KR100224637B1 - Deoxidation agent for al-deoxidation steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제강공정중에서 전로 출강중 용강에 존재하는 산소를 제거 할 때 사용되는 탈산제로 용강탈산으로 고융점의 탈산 생성물을 저융점의 개재물로 제어함으로써 용강의 청정도를 향상시키는 것이다.The present invention improves the cleanliness of molten steel by controlling the deoxidation product of high melting point with the inclusion of low melting point with molten steel deoxidation as a deoxidizer used when removing oxygen present in molten steel during the steelmaking process during the steelmaking process.
본 발명의 알루미늄 탈산강의 청정강 제조용 탈산제는 선로 출강시 용강을 탈산하는 처리재에서 고청정강을 제조할 목적으로, 알루미늄 : 14-32wt %, 레이들 슬래그 : 68-86 wt %가 혼합된 용강 탈산제를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조법이다.Deoxidizer for manufacturing clean steel of aluminum deoxidized steel of the present invention, for the purpose of manufacturing high-clean steel from the treated material to deoxidize molten steel at the time of the line, aluminum: 14-32wt%, ladle slag: 68-86wt% mixed molten steel It is a manufacturing method characterized by using a deoxidizer.
Description
제1도는 용강 탈산제 제조개략도.1 is a schematic diagram of molten steel deoxidizer production.
제2도는 본 발명과 종래 발명재 전산소농도 변화 그래프이다.2 is a graph showing changes in oxygen concentration of the present invention and the conventional invention.
[발명의 이용분야][Use of invention]
본 발명은 제강공정중에서 전로 출강중 용강에 존재하는 산소를 제거할 때 사용되는 탈산제로 용강탈산으로 고융점의 탈산 생성물을 저융점의 개재물로 제어함으로써 용강의 청정도를 향샹시키는 것이다.The present invention improves the cleanliness of molten steel by controlling the deoxidation product of high melting point with the inclusion of low melting point with molten steel deoxidation as the deoxidizer used when removing oxygen present in molten steel during the steelmaking process during the steelmaking process.
[종래의 공지기술][Prior known technology]
용강중에 용해되어 있는 산소(이하 용존산소라 칭함)는 제강 공정에서 산소가스 또는 슬래그에 의해 일정량 수준으로 용해된다.Oxygen dissolved in molten steel (hereinafter referred to as dissolved oxygen) is dissolved to a certain level by oxygen gas or slag in the steelmaking process.
이때 용존산소의 농도는 용강온도 및 성분에 따라 달라지게 되는데, 이론적으로는 용강온도가 1550도 이상일 경우 약 2000ppm 까지 용해될 수 있다.At this time, the concentration of dissolved oxygen depends on the molten steel temperature and the component, in theory, can be dissolved up to about 2000ppm when the molten steel temperature is more than 1550 degrees.
이와 같은 산소는 용강의 응고 과정에서 일정량 이하로 감소시키는 탈산작업이 필요하다.Such oxygen needs to be deoxidized to reduce below a certain amount in the solidification process of molten steel.
전로→2차정련→연속주조로 이어지는 일관 제철공정에서, 전로에서는 약 800 ppm의 산소가 용해되어 있으므로, 전로 출강중에 생산제품의 물성치에 따라 규소합금철 및 알루미늄과 같은 탈산제를 이용하여 용강을 탈산시키고 있으며, 연속주조전까지는 2-3ppm의 용존산소가 존재하게 된다.In the integrated steelmaking process from converter to secondary refining to continuous casting, about 800 ppm of oxygen is dissolved in converter, so deoxidation of molten steel using deoxidizers such as silicon alloy iron and aluminum depending on the product properties Until the continuous casting, 2-3ppm of dissolved oxygen is present.
이에 따라 용강중에는 필연적으로 탈산생성물이 존재하게 되고, 이러한 개재물이 용강중에 계속 잔존할 경우에는 연속주조 조업이 곤란할 뿐만 아니라 최종 제품에서 슬리버와 같은 표면결함이 발생하게 되므로 2차 정련 처리중에 탈산생성물을 제거하기 위한 많은 정련기술이 공개된 실정이다.Accordingly, deoxidation products are inevitably present in molten steel, and if these inclusions remain in molten steel, continuous casting operation is difficult and surface defects such as slivers occur in the final product. Many refining techniques for removal have been disclosed.
탈산생성물을 제거하여 용강의 청정도를 향상시키기 위한 공지기술을 정리하면 다음과 같다. 첫째로 부상된 개재물의 흡수능이 우수하면서 용강의 재산화를 방지해야 하며, 둘째로 개재물의 부상분리를 향상시켜야 하며, 셋째로 용강중 미소 개재물의 상호충돌을 증가시켜 응집 조대화를 촉진시켜야 하는 것으로 알려져 있다.The known techniques for improving the cleanliness of molten steel by removing deoxidation products are as follows. First, it is known that the absorption of molten steel is excellent and the reoxidation of molten steel should be prevented. Second, the separation of flotation of the molten steel should be improved. Third, the collision of coarse particles in the molten steel should be increased to promote cohesion cohesion. have.
이중에서 개재물의 부상분리를 향상시키는 기술로는 일반적으로 교반 가스 유량을 증가시켜, 슬래그와 접촉기회를 증가시킴으로써 슬래그의 개재물 흡수율을 증가시키는 방법이 사용되고 있다.As a technique for improving the flotation separation of inclusions, a method of increasing the absorption rate of slag inclusions is generally used by increasing the flow rate of the stirring gas and increasing the slag and the contact opportunity.
용강중 미소 개재물의 상호충돌을 증가시켜 응집 조대화를 촉진시키는 기술로는 칼슘산화물, 형석 및 합성 슬래그와 같은 플럭스를 용강에 취입하는 방법이 있다. 또한, 고융점의 탈산생성물을 저융점의 개재물로 제어하기 위해 칼슘-실리콘, 철-칼슘 성분으로 구성된 와이어를 투입하는 방법이 공개되어 있다.As a technique for increasing cohesion of coarse particles in molten steel to promote coagulation coarsening, fluxes such as calcium oxide, fluorspar and synthetic slag are blown into molten steel. In addition, a method of injecting a wire composed of calcium-silicon and iron-calcium components is disclosed to control deoxidation products having a high melting point to inclusions having a low melting point.
그러나 교반가스 유량이 높을 경우, 용강이 공기에 노출되는 나탕이 발생하게 되고, 이로 인해 용강중의 용해 알루미늄이 공기중의 산소와 반응하여 용강이 재산화됨으로써 용강의 청정도는 더욱 열악해지므로 교반가스 유량을 증가시키는 방법에는 한계가 있다.However, when the flow rate of the stirring gas is high, molten steel exposed to the air is generated, which causes molten steel to react with oxygen in the air, thereby regenerating the molten steel, resulting in worse cleanliness of the molten steel. There is a limit to how to increase.
또한 칼슘산화물, 형석 및 합성슬래그와 같은 플럭스를 취입하는 경우, 플럭스가 개재물 제어에 기여하는 효율이 매우 낮을 뿐만 아니라, 미반응된 플럭스가 취입된 기포와 함께 대기로 방출됨에 따라 조업 환경에도 많은 문제가 있다. 또한 플럭스 취입시 용강 온도가 저하하게 되므로, 전로 출강시 용강 온도를 높게 하거나, 플럭스 취입 후 용강을 재승온함으로써 조업 부하 및 복련과 같은 품질불안을 발생시키는 문제가 있다.In addition, when injecting fluxes such as calcium oxide, fluorspar and synthetic slag, not only the efficiency of flux contributes to the inclusion control is very low, but also many problems in the operating environment as unreacted flux is released to the atmosphere together with the blown bubbles. There is. In addition, since the molten steel temperature is lowered at the time of flux injection, the molten steel temperature is increased when the converter is pulled out, or the molten steel is re-heated after the flux blowing.
그외 와이어 처리는 용강 탈산 후 탈산생성물이 용강중에 균일하게 분포된 후 투입됨으로써, 개재물과 충돌될 확률이 감소하는 현상이 발생하게 되므로, 개재물의 형상제어 효율이 낮게 된다.In addition, since the wire treatment is introduced after the deoxidation product is uniformly distributed in the molten steel after deoxidation of the molten steel, the probability of collision with the inclusions is reduced, thereby reducing the shape control efficiency of the inclusions.
이는 플럭스 투입방법에서도 같은 문제점을 안고 있는 실정이다. 그리고 와이어의 주성분인 칼슘은 고온에서 증기압이 매우 높으므로 증발하는 단점이 있다.This situation has the same problem in the flux input method. In addition, calcium, which is a main component of the wire, has a disadvantage of evaporating because the vapor pressure is very high at a high temperature.
그리고 개재물의 흡수능을 향상시키기 위해 많은 슬래그 제어기술이 공개되어 있으나, 실공정에서는 전로 유출 슬래그량에 의해 레이들 슬래그 조성이 큰 폭으로 변동되므로 적정 조성 제어율이 매우 낮은 실정이다.In addition, many slag control techniques have been disclosed to improve the absorption of inclusions. However, in the actual process, since the ladle slag composition varies greatly by the amount of converter outflow slag, the proper composition control rate is very low.
[발명의 목적][Purpose of invention]
본 발명은 제강공정에서 전로 출강중에 용강을 탈산할 때, 레이들 슬래그와 알루미늄이 혼합된 탈산제를 투입하여, 탈산생성물의 생성 위치에서 저융점의 개재물로 제어함으로써 용강의 청정도를 향상시키는 데 목적이 있다.The present invention is to improve the cleanliness of molten steel by deoxidizing the ladle slag and aluminum when deoxidizing the molten steel during the tapping of the converter in the steelmaking process, by controlling the inclusion of the low melting point at the production position of the deoxidation product. have.
[발명의 구성 및 작용][Configuration and Function of Invention]
본 발명에 사용된 용강탈산제는 알루미늄과 제강공정에서 발생되는 레이들 슬래그로 구성되어 있다. 알루미늄은 용강탈산에 사용되며, 레이들 슬래그는 알루미늄의 탈산결과로 발생되는 탈산생성물를 저융점의 개재물로 변환시키고, 탈산생성물을 구상화 및 조대화시켜 용강의 청정도를 확보하기 위한 것이다.Molten steel deoxidizer used in the present invention is composed of ladle slag generated in aluminum and steelmaking process. Aluminum is used for molten steel deoxidation, and ladle slag is used to convert deoxidation products generated as a result of deoxidation of aluminum into low melting point inclusions and to shape and coarsen deoxidation products to secure cleanliness of molten steel.
1300-1350도의 용해 온도를 갖는 레이들 슬래그의 화학 조성은 아래 표 1과 같으며, 이는 제강공정에서 탈산생성물의 흡수능을 향상시키기 위해 슬래그 조성이 제어된 것으로 본 발명에서 사용될 경우 동일한 효과를 얻을 수 있다.The chemical composition of the ladle slag having a dissolution temperature of 1300-1350 degrees is shown in Table 1 below, and the slag composition is controlled to improve the absorption capacity of the deoxidation product in the steelmaking process, and the same effect can be obtained when used in the present invention. have.
[표 1. 이들 슬래그의 화학조성(단위 : 중량 %)][Table 1. Chemical composition of these slag (unit: weight%)]
용강탈산제의 제조법으로는 레이들 슬래그를 1400도에서, 알루미늄은 800도에서 용해시키고, 제1도에서와 같이 몰드(1)에 용해 알루미늄(2)을 먼저 주입한 후 용해 알루미늄(2) 상부에 용해 레이들 슬래그(3)를 주입한다. 이때 용해 알루미늄(2)은 몰드(1)에 주입 후 반응고 상태로 존재하고 있으므로, 1400도의 온도를 갖는 용융 레이들 슬래그(3)가 주입될 경우, 알루미늄(2)과 레이들 슬래그(3) 계면에서 화학반응 결과로 단단하게 결합된다.In the manufacturing method of molten deoxidizer, ladle slag is melted at 1400 degrees and aluminum at 800 degrees, and molten aluminum (2) is first injected into the mold (1) as shown in FIG. Dissolve ladle slag 3 is injected. At this time, since the molten aluminum 2 is present in a solid state after the injection into the mold 1, when the molten ladle slag 3 having a temperature of 1400 degrees is injected, the aluminum 2 and the ladle slag 3 are injected. It bonds tightly as a result of chemical reactions at the interface.
그러나 알루미늄과 레이들 슬래그는 2단으로 분리되어 있어서, 냉각 및 이송과렁에서 레이들 슬래그가 파손될 수 있으므로 이를 방지하기 위한 방법이 검토되어야 한다. 따라서 본 발명에서는 바닥부에 있는 알루미늄을 상부로 전환한 후 불활성 분위기에서 800도로 재용해시켜 레이들 슬래그를 보호하는 효과를 얻을 수 있었다.However, aluminum and ladle slag are divided into two stages, so ladle slag may be damaged in cooling and conveying rungs. Therefore, in the present invention, it was possible to obtain the effect of protecting the ladle slag by re-dissolving the aluminum at the bottom to the top and then re-dissolved in an inert atmosphere at 800 degrees.
그리고 재용해중 레이들 슬래그는 알루미늄과의 비중차이와 용해 알루미늄이 레이들 슬래그의 바닥부로 이동함에 따라 용강 탈산제의 중앙에 위치하게 되었다.During remelting, the ladle slag was positioned at the center of the molten steel deoxidizer as the specific gravity difference with aluminum and the molten aluminum moved to the bottom of the ladle slag.
레이들 슬래그를 이용한 용강탈산제의 알루미늄 사용비는 칼슘산화물과 알루미나간의 반응생성물에 따라서, 물질수치로 계산될 수 있다.The aluminum usage ratio of the molten deoxidizer using ladle slag can be calculated as the material value according to the reaction product between calcium oxide and alumina.
알루미늄 탈산강의 경우, 알루미늄의 반응평형은 2[Al]+3[O]=(Al2O3)와 같으며 이의 결과로 알루미나는 칼슘산화물과 반응하여 CaO·6Al2O3, CaO·2Al2O3, CaO ·Al2O3, 12CaO·7Al2O3, 3CaO·Al2O3를 형성하게 된다.In the case of aluminum deoxidized steel, the reaction equilibrium of aluminum is equal to 2 [Al] +3 [O] = (Al 2 O 3 ). As a result, alumina reacts with calcium oxide, resulting in CaO · 6Al 2 O 3 , CaO · 2Al 2 O 3 , CaOAl 2 O 3 , 12CaO 7Al 2 O 3 , 3CaOAl 2 O 3 are formed.
그러나, CaO·6Al2O3, CaO·2Al2O3의 경우 알루미나 흡수능이 매우 미약하므로 물질수치 계산에서 제외될 수 있다.However, in case of CaO 6 Al 2 O 3 , CaO 2 Al 2 O 3 , the alumina absorption capacity is very weak and can be excluded from the calculation of material values.
따라서 CaO·Al2O3, 12CaO·7Al2O3, 3CaO·Al2O3의 형성반응과 레이들 슬래그 중 칼슘산화물의 농도를 고려하여 계산한 결과, 알루미늄은 14-32wt %, 레이들 슬래그는 68-86wt %의 혼합조직을 얻을 수 있다.Therefore, as a result of considering the formation reaction of CaO · Al 2 O 3 , 12CaO · 7Al 2 O 3 , 3CaO · Al 2 O 3 and the concentration of calcium oxide in ladle slag, it is 14-32wt% aluminum and ladle slag The mixed structure of 68-86wt% can be obtained.
이때, 알루미늄의 혼합비가 14 퍼센트 이하일 경우 용강 탈산을 위해 상대적으로 많은 양의 알루미늄이 소비되어야 하며, 이에 따라 탈산제로서의 사용이 부적합하고, 알루미늄의 혼합비가 32 퍼센트를 초과할 경우 CaO·6Al2O3, CaO·2Al2O3를 형성하므로, 이는 고융점의 개재물로 용강내에서 액체 상태를 기대할 수 없으므로 개재물과의 결합율이 낮아 개재물 조대효과를 이용한 개개물 제거를 기대할 수 없다. 따라서 이러한 조성의 탈산제는 알루미늄 단독 탈산과 동일한 거동을 하게 될 것이다.At this time, when the mixing ratio of aluminum is less than 14 percent, a relatively large amount of aluminum must be consumed for the deoxidation of molten steel. Therefore, it is inappropriate to use as a deoxidizer, and when the mixing ratio of aluminum exceeds 32 percent, CaO.6Al 2 O 3 , CaO · 2Al 2 O 3 is formed, which is a high melting point inclusion, so the liquid state cannot be expected in molten steel, so the binding ratio with inclusions is low, and individual removal cannot be expected using the inclusion coarse effect. The deoxidizer of this composition will therefore behave the same as aluminum deoxidation alone.
이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
[실시예]EXAMPLE
본 발명의 효과를 확인하기 위해 30 킬로그램급 유도용해로에서 저탄소강 주편 20 킬로그램 및 레이들 슬래그 1킬로그램을 용해하여, 용강탈산 후 처리시간에 따른 전산소농도의 변화 및 처리시간 10분 후 개재물의 분율을 조사하였다. 이때 탈산제량은 용존산소를 기준으로 알루미늄 투입량을 계산하여 동일한 알루미늄량이 투입되도록 설정하였으며, 실험에서의 탈산제량은 종래 발명재에서 200그램, 본 발명재는 2가지 종류로 구분하여 14 퍼센트 알루미늄을 갖는 탈산제의 경우 700그램을, 32퍼센트 알루미늄을 갖는 탈산제의 경우 312그램을 투입하였다.In order to confirm the effect of the present invention, 20 kilograms of low carbon steel slag and 1 kilogram of ladle slag were dissolved in a 30 kilogram-grade induction furnace. Was investigated. At this time, the amount of deoxidizer was set to calculate the same amount of aluminum based on the dissolved oxygen, and the amount of deoxidizer in the experiment was 200 grams from the conventional invention, and the present invention was classified into two types of deoxidizers having 14 percent aluminum. 700 grams for the case and 312 grams for the deoxidizer with 32 percent aluminum.
제2도는 본 발명재와 종래 발명재에서 처리시간에 따른 전산소 농도의 변화를 나타낸 것으로, 본 발명재가 종래 발명재에 비해 전산소농도가 더 낮게 나타나고 있음을 알 수 있다. 또한 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명재가 종래 발명재에 비해 처리 시간에 따른 개재물의 분율이 더 낮으므로, 청정강 제조에는 본 발명재가 더 우수함을 알 수 있다. 그러나 본 발명 3의 경우, 개재물과 레이들간에 고융점의 개재물이 형성되어 알루미늄 단독 탈산과 같은 개재물 수준을 나타내고 있다.Figure 2 shows the change in the total oxygen concentration according to the treatment time in the present invention and the conventional invention, it can be seen that the present invention is lower than the prior oxygen concentration. In addition, as shown in Table 2, since the present invention has a lower fraction of inclusions according to the treatment time than the conventional invention, it can be seen that the present invention is superior to clean steel. However, in the case of the present invention 3, a high melting point inclusion is formed between the inclusion and the ladle, thereby indicating the inclusion level such as aluminum alone deoxidation.
[표 2 본 발명과 종래 발명의 개재물 분율비교]Table 2 Comparison of Inclusion Fractions of the Invention and the Invention
[발명의 효과][Effects of the Invention]
전로 출강 중 용강을 탈산처리하는 처리재의 청정도가 향상되며, 이로 인해 냉연재의 결함율을 저감시킬 수 있다.The cleanliness of the treated material which deoxidizes the molten steel during the tapping of the converter is improved, thereby reducing the defect rate of the cold rolled material.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100350066B1 (en) * | 1997-11-28 | 2002-11-18 | 주식회사 포스코 | High efficiency slag deoxidizing agent with less molten steel deoxidation |
-
1995
- 1995-11-30 KR KR1019950045962A patent/KR100224637B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100350066B1 (en) * | 1997-11-28 | 2002-11-18 | 주식회사 포스코 | High efficiency slag deoxidizing agent with less molten steel deoxidation |
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|---|---|
| KR970027322A (en) | 1997-06-24 |
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