KR101674756B1 - Method for vod refining ferritic stainless steel - Google Patents
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Abstract
페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시형태는, 산소를 취입하여 용강을 탈탄하는 단계, 탈산제를 투입하여 용강을 탈산하는 단계 및 탈탄 및 탈산이 이루어진 용강의 성분을 조정하는 단계를 순차로 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법에 있어서, 하기 식 1에 의해 예상 탈산제 투입량을 구하고, 하기 식 7에 의해 실수율 보정을 위한 추가 탈산제 투입량을 구한 후, 예상 탈산제 투입량과 추가 탈산제 투입량을 합한 함량의 탈산제를 용강에 투입하여 용강을 탈산하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법을 제공한다.
[식 1]
(예상 탈산제 투입량(kg)) = (크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg))
[식 7]
(추가 탈산제 투입량(kg)) = -0.408 × (VOD 도착 용강의 온도(℃)) + 6.53 × {(산소 취련 전 용강의 온도(℃)) - (산소 취련 후 용강의 온도(℃))} - 0.00549 × (용강량(kg)) - 0.873 × (탈탄에 사용된 산소량(kg)) + 19.7 × (탈탄 효율(%)) + 30 × (VOD 도착 크롬 농도(중량%))A VOD refining method of a ferritic stainless steel is disclosed. An embodiment of the present invention is a method for producing a ferritic stainless steel comprising the steps of: blowing oxygen to decarburize molten steel; deoxidizing the molten steel by inputting a deoxidizer; and adjusting the components of molten steel subjected to decarburization and deoxidization. In the refining method, the deacidifying agent input amount is obtained by the following equation (1), the additional deacidifying agent input amount for correcting the actual water amount ratio is calculated by the following equation (7), the deoxidizing agent is added to the molten steel in the amount of the deacidifying agent input amount The present invention also provides a VOD refining method of a ferritic stainless steel.
[Formula 1]
(Amount of deoxidizing agent (kg) required for chromium oxide reduction (kg)) + (deoxidant content (kg) required for dissolved oxygen removal) + (deoxidant content (kg)
[Equation 7]
(The amount of additional deoxidizer input (kg)) = -0.408 占 (temperature of VOD arrival molten steel (占 폚)) + 6.53 占 ((temperature of molten steel after oxygen blowing) - 0.00549 × (molten steel amount (kg)) - 0.873 × (amount of oxygen used for decarburization in kg) + 19.7 × (decarburization efficiency (%)) + 30 ×
Description
본 발명은 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 탈산 공정시 투입되는 탈산제의 투입량을 보다 정확하게 예측할 수 있는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a VOD refining method of a ferritic stainless steel, and more particularly, to a VOC refining method of a ferritic stainless steel capable of more accurately predicting an amount of a deoxidizer charged in a deoxidation process.
일반적으로, 페라이트계 스테인리스 강은 표면 품질이 매우 중요하며, 이를 저해하는 인자에는 여러 종류가 있지만 그 중에서도 용강 중에서 탈산제와 산소가 반응하여 생성되는 고융점 비금속 개재물이 큰 문제가 되고 있다. Generally, the surface quality of ferritic stainless steels is very important, and there are many kinds of factors that inhibit them, but among them, high melting point nonmetallic inclusions formed by the reaction of deoxidizing agent and oxygen in the molten steel are a big problem.
그러나, 비금속 개재물은 용강의 탈산 과정과 온도 제어를 위한 합금철 투입 등에 의해 필연적으로 발생하기 때문에 개재물의 발생을 최소화시키기 위해서는 최적의 탈산제를 사용하는 것이 매우 중요하다. However, since nonmetallic inclusions are inevitably generated by the deoxidation process of molten steel and the injection of ferroalloy for temperature control, it is very important to use an optimal deoxidizer in order to minimize the generation of inclusions.
크롬을 함유하는 스테인리스 강은 탈탄을 위해 용강으로 산소를 공급하는데, 이 때 용강 중 탄소뿐만 아니라 크롬 또한 산화하게 된다. Chromium-containing stainless steels supply oxygen to molten steel for decarburization, where not only carbon but also chromium is oxidized.
탈산기에 투입되는 탈산제는 산화된 크롬을 환원하거나 용강중 산소를 제거하게 되는데, 이때 탈산제 투입량의 정확도를 향상시키기 위해서는 산화된 크롬 양의 정확도를 높여야 한다.The deoxidizer added to the deoxidizer reduces the oxidized chromium or removes the oxygen in the molten steel. In order to improve the accuracy of the deoxidizer input, it is necessary to increase the accuracy of the oxidized chromium amount.
특히, 탈산제 투입량을 계산하기 위한 종래 기술의 일례인 특허문헌 1에서는 용강중 산소 농도를 구함에 있어 탈탄 반응에 의해 감소되는 감소 탄소량과 산소 계수등을 이용하여 총탈탄에 사용된 산소량에서 감산하여 용강중 산소 농도를 구하였다.Particularly, in Patent Document 1, which is an example of a conventional technique for calculating the amount of deoxidizer input, subtracting the amount of oxygen used for total decarburization from the amount of oxygen used in decarburization, The oxygen concentration was determined.
또한, 특허문헌 2에서는 래들의 잔류 지금량을 분석하여 이에 따른 탈탄, 탈산량을 계산하였다.In Patent Document 2, the residual amount of ladle is analyzed and the amount of decarburization and deoxidation is calculated.
그러나, 상기 특허문헌 1 및 2에 의해서는 정확한 탈산제 투입량을 구하는 것이 어려워 개재물 발생의 문제를 해결하는 데는 한계가 있었다.
However, in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to obtain an accurate amount of deoxidizer input, so that there is a limit in solving the problem of generation of inclusions.
본 발명의 일 측면은 탈산제 투입량의 정확도를 향상시킴으로써 탈산제에 의한 개재물 발생을 최소화할 수 있는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a VOD refining method of a ferritic stainless steel capable of minimizing the generation of inclusions by a deoxidizing agent by improving the accuracy of a deoxidizer input amount.
본 발명의 일 실시형태는, 산소를 취입하여 용강을 탈탄하는 단계, 탈산제를 투입하여 용강을 탈산하는 단계 및 탈탄 및 탈산이 이루어진 용강의 성분을 조정하는 단계를 순차로 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법에 있어서, 하기 식 1에 의해 예상 탈산제 투입량을 구하고, 하기 식 7에 의해 실수율 보정을 위한 추가 탈산제 투입량을 구한 후, 예상 탈산제 투입량과 추가 탈산제 투입량을 합한 함량의 탈산제를 용강에 투입하여 용강을 탈산하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법을 제공한다.An embodiment of the present invention is a method for producing a ferritic stainless steel comprising the steps of: blowing oxygen to decarburize molten steel; deoxidizing the molten steel by inputting a deoxidizer; and adjusting the components of molten steel subjected to decarburization and deoxidization. In the refining method, the deacidifying agent input amount is obtained by the following equation (1), the additional deacidifying agent input amount for correcting the actual water amount ratio is calculated by the following equation (7), the deoxidizing agent is added to the molten steel in the amount of the deacidifying agent input amount The present invention also provides a VOD refining method of a ferritic stainless steel.
[식 1][Formula 1]
(예상 탈산제 투입량(kg)) = (크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg))(Amount of deoxidizing agent (kg) required for chromium oxide reduction (kg)) + (deoxidant content (kg) required for dissolved oxygen removal) + (deoxidant content (kg)
[식 7][Equation 7]
(추가 탈산제 투입량(kg)) = -0.408 × (VOD 도착 용강의 온도(℃)) + 6.53 × {(산소 취련 전 용강의 온도(℃)) - (산소 취련 후 용강의 온도(℃))} - 0.00549 × (용강량(kg)) - 0.873 × (탈탄에 사용된 산소량(kg)) + 19.7 × (탈탄 효율(%)) + 30 × (VOD 도착 크롬 농도(중량%))
(The amount of additional deoxidizer input (kg)) = -0.408 占 (temperature of VOD arrival molten steel (占 폚)) + 6.53 占 ((temperature of molten steel after oxygen blowing) - 0.00549 × (molten steel amount (kg)) - 0.873 × (amount of oxygen used for decarburization in kg) + 19.7 × (decarburization efficiency (%)) + 30 ×
본 발명의 다른 일 실시형태는, 승온제를 투입하여 용강의 온도를 상승시키는 단계, 산소를 취입하여 용강을 탈탄하는 단계, 탈산제를 투입하여 용강을 탈산하는 단계 및 탈탄 및 탈산이 이루어진 용강의 성분을 조정하는 단계를 순차로 포함하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법에 있어서, 하기 식 1에 의해 예상 탈산제 투입량을 구하고, 하기 식 8에 의해 실수율 보정을 위한 추가 탈산제 투입량을 구한 후, 예상 탈산제 투입량과 추가 탈산제 투입량을 합한 함량의 탈산제를 용강에 투입하여 용강을 탈산하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for producing molten steel comprising the steps of raising the temperature of molten steel by injecting a temperature increasing agent, decarbonating the molten steel by blowing oxygen, deoxidizing molten steel by injecting deoxidizer, In the VOD refining method of a ferritic stainless steel, wherein the amount of the deacidifying agent to be charged is determined by the following formula 1, the amount of additional deacidifying agent for the correction of the yield percentage is obtained by the following formula 8, And a deoxidizing agent is added to the molten steel in a deoxidizing amount of the deoxidizing agent in an amount of the deoxidizing agent added to the molten steel to deoxidize the molten steel.
[식 1][Formula 1]
(예상 탈산제 투입량(kg)) = (크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg))(Amount of deoxidizing agent (kg) required for chromium oxide reduction (kg)) + (deoxidant content (kg) required for dissolved oxygen removal) + (deoxidant content (kg)
[식 8][Equation 8]
(추가 탈산제 투입량(kg)) = 4.81 × {(산소 취련 전 크롬 농도(중량%)) (산소 취련 후 크롬 농도(중량%))} - 0.167 × (VOD 도착온도(℃)) + 6.53 × {(산소 취련 전 용강의 온도(℃)) - (산소 취련 후 용강의 온도(℃))}
(The amount of additional deoxidizing agent (kg)) = 4.81 x (concentration of chromium before oxygen toughening (% by weight) (concentration of chromium after oxygen toughening (wt%))} - 0.167 x VOD arrival temperature (Temperature (° C) of the molten steel before the oxygen blowing) - (temperature (° C) of the molten steel after the oxygen blowing)
본 발명의 일 측면에 따르면, 탈산제 투입량의 정확도를 향상시킴으로써 탈산제에 의한 개재물 발생을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
According to an aspect of the present invention, it is possible to minimize the generation of inclusions by the deoxidizer by improving the accuracy of the deoxidizer input amount.
도 1은 일반적인 VOD 공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 VOD 조업 초기 승온제 투입 유무에 따라 예상 탈산제 투입량과 실제 VOD 공정에서 요구되는 탈산제 투입량의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 3은 VOD 조업 초기 승온제를 투입하지 아니한 경우의 다양한 VOD 조업 조건과 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량의 상관관계를 나타내는 그래프이다.1 is a flowchart showing a general VOD process.
FIG. 2 is a graph showing a difference between an anticipated deoxidizer input amount and a deoxidizer input amount required in an actual VOD process depending on whether a temperature raising agent is input in the initial stage of VOD operation.
FIG. 3 is a graph showing a correlation between various VOD operating conditions in the case where the temperature raising agent is not charged in the initial stage of the VOD operation and the addition amount of the deacidifying agent additionally required for correcting the error rate.
본 발명은 페라이트계 스테인리스 용강을 VOD 공정에서 정련하는 방법에 바람직하게 적용될 수 있다.The present invention can be suitably applied to a method for refining ferritic stainless steel in a VOD process.
상기 스테인리스 용강의 보다 바람직한 예로는 10~20% 크롬을 함유하는 페라이트계 스테인리스 용강을 들 수 있다.A more preferred example of the stainless steel is a ferritic stainless steel containing 10 to 20% chromium.
본 발명은 페라이트계 스테인리스 용강을 정련하는 방법에 있어서, VOD 탈탄 과정 중 발생한 크롬 산화물을 환원시키고 용강 중 용존 산소를 제거하는 탈산제의 량을 결정함에 있어, 공정 조건에 따른 크롬 산화량 결정 기준을 제시하여 탈산제량의 정확도를 향상시킴으로써 탈산제에 의한 개재물 발생을 최소화할 수 있는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법이다.
The present invention relates to a method for refining a ferritic stainless steel molten steel in which the amount of chromium oxide generated during the VOC decarburization process is reduced and the amount of deoxidizer for removing dissolved oxygen in the molten steel is determined, Thereby improving the accuracy of the amount of deoxidizer, thereby minimizing the generation of inclusions by deoxidizing agents.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 일시예에 따라 페라이트계 스테인리스 용강을 VOD 공정에서 정련하는 방법에 대하여 설명한다.
Hereinafter, a method of refining ferritic stainless steel in a VOD process according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
VOD 조업 시 산소 취련 단계에서 취련 초기인 고탄소 영역에서는 공급되는 산소에 의해 용강의 탈탄 반응이 주로 이루어지나 취련 말기인 저탄소 영역에서는 크롬의 산화 반응이 주로 이루어진다. During the VOD operation, the decarbonization of the molten steel is mainly carried out by the supplied oxygen in the high carbon region which is the initial stage of the blowing in the oxygen blowing step, but the oxidation reaction of the chromium is mainly performed in the low carbon region which is the end of the blowing.
상기와 같은 크롬 산화 반응에 의해 형성된 크롬 산화물은 용강의 산소 공급원으로서 진공 탈탄기 시 탈탄 반응에 이용되기도 한다.
The chromium oxide formed by the above-mentioned chromium oxidation reaction is used as an oxygen source of molten steel for decarburization reaction in a vacuum decarburizer.
도 1은 일반적인 VOD 공정을 나타내는 순서도이다. 2차 정련이 요구되는 용강이 VOD 설비에 도착하면, 먼저 용강의 온도 측정이 이뤄지며, 측정 결과에 따라 용강의 온도가 효과적인 탈탄을 위한 온도에 도달하지 못할 경우 승온제를 투입하여 용강의 온도를 상승시키게 된다. 만약, VOD 설비에 도착한 용강이 효과적인 탈탄을 위한 온도에 이미 도달해 있는 경우 별도의 승온제 투입은 이뤄지지 않는다. 이후, 산소를 취련하여 용강을 탈탄한다. 이후, 탈산제를 투입하여 용강을 탈산한다. 이후, 각각의 강에 요구되는 목표 조성을 확보하기 위해 합금철 등을 투입하여 용강의 성분을 조정한다.
1 is a flowchart showing a general VOD process. When the molten steel requiring secondary refining reaches the VOD facility, the temperature of the molten steel is measured first. If the temperature of the molten steel does not reach the temperature for effective decarburization according to the measurement result, the temperature of the molten steel is increased . If the molten steel arriving at the VOD facility has already reached the temperature for effective decarburization, no additional heating element is introduced. Thereafter, oxygen is blown to decarbonize the molten steel. Thereafter, a deoxidizer is charged to deoxidize the molten steel. Subsequently, to ensure the target composition required for each steel, alloying iron is added to adjust the composition of the molten steel.
여기서, 탈산 단계는 산소 취련에 의해 산화된 금속 성분을 환원시키고, 용강 중 용존 산소를 제거하는 단계로써, 각 강종의 성분에 따라 알루미늄, 실리콘 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 탈산제를 투입하여 탈산할 수 있다. 이때, 탈산 단계에 투입되는 예상 탈산제 투입량은 하기 식 1에 의해 결정된다.Here, the deoxidation step is a step of reducing the oxidized metal component by oxygen blowing and removing the dissolved oxygen in the molten steel. At least one deoxidizing agent selected from the group consisting of aluminum, silicon and titanium is added according to the components of each steel species It can be deoxidized. At this time, the amount of the deacidifying agent input into the deoxidation step is determined by the following equation (1).
[식 1] [Formula 1]
(예상 탈산제 투입량(kg)) = (크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg))
(Amount of deoxidizing agent (kg) required for chromium oxide reduction (kg)) + (deoxidant content (kg) required for dissolved oxygen removal) + (deoxidant content (kg)
상기 식 1에서, 크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량은, 크롬 산화에 사용된 산소량을 의미하는 크롬 산화 산소량(부피)을 몰 단위의 분자량으로 환산한 후, 탈산제와의 반응식에 따라 구해지며, 이를 식으로 나타내면 하기 식 2와 같다.In the formula (1), the deoxidizing agent content required for chromium oxide reduction is obtained by converting the amount (volume) of chromium oxide, which means the amount of oxygen used for chromium oxidation, into the molecular weight in molar units, 2 < / RTI >
[식 2][Formula 2]
(크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) = {(크롬 산화 산소량(l)) / 33.6} × (탈산제 원자량 × 2)
(Deoxidizer content (kg) required for chromium oxide reduction) = {(amount of chromium oxide (l)) / 33.6} (amount of deoxidizing agent x 2)
상기 식 2에서, 크롬 산화 산소량은 VOD 공정중 산소 취련 전후의 크롬 농도의 차이를 구하고, 이를 몰당 기체량으로 환산하여 구해지며, 이를 식으로 나타내면 하기 식 3과 같다.In the formula 2, the amount of chromium oxide is obtained by calculating the difference in chromium concentration before and after the oxygen blowing in the VOD process, and converting the chromium concentration into the amount of gas per mole.
[식 3][Formula 3]
(크롬 산화 산소량(l)) = {(산소 취련 전 크롬 농도(중량%) - 산소 취련 후 크롬 농도(중량%)) / 100} × 용강량(kg) × (33.6 / 104)
(Amount of chromium oxide (l)) = {(concentration of chromium before oxygen enrichment (wt%) - concentration of chromium after enrichment of oxygen (wt%)) / 100} x amount of molten steel (kg)
또한, 상기 식 1의 용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량은 용존 산소량에 의해 결정되며, 이를 식으로 나타내면 하기 식 4와 같다.The amount of deoxidizing agent required for the removal of dissolved oxygen in Formula 1 is determined by the amount of dissolved oxygen.
[식 4][Formula 4]
(용존 산소량(kg)) = [19729 - {27.265 × (산소 취련 후 용강의 온도(℃))} + {0.0095 × (산소 취련 후 용강의 온도(℃))2}] × (용강량(kg)) × 10-9 × (22.4 / 32)
(Dissolved oxygen (kg)) = [19729 - {27.265 × ( Temperature (℃) of the molten steel after the oxygen blow)} + {0.0095 × (Temperature (℃) after the oxygen blow molten steel) 2}] × (molten steel amount (kg )) X 10 -9 x (22.4 / 32)
상기 식 4에서 용존 산소량은 용강의 온도에 의존하는 함수로써, 이를 식으로 나타내면 하기 식 5와 같다.The dissolved oxygen amount in the equation (4) is a function depending on the temperature of the molten steel.
[식 5][Formula 5]
(용존 산소량(kg)) = [19729 - {27.265 × (산소 취련 후 용강의 온도(℃))} + {0.0095 × (산소 취련 후 용강의 온도(℃))2}] × (용강량(kg)) × 10-9 × (22.4 / 32)
(Dissolved oxygen (kg)) = [19729 - {27.265 × ( Temperature (℃) of the molten steel after the oxygen blow)} + {0.0095 × (Temperature (℃) after the oxygen blow molten steel) 2}] × (molten steel amount (kg )) X 10 -9 x (22.4 / 32)
또한, 상기 식 1의 성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량은, VOD 조업 후 VOD를 출발하는 용강에 잔존하는 목표 탈산제 함량을 의미하는 것으로, 이를 식으로 나타내면 하기 식 6과 같다.The deoxidizer content required for the composition adjustment of the above formula 1 means the target deoxidizer content remaining in the molten steel starting from VOD after the VOD operation.
[식 6][Formula 6]
(성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg)) = (VOD 출발 목표 탈산제 농도(중량%)) × (용강량(kg)) × (1 / 100)
(Amount of deoxidizing agent (kg) required for adjustment of the component) = (VOD starting deoxidizing agent concentration (% by weight)) x (amount of molten steel (kg)) x (1/100)
그런데, 본 발명자들의 연구 결과, 상기 식 1에 따른 예상 탈산제 투입량과 실제 VOD 공정에서 요구되는 탈산제 투입량에는 상당한 괴리가 존재한다. 도 2는 VOD 조업 초기 승온제 투입 유무에 따라 예상 탈산제 투입량과 실제 VOD 공정에서 요구되는 탈산제 투입량의 차이를 나타낸 그래프이다. 여기서, 탈산제로는 Al을 사용하였다.
However, as a result of the research conducted by the present inventors, there is a considerable gap between the anticipated amount of deacidifying agent in accordance with Formula 1 and the amount of deoxidizing agent required in the actual VOD process. FIG. 2 is a graph showing a difference between an anticipated deoxidizer input amount and a deoxidizer input amount required in an actual VOD process depending on whether a temperature raising agent is input in the initial stage of VOD operation. Here, Al was used as a deoxidizer.
도 2를 참고할 때, 탈산 전 승온제를 투입하지 않았을 경우에는 예상 탈산제 투입량에 비해 평균적으로 약 79kg의 탈산제를 추가 투입해야 하며, 탈산 전 승온제를 투입할 경우에는 예상 탈산제 투입량에 비해 평균적으로 약 159kg의 탈산제를 추가 투입해야 함을 알 수 있다.
2, when the deoxidizing agent is not added before the deoxidation, an average of about 79 kg of deoxidizing agent should be added to the deoxidizing agent, and when the deoxidizing agent is added, the average amount of deoxidizing agent 159 kg of deoxidizer should be added.
따라서, 본 발명자들은 상기와 같은 실제 VOD 공정에서 요구되는 탈산제 투입량을 정확히 예측하기 위하여, 예상 탈산제 투입량과의 괴리를 가져오는 VOD 조업 조건에 대해 다양한 측면에서 검토하였으며, 그 결과 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량에 대한 회귀식을 도출할 수 있었다. 한편, 도 2에서 알 수 있듯이, VOD 조업 초기 승온제 투입 여부에 따라 실수율은 상당한 차이를 나타내고 있으므로, 승온제 투입 유무에 따라 별도의 회귀식을 도출하였다.
Therefore, in order to accurately predict the deoxidizer input amount required in the actual VOD process, the present inventors have studied various aspects of the VOD operation condition that causes a deviation from the predicted deoxidizer input amount, and as a result, The regression equation for deoxidizer input could be derived. As can be seen from FIG. 2, since the error rate varies considerably depending on whether or not the temperature raising agent is used in the initial stage of the VOD operation, a separate regression equation is derived depending on the presence or absence of the temperature increase agent.
도 3은 VOD 조업 초기 승온제를 투입하지 아니한 경우의 다양한 VOD 조업 조건과 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
FIG. 3 is a graph showing a correlation between various VOD operating conditions in the case where the temperature raising agent is not charged in the initial stage of the VOD operation and the addition amount of the deacidifying agent additionally required for correcting the error rate.
도 3을 참조할 때, VOD 도착 용강의 온도 및 VOD 도착 크롬 농도는 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량과 반비례 관계에 있으며, 산소 취련 전후 용강의 온도 차, 용강량, 탈탄에 사용된 산소량(= CO 발생을 위해 사용된 산소량), 탈탄 효율(= CO 발생을 위해 사용된 산소량 / 용강 중 취련된 산소량)은 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량과 비례 관계에 있음을 알 수 있다.
3, the temperature of the VOD arrival molten steel and the chrome concentration of the arrival VOD are in inverse proportion to the addition amount of the deacidifying agent additionally required for the correction of the rate of return, and the temperature difference, the amount of molten steel, the amount of oxygen used for decarburization (= (The amount of oxygen used to generate CO), decarburization efficiency (= the amount of oxygen used to generate CO / the amount of oxygen blown into the molten steel) is proportional to the amount of deacidifying agent additionally required for rate of return correction.
이를 기초로, VOD 조업 초기 승온제를 투입하지 아니한 경우의 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량을 식으로 나타내면 하기 식 7과 같다.Based on this, the amount of deacidifying agent additionally required for correcting the error rate in the case where the temperature raising agent at the initial stage of the VOD operation is not inputted can be expressed by the following equation (7).
[식 7][Equation 7]
(추가 탈산제 투입량(kg)) = -0.408 × (VOD 도착 용강의 온도(℃)) + 6.53 × {(산소 취련 전 용강의 온도(℃)) - (산소 취련 후 용강의 온도(℃))} - 0.00549 × (용강량(kg)) - 0.873 × (송산량(kg)) + 19.7 × (탈탄 효율(%)) + 30 × (VOD 도착 크롬 농도(중량%))
(The amount of additional deoxidizer input (kg)) = -0.408 占 (temperature of VOD arrival molten steel (占 폚)) + 6.53 占 ((temperature of molten steel after oxygen blowing) (Decarbonization efficiency (%)) + 30 (VOD arrival chromium concentration (% by weight)) - 0.00549 占 (molten steel amount (kg)) - 0.873 占
도 4는 VOD 조업 초기 승온제를 투입한 경우의 다양한 VOD 조업 조건과 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
FIG. 4 is a graph showing a correlation between various VOD operating conditions in the case where the temperature raising agent is charged at the initial stage of the VOD operation and the addition amount of deacidifying agent additionally required for correcting the error rate.
도 4를 참조할 때, 산소 취련 전후 크롬의 농도 차, 산소 취련 전후 용강의 온도 차는 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량과 비례 관계에 있으며, VOD 도착 용강의 온도는 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량과 반비례 관계에 있음을 알 수 있다.
4, the difference in the chromium concentration before and after the oxygen blow-in, the temperature difference between the molten steel before and after the oxygen blow-in is proportional to the addition amount of the deacidifying agent additionally required for the correction of the rate of return, and the temperature of the VOD arrival molten steel, And inversely proportional relationship.
이를 기초로, VOD 조업 초기 승온제를 투입한 경우의 실수율 보정을 위해 추가적으로 필요한 탈산제 투입량을 식으로 나타내면 하기 식 8과 같다.Based on this, the addition amount of the deacidifying agent additionally required for correcting the error rate in the case where the temperature raising agent is charged in the initial stage of the VOD operation can be expressed by the following equation (8).
[식 8][Equation 8]
(추가 탈산제 투입량(kg)) = 4.81 × {(산소 취련 전 크롬 농도(중량%)) (산소 취련 후 크롬 농도(중량%))} - 0.167 × (VOD 도착온도(℃)) + 6.53 × {(산소 취련 전 용강의 온도(℃)) - (산소 취련 후 용강의 온도(℃))}
(The amount of additional deoxidizing agent (kg)) = 4.81 x (concentration of chromium before oxygen toughening (% by weight) (concentration of chromium after oxygen toughening (wt%))} - 0.167 x VOD arrival temperature (Temperature (° C) of the molten steel before the oxygen blowing) - (temperature (° C) of the molten steel after the oxygen blowing)
상기와 같이 구한 탈산제 투입량(VOD 조업 초기 승온제를 투입하지 아니한 경우에는 식 1에 따른 예상 탈산제 투입량 및 식 7에 따른 추가 탈산제 투입량의 합을 의미하며, VOD 조업 초기 승온제를 투입한 경우에는 식 1에 따른 예상 탈산제 투입량 및 식 8에 따른 추가 탈산제 투입량의 합을 의미함)에 따라 탈산제를 투입하면, 탈산제 투입량의 정확도를 향상시킬 수 있어 탈산제에 의한 개재물 발생을 최소화할 수 있다.
The amount of deacidifying agent input as described above means the sum of the amount of deacidifying agent input according to Equation 1 and the amount of additional deoxidizing agent according to Equation 7 when the initial temperature increasing agent is not charged during the VOD operation. 1 and the additional deoxidizer input amount according to Equation (8)), it is possible to improve the accuracy of the deoxidizer input amount and minimize the generation of inclusions by the deoxidizer.
도 5은 VOD 조업 초기 승온제를 투입하지 아니한 경우의 예상 탈산제 투입량(식 1에 따름) 및 추가 탈산제 투입량(식 7에 따름)의 합과 실제 VOD 공정에서 요구되는 탈산제 투입량의 차이를 나타내며, 도 6은 VOD 조업 초기 승온제를 투입한 경우의 예상 탈산제 투입량(식 1에 따름) 및 추가 탈산제 투입량(식 8에 따름)의 합과 실제 VOD 공정에서 요구되는 탈산제 투입량의 차이를 나타낸다. 여기서, 탈산제로는 Al을 사용하였다.
5 shows the difference between the amount of deacidifying agent input (in accordance with Equation 1) and the amount of additional deacidifying agent input (in accordance with Equation 7) and the deoxidizer input amount required in the actual VOD process when the temperature raising agent in the initial stage of VOD operation is not supplied, 6 shows the difference between the amount of deacidifying agent input (in accordance with Equation 1) and the amount of additional deacidifying agent input (according to Equation 8) and the amount of deoxidizer input required in the actual VOD process when the temperature raising agent in the initial VOD operation is input. Here, Al was used as a deoxidizer.
도 5 및 도 6을 참조할 때, 본 발명에 따라 얻어지는 탈산제 투입량은 실제 VOD 공정에서 요구되는 탈산제 투입량과의 편차가 모두 100kg 이내에 도달하여 탈산제 투입량의 정확도가 매우 우수함을 알 수 있다.Referring to FIGS. 5 and 6, it can be seen that the amount of deoxidizer input obtained according to the present invention reaches within 100 kg of deviation from the deoxidizer input amount required in the actual VOD process, so that the accuracy of the deoxidizer input amount is excellent.
Claims (7)
하기 식 1에 의해 예상 탈산제 투입량을 구하고, 하기 식 7에 의해 실수율 보정을 위한 추가 탈산제 투입량을 구한 후, 예상 탈산제 투입량과 추가 탈산제 투입량을 합한 함량의 탈산제를 용강에 투입하여 용강을 탈산하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법.
[식 1]
(예상 탈산제 투입량(kg)) = (크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg))
[식 7]
(추가 탈산제 투입량(kg)) = -0.408 × (VOD 도착 용강의 온도(℃)) + 6.53 × {(산소 취련 전 용강의 온도(℃)) - (산소 취련 후 용강의 온도(℃))} - 0.00549 × (용강량(kg)) - 0.873 × (탈탄에 사용된 산소량(kg)) + 19.7 × (탈탄 효율(%)) + 30 × (VOD 도착 크롬 농도(중량%))
A method for refining VOD of a ferritic stainless steel, which comprises sequentially degasifying molten steel by blowing oxygen, deoxidizing molten steel by adding a deoxidizer, and adjusting the components of molten steel subjected to decarburization and deoxidation,
The deoxidizing agent is introduced into the molten steel by deoxidizing the molten steel after obtaining the amount of the deacidifying agent input by the following formula 1 and calculating the amount of the additional deacidifying agent for the correction of the rate of dehydration by the following formula 7, Wherein the ferrite-based stainless steel is subjected to VOD refining.
[Formula 1]
(Amount of deoxidizing agent (kg) required for chromium oxide reduction (kg)) + (deoxidant content (kg) required for dissolved oxygen removal) + (deoxidant content (kg)
[Equation 7]
(The amount of additional deoxidizer input (kg)) = -0.408 占 (temperature of VOD arrival molten steel (占 폚)) + 6.53 占 ((temperature of molten steel after oxygen blowing) - 0.00549 × (molten steel amount (kg)) - 0.873 × (amount of oxygen used for decarburization in kg) + 19.7 × (decarburization efficiency (%)) + 30 ×
하기 식 1에 의해 예상 탈산제 투입량을 구하고, 하기 식 8에 의해 실수율 보정을 위한 추가 탈산제 투입량을 구한 후, 예상 탈산제 투입량과 추가 탈산제 투입량을 합한 함량의 탈산제를 용강에 투입하여 용강을 탈산하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법.
[식 1]
(예상 탈산제 투입량(kg)) = (크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량(kg)) + (성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg))
[식 8]
(추가 탈산제 투입량(kg)) = 4.81 × {(산소 취련 전 크롬 농도(중량%)) - (산소 취련 후 크롬 농도(중량%))} - 0.167 × (VOD 도착온도(℃)) + 6.53 × {(산소 취련 전 용강의 온도(℃)) - (산소 취련 후 용강의 온도(℃))}
A step of raising the temperature of the molten steel by injecting a temperature increasing agent, a step of decarburizing the molten steel by blowing oxygen, a step of deoxidizing the molten steel by inputting a deoxidizer, and a step of adjusting the components of molten steel subjected to decarburization and deoxidation In a VOD refining method of a ferritic stainless steel,
The deoxidizing agent is introduced into the molten steel by deoxidizing the molten steel by calculating the amount of the deacidifying agent charged by the following formula 1, calculating the amount of additional deacidifying agent to be charged for correcting the rate of realization by the following equation 8, Wherein the ferrite-based stainless steel is subjected to VOD refining.
[Formula 1]
(Amount of deoxidizing agent (kg) required for chromium oxide reduction (kg)) + (deoxidant content (kg) required for dissolved oxygen removal) + (deoxidant content (kg)
[Equation 8]
(The amount of additional deoxidizing agent (kg)) = 4.81 x ((chromium concentration before oxygen toughening (wt%)) - (chromium concentration after oxygen toughening (wt%))} - 0.167 x VOD arrival temperature {(Temperature (° C.) of the molten steel before oxygen blowing) - (Temperature (° C.) of molten steel after oxygen blowing)}
상기 크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량은, 하기 식 3을 이용하여 크롬 산화 산소량을 구하고,
하기 식 3에 의해 구한 크롬 산화 산소량을 하기 식 2에 대입하여 구하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법.
[식 2]
(크롬 산화 산소량(kg)) = {(산소 취련 전 크롬 농도(중량%) - 산소 취련 후 크롬 농도(중량%)) / 100} × 용강량(kg) × (33.6 / 104)
[식 3]
(크롬산화물 환원에 필요한 탈산제 함량(kg)) = {(크롬 산화 산소량(kg)) / 33.6} × (탈산제 원자량 × 2)
3. The method according to claim 1 or 2,
The deoxidizing agent content required for the chromium oxide reduction can be determined by the following formula 3,
A method for VOD refining a ferritic stainless steel, wherein the amount of chromium oxide oxidized by the following formula (3) is substituted into the following formula (2).
[Formula 2]
(Amount of chromium oxide (kg)) = {(concentration of chromium before oxygen toughening (wt%) - concentration of chromium after oxygen toughening (wt%)) / 100} x amount of molten steel (kg)
[Formula 3]
(Deoxidizer content (kg) required for chromium oxide reduction) = {(amount of chromium oxide (kg)) / 33.6} (amount of deoxidizing agent x 2)
상기 용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량은, 하기 식 5를 이용하여 용존 산소량을 구하고, 하기 식 5에 의해 구한 용존 산소량을 하기 식 4에 대입하여 구하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법.
[식 4]
(용존산소 제거에 필요한 탈산제 함량(kg)) = (용존 산소량(kg)) × (54 / 33.6)
[식 5]
(용존 산소량(kg)) = [19729 - {27.265 × (산소 취련 후 용강의 온도(℃))} + {0.0095 × (산소 취련 후 용강의 온도(℃))2}] × (용강량(kg)) × 10-9 × (22.4 / 32)
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the deoxidizing agent content required for removing dissolved oxygen is determined by substituting the dissolved oxygen amount obtained by the following equation (5) into the following equation (4) to obtain the dissolved oxygen amount using the following equation (5).
[Formula 4]
(Deoxidizing agent content (kg) required for dissolved oxygen removal) = (dissolved oxygen amount (kg)) (54 / 33.6)
[Formula 5]
(Dissolved oxygen (kg)) = [19729 - {27.265 × ( Temperature (℃) of the molten steel after the oxygen blow)} + {0.0095 × (Temperature (℃) after the oxygen blow molten steel) 2}] × (molten steel amount (kg )) X 10 -9 x (22.4 / 32)
상기 성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량은, 하기 식 8에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법.
[식 6]
(성분 조정을 위해 필요한 탈산제 함량(kg)) = (VOD 출발 목표 탈산제 농도(중량%)) × (용강량(kg)) × (1 / 100)
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the deoxidizing agent content required for the component adjustment is obtained by the following formula (8).
[Formula 6]
(Amount of deoxidizing agent (kg) required for adjustment of the component) = (VOD starting deoxidizing agent concentration (% by weight)) x (amount of molten steel (kg)) x (1/100)
상기 탈산제는 알루미늄, 실리콘 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the deoxidizing agent is at least one selected from the group consisting of aluminum, silicon and titanium.
상기 스테인리스 강은 10~20중량%의 크롬을 함유하는 페라이트계 스테인리스 강인 것을 특징으로 하는 페라이트계 스테인리스 강의 VOD 정련방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the stainless steel is a ferritic stainless steel containing 10 to 20% by weight of chromium.
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