KR101045972B1

KR101045972B1 - 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법

Info

Publication number: KR101045972B1
Application number: KR1020030092541A
Authority: KR
Inventors: 김동일; 이연우; 김재열; 김영준
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2011-07-04
Also published as: KR20050060816A

Abstract

본 발명은 제철소 제강공정의 진공 탈가스공정에서 탄소함량이 0.0045% 이하이고 조질도(Degree of Tempering) 2.5 이하로 유지되면서 탈산생성물의 입자가 조대화된 연질 투피스 캔(Two Piece Can)용 고청정 극저탄소강의 제조방법에 관한 것으로서, 전로설비에서 취련된 용강 중의 최종 산소함량을 450~550ppm 범위로 조절하는 단계와; 상기 산소함량이 조절된 전로의 용강을 레이들로 출강하는 도중에 생석회(CaO)를 3~6㎏/T-S의 범위로 투입하고, 형석(CaF₂)을 0.8~1.1㎏/T-S의 범위로 투입하는 단계와; 상기 레이들로 출강된 용강에 Al Dross 0.9~1.1㎏/T-S 또는 Al Mini Pillet 0.4~0.5㎏/T-S 중에서 어느 하나를 선택하여 투입하는 단계와; 상기 레이들의 용강을 RH 진공탈가스 설비로 유입시켜 공정초기에 합성슬래그를 0.7~1.0㎏/T-S의 범위로 투입한 다음, 탈산용 알루미늄을 투입하여 탈산처리하는 단계와; 상기 탈산처리된 용강에 상기 합성슬래그를 0.7~1.0㎏/T-S의 범위로 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법을 제공한다.

전로, RH진공탈가스, 고청정강, 연질투피스, 극저탄소강, 정련방법

Description

연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법{REFINING METHOD OF ULTRA LOW CARBON STEEL USED IN MANUFACTURING TWO PIECE CAN}

도 1은 일반적인 제강공정을 도시한 개념도;

도 2는 RH식 진공 탈가스 장치의 모식도;

도 3은 종래의 극저탄소강의 탈가스 처리공정을 도시한 흐름도;

도 4는 본 발명에 따른 극저탄소강의 탈가스 처리공정을 도시한 흐름도;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:레이들 2:용강 4:진공장치 5:진공조

6:침지관 9.개재물 10:노즐

본 발명은 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제철소 제강공정의 진공 탈가스공정에서 탄소함량이 0.0045% 이하이고 조질도(Degree of Tempering) 2.5 이하로 유지되면서 탈산생성물의 입자가 조대화된 연질 투피스 캔(Two Piece Can)용 고청정 극저탄소강의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 용광로에서 철광석을 녹여 제조한 용선에는 탄소함량이 매우 높기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 탄소 제거를 위해서 제강공정에서는 용선을 전로에 담고 순산소를 취입함으로써 일정 함량(약 0.04%)까지 용선에 함유된 탄소를 제거하는데, 이렇게 탄소가 일정 함량까지 제거된 용선을 용강이라고 한다. 전로공정을 마친 용강을 RH식 진공 탈가스장치에서 격렬하게 교반시켜 용강의 성분과 온도를 균일하게 하고, 용강 내 잔존하는 가스성분을 제거한 후, 연주공정으로 이송한다.

진공 탈가스 장치인 RH식 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고온고압의 스팀을 구동력으로 진공조(5)내의 압력을 낮추어서 레이들(1)에 담겨 있는 용강(2)을 진공조(5)로 흡상시킨 후, 하나의 침지관(6)에 설치되어 있는 노즐(10)을 통해 불활성 가스인 Ar를 취입하여 용강의 겉보기 비중을 감소시킴으로써 진공조(5) 내의 용강높이 차이를 야기시켜 용강(2)을 환류시키는 장치이다.

RH식 장치에서 극저탄소강의 처리작업시에 강중의 산소[O]와 탄소[C]의 반응으로 탈탄반응이 일어나게 되는데 진공 처리하에서 최단시간에 탄소함량(ppm)을 낮추어야 한다.

지금까지 스틸을 소재로 하는 식음료 포장용 투피스캔의 제조는 탄소량 0.04~0.06%의 저탄소강으로 냉연 상소둔(Batch Annealing Line) 조업으로 생산을 하였으나, 최근에는 소둔시간이 많이 소요되는 냉연 상소둔보다는 소둔시간이 단시간인 연속소둔(Continous Annealing Lline)을 채택함에 따라 냉연 연속소둔 라인을 이용한 투피스캔용 스틸소재 개발에 많은 관심을 갖게 되었다.

냉연연속소둔 시에는 소둔시간이 짧기 때문에 탄소량 0.04~0.06%의 저탄소강으로는 탄소량이 많아 조질도(Degree of Tempering) 2.5이하의 연질 확보가 어려워 탄소량 0.0045%이하의 극저탄소강을 이용하여야 한다.

종래의 극저탄소강 제조방법은, 도 3 및 도 1에 나타낸 바와 같이, 고로에서 출선된 탄소함유 약 4.5%의 용선을 전로에 장입한 후, 고순도의 산소(99.9%)를 랜스를 통하여 상취하여 강중의 탄소성분을 0.02~0.04%, 강중 산소는 450~550ppm 정도로 조절한 다음 레이들(1)에 출강한다.

레이들(1)로 출강된 RH식 탈가스장치로 이송시켜 진공조(5) 내부압력을 0.1~2 Torr 정도의 고진공으로 만든 상태에서, 환류가스인 아르곤(Ar) 가스를 취입하여 용강(2)을 환류시켜 용강 중의 탄소와 산소를 반응시켜 반응 생성물인 일산화탄소 가스를 제거하여 강중 탄소를 45ppm이하로 탈탄을 한 후 강중에 남아있는 용존산소는 탈산제(11)를 첨가하여 탈산시킨다. 이때 생성되는 탈산 생성물은 강중에 남아 있으며, 탈산 생성물은 강중 개재물(9)로 존재하여 강의 청정성을 열화시켰다.

종래의 용강제조방법은, 표 1에 나타낸 바와 같이, 전로에서 출강한 용강(2)을 1660~1670℃에서 용강 내의 산소가 600~700ppm상태에서 RH 공정에 도착하여, 진공도를 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 처리초기에서 탈산 전까지는 0~2Torr로 낮추어 처리를 하고, 탈산 후에는 55~70Torr로 설정하여 용강을 환류하고 처리하였다.

그리고, 침지관(6)에 설치되어 용강(2)을 교반하여 주고 있는 환류가스 유량 도, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 처리초기에서 탈산 전까지는 190N㎥/Hr, 탈산 후부터 합금철을 보정하고 처리완료하기까지는 120 N㎥/Hr를 설정하여 용강(2)을 환류하면서 처리작업을 실시하였다.

이러한 용강의 제조방법은, 도 3의 (a)에 도시한 처리패턴과 같은 방법으로 처리하면 용강품질이 저하될 뿐 아니라 용강의 품질을 열화시켜 고청정강을 제조 할 수 없게 되었다.

즉, 통상적으로 RH공정에서 레이들 내의 용강량이 271~280Ton인 극저탄소강 제조작업 중, 일반적으로 탄소량 0.0045%이하의 극저탄소강이 일반 저탄소강 탄소함량 범위가 0.02~0.04%에 비해 청정성의 확보가 어렵고 불리하다. 그 이유는 일반 저탄소강은 전로에서 취련시 강중의 탄소와 산소의 평형을 고려할 때 전로 취련완료시 용강 중 산소를 250~350ppm 범위로 존재시켜도 탄소성분의 제거가 가능하다.

그 이유는 알루미늄 탈산강에서 용강 중에 함유된 산소는 전량 탈산생성물인 Al2O3로 되어 강중에 존재하며, 이는 분리부상하여 비금속 개재물인 슬래그로 제거되기 때문에 가능한 적을수록 청정강 제조측면에서 유리하기 때문이다.

또한, 일반 저탄소강은 전로 출강중 탈산을 실시함에 따라 용강 중에 산소가 존재하지 않아 전로 출강중 Flux를 투입하여 레이들 슬래그중의 FeO, MnO등과 같은 저급산화물을 쉽게 저감시켜 슬래그에 의한 용강 재산화를 방지하기에 유리할 뿐만 아니라 탈산 생성물과 같은 개재물을 분리 부상시킬수 있는 충분한 시간을 확보 할 수 있는 반면, 극저탄소강은 전로에서 탄소함량 0.0045% 이하를 제어할 수 없어 RH공정에서 강중의 탄소와 산소를 이용하여 CO반응을 일으켜 탈탄을 해야 하기 때문에 RH처리 전 강중에 350~450ppm 정도의 적정 용존산소가 존재해야 하므로 전로 취련 완료시 강중 산소가 600~700ppm 정도는 존재하여야 한다.

이에 따라 종래의 극저탄소강 제조방법은 강중 산소가 높아 탈산 생성물이 많이 생기고, 전로에서 출강 중 탈산을 할 수 없어 레이들(1) 내 용강(2) 중에 함유된 산소가 많이 존재함에 따라 레이들 슬래그 중에 저급산화물이 많이 발생되어 용강 재산화가 많이 일어나고, RH 처리 중에 탈산을 실시함으로 탈산생성물이 분리 부상할 수 있는 충분한 시간확보가 어렵기 때문에 고청정강을 제조하는데 어려움이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전로에서 레이들로 출강된 용강의 유동성을 확보하면서 재산화를 방지하고, RH 설비로 유입된 용강에 존재하는 개재물의 분리부상을 촉진하여 고품질의 극저탄소강을 제조할 수 있는 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 용선을 전로설비에서 취련한 다음, 레이들로 출강하여 RH 진공탈가스 설비에서 정련하는 방법에 있어서, 상기 전로설비에서 취련된 용강 중의 최종 산소함량을 450~550ppm 범위로 조절하는 단계와; 상기 산소함량이 조절된 전로의 용강을 레이들로 출강하는 도중에 생석회(CaO)를 3~6㎏/T-S의 범위로 투입하고, 형석(CaF₂)을 0.8~1.1㎏/T-S의 범위로 투입하는 단계와; 상기 레이들로 출강된 용강에 Al Dross 0.9~1.1㎏/T-S 또는 Al Mini Pillet 0.4~0.5㎏/T-S 중에서 어느 하나를 선택하여 투입하는 단계와; 상기 레이들의 용강을 RH 진공탈가스 설비로 유입시켜 공정초기에 합성슬래그를 0.7~1.0㎏/T-S의 범위로 투입한 다음, 탈산용 알루미늄을 투입하여 탈산처리하는 단계와; 상기 탈산처리된 용강에 상기 합성슬래그를 0.7~1.0㎏/T-S의 범위로 투입하는 단계를 포함하는 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법을 제공한다.

또한, 본 발명에서 상기 Al 미니필렛을 0.4~0.5㎏/T-S의 범위로 투입하는 단계는 레이들 상부에서 상부랜스를 용강 중에 침적시켜 분당 0.6~0.7N㎥의 유량의 불활성가스를 취입시켜 교반하는 것을 포함한다.

한편, 본 발명을 구성하는 상기 RH 진공탈가스 설비로 용강을 유입시켜 처리하는 단계는 진공도를 처리개시에서부터 처리완료까지 0~2 Torr의 범위로 유지하 고, 용강의 환류가스유량을 시간당 170~200 N㎥으로 설정하여 용강을 처리하는 것을 포함하는 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법을 제공한다.

본 발명은 연질 투피스 캔(Tow Piece Can)용 D&I (Drawing & Ironing) BP(Black Plare)소재인 탄소함량 0.0045% 이하인 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강 제조하는 과정에 관한 것이다.

강의 품질을 좌우하는 제강 공정에서 슬래그(Slag)의 역할은 대단히 중요하다. 즉 Slag의 조성 및 양에 따라 강의 품질은 개선 될 수도 있고, 오히려 열화될 수도 있기 때문이다. 특히 용강의 진공 탈가스 공정인 RH 설비에서 2차 정련시 레이들(1) 내 적정한 슬래그 조성을 만들어 주는 것이 품질 확보에 가장 중요하다.

RH 설비에서의 진공 탈가스공정에서 레이들 슬래그는 1) 탈산 생성물, 2) 전로 출강시 유출된 전로 슬래그, 3) 용해된 레이들 내화물 , 4) 레이들에 잔류된 레이들 슬래그 등으로 형성되며, 주요성분은 FeO, CaO, Al2O3, SiO2,MnO, MgO, P2O5, TiO2 등이다.

상기와 같은 산화물 형성은 온도에 따라 산화반응이 다르고, 산화반응에 대한 표준 생성 자유에너지 변화값이 상대적으로 낮은 값을 가질수록 산화물이 되려는 경향이 강하다. 그러므로 온도가 1550℃ 이상일 때 Al2O3 > MgO > TiO2 > SiO2 > MnO > Cr2O3 > FeO > P2O5 순으로 산화물이 되려는 경향이 강하다. 따라서 레이들 슬래그중의FeO, SiO2, MnO, P2O5 등은 용강중의 산소 친화성이 큰 합금 원소들에 대해서 강한 산화제로 작용하여 Al2O3되어 강중 개재물로 존재 강의 청정성을 저해시키므로, 슬래그중에 FeO, SiO2, MnO, P2O5 등과 같은 저급산화물이 적을수록 용강의 재산화가 적게 발생되므로 강의 청정성 확보에 유리하다.

기존 처리재의 경우에는 RH처리전ㆍ후에 슬래그 조성의 변동이 없기 때문에 충분한 개재물의 포집이 이루어 지지 못하는 조업이 이루어 졌다. 또한 청정강 제조에 있어서도 개재물의 분리 부상 속도가 커야만 개재물의 제거가 용이하게 된다. 일반적으로 개재물의 분리 부상속도는 개재물의 입자 크기가 클수록 빠르게 분리 부상하여 슬래그에 흡수되어 제거된다.

상기의 내용을 종합할 때, 강의 청정성을 향상시키기 위한 본 발명의 구성적 특징에 대해서 알아보면, 첫째 레이들 슬래그중의 저급산화물(FeO, MnO등)의 저감시키고, 둘째 개재물 포집능이 우수한 저융점 슬래그 조재하며, 셋째 개재물 크기의 조대화가 필요하고, 넷째로는 진공도와 환류가스 유량의 설정이 중요하다.

우선, 본 발명에서는 이전공정에서 생산된 용선을 전로로 공급받아 취련하게 되는데, 이 때의 용강 중의 최종 산소함량을 450~550ppm 범위로 조절하게 된다.

종래의 정련공정에서의 전로에서 출강되는 용강 중의 최종 산소함량은 후공정인 RH공정에서 강중의 탄소와 산소를 이용하여 [CO]반응을 일으켜 탈탄을 행하여야 하기 때문에 전로 취련완료시 강중 산소함량은 600~700ppm 정도는 존재하여야 하는데, 이는 강중의 산소 함유도가 높아 탈산생성물이 다량 발생하고, 저급 산화물이 많아 용강의 재산화가 일어나게 된다.

따라서, 본 발명에서는 상기한 문제점을 해결하고자 전로에서 출강되는 용강의 최종 산소함량을 450~550ppm의 범위로 더욱 제한하고자 하였다. 즉 550ppm 이하의 범위로 제한하고자 하였으며, 이는 후공정인 RH 처리시 탈탄반응에 필요한 350~450ppm 정도의 적정산소를 확보하기 위함이다.

본 발명에서는 전로에서 산소농도가 적정하게 조절된 용강을 레이들로 출강하는 도중에 용강의 복린(復燐)을 방지하기 위하여 생석회(CaO)를 3~6㎏/T-S 범위로 투입한다. 생석회를 용강톤당 3㎏ 미만으로 투입하는 경우에는 용강 중의 탈린(脫燐)작용이 미미하여 복린현상이 두드러져 강 중에 인(P)의 함량이 높아지게 되며, 용강 톤당 6㎏을 초과하여 투입하여 용강의 유동성이 현저하게 떨어지게 된다.

또한, 본 발명에서는 전로에서 산소농도가 적정하게 조절된 용강을 레이들로 출강하는 도중에 후공정인 RH 설비에서 슬래그의 유동성 확보를 위하여 형석(CaF₂)을 0.8~1.1㎏/T-S의 범위로 투입한다. 즉 형석을 용강 톤당 0.8㎏ 미만으로 투입하는 경우에는 슬래그의 유동성이 저하되어 RH 설비에서의 진공탈가스반응이 원활하지 못하며, 용강 톤당 1.1㎏을 초과하여 투입되는 경우에는 용강표면에 부상하는 슬래그의 유동성이 과다하게 확보되어 용강의 탈산공정에 악영향을 끼치게 된다.

상기와 같은 조건을 만족하면서, 전로로부터 레이들로 출강된 용강에 슬래그에 의한 재산화를 방지하면서 슬래그 중에 포함되는 저급산화물(FeO, MnO) 량을 감소시키기 위하여 출강된 용강의 슬래그 상부에 알루미늄 성분을 투입하게 된다.

즉, 상기한 알루미늄 성분으로서, Al Dross를 용강 톤당 0.9~1.1㎏ 또는 Al Mini Pillet을 용강 톤당 0.4~0.5㎏의 범위로 투입하게 되며, Al Dross 및 Al Mini Pillet의 성분은 표 2에 나타내었다.

Al Dross 및 Al Mini Pillet을 투입하는 량이 상위한 이유는 함유된 금속 Al성분량이 상위하기 때문이며, Al Dross를 용강 톤당 0.9㎏ 미만 또는 Al Mini Pillet을 용강 톤당 0.4㎏ 미만으로 슬래그층 상부에 투입하는 경우에는 슬래그에 의한 용강의 재산화 정도가 높아 슬래그 중에 포함되는 저급산화물(FeO, MnO) 량이 요구되는 수준 이상이 되기 때문이며, Al Dross를 용강 톤당 1.1㎏ 초과 또는 Al Mini Pillet을 용강 톤당 0.5㎏을 초과하여 슬래그층 상부에 투입하는 경우에는 Al 성분이 과다하게 슬래그층에 투입됨으로써 슬래그 탈산반응이 격렬하게 일어남으로써 용강의 탈산작용이 일어나는 부작용을 일으키기 때문이다.

또한, 본 발명에서는 상기 Al 미니필렛을 레이들 용강의 슬래그층 상부로 투입하는 경우, 용강 탈산반응을 최소화하고 원활한 슬래그 탈산반응을 유도하기 위하여, 레이들 상부에서 상부랜스를 용강 중에 적정 깊이로 침적시켜 분당 0.6~0.7N㎥의 유량의 불활성가스를 취입시켜 교반하게 되는데, 이는 Al Mini Pillet이 Al Dross 보다 평균입도가 크기 때문에 탈산반응을 위한 슬래그층침투가 불리하기 때문이다.

한편, 상기한 바와 같은 조건으로 레이들에서 정련된 용강은 진공 탈가스 설 비인 RH 설비에 유입시켜 탈산처리를 거치게 된다. 상기한 RH 진공탈가스 설비로 유입시켜 공정초기에 합성슬래그를 0.7~1.0㎏/T-S의 범위로 투입하는데, 그 조성을 표 3에 나타내었다.

RH 설비의 공정초기에 합성 슬래그를 투입하는 이유는 합성 슬래그가 저융점 화합물이기 때문에 출강 중에 용손된 내화물 종류 및 레이들에 부착된 레이들 슬래그와 같은 개재물을 흡착하여 개재물 크기를 조대화시켜 분리 부상을 촉진하면서, 슬래그층에 저융점 영역을 형성시켜 슬래그층까지 부상된 개재물을 더욱 흡착하기 위함이다.

따라서, RH 설비에서 용강 톤당 0.7㎏ 미만으로 합성 슬래그가 투입되면 그 개재물의 흡착 및 크기의 조대화 효과가 떨어지며, 용강 톤당 1.0㎏을 초과하여 투입되면 슬래그층이 두껍게 형성되어 후공정엔 Al 탈산제에 의한 탈산효과가 떨어지기 때문이다.

상기한 바와 같이, RH 설비에서 공정초기에 합성 슬래그를 투입한 다음에 용강의 탈산처리를 위한 알루미늄이 통상의 량으로 투입하며, 그런 다음인 공정후기에 상기한 합성슬래그를 다시 용강 톤당 0.7~1.0㎏의 범위로 투입하게 되는데, 이 때의 투입목적은 탈산생성물의 입자를 조대화시켜 용강으로부터 분리부상 속도를 증대시키기 위함이다. 즉 용강 톤당 0.7㎏ 미만으로 투입되는 경우에는 그 효과가 미미하며, 용강 톤당 1.0㎏을 초과하여 투입되면 형성되는 슬래그층이 두꺼워져 분리부상되는 탈산생성물을 효과적으로 제거할 수 없기 때문이다.

한편, 본 발명에 따른 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법은 상기한 RH 진공탈가스 설비로 용강을 유입시켜 처리하는 공정에서 진공도를 처리개시에서부터 처리완료까지 0~2 Torr의 범위로 유지하고, 용강의 환류가스유량을 시간당 170~200 N㎥으로 설정하여 용강을 처리하게 된다.

이하, 본 발명의 작용에 대해서 바람직한 실시예를 들어 구체적으로 설명한 다.

[실시예]

본 발명에 따른 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법은 진공 탈가스공정에서 탄소함량이 0.0045% 이하이고, 조질도(Degree of Tempering) 2.5 이하로 유지되면서 탈산생성물의 입자가 조대화된 연질 투피스 캔(Two Piece Can)용 고청정 극저탄소강의 정련방법에 관한 것으로서, RH 처리시 탈탄반응을 할 수 있는 350~450ppm 정도의 적정 산소를 확보하기 위해서 전로 종점산소를 450~550ppm정도로 하고 개재물 포집능이 우수한 적정 슬래그 조재와 저급산화물 저감을 위한 슬래그 탈산시 복린 방지 목적으로 출강중 생석회(CaO)를 4~5㎏/T-S 투입하고 슬래그의 유동성을 향상시킬 목적으로 출강중 형석( CaF₂) 0.9~1.1㎏g/T-S 을 투입한다.

또한, 슬래그에 의한 용강 재산화 방지 목적으로 슬래그 중 저급산화물(FeO, MnO)을 감소시키기 위해 출강완료 후 레이들 슬래그 위에 Al Dross를 0.9~1.1㎏/T-S 또는 Al mini pellet을 0.4~0.5㎏/T-S을 균일 분포하게 투입한다.

Al mini pellet 경우에는 용강 탈산 반응은 최소화 하며 원활한 슬래그 탈산 반응을 유도하기 위하여 전로 출강후 TOP LANCE을 이용하여 TOP BUBBLING을 실시한다. 이 때 BUBBLING 유량은 0.6~0.7 N㎥/min이고, TOP LANCE 침적깊이는 용강 탈산을 일으키지 않고 슬래그층만의 BUBBLING을 위해 500~700mm 로 한다.

이때의 슬래그 탈산 반응은 식 (1)과 식(2)와 같다.

3(FeO) + 2Al → (Al2O3) + 3Fe-----------(1)

3(MnO) + 2Al → (Al2O3) + 3Mn----------(2)

즉 불안정한 저급산화물((FeO, MnO)들이 안정한 산화물(Al2O3)로 되어 용강중의 용존 알루미늄이 이들 저급산화물과 반응하여 강중 개재물이 되어지는 용강 재산화를 방지하게 되는 것이며, 이러한 Al Dross와 Al mini pellet의 화학적 조성을 상기한 표 2에 나타내었다.

슬래그 탈산을 한 용강의 탈탄과 개재물 제거를 목적으로 RH 공정에서 진공 탈가스처리를 하게 되며 진공 탈가스 처리중 개재물 분리부상 촉진과 개재물 흡착능력 향상을 위하여 저융점 화합물인 합성 슬래그를 탈가스 진공조 내에 처리 초기(3분 이내)에 0.7~1.0㎏/T-S를 투입하고, 처리 중 탈산용 알루미늄을 투입한 직후에 합성슬래그 0.7~1.0㎏/T-S을 또 한번 투입한다.

합성슬래그 초기투입의 목적은 합성슬래그는 저융점 화합물이기 때문에 출강중 용손된 내화물 종류 및 레이들에 부착된 전 레이들 슬래그와 같은 개재물을 흡착하여 개재물의 크기를 조대화시켜 분리 부상을 촉진시키는 것과 슬래그층에 저융점 영역을 형성시켜 슬래그층까지 부상된 개재물을 잘 흡착시키기 위해서이며 처리중 탈산용 알루미늄 투입 직후에 투입하는 목적은 탈산생성물의 입자를 조대화 시켜 분리부상 속도를 증대시키기 위함이다.

이렇게 투입되는 합성 슬래그의 화학성분 조성을 표 3에 나타내었으며, 전로에서 출강한 용강을 1650~1660℃도에서 용강내의 산소가 450~550ppm상태에서 RH 공정에 도착하여, 진공도를 처리초기에서 처리완료까지 0~2Torr로 낮추어 처리를 하고, 용강을 교반하여 주고 있는 환류가스 유량도 처리초기에서 처리완료까지 190N㎥/Hr로 일정하게 설정하여 용강을 환류하고 처리작업을 완료하였다.

본 발명에 따른 극저탄소강의 용강 정련방법이 적용되었을 경우, 표 5에 나타낸 바와 같이, 기존 처리방법과 본 발명의 정련방법을 RH 처리 전후 산화물의 량을 분석하고, 제조된 슬래브의 산소량을 분석한 결과, 용강 재산화 정도의 척도인 RH 처리 후 슬래그 중의 (FeO+MnO)가 기존의 18~22%에서 발명 적용시 5~8%로 대폭 감소하였으며, 제조된 강의 청정도를 나타내는 주편(Slab) 중의 전산소량은 기존 23~27 ppm 수준에서 발명 적용의 경우 10~12ppm 수준에 도달하였으며, 또한 개재물의 종류도 제강공정에서 탈산시 생성되는 Al2O3계 개재물이 차지하는 분율이 기존 60~70%에서 10~15%로 대폭 감소하여 본 발명의 적용시 제조된 강의 청정도가 크게 개선된 것으로 조사되었다.

상술한 바와 같이 본 발명은 연질 투피스캔(Two Piecr Can)용 D&I (Drawing & Ironing) BP(Black Plate)소재인 탄소량 0.0045%이하의 극저탄소 고청정강을 생산공정에 적용되어 조질도 2.5 이하의 연질 투피스 캔용 소재의 안정적인 생산과 극저탄소강 품질향상에 의한 고부가가치강 생산이 가능하며, 고급강인 고청정강 제조 기술력 확보와 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims

용선을 전로설비에서 취련한 다음, 레이들로 출강하여 RH 진공탈가스 설비에서 정련하는 방법에 있어서,

상기 전로설비에서 취련된 용강 중의 최종 산소함량을 450~550ppm 범위로 조절하는 단계와;

상기 산소함량이 조절된 전로의 용강을 레이들로 출강하는 도중에 생석회(CaO)를 3~6㎏/T-S의 범위로 투입하고, 형석(CaF₂)을 0.8~1.1㎏/T-S의 범위로 투입하는 단계와;

상기 레이들로 출강된 용강에 Al Dross 0.9~1.1㎏/T-S 또는 Al Mini Pillet 0.4~0.5㎏/T-S 중에서 어느 하나를 선택하여 투입하는 단계와;

상기 레이들의 용강을 RH 진공탈가스 설비로 유입시켜 공정초기에 합성슬래그를 0.7~1.0㎏/T-S의 범위로 투입한 다음, 탈산용 알루미늄을 투입하여 탈산처리하는 단계와;

상기 탈산처리된 용강에 상기 합성슬래그를 0.7~1.0㎏/T-S의 범위로 투입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법.
청구항1에 있어서, 상기 Al 미니필렛을 0.4~0.5㎏/T-S의 범위로 투입하는 단 계는 레이들 상부에서 상부랜스를 용강 중에 침적시켜 분당 0.6~0.7N㎥의 유량의 불활성가스를 취입시켜 교반하는 것을 특징으로 하는 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법.
청구항1에 있어서, 상기 RH 진공탈가스 설비로 용강을 유입시켜 처리하는 단계는 진공도를 처리개시에서부터 처리완료까지 0~2 Torr의 범위로 유지하고, 용강의 환류가스유량을 시간당 170~200 N㎥으로 설정하여 용강을 처리하는 것을 특징으로 하는 연질 투피스 캔용 고청정 극저탄소강의 정련방법.