열정산과 적용사례 조사에 의한 제강 전기로용 조연버너 적용 타당성 연구

Abstract

한국철강협회 조강생산 통계에 따르면 대한민국 조강생산량은 2008년 기준 53,322천 톤을 생산하여 세계 6위의 철강대국이 되었으며, 그 중심에는 국내 굴지의 P사가 세계 6위의 위치를 고수하며 기술면에서나 물량면에서 앞도적인 우위를 유지하고 있다. 그 외 전기로를 이용한 제강능력 또한, H, D사 등 전기로 업체들의 경쟁적 설비투자와 개선으로 생산능력이 증대되고 있다. 하지만, 이런 비약적 생산증대에 반해 제철설비 투자 시 대부분의 기술이 일본, 유럽에서 도입되고 있으며, 이로 인해 막대한 외화가 로열티 명목으로 지급되고 있는 실정이다. 본 연구는 이러한 기술적 요소 중 전기로에 적용되는 조연버너의 적용 타당성 연구를 목표로 하였다. 전기로 조업 시 전기소모량 감소는 가장 중요한 원가절감요소이며, 원가절감을 위해 조연버너, 산소랜싱, 배기가스의 재활용 및 슬래그 포밍방법 등 많은 보조방법이 사용되고 있다. 그중 간단하면서 가장 전력 대체 효율이 큰 방법이 조연버너법이며, 이방법은 산소와 LNG를 사용하여 고철의 예열, 절단에서부터 용강의 탈탄 및 성분조정까지 하는 방법이다. 조연버너의 선정 및 사용방법에 따라 전기로 효율이 결정되고, 생산품에 대한 품질 및 원가가 결정되기 때문에 이에 대한 상세검토는 무엇보다도 중요하다. 이를 위해 H사의 전기로 열정산을 실시하여 조연버너의 적용 타당성을 확인하였고, 조연버너의 기 설치 업체의 효과 및 사용현황을 분석하여 운영 및 위치의 타당성에 대해 연구하였다. 연구결과 버너적용시 평균 전력투입시간 감소는 11.2%였으며, 유지보수성을 매니퓰레이터 형태와 비교하였을 때 기능이 복합된 다기능 버너의 구조가 간단하고 수리성이 용이하였으며, 조연버너의 위치는 본 연구에 제시된 도면을 참고하여 설치 될 때 그 위치가 적합함을 확인하였다. 이를 종합한 결과 조연설비를 전기로에 적용하는 것은 그 효율성과 구조면에서 타당성이 있음이 확인되었다.