KR101412141B1

KR101412141B1 - 용강 제조 방법

Info

Publication number: KR101412141B1
Application number: KR1020130033884A
Authority: KR
Inventors: 이재협; 김해곤; 박근호
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-06-25

Abstract

본 발명에 따르면, 전로 출강된 용강이 래들에 투입되는 투입단계; 상기 용강의 이차정련을 위하여 환류식 진공 탈가스 설비(RH)로 상기 용강이 이송되는 이송단계; 상기 환류식 진공 탈가스 설비의 진공조 내부 압력이 기설정된 진공도로 조절되고, 상기 용강이 상기 래들 및 상기 진공조 내부에서 환류되는 환류단계; 및가탄제가 상기 진공조에 투입되어 상기 가탄제의 탄소와 상기 용강 내의 산소가 결합되도록 함으로써 일산화탄소를 발생시켜 상기 용강의 탈수소를 촉진하는 촉진단계를 포함하는 용강 제조 방법이 제공된다.

Description

용강 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING MOLTEN STEEL}

본 발명은 용강 제조 방법에 관한 것이다.

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. 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. 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.

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.

관련한 기술로는 대한민국 특허공개공보 제2005-0024968 호(2005.03.11 공개, 용강제조방법)가 있다.

본 발명의 실시예에 따라, RH 처리 방법을 개선하여 탈수소 속도를 향상시켜 용강에 함유된 최종 수소 농도를 저감하고, 용강 산소 저감을 통하여 합금철 투입량을 줄일 수 있는 용강 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전로 출강된 용강이 래들에 투입되는 투입단계; 상기 용강의 이차정련을 위하여 환류식 진공 탈가스 설비(RH)로 상기 용강이 이송되는 이송단계; 상기 환류식 진공 탈가스 설비의 진공조 내부 압력이 기설정된 진공도로 조절되고, 상기 용강이 상기 래들 및 상기 진공조 내부에서 환류되는 환류단계; 및

가탄제가 상기 진공조에 투입되어 상기 가탄제의 탄소와 상기 용강 내의 산소가 결합되도록 함으로써 일산화탄소를 발생시켜 상기 용강의 탈수소를 촉진하는 촉진단계를 포함하는 용강 제조 방법이 제공된다.

상기 촉진단계 이후에 합금철이 투입되는 합금단계를 더 포함할 수 있다.

상기 합금철은 상기 진공조에 투입될 수 있다.

투입되는 상기 가탄제의 양은 0.2~0.3kg/ton-steel일 수 있다.

상기 합금단계는 2torr 이하로 10분 동안 진행될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 용강 제조 방법을 이용하여 RH 처리 방법을 개선하여 탈수소 속도를 향상시켜 용강에 함유된 최종 수소 농도를 저감하고, 용강 산소 저감을 통하여 합금철 투입량을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법의 용강이 래들에 투입되는 공정을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법의 용강이 이차정련을 위해 RH 이송된 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법의 공정도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 용강 제조 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법의 용강이 래들에 투입되는 공정을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법의 용강이 이차정련을 위해 RH 이송된 도면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법의 공정도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법은 투입단계, 이송단계, 환류단계, 및 촉진단계를 포함한다.

투입단계는 전로(C) 출강된 용강을 이송을 위한 래들(L)에 투입하는 것이다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 전로(C)에서 공정을 마친 용강을 래들(L)에 부어 투입한다.

일반적으로 전로(C) 출강된 용강이 래들(L)에 투입시 합금철을 투입하나, 본 발명에 따른 실시예에서는 합금철의 투입이 이차정련공정 후에 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이송단계는 전로(C) 출강된 용강을 이차정련을 위하여 환류식 진공 탈가스 설비(RH)로 이송하는 것이다.

용강을 수용하고 환류식 진공 탈가스 설비(RH)로 이송된 래들(L)의 상부에 환류식 진공 탈가스 설비(RH)의 진공조(V)가 배치하게 된다.

환류식 진공 탈가스 설비(RH)의 진공조(V) 내부의 압력은 기설정된 진공도로 조절된다.

이때, 진공조(V) 내부의 압력은 진공조(V) 하부에 배치된 래들(L)에 수용된 용강을 이동시킬 정도로 충분히 낮게 설정될 수 있다.

환류식 진공 탈가스 설비(RH)는 진공조(V) 하부에 래들(L)로부터 용강이 상승할 수 있는 상승관 및 진공조(V)로부터 용강이 하강할 수 있는 하강관을 포함할 수 있다.

이때, 상승관의 일측에는 환류가스를 취입할 수 있는 노즐이 형성될 수 있고, 노즐을 통하여 환류가스가 유입되어 상승관을 통해 진공조(V) 내로 용강의 유입을 돕게 된다.

이 경우, 환류가스는 아르곤 가스일 수 있다.

상부에 놓인 진공조(V) 내부의 압력이 하부에 놓인 래들(L) 내부의 압력보다 상대적으로 낮아 하부에 놓인 래들(L)에 수용된 용강은 상부에 놓인 진공조(V)로 이동되고, 다시 래들(L)로 하강하게 되며, 결국 용강은 진공조(V)와 래들(L) 내부에서 환류될 수 있다.

또한, 진공조(V)의 상부에는 분사가스를 진공조(V) 내부로 취입할 수 있는 랜스가 설치될 수 있다.

랜스는 진공조(V) 내부로 분사가스를 분사하여 용강의 반응 표면적을 넓혀 탈가스 진행을 도울 수 있다.

환류식 진공 탈가스 설비(RH)로 이송된 용강은 환류공정을 통하여 환류식 진공 탈가스 설비(RH)의 진공조(V)와 래들(L) 내부에서 환류되고, 이때 진공조(V)에 가탄제가 투입된다.

촉진단계는 용강이 환류되는 동안 진공조(V)에 가탄제를 투입하여 가탄제의 탄소와 용강 내의 산소가 결합되어 일산화탄소를 발생시켜 용강의 탈수소를 촉진하는 것이다.

환류식 진공 탈가스 설비(RH)에서, 래들(L)과 진공조(V)를 환류하며 탈수소가 진행하게 되는데, 이때 가탄제의 탄소와 용강 내 산소가 반응하여 일산화탄소 생성 반응이 진행되면서, 용강 내 탈수소 반응도 더욱 빨라지게 된다.

즉, 용강 내 일산화탄소를 발생시킴으로써, 용강 내 탈수소를 촉진할 수 있게 된다.

이 경우 투입되는 가탄제의 양은 0.2~0.3kg/ton-steel일 수 있으며, 이를 2torr 이하 압력에서 5분이내로 투입할 수 있다.

가탄제를 투입하여 용강 내 산소를 반응시켜 제거함으로써, 용강의 산소 농도 또한 저감되어, 탈산제의 투입량을 저감시키는 효과도 존재한다.

용강 내 투입되는 탈산제의 양을 줄임으로써, 결국 원가 절감의 효과를 볼 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 제조 방법은 촉진단계 이후 진공조(V)에 합금철을 투입하는 합금단계를 더 포함할 수 있다.

합금철의 투입이 전로(C)에서 출강 후 바로 이루어지지 않고, 가탄제를 투입하여 탈수소 공정 이후에 진행되게 함으로써, 탈수소 공정 중 용강내 산소가 소비되어, 탈산을 위한 합금철 투입량도 저감되는 효과가 있다.

합금단계는 2torr 이하에서 10분동안 진행될 수 있다.

합금단계의 합금철은 알루미늄(Al)일 수 있다.

이때, 알루미늄과 산소의 반응은 아래와 같다.

4Al + 3O₂ -> Al₂O₃

이때, 합금철은 진공조(V)에 투입시 일산화탄소 생성반응은 일어나지 않는다.

아래 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 환류식 진공 탈가스 설비(RH)에서 2torr 이하의 압력으로 15분동안 처리한 용강 내 수소 농도를 기존 값과 비교한 것이다.

차 수	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	평균
기 존	2.3	1.8	2.4	2	2.1	2.3	2.2	1.9	2.5	2.4	2.2
개 선	1.7	1.6	1.8	2.1	1.9	2	1.8	1.9	1.7	1.8	1.8

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 용강 제조 방법에 따른 환류식 진공 탈가스 공정에서 탈수소 능력이 향상되어 최종 용강 내 수소 농도가 저감되며, 용강 내 산소 저감을 통하여 탈산을 위한 합금철의 투입량도 저감되어 원가 절감의 효과도 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

RH: 환류식 진공 탈가스 설비
C: 전로
L: 래들
V: 진공조

Claims

전로 출강된 용강이 래들에 투입되는 투입단계;
상기 용강의 이차정련을 위하여 환류식 진공 탈가스 설비(RH)로 상기 용강이 이송되는 이송단계;
상기 환류식 진공 탈가스 설비의 진공조 내부 압력이 기설정된 진공도로 조절되고, 상기 용강이 상기 래들 및 상기 진공조 내부에서 환류되는 환류단계; 및
가탄제가 상기 진공조에 투입되어 상기 가탄제의 탄소와 상기 용강 내의 산소가 결합되도록 함으로써 일산화탄소를 발생시켜 상기 용강의 탈수소 및 탈산을 촉진하는 촉진단계를 포함하고,
상기 촉진단계 이후에 합금철이 상기 진공조에 투입되는 합금단계를 더 포함하는 용강 제조 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
투입되는 상기 가탄제의 양은 0.2~0.3kg/ton-steel인 것을 특징으로 하는 용강 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 합금단계는 2torr 이하로 10분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 용강 제조 방법.