KR101063465B1 - Carbon concentration control method in vacuum decarburization process of molten steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용강을 진공처리하여 탈탄하는 공정인 RH정련공정에서 용강 중 정밀하게 제어하기 위한 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon concentration control method in a vacuum decarburization process of molten steel for precise control of molten steel in the RH refining process, which is a process of vacuum-treating molten steel.
이를 위하여, 본 발명은 용강을 진공에 의하여 회류시켜 탈탄처리하는 RH 설비에서 용강 중의 탄소농도를 정밀하게 제어하는 방법에 있어서, 상기 RH 설비에서 순환하는 용강 중에 탄화수소계 가스를 취입하여 이로부터 발생되는 탄소성분에 의하여 용강 중에 탄소농도를 제어하는 것을 특징으로 하는 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법을 제공한다.To this end, the present invention is a method for precisely controlling the carbon concentration in the molten steel in the RH facility to spin the molten steel by vacuum to decarburization process, the hydrocarbon-based gas is blown into the molten steel circulated in the RH facility Provided is a method for controlling carbon concentration in a vacuum decarburization process of molten steel, wherein the concentration of carbon in molten steel is controlled by a carbon component.
이와 같이, 본 발명은 강판 제조 후 후 자동차 제조사에서 성형, 도장하고 소부공정을 거치기 전까지는 시효경화가 일어나지 않고 소부 공정을 거칠 때 강도 향상의 특성을 얻기 위한 소부경화강 등 탄소농도를 매우 정밀하게 제어할 필요가 있는 강종을 RH공정에서 정련할 때 용강 중의 탄소농도를 매우 정밀하게 제어하여 고 품질의 자동차 강판을 생산할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention does not harden aging until after forming, painting and baking in a car manufacturer after steel sheet manufacturing, and precisely measures carbon concentration such as hardening hardened steel to obtain strength improvement characteristics when undergoing a baking process. When refining steel grades that need to be controlled in the RH process, the carbon concentration in molten steel can be controlled very precisely to produce high quality automotive steel sheets.
탄소농도, RH설비, 탄화수소가스, 침적랜스, 상승관, 하강관, 진공탈탄Carbon concentration, RH facility, hydrocarbon gas, deposition lance, ascending pipe, descending pipe, vacuum decarburization
Description
도 1은 용강의 진공탈탄공정을 도시한 구성도;1 is a configuration diagram showing a vacuum decarburization process of molten steel;
도 2는 본 발명에 따른 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법에 이용된 시험장치의 개략도;2 is a schematic diagram of a test apparatus used in the method for controlling carbon concentration in a vacuum decarburization process of molten steel according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법에 의하여 투입된 CH4의 양과 용강 중의 탄소농도의 관계를 도시한 그래프도;3 is a graph showing the relationship between the amount of CH 4 introduced by the carbon concentration control method in the vacuum decarburization process of molten steel according to the present invention and the carbon concentration in the molten steel;
도 4는 본 발명에 따른 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법에 의하여 투입된 CH4 중의 탄소의 양과 용강 중의 탄소의 양의 관계를 나타내는 그래프도이다.4 is a graph showing the relationship between the amount of carbon in CH 4 and the amount of carbon in molten steel by the carbon concentration control method in the vacuum decarburization process of molten steel according to the present invention.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣
110:진공조 122: 하강관 123:상승관 125:진공펌프 140:레이들110: vacuum tank 122: down pipe 123: ascension pipe 125: vacuum pump 140: ladle
본 발명은 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용강을 진공처리하여 탈탄하는 공정인 RH정련공정에서 용강 중 탄소농도를 정밀하게 제어하기 위한 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling carbon concentration in a vacuum decarburization process of molten steel, and more particularly, to a vacuum decarburization process of molten steel for precisely controlling the carbon concentration in molten steel in a RH refining process, which is a process of vacuum treating molten steel for decarburization. The present invention relates to a method for controlling carbon concentration in.
특히, 본 발명은 자동차 강판을 제조함에 있어서 강도를 향상시키기 위한 방법의 한 가지인 소부경화 처리강을 정련함에 있어서 소부 경화특성을 정밀하게 제어하기 위하여 용강을 진공처리하여 탈탄하는 공정인 RH공정에서 용강중 탄소농도를 매우 정밀하게 제어하기 위한 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법에 관한 것이다Particularly, in the RH process, the present invention is a process of vacuum-decarburizing molten steel in order to precisely control the hardening hardening characteristic in refining the hardening hardening steel, which is one of the methods for improving the strength in manufacturing automobile steel sheet. The present invention relates to a method for controlling carbon concentration in a vacuum decarburization process of molten steel for precisely controlling carbon concentration in molten steel.
자동차 차체의 경량화 및 충돌 안전성의 향상을 위해 판넬, 구조부품, 휠 부품의 요구특성에 따라 여러 가지 고강도강판이 개발되어 왔다. 강판의 강도와 성형성은 반비례의 관계를 갖고 있다. 이런 문제를 해결하기 위하여 프레스 가공 시는 연질로 우수한 가공성을 가지며 가공 후에는 높은 강도를 갖도록 개발한 강이 소부경화강이다.Various high strength steel plates have been developed in accordance with the required characteristics of panels, structural parts, and wheel parts in order to reduce the weight of automobile bodies and improve crash safety. The strength and formability of the steel sheet have an inverse relationship. In order to solve this problem, the hardened steel is developed to have a high workability at the time of press working and has high strength after processing.
즉 소부경화강은 가공성을 낮추지 않고 높은 강도를 확보한 것으로 자동차 외판에 적용할 수 있는 심가공성을 확보하고 있다. 소부경화강은 성형과 도장을 마친 후 도장을 말리기 위하여 약 170℃로 20분간 열처리하는 소부공정을 거칠 때 발생하는 변형시효 효과를 이용한 강으로 항복강도가 약 4~6 ㎏/㎟ 정도 증가한다.In other words, the hardened hardened steel has secured high strength without lowering the workability and secures deep workability that can be applied to the exterior of automobiles. The hardened hardened steel is a steel using the strain aging effect that occurs when the hardened process is performed after heat treatment at about 170 ° C. for 20 minutes to dry the coating after forming and coating. The yield strength increases by about 4 to 6 kg / mm 2.
자동차업계는 이 강판을 사용함으로써 기존 강판과 동일한 강도를 가지면서 강판의 두께를 약 10% 이상 줄일 수 있어 차체 경량화와 연비향상에 큰 효과를 얻을 수 있음은 물론 제조비용 절감도 기대할 수 있으며, 이는 주로 승용차의 후드, 문, 트렁크 등의 외판에 사용하고 있다. By using this steel sheet, the automotive industry can reduce the thickness of the steel sheet by about 10% or more with the same strength as that of the existing steel sheet, which can greatly reduce the weight of the vehicle body and improve fuel efficiency, as well as reduce manufacturing costs. It is mainly used for outer shells such as hoods, doors and trunks of passenger cars.
즉 소부경화강에서 요구되는 가장 중요한 특성은 변형시효의 속도를 적절히 제어하여야 하는 점이다. 즉, 강판 제조 후 자동차 제조사에서 성형, 도장하고 소부공정을 거치기 전까지는 시효경화가 일어나지 않아서 높은 성형성을 유지할 수 있어야 한다. 강판 제조 후 자동차 제조 공정까지 이동하고, 가공 전 까지 상온에서 강도의 증가 현상이 없어야 한다 .그러나 가공을 한 후 도장하여 소부공정을 거칠 때 원하는 양만큼의 항복강도의 증가를 얻을 수 있어야 한다.In other words, the most important characteristic required for the hardened hardened steel is to control the speed of strain aging appropriately. That is, aging hardening does not occur until after the steel sheet is manufactured, molded and painted by the automobile manufacturer and subjected to the baking process. It should be moved to the automobile manufacturing process after steel sheet manufacturing, and there should be no increase in strength at room temperature until processing, but it should be possible to obtain the increase in yield strength as desired when processing after coating and baking.
이러한 소부 경화성과 강판 내에 존재하는 탄소의 농도와 비례하는 경향이 있다. 이유는 소부 경화(BH)는 강중에 고용된 침입형 원소인 탄소(C), 질소(N)가 변형과정에서 생성된 전위를 고착하여 발생되는 변형시효의 일종이므로 강중에 존재하는 고용원소의 양이 증가할수록 소부경화량도 증가한다. There exists a tendency to be proportional to this baking hardenability and the density | concentration of the carbon which exists in a steel plate. The reason is that the hardening hardening (BH) is a type of strain aging that occurs when carbon (C) and nitrogen (N), which are solid solution dissolved in steel, are fixed by the potential generated during the deformation process. As this increases, the amount of hardening of baking increases.
그러나, 고용된 원소량(C, N)이 과다하게 많으면 상온시효가 발생하여 가공 중에 표면결함(Stretcher Strain)을 유발시키는 문제점이 있으므로 두 가지의 성질의 적정화를 이룰 수 있는 적정 고용원소의 제어가 매우 중요하다. 즉 고용원소인 탄소가 증가하면 소부경화량은 증가하지만 시효지수가 증가하기 때문에 고용 원소의 양을 적정 수준으로 제어하는 것이 매우 중요하다.However, if the amount of solute (C, N) is excessively high, there is a problem of causing surface aging during processing due to the aging of room temperature. Therefore, it is necessary to control the appropriate employment element that can achieve the optimization of the two properties. very important. In other words, if carbon, an employment element, increases, the cure hardening increases but the aging index increases, so it is very important to control the amount of solid solution to an appropriate level.
아래의 표 1에 소부경화강의 주요 성분 일예를 나타내었다. 상기에 설명한 바와 같이 강판 제조 후 후 자동차 제조사에서 성형, 도장하고 소부공정을 거치기 전까지는 시효경화가 일어나지 않고 소부공정을 거칠 때 강도 향상의 특성을 얻기 위하여 탄소 농도의 편차가 표 1에 나타낸 것 보다 더욱 정밀하게(0.0025~0.0035%) 제어가 필요하나 현재의 제강 공정에서의 정련 기술로는 제조하기 매우 어려운 실정이다. Table 1 below shows an example of the major components of the hardened hardened steel. As described above, the carbon concentration is different from that shown in Table 1 in order to obtain the characteristics of strength improvement after the steel sheet is manufactured, after the steel sheet is manufactured, until it is molded, painted and baked in the automaker. More precise control (0.0025% to 0.0035%) is required, but it is very difficult to manufacture with current refining technology in the steelmaking process.
일반적으로 탄소함량이 70ppm 이하인 극저탄소강을 제조하는 방법으로는 전로로부터 미탈산 상태로 출강 된 용강이 도 1에 도시된 RH 진공 탈가스 장치에 도착하면 먼저, 환류관을 통해 용강에 환류 가스를 취입하고, 이어서 상승관과 하강관(123, 122)을 레이들(140)의 용강(M)에 침지시킴과 동시에 진공펌프(125)를 가동시켜 진공조(110) 내부를 수 내지 수십 토르(torr)로 감압 시킨다.In general, a method for producing ultra-low carbon steel having a carbon content of 70 ppm or less, when molten steel withdrawn from the converter in an undeoxidized state arrives at the RH vacuum degassing apparatus shown in FIG. 1, first, reflux gas is supplied to the molten steel through a reflux tube. Blowing and then immersing the up and down pipes (123, 122) in the molten steel (M) of the
이때, 레이들내 용강(M)이 대기압력과 진공조(110) 내부압력의 차이로 인하여 진공조 내부로 상승하게 되고, 용강(M)탕면에서는 탈탄반응이 진행된다. 탈탄 반응에 의하여 용강 중 탄소함량이 감소되며, 15내지 25분 후, 용강 중 탄소함량은 70내지 25ppm에 도달하게 된다.At this time, the molten steel (M) in the ladle rises into the vacuum chamber due to the difference between the atmospheric pressure and the internal pressure of the
그러나 탈탄과정에 약 30ppm 탄소농도를 목표로 탈탄작업을 종료하는 것은 탄소 농도의 정확한 예측이 되어야 가능하며 이는 현실적으로 거의 불가능하다. 이러한 사유로 현재 소부경화강의 탄소 농도는 20~40ppm으로 매우 넓게 규정되어 있다.However, finishing the decarburization process with a target of about 30ppm carbon concentration in the decarburization process can only be done with accurate prediction of the carbon concentration, which is practically impossible. For this reason, the carbon concentration of the hardened hardened steel is currently very wide (20-40 ppm).
현재의 기술로 가능할 수 있는 또 한 가지 방법은 최대로 탈탄조업을 실시하 여 약 15~20ppm의 탄소농도까지 제어하고 그 성분을 확인한 후 가탄제를 추가로 투입하는 것이다. 그러나 이 방법 또한 탄소농도를 ppm단위로 정밀하게 제어하기가 현실적으로 매우 어려운 실정이다. 약 300톤의 용강을 기준으로 1ppm의 농도는 0.3㎏을 의미하며, 10ppm의 탄소농도 상승을 위하여 3㎏의 가탄제를 투입하여야 한다.Another method that may be possible with the current technology is to carry out the maximum decarburization operation to control the carbon concentration of about 15-20 ppm, check the composition and add additional charcoal. However, this method is also very difficult to control precisely the carbon concentration in ppm. The concentration of 1ppm means 0.3kg on the basis of about 300 tons of molten steel, and 3kg of charcoal should be added to increase the carbon concentration of 10ppm.
그러나 현재의 RH공정에서 합금철 호퍼와 평량계의 정도는 약 10㎏정도의 정도를 가지고 있으며, 이에 따라 수 ppm단위로 탄소 농도를 제어할 수가 없다.However, in the current RH process, the ferroalloy hopper and the weighing scale have a degree of about 10 kg, and thus the carbon concentration cannot be controlled in several ppm units.
또 한 가지 방법은 수동으로 가탄제를 레이들 상부에 투입하는 방법을 생각할 수 있는데, 이는 RH 처리 중 상승관(123)과 하강관(122) 주위에 상부가 냉각되어 고상의 슬래그(130)층이 존재하여 슬래그 위에 투입 시 슬래그와의 반응하거나, 대기 중으로 손실 등의 정량화 할 수 없는 요인들에 의하여 ppm단위로 탄소농도를 제어할 수 없다.Another method may be a method of manually adding a petroleum gas to the upper ladle, which is cooled in the upper portion around the
상기한 종래기술들의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 RH설비에서 진공 순환되는 용강 중에 탄화수소계 가스를 취입함으로써 탄화수소가스가 열 분해하여 탄소와 수소로 분해되면서 나온 탄소에 의하여 용강 중의 탄소농도를 ppm단위로 정밀하게 제어할 수 있는 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법을 제공한다.In order to solve the above problems of the prior art, the present invention is a carbon concentration in the molten steel by the carbon produced by decomposition of the hydrocarbon gas thermally decomposed into carbon and hydrogen by blowing the hydrocarbon gas in the molten steel circulated in the vacuum in the RH facility Provided is a method for controlling carbon concentration in a vacuum decarburization process of molten steel that can be precisely controlled in units.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 용강을 진공에 의하여 회류시켜 탈탄처리하는 RH 설비에서 용강 중의 탄소농도를 정밀하게 제어하는 방법에 있어서, 상기 RH 설비에서 순환하는 용강 중에 탄화수소계 가스를 취입하여 이로부터 발생되는 탄소성분에 의하여 용강 중에 탄소농도를 제어하는 용강의 진공탈탄공정에서의 탄소농도 제어방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a method for precisely controlling the carbon concentration in the molten steel in the RH facility in which molten steel is circulated by vacuum to decarburize, blowing hydrocarbon gas into the molten steel circulated in the RH facility It provides a carbon concentration control method in the vacuum decarburization process of molten steel to control the carbon concentration in the molten steel by the carbon component generated therefrom.
또한, 본 발명은 상기 탄화수소계 가스가 상기 RH 설비의 용강 상승관 또는 용강 하강관에 부가적으로 설치된 가스취입 파이프를 통하여 용강 중에 취입되거나, 별도의 침적랜스를 용강 중에 침적한 후 이를 통하여 취입하는 것 중에서 어느 하나 이상의 방법으로 취입되도록 한다.In addition, the present invention is the hydrocarbon-based gas is blown into the molten steel through a gas inlet pipe additionally installed in the molten steel rising pipe or the molten steel down pipe of the RH facility, or a separate deposition lance in the molten steel after being blown through this. To be blown in one or more ways.
또한, 본 발명에서 취입되는 탄화수소계 가스는 메탄(CH4) 가스, LPG가스, LNG가스 중에서 어느 하나를 선택하여 단독 또는 불활성가스와 혼합하여 용강 중으로 취입될 수 있다.In addition, the hydrocarbon-based gas blown in the present invention may be blown into the molten steel by selecting any one of methane (CH 4 ) gas, LPG gas, LNG gas or mixed with an inert gas.
한편, 본 발명에서는 상기 탄화수소계 가스가 용강 하강관으로 취입될 때는 상기 용강 상승관에서 취입된 가스유량의 50%이하로 취입되도록 한다.On the other hand, in the present invention, when the hydrocarbon-based gas is blown into the molten steel down pipe, it is to be blown up to 50% or less of the gas flow blown from the molten steel uppipe.
이하, 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated in detail.
먼저, 본 발명은 상기 설명한 용강의 진공탈탄설비인 RH설비를 구성하는 용강 상승관(123) 혹은 용강 하강관(122)에 추가로 설치된 가스를 분사하기 위한 파이프 형태의 노즐을 이용한다.First, the present invention uses a nozzle in the form of a pipe for injecting gas additionally installed in the molten
종래의 RH설비는 상기 용강상승관(123)에 약 12개의 내경 4㎜인 파이프 형태의 노즐로 설치되어 있으며, 이 파이프를 통하여 분당 약 2N㎥의 아르곤(Ar)을 용강내로 분사하게 된다. 용강 내로 분사된 아르곤은 용강과의 비중의 차이에 의하여 상부로 떠오르게 되며, 이에 따라 이 주위의 겉보기 비중이 낮아져 아래방향(160) 으로 표시한 방향으로 용강이 움직이게 된다.The conventional RH facility is installed in the molten
이와 같이 아르곤을 용강 내로 분사하는 이유는 상기에 설명한 원리에 따라 용강을 회전시킴으로써 용강 상부로 용강 내부의 용강을 계속 공급하여 용강 상부 표면에서 탈탄반응을 촉진시키기 위함이다. 이러한 용강의 회전은 합금철을 투입하였을 때 용강의 성분과 온도를 균일하게 하는 작용도 하게 되며, 용강내부에 존재하는 개재물도 상부로 분리 부상을 촉진시키는 역할을 하게 된다.The reason for injecting argon into the molten steel as described above is to continue supplying the molten steel inside the molten steel to the molten steel by rotating the molten steel according to the principle described above to promote the decarburization reaction on the molten steel upper surface. The rotation of the molten steel also acts to equalize the composition and temperature of the molten steel when the ferroalloy is added, and the inclusions present in the molten steel also serve to promote separation and injury.
본 발명에서는 탄화수소계 가스를 RH 침적관 혹은 별도의 버블링 랜스를 통하여 용강중으로 취입하여 해리된 후 나온 탄소가 용강 중으로 들어가 용강의 탄소농도를 상승시켜 용강중의 탄소 농도를 ppm단위로 정밀하게 제어할 수 있다.In the present invention, after the hydrocarbon-based gas is blown into the molten steel through the RH deposition tube or a separate bubbling lance, the carbon released from the molten steel enters the molten steel to increase the carbon concentration of the molten steel to precisely control the carbon concentration in the molten steel in ppm units. Can be.
본 발명에 적용되어 취입되는 탄화수소계 가스의 일예를 들면 메탄가스를 들 수 있는데, 이는 아래의 식(1)반응과 같이 약 820℃에서 해리하여 탄소와 수소가스로 분해된다. 이때 발생된 탄소가 용강 중으로 용해됨으로써 용강 중의 탄소농도를 증가시킨다.An example of the hydrocarbon-based gas blown by the present invention is methane gas, which is dissociated at about 820 ° C. to be decomposed into carbon and hydrogen gas as in the following equation (1). At this time, the generated carbon is dissolved in the molten steel to increase the carbon concentration in the molten steel.
CH4(g) → C(s) + 2H2(g) ………………………………………………………(1)CH 4 (g) → C (s) + 2H 2 (g)... … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … (One)
상기한 탄화수소계 가스를 취입 하는 방법은 RH 설비의 용강 상승관(123)에 설치된 파이프형태의 노즐로 분사되는 아르곤 가스에 탄화수소계 가스를 혼합하여 분사하거나, 탄화수소계 가스 단독으로도 분사할 수 있다.In the method of blowing the hydrocarbon gas, the hydrocarbon gas may be mixed with the argon gas injected through the pipe-shaped nozzle installed in the
탄화수소계 가스를 RH설비에 취입하는 다른 방법으로는 RH설비의 용강 하강관(122)에 추가로 수개의 파이프형 노즐을 설치하여 상기 상승관(123)에 들어가는 유량의 50%이하의 유량으로 가스를 분사하여 상부에서 하강하는 용강의 흐름에 휩쓸려 하강관(122) 내부로 분사한 가스는 용강과 함께 밑으로 이동한 후 일정한 깊이를 침투하게 되면 용강의 유속이 저하되고, 이에 따라 가스 기포가 받게 되는 부력에 의하여 다시 떠오르면서 CH4가 분해되어서 탄소가 상승하게 할 수 있다.
상기와 같이 용강 하강관(122)에 취입되는 가스유량을 용강 상승관(123)에 취입되는 유량의 50%이하로 한정하는 이유는 용강 상승관(123) 및 용강 하강관(122)에 취입되는 탄화수소계 가스가 용강의 움직임(용강의 환류)에 영향을 미치게 때문입니다.
탄화수소계 가스의 비중은 용강보다 작기 때문에 용강 중에서 상부로 떠오르게 되는데, 이때 발생하는 부력은 용강 상승관(123)에서 용강의 환류를 가속시키는 작용을 하는 반면에, 용강 하강관(122)에서는 용강의 환류를 저해시키는 작용을 합니다. 따라서, 용강 하강관(122)에 취입되는 가스유량이 용강 상승관(123)에 취입되는 가스유량보다 적도록 제어하는 것이고, 바람직하게는 용강의 적절한 환류를 위하여 50% 이하로 제어되는 것이 바람직합니다.As another method of blowing hydrocarbon gas into the RH facility, additional pipe type nozzles are installed in the
The reason for limiting the gas flow rate blown into the molten steel down
Since the specific gravity of the hydrocarbon-based gas is smaller than the molten steel, it rises upward from the molten steel. The buoyancy generated at this time accelerates the reflux of the molten steel in the molten
RH설비에서 용강 하강관(122)에 설치된 가스취입 파이프를 통하여 취입된 탄화수소계 가스에 의한 탄소효율이 상승되는 효과가 있으나, 추가로 파이프형 노즐을 설치해야 되며, 취입할 수 있는 가스의 유량이 제한되는 단점이 있다.In the RH facility, the carbon efficiency is increased by the hydrocarbon-based gas blown through the gas inlet pipe installed in the molten steel down
따라서, 본 발명에서는 탄화수소계 가스를 취입하는 다른 한 가지의 방법으로서, 별도의 내화물 침적랜스를 마련하여 용강에 침적시켜 가스를 취입하여 버블링을 실시하는 방법을 고안하였며, 이 또한 별도의 랜스가 없는 경우 추가로 설치하여야 된다.Accordingly, in the present invention, as another method of blowing a hydrocarbon gas, a separate refractory immersion lance is provided and a method of bubbling by blowing gas into molten steel is devised. If there is no additional installation.
또한, 본 발명에서는 탄화수소계 가스로서, 순수한 메탄(CH4) 가스를 사용할 수 있으나, 경제성을 고려하여 메탄(CH4)이 주성분인 LNG(Liquefied Natural Gas)인 액화천연가스 또는 프로판(C3H8), 부탄(C4H10)이 주성분인 LPG(Liquefied Petroleum Gas)인 액화석유가스를 이용할 수 있다.In addition, in the present invention, pure methane (CH 4 ) gas may be used as the hydrocarbon-based gas, but in consideration of economic efficiency, liquefied natural gas or propane (C 3 H), in which methane (CH 4 ) is a main component, LNG (Liquefied Natural Gas) 8 ), liquefied petroleum gas, LPG (Liquefied Petroleum Gas) whose main component is butane (C 4 H 10 ), can be used.
이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 작용과 효과를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the present invention through the preferred embodiment in more detail.
[실시예] [Example]
본 발명의 효과를 측정해 보기 위하여 유도용해로를 이용하여 용강중 CH4가스를 취입하여 탄소농도의 상승을 확인하였으며, 이러한 효과는 탄소와 수소의 탄화수소계 성분이 주성분을 이루는 가스라면 탄소농도의 상승이 가능함도 확인하였다.In order to measure the effect of the present invention by using CH 4 gas in molten steel by using an induction furnace to confirm the increase in carbon concentration, this effect is the increase in the carbon concentration if the gas composed of the hydrocarbon-based components of carbon and hydrogen It was also confirmed that possible.
본 발명의 효과를 확인하기 위한 시험장치의 개략도를 도 2에 도시하였다. 대상물의 용해는 유도코일형 고주파유도로(15㎾, 40㎑)를 이용하였고, 고주파유도로의 코일 내에 석영관(내경: 100㎜, 길이: 500㎜)을 설치하고, 석영관 내에 흑연 도가니(내경: 70 ㎜, 길이: 160㎜)를 설치하여 흑연도가니 내에 MgO 도가니(외경: 50㎜, 내경: 38㎜, 높이: 145㎜)를 넣고 1㎏의 전해철을 넣고 용해한 후 메탄(CH4)가스를 취입하면서 용강의 시료를 채취하여 탄소농도를 측정하였다.2 is a schematic diagram of a test apparatus for confirming the effect of the present invention. Induction coil type high frequency induction furnace (15 일, 40㎑) was used for dissolving the object. A quartz tube (inner diameter: 100 mm, length: 500 mm) was installed in the coil of the high frequency induction furnace, and the graphite crucible ( Inside diameter: 70 mm, length: 160 mm, MgO crucible (outer diameter: 50 mm, inner diameter: 38 mm, height: 145 mm) was placed in a graphite crucible, and dissolved in 1 kg of electrolytic iron, followed by methane (CH 4 ) gas. While blowing the molten steel sample was taken to measure the carbon concentration.
상기 취입된 메탄가스의 유량은 100cc/min으로 일정하게 유지하였으며, 가스 중의 CH4의 함량을100%, 50%, 25%로 변화시키면서 탄소농도의 증가를 측정하였다.The flow rate of the blown methane gas was kept constant at 100 cc / min, and the increase in carbon concentration was measured while changing the content of CH 4 in the gas to 100%, 50%, 25%.
도 3에 투입된 CH4의 양에 따라 용강 중의 탄소농도의 증가를 나타내었으며, 투입된 가스 중의 CH4의 함량에 따른 변화는 없었으며, CH4 중의 탄소의 양이 증가함에 따라 용강 중의 탄소 농도가 증가함을 알 수 있다.Showed an increase in the carbon concentration in the molten steel by the amount of inputted in Figure 3 CH 4, There were no changes in accordance with the inputted content of the gas of CH 4, CH 4 increases the amount of carbon increases the carbon concentration in the molten steel, as in the It can be seen.
도 4에 투입된 CH4의 가스중의 탄소량과 용강 중에 흡수된 탄소의 양의 관계를 나타내었다. 투입된 양의 약 50%가 용강 중으로 흡수됨을 알 수 있다.The relationship between the amount of carbon in the gas of CH 4 charged in FIG. 4 and the amount of carbon absorbed in the molten steel is shown. It can be seen that about 50% of the injected amount is absorbed into the molten steel.
따라서 투입된 CH4 중의 탄소 효율을 50%로 결정하면 용강 300톤 중에 탄소 농도 1ppm을 증가시키기 위하여 약 1.1N㎥의 CH4 가스가 필요하게 되며, 이 정도의 유량은 현재의 기술로 쉽게 제어할 수 있는 양임을 알 수 있다.Therefore, if the carbon efficiency in the input CH 4 is determined to be 50%, CH 4 gas of about 1.1 Nm 3 is needed to increase the carbon concentration of 1 ppm in 300 tons of molten steel, and this flow rate can be easily controlled by current technology. It can be seen that the amount.
따라서 CH4를 용강 중에 취입하여 탄소 농도를 ppm단위로 정밀하게 제어할 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, CH 4 was blown into molten steel and it was found that the carbon concentration could be precisely controlled in ppm units.
상술한 바와 같이, 본 발명은 강판 제조 후 후 자동차 제조사에서 성형, 도장하고 소부공정을 거치기 전까지는 시효경화가 일어나지 않고 소부 공정을 거칠 때 강도 향상의 특성을 얻기 위한 소부경화강 등 탄소농도를 매우 정밀하게 제어할 필요가 있는 강종을 RH공정에서 정련할 때 용강 중의 탄소농도를 매우 정밀하게 제어하여 고 품질의 자동차 강판을 생산할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has a very high carbon concentration such as hardened hardened steel to obtain the characteristics of strength improvement when the hardened process does not occur and the hardening process does not occur until after the steel sheet is manufactured, molded and painted by the automobile manufacturer and subjected to the baking process. When refining steel grades that need to be precisely controlled in the RH process, the carbon concentration in molten steel can be controlled very precisely to produce high quality automotive steel sheets.
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