KR101309728B1 - Method for mass-manufacturing ironed-based powders - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전로 정련된 용강의 공급과정을 개선하여 수분사방법으로 대량의 철계 분말을 제조할 수 있는 철계 분말의 대량 제조 방법에 관한 것으로, 제선공정을 통해 제조된 용선을 취련하여 전로에서 200톤 이상의 용강을 제조하는 단계; 상기 전로 내의 용강을 레이들로 한 번에 모두 출강하는 단계; 상기 레이들에서 복수 개의 노즐이 구비된 턴디쉬로 상기 용강을 공급하는 단계; 및 상기 복수 개의 노즐을 통해 배출되는 용강에 고압수를 분사하여 분말을 제조하는 단계를 포함하는 철계 분말의 대량 제조 방법을 제공한다.The present invention relates to a mass production method of iron-based powder which can produce a large amount of iron-based powder by a method of water injection by improving the supply process of molten steel, which is converted to a converter, and the molten iron produced by the iron making process is blown to 200 tons in the converter. Manufacturing at least molten steel; Tapping all of the molten steel in the converter into ladles at once; Supplying the molten steel from the ladle to a tundish having a plurality of nozzles; And spraying high pressure water onto molten steel discharged through the plurality of nozzles to produce a powder.
Description
본 발명은 철계 분말의 대량 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강의 공급과정을 개선하여 수분사방법으로 대량의 철계 분말을 제조할 수 있는 철계 분말의 대량 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a mass production method of iron-based powder, and more particularly to a mass production method of iron-based powder that can produce a large amount of iron-based powder by a water spray method by improving the supply process of molten steel.
최근 자동차 및 기계에 필요한 복잡한 형상을 가지는 소결용 부품 산업의 발전으로 그 원료로 사용되는 철계 분말의 사용량이 급증하고 있다. 소결용 부품의 원료인 철계 분말을 목적에 맞는 제품의 형상을 가진 금형 내부에 충진시킨 후 이를 4~7ton/㎠의 고압으로 압축 성형하고, 물리적, 기계적 특성을 부여하기 위한 고온 소결처리를 하면 고밀도의 소결체를 얻게 된다. 특히 자동차용 소결 부품 제조를 위해서는 분말 자체가 적정 입도, 유동도, 겉보기 밀도, 성형밀도, 고청정도 등의 우수한 품질을 가져야 한다.Recently, with the development of the sintering parts industry having a complicated shape required for automobiles and machines, the amount of iron-based powders used as raw materials is rapidly increasing. Filling iron powder, a raw material for sintering parts, into a mold having a product shape suitable for the purpose, and compressing it at a high pressure of 4 to 7 ton / ㎠ and performing high temperature sintering to impart physical and mechanical properties. The sintered compact of is obtained. In particular, in order to manufacture sintered parts for automobiles, the powder itself must have excellent quality such as proper particle size, flow rate, apparent density, molding density, and high cleanliness.
수분사 공정을 통해 제조된 철계 분말은 환원 철 분말과는 달리 내부에 산화물이 환원된 자리에 기공이 존재하는 잔존현상이 없어 동일한 압력을 가했을 때 성형밀도가 환원 철 분말에 비해 0.5g/㎤ 이상 높은 값을 나타낸다. 이러한 특성 때문에 수분사 공정을 통해 제조된 철계 분말은 고밀도 소결 부품을 제조하기 위해 적합한 것으로 알려져 있다.Unlike the reduced iron powder, the iron-based powder produced by the water spraying process has no residual phenomenon in which pores exist in the place where the oxide is reduced, so that when the same pressure is applied, the molding density is 0.5g / cm 3 or more than the reduced iron powder. High value. Due to these properties, iron-based powders produced through the water sanding process are known to be suitable for producing high density sintered parts.
또한, 철계 분말 제조 시에 성형성에 악영향을 미치는 탄소(C), 산소(O), 질소(N), 황(S), 인(P) 등 불순물의 최소화를 통해 철계 분말의 고정 정도를 유지하는 것이 매우 중요하다. 이와 더불어 철계 분말이 경쟁력을 갖기 위해서는 공정을 최소화하고 공정에 소요되는 시간을 단축하여 이에 따른 경제성을 확보하도록 하여 제조 단가를 낮추는 노력 또한 필요하다.In addition, to maintain the fixation of the iron-based powder through the minimization of impurities such as carbon (C), oxygen (O), nitrogen (N), sulfur (S), phosphorus (P) that adversely affects the moldability in the production of iron-based powder It is very important. In addition, in order for iron-based powders to be competitive, efforts to reduce manufacturing costs by minimizing the process and shortening the time required for the process to secure economics accordingly are also required.
종래에는 철계 분말을 제조하기 위해 고철을 아크 전기로에서 재용해하여 탈탄, 탈린 등의 정련 공정을 거쳐 용강을 제조한 후 이를 수분사하는 방법을 사용하는 것이 일반적이었다. 그러나 이러한 방법은 불순물 함량이 제각각이며 불순물 자체도 많이 함유하고 있는 고철을 사용하므로 용강의 성분 제어를 위해 많은 시간과 비용이 소요되었다. 뿐만 아니라, 고철을 용해시켜 용강을 제조하는 아크 전기로의 경우 용량이 100톤 내외로서 제선 공정을 거친 용선을 받아 처리하는 제강 공장에서의 일반 전로와 비교하였을 때 규모가 작아 대용량의 분말을 제조하기에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. Conventionally, in order to manufacture iron powder, it has been common to use molten iron in a arc electric furnace to manufacture molten steel through a refining process such as decarburization and delineation, and then water spray it. However, since this method uses scrap iron that has a high impurity content and also contains a large amount of impurities themselves, it takes a lot of time and money to control the composition of molten steel. In addition, the arc furnace for melting molten steel to produce molten steel has a capacity of about 100 tons and is smaller in size compared to a general converter in a steel mill that receives and processes molten iron that has undergone the iron making process. This has the disadvantage of falling.
이러한 문제 때문에 200~300톤급 전로에서 용강을 제조한 후, 레이들을 통해 턴디쉬로 제조된 용강을 공급하고 턴디쉬에서 노즐을 통해 용강을 배출하면서 수분사를 통해 철계 분말을 제조하고자 하였다. 그러나, 이러한 경우 용강에서 출강된 200~300톤의 용강이 턴디쉬의 노즐을 통해 배출되는 경우 분당 배출량이 500kg/분으로서 너무 느리기 때문에 턴디쉬 내에서 용강이 모두 배출되기까지 7 내지 10 시간 이상이 소요된다. 이 경우 턴디쉬에서 용강이 모두 배출되기 전에 응고하여 공정 자체가 불가능해지는 문제점이 있었다.Because of this problem, after manufacturing molten steel in the 200 ~ 300 ton converter, it was intended to produce iron powder through water sand while supplying molten steel manufactured by tundish through the ladle and discharged molten steel through the nozzle in the tundish. However, in this case, when 200 ~ 300 tons of molten steel discharged from the molten steel is discharged through the nozzle of the tundish, the emission per minute is 500 kg / min, which is too slow. Therefore, it is more than 7 to 10 hours until all the molten steel is discharged in the tundish. It takes In this case, there was a problem that the process itself is impossible by solidifying before all the molten steel is discharged from the tundish.
용강의 공급과정을 개선하여 전로에서 제조된 대용량의 용강으로부터 연속적인 공정으로 철계 분말을 대량으로 제조하는 방법을 제공하고, 아울러 제조시간을 단축하여 단시간에 대량의 철계 분말을 제조하는 방법을 제공한다.Improved supply process of molten steel provides a method for producing a large amount of iron-based powder in a continuous process from a large amount of molten steel produced in the converter, and also provides a method for producing a large amount of iron-based powder in a short time by reducing the manufacturing time. .
본 발명의 일 실시예는 ⅰ) 제선공정을 통해 제조된 용선을 취련하여 전로에서 200톤 이상의 용강을 제조하는 단계; ⅱ) 상기 전로 내의 용강을 레이들로 한 번에 모두 출강하는 단계; ⅲ) 상기 레이들에서 복수 개의 노즐이 구비된 턴디쉬로 상기 용강을 공급하는 단계; 및 ⅳ) 상기 복수 개의 노즐을 통해 배출되는 용강에 고압수를 분사하여 분말을 제조하는 단계; 를 포함하는 철계 분말의 대량 제조 방법을 제공한다.One embodiment of the present invention comprises the steps of: i) manufacturing molten steel in the converter by blowing molten iron produced through the steelmaking process; Ii) tapping all the molten steel in the converter at once with a ladle; Iii) feeding the molten steel from the ladle to a tundish having a plurality of nozzles; And iii) spraying high pressure water onto molten steel discharged through the plurality of nozzles to produce powder; It provides a mass production method of iron-based powder comprising a.
본 발명의 일 실시예에서 상기 용강 제조단계에서 용강은 20~60분 동안 취련하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the molten steel in the molten steel manufacturing step is preferably blown for 20 to 60 minutes.
또한 출강단계에서 용강의 온도범위는 1550~1750℃으로 유지하는 것이 바람직하다. In addition, the temperature range of the molten steel in the tapping step is preferably maintained at 1550 ~ 1750 ℃.
그리고 상기 용강공급단계에서, 용강의 온도범위는 1530~1700℃으로 유지하는 것이 바람직하고, 상기 복수개의 노즐 각각의 내경이 각각 10~40mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.In the molten steel supplying step, the temperature range of the molten steel is preferably maintained at 1530 ~ 1700 ℃, it is preferable to use the inner diameter of each of the plurality of nozzles are each 10 ~ 40mm.
또한, 상기 분말제조단계에서 50~300bar의 압력으로 고압수를 분사하는 것이 바람직하고, 상기 턴디쉬에 구비된 복수개의 노즐을 통해 배출되는 용강의 분당 배출량은 2000~4000kg/분인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to spray the high pressure water at a pressure of 50 ~ 300bar in the powder manufacturing step, the discharge per minute of the molten steel discharged through a plurality of nozzles provided in the tundish is preferably 2000 ~ 4000kg / min.
상기 분말제조단계 이후 철계 분말을 건조 처리한 후 환원성분위기에서 열처리하여 산화층을 환원시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.After the powder manufacturing step, it is preferable to further include a step of reducing the oxide layer by heat-treating the iron-based powder after the heat treatment in a reducing component crisis.
본 발명의 일 실시예에 따른 철계 분말 제조 방법은 전로에서 제조된 용강을 이용하여 대량의 철계 분말을 단시간에 제조할 수 있으므로 생산 효율을 향상시키고, 철계 분말의 제조 단가를 절감할 수 있다.Iron-based powder manufacturing method according to an embodiment of the present invention can produce a large amount of iron-based powder in a short time using the molten steel produced in the converter can improve the production efficiency, and reduce the manufacturing cost of the iron-based powder.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철계 분말의 대량 제조 방법을 순서에 따라 도시한 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method of mass-producing iron-based powder according to an embodiment of the present invention in order.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. As used herein, the singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms as well, unless the phrases clearly indicate the opposite. As used herein, the term "comprising" embodies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element, and / or component, and other specific characteristics, region, integer, step, operation, element, component, and / or group. It does not exclude the presence or addition of.
다르게 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.Unless defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Commonly used predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.
이하에서는 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. These embodiments are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 철계 분말의 대량 제조 방법을 순서에 따라 도시한 순서도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 철계 분말의 대량 제조 방법은 제선공정을 통해 제조된 용선을 취련하여 전로에서 200톤 이상의 용강을 제조하는 단계(S10)와, 상기 전로 내의 용강을 레이들로 한 번에 모두 출강하는 단계(S20)와, 상기 레이들에서 복수 개의 노즐이 구비된 턴디쉬로 상기 용강을 공급하는 단계(S30)와, 상기 복수 개의 노즐을 통해 배출되는 용강에 고압수를 분사하여 분말을 제조하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.1 is a flowchart illustrating a method of mass-producing iron-based powder according to an embodiment of the present invention in order. Referring to Figure 1, the mass production method of iron-based powder according to a preferred embodiment of the present invention by blowing the molten iron prepared by the iron making process to produce a molten steel of 200 tons or more in the converter (S10), and the molten steel in the converter Step to step out all at once to the ladle (S20), and supplying the molten steel to the tundish provided with a plurality of nozzles in the ladle (S30) and to the molten steel discharged through the plurality of nozzles It may include the step (S40) of preparing a powder by spraying high pressure water.
먼저 제선공정을 통해 제조된 용선을 제강 공정으로 이송하여 전로에 장입하여 취련 공정을 통해 200톤 이상의 용강을 제조한다(S10). 이때 제선 공정을 통해 운반되어 온 용선을 전로에 장입한 후, 미리 설정된 목표 성분으로 제어하기 위하여 전로에 산소 취입, 합금철 및 제강용 플럭스(flux) 등을 투입하여 용선을 취련한다. 이러한 취련 공정을 통하여 용선은 목표 성분을 가진 용강으로 제조된다. 전로 취련 시간은 20~60분 인 것이 바람직하며, 이러한 취련 시간은 용강의 온도가 떨어지는 것을 방지하고 생산성이 떨어지지 않는 범위 내에서 설정된 것이다.First, the molten iron manufactured through the steelmaking process is transferred to the steelmaking process, charged to the converter, and 200 m or more of molten steel is manufactured through the blowing process (S10). At this time, after charging the molten iron transported through the iron making process in the converter, the molten iron is blown by injecting oxygen, iron alloy and steel flux into the converter in order to control the target components set in advance. Through such a blowing process, molten iron is manufactured from molten steel having a target component. The converter blowing time is preferably 20 to 60 minutes, and the blowing time is set within a range that prevents the temperature of the molten steel from dropping and the productivity does not fall.
또한, 본 발명에서 제조되는 용강은 크롬(Cr) 0.02~0.1wt%, 니켈(Ni) 0.005~0.1wt%, 구리(Cu) 0.01~0.1wt%, 몰리브덴(Mo) 0.001~0.01wt%, 망간(Mn) 0.05~0.2wt%, 실리콘(Si) 0.01~0.1wt%, 알루미늄(Al) 0.01wt% 이하, 황(S) 0.05이하, 질소(N) 0.02wt% 이하, 탄소(C) 0.5wt% 이하, 산소(O) 0.5wt% 이하 및 나머지 잔부는 철(Fe)로 이루어질 수 있다.In addition, the molten steel produced in the present invention is 0.02 ~ 0.1wt% chromium (Cr), 0.005 ~ 0.1wt% nickel (Ni), 0.01 ~ 0.1wt% copper (Cu), molybdenum (Mo) 0.001 ~ 0.01wt%, manganese (Mn) 0.05 to 0.2 wt%, silicon (Si) 0.01 to 0.1 wt%, aluminum (Al) 0.01 wt% or less, sulfur (S) 0.05 or less, nitrogen (N) 0.02 wt% or less, carbon (C) 0.5 wt % Or less, oxygen (O) 0.5 wt% or less, and the remainder may be made of iron (Fe).
물론, 전술한 성분과 상이한 성분의 용강이라 하더라도 본 발명의 요지와 동일 혹은 유사한 방법에 의하여 철계 분말을 제조하는 경우 본 발명의 범주에 속하는 것으로 보아야할 것이다.Of course, even if the molten steel of the components different from the above-described components to be produced by the same or similar method to the gist of the present invention will be regarded as belonging to the scope of the present invention.
상기 전로에서 제조된 용강의 총량은 200톤 이상이 되는 것이 바람직하다. 대량의 철계 분말을 단시간에 제조하기 위해서는 일반적으로 제강 공장에서 사용되는 300톤급 전로를 이용하여 200톤 이상의 용강을 제조하는 것이 바람직하다.The total amount of molten steel manufactured in the converter is preferably 200 tons or more. In order to manufacture a large amount of iron-based powder in a short time, it is preferable to manufacture molten steel of 200 tons or more by using a 300-ton converter, which is generally used in steel mills.
상기 제조된 200톤 이상의 용강을 한 번에 하나의 레이들로 모두 출강한다(S20). 출강단계에서 사용되는 레이들은 용량이 200톤 이상인 것이 바람직하다. 대량의 철계 분말을 단시간내에 제조하기 위해서는 200톤 이상의 용강을 한번에 출강해야 하므로, 200톤 미만의 레이들로 출강하는 경우 전로 내에 수용된 용강 전부가 출강되지 못하여 또 다른 레이들을 별도로 마련해야 하는 문제가 발생할 수 있다.The manufactured molten steel of 200 tons or more are pulled out in one ladle at a time (S20). The ladle used in the tapping step preferably has a capacity of 200 tons or more. In order to manufacture a large amount of iron-based powder in a short time, it is necessary to tap more than 200 tons of molten steel at once, so when tapping with less than 200 tons, all of the molten steel accommodated in the converter may not be pulled out and another ladle may be separately provided. have.
상기 전로에서 제조된 용강을 레이들로 출강할 때의 용강의 온도 범위는 1550~1750℃인 것이 바람직하다. 이는 후속 공정인 레이들에서 턴디쉬로 용강을 출강할 때 용강의 온도가 1530~1700℃로 유지되도록 하기 위해 상기 온도보다 여유있게 온도를 조절한 것이다.It is preferable that the temperature range of molten steel at the time of tapping the molten steel manufactured by the said converter into a ladle is 1550-1750 degreeC. This is to control the temperature more than the above temperature in order to maintain the temperature of the molten steel at 1530 ~ 1700 ℃ when tapping the molten steel in the ladle in the subsequent process.
레이들에서 전로의 용강을 모두 수용하였으면, 이후 복수 개의 노즐이 구비된 턴디쉬로 상기 용강을 공급한다(S30). 전술한 바와 같이, 레이들에서 턴디쉬로 용강을 공급할 때 용강의 온도를 1530~1700℃로 유지하는 것이 바람직하다. 만약 레이들에서 용강의 온도가 1530℃미만으로 떨어지게 되면 용강의 응고가 발생할 수 있기 때문에 공정은 더 이상 진행될 수 없으며, 1700℃를 초과하게 되면 레이들 내화물, 턴디쉬 내화물에 과부하가 발생하여 조업이 매우 위험해질 수 있다. 더욱 바람직하게는 1600~1700℃의 용강을 턴디쉬로 공급하여 턴디쉬에서 공정이 진행되는 동안 용강의 온도가 1530℃미만으로 떨어지지 않도록 시간적 여유를 가질 수 있도록 한다.If all the molten steel of the converter is received in the ladle, the molten steel is supplied to the tundish provided with a plurality of nozzles (S30). As described above, when the molten steel is supplied from the ladle to the tundish, it is preferable to maintain the temperature of the molten steel at 1530-1700 ° C. If the temperature of the molten steel in the ladle drops below 1530 ℃, solidification of the molten steel may occur, so the process cannot proceed any more. If the temperature exceeds 1700 ℃, the operation of the ladle refractory and tundish refractory may be overloaded. It can be very dangerous. More preferably, the molten steel of 1600 ~ 1700 ℃ is supplied to the tundish so that the temperature of the molten steel does not fall below 1530 ℃ during the process in the tundish to have a time margin.
본 발명에서 턴디쉬는 복수 개의 노즐을 구비한다. 복수 개의 노즐이라 함은 적어도 두 개 이상인 것을 의미한다. 일반적으로 제강 공정에서 사용되는 턴디쉬는 중심에 하나의 노즐이 구비되어, 턴디쉬 내로 공급된 용강은 하나의 노즐을 통해 하방향으로 배출된다. In the present invention, the tundish has a plurality of nozzles. The plurality of nozzles means at least two or more nozzles. In general, the tundish used in the steelmaking process is provided with one nozzle in the center, the molten steel supplied into the tundish is discharged downward through one nozzle.
그러나, 본 발명에서와 같이, 철계 분말을 수분사로 제조하는 경우에는 노즐에서의 용강의 배출 속도가 일반 제강 공정에서 연속주조를 위해 용강을 배출하여 처리하는 속도보다 느리다. 그로 인하여 하나의 노즐을 사용하는 경우 턴디쉬에서 용강이 모두 배출되기 이전에 응고되어 턴디쉬의 노즐 막힘의 원인이 되어 대량의 용강을 턴디쉬에서 한번에 처리할 수 없게 된다.However, as in the present invention, when the iron-based powder is produced by water yarn, the discharge rate of molten steel at the nozzle is slower than the rate of discharging molten steel for continuous casting in a general steelmaking process. Therefore, when one nozzle is used, the molten steel is solidified before all the molten steel is discharged from the tundish, which causes clogging of the nozzle of the tundish, and thus, a large amount of molten steel cannot be processed at once in the tundish.
이러한 문제점을 극복하기 위하여 본 발명에서는 턴디쉬에 두 개 이상의 노즐을 설치하여 용강의 처리속도를 향상시켰다. 턴디쉬에 설치되는 복수 개의 노즐 각각의 내경은 10~40mm인 것이 바람직하다. In order to overcome this problem, the present invention improves the processing speed of molten steel by installing two or more nozzles in the tundish. The inner diameter of each of the plurality of nozzles installed in the tundish is preferably 10 to 40 mm.
노즐 각각의 내경이 10mm 미만인 경우에는 용강의 배출 속도가 너무 느리기 때문에 레이들에서 공급되는 200톤 이상의 용강을 응고 없이 처리하는데 문제가 발생할 수 있다. 또한, 노즐 각각의 내경이 40mm를 초과하는 경우에는 노즐을 통해 배출되는 용강의 양이 지나치게 많고 속도가 빠르기 때문에 분말 제조를 위해 공급되어야 하는 물의 양이 기하급수적으로 증가하여 이를 조달하는 데에 문제가 발생할 수 있고, 이로 인한 재료비가 상승되어 생산 단가가 올라가는 문제점이 발생할 수 있다.If the inner diameter of each nozzle is less than 10 mm, the discharge rate of the molten steel is too slow, which may cause a problem of processing more than 200 tons of molten steel supplied from the ladle without solidification. In addition, when the inner diameter of each nozzle exceeds 40mm, the amount of molten steel discharged through the nozzle is too high and the speed is high, so the amount of water to be supplied for powder production increases exponentially, which causes problems in procurement. It may occur, resulting in an increase in the material cost may cause a problem that the production cost increases.
복수 개의 노즐이 구비된 턴디쉬를 사용함으로써 턴디쉬에서 응고되기전에 용강이 노즐을 통하여 배출될 수 있다. 이때 노즐은 턴디쉬 내의 용강을 균일하게 배출할 수 있도록 하기 위하여 턴디쉬 중심을 기준으로 좌우 대칭되는 지점에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. By using a tundish having a plurality of nozzles, molten steel can be discharged through the nozzles before solidifying in the tundish. At this time, the nozzle is preferably installed to be located at the point symmetrical with respect to the center of the tundish in order to uniformly discharge the molten steel in the tundish.
또한, 홀수 개의 노즐이 설치되는 경우에는 턴디쉬 중심에 하나가 배치되고 나머지는 중심에 배치된 노즐을 기준으로 좌우 대칭되는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 좌우 대칭으로 배치된 노즐은 턴디쉬 내로 공급된 용강을 하방향으로 균일하게 배출시킴으로써 턴디쉬 중심에 배치된 노즐에 용강에 의한 과부하가 발생되는 것을 방지한다.In addition, when an odd number of nozzles is installed, one is disposed at the center of the tundish and the other is disposed at a position symmetrically with respect to the nozzle disposed at the center. The nozzles arranged symmetrically disperse uniformly the molten steel supplied into the tundish in the downward direction to prevent an overload caused by the molten steel in the nozzle disposed in the tundish center.
턴디쉬에 용강이 공급되면, 턴디쉬에 구비된 복수 개의 노즐을 통해 용강을 배출하면서 배출되는 용강에 고압수를 분사하여 분말을 제조한다(S40). 턴디쉬에는 하방향으로 용강을 배출할 수 있는 복수 개의 노즐이 형성되어 있으며, 노즐을 통하여 배출되는 용강은 외부에서 분사되는 물에 의해 철계 분말로 제조된다.When molten steel is supplied to the tundish, high-pressure water is injected into the molten steel discharged while discharging the molten steel through a plurality of nozzles provided in the tundish to prepare a powder (S40). The tundish is provided with a plurality of nozzles capable of discharging molten steel in the downward direction, and the molten steel discharged through the nozzle is made of iron-based powder by water sprayed from the outside.
이때 턴디쉬에 구비된 복수 개의 노즐을 통해 턴디쉬 외부로 배출되는 용강의 분당 배출량은 2000~4000kg/분 인 것이 바람직하다. 턴디쉬에 구비된 복수 개의 노즐을 통해 배출되는 용강이 2000kg/분 미만으로 배출되는 경우 턴디쉬로 공급된 200톤 이상의 용강이 턴디쉬 외부로 배출되는데 100분 이상의 시간이 소요되게 된다. 이 경우 용강이 턴디쉬 내에 100분 이상 머물게 되면 턴디쉬 내의 용강 온도가 하락하여 전술한 1530℃미만으로 내려갈 위험성이 있다. 용강의 온도가 1530℃ 미만이 되면 턴디쉬 내에서 용강의 응고가 시작되어 노즐을 막게 되고 이 경우 제조 공정이 중단되는 문제점이 발생할 수 있다. At this time, the discharge per minute of the molten steel discharged to the outside of the tundish through a plurality of nozzles provided in the tundish is preferably 2000 ~ 4000kg / min. When the molten steel discharged through the plurality of nozzles provided in the tundish is discharged to less than 2000kg / min, it takes more than 100 minutes for the molten steel supplied to the tundish to be discharged to the outside of the tundish. In this case, if the molten steel stays in the tundish for more than 100 minutes, there is a risk that the molten steel temperature in the tundish falls and falls below the aforementioned 1530 ° C. When the temperature of the molten steel is less than 1530 ° C solidification of the molten steel is started in the tundish to block the nozzle, in this case may cause a problem that the manufacturing process is stopped.
또한, 턴디쉬에 구비된 복수 개의 노즐을 통해 배출되는 용강이 4000kg/분을 초과하여 배출되는 경우 각각의 노즐에 용강이 과다하게 배출되면서 노즐 벽면 등에 용강의 무게에 의한 과부하가 걸리게 되며, 노즐의 파손 위험이 증가하게 되고, 노즐의 수명이 단축되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 수분사하기 위해 소요되는 물의 양이 과다하게 많아질 뿐 아니라, 이러한 과량의 물을 고압으로 분사하는 데에 기술적인 문제가 발생할 수 있다.In addition, when the molten steel discharged through a plurality of nozzles provided in the tundish is discharged in excess of 4000kg / min, the molten steel is excessively discharged to each nozzle and the overload caused by the weight of the molten steel on the nozzle wall, etc. The risk of breakage increases, and the problem of shortening the life of the nozzle may occur. In addition, not only the amount of water required for water injection is excessively high, but also a technical problem may occur in spraying the excess water at a high pressure.
턴디쉬에 구비된 복수 개의 노즐 각각에 상기 고압수를 분사하여 노즐로부터 배출되는 용강을 철계 분말로 제조한다. 상세하게는 복수 개의 노즐 각각의 하부 용강 배출 지점에 고압수를 분사할 수 있는 분사구를 설치한다. 분사구는 외부에 저장되어 있는 물탱크와 연결되어 각각의 노즐을 통해 용강이 배출되면 각각의 노즐 하나 당 하나 혹은 복수 개의 분사구를 통해 용강에 고압수를 분사하게 된다.The high pressure water is sprayed on each of the plurality of nozzles provided in the tundish to manufacture molten steel discharged from the nozzle as iron-based powder. Specifically, the injection port for injecting high-pressure water is installed at the lower molten steel discharge point of each of the plurality of nozzles. When the injection port is connected to the water tank stored in the outside, when the molten steel is discharged through each nozzle to spray high-pressure water to the molten steel through one or a plurality of injection holes for each nozzle.
이때 분사되는 고압수의 압력은 50~300Bar인 것이 바람직하다. 본 발명에서 목표로 하는 철계 분말은 100mesh 이하의 입자가 80~95% 포함된 철계 분말이다. 그러나 고압수의 압력이 50Bar보다 낮으면 향후 생산되는 분말의 표면조도가 낮아지며, 입자 직경이 150㎛ 이하의 분말을 80% 이상 얻을 수 없다. 즉 고압수의 압력이 50Bar 미만인 경우 설정된 목표 크기의 입자를 목표 수율만큼 획득하지 못하게 되기 때문에 생산된 분말의 품질이 저하될 수 있다.At this time, the pressure of the high pressure water to be injected is preferably 50 ~ 300Bar. Iron-based powder targeted in the present invention is an iron-based powder containing 80 ~ 95% of particles of 100mesh or less. However, when the pressure of the high pressure water is lower than 50Bar, the surface roughness of the powder to be produced in the future is lowered, and the powder having a particle diameter of 150 μm or less cannot be obtained more than 80%. That is, when the pressure of the high pressure water is less than 50Bar, the particles of the set target size cannot be obtained as much as the target yield, so that the quality of the produced powder may be degraded.
또한, 고압수의 압력이 300Bar를 초과하는 경우에는 생상되는 분말의 평균 입자 직경이 지나치게 작아지기 때문에 본 발명에서 얻고자 하는 목표 크기 및 수율에 도달하지 못하여 품질이 낮은 철계 분말을 얻게 되는 문제점이 발생한다.In addition, when the pressure of the high-pressure water exceeds 300Bar, because the average particle diameter of the powder produced is too small, there is a problem that does not reach the target size and yield desired in the present invention to obtain a low-quality iron-based powder do.
본 발명의 일 실시예에 따를 철계 분말의 대량 제조방법은 냉각후 물과의 접촉에 의해 발생된 철계 분말의 표면 산화층을 환원시키는 단계를 더 포함될 수 있다. 환원에 사용되는 기체는 수소인 것이 바람직하며, 이때 환원 전 건조처리를 통하여 함수량이 0.1wt%로 되도록 한 후, 환원성 기체를 흘려주면서 600~1200℃ 온도에서 산소함량 0.2wt% 이하로 열처리해준다.The mass production method of iron-based powder according to an embodiment of the present invention may further include the step of reducing the surface oxide layer of the iron-based powder generated by contact with water after cooling. Preferably, the gas used for the reduction is hydrogen. At this time, the water content is 0.1 wt% through a drying treatment before reduction, and the heat treatment is performed at an oxygen content of 0.2 wt% or less at a temperature of 600 to 1200 ° C. while flowing a reducing gas.
또한, 환원 공정을 마친 분말은 분쇄, 분급, 혼합 공정 등을 거쳐 철계 분말 완제품으로 제조될 수 있다. 이러한 공정을 거친 철계 분말은 평균크기가 50~100㎛이며, 45㎛ 이하의 분말이 5~40%, 150㎛ 이하의 분말이 80~95% 범위인 것이 바람직하다.In addition, the powder after the reduction process may be prepared as a finished iron-based powder through a grinding, classification, mixing process and the like. The iron-based powder having such a process has an average size of 50 to 100 µm, preferably 5 to 40% of powder of 45 µm or less, and 80 to 95% of powder of 150 µm or less.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예를 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the following claims. Those who do it will easily understand.
Claims (7)
상기 용강을 레이들로 한 번에 모두 출강하는 단계;
상기 출강된 용강을 복수 개의 노즐이 구비된 턴디쉬로 공급하는 단계; 및
상기 복수 개의 노즐을 통해 배출되는 용강에 고압수를 분사하여 분말을 제조하는 단계;
를 포함하며,
상기 분말제조단계에서 상기 고압수의 압력이 50~300bar 이며,
상기 분말제조단계에서 상기 턴디쉬에 구비된 복수개의 노즐을 통해 배출되는 용강의 분당 배출량은 2000~4000kg/분 인 것을 특징으로 하는 철계 분말의 대량 제조 방법.Manufacturing molten steel of at least 200 tons in a converter by blowing molten iron produced through a steelmaking process;
Tapping all of the molten steel into ladles at once;
Supplying the stepped molten steel to a tundish having a plurality of nozzles; And
Preparing powder by spraying high pressure water onto molten steel discharged through the plurality of nozzles;
Including;
The pressure of the high pressure water in the powder manufacturing step is 50 ~ 300bar,
Mass production method of the iron-based powder, characterized in that the discharge per minute of the molten steel discharged through the plurality of nozzles provided in the tundish in the powder manufacturing step is 2000 ~ 4000kg / min.
상기 용강 제조단계에서 취련시간은 20~60분인 것을 특징으로 하는 철계 분말의 대량 제조 방법.The method of claim 1,
Blowing time in the molten steel manufacturing step is a mass production method of iron-based powder, characterized in that 20 to 60 minutes.
상기 출강단계에서 용강의 온도범위는 1550~1750℃인 것을 특징으로 하는 철계 분말의 대량 제조 방법.The method of claim 1,
The temperature range of the molten steel in the tapping step is a mass production method of iron-based powder, characterized in that 1550 ~ 1750 ℃.
상기 복수 개의 노즐 각각의 내경이 10~40mm인 것을 특징으로 하는 철계 분말의 대량 제조 방법.The method of claim 1,
A mass production method of iron-based powder, characterized in that the inner diameter of each of the plurality of nozzles is 10 ~ 40mm.
상기 제조된 철계 분말을 건조처리한 후 환원성분위기에서 열처리하여 산화층을 환원시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철계 분말의 대량 제조 방법.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Drying the prepared iron-based powder and heat treatment in a reducing component crisis further comprising the step of reducing the oxide layer mass production method of the iron-based powder.
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