KR20000042510A - 전로 정련방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로 정련 방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 취련중 랜스높이 및 송산량을 적절히 조정하여 용철중 인을 안정적으로 제거하기 위해 슬래그를 효과적으로 제어하고, 철저한 슬래그 재화를 통하여 종점 탄소농도에 무관하게 화학적으로 불안정한 슬래그중 인화합물(P₂O₅)을 슬래그에 안정하게 유도되도록 용강을 제조할 수 있는 전로정련시 취련방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전회조업의 슬래그를 25-30% 남긴 전로에 전장입량에 대하여 0.9-1.5중량%의 경소백운석 투입하여 노체를 3-4회 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고, 노체를 보호하기 위해 생석회 1.5-2.0중량%를 투입하고, 이어서 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소로 송산하면서 취련이 개시되고, 착화가 되면 생석회와 소결광을 각각 0.5-1.0중량% 씩 일괄투입하고, 전체취련시간 33-67%에는 전장입량에 대하여 0.2-0.3중량%씩 생석회 및 경소백운석을 수회 분할투입하고, 소결광은 0.5-1.5중량%에 상당하는 양을 연동투입하며, 취련말기에는 생석회 및 소결광을 각각 0.2-0.3중량%를 투입하는 전로정련방법에 있어서,

상기 취련은 랜스높이를 취련 25-55%에는 5-8%하강시키고, 취련 55-75%에는 5-8%하강시키고, 취련 75-80%에는 3-5%상승시키고, 취련 80%이후에는 3-5%하강시키는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

전로 정련 방법

본 발명은 전로 정련 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 용선과 고철을 주원료로 하는 전로조업에서 정해진 부원료인 생석회 및 경소백운석 또는 소결광의 투입방법에서 취련중 송산유량과 랜스높이를 적절히 변경하므로서, 취련중 용철중의 인을 안정적으로 제어할 수 있는 전로 정련 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전로조업은 주원료인 용선(hot metal)과 고철(scrap)을 전로에 장입하여 송산과 동시에 부원료인 생석회(주성분이 산화칼슘, CaO임), 경소백운석(주성분이 산화칼슘 및 산화마그네슘, CaO·MgO임) 및 소결광(주성분이 산화철임), 형석(주성분이 불화칼슘, CaF₂임) 등을 투입하여 용선중 불순원소인 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 유황(S), 티탄(Ti) 등을 산화 정련에 의해 제거하는 일련의 작업을 통칭한다.

이와같은 전로조업은 노체(爐體)의 형상이나 크기에 따라 취련중 반응특성이 달라진다. 특히 취련과정은 크게 초기, 중기, 말기로 구분되며, 각 과정에서의 용선중 불순원소의 반응거동은 다르게 나타나지만, 망간과 인은 동일한 거동을 보이는 것으로 알려져 있다. 즉, 취련 초기에는 착화(취련개시와 동시에 송산에 의해 노내 용선중 탄소와의 산화반응에 의해 발생되는 일산화탄소가 불꽃의 형태로 노구에 관찰되므로 불이 붙는다는 의미로 착화라고 부른다)와 동시에 용선중 규소가 가장 먼저 산화되고 거의 동시에 철분과 망간, 인 등이 산화반응에 의해 생성되며, 생성된 산화물은 슬래그화가 되어 용철 상부에 상존하게 된다. 이때 전로 상부로부터 각종 부원료(생석회, 경소백운석) 및 냉각재(소결광)가 투입되며, 이 부원료가 산화반응에 의해 생성된 산화물을 슬래그 속에 어떻게 화학적으로 안정하게 존재하도록 하느냐에 따라 용철중 인을 안정적으로 제거할 수 있다. 또한 취련중기에는 초기에 생성되었던 인산화물(P₂O₅)과 산화망간(MnO)은 왕성한 탈탄에 의해 생성되는 일산화탄소에 의해 환원되어 취련초기에 산화제거 되었던 망간과 인이 용철중으로 되돌아 들어오는 소위 복망간, 복린현상이 일어나서 취련종점(송산작업이 완료되는 시점)에서의 용강중 망간 및 인농도의 재현성이 결여되어 간헐적으로 목표 함량을 벗어나서 용강품질 저해 및 원가상승의 요인이 되고 있다. 특히 이러한 현상 때문에 취련말기에 탈린(용철중 인을 제거하는 것) 및 탈망간(용철중 망간을 제거하는 것)을 철저히 하여 안정적 종점 인농도를 확보하기 위해 탄소농도가 0.04%이하로 지나치게 송산하는 경향이 대부분이다.

특히, 용강중 청정도가 요구되는 탄소강을 제조해야 하는 철강재에 상기와 같은 방법으로 취련한다면, 다음과 같은 문제점이 있다.

취련이 종료되었을 때의 용철중 유가금속인 철, 망간등이 지나치게 산화되므로서 이 산화물들이 슬래그중에 함유되게 되며, 그 결과 전로내에 슬래그량이 급격히 증가되어 노체 내화물의 용손과 더불어 용강중 용해산소가 급격히 상승한다. 또한 이렇게 하여 만들어진 전로내 용강을 출강중에 다시 수요가가 요구하는 목표 용강조성으로 맞추기 위해 산화제거된 만큼 재투입해야하고, 또한 이때 각종 합금철의 실수율은 용강중 용해산소의 과다로 낮게 되는 문제점이 있다.

뿐만아니라 상기 전로조업시 합금철과 용강중 용해산소가 반응하여 생성하는 산화물은 비금속 개재물이 되어 용강의 품질열화를 초래하며, 후공정인 2차정련 및 연속주조공정을 거치는 동안 각종 노즐막힘의 원인되어 생산성은 물론 작업성 악화를 초래하며, 제품에서도 각종 결함을 야기시키는 문제점이 상존하게 된다.

따라서, 이러한 일련의 과정에서 취련중 효과적인 탈린거동을 유도하기 위해서 중요한 것은 취련초기에는 보다 안정적으로 탈린 및 탈망간을 촉진시키고, 중기에는 복망간 및 복린을 억제시키는 기술이 필요하다.

한편, 전로조업시 용철중 인을 효율적으로 제거하기 위해서는 용철중 탄소, 규소, 망간 등의 원소와 슬래그층의 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화규소(SiO₂), 산화망간(MnO), 산화철(FeO)등의 산화물 농도의 제어가 중요하다.

이것을 탈린반응에 대한 화학반응식을 통해 살펴보면 다음과 같다.

4(CaO) + 2[P] + 5[O] = (4CaO·P₂O₅)

여기서, K는 상기 반응식의 평형정수, a_i는 용철중 i성분의 활동도를 의미하고, K는 온도만에 의존한다. 상기 반응식(1) 및 수학식(1)로부터 용강중 인([P])을 제거하기 위해서는 a_p를 낮추어야 하는데, 그 방법으로는 다음과 같은 조건을 생각할 수 있다.

셋째, 취련초기 투입 생석회를 조기에 슬래그화하여 CaO의 활동도를 증가시킨다. 둘째, 취련초기 슬래그중 염기도((CaO 중량%)/(SiO₂중량%)) 및 산화철의 농도를 높여준다.

셋째, 송산강도를 조정하여 화점 면적을 넓혀 용철 및 슬래그중 산소 포텐샬(Oxygen Potential)을 높이고, 슬래그 운동을 보다 다양하게 변화시킨다.

넷째, 랜스높이와 송산량의 적정한 제어를 통해 송산가스와 용철중 망간 및 탄소와 반응속도를 조정한다.

다섯째, 용철중 산소와의 친화력이 강한 원소를 사전에 슬래그측으로 이동되도록 랜스높이 및 송산량을 조정한다.

이에 본 발명은 취련중 랜스높이 및 송산량을 적절히 조정하여 용철중 인을 안정적으로 제거하기 위해 슬래그를 효과적으로 제어하고, 철저한 슬래그 재화를 통하여 종점 탄소농도에 무관하게 화학적으로 불안정한 슬래그중 인화합물(P₂O₅)을 슬래그에 안정하게 유도되도록 용강을 제조할 수 있는 전로정련시 취련방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 전로조업의 공정도

도 2는 비교예를 기준으로 하였을 경우 본 발명의 취련방법에 대한 개념의 그래프

도 3은 발명예와 비교예의 취련패턴에 대한 표준 및 부원료 투입조건을 보이는 그래프

도 4는 발명예와 비교예의 취련시간에 따른 용철중 망간 및 인 거동을 보이는 그래프

도 5는 발명예와 비교예의 취련종점에서의 용강중 탄소함량과 인함량의 상관관계를 나타낸 그래프

일반적으로, 통상 전로 정련시 주워진 부원료 투입방법하에서 전로종점 인농도를 0.02중량% 이하로 유도하는데는 탄소농도가 0.04중량% 이하이어야만 되는 것으로 알려져 있고, 이의 취련은 매우 중요한 기술이 선결되어야 한다. 즉, 용철중 탄소가 높으면 생석회 재화가 미흡하여 충분한 탈린효과를 기대하기 어렵고, 또한 용철중 인을 반응에 의해 안정적으로 슬래그측으로 존재되도록 하여야 한다.

여기에 착안하여, 이를 달성하기 위해서는 취련개시부터 취련이 완료될때까지 전과정에서 용철중 인을 안정적으로 제어하지 않으면 종점 인농도는 재현성이 결여될 가능성이 있다는 것은 당업자들에게는 상식화 되어 있다.

따라서, 상기한 바와같은 전로 취련중 인의 안정적 유도에는 무엇보다도 용철중 인을 슬래그측으로 이동시켜야 한다. 이에 본 발명자는 취련중에 행하는 작업내용에 대하여 연구와 실험을 행한 결과, 적절한 부원료 투입방법이 정해져 있으면, 변경 가능한 것은 랜스높이와 송산량을 조정하여 소기의 목적을 달성할 수 있음을 알아내었다.

그 배경을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 즉, 도 1에 모식적으로 나타낸 바와같이 취련이라는 것은 슬래그/용철/산소가스와의 상관관계를 어떻게 조화를 시켜 용철중 인을 슬래그측으로 안정하게 이동되게끔 하고, 한번 슬래그측으로 이동된 인은 취련중기에도 복린이 되지 않도록 하여야 하며, 취련말기에도 보다 저농도의 인이 재현성 있게 얻어지도록 해야한다.

상기의 가능성을 실현하기 위한 방법으로는 다음과 같은 이론적 조건을 생각하였다. 전술한 반응식(1)과 평형정수식인 수학식(1)으로부터 전로 취련초기, 중기, 말기의 각 단계별 야금특성을 면밀히 분석하여 탈린반응의 안정적 유도를 위하여 앞서 설명한 다섯가시 조건을 최대한 활용토록 방향을 설정하였다.

각 단계별로 살펴보면 (1)취련초기(취련개시-취련33%) : 투입한 생석회가 조기에 철저히 재화되도록 또 슬래그중 철산화물이 높게 유지되도록 하기 위해 착화 직후부터 취련 25%까지는 즉 각 랜스높이를 상향하고, 송산량을 줄였다. 이후에는 탈망간을 촉진시키기 위해 랜스를 하향화하여 상대적으로 송산젯트가 용철면을 강하게 충돌되도록 한다.

(2)취련중기(취련33%-67%) : 이 시기는 탈탄이 왕성하여 일산탄소가 다량 발생되는데, 이때 취련초기에 만들어 놓은 슬래그중 철산화물이 일산화탄소에 의해 환원되지 않도록 철저한 억제방법이 필요한데, 이는 랜스높이는 상향시키고 송산량은 줄여서 슬래그 재화를 철저히 유도하여 염기도 상승과 더불어 복린이 억제되도록 한다.

(3)취련말기(취련 67%-완료) : 이 시기는 탈탄완성기가 거의 끝나고 서서히 탈탄속도가 줄면서 용철중 철분과 망간이 산화하기 시작하고 슬래그중에 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)이 생성되면서 슬래그 및 용철중 산소포텐샬이 상승하여 탈린, 탈망간이 진행되는데 이때에도 보다 적극적으로 탈망간을 촉진시켜 슬래그중 인산화물이 보다 안정적으로 존재하도록 하기 위해 취련 70-75% 시점에 랜스높이를 낮추고 송산유량을 늘려 탈망간이 촉진되도록 하여 보다 안정적인 거동이 유도되도록 하였다.

이상과 같은 본 발명의 사상을 종래 취련패턴을 기준으로 하여 모식적으로 나타내면 도 2(편의상 100톤 전로를 적용하여 실험한 경우)와 같이 정리된다.

취련중 용철중의 탄소와 인은 상반된 야금반응특성에 의해 진행되며, 특히 0.02중량% 이하의 인농도를 만족하는 탄소강을 제조하기 위한 조업은 많은 어려움이 있다. 취련중 용철중 망간은 융기현상(취련중 탈탄 왕성기의 슬래그중 산화망간의 환원에 의해 용철중 망간 농도가 상승하는 현상)을 일으키는 대표적인 원소로서 탄소(산화반응만에 의해 일어나며, 일산화탄소로 되어 노외로 배출됨)와는 달리 산화, 환원반응을 동시에 일으키는 원소이다. 따라서 취련중 부원료 투입방법이 동일하더라도 인의 안정적 거동을 보다 적극적으로 유도하기 위해서는 슬래그의 철저한 재화와 용철중 망간의 거동을 유효 적절히 제어하는 기술이 필수적으로 요구된다.

상기한 바와같은 관점으로 부터 출발한 본 발명은 전회조업의 슬래그를 25-30% 남긴 전로에 전장입량에 대하여 0.9-1.5중량%의 경소백운석 투입하여 노체를 3-4회 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고, 노체를 보호하기 위해 생석회 1.5-2.0중량%를 투입하고, 이어서 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소로 송산하면서 취련이 개시되고, 착화가 되면 생석회와 소결광을 각각 0.5-1.0중량% 씩 일괄투입하고, 전체취련시간 33-67%에는 전장입량에 대하여 0.2-0.3중량%씩 생석회 및 경소백운석을 수회 분할투입하고, 소결광은 0.5-1.5중량%에 상당하는 양을 연동투입하며, 취련말기에는 생석회 및 소결광을 각각 0.2-0.3중량%를 투입하는 전로정련방법에 있어서,

상기 취련은 랜스높이를 취련 25-55%에는 5-8%하강시키고, 취련 55-75%에는 5-8%하강시키고, 취련 75-80%에는 3-5%상승시키고, 취련 80%이후에는 3-5%하강시키는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 설명한다.

먼저, 본 발명의 취련방법에 있어서, 종래의 취련패턴(비교예)를 기준으로 각 단계별로 랜스 높이 및 송산량에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 2(편의상 100톤 전로를 적용하여 실험한 경우)에 나타낸 바와같이, 랜스높이는 종래(비교예)대비 취련초기의 취련개시-25%사이에는 100-150mm 상승하여 투입한 생석회가 효과적으로 재화가 촉진되도록 하고, 취련 25-33%사이에는 탈망간 촉진을 유도하면서 슬로핑이 억제되도록 하였으며, 취련 33-55% 사이에는 초기에 생성된 슬래그 중 인산화물 및 산화망간을 안정적으로 유도하면서 재화도의 지속적 유지되도록 하였는데, 이를 위해 취련 25-55%에서는 종래대비 50-80mm를 상승시키는 것이 취련중 용철중 망간, 인의 거동으로부터 확인되었다. 그리고 취련 55-70%에는 취련말기의 보다 낮은 용강중 인을 얻기 위해 미리 탈망간을 촉진시킴과 동시에 슬로핑 방지를 위해 랜스를 종래 대비 100-150mm를 하강시켰다. 취련말기인 취련 70-75% 사이에는 취련중기에 투입된 고융점의 생석회 및 경소백운석을 효과적으로 탈린반응에 이용하기 위해 랜스를 종래대비 50-100mm 상승시켜 슬래그 재화에 중점을 두었다.

또한, 도 2에 있어, 상기 송산량은 취련개시-60% 시점까지는 비교예와 동일하게 하고, 취련 60-67%에는 비교예 대비 5-8%를 증량하여 용철면과 접촉하는 송산세기를 강하게 하여 탈망간 촉진과 슬래그와 부원료의 혼합상태가 균일하게 유도되도록하고, 취련 67-75% 시점에는 오히려 송산량을 비교예 대비 5-8% 감량하여 슬래그측의 효과적인 교반을 유도하여 재화를 촉진토록 함으로써 탈린효과가 종래 취련방법보다 양호하도록 유도하여, 최종적으로는 종점에서의 용강중 인농도가 낮고 재현성있는 저린용강을 안정적으로 제조되도록 하는 전로정련시 취련방법에 관한 것이다.

상기한 바와같은 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 전로조업은 (취련조업 준비단계) → (주원료 장입단계) → (취련작업) → (출강단계) → (배재단계)의 순으로 구성되며, 이의 개략적인 작업공정도는 도 1에 나타내었다.

취련작업시에는 각 단계별, 즉 초기, 중기, 말기에 따라 랜스높이와 송산량 조정을 통하여 전로정련시의 안정적 저린용강을 제조할 수 있는 취련방법이 필요하다. 이를 효율적으로 달성하기 위해서 각 취련단계별로 랜스높이 및 송산량을 상기와 같은 범위로 설정한 이유는 다음과 같으며, 이는 도 2를 기준으로 하여 살펴봄으로서도 알 수 있다.

먼저, 랜스높이는 비교예 대비 취련개시-취련 25% 시점에 100mm 미만으로 상승하면 부원료의 재화도가 미흡하여 탈린 거동이 비교예에 비해 크게 개선되지 않으며, 150mm를 초과하여 상승시키면 용절에 충돌하는 송산젯트의 힘이 약하여 슬래그 조재성과 용철 및 슬래그의 교반력이 너무 약하여 취련시간이 길어져 작업시간의 여유 확보가 곤란한 문제점을 안고 있다. 또 이 시기에 랜스 상승 시간을 25%로 결정한 것은 작업중 관찰, 슬래그 채취 및 분석에 의하면 취련개시부터 취련 25%까지 슬래그 재화가 거의 완료됨에 따라 취련 25%이후에는 노내 슬래그가 노구 밖으로 분출되어 작업환경을 악화시키는 문제점이 발생된다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 취련 25-55% 시점에서는 비교예에 비해 50-80mm정도 상승분에 해당되도록 하강시키면서 슬래그의 노구 분출을 방지함과 동시에 슬래그 재화를 지속적으로 유지시켜 용철중 인 및 망간의 거동을 안정적으로 유도하기 위함이다. 한편, 비교예 대비 50mm미만으로 상승되어 있으면 송산젯트에 의해 용철면이 너무 강하게 충돌되므로 용철이 튀는 현상(스피팅이라고 함)이 발생하여 랜스에 용철이 붙어서 작업성을 악화시킨다.

또한, 송산량은 비교예 대비 취련 60-67% 시점에는 5-8%를 증량하였는데, 5% 미만이 증량하면 탈망간에 불리함과 동시에 슬로핑 문제로 작업성이 나쁘게 되며, 8% 초과하여 증량하게 되면 스피팅 발생으로 인한 랜스지금 부착 문제가 야기되어 작업성을 악화시키는 문제를 안고 있다.

이상에서는 도 2 즉, 비교예를 기준으로 하여 본 발명의 경우에는 어느 정도의 변동폭을 갖는가에 대하여 설명하였는데, 다음에서는 이같은 사상에 바탕을 두어 정련조업을 행하는 본 발명의 방법을 도 3을 이용하여 직접설명한다.

즉, 본 발명에서는 취련개시 시점에서 25%까지는 비교예에 비하여 약간 높은 상태의 랜스높이를 유지하고, 취련 25-55%에는 5-8%하강시킨다.

이같은 수치들(취련 25-55%, 55-75%, 75-80%, 80%이후)는 도 2와 약간의 시간적 차이는 있지만, 그 사상면에 있어서는 동일한 것으로, 슬래그의 노구 분출을 방지함과 동시에 슬래그 재화를 지속적으로 유지시켜 용철중 인 및 망간의 거동을 안정적으로 유도하기 위해 조정되는 랜스의 높이이다.

또한, 본 발명에서는 상기 취련시 송산량은 개시시점의 송산량에 대하여 취련 33-60%에는 10-15%감량시키고, 취련 60-75%에는 7-10%증량시키고, 취련 75%이후에는 3-7%증량시킨다.

상기 취련 33-60%에서는 10-15%를 감량시키는데, 이는 송산량을 취련개시-60% 시점까지는 비교예와 동일하게 유지하기 위해서이다.

또한, 상기 취련 60-75%에는 7-10%증량시키는데, 이는 송산량을 비교예 대비 5-8%의 증량을 위한 것이다.

또한, 상기 75%이후에는 3-7%증량시키는데, 이는 송산량을 비교예 대비 5-8% 감량하기 위한 것이다.

상기의 본 발명과 같은 취련방법을 적용하게 되면 취련초기에는 슬래그 재화가 촉진됨과 동시에 고산소 포텐샬의 저융점 슬래그 생성이 용이해져 탈린, 탈망간이 촉진된다. 취련중기에는 탈탄이 왕성한 시기로서 일산화탄소가 다량 발생되는데, 이때 취련초기에 만들어 놓은 슬래그중 철산화물이 일산화탄소에 의한 환원반응을 억제시켜 복린을 방지하고, 복망간이 억제되며, 분할 투입된 생석회의 재화를 지속적으로 유도하여 염기도 상승과 더불어 복린이 억제된다. 취련말기에는 탈탄왕성기가 거의 끝나고 서서히 탈탄속도가 줄면서 용철중 철분과 망간이 산화되면서 슬래그중에 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)가 생성되므로 슬래그 및 용철중 산소포텐샬이 상승하면서 탈린, 탈망간이 진행되는데 이때에도 보다 적극적으로 탈망간을 촉진시켜 슬래그중 인산화물이 보다 안정하게, 또한 탈망간이 촉진되도록 하여 보다 용철중 인의 안정적 거동이 유도되도록 한다.

이상과 같이 취련작업에 있어서는 취련 전과정을 통하여 랜스높이 및 송산량을 적절히 제어하는 것은 매우 중요하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예

전회조업한 총슬래그(10톤)중 2.5-3톤을 남긴 전장입량(고철과 용선을 합한 무게) 100톤 전로에 경소백운석 1.2톤을 투입하여 노체를 3-4회 반복경동시켜 노벽에 슬래그를 코팅한 다음 생석회 1.5톤을 노내 투입하였다. 이어서 주원료로 고철을 전장입량의 12중량%를, 그리고 하기 표1과 같은 성분을 함유하는 용선을 88중량%를 전로내에 장입하였다.

용선성분 (중량%)
탄소	규소	망간	인	유황	티탄
4.4-4.6	0.3-0.4	0.28-0.32	0.095-0.103	0.003-0.010	0.035-0.062

고철 장입후에는 노체를 2회 경동한 후 랜스를 하강시키면서 송산과 더불어 취련이 개시되었다. 취련이 개시되어 순산소는 용선과 반응하여 착화되고, 착화된 후, 생석회 및 소결광은 각각 1톤씩을, 형성은 0.1톤을 일괄투입하였고, 취련시간 30-70%시점에는 생석회는 0.2톤씩 4회, 경소백운석은 2회 분할투입하였으며, 소결광은 1.5톤을 연동투입하였다. 취련 80% 시점에는 생석회 및 소결광 0.2톤을 각각 투입하였다. 취련시간 85-90% 시점에는 서브랜스를 이용, 용강중 탄소함량 예측 및 온도를 측정하고, 온도가 높을때에는 냉각재를 적정량 투입하고, 낮을 때는 송산량을 늘여 온도를 조정한 후 취련작업이 완료되었다.

이같은 부원료 투입 조건은 도 3에 취련패턴과 더불어 모식적으로 나타내었으며, 사용한 각종 부원료에 대한 성분 분석치는 하기표 2에 정리하였다. 취련방법(취련중 송산유량 및 랜스높이를 제어하는 총체적 용어임)에 대한 표준의 취련패턴은 도 3에 도식적으로 요약하였다.

단위 : 중량%
구분	산화칼슘	산화 마그네슘	철분	산화망간	산화규소
생석회	92.50	2.20	0.39	-	0.92
경소 백운석	56.16	38.80	0.60	-	1.40
형 석	-	-	-	-	13.54
소결광	8.42±0.78	1.24±0.21	48.29±3.14	0.42±0.18	4.54±0.37
구 분	산화알미늄	산화티탄	불화칼슘	탄소	유황
생석회	0.30	-	-	-	-
경소 백운석	0.51	-	-	-	-
형 석	-	-	83.86	-	-
소결광	1.56±0.19	0.17±0.11	-	2.60±1/50	0.034±0.017

하기표 3은 도 3에 나타낸 부원료 투입조건하의 비교예와 발명예의 취련패턴으로 각각 구분하여 10회씩 실시하고, 취련 85-90% 시점과 종점에서 용강을 채취하여 분석한 결과를 정리한 것이다.

구분	번호	용강성분(중량%)
		취련85-90%	취련종료(종점)
		탄소	망간	인	탄소	망간	인
비교예	1	0.35	0.25	0.026	0.13	0.20	0.019
	2	0.46	0.23	0.025	0.07	0.15	0.021
	3	0.67	0.20	0.028	0.03	0.09	0.010
	4	0.43	0.18	0.019	0.04	0.13	0.016
	5	0.29	0.19	0.022	0.10	0.18	0.018
	6	0.60	0.23	0.026	0.16	0.20	0.020
	7	0.58	0.21	0.018	0.05	0.12	0.012
	8	0.43	0.23	0.019	0.04	0.08	0.013
	9	0.31	0.19	0.023	0.08	0.13	0.019
	10	0.53	0.25	0.030	0.06	0.12	0.016
발명예	1	0.55	0.16	0.016	0.13	0.10	0.013
	2	0.75	0.14	0.015	0.05	0.06	0.011
	3	0.63	0.18	0.013	0.18	0.08	0.014
	4	0.58	0.17	0.018	0.08	0.07	0.012
	5	0.38	0.12	0.013	0.15	0.11	0.014
	6	0.45	0.13	0.015	0.20	0.13	0.014
	7	0.38	0.12	0.014	0.04	0.06	0.010
	8	0.29	0.10	0.015	0.07	0.08	0.013
	9	0.74	0.20	0.016	0.15	0.12	0.012
	10	0.56	0.18	0.015	0.13	0.12	0.013

상기표 3에서 비교예는 종래의 취련방법으로 취련 85-90% 시점에서 탄소는 0.29-0.67중량%, 망간은 0.18-0.25중량%, 인은 0.018-0.030중량%로 나타났고, 종점에서는 탄소가 0.04-0.16중량%, 망간이 0.08-0.20중량%, 인은 0.010-0.021중량%로 나타났다. 반면에 발명예는 취련 85-90%시점에서 탄소는 0.29-0.75중량%이고, 망간은 0.10-0.20중량%, 인은 0.013-0.018중량%로 나타났고, 종점에서는 탄소가 0.04-0.20중량%, 망간이 0.06-0.13중량%, 인은 0.010-0.014중량%로 나타났다.

이같은 사실로부터, 비교예와 발명예의 결과를 요약해 보면, 취련 85-90% 시점에서 탄소농도가 비교예 0.29-0.67중량%, 발명예 0.29-0.75중량%로 유사한 범위임에도 불구하고, 망간은 비교예가 0.18-0.25중량%로 발명예의 0.08-0.20중량%에 비해 0.05-0.10중량%가 높게 나타나고, 인은 비교예가 0.018-0.030중량%로 발명예의 0.013-0.018중량%에 비해 0.005-0.012중량%가 높게 나타났다.

또한, 종점에 있어서도 탄소농도가 비교예 0.04-0,16중량%, 발명예 0.04-0.20중량%로 유사한 범위임에도 불구하고, 망간은 비교예가 0.08-0.20중량%로 발명예의 0.06-0.13중량%에 비해 0.02-0.07중량%가 높게 나타나고, 인은 비교예가 0.010-0.021중량%로 발명예의 0.010-0.014중량%에 비해 0-0.007중량%가 높게 나타났다.

그리고, 본 실시예에서 취련작업중 취련시간에 따른 용철시료채취는 서브랜스를 이용하였으며, 분석한 결과에 대한 비교예와 발명예의 취련시간에 따른 전형적인 용철성분의 거동의 도 4에 도시하였다. 도 4(a)에 망간농도를, 도 4(b)에 인농도를 도시하였다.

상기표 3의 결과와 도 4의 경시변화의 결과로부터 확실히 입증되는 것은 발명예의 경우가 비교예에 비해 취련중 망간 및 인의 거동을 안정적으로 유도시킨다는 사실이다. 이는 곧 종래의 취련패턴에 비해 발명예의 취련방법이 재현성있고, 인함량도 저린화되어 있음을 입증하고 있다.

도 5는 본 실시예에서 얻어진 비교예와 발명예의 취련 종점에서의 용강중 탄소함량과 인의 함량의 상관관계를 도시한 것으로, 비교예의 경우에는 탄소함량이 0.08중량%이하에서는 함량이 증가할수록 인이 급격히 상승하며, 0.05중량% 이상에서는 서서히 증가하는 경향을 보이는 반면에, 발명예의 경우는 탄소함량 증가에 따라 인함량이 매우 낮게 안정되어 있음을 확인할 수 있다.

이상에서 알 수 있는 바와같이, 취련 전과정에 있어서 슬래그 재화도가 높고, 슬래그중 인산화물과 산화망간이 화학적으로 안정하게 존재함에 따라 얻어진 결과를 반영하고 있으며, 또한 취련방법의 적정화로 인해 산소포텐샬의 안정적 유지와 더불어 적정염기도를 확보해 줌으로써 슬래그중 인산화물과 산화망간을 안정적으로 고정시킨 효과 때문에 발명예의 경우가 비교예에 비해 동일한 취련종점 탄소함량에서도 인함량을 현저히 낮출 수 있는 조건과 재현성 있는 결과를 제공하고 있음을 입증하고 있다.

상술한 바와같이 본 발명은 주어진 부원료 및 소결광 투입방법하에서 취련중 적정랜스높이와 송산량을 도출하므로서, 용철 및 슬래그의 산소포텐샬과 생석회, 경소 백운석의 슬래그화율을 높게 유지할 수 있고, 취련중 용철중 인을 종래방법에 비해 낮게 제어할 수 있어 슬래그중 산화칼슘의 활동도 및 산화철의 농도를 높게 제어해 주는 역할을 한 결과, 취련종점에서의 인의 함량이 0.02중량% 이하의 저린강을 안정적으로 제조할 수 있을 뿐만아니라 전로정련시 목표성분치를 벗어남에 따라 성분격외를 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 전회조업의 슬래그를 25-30% 남긴 전로에 전장입량에 대하여 0.9-1.5중량%의 경소백운석 투입하여 노체를 3-4회 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고, 노체를 보호하기 위해 생석회 1.5-2.0중량%를 투입하고, 이어서 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소로 송산하면서 취련이 개시되고, 착화가 되면 생석회와 소결광을 각각 0.5-1.0중량% 씩 일괄투입하고, 전체취련시간 33-67%에는 전장입량에 대하여 0.2-0.3중량%씩 생석회 및 경소백운석을 수회 분할투입하고, 소결광은 0.5-1.5중량%에 상당하는 양을 연동투입하며, 취련말기에는 생석회 및 소결광을 각각 0.2-0.3중량%를 투입하는 전로정련방법에 있어서,

   상기 취련은 랜스높이를 취련 25-55%에는 5-8%하강시키고, 취련 55-75%에는 5-8%하강시키고, 취련 75-80%에는 3-5%상승시키고, 취련 80%이후에는 3-5%하강시키는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법
2. 제1항에 있어서,

   상기 취련시 송산량은 개시시점의 송산량에 대하여 취련 33-60%에는 10-15%감량시키고, 취련 60-75%에는 7-10%증량시키고, 취련 75%이후에는 3-7%증량시키는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법