KR101896341B1 - 용강의 처리 방법 - Google Patents

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KR101896341B1 KR1020170068227A KR20170068227A KR101896341B1 KR 101896341 B1 KR101896341 B1 KR 101896341B1 KR 1020170068227 A KR1020170068227 A KR 1020170068227A KR 20170068227 A KR20170068227 A KR 20170068227A KR 101896341 B1 KR101896341 B1 KR 101896341B1
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Abstract

본 발명은 용강의 처리 방법에 관한 것으로서, 용강이 수용된 용기가 설치되어 있는 진공조 내부에 진공을 형성하는 과정; 상기 용강에 산소를 취입하여 탈탄하는 과정; 상기 탈탄하는 과정과 동일하거나 높은 진공도를 갖도록 상기 진공조 내부의 진공도를 1차로 조절하는 과정; 상기 용강에 Al 함유 탈산제를 투입하는 과정; 및 상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정;을 포함하고, 고진공 하에서 용융물을 처리할 때 슬래그 포밍의 발생을 억제할 수 있다.

Description

용강의 처리 방법{Treatment method for molten metal}
본 발명은 용강의 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 정련 시 슬래그 포밍을 억제할 수 있는 용강의 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스테인레스 강의 제강 공정은 전기로에서 용선을 제조하고, AOD(Argon Oxygen Decarburization), VOD(Vacuum Oxygen Decarburization), LT(Laddle Treatment) 등의 정련 공정을 수행한 후 주조 공정을 거쳐 최종 주편 형태의 제품을 얻게 된다.
여기에서 VOD 공정, 예컨대 진공 정련 공정은, AOD 공정에서 탈탄한 용강을 진공 분위기에서 취련하여 극저로 탈탄을 행하는 과정과, 취련으로 발생한 크롬 산화물을 환원시키기 위해 Al계 탈산제를 투입하는 과정, Ti 농도를 적정 수준으로 조정하기 위해 Ti계 탈산제(Ti 합금철)를 투입하는 과정 및 Al 및 Ti 투입 시 발생된 고융점 개재물을 저융점 개재물이 되도록 유도하기 위해 CaSi를 투입하는 과정을 포함한다. 이에 따라 Ti 첨가 Al 탈산강은 개재물, 예컨대 슬래그 중에 Al2O3와 TiO2 등이 함유되고, 진공조를 구성하는 내화물은 MgO 성분을 함유하기 때문에 슬래그 중에는 MgO 성분이 포함된다. 또한, CaO, CaSi 등의 부원료를 투입함에 따라 슬래그는 Al2O3-TiO2-CaO-MgO의 4성분계를 이루게 된다.
한편, VOD 공정을 수행하는 경우, 진공조 내부의 진공도가 낮은 상태에서는 Al 성분이 균일해지는 속도가 저하되기 때문에 진공조 내부의 진공도를 높인 상태, 즉 고진공에서 조업을 실시하게 된다. 이 경우 강 중에 Al 성분을 빠르게 분산시킬 수 있어 공정 시간을 단축시킬 수 있다. 하지만, 고진공에서 조업을 수행하면 슬래그가 급격하게 부풀어오르는 슬래그 포밍 현상이 발생하여 진공조 내 진공을 해제함으로써 슬래그 포밍을 저감시켜야 한다. 이로 인해 VOD 공정을 원활하게 진행하기 어려워 공정 효율 및 생산성이 저하하는 문제점이 있다.
KR 2013-0019660 A KR 2015-0075318 A
본 발명은 슬래그 포밍을 억제할 수 있는 용강의 처리 방법을 제공한다.
본 발명은 진공 탈가스 공정 중 진공조 내부 압력을 일정하게 유지하여 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 용강의 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용강의 처리 방법은, 용강이 수용된 용기가 설치되어 있는 진공조 내부에 진공을 형성하는 과정; 상기 용강에 산소를 취입하여 탈탄하는 과정; 상기 탈탄하는 과정과 동일하거나 높은 진공도를 갖도록 상기 진공조 내부의 진공도를 1차로 조절하는 과정; 상기 용강에 Al 함유 탈산제를 투입하는 과정; 및 상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 진공조 내부에 진공을 형성하는 과정은, 상기 진공조 내부에 0.005 내지 0.01 atm의 진공도를 형성할 수 있다.
상기 진공조 내부의 진공도를 1차로 조절하는 과정은, 상기 진공조 내부에 0.001 내지 0.01atm의 진공도를 형성할 수 있다.
상기 Al 함유 탈산제를 투입하는 과정 이후에, 상기 진공조 내부의 진공도를 2차로 조절하는 과정; 및 Ti 함유 탈산제를 투입하는 과정;을 포함하고, 상기 진공조 내부의 진공도를 2차로 조절하는 과정은, 상기 탈탄하는 과정보다 낮은 진공도를 갖도록 상기 진공조 내부의 진공도를 조절할 수 있다.
상기 Al 함유 탈산제를 투입하는 과정 이후에, Ti 함유 탈산제를 투입하는 과정을 포함하고, 상기 Ti 함유 탈산제는 용강 중 Ti 함량을 0wt% 초과, 0.1wt% 이하로 조절하도록 투입할 수 있다.
상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정 이후에, 상기 용강의 성분을 조정하는 성분조정과정(LT, Laddle Treatment)을 수행하고, 상기 성분조정과정에서 상기 용강 중 Ti 함량이 목표하는 함량이 되도록 Ti 함유 탈산제를 추가 투입하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정 이후에, 상기 용강의 성분을 조정하는 성분조정과정(LT, Laddle Treatment)을 수행하고, 상기 성분조정과정에서 상기 용강 중 Ti 함량이 목표하는 함량이 되도록 Ti 함유 탈산제를 투입하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정과 상기 성분조정과정 사이에 Ti 함유 탈산제를 추가 투입하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고진공 하에서 용융물을 처리할 때 슬래그 포밍의 발생을 억제할 수 있다. 즉, Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제를 분할 투입하여 용강 중 Al 함량과 Ti 함량이 급격하게 증가하는 것을 방지하여, 슬래그 중 MgO 성분과의 반응을 억제할 수 있다. 따라서 Al 성분 및 Ti 성분과 슬래그 중 MgO 성분 간의 반응으로 인한 Mg 가스의 발생량을 최소화함으로써 슬래그 포밍의 발생을 억제할 수 있다. 이를 통해 고진공하에서 탈산 공정이 가능해져 용강의 처리 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 진공정련공정 시 Al 성분과 Ti 성분의 함량에 따른 Mg 가스의 발생량의 변화를 보여주는 그래프.
도 2는 진공정련설비를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용강의 처리 방법을 보여주는 순서도.
도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 용강의 처리 방법을 보여주는 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 진공정련공정 시 Al 성분과 Ti 성분의 함량에 따른 Mg 가스의 발생량의 변화를 보여주는 그래프이다.
본 발명을 설명하기 앞서, 스테인레스 용강을 이용한 제강공정에 대해서 간략하게 설명한다.
전기로에서 제조된 용강은 정련 공정(AOD, Argon Oxygen Decarburization), 진공정련공정(VOD, Vacuum Oxygen Decarburization) 및 성분조정 공정(LT, Ladle Treatment)을 거쳐 주조공정(C/C, Continuous Casting)을 통하여 주편으로 제조된다.
정련 공정(AOD)은 용강에 산소, 아르곤 등의 기체를 취입하여 용강 중 탄소, 황 등의 불순물을 제거하는 공정이다.
그리고 진공정련공정(VOD)은 정련 공정을 통해 예비 탈탄된 용강으로부터 탄소를 제거하는 공정이다. 진공정련공정은 용강이 수용된 용기, 예컨대 래들을 진공조 내부에 설치하고, 래들의 하부에 설치된 저취 노즐을 통해 아르곤 가스를 취입하고, 래들의 상부에 설치된 랜스를 통해 산소를 취입하여 용강에 함유된 탄소를 제거할 수 있다. 이와 같이 용강에 산소를 취입하면 용강 중 크롬이 산화되기 때문에 Al 성분 및 Ti 성분을 포함하는 탈산제를 투입하여 크롬을 환원시킬 수 있다.
진공정련공정이 완료되면, 성분조정 공정(LT, Ladle Treatment)을 실시하는데, 성분조정 공정에서는 교반을 통해 용강의 성분을 조정한다. 성분조정 공정은 용강 상태에서 성분 및 온도를 적중하기 위한 마지막 공정이다. 성분 조정 공정에서는 침적관 중 상승관 쪽으로 아르곤(Ar), 질소(N2) 등의 가스를 취입하게 되면 상승관 내에서 기포(Bubble)가 형성되어 위로 올라가고 그 위치 에너지 차에 의하여 하강관 쪽으로 용강이 내려오게 되어 순환하게 된다. 용강이 순환하면서 래들 내에서 기포의 파열과 함께 비산 및 포말층으로 탈가스가 이루어진다.
이렇게 정련이 완료된 용강을 주조설비로 이송하여 주조를 실시한다.
여기에서 용강의 탈탄을 위한 진공정련공정은 0.01atm 이하의 고진공 하에서 수행된다. 진공정련공정 중 용강의 탈산과 성분 조정을 위해 Al 성분 및 Ti 성분을 함유하는 탈산제를 투입한다. 그런데 고진공 하에서 탈산제를 투입하면, 탈산제와 용강 상부에 형성되는 슬래그가 반응하여 Mg 가스를 발생시키면서 슬래그 포밍이 발생하게 된다. 이는 진공정련공정이 수행되는 1600℃ 이상의 온도에서 Al의 산소친화도가 Mg의 산소친화도보다 커져서 용강 중 Al 성분과 슬래그 중 Mg 성분이 반응하여 Mg 가스를 발생시키기 때문이다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 진공정련공정이 수행되는 고진공하에서 Al 함량이 증가할수록 Mg 가스의 발생량이 증가한다. 이때, 용강 중 Ti가 함유되지 않는 경우, Mg 가스의 발생량은 0,002mol 이하로 비교적 적게 발생한다. 그러나 Al 함량의 증가와 함께 Ti 함량이 증가, 즉, Al 함량과 Ti 함량이 동시에 증가하게 되면, Mg 가스의 발생량이 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다.
반면, 0.5 내지 1atm 정도의 저진공 하에서는 Al 성분과 Ti 성분이 동시에 증가하더라도 Mg 가스는 발생하지 않는다. 이에 종래에는 진공조 내 진공도를 해제하거나 진공도를 낮춘 다음 탈산제를 투입하여 슬래그 포밍의 발생을 억제하고 있다. 그런데 진공조 내 진공도를 낮추거나 해제하면 용강 중 탈산제의 분산 효율이 낮아져 진공정련공정 시간이 증가하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명에서는 진공조 내 진공도를 0.01atm 이하의 고진공을 유지한 상태로 탈산제를 투입하는 경우, 슬래그 포밍의 발생을 저하 또는 억제할 수 있는 방법을 제시한다.
도 2는 진공정련설비를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 용강의 처리 방법을 보여주는 순서도이고, 도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 용강의 처리 방법을 보여주는 순서도이다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 용강의 처리방법을 설명하기 앞서, 진공정련설비에 대해서 설명한다.
도 2를 참조하면, 진공정련설비는 내부에 용강을 수용하는 용기, 예컨대 래들(100)을 수용할 수 있는 공간이 형성되는 진공조(200)와, 진공조(200)의 상부에 설치되고 래들(100)에 수용된 용강에 산소 함유 가스를 취입할 수 있는 랜스(300)와, 진공조(200)의 상부 또는 측부에 설치되고 래들(100)에 수용된 용강에 탈산제를 투입할 수 있는 공급관(400)을 포함할 수 있다.
그리고 진공조(200)에는 진공조(200) 내부에 진공을 형성할 수 있도록 진공형성수단(미도시)과 연결되는 배기구(500)가 형성될 수 있다. 그리고 래들(100)의 하부에는 저취 노즐(120)이 형성되고, 저취 노즐(120)에는 불활성 가스 등과 같은 교반 가스를 공급할 수 있는 가스공급관 및 밸브 등이 연결될 수 있다.
이러한 구성을 통해 진공조(200) 내부에 진공을 형성한 상태로, 랜스(300)를 통해 용강에 산소 함유 가스를 취입하고, 저취 노즐(120)을 통해 교반가스를 공급하여 용강을 교반하면서 용강을 탈탄할 수 있다. 또한, 용강에 탈산제 투입하는 경우에는 산소 함유 가스의 취입을 중단한 상태로, 저취 노즐(120)을 통해 용강을 교반하면서 용강을 탈산할 수 있다.
진공정련설비는 전술한 구성에 한정되지 않고, 진공조 내부에 진공을 형성한 상태로 용강을 처리할 수 있는 다양한 구성으로 변경 가능하다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용강의 처리 방법은, 용강의 진공정련공정(S120)으로서, 진공조 내에 용강이 수용된 용기를 설치하는 과정(S121)과, 진공조 내에 진공을 형성하는 과정(S122)과, 용강에 산소 함유 가스를 취입하여 탈탄하는 과정(S123)과, 탈탄하는 과정과 동일하거나 높은 진공도를 갖도록 진공조 내부의 진공도를 1차로 조절하는 과정(S124)과, 용강에 Al 함유 탈산제를 투입하는 과정(S125)과, 탈탄하는 과정보다 낮은 진공도를 갖도록 진공조 내부의 진공도를 2차로 조절하는 과정(S126)을 포함할 수 있다. 이때, 진공정련공정을 실시하기 전, 전기로에서 용강을 제조(S100)하고, 정련공정(AOD)으로 이송하여 탈탄 공정(S110), 예컨대 예비 탈탄 공정을 실시할 수 있다. 그리고 진공정련공정이 완료된 이후에는 용강의 온도 및 성분을 조정하기 위한 성분조정공정(LT, Laddle Treatment)(S130)을 수행할 수 있다.
먼저, 정련공정(AOD)에서 용강의 탈탄, 예컨대 예비 탈탄이 완료되면, 용강이 수용된 래들(100)을 진공정련설비로 이송한다.
그리고 진공정련설비의 진공조(200) 내부에 래들(100)을 설치한다. 그리고 진공조(200) 내부를 밀폐시킨 후 진공형성수단을 이용하여 진공조(200) 내부에 진공을 형성한다. 이때, 진공조(200) 내부는 0.01atm 이하, 바람직하게는 0.005 내지 0.01atm 정도, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.008atm 정도의 진공도, 즉 고진공도를 가질 수 있다.
진공조(200) 내부에 진공이 형성되면, 랜스(300)를 통해 용강에 산소 함유 가스를 취입하여 용강에 함유되는 탄소 성분을 제거하는 탈탄 공정을 수행할 수 있다. 이때, 저취 노즐(120)을 통해 아르곤, 질소 등의 불활성 가스를 취입하여 용강을 교반시킬 수 있다.
용강의 탈탄이 완료되면, 랜스(300)를 통한 산소 함유 가스의 취입을 중단하고, 진공조(200) 내부의 진공도를 조절하는 1차 조절과정을 수행할 수 있다. 이때, 진공조(200) 내부의 진공도는 탈탄 공정 시와 동일하거나 높은 진공도를 갖도록 조절될 수 있으며, 바람직하게는 탈탄 공정 시보다 높은 진공도를 갖도록 조절하는 것이 좋다. 이는 이후 수행되는 탈산 효율을 향상시키기 위함이고, 진공조(200) 내부의 진공도가 높을수록 용강의 교반 효율을 향상시킬 수 있다. 진공조(200) 내부의 진공도는 0.001 내지 0.01atm 정도, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.005atm 정로 조절될 수 있다.
진공조(200) 내부의 진공도가 조절되면, 용강에 Al 함유 탈산제를 투입한다. 그리고 저취 노즐(120)을 통해 불활성 가스를 취입하면서 용강을 교반시킴으로써 용강의 탈산 효율을 향상시킬 수 있다.
용강의 탈산이 어느 정도 진행되면, 진공조(200) 내부의 진공도를 조절하는 2차 조절과정을 수행할 수 있다. 진공조(200) 내부의 진공도는 탈탄 공정 시보다 낮은 진공도를 갖도록 조절될 수 있으며, 0.01atm 이상, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1atm 정도의 저진공도를 갖도록 조절될 수 있다. 여기에서 진공조(200) 내부의 진공도를 1atm으로 조절하면, 진공조(200) 내부에 진공이 해제되는 것을 의미한다. 이와 같이 진공조(200) 내 진공도를 낮추는 이유는, 전술한 바와 같이 고진공하에서 Al 함량과 Ti 함량이 동시에 증가하는 경우 슬래그 포밍이 발생하기 때문에 진공조(200) 내 진공도를 낮춤으로써 슬래그 포밍의 발생을 억제하기 위함이다. 이때, Ti 함유 탈산제의 투입량은 목표 함량에 맞게 투입될 수도 있고, 목표 함량보다 낮은 함량으로 투입될 수 있다. Ti 함유 탈산제는 저진공상태에서 투입되기 때문에 슬래그 포밍 발생을 억제할 수 있어, 용강을 효과적으로 탈산시킬 수 있을 정도의 양으로 투입될 수 있다.
그리고 진공조(200) 내부의 진공도가 탈탄 공정 시보다 낮게 조절되면, Ti 함유 탈산제를 용강에 투입하여 용강의 탈산을 완료한다.
이후, 용강의 탈탄 및 탈산이 완료되면, 즉 진공정련공정이 완료되면 진공조(200) 내부에 형성된 진공을 해제(S128)하고, 래들(100)을 진공조(200)로부터 인출하여 성분조정 공정(LT)을 위한 설비로 이송한다.
성분조정공정에서는 용강이 목표로 하는 성분과 온도를 갖도록 조정할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 변형 예에 대해서 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 변형 예에 따른 용강의 처리 방법은, 용강의 진공정련공정(S1200)으로서, 진공조 내에 용강이 수용된 용기를 설치하는 과정(S1210)과, 진공조 내에 진공을 형성하는 과정(S1220)과, 용강에 산소 함유 가스를 취입하여 탈탄하는 과정(S1230)과, 탈탄하는 과정과 동일하거나 높은 진공도를 갖도록 진공조 내부의 진공도를 1차로 조절하는 과정(S1240)과, 용강에 Al 함유 탈산제를 투입하는 과정(S1250)과, 탈탄하는 과정보다 낮은 진공도를 갖도록 진공조 내부의 진공도를 2차로 조절하는 과정(S1270) 및 용강의 온도 및 성분을 조정하는 성분조정과정(S1300);을 포함하고, 성분조정과정은 Ti 함유 탈산제를 포함할 수 있다. 이때, 진공정련공정을 실시하기 전, 전기로에서 용강을 제조(S100)하고, 전기로에서 제조된 용강을 정련공정(AOD)으로 이송하여 탈탄 공정(S110), 예컨대 예비 탈탄 공정을 실시할 수 있다.
본 발명의 변형 예는 전술한 실시 예와 달리 Al 탈산제 투입 과정 이후에 Ti 함유 탈산제를 투입(S1260)할 수도 있고, Ti 함유 탈산제를 투입하는 경우 용강 중 Ti 함량이 일정 범위를 갖도록 조절할 수 있다.
즉, Ti 함유 탈산제를 투입하는 경우, 진공조 내부의 진공도를 2차로 조절하는 과정 이전, 즉 Al 함유 탈산제릍 투입한 이후에 용강 중 Ti 함량을 0.1wt% 이하가 되도록 Ti 함유 탈산제릍 투입할 수 있다. 이때, 용강 중 Ti 함량은 0wt% 초과, 0.1wt% 이하로 조절할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 고진공하에서 Al 함량과 Ti 함량이 동시에 증가하면, 용강의 탈산 중 슬래그 포밍이 발생하는데 Ti 함량이 0.1wt% 이하인 범위에서 0.1wt% 이상인 범위보다 Mg 가스의 발생량이 상대적으로 적고, 그 Mg 가스의 증가속도도 상대적으로 낮은 것을 알 수 있다. 따라서 Al 함유 탈산제를 투입한 이후, Al 함유 탈산제릍 투입할 때와 유사한 진공도를 유지한 상태로 목표 함량에 미치지 않을 정도의 Ti 함유 탈산제를 투입함으로써 슬래그 포밍 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이 경우, Ti 함유 탈산제의 투입량은 목표로 하는 용강 중 Ti 함량에 미치지 못하기 때문에 이후 진공정련공정과 성분조정공정 사이 및 성분조정공정에서 Ti 함유 탈산제를 추가 투입할 수 있다.
또한, Ti 함유 탈산제를 투입하지 않는 경우는 진공정련공정에서 Ti 함유 탈산제를 투입하지 않고, 후속 성분조정공정에서 Ti 함유 탈산제를 투입할 수 있다. 이때, 성분조정공정에서 용강 중 Ti 함량을 목표 함량으로 조정하기 어려울 수 있으므로, 진공정련공정과 성분조정공정 사이에서 Ti 함유 탈산제를 추가로 투입할 수도 있다.
이후, 진공조(200) 내부의 진공도를 낮추는 제2조절 과정을 수행할 수 있으며, 여기에서 진공도를 낮춘다는 것은 진공조(200) 내부에 형성된 진공을 해제하는 것을 의미한다.
이하에서는 진공정련공정 시 Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제의 투입 조건에 따른 슬래그 포밍 발생 여부를 시험한 예에 대해서 설명한다.
아래의 표 1은 진공정련공정 시 Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제의 투입량을 변경하면서 슬래그 포밍 발생 여부를 측정한 결과를 나타낸다. 이때, 사용한 용강은 Fe-Cr을 18wt% 함유하는 용강을 사용하였다. 그리고 Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제는 순차적으로 투입하였으며, Al 함유 탈산제를 투입할 때 진공조 내부의 진공도는 0.003atm으로 조절하였고, Ti 함유 탈산제를 투입할 때에는 진공조 내부의 진공도를 0.5atm으로 조절하거나 진공을 해제하였다.
Al 투입시
진공도(atm)		 Al 함량
(wt%)		 Ti 투입시
진공도(atm)		 Ti 함량
(wt%)		 슬래그 포밍
시험 예1 0.003 0.03 0.003 0.12 발생
시험 예2 0.003 0.03 0.003 0.15 발생
시험 예3 0.003 0.04 - 0 미발생
시험 예4 0.003 0.05 0.5 0.1 미발생
시험 예5 0.003 0.06 0.5 0.2 발생
시험 예6 0.003 0.11 0.003 0.11 발생
상기 표 1을 참조하면, 시험 예 1과 2는 진공조의 진공도를 0.003atm로 유지한 상태로 Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제를 순차적으로 투입한 예를 나타내고 있다. 이때, 시험 예 1과 2는 본 발명에서 제시한 용강 중 Ti 함량인 0 내지 0.1wt%의 범위를 초과하도록 Ti 함유 탈산제를 투입한 경우로서, 진공정련공정 시 슬래그 포밍이 발생하지 않았다.
그리고 시험 예 3은 고진공 하에서 진공정련공정 시 Al 함유 탈산제만 투입하고, Ti 함유 탈산제를 투입하지 않은 경우를 나타낸다. 시험 예3은 진공정련공정 시 Al 함유 탈산제만 투입한 경우, 슬래그 포밍이 발생하지 않았다.
시험 예4 및 시험 예 5는 Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제를 투입할 때 진공조 내부의 진공도를 변경한 예를 나타낸다. 이때, Al 함유 탈산제는 0.003atm 정도의 고진공 상태에서 투입되었고, Ti 함유 탈산제는 이보다 낮은 0.5atm 정도의 저진공 상태에서 투입되었다. 시험 예 4에서는 용강 중 Ti 함량이 0.1wt% 이하가 되도록 Ti 함유 탈산제를 투입하였기 때문에 슬래그 포밍이 발생하지 않았으나, 시험 예5에서는 용강 중 Ti 함량이 0.2wt%가 되도록 투입된 경우에는 슬래그 포밍이 발생하였다. 이는 키는진공정련공정이 수행되는 1600℃ 이상의 온도에서 슬래그에 함유되는 Mg 성분보다 Al 성분의 산소친화도가 높아져 Mg 가스의 발생량을 증가시 동시에 Ti 함유 탈산제의 농도가 높아짐에 따라 이러한 현상이 가속화되어 Mg 가스의 발생량이 급격하게 증가하기 때문이다.
시험 예 6은 Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제를 투입할 때 진공조 내부의 진공도를 변경한 예를 나타낸다. 시험 예6은 Al 함유 탈산제와 Ti 함유 탈산제를 본 발명에 제시한 범위를 초과하도록 투입한 경우를 나타낸다. 앞서 설명한 바와 같이 슬래그에 함유되는 Mg 성분보다 Al 성분의 산소친화도가 높아져 Al 함유 탈산제가 지나치게 많이 투입되면 Mg 가스의 발생량 역시 증가하기 때문에 슬래그 포밍이 발생할 수 있다.
이와 같이 진공정련공정 시 진공조 내부의 진공도를 조절하면서 탈산제를 투입하고, 용강 중 Ti 함량을 제어함으로써 슬래그 포밍이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 래들 120: 저취노즐
200: 진공조 300: 랜스
400: 공급관 500: 배기구

Claims (8)

  1. 용강이 수용된 용기가 설치되어 있는 진공조 내부에 진공을 형성하는 과정;
    상기 용강에 산소를 취입하여 탈탄하는 과정;
    상기 탈탄하는 과정과 동일하거나 높은 진공도를 갖도록 상기 진공조 내부의 진공도를 1차로 조절하는 과정;
    상기 용강에 Al 함유 탈산제를 투입하는 과정;
    상기 탈탄하는 과정보다 낮은 진공도를 갖도록 상기 진공조 내부의 진공도를 2차로 조절하는 과정;
    Ti 함유 탈산제를 투입하는 과정; 및
    상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정;
    을 포함하는 용강의 처리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공조 내부에 진공을 형성하는 과정은,
    상기 진공조 내부에 0.005 내지 0.01 atm의 진공도를 형성하는 용강의 처리 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 진공조 내부의 진공도를 1차로 조절하는 과정은,
    상기 진공조 내부에 0.001 내지 0.01atm의 진공도를 형성하는 용강의 처리 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 Ti 함유 탈산제는 용강 중 Ti 함량을 0wt% 초과, 0.1wt% 이하로 조절하도록 투입하는 용강의 처리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정 이후에,
    상기 용강의 성분을 조정하는 성분조정과정(LT, Laddle Treatment)을 수행하고,
    상기 성분조정과정에서 상기 용강 중 Ti 함량이 목표하는 함량이 되도록 Ti 함유 탈산제를 추가 투입하는 과정을 포함하는 용강의 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 진공조 내부에 형성된 진공을 해제하는 과정과 상기 성분조정과정 사이에 Ti 함유 탈산제를 추가 투입하는 과정을 포함하는 용강의 강의 처리 방법.
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