KR101441302B1 - Stainless steel and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 개재물의 형성을 방지하여 표면 결함을 감소시킬 수 있는 스테인레스 강의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 스테인레스 강의 제조 방법은, 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 상기 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계; 상기 용강 내에 실리콘을 포함하는 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하는 탈산 단계; 상기 용강에 불활성 가스를 주입하여 교반하여 성분조정하여 최종 용강을 형성하는 성분조정단계; 및 상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계;를 포함한다.The present invention provides a method of manufacturing stainless steel capable of preventing the formation of inclusions and reducing surface defects. A method of manufacturing stainless steel according to an embodiment of the present invention includes: a decarburization step of injecting a mixed gas into molten steel to remove carbon from the molten steel; A deoxidation step of injecting a deoxidizing agent containing silicon into the molten steel to remove oxygen from the molten steel; A component adjusting step of injecting an inert gas into the molten steel and stirring the molten steel to form a final molten steel; And a tapping step of tapping the final molten steel.
Description
본 발명의 기술적 사상은 철강에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스테인레스 강 및 그 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a steel, and more particularly, to a stainless steel and a manufacturing method thereof.
고로에서 생산된 용선(쇳물)은 탄소(C) 함유량이 높고, 인(P)이나 황(S)과 같은 불순물이 포함되어 있어 부스러지기 쉽다. 이러한 쇳물을 강인한 강(鋼)으로 만들려면 탄소의 양을 줄이고 불순물을 제거하는 과정이 필요하며, 이러한 공정을 제강공정이라고 지칭한다. Charcoal produced in the blast furnace is high in carbon (C) content and contains impurities such as phosphorus (P) and sulfur (S). In order to make such a tough steel, it is necessary to reduce the amount of carbon and remove impurities. This process is referred to as a steelmaking process.
상기 제강공정을 통하여 제조된 철강 제품은 표면 결함을 유발하는 개재물을 포함할 수 있다. 이러한 개재물은 제강 공정에서의 정련과정 중에 주로 발생하며, 최종 스테인레스 강 제품의 품질 향상을 위해서는 상기 개재물을 제거할 필요가 있다.The steel product manufactured through the steelmaking process may include inclusions that cause surface defects. These inclusions are mainly generated during the refining process in the steelmaking process, and it is necessary to remove the inclusions in order to improve the quality of the final stainless steel product.
상기 개재물은 산화력이 강한 원소가 산소와 결합한 금속 산화물로서, 제강공정에서 탈산재 또는 합금철로 투입되는 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 산화물로 이루어진다. 특히, 알루미늄(Al)의 산화물인 Al2O3와 티타늄(Ti)의 산화물인 TiO2는 고융점 개재물로서, 용강 중에서 고상으로 존재하며 최종 스테인레스 강 제품에 표면 결함을 일으키는 주요인이 되는 것으로 알려져 있다. 특히, Al2O3는 MgO와 결합하여 Al2MgO3의 스피넬 구조를 가진 개재물을 형성하며, 상기 스피넬 개재물은 융점이 2000℃가 넘는 고융점을 가지고 강도가 높다. 상기 스피넬 개재물이 최종 스테인레스 강에 존재하는 경우에는, 압연시 상기 최종 스테인레스 강 표면에 결함을 발생시킬 수 있고, 최종 스테인레스 강의 두께가 얇아질수록 표면 결함의 정도가 심해진다. 따라서, 상기 스피넬 구조의 생성을 방지하여야 하고, 이를 위하여 용강 내에서 알루미늄과 티타늄의 함량을 제어할 필요가 있다.The inclusions are metal oxides in which an element having a strong oxidizing property is bonded to oxygen and are made of oxides such as silicon (Si), aluminum (Al), and titanium (Ti), which are introduced into a deoxidizing material or an alloy steel in a steelmaking process. In particular, it is known that Al 2 O 3 , which is an oxide of aluminum (Al) and TiO 2, which is an oxide of titanium (Ti), are high-melting inclusions and exist in solid phase in molten steel and are the main cause of surface defects in the final stainless steel product . In particular, Al 2 O 3 bonds with MgO to form inclusions having a spinel structure of Al 2 MgO 3 , and the spinel inclusions have a high melting point with a melting point exceeding 2000 ° C. and high strength. When the spinel inclusions are present in the final stainless steel, defects can be generated on the surface of the final stainless steel upon rolling, and the degree of surface defects becomes worse as the thickness of the final stainless steel becomes thinner. Therefore, it is necessary to prevent the formation of the spinel structure and to control the content of aluminum and titanium in the molten steel.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 금속간 화합물과 같은 개재물의 형성을 방지하여 표면 결함을 감소시킬 수 있는 스테인레스 강의 제조 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the technical idea of the present invention is to provide a method of manufacturing stainless steel which can prevent formation of inclusions such as intermetallic compounds and reduce surface defects.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 제조 방법으로 제조된 스테인레스 강을 제공하는 것이다.Another technical problem to be solved by the technical idea of the present invention is to provide a stainless steel manufactured by the manufacturing method.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are illustrative, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 스테인레스 강의 제조 방법은, 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 상기 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계; 상기 용강 내에 실리콘을 포함하는 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하는 탈산 단계; 상기 용강에 불활성 가스를 주입하여 교반하여 성분조정하여 최종 용강을 형성하는 성분조정단계; 및 상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing stainless steel, comprising: a decarburization step of injecting a mixed gas into molten steel to remove carbon from the molten steel; A deoxidation step of injecting a deoxidizing agent containing silicon into the molten steel to remove oxygen from the molten steel; A component adjusting step of injecting an inert gas into the molten steel and stirring the molten steel to form a final molten steel; And a tapping step of tapping the final molten steel.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈탄 단계를 수행한 후의 상기 용강에 포함되는 탄소의 양은 0.04 wt% 내지 0.06 wt% 범위일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the amount of carbon contained in the molten steel after performing the decarburization step may range from 0.04 wt% to 0.06 wt%.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈탄 단계는, 상기 용강에 형석(CaF2)을 주입하여 상기 용강 내에 포함된 황을 제거하는 탈황 단계를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the decarburization step may include a desulfurization step of removing sulfur contained in the molten steel by injecting fluorite (CaF 2 ) into the molten steel.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 혼합 가스는, 산소와 아르곤의 혼합 가스, 산소와 질소의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스를 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the mixed gas may include a mixed gas of oxygen and argon, a mixed gas of oxygen and nitrogen, or a mixed gas of oxygen, nitrogen, and argon.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈탄 단계는, 진공탈탄단계을 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the decarburization step may further include a vacuum decarburization step.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈산 단계에서, 상기 실리콘은, 예를 들어 0.50 wt% 내지 0.60 wt% 범위의 종점 목표를 가지도록 투입할 수 있다.In some embodiments of the present invention, in the deoxidation step, the silicon may be introduced to have an endpoint target in the range of, for example, 0.50 wt% to 0.60 wt%.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 탈산제는 알루미늄이 배제될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the deoxidizer may exclude aluminum.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 성분조정단계에서는, 상기 불활성 가스 주입이 15분 내지 25분 범위로 수행될 수 있다.In some embodiments of the present invention, in the component adjustment step, the inert gas injection may be performed in a range of 15 minutes to 25 minutes.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 성분조정단계에서는, 상기 용강에 티타늄을 0.25 wt% 내지 0.30 wt% 범위를 종점 목표로 투입할 수 있다.In some embodiments of the present invention, in the component adjustment step, titanium may be added to the molten steel in a range of 0.25 wt% to 0.30 wt% as an end point target.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 최종 용강은, 0.04 wt% 내지 0.06 wt% 범위의 탄소(C), 17.1 wt% 내지 17.7 wt% 범위의 크롬(Cr), 9.1 wt% 내지 9.5 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.4 wt% 내지 0.7 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.3 wt% 내지 0.6 wt% 범위의 티타늄(Ti), 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the final molten steel comprises carbon (C) ranging from 0.04 wt% to 0.06 wt%, chromium (Cr) ranging from 17.1 wt% to 17.7 wt%, 9.1 wt% to 9.5 wt% (Ni), silicon (Si) in the range of 0.4 wt% to 0.7 wt%, titanium (Ti) in the range of 0.3 wt% to 0.6 wt%, and the remainder may include iron (Fe) and other unavoidable impurities have.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 최종 용강을 연속 주조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, continuous casting of the final molten steel may be further included.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 스테인레스 강은 상술한 방법을 이용하여 제조한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stainless steel according to the present invention.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 스테인레스 강은, 0.04 wt% 내지 0.06 wt% 범위의 탄소(C), 17.1 wt% 내지 17.7 wt% 범위의 크롬(Cr), 9.1 wt% 내지 9.5 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.4 wt% 내지 0.7 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.3 wt% 내지 0.6 wt% 범위의 티타늄(Ti), 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the stainless steel comprises carbon (C) in the range of 0.04 wt% to 0.06 wt%, chromium (Cr) in the range of 17.1 wt% to 17.7 wt%, 9.1 wt% to 9.5 wt% (Ni), silicon (Si) in the range of 0.4 wt% to 0.7 wt%, titanium (Ti) in the range of 0.3 wt% to 0.6 wt%, and the remainder may include iron (Fe) and other unavoidable impurities have.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 스테인레스 강은, 알루미늄 금속간 화합물 또는 알루미늄 스피넬 화합물이 배제될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the stainless steel may exclude an aluminum intermetallic compound or an aluminum spinel compound.
본 발명의 기술적 사상에 따른 스테인레스 강의 제조 방법은, 실리콘을 포함하고, 알루미늄을 배제한 탈산제를 이용하여 용강의 탄소를 제거한다. 이에 따라, 스테인레스 강은 그 표면에 알루미늄을 포함하는 금속간 화합물과 같은 개재물의 형성을 방지하여 표면 결함을 감소시킬 수 있다.The manufacturing method of stainless steel according to the technical idea of the present invention removes carbon of molten steel by using a deoxidizing agent containing silicon and excluding aluminum. Accordingly, stainless steel can prevent the formation of inclusions such as intermetallic compounds containing aluminum on its surface, thereby reducing surface defects.
이에 따라. 본 발명의 기술적 사상에 따른 스테인레스 강의 제조 방법에 의하여 형성된 스테인레스 강은 표면 결함을 감소됨으로서 고온에서의 내식성이 더 우수한 특성을 가지며, 항공기 배기관, 화학 설비, 보일러 덮개, 열교환기, 보일러용 파이프, 신축 이음재(Expansion joint) 등과 같이 용접 또는 조립한 후 열처리가 불가능한 설비나 부품 등의 특수한 용도에 사용될 수 있다.Accordingly. Stainless steel formed by the manufacturing method of stainless steel according to the technical idea of the present invention has characteristics of superior corrosion resistance at high temperature by reducing surface defects and is excellent in the characteristics of the exhaust pipe for an aircraft such as an exhaust pipe for a chemical plant, a boiler cover, a heat exchanger, It can be used for special applications such as expansion joints and other equipment or parts that can not be heat treated after welding or assembly.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above are exemplarily described, and the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스테인레스 강의 제조 방법을 도시하는 블록도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인레스 강의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인레스 강에 형성된 개재물과 비교예의 스테인레스 강에 형성된 개재물을 성분 분석한 그래프이다.1 and 2 are block diagrams illustrating a method of manufacturing stainless steel according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing stainless steel (S100) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing the compositional analysis of inclusions formed on stainless steel according to an embodiment of the present invention and inclusions formed on stainless steel of a comparative example.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. 본 명세서에서, "wt%"의 기재는 전체 용강에 대한 중량비를 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. The scope of technical thought is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. The same reference numerals denote the same elements at all times. Further, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing depicted in the accompanying drawings. In the present specification, the term "wt%" means the weight ratio to the total molten steel.
스테인레스 강은 제강 공정을 통하여 제조될 수 있다. 상기 제강 공정은, 용선예비처리공정, 전로제강공정, 2차정련공정의 세가지 공정을 포함할 수 있다. 상기 용선예비처리공정은 용선에 포함된 불순물인 인과 유황 성분을 제거하는 공정이다. 상기 전로제강공정은 전기로에 용선을 장입한 후 고압 및 고순도의 산소 가스를 불어넣어 용선 내의 탄소를 산화시켜 제거하고, 불순물을 제거하는 공정이며, 철강 제품의 기본적인 품질을 결정하는 공정이다. 상기 2차정련은 최종제품 품질, 예를 들어 성분, 재질 등을 요구조건에 맞게 제어하는 공정이다.Stainless steel can be manufactured through a steelmaking process. The steelmaking process may include three processes, a preliminary ironing process, a steelmaking process, and a secondary refining process. The molten iron pretreatment step is a step of removing phosphorus and sulfur components which are impurities contained in the molten iron. The conversion steelmaking process is a process of charging a charcoal line into an electric furnace and then blowing oxygen gas of high pressure and high purity to oxidize and remove carbon in the charcoal line to remove impurities and determine the basic quality of a steel product. The secondary refining is a process for controlling final product quality, for example, components, materials, etc., according to requirements.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스테인레스 강의 제조 방법을 도시하는 블록도들이다.1 and 2 are block diagrams illustrating a method of manufacturing stainless steel according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 스테인레스 강의 제조 방법은 정련단계(AOD, Argon Oxygen Decarburization), 성분조정단계(LT, Ladle Treatment), 및 연속주조단계(C/C, Continuous Casting)를 통하여 이루어 질 수 있다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing stainless steel may be performed through AOD, Argon Oxygen Decarburization, Ladle Treatment, and Continuous Casting (C / C).
상기 정련단계는 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄과 슬래그의 제조를 이용한 탈황(Desulfurization) 및/또는 탈산(Deoxidation)이 이루어 질 수 있다. 상기 성분조정단계에서는 상기 용강을 교반하여 성분조정을 수행한다. 상기 연속주조단계에서는 상기 용강을 연속 주조하여 빌렛, 슬라브 등의 제품을 제조한다.The refining step may include desulfurization and / or deoxidation using decarburization to remove carbon from the molten steel and slag production. In the component adjustment step, the molten steel is stirred to perform component adjustment. In the continuous casting step, the molten steel is continuously cast to produce products such as billets and slabs.
도 2를 참조하면, 스테인레스 강의 제조 방법은 정련단계(AOD), 진공탈탄단계(VOD, Vaccum Oxygen Decarburizatin), 성분조정단계(LT), 및 연속주조단계(C/C)를 통하여 이루어 질 수 있다.Referring to FIG. 2, a method for manufacturing stainless steel may be performed through a refining step (AOD), a vacuum decarburization step (VOD), a component adjusting step (LT), and a continuous casting step (C / C) .
상기 진공탈탄 공정은 크롬 고함량 용강의 진공 탈탄법이다. 상기 진공탈탄 공정에서는 예비적으로 탈탄 처리된 용강을 사용한다. 상기 진공탈탄 공정에서는, 진공 용기 내에 레이들을 넣고 레이들 바닥에 설치한 다공질 플러그를 통해 아르곤(Ar) 가스 또는 질소 가스를 취입하여 용강을 교반하면서 상부에 설치한 랜스로부터 산소를 취입하여 탈탄처리를 한다.The vacuum decarburization process is a vacuum decarburization method for a high-chrome molten steel. In the vacuum decarburization step, molten steel which is decarbonized preliminarily is used. In the vacuum decarburization process, lasers are placed in a vacuum container, argon (Ar) gas or nitrogen gas is blown through a porous plug provided on the bottom of the ladle, and oxygen is blown from the lance provided on the upper side while molten steel is stirred. do.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인레스 강의 제조 방법(S100)을 도시하는 흐름도이다. 도 3을 참조하여 설명된 제조 공정 단계들의 순서는 예시적이며, 다른 순서로 수행되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing stainless steel (S100) according to an embodiment of the present invention. The sequence of the manufacturing process steps described with reference to Fig. 3 is illustrative, and the case of being performed in a different order is also included in the technical idea of the present invention.
도 3을 참조하면, 스테인레스 강의 제조 방법(S100)은, 용강 내에 혼합 가스를 주입하여, 상기 용강으로부터 탄소를 제거하는 탈탄 단계(S110), 상기 용강 내에 실리콘을 포함하는 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하는 탈산 단계(S120), 상기 용강에 불활성 가스를 주입하여 교반하여 성분조정하여 최종 용강을 형성하는 성분조정단계(S130), 및 상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계(S140)를 포함한다. 또한, 스테인레스 강의 제조 방법(S100)은, 출강된 상기 최종 용강을 연속 주조하는 단계(S150)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a method of manufacturing stainless steel (S100) includes a decarburization step (S110) of injecting a mixed gas into molten steel to remove carbon from the molten steel, a deoxidizing agent containing silicon in the molten steel, (S130) of injecting an inert gas into the molten steel to adjust the components thereof by stirring to form final molten steel (S130), and a step of laminating the molten steel (S140) . Further, the manufacturing method (S100) of stainless steel may further include a step (S150) of continuously casting the finished molten steel.
상기 탈탄 단계(S110)는, 퍼니스 내에 수용된 용강에 혼합 가스를 주입하여 상기 용강으로부터 탄소를 제거한다. In the decarburization step (S110), a mixed gas is injected into the molten steel accommodated in the furnace to remove carbon from the molten steel.
상기 혼합 가스는, 예를 들어 산소와 불활성 가스의 혼합 가스일 수 있고, 예를 들어 산소와 아르곤의 혼합 가스, 산소와 질소의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스를 포함할 수 있다.The mixed gas may be, for example, a mixed gas of oxygen and inert gas, and may include, for example, a mixed gas of oxygen and argon, a mixed gas of oxygen and nitrogen, or a mixed gas of oxygen, nitrogen and argon .
이러한 혼합 가스에 의하여 상기 용강 내에서 탄소가 산소와 결합하여 산화되어 일산화 탄소 또는 이산화 탄소와 같은 반응 가스를 발생시켜, 상기 용강이 탈탄될 수 있다. 예를 들어, 상기 용강 내에 산소가 공급되면, 상기 용강 내에 포함된 크롬(Cr)이 먼저 산화되면서 탈탄 반응이 진행될 수 있다. 또한, 상기 혼합 가스 주입에 따라서, 상기 용강이 교반될 수 있다.By such a mixed gas, carbon bonds with oxygen in the molten steel and is oxidized to generate a reaction gas such as carbon monoxide or carbon dioxide, whereby the molten steel can be decarburized. For example, when oxygen is supplied into the molten steel, chromium (Cr) contained in the molten steel may be firstly oxidized and the decarburization reaction may proceed. Further, according to the mixed gas injection, the molten steel can be stirred.
상기 탈탄 단계(S110)에 의하여, 용강(190) 내에 포함되는 탄소의 양은, 예를 들어 약 0.04 wt% 내지 약 0.06 wt% 범위일 수 있다.By the decarburization step (S110), the amount of carbon contained in molten steel 190 may range, for example, from about 0.04 wt% to about 0.06 wt%.
상기 탈탄 단계(S110)는 상기 용강에 형석(CaF2)을 주입하여 상기 용강 내에 포함된 황을 제거하는 탈황 단계를 포함할 수 있다. 상기 형석비는 약 20%일 수 있다. The decarburization step (S110) may include a desulfurization step of injecting fluorite (CaF 2 ) into the molten steel to remove sulfur contained in the molten steel. The fluorite ratio may be about 20%.
상기 탈탄 단계(S110)는 도 1을 참조하여 상술한 정련단계(AOD)를 포함하도록 구성되거나, 또는 도 2를 참조하여 상술한 정련단계(AOD) 및 진공탈탄단계(VOD)를 포함하도록 구성될 수 있다.The decarburization step (S110) may be configured to include the scouring step (AOD) described above with reference to FIG. 1, or may be configured to include the scouring step (AOD) and vacuum decarburization step (VOD) .
상기 탈산 단계(S120)는 상기 용강 내에 실리콘을 포함하는 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거한다. 상기 탈산 단계(S130)의 탈산 공정을 통하여, 최종 용강 및 상기 최종 용강에 의한 최종 스테인레스 강은 산화에 의하여 형성되는 개재물의 형성을 방지하거나 최소화할 수 있다.In the deoxidation step (S120), oxygen is removed from the molten steel by injecting deoxidizing agent containing silicon into the molten steel. Through the deoxidation step of the deoxidation step (S130), the final stainless steel by the final molten steel and the final molten steel can prevent or minimize the formation of inclusions formed by oxidation.
상기 탈산제는 실리콘을 포함할 수 있다. 특히, 상기 탈산제는 알루미늄이 배제될 수 있다. 상기 탈산제에 의하여 상기 용강의 성분이 조정될 수 있으므로, 상기 탈산제의 함량은 적절하게 조정되어야 한다. 상기 실리콘은, 예를 들어 0.50 wt% 내지 0.60 wt% 범위의 종점 목표를 가지도록 투입할 수 있다. 상기 실리콘은, 예를 들어 0.55 wt%의 종점 목표를 가지도록 투입할 수 있다.The deoxidizer may comprise silicon. Particularly, the deoxidizer can be excluded from aluminum. Since the component of the molten steel can be adjusted by the deoxidizer, the content of the deoxidizer should be appropriately adjusted. The silicon can be deposited to have an endpoint target ranging, for example, from 0.50 wt% to 0.60 wt%. The silicon can be deposited to have an endpoint target of, for example, 0.55 wt%.
본 발명의 기술적 특징은 탈산제로서 알루미늄을 사용하지 않는 것이며, 알루미늄을 탈산제로서 사용하지 않음에 따라 야기될 수 있는 불충분한 탈산을 방지하기 위하여, 실리콘 종점 목표를 종래의 0.5%에서 상향하여 조정한다.The technical feature of the present invention is that aluminum is not used as a deoxidizer and the silicon endpoint target is adjusted upward from the conventional 0.5% in order to prevent insufficient deoxidation which may be caused by not using aluminum as a deoxidizer.
상기 성분조정단계(S130)는 상기 용강에 불활성 가스를 주입하여 교반하여 성분조정하여 최종 용강을 형성한다. 상기 용강 내에서 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)와 같은 불활성 가스를 주입하면, 상기 가스에 의하여 거품이 형성되어 상승하고, 이러한 위치 에너지 차이에 의하여 상기 용강이 하향하여 순환된다. 이러한 용강의 순환에 의하여, 용강 내에 형성된 개재물이 용강의 표면으로 부상될 수 있고, 상기 개재물은 용강 표면에 형성되는 슬래그 내에 용해되어 제거될 수 있다. 즉, 이러한 개재물의 제거는 상기 용강 내에서 개재물이 부상하여 표면으로 이동하고, 상기 개재물이 용강과 슬래그 계면으로 이동하고, 상기 개재물이 슬래그 내로 용해되어 수행된다.In the component adjusting step (S130), an inert gas is injected into the molten steel and stirred to form a final molten steel. When an inert gas such as argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) is injected into the molten steel, bubbles are formed by the gas and rise. The molten steel is circulated downward by the difference in potential energy. By the circulation of the molten steel, the inclusions formed in the molten steel can float to the surface of the molten steel, and the inclusions can be dissolved and removed in the slag formed on the molten steel surface. That is, removal of such inclusions is performed by moving the inclusions in the molten steel to the surface, moving the inclusions to the molten steel and slag interface, and dissolving the inclusions into the slag.
상기 성분조정단계(S130)는 최종 스테인레스 강을 형성하기 위하여 상기 용강 내에 합금 원소를 투입할 수 있다. 상기 합금 원소를 포함하는 철계 합금을 상기 용강에 투입하여 수행될 수 있다. 이러한 합금 원소의 투입에 의하여 상기 용강의 성분이 조정될 수 있다.In the component adjusting step (S130), the alloy element may be introduced into the molten steel to form the final stainless steel. And then charging the molten steel with an iron-based alloy containing the alloying element. The composition of the molten steel can be adjusted by the injection of such an alloying element.
상기 성분조정단계(S130)에서, 알루미늄은 상기 용강 내에 투입되지 않을 수 있다. 종래에는, 상기 용강에 알루미늄을 0.045 wt%를 종점 목표로 투입한다. 또한, 종래에는, 상기 용강에 티타늄을 0.35 wt%를 종점 목표로 투입한 반면, 본 발명은 상기 용강에 티타늄을 0.25 wt% 내지 0.30 wt% 범위를 종점 목표로 투입한다. 예를 들어, 상기 용강에 티타늄을 0.27 wt%를 종점 목표로 투입할 수 있다.In the component adjusting step (S130), aluminum may not be injected into the molten steel. Conventionally, 0.045 wt% of aluminum is charged into the molten steel as the end point target. In addition, conventionally, 0.35 wt% of titanium is charged to the molten steel as an end point target, while the present invention injects titanium in an amount of 0.25 wt% to 0.30 wt% to the molten steel as an end point target. For example, 0.27 wt% of titanium may be added to the molten steel as an end point target.
상기 성분조정단계(S130)에서, 상기 불활성 가스 주입은 15분 내지 25분 범위로 수행될 수 있고, 예를 들어 20분 동안 수행될 수 있다. 반면, 종래에는 상기 불활성 가스 주입은 14분 또는 그 이하로 수행될 수 있다. 상기 불활성 가스 주입에 의한 버블링 시간이 길어지면, 개재물의 분리부상 시간이 증가하여 고청정 제조에 유리할 수 있다.In the component adjustment step (S130), the inert gas injection may be performed in the range of 15 minutes to 25 minutes, and may be performed, for example, for 20 minutes. Conventionally, the inert gas injection can be performed for 14 minutes or less. When the bubbling time by the inert gas injection is prolonged, the separation lifting time of the inclusions increases, which is advantageous for high cleanliness production.
상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계(S140)는 상기 최종 용강을 상기 퍼니스로부터 외부로 출강하여 수행된다.The ladling step (S140) of pouring the final molten steel is performed by pouring the final molten steel out of the furnace.
상기 출강된 최종 용강을 연속 주조하는 단계(S150)는, 상기 최종 용강을 연속 주조형 주형에 주입하고 반 응고된 강편을 주형의 하부에서 연속으로 빼내어 빌렛, 슬라브 등의 제품을 제조하여 수행된다. 상기 연속 주조하는 단계(S150)에서는, 상기 최종 용강은 급속 냉각하여 마르텐사이트화하여 스테인레스 강을 형성할 수 있다. 상기 스테인레스 강은 면도날에 적용될 수 있는 연성과 강도를 가질 수 있다.The continuous casting step (S150) of continuously casting the finished molten steel is performed by injecting the final molten steel into a continuous casting mold and continuously casting the semi-solidified pieces from the bottom of the mold to produce products such as billets and slabs. In the continuous casting step (S150), the final molten steel is rapidly cooled to be martensized to form stainless steel. The stainless steel may have ductility and strength that can be applied to a razor blade.
상기 연속주조단계(S150)에서는, 예를 들어 소정의 온도로 출강된 상기 최종 용강을 래들 터렛(ladle turret)을 통하여 연주기 주상으로 이송한 다음, 중간 용기인 턴디시(tundish)로 주입하고, 상기 턴디시에서는 최종 용강 중 게재물을 부상 분리시키며 몰드(mold) 내로 용강을 주입함으로써, 빌렛, 슬라브 등의 제품을 제조할 수 있다.In the continuous casting step (S150), for example, the final molten steel which has been preheated at a predetermined temperature is transferred to a columnar casting machine through a ladle turret, then injected into a tundish as an intermediate vessel, In the tundish, products such as billets and slabs can be manufactured by floating the articles in the final molten steel and injecting molten steel into the molds.
상기 출강된 최종 용강은, 0.04 wt% 내지 0.06 wt% 범위의 탄소(C), 17.1 wt% 내지 17.7 wt% 범위의 크롬(Cr), 9.1 wt% 내지 9.5 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.4 wt% 내지 0.7 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.3 wt% 내지 0.6 wt% 범위의 티타늄(Ti), 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 상기 불가피한 불순물은 0.008 wt% 이하의 황(S)을 포함할 수 있다.Wherein said final molten steel comprises carbon (C) ranging from 0.04 wt% to 0.06 wt%, chromium (Cr) ranging from 17.1 wt% to 17.7 wt%, nickel (Ni) ranging from 9.1 wt% to 9.5 wt%, 0.4 silicon (Si) in the range of from about 0.7 wt% to about 0.7 wt%, titanium (Ti) in the range of from about 0.3 wt% to about 0.6 wt%, and the balance of iron (Fe) and other unavoidable impurities. The inevitable impurities may comprise up to 0.008 wt% sulfur (S).
상기 최종 용강의 조성은 연속 주조 공정에 의하여 제조된 최종 스테인레스 강의 조성과 동일할 수 있다.The composition of the final molten steel may be the same as that of the final stainless steel produced by the continuous casting process.
상기 최종 스테인레스 강은 스테인리스 321강일 수 있다. 상기 최종 스테인레스 강은 탄소 안정화 원소로서 티타늄을 첨가하여 입계 예민화를 억제할 수 있다. 상기 최종 스테인레스 강은 내열성이 우수하며, 450℃ 내지 850℃ 범위의 예민화 구간에서 사용될 수 있다. 상기 최종 스테인레스 강은 고온에서의 내식성이 우수한 특성을 가지며, 항공기 배기관, 화학 설비, 보일러 덮개, 열교환기, 보일러용 파이프, 신축 이음재(Expansion joint) 등과 같이 용접 또는 조립한 후 열처리가 불가능한 설비나 부품 등의 특수한 용도에 사용될 수 있다.The final stainless steel may be a stainless steel 321 steel. The final stainless steel can inhibit grain boundary sensitization by adding titanium as a carbon stabilizing element. The final stainless steel is excellent in heat resistance and can be used in a sensitization zone in the range of 450 ° C to 850 ° C. The final stainless steel is excellent in corrosion resistance at high temperatures and can be used for equipment or parts that can not be heat treated after being welded or assembled such as an aircraft exhaust pipe, chemical equipment, boiler cover, heat exchanger, pipe for boiler, expansion joint, And the like.
표 1은 종래 기술에 따라 제조된 스테인레스 강의 개재물의 조성과 본 발명의 기술적 사상에 따라 제조된 스테인레스 강의 개재물의 조성을 비교한 표이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인레스 강에 형성된 개재물과 비교예의 스테인레스 강에 형성된 개재물을 성분 분석한 그래프이다.Table 1 compares the composition of inclusions of stainless steel produced according to the prior art and the composition of inclusions of stainless steel produced according to the technical idea of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the compositional analysis of inclusions formed on stainless steel according to an embodiment of the present invention and inclusions formed on stainless steel of a comparative example.
표 1 및 도 4를 참조하면, 비교예의 개재물은 알루미늄을 5.3 wt% 포함하는 반면, 본 발명의 개재물은 알루미늄을 포함하지 않는다. 또한, 본 발명의 개재물은 비교예의 개재물에 비하여 티타늄 함량이 낮게 나타난다. 따라서, 본 발명의 스테인레스 강은 알루미늄을 포함하는 개재물을 포함하지 않으며, 티타늄 개재물도 적게 포함한다. 즉, 본 발명의 스테인레스 강은, 알루미늄 금속간 화합물 또는 알루미늄 스피넬 화합물이 배제할 수 있다.Referring to Table 1 and Fig. 4, the inclusion of the comparative example contains 5.3 wt% of aluminum, while the inclusions of the present invention do not contain aluminum. In addition, the inclusions of the present invention exhibit a lower titanium content than the inclusions of the comparative examples. Therefore, the stainless steel of the present invention does not include inclusions containing aluminum, and also contains few titanium inclusions. That is, in the stainless steel of the present invention, an aluminum intermetallic compound or an aluminum spinel compound can be excluded.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
Claims (12)
상기 용강 내에 실리콘을 포함하는 탈산제를 투입하여 상기 용강으로부터 산소를 제거하는 탈산 단계;
상기 용강에 불활성 가스를 주입하여 교반하여 성분조정하여 최종 용강을 형성하는 성분조정단계; 및
상기 최종 용강을 출강하는 출강 단계를 포함하되,
상기 최종 용강은, 0.04 wt% 내지 0.06 wt% 범위의 탄소(C), 17.1 wt% 내지 17.7 wt% 범위의 크롬(Cr), 9.1 wt% 내지 9.5 wt% 범위의 니켈(Ni), 0.4 wt% 내지 0.7 wt% 범위의 실리콘(Si), 0.3 wt% 내지 0.6 wt% 범위의 티타늄(Ti), 및 잔부는 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 스테인레스 강의 제조 방법.A decarburization step of injecting a mixed gas into molten steel to remove carbon from the molten steel;
A deoxidation step of injecting a deoxidizing agent containing silicon into the molten steel to remove oxygen from the molten steel;
A component adjusting step of injecting an inert gas into the molten steel and stirring the molten steel to form a final molten steel; And
And a tapping step of tapping the final molten steel,
Wherein the final molten steel comprises carbon (C) ranging from 0.04 wt% to 0.06 wt%, chromium (Cr) ranging from 17.1 wt% to 17.7 wt%, nickel (Ni) ranging from 9.1 wt% to 9.5 wt%, 0.4 wt% To about 0.7 wt% silicon (Si), from about 0.3 wt% to about 0.6 wt% titanium (Ti), and the remainder comprising iron (Fe) and other inevitable impurities.
상기 탈탄 단계를 수행한 후의 상기 용강에 포함되는 탄소의 양은 0.04 wt% 내지 0.06 wt% 범위인, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the amount of carbon contained in the molten steel after the decarburization step is in the range of 0.04 wt% to 0.06 wt%.
상기 탈탄 단계는, 상기 용강에 형석(CaF2)을 주입하여 상기 용강 내에 포함된 황을 제거하는 탈황 단계를 포함하는, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the decarburization step includes a desulfurization step of injecting fluorite (CaF 2 ) into the molten steel to remove sulfur contained in the molten steel.
상기 혼합 가스는, 산소와 아르곤의 혼합 가스, 산소와 질소의 혼합 가스, 또는 산소, 질소 및 아르곤의 혼합 가스를 포함하는, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the mixed gas includes a mixed gas of oxygen and argon, a mixed gas of oxygen and nitrogen, or a mixed gas of oxygen, nitrogen, and argon.
상기 탈탄 단계는, 진공탈탄단계를 더 포함하는, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the decarburization step further comprises a vacuum decarburization step.
상기 탈산 단계에서, 상기 실리콘은, 0.50 wt% 내지 0.60 wt% 범위의 종점 목표를 가지도록 투입하는, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein in the deoxidation step, the silicon is introduced to have an endpoint target in the range of 0.50 wt% to 0.60 wt%.
상기 탈산제는 알루미늄이 배제된, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the deoxidizer is excluded from aluminum.
상기 성분조정단계에서는, 상기 불활성 가스 주입이 15분 내지 25분 범위로 수행되는, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the inert gas injection is performed in a range of 15 minutes to 25 minutes in the component adjusting step.
상기 성분조정단계에서는, 상기 용강에 티타늄을 0.25 wt% 내지 0.30 wt% 범위를 종점 목표로 투입하는, 스테인레스 강의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the composition adjusting step comprises injecting titanium into the molten steel in a range of 0.25 wt% to 0.30 wt% as the end point target.
상기 스테인레스 강은, 알루미늄 금속간 화합물 또는 알루미늄 스피넬 화합물이 배제된, 스테인레스 강.12. The method of claim 11,
Wherein the stainless steel is a stainless steel in which an aluminum intermetallic compound or an aluminum spinel compound is excluded.
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