KR101010800B1 - Refining method for reducing silicon in a ladle furnace process of electric furnace - Google Patents
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Abstract
개시된 발명은 래들 퍼니스(Ladle Furnace; 이하 LF라 칭함) 설비의 용강성분 정련과정중 실리콘[Si] 방지 조업에 관한 것으로서, 전기로를 이용한 용강 제조에서, 전기로에서 래들(1)에 출강한 용강을 LF 설비에서 청정강을 만들기 위한 정련 작업시 실리콘[Si] 상승에 의한 성분 격외를 방지하기 위해서 LF 처리 중 슬래그를 배제하여 슬래그 중의 SiO2양을 줄이고, 슬래그내의 SiO2의 농도를 저감시키기 위하여 생석회(CaO)를 투입한 후 LF 처리중 가스 유량 제어에 의한 실리콘[Si] 저감 조업방법을 제공한다.The disclosed invention relates to the operation of preventing silicon [Si] during the molten steel component refining process of the Ladle Furnace (hereinafter referred to as LF) equipment. In the manufacture of molten steel using an electric furnace, the molten steel tapped into the ladle 1 in the electric furnace is LF. In order to prevent component dislocation due to the rise of silicon [Si] during the refining work in the facility, to remove the slag during LF treatment, to reduce the amount of SiO 2 in the slag, and to reduce the concentration of SiO 2 in the slag. It provides a method of reducing silicon [Si] by controlling the flow rate of gas during LF processing after adding CaO).
전기로, 래들 정련, 생석회, 실리콘, 저감, 슬래그 배제Furnace, ladle refining, quicklime, silicon, abatement, slag removal
Description
도 1은 종래 기술에 의한 래들 정련시의 조업패턴도1 is a pattern of operation during ladle refining according to the prior art
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기로 래들 정련시의 실리콘 저감을 위한 정련 패턴도2 is a refining pattern diagram for reducing silicon during electric ladle refining according to an embodiment of the present invention
도 3은 본 발명에 의한 실시예에서 정련 슬래그 내 SiO2 조성비에 따른 연주 실리콘 추이를 나타낸 그래프3 is a graph showing the performance of the transition silicon according to the SiO 2 composition ratio in the refining slag in the embodiment according to the present invention
도 4는 본 발명에 의한 실시예에서 교반 유량에 따른 연주 실리콘 추이를 나타낸 그래프Figure 4 is a graph showing the performance of the silicon change in accordance with the stirring flow rate in the embodiment of the present invention
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 래들 2 : 3상 전극봉1: Ladle 2: 3 phase electrode
3 : 포러스 플러그 4 : 슬래그 포트3: forrus plug 4: slag port
본 발명은 래들 퍼니스(Ladle Furnace; LF라 칭함) 설비의 용강성분 정련과정 중 실리콘[Si] 저감을 위한 조업방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 미니밀 제강공장의 전기로에서 용강을 제조하여 래들에 출강한 용강을 LF 설비에서 청정강을 만들기 위한 정련 작업시 실리콘[Si] 상승(Pick-up)에 의한 성분 격외를 방지하기 위해서 LF 처리 중 슬래그(Slag)를 배제하여 슬래그중의 이산화규소(SiO2)양을 줄이고, 슬래그 내의 SiO2의 농도를 저감시키기 위하여 생석회(CaO)를 투입한 후 LF 처리 중 가스 유량 제어에 의한 실리콘[Si]을 저감할 수 있는 전기로 정련방법에 관한 것이다.The present invention relates to an operation method for reducing silicon [Si] during the refining process of the molten steel component of the ladle furnace (LF) facility, and more particularly, to manufacturing molten steel in an electric furnace of a mini mill steel mill. In order to prevent component outflow due to silicon [Si] pick-up during refining work to make clean steel in LF facility, silicon dioxide in the slag is excluded by removing slag during LF processing. 2 ) The present invention relates to an electric furnace refining method capable of reducing silicon [Si] by controlling gas flow rate during LF treatment after adding quicklime (CaO) to reduce the amount and reduce the concentration of SiO 2 in the slag.
일반적으로 기존의 실리콘[Si] 저감 조업은 전기로에서 출강한 용강에서의 슬래그 중의 SiO2 농도를 저감시키는 방법과 슬래그 중의 SiO2 활동도를 낮추는 방법 즉, 정련 처리 작업중 생석회 다량 투입 방법을 사용하여 이루어진다.In general, the existing silicon [Si] abatement operation is carried out using a method of reducing SiO 2 concentration in slag in molten steel that has been discharged from an electric furnace and a method of lowering SiO 2 activity in slag, that is, a large amount of quicklime is added during refining. .
그 중에서 정련 작업시 사용되는 방법은 생석회를 다량 투입하는 방법으로서, 이 방법은 전기로에서 출강한 용강래들이 LF에 도착한 시점에서의 용강내 함유된 슬래그 속에 존재하는 SiO2 양에 따라 생석회 투입량을 증가시키는 작업 방법으로 슬래그 혼입이 과다한 용강에는 생석회 투입만으로는 실리콘[Si] 저감 조업이 어려워 실리콘[Si] 성분 격외가 발생되고, 도 1에 도시된 바와 같이 래들(1) 내에 과다하게 투입된 생석회의 경화현상(고체화)으로 용강탕면이 굳어져 알루미나 개재물 및 기타 산화물성 개재물들을 분리부상시키기 위하여 투입되는 칼슘 와이어를 투입할 수 없다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 래들 저부에 위치한 포러스 플러그(Porus Plug)(3)로 질소나 아르곤을 투입하여 강버블링을 실시하여 굳은 탕면을 파쇄하고 래들 상부의 3상 전극봉(2)에 아크(arc)를 발생시켜 그 아크 열에 의한 재승온을 실시하므로써 전력량이 상승하고 실리콘[Si] 성분 격외로 인한 품질저하로 제품이 주문외로 생산됨으로써 제품단가가 저하되는 문제가 있었다.Among them, the method used in the refining operation is to inject a large amount of quicklime. This method increases the amount of quicklime input according to the amount of SiO 2 present in the slag contained in the molten steel when the molten irons left in the electric furnace arrive at the LF. In the molten steel with excessive slag incorporation, it is difficult to reduce silicon [Si] only by adding quicklime, so that the silicon [Si] component separation occurs, and the hardening phenomenon of the quicklime injected into the ladle 1 as shown in FIG. (Solidification) the molten steel can harden and calcium wire cannot be added to separate and injure alumina inclusions and other oxide inclusions. Therefore, as shown in FIG. 1, nitrogen or argon is injected into the
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명은 정련 작업시 슬래그 중의 SiO2의 농도를 저감시켜 정련 작업을 수행할 수 있도록 함으로써 강의 안정적인 성분을 유지하여 강의 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 생석회의 이용율을 높여 원가절감에도 기여할 수 있는 전기로 래들 정련시의 실리콘 저감을 위한 정련방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to reduce the concentration of SiO 2 in the slag during the refining operation to perform the refining operation to maintain the stable components of the steel to improve the quality of the steel In addition, the purpose of the present invention is to provide a refining method for reducing silicon during electric ladle refining, which can contribute to cost reduction by increasing the utilization rate of quicklime.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 미니밀 제강공장의 전기로에서 제조된 용강을 래들에 출강하여 LF설비에서 청정강을 제조하는 정련처리 과정에서 실리콘[Si] 상승(Pick-up)에 의한 성분 격외를 방지하기 위하여 슬래그 포트(Slag Pot)에 슬래그(Slag) 배제를 실시하여 래들내 슬래그를 80㎜ 이내로 관리하고, 슬래그내의 SiO2 양은 8~11% 이내로 하여 정련하되, 상기 슬래그 배제된 용강에 생석회 투입량을 500~800㎏으로 하고, 실리콘[Si] 성분 안정을 위하여 정련 처리 작업시 용강 교반 유량을 10~30N㎥/hr로 하여 슬래그 중의 SiO2 활동도를 낮추는 것을 특징으로 하는 전기로 래들 정련시의 실리콘 저감을 위한 정련방법을 제공한다.In order to achieve the above object of the present invention, the molten steel produced in the electric furnace of the mini-mill steel mill is pulled out to the ladle and the components are separated by silicon [Si] pick-up during the refining process of manufacturing clean steel in the LF facility. In order to prevent the slag (Slag) in the slag (Slag Pot) to manage the slag in the ladle within 80㎜, and the amount of SiO 2 in the slag to be refined to within 8 ~ 11%, but quicklime in the slag excluded molten steel In the case of electric ladle refining, the input amount is 500-800 kg and the molten steel stirring flow rate is 10-30 Nm3 / hr during the refining operation to stabilize the silicon [Si] component, thereby lowering the SiO 2 activity in the slag. It provides a refining method for reducing the silicon.
이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 전기로 래들 정련시의 실리콘 저감을 위한 정련 패턴도로서, 전기로에서 출강한 용강이 적재된 래들(1)에 탈산제 및 매용제를 투입하여 정련작업을 수행 중에 슬래그 중 SiO2가 과다하게 함유되어 있어, 실리콘[Si] 상승(Pick-up)에 의한 실리콘 성분 격외가 예상될 경우, 이를 방지하기 위하여, 정련 처리중 슬래그 포트(Slag Pot)(4)에 슬래그 배제를 실시하여 슬래그 내의 SiO2량을 8~11% 이내로 저감시킨다. 이때 배제에 의한 SiO2양 저감으로 용강내 이산화규소량, 즉 SiO2(%)=(슬래그속에 존재하는 SiO2)/(CaO투입량+LF도착 슬래그량)은 감소하게 된다.
이때, 슬래그 내의 SiO2 양을 8~11% 로 한정한 것은 이와 같은 범위에서 SiO2 양이 슬래그 내에 적정하게 함유된 것으로서, 8% 미만으로 과소 첨가될 경우 실리콘[Si] 성분의 확대 조업이 필요하고, 11% 이상으로 과다 첨가될 경우, 실리콘[Si] 성분의 저감 조업이 필요하다.
래들내 슬래그를 80㎜ 이내로 관리함에 따라 슬래그내의 SiO2양은 저감되게 되며 정련 처리 작업중 실리콘[Si] 상승 방지를 위하여, 생석회 투입으로 슬래그 중의 SiO2 농도를 저감시키고, 처리중 가스유량 제어에 의한 SiO2 활동도를 현저히 낮추어 실리콘 성분 격외를 방지하는 효과를 얻을 수 있게 되며, 래들내 슬래그를 80㎜ 이내로 한정한 것은, 후술하는 바와 같이, 미니밀 정련 조업에서 관리하는 슬래그 두께(80㎜)에 대응하기 위함이다. FIG. 2 is a refining pattern diagram for reducing silicon during electric ladle refining according to an embodiment of the present invention, in which a deoxidizing agent and a solvent are added to a ladle 1 loaded with molten steel discharged from an electric furnace to perform a refining operation. Slag in slag pot (4) during the refining process, in order to prevent this when the silicon component out of the slag due to excessive SiO 2 contained in the slag is expected due to silicon [Si] pick-up Exclusion is carried out to reduce the amount of SiO 2 in the slag to within 8-11%. At this time, the amount of silicon dioxide in the molten steel, i.e., SiO 2 (%) = (SiO 2 present in the slag) / (CaO dose + LF deposited slag amount) is reduced by the exclusion of SiO 2 .
In this case, the amount of SiO 2 in the slag is limited to 8 to 11%. In this range, the amount of SiO 2 is appropriately contained in the slag, and when the amount is less than 8%, the expansion of silicon [Si] component is required. In addition, when excessively added to 11% or more, it is necessary to reduce the silicon [Si] component.
As the slag in the ladle is managed within 80 mm, the amount of SiO 2 in the slag is reduced, and in order to prevent the rise of silicon [Si] during the refining operation, the concentration of SiO 2 in the slag is reduced by adding quicklime, and the SiO is controlled by the gas flow control during the treatment. 2 Significantly lowered the activity, and the effect of preventing silicone component separation can be obtained, and limiting the slag in the ladle to within 80 mm corresponds to the slag thickness (80 mm) managed in the mini mill refining operation, as described later. For sake.
한편, 통상적인 조업방법에서 전기로에서 용강을 출강하여 LF설비에 도착한 용강중에 슬래그량은 1.5톤(Ton) 정도이며, SiO2 함량은 8~14% 정도로 미니밀 정련 조업에서 관리하는 슬래그 두께는 약 80㎜ 정도이다. 슬래그 량이 1.5톤일 때 슬래그내에 존재하는 SiO2량을 10% 정도로 추정했을 경우 SiO2양은 150kg으로 생석회를 500kg 투입시 1.5톤의 슬래그 내의 SiO2(%)은 150kg/2.0ton = 약7.5% 정도로서, 상기 언급한 식, 즉 SiO2(%)=(슬래그속에 존재하는 SiO2)/(CaO투입량+LF도착 슬래그량)에 의한 슬래그량에 따라 생석회를 증가 투입해야 실리콘[Si] 성분의 안정을 유지할 수 있다.
이때, 슬래그가 배재된 용강에 생석회를 500~800㎏ 투입하되, 생석회 투입량을 이와 같이 한정한 것은, 500㎏ 미만 투입시 투입 효과가 미미하고, 800㎏ 이상 투입시 생석회의 과다 투입으로 전술한 바와 같이 생석회의 경화현상으로 용강탕면이 굳어지기 때문이다.
또한, 정련 처리 작업시 용강 교반 유량을 10~30N㎥/hr로 하되, 용강 교반 유량을 이와 같이 한정한 것은, 도면 4에 나타난 바와 같이 이와 같은 범위내에서 슬래그 중의 SiO2 활동도가 낮추어지는 효과를 발현하기 때문이며, 이러한 범위를 벗어날 경우, SiO2 활동도가 낮추어지는 효과를 기대할 수 없기 때문이다.On the other hand, and by tapping the molten steel from the electric furnace, the slag amount in the molten steel reached the LF equipment is about 1.5 ton (Ton) in a typical operating method, SiO 2 content of 8 to 14%, so the slag thickness that is managed by the minimil refining operation is about 80 It is about mm. If the slag amount is 1.5 tons, the amount of SiO 2 present in the slag is estimated to be about 10%. The amount of SiO 2 is 150 kg. When 500 kg of quicklime is added, the SiO 2 (%) in 1.5 tons of slag is 150 kg / 2.0 ton = about 7.5%. In order to maintain the stability of the silicon [Si] component, the quicklime must be increased according to the slag amount according to the above-mentioned formula, i.e., SiO 2 (%) = (SiO 2 present in the slag / (CaO input amount + LF deposited slag amount)). Can be.
In this case, 500 to 800 kg of quicklime is added to the slag-excluded molten steel, but the amount of quicklime is limited in this way. This is because molten steel surface hardens due to hardening of quicklime.
In addition, the molten steel stirring flow rate during the refining treatment operation is 10 ~ 30Nm3 / hr, but the molten steel stirring flow rate is limited in this way, as shown in Figure 4 the effect of lowering the SiO 2 activity in the slag within such a range This is because it expresses, and if outside this range, the effect of lowering the SiO 2 activity is not expected.
기술한 바와 같이 슬래그내에 존재하는 SiO2량에 따른 실리콘 상승 반응식은 다음과 같은 반응식에 기인한다.As described, the synergy reaction of silicon according to the amount of SiO 2 present in the slag is based on the following reaction.
[Al]+3/4(SiO2)→1/2(Al2O3)+3/4[Si]4[Al]+3(SiO2)→2(Al2 O3)+3[Si][Al] +3/4 (SiO 2 ) → 1/2 (Al 2 O 3 ) +3/4 [Si] 4 [Al] +3 (SiO 2 ) → 2 (Al 2 O 3 ) +3 [Si ]
[실시예][Example]
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 관하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
전기로 LF 공정에서 본 발명을 적용하여 작업을 실시하였다. 슬래그중 SiO2 양이 15% 이상 과다하게 함유되어 있는 경우 실리콘[Si] 저감 조업을 실시하는 경우와, 본 발명에 따른 실리콘[Si] 방지 조업을 실시하기 위하여 슬래그내의 SiO2양을 8~11% 이내로 관리하여 실리콘[Si] 저감 조업을 실시한 작업의 정련 처리 작업 초기에 슬래그 내의 CaO, Al2O3 ,SiO2 조성도를 비교하여 표 1의 슬래그 조성도와 도 3의 정련 슬래그 내 SiO2 조성비에 따른 연주 [Si] 추이(단위: %) 그래프 및 도 4의 교반 유량에 따른 연주 [Si] 추이 그래프에 나타내었으며, 각 데이터는 3회 평균 실적이다.The operation was carried out by applying the present invention in an electric furnace LF process. When the amount of SiO 2 in the slag is excessively 15% or more, the amount of SiO 2 in the slag is increased from 8 to 11 to perform the silicon [Si] reduction operation and to perform the silicon [Si] prevention operation according to the present invention. To compare the composition of CaO, Al 2 O 3 , and SiO 2 in the slag at the beginning of the refining process of silicon [Si] reduction operation controlled to within%, and compare the slag composition in Table 1 and the SiO 2 composition ratio in the refined slag of FIG. According to the performance [Si] transition (unit:%) graph and the performance [Si] transition graph according to the stirring flow rate of FIG. 4, each data is the average performance of 3 times.
구분
division
이상의 본 발명에 의하면, 슬래그 중의 SiO2 농도를 8~11%로 저감시키고 정련 처리 작업중 생석회 투입후 용강 교반 유량을 소정 범위로 유지하여 작업을 실시한 결과 슬래그(Slag)중의 SiO2 활동도를 현저히 낮추어 실리콘[Si] 성분의 안정을 유지할 수 있게 하며, 실리콘[Si] 상승 방지의 효과를 얻을 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, the concentration of SiO 2 in slag was reduced to 8-11% and the molten steel stirring flow rate was maintained in a predetermined range after the quicklime was added during the refining operation, and as a result, the SiO 2 activity in the slag was significantly lowered. It is possible to maintain the stability of the silicon [Si] component, there is an advantage that the effect of preventing the silicon [Si] rise can be obtained.
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