KR101758530B1 - 용강의 개재물 분석 방법 및 선재용 고청정 강의 제조방법 - Google Patents

용강의 개재물 분석 방법 및 선재용 고청정 강의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 신속하고 정밀하게 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 분석하는 방법 및 이를 이용하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 한 종류의 개재물을 다수 개 포함하는 기준 시료를 개재물 크기별로 준비하는 단계; 상기한 기준시료를 개재물 종류별로 준비하는 단계;
상기와 같이 준비된 기준시료들에 대하여 발광 분광 분석에 의해 원소별 광 세기를 측정하고, 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계를 구하는 단계; 제강공정에서 용강을 채취하여 강(steel) 시료를 준비하는 단계; 상기 강 시료를 발광 분광 분석하여 강 시료에 함유된 개재물의 종류 및 원소별 광 세기를 측정하는 단계; 및 상기 강 시료에 대하여 측정된 원소별 광 세기를, 상기 기준시료에 대한 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계에 대입하여 강 시료에 함유되어 있는 개재물의 크기를 구하는 단계를 포함하는 용강의 개재물 분석방법 및 이를 이용하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 신속하고 정밀하게 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 분석할 수 있고, 또한 이러한 분석결과를 이용하여 선재용 고청정 강을 제조할 수 있다

Description

용강의 개재물 분석 방법 및 선재용 고청정 강의 제조방법{METHOD FOR ANALYZING INCLUSION IN MOLTEN STEEL AND METHOD FOR MANUFACTURING HIGH CLEAN MOLTEN STEEL FOR STEEL WIRE ROD}
본 발명은 용강의 개재물 분석 방법 및 선재용 고청정 강의 제조방법에 관한 것으로서, 신속하고 정밀하게 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 분석하는 방법 및 이를 이용하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법에 관한 것이다.
고청정 강은 다양한 분야에 적용되고 있는데, 그 예로는 선재분야를 들 수 있다.
선재에 함유된 개재물은 품질에 큰 영향을 끼치며, 특히, 최근 타이어 코드(Tire Cord) 및 쇼 와이어(Saw Wire) 강 등에 적용되는 고청정 강의 경우 개재물 관리, 특히 개재물 크기 관리의 중요성이 높아지고 있어서 개재물 크기를 신속하고 정도 높게 분석하고, 그 분석결과를 이용하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법이 요구되고 있다.
종래 개재물 크기 분석방법의 하나의 예로는 발광 분광 분석법(OES, Optical Emission Spectroscopy)을 들 수 있는데, 이 발광 분광 분석법에서는 분석의 기준이 되는 시료를 비교적 개재물이 균일하게 분포하는 부위의 시료를 현장에서 채취하고 현미경 분석한 결과를 기초로 하여 발광 분광 분석법의 개재물 크기 분석을 수행하였다.
그러나, 이러한 분석 방법을 사용하는 경우에는 현미경 분석과 발광 분광 분석 시에 사용하는 시료의 조건이 서로 달라 동일한 시료를 사용하여 분석하는 것이 불가능한 문제가 있고, 더욱이 시료 내에서는 개재물의 크기 분포가 균일한 것으로 가정하고 보정을 수행하기 때문에 정확한 보정을 확인하는 것에는 한계가 있었다.
본 발명의 바람직한 일측면은 신속하고 정밀하게 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 분석하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일측면은 신속하고 정밀하게 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 분석하고 그 분석결과를 이용하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 일 측면은 한 종류의 개재물을 다수 개 포함하는 기준 시료를 개재물 크기별로 준비하는 단계;
상기한 기준시료를 개재물 종류별로 준비하는 단계;
상기와 같이 준비된 기준시료들에 대하여 발광 분광 분석에 의해
원소별 광 세기를 측정하고, 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계를 구하는 단계;
제강공정에서 용강을 채취하여 강(steel) 시료를 준비하는 단계;
상기 강 시료를 발광 분광 분석하여 강 시료에 함유된 개재물의 종류 및 원소별 광 세기를 측정하는 단계; 및
상기 강 시료에 대하여 측정된 원소별 광 세기를, 상기 기준시료에 대한 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계에 대입하여 강 시료에 함유되어 있는 개재물의 크기를 구하는 단계를 포함하는 용강의 개재물 분석방법에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 다른 일 측면은 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 제거하는 버블링 공정을 포함하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법으로서, 한 종류의 개재물을 다수 개 포함하는 기준 시료를 개재물 크기별로 준비하는 단계;
상기한 기준시료를 개재물 종류별로 준비하는 단계;
상기와 같이 준비된 기준시료들에 대하여 발광 분광 분석에 의해 원소별 광 세기를 측정하고, 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계를 구하는 단계;
용강 중에 함유되어 있는 개재물을 제거하는 버블링 공정에서 용강을 채취하여 강(steel) 시료를 준비하는 단계;
상기 강 시료를 발광 분광 분석하여 강 시료에 함유된 원소별 광 세기를 측정하는 단계;
상기 강 시료에 대하여 측정된 원소별 광 세기를, 상기 기준시료에 대한 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계에 대입하여 강 시료에 함유되어 있는 개재물의 크기를 구하는 단계;
상기와 같이 구한 개재물 중 가장 큰 개재물의 크기가 6㎛ 이하이면, 버블링 시간(T1)을 하기 관계식(1)에 따라 결정하고, 가장 큰 개재물의 크기가 6㎛를 초과하면, 버블링 시간(T2)을 하기 관계식(2)에 따라 결정하는 단계; 및
[관계식 1]
T1 = T0 + a x (최대 개재물 크기/6㎛ - 1)
(T0: 기준 버블링 시간이고 20분~60분, a: 상수이고 1.0~40.0)
[관계식 2]
T2 = T0 + b x (최대 개재물 크기/6㎛ - 1)
(T0: 기준 버블링 시간이고 20분~60분, b: 상수이고 1.0~200.0)
상기와 같이 구한 버블링 시간에 따라 버블링하는 단계를 포함하는 선재용 고청정 강의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 신속하고 정밀하게 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 분석할 수 있고, 또한 이러한 분석결과를 이용하여 선재용 고청정 강을 제조할 수 있다.
도 1은 개재물 종류별로 압연 회수에 따른 개재물 형태의 변화를 나타내는 사진.
도 2는 제강 정련 공정의 버블링 공정을 도식적으로 나타내는 도식도.
도 3은 기준 시료의 제작 과정을 나타내는 공정도.
도 4는 일정 크기의 개재물(알루미나)입자를 표면에 부착한 본 발명의 기준 시료의 일례를 나타내는 도식도.
도 5는 기준 시료에 발광 분광 분석 시에 스파크 방전이 발생하는 것을 도식적으로 나타내는 도식도.
도 6은 발광 분광 분석 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도.
도 7은 발광 분광 분석 장치에서 고전압을 인가하여 시료(A)와 전극봉(B) 사이에서 스파크(spark)(C)가 발생하는 순서를 나타내는 도식도.
도 8은 3000회의 스파크가 일어난 후의 데미지(damage) 형태(10회 측정 후에 10개의 4㎜ 직경의 형태)를 나타내는 사진.
도 9는 스파크가 발생되고 난 후, 생겨난 데미지 형태(직경 50㎛ 정도의 damage가 보임)를 나타내는 사진.
도 10은 도 6의 각각의 슬리트에서 나오는 광 신호를 광증배관에서 전류신호로 바뀌어 나오는 것을 각각의 채널별로 시간축으로 표시한 그래프.
도 11은 본 발명에 따라 개재물 분석하고 그 분석 결과를 이용하여 버블링 공정 시간을 조정하여 고청정 강을 제조하는 공정을 나타내는 공정도.
보통 강에 존재하는 개재물은 알루미나(Al2O3)처럼 단일 형태의 개재물로 존재하는 것도 있지만, 보통은 Al-Ca-O, Al-Ca-Mg-O, Al-Ca-Mg-Si-O, Al-Ca-Mg-Si-Ti-O, Al-Mg-O 등과 같이 복합적으로 존재한다. 이러한 복합 개재물들은 산화물로 이루어져 있으며 대부분이 Al원소를 포함하고 있다.
도 1에는 선재 제품의 제조에 있어서 개재물 종류별로 압연 회수에 따른 형태 변화가 나타나 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 알루미나 계열의 고융점 비연신성 개재물은 압연의 회수가 증가해도 개재물이 압연 하중에 의해 파손되지 않고 그 크기가 동일한 양상을 보이고, 실리카 계열의 저융점 연신성 개재물은 압연의 회수가 증가하면 개재물이 압연 하중에 의해 파손되어 그 크기가 작아지는 양상을 보인다.
쇼 와이어(Saw Wire), 타이어 코드(Tire Cord) 및 베어링(Bearing)강과 같은 고청정이 요구되는 선재 제품에 있어서는 이렇게 알루미나 계열과 같은 비연신성 개재물은 수 천만 회의 비틀림 시험에서 단선을 일으키는 기점이 되어 결과적으로 제품의 품질 요구 조건에 만족하지 못하는 경우가 발생하게 된다.
고청정강 제조를 위하여 개재물을 제거하기 위한 공정의 일례로 정련 공정에서 행해지는 버블링 공정을 들 수 있다.
상기 버블링 공정의 일례가 도 2에 도시되어 있다.
도 2에 나타난 바와 같이, 버블링 공정에서는 래들 하부에 Ar 가스를 주입하여 강 중에 포함되어 있는 개재물을 포집하여 상부 슬래그 층으로 분리 부상시켜 용강으로부터 개재물을 제거한다.
고청정 강 제조를 위하여 개재물을 제거하기 위한 또 다른 방법으로는 주조 대기 시간을 길게 잡아서 개재물이 부상 분리되게 하는 방법이나 주조시에 개재물이 슬래그층에 포집되도록 하는 방법 등을 들 수 있다.
특히, 쇼 와이어(Saw Wire), 타이어 코드(Tire Cord) 및 베어링(Bearing)과 같은 고청정 선재는 개재물, 특히 개재물 크기가 품질 지표 중에서 주요한 요소에 해당하며 이를 위해 신속하고 정도 높은 개재물 분석이 요구되고 있다.
신속하고 정도 높은 개재물 분석이 이루어지면, 그 결과를 정련 공정, 예를 들면 버블링 공정 및 주조 공정 등에 피드백 적용하여 고청정 강 및 선재를 제조함으로써, 후공정에서 개재물에 의한 단선율이 거의 없어 고청정 선재의 품질 요구 조건을 만족하는 고청정 선재를 제공할 수 있다.
본 발명은 이러한 요구에 부응하기 위하여 제안된 것이다.
이하, 본 발명의 용강의 개재물 분석방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따라 용강의 개재물을 분석하기 위해서는 한 종류의 개재물을 다수 개 포함하는 기준 시료를 개재물 크기별로 준비하는 것이 필요하다.
상기 기준시료는 개재물 종류별로 준비하는 것이 필요하다.
상기 각각의 기준시료는 동일한 크기의 한 종류의 개재물을 다수 개 포함한다.
상기 개재물의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 강의 품질에 영향을 주는 것 등을 들 수 있으며, 그 대표적인 예로는 Al계 산화물, Si계 산화물, Ca계 산화물, Mn계 산화물, Mg계 산화물 및 이들 복합물 중 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
상기 기준시료를 준비하는 방법의 바람직한 일례를 도 3 및 4를 통해 설명한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 순철 금속체의 표면을 밀링 가공한 후, 입자 크기가 균일한(예를 들면 1㎛, 5㎛, 10㎛ 등) 개재물(예를 들면, 알루미나) 입자를
무수 알코올 용액에 섞은 다음, 순철 금속체의 표면에 개재물 입자를 섞은 무수 알코올을 스포이드 등을 이용하여 고르게 도포한다.
다음에, 순철 금속체의 알코올과 수분을, 예를 들면, 건조기 등을 사용하여 완전히 배제시킨 후, 알루미나 입자를 순철 금속체에 부착하는 작용과 우수한 전도 작용을 위하여 진공 챔버 안에 순철 금속체를 넣고 표면에, 예를 들면, 1~2㎛ 이하의 골드 코팅처리를 행하여 동일한 크기의 한 종류의 개재물을 다수 개 포함하는 하나의 기준시료를 준비한다. 이렇게 준비된 기준시료의 일례가 도 4에 나타내었다.
상기한 준비과정들을 거쳐 각 개재물의 크기별 기준시료를 준비할 수 있다.
상기한 기준시료 준비과정은 하나의 예이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음에, 상기와 같이 준비된 기준시료들에 대하여 발광 분광 분석에 의해 성분 원소(파장으로 구별됨)별 광 세기를 측정하고, 원소별 광 세기로부터 개재물 크기의 관계를 구한다.
상기와 같이 준비된 기준시료들에 대하여 발광 분광 분석에 의해 원소별 광 세기를 측정하여 개재물을 분석하는 방법을 설명한다.
도 5는 도 4의 기준시료에 스파크 방전을 행할 때 순철 금속체보다 알루미나 입자에서 먼저 방전이 일어나는 것을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 5에서와 같이, 순철 금속체보다 알루미나 입자에서 먼저 방전이 일어나는 이유는 전극과의 거리가 알루미나 개재물이 더 가깝고, 알루미나 개재물에 골드 코팅이 되어 있어 음전하가 많이 모여 있기 때문이다.
순철 금속체보다 알루미나 입자에서 먼저 방전이 일어나므로 이를 분석하여 개재물의 종류, 크기 분포를 측정할 수 있다.
상기와 같은 방법으로 상기 기준시료 각각에 대하여 발광 분광 분석에 의해 개재물 종류별 파장에 대한 광 세기를 측정한다.
예를 들면, 산소(O)의 특성 파장은 130nm, 알루미늄(Al)의 특성 파장은 256nm, 망간(Mn)의 특성 파장은 293nm, 철(Fe)의 특성 파장은 322nm, 칼슘(Ca)의 특성 파장은 396nm이다.
상기 발광 분광 분석은 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상적인 방법으로 행할 수 있다.
다음에, 상기 발광 분광 분석에 의해 측정된 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계를 구한다.
상기 광 세기와 개재물 크기의 관계의 일례가 하기 관계식(3)에 나타나 있다.
[관계식 3]
Figure 112015126628263-pat00001
(S는 감도인자로서, 각 원소의 스펙트럼 신호의 세기를 정규화시키기 위한 원소별 고유값을 의미하고, MODE는 개재물 강도의 최빈값을 의미하고, K1 및 K2는 보정 계수로서, 외부에서 결과값을 조정하기 위한 용도의 비례 상수를 의미함)
다음에, 제강공정에서 용강을 채취하여 강(steel) 시료를 준비하고, 이렇게 준비된 강 시료를 발광 분광 분석하여 강 시료에 함유된 원소별 광 세기를 측정한다.
상기 제강공정의 일례로는 버블링 공정을 들 수 있으며, 강 시료 채취는 버블링 공정 전 또는 버블링 공정 중에 행할 수 있다.
이를 바람직한 예를 통해 설명한다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 준비된 강 시료(1)를 분석 스탠드(stand) 위에 놓고 고전압발생장치(3)에 의해 전극봉(2)에 전압을 인가하게 되면, 고전압이 예를 들면 초당 300Hz로 강 시료(1)에 인가되어 도 7에 나타낸 바와 같이 전기 스파크(spark)가 순서대로 발생되게 된다.
도 7에서 A는 시료를 나타내고, B는 전극봉을 나타내고, C는 스파크를 나타낸다.
전기 스파크가 1회 발생되면 도 8에서와 같은 모양이 발생되는데 그 직경이 50㎛ 정도가 된다.
전기 스파크가 3000회 발생되면 지름 4mm 정도로 된 데미지 패턴(damage pattern)이 발생되는데 직경 4mm의 원 안에 도 9에 나타난 50㎛ 직경의 데미지가 3000개 존재한다. 이렇게 3000회의 발광이 이루어지는 동안 도 10에서와 같이 각 원소 채널별로 신호들이 나타나게 된다. 즉, 원소별 광 세기 신호들이 나타나게 된다.
이 스파크는 강 시료 내에 존재하는 모든 원소들의 플라즈마 광을 발생시킨다.
도 6에 나타난 바와 같이, 이 플라즈마 광은 격자(4)쪽으로 진행하면서 격자의 폭 정도로 퍼지게 되고 이 플라즈마 광은 격자(4)에서 분광되어 다시 슬리트(5)로 들어가게 된다.
상기 슬리트(5)는 분석하고자 하는 원소의 수만큼 원주 상에 놓이게 되는데 원소의 특성에 따라 각각의 파장이 정해지며, 도 6에서는 편의상 6개를 구비시킨 것이다.
상기와 같이 슬리트(5)로 들어온 빛은 광증배관(6)에서 전류신호로 변환되어 신호처리 장치(7)로 보내지게 된다.
보통 산소(O)의 특성 파장은 130nm, 알루미늄(Al)의 특성 파장은 256nm, 망간(Mn)의 특성 파장은 293nm, 철(Fe)의 특성 파장은 322nm, 칼슘(Ca)의 특성 파장은 396nm에 위치한다. 상기 광증배관(6)의 처음에 놓이는 것이 산소파장 측정을 위한 것이고, 두 번째 것이 알루미늄, 세 번째 것이 망간, 네 번째 것이 철, 다섯 번째 것이 칼슘파장 측정용이다.
상기 신호처리 장치(7)에서는 도 10에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 10초 간의 원소별 광 세기를 X축을 시간축으로 하고, Y축을 광 세기로 표현한다.
그리고 이 방법은 시간축으로 프라즈마 광의 강도를 표시하기 때문에 도 6의 시료(1)와 전극봉(2) 사이에 스파크가 발생하면서 강 시료의 표면이 침식을 당하면서 플라즈마 광신호를 10초 동안 보내게 되므로 강 시료 표면 내부에 존재하는 개재물들도 시간에 따라 발견되는 것이다.
보통 5초 정도의 방전에 의해 침식되는 깊이는 0.1mm정도로서 개재물의 크기가 수 μm 에서 수십 μm에 이르기 때문에 침식된 위치에서의 새로운 개재물이 측정되는 것이다. 도 10과 같이, 발광 분광 분석에 의해 강 시료에 대하여 각각의 원소별 광 세기를 측정한다.
상기 원소별 광 세기를 통해 개재물의 종류 분석은 다음과 같이 행할 수 있다.
처음 산소(O)의 광 세기를 표현한 것으로 산소 피크(peak)에는 ★표를 표시한 것이다. 실제 광 세기 그래프에서 피크와 피크 사이에 무수히 많은 작은 신호들이 존재하나 그것들은 생략하여 표시한 것이다. 될 수 있는 한 큰 피크만 표시한 것이다. 산소의 피크에 ★표를 한 것은 비금속 개재물의 대부분이 산화물의 형태로 존재하기 때문에 산소 피크가 존재하는 시간대역에 동시에 다른 원소의 피크가 존재할 경우 그것은 그 원소의 산화물, 즉 개재물이 시료 내에 존재하는 것으로 판단된다.
좀 더 자세하게 설명하면, 1번 ★표에서는 산소(O)와 망간(Mn)이 동시에 발견되고, 2번 ★표에서는 산소(O), 알루미늄(Al), 망간(Mn), 칼슘(Ca)이 동시에 발견되고, 3번 ★표에서는 산소와 망간이, 4번 ★표에서는 산소와 알루미늄이, 5번 ★표에서는 산소와 망간, 칼슘이 동시에 발견되고, 6번 ★표에서는 산소와 칼슘이, 7번 ★표는 산소만이, 8번 ★표에서는 산소와 망간이, 9번 ★표에서는 산소와 알루미늄과 칼슘이 동시에 각각 발견되었다. 1번 ★표에서는 망간 산화물로 결정할 수 있고, 2번 ★표은 알루미나, 망간 산화물, 칼슘 산화물로 판단할 수 있다, 3번 ★표는 칼슘 산화물, 4번 ★표는 알루미나, 5번 ★표는 망간 산화물, 칼슘 산화물이다. 6번 ★표는 칼슘 산화물, 7번은 산소만이 발견되므로 기포가 존재하는 것으로 판단한다.
이와 같이, 본 발명은 평가하고자 하는 각각의 개재물 원소에 대하여 시간축으로 광 세기를 측정하고, 산소 피크와 동시간 대에 존재하는 원소 피크를 발견하여 그 원소의 개재물임을 확인하고, 산소와 여러 원소가 동시에 발견될 때에는 복합된 개재물이나 독립된 개재물이 동시에 분석된 것으로 판단하고, 산소 피크만 발견될 경우에는 금속 내부의 기포로 판단한다.
다음에, 상기 강 시료에 대하여 측정된 원소별 광 세기를, 상기 기준시료에 대한 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계에 대입하여 강 시료에 함유되어 있는 개재물의 크기를 구한다.
이러한 원리로 개재물을 평가하면 채취된 시료 내에 존재하는 개재물의 종류와 크기를 빠른 시간 내에 평가할 수 있을 뿐 아니라 표면과 시료의 내부에 존재하는 개재물도 분석이 되므로 개재물 평가에 대한 오차도 줄일 수 있다.
이하, 상기한 개재물 분석방법을 이용하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
쇼 와이어(Saw Wire), 타이어 코드(Tire Cord) 강과 같은 고청정 강은 개재물이 어떤 조성으로 구성되어 있는지 보다는 개재물의 크기가 매우 중요하게 작용한다. 그래서 이러한 강을 생산하기 위해서는 개재물의 크기 정보를 신속하게 분석하여 개재물 분리 작업을 진행하여야 하지만 현미경 분석과 같은 방법으로는 분석에 많은 시간이 소요되어 생산공정에 피드백 하기에는 어려움이 따른다.
그러나, 상기한 본 발명의 개재물 분석방법에 의해 개재물 분석을 실시하면 불과 5분 이내에 크기 정보를 분석할 수 있기 때문에 이를 즉각적으로 정련 공정에 피드백 적용하여 개재물 처리작업을 수행하여 고청정 강을 제조할 수 있게 된다.
본 발명은 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 제거하는 버블링 공정을 포함하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법에 바람직하게 적용될 수 있다.
상기한 본 발명의 개재물 분석방법에 의해 구한 개재물 중 가장 큰 개재물의 크기가 6㎛ 이하이면, 버블링 시간(T1)을 하기 관계식(1)에 따라 결정하고, 가장 큰 개재물의 크기가 6㎛를 초과하면, 버블링 시간(T2)을 하기 관계식(2)에 따라 결정한다.
[관계식 1]
T1 = T0 + a x (최대 개재물 크기/6㎛ - 1)
(T0: 기준 버블링 시간이고 20분~60분, a: 상수이고 1.0~40.0)
[관계식 2]
T2 = T0 + b x (최대 개재물 크기/6㎛ - 1)
(T0: 기준 버블링 시간이고 20분~60분, b: 상수이고 1.0~200.0)
기준 버블링 시간은 래들의 용량과 저취 Ar 가스의 유량에 따라 안정된 정련을 위해 실시하는 시간이며, 300톤 래들에서 저취 Ar 가스를 40Nm3/분의 유량으로 실시할 경우 기준 버블링 시간은 약 40분 적용하며, 대상 강종에 따라서 최적의 기준 버블링 시간을 정하여 실시하고 있다.
다음에, 상기와 같이 구한 버블링 시간에 따라 버블링함으로써 선재용 고청정 강을 제조할 수 있다.
도 11에는 본 발명에 따라 개재물 분석하고 그 분석 결과를 이용하여 버블링 작업 시간을 조정하여 고청정 강을 제조하는 공정도가 도시되어 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 개재물을 신속하게 분석하고, 그 분석 결과에 따라서 버블링 작업 시간을 조정함으로써 고청정 강을 제조할 수 있으며, 이렇게 제조된 고청정 강을 블룸이나 빌렛의 중간 가공품으로 제조한 후에 이를 열간압연하여 고청정 선재를 생산한다.
300톤 래들에서 40Nm3/분의 유량으로 Ar가스를 저취하여 용강을 버블링하는 공정에서 본 발명의 개재물 분석방법을 사용하여 용강 중의 개재물 크기를 분석한 결과, 개재물의 크기가 5㎛로 분석되었다. 이 때, 기준 버블링 시간은 40분이었고, T1으로 계산한 버블링 시간은 39분이었다.
또한, 상기 버블링 공정에서 다른 용강 중의 개재물 크기를 분석한 결과, 개재물의 크기가 7㎛로 분석되었다. 이 때, 기준 버블링 시간은 40분이었고, T2로 계산한 버블링 시간은 43분이었다.
상기 개재물 크기 분석한 결과를 토대로, 관계식(1) 및 (2)를 통해 버블링 시간을 구하면 다음과 같다.
개재물의 크기가 5㎛로 분석된 경우에는 하기와 같이 관계식(1)을 통해 버블링 시간을 구한다.
[관계식 1]
T1(버블링 시간) = 40분 + 5.0 x (5㎛/6㎛ - 1)= 39분
(T0는 40분으로, a는 5.0로 가정함)
개재물의 크기가 7㎛로 분석된 경우에는 하기와 같이 관계식(2)를 통해 버블링 시간을 구한다.
[관계식 2]
T2(버블링 시간) = 40분 + 20.0 x (7㎛/6㎛ - 1) = 43분
(T0는 40분으로, b는 20.0으로 가정함)
상기와 같이 구한 버블링 시간 동안 처리를 한 결과, 고청정강이 제조됨을 확인하였다.
1: 시료 2: 전극봉 3: 고전압 발생장치 4: 격자(Grating) 5: 슬리트(Slit) 6: 광증배관(Photo Multiplier Tube) 7: 신호처리장치

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 용강 중에 함유되어 있는 개재물을 제거하는 버블링 공정을 포함하여 선재용 고청정 강을 제조하는 방법으로서,
    한 종류의 개재물을 다수 개 포함하는 기준 시료를 개재물 크기별로 준비하는 단계;
    상기한 기준시료를 개재물 종류별로 준비하는 단계;
    상기와 같이 준비된 기준시료들에 대하여 발광 분광 분석에 의해 원소별 광 세기를 측정하고, 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계를 구하는 단계;
    용강 중에 함유되어 있는 개재물을 제거하는 버블링 공정에서 용강을 채취하여 강(steel) 시료를 준비하는 단계;
    상기 강 시료를 발광 분광 분석하여 강 시료에 함유된 개재물의 종류 및 원소별 광 세기를 측정하는 단계;
    상기 강 시료에 대하여 측정된 원소별 광 세기를, 상기 기준시료에 대한 원소별 광 세기와 개재물 크기의 관계에 대입하여 강 시료에 함유되어 있는 개재물의 크기를 구하는 단계;
    상기와 같이 구한 개재물 중 가장 큰 개재물의 크기가 6㎛ 이하이면, 버블링 시간(T1)을 하기 관계식(1)에 따라 결정하고, 가장 큰 개재물의 크기가 6㎛를 초과하면, 버블링 시간(T2)을 하기 관계식(2)에 따라 결정하는 단계; 및

    [관계식 1]
    T1 = T0 + a x (최대 개재물 크기/6㎛ - 1)
    (T0: 기준 버블링 시간이고 20분~60분, a: 상수이고 1.0~40.0)

    [관계식 2]
    T2 = T0 + b x (최대 개재물 크기/6㎛ - 1)
    (T0: 기준 버블링 시간이고 20분~60분, b: 상수이고 1.0~200.0)

    상기와 같이 구한 버블링 시간에 따라 버블링하는 단계를 포함하는 선재용 고청정 강의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 용강 채취는 버블링 공정 전 또는 버블링 공정 중에 행하는 것을 특징으로 하는 선재용 고청정 강의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 개재물은 Al계 산화물, Si계 산화물, Ca계 산화물, Mn계 산화물, Mg계 산화물 및 이들 복합물 중 1종 또는 2종이상인 것을 특징으로 하는 선재용 고청정 강의 제조방법.
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