KR100992303B1 - Method for refining of extra low sulfur stainless steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스테인레스강의 정련방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for refining stainless steel.
본 발명은 유황 농도를 낮추기 위한 스테인레스강의 AOD 정련방법에 있어서, In the present invention, in the AOD refining method of stainless steel to lower the sulfur concentration,
용강중의 탄소 1kg당 1.16~1.33N㎥의 산소와 Si 1kg당 0.8~0.84N㎥의 산소를 용강에 공급하여 탄소와 Si을 제거하고 용강의 온도를 1680~1720℃로 제어하는 단계; 슬래그 및 용강의 산소를 제거하기 위해 Si을 첨가하여 용강중의 Si의 함량이 0.3~0.6중량%가 되도록 제어하는 단계; 30~50kg/ton-slag(슬래그 톤)의 Al을 첨가하는 단계; 생석회를 첨가하여 슬래그의 조성중 CaO/SiO2를 2.0~3.0으로 제어하는 단계; 및 상기 생석회의 첨가량의 20~30중량%의 형석을 첨가한 후, 용강톤당 0.2~0.6N㎥/분의 취입속도로 Ar가스를 취입하며 8~12분 동안 탈황처리하는 것을 포함하여 이루어진다.Supplying 1.16 to 1.33 Nm3 of oxygen per 1 kg of carbon in the molten steel and 0.8 to 0.84 Nm3 of oxygen per kg of Si to the molten steel to remove carbon and Si and controlling the temperature of the molten steel to 1680 to 1720 ° C; Controlling the amount of Si in the molten steel to be 0.3 to 0.6 wt% by adding Si to remove oxygen of the slag and molten steel; Adding Al of 30-50 kg / ton-slag (slag tone); Adding quicklime to control CaO / SiO 2 in the composition of slag to 2.0-3.0; And 20 to 30% by weight of fluorspar of the added amount of quicklime, and desulfurization treatment for 8 to 12 minutes while blowing Ar gas at a blowing rate of 0.2 to 0.6 Nm 3 / min per ton of molten steel.
본 발명은 스테인레스강의 유황 농도를 10ppm 이하로 안정적으로 제조하면서, AOD 정련시간과 부원료 사용량을 크게 절감할 수 있어 제강 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention can stably reduce the sulfur concentration of the stainless steel to 10ppm or less, greatly reducing the AOD refining time and the amount of auxiliary raw materials, thereby improving the steelmaking productivity.
정련로, 스테인레스강, 탈황, 슬래그, AOD, 염기도Refining Furnace, Stainless Steel, Desulfurization, Slag, AOD, Basicity
Description
도 1은 종래의 극저 유황 스테인레스강의 제조 공정도이다.1 is a manufacturing process diagram of a conventional ultra low sulfur stainless steel.
도 2는 본 발명의 극저 유황 스테인레스강의 제조 공정도이다.2 is a manufacturing process chart of the ultra low sulfur stainless steel of the present invention.
도 3은 본 발명과 종래법의 AOD 정련시간 및 유황 농도 비교 그래프이다.Figure 3 is a graph comparing the AOD refining time and sulfur concentration of the present invention and the conventional method.
도 4는 본 발명과 종래법의 AOD 사용 부원료량 비교 그래프이다.
Figure 4 is a graph comparing the amount of AOD used in the present invention and the conventional method.
본 발명은 스테인레스강의 정련방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬래그 조성 및 용강 조건을 제어함에 의하여 탈황효율을 높일 수 있는 극저 유황 스테인레스강의 정련방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for refining stainless steel, and more particularly, to a method for refining ultra-low sulfur stainless steel that can increase desulfurization efficiency by controlling slag composition and molten steel conditions.
브라운관 전자총 소재인 16%Cr-14%Ni강(STS305EG)은 완전한 오스테나이트 강종으로 열연가열시 입도성장이 과다할 뿐만 아니라 P, S의 고용도 저하에 따른 입 계 저융점 개재물에 기인하여 취화가 용이하며, 열간 압연 초기 균열발생 가능성이 크기 때문에 강중의 유황 농도를 극히 낮은 농도까지 제거해야 한다. 또한, 내식성과 고강도가 요구되는 조건에서 사용하는 22%Cr-5%Ni강의 경우에도 열간 압연중의 가공성 향상을 위해 유황농도를 10ppm 이하로 낮추어야 한다.16% Cr-14% Ni steel (STS305EG), a CRT material, is a complete austenitic steel that not only has excessive grain growth when hot-rolled, but also has low embrittlement due to intergranular low melting point inclusions due to lower P and S solidity. It is easy to remove the sulfur concentration in the steel to extremely low concentrations because of the high possibility of cracking at the beginning of hot rolling. In addition, even in the case of 22% Cr-5% Ni steel used under conditions requiring corrosion resistance and high strength, sulfur concentration should be lowered to 10 ppm or less to improve workability during hot rolling.
스테인레스강의 불순원소중 S는 원료로부터의 혼입이 불가피하므로 AOD(Argon Oxygen Decarburization) 또는 VOD(Vacuum Oxygen Decarburization) 공정에서 제거할 수 있지만, 슬래그/용강 교반력이 우수한 AOD가 유황 제거에 더욱 효과적이기 때문에 일반적으로 AOD에서 유황을 제거하는 방법을 채택하고 있다. 그런데 AOD를 이용하여 유황을 제거하는 경우에도 유황 농도를 10ppm 이하로 낮추기 위해서는 2차에 걸친 탈황 작업이 필요하기 때문에 AOD 조업시간이 크게 연장될 뿐만 아니라 내화물 용손도 크게 증가하는 문제를 안고 있다. 또한, AOD 정련후의 후 공정에서 슬래그 및 합금철에 의한 S 픽업(pick up)도 문제가 되고 있다.
Among the impurity elements of stainless steel, S can be removed from Argon Oxygen Decarburization (AOD) or Vacuum Oxygen Decarburization (VOD) process because incorporation from raw materials is inevitable, but AOD with excellent slag / molten steel stirring power is more effective for removing sulfur. In general, a method for removing sulfur from AOD is adopted. However, even when sulfur is removed using AOD, the sulfur concentration is lowered to 10 ppm or less, and thus, two times of desulfurization is required, so that AOD operation time is greatly extended and refractory loss is greatly increased. In addition, S pick-up by slag and ferroalloy also becomes a problem in a post-process after AOD refining.
유황농도가 매우 낮은 극저 유황 스테인레스강의 제조에 관한 종래기술로는 일본 공개특허공보 평3-211214호, 평6-228626호, 평6-256833호, 평7-34117호, 평7-258720호 및 2000-160233호가 있다.Prior arts related to the production of ultra-low sulfur stainless steels with very low sulfur concentrations are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 3-211214, 6-228626, 6-256833, 7-34117, 7-258720 and 2000-160233.
상기 종래기술중 평3-211214호는 VOD 정련에서 용강 톤당 0.8~1.5kg의 Al 및 생석회:50~60%, Al2O3: 12~16%, CaF2:23~31%, SiO2 농도 1.5% 이하인 플럭스(flux)를 첨가하는 것을 제안하고 있으나, 상술한 바 같이 VOD는 AOD에 비해 교반력이 약하 기 때문에 상기 종래기술과 같이 VOD에서 극저 유황강을 제조하는 것은 탈류 효율이 떨어지는 문제점을 갖는다. 또한 상기 종래기술에서 슬래그중 Al2O3의 농도가 너무 높으면 제품 표면에 Al2O3 또는 MgO·Al2O3의 경한 개재물에 기인한 결함이 발생되기 쉬울 뿐만 아니라 슬래그중의 SiO2 농도를 1.5% 이하로 낮추는 것이 매우 어려운게 사실이다. 상기 종래기술중 평6-228626호, 평6-256833호, 평7-34117호, 평7-258720호에서는 정련로 출강 이후에 래들(ladle)에서의 슬래그 개질에 의해 유황을 제거하는 방법을 제시하고 있으나, 래들에서는 기본적으로 교반력이 부족하기 때문에 탈황 효율을 향상시키는 것은 한계가 있는 문제점이 있다. 상기 종래기술중 2000-160233호에서는 VOD에서 탈산제 및 탈류제를 수회 반복하여 첨가하고, 래들 저취 유량을 용강톤당 1.2Nl/min 이상으로 불어 넣음으로써 유황 농도 10ppm 이하의 극저 유황강을 제조할 수 있다고 주장하고 있지만, 상기 종래기술에서는 탈황을 위한 구체적인 슬래그 조건이 명시되어 있지 않지 않을 뿐만 아니라 VOD는 AOD보다 탈류효율이 떨어지기 때문에 10ppm 이하까지의 탈류를 하기 위해서는 상당히 오랜 공정시간이 필요한 문제점을 갖고 있다.In the prior art, Pyeong 3-211214 has 0.8-1.5 kg of Al and quicklime: 50-60%, Al 2 O 3 : 12-16%, CaF 2 : 23-31%, SiO 2 concentration in tonnage of molten steel in VOD refining. It is proposed to add a flux of 1.5% or less, but as described above, since VOD has a weaker agitation force than AOD, manufacturing ultra-low sulfur steel in VOD as in the prior art has a problem of low dehydration efficiency. Have In addition, in the prior art, if the concentration of Al 2 O 3 in the slag is too high, defects due to the hard inclusions of Al 2 O 3 or MgO.Al 2 O 3 are likely to occur on the surface of the slag as well as the SiO 2 concentration in the slag. It is very difficult to lower it below 1.5%. 6-6228626, 6-256833, 7-34117, and 7-258720 in the prior art suggest a method for removing sulfur by slag reforming in ladles after tapping the refining furnace. However, in the ladle, there is a problem that there is a limit to improve the desulfurization efficiency because the lack of agitation power basically. In the prior art 2000-160233, the ultra-low sulfur steel having a sulfur concentration of 10 ppm or less can be produced by repeatedly adding a deoxidizer and a desorbent several times in VOD and blowing the ladle low flow rate at 1.2 Nl / min or more per ton of molten steel. Although it is claimed that the specific slag condition for desulfurization is not specified in the prior art, VOD has a problem of requiring a very long process time in order to deflow up to 10 ppm or less because VOD has a lower degassing efficiency than AOD. .
그 외의 종래기술로는 대한민국 특허 출원번호 1999-048928호, 대한민국 특허 출원번호 2001-053711호, 일본 공개특허공보 평9-241716호 및 2001-40408호가 있다. 상기 종래기술들에서는 정련로(AOD)에서의 탈황 방법을 제시하고 있기는 하나, 유황의 농도가 40~100ppm으로 유황의 농도가 너무 높은 문제점이 있다.
Other conventional techniques include Korean Patent Application No. 1999-048928, Korean Patent Application No. 2001-053711, Japanese Laid-Open Patent Publication Nos. 9-241716 and 2001-40408. Although the prior arts propose a desulfurization method in a refining furnace (AOD), there is a problem in that the concentration of sulfur is 40 to 100 ppm and the sulfur concentration is too high.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래의 AOD 탈황 기술에서 나타나는 비효율적인 탈황 처리능력과 후 공정에서의 유황 픽업에 따른 불순물 제거 능력의 한계를 극복하기 위하여, 슬래그 조성 및 용강 조건을 적절하게 제어함에 의하여 탈황효율을 높일 수 있는 극저 유황 스테인레스강의 정련방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, in order to overcome the limitations of the inefficient desulfurization treatment ability and the impurity removal ability due to the sulfur pickup in the post-process in the conventional AOD desulfurization technology, slag composition and It is an object of the present invention to provide a method for refining ultra-low sulfur stainless steel that can increase the desulfurization efficiency by appropriately controlling molten steel conditions.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
유황 농도를 낮추기 위한 스테인레스강의 AOD 정련방법에 있어서, In the AOD refining method of stainless steel to lower the sulfur concentration,
용강중의 탄소 1kg당 1.16~1.33N㎥의 산소와 Si 1kg당 0.8~0.84N㎥의 산소를 용강에 공급하여 탄소와 Si을 제거하고 용강의 온도를 1680~1720℃로 제어하는 단계;Supplying 1.16 to 1.33 Nm3 of oxygen per 1 kg of carbon in the molten steel and 0.8 to 0.84 Nm3 of oxygen per kg of Si to the molten steel to remove carbon and Si and controlling the temperature of the molten steel to 1680 to 1720 ° C;
슬래그 및 용강의 산소를 제거하기 위해 Si을 첨가하여 용강중의 Si의 함량이 0.3~0.6중량%가 되도록 제어하는 단계;Controlling the amount of Si in the molten steel to be 0.3 to 0.6 wt% by adding Si to remove oxygen of the slag and molten steel;
30~50kg/ton-slag(슬래그 톤)의 Al을 첨가하는 단계;Adding Al of 30-50 kg / ton-slag (slag tone);
생석회를 첨가하여 슬래그의 조성중 CaO/SiO2를 2.0~3.0으로 제어하는 단계; 및 Adding quicklime to control CaO / SiO 2 in the composition of slag to 2.0-3.0; And
상기 생석회의 첨가량의 20~30중량%의 형석을 첨가한 후, 용강톤당 0.2~0.6N ㎥/분의 취입속도로 Ar가스를 취입하며 8~12분 동안 탈황처리하는 것을 포함하여 이루어진다.
After the addition of 20-30% by weight of the fluorspar of the added amount of quicklime, desulfurization treatment for 8-12 minutes while blowing Ar gas at a blowing rate of 0.2 ~ 0.6N ㎥ / min per ton molten steel.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 종래의 2회에 걸친 탈황처리 대신에 1회의 슬래그 조제만으로 유황 농도를 10ppm 이하까지 낮출 수 있는데 특징이 있다.
The present invention is characterized in that the sulfur concentration can be lowered to 10 ppm or less with only one slag preparation instead of two conventional desulfurization treatments.
탈황공정은 보통 슬래그를 이용한 환원반응에 의해 용강중 S를 제거하게 된다. 스테인레스 용강의 탈황 반응식은 하기 반응식 1과 같다.The desulfurization process usually removes S in molten steel by reduction reaction using slag. The desulfurization reaction scheme of the molten stainless steel is shown in Scheme 1 below.
[반응식 1]Scheme 1
S + O2- = S2- + O
S + O 2- = S 2- + O
이때 슬래그의 탈황능을 나타내는 유황 캐퍼시티(CS)는 하기 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.In this case, sulfur capacity (C S ) indicating the desulfurization ability of slag may be defined as in Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
CS = (슬래그중 S의 농도)×aO/aS
C S = (concentration of S in slag) × a O / a S
여기서, aO 및 aS는 각각 스테인레스 용강 중 산소와 S를 질량%로 표시한 활동도로서, Fe-O 및 Fe-S계의 무한희박용액을 활동도의 기준으로 한 것이다. Here, a O and a S are the activities in which oxygen and S are expressed in mass% in the molten stainless steel, respectively, and are based on the infinite lean solutions of Fe-O and Fe-S.
상기 반응식 1로부터 슬래그 중의 CaO 즉 O2-의 활동도가 클수록, CaS 즉 S2-의 활동도가 작을수록, 용강 중 산소의 활동도가 작고 S의 활동도가 클수록 탈황 반응은 일어나기 쉬워져서 S는 용강에서 슬래그 쪽으로 이동하게 된다. 즉, 슬래그의 염기도가 높고, 슬래그 중 S의 용해도가 크며, 산소 농도가 낮은 환원성 분위기가 탈황에 유리하다.
As the activity of CaO, O 2 in the slag, the activity of CaS, S 2 is smaller, the activity of oxygen in the molten steel and the activity of S in the slag are more easily desulfurized. Moves toward the slag in the molten steel. That is, a reducing atmosphere having high basicity of slag, high solubility of S in slag, and low oxygen concentration is advantageous for desulfurization.
본 발명은 용강중 유황 농도를 낮추기 위한 스테인레스강의 AOD 정련방법에 관한 것으로, 먼저 용강중의 탄소 1kg당 1.16~1.33N㎥의 산소와 Si 1kg당 0.8~0.84N㎥의 산소를 용강에 공급하여 탄소와 Si을 제거하고 용강의 온도를 1680~1720℃로 제어한다. 상기 용강에 공급되는 산소의 양(탈탄 산소 취입량+탈Si 산소 취입량)은 다음과 같이 얻어진 값이다.The present invention relates to a method for refining AOD of stainless steel to lower sulfur concentration in molten steel. First, 1.16 to 1.33 Nm3 of oxygen per 1 kg of carbon in molten steel and 0.8 to 0.84 Nm3 of oxygen per kg of Si are supplied to molten steel to provide carbon and Si. The temperature of molten steel is controlled to 1680 ~ 1720 ℃. The amount of oxygen supplied to the molten steel (decarburized oxygen blowing amount + deSidoxy oxygen blowing amount) is a value obtained as follows.
탈탄은 하기 반응식 2에 의하여 이루어진다.
Decarburization is carried out by the following Scheme 2.
[반응식 2]Scheme 2
C + 1/2 O2 = CO
C + 1/2 O 2 = CO
상기 반응식 2에 의하여 탈탄이 이루어지기 위해서는 탄소 1kg당 0.93N㎥의 산소가 필요하며, 탈탄 산소효율이 70~80%이므로 탄소 1kg당 1.16~1.33N㎥(0.93/0.8~0.93/0.7)의 산소가 요구된다. In order to achieve decarburization according to Scheme 2, 0.93 Nm3 oxygen per kg of carbon is required, and decarburization oxygen efficiency is 70 to 80%, so 1.16 to 1.33Nm3 (0.93 / 0.8 to 0.93 / 0.7) oxygen per kg of carbon. Is required.
또한, 탈Si은 하기 반응식 3에 의하여 이루어진다.
In addition, deSi is performed by following Reaction Formula 3.
[반응식 3]Scheme 3
Si + O2 = SiO2
Si + O 2 = SiO 2
상기 반응식 3에 의하여 탈Si이 이루어지기 위해서는 Si 1kg당 0.8N㎥의 산소가 필요하며, 탈Si 산소효율이 95~100%이므로 Si 1kg당 0.8~0.84N㎥(0.8/1~0.8/0.95)의 산소가 요구된다.In order to remove the Si by the reaction formula 3, 0.8 Nm3 oxygen per kg of Si is required, and since the de-Si oxygen efficiency is 95 to 100%, 0.8 to 0.84 Nm3 per kg of Si (0.8 / 1 to 0.8 / 0.95). Oxygen is required.
또한, 탈황 처리전 용강의 온도가 1680℃ 미만이면 슬래그의 탈황능이 떨어질 뿐만 아니라 슬래그의 유동성이 떨어져 탈황 반응 속도가 감소하는 문제를 야기하며, 1720℃를 초과하면 AOD 내화물의 용손이 급속히 증가할 뿐만 아니라 AOD 이후 공정에서 주조 온도를 맞추기 위해 냉각재를 과다하게 투입하게 되고 이때 대기에 의한 용강 재산화를 일으키는 문제를 야기하므로, 상기 탈황 처리전 용강의 온도는 1680~1720℃로 제한하는 것이 바람직하다.
In addition, if the temperature of the molten steel before the desulfurization treatment is less than 1680 ℃ slag desulfurization ability, the slag fluidity is reduced, the desulfurization reaction rate is reduced, and if it exceeds 1720 ℃, the melt loss of AOD refractory rapidly increases. However, since the amount of coolant is excessively added to adjust the casting temperature in the post-AOD process, and this causes a problem of reoxidation of the molten steel by the atmosphere, the temperature of the molten steel before the desulfurization treatment is preferably limited to 1680-1720 ° C.
상기와 같이, 용강의 온도를 제어한 다음 슬래그 및 용강의 산소를 제거하기 위해 Si을 첨가하여 용강중의 Si의 함량이 0.3~0.6중량%가 되도록 제어한다.As described above, after the temperature of the molten steel is controlled, Si is added to remove the slag and the oxygen of the molten steel so as to control the content of Si in the molten steel to 0.3 to 0.6% by weight.
이때, Si 함량이 0.3중량% 미만이면 용강의 탈산이 충분하지 못하기 때문에 탈황 반응에 불리하며, 0.6중량%를 초과하면 본 발명의 강종의 성분규격을 벗어나 므로, 상기 용강중 Si 함량은 0.3~0.6중량%가 되도록 제어하는 것이 바람직하다.
At this time, when the Si content is less than 0.3% by weight, the deoxidation of molten steel is not sufficient, so it is disadvantageous to the desulfurization reaction. When the Si content is more than 0.6% by weight, it is beyond the component specification of the steel grade of the present invention. It is desirable to control the weight percentage.
이후, 슬래그 톤당 30~50kg의 Al을 첨가한다. 상기 Al의 첨가는 슬래그중의 산화물을 제거하여 탈황반응 효율을 높이기 위한 것으로, 본 발명에서는 Al을 첨가함에 의하여 슬래그의 유동성이 향상되어 탈황반응 속도의 향상도 도모할 수 있다. 상기 Al의 첨가량이 슬래그 톤당 30kg 미만이면 Al양이 부족하여 슬래그의 탈산이 충분하지 못하게 되며, 슬래그 톤당 50kg을 초과하면 슬래그중 Al2O3농도가 10% 이상으로 높아져 제품 표면에 Al2O3에 기인한 개재물성 결함을 야기하게 되므로, 상기 Al의 첨가량은 슬래그 톤당 30~50kg으로 제한하는 것이 바람직하다.
Thereafter, 30 to 50 kg of Al per ton of slag is added. The addition of Al is to remove the oxides in the slag to increase the desulfurization reaction efficiency, in the present invention, the addition of Al improves the fluidity of the slag can be improved the desulfurization reaction rate. If the amount of Al added is less than 30kg per slag ton slag deoxidation of the slag is insufficient enough, if the excess of 50kg per ton slag Al 2 O 3 concentration in the slag becomes higher than 10% Al 2 O 3 on the product surface It is preferable to limit the addition amount of Al to 30 to 50 kg per ton of slag because it will cause interstitial defects caused by.
이후, 생석회를 첨가하여 슬래그의 조성중 CaO/SiO2(염기도)가 2.0~3.0이 되도록 제어한다. 탈황반응은 염기도가 높을수록 유리하기 때문에 유황 농도를 10ppm 이하로 낮추기 위해서는 염기도가 2.0 이상이 필요하며, 염기도가 3.0을 초과하면 슬래그의 탈황 능력은 향상되나 슬래그의 용융점이 높아져 탈황반응 속도가 오히려 감소하는 부작용이 발생하므로, 상기 CaO/SiO2는 2.0~3.0으로 제한하는 것이 바람직하다.
Thereafter, quicklime is added to control CaO / SiO 2 (base) in the composition of the slag to 2.0 to 3.0. The higher the basicity, the more favorable the desulfurization reaction, so lowering the sulfur concentration to 10ppm or less requires a basicity of 2.0 or more.When the basicity exceeds 3.0, the slag desulfurization ability is improved, but the slag melting point is increased, so the desulfurization reaction rate is rather decreased. Since side effects occur, the CaO / SiO 2 is preferably limited to 2.0 to 3.0.
이후, 상기 생석회 첨가량의 20~30중량%의 형석을 첨가한 다음, 용강톤당 0.2~0.6N㎥/분의 취입속도로 Ar가스를 취입하며 8~12분 동안 탈황처리한다. 상기 형석은 탈황반응에 유리한 성분이므로 극저 유황강을 제조하기 위해서 생석회 첨가량의 20중량% 이상 첨가되어야 하나, 형석 첨가량이 생석회 첨가량의 30중량%를 초과하면 AOD 내화물 용손이 급격히 증가하는 문제를 야기하게 되므로, 상기 형석 첨가량은 생석회 첨가량의 20~30중량%로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 Ar가스 취입속도가 0.2N㎥/분 미만이면 풍구가 막힐 우려가 있을 뿐만 아니라 탈황 시간이 과도하게 소요되는 문제점이 있고, 0.6N㎥/분을 초과하면 용강 비산에 의하여 조업성이 악화되므로, 상기 Ar가스 취입속도는 0.2~0.6N㎥/분으로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 탈황처리 시간이 8분 미만이면 탈황시간이 부족하여 탈황반응이 불완전하며, 12분을 초과하면 탈황은 충분하게 일어나나 조업시간이 연장되는 문제점이 있으므로, 상기 탈황처리 시간은 8~12분으로 제한하는 것이 바람직하다.
Thereafter, 20 to 30% by weight of fluorite of the quicklime added amount is added, followed by desulfurization treatment for 8 to 12 minutes while blowing Ar gas at a blowing rate of 0.2 to 0.6 Nm 3 / min per molten steel. Since the fluorspar is an advantageous component for the desulfurization reaction, more than 20% by weight of the quicklime is added in order to produce ultra-low sulfur steel. However, when the fluorspar is more than 30% by weight of the quicklime, the AOD refractory loss is rapidly increased. Therefore, the fluorite addition amount is preferably limited to 20 to 30% by weight of the quicklime addition amount. In addition, if the Ar gas blowing rate is less than 0.2N ㎥ / min, there is a risk that the air vents are clogged, and there is a problem that excessive desulfurization time is required, and if it exceeds 0.6 N ㎥ / min, the operability deteriorates due to molten steel scattering. Therefore, the Ar gas blowing rate is preferably limited to 0.2 ~ 0.6 N ㎥ / min. In addition, when the desulfurization treatment time is less than 8 minutes, the desulfurization reaction is incomplete due to lack of desulfurization time, and if the desulfurization time exceeds 12 minutes, there is a problem that the desulfurization occurs sufficiently, but the operating time is extended, the desulfurization treatment time is 8 to 12 It is preferred to limit to minutes.
본 발명에 있어서, 용강중 Ni함량이 부족할때에는 상기와 같은 탈황처리 이후 또는 AOD 출강이후 래들의 용강중에 용강 톤당 3kg 이하의 Ni합금철을 첨가하는 것이 바람직하다.In the present invention, when the Ni content in the molten steel is insufficient, it is preferable to add 3 kg or less of Ni alloy iron per ton of molten steel to the molten steel after the desulfurization treatment or after the AOD tapping.
일반적으로, Ni합금철은 Ni 황화물을 원료로 제조되기 때문에 Ni합금철 중에는 통상 0.05~0.1중량%의 S이 함유되어 있다. 그러므로, AOD 탈황 종료 후에 용강 톤당 3kg 이상의 Ni합금철을 첨가하면 약 3ppm의 S 픽업(pick up)이 발생하게 되므로, 본 발명의 최종적인 용강중의 S농도인 10ppm을 초과할 가능성이 있어 10ppm 이하의 스테인레스강을 제조하는 것이 어려워진다. 즉, 탈황처리 이후 또는 AOD 출강 이후 래들의 용강중에 Ni합금철을 투입하지 않으면 S의 픽업(pick up)이 발생되지 않아 가장 바람직하나, 용강중 Ni함량이 부족하여 불가피하게 Ni을 첨가하여야 할 경우 용강 톤당 3kg 이하의 Ni합금철을 첨가하면 S의 픽업을 최소화할 수 있게 된다.In general, since Ni alloy iron is made of Ni sulfide as a raw material, Ni alloy iron usually contains 0.05 to 0.1% by weight of S. Therefore, when 3 kg or more of Ni alloy iron per ton of molten steel is added after the end of AOD desulfurization, an S pick up of about 3 ppm occurs, which may exceed the 10 ppm S concentration in the final molten steel of the present invention. It becomes difficult to manufacture stainless steel. That is, if Ni alloy iron is not added to the molten steel of the ladle after desulfurization or after AOD tapping, the pick-up of S does not occur. However, molten steel is inevitable when Ni is inevitably lacked due to lack of Ni content. Adding Ni alloys of 3 kg or less per ton minimizes the pickup of S.
상기 Ni합금철은 Ni 금속(99%Ni), U-Ni(97% Ni)을 포함하나 이에 한정되지는 않는다.
The Ni alloy iron includes but is not limited to Ni metal (99% Ni) and U-Ni (97% Ni).
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
[실시예][Example]
하기 표 1은 본 발명에서 목표로 하는 극저 유황강중 STS305EG, STS329J3 및 STS310S의 성분 범위를 나타낸 것이다.
Table 1 shows the component ranges of STS305EG, STS329J3 and STS310S in the ultra-low sulfur steels targeted by the present invention.
도 1은 종래의 극저 유황강 제조 공정도를 나타낸 것으로서, AOD 탈탄 반응 종료후에 탈산제 및 슬래그 조제제를 첨가하고, 1차 탈황 조업을 실시한 후 정련로 노체를 기울여 노내의 슬래그를 일부 제거한 다음, 용강 성분을 확인한 후 다시 탈 황 슬래그를 만들어 2차 탈황을 실시하게 된다.Figure 1 shows a conventional ultra low sulfur steel manufacturing process, after the AOD decarburization reaction is added to the deoxidizer and slag adjuvant, and after performing the first desulfurization operation by tilting the furnace body in the refining furnace to remove some of the slag in the furnace, molten steel component After confirming, desulfurization slag is made again and secondary desulfurization is performed.
또한, 도 2는 본 발명의 극저 유황강 제조 공정도를 나타낸 것으로서, 종래법과 비교하면 AOD에서 탈황을 1회만 실시하기 때문에 AOD정련시간이 단축되는 효과가 있다.
In addition, Figure 2 shows the ultra-low sulfur steel manufacturing process diagram of the present invention, compared with the conventional method, since the desulfurization is performed only once in AOD, the AOD refining time is shortened.
본 발명이 제시한 극저 유황 스테인레스강 제조기술의 효과를 검증하기 위해, 실제 90톤 AOD에서 STS305EG강을 대상으로 본 발명을 적용하였으며, 그 결과를 종래예와 비교하였다.In order to verify the effect of the ultra-low sulfur stainless steel manufacturing technology proposed by the present invention, the present invention was applied to the STS305EG steel in actual 90 tons AOD, and the result was compared with the conventional example.
전기로에서 용해된 스테인레스 용강 90톤을 AOD로 이송한 후, 탄소1kg당 1.24N㎥의 산소를 취입하여 탄소를 0.04%까지 낮추었다. 그 후 탈산제로 Si을 첨가하여 용강중의 Si함량을 0.4중량%로 제어함으로써, 용강중의 산소를 제거하고, Al을 슬래그 중량 기준으로 32kg/T-slag 투입하고, 하기 표 2와 같이 생석회 및 형석을 첨가하여 탈황 슬래그를 제조하였다. 탈산제를 첨가하는 시점을 기준으로 10분간 40N㎥/분의 취입속도로 Ar을 용강중에 불어 넣으면서 탈황을 1회 실시하였다. 탈황 반응 종료후의 용강의 온도는 1690℃이었으며, 용강중 S농도는 8~10ppm이었다. 하기 표 2에 AOD 정련시간, 부원료(생석회 + 형석) 사용량 및 강중의 유황농도에 대해 본 발명과 종래의 방법을 적용한 결과를 나타내었다. After transferring 90 tons of the molten stainless steel melted in the electric furnace to AOD, the carbon was blown down to 0.04% by blowing oxygen of 1.24 Nm3 per kg of carbon. Then, by adding Si as a deoxidizer to control the Si content in the molten steel to 0.4% by weight, oxygen in the molten steel is removed, Al is added 32 kg / T-slag based on the slag weight, and quicklime and fluorspar as shown in Table 2 below. Desulfurization slag was prepared by addition. Desulfurization was carried out once while blowing Ar into the molten steel at a blowing rate of 40 Nm 3 / min for 10 minutes based on the time of adding the deoxidizer. The temperature of molten steel after the desulfurization reaction was 1690 ° C., and the S concentration in molten steel was 8-10 ppm. Table 2 below shows the results of applying the present invention and the conventional method to the AOD refining time, the amount of auxiliary material (quick lime + fluorspar) and sulfur concentration in the steel.
(분)AOD refining time
(minute)
(kg/용강톤당)Subsidiary Usage
per kg / tons of steel
(kg/용강톤당)Ni input amount after AOD desulfurization
per kg / tons of steel
(ppm)S concentration
(ppm)
상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 발명예1~3은 스테인레스강의 유황농도를 10ppm 이하로 안정적으로 제조하면서 AOD 정련시간 및 부원료 사용량을 현저하게 저감할 수 있었다.As can be seen in Table 2, Inventive Examples 1 to 3 according to the present invention was able to significantly reduce the AOD refining time and the amount of auxiliary materials while stably manufacturing the sulfur concentration of stainless steel to 10 ppm or less.
도 3은 본 발명과 종래법의 S농도와 AOD정련시간을 비교한 그래프로서, 종래법에서는 S농도가 10ppm 이상인 경우도 발생하는데, 이 경우 AOD 탈황 종료후에는 S농도가 10ppm 이하였으나, Ni합금철 첨가에 의해 S 농도가 높아졌기 때문이다. 그러나, 본 발명에서와 같이 Ni함금철을 용강톤당 3kg 이하로 규제하는 경우는 S농도를 10ppm 이하로 안정적으로 낮추는 것이 가능하였다. 또한, 본 발명의 AOD 정련시간은 평균 65분으로 종래법의 83분에 비해 25% 이상 단축된 것을 알 수 있다.Figure 3 is a graph comparing the S concentration and AOD refining time of the present invention and the conventional method, in the case of S concentration is 10ppm or more in the conventional method, in this case after the end of AOD desulfurization S concentration is less than 10ppm, Ni alloy This is because the S concentration was increased by the addition of iron. However, in the case of restricting the Ni alloy iron to 3 kg or less per ton of molten steel as in the present invention, it was possible to stably lower the S concentration to 10 ppm or less. In addition, it can be seen that the AOD refining time of the present invention is on average 65 minutes, which is 25% or more shorter than 83 minutes of the conventional method.
도 4는 본 발명과 종래법의 부원료 사용량을 비교한 그래프로서, 본 발명의 경우 종래법에 비하여 생석회, 형석 등의 부원료 사용량이 크게 감소한 것을 알 수 있다.
4 is a graph comparing the amount of secondary raw materials used in the present invention and the conventional method, and it can be seen that the amount of secondary raw materials such as quicklime and fluorite is greatly reduced in comparison with the conventional method.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 스테인레스강의 유황 농도를 10ppm 이하로 안정적으로 제조하면서, AOD 정련시간과 부원료 사용량을 크게 절감할 수 있어 제강 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, while stably manufacturing the sulfur concentration of the stainless steel to 10ppm or less, it is possible to greatly reduce the AOD refining time and the amount of subsidiary materials, thereby improving the steelmaking productivity.
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