KR100900997B1 - Refining method low carbon steel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고장력 극저탄소강의 정련 방법에 관한 것으로서, 특히 전로의 잔류 슬러그 코팅이 완료된 후 잔류 슬러그를 완전히 배제하는 단계, 부원료 투입량을 산정하는 단계, 전로 정련과 동시에 상기 백운석, 경소 돌로 마이트 및 생석회를 투입하는 단계, 탈탄구간에서 망간 슬러그를 투입하는 단계 및 배가스 분석에 의해 CO 농도가 20~25%일때 상기 전로 정련을 완료하는 단계를 포함하여 생석회 절감, 망간 메탈 사용량 절감, 페로피 절감을 통해 원가를 절감하고 품질을 향상시킬 수 있는 정련 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for refining high-strength ultra-low carbon steel, in particular, the step of completely excluding the residual slug after the completion of the coating of the residual slug of the converter, the step of estimating subsidiary feed, the refining of the dolomite, light dolomite and quicklime Including the step of injecting, manganese slug in the decarburization section, and completing the converter refining when the CO concentration is 20 to 25% by flue gas analysis, reducing the quicklime, reducing the amount of manganese metal, and reducing the cost It is about a refining method that can reduce the cost and improve the quality.
일반적으로 자동차 강판은 용도에 따라서 요구하는 재질이 다르다. 고장력 극저탄소강은 외판재로 사용하고 있다. In general, automotive steel sheet requires a different material depending on the application. High tensile ultra-low carbon steel is used as the shell material.
상기와 같은 고장력 극저탄소강은 다음과 같은 전로정련과정을 거치게 된다.High tensile ultra low carbon steel as described above is subjected to the converter refining process as follows.
전로에서 래들로 용강을 이송하는 단계인 출강작업이 완료되게 되면 일정량의 슬러그를 래들내로 잔류하고 코팅제인 경소돌로마이트, 생돌로마이트를 투입하 고 상부에서 산소를 이용하여 고압의 질소를 분사하는 질소분사코팅와 잔류슬러그 코팅을 실시하게 된다. When the tapping work, which transfers the molten steel from the converter to the ladle, is completed, a certain amount of slug remains in the ladle, and the nitrogen dosing coating to inject high-pressure nitrogen using oxygen from the upper part is made of light dolomite and saline dolomite, Residual slug coating is performed.
잔류슬러그 코팅이 완료되면 고철와 용선을 장입하고 상부에서 산소를 취입하여 전로 정련작업을 진행하게 된다. 전로 정련작업시 계산염기도는 4.0수준으로 하고 탄소 목표를 0.04%,인[P]성분 목표를 0.015~0.025%수준을 목표로 하여 정련작업을 진행하는 플레이트 탈탄작업을 실시하게 된다. When the residual slug coating is completed, charging of scrap metal and molten iron is carried out and the oxygen is blown from the top to perform the converter refining work. In the converter refining process, the plated decarburization process is carried out with the calculated basic degree of 4.0, the carbon target of 0.04%, and the phosphorus [P] component of 0.015 ~ 0.025%.
전로 정련이 완료되면 용강을 래들로 이송하는 단계인 출강작업을 하게 되는데 이때 페로피(Fe-P)및 기타 합금철을 투입하게 된다. When the refining of the converter is completed, tapping, which transfers the molten steel to the ladle, is performed, in which ferropy (Fe-P) and other ferroalloys are added.
출강작업이 완료되면 래들을 진공탈가스로 이송하여 탈탄작업을 실시하여 탄소중의 탄소를 50ppm이하로 하고 망간 및 기타 합금철등을 미세 투입하여 합금철을 조정하게 된다. 상기와 같은 일련의 작업은 다음과 같은 문제점이 있다.When the tapping work is completed, the ladle is transferred to vacuum degassing to carry out decarburization to adjust carbon in the carbon to 50 ppm or less and manganese and other ferroalloys. Such a series of work has the following problems.
1) 용선중에는 불순물이라고 하는 인[P]이 있는데, 전로 정련과정에서 생석회를 투입하여 인을 0.015~0.025%이하로 제거한 후, 출강중 페로피(Fe-P)을 투입하여 고장력강에 맞는 합금철을 투입하게 되는데 용강온도 저하 및 비금속개재물 발생등 품질 저하, 원가상승의 원인이 되고,1) In molten iron, there is phosphorus [P] called impurity. In the converter refining process, phosphorus is added to remove phosphorus below 0.015 ~ 0.025%, and then ferroferro (Fe-P) is added during tapping. This will cause a decrease in quality, such as a decrease in molten steel temperature and the occurrence of non-metallic inclusions, and a cost increase.
2) 전로 정련이 완료된후 망간을 출강과정에서 투입될 경우에는 용강중의 산소와 반응하여 MnO상태로 존재하면서 슬러그로 제거되며, 또한 용강중 산소를 제거하기 때문에 진공탈가스 과정에서 탈탄에 소요되는 탄소가 부족하기 때문에, 망간을 정련과정에서 투입하기 때문에 온도강하가 많이 발생되고 또한 합금철 투입에 의한 비금속 개재물 발생으로 용강 품질 저하의 원인이 되며,2) When the manganese is introduced during the tapping process after the converter refining is completed, it reacts with the oxygen in the molten steel to exist as MnO and is removed as slugs. Because of the shortage, manganese is introduced during the refining process, which causes a large temperature drop, and also causes the deterioration of molten steel quality due to the occurrence of non-metallic inclusions due to the input of ferroalloy.
3) 진공탈가스에서 투입하는 망간은 불순물이 없는 순도 99%이상이 되는 망간만을 사용하여야 하기 때문에 원가상승의 원인이 된다.3) Manganese injected from vacuum degassing should use only manganese with purity of 99% or more without impurities, causing cost increase.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전로의 잔류 슬러그 코팅이 완료된 후 잔류 슬러그를 완전히 배제하는 단계, 부원료 투입량을 산정하는 단계, 전로 정련과 동시에 상기 백운석, 경소 돌로 마이트 및 생석회를 투입하는 단계, 탈탄구간에서 망간 슬러그를 투입하는 단계 및 배가스 분석에 의해 CO 농도가 20~25%일때 상기 전로 정련을 완료하는 단계를 포함하는 고장력 극저탄소강의 정련 방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the step of completely excluding the residual slug after the completion of the remaining slug coating of the converter, the step of calculating the input amount of the subsidiary material, the dolomite, light dolomite and quicklime at the same time as the converter refining It is an object of the present invention to provide a method for refining high-strength ultra-low carbon steel, including the step of injecting manganese slug in a decarburization section and completing the converter refining when the CO concentration is 20 to 25% by exhaust gas analysis.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 (1) 전로의 잔류 슬러그 코팅이 완료된 후 잔류 슬러그를 완전히 배제하는 단계와, (2) 고철 및 용선 장입시 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회의 투입량을 결정하기 위해, 상기 백운석과 경소 돌로마이트는 잔류 슬러그의 8 내지 10 wt%로 투입량을 결정하고, 상기 생석회는 다음의 수학식1에 의해 투입량을 결정하는 단계와,In order to achieve the above object, the present invention (1) to completely exclude the residual slug after the completion of the residual slug coating of the converter, and (2) to determine the dosage of dolomite, small dolomite and quicklime when charging scrap and molten iron, The dolomite and light dolomite is determined by the amount of 8 to 10 wt% of the residual slug, the quicklime is determined by the following equation (1),
[수학식1][Equation 1]
(3) 전로 정련과 동시에 상기 백운석, 경소 돌로 마이트 및 생석회를 투입하는 단계와, (4) 탈탄구간에서 망간 슬러그를 투입하되, 그 투입량은 다음의 수학식2에 의하는 단계와,(3) injecting the dolomite, hard stone, and quicklime at the same time as refining the converter, (4) injecting manganese slug in the decarburization section, the input amount of which is based on the following equation (2),
[수학식2][Equation 2]
(5) 배가스 분석에 의해 CO %농도가 20~25%일때 상기 전로 정련을 완료하는 단계를 포함하는 고장력 극저탄소강의 정련 방법에 특징이 있다.(5) The method for refining high-tension ultra-low carbon steels comprising the step of completing the converter refining when the CO% concentration is 20-25% by flue gas analysis.
이상 설명한 본 발명의 방법에 의해 생석회 절감, 망간 및 페로피 사용량 절감으로 원가절감 그리고 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The method of the present invention described above has the effect of reducing the cost and quality by reducing the quicklime, manganese and ferropy usage.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 고장력 극저탄소강의 정련 방법(S100)에 관한 것으로서 (1) 잔류 슬러그 배제 단계(S110), (2) 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회의 투입량을 결정하는 단계(S120) (3) 전로 정련과 동시에 상기 백운석, 경소 돌로마이트, 생석회를 투입하는 단계(S130) (4) 탈탄구간에서 망간 슬러그를 투입하는 단계(S140) 그리고 (5) 배가스 분석에 의해 CO의 %농도가 20~25%일때 전로 정련작업을 완료하는 단계(S150)를 포함한다.The present invention relates to a method for refining high-strength ultra low carbon steel (S100) as described above (1) to determine the amount of residual slug removal (S110), (2) dolomite, light dolomite and quicklime (S120) (3 ) Dolomite refining and simultaneously dolomite, light dolomite, quicklime is added (S130) (4) manganese slug in the decarburizing section (S140) and (5) exhaust gas analysis by the concentration of 20 to 25% CO When the% includes the step (S150) of completing the converter refining work.
이하 각 단계에 대해 상세히 설명한다.Each step will be described in detail below.
우선 잔류 슬러그 배제 단계(S110)에 대해 설명하면, 앞서 설명된 바와 같이 전로의 잔류 슬러그 코팅이 완료된 후 잔류 슬러그를 완전히 배재하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 잔류 슬러그 중에는 다음표와 같은 슬러그 조성(잔류 슬러그에 대한 wt%)을 가지기 때문에 실 염기도를 맞추기 어렵기 때문이다.First, the residual slug exclusion step S110 will be described. As described above, it is preferable to completely exclude the residual slug after the remaining slug coating of the converter is completed. This is because the residual slug has a slug composition (wt% relative to the remaining slug) as shown in the following table, making it difficult to match the actual basicity.
표1)Table 1
상기 잔류 슬러그 배제 단계(S110)을 수행한 후에는 고철 및 용선을 장입할 때 용선정보를 이용하여 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회의 부원료 투입량을 산정하는 단계(S120)을 수행한다.After performing the step of removing the residual slug (S110), the step of calculating the input amount of dolomite, light dolomite and quicklime by using molten iron information when charging the scrap iron and molten iron (S120).
상기 투입량은 우선 백운석과 경소 돌로마이트의 경우 전로의 노체가 마그카본연와이기 때문에 전로 정련중 MgO용출을 방지하기 위해서는 잔류 슬러그 중 8~10wt%의 수준으로 맞추는 것이 바람직하며, 통상 4~6Ton정도로 투입한다.The dosing amount is preferably in the case of dolomite and light dolomite, in which the furnace body is mag carbon yeonwa, so in order to prevent MgO elution during the refining of the converter, it is preferable to set it at a level of 8 to 10 wt% of the remaining slug, and usually 4 to 6 tons. .
그리고 생석회의 경우 용강 중 인(P)목표에 맞게 설정된 염기도에 의해 구할 수 있다. 이는 다음의 수학식 1에 의해 계산된다.And quicklime can be obtained by basicity set according to the target of phosphorus (P) in molten steel. This is calculated by the following equation (1).
[수학식1][Equation 1]
이때, 상기 염기도는 용강 중 인(P) 목표가 0.04~0.06wt%일 경우에는 염기도는 2.0, 용강 중 인(P) 목표가 0.06~0.08wt%일 경우 염기도는 1.5가 바람직하다.In this case, the basicity is 2.0 when the phosphorus (P) target in molten steel is 0.04 to 0.06wt%, the basicity is 1.5 when the phosphorus (P) target in molten steel is 0.06 to 0.08wt%.
이상 설명한 바에 의해 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회의 투입량이 결정되면 전로 정련 공정 시작과 동시에 상기 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회를 투입하는 단계(S130)를 수행한다.When the dolomite, light dolomite and quicklime are determined as described above, the step of injecting the dolomite, light dolomite and quicklime is performed at the same time as starting the converter refining process (S130).
이는 상기 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회를 정련과 동시에 투입하는 경우 다음과 같은 반응식에 의해 반응하면서 생성물이 만들어지면서 전로 슬러그화되기 때문에 상술한 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회를 정련 초기에 투입하는 것이 바람직하다.When dolomite, light dolomite and quicklime are added simultaneously with refining, It is preferable to add dolomite, light dolomite and quicklime as described above at the beginning of refining, since the product is converted into converter slug.
[반응식][Scheme]
이상 설명한 바와 같이 백운석, 경소 돌로마이트 및 생석회를 정련 초기에 투입하는 단계(S130)를 수행한 후 탈탄 구간에서 망간 슬러그를 투입한다.As described above, after performing the step (S130) of dolomite, hard dolomite and quicklime at the initial stage of refining, manganese slug is added in the decarburization section.
상술한 바와 같이 탈탄 구간에서 망간 슬러그를 투입하는 이유는 탈탄구간에서상기식와 같이 CO반응에 의해서 용강 중의 온도가 상승하기 때문에 이를 방지하기 위해 열정산 작용을 일으키기 위해 상기 망간 슬러그를 투입하게 된다. As described above, the reason for introducing manganese slug in the decarburization section is that the manganese slug is introduced to cause a passion acid action to prevent the temperature increase in molten steel by the CO reaction as described above in the decarburization section.
망간 슬러그를 투입하는 것은 산소와 반응하여 MnO형태로 슬러그 중으로 투입되게 된다. 그러나, 슬러그 중 망간함유량이 높아지게 되면 전로 정련중 망간이 다시 돌아오는 복망간현상이 발생되어 용강와 슬러그간의 평형을 이루게 된다. Injecting manganese slug reacts with oxygen and is introduced into the slug in the form of MnO. However, when the manganese content in the slug increases, the manganese phenomenon in which the manganese is returned during the refining of the converter is generated, thereby achieving an equilibrium between the molten steel and the slug.
상술한 바와 같은 망간 슬러그의 투입량은 다음의 수학식2에 의해 결정할 수 있다.The dose of manganese slug as described above can be determined by the following equation (2).
[수학식2][Equation 2]
이때 상기 목표 성분이란 본 발명의 고정력 극저탄소강에 함유되는 망간의 성분(wt%)를 말하는 것이다.At this time, the said target component means the component (wt%) of manganese contained in the fixed-strength ultra low carbon steel of this invention.
또한 상기 취지 성분은 예를 들어 전로 정련에서 나온 반제품상태에 있는 망간의 함유량을 말하는 것으로서 이미 기존에 포함되어 있는 양을 말한다. In addition, the above-mentioned ingredient refers to the amount of manganese in semi-finished product state, for example, from converter refining, and refers to the amount already contained.
따라서 상기 망간 슬러그의 투입량 산출시 목표 성분에서 기존에 함유되어 있는 취지 성분을 빼야하는 것이다.Therefore, when calculating the input amount of the manganese slug, it is necessary to subtract the components already contained in the target components.
한편 상기 합금철성분함유율이란 용어에서 상기 합금철은 상기 망간 슬러그를 뜻하는 것이며(망간 슬러그가 합금철형태로 존재하는 관계로 이러한 명칭을 사용함), 상기 합금청성분함유율이란 상기 망간 슬러그에 포함되어 있는 망간의 양을 말한다.Meanwhile, in the term ferroalloy content, the ferroalloy refers to the manganese slug (the name is used because manganese slug is present in the form of ferroalloy), and the ferroalloy content is included in the manganese slug. Refers to the amount of manganese present.
상기 합금철실수율이란 상기 합금철 즉 망간 슬러그로부터 실제로 망간이 나오는 비율을 말하는 것으로서 50~55%수준으로 적용하는 것이 실험시험법을 통해서 얻어진 결과이다.The ferroalloy yield refers to the ratio of manganese actually released from the ferroalloy, that is, manganese slug, and the result obtained through an experimental test method is applied at a level of 50 to 55%.
이상과 같이 망간 슬러그를 투입하는 단계(S140)를 수행하고 나서 상기 전로 정련 공정은 배가스 분석에 의해 CO의 %농도가 20~25%일 때 전로 정련을 완료하는 단계(S150)를 수행한다.After performing the step (S140) of injecting manganese slug as described above, the converter refining process performs the step (S150) of completing the converter refining when the% concentration of CO by the exhaust gas analysis (S150).
이는 상기 CO가스의 %농도가 20~25%수준이 되면 용강중의 용존산소가 400~500ppm수준으로 이때 망간 슬러그 투입량중 용강중으로 환원되는 환원량이 50~55%수준을 유지하기 때문이다. This is because the dissolved oxygen in the molten steel is 400 to 500 ppm when the% concentration of the CO gas is 20 to 25%. At this time, the amount of reduction reduced to the molten steel in the manganese slug input is maintained at 50 to 55%.
또한 CO의 %농도가 25%이상 수준이 되면 용존산소가 낮기 때문에 진공탈가스 공정에서 탈탄에 필요로 하는 용존산소를 확보할수 없기 때문에 20~25%가 바람직하며 또한 25~20% 수준에서 전로정련이 종료되면 용존산소는 500~700ppm수준으로 망간슬러그 환원율이 30~40%수준으로 떨어지기 때문이다. 이때 용존산소가 높아지면 슬러그중 T.Fe,즉 산화철 함량이 많아지면서 슬러그 중량을 늘리기 때문에 용강중의 망 간이 MnO형태로 하여 슬러그중으로 올라가기 때문에 망간슬러그 환원율이 저하된다.In addition, since the dissolved oxygen is low when the% concentration of CO is higher than 25%, the dissolved oxygen necessary for decarburization cannot be obtained in the vacuum degassing process, so 20 to 25% is preferable. This is because the dissolved oxygen is reduced to 500 ~ 700ppm level and manganese slug reduction rate is 30 ~ 40%. At this time, when the dissolved oxygen increases, the content of T.Fe, that is, iron oxide in the slug increases the weight of the slug, and thus the manganese slug reduction rate is lowered because the manganese in the molten steel rises to the slug in the form of MnO.
상기와 같은 단계(S150)을 수행하면 다음표와 같은 용강의 성분을 조재할 수 있다. 이때 상기 성분은 용강의 중량을 기준으로 한 wt%의 단위를 갖는다.When the step (S150) as described above can be prepared to the components of the molten steel as shown in the following table. Wherein the component has units in wt% based on the weight of the molten steel.
표3) 염기도 적용 2, Mn광석 투입량 4000kgTable 3) Basicity Application 2, Mn Ore Input 4000kg
표4) 염기도 적용 1.5, Mn광석 투입량 4000kgTable 4) Application of Basicity 1.5, Mn Ore Input 4000kg
상기 표와 같이 염기도 적용 및 망간 슬러그 투입량에 의해서 원하는 목표의 [P]성분 및 [Mn]성분을 얻을 수 있었다.As shown in the table above, the desired target [P] component and [Mn] component were obtained by applying the basicity and adding manganese slug.
이하 다음 표에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예와 종래예를 대비하여 설명한다.It will be described below in contrast to the embodiment of the present invention and the prior art as shown in the following table.
표5)Table 5
이때 상기 RH는 진공 탈가스 장치(Rheinstaal Huttenwerke und Heraus)를 말한다.In this case, the RH refers to a vacuum degassing apparatus (Rheinstaal Huttenwerke und Heraus).
상기 종래예1에서는 일반 플레이트 탈탄조업을 실시하였던 것으로 전로에서는 페로피를 투입하고 RH에서는 고가의 망간메탈을 투입하였다. In the conventional example 1, a general plate decarburization operation was carried out. In the converter, ferropy was added, and in RH, manganese metal was charged.
종래예2에서는 적용염기도를 2로 적용하였고 CO함량(%농도)이 25%이상인 상태에서 전로정련을 완료하였으나 진공탈가스 도착 산소가 낮아 탈탄OB를 실시하였다, 상기와 같이 OB를 실시할 때에는 비금속개질물이 발생하여 품질저하의 원인이 된다. In the conventional example 2, the applied base degree was applied to 2, and the converter was refined in a state where the CO content (% concentration) was 25% or more. Reforms are generated and cause quality degradation.
종래예 3에서는 염기도 2를 적용하고 망간슬러그를 4000Kg을 투입하였으나 종점산소가 높아 목표로 하는 종점성분을 얻을수 없어 진공탈가스에서 페로피와 망간메탈을 투입하고 승온하였다. In the conventional example 3, the basicity 2 was applied and 4000 Kg of manganese slug was added. However, the target end component could not be obtained due to high end point oxygen.
본 발명에서 볼 수 있듯이 CO함량(% 농도)을 20~25%로 전로 정련을 완료하여 종점산소를 400~500ppm으로 취지가 가능하였고 전로 종점에서 목표[P]와 목표[Mn]에 도달할 수 있도록 하였다.As can be seen in the present invention, the CO content (% concentration) was completed by converting the converter to 20 to 25%, and the end point oxygen was 400 to 500 ppm. It was made.
즉, 본 발명에 의하는 경우 페로피(Fe-P)를 투입하지 않아도 되어 용강온도 저하 및 비금속개재물 발생등 품질 저하, 원가상승을 방지할 수 있다.That is, in the case of the present invention, it is not necessary to add ferropy (Fe-P), thereby reducing the quality such as the molten steel temperature and the occurrence of non-metallic inclusions, it is possible to prevent the cost increase.
또한 진공탈가스에 망간을 투입하지 않아도 되어 원가상승을 방지할 수 있다.In addition, cost increase can be prevented because manganese is not added to vacuum degassing.
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