KR100215105B1 - 고청정강의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기로 제강공정에서, 용강의 환원정련에 의해 고청정강을 제조하는 방법을 개시한다. 개시된 본 발명은 전기로 출강시 용강탄산용 알루미늄(Al)과 조제제를 각각 출장 중, 말기에 레이들에 투입하고, 레이들내의 전기로 슬래그 유입량을 억제하여 출강을 완료한 후, 레이들에서 슬래그 탄산제를 전기로 슬래그에 투입하고, 출강후 또는 용강 탈산후 개재물 흡수능이 우수하고 내화물 침식을 억제시킬 수 있는 첨가제(합성 플럭스)를 슬래그 상부에 투입하여 탑 슬래그(top slag)를 조제한 후, 진공조내에서 적정 교반에 의해 비금속 개재물을 부상시켜 효과적으로 흡수제거함과 동시에 레이들 내화물의 침식을 억제하는 고청정강을 제공한다.

Description

고청정강의 제조방법
본 발명은 전기로 제강공정을 이용한 고청정강의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용강의 환원정련에 의해 고청정강을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 특수강의 요구품질이 엄격해지고 고급화되어 가는 추세에 따라 고청정화기술은 필수적인 제강정련기술로 받아들여지고 있으며, 특히 강중의 비금속개재물의 부상제거기술은 특수강의 제강정련에 있어서 중요한 요소기술이 되고 있다.
이와 같은 개재물의 부상제거기술은 용강중에서 탈산 또는 재산화에 의해 형성된 개재물을 교반에 의해 응집, 부상시키고 슬래그에 흡착, 용해, 흡수제거하는 과정으로 진행된다. 따라서, 용강의 교반과 슬래그의 개재물흡수능은 매우 중요한 요소이며, 부상된 개재물이 슬래그에 용이하게 흡수되기 위해서는 개재물과 슬래그간의 계면장력이 작아야 하므로, 저융점의 슬래그 조성이 필요하다.
일반적으로 전기로 제강공정에서는 출강시 알루미늄과 함께 CaO, CaF2를 투입하여 레이들에서 용강을 탈산하고 있으나, 이들 조재제에 의해 형성되는 슬래그는 대부분 고융점의 조성이므로 개재물의 흡수능이 클 수 없다. 결국, 슬래그의 개재물흡수능이 적으면 용강교반에 의한 비금속개재물의 부상제거가 어렵게 되어 용강을 청정화시킬 수 없다.
따라서, 실제조업에서 탈산 또는 재산화과정에서 형성되는 비금속개재물을 환원성 슬래그에 의해 효과적으로 흡수제거하여 안정적으로 고청정강을 제조하는 데는 한계가 있다.
또한, 종래의 조재제(CaO-CaF2계)를 사용하여 청정강을 제조하는 방법에 있어서, 전기로 출강말기에 투입되는 조재제중 CaF2는 저융점의 첨가물로서 슬래그의 유동성을 개선하여 재화(滓化)를 촉진할 목적으로 투입하고 있으나, 레이들 내화물의 침식원으로 작용하여 마그네시아 내화물(MgO계)로 형성된 슬래그 라인(slag line), 즉, 용강과 슬래그의 계면부위의 내화물을 침식하여 용손(溶損)을 심화시키고 있으며, 그 결과 내화물 수명을 단축시키는 요인이 되고 있다.
이에 따라서, 제강업체에서는 고청정강을 안정적으로 제조하기 위해서 레이들 슬래그 상부에 개재물 흡수능이 우수한 탑 슬래그를 형성하여 효율적으로 환원정련을 수행할 수 있는 합성플럭스(premelted synthetic flux)의 사용을 고려하고 있다. 이와 같은 플럭스의 요구특성은 우선 저융점(1,300∼1,400℃)이어야 하고, 용융속도가 빨라 쉽게 재화되어야 하며, 내화물의 침식원인 저융점의 첨가물(CaF2등)이 없는 점이 특징이다.
최근들어 상기의 요구조건을 충족하는 합성플럭스가 개발되어 현재 공업적으로 CaO-CaF2계가 탑슬래그용으로 사용이 시도되고 있으며, 실제조업에서 상기의 개재물흡수능이 우수한 CaO-CaF2계 플럭스를 이용하여 탑슬래그를 조제하고, 적정 교반에 의한 개재물의 부상과 탑슬래그에 의한 효과적인 흡수제거를 통해 고청정강을 제조하는 방법이 가능해지고 있다.
그러나, 상기의 CaO-CaF2계 플럭스를 사용할때 실조업에서 탑슬래그를 조제하여 개재물을 효율적으로 제거할 수 있으나, CaF2계 의한 내화물의 침식의 문제를 해결해주지 못하는 결점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 합성플럭스에서 해결하지 못하는 문제점을 해결하기 위해 내화물침식에 의해 발생되는 슬래그중의 MgO성분의 포화함유되어 CaF2에 의한 내화물 침식의 억제가 가능하고, 개재물의 흡수능이 우수한 합성플럭스(CaO-Al2O3-MgO계)를 사용하여 탑슬래그를 조제하므로써, 고청정강을 제조함과 동시에 레이들 내화물의 침식을 억제하여 내화물의 침식을 억제하여 내화물의 수명을 증가시킬 수 있는 고청정강의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따르면, 고청정강의 제조방법은 우선, 전기로에서 중량%로 탄소: 0.10∼0.30%, 실리콘: 0.001∼0.050%, 망간: 0.01∼0.20%, 인: 0.001∼0.020%, 황: 0.001∼0.040%, 크롬: 0.01∼0.05%이고, 나머지는 철 및 통상적으로 불가피한 불순물로 이루어진 용강을 제조한다. 이 용강을 출강하는 단계를 수행한다. 이 전기로 출강시, 레이들내 전기로슬래그의 유입량을 3Kg/T-S이하로 억제하고, 용강탈산용 알루미늄을 0.5∼1.5Kg/T-S의 범위에서 출강중기에 투입하고, 조제재로서 CaO를 6∼10Kg/T-S, CaF2를 1.2∼1.8Kg/T-S의 범위에서 출강말기에 투입하여 출강을 완료한다. 출강완료 후에 레이들에서 슬래그 탈산제 0.4∼0.8Kg/T-S를 전기로 슬래그에 투입하고, 출강후 또는 용강탈산 후 개재물흡수능이 우수하고 내화물 침식을 억제시킬 수 있는 CaO-Al2O3-MgO계 합성플럭스를 1.3∼3.0Kg/T-S의 범위내에서 슬래그 상부에 투입하여 탑슬래그를 조제한 후, 용강을 진공조내에서 적정교반에 의해 비금속개재물을 부상시켜 흡수제거한다.(여기서 T-S는 용강 1톤을 기준으로 함을 의미하며, 이하 동일함)
본 발명에 있어서, 레이들내로 유입되는 전기로 슬래그는 산화물로서 FeO, MnO, SiO2등이 다량 함유되어 있어서, 환원성 분위기하에서 정련하는 레이들에서 탈산제 또는 합금철에 의해 재산화되어 개재물 형성의 요인이 되므로, 가능한 전기로슬래그의 유입량을 억제할 필요가 있다.
전기로 슬래그는 제조방법에 따라 다소 차이는 있으며, 그 일예를 들면 표 1과 같다.
[표 1]
Figure kpo00002
x y 2 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 3 2 2 3
Figure kpo00003
2 3 2 2 2 3 2 2 3
도1은 본 발명의 실시예에 따른 것으로서, 플럭스의 투입량에 따른 전산소량의 변화를 나타낸 그래프.
도2는 진공조내 용강의 교반속도에 따른 강재의 전산소량의 변화를 나타낸 그래프.
도3은 본 발명제, 종래제 및 비교제에 대한 마그네시아 캐스타블의 침식율을 나타낸 그래프.

Claims (2)

  1. 중앙%로 탄소: 0.10∼0.30%, 실리콘: 0.001∼0.050%, 망간: 0.01∼0.20%, 인: 0.001∼0.020%, 황: 0.001∼0.040%, 크롬: 0.01∼0.05%이고, 나머지는 철 및 통상넉으로 불가피한 불순물로 이루어진 용강을 전기로에서 제조하는 단계; 출강중기에 용강 탈산용 알루미늄을 0.5∼1.5Kg/T-S의 범위로 출강중기에 투입하는 단계; 출강말기에 CaO를 6∼10Kg/T-S, CaF2를 1.2∼1.8Kg/T-S의 범위에서 투입하는 단계; 출강완료후 레이들에서 슬래그 탈산제로서 Al, CaSi 또는 FeSi 분말중 하나를 선택하여 전기로슬래그 10Kg에서 대하여 0.4∼0.8Kg/T-S 범위내에서 투입하여 탈산을 행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고청정강의 제조방법.
  2. 중량%로 탄소: 0.10∼0.30%, 실리콘: 0.001∼0.050%, 망간: 0.01∼0.20%, 인: 0.001∼0.020%, 황: 0.001∼0.040%, 크롬: 0.01∼0.05%이고, 나머지는 철 및 통상넉으로 불가피한 불순물로 이루어진 용강을 전기로에서 제조하는 단계; 출강중기에 용강 탈산용 알루미늄을 0.5∼1.5Kg/T-S의 범위로 출강중기에 투입하는 단계; 출강말기에 CaO를 6∼10Kg/T-S, CaF2를 1.2∼1.8Kg/T-S의 범위에서 투입하는 단계; 출강완료후 레이들에서 슬래그 탈산제로서 Al, CaSi 또는 FeSi 분말중 하나를 선택하여 전기로슬래그 10Kg에서 대하여 0.4∼0.8Kg/T-S 범위내에서 투입하여 탈산을 행하는 단계로:로 탈산된 슬래그 상부에, 기본성분의 중량%로 CaO:36∼40%, Al2O3: 40∼44%, MgO:5∼15%이고 SiO2: 1.5∼3.5%, Fe2O3:1.5%이하의 조성으로 구성된 CaO-Al2O3-MgO계 합성 플럭스를 1.0∼3.0Kg/T-S의 범위내에서 투입하여 탑슬래그를 조제하는 단계; 및 용강을 진공조내에서 진공도 5mbar이하에서 15분이상 진공 탈가스하면서 175∼275N ℓ/min의 범위로 강교반하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고청정강의 제조방법.
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