KR100213321B1 - 제강용 정련 플럭스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고청정의 Al-킬드강의 제조를 목적으로 용강중에 투입되는 제강용 정련 플럭스에 관한 것으로, 플럭스의 성분계를 적절히 제어함에 의해 개재물 흡수능이 우수하고 내화물의 침식능을 저감시킨 제강용 정련 플럭스를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, CaO : 40-50%, MgO : 12-18%, Al₂O₃: 32.0-38.0, SiO₂: 3.0% 이하, 나머지 : 불가피한 불순물로 조성되고 상기 CaO/MgO의 중량비가 : 3.0-4.0 범위인 제강용 정련 플럭스에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

제강용 정련 플럭스

제1도는 본 발명의 범위를 만족하는 발명예와 기존의 플럭스와의 개재물 흡수능을 비교한 그래프.

제2도는 본 발명의 범위를 만족하는 발명예와 기존의 플럭스와의 내화물 침식능을 비교한 그래프.

본 발명은 고청정의 Al-킬드강의 제조를 목적으로 용강중에 투입되는 제강용 정련 플럭스에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 개재물 흡수능이 우수하고 내화물에 대한 침식능이 작은 플럭스에 관한 것이다.

최근 철강 제품의 품질에 대한 요구가 엄격해지고, 생산성 향상에 대한 요구증대로 제강공정에서의 2차 정련 공정에 대한 중요성이 강조되고 있다.

일반적으로 전로 또는 전기로에서 출강된 용강에는 탄소, 실리콘, 망간, 인, 황등의 원소외에 산소가 다량 용해되어 있다. 이러한 용존산호는 주조시에 작업성 및 생산성을 저하시키고, 제품품질에 치명적인 영향을 미치므로 정련 과정에서 가능한한 저감되어야 한다.

이를 위하여 출강중 혹은 출강 이후에 산소와의 친화력이 강한 원소(알루미늄, 실리콘, 티타늄등)를 용강중에 첨가하여 탈산처리를 실시한다. 이러한 탈산처리를 실시하면 용강중에 탈산원소와 산소가 결합된 산화물이 생성되어, 이를 효과적으로 제거하지 못하면 후공정에서의 작업성 및 생산성을 저하시키고, 제품 품질에 악영향을 미치므로 극력 제거하여 고청정성을 확보할 필요가 있다.

일반적으로 탈산반응에 의해 생성된 개재물은 용강에 비하여 비중이 작으므로 스토크스의 법칙(Stoke's law)에 의해 상부로 부상한다. 그러나 미세한 개재물이나 형상이 불규칙한 개재물은 용강중에서의 부상속도가 느리기 때문에 불활성 개스를 용강중에 취입하거나, 진공환류 처리를 실시하여 용강을 교반시키므로서 개재물의 부부상을 촉진한다. 또한 고청정강의 제조를 위해서는 용강상부에 탑슬래그를 형성시켜 용강상부에 도달한 개재물이 슬래그중으로 이동되도록 한다. 이때, 슬래그의 조성을 개재물이 슬래그중으로 용이하게 용해, 흡수되도록 적정한 조성으로 제어하는 것이 중요하다. 또한 개재물의 흡수능이 뛰어난 플럭스를 용강중에 불활성 가스와 함께 취입하거나 용강상부에 투입하여 개재물을 제거하고, 슬래그 조성을 안정한 영역으로 개재물의 제거를 촉진하는 방법을 사용하기도 한다.

제강공정에서 고청정강 제조를 위한 정련용 플럭스가 갖추어야 할 조건으로서는 용점이 낮고 점도가 낮으며, 유동성이 좋고, 비중이 작으며, 개재물 흡수능이 뛰어나고, 내화물의 침식능이 낮은 것을 들 수 있다.

이러한 플럭스로는 여러가지 성분계가 있을 수 있으나, 현 제강공정의 슬래그 성분과 유사한 것이 유리하므로 일반적으로 CaO계의 플럭스가 사용되고 있다. 현재 이러한 목적의 정련용 플럭스로서 상업적으로 시판되고 있는 정련용 플럭스들중 알루미늄 킬드강의 탈산에 사용되는 플럭스의 대표적인 예를 하기표 1에 나타낸다.

한편 Al, Si 복합 킬드강에 대하여는 하기 표 2와 같은 조성의 염기도가 1 정도인 플럭스를 사용한다.

그러나, 상기 표 1과 같은 조성을 갖는 Al-킬드강용 플럭스는 개재물 흡수능에 있어서 미흡하여 개재물의 제거효과가 미미하며, 래들에 사용시 내화물의 침식도도 크고, 가격도 상당히 고가인 관계로 원가상승의 요인이 되기 때문에 그 사용이 제한되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명자는 상기한 종래의 Al-킬드강 정련용 플럭스의 문제점을 개선하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 플럭스의 성분계를 적절히 제어함에 의해 개재물 흡수능이 우수하고 내화물의 침식능을 저감시킨 제강용 정련 플럭스를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은 중량%로, CaO : 40-50%, MgO : 12-18%, AlO: 32.0-38.0, SiO: 3.0% 이하, 나머지 : 불가피한 불순물로 조성되고 상기 CaO/MgO의 중량비가 : 3.0-4.0 범위인 제강용 정련 플럭스에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

상기한 본 발명의 목적은 플럭스를 상기와 같이 조성함에 의해 그 해결이 가능하며, 그 이유는 다음과 같다.

일반적으로 CaO-AlO-SiO3원 상태도상에서 AlO개재물에 대한 흡수능은 AlO%가 낮을수록 양호하며, MgO%의 증대는 내화물 침식능을 감소시키는 효과가 있으나, AlO%가 과도하게 낮거나, MgO%가 과도하게 높으면 플럭스중 고상의 비율이 높아져 정련능이 감소하게 된다.

CaO는 개재물 흡수능에 영향을 미치는 성분으로, 그 함량이 40중량%(이하, '%'라 칭함)이하일 경우에는 문제점이 있으며, 50% 이상일 경우에는 슬래그중 고상비율이 높아지는 문제점이 있으며, 그 함량은 40-50% 범위로 제한함이 바람직하다.

MgO는 개재물 흡수능 개선 및 내화물 침식방지 역할을 성분으로, 그 함량이 12% 이하일 경우에는 개재물 흡수능이 떨어지는 문제점이 있으며, 18% 이상일 경우에는 상기한 바와 같이 고상의 비율이 높아져 융점을 상승시키는 문제점이 있으므로, 그 함량은 12-18% 범위로 제한함이 바람직하다.

AlO는 일반적으로 용강중의 제거 대상인 성분으로 그 함량이 32.0% 이하일 경우에는 상대적으로 플럭스중의 고상의 비율을 높여 고 융점화의 문제점이 있으며, 38.0% 이상일 경우에는 개재물 흡수능이 감소되는 문제점이 있으므로, 그 함량은 32.0-38.0% 범위로 제한함이 바람직하다.

SiO는 개재물 흡수능에 영향을 미치는 역할을 하는 성분으로, 그 함량이 3.0% 이상일 경우에는 플럭스의 염기도를 낮춰 개재물 흡수능을 저하시키는 문제점이 있으므로, 그 함량은 3.0% 이하로 제한함이 바람직하다.

그리고 본 발명에서는 상기 CaO/MgO의 비를 3.0-4.0의 범위로 제한함이 바람직한데, CaO/MgO 비가 3.0 이하일 경우에는 내화물 침식도가 증대되고 문제점이 있으며, 4.0 이상일 경우에는 플럭스중 고상비율이 높아져 융점을 높이는 문제점이 있기 때문이다.

이상과 같은 조건을 만족하도록 정련용 플럭스를 조성하고 정련공정에서 사용하면 개재물 흡수능이 우수하고 내화물 침식능이 낮아 고청정이 Al-킬드강을 효과적으로 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 3와 같은 조성을 만족하도록 플럭스를 제조하였다.

상기표 3와 같이 조성되는 플럭스를 알루미나 및 마그네시아 도가니에 장입한 후 1500℃에서 1시간 유지후 급냉하여, 성분분석을 실시하여 개재물 흡수능 및 내화물 침식성을 평가하고 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.

그리고 하기 표 4의 발명예(1-5)의 경우 및 종래예의 경우에 대한 개재물 흡수능 및 내화물 침식성의 평균치를 구하고 그 결과를 제1도 및 제2도에 나타내었다.

상기 표 4, 제1도 및 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 플럭스인 발명예(1-5)의 경우, 이를 만족하지 못하는 비교예(1-4) 및 종래예(1)의 경우에 비하여 개재물 흡수능이 우수하고 내화물 침식능이 낮음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 성분계 및 그 함량을 적절히 제어하여 플럭스를 조성하므로서, Al-킬드강의 정련시 개재물 흡수능이 우수하고 내화물 침식능이 낮아 고청정도의 알루미늄 킬드강을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 중량%로, CaO : 40-50%, MgO : 12-18%, Al₂O₃: 32.0-38.0, SiO₂: 3.0% 이하, 나머지 : 불가피한 불순물로 조성되고 상기 CaO/MgO의 중량비가 : 3.0-4.0 범위인 제강용 정련 플럭스.