KR100925594B1 - A method for refining the molten steel of non-oriented electrical steel sheet having low iron loss - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발전기, 모터, 변압기 및 자기 스위치 등의 소재로 사용되는 무방향성 전기강판을 제조하기 위한 용강을 정련하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for refining molten steel for producing non-oriented electrical steel sheet used in materials such as generators, motors, transformers and magnetic switches.
본 발명은 전로(1)내에서 정련이 종료된 용강을 레이들(3)로 출강한 직후 상기 레이들(3)의 슬래그층에 금속 알루미늄(Al) 35~50중량%의 슬래그 탈산제를 첨가하여 슬래그중 (T.Fe+MnO)를 5~10중량%로 낮추는 단계; 상기 레이들(3)을 진공탈가스장치(5)로 이송하여 탈탄반응을 행하여 탄소(C)를 30ppm 이하로 낮추는 단계; 상기 진공탈가스장치(5)에서 실리콘(Si)을 첨가하여 실리콘(Si) 성분을 0.3~0.7중량%로 조절하는 단계; 상기 탈탄반응과 Si 첨가 종료후 슬래그층에 상기 슬래그탈산제를 첨가하여 슬래그중 (T.Fe+MnO)를 1.5중량% 이하로 낮춤과 동시에 슬래그중 (%CaO)/(%Al2O3) 비를 1.3~1.7 범위로 조절하는 단계; 및 상기 레이들을 상부버블링이 가능한 설비로 이송하고, 상부로부터 상취랜스를 침적하여 슬래그와 용강의 계면층을 교반하는 단계;로 구성된다. In the present invention, the slag deoxidizer of 35-50 wt% of metallic aluminum (Al) is added to the slag layer of the ladle 3 immediately after tapping the molten steel after the refining in the converter 1 with the ladle 3. Lowering (T.Fe + MnO) to 5-10% by weight of slag; Transferring the ladle (3) to a vacuum degassing apparatus (5) to perform decarburization to lower carbon (C) to 30 ppm or less; Adding silicon (Si) in the vacuum degassing apparatus (5) to adjust the silicon (Si) component to 0.3 to 0.7% by weight; After the decarburization reaction and the addition of Si, the slag oxidizer is added to the slag layer to lower the (T.Fe + MnO) in the slag to 1.5 wt% or less and at the same time the (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) ratio of the slag. Adjusting the range to 1.3 to 1.7; And transferring the ladle to a facility capable of upper bubbling, and depositing the upper lance from the top to stir the interface layer between the slag and the molten steel.
철손, 무방향성 전기강판, 전로, 진공탈가스장치, 슬래그 탈산제, 상취랜스Iron loss, non-oriented electrical steel sheet, converter, vacuum degasser, slag deoxidizer, top lance
Description
도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 정련공정을 도시한 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing a refining process to which the method of the present invention is applied.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 ...... 전로 3 ...... 레이들1 ......
5 ...... 진공탈가스장치 6 ...... 상취랜스5 ......
본 발명은 발전기, 모터, 변압기 및 자기 스위치 등의 소재로 사용되는 무방향성 전기강판을 제조하기 위한 용강을 정련하는 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 제강공정에서 탄소(C) 30ppm이하, 실리콘(Si) 0.3~0.7중량%, 질소(N) 30ppm 이하, 황(S) 50ppm 이하 및 알루미늄(Al) 50ppm이하의 용강을 정련하여 절손이 저감된 무방향성 전기강판을 용이하게 제조할 수 있도록 개선된 정련방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for refining molten steel for manufacturing non-oriented electrical steel sheet used as a material for generators, motors, transformers and magnetic switches, more specifically 30 ppm or less of carbon (C) in the steelmaking process, (Si) 0.3 ~ 0.7% by weight, less than 30ppm nitrogen (N), less than 50ppm sulfur (S) and less than 50ppm aluminum (Al) refined to easily manufacture non-oriented electrical steel sheet with reduced fracture To a method of refining.
일반적으로 발전기, 모터, 변압기 및 자기스위치 등의 소재로 사용되는 무방향성 전기강판은 소재에 전류를 가했을 때 철손실(이하, 철손)이 낮아야 열 및 소 음에 의한 에너지 손실이 적게 되므로, 일반적으로 저철손의 재질 특성을 요구한다. In general, non-oriented electrical steel sheets used as materials for generators, motors, transformers, and magnetic switches have a low iron loss (hereinafter, iron loss) when current is applied to the material, so energy loss due to heat and noise is generally low. Requires material characteristics of low iron loss.
이러한 무방향성 전기강판의 철손을 낮추기 위해서는 통상 강 중의 Si을 다량 첨가하고, 불순물로 존재하는 C, N 및 S 등을 가능한 낮게 제어할 필요가 있다. 따라서, 무방향성 전기강판의 여러 종류중 소형모터에 사용되는 소재는 Si 0.3~0.7중량%, C 30ppm이하, N 30ppm 이하, S 50ppm이하 및 Al 50ppm이하의 화학성분이 요구된다. In order to reduce the iron loss of such an non-oriented electrical steel sheet, it is usually necessary to add a large amount of Si in steel and to control C, N, S, etc. which exist as impurities as low as possible. Therefore, among the various kinds of non-oriented electrical steel sheet, the material used for the small motor requires a chemical composition of 0.3 to 0.7 wt% of Si, 30 ppm or less of C, 30 ppm or less of N, 50 ppm or less of Al, and 50 ppm or less of Al.
여기서, Si은 페로 실리콘(Fe-Si)등 합금철을 정련시 직접 용강에 첨가하므로 성분제어가 비교적 용이하고, C 및 N의 경우 용강단계에서 픽업(pick-up)요인을 제거함과 동시에 RH등 진공탈가스 장치를 사용, 진공처리를 행함으로써 용이하게 제어할 수 있다. Here, Si adds ferro silicon (Fe-Si) ferroalloy directly to molten steel during refining, so the component control is relatively easy, and in the case of C and N, the pick-up factor is removed at the molten steel stage and RH, etc. It can be controlled easily by performing a vacuum process using a vacuum degassing apparatus.
반면에, Al을 50ppm이하로 유지하면서 동시에 S를 50ppm이하로 낮추는 데는 여러 가지 문제점이 상존한다. 즉, 전로에서 출강된 용강의 S 함량은 60~80ppm이며, 이들 S를 50ppm 이하로 낮추기 위해서는 환원성 분위기, 즉 3ppm 이하의 용존산소가 요구되는 반면에 Al이 50ppm 이하인 경우, 용존산소가 20~50ppm 존재하는 산화성 분위기이다. 따라서, 상기 용존산소가 20~50ppm 존재하는 산화성 분위기에서 S를 50ppm 이하로 제거하는 데는 많은 별도의 정련방법이 필요하다.On the other hand, there are various problems in keeping S below 50 ppm while keeping Al below 50 ppm. That is, the S content of the molten steel withdrawn from the converter is 60 ~ 80ppm, in order to lower these S to 50ppm or less, reducing oxygen, that is, less than 3ppm dissolved oxygen is required, while Al is 50ppm or less, dissolved oxygen 20 ~ 50ppm It is an oxidizing atmosphere present. Therefore, many separate refining methods are required to remove S to 50 ppm or less in an oxidizing atmosphere in which 20 to 50 ppm of dissolved oxygen is present.
따라서, 무방향 전기강판 정련방법에 관한 제안으로는 일본 공개특허 제98-310850호, 제97-316535호 및 제96-333658호 등이 있으며, 상기 제안들은 진공탈가스 장치에서 탈탄반응과 탈산반응을 행하고, 용강 탈황제를 첨가하여 황(S)의 함량 을 추가적으로 낮추는 방법들이다. Accordingly, proposals related to the non-oriented electrical steel refining method include Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 98-310850, 97-316535, and 96-333658, and the above proposals are for decarburization and deoxidation in a vacuum degassing apparatus. And adding a molten steel desulfurization agent to further lower the content of sulfur (S).
상기 제안들은 용강 중 Al 0.02중량% 이상, 즉 적정의 환원성 분위기가 유지되는 상태이므로 추가적인 탈황반응이 가능한 반면, 만약 Al 함량이 낮은 산화성 분위기를 유지한다면 S 제거가 곤란하다. The above proposals are more than 0.02% by weight of Al in the molten steel, that is, a state in which an appropriate reducing atmosphere is maintained, while further desulfurization reaction is possible.
또다른 방법으로 대한민국 특허출원 2000-51450호가 제안되었으며, 이 제안은 Al을 0.2~1.5중량%로 유지하면서 슬래그 조성을 CaO 60~65중량%, Al2O3 30~35중량% 및 SiO2으로 조절하는 것을 특징으로 하고 있다. In another method, Korean Patent Application No. 2000-51450 has been proposed, which adjusts the slag composition to 60-65% by weight of CaO, 30-35% by weight of Al 2 O 3 and SiO 2 while maintaining Al at 0.2-1.5% by weight. It is characterized by.
그러나, 상기 제안과 같이 Al을 0.2~1.5중량% 범위로 유지하는 경우 매우 강한 환원성 분위기가 되므로 S 함량을 10ppm 이하로 감소시키는 것도 가능한 반면에 만약 Al을 50ppm 이하로 유지한다면 이 제안 역시 용존산소가 20~50ppm의 산화성 분위기가 조성되므로 S를 제거하기는 어렵다.However, if Al is maintained in the range of 0.2 to 1.5% by weight as described above, it is possible to reduce the S content to 10 ppm or less since it is a very strong reducing atmosphere. It is difficult to remove S because an oxidizing atmosphere of 20 to 50 ppm is formed.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 무방향성 전기강판 제조시 전로 출강 단계 및 탈가스 처리 후 슬래그 탈산제를 첨가하고, 슬래그 조성을 적절하게 제어함으로써, Al 50ppm 이하의 산화성 분위기하에서 S를 50ppm 이하로 낮춤으로서 철손실이 적은 무방향성 전기강판을 제조할수 있는 철손 저감형 무방향성 전기강판용 용강 정련방법을 제공하고자 한다. Therefore, the present invention has been proposed in order to solve the conventional problems as described above, the object of which is to produce a non-oriented electrical steel sheet by adding a slag deoxidizer after the converter tapping step and degassing treatment, by controlling the slag composition, Al The present invention is to provide a method for refining molten steel for non-oriented electrical steel sheet, which can produce non-oriented electrical steel sheet having low iron loss by reducing S to 50 ppm or less in an oxidizing atmosphere of 50 ppm or less.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,As a technical configuration for achieving the above object, the present invention,
탄소(C) 30ppm 이하, 실리콘(Si) 0.3~0.7중량%, 질소(N) 30ppm 이하, 황(S) 50ppm 이하, 알루미늄(Al) 50ppm 이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 무방향성 전기강판을 주조하기 위하여 용강을 정련하는 방법에 있어서,Non-oriented electricity containing 30 ppm or less of carbon (C), 0.3-0.7 wt% of silicon (Si), 30 ppm or less of nitrogen (N), 50 ppm or less of sulfur (S), 50 ppm or less of aluminum (Al), balance Fe and other unavoidable impurities In the method of refining molten steel to cast steel sheet,
전로내에서 정련이 종료된 용강을 레이들로 출강한 직후 상기 레이들의 슬래그층에 금속 알루미늄(Al) 35~50중량%의 슬래그 탈산제를 첨가하여 슬래그중 (T.Fe+MnO)를 5~10중량%로 낮추는 단계; Immediately after refining molten steel in the converter into a ladle, a slag deoxidizer of 35-50% by weight of metal aluminum (Al) was added to the slag layer of the ladle to obtain (T.Fe + MnO) in the slag. Lowering to weight percent;
상기 티밍 레이들을 진공탈가스장치로 이송하여 탈탄반응을 행하여 탄소(C)를 30ppm 이하로 낮추는 단계; Transferring the teaming ladle to a vacuum degassing apparatus to perform decarburization to lower carbon (C) to 30 ppm or less;
상기 진공탈가스장치에서 실리콘(Si)을 첨가하여 실리콘(Si)성분을 0.3~0.7중량%로 조절하는 단계; Adding silicon (Si) in the vacuum degassing apparatus to adjust the silicon (Si) component to 0.3 to 0.7% by weight;
상기 탈탄반응과 Si 첨가 종료후 슬래그층에 상기 슬래그탈산제를 첨가하여 슬래그중(T.Fe+MnO)를 1.5중량% 이하로 낮춤과 동시에 슬래그중 (%CaO)/(%Al2O3) 비를 1.3~1.7 범위로 조절하는 단계; 및 After the decarburization reaction and the addition of Si, the slag oxidizer is added to the slag layer to lower the slag weight (T.Fe + MnO) to 1.5 wt% or less and at the same time the slag (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) ratio. Adjusting the range to 1.3 to 1.7; And
상기 레이들을 상부버블링이 가능한 설비로 이송하고, 상부로부터 상취랜스를 침적하여 슬래그와 용강의 계면층을 교반하는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 철손 저감형 무방향성 전기강판용 용강 정련방법을 마련함에 의한다. The ladle is transferred to a facility capable of upper bubbling, and the upper layer lance is deposited to agitate the interface layer between the slag and the molten steel, thereby providing a molten steel refining method for reducing iron loss-free non-oriented electrical steel sheet. By
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 부합되는 무방향성 전기강판은 철손이 5.5~7.0W/kg 정도의 일반재 로서, 요구되는 화학성분은 C 30ppm 이하, Si 0.3~0.7중량%, N 30ppm 이하, S 50ppm 이하 및 Al 50ppm 이하를 포함한 강이다. The non-oriented electrical steel sheet according to the present invention is a general material of iron loss of about 5.5 ~ 7.0W / kg, the required chemical composition is C 30ppm or less, Si 0.3 ~ 0.7% by weight, N 30ppm or less, S 50ppm or less and Al 50ppm It is a steel including the following.
도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 정련공정을 도시한 개략도로서, 도시한 바와같이, 전로(1)내로 C 4.0~4.5중량%, S 30~60ppm의 용선을 장입하고, 산소취입랜스로부터 산소를 초음속으로 분사하며, 상기 전로(1)의 취련이 종료되는 용강의 화학성분은 온도 1650~1700℃, 용존산소(이하, [O] 이라함.) 400~800ppm, 탄소(C) 0.02~0.05중량%, 황(S) 60~80ppm이다. 1 is a schematic diagram showing a refining process to which the method of the present invention is applied, as shown in FIG. 1, a molten iron of C 4.0 to 4.5 wt% and S 30 to 60 ppm is charged into the
그리고, 상기 전로(1) 정련과정에서 발생된 슬래그는 CaO 40~50중량%, SiO2 5~10중량%, (T.Fe+MnO) 15~25중량% 등을 함유하게 되는데, 전로(1)에서 정련이 종료된 용강을 래이들(3)로 출강하는 과정에서 상기와 같은 화학성분을 갖는 슬래그가 용강 1톤당 4~6kg 씩 용강과 더불어 상기 레이들(3)로 혼입된다. And, the slag generated in the converter (1) refining process will contain 40 to 50% by weight of CaO, 5 to 10% by weight of SiO 2 , 15 to 25% by weight (T.Fe + MnO), etc. In the process of tapping the molten steel after the refining in the ladle 3) slag having the above chemical composition is mixed into the ladle (3) together with the molten steel by 4 ~ 6kg per ton of molten steel.
이러한 슬래그는 (T.Fe+MnO) 15~25중량%를 함유한 강산화성 슬래그이므로 본 발명은 출강이 종료된 직후에 티밍레이들(3)의 상부에 형성되는 슬래그층에 슬래그 탈산제를 첨가하여 슬래그중 (T.Fe+MnO)성분을 5~10중량%로 낮춘다. Since the slag is a strongly oxidizing slag containing 15 to 25% by weight of (T.Fe + MnO), the present invention adds a slag deoxidizer to the slag layer formed on the top of the
여기서, 첨가되는 슬래그 탈산제는 금속 알루미늄 35~50중량%, CaCO3 40~60중량% 및 5중량% 이하의 불순물을 포함하여 조성되는 상업적으로 널리 공급되는 슬래그 탈산제를 사용하고, 이때, 상기 (T.Fe+MnO) 성분을 5~10중량%로 조정하기 위하여 첨가하는 슬래그 탈산제의 양은 용강 1톤당 0.6~1.5kg이면 충분하다. Here, the added slag deoxidizer is a commercially supplied slag deoxidizer composed of 35 to 50% by weight of metal aluminum, 40 to 60% by weight of CaCO 3 and 5% by weight or less of impurities, wherein (T The amount of slag deoxidizer added to adjust .Fe + MnO) to 5 to 10% by weight is sufficient to be 0.6 to 1.5 kg per ton of molten steel.
상기와 같이 전로(1)에서 용강이 출강된 래이들(3)내로 용강슬래그 탈산제를 첨가하는 경우, 하기 화학식 1의 반응으로 슬래그에 포함된 성분중 (T.Fe+MnO)가 감소하게 되며, 여기서, (T.Fe)는 슬래그중 (FeO)와 (Fe2O3)의 혼합물, (MnO)는 슬래그 중 MnO, m.Al은 슬래그 탈산제 중 금속 Al을 의미한다.As described above, when molten steel slag deoxidizer is added into the
본 발명에서 (T.Fe+MnO) 성분을 5~10중량% 범위로 제어하는 이유는 5% 이하의 경우, 용강의 탈황반응에는 유익하나 슬래그 탈산제의 첨가로 인하여 하기 화학식 2의 반응으로 용존산소(O)가 다량 감소되어 후공정인 진공탈가스장치(5)에서 C를 30ppm 이하로 제어하기 곤란하기 때문이다. In the present invention, the reason for controlling the (T.Fe + MnO) component in the range of 5 to 10% by weight is less than 5%, which is advantageous for the desulfurization reaction of molten steel, but due to the addition of slag deoxidizer This is because a large amount of (O) is reduced and it is difficult to control C to 30 ppm or less in the vacuum degassing apparatus 5 which is a post process.
한편, 본 발명자들의 실험에 의하면, 슬래그에 포함된 (T.Fe+MnO)성분이 10중량%를 초과하는 경우에는 탈탄반응이후에 다량의 슬래그 탈산제를 첨가하더라도 1.5중량 이하의 (T.Fe+MnO)를 얻기가 곤란하였다.On the other hand, according to the experiments of the present inventors, when the (T.Fe + MnO) component contained in the slag exceeds 10% by weight, even after adding a large amount of slag deoxidizer after the decarburization reaction (T.Fe + MnO) was difficult to obtain.
이어서, 전로로부터 래이들(3)로내로 출강된 용강에 슬래그 탈산제의 첨가가 종료된 후, 상기 래이들(3)의 용강을 진공탈가스장치(5)로 이송하며, 여기서, 상기 진공탈가스장치(1)는 알에이치(RH), 브이티디(VTD), 브이오디(VOD)중 어느 장치라도 무관하며, 1torr 이하의 진공상태를 유지하면서 탈탄반응을 행할 수 있는 장치 면 충분하다. Subsequently, after the addition of the slag deoxidizer is finished to the molten steel withdrawn from the converter into the
즉 상기 티밍레이들(3)을 진공탈가스장치(5)로 이송하고, 용강을 교반하면서 진공 베셀(Vessel)의 진공도를 1torr 이하로 유지하는 경우, 하기 화학식 3과 같이 용강 중 [C]와 [O]의 반응으로 탄소함량이 감소하게 된다. That is, when the
일례로 RH 진공 탈가스 장치에서는 초기 탄소 [C] 0.02~0.05중량%, 산소 [O] 300~500ppm일때 교반가스 120~150Nm3/hr, 진공도 1torr 이하 상태로 13~17분 유지한다면 30ppm 이하의 [C] 농도를 얻을 수 있다. For example, in the RH vacuum degassing apparatus, when the initial carbon [C] is 0.02 to 0.05% by weight and oxygen [O] is 300 to 500 ppm, the stirring gas is 120 to 150 Nm 3 / hr and the vacuum degree is 30 ppm or less if it is maintained for 13 to 17 minutes under 1 torr. [C] concentration can be obtained.
상기 진공탈가스 장치(1)에서의 탈탄반응이 종료되는 시점에서 실리콘을 첨가하여 용강의 [Si]성분을 0.3~0.7중량%로 제어한다. 상기 [Si]성분의 경우, 상기 전로(1)로부터의 출강시 페로 실리콘(Fe-Si)의 첨가로 목표범위로 조정할 수 있으나, 이 경우 하기 화학식 4의 반응으로 [O]가 감소되어 이후 공정에서 진행되는 진공탈가스장치(5)에서의 탈탄반응을 방해할 뿐 아니라, 생성된 (SiO2)가 용강 탈황반응을 억제하기 때문에 불리하다.When the decarburization reaction in the
한편, 상기 진공탈가스장치(5)에서의 탈탄반응 이후, [Si]농도를 증가시키기 위하여 Fe-Si, Si-Mn 등 Si합금철의 사용이 가능하나, 이들을 첨가할 경우 이들이 포함하고 있는 탄소(C)성분으로 인하여 용강의 [C]성분이 증가되는 단점이 있으므로 가능한 금속 Si를 첨가하는 것이 바람직하다. 일례로 300톤 RH 진공탈가스 장치에서 0.3~0.7중량%의 [Si] 농도를 얻기 위해서는 용강 1톤당 3.3~8.0kg의 금속 Si를 첨가하면 충분하고, 이때 [O] 농도 20~50ppm, [S] 농도는 60~80ppm, [N] 15~250ppm에 달한다.On the other hand, after the decarburization reaction in the vacuum degassing apparatus (5), it is possible to use Si alloys such as Fe-Si, Si-Mn in order to increase the [Si] concentration, but if they are added to the carbon contained therein Since the [C] component of molten steel increases because of (C) component, it is preferable to add metal Si as much as possible. For example, in order to obtain [Si] concentration of 0.3 to 0.7 wt% in a 300 ton RH vacuum degassing apparatus, it is sufficient to add 3.3 to 8.0 kg of metal Si per ton of molten steel. In this case, the concentration of [O] is 20 to 50 ppm and [S] ] The concentration reaches 60 ~ 80ppm, [N] 15 ~ 250ppm.
연속하여, 상기 진공탈가스 장치(5)에서의 탈탄반응과 Si 첨가 반응이 종료되면, 상기의 동일한 슬래그 탈산제를 첨가하여 슬래그중 (T.Fe+MnO) 농도를 1.5 중량% 이하로 감소시킨다. Subsequently, when the decarburization reaction and the Si addition reaction in the vacuum degassing apparatus 5 are completed, the same slag deoxidizer is added to reduce the (T.Fe + MnO) concentration in the slag to 1.5% by weight or less.
본 발명자들의 실험에 의하면 용강중 [O]농도가 20~50ppm 조건에서 (T.Fe+MnO) 농도가 1.5중량%를 초과하는 경우, 용강의 탈황반응이 진행되지 않는 것으로 나타났다. 이는 용강의 탈황반응이 하기 화학식 5의 반응으로 진행되어야 하나, 우변에 20~50ppm의 [O]가 존재하므로 정반응, 즉 우측으로의 반응이 억제되기 때문이다. According to the experiments of the present inventors, when the [O] concentration in the molten steel (T.Fe + MnO) concentration exceeds 1.5% by weight in 20 ~ 50ppm conditions, it was found that the desulfurization reaction of the molten steel does not proceed. This is because the desulfurization reaction of molten steel should proceed to the reaction of Chemical Formula 5, but since 20-50 ppm [O] is present on the right side, the forward reaction, that is, the reaction to the right side is suppressed.
한편, 본 발명에 의하면 상기 진공탈가스 장치(5)에서의 탈탄반응과 Si 첨가 반응이 종료된 용강에 슬래그 탈산제를 첨가하여 (T.Fe+MnO)성분을 1.5중량% 이하로 낮춤과 동시에 슬래그중 (%CaO)/(%Al2O3)비를 1.3~1.7 범위로 조절하는 경우, 일정범위의 용강 탈황반응이 진행됨을 확인하였고, 그 이유는 슬래그와 용강의 계 면에서 국부적으로 하기 화학식 6의 반응에 진행되어 나타나는 현상으로 판단된다. Meanwhile, according to the present invention, a slag deoxidizer is added to the molten steel in which the decarburization reaction and the Si addition reaction in the vacuum degassing apparatus 5 are completed, thereby lowering the (T.Fe + MnO) component to 1.5% by weight or less and simultaneously slag. In the case of adjusting the medium (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) ratio in the range of 1.3 to 1.7, it was confirmed that a range of molten steel desulfurization proceeded, and the reason was locally in the interface of slag and molten steel. It is judged to be the phenomenon which progresses to reaction of 6.
상기 화학식 6에서 m.Al은 슬래그 탈산제중 금속 Al이고, CaO를 슬래그 탈산제로 첨가된 CaCO3가 CaO+CO2 분해되어 생성된 것이다.In
일례로 본 발명자들의 실험에 의하면 300톤 티밍 레이들에서 (T.Fe+MnO)성분 1.5중량% 이하 및 (%CaO)/(%Al2O3) 비를 1.3~1.7 범위로 조절하기 위해서는 상기 슬래그 탈산제를 용강 1톤당 0.7~1.3kg 첨가하면 충분하였다.For example, according to the experiments of the present inventors, in order to adjust the (T.Fe + MnO) component of 1.5 wt% or less and the (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) ratio in the range of 1.3 to 1.7 in a 300 ton teaming ladle. It was sufficient to add 0.7 ~ 1.3kg of slag deoxidizer per ton of molten steel.
상술한 바와 같이 슬래그 탈산제룰 용강에 첨가하여 (T.Fe+MnO)성분및 (%CaO)/(%Al2O3)의 비를 제어하고 시간을 충분한 유지한다면 상기 화학식 6의 탈황반응을 기대할 수 있으나, 제강공정에서는 시간관리가 매우 중요하므로 짧은 시간에 탈황효과를 얻기 위하여, 상기 티밍 레이들을 상취버블링(bubbling)이 가능한 설비로 이송한다. As described above, if the slag deoxidizer is added to molten steel to control the ratio of (T.Fe + MnO) component and (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) and maintain sufficient time, desulfurization of
이어서, 상부로부터 아르곤(Ar)취입이 가능한 상취랜스(6)를 용강에 침적하여 슬래그와 용강의 계면층을 교반시킨다. 여기서, 상기 상취랜스(6)는 팁(tip)부를 탕면으로부터 티밍 레이들내 용강 전체높이의 1/5~1/2에 위치하고, Ar유량을 0.3~1.0Nm3/min 범위로 제어하여 상기 슬래그와 용강의 계면층을 교반시키는 것이 바람직하다.
Subsequently, the
여기서, 상기 상취랜스(6)의 높이가 1/5 미만의 경우, 탕면에 슬래그가 없는 즉 나탕이 발생되어 대기로부터 질소가 유입되어 용강의 [N] 농도를 증가되는 단점이 있고, 1/2을 초과하는 경우에는 용강 계면으로의 [O]유입이 과다하여 소기의 탈황효과를 얻기 어려웠다. Here, when the height of the
또한, 상기 상취랜스(6)의 Ar 유량이 0.3Nm3/min이하로 적을 경우, 짧은 시간에 소기의 탈황효과를 얻기 어렵고, 1.0Nm3/min을 초과하는 경우에는 나탕이 발생되어 [N]농도가 과도하게 증가되는 단점이 있음을 발견하였다. In addition, when the Ar flow rate of the
용강의 탈황반응을 행하기 이전 [S]농도가 60~80ppm 정도일 때, 50ppm 이하의 [S]농도를 얻기 위해 바람직하게는 상취랜스(6)를 통한 Ar취입시간을 3~10분 유지하는 것이다.When the [S] concentration is about 60 to 80 ppm before the desulfurization of the molten steel, in order to obtain the [S] concentration of 50 ppm or less, the Ar blowing time through the
이하, 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기 실시예에 국한되지 아니한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[실시예]EXAMPLE
300톤 전로에서 정련을 종료하고, 용강 온도가 1650~1700℃ 범위임을 확인하고, 용존산소 [O]를 측정한 후, 용강시료를 채취하여 C, N, S 등 주요 불순성분을 분석하였다. After finishing the refining in the 300 ton converter, it was confirmed that the molten steel temperature is in the range of 1650 ~ 1700 ℃, the dissolved oxygen [O] was measured, the molten steel sample was collected and analyzed the major impurities such as C, N, S.
이어서, 전로의 용강을 래이들(3)로 출강을 종료한 직후, 주성분이 CaCO3이며, 금속 Al 41.2%를 포함하는 CaCO3계 슬래그탈산제를 상기 래이들(3)에 저장된 용 강의 탕면 슬래그층에 첨가하고, 재차 [O]를 측정하고 슬래그 시료를 채취하여 (CaO), (SiO2), (Al2O3), (T.Fe), (MnO) 등 주요성분을 분석하였다. Subsequently, immediately after the tapping of the molten steel of the converter is completed with the ladle 3 , the hot water slag layer of the molten steel stored in the ladle 3 with a CaCO 3 -based slag oxidizing agent containing a main component of CaCO 3 and containing metal Al 41.2%. [O] was measured again, and slag samples were taken to analyze main components such as (CaO), (SiO 2 ), (Al 2 O 3 ), (T.Fe), and (MnO).
연속하여, 상기 용강을 RH 진공탈가스장치(5)로 이송하고 진공도 1torr 이하로 유지하면서 환류가스로서 Ar 150Nm3/hr로 용강을 교반하면서 용강의 탈탄반응을 수행하고, 상기 진공탈가스장치(5)를 이용한 탈탄반응이 종료되는 시점에 금속 Si을 용강 1톤당 3.3~8.0kg 첨가하여 [Si] 농도를 0.3~0.7중량%로 조정하였다. Subsequently, the molten steel is transferred to the RH vacuum degassing apparatus 5 and the decarburization reaction of the molten steel is performed while stirring the molten steel with Ar 150 Nm 3 / hr as the reflux gas while maintaining the vacuum degree of 1torr or less, and the vacuum degassing apparatus ( At the end of the decarburization reaction using 5), 3.3 to 8.0 kg of metal Si was added per ton of molten steel to adjust the concentration of [Si] to 0.3 to 0.7 wt%.
또한, 상기 RH 탈가스장치(5)를 이용한 용강정련이 종료되는 시점에 용강시료를 채취하고, C, N, S 등 주요 불순성분을 분석하고, 정련이 종료된 직후 상술한 슬래그 탈산제를 다시 한번 첨가하여 슬래그중 (T.Fe+MnO)농도 및 (%CaO)/(%Al2O3)를 동시에 제어하였다. In addition, a molten steel sample is collected at the end of the molten steel refining using the RH degassing apparatus 5, the main impurities such as C, N, S, etc. are analyzed, and the slag deoxidizer described above is once again immediately after the refining is finished. (T.Fe + MnO) concentration and (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) in the slag were added at the same time.
그리고, 상기 슬래그 조제가 종료된 용강을 상취 버블링(Bubbling)이 가능한 장치로 이송하고, 위로부터 내화물로 구성된 상취랜스(6)를 하강하여 그 팁부가 탕면으로부터 전체 용탕높이의 1/3 지점에 위치된 상태에서, Ar을 취입하면서 4~8분간 슬래그와 용강의 계면층을 교반하였다. 교반이 종료된 후에는 용강시료를 채취하여 성분분석을 행하였다. Then, the molten steel in which the slag preparation is finished is transferred to an apparatus capable of bubbling bubbling, and the
하기 표1은 실시예에서 행한 비교재와 본 발명의 실험조건과 결과를 정리한 것이다. Table 1 summarizes the experimental conditions and results of the comparative material and the present invention performed in the Examples.
상기 표1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명 1, 2 및 3의 경우, 위에서 상술한 조건과 같이, 출강시 슬래그 상부에 슬래그 탈산제를 용강 1톤당 0.8~1.3kg 첨가하여 출강직후 [O] 310~350ppm, (T.Fe+MnO) 7.4~9.5ppm 을 얻을 수 있게 된다. As can be seen in Table 1, in the case of the
또한, RH 진공탈가스 장치에서 14~16분의 탈탄반응을 행하고, [C] 23~25ppm 수준을 얻을 수 있고, [S]와 [N]은 각각 전로 종료시점과 별다른 차이가 없는 71~76ppm 및 16~19ppm을 얻게 되는 것이다. In addition, 14 to 16 minutes of decarburization was performed in an RH vacuum degassing apparatus, and the level of [C] 23 to 25 ppm was obtained, and [S] and [N] were 71 to 76 ppm, respectively, which were not significantly different from the end of the converter. And 16 to 19 ppm.
또한, RH 진공탈가스 조업이 종료되는 시점에 상기 슬래그 탈산제를 용강 1톤당 0.8~1.3kg 첨가하여 (T.Fe+MnO) 1.1~1.3%, (%CaO)/(%Al2O3)비 1.4~1.6을 얻게 되며, Ar을 0.3~1.0Nm3/hr 유속으로 상부버블링을 4~8분 동안 실시함으로써, [S] 40, 36 및 43ppm, [N] 19, 23 및 23ppm을 얻어 철손이 5.5~7.0W/kg 범위의 무방향성 전기강판에서 요구되는 화학성분, 즉 C 30ppm 이하, N 30ppm 이하, S 50ppm 이하 등을 안정적으로 얻을 수 있게 된다. At the end of the RH vacuum degassing operation, 0.8 to 1.3 kg of slag deoxidizer was added per ton of molten steel to make 1.1 to 1.3% of (T.Fe + MnO), (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) ratio. 1.4 to 1.6, and by argon performing upper bubbling for 4 to 8 minutes at a flow rate of 0.3 to 1.0 Nm 3 / hr, [S] 40, 36 and 43 ppm, [N] 19, 23 and 23 ppm were obtained. The chemical composition required in the non-oriented electrical steel sheet in the range of 5.5 ~ 7.0W / kg, that is, C 30ppm or less, N 30ppm or less, S 50ppm or less can be obtained stably.
한편, 상부버블링(Top bubbling)이 완료된 시점에서 채취한 용강시료를 분석한 결과, 본 발명재의 Si 농도는 0.23~0.28중량%, Al은 23~41ppm 범위임을 확인하였다. 여기서, Al은 슬래그중 (Al2O3)가 환원되어 유입된 것으로 판단된다.On the other hand, the analysis of the molten steel sample collected at the time of the top bubbling (Top bubbling) was confirmed, it was confirmed that the Si concentration of the present invention is 0.23 ~ 0.28% by weight, Al is 23 ~ 41ppm range. Here, it is determined that Al is introduced by reducing (Al 2 O 3 ) in the slag.
한편, 상기 비교재 1의 경우, 전로정련이 종료되는 시점에서 화학성분은 본 발명과 유사하나, 출강시 슬래그 탈산제를 본 발명보다 적은 0.6kg/t-s 첨가함으로써, [O]농도는 370ppm으로 탈탄반응에 충분한 반면, (T.Fe+MnO)가 11.5중량%로 높음을 알 수 있다. On the other hand, in the case of
이 경우 진공탈가스장치에서의 탈탄반응 작업종료 후 슬래그 탈산제를 본 발명보다 매우 많은 용강 1톤당 1.9kg 첨가한다 하더라도 (T.Fe+MnO)성분이 3.6중량%에 달하여 이후 충분한 상부버블링(Top bubbling)을 실시한다 하더라도 [S]가 63ppm으로 목표범위(50ppm 이하)를 상회함을 알 수 있다. 이 경우 무방향성 전기강판에서 원하는 철손을 얻기가 어렵다.In this case, even if the slag deoxidizer is added 1.9 kg per ton of molten steel than the present invention after finishing the decarburization operation in the vacuum degassing apparatus, the (T.Fe + MnO) component reaches 3.6% by weight, thereby providing sufficient upper bubbling (Top Even when bubbling), it can be seen that [S] is 63 ppm and exceeds the target range (50 ppm or less). In this case, it is difficult to obtain the desired iron loss in the non-oriented electrical steel sheet.
비교재 2의 경우, 전로정련 종료 시점에서 화학성분이 본 발명과 유사하며, 출강시 슬래그 탈산제 역시 본 발명과 유사한 0.8kg/t-s 첨가하여, [O]농도가 340ppm으로 탈탄반응에 충분하고, (T.Fe+MnO)성분도 9.1중량%로 적정 수준임을 알 수 있다. 또한, 진공탈가스장치(5)의 탈탄반응 종료 후 슬래그 탈산제 1.1kg/t-s을 첨가하여, 1.5중량%의 (T.Fe+MnO) 및 1.5의 (%CaO)/(%Al2O3)비를 얻어 충분하고, 상부버블링(Top bubbling)시 유량을 1.3Nm3/min으로 실시한 결과, [S] 농도(34ppm)를 안정적으로 얻은 반면에 [N] 농도가 17ppm 에서 34ppm으로 크게 증가되어 목표범위(30ppm 이하)를 벗어남을 알 수 있다. 이 경우에도 [N] 농도로 인하여 원하는 철손을 얻기가 어렵다.In the case of Comparative Material 2, the chemical composition was similar to the present invention at the end of converter refining, and when the slag deoxidizer was added, 0.8 kg / ts similar to the present invention was added, and the [O] concentration was 340 ppm, which was sufficient for the decarburization reaction (( T.Fe + MnO) component also can be seen that the appropriate level at 9.1% by weight. In addition, after the decarburization reaction of the vacuum degassing apparatus 5 was added, 1.1 kg / ts of slag deoxidizer was added, and 1.5 wt% of (T.Fe + MnO) and 1.5 (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) were added. The ratio was sufficient, and the flow rate of 1.3Nm 3 / min at the top bubbling resulted in a stable [S] concentration (34 ppm), while the [N] concentration was greatly increased from 17 ppm to 34 ppm. It can be seen that it is out of the target range (30 ppm or less). Even in this case, it is difficult to obtain a desired iron loss due to the concentration of [N].
비교재 3의 경우, 비교재 1과 마찬가지로 전로 출강시 슬래그 탈산제의 양이 0.3kg/t-s로 적어 (T.Fe+MnO) 함량이 13.5%로 높아, 진공 탈가스의 탈탄반응은 용이한 반면, 진공탈가스의 탈탄반응 종료후 슬래그 탈산제를 과량(2.2kg/t-s) 투입한다 하더라도 1.5%이하의 (T.Fe+MnO)농도를 얻기 곤란할 뿐 아니라, 이후 적정의 상부버블링(Top bubbling)을 실시하더라도 원하는 [S] 농도를 얻기가 어려웠다.In the case of
비교재 4의 경우, 전로정련이 종료된 시점에서 [O] 690ppm임을 확인하고, 슬래그 탈산제를 1.7kg/t-s 첨가한 결과 (T.Fe+MnO)성분은 5.1중량%로 우수함에 비해서 [O]가 240ppm으로 낮음을 확인하였다. 이는 첨가된 슬래그 탈산제가 [O]를 과다하게 감소시킨 원인으로 생각되며, 이러한 용강을 진공탈가스장치(5)로 이송하여 19분동안 탈탄반응을 행하였으나, [C] 농도가 33ppm으로 목표범위(30ppm 이하)를 벗어나 상회하였다. 이후, 0.7kg/t-s의 슬래그 탈산제를 용강에 첨가하여 (T.Fe+MnO)성분 1.3중량% 및 (%CaO)/(%Al2O3)비 0.5을 얻어 목표범위 이내의 [S] 및 [N] 농도를 얻을 수 있었으나, 목표범위 이상의 [C] 농도로 인하여 원하는 철손을 얻기 어렵다.In the case of Comparative Material 4, when the converter refining was completed, it was confirmed that [O] was 690 ppm, and 1.7 kg / ts of slag deoxidizer was added, and the (T.Fe + MnO) component was excellent in 5.1 wt%, compared to [O]. It was confirmed that the low as 240ppm. It is thought that the added slag deoxidizer excessively reduced [O]. The molten steel was transferred to the vacuum degassing apparatus 5 for decarburization for 19 minutes, but the concentration of [C] was 33 ppm. (30 ppm or less) exceeded and exceeded. Thereafter, 0.7 kg / ts of slag deoxidizer was added to the molten steel to obtain 1.3 wt% of (T.Fe + MnO) component and (% CaO) / (% Al 2 O 3 ) ratio of 0.5 to [S] and within the target range. [N] concentration was obtained, but the desired iron loss is difficult to be obtained due to the [C] concentration above the target range.
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 무방향성 전기강판을 제조하기 위한 용강의 정련시 용강에 포함된 [C],[Si],[S],[N] 및 [Al]농도 제어가 용이하고, 정련된 용강을 이용하여 철손 5.5~7.0W/kg 범위의 무방향성 전기강판을 주조할 수 있는 한편, 철손이 저감된 무방향성 전기강판을 소재로 하는 우수한 품질의 소형모터를 제조할수 있는 효과가 얻어진다. According to the present invention as described above, it is easy to control the concentration of [C], [Si], [S], [N] and [Al] contained in molten steel during refining of molten steel for producing non-oriented electrical steel sheet, By using refined molten steel, it is possible to cast non-oriented electrical steel sheet in the range of iron loss of 5.5 ~ 7.0W / kg, and it is possible to produce small motors of excellent quality made of non-oriented electrical steel sheet with reduced iron loss. Lose.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. I would like to clarify that knowledge is easy to know.
Claims (7)
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2002
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