KR101598449B1 - 저원가 청정강의 생산방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 쇳물 초기 탈황은 고로 출선 탕도 내 및 철 냉온칸 내의 철 냉온 과정에서 초기 탈황을 실시하고, 고로 출선 또는 철 냉온 과정에서 쇳물에 쇳물 구형 탈황제를 투입하는 단계; 탈인 및 황 제어는 전로에서 제련하는 과정에서 탈인 및 황 제어를 실시하여 출강 과정에서 P≤0.014%, S≤0.004%가 되도록 보장하는 단계; 급속 슬래그 형성 및 탈인는 전로 종점에서 C를 0.02~0.10%로 제어하고, 전로 출강 과정에서 합금 슈트를 통해 구형 탈인제를 투입하는 동시에 아르곤 가스를 취입하여 교반을 실시하는 단계; RH 정련 처리 후기의 진공도가 66.7~500Pa일 때 정화 구체를 투입하는 단계; 전공정 보호주조 연주 단계를 포함하는 일종의 저원가 청정강의 생산방법을 공개하였다. 본 발명은 강재의 품질을 효과적으로 향상시키고 제련 원가를 낮추었으며, 종래의 공정과 비교하여, 상기 방법은 사용원료가 염가이고, 톤당 강의 원가를 5~10 위안으로 낮출 수 있다.

Description

저원가 청정강의 생산방법{PROCESS FOR PRODUCING LOW-COST CLEAN STEEL}
본 발명은 일종의 제강 생산기술, 특히 저원가 청정강의 생산방법에 관한 것으로서, 야금 기술 분야에 속한다.
강의 청정도는 강의 총체적인 품질 수준을 반영하는 중요한 지표로서, 통상적으로 강 중의 유해원소 함량 및 비금속 개재물 수량, 형태 및 크기로 평가한다. '청정 및 순정'한 강의 획득은 통상적으로 강 중의 P, S, N, H, T.O, C 및 Al, Ti 등 잔여 원소의 저하와 제어를 통해 이루어지는데, 이러한 원소들의 단일하거나 또는 종합적인 작용은 강의 여러 가지 성능에 영향을 미친다. 강의 내재적 품질과 성능을 개선하기 위하여, 강철 야금 기술 발전의 기본적인 요구는(1) 강 중의 유해원소 S, P, N, H, T.O(C를 더 포함하기도 한다)를 최대한 제거하고, (2) 강 중의 원소 함량을 정확히 제어하며, (3) 불순물의 수량, 성분, 형태, 크기와 분포를 엄격히 제어하여, 무해하고 유리하게 변화시키고, (4) 주조 블랭크(casting blank)에 결함이 없도록 하는것이다. 청정강 야금 기술의 개발 응용과 동시에, 제강용 철 합금 및 보조재료에 대해서도 더욱 높은 요구가 제기되었다. 예를 들어, 강관의 부단히 제고되고 있는 인성(toughness)에 대한 요구를 만족시키기 위하여, 특히 산성 가스 수송 파이프의 항HIC 성능을 높이기 위하여, 강 중의 S 함량을 부단히 저하시키도록 하는 요구가 있으며, 차량 패널(승용차의 외부패널)은 즉 C, N, T.O가 모두 20ppm 미만이 요구되고, 타이어의 레이디얼 개재물 직경은 10㎛ 미만이 요구된다. 항접촉피로 성능을 제고시키기 위하여, 볼 베어링 강 중의 T.O는 10ppm 이하, 심지어 그보다 더욱 낮고, 강의 청정도를 높이는 야금 기술의 비약적인 발전으로, 이미 강 중의 T.O+N+P+S+H는 80ppm, 심지어 더욱 낮게 생산되고 있다. 2004년 3월 10에 공개된 공개 번호가 CN1480549인 특허는 바륨 함유 청정강 및 그 생산방법을 공개하였는데, 상기 특허는 합금강 분야에 속하며, 특히 바륨 함유 합금강에 관한 것이다. 상기 바륨 함유 청정강의 생산은 통상적인 전기로, 컨버터 또는 기타 진공 용광로에서 용융시킨 후, 정련장치에서 정련하고, 정련 후기에 바륨 합금화를 실시한다. 바륨 합금 원소를 첨가하기 전, 탈산소제 알루미늄 또는 규소알루미늄을 첨가하여 예비 탈산화 처리하고, 탈산화 후 아르곤 가스를 취입한 후, 바륨 합금을 첨가하여 바륨 합금 청정강의 생산을 구현한다. 그러나 그 최종 제품의 청정도가 높지 않으며, 공개된 청정강의 원소는 중량백분비에 따라 Ba 0.0001~0.04%, S≤0.035%, P≤0.035%이고, A, B, C, D류의 개재물은 일반적으로 1.0~0.5급이어서 보다 높은 청정도 요구를 만족시킬 수 없다.
또한, 청정강의 표준은 하나의 기술 문제이기 이전에 경제 문제이다. 생산자로서는, 그가 보유하고 있는 장비와 기술로 강의 청정도를 높이는데, 요구되는 청정도가 너무 높지 않는 한, 일반적으로는 목표에 도달할 수는 있으나, 단 생산원가가 필연적으로 증가하게 되며, 사용자로서는 요구되는 고청정도를 위해 상응하는 대가를 지불해야 하는 문제가 있다.
본 발명은 종래의 청정강 생산에 존재하는 단점을 극복하기 위해 제시된 것으로서, 목적은 강 중의 단일 원소 S를 5~20ppm으로 제어하고, P를 20~60ppm으로 제어하며, 총 산소를 3~15ppm으로 제어하고, 개재물의 당량직경을 0.5~10㎛으로 제어한 고품질 강재이면서, 또한 원가를 효과적으로 낮춘 일종의 저원가 청정강의 생산방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 상기 기술문제를 해결하기 위한 기술방안으로, 저원가 청정강의 생산방법은 이하 단계를 포함한다.
(1) 쇳물 초기 탈황은 고로 출선 탕도 내 및 철 냉온칸 내의 철 냉온 과정에서 초기 탈황을 실시하고, 고로 출선 또는 철 냉온 과정에서 쇳물에 쇳물 구형 탈황제를 투입하여 탈황 후 쇳물 중 중량백분비로 계산하여 S≤0.01%가 되도록 보장하는 단계;
(2) 쇳물 예비처리 탈황은 분말분사 탈황 방식을 이용하여 쇳물의 심도 탈황을 실시하고, 스키머로 탈황 슬래그를 제거한 다음, 쇳물 심도탈황 후 전로(converter)에 장입하기 전, 쇳물 중 중량 백분비로 계산하여 S≤0.0015%가 되도록 보장하는 단계;
(3) 탈인 및 황 제어는 전로에서 제련하는 과정에서 탈인 및 황 제어를 실시하여 출강 과정에서 P≤0.014%, S≤0.004%가 되도록 보장하는 단계;
(4) 급속 슬래그 형성 및 탈인은 전로 출강 과정에서 급속 슬래그 형성 및 탈인을 실시하며, 전로 종점에서 C를 0.02~0.10%로 제어하고, 산소의 활성도 αo를 600~1000ppm으로 제어하며, 전로 출강 과정에서 합금 슈트를 통해 구형 탈인제를 투입하는 동시에 아르곤 가스를 취입하여 교반을 실시하는 단계;
(5) RH 정련 과정에서 용강의 청정화는 RH 정련 처리 후기의 진공도가 66.7~500Pa일 때 정화 구체를 투입하는 단계;
(6) 전공정 보호주조 연주 단계:
상기 구형 탈황제는 LF로 냉회수 백색 슬래그 20~55%, CaO 20~50%, CaF2 5~15%, CaCO3 5~15%의 원료를 중량 백분비에 따라 조제하여 형성되며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다.
상기 구형 탈인제는 LF로 냉회수 백색 슬래그 10~65%, CaO 10~65%, CaF2 1~15%, CaCO3 5~30%의 원료를 중량 백분비에 따라 조제하여 형성되며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다.
상기 정화 구체는 LF로 냉회수 백색 슬래그 10~60%, CaO 15~65%, CaF2 1~15%, CaCO3 5~30%, Ca 1~15%의 원료를 중량 백분비에 따라 조제하여 형성되며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다.
단계 (1)의 상기 구형 탈황제는, 그 구형 탈황제의 투입량이 2~8kg/t이다.
단계 (4)의 상기 구형 탈인제는, 그 구형 탈인제의 투입량을 3~12kg/t으로 제어하고, 아르곤가스 취입 강도는 30Nm3·t-1·h-1~150Nm3·t-1·h-1로 제어하며, 아르곤가스 취입 교반 시간은 0~7min이다.
단계 (5)의 상기 정화 구체 투입은, 상기 정화 구체 투입 시 하강관이 투입구의 타측에 위치한다.
상기 구형 탈황제, 구형 탈인제와 정화 구체는 모두 건조압축 방식으로 제조되며, 각종 구체의 크기는 5~25mm 사이이고, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이로 제어되며, 또한 1600℃ 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체 중의 CaO는 MgO 또는 CaO와 MgO를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제로 대체 가능하다.
상기 정화 구체 중의 CaCO3는 MgCO3 또는 CaCO3와 MgCO3를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제로 대체 가능하며, 또한 MgCO3의 입도는 ≤100㎛이다.
상기 정화 구체 중의 Ca 분말은 Mg 분말 또는 Ca 분말과 Mg 분말을 임의의 비율로 혼합한 분말제로 대체 가능하며, Ca 분말과 Mg 분말의 입도는 1mm 미만이다.
상기 MgO의 활성도는 ≥200ml이고, CaO의 활성도는 ≥200ml이다.
종래의 강철 야금의 고로 원료 투입 방식은 모두 괴상체를 직접 장입하거나 또는 분말 분사취입 방식으로 장입하였다. 괴상체 재료를 장입할 경우 용융 시간이 길어 에너지 소모가 클 뿐만 아니라, 성분이 불균일한 현상이 나타나기가 매우 쉽다. 그리고 분말제를 분사 취입하는 방식은 재료를 장입하는 과정에서 취입 손실이 크고, 제강 원가가 높다. 본 발명은 완전히 새로운 원료 투입 방식---반응으로 미세 이질상을 유발시키는 것으로서, 즉 액체강에 괴상체 재료를 투입하여 폭발반응을 통해 액체강에 분말체 재료를 형성하는 방식을 제시하였다.
본 발명은 상기 기능을 구비한 구체를 설계한 것으로서, 상기 구체는 고온에서 분해되어 미세 기포와 슬래그 드롭을 방출할 수 있다. 액체강에 미세한 탄산나트륨 입자를 인입하면 액체강에 미세한 기포가 생성될 수 있는데, 미세 기포는 액체강 성분과 온도를 균일하게 할 수 있을 뿐만 아니라 기포의 포착, 흡착 작용을 통해 개재물을 직접 제거할 수 있다. 이를 위해 본 발명은 CaCO3, MgCO3 또는 (CaCO3+MgCO3)의 복합 분말제를 미세 기포의 원위치 생성제로서 사용할 것을 제안하며, CaCO3, MgCO3의 고온 분해 과정은 다음과 같다.
CaCO3 825℃→ CO2↑+ CaO (1)
MgCO3 825℃→ CO2 ↑+ MgO (2)
연구에서 탄산염 분말이 충분히 미세할 경우, 생성되는 기포의 크기가 분말의 크기와 대등한 것으로 나타났다. 따라서 이러한 방법을 이용하면 액체강에 초미세 기포(기포의 크기는 100~300㎛ 사이이다)를 인입할 수 있다. 기포의 크기가 미세할수록, 개재물의 제거 효율이 높아진다. 또한 탄산염 분해 반응의 또다른 생성물인 알칼리토산화물은 액체강에서 신속하게 용융되어 슬래그 드롭을 형성함으로써 슬래그 세정 작용을 갖는다. 탄산염은 분해반응 온도가 비교적 낮기 때문에 열 안정성이 나쁘다. 따라서 반드시 합리적인 설계를 통해 이러한 불리한 요소를 제거해야 한다. 본 연구는 CaO, MgO, (CaO + MgO) 복합 분말제 또는 LF로 냉회수 백색 슬래그를 탄산염 분말제의 담체로 사용하는 방식을 이용하여, 양자를 복합함과 아울러 일정크기의 구체를 제조함으로써 액체강 중 탄산염의 열 안정성을 높이는 방안을 제시하였다.
본 발명의 장점과 유익한 효과: 본 발명은 공정이 간단하고, 조작이 편리하고 용이하며, 특징은 고로 출선 탕도 내, 철 냉온칸 내의 철 냉온 과정, 전로 노후 출강 과정 및 RH 정련 후기에 각각 상이한 괴상의 구체를 투입하여 급속 탈황, 탈인, 슬래그 형성을 구현함으로써 액체강 중의 미세 개재물을 제거하고, 또한 강 중의 P, S 함량을 현저하게 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동시에 정련 과정에서 강 중에 잔존하는 비금속 개재물의 수량 및 크기 분포를 효과적으로 제어하는데 있다. 본 발명의 공정 방법을 응용하여 강 중의 단일 원소 S를 5~20ppm으로 제어하고, P를 20~60ppm으로 제어하며, 총 산소를 3~15ppm으로 제어하고, 개재물의 당량 직경을 0.5~10㎛으로 제어한 고품질강을 구현하였다. 종래의 공정과 비교하여, 상기 방법은 사용원료가 염가이고, 톤당 강의 원가를 5~10 위안으로 낮출 수 있다.
이하 구체적인 실시예를 결합하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하겠으나, 단 본 발명의 보호범위는 구체적인 실시예의 제한을 받지 않으며, 청구항을 기준으로 한다. 또한, 본 발명의 기술방안에 위배되지 않음을 전제로, 본 발명에 대해 실시하는 본 분야의 보통 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 모든 변동 또는 변경은 본 발명의 청구범위 내에 포함된다.
실시예 1
저원가 청정강의 생산방법은 이하 단계를 포함한다.
(1) 쇳물 초기 탈황은 고로 출선 탕도 내 및 철 냉온칸 내의 철 냉온 과정에서 초기 탈황을 실시하고, 고로 출선 또는 철 냉온 과정에서 쇳물에 쇳물 구형 탈황제를 투입하며, 그중에서 구형 탈황제의 투입량은 2~8kg/t이고,탈황 후 쇳물 중 중량백분비로 계산하여 S≤0.01%가 되도록 보장하는 단계;
(2) 쇳물 예비처리 탈황은 혼합 CaO와 Mg 분말 탈황제를 사용하여 쇳물의 분사취입 심도 탈황을 실시하고, 스키머로 탈황 슬래그를 제거한 다음, 쇳물 심도탈황 후 전로(converter)에 장입하기 전 쇳물 중 중량 백분비로 계산하여 S≤0.0015%가 되도록 보장하는 단계;
(3) 탈인 및 황 제어는 전로에서 제련하는 과정에서 탈인 및 황 제어를 실시하여 출강 과정에서 P≤0.014%, S≤0.004%가 되도록 보장하는 단계;
(4) 급속 슬래그 형성 및 탈인은 전로 출강 과정에서 급속 슬래그 형성 및 탈인을 실시하며, 전로 종점에서 C를 0.02~0.10%로 제어하고, 산소의 활성도 αo를 600~1000ppm으로 제어하며, 전로 출강 과정에서 합금 슈트를 통해 구형 탈인제를 투입하는 동시에 아르곤 가스를 취입하여 교반을 실시하는 단계; 구형 탈인제 투입량은 3~12kg/t으로 제어하고, 아르곤가스 취입 강도는 30Nm3·t-1·h-1~150Nm3·t-1·h-1로 제어하며, 아르곤가스 취입 교반 시간은 0~7min이다.
(5) RH 정련 과정에서 용강의 청정화는 RH 정련 처리 후기의 진공도가 66.7~500Pa일 때 정화 구체를 투입하는 단계; 상기 정화구체 투입 시 하강관은 투입구의 타측에 위치한다.
(6) 전공정 보호주조 연주 단계.
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 20kg, CaO 50kg, CaF2 15kg, CaCO3 15kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 65kg, CaO 10kg, CaF2 1 kg, CaCO3 5kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연속 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 10kg, CaO 65kg, CaF2 15 kg, CaCO3 30kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Ca 분말의 입도는 1mm 미만이다.
상기 MgO의 활성도는 ≥200ml이고, CaO의 활성도는 ≥200ml이다.
실시예 2
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 55kg, CaO 20kg, CaF2 5kg, CaCO3 5kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 10kg, CaO 65kg, CaF2 15 kg, CaCO3 30kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 60kg, MgO 15kg, CaF2 1 kg, MgCO3 5kg, Mg 1kg을 취하며, 그 중 CaF2, MgCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Mg 분말의 입도는 1mm 미만이다. 기타는 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예 3
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 35kg, CaO 35kg, CaF2 10kg, CaCO3 10kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 38kg, CaO 38kg, CaF2 10 kg, CaCO3 12kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연속 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 35kg, CaO와 MgO를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제 40kg, CaF2 7 kg, CaCO3와 MgCO3를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제 15kg, Ca 1kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3, MgCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Ca 분말의 입도는 1mm 미만이다. 기타는 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예 4
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 45kg, CaO 40kg, CaF2 13kg, CaCO3 12kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 41kg, CaO 45kg, CaF2 5 kg, CaCO3 20kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 20kg, CaO와 MgO를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제 55kg, CaF2 3 kg, CaCO3 20kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Ca 분말의 입도는 1mm 미만이다. 기타는 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예 5
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 25kg, CaO 30kg, CaF2 8kg, CaCO3 14kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 20kg, CaO 55kg, CaF2 12 kg, CaCO3 10kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연속 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 40kg, MgO 30kg, CaF2 11kg, CaCO3와 MgCO3를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제 25kg, Ca분말과 Mg 분말을 임의의 비율로 혼합한 분말제 13kg을 취하며, 그 중 CaF2, CaCO3, MgCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Ca 분말과 Mg 분말의 입도는 1mm 미만이다. 기타는 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예 6
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 30kg, CaO 45kg, CaF2 6kg, CaCO3 9kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 50kg, CaO 25kg, CaF2 8 kg, CaCO3 22kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 50kg, CaO 20kg, CaF2 4kg, MgCO3 10kg, Ca 5kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, MgCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Ca 분말의 입도는 1mm 미만이다. 기타는 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예 7
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 50kg, CaO 48kg, CaF2 7kg, CaCO3 9kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 45kg, CaO 25kg, CaF2 3 kg, CaCO3 8kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 45kg, CaO 25kg, CaF2 5kg, MgCO3 15kg, Mg 4kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, MgCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Mg 분말의 입도는 1mm 미만이다. 기타는 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
실시예 8
상기 구형 탈황제의 조제는 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 45kg, CaO 25kg, CaF2 12kg, CaCO3 7kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 구형 탈인제의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 28kg, CaO 35kg, CaF2 13 kg, CaCO3 18kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이다. 건조 압축 제조 방식으로 크기가 5~25mm 사이인 구체를 제조하며, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이이면서, 또한 1600℃에서 연시 폭발 반응 시간은 1~35s이다.
상기 정화 구체의 조제는, 배합 비율에 따라 LF 정련 과정의 폐기용 슬래그, 즉 LF로 냉회수 백색 슬래그 25kg, CaO와 MgO를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제 35kg, CaF2 13kg, CaCO3 7kg, Ca 분말과 Mg 분말을 임의의 비율로 혼합한 분말제 11kg을 취하며, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이고, Ca 분말과 Mg 분말의 입도는 1mm 미만이다. 기타는 실시예 1과 동일하므로 설명을 생략한다.
비교예
종래 기술 중 청정강 생산 방법의 공정 플로우는 구체적으로 이하 단계에 따라 실현된다.
(1) 쇳물 예비처리 탈황은 혼합 CaO와 Mg 분말 탈황제를 사용하여 쇳물 분사취입 심도 탈황을 실시하고, 스키머를 이용하여 탈황 슬래그를 제거하며, 쇳물 탈황을 거친 후 전로에 장입하기 전 중량백분비로 계산하여 쇳물 중의 S≤0.0020%를 보장하는 단계;
(2) 전로 제련 과정 중 탈인 및 황 제어를 실시하여 출강 과정 중 P≤0.014%, S≤0.004%를 보장하는 단계;
(3) RH 정련 과정에서 용강을 청정화하는 단계;
(4) 전공정 보호 주조를 이용한 연주 단계.
주조 빌렛트 내호 1/4 부위를 따라 샘플링하여 500배 현미경으로 개재물의 형상과 입도를 분석하고, 정량 금속조직법으로 개재물 면적 함량을 분석하고(분석 면적은 10×10mm), 질소산소 분석기로 전산소 함량을 분석하며, 화학분석 방법을 이용하여 총 산소, 개재물, P 및 S 함량을 측정한 분석결과는 표 1과 같다.
이하 표 1에서 본 발명의 각 실시예와 비교예로 청정강을 생산하는 공정 방법 중, 강 중의 단일 원소 S와 P의 제어, 총 산소의 제어 및 개재물에 대한 제어 테스트 데이터는 단일한 방면에서의 제어나, 또는 종합적인 방면에서의 제어를 막론하고, 본 발명의 청정강 생산 공정 방법이 모두 비교예의 청정강 생산 공정 방법보다 뚜렷하게 우수하다는 것을 설명한다. 또한 본 발명은 강 중의 단일 원소 S를 5~20ppm으로 제어하고, P를 20~60ppm으로 제어하며, 총 산소를 3~15ppm으로 제어하여, 개재물의 당량 직경이 0.5~10㎛인 고품질 강재의 수준에 도달하였다.
실시예 총 산소
（ppm）		 최대 개재물 치수
（㎛）		 개재물 면적 평균 함량
（%）		 P
（ppm）		 S
（ppm）
실시예 1 14 8.34 0.00803 30 20
실시예 2 10 7.1 0.005 20 20
실시예 3 8 6.2 0.004 50 10
실시예 4 6 5.2 0.003 40 10
실시예 5 6 6.8 0.0035 50 6
실시예 6 4 4 0.0015 30 5
실시예 7 15 9.5 0.0091 50 20
실시예 8 10 8.8 0.0085 40 20
비교예 26 39.7 0.01239 100 50

Claims (9)

  1. 일종의 저원가 청정강의 생산 방법에 있어서,
    (1) 쇳물 초기 탈황은 고로 출선 탕도 내 및 철 냉온칸 내의 철 냉온 과정에서 초기 탈황을 실시하고, 고로 출선 또는 철 냉온 과정에서 쇳물에 쇳물 구형 탈황제를 투입하여 탈황 후 쇳물 중 중량백분비로 계산하여 S≤0.01%가 되도록 보장하는 단계;
    (2) 쇳물 예비처리 탈황은 분말분사 탈황 방식을 이용하여 쇳물의 심도 탈황을 실시하고, 스키머로 탈황 슬래그를 제거한 다음, 쇳물 심도탈황 후 전로(converter)에 장입하기 전, 쇳물 중 중량 백분비로 계산하여 S≤0.0015%가 되도록 보장하는 단계;
    (3) 탈인 및 황 제어는 전로에서 제련하는 과정에서 탈인 및 황 제어를 실시하여 출강 과정에서 P≤0.014%, S≤0.004%가 되도록 보장하는 단계;
    (4) 급속 슬래그 형성 및 탈인는 전로 출강 과정에서 급속 슬래그 형성 및 탈인을 실시하며, 전로 종점에서 C를 0.02~0.10%로 제어하고, 산소의 활성도 αo를 600~1000ppm으로 제어하며, 전로 출강 과정에서 합금 슈트를 통해 구형 탈인제를 투입하는 동시에 아르곤 가스를 취입하여 교반을 실시하는 단계;
    (5) RH 정련 과정에서 용강의 청정화는 RH 정련 처리 후기의 진공도가 66.7~500Pa일 때 정화 구체를 투입하는 단계;
    (6) 전공정 보호주조 연주 단계;를 포함하며,
    상기 구형 탈황제는 LF로 냉회수 백색 슬래그 20~55%, CaO 20~50%, CaF2 5~15%, CaCO3 5~15%의 원료를 중량 백분비에 따라 조제하여 형성되고, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이며;
    상기 구형 탈인제는 LF로 냉회수 백색 슬래그 10~65%, CaO 10~65%, CaF2 1~15%, CaCO3 5~30%의 원료를 중량 백분비에 따라 조제하여 형성되고, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛이며;
    상기 정화 구체는 LF로 냉회수 백색 슬래그 10~60%, CaO 15~65%, CaF2 1~15%, CaCO3 5~30%, Ca 1~15%의 원료를 중량 백분비에 따라 조제하여 형성되고, 그 중 CaO, CaF2, CaCO3 및 LF로 냉회수 백색 슬래그의 입도는 ≤100㎛인 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    단계 (1)의 상기 구형 탈황제는, 그 구형 탈황제의 투입량이 2~8kg/t인 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    단계 (4)의 상기 구형 탈인제는, 그 구형 탈인제의 투입량을 3~12kg/t으로 제어하고, 아르곤가스 취입 강도는 30Nm3·t-1·h-1~150Nm3·t-1·h-1로 제어하며, 아르곤가스 취입 교반 시간은 0~7min인 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    단계 (5)의 상기 정화 구체 투입은, 상기 정화 구체 투입 시, 하강관이 투입구의 타측에 위치하는 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 구형 탈황제, 구형 탈인제와 정화 구체는 모두 건조압축 방식으로 제조되며, 각종 구체의 크기는 5~25mm 사이이고, 구체의 항압 강도는 5~35MPa 사이로 제어되며, 또한 1600℃ 연시 폭발 반응 시간은 1~35s인 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  6. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 정화 구체 중의 CaO는 MgO 또는 CaO와 MgO를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제로 대체 가능한 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  7. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 정화 구체 중의 CaCO3는 MgCO3 또는 CaCO3와 MgCO3를 임의의 비율로 혼합한 복합 분말제로 대체 가능하며, 또한 MgCO3의 입도는 ≤100㎛인 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  8. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 정화 구체 중의 Ca 분말은 Mg 분말 또는 Ca 분말과 Mg 분말을 임의의 비율로 혼합한 분말제로 대체 가능하며, Ca 분말과 Mg 분말의 입도는 1mm 미만인 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 CaO의 활성도는 ≥200ml인 것을 특징으로 하는 저원가 청정강의 생산방법.


















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