KR100402017B1 - 몰리브덴 함유 스테인레스강의 제조방법 - Google Patents

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    • Y02P10/20Recycling

Abstract

본 발명은 몰리브덴(Mo)을 함유하는 스테인레스 강을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 몰리브덴 함유 스테인레스 강을 제조할 시 적절한 조건으로 몰리브덴 산화물을 정련로에 투입하므로써 몰리브덴의 실수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 실수율 편차를 저감시킬수 있는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 전기로 조업 및 정련로 조업을 포함하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법에 있어서,
탄소가 10-15% 첨가된 몰리브덴 산화물을 물리브덴 공급원으로 상기 정련로 조업의 탈탄기에서 용강에 투입하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법을 그 요지로 한다.

Description

몰리브덴 함유 스테인레스강의 제조방법{Method For Manufacturing Stainless Steel Containing Mo}
본 발명은 몰리브덴(Mo)을 함유하는 스테인레스 강을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 몰리브덴 산화물을 정련로에 투입하므로써 몰리브덴의 실수율을 향상시킬 수 있는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법에 관한 것이다.
현재 생산되는 몰리브덴 첨가 스테인레스강의 경우 내식성 및 내공식성 향상을 위하여 몰리브덴이 첨가되는데, 종래의 몰리브덴 첨가방법은 스테인레스 강의 제조공정중 전기로에서 몰리브덴 산화물의 적입과 버블링공정에서의 Fe-Mo로 투입하여 미세성분을 조정하는 것으로 이루어져 있다.
종래와 같이 전기로에서의 몰리브덴 산화물 투입하는 경우에는 약한 교반력, 미용해물의 발생 등 열악한 환경으로 인하여 몰리브덴의 실수율은 80%대로 낮고, 또한실수율의 편차도 큰데, 이에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
종래와 같이 전기로에서 몰리브덴 산화물을 투입하는 경우에는 몰리브덴 산화물이 다른 합금철 및 부원료와 함께 바스켓에 적입 후 전기로에 장입되는데, 적입시 몰리브덴 산화물 포대가 손상되어 크레인 이송중 손실발생가능성이 크며, 적입상태에서도 다른원료의 중력하중에 의한 분쇄가 이루어져 전기로 조업중 몰리브덴 산화물의 손실의 원인을 제공한다.
또한, 전기로 장입시 액상이 아닌 고상의 표면에 낙하되므로써 낙하충격에 의한 몰리브덴 산화물 분진이 발생하여 배가스와 더불어 손실된다.
또한, 전기로 조업시 고체상태의 원료를 전극봉의 아크로 용해하는 과정에서, 아크에 의한 기계적 충격으로 스크랩이나 다른 합금철에 비해 약한 몰리브덴 산화물의 손실이 발생하기 쉽다.
또한, 전기로 공정은 타공정에 비하여 용강의 교반력이 약하여 슬래그중의 몰리브덴 산화물의 환원촉진이 힘들며, 슬래그 유재시 슬래그와 더불어 몰리브덴 산화물의 손실이 발생한다.
즉, 전기로에서의 몰리브덴 산화물을 투입하는 경우에는 몰리브덴 산화물의 적입시, 조업중, 전기로 아킹(Arcing)시, 및 약한 교반력에 의한 몰리브덴 산화물의 손실이 발생되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같이 몰리브덴의 실수율의 저하 및 편차발생은 생산원가의 상승 및 후공정의 작업부하로 작용하여 생산성의 저하를 야기시키는 원인이 되고 있다.
본 발명자들은 상기한 전기로에서의 몰리브덴 산화물을 투입할 시 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 몰리브덴 함유 스테인레스 강을 제조할 시 적절한 조건으로 몰리브덴 산화물을 정련로에 투입하므로써 몰리브덴의 실수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 실수율 편차를 저감시킬수 있는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 종래방법과 본 발명법에 따라 몰리브덴 산화물을 투입하는 경우의 실수율을 나타내는 그래프
도 2는 용강중 탄소함량에 따른 실수율을 나타내는 그래프
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.
본 발명은 전기로 조업 및 정련로 조업을 포함하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법에 있어서,
탄소가 10-15% 첨가된 몰리브덴 산화물을 몰리브덴 공급원으로 상기 정련로 조업의 탈탄기에 용강에 투입하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명자들이 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조시 전기로 조업에서 투입되는 몰리브덴 산화물을 정련로 조업에서 투입하게 된 것은 다음과 같은 이유에 근거한 것이다.
몰리브덴 산화물의 정련로 투입을 위한 정련로 호퍼로의 적입은 컨베이어 벨트로 이루어진다.
전기로의 크레인 작업에서는 몰리브덴 산화물의 손실이 발생하지만, 컨베이어 벨트로 이송중 손실은 관찰되지 않는다.
또한, 정련로에서의 몰리브덴 산화물 투입은 액상인 용강에 투입되므로써 낙하충격에 의한 기계적 손실은 발생하지 않는다.
또한, 정련로에서는 저부 및 상부에서의가스 취입에 의한 강한 교반력이 발생하여 투입된 몰리브덴 산화물이 용강과의 반응이 용이하여 환원이 촉진된다.
정련로에서는 탈탄후 환원단계를 거치므로 슬래그중에 존재하는 몰리브덴 산화물의 환원이 보장되므로 탈탄기에 미처 환원되지 않았던 몰리브덴도 환원기에 회수된다.
상기한 바와 같이, 정련로에서 몰리브덴 산화물이 투입될 경우 전기로에서의 발생가능한 몰리브덴 산화물의 기계적 손실은 모두 제거된다고 생각된다.
본 발명에서는 몰리브덴 산화물의 실수율 향상 및 실수율 편차 저감을 달성하기 위하여 환원촉진을 위한 몰리브덴 산화물내의 환원재 첨가, 몰리브덴 산화물의 투입시기, 몰리브덴 산화물의 적정 투입량, 및 몰리브덴 산화물의 투입시 탈탄효과 등에 대하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것이다.
본 발명에서는 몰리브덴 산화물에 첨가되는 환원재로서 탄소를 선정하였다.탄소는 몰리브덴보다 산소친화력이 강하여 몰리브덴 산화물의 산소와 결합하여 CO나 CO2의 발생과 더불어 몰리브덴의 환원을 촉진시키는 성분이다.
본 발명에 있어서 몰리브덴 산화물에의 탄소의 첨가량은 10-15%가 바람직한데, 그 이유는 10%미만에서는 첨가 효과가 떨어지고, 15%를 초과하는 경우에는 몰리브덴의 함량이 감소되어 몰리브덴 산화물의 투입량이 증가되므로 생산성 측면에서 불리하기 때문이다.
한편, 실수율 증대를 위한 몰리브덴 산화물의 투입시기로서 환원기를 설정하는 것은 부적절한데, 그 이유는 물리브덴 산화물내에 산소가 존재하기 때문이다.
따라서, 몰리브덴 산화물의 투입은 정련로 탈탄기나전로의 탈탄기에이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 탈탄초기와 탈탄말기의 투입에 따른 실수율 변화를 관찰한 결과 투입의 단계는 탈탄초기가 적절하며, 실수율외의 조업측면에서도 탈탄초기의 투입이 바람직하다.
탈탄 초기에 비하여 탈탄 말기에 실수율저하가 일어나는 이유는 정련로에 장입되는 용탕의 경우 탈탄 초기에는 슬래그가 존재하지 않아 투입되는 몰리브덴 산화물이 용강중으로 혼입되는 방해요소가 없지만, 탈탄이 진행됨과 동시에 발생하는 산화물과 생석회의 투입에 의해 생성된 용강표면의 슬래그가 투입되는 몰리브덴 산화물의 용강혼입을 방해하는 작용을 하는 것으로 생각된다.
보다 바람직한 몰리브덴 산화물의 투입은 용강중의 탄소의 함량이 1.8 - 0.5%인 시점에서 행하는 것인데, 그 이유는 용강중의 탄소의 함량이 0.5%미만인 경우에는 실수율이 떨어지고 또한 실수율 편차도 커서 성분제어 측면에서도 불리하고, 또한, 몰리브덴 산화물의 냉각계수가 커서 온도관리측면에서도 바람직하지 못하기 때문이다.
또한, 본 발명에 있어서 정련로에 투입되는 몰리브덴 산화물의 량은 몰리브덴 산화물의 냉각능에 근거하여 정하는 것이 바람직하다.
본 발명자들의 실험에 의하면 몰리브덴 산화물의 냉각능은 35-40%(℃/%용강)정도임을 확인할 수 있었다.
상기와 같이 산화물의 냉각능이 35-40%(℃/%용강)정도인 경우에는 몰리브덴 산화물의 정련로로의 투입량은 온도밸런스 측면을 고려하면 25kg/톤-용강 이하가 바람직하다.
한편, 정련로에 몰리브덴 산화물을 투입시 고려되어야 할 사항중 하나는 몰리브덴 산화물내 산소에 의한 탈탄효과 및 탄소의 첨가에 의한 탈탄효과이다.
상기한 탈탄 효과를 고려하면, 몰리브덴 산화물의 투입시 탈탄기 송산량은 하기 식 (1)과 같이 조절되는 것이 바람직하다.
몰리브덴 산화물의 투입시 송산량(부피) = 몰리브덴 산화물량×(Mo함량×0.47 - C함량×0.932)
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
실시예 1
하기 표 1과 같은 조건으로 몰리브덴 산화물을 투입한 경우(본 발명법)와 전기로 조업에서 몰리브덴 산화물을 투입하는 경우(종래방법)에 대하여 몰리브덴 실수율을 조사하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
투입공정 정련로
투입단계 용강중 탄소[C]:1.8-0.5%
투입량 20kg/톤-용강
냉각계수 40℃/%용강
환원재 첨가 탄소: 10-15%
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명법에 따라 몰리브덴 산화물을 투입하는 경우가 종래방법에 따라 몰리브덴 산화물을 투입하는 경우에 비히여 몰리브덴의 실수율이 10%정도 높음을 알 수 있다.
실시예 2
용강중의 탄소함량이 1.6-0.5%인 시점에 몰리브덴 산화물을 투입한 것과 0.5%미만시점에서 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 몰리브덴 산화물을 투입하여 몰리브덴 실수율을 조사하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 용강중의 탄소함량이 1.6-0.5인 시점에 몰리브덴 산화물을 투입한 경우가 0.5%미만의 시점에서 투입한 경우에 비하여 실수율이 높게 나타남을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 몰리브덴 함유 스테인레스 강 제조시 정련로에 몰리브덴 공급원인 몰리브덴 산화물을 투입하므로써 몰리브덴의 실수율을 향상시킬 뿐만 아니라 실수율 편차도 저감시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

  1. 전기로 조업 및 정련로 조업을 포함하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법에 있어서,
    탄소가 10-15% 첨가된 몰리브덴 산화물을 물리브덴 공급원으로 상기 정련로 조업의 탈탄기에 용강에 투입하는 것을 특징으로하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 몰리브덴 산화물의 투입이 상기 정련로 조업의 탈탄기중 용강중의 탄소함량이 1.8-0.5%에 도달되는 시점에 행해지는 것을 특징으로 하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 몰리브덴 산화물의 투입량이 25kg/톤-용강 이하인 것을 특징으로 하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 몰리브덴 산화물의 투입시의 송산량이 하기 식(1)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법
    (수학식 1)
    몰리브덴 산화물의 투입시 송산량(부피) = 몰리브덴 산화물량×(Mo함량×0.47 - C함량×0.932)
  5. 제3항에 있어서, 상기 몰리브덴 산화물의 투입시의 송산량이 하기 식(1)에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 몰리브덴 함유 스테인레스 강의 제조방법
    (수학식 1)
    몰리브덴 산화물의 투입시 송산량(부피) = 몰리브덴 산화물량×(Mo함량×0.47 - C함량×0.932)
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