KR102227824B1 - 합금강 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합금강 제조방법에 관한 것으로서, 망간을 함유하는 제1용융 합금철을 마련하는 과정; 크롬을 함유하는 제2용융 합금철을 마련하는 과정; 용강을 마련하는 과정; 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 혼합하여 제3용융 합금철을 제조하는 과정; 및 상기 제3용융 합금철과 상기 용강을 합탕하여 합금강을 제조하는 과정;을 포함하여, 용강의 전로 종점 온도를 저감시켜 전로 정련 시 인 제어능을 향상시켜 용강 중 인 농도를 효율적으로 제어할 수 있다.

Description

합금강 제조방법{Manufacturing method of alloy steel}
본 발명은 합금강 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합금강의 청정도를 향상시키고, 공정 효율을 향상시킬 수 있는 합금강 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 고망간강은 1~5 wt% 정도의 망간을 함유하는 강을 의미한다. 최근에는 자동차용 고강도 고성형성 강재, LNG 탱크용 강재 등과 같은 고기능성 제품이 개발되면서, 망간 함유량이 24wt% 이상까지 증가한 고망간강이 생산되고 있다.
그 중 LNG 탱크용 강재는 저온에서 높은 인성을 갖는 것을 특징으로 한다. LNG 탱크용 강재를 이용하여 LNG 탱크를 제작하는 경우, 용접 부위가 필수적으로 발생하게 되는데 용접 부위에서 인성이 저하되거나 크랙이 발생하는 것을 최대한 억제해야 실제품으로 사용할 수 있다.
이에 모재를 제조할 때 용강 성분 중 인(P)의 함량을 최소화하고, 용접 시에는 인 함량이 낮은 용접봉을 이용하는 방법이 사용되고 있다.
또한, LNG 탱크용 강재는 물성 확보를 위해 크롬(Cr)을 함유하고 있는데, 전로 출강 이후 크롬 함유 합금철(FeCr)을 용강에 투입하여 크롬의 함량을 제어하고 있다. 이와 같은 합금철은 전로 출강 시 주로 고체 상태로 용강에 투입되기 때문에 합금철 투입으로 인한 용강의 온도 저하를 억제하기 위하여 전로 종점 온도를 1700℃ 정도로 높게 유지하고 있다. 그런데 전로 종점 온도를 높게 유지하는 경우, 전로 정련 시 인(P) 제어능이 하락하여 용강 중 인 함량이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 망간 함량을 높이기 위해서 주로 망간 함유 합금철(FeMn)을 용강에 투입하는데, 망간 함유 합금철 중 인 함량이 증가하여 후속 성분조정공정(LF,ladle furnace)이나 탈가스공정 시간이 증가하게 되어, 공정 효율 및 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
KR 2018-0024286 A
본 발명은 합금강의 청정도를 확보할 수 있는 합금강 제조방법을 제공한다.
본 발명은 정련 등의 추가 공정을 생략할 수 있도록 하여 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있는 합금강 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 합금강 제조방법은, 망간을 함유하는 제1용융 합금철을 마련하는 과정; 크롬을 함유하는 제2용융 합금철을 마련하는 과정; 용강을 마련하는 과정; 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 혼합하여 제3용융 합금철을 제조하는 과정; 및 상기 제3용융 합금철과 상기 용강을 합탕하여 합금강을 제조하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 제1용융 합금철을 마련하는 과정은, 제1용해로에서 망간을 함유하는 원료를 용해시켜 제1용융 합금철을 제조하는 과정; 상기 제1용융 합금철을 제1보온로에 장입하는 과정; 및 상기 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 제1용융 합금철을 제조하는 과정 이후에 상기 제1용융 합금철을 정련하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은, 상기 제1용융 합금철보다 인(P) 함량이 적은 금속 망간 및 금속 망간을 용해시킨 용융 망간 중 적어도 어느 하나를 상기 제1보온로에 장입하여 제1용융 합금철 중 인(P) 농도를 저감시키고 제1용융 합금철 중 망간 농도를 증가시키는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은, 상기 제1보온로 내 제1용융 합금철을 가열하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제2용융 합금철을 마련하는 과정은, 제2용해로에서 크롬을 함유하는 원료를 용해시켜 제2용융 합금철을 제조하는 과정; 상기 제2용융 합금철을 제2보온로에 장입하는 과정; 및 상기 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 제2용융 합금철을 제조하는 과정 이후에 상기 제2용융 합금철을 정련하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은, 상기 제2용융 합금철보다 인(P) 함량이 적은 금속 크롬 및 금속 크롬을 용해시킨 용융 크롬 중 적어도 어느 하나를 상기 제2보온로에 장입하여 제2용융 합금철 중 인(P) 농도를 저감시키고 제2용융 합금철 중 크롬 농도를 증가시키는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은, 상기 제2보온로 내 제2용융 합금철을 가열하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 마련하는 과정은, 상기 합금강 중 인 농도가 140ppm 이하가 되도록 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철 중 인 농도를 350ppm 이하로 제어할 수 있다.
상기 제3용융 합금철을 제조하는 과정은, 상기 제1보온로에 수용된 제1용융 합금철을 혼합용기에 배출시키는 과정; 및 상기 제2보온로에 수용된 제2용융 합금철을 혼합용기에 배출시키는 과정;을 포함하고, 상기 제2용융 합금철을 상기 제1용융 합금철보다 먼저 배출시킬 수 있다.
상기 제3용융 합금철을 제조하는 과정은, 상기 제3용융 합금철 중 망간 성분과 크롬 성분이 6 : 1 내지 14 :1의 비율을 갖도록 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 혼합할 수 있다.
상기 제3용융 합금철을 제조하는 과정은, 상기 합금강 전체 중량에 대해서 망간이 24중량% 이상이고, 크롬이 3중량% 이상이 되도록 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 혼합할 수 있다.
상기 제3용융 합금철은 제조하는 과정은, 상기 제3용융 합금철 중 망간 함량과 크롬 함량을 농도를 측정하는 과정; 측정된 결과에 따라 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철 중 적어도 어느 하나를 상기 혼합용기에 추가로 배출하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 용강을 마련하는 과정에서, 상기 용강의 온도는 1600 내지 1700℃일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 합금강을 제조 시 사용되는 복수의 합금철을 용해시켜 용강에 합탕함으로써 용강의 전로 종점 온도를 저감시킬 수 있다. 이에 전로 정련 시 인 제어능을 향상시켜 용강 중 인 농도를 효율적으로 제어할 수 있다. 또한, 용융 합금철 중 인 농도를 제어하여 합금강의 인 농도를 저감시킬 수 있다. 따라서 합금강 중 인 농도를 제어하기 위한 2차 정련 시간을 단축하여 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 용융 합금철과 용강을 합탕하는 과정에서 합금 농도를 제어할 수 있기 때문에 후속 2차 정련 공정에서 합금 농도를 제어하기 위한 추가 과정을 실시하지 않아도 되므로 합금철의 추가 투입으로 인한 합금강의 온도 저하는 물론, 흡질 등과 같은 오염을 억제하고, 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 합금강 제조방법으로 합금강을 제조하기 위한 장치를 개념적으로 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 합금강 제조방법을 보여주는 순서도.
이하, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 합금강 제조방법으로 합금강을 제조하기 위한 장치를 개념적으로 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 합금강 제조장치는, 망간(Mn)을 함유하는 제1용융 합금철을 제조하기 위한 제1용해로(110)와, 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 저장하도록 내부 공간이 형성되는 제1보온로(120)와, 크롬(Cr)을 함유하는 제2용융 합금철을 제조하기 위한 제2용해로(210)와, 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 저장하도록 내부 공간이 형성되는 제2보온로(220)와, 제1보온로(120)와 제2보온로(220)에서 배출되는 제1용융 합금철과 제2용융 합금철을 혼합하여 제3용융 합금철을 제조하기 위한 혼합용기(300)와, 용강과 제3용융 합금철을 합탕하기 위한 합탕용기(400) 및 용강을 제조하기 위한 정련로(500)를 포함할 수 있다. 이외에도 제1보온로(120)와 제2보온로(220)에 용융 합금철의 원료를 추가 투입할 수 있는 원료투입장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제1용해로(110)와 제2용해로(210)는 고상의 합금철을 용해시킬 수 있는 전기로를 포함할 수 있다.
그리고 제1보온로(120)와 제2보온로(220)는 각각 상부가 개방되고, 내부에 용융 합금철이 저장되는 저장공간이 형성되는 몸체(미도시)와, 몸체의 상부를 개폐할 수 있는 커버(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 제1보온로(120)와 제2보온로(220)는 그 내부에 서로 다른 종류의 용융 합금철을 저장할 뿐, 거의 동일한 형상으로 형성될 수 있다.
몸체는 외형을 형성하는 외피(미도시)와, 외피의 내측에 축조되는 내화물(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 몸체를 별도의 하우징 내부에 배치하여 용융 합금철의 온도 하락을 보다 효율적으로 억제할 수도 있다.
몸체에는 용융 합금철을 배출시키는 배출구(미도시)가 형성될 수 있다. 배출구는 용융 합금철을 배출시킬 수 있다면 몸체의 측벽이나 바닥 어느 곳에 구비되어도 무방하다. 이때, 배출구는 몸체에 수용되는 용융 합금철의 탕면 레벨보다 높은 위치에 형성될 수 있다. 이는 용강과의 합탕을 위해 용융 합금철을 배출시킬 때, 제1보온로(120) 및 제2보온로(220)를 배출구가 형성된 방향으로 경동시켜 배출시키기 때문이다. 배출구에는 배출구를 개폐하도록 제1마개(미도시)가 구비될 수 있다. 제1마개는 배출구를 통해 몸체 내부로 외기가 유입되는 것을 방지하고, 배출구를 통해 용융 합금철이 유출되는 것을 방지할 수 있다.
커버는 몸체의 상부에 몸체의 개구를 개폐 가능하도록 구비될 수 있다. 커버는 몸체 내부에 수용되는 용융 합금철이 외기에 노출되는 것을 방지하고, 용융 합금철의 온도 하락을 억제하기 위해 설치될 수 있다. 커버에는 용융 합금철 및 용융합금철의 원료를 주입하기 위한 개구(미도시)가 형성될 수 있다. 그리고 커버에는 개구를 개폐할 수 있도록 제2마개(미도시)가 구비될 수 있다. 제2마개는 용융 합금철을 몸체에 주입할 때 개구를 개방하고, 그 외에는 개구를 폐쇄하여 몸체 내부 공간과 외부를 차단할 수 있다.
이러한 구성을 통해 제1보온로(120) 및 제2보온로(220)는 용융 합금철을 일정한 온도, 예컨대 융점 이상의 온도로 유지할 수 있고, 대기와의 접촉을 최소화할 수 있다.
또한, 제1보온로(120) 및 제2보온로(220)에는 몸체 내부의 분위기를 제어하도록 분위기 가스를 공급하기 위한 가스공급부(미도시)를 포함할 수 있다. 가스공급부는 몸체 내부에 분위기 가스, 예컨대 아르곤 등과 같은 불활성 가스를 공급할 수 있다. 이를 통해 몸체 내부에 존재할 수 있는 공기를 몸체 외부로 배출시켜 용융 합금철이 공기, 예컨대 공기에 함유되는 질소나 산소에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이와 함께 몸체에는 몸체 내부 압력을 일정 양압으로 유지하도록 배기구(미도시)가 구비될 수 있다. 배기구는 몸체 내부 압력이 일정 압력을 넘는 경우 개방될 수 있다.
또한, 제1보온로(120) 및 제2보온로(220)에는 용융 합금철을 가열하기 위한 가열부(미도시)가 구비될 수 있다. 가열부는 유도코일, 전극 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 이에 제1보온로(120) 및 제2보온로(220)는 그 내부에 수용되는 용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지할 수 있다. 또한, 제1보온로(120) 및 제2보온로(220)에 투입되는 원료, 예컨대 금속 크롬이나 금속 망간을 용해시킬 수 있는 열원을 제공할 수 있다.
혼합용기(300)는 제1보온로(120)에서 배출되는 제1용융 합금철과 제2보온로(220)에서 배출되는 제2용융 합금철을 혼합하여 제3용융 합금철을 제조하는데 사용될 수 있다. 혼합용기(300)는 고온의 용융 합금철을 수용할 수 있도록 내화물을 포함할 수 있으며, 예컨대 래들이 사용될 수 있다.
합탕용기(400)는 혼합용기(300)에서 제조된 제3용융 합금철과 정련로(500), 예컨대 전로에서 출강되는 용강을 합탕하는데 사용될 수 있다. 합탕용기(400)는 혼합용기(300)와 같이 고온의 용융물을 수용할 수 있도록 내화물을 포함할 수 있으며, 예컨대 래들이 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 합금강 제조방법에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 합금강 제조방법을 보여주는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 합금강 제조방법은, 망간을 함유하는 제1용융 합금철과, 크롬을 함유하는 제2용융 합금철 및 용강을 마련하는 과정(S110, S120, S160)과, 제1용융 합금철과 제2용융 합금철을 혼합하여 제3용융 합금철을 제조하는 과정(S130) 및 제3용융 합금철을 용강에 합탕하여 합금강을 제조하는 과정(S170)을 포함할 수 있다.
먼저, 제1용융 합금철은 다음과 같이 마련할 수 있다.
제1용해로에 망간을 함유하는 원료, 예컨대 망간 합금철(FeMn)을 용해시켜 망간을 함유하는 제1용융 합금철을 제조(S112)할 수 있다.
제1용융 합금철이 제조되면, 승온 공정, 정련 공정을 통해 제1용융 합금철의 온도를 높이고, 제1용융 합금철에 함유되는 인(P), 탄소(C) 등의 불순물을 제거할 수 있다.
이후, 제1용융 합금철을 제1보온로에 장입하고, 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도, 예컨대 1400 내지 1500℃ 정도의 온도로 유지(S114)할 수 있다. 이때, 제1보온로에서 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 동안 제1보온로에 고체 상태의 금속 망간(Mn metal)과 금속 망간을 용해시킨 용융 망간 중 적어도 어느 하나를 투입할 수 있다. 이때, 금속 망간과 용융 망간은 95% 이상의 망간 함량을 가질 수 있으며, 망간 합금철(FeMn)에 비해 인 함량이 낮기 때문에 제1보온로에 금속 망간이나 용융 망간을 투입하면 제1보온로에 수용된 제1용융 합금철 중 인 농도를 저감시킬 수 있다. 이 경우, 제1보온로에 저장된 제1용융 합금철은 350ppm 이하의 인 농도를 갖도록 제어하는 것이 좋다. 이는 용강과의 합탕을 통해 제조되는 합금강이 140ppm 이하의 인 농도를 갖도록 제어하기 위함이다.
여기에서 제1보온로에 고체 상태의 금속 망간을 투입하는 경우, 가열부를 이용하여 제1보온로 내 제1용융 합금철을 가열하여 금속 망간을 용해하는데 필요한 열원을 확보하고, 제1용융 합금철의 온도 저하를 방지할 수 있다.
또한, 망간 합금철에 비해 망간 함량이 높은 금속 망간과 용융 망간을 투입함으로써 제1용융 합금철의 망간 농도를 증가시킬 수 있다. 이와 같은 과정은 필요에 따라 단속적으로 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 이때, 제1용융 합금철 중 망간 농도는 70 내지 80중량% 정도 범위가 되도록 할 수 있다. 제1용융 합금철의 망간 농도가 제시된 범위보다 작은 경우에는 제1용융 합금철의 합탕량이 증가하게 되어 합탕을 위해 제조되는 용강의 출강량을 감소시켜야 하는 문제점이 있다. 또한, 제1용융 합금철의 망간 농도가 제시된 범위보다 큰 경우에는 합탕 시 사용되는 제1용융 합금철의 양은 감소하는데 비해 전로에서 생산되는 용강량은 제한적이기 때문에 합금강의 전체 생산량이 감소하는 문제점이 있다.
다음, 제2용융 합금철은 다음과 같이 마련할 수 있다.
제2용해로에 크롬을 함유하는 원료, 예컨대 크롬 합금철(FeCr)을 용해시켜 크롬을 함유하는 제2용융 합금철을 제조(S122)할 수 있다.
제2용융 합금철이 제조되면, 승온 공정, 정련 공정을 통해 제2용융 합금철의 온도를 높이고, 제2용융 합금철에 함유되는 인(P), 탄소(C) 등의 불순물을 제거할 수 있다.
이후, 제2용융 합금철을 제2보온로에 장입하고, 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도, 예컨대 1400 내지 1500℃ 정도의 온도로 유지(S124)할 수 있다. 이때, 제2보온로에서 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 동안 제2보온로에 고체 상태의 금속 크롬(Cr metal)과 금속 크롬을 용해시킨 용융 크롬 중 적어도 어느 하나를 투입할 수 있다. 이때, 금속 크롬과 용융 크롬은 95% 이상의 크롬 함량을 가질 수 있으며, 크롬 합금철(FeCr)에 비해 인 함량이 낮기 때문에 제2보온로에 금속 크롬이나 용융 크롬을 투입하면, 제2보온로에 수용된 제2용융 합금철 중 인 농도를 저감시킬 수 있다. 이 경우, 제2보온로에 저장된 제2용융 합금철은 350ppm 이하의 인 농도를 갖도록 제어하는 것이 좋다. 이는 용강과의 합탕을 통해 제조되는 합금강이 140ppm 이하의 인 농도를 갖도록 제어하기 위함이다. 여기에서 제2보온로에 고체 상태의 금속 크롬을 투입하는 경우, 가열부를 이용하여 제2보온로 내 제2용융 합금철을 가열하여 금속 크롬을 용해하는데 필요한 열원을 확보하고, 제2용융 합금철의 온도 저하를 방지할 수 있다.
또한, 크롬 합금철에 비해 크롬 함량이 높은 금속 크롬과 용융 크롬을 투입함으로써 제2용융 합금철의 크롬 농도를 증가시킬 수 있다. 이와 같은 과정은 필요에 따라 단속적으로 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 이때, 제2용융 합금철 중 크롬 농도는 70 내지 80중량% 정도 범위가 되도록 할 수 있다. 제2용융 합금철의 크롬 농도가 제시된 범위보다 작은 경우에는 제2용융 합금철의 합탕량이 증가하게 되어 합탕을 위해 제조되는 용강의 출강량을 감소시켜야 하는 문제점이 있다. 또한, 제2용융 합금철의 크롬 농도가 제시된 범위보다 큰 경우에는 합탕 시 사용되는 제2용융 합금철의 양은 감소하는데 비해 전로에서 생산되는 용강량은 제한적이기 때문에 합금강의 전체 생산량이 감소하는 문제점이 있다.
이와 같이 제1용융 합금철과 제2용융 합금철이 마련되면, 제1보온로와 제2보온로에서 용강과 합탕하기 전까지 보온 또는 가열하면서 융점 이상의 온도로 유지할 수 있다. 이때, 제1보온로에 저장된 제1용융 합금철과 제2보온로에 저장된 제2용융 합금철은 1회 합탕량보다 많은 양이 저장될 수 있으며, 이를 통해 필요에 따라 합탕 과정을 연속적으로 수행할 수 있다.
이후, 전로 정련이 완료된 용강이 마련(S160)되면, 용강과 합탕하기 전 제1보온로에 저장된 제1용융 합금철과 제2보온로에 저장된 제2용융 합금철을 혼합용기로 배출시켜 혼합함으로써 망간과 크롬을 함유하는 제3용융 합금철을 제조(S130)할 수 있다. 여기에서 망간을 함유하는 제1용융 합금철은 대기와 접촉으로 질소를 쉽게 흡수하기 때문에 혼합용기에 제2용융 합금철을 배출시킨 후 제1용융 합금철을 배출시킴으로써 대기와의 접촉 시간을 최소화하는 것이 좋다.
제3용융 합금철은 망간을 함유하는 제1용융 합금철과 크롬을 함유하는 제2용융 합금철을 혼합하여 제조할 수 있다. 이때, 제3용융 합금철 전체 중량에 대해서 제1용융 합금철과 제2용융 합금철은 1.5 : 1 내지 5 : 1 정도의 중량비를 갖도록 혼합될 수 있다. 이는 제3용융 합금철 중 망간과 크롬의 성분 비율이 6 : 1 내지 14 :1 정도가 되는 수치이다. 이와 같이 제조된 제3용융 합금철과 용강을 일정 비율로 합탕하면 25중량% 이상의 망간과, 3 중량% 이상의 크롬을 함유하는 합금강을 제조할 수 있다. 예컨대 용강과 제3용융 합금철을 합탕하여 제조되는 합금강 전체 중량에 대해서 20 내지 30중량% 정도의 제3용융 합금철을 합탕하면, 제시된 범위의 망간 및 크롬 함량을 갖는 합금강을 제조할 수 있다.
제1용융 합금철과 제2용융 합금철을 혼합하여 제3용융 합금철을 제조한 후 제3용융 합금철 중 망간과 크롬의 함량 또는 농도를 측정(S140)할 수 있다.
그리고 측정 결과를 분석(S150)하여 분석 결과에 따라 제1용융 합금철과 제2용융 합금철 중 적어도 어느 하나를 제3용융 합금철에 추가로 투입하여 원하는 성분을 갖는 제3용융 합금철을 제조할 수 있다. 예컨대 제3용융 합금철의 성분을 측정하고, 그 측정 결과를 분석하여 제3용융 합금철 중 망간 함량이 부족한 경우에는 제3용융 합금철에 제1용융 합금철을 추가로 투입하여 제3용융 합금철의 성분을 조정할 수 있다. 또한, 측정 결과를 분석하여 제3용융 합금철 중 크롬 함량이 부족한 경우에는 제3용융 합금철에 제2용융 합금철을 추가로 투입하여 제3용융 합금철의 성분을 조정할 수 있다.
이와 같은 방법으로 제3용융 합금철의 성분을 조정한 다음, 제3용융 합금철과 용강과 합탕하여 합금강을 제조하면, 이후 승온 공정(LF, ladle furnace)이나 탈가스 공정에서 합금강의 성분을 조정하기 위해 합금철을 추가로 투입하지 않아도 된다.
이후, 제3용융 합금철 중 망간 및 크롬 함량이 목표로 하는 수치로 조정되면, 용강과 제3용융 합금철을 합탕하여 망간 및 크롬 농도가 조정된 합금강을 제조(S170)할 수 있다. 즉, 전로를 경동시켜 용강을 합탕용기로 출강하고, 혼합용기를 경동시켜 제3용융 합금철을 합탕용기로 배출시킨다. 이때, 용강과 제3용융 합금철은 합탕용기로 낙하하는 힘에 의해 균일하게 혼합될 수 있다.
합금강이 제조되면, 승온 공정을 거쳐 탈가스 공정을 수행하여 합금강 중 수소 성분나 질소 성분을 제거할 수 있다. 이 과정은 필요에 따라 수행하는 것으로 생략될 수도 있다.
이후, 합금강은 주조 설비로 이송되어 주편, 강판 등을 주조하는데 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 서로 다른 성분을 갖는 용융 합금철을 각각 제조한 다음, 이들 용융 합금철을 제조하고자 하는 합금강의 성분에 적합하게 혼합한 후 용강과 합탕하여 합금강을 제조하기 때문에 후속 공정에서 합금강의 성분을 조정하기 위해 합금철을 추가로 투입할 필요가 없다. 따라서 합금철을 추가 투입함으로써 발생하는 합금강의 온도 하락이나 대기와의 접촉으로 인한 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 합금철의 성분 조정을 위해 소요되는 시간을 단축하여 공정 효율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
110: 제1용해로 120: 제1보온로
210: 제2용해로 220: 제2보온로
300: 혼합용기 400: 합탕용기
500: 정련로

Claims (15)

  1. 망간을 함유하는 제1용융 합금철을 마련하는 과정;
    크롬을 함유하는 제2용융 합금철을 마련하는 과정;
    용강을 마련하는 과정;
    상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 혼합하여 제3용융 합금철을 제조하는 과정; 및
    상기 제3용융 합금철과 상기 용강을 합탕하여 합금강을 제조하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 제1용융 합금철을 마련하는 과정은,
    제1용해로에서 망간을 함유하는 원료를 용해시켜 제1용융 합금철을 제조하는 과정;
    상기 제1용융 합금철을 제1보온로에 장입하는 과정; 및
    상기 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정;을 포함하고,
    상기 제2용융 합금철을 마련하는 과정은,
    제2용해로에서 크롬을 함유하는 원료를 용해시켜 제2용융 합금철을 제조하는 과정;
    상기 제2용융 합금철을 제2보온로에 장입하는 과정; 및
    상기 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정;을 포함하며,
    제3용융 합금철을 제조하는 과정은, 상기 제2보온로에서 혼합용기로 상기 제2용융 합금철을 배출시킨 다음, 상기 제1보온로에서 상기 혼합용기로 상기 제1용융 합금철을 배출시키는 합금강 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1용융 합금철을 제조하는 과정 이후에 상기 제1용융 합금철을 정련하는 과정을 포함하는 합금강 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은,
    상기 제1용융 합금철보다 인(P) 함량이 적은 금속 망간 및 금속 망간을 용해시킨 용융 망간 중 적어도 어느 하나를 상기 제1보온로에 장입하여 제1용융 합금철 중 인(P) 농도를 저감시키고 제1용융 합금철 중 망간 농도를 증가시키는 과정을 포함하는 합금강 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은,
    상기 제1보온로 내 제1용융 합금철을 가열하는 과정을 포함하는 합금강 제조방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2용융 합금철을 제조하는 과정 이후에 상기 제2용융 합금철을 정련하는 과정을 포함하는 합금강 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은,
    상기 제2용융 합금철보다 인(P) 함량이 적은 금속 크롬 및 금속 크롬을 용해시킨 용융 크롬 중 적어도 어느 하나를 상기 제2보온로에 장입하여 제2용융 합금철 중 인(P) 농도를 저감시키고 제2용융 합금철 중 크롬 농도를 증가시키는 과정을 포함하는 합금강 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2용융 합금철을 융점 이상의 온도로 유지하는 과정은,
    상기 제2보온로 내 제2용융 합금철을 가열하는 과정을 포함하는 합금강 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 마련하는 과정은,
    상기 합금강 중 인 농도가 140ppm 이하가 되도록 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철 중 인 농도를 350ppm 이하로 제어하는 합금강 제조방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 1, 3 내지 5, 7 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3용융 합금철을 제조하는 과정은,
    상기 제3용융 합금철 중 망간 성분과 크롬 성분이 6 : 1 내지 14 :1의 비율을 갖도록 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 혼합하는 합금강 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제3용융 합금철을 제조하는 과정은,
    상기 합금강 전체 중량에 대해서 망간이 24중량% 이상이고, 크롬이 3중량% 이상이 되도록 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철을 혼합하는 합금강 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제3용융 합금철은 제조하는 과정은,
    상기 제3용융 합금철 중 망간 함량과 크롬 함량을 농도를 측정하는 과정;
    측정된 결과에 따라 상기 제1용융 합금철과 상기 제2용융 합금철 중 적어도 어느 하나를 상기 혼합용기에 추가로 배출하는 과정을 포함하는 합금강 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 용강을 마련하는 과정에서,
    상기 용강의 온도는 1600 내지 1700℃인 합금강 제조방법.
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