KR101697096B1 - 스테인리스강의 전로 정련 방법 - Google Patents

스테인리스강의 전로 정련 방법 Download PDF

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임선희
최현수
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주식회사 포스코
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Abstract

스테인리스강의 전로 정련 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련 방법에 따르면, 상취 랜스와, 내관 및 이를 둘러싸는 외관을 포함하는 저취 노즐을 포함하는 전로에 용선을 장입하는 단계, 상기 용선에 상기 저취 노즐의 내관을 통하여 산소를 취입하며 상기 저취 노즐의 외관을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선을 탈탄하는 1차 탈탄 단계 및 상기 용선에 상기 저취 노즐의 내관을 통하여 불활성 가스 및 산소를 혼합 취입하며 상기 저취 노즐의 외관을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선을 재차 탈탄하는 2차 탈탄 단계를 포함하며, 상기 1차 탈탄 단계에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 이하로 취입되며, 상기 2차 탈탄 단계에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 초과로 취입된다. 따라서, 전로의 내화물 침식을 가속시키지 않으면서 탈탄 효율을 향상시키고 탈탄 시간을 최소화하여, 환원제 투입비용을 절감시키고, 제품의 생산량을 증대시킬 수 있다.

Description

스테인리스강의 전로 정련 방법{METHOD FOR REFINING STAINLESS STEEL IN CONVERTER}
본 발명은 스테인리스강의 전로 정련 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로 조업시 산소의 취입 조건을 최적화하여, 전로의 내화물 침식을 가속시키지 않으면서 탈탄 효율을 향상시키고 탈탄 시간을 최소화하여, 환원제 투입비용 절감 및 생산량 증대가 가능한 스테인리스강의 전로 정련 방법에 관한 것이다.
스테인리스 강의 제조방법은, 사용하는 원료에 따라서 스크랩을 사용하는 제조방법과 용선을 사용하는 제조방법으로 크게 나눌 수 있다. 스크랩 및 원료 가격에 크게 의존하는 스크랩 원료 제조방법에 비하여 용선을 사용하는 제조방법은 원가측면에서 상당히 유리하다고 볼 수 있어, 근래에는 세계 주요 스테인리스 제조사들도 용선을 사용하는 제조방법을 사용하는 추세이다.
스크랩을 사용하는 스테인리스 제조방법은 일반적으로 크롬 등 스테인리스 강의 필수원소를 대부분 함유한 스크랩을 전기로에서 용해시킨 후 정련로에서 탈탄공정을 거치게 된다. 용선을 사용하는 제조방법은 고로로부터의 용선에서 규소, 인 등의 불순물을 제거하기 위한 예비처리를 실시한 후 탈탄공정을 행하게 되는데, 탄소강용 고로를 이용하여 용선을 제조하는 제철소는 대부분의 경우 탈탄용 전로도 보유하고 있으므로 스테인리스 강의 탈탄 또한 전로를 이용하여 행하는 사례가 많다.
용선을 사용하는 스테인리스 강 제조방법 중 가장 어려운 점은 일반적인 용선에 스테인리스 강 제조를 위한 크롬 소스가 함유되어 있지 않기 때문에 공정 중 크롬 소스를 투입해야 하는 점이다. 일반적으로, 페로크롬(FeCr)과 같은 크롬 소스는 규소, 탄소와 같은 불순물을 함유하고 있기 때문에 불순물의 제거가 이루어지는 탈탄공정 중에 투입하는 경우가 많다. 하지만, 전로는 외부 열원이 없는 자용로이므로 열원확보가 선행적으로 이루어져야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 크롬 광석의 직접환원을 통한 크롬 용선 제조, 크롬 소스의 투입 전 용융 등이 행하여지고 있다.
종래의 Ar 혹은 N2 기체 만을 단독으로 저취로 취련하는 경우에는 저취 외관의 압력이 심하게 편차를 보이는 것을 알 수 있다. 이는 Ar 및 N2 가스가 냉각가스이므로 지속적으로 사용시 바닥부가 과냉되어 지금(地金)이 과하게 성장하여 가스 흐름을 막기 때문이다. 이로 인해 바닥부에는 열충격에 의한 스폴링(spalling) 현상이 지속적으로 발생하게 되어 바닥부 내화물 수명이 급속히 하락하게 된다. 또한 저취 압력이 과하게 상승함에 따라 용강 유동이 강해져 벽체부 침식 또한 증가하게 되는 문제를 일으킨다. 이는 Ar 혹은 N2 기체 만을 사용하기 때문이며, 이를 해결하기 위해서는 일정량의 산소를 취입하여 발열을 시켜주는 것이 필요하다. 다만, 저취로 Ar 혹은 N2 기체에 추가하여 O2를 취입할 경우 전체 저취 가스량이 크게 증가함에 따라 바닥부 및 벽체부 내화물 용손이 증가하는 문제점이 있다.
한국 공개특허문헌 제10-2014-0000899호
본 발명의 실시예들은 전로 조업시 산소의 취입 조건을 최적화하여, 전로의 내화물 침식을 가속시키지 않으면서 탈탄 효율을 향상시키고 탈탄 시간을 최소화하여, 환원제 투입비용 절감 및 생산량 증대가 가능한 스테인리스강의 전로 정련 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련 방법은, 상취 랜스와, 내관 및 이를 둘러싸는 외관을 포함하는 저취 노즐을 포함하는 전로에 용선을 장입하는 단계, 상기 용선에 상기 저취 노즐의 내관을 통하여 산소를 취입하며 상기 저취 노즐의 외관을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선을 탈탄하는 1차 탈탄 단계 및 상기 용선에 상기 저취 노즐의 내관을 통하여 불활성 가스 및 산소를 혼합 취입하며 상기 저취 노즐의 외관을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선을 재차 탈탄하는 2차 탈탄 단계를 포함하며, 상기 1차 탈탄 단계에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 이하로 취입되며, 상기 2차 탈탄 단계에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 초과로 취입된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 냉각 가스는 LNG(liquefied natural gas) 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 LNG는 0.04 내지 0.15Nm3/min./ton-steel로 취입될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 불활성 가스는 아르곤(Ar) 가스 또는 질소(N2) 가스 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전로는 상기 저취 노즐을 2이상 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저취 노즐 외관들 사이의 압력 차이가 2% 미만 일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 1차 탈탄 단계에서, 상기 용선은 C: 0.6 내지 7중량%, Cr: 1 내지 30중량%, Si: 2중량% 이하를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 2차 탈탄 단계에서, 상기 용선은 C: 0.6중량% 미만, Cr: 1 내지 30중량%, Si: 2중량% 이하를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 2차 탈탄 단계 이후에, 산화된 크롬 산화물을 환원 및 탈류하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 스테인리스강의 전로 조업시, 저취 산소의 취입 조건을 최적화하고 저취 노즐의 외관에 냉각 가스를 동시에 취입하여, 전로의 내화물 침식을 가속시키지 않으면서 탈탄 효율을 향상시키고 탈탄 시간을 최소화하여, 환원제 투입비용을 절감시키고, 제품의 생산량을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련에 사용되는 전로의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저취 노즐의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련 공정의 순서도이다.
도 4는 종래의 저취 노즐에 아르곤 가스만을 취입하여 조업시, 저취 노즐들의 압력을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 저취 노즐의 내관에 산소를 취입하고 외관에 냉각 가스로 LNG 가스를 취입하여 조업시, 저취 노즐들의 압력을 나타내는 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련에 사용되는 전로의 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저취 노즐의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련에 사용되는 전로(100)는, 고온을 견뎌낼 수 있는 내화 벽돌(120), 상기 내화 벽돌(120)을 둘러싸는 금속 외벽(110)을 포함하며, 상기 전로(100)에 용선이 장입되어 공정이 진행된 후 출강되는 상기 전로(100)의 일 측면에 배치된 출강구(130)를 포함한다.
또한, 상기 전로(100)는 상취 랜스(140) 및 저취 노즐(150)을 포함하며, 상기 상취 랜스(140)로부터 상취 산소(141)가 취입되며, 상기 저취 노즐(150)로부터 저취 산소(160)가 취입된다.
상기 전로(100)의 내부에 용선(200)이 장입되어 있으며, 상기 상취 산소(141) 및 상기 저취 산소(160)가 취입되어 상기 용선(200) 상에 슬래그(210)가 형성되어 상기 용선(200)의 상부면을 덮고 있다. 상기 용선(200) 내의 크롬(Cr)은 상기 상취 산소(141) 또는 상기 저취 산소(160)와 반응하여 크롬 산화물(220)을 형성한다.
상기 저취 노즐(150)은 복수의 저취 노즐들을 포함하며, 예를 들어, 상기 저취 노즐(150)은 제1 저취 노즐(151), 제2 저취 노즐(152), 제3 저취 노즐(153), 제4 저취 노즐(154), 제5 저취 노즐(155)을 포함할 수 있다.
상기 저취 노즐(150)은 내관(I) 및 외관(E)을 포함할 수 있는데, 상기 외관(E)은 상기 내관을 둘러싼다. 상기 저취 산소(160) 등과 같이 상기 저취 노즐(150)을 통하여 상기 용선(200)에 제공되는 유체는 상기 내관(I) 또는 상기 외관(E)을 거쳐 상기 용선(200) 측으로 취입될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련 공정의 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스테인리스강의 전로 정련 방법은, 전로에 용선을 장입하는 단계(S10), 상기 용선을 탈탄하는 1차 탈탄 단계(S20), 상기 용선을 재차 탈탄하는 2차 탈탄 단계(S30), 산화된 크롬 산화물을 환원 및 탈류하는 단계(S40), 탈탄된 용강을 출강하는 단계(S50)를 포함한다.
전로에 용선을 장입하는 단계(S10)에 따르면, 상취 랜스(140)와, 내관(I) 및 이를 둘러싸는 외관(E)을 포함하는 저취 노즐(150)을 포함하는 전로(100)에 용선(200)을 장입한다.
예를 들어, 상기 전로(100)에 장입되는 상기 용선(200)은 C: 0.1 내지 7중량%, Cr: 1 내지 30중량%, Si: 2중량%이하를 포함하는 강일 수 있다.
상기 용선을 탈탄하는 1차 탈탄 단계(S20)에 따르면, 상기 용선(200)에 상기 저취 노즐(150)의 내관(I)을 통하여 저취 산소(160)를 취입하며 상기 저취 노즐(150)의 외관(E)을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선(200)을 탈탄한다.
상기 1차 탈탄 단계(S20)에서, 상기 용선(200)은 C: 0.6 내지 7중량%, Cr: 1 내지 30중량%, Si: 2중량%이하를 포함한다. 상기 1차 탈탄 단계(S20)가 진행되기 이전 및 진행 중인 경우, 상기 용선(200)은 C: 0.6 내지 7중량%를 포함하며, 상대적으로 고탄소의 용선이다.
상기 1차 탈탄 단계(S20)는 탈탄 시간의 대부분을 차지하고, 상기 용선(200)이 상대적으로 고탄소를 함유하므로 크롬(Cr) 산화 억제를 위해 CO분압(PCO)을 저감시켜줄 필요가 없다. 상기 저취 노즐(150)의 상기 내관(I)을 거쳐 상기 용선(200)에 취입되는 유체가 산소 뿐만 아니라, 불활성 가스, 예를 들어, 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스를 포함하는 경우, 전체 저취 가스량이 증가함에 따라 상기 내화 벽돌(120)의 바닥부 및 벽체부의 용손이 증가할 수 있다. 따라서, 상기 용선(200)에는 상기 저취 노즐(150)의 상기 내관(I)을 거쳐 순수하게 산소만이 취입될 수 있다.
따라서, 상기 1차 탈탄 단계(S20)에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 이하로 취입된다. 상기 1차 탈탄 단계(S20)에서 산소는 상기 저취 노즐(150)의 내관(I)을 거쳐 상기 용선(200)에 취입된다.
즉, 저취 유량을 증대하지 않고, 과냉을 억제하기 위한 방법으로, 상기 1차 탈탄 단계(S20)에서 순수하게 산소 만을 취입하였고, 산소만 취입하게 되면 심한 발열에 의해 오히려 상기 내화 벽돌(200)이 열적으로 용손되기 때문에 상기 저취 노즐(150)의 외관(E)에 냉각 가스를 동시에 취입하여 상기 저취 노즐(150)을 보호할 수 있는 머쉬룸을 생성시킬 수 있다. 즉, 상기 저취 노즐(150)의 외관(E)을 통하여 취입된 냉각 가스에 의하여 상기 저취 노즐(150)에 인접하여 상기 내화 벽돌(120) 바닥부 상에 지금이 형성되는데, 이를 통하여 상기 내화 벽돌(120)의 용손을 방지할 수 있다.
상기 냉각 가스는 탄화 수소계 가스일 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각 가스는 LNG(liquefied natural gas), LPG(liquefied petroleum gas) 등 일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 냉각 가스로 LNG를 사용할 수 있다.
상기 LNG는 0.04 내지 0.15Nm3/min./ton-steel로 취입될 수 있다. 상기 LNG는 냉각 가스로서, LNG의 흡열량에 따라 최적화된 유량으로 취입될 수 있다. 상기 용선(200)에 취입되는 상기 LNG가 0.04Nm3/min./ton-steel 미만인 경우, 취입양이 너무 적어, 상기 저취 노즐의 내관을 충분히 냉각시킬 수 없어 산소에 의한 심한 발열에 의하여 상기 내화 벽돌(120)이 열적으로 용손될 수 있다. 상기 용선(200)에 취입되는 상기 LNG가 0.15Nm3/min./ton-steel 초과인 경우, 냉각 가스의 과다로 상기 내화 벽돌(120)의 바닥부의 과냉으로 지금(地金)이 과하게 성장하여 가스 흐름을 막을 수 있다.
이와 달리, 상기 냉각 가스는 흡열량을 고려하여 다른 종류의 탄화 수소계 가스로 대체될 수 있으며, 이때 상기 용선(200)에 취입되는 유량은 변화할 수 있다.
도 4는 종래의 저취 노즐에 아르곤 가스만을 취입하여 조업시, 저취 노즐들의 압력을 나타내는 그래프이다. 도 5는 본발명의 일 실시예에 따라 저취 노즐의 내관에 산소를 취입하고 외관에 냉각 가스로 LNG 가스를 취입하여 조업시, 저취 노즐들의 압력을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 저취 노즐 외관들 사이의 압력 차이가 2% 이상이다. 이는, 저취 노즐의 내관 및 외관에 모두 아르곤 가스를 취입한 경우이며, 저취 노즐의 외관의 압력이 편차가 매우 큰 것을 알 수 있다. 이는 아르콘 가스가 냉각 가스이므로 지속적으로 사용시 바닥부가 과냉되어 지금(地金)이 과하게 성장하여 가스 흐름을 막기 때문이다. 이로 인해, 바닥부에는 열충격에 의한 스폴링(spalling) 현상이 지속적으로 발생하게 되어 내화 벽돌(120)의 바닥부 내화물의 수명이 급속히 하락하게 된다. 또한, 저취 압력이 과하게 상승함에 따라 용강 유동이 강해져 내화 벽돌(120)의 벽체부 내화물의 침식이 증가하는 문제를 일으킨다.
도 5를 참조하면, 저취 노즐 외관들 사이의 압력 차이가 2% 미만일 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따라 저취 노즐의 내관에 산소를 취입하고 외관에 냉각 가스로 LNG 가스를 취입한 경우이며, 저취 노즐의 외관의 압력이 편차가 거의 없으며, 2% 미만의 압력 차이를 나타냄을 알 수 있다.
상기 용선을 재차 탈탄하는 2차 탈탄 단계(S30)에 따르면, 상기 용선(200)에 상기 저취 노즐(150)의 내관(I)을 통하여 불활성 가스 및 산소를 혼합 취입하며 상기 저취 노즐(150)의 외관(E)을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선(200)을 재차 탈탄한다.
상기 2차 탈탄 단계(S30)에서, 상기 용선(200)은 C: 0.6중량% 미만, Cr: 1 내지 30중량%, Si: 2중량%이하를 포함한다. 상기 2차 탈탄 단계(S30)가 진행 중인 경우, 상기 용선(200)은 C: 0.6중량% 미만을 포함하며, 상대적으로 저탄소의 용선이다.
상기 2차 탈탄 단계(S30)는, 상기 1차 탈탄 단계(S20)와는 달리, 상기 용선(200)이 상대적으로 저탄소를 함유하므로 크롬(Cr) 산화 억제를 위해 CO분압(PCO)을 저감시켜줄 필요가 있다. 상기 저취 노즐(150)의 상기 내관(I)을 거쳐 상기 용선(200)에 취입되는 유체가 산소 뿐만 아니라, 불활성 가스를 포함하며, 상기 불활성 가스는, 예를 들어, 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스를 포함할 수 있다.
또한, 탈탄 산소 효율을 극대화하기 위하여 고유량의 불활성 가스 및 산소의 혼합 가스를 취입하며, 상기 2차 탈탄 단계(S30)는 상기 1차 탈탄 단계(S20)에 비하여 총 탈탄 시간에서 차지하는 비중이 적으므로, 고유량의 산소를 취입하더라도 상기 내화 벽돌(120)의 용손에 미치는 영향이 거의 없다.
따라서, 상기 2차 탈탄 단계(S30)에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 초과로 취입된다. 상기 2차 탈탄 단계(S30)에서 불활성 가스 및 산소는 상기 저취 노즐(150)의 내관(I)을 거쳐 상기 용선(200)에 취입된다.
예를 들어, 상기 산소 및 상기 불활성 가스의 취입양의 비는 1:1 내지 1:6 일 수 있다.
즉, 저취 유량을 증대시키면 심한 발열에 의해 오히려 상기 내화 벽돌(200)이 열적으로 용손되기 때문에 상기 저취 노즐(150)의 외관(E)에 냉각 가스를 동시에 취입하여 상기 저취 노즐(150)을 보호할 수 있는 머쉬룸을 생성시킬 수 있다. 즉, 상기 저취 노즐(150)의 외관(E)을 통하여 취입된 냉각 가스에 의하여 상기 저취 노즐(150)에 인접하여 상기 내화 벽돌(120) 바닥부 상에 지금이 형성되는데, 이를 통하여 상기 내화 벽돌(120)의 용손을 방지할 수 있다.
상기 냉각 가스는 탄화 수소계 가스일 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각 가스는 LNG(liquefied natural gas), LPG(liquefied petroleum gas) 등 일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 냉각 가스로 LNG를 사용할 수 있다.
상기 LNG는 0.04 내지 0.15Nm3/min./ton-steel로 취입될 수 있다. 상기 LNG는 냉각 가스로서, LNG의 흡열량에 따라 최적화된 유량으로 취입될 수 있다. 상기 용선(200)에 취입되는 상기 LNG가 0.04Nm3/min./ton-steel 미만인 경우, 취입양이 너무 적어, 상기 저취 노즐의 내관을 충분히 냉각시킬 수 없어 산소에 의한 심한 발열에 의하여 상기 내화 벽돌(120)이 열적으로 용손될 수 있다. 상기 용선(200)에 취입되는 상기 LNG가 0.15Nm3/min./ton-steel 초과인 경우, 냉각 가스의 과다로 상기 내화 벽돌(120)의 바닥부의 과냉으로 지금(地金)이 과하게 성장하여 가스 흐름을 막을 수 있다.
이와 달리, 상기 냉각 가스는 흡열량을 고려하여 다른 종류의 탄화 수소계 가스로 대체될 수 있으며, 이때 상기 용선(200)에 취입되는 유량은 변화할 수 있다.
상기 1차 탈탄 단계 및 상기 2차 탈탄 단계의 총 시간 중 상기 1차 탈탄 시간이 대부분을 차지한다.
예를 들어, 상기 1차 탈탄 단계에서 취입되는 총 산소량과 상기 2차 탈탄 단계에서 취입되는 총 산소량의 비율은 4:1 내지 6:1 일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 1차 탈탄 단계에서 취입되는 총 산소량과 상기 2차 탈탄 단계에서 취입되는 총 산소량의 비율은 5:1 일 수 있다.
예를 들어, 상기 1차 탈탄 시간 및 상기 2차 탈탄 시간의 비율은 4:1 내지 10:1 일 수 있다.
용선을 장입하여 출강할 때까지를 한번의 차지(charge, ch)로 정의할 때, 1회의 차지에 소요되는 시간은 30분 미만일 수 있다.
상기 환원 및 탈류하는 단계(S40)에 따르면, 용강을 출강하기에 앞서 산화된 크롬 산화물을 환원 및 탈류한다.
상기와 같은 공정에 따라, 크롬의 산화를 최소화하였음에도 상기 슬래그(210) 중에 크롬 산화물이 존재한다. 이에, 환원제를 투입하여 상기 슬래그(210) 중의 크롬 산화물을 환원시킬 수 있다. 상기 환원제는, 예를 들어, 페로 실리콘(FeSi), 알루미늄(Al) 등이 사용될 수 있다.
이후, 탈탄된 용강을 출강하는 단계(S50)를 통하여, 후속 공정으로 용강을 출강할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
실시예
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 4
실험은 모사 전로(300kg Pilot 탈탄로)를 이용하였으며, 초기 유도 용해로에서 용해한 용선을 탈탄로에 장입한 후 상저취로 산소를 2단계의 탈탄 단계를 통하여 취련하여 스테인리스강을 제조하였다.
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 용선을 탈탄하는 전로 정련 공정은 하기 표 1의 조건에 따라 수행되었다.
탈탄 1단계 탈탄 2단계
저취 내관 저취 외관 저취 내관 저취 외관
가스 종류 유량(Nm3/min./ton-steel) 가스 종류 유량(Nm3/min./ton-steel) 가스 종류 유량(Nm3/min./ton-steel) 가스 종류 유량(Nm3/min./ton-steel)
실시예 1 O2 0.25 LNG 0.04 O2+Ar 0.4 LNG 0.05
실시예 2 O2 0.33 LNG 0.11 O2+Ar 1.0 LNG 0.11
실시예 3 O2 0.15 LNG 0.07 O2+Ar 0.8 LNG 0.07
비교예 1 Ar 0.3 Ar 0.05 Ar 0.3 Ar 0.05
비교예 2 Ar 0.5 Ar 0.05 Ar 0.5 Ar 0.05
비교예 3 N2 0.3 N2 0.05 N2 0.3 N2 0.05
비교예 4 N2 0.5 N2 0.05 N2 0.5 N2 0.05
각 실시예들 및 비교예들에 따른 내화 벽돌의 바닥부 및 벽체부 침식속도, 탈탄 시간, 탈탄 산소 효율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
내화 벽돌의 바닥부 침식속도(mm/ch) 내화 벽돌의 벽체부 침식속도(mm/ch) 탈탄 시간(분) 탈탄 산소 효율(%)
실시예 1 2.9 1.4 26 74
실시예 2 2.9 1.5 27 75
실시예 3 3.1 1.5 26 75
비교예 1 3.0 1.5 29 70
비교예 2 3.2 2.0 31 72
비교예 3 3.1 1.6 30 71
비교예 4 2.9 1.4 30 69
상기 표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 스테인리스강의 전로 조업시, 전로의 내화 벽돌의 바닥부 및 벽체부의 침식을 가속시키지 않으면서 탈탄 효율이 약 74% 이상으로 향상시키고 탈탄 시간을 약 30분 미만으로 최소화할 수 있다. 여기서, 내화 벽돌의 침식속도는 용선을 장입하여 출강할 때까지를 한번의 차지(charge, ch)로 설정하여 측정하였다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전로 110: 금속 외벽
120: 내화 벽돌 130: 출강구
140: 상취 랜스 150: 저취 노즐
200: 용선 210: 슬래그
220: 크롬 산화물

Claims (9)

  1. 상취 랜스와, 내관 및 이를 둘러싸는 외관을 포함하는 2개 이상의 저취 노즐을 포함하는 전로에 용선을 장입하는 단계;
    상기 용선에 상기 저취 노즐의 내관을 통하여 산소를 취입하며 상기 저취 노즐의 외관을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선을 탈탄하는 1차 탈탄 단계; 및
    상기 용선에 상기 저취 노즐의 내관을 통하여 불활성 가스 및 산소를 혼합 취입하며 상기 저취 노즐의 외관을 통하여 냉각 가스를 취입하여 상기 용선을 재차 탈탄하는 2차 탈탄 단계;를 포함하고,
    상기 1차 탈탄 단계에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 이하로 취입되며,
    상기 2차 탈탄 단계에서 산소는 0.33Nm3/min./ton-steel 초과로 취입되며,
    상기 저취 노즐 외관들 사이의 압력 차이가 2% 미만인 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전로 정련 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 가스는 LNG(liquefied natural gas)인 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전로 정련 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 LNG는 0.04 내지 0.15Nm3/min./ton-steel로 취입되는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전로 정련 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 아르곤(Ar) 가스 또는 질소(N2) 가스인 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전로 정련 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 1차 탈탄 단계에서, 상기 용선은 C: 0.6 내지 7중량%, Cr: 1 내지 30중량%, Si: 2중량%이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전로 정련 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 2차 탈탄 단계에서, 상기 용선은 C: 0.6중량% 미만, Cr: 1 내지 30중량%, Si: 2중량% 이하를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전로 정련 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 2차 탈탄 단계 이후에,
    산화된 크롬 산화물을 환원 및 탈류하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강의 전로 정련 방법.


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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11131122A (ja) * 1997-10-28 1999-05-18 Nippon Steel Corp 高炉溶銑とフェロクロム合金を用いたステンレス粗溶鋼の脱炭精錬方法
KR20140000899A (ko) 2012-06-26 2014-01-06 주식회사 포스코 스테인리스강 제조용 용선탈탄방법
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KR20140085177A (ko) * 2012-12-27 2014-07-07 주식회사 포스코 전로 바닥연와의 용손 방지장치

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