기본 산소로(Basic Oxygen Furnace): 현대 제철의 핵심 설비

기본 산소로(BOF)는 산소 주입을 통해 선철의 불순물을 슬래그로 산화시키고 나머지를 용강으로 전환하여 선철을 정제하는 기계입니다. 이는 전 세계 철강 생산의 주요 방법입니다. 생산된 강철은 화학적으로 테스트되며 합금 첨가로 추가 수정될 수 있습니다. 이 공정은 내화물의 알칼리성과 생산 중 알칼리성 물질 첨가로 인해 기본 산소로라고 불립니다.

공정 개요

한 번의 히트(heat, 배치)는 로 구조 자체, 즉 길쭉한 용기로 시작됩니다. 용기는 마그네사이트와 소석회 같은 알칼리성 내화물로 라이닝됩니다. 기본 산소로에서 발생하는 극한의 온도와 높은 산화 수준을 견디기 위해 내화물이 필요합니다.

로는 기울어진 각도로 약 1/3 강철 스크랩과 2/3 용융 선철(고로에서 액화된)로 충전됩니다. 석회 또는 돌로마이트 플럭스가 추가됩니다. 컴퓨터 프로그램은 선철의 화학 분석을 사용하여 철, 강철 스크랩, 플럭스의 최적 비율과 산소 분사 시간을 결정하고 프로그래밍합니다.

혼합물은 약 20분 동안 수냉식 튜브를 통해 불어넣는 순수 산소 흐름에 노출됩니다. 용기 내 산소 흐름 끝단의 높이는 분사 중에 조정될 수 있습니다. 공정은 컴퓨터에 의해 제어되고 모니터링됩니다.

화학 반응과 온도 상승

혼합물의 탄소와 실리콘은 산화되어 스크랩을 녹이는 엄청난 양의 열을 생성합니다. 이 화학 반응은 기본 산소로의 온도를 약 3,000°F(1,649°C)로 빠르게 상승시킵니다. 산화된 실리콘은 실리카가 되어 플럭스와 결합하여 슬래그를 형성합니다. 선철의 황과 인 함량은 슬래그에 흡수됩니다. 공정에서 생성된 일산화탄소와 이산화탄소는 오염 제어 장비를 통해 배출됩니다.

강철 탭핑 및 슬래그 처리

산소 분사 후 로에는 용강과 슬래그 층이 포함됩니다. 용기는 시료 채취와 정제된 물질 테스트를 위해 기울여집니다. 예열된 용기인 래들이 기본 산소로 아래에 제자리에 이동합니다. 용강은 래들에 탭핑(부어넣기)됩니다. 검출기는 슬래그가 강철과 섞이는 것을 방지합니다. 강철은 특정 용도를 위해 철, 실리콘, 망간 합금으로 변경되거나 추가 수정 없이 주조로 보내질 수 있습니다.

모든 강철이 탭핑된 후 슬래그는 별도 용기에 부어집니다. 슬래그는 냉각되고 몇 달 동안 안정화되도록 방치됩니다. 이 시간이 지나면 슬래그는 분쇄되어 추가 사용, 흔히 건설 프로젝트의 골재로 사용될 수 있습니다.