고로에서 코크스 비율에 영향을 미치는 요인

고로에서 코크스 비율에 영향을 미치는 요인

BF는 노 하부의 송풍구를 통해 주입된 열풍의 산소로 BF 코크스의 탄소를 기화시켜 환원가스를 생성하는 역류반응로이다. 환원 가스는 위쪽으로 흐르고 로 상단에 충전된 철 함유 부담 물질을 줄입니다.

코크스 비율은 BF 코크스 소비에 대한 매개변수이며 생산된 뜨거운 금속 톤당 소비된 BF 코크스의 킬로그램으로 측정됩니다.

고로(BF) 코크스는 주요 에너지원(연료), 환원제, 침탄제 및 투과성 구조 지지체로 작용하는 BF 제철의 핵심 재료입니다. 고로 장입물의 투과성 지지체로서 BF 코크스를 완전히 또는 부분적으로 대체할 수 있는 다른 만족스러운 재료가 없습니다.

BF 코크스는 고로 조업 및 용선 품질에 미치는 영향 측면에서 고로에 투입되는 가장 중요한 원료입니다. 고품질 BF 코크스는 가스 및 용융 제품의 흐름에 대해 가장 낮은 양의 불순물, 가장 높은 열 에너지, 가장 높은 금속 환원 및 최적의 투과성을 제공하면서 가능한 한 열화를 최소화하면서 고로 부하의 원활한 하강을 지원할 수 있습니다. . 고로에 고품질 BF 코크스를 도입하면 코크스 비율을 낮추고 생산성을 높이며 용선 비용을 낮출 수 있습니다. BF 성능을 향상시키는 데 있어 코크스의 역할은 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1 BF 성능을 개선하는 데 있어 콜라의 역할

주입 기술을 사용하거나 사용하지 않고 작동하는 고로에서 코크스의 가능한 성능에 대한 현실적인 평가에는 고로의 화학적 및 열적 환경에서 분해에 대한 저항성을 반영하는 코크스의 속성이 포함됩니다. 코크스 사용에 대한 지침을 제공하는 이러한 특성은 덩어리 크기, 모양 및 크기 균일성, 화학적 조성, 기계적 강도, 열 및 화학적 안정성과 관련이 있습니다. 따라서 고로용 코크스는 구조와 특성 사이에서 성공적인 절충안이 필요합니다. 고로 성능을 좋게 하기 위해서는 코크스가 적당히 크고, 입도 범위가 좁고, 고로 내에서 이산화탄소와 알칼리에 의한 약화 반응, 마모, 열 충격을 견딜 수 있도록 기계적 강도가 높아야 합니다. 알 수 없는 요인이 많기 때문에 BF 코크스 품질에 대한 일반적인 사양을 사용할 수 있지만 모든 고로에 공통적인 보편적 품질 지수를 설정하는 것은 불가능합니다.

BF 코크스에 존재하는 불순물은 직접 및 간접 환원 역할에 사용할 수 있는 탄소 양 측면에서 연료로서의 역할과 투과성 지지체로서의 역할을 감소시켜 고로에서의 성능에 영향을 미칩니다. 이러한 불순물은 수분, 휘발성 물질, 회분, 황, 인 및 알칼리 함량입니다. 그들의 수준은 가능한 한 낮게 유지되어야 합니다.

수분 함량은 크기에 따라 약간씩 달라지는 코크스 급냉 과정의 직접적인 결과입니다. 높고 다양한 수분 함량은 코크스 비율과 고로 내 잔량 모두에 영향을 미치는 반면, 휘발성 물질 함량이 높으면 고로 가스 세정 작업에 문제가 발생합니다.

다른 화학적 특성과 관련하여 유황 및 회분(함량 및 화학적 성질)은 증가함에 따라 고로에서 코크스 생산성이 감소하기 때문에 특히 중요합니다. 코크스회는 슬래그 부피와 조성에 영향을 미치는 BF 코크스의 비생산적인 부분입니다.

BF 코크스의 물리적 특성의 중요성은 철 부하를 지지하고 환원성 가스가 흐르고 용융 물질이 고로 하부 영역으로 스며들 수 있는 투과성 매트릭스를 제공할 필요성과 관련이 있습니다. 이러한 물리적 특성은 크기(평균 및 분포) 및 파손 및 마모에 대한 내성과 관련이 있습니다. BF 코크스 크기는 대부분 스크리닝에 의해 제어됩니다. 좁은 크기 분포와 큰 평균 크기는 적절한 투과성을 유지합니다.

BF 코크스의 기계적 강도 지수는 BF 작업자에게 BF 코크스 성능에 대한 유용한 평가를 제공하지만 전체 그림의 일부일 뿐입니다. BF 코크스의 기계적 강도를 평가하는 데 사용되는 테스트는 주변 온도에서 이루어지므로 고로에서 코크스의 공정 조건을 고려하지 않습니다. 따라서 BF 코크스에 대한 CSR(반응 후 코크스 강도) 및 CRI(코크스 반응성 지수)와 같은 테스트는 더 나은 강도 지수를 제공합니다.

BF 코크스는 BF를 통해 하강하는 동안 분해됩니다. 열화는 기계적 부하, 마모, 열 응력, 가스화 반응, BF 가스에 존재하는 무기 화합물 및 흑연화에 의해 발생합니다. BF 코크스의 미네랄 물질은 직간접적으로 이러한 분해 경로의 특성과 범위에 중요한 역할을 합니다.

고로에서 제철 공정은 고로에서 BF 코크스 소비에 영향을 미치는 많은 상호 영향 변수에 영향을 받는 다변수 시스템으로 구성됩니다. 고로에서 제철하는 동안 코크스 비율에 대한 각 변수의 역할을 이해하려면 변수의 상호 영향을 분리해야 합니다.

효율적인 고로는 낮은 코크스 비율로 작동합니다. 고로를 효율적으로 운영하려면 가스 처리량의 증가가 필요하며, 이는 노 투과성의 개선을 의미하고 다른 한편으로는 특정 가스 요구량의 감소를 의미하며, 이는 BF 코크스의 특정 소비 감소를 의미합니다. 고로에서 BF 코크스 비율에 영향을 미치는 많은 요인이 있습니다. 그 중 전공은 아래와 같습니다.

• 연료/환원제 – 고로에는 두 가지 유형의 연료/환원제가 사용됩니다. 상부에서 장입되는 BF코크스와 송풍구 수준에서 주입되는 미분탄/천연가스/코크스로가스/오일/콜타르입니다.

1. 고로에서 용선을 생산하는 과정에서 BF 코크스 비율은 여러 면에서 영향을 받습니다. BF 코크스의 회분 함량이 높다는 것은 슬래그를 형성하기 위해 용융될 더 많은 슬래그 형성 재료를 고로에 장입하는 것을 의미합니다. 이는 더 많은 슬래그 부피를 초래합니다. 경험에 따르면 BF 코크스의 회분 함량이 1% 감소하면 코크스 비율이 1%에서 1.5%로 감소합니다. 코크스 비율에 영향을 미치는 BF 코크스의 다른 속성은 CSR, CRI 및 운모 지수(M40 또는 I 40 및 M10 또는 I 10)입니다. 이러한 매개변수는 굴뚝의 투과성과 송풍구 수준에서 코크스의 기계적 강도에 영향을 미칩니다. M40은 코크스의 파쇄성을 나타내고, M10은 착용성을 나타낸다. CSR 및 M40 값이 높을수록 CRI 및 M10 값이 낮을수록 낮은 코크스 비율이 향상됩니다. BF 코크스의 황 함량은 BF 코크스 비율에도 영향을 미칩니다. BF 코크스의 황 함량이 0.1% 감소하면 BF 생산성이 약 1.0% 향상됩니다.
2. 풍구 수준에서 주입되는 연료(미분탄/천연 가스/코크스 오븐 가스/오일/콜타르)는 일반적으로 열풍 폭발의 산소 농축을 동반합니다. 공기 분사기에 산소를 주입하면 가스의 특정 흐름이 감소하여 송풍구의 최고 온도가 감소하고 RAFT(단열 온도)가 증가합니다. 이러한 효과는 대체 연료의 주입으로 보상됩니다. 따라서 송풍구 수준에서 산소와 연료를 함께 주입하면 고로에서 코크스 비율이 감소합니다. 미분탄 주입 1톤은 BF 코크스 0.9~1.0톤을 대체합니다. BF 코크스 비율의 유사한 감소는 다른 연료 분사에서도 발생합니다. 산소 주입만으로는 BF 코크스 비율을 낮추지 않고 BF 생산성을 향상시킵니다.

• 원료 – 고로에 장입되는 주요 원재료는 기본적으로 두 가지입니다.

1. 첫 번째는 소결체, 펠렛 및 교정된 철광석(CLO)인 철 함유 재료입니다. 이러한 재료의 철(Fe) 함량이 높다는 것은 맥석 재료가 슬래그 형성을 위해 용융되어야 하는 노 내부로 들어가는 것을 의미합니다. 따라서 Fe 함량이 높을수록 슬래그 부피와 코크스 비율 감소에 도움이 됩니다. 경험에 따르면 Fe 함량이 1% 증가하면 코크스 비율이 0.8%n에서 1.2%로 감소합니다.
2. 두 번째 원료는 다양한 유형의 플럭스(석회석, 백운석 및 규암 등)입니다. 석회석과 백운석은 고로에 장입되면 고로 내에서 소성된다. 이 하소 반응에는 열이 필요하므로 코크스 소비가 증가합니다. 이러한 플럭스가 소결 또는 펠릿을 통해 장입되면 소성 반응이 고로 외부에서 발생하고 고로 작업량이 철 함유 재료에 의해 더 효과적으로 사용됩니다. 이것은 차례로 고로 코크스 비율을 감소시킵니다. 일반적으로 부하의 플럭스 100kg을 줄이면 코크스 비율이 20~35kg/tHM 향상됩니다.
3. 용광로에서 더 낮은 코크스 비율을 달성하려면 부하 재료가 모든 노 온도 및 반응 구역에 걸쳐 높은 투과성과 균질성을 제공해야 합니다. 또한, 부담 재료는 짧은 체류 시간을 촉진하기 위해 높은 환원성을 가져야 합니다. 부담 물질은 또한 공정 방해를 피하기 위해 아연, 납 및 알칼리와 같은 트램프 요소의 함량이 낮아야 합니다.
4. 코크스 비율도 소결 품질에 따라 다릅니다. 소결체는 최적의 입자 분포, 고강도, 높은 환원성, 높은 다공성, 1250℃ 이상의 연화 온도, 7%에서 8% 범위의 일정한 FeO 함량 및 일정한 염기도를 가져야 합니다.

• 배분의 제어는 고로에서 코크스율을 낮추는 데 중요한 역할을 합니다. 부담 분배 제어는 안정적인 부담 하강을 보장하고 벽의 가스 흐름을 조정하며(이는 비활성 영역을 생성하지 않고 높은 열 부하를 방지함) 양호한 고체 가스 접촉을 달성하는 데 도움이 됩니다.
• 열간 금속의 규소 함량을 낮추면 코크스 비율에 긍정적인 영향을 미칩니다. 규소 함량의 감소는 더 나은 광석 코크스 관계 및 응집 영역의 아래쪽 이동으로 인해 달성됩니다. 이것은 실리콘을 뜨거운 금속으로 옮기기 위한 더 낮은 부피를 생성합니다. 뜨거운 금속의 실리콘 함량이 1% 감소하면 코크스 비율이 5%에서 15%로 향상됩니다.
• 슬래그의 성질은 코크스율에 상당한 영향을 미칩니다. 점도가 낮은 슬래그의 비체적을 낮추면 고로의 코크스율이 향상됩니다.
• 도청 연습은 또한 고로에서 코크스 비율을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다. 좋은 탭핑 방법에는 좋은 탭홀 길이, 적시 탭핑 열기, 탭핑 속도 제어, 적절한 노상 배수, 로가 건조된 후 탭핑 닫기가 포함됩니다. 탭 구멍 질량의 품질은 좋은 탭핑 연습을 위해 매우 중요합니다.
• 자동 공정 제어는 시스템의 즉각적인 대응을 통해 환원제의 소비를 최소화하고 행잉, 슬립, 스캐폴딩, 가스 채널링 등과 같은 노 공정 교란을 방지하고 뜨거운 금속 및 슬래그 매개변수 등을 안정화하기 때문에 노 생산성을 향상시킵니다. 효과 고로 코크스 비율에 대한 자동 공정 제어의 범위는 3%에서 5%입니다.
• 고로 온도는 고로에서 코크스 비율에 영향을 미치는 다른 매개변수입니다. 고로 코크스 비율은 고로 온도가 100℃ 상승하면 약 2% 감소합니다.
• 높은 상단 압력은 또한 고로의 코크스 비율을 감소시킵니다. 고로 상단 압력이 0.1kg/sq cm 증가할 때마다 코크스 비율은 약 0.1% 감소합니다.
• 장입재의 미분 함량을 줄이면 고로 코크스율이 0.4% ~ 0.7% 범위로 향상됩니다.