초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
출강시 Slag의 유출량을 저감시켜 철강의 품질 향상을 도모하고, 후속 공정에서의 Slag 저감에 대한 부하를 덜어 원가를 절감함으로써 생산성 향상을 실현하여, 국내외 제철소에 본 설비를 보편화 적용시키는 것이 목표이다.
[1단계]
◦ High Pressure Multi-Blowing Nozzle Assembly 개발
◦ Cooling Lance Assembly 개발
◦ Mechanical Driving System 개발
◦ System Control PLC Pr

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
출강시 Slag의 유출량을 저감시켜 철강의 품질 향상을 도모하고, 후속 공정에서의 Slag 저감에 대한 부하를 덜어 원가를 절감함으로써 생산성 향상을 실현하여, 국내외 제철소에 본 설비를 보편화 적용시키는 것이 목표이다.
[1단계]
◦ High Pressure Multi-Blowing Nozzle Assembly 개발
◦ Cooling Lance Assembly 개발
◦ Mechanical Driving System 개발
◦ System Control PLC Program 개발
◦ CSMS(Converter Slag Measuring System)개발
[2단계]
◦ 전기로용 Nozzle 개발
◦ 전기로용 Cooling Lance Assembly 개발
◦ 전기로용 Mechanical Driving System 개발
◦ 전기로용 System Control PLC Program 개발
◦ ESMS(EAF Slag Measuring System)개발

□ 개발내용 및 결과
[1단계]
◦ High Pressure Multi-Blowing Nozzle Assembly 개발
Slag Sample을 채취하여 조직, 성분, 비중, 점도, 유동성 등에 대한 분석 후, Slag 유사물질을 선정하여 Test Bed를 제작하고 Shop Test후 분사범위 조정 가능한 Nozzle을 설계·제작
◦ Cooling Lance Assembly 개발
Pipe 사이에 Screw 형태의 강선을 덧대어 냉각수가 Lance 내부를 전체적으로 고르게 순환하여 고열로부터 Lance의 변형을 방지하고, Ar 가스 분사와 냉각수 순환에 따른 Lance의 하중을 견딜 수 있도록 설계 및 제작하여 Site 내 설치 후 작동 Test.
◦ Mechanical Driving System 개발
Ar 가스 분사를 위한 Valve Station 설계 및 개발품에 각각 필요한 하중계산 및 각종 파라미터 등을 토대로 하여 설비 구동을 위한 Motor를 선정하고, Motor의 동력 전달을 위한 구동부 설계 및 제어장치를 제작하여 Site 내 설치 후 Test.
◦ System Control PLC Program 개발
Mechanical Driving System 제어용 PLC Program을 설계하여 전로 Tiliting Control PLC Program과 통신(Ethernet)을 통한 전로와 개발품간의 Interlock 구성한 프로그램 개발
◦ CSMS(Converter Slag Measuring System)개발
전로내 용선 출강중 고열로부터 설비를 보호하기 위한 냉각 보호장치(공냉/수냉)를 설계 적용하고 열화상 카메라를 선정하여 분석 알고리즘 개발완료 후 Site 내 설치 및 Test.

[2단계]
◦ 전기로용 Nozzle 개발
전기로 Slag Sample을 채취하여 이를 분석하여 Slag 유출을 최소화하기 위하여 다양한 Nozzle을 개발 및 제작.
수모델 Test를 통해 Vortex 형성 방지를 위한 최적의 Nozzle Model을 선정하고, N₂ Blowing에 의해 비산되어 부착되는 지금을 쉽게 제거할 수 있는 재질로 선정
◦ 전기로용 Cooling Lance Assembly 개발
Gas 분사량 및 냉각수 공급량에 따른 효율적인 Pipe의 크기 선정, Lance 무게와 그 하중에 따른 외팔보 처짐 계산 등을 실시한 결과를 기반으로 시제품을 설계하고 제작, Shop Test를 실시.
◦ 전기로용 Mechanical Driving System 개발
Lance의 승,하강과 Main Frame의 회전형 기능을 담당하는 장치로 아래와 같이 설계 및 제작을 실시.
- Main Frame의 속도 조절이 가능한 회전형 구조
- Lance Moving Assembly 승·하강용 Chain의 Tension 조정구조
- Main Frame 및 Lance & Moving Assembly 등의 전체 하중과 각종 파라미터 등을 계산하여 Lance 승·하강용 Geared Motor와 Main Frame 회전용 Cyclo Motor
◦ 전기로용 System Control PLC Program 개발
Mechanical Driving System을 제어할 수 있는 PLC Program을 설계하고, User Interface를 위하여 Touch Screen을 구성하여 유저가 원하는 대로 버튼 및 Display를 선정할 수 있도록 개발
◦ ESMS(EAF Slag Measuring System)개발
전기로내 용강 출강 중 고열로부터 설비를 보호하기 위한 냉각 보호장치(공냉)를 설계 적용하고 열화상 카메라를 선정하여 분석 알고리즘 개발완료 후 Site 내 설치 및 Test.

□ 기술개발 배경
철강 생산 과정 중 유출되는 Slag양을 획기적으로 줄이는 개발로서 전 세계 철강 제철 공정 중 전로 취련 후 용강 출강 시 Vortex에 의한 Slag 유출은 제품의 품질을 저해하는 요소일 뿐만 아니라, 이를 처리하기 위한 다량의 Al투입(탈산)은 후처리 공정의 생산 단가가 증가하는 요인이 된다. 따라서 Slag 유출을 막기 위해 Dart를 사용하여 Steel 내 Slag 혼입을 최대한 억제하고 있지만, 출강구와 Dart 투입 위치가 일치하지 않아 높은 투입 적중률을 기대하기 어렵다.
또한, 전기로의 경우 유출되는 Slag를 저감하기 위한 설비가 없는 실정이다.
이를 개선하기 위한 방안으로 비활성 가스(질소)를 출강구 상부에서 분사하여 Vortex 생성 을 억제하고 Slag가 혼입되어 유출됨을 최소화하여 제품의 품질 향상뿐만 아니라 생산원가 및 부대비용 절감효과를 얻기 위해 개발을 진행하게 되었다.

□ 핵심개발 기술의 의의
철강 생산 과정 중 유출되는 Slag양을 획기적으로 줄이는 개발로서 전 세계 철강 회사에 적용 사례가 없는 시스템.
본 개발로 인해 선도적 지위에 있는 철강생산 능력을 확보함으로서 국내는 물론 해외에서도 기술력을 인정받아 철강 강국으로써의 면모를 다시금 높일 수 있는 기회마련.

□ 적용 분야
제철공정 中 전로 공정 및 전기로 공정에 적용 가능하며, 제철공정 외 연주공정 및 비철금속 분야로의 기술파급 효과를 기대할 수 있다.

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 10
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서론 ... 14
• 제 1 절 과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 15
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 15
• 제 2 절 단계목표 및 평가 방법 ... 16
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 18
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 21
• 제 5 절 유형적 발생품 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 22
• 제 3 장 결과 ... 27
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 27
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 27
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 32
• 3. 정량적 목표 달성 여부 및 평가 ... 48
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 50
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 52
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 53
• 제 4 장 사업화 계획 ... 54
• 제 1 절 시장현황 및 전망 ... 54
• 제 2 절 사업화 계획 ... 60
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획 ... 64
• 끝페이지 ... 66