KR102089176B1 - 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법 - Google Patents

이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법 Download PDF

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Abstract

이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법에 대한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법은 전기로 또는 전로에서 1차 정련이 완료된 용강을 출강하여, 2차 정련 설비로 이송하여 2차 정련을 실시하는 단계; 및 상기 2차 정련의 최종 단계에서, 상기 용강에 Ca-Fe 와이어를 투입하는 단계;를 포함한다.

Description

이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법 {METHOD FOR INPUTTING CALCIUM WIRE INTO MELTING STEEL IN SECONDARY REFINING PROCESS}
본 발명은 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 턴디쉬 내 목표로 하는 용강 중 칼슘 농도를 달성하기 위한 최적의 Ca-Fe 와이어 투입량을 산출 가능하여, 노즐 막힘을 방지하는 효과가 우수한 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법에 관한 것이다.
제강 공정은 철광석을 용해하는 제선 공정으로부터 시작된다. 구체적으로, 상기 철광석을 용해하여 형성되는 용선에, 탈린 등 예비처리 공정을 수행하여 용강을 제조한다. 그 다음에 용강 중 불순물을 제거하는 1차 정련 후, 용강 내 성분을 미세 조정하는 2차 정련 과정을 거치며, 2차 정련이 완료된 용강은 연속주조 공정을 거쳐 반제품 형태로 성형된다. 상기 반제품은 압연 등의 성형과정을 거쳐 코일 및 판재 등의 제품으로 제조된다. 상기 2차 정련시 진공 탈가스 및 환류식 탈가스 장비를 이용하여 용강 내 탄소, 질소, 산소, 수소 등을 제거하는 탈가스 공정이 수행된다. 한편, 특수강의 제강시 상기 2차 정련 말기에는 용강 내 개재물을 제거하는 공정을 더 실시하여 연주 노즐 막힘 방지 및 연신 개재물 조성을 제어한다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0929178호(2009.12.01 공고, 발명의 명칭: 용강 내 칼슘 투입 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 농도를 달성하기 위한 최적의 Ca-Fe 와이어 투입량을 산출 가능한 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, Ca-Fe 와이어 실수율값의 적중률이 우수한 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 턴디쉬 노즐 막힘을 방지할 수 있는 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법은 전기로 또는 전로에서 1차 정련이 완료된 용강을 출강하여, 2차 정련 설비로 이송하여 2차 정련을 실시하는 단계; 및 상기 2차 정련의 최종 단계에서, 상기 용강에 Ca-Fe 와이어를 투입하는 단계;를 포함하며, 상기 Ca-Fe 와이어 투입량은, 상기 2차 정련시 용강 출발온도와, 용강 슬래그 중 철(T.Fe), 산화칼슘(CaO) 및 이산화규소(SiO2) 함량을 측정하여, 하기 식 1에 따른 예상 Ca-Fe 와이어 실수율을 도출하고; 그리고 상기 예상 Ca-Fe 와이어 실수율 데이터를 이용하여 하기 식 2에 따른 Ca-Fe 와이어 투입량을 도출하는 단계;를 포함하여 도출된다:
[식 1]
예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%) = (8 + (0.013 x 2차 정련시 용강 출발온도(℃))) + (0.89 x 용강슬래그 중 철 함량(중량%)) + (0.153 X (용강슬래그 중 산화칼슘 함량(중량%)/용강슬래그 중 이산화규소 함량(중량%)))
[식 2]
Ca-Fe 와이어 투입량(kg) = 출강 용강량(kg) x (턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 함량(중량%)/예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%)).
한 구체예에서 상기 2차 정련이 완료된 용강은 탄소(C) 0.21~0.23 중량%, 실리콘(Si) 0.24~0.30 중량%, 망간(Mn) 0.82~0.86 중량%, 인(P) 0.010~0.015 중량%, 황(S) 0.008~0.015 중량%, 알루미늄(Al) 0.015~0.030 중량%, 질소(N) 0.012~0.015 중량%, 칼슘(Ca) 0.0003~0.0008 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 2차 정련 설비는, 래들 퍼니스(LF) 또는 진공 탈가스(RH) 장치일 수 있다.
본 발명에 따른 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법을 적용시, 턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 농도를 달성하기 위한 최적의 Ca-Fe 와이어 투입량을 산출 가능하며, Ca-Fe 와이어 실수율값의 적중률이 우수하고, 턴디쉬 노즐 막힘을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 Ca-Fe 와이어 투입량 도출 과정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 목표 턴디쉬 내 용강 중 칼슘 함량과, 칼슘 와이어 투입 후, 실측된 턴디쉬 내 용강 중 칼슘 함량을 비교한 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법
본 발명의 하나의 관점은 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법은 전기로 또는 전로에서 1차 정련이 완료된 용강을 출강하여, 2차 정련 설비로 이송하여 2차 정련을 실시하는 단계; 및 상기 2차 정련의 최종 단계에서, 상기 용강에 Ca-Fe 와이어를 투입하는 단계;를 포함한다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 Ca-Fe 와이어 투입량 도출 과정을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 Ca-Fe 와이어 투입량은, (S10) 예상 Ca-Fe 와이어 실수율 도출단계; 및 (S20) Ca-Fe 와이어 투입량 도출단계;를 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 Ca-Fe 와이어 투입량 도출 과정은 (S10) 상기 2차 정련시 용강 출발온도와, 용강 슬래그 중 철(T.Fe), 산화칼슘(CaO) 및 이산화규소(SiO2) 함량을 측정하여, 하기 식 1에 따른 예상 Ca-Fe 와이어 실수율을 도출하고; 그리고 (S20) 상기 예상 Ca-Fe 와이어 실수율 데이터를 이용하여 하기 식 2에 따른 Ca-Fe 와이어 투입량을 도출하는 단계;를 포함하여 도출된다:
[식 1]
예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%) = (8 + (0.013 x 2차 정련시 용강 출발온도(℃))) + (0.89 x 용강슬래그 중 철 함량(중량%)) + (0.153 X (용강슬래그 중 산화칼슘 함량(중량%)/용강슬래그 중 이산화규소 함량(중량%)))
[식 2]
Ca-Fe 와이어 투입량(kg) = 출강 용강량(kg) x (턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 함량(중량%)/예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%)).
상기 식 2에서 상기 출강 용강량은, 1차 정련이 완료된 시점의 용강의 출강량일 수 있다.
한 구체예에서 상기 2차 정련 설비는, 래들 퍼니스(LF) 또는 진공 탈가스(RH) 장치일 수 있다.
칼슘(Ca)은 비교적 비등점이 낮고 증기압이 높기 때문에, 용강에 혼입되기 전에 손실량이 많아 실수율이 낮은 문제가 있다.
구체예에서, 상기 칼슘은 2차 정련 시작 시점의 용강의 온도(용강 출발온도)와, 용강 중 슬래그 중 철 성분의 함량 및, 슬래그 염기도에 따라 실수율 편차가 커 칼슘 실수율 예측이 어려울 수 있다. 따라서 이들 인자들을 고려하여 상기 식 1에 따른 실수율 예상값을 도출하고, 이를 이용한 식 2의 Ca-Fe 와이어 투입량을 적용시, 턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 농도를 달성하기 위한 최적의 Ca-Fe 와이어 투입량을 산출 가능할 수 있으며, 와이어 투입량의 적중률과 신뢰성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 2차 정련이 완료된 용강은 탄소(C) 0.21~0.23 중량%, 실리콘(Si) 0.24~0.30 중량%, 망간(Mn) 0.82~0.86 중량%, 인(P) 0.010~0.015 중량%, 황(S) 0.008~0.015 중량%, 알루미늄(Al) 0.015~0.030 중량%, 질소(N) 0.012~0.015 중량%, 칼슘(Ca) 0.0003~0.0008 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 상기 성분 조건의 용강 제조시 본 발명에 따른 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입량 적중률이 우수할 수 있다.
본 발명에 따른 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법을 적용시, 턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 농도를 달성하기 위한 최적의 Ca-Fe 와이어 투입량을 산출 가능하며, 도출된 Ca-Fe 와이어 실수율 값의 적중률이 우수하고, 턴디쉬 노즐 막힘을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예
전기로 또는 전로에서 1차 정련이 완료된 용강을 출강하여, 2차 정련 설비로 이송하였다. 턴디쉬 내 용강 중 칼슘 함량(중량%) 목표값을 설정하고, 상기 2차 정련시 용강 출발온도와, 용강 슬래그 중 철(T.Fe), 산화칼슘(CaO) 및 이산화규소(SiO2) 함량을 측정하여, 하기 식 1에 따른 예상 Ca-Fe 와이어 실수율을 도출하였다. 그 다음에, 상기 예상 Ca-Fe 와이어 실수율 데이터를 이용하여 하기 식 2에 따른 Ca-Fe 와이어 투입량을 도출하였다. 그 다음에, 상기 2차 정련의 최종 단계에서 상기 도출된 투입량의 Ca-Fe 와이어를 투입하였다:
[식 1]
예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%) = (8 + (0.013 x 2차 정련시 용강 출발온도(℃))) + (0.89 x 용강슬래그 중 철 함량(중량%)) + (0.153 X (용강슬래그 중 산화칼슘 함량(중량%)/용강슬래그 중 이산화규소 함량(중량%)))
[식 2]
Ca-Fe 와이어 투입량(kg) = 출강 용강량(kg) x (턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 함량(중량%)/예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%)).
도 2는 본 발명의 실시예의 목표 턴디쉬 내 용강 중 칼슘 함량과, 칼슘 와이어 투입 후, 실측된 턴디쉬 내 용강 중 칼슘 함량을 비교한 그래프(단위: 중량%)이다. 상기 도 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 칼슘 와이어 투입시, 목표 턴디쉬 내 용강 중 칼슘 농도와, 칼슘 와이어 투입 후 실측된 턴디쉬 내 용강 중 칼슘 농도 편차를 최소화 하였으며(±2ppm), 이를 통해 턴디쉬 노즐 막힘을 방지하며, 장연주 및 생산성 증대가 가능한 것을 알 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

  1. 전기로 또는 전로에서 1차 정련이 완료된 용강을 출강하여, 2차 정련 설비로 이송하여 2차 정련을 실시하는 단계; 및
    상기 2차 정련의 최종 단계에서, 상기 용강에 Ca-Fe 와이어를 투입하는 단계;를 포함하며,
    상기 Ca-Fe 와이어 투입량은,
    상기 2차 정련시 용강 출발온도와, 용강 슬래그 중 철(T.Fe), 산화칼슘(CaO) 및 이산화규소(SiO2) 함량을 측정하여, 하기 식 1에 따른 예상 Ca-Fe 와이어 실수율을 도출하고; 그리고
    상기 예상 Ca-Fe 와이어 실수율 데이터를 이용하여 하기 식 2에 따른 Ca-Fe 와이어 투입량을 도출하는 단계;를 포함하여 도출되는 것을 특징으로 하는 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법:
    [식 1]
    예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%) = (8 + (0.013 x 2차 정련시 용강 출발온도(℃))) + (0.89 x 용강슬래그 중 철 함량(중량%)) + (0.153 X (용강슬래그 중 산화칼슘 함량(중량%)/용강슬래그 중 이산화규소 함량(중량%)))
    [식 2]
    Ca-Fe 와이어 투입량(kg) = 출강 용강량(kg) x (턴디쉬 내 목표 용강 중 칼슘 함량(중량%)/예상 Ca-Fe 와이어 실수율(%)).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2차 정련이 완료된 용강은 탄소(C) 0.21~0.23 중량%, 실리콘(Si) 0.24~0.30 중량%, 망간(Mn) 0.82~0.86 중량%, 인(P) 0.010~0.015 중량%, 황(S) 0.008~0.015 중량%, 알루미늄(Al) 0.015~0.030 중량%, 질소(N) 0.012~0.015 중량%, 칼슘(Ca) 0.0003~0.0008 중량% 및 나머지 철(Fe)과 기타 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 정련 설비는, 래들 퍼니스(LF) 또는 진공 탈가스(RH) 장치인 것을 특징으로 하는 이차 정련시 용강 내 칼슘 와이어 투입방법.
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KR20030047589A (ko) * 2001-12-11 2003-06-18 주식회사 포스코 탈산 용강에 칼슘 투입시 실수율 향상 방법
KR20050092263A (ko) * 2004-03-15 2005-09-21 주식회사 포스코 알루미늄 킬드강의 정련방법
JP2009120899A (ja) * 2007-11-14 2009-06-04 Sumitomo Metal Ind Ltd 耐サワー性能に優れた鋼管用鋼およびその製造方法
KR20140007033A (ko) * 2012-07-04 2014-01-16 주식회사 포스코 강관용 강판의 정련방법

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