KR101045967B1

KR101045967B1 - 망간 함유 강의 제조 방법

Info

Publication number: KR101045967B1
Application number: KR1020080135566A
Authority: KR
Inventors: 강수창; 남기주; 천진규; 정태정
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2011-07-04
Also published as: KR20090073980A

Abstract

본 발명은 유가 원소의 손실을 최소화하면서 불순물 원소를 제거하는 망간 함유 강의 제조 방법에 관한 것으로서, 산소 취입형 정련 용기에서 용강을 1차 취련하는 단계; 상기 용강을 출강하는 단계; 상기 용강에 탈산제 또는 가탄제를 투입하는 단계; 상기 정련 용기에 고상의 합금철을 투입하는 단계; 상기 용강을 상기 정련 용기에 재장입하는 단계; 상기 정련 용기에서 상기 용강을 2차 취련하는 단계; 및 상기 용강의 슬래그를 탈산하는 단계를 포함하여, 망간 손실을 적게 하면서 산소 취입을 할 수 있고 용강의 불순물 원소를 제어할 수 있으며, 별도의 승온 공정을 생략하여 생산수율을 향상시키고 제조 단가를 줄일 수 있다.

합금철, 망간, 고망간강, 망간 효율, 취련

Description

망간 함유 강의 제조 방법{Method for manufacturing Mn containing steel}

본 발명은 망간 함유 강의 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 유가 원소의 손실을 최소화하면서 불순물 원소를 제거하는 망간 함유 강의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 통상의 고망간강의 경우는 2~5 중량% 또는 그 이상의 Mn을 함유하고 있으며, 일부 스테인레스강의 경우에서도 망간의 함량이 10 중량% 이하인 강이 제조되고 있다. 전로 공정에서 고망간강을 생산하는 경우, 약 4.5 중량%인 용선의 탄소를 제거하기 위해서는 전로에서의 산소 취련을 통한 탄소 및 인의 제어과정이 필요하며, 스테인레스강에서도 탄소 농도를 제어하기 위해 AOD 또는 VOD에서의 산소를 송산하는 방법을 사용하고 있다. 강 중의 망간은 증기압이 높고 산소와의 친화력이 소지 금속인 철(Fe)에 비해 높기 때문에, 산소를 취입하는 공정에서는 망간의 산화 손실이 발생하는 경우가 빈번히 발생한다. 따라서, 고망간강의 탄소를 제거하기 위해 산소를 사용하는 공정에서는 망간의 산화 손실을 방지하기 위한 조업방법이 필요하다.

또한, 용강 중의 망간이 유가 금속이므로 산소를 취입하는 정련 공정에서는 망간의 손실을 방지하는 방법과 저가의 망간 광석을 산소원으로 이용하여 탈탄 과정 중에 망간을 환원하는 방법 등이 사용된다. 이에 대한 예시로 일본특허공개 평4-224612호에서와 같이 저취에서 수소를 취입하여 고망간 또는 고크롬강에서의 탈탄 방법을 제시하고 있으나, 이와 같은 경우에서는 별도의 수소 취입 설비가 요구되며 수소의 경우 폭발성 기체로 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 일본특허공개 평5-017810호 등에는 전로 취련 중에 망간광석 또는 망간소결광을 투입하여 종점에서 망간의 함량을 높게 유지하는 방법을 제시하고 있으나, 이와 같은 방법은 종점의 망간 함량이 1 %이하의 강종을 제조하기 위한 방법으로서, 목표하는 망간 성분이 15 중량% 이상일 때 Mn 광석 또는 망간 소결광을 투입하는 경우 발생하는 슬래그량이 매우 많아지기 때문에 망간광석을 산소 취입 공정에서 투입하기가 어려운 문제점을 가지고 있다. 이와 같은 제조 공정에서는 슬래그 중의 Mn 함량이 높아지며 이로 인하여 내화물이 손상이 발생하는 문제점을 발생시킨다. 따라서, 이를 해결하기 위해 일본특허공개 소47-005808호에서는 슬래그 중의 염기도를 제어함으로써 망간 손실을 억제하는 방법을 개시하고 있다. 하지만, 이와 같은 방법도 망간 실수율이 82% 정도로 낮게 나타나고 있으며 망간 손실을 방지하기 위한 뚜렷한 대안을 제시하지 못하고 있다.

한편, 한국공개특허공보 제2008-0072786호에 따르면, 약 6% C를 함유하는 용융 페로망간과 약 0.1% C를 함유하는 용강을 필요한 량의 슬래그 형성제와 함께 FeMn 정련 전로에 투입하는 방법이 있다. 그러나, 이 경우 추가적인 정련 공정이 요구되며 이에 따른 비용 및 시간이 소모된다. 그리고, 이러한 방법으로 강을 제조 할 시에는 요구되는 용강의 성분 상태에 따라 용융 상태의 FeMn의 불순물 함량을 대응시키기가 어렵다는 단점이 있다. 따라서, 원하는 최종 제품 강의 불순물 성분을 얻고자 할 경우에는 추가적인 공정을 더 수행해야 한다는 문제점이 있다.

또한, 고강도 고성형성 자동차용 고망간강과 같이 망간 함유량이 10 중량% 이상으로 높은 강종을 제조하는 경우, 알루미늄의 농도가 매우 높기 때문에 강 중의 질소 농도에 따라 조대한 질화물이 형성될 수 있으며 이와 같은 경우 용강의 개재물과 같이 청정도에 악영향을 미치는 결과를 초래한다. 따라서, 강중의 질소 농도를 낮게 유지시켜야 한다. 하지만, 망간은 용강의 질소용해도를 증가시키는 원소의 하나로 알려져 있기 때문에 고망간강의 정련과정에서 질소의 흡질을 억제하거나, 높은 질소를 제거할 수 있는 제조 방법이 필요하다. 또한, 용강 중의 황은 정련 후 주조 및 냉각 과정에서 조대한 망간황화물(MnS)을 형성하여 최종 제품에서의 플렌지 크랙과 같은 결함을 발생시키고, 강판의 구멍확장성을 감소시키므로 용강 중에서 최대한 제거해야 할 필요가 있다.

고강도 고성형성 자동차용 고망간강과 같이 망간 함유량이 높은 강종의 경우에서는 강중의 인(P)의 함량에 따른 영향은 크지 않으나, 연주 조업 과정 중에서의 인 성분의 편석 및 저인 취성 발생 등으로 인의 함량을 가능한 낮추는 것이 필요하다. 하지만, 망간이 다량 함유된 용강에서는 인의 제어가 곤란하며, FeMn 합금철 중의 인의 함량이 대략 0.1~0.2 중량%로 매우 높기 때문에 FeMn 합금철을 투입하는 경우 목표로 하는 인의 함량을 제어하기 어렵다. 이를 해결하기 위하여 금속 망간(Metallic Mn)을 사용하는 경우 FeMn 대비하여 고가이므로 생산 원가가 상승되는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 고강도 고성형성 자동차용 고망간강과 같은 고함량의 망간이 함유되는 강종의 제조에서는 용강 중의 망간 함량 및 기타 성분들을 동시에 제어할 수 있는 제조 방법이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 망간 손실을 적게 하면서 산소 취입을 할 수 있는 방법과 이를 통해서 용강의 불순물 원소인 질소 및 황을 동시에 제어할 수 있는 망간 함유 강의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

특히, 본 발명은 고강도 고성형성 자동차용 고망간강과 같은 고함량의 망간이 함유되는 강종의 제조에 있어서 용강 중의 망간 함량 및 기타 성분들을 동시에 제어할 수 있는 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 산소 취입형 정련 용기에서 용강을 1차 취련하는 단계; 상기 용강을 출강하는 단계; 상기 용강에 탈산제 또는 가탄제를 투입하는 단계; 상기 정련 용기에 고상의 합금철을 투입하는 단계; 상기 용강을 상기 정련 용기에 재장입하는 단계; 상기 정련 용기에서 상기 용강을 2차 취련하는 단계; 및 상기 용강의 슬래그를 탈산하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법을 제공한다.

여기서, 상기 재장입되는 용강의 Si 함량을 0.2~1.5 중량%로 제어하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 재장입되는 용강에 Al을 더 투입할 수도 있다.

이때, 상기 슬래그 중의 Al₂O₃ 함량이 10 중량%이하가 되도록 상기 Al 투입량을 제어하거나, 상기 Al의 초기 함량을 상기 Si 함량의 56 중량% 이하로 투입할 수 있으며, 이때 상기 Si 함량은 0.6~1.5 중량%일 수 있다.

또한, 상기 용강의 온도를 1300~1600℃로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 합금철의 투입량은 용강량과 회송용강온도에 종속될 수 있고, 상기 합금철을 하기 식 1의 양으로 투입할 수 있다.

[식 1]

합금철 양(ton) = (0.0014 × 회송용강온도(℃) - 2.068) × 장입용강량(ton)

또한, 상기 재장입된 용강의 Mn/C가 2.0 초과 7.5 이하가 되도록 상기 정련 용기에 합금철을 투입할 수 있으며, 상기 재장입된 용강에 Al를 첨가할 수 있다.

이때 상기 재장입된 용강에 0.02~0.5 Nℓ/㎏/min.의 Ar을 취입하여 교반하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 용강의 슬래그를 탈산하는 단계에서, 슬래그 탈산제의 투입량은 초기 및 취련 종료시점의 망간 농도와 상기 용강의 장입량에 종속될 수 있고, 상기 용강의 슬래그를 탈산하는 단계는, 슬래그 탈산제를 Si 기준으로 하기 식 2에서 계산된 양만큼 투입하는 단계를 포함할 수 있다.

[식 2]

이때, 상기 슬래그 탈산제를 Al 또는 Ca의 원자량 기준으로 변환하여 투입하 는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 탈산 후의 슬래그의 염기도를 1.0~3.5로 유지할 수 있으며, 바람직하게는, 슬래그의 염기도를 1.5~3.0로 유지할 수 있다.

여기서, 상기 2차 취련된 슬래그의 염기도를 3.0~4.0 정도로 유지하면서 상기 슬래그에 탈산용 Si을 투입하여 상기 탈산 후 슬래그의 염기도를 1.0~3.5로 조정시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 망간 함유 강의 질소 농도를 20 ppm 이하로 하기 위하여, 상기 재장입되는 용강의 탄소 농도를 1.5 중량% 이상으로 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 망간 함유 강의 제조 방법으로, 망간 손실을 적게 하면서 산소 취입을 할 수 있고 용강의 불순물 원소를 제어할 수 있으며, 별도의 전기로를 사용하지 않고 승온 공정을 생략하여 생산수율을 향상시키고 제조 단가를 줄일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 망간 함유 강의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

달리 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예에서는 전로 또는 AOD와 같은 산소 취입형 정련 설비에서 초기 망간농도 10 중량% 이상과 초기 탄소 농도 1.5~4 중량%이 되도록 FeMn을 장입하는 방법, 산소와 교반용 Ar을 취입하여 산소 취입을 통한 탈탄 과정에서도 망간의 실수율을 50 %이상으로 유지하는 방법, 탈탄이 종료된 후에 슬래그 탈산을 통해 총 망간 실수율을 80 %이상 확보하는 방법, 탈탄 중에 발생하는 CO가스를 이용하여 용강 중의 질소를 제거하는 방법 및 산소 취련 중에 투입되는 부원료를 조절함으로써 황을 제거하는 방법을 제시한다.

전로 공정에서는 고망간강을 제조하기 위해 망간 함량이 낮은 강종에 FeMn과 같은 망간 함유 합금철을 투입하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 방법을 사용하는 경우 망간 함량이 15 중량% 이상인 강종을 생산하기 위해서는 용강량 280 톤을 기준으로 망간 함량에 따라 45~63 톤의 합금철을 투입하여야 하며, 이로 인하여 용강의 온도가 약 250~350℃ 정도 하락하는 문제가 발생한다. 이와 같은 경우 용강의 온도를 보상하기 위해 이론적으로 전로 공정에서 출강 온도를 1900℃ 정도로 하여야 하는 문제점을 가지고 있으며, 이와 같은 온도는 현재의 상용 정련 설비에서는 제어할 수 있는 온도 범위를 초과한다. 또한 레이들 퍼니스(Ladle furnace)와 같은 승온 설비를 사용하는 경우에서도 이와 같은 온도를 보상하기 위해서는 승온시간만 100분 이상으로 처리해야 하므로 과도한 공정시간을 야기시킨다는 문제점을 가지고 있다.

또한, 전기로 공정에서 망간을 용해할 시에 용강 중의 질소 농도가 약 300 ppm이상으로 증가하는 경우가 발생하기도 하며, 전로와 같은 산소 취입형 정련용기에서는 산소 취입 중에 망간을 합금철로 투입할 경우에 망간의 손실이 크게 발생하기 때문에 통상적으로 산소 취입형 정련용기에서는 망간을 투입하지 않는 방법을 사용하고 있다. 따라서, 질소의 농도를 낮게 유지하면서 종점에서 망간 함량이 높은 강종을 전로와 같이 산소를 취입하는 공정에서는 제조하기가 어렵다. 그러므로, 고망간 함유강을 만들기 위해서 별도의 전기로를 사용하지 않고 산소 취입형 정련 용기에서 고 Mn을 함유할 수 있도록 용강을 제조하기 위해서 용강과 합금철을 동시에 장입하는 방법과 고망간 함유강에 산소를 취입하는 경우에서 망간이 산화되지 않도록 초기 탄소 농도와 망간 농도를 조정하는 방법을 사용하였다. 또한 취입되는 산소와 아르곤의 비율을 조정하여 망간의 산화 손실을 제어하는 방법을 사용하였다.

이하, 실험예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

[실험예 1]

실험예 1에서는 별도의 전기로 없이 산소 취입형 정련 용기에서 고망간 용선 또는 용강을 제조하였다. 전술한 바와 같이 망간 농도가 10 중량% 이상인 고망간강을 제조하기 위해서는 출강 중의 FeMn과 같은 망간 함유 합금철을 대량으로 투입하 여야 하며 이로 인하여 용강 온도를 추가적으로 증가시켜야 하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 실험예 1에서는 대량의 합금철을 투입하는 경우의 발생하는 온도 하강에 의한 이차 정련에서의 처리 시간 증가를 방지하기 위해서 다음과 같은 조업 방법을 사용하였다.

먼저 산소 취입형 정련 용기에서 통상의 생산량에서 성분 제어용으로 투입되는 망간 합금철의 양을 제외한 용선을 장입하여 취련 조업을 실시한다. 이때의 취련 조업에서는 가능한 최종 성분에서의 인의 함량을 낮추기 위해서 부원료 등을 투입하여 최종 인의 성분을 0.01 중량% 이하로 제어하는 취련 방법을 사용한다. 이와 같이 제조된 용강은 출강을 한 후에 동일 산소 취입형 정련 용기 또는 별도의 설비에 장입을 한다. 이때, 망간 합금철을 정련 용기에 미리 장입한 후에 출강된 용강을 장입하게 된다. 이와 같은 경우에, 용강의 장입시에 발생하는 교반에 의해서 망간 합금철과 용강이 혼합이 이루어지며, 일부는 용강의 현열에 의해서 용해가 된다.

이때, 정련 용기에 투입된 망간 합금철의 양과 일차로 취련된 용강의 양에 따라 정련 용기 내부에 용강이 일부 응고가 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위해 투입되는 용강의 양과 온도 및 합금철의 양을 제어할 필요가 있다. 이를 위해 합금철 투입량과 일차 취련 용강의 비율에 따라 일차 취련 용강의 온도에 따른 고상율의 변화를 도 1에 나타내었고, 목표 망간 농도 확보를 위한 합금철 투입량을 도 2에 나타내었다. 도 2에서의 합금철 투입량은 용강 280 톤에 대한 투입량을 나타낸다.

도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 합금철의 양을 용강의 18 중량% 정도 투입하는 경우, 회송 용강이 1650℃인 경우에서는 고상이 나타나지 않지만 온도가 낮은 경우 고상이 나타나며 용강 온도가 1550℃인 경우에서는 약 22%정도의 고상이 생성되는 것을 볼 수 있다.

따라서, 일차 취련 용강의 온도에 따라 투입되는 합금철의 양을 조정을 하거나, 아니면 합금철 투입양에 따라서 일차 취련 용강 온도를 조정해야한다. 따라서, 정련용기에 투입되는 합금철을 일차 취련 용강의 18 중량%의 양으로 장입하고 일차 취련 용강을 1650℃로 장입하는 경우, 망간 농도가 13 중량%이며, 온도가 약 1370℃인 용강을 얻을 수 있다. 이런 경우에서는 산소 취련 용기에서 별도의 승온을 위한 작업이 없어서 취련 조업이 가능하다. 이상의 결과를 토대로 고상이 생성되지 않고 투입할 수 있는 합금철의 총량은 아래 식 1과 같은 방식으로 계산할 수 있다.

[식 1]

합금철량(ton) = (0.0014 × 회송용강온도(℃) - 2.068) × 장입용강량(ton)

식 1을 살펴보면 통상의 전로 종점 온도인 1650℃와 재장입에 따른 온도 감소를 고려한 경우 합금철을 40 ton 장입하는 경우 약 11 중량%의 망간을 함유한 용강의 제조가 가능하다. 따라서, 이와 같은 방법을 사용하는 경우 별도의 전기로 설비가 없어도 고망간을 함유한 용강 또는 용선을 제조할 수 있다.

[실험예 2]

망간이 함유된 용강 또는 용선을 산소 취입형 정련용기에 장입하는 경우, 고망간강에서 요구하는 탄소 농도를 제어하기 위해서 산소 취입 조업을 실시하여야 한다. 망간은 철에 비해서 산소에 의해 산화가 잘 발생하는 원소이므로 망간이 많이 함유된 용강 또는 용선에서 산소를 취입하는 경우 망간의 산화가 많이 발생한다는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 실험예 2에서는 망간의 산화를 최소화시키면서 탈탄을 할 수 있는 조업 조건을 알아 보았다.

실험예 2에서는 초기 탄소 농도와 망간의 농도가 산소 취입에 의한 탈탄 반응에 어떻게 영향을 받는지 알아보기 위하여 표 1에 나타낸 바와 같은 조건으로 초기 탄소와 망간 농도를 변화시켜서 50 kg형 대기 유도로에서 실험을 실시하였다. 실험은 대기 유도로에 망간 합금철과 전해철을 투입하여 원하는 조성으로 용해를 실시한 후에 용탕을 1400℃로 10분간 유지하고 용탕 상부 50 mm 지점에서 산소를 취입하였다. 취입된 산소량은 장입된 탄소량을 기준으로 탄소를 전량 제거할 수 있는 산소량의 110%를 계산하여 취입하였다. 이와 같은 실험을 실시한 후에 용강의 탄소 및 망간 농도를 분석하여 그 결과를 나타내었다. 하기 표 1에서, 각 원소의 성분 함량의 %는 중량%를 의미한다.

구분	초기 성분			산소량(Nm³)	최종성분		산소효율(%)	망간효율(%)
구분	[C](%)	[Mn](%)	[Mn]/[C]	산소량(Nm³)	탄소(%)	망간(%)	산소효율(%)	망간효율(%)
A1	4	5	1.3	2.1	0.20	2.5	86.7	46.4
A2	5	10	2.0	2.6	0.66	5.5	80.0	49.6
A3	4	10	2.5	2.1	0.71	5.6	76.0	51.7
A4	3	10	3.3	1.5	0.77	5.7	69.2	53.5
A5	2	10	5.0	1.0	0.78	6.0	57.3	57.0
A6	2	15	7.5	1.0	1.04	10.3	46.7	64.2
A7	1	10	10.0	0.5	0.67	6.8	32.0	65.8
A8	1	15	15.0	0.5	0.80	11.5	21.3	73.6

표 1에서 보는 바와 같이 초기 용탕 중의 Mn/C의 비율에 따라 취입된 산소가 탈탄에 사용된 산소 효율과 차이가 있는 것을 볼 수 있다. 특히 Mn/C의 비율이 증가할수록 산소 효율이 감소하는 경향을 나타낸다. 하지만 초기 망간 함량대비 최종 망간 함량인 망간의 효율은 Mn/C가 높을수록 감소되는 것을 볼 수 있었다. 상기 실험에서 탄소의 농도를 살펴보면 망간 효율이 좋을수록 탄소 농도가 높은 것을 볼 수 있다. 하지만, 실 조업에서는 목표하는 탄소 농도를 제어해야 하므로 실제 사용되는 산소량은 산소 효율에 따라 변동이 될 수 밖에 없다.

따라서, 표 1에서 얻어진 산소 효율을 기준으로 종점 목표 탄소 농도가 0.4중량%가 되도록 산소량을 조정하여 동일한 실험을 다시 실시하였다. 여기서 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다. 하기 표 2에서, 각 원소의 성분 함량의 %는 중량%를 의미한다.

구분	초기 성분			산소량(Nm³)	최종성분		산소효율(%)	망간효율(%)
구분	[C](%)	[Mn](%)	[Mn]/[C]	산소량(Nm³)	탄소(%)	망간(%)	산소효율(%)	망간효율(%)
B1	4	5	1.3	1.9	0.42	3.1	89.0	59.3
B2	5	10	2.0	2.6	0.44	6.3	83.2	57.5
B3	4	10	2.5	2.0	0.43	7.4	84.0	68.6
B4	3	10	3.3	1.5	0.42	8.1	83.6	76.6
B5	2	10	5.0	1.0	0.42	7.5	72.3	71.9
B6	2	15	7.5	1.2	0.43	10.9	60.6	68.2
B7	1	10	10.0	0.8	0.42	5.5	36.6	52.4
B8	1	15	15.0	1.0	0.43	8.4	27.4	51.5

표 2에서 보는 바와 같이 동일한 탄소 농도를 목표로 탈탄을 실시하는 경우에서는 Mn/C비에 따른 산소 효율의 경향은 표 1과 유사하게 나타나지만 망간 효율은 Mn/C의 비율이 2.0초과 7.5이하의 영역에서 60% 이상을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 초기의 Mn이 함량이 높고 탈탄 효율이 낮은 경우 Mn 손실이 다량 발생하여 초기에 투입된 Mn의 손실량이 많아져 Mn 수득률이 저하되고 탈탄에 기여되는 산소 실수율이 저하되가 때문이다. 따라서, 산소 효율 및 망간 효율을 적정화하기 위해서는 초기 Mn/C의 비율을 2.0~7.5로 제어하는 것이 고망간 용선에서 망간 손실을 적게 하면서 원활한 탈탄을 수행할 수 있는 방법이다.

그러나, 초기 Mn/C 비율은 이에 한정되지 않는다. 실험예 2에서는 초기 온도를 1400℃로 고려하였다. 이와 같은 탈탄 반응의 지연에 따른 Mn 손실율의 증가는 탈탄 산소 효율을 증가시키는 경우 해소할 수 있다. 초기 용강 온도를 증가시키면 탈탄 산소 실수율이 증가하는 것을 알 수 있다. 만약 Al를 첨가하여 초기 온도를 빠르게 증가시킬 경우 탈탄 산소 실수율이 증가하기 때문에 초기 Mn 함량이 높아도 Mn 손실이 급격하게 증가하지 않는다. 초기 Mn 농도를 높이는 경우 부수적으로 투입되는 Mn 량을 저감시킬 수 있기 때문에 Mn/C 비율의 상한선인 7.5 이상으로 Mn을 투입하여도 망간 실수율을 확보할 수 있다. 따라서, 재장입되는 용강에 Al를 첨가하는 경우는 초기 Mn/C비율의 제한을 둘 필요가 없다.

[실험예 3]

실험예 3은 실험예 2에서 얻어진 실험 결과를 바탕으로 초기 온도의 영향을 살펴 보기 위한 것이다. 실험예 1과 같은 방법으로 고망간 용선을 제조하는 경우, 용융 망간 함량에 따라 실험예 2에서 얻어진 적정 Mn/C의 함량을 제어하기 위해 추가로 탄소 농도를 제어해야할 필요가 있다. 고망간강을 생산하는 경우 가능한 추가적인 망간 합금철 투입을 줄이기 위해서는 초기 산소 취입형 용기의 투입되는 망간 농도를 높일 필요가 있다. 하지만, 이러한 경우 합금철 투입량이 증가하며, 고상의 형상되는 것을 방지하기 위해서는 회송 용강의 온도를 증가시켜야만 한다. 또한 고상이 형성되지 않는 경우에서도 망간 합금철 투입량을 증가시키면 초기 용탕의 온도가 감소되는 문제점이 있다. 초기 용탕의 온도가 탈탄 산소 효율 및 망간 효율에 영향이 없는 경우에는 큰 문제가 없으나, 온도에 따라 효율의 변동이 발생하는 경우에는 오히려 초기에 장입되는 망간양을 감소하더라도 온도를 확보하는 방법이 필요하다. 따라서 실험예 3에서는 동일한 Mn/C에서의 온도의 효과를 검증하였다.

실험예 3에서는 아래 표 3과 같이 Mn/C의 비율을 3.3으로, 취입 산소량을 1.4 N㎥으로 고정한 상태에서 초기의 용강 온도를 1300℃~1600℃까지 50℃간격으로 조정하면서 산소 효율 및 망간 효율을 측정하였다. 하기 표 3에서, 각 원소의 성분 함량의 %는 중량%를 의미한다.

용강온도(℃)	초기 성분			산소량(Nm³)	최종성분		산소효율(%)	망간효율(%)
용강온도(℃)	[C](%)	[Mn](%)	[Mn]/[C]	산소량(Nm³)	탄소(%)	망간(%)	산소효율(%)	망간효율(%)
1300	3	10	3.3	1.4	0.80	6.5	72.5	60.9
1350	3	10	3.3	1.4	0.54	7.6	80.1	71.7
1400	3	10	3.3	1.4	0.43	8.1	83.6	76.7
1450	3	10	3.3	1.4	0.37	8.3	85.2	79.0
1500	3	10	3.3	1.4	0.20	9.0	90.5	86.5
1550	3	10	3.3	1.4	0.17	9.1	91.3	87.6
1600	3	10	3.3	1.4	0.10	9.4	93.5	90.8

표 3에서 보는 바와 같이 초기 온도가 증가하는 경우 동일한 산소량을 사용하는 경우에도 종점 탄소 농도가 낮고 망간 농도는 높은 것을 볼 수 있다. 즉, 탈탄 산소 실수율 및 망간 효율 모두 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 가능한 초기의 용강온도를 높게 유지하는 것이 필요하며, 본 발명의 취지에 부합하여 효과적인 산소 실수율 및 망간 효율을 얻으려면 초기 용강 온도를 1300~1600℃로 하는 것이 바람직할 것이다.

[실험예 4]

실험예 4는 실험예 3에서 나타낸 바와 같이 초기 온도가 탈탄 및 산소 실수율에 매우 중요한 역할을 하는 것을 알 수 있기 때문에 가능한 용강의 높은 초기 온도를 확보하기 위한 방법이다. 초기 망간 합금철 투입량 및 회송 용강량, 회송 용강의 온도, Mn/C비율이 고정되어 있는 경우에서는 초기 용강 온도를 변화시키는 것은 어렵다.

초기 온도를 확보하기 위해서 회송 용강의 온도를 올리는 것은 일차 취련 조업에서의 온도를 상승시켜야 하지만 이와 같은 경우에는 인 성분 제어가 어려워지는 문제가 발생하며, 합금철 투입량을 감소하는 경우 최초의 망간 농도가 저하되기 때문에 이차적으로 투입되어야 하는 망간 합금철의 양을 증가시키는 문제를 유발한다.

따라서, 용강의 온도를 올려주기 위해서는 별도의 열원을 확보할 것이 요구된다. 따라서, 실험예 4에서는 용강에 Si을 함유하는 첨가물을 투입하여 Si이 산화되면서 발생하는 열원으로 용강의 온도를 승온하고자 표 4와 같이 Si을 첨가하여 산소 효율 및 망간 효율의 변화를 살펴보았다. 하기 표 4에서, 각 원소의 성분 함량의 %는 중량%를 의미한다.

구분	초기 성분			산소량(Nm³)	최종성분		산소효율(%)	망간효율(%)
구분	[C](%)	[Mn](%)	[Si](%)	산소량(Nm³)	탄소(%)	망간(%)	산소효율(%)	망간효율(%)
C1	3	10	0.0	1.5	0.42	8.1	83.6	76.6
C2	3	10	0.2	1.5	0.42	8.1	85.7	77.1
C3	3	10	0.4	1.5	0.42	8.1	88.1	76.9
C4	3	10	0.6	1.6	0.42	8.0	88.0	76.5
C5	3	10	0.8	1.7	0.42	7.8	86.9	74.1
C6	3	10	1.0	1.8	0.42	7.7	85.1	72.8
C7	3	10	1.5	2.0	0.43	7.5	83.1	71.0
C8	3	10	2.0	2.2	0.43	7.1	80.4	67.1

표 4에서 보는 바와 같이 Si이 첨가되지 않은 경우에 비해서 Si이 첨가되는 경우 산소 효율 및 망간 효율이 증가하는 것을 볼 수 있다. 하지만 Si이 약 0.6중량% 전후에서 Si 첨가 효과의 정점을 나타내며 그 이후에서는 산소 및 망간 효율이 감소하는 것을 볼 수 있다. 이와 같은 현상이 발생하는 원인은 도 3에 나타낸 바와 같이 Si이 첨가되는 경우 용강에서 Si이 먼저 산화되면서 탈탄이 지연되는 현상에 의한 것이다. Si이 많이 첨가되는 경우 Si 산화에 의한 용강 온도 증가에 비해 탈탄 지연에 의한 탄소의 제거가 늦어지는 현상 때문이다. 또한 망간의 경우 취련 초기에 Si 산화와 동시에 산화가 발생하기 때문에 탈탄 효율에 비해서 효율 증가가 적게 나타나며, 오히려 Si함량이 높은 경우에서 효율이 저하되는 것을 볼 수 있다. 즉, 본 발명에서 초기 Si 함량이 0.2 중량% 미만인 경우와 1.5 중량%를 초과하는 경우에는 산소 효율 및 망간 효율이 저하되므로, Si산화열에 의하여 용강의 온도를 상승시키는 경우에서는 초기 Si함량을 0.2~1.5 중량% 정도로 하는 것이 바람직하다.

만약, Si함량이 0.6 중량% 이상인 영역에서 Mn실수율이 저하되는 것을 방지하고자 한다면 Al 투입량을 조절하여 이를 방지할 수 있다. Si이 산화되는 시점에 Mn도 동시에 손실이 발생하며, 슬래그의 염기도를 제어하기 위해서는 Si함량이 증가할수록 염기도 조정용 CaO계 화합물의 투입량도 증가하게 된다. 즉, 추가로 투입되는 CaO계 화합물의 용해열로 인하여 Si 투입의 효과가 저감되는 현상이 발생한다. 따라서, Si와 같이 탈탄 초기에 용강의 온도를 상승시키는 효과를 가지는 Al를 사용하여 초기의 용탕의 온도를 높일 수 있다. Al은 Si 또는 Mn 대비 산화친화력이 매우 크기 때문에 Al이 산화되는 시점의 Mn 손실이 Si와 대비하여 적게 발생한다. 하지만, Al의 산화시에 발생되는 Al₂O₃는 내화물의 용손을 일으키는 것으로 알려져 있으므로 전로나 AOD와 같은 설비에서는 그 사용량을 제한하여야 할 필요가 있다. 일반적으로 슬래그 중의 Al₂O₃ 함량이 10 중량%를 넘게 되는 경우에는 슬래그에 의한 내화물의 침식이 커지는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 발명의 실험예 4에서는 초기 Al 함량을 Si 함량의 56 중량%이하로 투입할 수 있다. 이와 같이 Al 초기 함량을 Si 함량의 56 중량%이하로 제한하는 이유는 Al 함량이 Si 함량과 대비해서 높은 경우에는 초기 용선에 Si에 의해서 생성되는 슬래그에 비해서 Al에 의해서 생성되는 Al₂O₃의 양이 증가하게 되므로 전체 슬래그 중의 Al₂O₃ 함량이 증가하게 된다. 따라서, Al 함량은 Si 함량의 56 중량%이하로 제어하여 슬래그 중의 Al₂O₃ 양을 저하시키는 것이 바람직하다. 즉, 출강된 용강에 탈산제와 가탄제를 투입하는 경우에 재장입되는 용강의 Si 함량을 0.6~1.5 중량%로 유지하며, Al 함량을 Si 함량의 56 중량%이하로 투입시킬 수 있다.

[실험예 5]

실험예 5는 교반에 따른 영향을 파악하기 위해서 산소를 취입하는 시점에 아르곤 투입여부에 따른 초기 망간 농도 대비 최종 망간 농도의 비율 및 산소 효율을 조사하여 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서 보는 바와 같이 산소 취입 시에 아르곤 사용량을 증가시킬수록 초기 망간 농도 대비 최종 망간 농도의 비율이 증가하는 경향을 볼 수 있다. 하지만, 아르곤 사용량이 0.5 Nℓ/kg/min을 초과하는 경우 아르곤 사용량에 따른 종점 Mn의 증가 효과가 크지 않다. 따라서, 망간의 효율을 확보 측면에서는 최대 아르곤 사용량을 0.5 Nℓ/kg/min으로 사용하는 것이 바람직하다. 하지만, 산소 효율 측면에서는 아르곤 사용량이 증가할수록 지속적으로 산소 효율이 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 산소 효율 측면에서는 아르곤 사용량을 높이는 것이 필요하다. 산소 취입형 정련 용기에서 전로의 경우에서는 아르곤 사용량을 0.02~0.2 Nℓ/kg/min으로 제어가 가능하며, AOD의 경우에서는 0.1~0.8 Nℓ/kg/min정도 취입이 가능하다. 그러므로, 아르곤 사용량은 0.02~0.5 Nℓ/kg/min정도로 제어하는 것이 망간 및 산소 효율 측면에서 적합할 수 있다.

[실험예 6]

실험예 2에서 얻어진 실험 결과와 같이 초기에 투입된 망간은 30~40% 정도가 탈탄 과정중에서 손실된다. 이와 같은 망간 손실은 취입된 산소에 의해서 망간이 산화물 형태로 슬래그상으로 이동하거나, 더스트(dust)로 정련 용기 밖으로 배출되는 등 여러가지 요인에 의해서 발생하게 된다. 이러한 망간 손실은 망간 성분의 확보 측면에서는 매우 불리하며 따라서 가능하면 망간을 슬래그로부터 용강 중으로 회수하는 것이 저원가 조업에 필요하다.

따라서, 실험예 6에서는 산소 취입형 정련 용기에서 탈탄 중에 산화 손실된 망간을 회수하기 위해서 정련 용기 내에 탈산제를 투입하여 슬래그 형태의 망간을 환원시키는 방법을 사용하였다. 이때 투입되는 탈산제의 양은 하기 식 2와 같은 방식으로 초기 및 취련 종료시점의 망간 농도와 용강 장입량을 기준으로 계산하였다. 하기 식 2는 탈산제로 Si을 사용하는 경우의 탈산제 투입량을 계산하는 방법으로 탈산제가 Al 또는 Ca등을 사용하는 경우에서는 각각의 원자량으로 변경하여 하기 식 2를 활용할 수 있다.

[식 2]

상기와 같이 Si을 사용하여 슬래그 중의 망간을 환원시키는 경우, 도 5에 나타낸 바와 같이, 최종 슬래그의 염기도에 따라서 얻어지는 슬래그 중의 망간 농도 차이가 발생한다. 슬래그 중의 망간 농도가 낮을수록 망간의 회수율이 증가하며, 효과적인 공정을 위하여 슬래그 중의 망간 농도가 20 중량% 이하인 시점의 염기도를 취할 수 있다. 따라서, 종료시점의 슬래그의 염기도를 1.0~3.5로 유지하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 슬래그 중의 망간 농도가 10 중량% 이하인 시점의 염기도를 취하여 종료시점의 슬래그 염기도를 1.5~3.0으로 할 수도 있다.

이때 슬래그의 염기도는 탈산 후의 슬래그의 적정 조성을 의미하는 것으로서 탈산 전의 염기도와는 차이가 있다. 슬래그 탈산을 위해서 Si을 과다하게 투입하는 경우 염기도가 매우 낮아지게 되고 투입된 Si로 인하여 슬래그 중의 MnO가 환원되지 않고 용강 중의 Si가 증가하는 문제가 발생한다. 이러한 이유는 슬래그 중의 MnO를 충분히 환원시키지 못하기 때문이며 이로 인하여 Mn 회수율이 낮아지는 경우가 생긴다. 따라서, 전로 취련 종점의 슬래그의 염기도를 3.0~4.0 정도로 유지하면서 슬래그에 탈산용 Si을 투입하여 탈산 후 슬래그의 염기도를 1.0~3.5 정도로 조정하는 경우에 망간 회수율을 증가시킬 수 있다. 이때, 전로 취련 종점의 슬래그의 염기도가 3.0 미만이거나 4.0 초과일 경우 망간 회수율이 감소되므로, 전로 취련 종점시의 슬래그 염기도는 3.0~4.0인 것이 바람직하다.

[실험예 7]

망간이 다량 함유된 강종에서는 망간 첨가에 의해서 질소의 용해도가 증가하는 경향을 보인다. 질소의 경우 강중에 존재하는 알루미늄 또는 망간과의 질화물을 형성하며 이는 응고 과정 중에 조대한 석출물 또는 개재물과 같은 결함을 야기하여 강의 재질 특성에 나쁜 영향을 준다. 따라서, 가능하면 질소를 낮게 관리할 필요가 있다.

용강은 보통 출강 중 또는 이차정련 공정 중에서 흡질이 발생하는 것으로 알려져 있으며, 진공 탈가스 설비를 통해서 질소를 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 하지만, 고망간강에서는 진공 탈가스를 통해 질소를 제거하는 과정 중에 망간의 높은 증기압으로 인하여 망간도 동시에 손실되는 문제가 발생한다.

따라서, 실험예 7에서는 산소 취입형 정련 용기에서 가능한 낮은 질소 농도로 제어할 수 있는 방법을 도출하였다. 산소 취입 과정에서 용강 중의 질소를 제거하기 위해서는 용강의 교반을 목적으로 투입되는 가스의 양을 늘려서 질소 분압을 낮게 유지함으로써 탈질소 반응이 일어나게 하는 방법과 탈탄 과정 중에 발생하는 CO 가스를 이용하여 질소 분압을 낮추는 방법이 있다. 실험예 7에서는 초기의 탄소 농도를 조절하여 발생되는 CO 가스량을 제어하고, 또한 교반용 Ar가스량을 변경하여 탈질소 효과를 조사하였다. 그 결과를 도 6과 도 7에 각각 나타내었다. 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 발생되는 CO 가스량이 많을수록 종점의 질소 농도가 낮게 유지되는 것을 볼 수 있다. 하지만 Ar 가스량을 용강 ㎏당 0.03~0.5 Nℓ으로 변경하여도 그에 따른 질소 농도의 변화량은 큰 차이가 없는 것을 볼 수 있다. 따라서, 고망간강에서 질소농도를 낮게 제어하기 위해서는 CO 가스량이 많도록 해야 되고, 이를 위해서 초기의 탄소 농도를 높여야 함을 알 수 있다. 종점에서의 질소 농도를 20 ppm이하로 관리하기 위해서는 장입 시점의 탄소 농도를 1.5 중량% 이상 유지하는 것이 바람직할 것이다.

[실시예]

본 실시예는 실험예 1 내지 실험예 7에서 설명한 조업 조건을 이용하여 실조업에서 Mn함량이 18 중량%인 고망간강을 생산한 예이다. 본 실시예에서의 공정을 도 8에 나타내었다. 실험예 1에서 언급한 바와 같이 일차 취련에서 240 ton 용선을 장입하여 종료시점의 인의 함량이 0.0077 중량%인 용강을 제조한 후에 출강을 하였다. 실시예 2 내지 4에서 언급한 Mn/C, 초기 Si 함량을 고려하여 출강 중 가탄제와 실리콘을 첨가하여 용강 중의 탄소와 실리콘의 농도를 확보하였다. 이 용선을 전로에 재장입하기 전에 미리 평량된 망간 합금철을 전로에 투입한 후에 일차로 취련된 용강을 재장입하였다. 이때의 장입 온도는 망간 합금철 투입량을 고려하여 1600℃가 되도록 하였다. 초기의 장입 조건은 Mn/C이 4.5로 초기 탄소 농도를 2.5 중량%, 망간 농도를 11.3 중량%으로 하였으며, Si 농도는 0.5 중량%로 하였다. 이 용강을 실험예 5에서 언급한 바와 같이 저취 가스 유량을 공급하여 취련을 실시하였다. 취련이 완료된 이후에 실험예 6에서 계산된 탈산제를 기준으로 탈산을 실시하였다.

이와 같이 조업을 통해서 전로 종점에서 Mn함량이 10 중량%, 인의 함량이 0.020 중량%인 용강을 제조하였다. 이 용강에 전로 내부에 망간 합금철을 추가로 투입하여 Mn 함량을 15 중량%로 맞춘 후에 출강 중에 망간 합금철을 투입하여 최종적으로 망간 18 중량%, 인 0.025 중량%, 황 30 ppm, 질소 45 ppm의 용강을 얻을 수 있었다. 취련 종료 및 출강 시에 망간 합금철을 투입하여도, 전로 취련 시의 승온량과 슬래그 탈산 조업에 발생한 열량에 의해서 전로 종점의 온도가 매우 높기 때문에 별도의 승온 조업을 하지 않더라도 용강 온도가 융점 대비 +100℃인 용강을 얻을 수 있다.

발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 합금철 투입량에 따른 용강 온도 변화와 고상율 변화를 나타낸 그래프,

도 2는 목표 망간 농도 확보를 위한 합금철 투입량을 나타낸 그래프,

도 3은 산소 취입량에 따른 C, Si 및 Mn 성분 변화를 나타낸 그래프,

도 4는 Ar 취입량에 따른 산소 효율 및 망간 효율 변화를 나타낸 그래프,

도 5는 슬래그 내 염기도에 따른 망간 농도의 변화를 나타낸 그래프,

도 6은 CO 가스 발생량에 따른 종점 질소 농도 변화를 나타낸 그래프,

도 7은 Ar 사용량에 따른 종점 질소 농도 변화를 나타낸 그래프,

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 망간 함유 강 제조 방법을 개략적으로 나타낸 도면.

Claims

산소 취입형 정련 용기에서 용강을 1차 취련하는 단계;

상기 용강을 출강하는 단계;

상기 용강에 탈산제 또는 가탄제를 투입하는 단계;

상기 정련 용기에 고상의 합금철을 투입하는 단계;

상기 용강을 상기 정련 용기에 재장입하는 단계;

상기 정련 용기에서 상기 용강을 2차 취련하는 단계; 및

상기 용강의 슬래그를 탈산하는 단계;

를 포함하고,

상기 합금철의 투입량은 용강량과 회송용강온도에 종속되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 재장입되는 용강의 Si 함량을 0.2~1.5 중량%로 제어하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 재장입되는 용강에 Al을 더 투입하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 슬래그 중의 Al₂O₃ 함량이 10 중량%이하가 되도록 상기 Al 투입량을 제어하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 3에 있어서, 상기 Al의 초기 함량을 상기 Si 함량의 56 중량% 이하로 투입하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 Si 함량은 0.6~1.5 중량%인 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 2에 있어서, 상기 용강의 온도를 1300~1600℃로 유지하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 합금철을 하기 식 1의 양으로 투입하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.

[식 1]

합금철 양(ton) = (0.0014 × 회송용강온도(℃) - 2.068) × 장입용강량(ton)
청구항 1에 있어서, 상기 재장입된 용강의 Mn/C가 2.0 초과 7.5 이하가 되도 록 상기 정련 용기에 합금철을 투입하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 재장입된 용강에 Al를 첨가하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 재장입된 용강에 0.02~0.5 Nℓ/㎏/min.의 Ar을 취입하여 교반하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 용강의 슬래그를 탈산하는 단계에서, 슬래그 탈산제의 투입량은 초기 및 취련 종료시점의 망간 농도와 상기 용강의 장입량에 종속되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 용강의 슬래그를 탈산하는 단계는, 슬래그 탈산제를 Si 기준으로 하기 식 2에서 계산된 양만큼 투입하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법.

[식 2]
청구항 14에 있어서, 상기 슬래그 탈산제를 Al 또는 Ca의 원자량 기준으로 변환하여 투입하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 탈산 후의 슬래그의 염기도를 1.0~3.5로 유지하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 16에 있어서, 상기 탈산 후의 슬래그의 염기도를 1.5~3.0로 유지하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 16에 있어서, 상기 2차 취련된 슬래그의 염기도를 3.0~4.0 정도로 유지하면서 상기 슬래그에 탈산용 Si을 투입하여 상기 탈산 후 슬래그의 염기도를 1.0~3.5로 조정시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 강의 제조 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 망간 함유 강의 질소 농도를 20 ppm 이하로 하기 위하여, 상기 재장입되는 용강의 탄소 농도를 1.5 중량% 이상으로 유지하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법.