KR101053970B1 - Method of manufacturing molten steel with controlled carbon content. - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 탄소 함량이 제어되는 용강 제조 방법은 용선 중 탄소 함량이 4.3wt%보다 높은 경우 지속적인 온도냉각을 통하여 용선 중 탄소 함량 4.3wt% 대비 동일 온도거동을 유도하며, 이에 따른 고산공급을 통하여 별도의 취련패턴 없이 안정적인 조업을 가능하게 하고, 용선 중 탄소 함량이 4.3wt% 대비 낮은 경우 취련 초기 용선 중 탄소 함량에 따른 무연탄 보정 투입을 통하여 별도의 취련 패턴 및 취련 시점 조정 없이도 안정적인 조업을 가능하게 하는 구성을 통해, 용선 중 탄소 함량 차이에 의해 발생되는 열배합의 차이를 최대한 취련초기에 보정하여 안정적인 취련 정련을 유도할 수 있다는 장점이 있다.
In the method of manufacturing molten steel in which the carbon content is controlled according to the present invention, when the carbon content in the molten iron is higher than 4.3 wt%, the same temperature behavior is induced compared to the 4.3 wt% of the carbon content in the molten iron through continuous temperature cooling. Stable operation is possible without a separate blow pattern, and if the carbon content in molten iron is lower than 4.3wt%, stable operation is possible without adjustment of the drilling pattern and timing by adjusting the anthracite coal according to the carbon content in the initial molten iron. Through the configuration, there is an advantage that a stable blowdown refinement can be induced by correcting the difference in heat mixing caused by the difference in the carbon content in the molten iron as early as possible.
용선, 용강, 탄소, 취련, 정련, 소결광, 무연탄, D/Y 시점.Molten iron, molten steel, carbon, blowing, refining, sintered ore, anthracite, D / Y timing.
Description
도 1은 실제로 제강공정에 사용되는 용선 중 탄소의 성분을 분석한 그래프이다.1 is a graph analyzing the components of carbon in the molten iron actually used in the steelmaking process.
도 2는 취련 공정에서 용선 중 탄소 함량에 따른 온도거동을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the temperature behavior according to the carbon content of the molten iron in the blowing process.
도 3은 본 발명에 의한 탄소 함량이 제어되는 용강의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
3 is a flowchart showing a method of manufacturing molten steel in which the carbon content according to the present invention is controlled.
본 발명은 탄소 함량이 제어되는 용강 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용선 중 탄소 농도에 따라 소결광 또는 무연탄을 투입하는 방법으로, 종점온도 및 성분제어의 오차가 저감되도록 전로 취련을 가변적으로 실시함에 의해 용강의 품질을 안정적으로 제어할 수 있도록 하는 탄소 함량이 제어되는 용강 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing molten steel in which the carbon content is controlled, and more particularly, a method of injecting sintered or anthracite coal in accordance with the carbon concentration in molten iron. The present invention relates to a molten steel manufacturing method in which a carbon content is controlled to stably control the quality of molten steel.
제강 조업은 일반적으로 용선 예비정련, 전로정련, 2차 노외정련, 연속주조공정으로 구성되며, 전로조업은 주원료인 용선 및 고철을 전로에 장입하여 랜스를 통해 순 산소를 분사함에 따라 용선 중 불순원소인 탄소, 규소, 망간, 인등을 산화반응에 의해 제거하고, 이에 따라 연속주조를 안정적으로 하기 위한 고온의 용강 온도를 맞추는 조업 과정이다.Steelmaking operation generally consists of preliminary refining of molten iron, converter refining, secondary furnace refining, and continuous casting process.The converter is charged with molten iron and scrap, which are the main raw materials, into the converter and sprays pure oxygen through the lance. Phosphorus carbon, silicon, manganese, phosphorus, etc. are removed by an oxidation reaction, and accordingly, it is an operation process of adjusting the hot molten steel temperature to stabilize continuous casting.
상기 불순원소 중 탄소(Carbon)는 용선 중 함유량이 가장 많은 불순원소로 용선 중 약 4.3wt% 함유되어 있다. 따라서 전로 조업에 있어서 가장 중요한 산화제거 원소 역시 탄소이며, 이러한 탄소 함량에 따라 송산량 및 열배합 그리고 그에 따른 성분제어가 각각 다르게 작용된다. Carbon in the impurity element is the most impurity element in the molten iron and contains about 4.3wt% of the molten iron. Therefore, the most important deoxidation element in the converter operation is also carbon, and the amount of heat transfer, thermal blending, and its component control are different depending on the carbon content.
전로취련의 중요관리 항목으로는 종점 용강온도 및 성분, 종점슬래그 산화 및 재화거동, 2차연소를 포함한 탈탄 및 용철 산화거동, 슬로핑, 스피팅, 분진발생, 노구 흡입공기량, 열보상재의 열효율 등을 들 수 있으며, 취입해야할 총 산소량을 계산하기 위해 물질수지를 해석하여 용철 중 성분의 산화 반응량을 계산한다.Important control items for converter blasting include the end point molten steel temperature and composition, end slag oxidation and recycling behavior, decarburization and molten iron oxidation behavior including secondary combustion, slope, spitting, dust generation, furnace air intake, and thermal efficiency of thermal compensator. For example, in order to calculate the total amount of oxygen to be injected, the mass balance is analyzed to calculate the amount of oxidation of molten iron.
전로조업에서의 송산량은 전로 내 불순물 제거 정도와 종점 온도에 의해 결정되는 바, 전로 내 산화제거 불순물의 함량과 그 원소들의 종점에서의 목표함량에 의해 1차적으로 송산량이 결정되어진다. 또한 목표온도에 따라서도 송산량이 결정되는 바, 이는 고온의 용강을 제조해야 할 경우 불순원소의 산화반응 외에도 용강의 산화를 통해서도 온도를 맞춰야 하기 때문이다. The amount of acid transported in the converter operation is determined by the degree of impurity removal in the converter and the end point temperature. The amount of acid transport is determined primarily by the content of the deoxidation impurities in the converter and the target content at the end points of the elements. In addition, the amount of acid is determined according to the target temperature, because when the high temperature molten steel should be manufactured, the temperature must be adjusted through the oxidation of molten steel in addition to the oxidation of impure elements.
열배합에 따른 목표온도의 용강제조는 전로공정에 있어서 가장 중요한 목표 로서, 이는 전로가 제강공정 중에서 온도를 가장 효과적으로 제어할 수 있는 공정이기 때문으로, 전로공정 후 2차정련을 거쳐 연주에 이르기까지 연주 시 필요한 온도를 맞추기 위해서는 전로공정에서의 열배합이 매우 중요하다. The manufacturing of molten steel at the target temperature by heat mixing is the most important goal in the converter process, because the converter can control the temperature most effectively in the steelmaking process. Heat mixing in the converter process is very important to match the temperature required for playing.
전로공정 중 열배합은 용선 중의 불순원소 및 용강이 산화되면서 발생되는 산화열과, 전로 내 투입되는 각종 원료에 의한 흡열반응과, 대기중으로 방산되는 기체현열 등의 열 평형에 의하여 결정되어진다. 이러한 열배합 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 용선 중 탄소의 발열반응으로, 용강제조 공정에서의 총 발열량 중 약 63%를 차지한다. 이는 용선 중 탄소의 함량이 높기 때문으로 일반적으로 용선중의 탄소 함량은 4.3wt%로 알려져 있다. 이에 따른 발열반응은 하기 반응식 1 및 수학식 1과 같다.The heat mixing during the converter process is determined by the heat balance such as oxidation heat generated when the impurity elements and molten steel in the molten iron are oxidized, endothermic reactions by various raw materials introduced into the converter, and gas sensitization emitted into the atmosphere. The largest portion of the thermal blending is the exothermic reaction of carbon in molten iron, accounting for about 63% of the total calorific value in the molten steel manufacturing process. This is because the carbon content in the molten iron is generally high, the carbon content of the molten iron is known as 4.3wt%. Accordingly, the exothermic reaction is the same as in Scheme 1 and Equation 1.
반응식 1 [C] + [O] = CO(gas) Scheme 1 [C] + [O] = CO (gas)
수학식 1 log K(=a CO/a C·a O )= 1,160/T-2.003 Equation 1 log K (= a CO / a C · a O ) = 1,160 / T-2.003
상기 수학식 1에서 K는 반응식 1의 평형정수, T는 절대온도, ai는 용철 및 슬래그 중 i(화학성분)성분의 활동도를 의미한다. In Equation 1, K is the equilibrium constant of Scheme 1, T is the absolute temperature, a i means the activity of the i (chemical component) component of molten iron and slag.
상취랜스에 의해 취입되는 산소는 용선 중의 탄소와 상기 반응식 1과 같이 반응되고, 그때 발생되는 열량이 저온의 용선으로 전도됨에 따라 목표로 하는 용강온도까지 상승시키게 되며, 이때, 용선 중 탄소 함량 0.1wt%당 용강온도는 약 9.2℃상승된다.The oxygen blown by the upper lance is reacted with carbon in the molten iron as shown in Reaction Formula 1, and the heat generated at that time is raised to the target molten steel as the heat is conducted to the molten iron at low temperature, where the carbon content in the molten iron is 0.1wt. The molten steel temperature rises by about 9.2 ° C.
전로공정에서 온도를 제어하는 종래의 기술로는 서브랜스(Sub-lance)에 의한 방법이 있는데, 이는 취련 70~80%시점(이하 D/Y 시점)에서 Sub-lance를 통하여 그때의 용강의 온도와 탄소함량을 측정하고, 마지막 20~30%의 취련 시 이를 기준으로 제어하는 기술로서, 이때 온도에 비해 탄소가 다량 함유되어 있을 경우에는 과다발생 열량에 대한 냉각제를 투입하게 되며, 온도에 비해 탄소가 적게 함유되어 있을 경우에는 상취 랜스의 높이를 상향조정하여 용강의 연소를 유발시킴에 따라 열배합을 맞추게 된다. The conventional technique of controlling the temperature in the converter process is a sub-lance method, which is the temperature of the molten steel at that time through the sub-lance at 70 to 80% of the time (hereinafter, D / Y). And technology to measure the carbon content and control it based on the last 20 ~ 30% of the blow.In this case, when carbon is contained in a large amount compared to the temperature, a coolant for excessive heat generation is added. If less is contained, the top of the upper lance is raised to cause the combustion of the molten steel, resulting in a thermal blend.
그러나, 상기 종래의 기술의 경우 성분제어에 있어서 특히 전로정련에서 중요한 제거 인자인 인에 대해서 불리하게 작용하게 되는 바, 전로공정에서 인의 산화반응은 하기 반응식 2 및 수학식 2와 같다. However, in the case of the conventional technology, the oxidative reaction of phosphorus in the converter process is particularly disadvantageous for phosphorus, which is an important removal factor in converter refining.
반응식 2 4(CaO) + 2[P] + 5[O] = (4CaO·P2O5) Scheme 2 4 (CaO) + 2 [P] + 5 [O] = (4CaO · P2O5)
수학식 2 log K(=a
4
CaO
·P2O5/a
CaO
4 · a
p2 · a
O
5 )= 78.700/T - 33.42
Equation 2 log K (= a 4 CaO · P2O5 / a
여기서 K는 반응식 2의 평형정수, T는 절대온도, ai는 용철 및 슬래그중 i(화학성분)성분의 활동도를 의미한다. 즉 용강온도에 따라 인의 제어가 다르게 나타나며, 특히 Sub-lance 침적이전의 열배합의 오차는 취련 중의 인의 거동에 큰 영향을 미치게 되어 전로종점에서의 성분 제어에 불리하게 작용되었다.Where K is the equilibrium constant of Scheme 2, T is the absolute temperature, a i is the activity of the i (chemical component) component of molten iron and slag. That is, the control of phosphorus appeared differently according to the molten steel temperature. In particular, the error of heat mixing before sub-lance deposition had a great influence on the behavior of phosphorus during the drilling, which adversely affected the component control at the converter end point.
전로에서의 열배합은 종점에서의 온도 적중뿐만 아니라 성분제어에 있어서 중요한 인자로 작용된다. 전로취련의 열수지를 세부적으로 살펴보면, 열수지 해석은 입력(Input) 현열량, 산화반응열량, 총 출력(Output) 열량으로 이루어진다. 입력 현열량은 용선 현열, 코팅슬래그 현열, 기타 장입 현열의 합이다. 반응열량은 각 성분의 산화반응에 의한 열량과 산화물이 재화할 때의 반응열량의 합이다. 총 출력 열량은 스크랩 및 부원료의 용해 빛 분해열, 용강 현열, 슬래그 현열, 배가스 현열, 손실열의 합이다. 총 출력 열량에서 입력 현열량과 산화반응열량의 합을 감한 값이 열보정량의 척도이다. 열보정량이 양의 값이면 냉각재, 음의 값이변 승온재로 열량을 보상한다. 여기서 열보상재는 각각 대표품목투입량으로 1차 계산을 실시하고, 호퍼 상황을 점검하여 대표품명을 실투입 품명으로 변환한 후, 투입순위 편성에 의한 계량순위를 작성하여 투입한다.Heat mixing in the converter acts as an important factor not only for the temperature hit at the end point but also for the component control. Looking at the heat balance of the converter blowdown in detail, the heat balance analysis is composed of input sensible heat, oxidation heat and total output heat. Input sensible heat is the sum of molten iron sensible heat, coating slag sensible heat and other charge sensible heat. The amount of heat of reaction is the sum of the amount of heat by the oxidation reaction of each component and the amount of heat of the reaction when the oxide is a good. The total output calories is the sum of the heat of melting light decomposition, the molten steel sensitization, the slag sensation heat, the flue gas sensitization heat and the loss heat of the scrap and sub-materials. The sum of the input sensible heat and the oxidation heat of the total output is the measure of the heat compensation. If the amount of heat compensation is a positive value, the amount of heat is compensated for by the coolant and the negative temperature-varying heating material. Here, the thermal compensation materials are firstly calculated based on the input quantity of the representative items, the hopper status is checked, the representative product name is converted to the actual input item name, and then the weighing order is prepared by input order formation.
총 산소취입량에서 냉재로 투입되는 광석류가 제공하는 산소량을 고려하여 랜스취입 산소량을 계산한다. 서브랜스 자동시점은 랜스취입 산소량에서 일정 산소량을 감한 값을 기준으로한다. The lance blown oxygen amount is calculated by considering the amount of oxygen provided by the ore flow injected into the coolant from the total oxygen blown amount. The sub lance automatic time is based on the subtracted a certain amount of oxygen from the amount of lance blown oxygen.
용선 중의 탄소가 약 4.3wt%인 것은 철광석과 Cokes를 층층이 쌓아 열풍을 취입하여 쇳물을 제조하는 고로 공정의 특성에 의한 것으로 Fe와 탄소가 만나 가장 저온의 융점을 생성하기 위한 탄소의 Fe 중 용해도가 4.3wt%인데 기인한다. 이 용해도는 고로에서 열풍에 의한 탄소연소시 발생하는 고온의 환경에서 탄소와 용융철 간의 Gibbs 자유에너지를 최소화하는 성분, 즉 고온에서 가장 안정한 상으로 철과 탄소가 평형존재하기 때문이다. 그러나 용선은 단순히 이 두 원소의 혼합물이 아니라 그외에도 규소나 망간, 인과 같은 다른 불순원소를 많이 함유하고 있어 이러한 원소의 함량에 따라 탄소와 철의 Gibbs 자유에너지를 최소화하는 성분이 달라지게 된다. 또한 고로 내 온도상승으로 인하여 탄소용해도가 변하며, 상기 농도는 평형론적 반응시 나타나는 농도로 실제 고로의 반응은 비평형적 반응으로 탄소의 고로 내 편석정도에 따라서도 다른 용선 성분이 생산되게 된다. 따라서 용선 성분은 생산조건에 따라 다른 탄소농도를 지니게 된다.The carbon content in the molten iron is about 4.3 wt% due to the characteristics of the blast furnace process for producing hot water by stacking iron ore and cokes in layers, and the solubility of carbon in Fe to meet the melting point of Fe and carbon to create the lowest melting point. 4.3 wt%. This solubility is due to the equilibrium of iron and carbon in the most stable phase at high temperatures, which minimizes Gibbs free energy between carbon and molten iron in the high temperature environment generated by carbon combustion by hot air in the blast furnace. However, the molten iron is not simply a mixture of these two elements, but also contains other impurities such as silicon, manganese, and phosphorus, and the content of these elements minimizes the Gibbs free energy of carbon and iron. In addition, the carbon solubility changes due to the temperature increase in the blast furnace, the concentration is a concentration appearing in the equilibrium reaction, the actual reaction of the blast furnace is a non-equilibrium reaction to produce a different molten iron component depending on the degree of segregation of carbon in the blast furnace. Therefore, the molten iron component has a different carbon concentration depending on the production conditions.
도 1은 실제로 제강공정에 사용되는 용선 중 탄소의 성분을 분석한 그래프이다.1 is a graph analyzing the components of carbon in the molten iron actually used in the steelmaking process.
도 1에 나타난 바와 같이, 전체 용선 중 약 15%정도가 ±0.2%이상의 오차가 있으나, 실제 고로의 용선으로부터 용강을 제조하는 전로공정의 경우 용선 중의 탄소 함량을 일정한 4.3wt%로 고정시킨 후 조업을 실시하게 되기 때문에 탄소의 함량 차이에 의한 열 배합 및 성분제어에 있어 편차가 유발되게 되는 바, 실제로 용선 중 탄소 함량이 4.3wt%보다 많을 경우에는 D/Y 시점 이후 다량의 탄소 함유로 인한 말기 냉각제 투입량이 증가되며, 이러한 말기의 제어는 그 반응시간이 짧아 안정적인 성분제어가 불가능하게 되는 문제가 있었고, 또한 용선 중 탄소함량이 4.3wt%보다 낮은 경우에는 D/Y 시점 이후 온도가 부족하게 되어 과취를 유발하여 역시 취련 중 성분거동 뿐만 아니라 출강 중에도 슬래그의 유출을 증대시켜 품질을 저하시키게 되는 문제가 있었다.
As shown in FIG. 1, about 15% of the molten iron has an error of ± 0.2% or more, but in the case of the converter process for manufacturing molten steel from the molten iron of the blast furnace, the carbon content in the molten iron is fixed to a constant 4.3wt%. Because of this, deviations occur in heat mixing and composition control due to the difference in carbon content. In fact, when the carbon content in molten iron is more than 4.3wt%, the end of the carbon content is increased after the D / Y point. The amount of coolant input is increased, and the end-of-life control has a problem that the reaction time is short, so that stable component control is not possible. Also, when the carbon content in the molten iron is lower than 4.3wt%, the temperature is insufficient after the D / Y point. There was also a problem that caused the over-injection to increase the outflow of the slag during the tapping as well as the component behavior during the drilling, thereby lowering the quality.
본 발명은 상기 전술한 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 용선 중 탄소 함량이 4.3wt%보다 높은 경우 지속적인 온도냉각을 통하여 용선 중 탄소 함량 4.3wt% 대비 동일 온도거동을 유도하며, 이에 따른 고산공급을 통하여 별도의 취련패턴없이 안정적인 조업을 가능하게 하고, 용선 중 탄소 함량이 4.3wt% 대비 낮은 경우 취련초기 용선 중 탄소 함량에 따른 무연탄 보정투입을 통하여 별도의 취련패턴 및 D/Y 시점 조정 없이도 안정적인 조업을 가능하게 하는 구성을 통해, 용선 중 탄소 함량 차이에 의해 발생되는 열배합의 차이를 최대한 취련초기에 보정하여 D/Y 시점 이후 안정적인 취련정련을 유도하는 탄소 함량이 제어되는 용강 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
The present invention has been made to solve the above-described problems, when the carbon content of the molten iron is higher than 4.3wt% induces the same temperature behavior compared to 4.3wt% of the carbon content of molten iron through continuous temperature cooling, thereby providing a high acid supply It enables stable operation without a separate blowing pattern, and stable operation without additional drilling pattern and D / Y timing adjustment through anthracite correction input according to the carbon content in the initial molten metal when carbon content in molten iron is lower than 4.3wt%. Through the configuration that enables the purpose, to provide a molten steel manufacturing method in which the carbon content is controlled to induce stable blowing refining after the D / Y time point by correcting the difference in heat mixture caused by the difference in carbon content in the molten iron as early as possible There is this.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 탄소 함량이 제어되는 용강은, 전로에 장입된 후 취련되어 탄소 함량이 제어되는 용강에 있어서, 전로 장입 전의 용선 중 탄소 함량이 4.3wt% 이하일 경우 상기 용선이 장입되기 전의 전로 내부로 탄소함량 증가물을 투입하고, 용선 중 탄소 함량이 4.3wt% 이상일 경우 상기 용선이 장입되어 취련 중인 전로 내부로 탄소함량 감소물을 투입하여 이루어지는 것을 포함한다.In the molten steel in which the carbon content is controlled according to the present invention for achieving the above object, the molten steel is charged after being charged into the converter, the carbon content is controlled, when the carbon content in the molten iron before charging the converter is 4.3wt% or less The carbon content increase is introduced into the converter before the charging, and if the carbon content in the molten iron is 4.3 wt% or more, the molten iron is charged and the carbon content decreases into the converter.
또한, 상기 탄소함량 증가물은 용선 중 탄소함량에 따라 적정량 산출되어 투입되는 무연탄이고, 상기 탄소함량 감소물은 용선 중 탄소함량에 따라 적정량 산출되어 투입되는 소결광인 것을 포함한다.In addition, the carbon content increase is anthracite coal is added to calculate the appropriate amount in accordance with the carbon content of the molten iron, the carbon content decrease includes a sintered ore is injected into the appropriate amount calculated according to the carbon content of the molten iron.
아울러, 탄소 함량이 제어되는 용강의 제조 방법은 전로에 장입된 후 취련되어 제조되는 용강의 제조 방법에 있어서, 전로 장입 전 용선 중의 탄소 함량을 측정하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계로부터 측정되는 용선 중의 탄소 함량이 4.3wt% 이하일 경우 전로에 탄소 함량 증가물을 투입하고, 측정되는 탄소 함량이 4.3wt%에 일치되거나 그 이상일 경우, 상기 용선을 전로에 장입하는 제 2 단계와; 상기 제 2 단계를 거친 용선과 산소가 반응되도록 취련을 개시하는 제 3 단계와; 상기 제 1 단계로부터 측정되는 용선 중의 탄소 함량이 4.3wt% 이상일 경우 탄소 함량 감소물을 투입하여 계속적으로 취련 진행 후 완료하고, 측정되는 탄소 함량이 4.3wt%에 일치될 경우 계속적으로 취련 진행 후 완료하는 제 4 단계를 포함한다.In addition, the method for producing molten steel in which the carbon content is controlled comprises the steps of: preparing a molten steel which is charged after being charged into a converter, the first step of measuring the carbon content in the molten iron before charging the converter; When the carbon content in the molten iron measured from the first step is 4.3wt% or less, a carbon content increase is added to the converter, and when the measured carbon content is equal to or higher than 4.3wt%, the molten iron is charged into the converter. Two steps; A third step of initiating blowing to allow the molten iron and the oxygen that have passed through the second step to react; If the carbon content in the molten iron measured from the first step is 4.3wt% or more, the carbon content decreases are added and completed after the continuous drilling, and if the measured carbon content is consistent with the 4.3wt%, the completion of the continuous drilling is completed. It includes a fourth step.
또한, 상기 제 2 단계는 상기 제 1 단계로부터 측정되는 용선 중 탄소 함량이 3.9~4.2wt%일 경우, 상기 탄소 함량 증가물로써 함량 대비 1.2~4.8kg/t-s의 무연탄을 투입하는 제 2-1 단계를 포함하고, 상기 제 4 단계는 용선 중 탄소 함량이 4.4~4.7wt%일 경우, 상기 탄소 함량 감소물로써 함량 대비 1.4~5.6kg/t-s의 소결광을 투입하는 제 4-1 단계를 포함하며, 상기 제 4-1 단계는 취련 경과 10분 후 상기 소결광을 분할 투입하는 제 4-1-1 단계를 포함한다.In addition, in the second step, when the carbon content in the molten iron measured from the first step is 3.9 to 4.2 wt%, the carbon content is increased by adding 1.2 to 4.8 kg / ts of anthracite to the carbon content. And a fourth step includes a fourth step of injecting a sintered ore of 1.4 to 5.6 kg / ts relative to the content as the carbon content reducing agent when the carbon content in the molten iron is 4.4 to 4.7 wt%. , Step 4-1 includes a step 4-1-1 of dividing the sintered ore after 10 minutes of blowing.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 탄소 함량이 제어되는 용강 제조 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the molten steel manufacturing method is controlled carbon content according to the present invention.
도 2는 취련 공정에서 용선 중 탄소 함량에 따른 온도거동을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the temperature behavior according to the carbon content of the molten iron in the blowing process.
용선의 온도는 취련 시간이 증가됨에 따라 점차 상승되며 용선 중의 탄소 함량이 높을수록 더욱 증가되는 경향을 보이게 되는 바, 본 발명에서는 이와 같은 취련 중 거동의 차이를 보정해줌으로써, 즉 실선으로 표현된 용선 중 탄소 함량 4.3wt%인 경우의 거동을 따르도록 용선의 탄소 함량을 측정하여 탄소 함량 증가물질 및 탄소 함량 감소물질을 취련 중의 용선에 투입시켜줌에 따라, D/Y 시점 이후 의 탄소 함량과 온도를 동일하게 유지하여 D/Y 시점 이후의 탄소 함량 4.3wt% 및 그에 따른 온도를 주요 제어 요소로서 선정하는 방법으로 동일한 작업을 유도하여 품질편차를 최소화시키고자 하였다.The temperature of the molten iron is gradually increased as the blowing time is increased, and as the carbon content in the molten iron is increased, the tendency of the molten iron is increased. In the present invention, the molten iron represented by solid lines is corrected by correcting the difference in behavior during the molten iron. The carbon content and temperature of the molten iron were measured by measuring the carbon content of the molten iron so as to follow the behavior of 4.3 wt% of the heavy carbon content. By maintaining the same, 4.3 wt% of carbon content after the D / Y time point and temperature were selected as the main control factors to induce the same work to minimize the quality deviation.
<표 1>TABLE 1
이를 위하여 용선 중 탄소 함량이 4.3wt% 이하일 경우는 용선 중 탄소 함량에 따라 탄소 함량 증가물질을 첨가하여야 하는 바, 상기 탄소 함량 증가물질로서는 무연탄을 이용하는 것이 바람직하며, 상기 무연탄은 상기 표1에 나타난 바와 같이 용선장입 전에 1~4kg/t-s 투입되어 용선 중 탄소함량을 보정해준다. 만일 용선장입 후 무연탄을 투입한다면 무연탄이 용선표면에 존재하게 되어 취련개시와 함께 고속의 산소가 취입될 때 대기중으로 손실(loss)이 발생되게 되며, 또한 산화열 역시 대기중으로 배출되어 그 열효과가 적어지게 된다. 또한 취련 중기에 투입하는 경우 슬래그 상부에 존재하게 되어 투입 열효과가 적어질 뿐만 아니라 투입되는 무연탄이 용강에 접촉하기전에 산소와 반응하여 전로 내 대기의 온도만 상승시켜 투 입효과가 크게 저감된다. 따라서 용선이 장입되기 전의 전로에 무연탄을 투입하여 용선 중으로 용해되도록 함으로써 최대한의 투입효과 얻을 수 있도록 한다.For this purpose, when the carbon content in the molten iron is less than 4.3wt%, the carbon content increasing material should be added according to the carbon content in the molten iron. It is preferable to use anthracite as the carbon content increasing material, and the anthracite coal is shown in Table 1 above. As described above, 1 ~ 4kg / ts is added before the charter is inserted to compensate the carbon content in the charter. If the anthracite coal is injected after the charter loading, the anthracite coal is present on the molten iron surface, and when high-speed oxygen is blown with the start of the blow, loss occurs to the atmosphere. Will be less. In addition, in the middle of the blow, it is present in the upper slag to reduce the input thermal effect, and the input anthracite coal reacts with oxygen before contacting the molten steel to increase only the temperature of the atmosphere in the converter, greatly reducing the input effect. Therefore, the anthracite coal is injected into the converter before the molten iron is charged so that it can be dissolved into the molten iron to obtain the maximum input effect.
용선 중 탄소 함량이 4.3wt%이상일 경우에는 탄소 함량 감소물을 첨가하여야 하는 바, 상기 표 1에 나타난 바와 같이 바람직하게는 용선 중 탄소 함량 4.3wt%대비 소결광 1.4~7.5kg/t-s를 증량하여 분할 투입한다. 상기 소결광은 탄소 함량 증대에 따른 D/Y 시점에서의 탄소 함량의 차이를 보정하기 위한 것으로 다량의 고체산소를 가지고 있어서 송산유량의 보정이 될 뿐만 아니라, 취련 중 용강의 온도거동을 동일하게 가져감으로써 온도차이에 따른 성분거동의 차이를 제거하여 주며, 이로부터 상기 분할 투입 작업 후 서브랜스(Sub-lance)를 통한 온도를 측정해보면, 탄소 함량 4.3wt%에 따른 온도로 자연적으로 수렴해가게 되는 것을 확인할 수 있다.When the carbon content in the molten iron is more than 4.3wt%, a carbon content decrease should be added. As shown in Table 1, preferably, the sintered ore is divided by increasing the amount of sintered ore 1.4 to 7.5kg / ts compared to the 4.3wt% of the molten iron. Input. The sintered ore is for correcting the difference in carbon content at the D / Y time point according to the increase in carbon content, and has a large amount of solid oxygen, thereby not only correcting the acid flux but also bringing the same temperature behavior of molten steel during drilling. By removing the difference in the component behavior according to the temperature difference, and from this, after measuring the temperature through the sub-lance (Sub-lance), it is naturally converged to the temperature according to the carbon content 4.3wt% You can see that.
이하, 본 발명에 따른 여러 가지 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나, 본 발명에서 청구하는 권리범위가 하기 실시예로 한정되지는 아니함을 본 발명의 기술분야에 종사하는 통상의 전문가라면 이해할 수 있을 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through various embodiments of the present invention. However, it will be understood by those skilled in the art that the scope of rights claimed in the present invention is not limited to the following examples.
하기 표 2의 비교예 1은 탄소 함량이 4.3wt%인 용선을 취련한 후의 종점온도 및 목표온도와 종점에서 인의 함량을 나타내고, 비교예 2 내지 비교예 5는 용선 중 탄소 함량을 4.3wt%로 가정하고 취련 과정을 실시한 예로서 실제적으로 용선 중의 탄소 함량이 4.3wt% 이상 또는 이하가 되는 경우의 목표온도와 종점온도 및 종점에서 인의 함량을 나타내며, 실시예 1 내지 실시예 5는 용선 중의 탄소 함량이 4.3wt% 이상 또는 이하가 될 경우 무연탄 또는 소결광을 투입하여 탄소 함량을 보정하여 취련 후 목표온도와 종점온도 및 종점에서 인의 함량을 나타낸다.Comparative Example 1 of Table 2 shows the phosphorus content at the end point temperature and the target temperature and the end point after the molten iron having a carbon content of 4.3 wt%, and Comparative Examples 2 to 5 to the 4.3 wt% carbon content in the molten iron As an example of performing the blowing process, the phosphorus content is shown at the target temperature, the end point temperature, and the end point when the carbon content in the molten iron is more than 4.3 wt% or less, and Examples 1 to 5 show the carbon content in the molten iron. If the content is more than or equal to 4.3wt%, anthracite coal or sintered ore is added to correct the carbon content, and the phosphorus content is shown at the target temperature, the end point temperature, and the end point after the blow.
<표 2>TABLE 2
표 2에 나타난 바와 같이, 용선 중의 탄소 함량을 보정하기 위해 무연탄 또는 소결광을 투입하는 실시예 1 내지 실시예 5는 종점온도과 목표온도의 차이가 탄소 함량 4.3wt%인 비교예 1의 경우에서와 유사한 정도의 오차로 크지 않았고, 또한 종점에서 인의 함량도 0.013~0.014wt% 정도로 유사하게 나타났으나, 용선 중 탄소 함량을 4.3wt%로 가정하고 취련을 실시한 비교예 2 내지 비교예 5는 종점온도와 목표온도의 차이가 크게 나타났고, 종점에서 인의 함량도 비교예 1 및 실시예 1 내지 실시예 5와 다르게 0.014wt% 보다 크거나 작은 많은 차이의 오차를 나타냈음을 알 수 있다.As shown in Table 2, Examples 1 to 5 in which anthracite or sintered ore was added to correct the carbon content in the molten iron were similar to those of Comparative Example 1 in which the difference between the end point temperature and the target temperature was 4.3 wt% carbon. It was not large due to the degree of error, and also the content of phosphorus at the end point was similar to 0.013 ~ 0.014wt%, but the comparative examples 2 to 5 which were blown assuming the carbon content of molten iron at 4.3wt% were compared with the end point temperature. It was found that the difference in the target temperature was large, and that the phosphorus content at the end point also showed a large number of errors greater than or less than 0.014 wt%, unlike Comparative Examples 1 and 5.
도 3은 본 발명에 의한 탄소 함량이 제어되는 용강의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.3 is a flowchart showing a method of manufacturing molten steel in which the carbon content according to the present invention is controlled.
본 발명에 의한 탄소 함량이 제어되는 용강의 제조 방법은, 전로에 장입된 후 취련되어 제조되는 용강의 제조 방법에 있어서, 전로 장입 전 용선 중의 탄소 함량을 측정하는 제 1 단계(S100)와, 상기 제 1 단계(S110)로부터 측정되는 용선 중의 탄소 함량이 4.3wt% 이하일 경우 전로에 탄소 함량 증가물로서 무연탄을 투입하고, 측정되는 탄소 함량이 4.3wt%에 일치되거나 그 이상일 경우, 상기 무연탄과 같은 첨가물 투입 과정 없이 상기 용선을 전로에 장입하는 제 2 단계(S120~S140)와, 상기 제 2 단계(S120~S140)를 거친 용선과 산소가 반응되도록 전로 내부로 고압의 산소를 취입하여 취련을 개시하는 제 3 단계(S150)와, 상기 제 1 단계(S110)로부터 측정되는 용선 중의 탄소 함량이 4.3wt% 이상일 경우 탄소 함량 감소물을 투입하여 계속적으로 취련 진행 후 완료하고, 측정되는 탄소 함량이 4.3wt%에 일치될 경우 계속적으로 취련 진행 후 완료하는 제 4 단계(S160~S180)를 포함한다.In the method for producing molten steel in which the carbon content is controlled according to the present invention, in the manufacturing method of molten steel which is charged after being charged into a converter, the first step (S100) of measuring the carbon content in the molten iron before charging the converter, and When the carbon content in the molten iron measured from the first step (S110) is 4.3 wt% or less, anthracite is added to the converter as a carbon content increase, and when the measured carbon content is equal to or higher than 4.3 wt%, the same as the anthracite coal Injecting high-pressure oxygen into the converter so that the molten iron and oxygen passed through the second step (S120 to S140) and the second step (S120 to S140) are charged to the converter without the addition process and start the blow. When the carbon content in the third step (S150) and the molten iron measured from the first step (S110) is 4.3wt% or more, a carbon content reduction product is added to continuously carry out the drilling process, and is measured. If the carbon content is matched to 4.3wt% and a continuously Step 4 (S160 ~ S180) and then proceeds to complete blow.
이때, 탄소함량 감소물은 취련이 시작된 후 소정 시간(예를 들면 10분) 경과 이후에 투입하는 것이 바람직한 바, 이는 취련 후 얼마간은 즉, 10분 경과 이전에는 용선 중의 탄소 함량에 상관없이 동일한 반응 거동을 보이나 취련 후 10분 경과 후에는 탈탄 전성 기간의 증가로 온도가 상승되어 성분 제어 등에 다른 거동을 보이기 때문이다. 따라서 이러한 온도 상승에 의한 반응 거동을 방지하는 시점에서 탄소 함량 감소물을 투입하는 것이 효율적이다.At this time, the carbon content decrease is preferably added after a predetermined time (for example, 10 minutes) after the start of the blowing, which is the same reaction for some time after the blowing, regardless of the carbon content in the molten iron before 10 minutes This is because, after 10 minutes after the blowing, the temperature is increased due to the increase in the decarburization period, and thus the behavior of the component control is different. Therefore, it is efficient to add a carbon content reducing agent at the point of preventing the reaction behavior caused by the temperature rise.
또한, 상기 제 2 단계(S120~S140)는 상기 제 1 단계(S110)로부터 측정되는 용선 중 탄소 함량이 3.9~4.2wt%일 경우, 상기 탄소 함량 증가물로써 함량 대비 1.2~4.8kg/t-s의 무연탄을 투입하는 제 2-1 단계(S130)를 포함하고, 상기 제 4 단계(S160~S180)는 용선 중 탄소 함량이 4.4~4.7wt%일 경우, 상기 탄소 함량 감소물로써 함량 대비 1.4~5.6kg/t-s의 소결광을 투입하는 제 4-1 단계(S170)를 포함하며, 상기 제 4-1 단계(S170)는 취련 경과 10분 후 상기 소결광을 분할 투입하는 단계를 포함한다. 이때 소결광의 분할투입은 D/Y 시점 이전에 완료하는 것이 바람직하다.In addition, the second step (S120 ~ S140) is 1.2 ~ 4.8kg / ts of the carbon content increase as the carbon content increase when the carbon content of the molten iron measured from the first step (S110) is 3.9 ~ 4.2 wt% Including anthracite coal 2-1 step (S130), the fourth step (S160 ~ S180) is 1.4 ~ 5.6 compared to the content as a carbon content decrease when the carbon content of molten iron is 4.4 ~ 4.7wt% Including the 4-1 step (S170) for injecting the sintered ore of kg / ts, the 4-1 step (S170) includes the step of splitting the sintered ore after 10 minutes of blowing. At this time, it is preferable that the split injection of the sintered ore is completed before the D / Y time point.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail through the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to a specific Example, Comprising: It should be interpreted by the attached Claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.
본 발명에 의한 탄소 함량이 제어되는 용강 제조 방법은 용선 중 탄소 함량이 4.3wt%보다 높은 경우 지속적인 온도냉각을 통하여 용선 중 탄소 함량 4.3wt% 대비 동일 온도거동을 유도하며, 이에 따른 고산공급을 통하여 별도의 취련패턴 없이 안정적인 조업을 가능하게 하고, 용선 중 탄소 함량이 4.3wt% 대비 낮은 경우 취련 초기 용선 중 탄소 함량에 따른 무연탄 보정 투입을 통하여 별도의 취련패턴 및 D/Y 시점 조정 없이도 안정적인 조업을 가능하게 하는 구성을 통해, 용선 중 탄소 함량 차이에 의해 발생되는 열배합의 차이를 최대한 취련초기에 보정하여 D/Y 시점 이후 안정적인 취련정련을 유도할 수 있다는 장점이 있다.In the method of manufacturing molten steel in which the carbon content is controlled according to the present invention, when the carbon content in the molten iron is higher than 4.3 wt%, the same temperature behavior is induced compared to the 4.3 wt% of the carbon content in the molten iron through continuous temperature cooling. Stable operation is possible without a separate blowing pattern, and if the carbon content in molten iron is lower than 4.3wt%, stable operation without adjustment of the drilling pattern and D / Y time point is possible through the input of anthracite correction according to the carbon content in the initial molten iron. Through the configuration to enable, there is an advantage that can be induced to stabilize the refining refinement after the D / Y time point by correcting the difference in the heat mixture caused by the difference in carbon content in the molten iron as early as possible.
Claims (4)
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2004
- 2004-09-22 KR KR1020040076051A patent/KR101053970B1/en active IP Right Grant
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