하여, 미립 내화물질을 일정속도로 주입하는 경우 A와 정련 초기부터 정련말기까지 미립내화물질의 공급속도를 점차적으로 증가시키는 경우 B에 있어서 그 효과의 차이를 조사하기 위한 실험을 행하였다.Injecting particulate refractory material at a constant speed by using a concentric double-pipe blower equipped with a central blower for blowing pure oxygen gas, a carrier gas for injecting refractory powder, and an annular outlet for blowing CO ₂ gas as a stirring gas. In order to gradually increase the feed rate of particulate refractories from A and the beginning of refining to the end of refining, an experiment was conducted to investigate the difference in the effect of A.

상기 실험의 결과는 표 5에 제시되어 있다.The results of this experiment are shown in Table 5.

순수한 산소가스의 송풍속도는 450Nm³/시간으로 일정하게 유지하였으며, 교반용 CO₂가스 또한 120Nm³/시간의 일정속도로 공급하였다. 경우 A에서 미립물질의 공급속도는 15kg/분으로 일정하게 유지시켰으며, 경우 B에서는 송풍 초기의 15kg/분에서 정련말기의 60kg/분까지 점차적으로 증가시켰다. 본 발명의 방법과 분말을 주입하지 않는 종래방법을 비교하기 위한 일련의 시험(경우 C)도 행하였다. 경우 C는 경우 A 및 B와 같은 크기의 송풍구와 산소 송풍속도이며, 교반가스로서는 프로판가스를 50Nm³/시간으로 송풍하여 수행하였다.The blowing rate of pure oxygen gas was kept constant at 450Nm ³ / hour, and CO ₂ gas for stirring was also supplied at a constant rate of 120Nm ³ / hour. In case A, the feed rate of particulate matter was kept constant at 15 kg / min, and in case B, it gradually increased from 15 kg / min at the beginning of blowing to 60 kg / min at the end of refining. A series of tests (case C) were also conducted to compare the method of the invention with the conventional method without injecting powder. Case C is a blower and oxygen blowing speed of the same size as Case A and B, and was carried out by blowing propane gas at 50Nm ³ / hour as agitation gas.

50%, 80% 정련 및 정련 종료시에 열전대를 사용하여 용융금속과 송풍구 선단의 온도를 측정하였다.At 50%, 80% refining and at the end of refining, thermocouples were used to measure the temperatures of the molten metal and the tip of the tuyeres.

표 5에서 분말주입에 따른 우수한 효과를 알 수 있을 것이며, 또한 정련이 진행됨에 따라 분말주입속도를 증가시키는 것이 송풍구 근방의 강력한 교반을 달성하고 온도상승을 억제하기에 효과적입을 알 수 있다. 그리고 가스-분말의 혼합제트가 운동량을 증가시키고 송풍구를 발화점으로부터 차단시키는 효과가 부여됨으로써 보호층의 형성이 효과적으로 촉진됨을 확인하였다.In Table 5 it can be seen that the excellent effect of the powder injection, and also as the refining progress to increase the powder injection rate is effective to achieve a strong stirring near the tuyere and to suppress the temperature rise. In addition, it was confirmed that the formation of the protective layer was effectively promoted by the effect that the mixed jet of the gas-powder increases the momentum and blocks the tuyeres from the ignition point.

[표 5]TABLE 5

본 발명의 상기 실시태양 11는 탈탄 정련로에 고정 설치된 노즐뿐만 아니라 산소가스를 이용하는 선철 및 강의 정련용 피하랜스의 노즐에도 이용할 수 있다.The eleventh embodiment of the present invention can be used not only for the nozzle fixed to the decarburization refining furnace, but also for nozzles for refining lances for pig iron and steel using oxygen gas.

표 6은 분말이 주입되지 않는 종래의 공정과 비교하여, 본 실시태양이 송풍구에 실제로 적용되었을 때에 관측된 송풍구의 상태와 용해량을 제시한 것이다.Table 6 shows the state of the tuyeres observed and the amount of dissolution when the present embodiment was actually applied to the tuyeres as compared to the conventional process in which no powder was injected.

보다 상세히 설명하면 욕중의 송풍구 길이, 송풍구의 환상출구로부터 주입되는 가스의 종류, 미립물질의 종류 및 그 양, 그리고 송풍시간 등과 같은 조업조건을 변환시키면서 송풍하였다.In more detail, it was blown while changing the operating conditions such as the length of the tuyeres in the bath, the type of gas injected from the annular outlet of the tuyeres, the type and amount of particulate matter, and the blowing time.

본 발명의 실시태양 11에 따라 정련하였을 때에는 송풍구 선단이 건전한 상태로 유지되었으나, 미립물질의 공급속도를 0.4kg/㎠·분 이하로 감소시켰을 때에는 송풍구의 심한 마모와 용해가 관측되었다.When refined according to Embodiment 11 of the present invention, the tip of the tuyeres remained intact, but when the feed rate of the particulate material was reduced to 0.4 kg / cm 2 / min or less, severe abrasion and dissolution of the tuyeres were observed.

[표 6]TABLE 6

실시태양 III : 정련산소와 함께 미립의 내화물질을 주입하여 송풍구를 보호하는 방법Embodiment III: Method of protecting tuyeres by injecting particulate refractories with refined oxygen

탈탄 정련로에서 송풍구를 통해 산소를 용융금속에 송풍하는 산소 제강공정은 보통 송풍구 선단의 심한 마모와 파손을 겪게 된다. 이러한 현상을 피하기 위해서 이중관 송풍구를 사용하여 내관으로 산소를 주입하고, 내관과 외관 사이의 환상출구를 통해서는 탄화수소가스 또는 액상의 탄화수소를 주입함으로써 송풍구 선단을 냉각하여 송풍구의 용해를 방지하는 Q-BOP 공정이 제기되었다. 또한 탄화수소를 대신하여 N₂, Ar, CO₂와 같은 가스를 송풍하는 방법도 제기되었다.Oxygen steelmaking processes in which oxygen is blown to molten metal through tuyeres in decarburization refining furnaces usually suffer from severe wear and break at the tip of tuyeres. In order to avoid this phenomenon, Q-BOP is used to inject oxygen into the inner tube using the double-pipe tuyeres, and to inject the hydrocarbon gas or liquid hydrocarbon through the annular outlet between the inner tube and the outer tube to cool the tip of the tuyeres to prevent melting of the tuyeres. Justice has been raised. In addition, a method of blowing gases such as N ₂ , Ar, and CO ₂ instead of hydrocarbons has been proposed.

제6도는 상기 Q-BOP법에 대한 일예를 도시한 것이다. 이중관 송풍구(6)는 산소가 송풍(화살표 C)되는 내관(5)과 용융금속을 강력하게 냉각시켜 송풍구 선단 주위에 용착금속층(9)을 형성시킴으로써 정련 중 고온융체와 송풍구가 직접 접촉하지 못하도록 냉각가스(3)를 송풍하는 외관(7)으로 되어 있음으로써 제9도에 도시된 바와 같은 송풍구 선단의 용해(B)를 피할 수 있다.6 shows an example of the Q-BOP method. The double tube tuyeres 6 cool the inner tube 5 through which oxygen is blown (arrow C) and the molten metal to form a deposited metal layer 9 around the tip of the tuyeres so that the hot melt and tuyeres do not directly contact during refining. By having the exterior 7 which blows gas 3, dissolution B of the tip of a tuyere as shown in FIG. 9 can be avoided.

그러나 상기 방법은 용착금속층(9)의 성장과 그 유지를 제어하기가 어려운 문제점이 있다. 또한 내관(5)개구의 유효직경이 금속의 용착과 그 성장에 따라 변하기 때문에 송풍압력을 적절히 조절해야 하는 필요성도 야기된다. 송풍구의 상단에 용착된 금속은 송풍구를 덮어버리는 경향이 있기 때문에 다공성 용착금속에 형성된 미세통로(A)를 통해 냉각가스(3)를 용융금속에 흘러주어야 한다. 또한 이러한 관점에서 볼 때 냉각가스의 압력도 조절하여야 할 필요성이 있으며, 그렇지 않으면 송풍구가 완전히 폐색될 수도 있다.However, this method has a problem that it is difficult to control the growth and maintenance of the deposited metal layer 9. In addition, since the effective diameter of the opening of the inner tube 5 changes with the deposition of the metal and its growth, the necessity of appropriately adjusting the blowing pressure is caused. Since the metal deposited on the top of the tuyere has a tendency to cover the tuyere, the cooling gas 3 should flow to the molten metal through the micropath A formed in the porous weld metal. From this point of view, there is also a need to adjust the pressure of the cooling gas, or the tuyeres may be completely blocked.

또한 몇몇 경우에는 용착금속과 송풍구의 내화벽돌 표면사이의 틈(A')으로 냉각가스가 흐른다. 이 경우에는 열충격에 의해 내화물질의 스폴링(spalling)이 야기되는 경향이 있다.In some cases the cooling gas also flows into the gap A 'between the deposited metal and the refractory brick surface of the tuyeres. In this case, thermal shock tends to cause spalling of the refractory material.

따라서 전술한 종래 기술은 송풍구 선단에 용착금속층의 안정성 결여, 송풍가스에 대한 압력제어의 어려움, 용융금속의 개입으로 인한 송풍구의 폐색 등과 같은 공통된 문제점을 안고 있다. 또한 냉각제로서 탄화수소 가스가 사용될 때, 그 탄화수소의 분해로 인하여 강제품의 (H)함량이 상승함으로 바람직하지 못하다. 탄화수소를 대신하여 N₂, Ar, CO₂등이 사용되면 상기와는 다른 문제점이 야기된다.Therefore, the above-described prior art has common problems such as lack of stability of the deposited metal layer at the tip of the tuyeres, difficulty in controlling pressure on the tuyeres, and blockage of the tuyeres due to the intervention of molten metal. In addition, when hydrocarbon gas is used as the coolant, it is not preferable because the (H) content of the steel product rises due to decomposition of the hydrocarbon. If N ₂ , Ar, CO ₂ or the like is used in place of a hydrocarbon, a problem different from the above is caused.

상기와 같은 종래 기술의 단점 또는 결함은 본 발명의 요약과 본 발명의 실시태양 I 및 II에 이미 기술한 바 있다. 즉 본 발명의 실시태양 I에서는 이러한 결함을 해결하기 위해 산소가 아닌 비산화성 가스만을 주입하여 용융금속의 충분한 교반 및 냉각효과를 얻는 동시에 송풍구의 폐색을 방지하는 방법을 제기하였다. 반면에 본 발명의 실시태양 II에서는 이중관 송풍구를 사용하여 중심송풍구를 통해 산소를 주입하고 이중관송풍구의 환상출구를 통해서는 자켓가스로서 작용하는 다른 가스를 미립물질과 함께 용융금속에 주입함으로써 금속의 용착과 송풍구의 폐색을 제거하는 방법이 제기되어 있다.The above disadvantages or deficiencies of the prior art have already been described in the Summary of the Invention and Embodiments I and II of the present invention. That is, Embodiment I of the present invention proposes a method of injecting only non-oxidizing gas, not oxygen, to obtain sufficient stirring and cooling effect of the molten metal to prevent the blockage of the tuyeres. On the other hand, in Embodiment II of the present invention, the deposition of metal is carried out by injecting oxygen through the central tuyeres using a double tube tuyeres, and injecting other gases acting as jacket gases into the molten metal through the annular outlet of the dual tuyeres tufts together with the particulate matter. A method has been proposed to remove the blockage of the and vents.

상기 약술한 실시태양 I 및 II와는 대조적으로 본 실시태양 III은 2가지 유형으로 실시될 수 있다. 즉 첫번째 유형은 단관 송풍구를 사용하고 산소와 함께 산소에 의해 운반되는 미립의 내화물질을 주입하는 것이며, 두번째 유형은 이중관 송풍구를 사용하여 환상출구로부터 산소가스와 함께 미립의 내화물질이 주입되고 내관으로는 단지 산소가스만이 송풍되는 것이다. 두 유형 모두 송풍구 신단에 내화 보호층이 형성되어 송풍구를 보호한다. 즉, 산소가스에 부유된 미립의 내화재료는 송풍산소와 용융금속 간의 반응에 의해 형성된 금속산화물 또는 다른 산화물에 용해되어 내화조성물의 피막을 형성함으로써 송풍구 선단의 용해가 방지된다. 이러한 기술개념은 결코 지금까지 기술한 종래 기술로부터 유도될 수 없는 것이다.In contrast to the embodiments I and II outlined above, this embodiment III can be implemented in two types. In other words, the first type uses a single-pipe blower and injects particulate refractories carried by oxygen with oxygen, and the second type uses a double-pipe blower to inject particulate refractories with oxygen gas from the annular outlet and into the inner tube. Only oxygen gas is blown. In both types, a fire protection layer is formed at the tip of the tuyeres to protect the tuyeres. That is, the fine refractory material suspended in oxygen gas is dissolved in a metal oxide or other oxide formed by the reaction between the blowing oxygen and the molten metal to form a coating of the refractory composition, thereby preventing dissolution of the tip of the tuyeres. This concept can never be derived from the prior art described so far.

제7도와 제8도를 참조하여 상기 두가지 유형을 설명하면 다음과 같다. 제7도는 본 발명의 실시태양 III에 관한 일예를 도시한 것으로서 단관 송풍구를 사용하여 화살표 C로 표시된 바와 같이 정련산소가스와 함께 미립의 내화 재료(13)를 주입하여 송풍구 선단에 용착된 보호층(14)을 형성한다. 제8도는 본 발명의 실시태양 III의 다른 일예를 보여주는 것으로서 내관(5)과 외관(7)으로 된 이중관 송풍구(6)를 이용하고 있다.The two types will be described with reference to FIGS. 7 and 8 as follows. FIG. 7 shows an example of Embodiment III of the present invention, wherein a protective layer deposited on the tip of the tuyere by injecting particulate refractory material 13 together with refined oxygen gas as indicated by arrow C using a single-tube tuyere ( 14). FIG. 8 shows another example of Embodiment III of the present invention, which uses a double pipe tuyer 6 having an inner tube 5 and an outer tube 7.

내관(5)으로 정련산소가스가 주입되고, 외관(7)으로는 화살표 C로 표시된 바와 같이 운반산소 가스와 함께 미립의 내화물질(13)을 주입하여 송풍구 선단에 용착된 보호층(14)을 형성한다.Refined oxygen gas is injected into the inner tube (5), and the outer layer (7) shows the protective layer (14) deposited at the tip of the tuyere by injecting particulate refractory material (13) together with the carrier oxygen gas. Form.

따라서 본 발명의 실시태양 III에 따르면, 산소가스와 함께 미립의 내화물질이 용융금속에 송풍되오 미립의 내화물질이 송풍구 근방의 반응점에서 형성된 SiO₂, MnO, FeO등의산화물에용해됨으로서우수한내열(耐熱)성의광초성물(mineral composition)이 송풍구의 선단에 용착되어 송풍구의 용해를 방지한다.Therefore, according to Embodiment III of the present invention, the fine refractory material is blown to the molten metal together with the oxygen gas, and the fine refractory material is dissolved in oxides such as SiO ₂ , MnO, and FeO formed at the reaction point near the tuyeres. Iii) The mineral composition is deposited on the tip of the tuyeres to prevent the tuyeres from dissolving.

미립의 내화물질을 주입함으로써 용착되는 보호층이 효과적으로 형성되도록 하기 위해서는 송풍개구의 단면적 1㎠당 0.5 내지 50kg/분의 속도로 미립의 내화물질을 주입하는 것이 바람직하다. 주입속도가 0.5kg/분·㎠ 이하로 떨어지면 보호층의 용착이 지연되어 바람직하지 못하다.In order to effectively form the protective layer deposited by injecting the fine refractory material, it is preferable to inject the fine refractory material at a rate of 0.5 to 50 kg / min per 1 cm 2 of the cross-sectional area of the blow opening. If the injection rate falls below 0.5 kg / min · cm 2, the deposition of the protective layer is delayed, which is undesirable.

송풍구 연와를 보호하고 양호한 상태로 유지시키기 위해서는 정련이 진행됨에 따르 즉 용융 금속 온도가 상승함에 따라 분말, 즉 미립의 내화물질의 주입속도를 연속하여 선형적으로 상승시키는 것이 바람직하다. 그러나 주입속도가 50kg/㎠·분까지 상승하였을 때 보호 효과는 최대가 된다. 상기 값 이상으로 주입속도를 증가하면 보호 효과는 더 이상 증가되지 않고, 오히러 용착되는 보호층이 과도하게 두터워짐으로서 송풍구 주위에서 용융금속의 원활한 흐름을 방해한다. 최악의 경우, 용착된 보호층의 일부가 송풍관으로 떨어져 송풍구가 차단되기도 한다.In order to protect and maintain the tuyeres flue, it is preferable to continuously increase the injection rate of the powder, that is, the fine refractory material, as the refining proceeds, that is, as the molten metal temperature rises. However, the protective effect is maximized when the injection rate rises to 50 kg / cm 2 · min. Increasing the injection speed above the above value does not increase the protective effect anymore, but rather the excessively thickened protective layer prevents the smooth flow of molten metal around the tuyeres. In the worst case, a part of the deposited protective layer falls into the blower tube and the blower is blocked.

미립 내화물질의 주입속도는 내관과 외관 사이의 환상공간의 단면적 1㎠당 0.5-50kg/분의 범위가 바람직하며, 제8도에 도시된 예에서는 이중관 송풍구의 외관으로부터 산소와 함께 미립 내화물질이 주입된다. 이것은 제7도의 예보다 제8도의 예에서 미립 내화물질의 소비량이 적다는 것을 의미한다. 왜냐하면 내관과 외관 사이의 환상공간의 단면적이 이중관 송풍구의 내관개구의 단면적에 비해 일반적으로 작기 때문이다.The injection rate of the particulate refractories is preferably in the range of 0.5-50 kg / min per 1 cm2 of the cross-sectional area of the annular space between the inner tube and the outer shell. In the example shown in FIG. Is injected. This means that the consumption of particulate refractory material is less in the example of FIG. 8 than the example of FIG. This is because the cross-sectional area of the annular space between the inner tube and the outer tube is generally smaller than the cross-sectional area of the inner tube opening of the double tube tuyere.

따라서 송풍구 선단 주위에 응집하여 용착된 보호층은 송풍구 선단에 견고하게 소성되어 송풍구의 보호를 확실하게 하는 반면, 송풍구 선단에서 금속의 용착으로 인하여 종래 기술에서는 불가피했던 송풍구의 유효직경의 변화를 피할 수 있다.Therefore, the protective layer, which is aggregated and welded around the tip of the tuyere, is firmly fired at the tip of the tuyere to ensure the protection of the tuyere, while the change in the effective diameter of the tuyere, which was unavoidable in the prior art due to the welding of metal at the tuyere tip, is avoided. have.

용융금속의 금속성분과 산소와의 반응으로 형성된 산화물(SiO₂, MnO₂, FeO 등)에 용해되어 내화 조성물을 형성할 수 있는 미립의 내화물질로서는 여러가지 재료를 사용할 수 있다. 상기 물질에 대한 대표적인 것으로서, 생석회(CaO), 석회석(CaCO₃), 마그네시아(MgO), 마그네사이트(MgCO₃), 소성한 돌로마이트, 생(green) 돌로마이트, 그리고 Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, MgO-C 및 강슬래그(steel slag)를 함유한 내화분말과 상기 물질들의 혼합물 등이 있다.It is dissolved in the metal oxide component of the molten metal and formed by reaction with oxygen (SiO _2, MnO _2, FeO, etc) as the refractory material of the fine particle that can form a refractory composition may be used various materials. Representatives for the material include quicklime (CaO), limestone (CaCO ₃ ), magnesia (MgO), magnesite (MgCO ₃ ), calcined dolomite, green dolomite, and Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , ZrO ₂ And refractory powders containing MgO-C and steel slag and mixtures of the above materials.

보호층의 과도한 성장을 억제 및 조절하기 위해서 저융점 물질로서 CaF₂, B₂O₃등을 사용할 수 있다.In order to suppress and control excessive growth of the protective layer, CaF ₂ , B ₂ O ₃ , or the like may be used as the low melting point material.

우수한 안정성과 급속반응을 성취하기 위해서는 미립 내화물질의 입도가 1.0mm 이하인 것이 바람직하다.In order to achieve excellent stability and rapid reaction, the particle size of the particulate refractory material is preferably 1.0 mm or less.

본 실시태양에 따른 방법은 하부 취입 산소 정련의 송풍구, 산소를 주입하여 금속을 정련하기 위해 용융금속에 침입된 송풍구, 산소를 주입하여 탈가스 시키는 탈가스 용기에서 용융금속과 접촉하여 사용되는 송풍구 등의 여러가지 용도에서 효과적으로 송풍구의 용해를 방지할 수 있다.The method according to the present embodiment includes a blower for the lower blown oxygen refining, a blower penetrated into the molten metal to refine the metal by injecting oxygen, a blower that is used in contact with the molten metal in a degassing vessel for injecting oxygen and degassing. It can effectively prevent the melting of the tuyeres in various applications.

따라서 본 실시태양에 따르면 송풍구 선단에 확실하고 견고한 보호층을 형성시켜 송풍구를 보호할 수 있다.Therefore, according to this embodiment, it is possible to protect the tuyeres by forming a firm and robust protective layer at the tip of the tuyeres.

또한 송풍구의 빈번한 교환 및 수리로 인한 작업률의 저하를 방지하여 생산성향상에 크게 기여한다.In addition, it contributes to productivity improvement by preventing a decrease in the work rate due to frequent replacement and repair of the tuyere.

표 7과 표 8 및 표 9는 본 실시태양의 몇가지 실시예를 비교 실시예와 비교한 것이다. 상기 표에서 알 수 있듯이 실시예 전반에 걸쳐 산소가스와 함께 내화물질의 분말을 주입한 본 발명의 경우 평균 용해지수가 8 내지 15로서 45 내지 70인 비교 실시예의 경우보다 훨씬 작다. 이것은 본 실시태양의 방법이 송풍구의 용해를 방지하는데 있어서 얼마만큼 효과적인가를 말해주는 것이다.Tables 7, 8 and 9 compare several examples of this embodiment with comparative examples. As can be seen from the above table, the present invention in which the powder of the refractory material is injected with oxygen gas throughout the examples is much smaller than that of the comparative example having an average dissolution index of 8 to 15, which is 45 to 70. This indicates how effective the method of this embodiment is in preventing the melting of the tuyeres.

[표 7]TABLE 7

[실시예 1(이중관 송풍구)]Example 1 (Double Tube Blower)

[표 8]TABLE 8

[실시예 (단관 송풍구)]Example (Tunnel Blower)

[표 9]TABLE 9

[비교실시예]Comparative Example

주 1 : 하부취입정련과 피하정련에서는 4.5%C, 0.4%Si, 0.6%Mn, 나머지 Fe 및 불순물을 함유한 용융선철을 0.05-1.0%C 약 0.01%Si, 0.15-0.25%Mn, 나머지 Fe 및 불순물을 함유하는 강으로 정련하였다.Note 1: In the lower blowdown and subcutaneous refining, molten pig iron containing 4.5% C, 0.4% Si, 0.6% Mn and the remaining Fe and impurities is 0.05-1.0% C about 0.01% Si, 0.15-0.25% Mn, and the remaining Fe And steel containing impurities.

주 2 : 피하정련은 상부취입전로에서 상부로부터 용융선철에 잠긴 랜즈를 이용하였다.Note 2: Subcutaneous refining was performed by using a lens submerged in the molten pig iron from the top in the upper blown converter.

주 3 : 평균 용해지수는 내관으로부터 송풍되는 산소의 5-15%에 해당하는 속도의 아르곤 가스를 이중 송풍구의 외관을 통해 주입할 때 관측된 용해를 기준으로 한 용해정도를 표시한 것이다.Note 3: The average dissolution index indicates the degree of dissolution based on the observed dissolution when argon gas at a rate of 5-15% of the oxygen blown from the inner tube is injected through the appearance of a double tuyeres.

주 4 : 송풍구의 용해량은 제9도에 도시된 바와 같이 용해된 체적으로부터 계산된 것이다.Note 4: The amount of dissolution of the tuyeres is calculated from the dissolved volume as shown in FIG.

주 5 : 보호물질의 주입속도는 송풍구의 개구단면적의 단위면적(1㎠)당의 속도이다.Note 5: The injection speed of the protective material is the speed per unit area (1cm2) of the opening cross section of the tuyeres.

[실시예]EXAMPLE

본 실시예에서 송풍구 내관을 통해 순수한 산소가스를 송풍하는 동시에 내관과 외관 사이에 정의된 환상출구를 통해서는 두가지 다른 방법(A, B)으로써 미립 내화물질을 운반하는 산소가스를 금속욕에 송풍하였다.In this embodiment, the oxygen gas carrying the particulate refractories was blown into the metal bath by two different methods (A and B) through the annular outlet defined between the inner tube and the outer tube, while blowing pure oxygen gas through the tuyere inner tube. .

방법(A)에서는 미립물질이 일정속도로 연속 송풍되는 반면, 방법(B)에서는 미립물질이 연속적으로 송풍되기는 하지만 산소 정련의 초기에서 그 말기까지 주입속도를 상승시켰다.In the method (A), the fine particles were continuously blown at a constant speed, while in the method (B), the injection speed was increased from the beginning of the oxygen refining to the end, although the fine particles were continuously blown.

다음과 같이 시험정련을 실시하였다.Test refining was carried out as follows.

송풍구의 내관을 통하여 450Nm³/시간의 유속으로 순수한 산소를 주입하였고, 환상출구를 통해 주입되는 산소는 100Nm³/시간으로 유지시켰다.Pure oxygen was injected at the flow rate of 450Nm ³ / hour through the inner tube of the tuyeres, and oxygen injected through the annular outlet was maintained at 100Nm ³ / hour.

내화물질로서는 석회석(CaCO₃) 분말을 선정하였고, (A)의 경우 15kg/분의 일정속도로 석회석을 주입하였으나 (B)의 경우는 정련초기에 15kg/분의 속도에서 정련말기의 50kg/분까지 연속적으로 상승시켰다.Limestone (CaCO ₃ ) powder was selected as the refractory material, and in case of (A) limestone was injected at a constant speed of 15 kg / min, but in case of (B), 50 kg / min of the final refining at the speed of 15 kg / min at the beginning of refining It was raised continuously.

송풍구의 선단에서 내화벽돌의 온도는 표면에서부터 50mm 깊이, 그리고 노즐 파이프의 외면으로부터 50mm 떨어진 지점에서 벽돌에 매립된 열전대로써 측정하였다.The temperature of the refractory brick at the tip of the tuyere was measured with a thermocouple embedded in the brick at a depth of 50 mm from the surface and 50 mm from the outer surface of the nozzle pipe.

표 10에서 알 수있듯이 정련이 진행함에 따라 미립의 내화물질의 주입량을 연속적으로 증가시키는 것이 송풍구 선단의 온도 상승을 억제하는 데에 대단히 효과적이다.As can be seen from Table 10, it is very effective to suppress the temperature rise at the tip of the tuyeres as the refining progresses continuously increasing the amount of particulate refractory material injected.

[표 10]TABLE 10

실시태양 IV : 미립물질의 주입속도를 단계적으로 증가시켜 교반효과를 촉진 및 송풍구를 보호하는 방법Embodiment IV: Method of Promoting Stirring Effect and Protecting Vents by Increasing the Injection Rate of Particulates Step by Step

본 실시태양은 교반효과를 증진시키기 위해 용융금속에 가스 또는 가스들을 송풍하는 제강공정에서 탈탄정련이 진행됨에 따라 탄소 함량이 감소함으로 인해서 그 교반효과가 약화되는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.The present embodiment is to solve the problem that the agitation effect is weakened due to the carbon content decreases as decarburization is performed in the steelmaking process of blowing gas or gases to the molten metal to enhance the agitation effect.

이러한 목적으로 본 실시태양에서는 용융금속의 온도에서 쉽게 분해되어 가스를 발생시키는 고형물질을 송풍가스에 수반시킨다. 용융금속의 C함량이 감소함에 따라 고형물질의 분해에 의해 발생되는 가스와 송풍가스의 함량이 적절히 조절될 수 있도록 50% 정련 이후에 고형물질의 공급속도를 단계적으로 증가시키고 가스의 송풍속도는 일정하게 함으로써 충분한 교반력이 유지되도록 하여 송풍구를 보호한다.For this purpose, in this embodiment, the blowing gas is accompanied by a solid material which is easily decomposed at the temperature of the molten metal to generate gas. As the C content of the molten metal decreases, the feed rate of the solid material is gradually increased and the blowing rate of the gas is constant after 50% refining so that the contents of the gas and the blowing gas generated by the decomposition of the solid material can be properly controlled. Ensure sufficient agitation is maintained to protect the tuyeres.

본 실시태양에 따른 교반효과의 촉진과 송풍구 선단의 보호방법을 기술하면 다음과 같다.The promotion of the stirring effect and the protection method of the tip of the tuyeres according to the present embodiment will be described as follows.

전술한 바대로 정련의 초기와 중기에는 CO가스 발생이 활발하여 그다지 큰 교반력이 요구되지 않는다. 그러나, 정련 후반에는 CO가스 발생이 크게 활발하지 못함으로 교반력을 증진시켜 줄 필요가 있다. 이러한 요구조건을 충족시키기 위해서, 종래 기술에서는 제10도에 도시된 바와 같이 가스주입속도를 상승시킴으로써 교반력을 증가시켰다.As described above, in the early and middle stages of refining, the generation of CO gas is active, and a great stirring force is not required. However, in the latter stage of refining, the generation of CO gas is not very active, so it is necessary to enhance the stirring power. To meet this requirement, the prior art increased agitation force by increasing the gas injection rate as shown in FIG.

상기와는 반대로 본 발명에서는 고형물질을 송풍가스에 실어서 주입하고, 정련의 후반에는 단지 고형물질의 주입속도만을 상승시키는 동시에 가스의 공급속도는 일정하게 유지함으로써 교반력을 효과적으로 조절한다. 본 발명자들은 최적 교반효과를 성취하는데 필요한 가스 및 고형물질의 주입조건을 찾기 위해 여러가지 연구를 수행한 결과, 50% 정련 후반에 고형물질의 분해에 의한 가스와 초기 송풍가스의 합이 50% 정련 전반부에 비해 1.5배 이상이 되도록 고형물질의 주입속도를 조절하는 것이 바람직한 것으로 나타났다(제11도 참조).Contrary to the above, in the present invention, the solid material is loaded into the blowing gas and injected, and in the second stage of refining, the stirring speed is effectively controlled by increasing only the injection speed of the solid material and maintaining a constant gas supply speed. The present inventors conducted various studies to find the injection conditions of the gas and solid materials required to achieve the optimum stirring effect, the result of the 50% refining in the latter half of the 50% of the total gas and the initial blowing gas compared to the first half It has been shown that it is desirable to control the injection rate of solid material to be 1.5 times or more (see FIG. 11).

예를들면, 고형물질로서 석회석(CaCO₃)을 사용한다면, 이러한 물질의 분해로 발생되는 가스량은 다음 식에 화학량론적으로 제시된 바와 같이 1kg당 약 0.22Nm³이다.For example, if limestone (CaCO ₃ ) is used as the solid material, the amount of gas generated from the decomposition of this material is about 0.22 Nm ³ per kg, as shown stoichiometrically in the following equation.

석회석 1kg으로부터 발생되는

From 1 kg of limestone

따라서 정련의 50% 이전에 송풍가스 1Nm³당 1kg 이하의 속도로 석회석을 주입하고, 송풍가스량은 일정하게 유지하는 동시에 송풍가스 1Nm³당 5kg 이상의 속도로 석회석(CaCO₃)을 주입함으로써 희망하는 교반력을 얻을 수 있다.Therefore, limestone is injected at a rate of 1 kg or less per blown gas 1Nm ³ before 50% of refining, and the amount of blowing gas is kept constant, while limestone (CaCO ₃ ) is injected at a rate of 5 kg or more per blown gas 1Nm ³ . Reaction can be obtained.

노즐의 폐색과 같은 여러가지 문제점을 해결하고 원활한 송풍을 위해서는 정련의 전체 기간에 걸쳐 고형물질의 주입이 이루어지는 것이 바람직하다. 또한 분해반응을 원활하게 하기 위해서 미립고형물질의 입도가 1mm 이하인 것이 바람직하다.In order to solve various problems such as clogging of the nozzle and to smoothly blow, it is preferable to inject the solid material over the entire period of refining. In addition, in order to facilitate the decomposition reaction, the particle size of the particulate solid material is preferably 1 mm or less.

본 발명의 상기 실시태양 IV의 방법에서는, 용융금속 저면으로부터의 송풍가스는 예를들어 순수한 산소, N₂, Ar, CO₂또는 그 혼합물이다.In the method of embodiment IV of the present invention, the blowing gas from the bottom of the molten metal is, for example, pure oxygen, N ₂ , Ar, CO ₂ or mixtures thereof.

또한 석회석(CaCO₃), 마그네사이트(MgCO₃), 생(green) 돌로마이트(CaCO₃-MgCO₃) 등을 고형물질로 사용할 수 있다.In addition, limestone (CaCO ₃ ), magnesite (MgCO ₃ ), green dolomite (CaCO ₃ -MgCO ₃ ) and the like can be used as a solid material.

이러한 물질은 다음 분해식에 따라 쉽게 분해되어 CO₂가스를 발생함으로써 용융금속의 교반에 기여하게 된다.These materials are easily decomposed according to the following decomposition equations to generate CO ₂ gas, which contributes to the stirring of the molten metal.

CaCO₃→ CaO + CO₂ CaCO ₃ → CaO + CO ₂

MgCO₃→ MgO + CO₂ MgCO ₃ → MgO + CO ₂

상기 고형물질에 탄소 분말을 첨가하여 다음식에 따라 가스체적을 증가시키는 것이 상당히 효과적이다.It is quite effective to add carbon powder to the solid material to increase the gas volume according to the following equation.

CO₂+C=2COCO ₂ + C = 2CO

본 실시태양에 따른 실시예를 기술하면 다음과 같다.The embodiment according to this embodiment is described as follows.

바닥에 4개의 송풍구가 배치되어 있는 용량 160톤의 상부 취입산소 전로를 사용하여, 바닥의 송풍구를 통해 산소가스와 함께 미립 석회석(CaCO₃), 마그네사이트(MgCO₃) 및 생(green) 돌로마이트를 주입함으로써 상부 및 하부 취입의 조합산소 정련을 수행하였다. 정련의 결과를 기록 및 분석하였다.Using a 160-ton top blown oxygen converter with four tuyeres at the bottom, the bottom tuyeres inject particulate limestone (CaCO ₃ ), magnesite (MgCO ₃ ) and green dolomite with oxygen gas. The combined oxygen refining of the upper and lower blow was thereby performed. The results of refining were recorded and analyzed.

정련에 사용된 주원료는 130톤의 용융선철과 40톤의 철스크랩이었다. 용융선철은 4.2%C, 0.35%Si, 0.55%Mn, 0.100%P, 0.015%S 및 0.0040%N를 함유하고 있으며, 용융선철의 온도는 1350℃이었다.The main raw materials used for refining were 130 tons of molten pig iron and 40 tons of iron scrap. The molten pig iron contained 4.2% C, 0.35% Si, 0.55% Mn, 0.100% P, 0.015% S and 0.0040% N, and the molten pig iron had a temperature of 1350 ° C.

상부 랜스로부터 순수한 산소가스의 공급속도는 30000Nm³/시간으로서 일정하게 유지시켰다.The feed rate of pure oxygen gas from the upper lance was kept constant as 30000 Nm ³ / hour.

바닥 송풍구로부터 산소와 고형물질의 주입패턴은 모든 열행정(heat cycle)에서 고형물질의 분해에 의한 가스량과 송풍된 순수 산소가스량의 합이 동일하도록 하였다. 각각의 열행정에 대한 정련시간은 약 18분이었다.The injection pattern of oxygen and solids from the bottom tuyeres was such that the sum of the amount of gas and the amount of pure oxygen gas blown by the decomposition of solids was the same in all the heat cycles. The refining time for each thermal stroke was about 18 minutes.

주입 패턴에 대한 몇가지 실시예를 기술하면 다음과 같다.Some embodiments of the injection pattern are described as follows.

[실시예 1]Example 1

바닥 송풍구로부터 750Nm³/시간의 일정속도로 순수한 산소가스를 송풍하였고, 석회석(CaCO₃) 분말의 주입속도는 정련 초기에서 50% 정련까지 500kg/시간, 그리고 50% 정련에서 85% 정련까지 2500kg/시간 마지막으로 85% 정련에서 100% 정련(정련 종료)까지 7500kg/시간이었다. 이 경우에 강 1톤당 송풍된 순수 산소는 1.4Nm³인 반면에 CaCo₃로부터 발생된 CO₂가스량은 0.9Nm³이었다. 또한 50%정련에서 85% 정련까지 가스의 공급속도는 정련 초기에서 50%정련까지의 1.5배임을 알 수 있다. 그리고 85%정련에서 100%정련까지의 가스공급속도는 정련 전반부(0-50% 정련)의 약 3배이다.Pure oxygen gas was blown at a constant rate of 750 Nm ³ / hour from the bottom tuyeres, and the injection rate of limestone (CaCO ₃ ) powder was 500 kg / hour from the initial refining to 50% refining, and 2500 kg / The last time was 7500 kg / hour from 85% refinement to 100% refinement (finish refining). Of pure oxygen per ton of steel in this case, the air blowing CO ₂ gas generated from the CaCo ₃ whereas 1.4Nm ³ was 0.9Nm ^3. In addition, it can be seen that the gas supply rate from 50% refining to 85% refining is 1.5 times from the initial refining to 50% refining. And the gas supply speed from 85% refining to 100% refining is about three times the first half of refining (0-50% refining).

[실시예 2]Example 2

바닥 송풍구를 통해 750Nm³/시간의 일정속도의 CO₂가스를 여러가지 공급속도의 마그네사이트(MgCO₃)분말과 함께 송풍하였다. 마그네사이트의 주입속도는 정련 초기에서 50%정련까지 400kg/시간, 50%정련에서 정련 종료시까지 3400kg/시간이었다. 이 경우에 강 1톤당 송풍된 CO₂가스의 양은 1.4Nm³이었고, 마그네사이트로부터 발생된 CO₂가스량은 0.9Nm³이었다. 따라서 강 1톤당 공급된 가스량은 2.3Nm³이었다. 50%정련에서 정련 종료시까지 가스의 공급속도는 정련초기에서 정련 종료시까지의 약 2배임을 알 수 있다.The bottom tuyeres were blown with a constant rate of CO ₂ gas at 750 Nm ³ / hour along with MgCO ₃ powder at various feed rates. The injection rate of magnesite was 400 kg / hour from the beginning of scouring to 50% scouring and 3400 kg / hour from the 50% scouring to the end of scouring. In this case, the amount of CO ₂ gas blown per ton of steel was 1.4 Nm ^3, and the amount of CO ₂ gas generated from magnesite was 0.9 Nm ³ . Therefore, the amount of gas supplied per ton of steel was 2.3 Nm ³ . It can be seen that the gas supply rate from 50% refining to the end of refining is about twice that of the refining from the beginning of refining.

비교를 위해 상부 취입과 같은 조건, 그리고 상기 실시예 1과 2에 사용된 선철과 보조원료로서 다음 패턴에 따라 비교 시험정련을 수행하였다.For comparison, comparative test refining was carried out according to the same conditions as the upper blowing, and the pig iron and auxiliary raw materials used in Examples 1 and 2 above according to the following pattern.

[비교실시예 1]Comparative Example 1

바닥 송풍구를 통해 정련 초기에서 50%정련까지는 1000Nm³/시간, 50%정련에서 85%정련까지는 1500Nm³/시간, 그리고 85%정련에서 정련 종료시까지는 2200Nm³/시간의 N₂가스를 송풍하였다. 강 1톤당 송풍된 N₂가스량은 2.3Nm³이었다.The bottom tuyeres were ventilated with N ₂ gas at 1000 Nm ³ / hour from the beginning of refining to 50% refining, 1500 Nm ³ / hour from the 50% refining to 85% refining, and 2200 Nm ³ / hour from the refining to 85% refining. The amount of N ₂ gas blown per ton of steel was 2.3 Nm ³ .

[비교실시예 2]Comparative Example 2

바닥 송풍구를 통해 각각 750Nm³/시간 및 2250kg/시간의 일정속도로 순수 산소와 석회석 분말을 주입하였다. 강 1톤당 공급된 산소량은 1.4Nm³, 강 1톤당 석회석 분해에 의한 가스량은 0.9Nm³이었다. 따라서 가스의 총량은 2.3Nm³이었다.Pure oxygen and limestone powder were injected through the bottom tuyeres at a constant rate of 750 Nm ³ / hour and 2250 kg / hour, respectively. The amount of oxygen supplied per ton of steel was 1.4 Nm ³ and the amount of gas by limestone decomposition per ton of steel was 0.9 Nm ³ . Therefore, the total amount of gas was 2.3 Nm ³ .

용융금속의 교반효과를 조사하기 위해 상기 주입패턴에 따른 정련결과를 표 10에 제시하였다.In order to investigate the stirring effect of the molten metal, the refinement results according to the injection pattern are shown in Table 10.

[표 10]TABLE 10

본 실시태양에 따른 주입 패턴에서는 50%정련 이후에 고형물질의 공급속도를 상승하여 고형물질로부터의 가스발생속도를 조절하고, 동시에 가스 송풍속도는 거의 일정하게 유지시킴으로써 50%정련 이후에 얻어진 교반가스의 양이 50%정련 이전에 얻어진 것의 1.5배 이상이다. 표 10으로부터 본 발명의 방법이 금속과 슬래그의 보다 강력한 교반효과를 부여하는 동시에 보다 우수한 탈인효과가 성취됨을 알 수 있다.In the injection pattern according to the present embodiment, the supply rate of the solid material is increased after 50% refining to adjust the gas generation rate from the solid material, and at the same time, the gas blowing rate is maintained to be substantially constant, The amount is at least 1.5 times that obtained before 50% refining. It can be seen from Table 10 that the method of the present invention gives a stronger stirring effect of the metal and slag while at the same time a better dephosphorization effect is achieved.

본 실시태양의 방법에 사용되는 고형물질은 가스발생을 통한 교반효과는 물론, 분해의 결과 생성된 CaO 또는 MgO가 정련 공정에서 효과적인 슬래그 형성제로 작용하여 탈인, 탈황 및 내화벽돌의 보호용으로서 보통 주입되는 CaO 및/또는 MgO의 총량을 줄일 수 있다. 발생된 CO₂가스는 회수하여 다음 반응식으로 표현되는 바와 같이 강증의 탄소와 반응을 통해 더 사용할 수 있다.The solid material used in the method of the present embodiment is commonly injected for the protection of dephosphorization, desulfurization, and refractory bricks by the CaO or MgO produced as a result of decomposition as well as the effect of stirring through gas generation as an effective slag forming agent in the refining process. The total amount of CaO and / or MgO can be reduced. The generated CO ₂ gas can be recovered and further used through reaction with strongly carbon, as represented by the following scheme.

CO₂+C → 2COCO ₂ + C → 2CO

따라서 본 발명에 따른 본 실시태양은 에너지절감, 정련작업의 촉진 등 여러가지 장점을 갖는다.Therefore, the present embodiment according to the present invention has various advantages such as energy saving and promotion of refining work.

또한 본 실시태양의 방법에서 교반 가스원으로 사용된 고형물질이 정련의 용제로서도 작용하여 생석회, 돌로마이트 등의 소비량을 감소시켜 준다. 그리고 발생된 가스를 회수하여 고칼로리의 연료가스로 재사용할 수 있기 때문에 경제적인 관점에서도 본 실시태양의 방법이 유익하다.In addition, the solid material used as a stirring gas source in the method of this embodiment also serves as a refining solvent to reduce the consumption of quicklime, dolomite and the like. And since the generated gas can be recovered and reused as a high calorie fuel gas, the method of this embodiment is advantageous from an economic point of view.

본 실시태양의 방법은 상기한 하부 취입 전로 제강공정은 물론 가스주입 노즐을 갖춘 랜스를 이용하는 정련공정에서도 적용시킬 수 있다.The method of the present embodiment can be applied not only to the above-mentioned lower blowing converter steelmaking process but also to a refining process using a lance equipped with a gas injection nozzle.

Claims (35)

제강공정에서 탈탄정련로의 송풍구를 보호하기 위한 것으로서, 용융금속을 교반시키기에 충분한 양의 가스를 발생하는 미립의 가스 발생물질과 산소가 아닌 운반가스로 구성된 가스-분말 혼합물을 형성한 다음, 송풍구를 통해 상기 가스-분말 혼합물을 용융금속욕에 송풍하여 상기 송풍구 노즐 바로 위의 내측 원주둘레에 운동량이 높은 가스-분말 혼합물층을 형성시킴으로써 상기 미립 가스발생물질의 흡열 분해 반응에 따른 열흡수에 의해 송풍구 선단 주위의 용융금속이 냉각되는 동시에, 상기 운반가스 제트와 상기 분해반응에 의해 발생된 가스 및 분해되지 않은 나머지 미립 가스발생물질의 조합효과에 의해 용융금속욕이 교반됨으로써 높은 운동량과 냉각 및 교반의 상승효과에 의해 송풍구 선단에 용융금속의 개입이 억제되어 송풍구 선단의 차단, 폐색 및/또는 그 마모가 방지되는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련료의 송풍구 손상 방지법.In order to protect the tuyeres of the decarburization furnace in the steelmaking process, the tuyeres are formed by forming a gas-powder mixture composed of a particulate gas generating substance that generates a sufficient amount of gas to stir the molten metal and a carrier gas other than oxygen. Blowing the gas-powder mixture through a molten metal bath to form a high-momentum gas-powder mixture layer around the inner circumference immediately above the tuyeres nozzle, thereby absorbing heat by the endothermic decomposition of the particulate gas generating material. As the molten metal is cooled around the tip of the tuyer, the molten metal bath is agitated by the combined effect of the carrier gas jet, the gas generated by the decomposition reaction, and the remaining undecomposed particulate gas generating material, thereby providing high momentum, cooling and stirring. Influence of molten metal on the tip of the tuyeres is suppressed by the synergistic effect of However, occlusion and / or tuyere damage Clean Air Act of decarburization refining charges, characterized in that the wear is being prevented. 제1항에 있어서, 상기 미립의 가스발생물질을 석회석 분말(CaCO₃), 마그네사이트 분말(MgCO₃), 돌로마이트 분말 및 그 혼합물 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1, wherein the particulate gas generating material is selected from limestone powder (CaCO ₃ ), magnesite powder (MgCO ₃ ), dolomite powder, and mixtures thereof. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 미립 가스발생 물질에 탄소분말이 첨가된 혼합물을 운반가스에 혼입하여 송풍하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1 or 2, wherein the mixture containing carbon powder added to the particulate gas-generating material is blown into a carrier gas and blown. 제1항에 있어서, 상기 운반가스를 N₂, Ar, CO₂또는 그 혼합가스 중에서 적어도 하나 선택하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1, wherein the carrier gas is selected from at least one of N ₂ , Ar, CO _2, or a mixture thereof. 제1항에 있어서, 상기 운반가스를 N₂, Ar, CO₂, LDG, BFG, 폐기가스(연소 배기가스) 또는 그 혼합가스 중에서 적어도 하나 선택하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1, wherein the carrier gas is selected from at least one of N ₂ , Ar, CO ₂ , LDG, BFG, waste gas (combustion exhaust gas), or a mixture thereof. 제1항에 있어서, 상기 운반가스에 20% 이하의 산소가스가 첨가된 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1, wherein up to 20% oxygen gas is added to the carrier gas. 제1항에 있어서, 상기 미립의 가스발생물질을 가스-분말 혼합물로서 송풍구의 원주 길이 1cm당 0.2 내지 20kg/분의 거의 일정속도로 전체 정련기간동안 송풍하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The blower damage of the decarburization refinery according to claim 1, wherein the particulate gas-generating material is blown as a gas-powder mixture during the entire refining period at a substantially constant speed of 0.2 to 20 kg / min per 1 cm of the circumference of the tuyeres. Prevention Act. 제1항에 있어서, 송풍구가 협착 또는 폐색되는 경향이 관찰될 경우, 운반가스를 대신하여 또는 운반가스에 부가하여 산소가스를 단속적으로 주입함으로써 송풍구 선단에 형성된 과잉의 용착금속을 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.2. The method according to claim 1, wherein when the tendency of the tuyeres to be narrowed or occluded is observed, dissolving and removing excess deposited metal formed at the tip of the tuyeres by intermittently injecting oxygen gas instead of or in addition to the carrier gas. Ventilation damage prevention method of the decarburization refinery characterized by the above-mentioned. 제1항 또는 제7항에 있어서, 탈탄 정련이 진행되어 용융금속의 탄소함량이 감소함에 따라 상기 미립가스발생물질의 주입 속도로 선형적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1, wherein the decarburization refining process is performed to linearly increase the injection rate of the particulate gas generating material as the carbon content of the molten metal decreases. 제1항 또는 제7항에 있어서, 탈탄정련이 진행되어 용융금속의 탄소함량이 감소함에 따라 상기 미립 가스발생물질의 주입속도를 단계적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상방지법.The method of claim 1 or 7, wherein the decarburization refining is performed to increase the injection rate of the particulate gas generating material stepwise as the carbon content of the molten metal decreases. 제1항에 있어서, 상기 가스-분말 혼합물이 단관 송풍구를 통해 주입되는 것을 특징으로 하는 탈탄정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1, wherein the gas-powder mixture is injected through a single tube tuyere. 제1항에 있어서, 상기 가스-분말 혼합물이 이중관 송풍구의 환상출구를 통해 주입되는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 1, wherein the gas-powder mixture is injected through the annular outlet of the double pipe tuyeres. 제강공정에 사용되는 탈탄 정련로의 송풍구를 보호하기 위한 것으로서, 이중관 송풍구의 내관을 통해 순수한 산소 가스를 공급하며, 상기 이중관 송풍구의 내관과 외관 사이의 환상 출구를 통해서는 산소가 아닌 자켓 가스와 용융금속욕으로 유동할 수 있는 미립물질로 구성된 가스-분말 혼합물을 전체 정련 기간에 걸쳐 주입함으로써 송풍구 노즐 바로 위의 내측 원주상에 가스-분말 혼합물층이 형성되어 송풍구 근방의 제트기류의 운동량을 증가시키고, 복사열로부터 송풍구를 차폐시키는 효과가 상승되는 동시에 가스-분말 혼합물에 의해 송풍구 선단과 그 주위의 용융금속이 냉각되며, 또한 순수한 산소와 가스-분말 혼합물에 의해 용융금속이 교반됨으로써 송풍구 선단으로의 용융금속 개입이 억제되어 송풍구 선단의 막힘, 폐색, 마모 및 파손이 방지되는 것을 특징으로 하는 탈탄정련로의 송풍구 손상 방지법.It is to protect the tuyeres of the decarburization refining furnace used in the steelmaking process, and supplies pure oxygen gas through the inner tube of the double tube tuyeres, and melts the jacket gas and non-oxygen through the annular outlet between the inner tube and the exterior of the double tube tuyeres. By injecting a gas-powder mixture composed of particulates that can flow into the metal bath over the entire refining period, a layer of gas-powder mixture is formed on the inner circumference directly above the tuyeres nozzle to increase the momentum of the jet stream near the tuyeres. In addition, the effect of shielding the tuyeres from radiant heat is increased and the molten metal around the tuyeres is cooled by the gas-powder mixture, and the molten metal is agitated by the pure oxygen and gas-powder mixtures to melt them to the tuyeres. Metal interventions are suppressed, preventing blockages, blockages, Tuyere damage Clean Air Act in the decarburization refining, characterized in that the support. 제13항에 있어서, 상기 미립물질의 주입 속도가 상기 환상출구의 단면적 1㎠당 0.5 내지 50kg/분의 범위인 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 13, wherein the injection speed of the particulate matter is in the range of 0.5 to 50 kg / min per 1 cm 2 of the annular outlet. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 가스-분말 혼합물의 주입속도를 정련 초기부터 정련 종료시까지 선형적으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.15. The method of claim 13 or 14, wherein the injection speed of the gas-powder mixture is linearly increased from the beginning of the refining to the end of the refining. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 가스-분말 혼합물의 주입속도를 정련 초기부터 정련 종료시까지 단계적으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.15. The method of claim 13 or 14, wherein the injection speed of the gas-powder mixture is increased in stages from the beginning of the refining to the end of the refining. 제13항에 있어서, 상기 미립 물질이 생석회, 석회석, 마그네시아, 마그네사이트, 돌로마이트, 상기 물질을 함유하는 내화물질, Al₂O, MgO-C, ZrO₂, 또는 상기 물질의 혼합물, 그리고 상기 물질 또는 그 혼합물에 탄소 분말이 첨가된 조성물 중의 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 13 wherein the particulate material is quicklime, limestone, magnesia, magnesite, dolomite, refractory material containing the material, Al ₂ O, MgO-C, ZrO ₂ , or a mixture of the materials, and the material or its It is at least one of the compositions in which carbon powder was added to the mixture. (삭제)(delete) 제13항에 있어서, 정련중 송풍구의 협착 또는 폐색 경향이 관찰될 경우, 상기 자켓가스 대신에 또는 자켓가스에 대하여 단속적으로 산소가스를 송풍함으로써 송풍구 선단에 과도하게 형성된 보호성 용착층을 용해시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.15. The method according to claim 13, wherein when a tendency of narrowing or occlusion of the tuyeres is observed during refining, the protective welding layer excessively formed at the tip of the tuyeres is dissolved by removing oxygen gas instead of the jacket gas or intermittently with respect to the jacket gas. Blowing port damage prevention method of the decarburization refining furnace characterized in that. 제13항에 있어서, 상기 자켓가스가 Ar, CO₂, N₂, LDG, BFG, 폐기가스(연소 배기가스) 및 그 혼합물중의 하나인 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 13, wherein the jacket gas is one of Ar, CO ₂ , N ₂ , LDG, BFG, waste gas (burning exhaust gas), and a mixture thereof. 제강공정에 사용되는 탈탄 정련로의 송풍구를 보호하기 위한 것으로서, 송풍구를 통해 순수한 정련산소를 송풍하며, 또한 미립 내화물질과 미립 내화물질을 송풍하기 위한 운반가스로서 작용하는 상기 순수한 정련산소로 구성되는 산소-분말 혼합물을 거의 전체 정련기간에 걸쳐 송풍함으로써 용융 금속욕에 형성된 산화물에 상기 미립 내화물질이 용해하여 생성된 복합 내화물이 송풍구 선단에 응고 및 피복되어 보호성 내화물 용착층을 형성함으로써 송풍구 선단이 용융 금속과 직접 접촉하는 것을 방지하여 송풍구 선단의 용해를 방지하는 동시에 용융금속에 충분한 교반효과가 유지되는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.In order to protect the tuyere of the decarburization refining furnace used in the steelmaking process, the pure refining oxygen is blown through the tuyere, and the pure refining oxygen, which acts as a carrier gas for blowing the particulate refractory material and the particulate refractory material, By blowing the oxygen-powder mixture over the entire refining period, the composite refractory formed by dissolving the particulate refractory material in the oxide formed in the molten metal bath is solidified and coated at the tip of the tuyeres to form a protective refractory deposit layer. A method for preventing the damage to the tuyeres of a decarburization refining furnace, characterized by preventing direct contact with the molten metal to prevent dissolution of the tip of the tuyeres. 제21항에 있어서, 상기 미립 내화물질이 생석회, 석회석, 마그네시아, 마그네사이트, 소성한 돌로마이트, 생(green) 돌로마이트, Al₂O₃와 ZrO₂와 MgO-C 및 강 슬래그를 함유하는 내화 벽돌의 분말, 또는 그 혼합물 중의 하나인 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The powder of the refractory brick according to claim 21, wherein the particulate refractory material is quicklime, limestone, magnesia, magnesite, calcined dolomite, green dolomite, Al ₂ O ₃ and ZrO ₂ and MgO-C and steel slag. Or or a mixture thereof. A method for preventing damage to the tuyeres of a decarburization refining furnace. (삭제)(delete) 제21항에 있어서, 상기 미립 내화물질을 송풍구의 개구 단면적 1㎠당 0.5 내지 50kg/분의 속도로 주입하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.22. The method of claim 21, wherein the particulate refractory material is injected at a rate of 0.5 to 50 kg / min per 1 cm 2 of the opening cross section of the tuyere. 제21항 또는 제24항에 있어서, 거의 전체 정련기간에 걸쳐 상기 미립 내화물질의 주입속도를 연속적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.25. The method of claim 21 or 24, wherein the rate of injection of the particulate refractory material is continuously increased over almost the entire refining period. 제25항에 있어서, 미립 내화물질의 주입속도를 정련 초기부터 정련 종료시까지 선형적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.27. The method of claim 25, wherein the injection speed of the fine refractory material is linearly increased from the beginning of the refining to the end of the refining. 제25항에 있어서, 미립 내화물질의 주입속도를 정련 초기부터 정련 종료시까지 단계적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.The method of claim 25, wherein the injection speed of the fine refractory material is increased in stages from the initial stage of refining to the end of the refining. 제21항에 있어서, 단관 송풍구를 사용하며, 상기 순수한 정련 산소가 미립 내화물질을 주입하기 위한 운반가스로서도 송풍되는 것을 특징으로 하는 징탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.22. The method of claim 21, wherein a single-pipe tuyere is used, and the pure refining oxygen is blown as a carrier gas for injecting particulate refractories. 제21항에 있어서, 이중관 송풍구를 사용하여 내관으로는 순수한 산소만을 공급하는 동시에 상기 이중관 송풍구의 내관과 외관 사이의 환상 출구로는 운반가스인 순수한 산소와 미립 내화물질의 혼합물이 주입되는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.22. The method of claim 21, wherein the double tube blower is used to supply only pure oxygen to the inner tube, and at the same time, a mixture of pure oxygen and fine refractory material, which is a carrier gas, is injected into the annular outlet between the inner tube and the outer tube of the double tube blower. Prevention of damage to the tuyere of the decarburization furnace. 제21항에 있어서, CaF₂, B₂O₃등과 같은 저융점 물질의 분말을 첨가함으로써 보호성 용착층이 과도하게 형성되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 송풍구 손상 방지법.22. The method of claim 21, wherein the protective welding layer is prevented from being excessively formed by adding powder of a low melting point material such as CaF ₂ , B ₂ O _3, or the like. 제강공정에 사용되는 탈탄 정련로의 송풍구를 보호하고 용융금속의 교반력 저하를 방지하기 위한 것으로서, 송풍구를 통해 전체 정련 기간에 걸쳐 송풍가스를 주입하며, 동시에 운반가스로서 상기 송풍가스를 이용하여 용융금속의 온도에서 분해되어 가스를 발생시킬 수 있는 미립의 고형물질을 정련 초기부터 정련 말기까지 증가하는 속도로 주입하고, 50%정련 후반에 미립 고형물질의 분해에 의해 단위 시간당 발생하는 가스와 상기 송풍가스의 총량이 50%정련 전반에 비해 1.5배 이상이 되도록 미립 고형물질의 주입속도를 조절함으로써 용융금속의 탄소함량이 감소됨으로 인한 교반력의 저하를 상기 가스 총량의 증가로써 보상하는 동시에 송풍구 선단의 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 용융금속의 교반력 저하방지 및 송풍구의 손상 방지법.In order to protect the tuyeres of the decarburization refining furnace used in the steelmaking process and to prevent the agitation of the molten metal from falling, the tufts are injected through the tuyeres for the entire refining period, and at the same time, the tufts are melted using the tuyeres as a carrier gas. The fine solid material which can decompose at the temperature of metal to generate gas is injected at an increasing rate from the beginning of refining to the end of refining, and the gas generated per unit time by decomposition of the particulate solid material at the end of 50% refining and the blowing gas By adjusting the injection rate of particulate solids so that the total amount of is at least 1.5 times that of the 50% refining process, the decrease in agitation force due to the reduction of the carbon content of the molten metal is compensated by the increase in the total gas amount, and the damage to the tip of the tuyeres is prevented. Prevention of deterioration of stirring power of molten metal in the decarburization and refining furnace, and The Clean Air Act. 제31항에 있어서, 상기 미립 고형물질이 석회석(CaCO₃), 마그네사이트(MgCO₃), 생(green) 돌로마이트(CaCO₃, MgCO₃) 또는 그 혼합물 중의 하나인 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 용융금속의 교반력 저하방지 및 송풍구의 손상 방지법.32. The melting of a decarburization refinery according to claim 31, wherein the particulate solid is one of limestone (CaCO ₃ ), magnesite (MgCO ₃ ), green dolomite (CaCO ₃ , MgCO ₃ ) or a mixture thereof. How to prevent the decrease of stirring power of metal and damage of blower. 제31항에 있어서, 상기 송풍가스가 순수한 산소, N₂, Ar, CO₂또는 그 혼합물 중의 하나인 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 용융금속의 교반력 저하방지 및 송풍구의 손상 방지법.32. The method of claim 31, wherein the blowing gas is one of pure oxygen, N ₂ , Ar, CO _2, or a mixture thereof. 제31항에 있어서, 상기 송풍가스가 순수한 산소, N₂, Ar, CO₂, LDG, BFG, 폐기가스(연소 배기가스) 및 그 혼합물 중의 하나인 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 용융금속의 교반력 저하방지 및 송풍구의 손상 방지법.32. The method of claim 31, wherein the blowing gas is one of pure oxygen, N ₂ , Ar, CO ₂ , LDG, BFG, waste gas (burning exhaust gas), and mixtures thereof. Prevention of fall of reaction force and damage of blower. 제31항에 있어서, 상기 운반가스로서 N₂, Ar, CO₂또는 그 혼합물 중의 적어도 하나를 사용하며, 석회석(CaCO₃), 마그네사이트(MgCO₃), 생 돌로마이트 또는 그 혼합물 중의 적어도 하나에 탄소분말이 첨가된 것을 상기 미립 고형물질로 이용하는 것을 특징으로 하는 탈탄 정련로의 용융금속의 교반력 저하방지 및 송풍구의 손상 방지법.32. The carbon powder according to claim 31, wherein at least one of N ₂ , Ar, CO _2, or a mixture thereof is used as the carrier gas, and at least one of limestone (CaCO ₃ ), magnesite (MgCO ₃ ), raw dolomite, or a mixture thereof. A method for preventing the reduction of agitation power of the molten metal and the damage to the tuyeres, in which the added solid is used as the fine solid material.

Images