KR100226932B1 - Refining flux manufacturing method of al-killed molten metal using ladle slag - Google Patents
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Abstract
본 발명은 알루미늄 탈산용강의 정련에 사용되는 플럭스의 제조방법에 관한 것이며, 그 목적은 폐자재를 사용하면서도 비금속 개재물 흡수능이 우수한 알루미늄 탈산용강 플럭스를 제공함에 있다.The present invention relates to a method for producing a flux used for refining aluminum deoxidation steel, and an object thereof is to provide an aluminum deoxidation steel flux that is excellent in absorbing nonmetallic inclusions while using waste materials.
본 발명은 알루미늄 탈산 알루미늄 탈산 용강정련용 플럭스의 제조방법에 있어서, 래들 슬래그 100중량부에 석회석 분말 20-40중량부를 혼합하고, 이 혼합물을 펠릿(pallet)또는 브리킷(briquett)으로 성형하는 래들 슬래그를 이용한 알루미늄 탈산 용강 정련용 플럭스의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.The present invention relates to a method for producing an aluminum deoxidation aluminum deoxidation molten steel refining flux, wherein a ladle slag is mixed with 20-40 parts by weight of limestone powder to 100 parts by weight of a ladle slag, and the mixture is formed into a pellet or briquett. The summary relates to a method for producing an aluminum deoxidation molten steel refining flux using slag.
Description
제1도는 적정 슬래그 조성을 설명하기 위한 CaO-SiO2-Al2O3상태도1 is a CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 state diagram for explaining the proper slag composition
본 발명은 알루미늄 탈산강의 제강공정에서 용강 정련시 사용되는 플럭스의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 래들 슬래그를 첨가하면서도 비금속 개재물 흡수능이 우수한 알루미늄 탈산용강 플럭스의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing flux used for refining molten steel in a steelmaking process of aluminum deoxidized steel, and more particularly, to a method for producing aluminum deoxidized steel flux having excellent non-metallic inclusion absorption while adding ladle slag.
고로에서 생산된 용선은 철광석 환원과정중 탄소, 인, 황, 실리콘(Si), 망간등을 약 5-6% 함유하게 된다. 제강공정의 전로에서는 용선중의 불순물인 탄소, 인, 실리콘 등을 순산소로 산화시켜 정련한 후 용강중 잔존하는 산소를 알루미늄 등을 사용하여 탈산시키고, 제품의 특성상 요구되는 기계적 성질을 맞추기 위해 각종 합금철, 부원료등을 출강중 투입한다.The molten iron produced in the blast furnace will contain about 5-6% of carbon, phosphorus, sulfur, silicon (Si) and manganese during the iron ore reduction process. In the converter of the steelmaking process, carbon, phosphorus and silicon, which are impurities in the molten iron, are oxidized and refined with pure oxygen, and oxygen remaining in the molten steel is deoxidized using aluminum, and various alloys are used to meet the mechanical properties required by the characteristics of the product. Iron and raw materials are put in during the class.
정련과정에서 용선중의 실리콘은 산소와 반응하여 노내 온도 상승을 위한 주요 열원으로 작용하며, 그 반응물은 산화물(SiO2) 이 되어 슬래그(이하 '전로슬래그'라 함)가 된다. 이 산화물은 산성의 특성을 가지고 있으므로 불순물 중 특히 인을 제거하기 위하여 생석회를 투입하여 슬래그중에 염기도(CaO/SiO2의 비율)를 약 3-4으로 유지하는 것이 필요하다. 또한, 마그네시아 -카본(MgO-C)연와로 구성된 전로내화물의 화학적인 침식을 감소시키기 위하여 슬래그중 마그네시아(MgO)의 농도를 포화농도까지 유지하기 위하여 백운석 및 경소백운석 등을 투입하게 된다. 투입된 부원료와 용선중의 불순물이 산소와 반응하여 생성된 산화물은 역시 전로슬래그가 되며, 취련이 완료된 상태에서 발생되는 총 전로 슬래그 양은 용강 1톤당 약 100킬로그램(100㎏)정도가 된다. 대표적인 전로 슬래그의 화학성분은 하기표 1과 같다.During the refining process, the silicon in the molten iron reacts with oxygen to act as a major heat source for raising the temperature in the furnace, and the reactant becomes an oxide (SiO 2 ) to become slag (hereinafter referred to as converter slag). Since this oxide has an acidic property, it is necessary to add quicklime to remove phosphorus, especially phosphorus, to maintain basicity (a ratio of CaO / SiO 2 ) at about 3-4 in slag. In addition, dolomite and light dolomite are added to maintain the concentration of magnesia (MgO) in the slag to saturation in order to reduce chemical erosion of the converter refractory composed of magnesia-carbon (MgO-C) lead. Oxide produced by the input of raw materials and impurities in the molten iron reacts with oxygen, and the converter slag is also about 100 kilograms (100 kg) per tonne of molten steel. Representative converter slag chemical composition is shown in Table 1 below.
전로 취련후 발생된 전로 슬래그는 출강작업시 용강과 함께 레들(ladle)로 유출되면 용강의 재산화 및 주조중 주편으로 혼입되어 결함의 주요한 요인이 되고 있다. 전로에서 레들로 유출된 슬래그는 용강을 오염시켜 청정도를 저하시키는 주요인이 되고 있으므로 출강중 생석회 형석등을 투입하게 된다. 이는 전로 슬래그중 저급의 산화물인 FeO, MnO 등의 농도를 희석시키며 염기도를 증가시켜 전로 슬래그중의 인이 다시 용강중으로 복린되는 것을 방지하기 위함이다.The converter slag generated after the converter is discharged to the ladle together with molten steel during tapping work is mixed with cast steel during reoxidation and casting of molten steel, which is a major cause of defects. The slag leaked from the converter into the ladle polluted the molten steel, which is the main cause of deterioration of cleanliness. This is to prevent the phosphorus in the converter slag back to molten steel by diluting the concentration of FeO, MnO, etc., which are the lower oxides in the converter slag, and increasing the basicity.
한편, 레들에 수강된 용강은 청정성을 향상시키기 위하여 용강의 용존산소가 충분히 낮도록 탈산처리를 하여야 하며, 용강중의 전산소량을 극도로 낮추어야 한다. 이와같은 레들의 노외정련 과정에서 레들내에 다시 슬래그가 형성(이하, '레들 슬래그'라 함)되는데, 이러한 레들 슬래그의 대표적인 화학조성을 하기표 1과 같다.On the other hand, the molten steel received on the ladle should be deoxidized to sufficiently lower the dissolved oxygen of the molten steel in order to improve cleanliness, and the amount of oxygen in the molten steel should be extremely low. Slag is formed again within the ladle in the ladle refining process of the ladle (hereinafter referred to as 'ladle slag'), the typical chemical composition of such ladle slag is shown in Table 1 below.
상기 레들 슬래그 역시 전로 슬래그와 마찬가지로 슬래그중에 비금속 개재물이 주편으로 혼입되어 결함의 요인으로 되지 않도록 하려면 슬래그가 비금속 개재물의 포집능이 우수하도록 슬래그의 융점이 낮고 산소포텐샬이 낮으며, 또한 제거하고자 하는 개재물의 활동도가 낮은 쪽으로 슬래그가 조성되어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 슬래그의 조성은 제 1 도에 도시된 CaO-SiO2-Al2O3계 상태도로 설명하면, 각 화합물의 공정점 부근이 된다. 예를 들면, 알루미늄 탈산강의 경우 슬래그의 염기도(CaO/SiO2의 비)가 4이상이면서 Al2O3가 약 35%인 슬래그 조성이 유리하다. 이러한 슬래그 조성은 SiO2및Al2O3의 활동도는 낮고 CaO의 활동도는 큰 영역으로서 비금속 개재물의 흡수 효과가 큰 영역이다.Like the converter slag, the slag has a low melting point, low oxygen potential, and also removes inclusions to be removed so that the non-metallic inclusions in the slag do not become a cause of defects as the slag is mixed with the slag. Slag should be formed towards lower activity. The composition of the slag that satisfies these conditions is described as the CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 system state diagram shown in FIG. For example, in the case of aluminum deoxidized steel, a slag composition having a slag basicity (ratio of CaO / SiO 2 ) of 4 or more and Al 2 O 3 of about 35% is advantageous. This slag composition is a region where the activity of SiO 2 and Al 2 O 3 is low and the activity of CaO is large, and the absorption effect of nonmetallic inclusions is large.
이와같이 개재물 흡수능이 큰 영역을 갖도록 하기 위해서는 슬래그내의 개재물을 저융점화하여 개재물의 융점을 낮출 필요가 았는데, 이를 위해 슬래그내에 플럭스를 투여한다. 즉, 저융점의 개재물 포집능이 높은 플럭스를 투입하면 용강의 청정도를 향상시킬 수 있다. 종래에는 이러한 플럭스로서, 예를 들면 실리콘 탈산강의 경우 A-플럭스를, 알루미늄 탈산강의 경우 B-플럭스를 주로 사용하며, 이들 플럭스의 조성은 하기표 2와 같다.Thus, in order to have a region having a large absorbency of the inclusions, it was necessary to lower the melting point of the inclusions by lowering the inclusions in the slag, and for this purpose, a flux was administered in the slag. That is, when the flux having a high melting point trapping ability of inclusions is added, the cleanliness of molten steel can be improved. Conventionally, as such flux, for example, A-flux for silicon deoxidized steel and B-flux for aluminum deoxidized steel are mainly used, and the composition of these fluxes is shown in Table 2 below.
그러나, 상기한 종래의 플럭스는 그 제조방법이 복잡할 뿐만 아니라 그 가격이 높은 단점이 있다. 즉, 종래에는 상기 플럭스를 제조하기 위하여 원료를 용해하여 제작하기 때문에 가격이 매우 높을 뿐만 아니라 원료자체의 처리과정이 추가로 필요하게 되는등 복잡한 제조공정을 거치는 단점이 있다.However, the above-described conventional flux has a disadvantage that the manufacturing method is complicated and its price is high. That is, in the related art, since the raw materials are melted and manufactured to manufacture the flux, the cost is very high and the processing of the raw material itself is additionally required.
이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 래드 슬래그 및 제들 벽체등과 같은 폐자원을 활용하므로서 저렴하고도 용강중의 개재물 포집능이 우수한 정련용 플럭스의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-described problems, and to provide a method for manufacturing a flux for refining flux which is inexpensive and has excellent capturing of inclusions in molten steel by utilizing waste resources such as a slag slag and a wall of zedel. The purpose is.
이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.
본 발명은 알루미늄 탈산 용강 정련용 플럭스의 제조방법에 있어서, 래들 슬래그 100중량부에 석회석 분말 20-40중량부, 알루미나 함유 래들 벽체 분말 8-20중량부 및 결합제 4-6중량부를 혼합하고, 이 혼합물을 펠릿(pallet)또는 브리킷(briquett)으로 성형하는 래들 슬래그를 이용한 알루미늄 탈산 용강 정련용 플럭스의 제조방법에 관한 것이다.In the method for producing a flux for aluminum deoxidation molten steel refining, 20-40 parts by weight of limestone powder, 8-20 parts by weight of alumina-containing ladle wall powder and 4-6 parts by weight of a binder are mixed with 100 parts by weight of the ladle slag. A method for producing an aluminum deoxidation molten steel refining flux using a ladle slag for molding a mixture into pellets or briquetts.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명의 플럭스는 알루미늄 탈상강의 정련에 적합하다.The flux of the present invention is suitable for refining aluminum dephase steel.
본 발명에 따른 플럭스는 종래의 B 플럭스와는 달리, 제 1 도에 도시된 바와같이, 슬래그의 조성을, AlO: 30-38%, CaO : 60-70%, SiO : 10%이하로 조성되도록 하여 보다 우수한 개재물 포집능을 갖는다.The flux according to the present invention, unlike the conventional B flux, as shown in Figure 1, so that the composition of the slag, such as AlO: 30-38%, CaO: 60-70%, SiO: 10% or less Has better inclusion trapping ability.
또한, 본 발명의 플럭스는 순수 원료대신 노외정련시 발생되는 레들 슬래그 및 폐처리되는 레들 벽체등을 활용함에 특징이 있다.In addition, the flux of the present invention is characterized by utilizing the ladle slag generated during the out-of-furnace refining instead of the pure raw material and the ladle wall to be treated.
본 발명에서 사용되는 레들 슬래그는 종래의 B 플럭스와 유사한 조성을 갖기 때문에 플럭스로서의 역할이 충분하다. 본 발명에 적합한 레들슬래그는 통상 파우더 인젝션(powder injection)처리된 후 배재된 레들 슬래그로서 통상 분말 형태를 갖는다.Since the ladle slag used in the present invention has a composition similar to that of the conventional B flux, the role as a flux is sufficient. Ladle slags suitable for the present invention are usually in powder form as excreted ladle slags after powder injection.
또한, 본 발명의 플럭스에 첨가되는 석회석(CaCO) 는 주원료인 레들슬래그 100중량부에 20-40중량부의 분말형태로 첨가됨이 바람직한데, 첨가된 석회석은 CaO 의 성분조정 및 투입시 CaCO→CaO + CO 와 같은 해리 반응에 의해 이산화탄소 기포반응을 일으켜 슬래그 중에 잘 섞이게 하므로서, 용강중의 개재물 포집능을 더욱 향상시킨다.In addition, the limestone (CaCO) added to the flux of the present invention is preferably added in the form of powder 20-40 parts by weight to 100 parts of ladle slag as the main raw material, the added limestone is CaCO → CaO during the adjustment and addition of CaO The carbon dioxide bubble reaction is caused by the dissociation reaction such as + CO to mix well in the slag, further improving the capturing ability of inclusions in the molten steel.
또한, 본 발명의 플럭스에 첨가되는 레들 벽체는 슬래그의 조성중 AlO의 함량을 조정하기 위해 첨가되며, 그 량은 레들슬래그 100중량부에 대하여 8-20중량부가 적당하다. 이때, 레들벽체는 레들 수리시 폐기된 것을 활용하며, 파쇄하여 분말형태로 첨가됨이 바람직하다.In addition, the ladle wall added to the flux of the present invention is added to adjust the content of AlO in the composition of the slag, the amount is suitable 8 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of ladle slag. At this time, the ladle wall is preferably used to discard the ladle repair, crushed and added to the powder form.
상기 레들 슬래그의 대표적인 조성은 상기 표 1에, 석회석 및 레들 벽체의 대표적인 조성은 하기표 3에 나타내었다.Representative compositions of ladle slag are shown in Table 1 above, and representative compositions of limestone and ladle walls are shown in Table 3 below.
한편, 본 발명에서는 상기와 같이 조성되는 플럭스 분말들은 결합제와 균일하게 혼합한 다음, 사용하기에 편리하고 개재물 포집능의 향상을 위해 펠릿(pallet)또는 브리킷(briquett)으로 성형한다. 이때, 사용되는 결합제는 통상 상기 레들 슬래그 100중량부에 4-6중량% 정도 혼합하면 충분히 고형화가 가능하다.Meanwhile, in the present invention, the flux powders prepared as described above are uniformly mixed with a binder, and then molded into pellets or briquetts for convenience of use and improvement of inclusion trapping ability. In this case, the binder used is usually solidified by mixing about 4-6% by weight to 100 parts by weight of the ladle slag.
이와같이 제조된 본 발명의 혼합플럭스는 CaO/AlO비가 약 1.11-1.46정도로 종래의 B 플럭스와 유사하나 SiO 및 MgO함유량이 높고 염기도는 약 8정도 유지하여 우수한 개재물 흡수능을 나타내며, 출강중 레들, 탈가스 설비의 진공조 또는 턴디쉬등에 투입되면 용강정련에 매우 적합하게 사용될 수 있다.The mixed flux of the present invention prepared as described above has a CaO / AlO ratio of about 1.11-1.46, which is similar to the conventional B flux, but shows high SiO and MgO content and maintains basicity of about 8, showing excellent inclusion absorption ability. If it is put into the vacuum chamber or tundish of the equipment, it can be used very well for molten steel refining.
이하, 본 발명의 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described in detail.
[실시예]EXAMPLE
하기표 4와 같은 조성을 갖도록 혼합한 플럭스를 흑연도가니를 이용하여 용해한 다음, 각각의 플럭스의 유동특성을 측정하고 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.The flux mixed to have a composition as shown in Table 4 was dissolved using a graphite crucible, and then the flow characteristics of each flux were measured and the results are shown in Table 4 below.
상기 유동특성은 히팅마이크로스코프(heating microscope)를 이용하여 가열하면서 British Standard 1016에 의해 용융플럭스의 연화점, 용융점 및 유동점으로 평가하였는데, 시험시료 높이의 스케일(scale)을 6으로 볼때, 연화점은 시료 상부가 용융하여 둥글게 되는 온도로, 용융점은 시료 높이가 스케일 4가 되는 온도 (2/3붕괴시점)로, 그리고 유동점은 시료높이가 스케일 1 1/3이 되는 온도로 평가하였다. 구체적으로 상기 시료는 직경 3mm, 높이 3mm인 원기둥 형태의 것이었다.The flow characteristics were evaluated as the softening point, melting point and pour point of the melt flux by British Standard 1016 while heating using a heating microscope. When the scale of the test sample height is 6, the softening point is the top of the sample. The melting point was evaluated as the temperature at which the sample height became the scale 4 (2/3 collapse point), and the pour point was the temperature at which the sample height became the scale 1 1/3. Specifically, the sample was in the form of a cylinder having a diameter of 3 mm and a height of 3 mm.
상기 표 4에 나타난 바와같이, 본 발명예 및 비교예으 플럭스는 거의 동일한 유동특성을 보인 반면, 종래예의 플럭스에 비해서는 모두 약 100℃정도 낮은 저융점을 형성함을 알 수 있다.As shown in Table 4, while the flux of the present invention and the comparative example showed almost the same flow characteristics, compared to the flux of the conventional example it can be seen that all forms a low melting point of about 100 ℃ lower.
한편, 종래예, 비교예 및 발명예에 따른 플럭스의 개재물 흡수능력을 알아보기 위해 알루미나 도가니에 각각의 플럭스를 약 30g씩 넣고 1500℃에서 약 1시간 유지한 후 급냉시키고, 용융전후의 성분을 분석하고 그 결과를 각각 하기표 5 및 6 에 나타내었다.On the other hand, in order to determine the absorption capacity of the inclusions of the flux according to the conventional examples, comparative examples and invention examples, each of the flux into the alumina crucible was put about 30g each, maintained at 1500 ℃ for about 1 hour and then quenched, and analyzed the components before and after melting The results are shown in Tables 5 and 6, respectively.
상기표 5는 각 플럭스의 용융전 혼합상태의 성분이며, 표 6은 용융후의 성분을 나타낸다. 하기표 5,6에서도 알 수 있듯이, 본 발명예의 플럭스가 비교예의 플럭스보다도 용융후의 알루미나의 농도증가가 높은 것을 볼때, 본 발명의 플럭스가 비교예의 플럭스보다도 개재물 흡수능이 우수함을 보이고 있다.Table 5 shows the components of the mixed state of each flux before melting, and Table 6 shows the components after melting. As can be seen from the following Tables 5 and 6, when the flux of the present invention has a higher concentration of alumina after melting than the flux of the comparative example, it is shown that the flux of the present invention is superior to the flux of the inclusions than the flux of the comparative example.
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