제강 및 정련 설비 분류

강 정련 분류:

로외 정련과 로내 정련으로 나눌 수 있습니다. 로외 정련은 제강로 밖에서 용강을 정련 처리하는 것으로, 진공 탈가스, 분말 분사 등이 있습니다. 로내 정련은 제강로 내에서 산소 취입, 광석 첨가 등의 정련 공정을 말합니다.

처리 대상에 따라 분류:

일반강 정련과 고성능강 정련으로 나눌 수 있습니다. 일반강 정련은 일반 탄소강, 저합금강 등을 정련 처리하는 것을 말하며, 고성능강 정련은 고강도강, 스테인리스강, 공구강 등을 정련 처리하는 것을 말합니다.

전기로: 전극과 로재 사이에서 발생하는 아크열을 이용하여 로재를 용해하며, 주로 고철을 원료로 사용하고, 일부 선철 또는 직접 환원철을 첨가할 수도 있습니다. 전기로 제강은 유연성이 높고, 다양한 강종을 생산할 수 있으며, 원료에 대한 적응력이 강하다는 특징이 있어 특수강 및 고합금강 생산에 적합합니다.

래들 정련로 (LF): 제강로의 가열 및 정련 기능을 결합한 설비입니다. 주요 기능으로는 용강의 온도 상승 및 보온, 아크 가열을 통해 용강에 새로운 열에너지를 공급, 합금 첨가를 용이하게 하고 성분을 조절, 슬래그 재료를 첨가하여 용강의 심층 탈황 및 탈산 달성; 아르곤 교반 기능은 래들 바닥의 투과성 벽돌을 통해 아르곤 가스를 용강에 불어넣어 강을 교반하고 성분과 온도 측면에서 균질화합니다. 일부 래들 정련로는 진공 탈가스 기능도 갖추고 있어 강액에서 수소, 질소 등의 가스를 제거하고 산소 및 황 함량을 더욱 낮추어 고순도 강액을 얻을 수 있습니다.

제강 및 정련로 설비

I. 1차 제강로

1. 전기로 (EAF)

• 핵심 원리: 흑연 전극과 장입재 사이의 아크로 발생하는 고온을 이용하여 원료(주로 고철)를 용해하고, 산소 취입, 슬래깅 등의 작업을 통해 제강 공정을 완료합니다.
• 구조 특징: 로체, 전극 승강 시스템, 로커버, 틸팅 메커니즘 및 집진 시스템으로 구성됩니다. 현대 전기로는 대부분 초고출력 (UHP) 전기로 를 사용하여 제련 효율을 향상시킵니다.
• 장점: 유연한 원료 적응성(100% 고철 사용 가능), 짧은 제련 사이클, 낮은 환경 오염(효율적인 집진 장치 장착), 특수강 및 고품질 탄소강 생산에 적합합니다.
• 주요 매개변수: 전력 수준(UHP 등급은 일반적으로 600 - 1200 kVA/t), 제련 사이클(열당 40 - 60분), 탭핑 온도(1600 - 1650°C).

2. 염기성 산소로 (BOF)

• 핵심 원리: 용선(용융 선철)을 주원료로 하여, 고순도 산소를 용선에 상부 또는 하부에서 불어넣어 용선 내 탄소, 규소, 망간 및 기타 불순물을 산화시키고, 다량의 열을 방출하여 용강의 온도를 높입니다.
• 구조 특징: 주로 로체(강철 쉘 + 마그네시아 탄소 벽돌 라이닝), 산소 랜스 시스템, 로구 연기 후드 및 틸팅 장치로 구성됩니다. 산소 취입 방식에 따라 상취식 컨버터, 하취식 컨버터 및 복합 취입 컨버터로 나뉩니다.
• 장점: 높은 생산 효율(단일 로 용량은 300 - 400톤에 달할 수 있음), 낮은 생산 비용, 일반 탄소강의 대규모 연속 생산에 적합합니다.
• 적용 시나리오: 대규모 일관 제철소의 핵심 설비로, 고로 - 컨버터 연속 생산 공정과 매칭됩니다.

3. 유도로

• 핵심 원리: 전자기 유도를 이용하여 장입재에 와전류를 발생시키고, 와전류의 열 효과에 의존하여 원료를 용해합니다. 코어리스 유도로와 채널 유도로로 나뉩니다.
• 장점: 빠른 가열 속도, 용강의 균일한 온도, 정확한 성분 제어, 작은 면적.
• 적용 시나리오: 중소형 제철소에 적합하며, 특수강, 합금강 및 정밀 주조 블랭크 생산에 사용됩니다.

II. 2차 정련로

1. 래들로 (LF)

• 핵심 기능: 진공 탈가스를 수행하지 않고, 주로 용강의 가열, 탈산, 탈황 및 성분 조절에 사용됩니다. 흑연 전극을 사용하여 래들 내에서 아크를 발생시켜 용강을 가열하고, 슬래깅제(석회, 형석)를 첨가하여 개재물을 제거합니다.
• 주요 장점: 용강의 온도를 정확하게 조절할 수 있으며(온도 제어 정확도 ±5°C), 용강의 청정도를 향상시키고, 연속 주조의 주입 시간을 연장할 수 있습니다.
• 적용: 전기로 및 컨버터 생산 라인에 매칭되어 널리 사용되며, 특히 특수강의 정련에 사용됩니다.

2. RH 진공 탈가스 로

• 핵심 원리: 진공 흡입 및 순환의 원리를 이용하여 래들에서 용강을 진공 챔버로 들어올려 고진공 조건에서 용강 내 용존 가스(H, N)를 제거하고, 탈수소, 탈질 및 탈가스를 실현합니다.
• 구조 특징: 진공 챔버, 승강 파이프, 진공 시스템 및 용강 순환 구동 시스템으로 구성됩니다.
• 장점: 높은 탈가스 효율(수소 함량은 ≤2 ppm까지 감소 가능), 짧은 처리 시간, 고품질 강재(예: 자동차 패널 강, 파이프라인 강)의 대규모 생산에 적합합니다.

3. VD/VOD 진공 정련로

• VD (진공 탈가스 로): RH와 기능이 유사하며, 정적 진공 탈가스 설비로, 중소형 래들 정련에 적합하며, 설비 투자가 적습니다.
• VOD (진공 산소 탈탄 로): VD를 기반으로 산소 취입 기능을 추가하여 진공 조건에서 탈탄을 실현할 수 있으며, 주로 스테인리스강 제련에 사용됩니다(크롬을 유지하면서 탄소 함량을 0.03% 미만으로 줄임).

4. AOD 로 (아르곤 산소 탈탄 로)

• 핵심 원리: 아르곤과 산소의 혼합물을 용강에 불어넣어 아르곤에 의해 CO의 분압을 낮추고, 더 낮은 온도에서 탈탄을 실현하며, 크롬의 산화 손실을 방지합니다.
• 적용 시나리오: 스테인리스강 및 고크롬 합금강 제련의 핵심 설비로, 높은 금속 수율과 안정적인 제품 품질을 제공합니다.

III. 주요 지원 시스템

1. 래들 시스템: 제강로, 정련로 및 연속 주조기 사이에서 용강을 운반하는 역할을 하며, 라이닝 재료(마그네시아 탄소 벽돌, 알루미늄 마그네슘 탄소 벽돌)는 용강의 온도 손실 및 청정도에 직접적인 영향을 미칩니다.
2. 슬래깅 시스템: 슬래깅제(석회, 형석, 실리카)를 첨가하여 보호 슬래그 층을 형성하며, 탈산, 탈황 및 개재물 흡착 역할을 합니다.
3. 자동화 제어 시스템: 제련 매개변수(온도, 산소 함량, 전극 전류)의 실시간 모니터링 및 조절을 실현하고, 제련 공정의 안정성 및 자동화 수준을 향상시킵니다.

IV. 개발 동향

1. 친환경 및 저탄소: 배가스 폐열 회수 및 전극 열 스프레이 코팅과 같은 에너지 절약 기술을 보급하고, 수소 함유 환원 가스를 사용하는 전기로를 개발하여 탄소 배출량을 줄입니다.
2. 지능화: 빅 데이터, 인공 지능 및 디지털 트윈과 같은 기술을 적용하여 제강 및 정련의 전 과정 지능형 제어를 실현하고, 용강의 품질을 예측합니다.
3. 대형화 및 고효율: 대용량 컨버터(400 - 500톤) 및 초고출력 전기로를 개발하여 단일 로 생산 효율을 향상시키고 단위 에너지 소비를 줄입니다.