KR101460192B1 - 페로망간 용탕의 정련 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 페로망간 용탕의 정련 방법은 페로망간 용탕이 수용된 정련로 내로 산소를 취입하여 탈탄하는 과정, 탈탄 조업 중에, 상기 정련로 상측에 위치한 후드를 작동시켜 흡입하는 과정, 산소 취입을 종료하여, 탈탄을 종료하는 과정 및 산소 취입 종료 후, 상 기 후드로 유입되는 유입물의 양이 탈탄 조업 중 후드로 유입되는 양에 비해 작도록 감소시키는 과정을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 탈탄 종료 후, 페로망간 용탕 중으로 유입되는 대기의 양을 최소화할 수 있다. 이에, 용탕 중으로 질소가 용해되는 것이 억제되어, 탈탄이 종료된 후에 용탕 중 질소의 농도가 증가하는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 탈탄 종료 후 Si 공급원을 투입함에 따라, 질소의 용해도 및 흡질 속도를 감소시켜, 탈탄이 종료된 후에 용탕 중 질소의 농도가 증가하는 것을 최소화할 수 있다.

Description

페로망간 용탕의 정련 방법{Method for refining ferromanganese molten metal}
본 발명은 페로망간 용탕의 정련 방법에 관한 것으로, 탈탄 조업 종료 후, 용탕으로 질소가 혼입되는 것을 최소화하는 페로망간 용탕의 정련 방법에 관한 것이다.
일반적으로 페로망간 용탕의 탈탄을 위해서는 페로망간 용탕이 수용된 탈탄로의 상측에서 산소를 취입하며, 취입된 산소와 용탕 중 탄소(C)가 반응함으로써, 탄소가 제거된다.
한편, 페로망간 용탕의 탈탄 및 가열에 의해 가스 또는 퓸(fume)이 발생되는데, 이들을 흡입하기 위하여 한국공개특허 2006-0021189에서와 같이 탈탄로(또는 정련로) 상측에 흡입 또는 집진 기구인 후드(hood)를 설치한다. 그런데, 후드를 통해 가스 또는 퓸(fume)을 흡입하는 흡입력에 의해 대기가 탈탄로 내 용탕 중으로 혼입되며, 이로 인해 대기 중 질소(N)가 용탕 중으로 용해된다. 또한, 산소 취입을 종료하여 탈탄 조업이 종료되더라도, 가스 또는 퓸의 흡입을 위해 후드는 계속적으로 작동되는데, 용탕 중 탄소의 농도가 낮아지면, 질소의 용해도가 높아지는 경향이 있다. 따라서, 탈탄 조업 종료 후에 용탕 중으로 흡입되는 대기에 의해 많은 양의 질소가 용탕 중으로 용해되어, 용탕 중 질소의 함량이 증가한다. 질소 함량이 많은 페로망간 용탕을 용선에 투입하여 강을 제조하게 되면, 질소는 강의 충격 강도를 저하시키고, 이에 취성이 증가하게 되어, 제품의 특성을 저하시키는 불순물로서 크게 작용하게 된다.
한국공개특허 2006-0021189
본 발명은 탈탄 조업 종료 후, 페로망간 용탕 중 질소의 농도가 증가하는 것을 억제하는 페로망간 용탕의 정련 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 탈탄 조업 종료 후, 페로망간 용탕으로 대기가 혼입되는 것을 최소화하는 페로망간 용탕의 정련 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 페로망간 용탕의 정련 방법은 페로망간 용탕이 수용된 정련로 내로 산소를 취입하여 탈탄하는 과정; 상기 탈탄 조업 중에, 상기 정련로 상측에 위치한 후드를 작동시켜 흡입하는 과정; 상기 산소 취입을 종료하여, 탈탄을 종료하는 과정; 및 상기 산소 취입 종료 후, 상기 후드로 유입되는 유입물의 양이 상기 탈탄 조업 중 상기 후드로 유입되는 양에 비해 작도록 감소시키는 과정;을 포함한다.
상기 산소 취입 종료 후, 상기 후드로 유입되는 유입물의 양이 600L/min 이하가 되도록 상기 후드의 동작을 조절한다.
상기 후드로 유입되는 유입물의 유입량이 400L/min 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 산소 취입 종료 후에, 상기 페로망간 용탕에 Si 공급원을 투입하는 과정을 포함한다.
상기 페로망간 용탕에 Si 공급원을 투입하는데 있어서, 상기 페로망간 용탕 중 Si 함량이 0.6wt% 이상, 4.5wt% 이하가 되도록 상기 Si 공급원을 투입한다.
상기 Si 공급원은 FeSi, SiMn, 메탈 실리콘(Si-metal) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 탈탄 종료 후, 후드로 유입되는 유입물의 양이 감소되도록 조절함으로써, 페로망간 용탕 중으로 유입되는 대기의 양을 최소화할 수 있다. 따라서, 질소가 용해되는 것을 억제하여, 탈탄이 종료된 후에 용탕 중 질소의 농도가 증가하는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 탈탄 종료 후 Si 공급원을 투입함에 따라, 질소의 용해도 및 흡질 속도를 감소시켜, 탈탄이 종료된 후에 용탕 중 질소의 농도가 증가하는 것을 최소화할 수 있다.
따라서, 탈탄 종료 후, 종래와 같이 페로망간 용탕 중 함유된 질소 농도가 급격히 증가하여, 충격 강도 및 취성이 증가되어 제품의 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 정련로, 정련로 상측에서 산소를 취입하는 랜스, 정련로 내로 불활성 가스를 취입하는 노즐, 정련로 상측에 위치하여 정련 중 발생되는 더스트(dust), 가스 및 각종 유해 물질 등을 흡입하는 후드 및 정련로 내로 별도의 투입물을 투입하는 투입관을 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페로망간 용탕의 정련 방법을 순서적으로 도시한 순서도
도 3은 탈탄 조업 중에 페로망간 용탕 중 탄소 및 질소의 농도를 나타낸 그래프
도 4는 산소 취입 종료 후, 후드로 유입되는 유입물의 양에 따라, 정련로 내부로 유입되는 대기의 유입량을 비교하기 위한 시뮬레이션(simulation) 사진
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 정련로, 정련로 상측에서 산소를 취입하는 랜스, 정련로 내로 불활성 가스를 취입하는 노즐, 정련로 상측에 위치하여 정련 중 발생되는 더스트(dust), 가스 및 각종 유해 물질 등을 흡입하는 후드 및 정련로 내로 별도의 투입물을 투입하는 투입관을 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 페로망간(Fe-Mn) 용탕의 정련 방법을 순서적으로 도시한 순서도이다. 도 3은 탈탄 조업 중에 페로망간 용탕 중 탄소 및 질소의 농도를 나타낸 그래프이다. 도 4는 산소 취입 종료 후, 후드로 유입되는 유입물의 양에 따라, 정련로 내부로 유입되는 대기의 유입량을 비교하기 위한 시뮬레이션 사진이다. 여기서 도 4에서는 정련로와 후드의 1/4 만을 나타내었다.
도 1을 참조하면, 정련로(100)는 페로망간 용탕이 수용되는 내부 공간을 가지는 용기로서, 상측은 개방되어 있는 노구(110), 측부에 출강구(120)가 마련된다. 여기서, 정련로(100)의 노구(110)로는 랜스(200)가 삽입 설치되며, 랜스(200)를 통해 페로망간 용탕의 정련을 위한 산소가 취입된다. 그리고, 정련로(100)의 하부로는 페로망간 용탕의 교반을 위한 불활성 가스가 취입되는 노즐(300)이 삽입 설치된다. 실시예에서는 상술한 바와 같이 노즐(300)이 정련로(100)의 하부에 설치되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 정련로(100)의 측부에 설치되어 불활성 가스를 측방향에서 취입하는 저취 방식일 수도 있다. 또한, 노즐(300)을 정련로(100)의 하부 및 측부 각각에 설치하여, 저취 및 횡취 방법을 모두 취할 수도 있다. 투입관(500)은 페로망간 용탕으로 Si 공급원을 투입하는 것으로, 내부 공간을 가지는 파이프 형태일 수 있다.
정련로(100)는 수용된 페로망간 용탕을 정련하는데 사용되며, 실시예에 따른 정련로(100)는 예컨대, 탈탄 조업이 실시되는 탈탄로일 수 있으며, 이하에서는 용탕의 정련 조업 중 탈탄 조업을 예를 들어 설명하고, 용탕 전체에 대해 질소의 농도가 0.03wt% 이하로 함유된 용탕을 제조한다.
도 2를 참조하면, 페로망간 용탕의 정련 방법은 정련로(100) 내로 산소와 불활성 가스를 취입하여 탈탄하는 과정(S100), 탈탄 과정 중에 정련로(100) 상측에 설치된 후드(400)를 작동시켜 탈탄 공정 중 발생된 더스트(dust), 가스 및 각종 유해 물질 등과 같은 물질들을 흡입하는 과정(S200), 산소 취입을 중단하여 탈탄을 종료하는 과정(S300), 탈탄 종료 후에 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 600L(liter)/min 이하가 되도록 조절하는 과정(S400) 및 탈탄 종료 후에 투입관(500)을 통해 용탕 중으로 Si 공급원을 투입하는 과정(S500)을 포함한다.
이때, 본 발명의 실시예들에 의하면, 탈탄 종료 후, Si 공급원의 투입 과정(S500)을 생략하고, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 600L(liter)/min 이하가 되도록 조절(S400)하는 과정만을 수행할 수 있는데, 이때 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 400L/min 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 탈탄 종료 후, 용탕 중으로 Si 공급원을 투입하는 경우, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 400L/min 초과, 600L(liter)/min 이하로 조절할 수 있다. 다시 말하면, 탈탄 종료 후, 용탕으로 Si 공급원을 투입하는 경우, 후드(400)로 흡입되는 유입물의 양이 400L/min 초과, 600L/min 이하가 되도록 조절하여도, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 400L/min 이하로 조절하는 것과 상응하는 흡질 효과를 얻을 수 있다. 물론, 탈탄 종료 후, 용탕으로 Si 공급원을 투입할 때, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 400L/min 이하로 조절하여도 무방하다. 또한, 이에 한정되지 않고, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 조절하는 과정 없이, Si 공급원의 투입만으로 흡질을 억제할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 페로망간 용탕의 정련 방법을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 정련로(100) 예컨대, 탈탄로 내로 페로망간 용탕이 장입되면, 상기 용탕의 탈탄을 실시한다(S100). 이를 위해 랜스(200)를 이용하여 용탕 상측으로 산소를 취입하고, 정련로(100) 하측에 설치된 노즐(300)을 통해 불활성 가스 예컨대, Ar 가스를 취입한다. 이때, 용탕 중 탄소(C)와 취입되는 산소가 반응하여 CO 가스가 생성됨으로써, 용탕 중 탄소의 농도가 낮아지는 탈탄이 진행된다. 그리고, 이러한 탈탄 조업 중에 정련로(100) 하측에서 불활성 가스를 취입하는데(저취), 취입되는 불활성 가스는 용탕을 버블링 시키며, 불활성 가스의 버블링에 의해 용탕의 환류 또는 교반이 일어나, 용탕 중 탄소와 산소 간의 반응율이 향상된다.
그리고, 상기한 바와 같은 탈탄 조업이 실시되는 동안, 각종 더스트, 반응 가스 및 유해 물질들이 발생될 수 있는데, 이를 흡입하기 위해 후드(400)를 작동시킨다(S200). 이때, 후드(400)에 마련된 댐퍼(damper)의 개도율은 예컨대 100%일 수 있다. 후드(400)의 흡입력에 의해 상기 후드(400) 내로 유입되는 물질들은 상술한 바와 같이 탈탄 조업 중 발생되는 각종 더스트, 반응 가스 및 유해 물질들일 수 있는데, 이외에도 후드의 흡입력에 의해 정련로(100) 또는 후드(400) 주변의 물질들 특히 대기가 상기 후드(400)로 유입될 수 있다. 따라서, 본원에서는 후드(400)로 유입되는 각종 물질들을 통칭하여 "유입물"이라 명명하며, 상기 유입물에는 상술한 바와 같은 각종 더스트, 반응 가스 및 유해 물질 및 대기를 포함한다.
탈탄 공정 중 즉, 상취로 용탕 중으로 산소를 취입하고, 저취로 불활성 가스를 취입함에 따라 용탕 중 탄소와 산소가 반응하여 발생된 CO 및 Mn 증기와 같은 다량의 가스가 발생 된다. 한편, 후드(400)의 흡입력에 의해 대기가 후드(400)로 흡입 또는 유입되나, 일부가 정련로(100) 내로 유입될 수 있다. 그런데, 상술한 바와 같이 탈탄 조업 중 정련로(100) 내에서 발생된 다량의 가스가 정련로(100)의 상측으로 상승하여 일종의 차단막을 형성하기 때문에, 대기가 정련로(100) 내로 유입되는 것이 차단된다. 이에, 대기에 함유된 질소가 용탕 중으로 혼입되는 것이 차단되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 탈탄 조업 중 탄소뿐만 아니라, 대기의 차단에 의해 질소의 농도가 증가가 억제된다.
이후, 페로망간 용탕 중 탄소가 원하는 농도까지 감소하면, 산소의 취입을 중단하여 탈탄을 종료한다(S300).
그리고, 산소의 취입을 중지하여 탈탄이 종료되면, 정련로(100) 내부는 저취 또는 횡취로 취입되는 불활성 가스로만으로 정련로(100) 내 분위기가 형성되는 린싱(rinsing) 과정이 소정 시간 예컨대 30분 내외의 시간 동안 진행되며, 이때 정련로 내 온도가 점차 감소하게 된다. 린싱 조업 중에는 산소를 취입할 때에 비해 정련로(100) 내부에서의 가스의 발생량이 현격히 줄어들게 되어, 대기의 유입을 방지하는 차단막의 형성이 어렵고, 이에 따라 대기의 유입을 차단하는 힘이 감소한다. 따라서, 본 발명에서는 산소의 취입이 종료되면, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 600L/min 이하가 되도록 조절하고(S400), 이와 함께 용탕 중으로 Si 공급원을 투입한다(S500). 보다 상세하게는 산소 취입이 종료된 후에 후드(400)의 댐퍼(damper)의 개도율을 낮추거나, 팬(fan)의 속도를 낮춰 후드(400)의 흡입력 및 흡입 속도 등을 감소시켜, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 600L/min 이하가 되도록 조절함으로써, 용탕 중으로 유입되는 대기의 양을 최소화한다. 상술한 바와 같이, 후드(400)의 흡입력에 의해 대기가 후드(400) 측으로 유입되나, 일부는 정련로(100) 내로 유입될 수 있는데, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 감소시킴에 따라 그 만큼 정련로(100) 내로 유입되는 대기의 양도 감소하는 경향이 있다. 예를 들어 도 4를 참조하여 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 1000L/min, 700L/min, 150L/min 일 때를 비교하면, 1000L/min, 700L/min, 150L/min 순으로 정련로(100)로 유입되는 대기의 유입량(파란색 선 참조)이 줄어드는 것을 알 수 있다. 또한, Si은 용탕 중 질소의 용해도를 낮추고, 흡질 속도를 감소시키는 효과가 있다. 따라서, 산소 취입 종료 후에 용탕에 Si 공급원을 투입하여 용탕 중 Si의 함량을 증가시키면, 용탕 중 질소 농도를 감소시키는 효과가 발생 된다. 실시예에서는 용탕 중 Si의 함량이 0.6 wt% 이상, 4.5wt 이하가 함유되도록 Si 공급원을 투입하여, 흡질을 방지한다. 여기서, Si 공급원으로 예컨대 FeSi, SiMn, 메탈 실리콘(Si-metal) 중 어느 하나일 수 있다.
하지만, 산소 취입 종료 후, 용탕으로 Si 공급원을 투입하더라도, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 600L/min을 초과하게 되면, 정련로(100) 내로 다량의 대기가 유입되어, 용탕 중 질소 농도를 0.03wt% 이하로 조절할 수 없다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 산소 취입 종료 후, 용탕으로 Si 공급원을 투입할 때, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 600L/min 이하가 되도록 조절하고, 보다 바람직하게는 400L/min 초과, 600L/min 이하가 되도록 조절한다. 여기서, 산소 취입 종료 후, 용탕으로 Si 공급원을 투입할 때 후드로 유입되는 유입물의 양이 400L/min 초과하도록 하는 것은, Si가 질소의 용해도 및 흡질 속도를 감소시키는 작용을 하기 때문에, 불필요하게 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 400L/min 이하로 낮게 할 필요가 없기 때문이다. 물론, 400L/min 이하가 되도록 조절하여도 무방하다.
또한, 예를 들어, Si 공급원의 투입에 의해 용탕 중 Si의 함량이 0.6 wt% 미만이 되면, 용탕 중 질소 용해도 및 흡질 속도 감소 효과를 얻을 없다. 반대로, Si 공급원의 투입에 의해 용탕 중 Si의 함량이 4.5 wt% 를 초과하게 되면, Si에 의한 질소 용해도 및 흡질 속도 감소 효과는 증대하겠지만, 용탕 중 Si 함량이 너무 많아져, 이후 페로망간 용탕이 투입되는 용선 중 Si 함량 역시 증대한다. 용선 중 Si 함량의 증가는 제조하고자 하는 강의 특성 확보를 어렵게하는 요인이 된다.
다른 실시예로서, 산소 취입 종료 후, Si 공급원의 투입 과정(S500)을 생략하고, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 조절(S400)하는 과정만을 수행할 수 있는데, 이때 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 400L/min 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 산소 취입 종료 후 Si 공급원의 투입 과정이 생략된 상태에서 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 400L/min 이하가 되도록 조절하는 것은, Si 공급원의 투입 없이도 용탕 중 질소의 농도를 0.03wt% 이하의 농도로 조절하도록 하기 위함이다. 예를 들어, 산소 취입 종료 후, Si 공급원의 투입 과정(S500)이 생략된 상태에서 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 400L/min를 초과하도록 하는 경우, 후드의 흡입력이 너무 커, 다량의 대기가 정련로로 유입된다. 따라서, 유입되는 다량의 대기에 의해 용탕 중으로 용해되는 질소의 양이 많으며, 이로 인해 용탕 중 질소의 농도가 0.03wt%를 초과할 수 있다. 따라서, 질소의 농도의 증가에 따라 충격 강도 및 취성이 증가되며, 이는 제품의 특성을 떨어트리는 요인이 된다. 또한, 이를 방지하기 위해 탈질 조업이 추가로 실시될 수 있는데, 이는 공정이 복잡해 지는 문제를 야기시키는 단점이 있다.
상술한 바와 같은 방법으로 페로망간 용탕을 정련하면, 페로망간 용탕 전체에 대해 질소의 함유량이 0.03wt% 이하가 되도록 정련할 수 있다. 그리고, 이러한 페로망간 용탕은 강의 제조를 위한 용선 예컨대, 망간(Mn) 함량이 높은 강의 제조를 위한 용선으로 투입된다.
표 1은 비교예, 제 1 및 제 2 실시예에 따른 페로망간 용탕의 정련 방법에 따른 질소(N)와 기타 성분 함량을 나타낸 표이다.
실험을 위하여, 2톤이며, 6.3%의 탄소가 함유된 고탄 페로망간 용탕을 공통적으로 마련한다. 그리고, 저취 또는 횡취로 불활성 가스를 취입하면서, 랜스(200)를 통해 상취로 산소를 공급하여 탈탄 정련 조업을 실시한다. 그리고, 산소 취입 종료 후(즉, 탈탄 조업 종료 후), 후드(400)의 개도율, Si 공급원의 투입 등을 다르게 하여, 비교예, 제 1 실시예 및 제 2 실시예로 나누었다. 산소 취입 종료 후, 비교예의 경우 후드(400)의 댐퍼의 개도율을 100%하여 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 1000L/min으로한 실험예이고, 제 1 실시예는 후드(400)의 댐퍼의 개도율을 100%에 비해 작게 조절하여, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 150L/min이 되도록 한 실험예이며, 제 2 실시예는 후드(400)의 댐퍼의 개도율을 100% 보다는 작고, 제 1 실시예에 비해서는 크게 조절하여, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양이 600L/min이 되도록 하며, 이때 투입관(500)을 이용하여 용탕 중으로 Si 공급원을 투입하여 용탕 중 Si의 농도가 1.2wt%가 되도록 조정한 실험예이다. 그리고, 비교예, 제 1 및 제 2 실시예 각각에 따른 용탕의 취입 종료 후와, 린싱(rinsing) 종료 후의 성분 함량을 나타내었으며, 비교예와 제 2 실시예의 경우 출탕 후의 성분 함량을 추가로 나타내었다. 여기서 린싱(rinsing) 이란, 산소 취입 종료 후에, 저취 또는 횡취 방법으로 용탕 중으로 불활성 가스만을 취입하는 상태의 조업을 말한다.
구분 C(wt%) N(wt%) Fe(wt%) Mn(wt%) P(wt%) Si(wt%) 시간(min)


비교예

 취입 종료 후 1.87 0.013 24.13 71.99 0.102 0.168
린싱(rinsing) 시간
26분
린싱(rinsing) 종료 후 1.77 0.18 23.87 71.61 0.103 0.380
출탕 후 1.65 0.22 24.09 71.32 0.102 0.350 출탕시간
2.5분


제 1 실시예
 취입 종료 후 1.41 0.0099 22.75 72.21 0.089 0.178
린싱(rinsing) 시간
26분
린싱(rinsing) 종료 후 1.13 0.015 23.91 71.40 0.092 0.264


제 2 실시예



 취입 종료 후 1.21 0.014 18.66 71.73 0.189 0.180 린싱(rinsing) 시간
14분
린싱(rinsing) 종료 후 1.09 0.017 18.54 70.88 0.195 1.22
출탕 후 1.08 0.020 18.68 70.93 0.198 1.24 출탕시간
3분
표 1을 참조하면, 비교예의 경우, 취입 종료 직 후, 용탕 중 질소 농도가 0.013wt% 이다. 그러나, 산소의 취입을 종료하고 정련로(100) 내로 불활성 가스를 취입하는 린싱(rinsing)이 종료된 후에 용탕 중 질소는 0.18wt%로, 용탕 중 질소의 농도가 급격히 증가한 것을 알 수 있다. 이와 같이 질소의 농도가 0.03wt%를 초과하는 경우, 충격 강도 및 취성이 증가하게 되어 제품의 특성을 떨어트린다. 또한, 이를 방지하기 위해 탈질 조업이 추가로 실시되어야 하므로, 공정이 복잡해 지는 문제가 있다.
제 1 실시예에서는 산소 취입 종료 직 후, 용탕 중 질소 농도는 0.0099wt%이며, 이후 불활성 가스만 취입되는 린싱(rinsing) 종료 후, 0.015wt%로 질소 농도가 증가하였다. 그러나, 비교예에서 산소 취입 종료에 직후에 비해 린싱(rinsing) 종료 후 질소가 0.207wt% 증가한 것에 비해, 제 1 실시예에서는 린싱(rinsing) 종료 후 질소 농도가 0.0051wt% 증가한 것으로, 제 1 실시예는 비교예에 비해 약 1/40의 흡질량 감소를 효과를 보였다. 그리고, 제 1 실시예에서는 린싱 종료 후, 용탕 중 질소의 농도는 0.03wt% 이하이다.
제 2 실시예에서는 산소 취입 종료 직 후, 용탕 중 질소 농도는 0.014wt%이며, 이후 불활성 가스만 취입되는 린싱(rinsing) 종료 후 질소가 0.017wt%로, 약 0.003wt% 증가하였다. 그러나, 제 2 실시예에서 린싱(rinsing) 종료 후 질소 농도의 증가 양은 비교예 및 제 1 실시예에 비해 낮다. 그리고, 린싱 종료 후, 용탕 중 질소의 농도는 0.03wt% 이하이다.
이와 같이, 산소 취입 종료 직후에 비해 불활성 가스만 취입되는 린싱(Rinsing)이 종료된 후, 용탕 중 질소 농도가 증가한다. 그러나, 산소 취입 종료 후, 후드로 취입되는 유입량을 600L/min 이하로 조절하는 제 1 및 제 2 실시예의 경우, 유입량이 600L/min을 초과하는 1000L/min으로 하는 비교예에 비해, 린싱(rinsing) 종료 후 용탕 중 질소의 증가량을 감소시킬 수 있다. 그리고, 제 1 및 제 2 실시예에 의하면 린싱(rinsing) 종료 후 질소 농도가 0.03wt% 이하이나, 비교예에 경우 0.03%를 초과한다. 이와 같이, 제 1 및 제 2 실시예가 비교예에 비해 용탕 중으로 질소의 흡질이 억제된 것은, 산소 취입 종료 후에 후드로 유입되는 유입물의 양이 600L/min이 되도록 조절하여, 정련로 내로 유입되는 대기의 양을 최소화하였기 때문이다.
또한, 제 1 실시예와 제 2 실시예의 공정 차이에 관점에서 보면, 제 1 실시예에서는 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 150L/min으로 낮게 조절하고 별도로 Si 공급원을 투입하지 않았고, 제 2 실시예의 경우, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 600L/min으로 제 1 실시예에 비해 높게 조절하는 대신, 별도로 Si 공급원을 투입하여 용탕 중 Si이 0.6wt% 내지 4.5wt%가 되도록 하였다. 제 1 실시예에서는 산소 취입 종료 후에 후드(400)로 투입되는 유입물의 양이 400L/min 이하, 즉 150L/min으로 낮게 조절함으로써, 정련로(100) 내로 유입되는 대기의 양을 최소화시켜, 용탕 중 질소의 농도를 비교예에 비해 감소시켰다. 그리고, 제 2 실시예에서는 산소 취입 종료 후에 후드(400)로 투입되는 유입물의 양을 600L/min로, 제 1 실시예에 비해서는 높으나, 이를 추가로 투입되는 Si 공급원이 보완해 줌에 따라, 용탕 중 질소 농도를 비교예에 비해 낮출 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에서는 산소 취입 종료 후, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 400L/min 으로 조절함으로써, 용탕 중으로 유입되는 대기의 양을 최소화할 수 있다. 따라서, 질소가 용해되는 것을 억제하여, 탈탄이 종료된 후에 용탕 중 질소의 농도가 0.03wt% 이하가 되도록 할 수 있다. 또한, 후드(400)로 유입되는 유입물의 양을 600L/min 으로 조절하고, Si 공급원을 투입함에 따라, 용탕 중으로 유입되는 대기의 양을 최소화하면서, 질소의 용해도 및 흡질 속도를 감소시켜, 용탕 중 질소의 농도가 0.03wt% 이하가 되도록 할 수 있다.
100: 정련로 200: 랜스
300: 노즐 400: 후드
500: 투입관

Claims (6)

  1. 페로망간 용탕이 수용된 정련로 내로 산소를 취입하여 탈탄하는 과정;
    상기 탈탄 조업 중에, 상기 정련로 상측에 위치한 후드를 작동시켜 흡입하는 과정;
    상기 산소 취입을 종료하여, 탈탄을 종료하는 과정;
    상기 산소 취입 종료 후,
    상기 후드로 유입되는 유입물의 양이 상기 탈탄 조업 중 상기 후드로 유입되는 양에 비해 작도록 감소시키는 과정; 및
    상기 산소 취입 종료 후에, 상기 페로망간 용탕에 Si 공급원을 투입하는 과정;
    을 포함하는 페로망간 용탕의 정련 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산소 취입 종료 후, 상기 후드로 유입되는 유입물의 양이 600L/min 이하가 되도록 상기 후드의 동작을 조절하는 페로망간 용탕의 정련 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 후드로 유입되는 유입물의 유입량이 400L/min 이하가 되도록 하는 페로망간 용탕의 정련 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 있어서,
    상기 페로망간 용탕에 Si 공급원을 투입하는데 있어서, 상기 페로망간 용탕 중 Si 함량이 0.6wt% 이상, 4.5wt% 이하가 되도록 상기 Si 공급원을 투입하는 페로망간 용탕의 정련 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 Si 공급원은 FeSi, SiMn, 메탈 실리콘(Si-metal) 중 어느 하나인 페로망간 용탕의 정련 방법.
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