KR101388065B1 - Improvement method for rh decarburizing efficiency on manufacturing of ultralow carbon steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극저탄소강 제조 시 전로 정련된 용강 중 산소 농도를 높여 RH 탈탄 효율을 향상시키는 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법에 관한 것으로, 극저탄소강 제조 시 전로 정련된 용강을 래들로 출강하는 단계와, 상기에서 전로 출강 시 래들로 생석회를 투입하여 상기 래들 내에 수강되는 슬래그의 염기도를 설정된 범위로 제어하는 단계와, 상기에서 슬래그 염기도가 제어된 래들을 BS(Bubbling stand)로 이송하여 측온, 측산 및 샘플링 하는 단계와, 상기에서 온, 측산 및 샘플링된 래들 내로 슬래그 내 산화철 성분을 상승시킬 수 있는 슬래그 산화제를 투입하는 단계 및 상기에서 슬래그 산화제 투입에 의해 산소 농도가 증가된 용강을 2차 정련하기 위한 RH 탈가스 장비로 이송하는 단계를 포함하는 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법.을 제공한다.The present invention relates to a method for enhancing the decarburization efficiency of an ultra-low carbon steel which improves the decarburization efficiency by increasing the oxygen concentration in the refined molten steel during the manufacture of ultra low carbon steel. In the production of ultra low carbon steel, And controlling the basicity of the slag taken in the ladle to be within a set range by injecting quicklime into the ladle at the time of rolling on the ladle in the above-described manner, and transferring the ladle with controlled slag basicity to a bubbling stand, A step of counting and sampling; a step of charging a slag oxidizing agent capable of raising the iron oxide content in the slag into the ladle which is turned on, counted and sampled in the above step, To RH degassing equipment for refining the RH decarburization efficiency in the manufacture of ultra low carbon steel. The ball.
Description
본 발명은 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법에 관한 것으로, 극저탄소강 제조 시 전로 정련 이후 RH 탈가스 공정 도달 시까지 용강 중 산소 농도를 높여 RH 공정에서 탈탄능을 향상시키는 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for improving the decarburization efficiency in the manufacture of ultra low carbon steel, and particularly relates to a method for improving the decarburization efficiency in the RH process by increasing the oxygen concentration in the molten steel until the RH degassing process is completed, The present invention relates to a method of improving the decarburization efficiency of a city.
철광석을 원재료로 하여 최종 제품으로 강을 제조하는 제강 공정은 철광석을 고로에서 용해하는 제선 공정으로부터 시작된다. 철광석을 용해한 형태인 용선에 탈린 등의 예비처리 공정을 수행하여 용강을 제조한다. The steelmaking process that uses iron ore as a raw material to produce steel as final product starts with a steelmaking process that dissolves iron ore in the blast furnace. A molten steel is prepared by performing preliminary treatment such as talline on a molten iron which is an iron ore-dissolved form.
용강은 불순물을 제거하는 1차 정련 공정을 거친 후 용강 내 성분을 미세하게 조정하는 2차 정련 과정을 거치게 되고, 2차 정련이 완료되면 용강 내 성분 조정이 완료된다. Molten steel is subjected to a primary refining process to remove impurities and then to a secondary refining process to finely adjust the components in the molten steel. When the secondary refining is completed, the components in the molten steel are adjusted.
2차 정련이 완료된 용강은 연속주조 공정으로 이동하게 되고, 연속주조 공정을 거쳐 슬라브, 블룸, 빌릿 등의 반제품이 성형된다. 이와 같이 성형된 반제품은 압연 등의 최종 성형과정을 거쳐 압연 코일, 후판 등 목표하는 최종 제품으로 제조된다.After the secondary refining is completed, the molten steel is moved to the continuous casting process, and a semi-finished product such as slab, bloom, billet and the like is formed through the continuous casting process. The semi-finished product thus formed is manufactured into a desired final product such as a rolling coil and a heavy plate through a final molding process such as rolling.
2차 정련은 전로에서 1차 정련되어 나온 용강 내 성분을 미세 조정하여 최종제품의 성분이나 재질 등을 요구조건에 맞게 제어하는 공정이다. 2차 정련의 핵심이 되는 공정은 탈가스 공정으로서 진공 탈가스 및 환류식 탈가스 장비를 이용하여 용강 내 탄소, 질소, 산소, 수소 등을 제거한다.Secondary refining is a process to finely adjust the components in the molten steel that has been first refined in the converter to control the components and materials of the final product according to the requirements. The main process of secondary refining is the degassing process which removes carbon, nitrogen, oxygen, hydrogen, etc. in the molten steel by using vacuum degassing and reflux degassing equipment.
일반적으로 극저탄소강은 강 내 탄소함량을 0.001중량% 이하인 극저 수준으로 제어한 강으로서 최근 자동차용 강판이나 박판 등의 소재로 사용되는 고급강이다. 이러한 극저탄소강은 전로 정련 이후에 2차정련을 필수적으로 수행하여 용강 중 탄소 함량을 극한으로 제어하고 있다.In general, ultra-low carbon steel is a very fine steel whose carbon content in the steel is controlled to 0.001 wt% or less and is a high grade steel which is recently used for materials such as steel sheets for automobiles and thin plates. These extremely low carbon steels are subjected to secondary refinement after converter refinement to control the carbon content in the molten steel to the extreme.
관련 선행기술로는 한국등록특허 제0270125호(등록일: 2000년 07월 27일, 명칭: 극저탄소강을 제조하기위한 용강의 정련방법)가 있다.
A related prior art is Korean Patent No. 0270125 (registered on July 27, 2000, titled: refining method of molten steel for manufacturing ultra-low carbon steel).
본 발명은 전로 정련된 용강이 RH 탈가스 공정에 도착하기 전 용강 중 산소 농도를 높여줌으로써 RH 탈가스 공정에서 탈탄 효율을 향상시킬 수 있는 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for enhancing the decarburization efficiency in the manufacture of ultra low carbon steel which can improve the decarburization efficiency in the RH degassing process by increasing the oxygen concentration in the molten steel before the transformed molten steel reaches the RH degassing process.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법은, 극저탄소강 제조 시 전로 정련된 용강을 래들로 출강하는 단계와, 상기에서 전로 출강 시 래들로 생석회를 투입하여 상기 래들 내에 수강되는 슬래그의 염기도를 설정된 범위로 제어하는 단계와, 상기에서 슬래그 염기도가 제어된 래들을 BS(Bubbling stand)로 이송하여 측온, 측산 및 샘플링 하는 단계와, 상기에서 온, 측산 및 샘플링된 래들 내로 슬래그 내 산화철 성분을 상승시킬 수 있는 슬래그 산화제를 투입하는 단계 및 상기에서 슬래그 산화제 투입에 의해 산소 농도가 증가된 용강을 2차 정련하기 위한 RH 탈가스 장비로 이송하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for improving the decarburization efficiency of an ultra-low carbon steel, comprising the steps of pouring molten steel, which has been refined during the production of ultra low carbon steel, into ladle, Controlling the basicity of the slag taken in the ladle to a predetermined range; transferring the slag basicity-controlled ladle to a bubbling stand to measure, measure, and sample the slag; Introducing a slag oxidizing agent capable of raising the iron oxide content in the slag into the ladle and transferring the molten steel having increased oxygen concentration by the slag oxidizing agent addition to the RH degassing equipment for secondary refining .
구체적으로, 상기 슬래그의 염기도를 설정된 범위로 제어하는 단계에서, 상기 설정된 범위는 3.2~3.7일 수 있다.Specifically, in the step of controlling the basicity of the slag to a predetermined range, the set range may be 3.2 to 3.7.
상기 슬래그 산화제는 제강 공정 중 발생되는 폐부산물인 밀스케일일 수 있다.The slag oxidizing agent may be a mill scale, which is a waste by-product generated during a steelmaking process.
상기 슬래그 산화제를 투입하는 단계에서, 상기 슬래그 산화제는 상기 슬래그 양을 기준으로 8~11 중량%로 투입할 수 있다.In the step of adding the slag oxidizing agent, the slag oxidizing agent may be added in an amount of 8 to 11% by weight based on the slag amount.
상기 RH 탈가스 장비로 이송하는 단계 이후 RH 탈가스 공정을 통해 정련된 용강의 상단에 형성된 슬래그의 염기도는 1.5~2.0일 수 있다.
The basicity of the slag formed on the top of the refined molten steel through the RH degassing process after the step of transferring to the RH degassing equipment may be 1.5 to 2.0.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 전로 정련된 용강이 RH 탈가스 공정에 도착하기 전 용강 중 산소 농도를 높여줌으로써 RH 탈가스 공정에서 탈탄 효율을 향상시켜 극저탄소강 제조 시 RH 탈가스 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 공정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제강 공정 중 발생하는 폐부산물을 이용하여 용강 중 산소 농도를 높임으로써 폐자원을 유효 자원화할 수 있을 뿐 아니라, 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
As described above, the present invention improves the decarburization efficiency in the RH degassing process by increasing the oxygen concentration in the molten steel before the refined molten steel reaches the RH degassing process, thereby achieving the RH degassing process Can be shortened and the process efficiency can be improved. In addition, by increasing the oxygen concentration in the molten steel by using waste byproducts generated during the steelmaking process, the waste resources can be effectively used as well as the cost for the process can be reduced.
도 1은 본 발명과 관련된 RH 탈가스 장비를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 RH 탈가스 공정 도착 시 용강 내 산소농도와 RH 탈가스 공정 후 용강 내 탄소 농도의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법을 순서에 따라 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3의 방법을 순서에 따라 개략적으로 나타낸 그림이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 산화제 투입량에 따른 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram schematically showing an RH degassing apparatus related to the present invention.
2 is a graph showing the relationship between the oxygen concentration in the molten steel at the arrival of the RH degassing process and the carbon concentration in the molten steel after the RH degassing process according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of improving the decarburization efficiency of an ultra low carbon steel according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a diagram schematically illustrating the method of Figure 3 in order.
FIG. 5 is a graph showing changes in oxygen concentration according to the amount of slag oxidizer input according to an embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
일반적으로 극저탄소강은 자동차 강판 등에 사용되는 핵심소재로, 강 내 탄소 함량이 0.001중량% 미만인 극저 수준으로 제어되는 강종이다. 이와 같은 극저탄소강을 제조하기 위해서는 용강 내 탄소함량을 극저 수준으로 제어하기 위해 전로에서 1차 정련을 실시한 이후에 BS(Bubbling Stand) 공정을 거쳐 2차 정련을 위한 RH 탈가스 공정을 수행하게 된다.In general, ultra-low carbon steel is a key material used for automotive steel sheet and is a very low grade steel whose carbon content in steel is less than 0.001 wt%. In order to control the carbon content in the molten steel to a very low level, the first degassing process is carried out in the converter, followed by the BS (Bubbling Stand) process and the RH degassing process for the second refining, in order to produce such ultra-low carbon steel .
도 1은 본 발명과 관련된 RH 장비를 개략적으로 도시한 개념도이다. 1 is a conceptual diagram schematically showing a RH equipment related to the present invention.
RH 장비는 제강 공정 중 전로에서 1차 정련이 완료된 용강의 성분을 보다 미세하게 조정하기 위해, 용강을 수강한 래들 상부에 형성된 진공조 내에서 용강을 환류시키면서 용강 내 탈가스를 수행하는 장비이다.RH equipment is a device that performs degassing in molten steel while refining molten steel in a vacuum tank formed in the upper part of the ladle where molten steel is taken in order to finely adjust the components of the molten steel subjected to the first refining in the converter during the steelmaking process.
RH 탈가스 장치에서 진공조는 래들 상부에 위치하여 래들 내의 용강을 내부에서 환류하면서 탈가스를 수행하는 공간을 형성하는 것으로, 그 내부가 진공이며, 래들 내의 용강이 가스압 등에 의한 상승력을 받아 이동되면서 유입된다. 이처럼 진공조 내부로 유입된 용강은 진공조 내에서 진공 분위기에 노출시킴으로써 용강의 탈가스 및 탈탄 등을 수행한 후, 탈가스 된 용강을 다시 래들로 하강시키면서 용강 내 탈가스를 수행하는 장치이다.In the RH degassing apparatus, the vacuum tank is located in the upper part of the ladle and forms a space for performing degassing while refluxing the molten steel in the ladle. The molten steel in the ladle is moved under the upward force by the gas pressure, do. The molten steel introduced into the vacuum chamber is degassed and decarburized by exposing the molten steel to a vacuum atmosphere in a vacuum chamber, and then degassed molten steel is lowered to the ladle again to degas the molten steel.
일반적인 RH 장비는 도시된 바와 같이, 진공조(10), 상승관(11), 하강관(13)으로 구성된다. 극저탄소강을 제조하기 위해서 전로 정련된 용강을 수강한 래들(30)이 RH 장비에 도달하면, 상승관(11)과 하강관(13)이 래들(30) 내 용강(M)으로 침지된다. 동시에 진공 장치(미 도시됨)를 통해 진공조(10) 내부를 2torr 이하로 감압시킨다. 래들(30) 내 용강(M)은 가스 공급 장치(미 도시됨)를 통해 공급되는 불활성 기체와 대기와의 압력차에 의해 상승관(11)을 통해 진공조(10) 내부로 상승한다. 진공조(10) 내부로 상승된 용강(M)의 탕면에서 산소 취입 장치(미 도시됨)에 의해 취입되는 산소와 [C]+[O]→CO(g)의 반응을 통해 탈탄반응이 진행된다. 그 후, 용강(M)은 하강관(13)을 통해 래들(30)로 하강하고 연속적으로 환류되면서 진공조 내에서 탈가스가 수행된다. 도 2는 RH 탈가스 공정 도착 시 용강 내 산소농도와 RH 탈가스 공정 후 용강 내 탄소 농도의 관계를 나타낸 그래프로서, RH 탈가스 공정 도착 시점에 용강 내 산소 농도가 높을수록 RH 탈가스 공정 시 탈탄 효율이 향상되어 용강 내 탄소의 저감량이 증가되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 1, the general RH equipment comprises a
이와 같이 RH 탈가스 공정을 통하여 용강(M) 중 탄소를 극저 수준으로 제어하기 위해서는 용강(M) 내 일정 농도의 산소가 필요하다. 용강 내 일정 농도의 산소가 포함되어 있어야 RH 탈가스 공정 수행 시 용강 내 탄소(C)와 반응하여 일산화탄소(C)형태로 용강에서 탄소가 제거되기 때문이다. 따라서, 극저탄소강 제조 시에는 용강(M) 내 산소 농도를 일정 수준 확보하여 RH 탈가스 공정 시 탈탄이 원활히 수행될 수 있도록 하는 것이 필요하다.In order to control the carbon in the molten steel (M) to an extremely low level through the RH degassing process, a certain concentration of oxygen is required in the molten steel (M). The presence of oxygen at a certain concentration in the molten steel is due to the carbon being removed from the molten steel in the form of carbon monoxide (C) by reacting with the carbon (C) in the molten steel during the RH degassing process. Therefore, it is necessary to ensure a certain level of oxygen concentration in the molten steel (M) during the production of ultra-low carbon steel so that decarburization can be smoothly performed in the RH degassing step.
일반적으로 용강 중 산소 농도는 전로 취련 시 제어를 통해 제어한다. 따라서, RH 공정 전인 전로 공정 시 용강으로 산소를 과취(過吹)하는 방법을 사용하는데 이러한 전로에서의 산소 과취는 용강 온도를 상승시키고, 전로 내화물 수명을 단축시키는 등의 문제점을 발생시킨다.Generally, the oxygen concentration in the molten steel is controlled through the control of the converter. Therefore, oxygen is excessively blown into the molten steel during the pre-transfer step of the RH process. The oxygen scavenging in such a converter raises the molten steel temperature and shortens the life of the converter refractory.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법을 순서에 따라 도시한 순서도이며, 도 4는 이를 개략적으로 나타낸 그림으로서 도 3 내지 도 4를 참조하면, 먼저 극저탄소강 제조를 위하여 전로에서 1차 정련을 마친 용강을 래들로 출강한다(S10). 전로에서 1차 정련된 용강을 출강구를 통해 래들로 출강하는데, 이때 전로 내에 존재하던 용강 상단의 슬래그 역시 출강구를 통해 일부 유출되어 래들 내에 용강과 혼재하게 된다. FIG. 3 is a flow chart showing a method for improving the decarburization efficiency of an ultra-low carbon steel according to an embodiment of the present invention in order. FIG. 4 is a schematic view of the method. Referring to FIGS. 3 to 4, In order to manufacture the steel, molten steel having undergone the first refining in the converter is poured into the ladle (S10). At the same time, the slag at the upper end of the molten steel, which is present in the converter, also flows out through the ladle and mixed with the molten steel in the ladle.
본 발명에서는 이처럼 전로 출강 시 래들로 생석회를 투입하여 래들 내에 수강되는 슬래그의 염기도를 설정된 범위로 제어하게 된다(S20). 이때 전로 출강 시 래들 내로 생석회를 투입하여 래들로 유출된 슬래그의 염기도를 조절하게 되는데 슬래그의 염기도는 하기 관계식 1에 의하여 산출되며, 슬래그 염기도의 제어를 통해 용강 내 성분을 일부 제어할 수 있도록 한다.In the present invention, quicklime is injected into the ladle at the time of the transit running, thereby controlling the basicity of the slag taken in the ladle to a predetermined range (S20). At this time, the fresh lime is injected into the ladle at the time of transferring to control the basicity of the slag discharged to the ladle. The basicity of the slag is calculated by the following
관계식 1
일반적으로 제강 공정에서 슬래그 염기도는 상기 관계식 1과 같이 산출된다. 본 발명에서는 슬래그 염기도를 3.2~3.7의 범위로 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같은 범위로 제한을 하는 이유는 극저탄소강 제조 시 향후 후속 공정인 2차 정련(RH 탈가스 공정)을 수행하고 난 후 용강의 목표 염기도가 1.5~2.0 수준인데, 전로 정련 이후 슬래그 염기도는 후속 공정을 거치면서 계속하여 하락하게 되므로 RH 탈가스 공정 이후 정련 완료된 용강 내 슬래그 염기도가 1.5~2.0 수준을 유지하려면 전로 정련 이후 슬래그 염기도가 3.2~3.7의 범위로 제어되어야 하기 때문이다. 즉, RH 탈가스 공정 수행 완료 시점에서 래들 내 슬래그 염기도를 목표 수준으로 제어하기 위해서는 전로 정련 공정 시 슬래그 염기도를 3.2~3.7의 범위로 제어하는 것이 필요하기 때문이다.Generally, the slag basicity in the steelmaking process is calculated according to the above-described
본 발명에서 RH 탈가스 공정 완료 후 목표 슬래그 염기도가 1.5~2.0인 이유는 이 범위의 슬래그 염기도를 확보하여야 슬래그 내 알루미나(Al2O3) 흡수능이 높아 용강 내 알루미나 개재물을 슬래그에서 흡수할 수 있고 이 결과 용강의 청정도가 확보되고 결함이 최소화되기 때문이다.In the present invention, since the basic slag basicity after completion of the RH degassing process is 1.5 to 2.0, the slag basicity in this range must be secured to absorb alumina (Al 2 O 3 ) in the slag so that the alumina inclusions in the molten steel can be absorbed in the slag As a result, cleanliness of the molten steel is ensured and defects are minimized.
이처럼 슬래그 염기도가 제어된 래들을 BS(Bubbling stand) 공정으로 이송하되, 버블링은 실시하지 않고 측온, 측산 및 샘플링만을 실시한다(S30) BS에서 버블링을 실시하게 되면 버블링에 따른 용강 온도 하락을 피할 수 없으며, 이에 따른 공정 시간 증가로 인한 문제가 발생하기 때문에 본 발명에서는 BS로 이송하되 BS에 설치된 장비를 이용하여 측온, 측산 및 샘플링만을 실시하고 바로 후속 공정으로 이송한다.In this way, the ladle with controlled slag basicity is conveyed to the BS (Bubbling stand) process, but the bubbling is not performed but only the temperature measurement, the survey and the sampling are performed (S30) Therefore, according to the present invention, only the temperature measurement, the measurement and the sampling are performed using the equipment installed in the BS, but the process is directly transferred to the subsequent process.
BS(Bubbling Stand) 공정 후 래들에 수용된 용강 상단에는 전로에서 유출된 일정량의 슬래그가 용강 상단으로 부유하고, 이 슬래그는 대기에 노출되어 표층부가 응고한다. 이 슬래그에는 
이와 같이 BS에서 측온, 측산 및 샘플링이 완료된 후 래들 내의 용강 상단에 형성된 슬래그 내 산화철 성분을 상승시킬 수 있는 슬래그 산화제를 투입한다(S40). After the completion of the temperature measurement, the measurement and the sampling in the BS, the slag oxidizing agent capable of raising the iron oxide content in the slag formed at the upper end of the molten steel in the ladle is introduced (S40).
본 발명에서 BS(Bubbling Stand) 로 이송되는 래들 내 용강 상단에 형성된 슬래그의 염기도는 3.2~3.7로 제어된 상태로서, 이와 같은 슬래그 염기도 범위일 때 슬래그 내에 수용될 수 있는 T.Fe(Total Fe) 함량은 20중량% 이하 정도이다. 구체적으로 이를 설명하면, 본 발명에서 전로 정련 시 슬래그 염기도를 3.2~3.7의 범위로 제어하였으며 이때 슬래그 내에서 수용 가능한 산화철의 함량에는 한계가 있으며, 이때 산화철의 함량은 일반적으로 T.Fe 함량으로 나타내는데 본 발명에서 그 한계는 20중량% 정도가 되는 것이다. 따라서, 이 한계치 이상의 산화철이 슬래그 내로 유입되면 슬래그 내에서 모두 수용되지 못하고 해리되는 것이다.In the present invention, the basicity of slag formed at the upper end of the molten steel conveyed to the BS (Bubbling Stand) is controlled at 3.2 to 3.7, and T. Fe (Total Fe), which can be accommodated in the slag at the slag basicity range, The content is about 20% by weight or less. Specifically, in the present invention, slag basicity is controlled in the range of 3.2 to 3.7 at the time of the refining of the converter. At this time, the amount of iron oxide that can be accommodated in the slag is limited, and the content of iron oxide is generally represented by T.Fe content In the present invention, the limit is about 20% by weight. Therefore, when the iron oxide having the threshold value or more flows into the slag, it is not accommodated in the slag and is dissociated.
따라서, 본 발명에서 슬래그 염기도를 3.2~3.7의 범위로 제어 한 후 BS에서 측온, 측산 및 샘플링을 실시한 후 슬래그 산화제를 투입하여 슬래그 내 산화철 성분의 농도를 수용치 이상으로 올라가도록 하는 것이다. 이때 본 발명에서 사용되는 슬래그 산화제는 제강 공정 중 발생되는 폐부산물이며, 다량의 산화철 성분을 포함하는 밀스케일(Mill Scale)이다. 밀스케일은 압연 공정 등에서 슬라브 등의 표면 처리 과정에서 발생되는 산화층으로서 폐기물로 분류되는 부산물이다.Therefore, in the present invention, the slag basicity is controlled in the range of 3.2 to 3.7, and then the slag oxidizing agent is added to the slag during the sagging, sampling and sampling at the BS, so that the concentration of the iron oxide component in the slag is increased to the receiving level or more. At this time, the slag oxidizing agent used in the present invention is a by-product produced during the steelmaking process, and is a mill scale including a large amount of iron oxide components. Mill scale is an oxide layer generated during the surface treatment process of a slab or the like in a rolling process and is a by-product classified as a waste.
본 발명에서 슬래그 산화제로써 사용되는 밀스케일(Mill Scale)의 성분은 하기 표 1과 같다.The components of the Mill Scale used as the slag oxidizing agent in the present invention are shown in Table 1 below.
표 1과 같이, 밀스케일(Mill Scale)은 
관계식 2Relation 2
본 발명에서 전로에서 슬래그 염기도가 3.2~3.7로 제어하여도 RH 공정에 도착하면 슬래그 염기도가 2.0~2.4로 감소하게 된다. 이와 같이 슬래그 염기도가 감소하게 되면 슬래그 내 T.Fe 용해도가 감소하게 된다. 슬래그 내 T.Fe(total Fe)는 슬래그 내 FeO, Fe2O3, Fe3O4 등 산화철 내에 존재하는 총 Fe를 의미하며, 이는 곧 슬래그 내 산화철 성분의 양을 의미할 수 있다. 이와 같이 슬래그 염기도에 따른 슬래그 내 T.Fe 함량과 산소 함량의 관계는 하기 관계식 3 내지 관계식 5에 의거하여 설명한다.In the present invention, even when the slag basicity is controlled to 3.2 to 3.7 in the converter, the slag basicity is reduced to 2.0 to 2.4 upon arriving at the RH process. As the slag basicity decreases, the solubility of T.Fe in the slag decreases. Slag within T.Fe (total Fe) refers to the total Fe present in the iron oxide such as the slag within the FeO, Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, which can means the amount of iron oxide slag. The relationship between the T.Fe content and the oxygen content in the slag according to the basicity of the slag will be described based on the following relational formulas 3 to 5.
관계식 3Relation 3
관계식 3과 같이 슬래그 내 T.Fe(%T.Fe)는 산소농도(%O)와 관계식 2의 반응평형상수(K) 및 FeO의 활동도 계수(γ)에 의해 정의된다. T.Fe (% T.Fe) in the slag is defined by the oxygen concentration (% O), the reaction equilibrium constant (K) in Relation 2 and the activity coefficient (γ) of FeO,
관계식 4Relation 4
또한, 관계식 4와 같이 FeO의 활동도 계수(γ)와 염기도는 반비례 관계에 있으므로, 상기 관계식 3 내지 4에 의하여, 하기 관계식 5와 같이 슬래그 내 T.Fe는 산소농도(%O)와 염기도와 비례함을 알 수 있다. Since the activity coefficient (?) Of the FeO and the basicity are in inverse proportion to each other as shown by the relational expression 4, the relationship between the oxygen concentration (% O) and the basicity The proportion can be known.
관계식 5
이와 같이 관계식 5를 참조하면, 본 발명에서 전로 정련 시 슬래그 염기도를 3.2~3.7로 제어하여 RH 탈가스 공정까지 이송하는 동안 슬래그 염기도 수치가 2.0~2.4까지 감소하게 된다. 이와 같은 염기도의 감소에 따라 슬래그내 %T.Fe도 감소하게 된다. 이때 슬래그 내 %T.Fe가 감소된 상태이므로 슬래그 내에 함유될 수 있는 산소농도(%O)도 감소된 상태이다. 이와 같은 상태에서 본 발명과 같이 슬래그로 밀스케일을 투입하게 되면, 슬래그 내에 의해 증가된 FeO가 관계식 2와 같이 Fe와 O로 해리되어 용강 중으로 흡수되어 용강 중 산소농도가 향상되는 것이다.Referring to Equation (5), slag basicity value is reduced to 2.0 ~ 2.4 during transport to the RH degassing process by controlling the slag basicity to 3.2 ~ 3.7 during the refining of the slag in the present invention. As the basicity decreases, the% T.Fe in the slag also decreases. At this time, since the% T.Fe in the slag is decreased, the oxygen concentration (% O) that can be contained in the slag is also decreased. When the mill scale is introduced into the slag as in the present invention, the FeO increased by the slag is dissociated into Fe and O as shown in Equation 2 and absorbed into the molten steel to improve the oxygen concentration in the molten steel.
본 발명에서 슬래그 산화제로서 투입되는 밀스케일의 양은 래들 내 슬래그 양을 기준으로 하여 8~11중량% 일 수 있다. 만일 밀스케일이 8중량% 미만으로 첨가되면, 용강 중의 산소 농도 증가량이 미미하여 RH 공정에서 탈탄 속도의 향상 효과를 기대하기 어렵다. 또한, 밀스케일이 11중량%를 초과하여 투입되면, 용강 내 산소 농도가 필요 이상으로 증가하므로 RH 탈가스 이후 용강의 추가 탈산을 위한 알루미늄(Al)의 투입량이 증가하게 되므로, 탈산 후 용강 내 다량의 
이와같이 슬래그 탈산제 투입에 의해 용강 내 산소 농도가 높아진 용강을 2차 정련하기 위하여 RH 탈가스 장비로 이송한다(S50). RH 탈가스 공정에서는 하기 관계식 6에 의해 용강 내 탈탄 반응이 일어난다.In this way, molten steel having increased oxygen concentration in the molten steel by the addition of the slag deoxidizer is transferred to the RH degassing equipment for secondary refining (S50). In the RH degassing step, the decarburization reaction occurs in the molten steel according to the following relational expression (6).
관계식 6Relation 6
[C](용강 내)+[O](용강 내)→CO(gas↑)
[C] (in molten steel) + [O] (in molten steel) → CO (gas ↑)
구체적으로, 본 발명에서 슬래그 염기도 제어 후, 밀스케일(Mill Scale)을 투입하면 슬래그 내로 모두 흡수되지 못한 산화철이 해리되어 용강 내 산소 농도가 증가한다. 따라서 RH 공정에서 상기 관계식 3에 의해 용강의 탈탄이 활발히 이루어지면서 RH 탈탄 효율이 향상되는 것이다. Specifically, in the present invention, when the mill scale is introduced after controlling the slag basicity, the iron oxide which has not been absorbed into the slag is dissociated to increase the oxygen concentration in the molten steel. Therefore, in the RH process, the decarburization of the molten steel is actively performed according to the above-described relational expression 3, thereby improving the decarburization efficiency of the RH.
본 발명에서는 용강의 RH 탈가스 공정이 개시되기 이전에, 용강 중 포함된 탄소 함량을 측정할 수 있다. 이때 용강의 목표 탄소 함량은 0.003중량%로서, 측정된 탄소함량과 목표 탄소함량을 비교하여, 측정된 탄소함량이 기준함량 이하인 경우에는 RH 공정이 시작되고, 측정 탄소함량이 목표 탄소함량을 초과한 경우에는 용강(M)에 슬래그 산화제인 밀스케일을 추가로 공급하여 줄 수 있다.In the present invention, before the RH degassing process of molten steel is started, the contained carbon content in the molten steel can be measured. The target carbon content of the molten steel is 0.003 wt%, and the measured carbon content is compared with the target carbon content. If the measured carbon content is below the reference content, the RH process is started. If the measured carbon content exceeds the target carbon content The molten steel M can be supplied with a mill scale which is a slag oxidizing agent.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 산화제 투입량에 따른 산소 농도의 변화를 나타낸 그래프로서, 본 발명에서 BS 처리 이후, 슬래그 내로 투입된 밀스케일의 투입량이 늘어날수록 용강 내 산소농도가 증가함을 알 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 RH 탈가스 공정 전 용강 내 산소 함량의 증가는 RH 공정에서 용강의 탈탄 효율을 향상시켜 극저탄소강 제조 시 RH 탈가스 공정을 단시간에 수행할 수 있도록 한다.FIG. 5 is a graph showing changes in oxygen concentration according to the amount of slag oxidizer input according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, in the present invention, the oxygen concentration in the molten steel increases as the input amount of the mill scale injected into the slag increases after BS treatment. . As described above, the increase of the oxygen content in the steel for the RH degassing process improves the decarburization efficiency of the molten steel in the RH process, thereby enabling the RH degassing process to be performed in a short time in the production of ultra low carbon steel.
본 발명에서 RH 탈가스 장비로 이송하여 RH 탈가스 정련이 완료된 용강의 상단에 형성된 슬래그의 염기도는 1.5~2.0인 것이 바람직하다. RH 탈가스 정련 완료 후, 상기와 같은 슬래그 염기도를 유지할 때, 슬래그 내 알루미나(Al2O3) 흡수능이 높아 용강 내 알루미나 개재물을 슬래그에서 흡수할 수 있고 이 결과 용강의 청정도가 확보되고 결함이 최소화되기 때문이다.In the present invention, it is preferable that the basicity of the slag formed on the upper end of the molten steel subjected to the RH degassing refining by being transferred to the RH degassing equipment is 1.5 to 2.0. When the slag basicity is maintained after RH degassing and refining is completed, the alumina inclusions in the molten steel can be absorbed in the slag by the high absorption capacity of alumina (Al 2 O 3 ) in the slag, thereby ensuring the cleanliness of the molten steel and minimizing the defects .
이와 같이 본 발명은, 전로 정련된 용강이 RH 탈가스 공정에 도착하기 전 용강 중 산소 농도를 높여줌으로써 RH 탈가스 공정에서 탈탄 효율을 향상시켜 극저탄소강 제조시 RH 탈가스 공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있어 공정 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제강 공정 중 발생하는 폐부산물을 이용하여 용강 중 산소 농도를 높임으로써 폐자원을 유효 자원화할 수 있을 뿐 아니라, 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention improves the decarburization efficiency in the RH degassing process by increasing the oxygen concentration in the molten steel before the refined molten steel reaches the RH degassing process, thereby reducing the time required for the RH degassing process And the process efficiency can be improved. In addition, by increasing the oxygen concentration in the molten steel by using waste byproducts generated during the steelmaking process, the waste resources can be effectively used as well as the cost for the process can be reduced.
상기와 같은 저수소 용강 제조 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
The method of manufacturing a low-hydrogen steel as described above is not limited to the construction and the manner of operation of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
10 : 진공조 11 : 상승관
13 : 하강관 30 : 래들
M : 용강10: Vacuum tank 11: Ascent tube
13: Downcomer 30: Ladle
M: Molten steel
Claims (5)
상기에서 전로 출강 시 래들로 생석회를 투입하여 상기 래들 내에 수강되는 슬래그의 염기도를 설정된 범위로 제어하는 단계;
상기에서 슬래그 염기도가 제어된 래들을 BS(Bubbling stand)로 이송하여 측온, 측산 및 샘플링 하는 단계;
상기에서 측온, 측산 및 샘플링이 완료된 래들 내로 슬래그 내 산화철 성분을 상승시킬 수 있는 슬래그 산화제를 투입하는 단계; 및
상기에서 슬래그 산화제 투입에 의해 산소 농도가 증가된 용강을 2차 정련하기 위한 RH 탈가스 장비로 이송하는 단계;를 포함하고,
상기 슬래그의 염기도를 설정된 범위로 제어하는 단계에서,
상기 설정된 범위는 3.2~3.7인 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법.
Pouring molten refined steel into the ladle when producing ultra-low carbon steel;
Controlling the basicity of the slag taken in the ladle to a predetermined range by injecting quicklime into the ladle at the time of transit operation;
Transferring slabs whose slag basicity is controlled to a bubbling stand to measure, measure and sample;
Introducing slag oxidizing agent capable of raising the iron oxide content in the slag into the ladle where the temperature is measured, And
And transferring the molten steel having increased oxygen concentration by injecting the slag oxidizing agent to an RH degassing equipment for secondary refining,
In controlling the basicity of the slag to a predetermined range,
Wherein the set range is 3.2 to 3.7.
상기 슬래그 산화제는 제강 공정 중 발생되는 폐부산물인 밀스케일인 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the slag oxidizing agent is a mill scale which is a waste by-product generated during the steelmaking process.
상기 슬래그 산화제를 투입하는 단계에서,
상기 슬래그 산화제는 상기 슬래그 양을 기준으로 8~11중량%로 투입하는 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법.
The method according to claim 1,
In the step of injecting the slag oxidizing agent,
Wherein the slag oxidizing agent is added in an amount of 8 to 11% by weight based on the amount of the slag.
상기 RH 탈가스 장비로 이송하는 단계 이후 RH 탈가스 공정을 통해 정련된 용강의 상단에 형성된 슬래그의 염기도는 1.5~2.0인 극저탄소강 제조 시 RH 탈탄 효율 향상 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the basicity of the slag formed at the upper end of the refined molten steel through the RH degassing step after the step of transferring the slag to the RH degassing equipment is in the range of 1.5 to 2.0.
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