KR100363418B1 - Slag eruption prevention method of ferritic stainless steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용강을 정련로에서 출강할 때, 함께 출강되는 슬래그가 응고되면서 분진으로 형성되는 것을 방지하는 방법에 있어서, 슬래그를 고상화상태로 응고시키는 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steel which solidifies the slag in a solidified state in a method of preventing slag solidified together when the molten steel is pulled out from a refining furnace to solidify. There is a purpose.
본 발명에 따르면, 슬래그가 응고되면서 분진으로 형성되는 것을 방지하는 방법에 있어서, 용강 출강시에 슬래그 내에 실리콘을 첨가하는 단계와, 슬래그의 염기도를 제어하기 위해 회화왕겨를 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 실리콘을 첨가하는 단계에서는 슬래그 1 톤(Ton)당 20 ~ 40 킬로그램(Kg)의 실리콘을 첨가하여 슬래그를 탈산하여 슬래그 내에 산화도를 낮추고, 상기 회화왕겨를 첨가하는 단계에서는 이산화실리콘을 함유하고 입자가 0.1 ~ 5 밀리미터(mm) 이내인 회화왕겨를 용강에 첨가하여 슬래그의 염기도를 0.8∼1.4 이내로 유지하는 것을 특징으로 하는 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법이 제공된다.According to the present invention, a method for preventing slag from being formed into dust while solidifying, comprising the steps of adding silicon into the slag at the time of molten steel, and adding a calcined rice hull to control the basicity of the slag, In the step of adding the silicon, 20 to 40 kilograms (Kg) of silicon per ton of slag is added to deoxidize the slag to lower the degree of oxidation in the slag, and in the step of adding the chaff, it contains silicon dioxide. A method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steel is provided by adding an incinerated rice hull having a particle size within 0.1 to 5 millimeters (mm) to molten steel to maintain the slag basicity within 0.8 to 1.4.
Description
본 발명은 슬래그가 응고되면서 분진형태로 분화되는 것을 방지하는 분화방비방법에 관한 것이며, 특히, 슬래그가 응고하면서 상변태에 따른 부피변화의 차이를 줄임으로써, 슬래그의 분화를 방지하는 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a differentiation defense method for preventing the slag from being differentiated into a dust form while solidifying, in particular, slag differentiation of ferrite stainless steel to prevent the differentiation of slag by reducing the difference in volume change due to phase transformation while solidifying the slag It relates to a prevention method.
일반적으로, 오스테나이트 스테인레스강의 제조시에 에이오디(AOD : Argon Oxygen Decarburization)정련로에서 정련후 용강을 출강한다. 이 때, 용강의 상단에 형성된 슬래그(Slag)를 제거한다.In general, molten steel is removed after refining in an AOD (Argon Oxygen Decarburization) refining furnace in the manufacture of austenitic stainless steel. At this time, slag formed on the upper end of the molten steel is removed.
슬래그 제거시에, 슬래그는 1600℃이상의 고온에서 상온으로 냉각되면서 자연적으로 분진과 같은 형태로 분화된다.Upon slag removal, the slag naturally cools down to room temperature at high temperatures of 1600 ° C or above, and naturally differentiates into a dusty form.
도 1은 종래기술에 따른 액상의 슬래그가 응고되면서 진행하는 상변태를 나타낸 흐름도이다.1 is a flow chart showing a phase transformation proceeds while solidifying the liquid slag according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 슬래그의 분화현상은 슬래그의 냉각과정에서 2CaO·SiO2
일반 스테인레스 제강공장에서 대기중에서 슬래그가 냉각될 때
도 2는 분화된 슬래그를 엑스레이(X-ray) 회절에 의해 측정하였을 때, 얻어진 엑스레이 회절패턴(X-ray Diffraction Pattern)이다.2 is an X-ray diffraction pattern obtained when the differentiated slag is measured by X-ray diffraction.
종래의 슬래그의 분진을 방지하는 방법은 "대한민국 특허공보 제 95-7180호"와, "일본의 스테인레스(주) 마코토 토구다(Makoto Tokuda) 철과강(CAMP-ISIJ Vol.2 (1989)-150)"에 발표된 분화방지제 및, "일본 특허공보(제 95-188787호)"에 공지되어 있다.Conventional methods for preventing dust from slag include "Korean Patent Publication No. 95-7180," and "Makoto Tokuda Stainless Steel Co., Ltd. (CAMP-ISIJ Vol. 2 (1989))- 150), and is known in "Japanese Patent Publication No. 95-188787."
먼저, 대한민국 특허공보 제 95-7180호에서는 제강 슬래그 분화방지용 플럭스(Flux)의 사용에 대하여 기술되어 있다.First, Korean Patent Publication No. 95-7180 describes the use of flux for preventing steelmaking slag differentiation.
이 방법에서는 25 ~ 45wt%의 보론산화물(B2O3), 9 ~ 20wt%의 산화나트륨(Na2O), 12 ~ 22wt%의 이산화실리콘(SiO2), 12 ~ 18wt%의 생석회(CaO)을 주성분으로 하는 플럭스를 첨가하는데, 이 방법의 경우에는 용강내에 함유된 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 실리콘(Si) 원소 등에 의해 슬래그내의 보론산화물은 아래와 같은 반응이 일어난다.In this method, 25 to 45 wt% boron oxide (B 2 O 3 ), 9 to 20 wt% sodium oxide (Na 2 O), 12 to 22 wt% silicon dioxide (SiO 2 ), 12 to 18 wt% quicklime (CaO The main component is flux. In this method, boron oxide in slag is reacted with aluminum (Al), titanium (Ti) and silicon (Si) elements contained in molten steel.
2B2O3+ 3Ti = 3TiO2+ 4B2B 2 O 3 + 3Ti = 3TiO 2 + 4B
2B2O3+ Si = 3SiO2+ 4B2B 2 O 3 + Si = 3SiO 2 + 4B
반응식 1과 같은 반응을 하고나면 보론(B)이 용강내에 존재하게 된다. 이와 같이, 슬래그내에 보론화합물(B2O3)이 존재하면 슬래그의 분화방지 효과는 있지만, 실제 스테인레스강내에 보론이 재 용해 됨으로써, 목표하는 강 성분의 범위를 벗어나게 되는 문제가 발생한다.After the reaction as in Scheme 1, boron (B) is present in the molten steel. As such, when the boron compound (B 2 O 3 ) is present in the slag, there is an effect of preventing the differentiation of the slag, but by actually re-dissolving boron in the stainless steel, there is a problem that out of the target steel component range.
보론이 강내에 수 ppm만 존재하여도 강의 경도와 강도 및 기계적 성질 등에 커다란 영향을 주기 때문에 목표하는 제품을 제조할 수가 없게 된다. 그럼으로써, 이 방법은 현실적으로 사용할 수 없다.The presence of only a few ppm of boron in the steel greatly affects the hardness, strength and mechanical properties of the steel, making it impossible to produce the desired product. As such, this method cannot be used realistically.
그리고, 일본 스테인레스(주) 마코토 토구다의 철과강에 발표된 분화방지제에서도 생석회와 실리카(CaO-SiO2계)의 주성분인 보론화합물(B2O330.5wt%정도)을 첨가 함으로써, 앞서 설명한 바와 같은 동일한 문제가 발생한다.In addition, the anti-differentiation agent published in the iron and steel of Makoto Toguda, Japan Stainless Co., Ltd. added boron compound (B 2 O 3 30.5wt%), which is the main component of quicklime and silica (CaO-SiO 2 type ), The same problem as described occurs.
또한 일본 특허공보(제 95-188787호)에서도 실리카를 첨가하는 방법이며, 이 방법에서는 출강시에 용강내에 유황의 증가로 인하여 강의 청정도의 저하 문제가 있다.In addition, Japanese Patent Publication (No. 95-188787) is a method of adding silica, and in this method, there is a problem of lowering the cleanliness of steel due to the increase of sulfur in molten steel during tapping.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 슬래그가 응고하면서 상변태할 때, 부피의 차이를 줄여서 슬래그가 분화되는 것을 방지하며, 청정도 또한 향상시키는 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is provided to solve the problems of the prior art as described above, when the slag solidifies the phase transformation, to prevent the slag differentiation by reducing the difference in volume, preventing the slag differentiation of ferritic stainless steel also improves the cleanliness The purpose is to provide a method.
도 1은 종래기술에 따른 액상의 슬래그가 응고되면서 진행하는 상변태를 나타낸 흐름도이고,1 is a flow chart showing the phase transformation proceeds while solidifying the slag of the liquid according to the prior art,
도 2는 종래기술에 따른 분화된 슬래그를 엑스레이(X-ray) 회절 측정하여 얻어진 엑스레이 회절패턴이고,2 is an X-ray diffraction pattern obtained by X-ray diffraction measurement of the differentiated slag according to the prior art,
도 3은 분화된 슬래그의 사진이고,3 is a photograph of differentiated slag,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래그 분화방지방법에 의한 액상의 슬래그가 응고되면서 진행하는 상변태를 나타낸 흐름도이고,4 is a flowchart illustrating a phase transformation that proceeds while solidifying slag of the liquid phase by the slag differentiation prevention method according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래그 분화방지방법에 의한 엑스레이 회절 측정하여 얻어진 엑스레이 회절패턴이고,5 is an X-ray diffraction pattern obtained by X-ray diffraction measurement by the slag differentiation prevention method according to an embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 고상화된 슬래그의 사진이고,6 is a photograph of the solidified slag of the present invention,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래그 분화방지방법에 의한 슬래그 중에 산화도와 용강 중에 산화도를 나타낸 그래프이며,7 is a graph showing the oxidation degree in the slag and the oxidation degree in molten steel by the slag differentiation prevention method according to an embodiment of the present invention,
도 8은 출강 전후에 용강중에 함유된 유황의 농도를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the concentration of sulfur contained in molten steel before and after tapping.
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 슬래그가 응고되면서 분진으로 형성되는 것을 방지하는 방법에 있어서, 슬래그가 응고되면서 분진으로 형성되는 것을 방지하는 방법에 있어서, 용강 출강시에 슬래그 내에 실리콘을 첨가하는 단계와, 슬래그의 염기도를 제어하기 위해 회화왕겨를 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 실리콘을 첨가하는 단계에서는 슬래그 1 톤(Ton)당 20 ~ 40 킬로그램(Kg)의 실리콘을 첨가하여 슬래그를 탈산하여 슬래그 내에 산화도를 낮추고, 상기 회화왕겨를 첨가하는 단계에서는 이산화실리콘을 함유하고 입자가 0.1 ~ 5 밀리미터(mm) 이내인 회화왕겨를 용강에 첨가하여 슬래그의 염기도를 0.8∼1.4 이내로 유지하는 것을 특징으로 하는 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법이 제공된다.According to the present invention for achieving the object as described above, in the method for preventing slag from forming into dust while solidifying, in the method of preventing slag from forming into dust while solidifying, within the slag at the time of molten steel tapping Adding silicon, and adding a rice husk to control the basicity of the slag, wherein the adding silicon comprises adding 20 to 40 kilograms (kg) of silicon per ton of slag; In the step of deoxidizing slag to lower the oxidation degree in the slag, and adding the incineration chaff, the incineration chaff containing silicon dioxide and particles within 0.1 to 5 millimeters (mm) is added to molten steel so that the basicity of the slag is within 0.8 to 1.4. A method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steels is provided.
아래에서, 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.In the following, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steel according to the present invention will be described in detail.
도면에서, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래그 분화방지방법에 의한 액상의 슬래그가 응고되면서 진행하는 상변태를 나타낸 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래그 분화방지방법에 의한 엑스레이 회절 측정하여 얻어진 엑스레이 회절패턴이다.In the drawings, Figure 4 is a flow chart showing the phase transformation proceeds while solidifying the liquid slag by the slag differentiation prevention method according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a slag differentiation prevention method according to an embodiment of the present invention X-ray diffraction pattern obtained by X-ray diffraction measurement.
본 발명에서는 용강 출강시에 슬래그 내에 있는 산소를 제거하기 위해 실리콘(Si)을 첨가하는 실리콘첨가단계와, 슬래그의 염기도를 낮추기 위해 회화왕겨를 첨가하는 회화왕겨첨가단계를 포함한다.The present invention includes a silicon addition step of adding silicon (Si) to remove the oxygen in the slag when the molten steel is pulled out, and the addition of the incineration rice hull step of adding the ingestion chaff to lower the basicity of the slag.
래들(Ladle)내에 있는 슬래그의 통상염기도는 1.7 ~ 2.5이다.Typical bases for slag in ladles are 1.7 to 2.5.
염기도 계산방법은 다음 수학식 1과 같다.The basicity calculation method is shown in Equation 1.
실리콘첨가단계는 슬래그에 실리콘(Si)을 첨가하여 슬래그를 탈산하는 단계이다. 슬래그 1톤(Ton)당 20 ~ 40킬로그램(Kg)의 실리콘을 슬래그 내에 첨가하여 산화도(MnO+Cr2O3+FeO)를 낮출 수 있음으로써, 용강의 청정도를 향상시킨다.The silicon addition step is a step of deoxidizing slag by adding silicon (Si) to the slag. 20 to 40 kilograms (Kg) of silicon per ton of slag can be added into the slag to lower the oxidation degree (MnO + Cr 2 O 3 + FeO), thereby improving the cleanliness of molten steel.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 슬래그 분화방지방법에 의한 슬래그 중에 산화도와 용강 중에 산화도를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the oxidation degree in the slag and the oxidation degree in molten steel by the slag differentiation prevention method according to an embodiment of the present invention.
도 7에 도시된 바와 같이, 슬래그의 탈산에 의해 슬래그 중에 산화도를 크게 낮출 수 있음으로써, 청정도가 우수한 스테인레스의 용강을 얻을 수 있다.As shown in FIG. 7, the oxidation degree in the slag can be greatly lowered by the deoxidation of the slag, whereby molten steel of stainless steel having excellent cleanliness can be obtained.
그리고, 회화왕겨첨가단계에서는 회화왕겨를 첨가하여 염기도 1.7 ∼ 2.5의 슬래그를 염기도 0.8∼1.4까지 낮추는 단계이다. 회화왕겨는 이산화실리콘(SiO2)을 함유하며, 직경이 0.1mm ∼ 5mm인 입자이다.In addition, in the painting chaff addition step, the painting chaff is added to lower the slag having a basicity of 1.7 to 2.5 to a basicity of 0.8 to 1.4. Inverted rice hulls contain silicon dioxide (SiO 2 ) and are particles with a diameter of 0.1 mm to 5 mm.
표 1에서는 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법에 의한 슬래그의 조성을 나타낸다.Table 1 shows the composition of slag by the method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steel according to the present invention.
한편 도 4에 도시된 바와 같이, 스테인레스 제강공장에서 대기중에서 슬래그가 냉각될 때
그리고 도 5에서 도시된 엑스레이 회절패턴에서 알 수 있듯이, 3CaOㆍMgOㆍ2SiO2의 밀도는 3.15g/㎤이고,
따라서,
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법은 슬래그 탈산을 하여 슬래그 중에 산화도를 크게 낮출 수 있음으로써, 청정도가 우수한 스테인레스의 용강을 얻을 수 있다.As described in detail above, in the method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steel of the present invention, deoxidation of slag can greatly reduce the oxidation degree in slag, thereby obtaining molten steel having excellent cleanliness.
또한 도 8은 출강 전후에 용강중에 함유된 유황의 농도를 나타내고 있다.8 shows the concentration of sulfur contained in molten steel before and after tapping.
본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법에서는 용강의 청정도가 향상되어 출강후 래들에서 슬래그 제거시에 용강중에 유황 성분이 증가하는 문제도 해결할 수 있었다.In the method of preventing slag differentiation of ferritic stainless steel according to the present invention, the cleanliness of molten steel was improved, and thus the problem of increasing sulfur content in molten steel during slag removal in the ladle after tapping was solved.
왜냐하면 종래에는 출강 및 슬래그 제거시에 대기중의 산소와 쉽게 반응하여 슬래그중의 산화도가 증가하였기 때문이다.This is because in the prior art, the degree of oxidation in the slag was increased by easily reacting with oxygen in the air during tapping and slag removal.
도 8의 왼쪽에 도시된 바와 같이, 슬래그 중에 유황이 용강내로 재 용해되는 복황도의 농도는 수십 피피엠(ppm)수준으로 증가한다.As shown on the left side of Figure 8, the concentration of the double sulfur degree in which the sulfur is re-dissolved in the molten steel in the slag increases to the level of several tens of pi.
그러나, 도 8의 오른쪽에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법에서는 출강전과 래들에서의 용강의 황의 농도는 같다. 따라서 슬래그 중에 유황이 용강내로 재 용해되는 것은 발생하지 않는다.However, as shown in the right side of Figure 8, in the method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steel according to the present invention, the concentration of sulfur of molten steel in the ladle before tapping is the same. Therefore, re-dissolution of sulfur into molten steel does not occur in slag.
도 3은 종래의 분화된 슬래그를 나타낸 사진이며, 도 6는 본 발명의 고상화된 슬래그를 나타낸 사진이다.3 is a photograph showing a conventional differentiated slag, Figure 6 is a photograph showing the solidified slag of the present invention.
이상과 같이 본 발명에 따른 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법은 슬래그를 고상화하여 분진에 따른 환경오염을 예방할 수 있으며, 강의 청정도에 따른 품질을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.The slag differentiation prevention method of the ferritic stainless steel according to the present invention as described above can prevent the environmental pollution due to the solidification of the slag, and can improve the quality according to the cleanliness of the steel.
이상에서 본 발명의 페라이트 스테인레스강의 슬래그 분화방지방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical idea of the method for preventing slag differentiation of ferritic stainless steel of the present invention has been described above with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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