KR20020040022A - A method for manufacturing high chromium stainless steel using molybdenium oxides - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스테인레스강의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축 외장재용 고크롬 스테인레스강을 안정적인 정련 조업을 통해 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to the production of stainless steel, and more particularly to a method capable of manufacturing high chromium stainless steel for building exterior materials through a stable refining operation.
건축 외장재료 등으로 사용되고 있는 고크롬 스테인레스강은 내식성 향상을 위하여 약 18~ 30%의 Cr 함량이 요구되고 있다. 그러나, 일반적으로 스테인레스강은 그 특성상 탄소 함량이 높으면 탄소와 크롬이 반응하여 크롬탄화물의 형성이 용이해지고, 이로 인해 스테인레스강의 입계에서는 크롬 결핍층이 생성되어 이곳에서 입계부식이라는 내식성 저하가 발생하게 된다. 특히, 건축 외장재로 사용되는 고크롬 스테인레스강의 경우 그 용도상 용접가공이 많이 행해지는데, 용접시 탄소의 흡수로 인한 크롬탄화물의 생성으로 크롬결핍층이 생성되어 내식성 저하가 발생하기 쉽다. 따라서, 고크롬 스테인레스강을 제조하는 경우 정련과정에서 극저의 탄소 함량을 유지하는 것이 매우 중요하며, 스테인레스의 정련과정은 강중 탄소제거가 전부라 해도 과언이 아니다.High chromium stainless steel, which is used as building exterior materials, requires about 18 ~ 30% Cr content to improve corrosion resistance. However, in general, stainless steel has a high carbon content, and carbon and chromium react to facilitate formation of chromium carbides. As a result, stainless steels generate a chromium deficient layer at the grain boundaries, resulting in deterioration of corrosion resistance such as grain boundary corrosion. . In particular, in the case of high chromium stainless steel used as a building exterior material, a lot of welding processing is performed for the purpose. Chromium-deficient layer is formed by the generation of chromium carbide due to absorption of carbon during welding, and thus, corrosion resistance is likely to occur. Therefore, in the case of manufacturing high chromium stainless steel, it is very important to maintain extremely low carbon content in the refining process, and the refining process of stainless steel is all about removing carbon in the steel.
스테인레스강의 정련과정에서 강중 탄소는 산소를 취입하여 CO로 변화시켜 제거한다. 이때, 크롬 함량에 따른 일정한도 이하의 탄소 함량에서는 산소가 탄소보다 크롬과 반응하기 쉬워 크롬이 산화되므로 스테인레스강의 정련에 있어서는 크롬 함량에 따른 탈탄한계가 존재하게 된다. 이러한 탈탄한계 문제로 스테인레스강중의 탄소를 낮추는 것이 상당히 어렵고, 특히 크롬 함량이 높을수록 강중의 탄소 제거는 더욱 힘들어 진다. 건축 외장재용 고크롬 스테인레스강은 탄소 제거가 어려움에도 불구하고, 그 용도 특성상 극저의 탄소를 요구하므로 통상의 정련 방법으로는 생산이 곤란하고, 각 제조회사별 자사의 독특한 제조기술을 이용하여 생산하고 있다.In the refining process of stainless steel, carbon in steel is removed by blowing oxygen into CO. At this time, at a carbon content below a certain degree according to the chromium content, oxygen is more likely to react with chromium than carbon, so chromium is oxidized, and thus there is a decarburization limit according to the chromium content in the refining of stainless steel. Due to this decarburization limit problem, it is very difficult to lower the carbon in the stainless steel, especially the higher the chromium content, the more difficult the carbon removal in the steel. Despite the difficulty of removing carbon, high chromium stainless steel for building exterior materials requires extremely low carbon due to its use characteristics. Therefore, it is difficult to produce by ordinary refining methods. have.
일반적으로 스테인레스강은 고로 또는 전기로에서 생산된 용탕을 이용하여 AOD(Arc Oxygen Decarburization; AOD), 전로 등의 정련설비에서 고크롬 스테인레스강을 정련할 경우 설비 특성상 탄소 농도를 요구 수준까지 낮추기는 곤란하다. 또한, 정련 완료후 출강과정에서 대기와 접촉이 불가피하여 흡질이 발생하여 극저의 탄소와 함께 요구되는 극저의 질소 농도를 달성하기 힘들어 이들 강종을 생산하기는 어렵다. 반면에 진공정련(Vacuum Oxygen Decarburization; VOD)을 이용하여 고크롬 스테인레스강을 정련할 경우 고로 또는 전기로에서 생산된 용탕의 탄소 농도가 매우 높아 VOD의 정련시간이 길어져서 경제적이지 못할 뿐만 아니라 VOD의 교반력이 부족하여 유황 농도를 요구 수준까지 낮추기 곤란하므로 상용화되지 못하고있다. 따라서, 고크롬 스테인레스강은 고로 또는 전기로에서 용탕을 생산하고 이것을 AOD 또는 전로에서 탄소 농도를 일정수준 이하로 낮추는 1차 정련을 한 후, 다시 VOD에서 최종 탈탄 및 탈질 정련을 하는 방법으로 생산되어진다. 도1은 이러한 고크롬 스테인레스강의 정련과정을 보이고 있다.Generally, in case of refining high chromium stainless steel in AOD (Arc Oxygen Decarburization) or converter using molten metal produced in blast furnace or electric furnace, it is difficult to reduce carbon concentration to the required level. . In addition, it is difficult to produce these steel grades because it is difficult to achieve the extremely low nitrogen concentration required with extremely low carbon due to the absorption due to the contact with the atmosphere during the tapping process after completion of refining. On the other hand, when refining high chromium stainless steel using Vacuum Oxygen Decarburization (VOD), the carbon concentration of molten metal produced in blast furnace or electric furnace is very high. Lack of reaction force makes it difficult to lower the sulfur concentration to the required level, and it is not commercialized. Therefore, high chromium stainless steel is produced by producing molten metal in blast furnace or electric furnace and performing primary refining to lower carbon concentration below certain level in AOD or converter and then final decarburization and denitrification refining in VOD. . Figure 1 shows the refining process of such high chromium stainless steel.
구체적으로 고크롬 스테인레스강을 정련할 경우 고로 또는 전기로에서 생산된 용탕은 탄소 농도가 2.0% 이상으로 높아서 종래에는 먼저, AOD 또는 전로에서 탄소농도를 0.2~1.0%로 1차 정련을 행하였다. 이때, 이러한 탈탄반응과 함께 탈질반응도 병행되어 질소 농도가 저하된다. 그 다음, AOD 또는 전로에서 정련된 용강은 VOD 설비에서 최종 탈탄이 이루어진다. VOD 설비에서의 최종탈탄은 세부적으로 구분하면 진공중 상취랜스를 통한 산소 취입으로 용강중 탄소를 제거하는 진공탈탄(VOD)과정과, 상기 진공탈탄과정중 생성되는 슬래그중의 크롬산화물을 이용한 미세탈탄(Vacuum Carbon Degassing; VCD)과정과 환원 탈류(Vacuum Degassing; VD)과정으로 이루어져 있다. 상기 진공탈탄과정에서는 탄소 농도를 0.015%까지 탈탄이 행해지며, 산소를 이용한 극저 탄소까지의 탈탄을 위하여는 1mbar 이하의 고진공에서 탈탄을 실시하여만 하지만 고진공하에서는 용강의 비산이 심하여 설비 안정상 문제가 있어 통상적으로 10mbar에서 조업을 실시하고 있었다. 그리고, 상기 VCD과정에서는 일정 시간 유지하므로써, VOD탈탄 말기에 생성된 슬래그중 Cr2O3의 산소를 이용하여 탄소를 100ppm 이하까지 미세탈탄을 실시하였다.Specifically, in the case of refining high chromium stainless steel, the molten metal produced in the blast furnace or the electric furnace has a high carbon concentration of 2.0% or more, and conventionally, firstly, the carbon concentration is 0.2-1.0% in the AOD or converter. At this time, the denitrification reaction is performed in parallel with the decarburization reaction and the nitrogen concentration is lowered. The molten steel refined in the AOD or converter is then subjected to final decarburization in the VOD plant. The final decarburization in the VOD facility is classified in detail into a vacuum decarburization (VOD) process for removing carbon in molten steel by oxygen injection through a vacuum upper lance and fine decarburization using chromium oxide in slag generated during the vacuum decarburization process ( Vacuum Carbon Degassing (VCD) process and Vacuum Degassing (VD) process. In the vacuum decarburization process, decarburization is performed up to 0.015% of carbon concentration, and decarburization is performed in a high vacuum of 1 mbar or less for decarburization to ultra-low carbon using oxygen, but under high vacuum, molten steel is scattered severely, resulting in a problem of equipment stability. In general, the operation was performed at 10 mbar. In the VCD process, the carbon was decarburized to 100 ppm or less using oxygen of Cr 2 O 3 in the slag generated at the end of the VOD decarburization.
그러나, 상기 종래방법은 VOD 탈탄 말기, 즉 VCD 단계에서 슬래그중의 Cr 산화량의 조절이 힘들다는 단점이 있다. 즉, VOD단계에서 산소 송산량이 많아지면 Cr2O3의 양이 과도하게 발생되는데, 슬래그중 Cr2O3의 양이 25% 이상되면 슬래그의 유동성이 크게 저하되어 미세탈탄이 제대로 되지 않아 환원 탈류단계 이후 재취련을 행하여야 하는 문제가 있었다.However, the conventional method has a disadvantage that it is difficult to control the amount of Cr oxidation in the slag at the end of the VOD decarburization, that is, the VCD step. In other words, when the amount of oxygen is increased in the VOD step, the amount of Cr 2 O 3 is excessively generated. When the amount of Cr 2 O 3 is more than 25%, the fluidity of the slag is greatly reduced and fine decarburization is not performed properly. There was a problem of re-sequencing after the stage.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서 그 목적은 고크롬 스테인레스강을 정련하는 과정에서 몰리브덴 산화물을 사용하므로써 크롬산화물을 이용한 탈탄 효율의 저하를 개선하여 최종 목표 수준까지 탈탄이 용이한 고크롬 스테인레스강의 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been proposed to solve such a conventional problem, the purpose of which is to improve the decarburization efficiency using chromium oxide by using molybdenum oxide in the process of refining high chromium stainless steel to easily decarburize to the final target level The present invention provides a method for manufacturing high chromium stainless steel.
도1은 고크롬 스테인레스강에 대한 전형적인 정련 공정도.1 is a typical refining process diagram for high chromium stainless steel.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 중량%로, 18~ 30%의 Cr, 1.0~ 3.0%의 Mo, 0.01% 이하의 C를 포함한 스테인레스강을 제조하는 방법에 있어서,In the present invention for achieving the above object by weight, in 18 to 30% Cr, 1.0 to 3.0% Mo, in a method for producing a stainless steel containing 0.01% or less of C,
정련로(AOD) 또는 전로에서 용강의 탄소 농도를 0.2~ 1.0중량%로 1차 정련하는 단계와, 1차 정련된 용강을 진공정련(VOD)에서 최종정련하는 단계를 포함하고,Firstly refining the carbon concentration of the molten steel in a refining furnace (AOD) or converter to 0.2 to 1.0 wt%, and finally refining the first refined molten steel in a vacuum refining (VOD),
상기 최종정련은 산소를 취입하여 용강중 탄소 농도를 적어도 0.03%이하로 탈탄하고, VOD내의 진공도를 30mbar 이하로 한 상태에서 탈탄된 용강에 산화몰리브덴을 용강 톤당 5~30kg의 범위에서 투입한 후, 용강을 교반한 다음, 통상의 탈산처리를 하는 산화몰리브덴을 이용한 고크롬 스테인레스강의 제조방법에 관한 것이다.The final refining is blown with oxygen to decarburize the carbon concentration in the molten steel to at least 0.03% or less, and molybdenum oxide is introduced into the decarburized molten steel in the range of 5 to 30 kg per ton of molten steel while the vacuum in the VOD is 30 mbar or less. After stirring, the present invention relates to a method for producing high chromium stainless steel using molybdenum oxide subjected to a normal deoxidation treatment.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
우선, 본 발명의 제조방법은 크롬 성분을 다량으로 함유한 스테인레스강을 제조하는 경우라면 어느 강종이든 상관없이 적용가능하나, 바람직하게는 18~ 30%의 Cr, 1.0~ 3.0%의 Mo, 0.01% 이하의 C를 포함한 스테인레스강의 제조에 매우 유용하게 적용할 수 있다. 상기 강종의 대표적인 예로서 444, 445, 446M 등의 400계열의 고크롬 스테인레스강을 들 수 있다.First, the manufacturing method of the present invention can be applied to any steel type, in the case of manufacturing stainless steel containing a large amount of chromium components, preferably 18 to 30% Cr, 1.0 to 3.0% Mo, 0.01% It can be very usefully applied to the production of stainless steel including the following C. Representative examples of the steel grades include 400 series high chromium stainless steel such as 444, 445, and 446M.
상기 고크롬 스테인레스강을 제조하기 위하여 본 발명은 고로 또는 전기로에서 수선된 용탕을 정련로(AOD) 또는 전로에서 용강의 탄소 농도를 0.2~ 1.0중량%로 1차 정련함이 필요하다. 즉, 1차 정련에서는 후속되는 VOD에서 효율적인 탈탄 반응이 진행되도록 탄소 농도를 0.2~ 1.0% 부근까지 탈탄하는데, 이러한 정련은 통상적인 방법에 의해 가능함은 물론이다.In order to manufacture the high chromium stainless steel, the present invention needs to first refine the molten steel repaired in the blast furnace or electric furnace to 0.2 to 1.0 wt% of carbon concentration in the molten steel in an AOD or converter. That is, in the first refining, the carbon concentration is decarburized to about 0.2% to 1.0% so that an efficient decarburization reaction proceeds at a subsequent VOD. Of course, the refining is possible by a conventional method.
그 다음, 상기와 같이 1차 정련된 용강을 진공정련(VOD)에서 최종정련을 행한다. 본 발명은 이러한 최종 정련 단계에서 산화몰리브덴을 사용함에 특징이 있다.Next, the molten steel refined as mentioned above is subjected to final refining by vacuum refining (VOD). The present invention is characterized by the use of molybdenum oxide in this final refining step.
구체적으로 본 발명의 최종정련은 먼저, 상기 탄소 농도가 0.2~1.0%로 조정된 용강에 VOD 진공탈탄단계에서 산소를 취입하여 용강중 탄소 농도를 0.03%이하로 탈탄을 행한다. 종래에는 VOD 진공탈탄단계에서 용강중의 탄소 농도를 0.015~0.020%의 범위까지 탈탄을 행한 후, 미세탈탄을 행하였으나, 본 발명은 그보다 높은 탄소 농도 수준에서 미세탈탄을 행하여도 최종 용강중의 탄소 농도를 0.01%(100ppm) 이하로 충분히 조절 가능하기 때문에 그 만큼 정련 작업이 원활히 진행될 수 있다.Specifically, in the final refining of the present invention, oxygen is blown into the molten steel in which the carbon concentration is adjusted to 0.2 to 1.0% in the VOD vacuum decarburization step to decarburize the carbon concentration in the molten steel to 0.03% or less. Conventionally, in the VOD vacuum decarburization step, the carbon concentration in the molten steel is decarburized in the range of 0.015 to 0.020%, and then fine decarburization is performed. However, the present invention provides fine carbon in the final molten steel even when the microcarburization is performed at a higher carbon concentration. Since it can be fully adjusted to 0.01% (100 ppm) or less, the refining operation can proceed smoothly.
상기 VOD 진공탈탄단계에서 용강중의 탄소 농도를 0.03% 이하로 조정한 후, 본 발명은 기존의 방법과는 달리, 미세탈탄(VCD)과정에서 VOD내의 진공도를 30mbar 이하로 유지하면서 상기 탈탄된 용강에 산화몰리브덴을 투입한다.After adjusting the carbon concentration in the molten steel to 0.03% or less in the VOD vacuum decarburization step, the present invention, unlike the existing method, while maintaining the degree of vacuum in the VOD to 30mbar or less in the fine decarburization (VCD) process to the decarburized molten steel Molybdenum oxide is added.
즉, 종래에는 VOD단계에서 산소취련을 통해 생성된 슬래그중의 크롬산화물을 이용하여 VCD단계에서 미세탈탄을 위한 산소원으로 제공하였다. 그러나, 크롬산화물은 융점이 약 2000℃ 이상의 고융점 산화물로서, 슬래그중의 크롬산화물이 25% 이상에서는 효과적인 탈탄이 어려울 뿐만 아니라 슬래그의 유동성이 떨어진다. 그래서, 용강과의 반응을 촉진하기 위해 산소의 유량을 증대하면 용강의 비산에 의한 설비 이상이 발생할 수 있다.That is, in the related art, using chromium oxide in the slag generated through the oxygen blow in the VOD step was provided as an oxygen source for the fine decarburization in the VCD step. However, the chromium oxide is a high melting point oxide having a melting point of about 2000 ° C. or more, and when the chromium oxide in the slag is 25% or more, effective decarburization is difficult and the flowability of the slag is poor. Therefore, if the flow rate of oxygen is increased in order to promote the reaction with molten steel, abnormalities in equipment due to the scattering of molten steel may occur.
반면, 상기 산화몰리브덴은 융점이 1000℃ 이하로 용강에서 쉽게 용해되어 탈탄에 필요한 산소원을 제공하기가 그만큼 용이하여 고유량의 산소를 취입하지 않아도 화학식1과 같이 탈탄에 필요한 산소원을 쉽게 제공할 수 있는 장점이 있다.On the other hand, the molybdenum oxide has a melting point of less than 1000 ℃ easily dissolved in molten steel to provide an oxygen source for decarburization is so easy to provide an oxygen source for decarburization as shown in formula (1) without injecting a high amount of oxygen There are advantages to it.
또한, 종래에는 Mo을 함유한 고크롬 스테인레스강의 Mo성분을 조정하기 위하여 탈탄 완료후 VD단계에서 Fe-Mo를 투입하였으나, 본 발명의 경우 VCD 단계에서 산화몰리브덴 투입 자체로 탈탄에 필요한 산소원을 제공과 성분 조정을 동시에 할 수 있는 장점이 있다.In addition, in the prior art, Fe-Mo was added in the VD step after the decarburization was completed in order to adjust the Mo component of the high chromium stainless steel containing Mo. However, in the present invention, molybdenum oxide is added in the VCD step to provide an oxygen source necessary for decarburization. And there is an advantage that can adjust the composition at the same time.
상기 산화몰리브덴의 투입은 용강 톤당 5~30kg의 범위에서 투입하는 것이 바람직하다. 산화몰리브덴의 투입량이 너무 적으면 탈탄에 필요한 산소원 공급이 미흡함은 물론이지만 그렇다고 너무 많으면 산화몰리브덴에 의한 용강의 온도가 급격히 저하(약 1640℃ 이하)될 수 있어 바람직하지 않다.The molybdenum oxide is preferably added in the range of 5 ~ 30kg per ton of molten steel. If the amount of molybdenum oxide is too small, the supply of oxygen source necessary for decarburization is insufficient. However, if the amount of molybdenum oxide is too high, the temperature of molten steel due to molybdenum oxide may drop rapidly (about 1640 ° C. or less), which is not preferable.
본 발명의 경우 VCD단계에서 용강에 산화몰리브덴을 투입하는 것만으로도 용강중의 탄소 농도를 100ppm 이하로 조정 가능하나, 보다 안정적인 조업을 위해서는 산화몰리브덴 투입후 적어도 5분 이상 용강을 교반하는 것이 좋다. 이렇게 하면 용강에서 탈탄 반응이 충분히 진행될 수 있다.In the present invention, it is possible to adjust the carbon concentration in the molten steel to 100ppm or less simply by injecting molybdenum oxide into the molten steel in the VCD step, but for more stable operation, it is preferable to stir the molten steel for at least 5 minutes after the molybdenum oxide is added. This allows the decarburization reaction to proceed sufficiently in molten steel.
또한, 종래의 조업방법에 있어서는 진공정련로 설비 내의 진공도를 1mbar 이하로 엄격하게 관리하였지만, 본 발명의 경우 산화몰리브덴의 투입에 의한 미세탈탄을 진행할 때 종래의 조업방법에 비하여 진공정련로 설비 내의 진공도를 엄격하게 관리할 필요없이 30mbar 이하로 관리하여도 충분히 탈탄 반응이 진행될 수 있는 장점이 있다.In addition, in the conventional operation method, the vacuum degree in the vacuum refining furnace equipment is strictly controlled to 1 mbar or less, but in the present invention, the degree of vacuum in the vacuum refining furnace equipment is compared with the conventional operation method when the fine decarburization is performed by the addition of molybdenum oxide. There is an advantage that the decarburization reaction can proceed sufficiently even if managed to 30 mbar or less without strictly managing the.
이와같은 미세탈탄을 진행한 후, 통상의 탈산처리(VD)를 행하면 기존에 비하여 제반 조업조건 관리가 수월할 뿐만 아니라 산소 유량을 감소시키고, 이에 따라 용강의 비산을 막을 수 있어 고크롬 스테인레스강을 제조할 때 보다 안정적인 조업이 가능해진다.After performing such fine decarburization, normal deoxidation treatment (VD) not only makes it easier to manage operating conditions, but also reduces oxygen flow rate, thereby preventing molten steel from scattering. When manufacturing, more stable operation is possible.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
[실시예]EXAMPLE
중량%로, C: 0.01%, Cr: 26.5%, Mo: 2.0%를 포함한 몰리브덴 첨가 페라이트계 스테인레스강을 대상으로 65톤급 AOD에서 3.5%C을 함유한 용탕을 1차 정련하고, 정련된 용강을 VOD에서 최종 정련하였다. 이때, VOD에서의 최종 정련 조업조건 등은 하기표 1과 같았다. 표1에서 종래재의 경우 VOD 단계중 미세탈탄하는 과정에서 산소를 약 400Nℓ/min으로 저취하면서 슬래그중의 크롬산화물을 산소원으로 사용한 반면, 본 발명과 비교재의 경우 동일한 산소 유량을 저취하면서 55.0%Mo, 27.5%의 [O]를 포함한 MoO3을 투입하여 산소원으로 사용하였다.By molten ferritic stainless steel containing molybdenum containing C: 0.01%, Cr: 26.5%, and Mo: 2.0% by weight, the molten metal containing 3.5% C at 65 ton AOD was first refined, and the molten steel was refined. Final refinement in VOD. At this time, the final refining operating conditions and the like in the VOD was as shown in Table 1. In Table 1, while chromium oxide in slag was used as an oxygen source while oxygen was reduced to about 400 Nℓ / min in the process of fine decarburization during the VOD step, in the case of the present invention and the comparative material, 55.0% Mo was reduced while lowering the same oxygen flow rate. , MoO 3 containing 27.5% of [O] was used as an oxygen source.
이와같이 처리된 최종 정련후 성분을 분석한 결과를 표1에 나타내었다. 표1에서 "VOD후 [Cr] 변화량"은 VOD에서 산소 취련후 산화된 크롬산화량을 의미하고, "VCD후 [C]"는 VCD미세탈탄 처리후 용강중의 잔류된 탄소 농도를 보이고 있다.Table 1 shows the results of analyzing the components after the final refining treated as above. In Table 1, "[Cr] change after VOD" refers to the amount of oxidized chromium oxide after oxygen blowing at VOD, and "[C] after VCD shows the residual carbon concentration in molten steel after VCD mistal charcoal treatment.
표1에 나타난 바와 같이, VOD후 미세탈탄과정에서 크롬산화물을 이용한 종래 재(1-3)의 경우 VCD처리후 Cr 농도 편차, 산화정도가 심하면서 Cr 농도 제어가 매우 곤란해짐을 확인할 수 있었다. 특히, 종래재(3)와 같이 VCD처리후 Cr 농도 변화량이 1.0% 이상이 되면 슬래그중의 크롬산화물 형성이 많아져 VCD 처리중 슬래그의 유동성이 저하되고, 이에 따라 Cr2O3과 탄소의 반응성이 떨어져 100ppm이하의 탄소농도 도달이 힘들어짐을 확인할 수 있었다. 또한, 슬래그중의 Cr2O3을 산소원으로 이용하는 경우 VOD과정에서 산소를 적게 불면 Cr2O3의 발생량이 줄어 슬래그의 유동성이 개선되어도 VCD 개시 [C] 농도가 높아서, 종래재(2)와 같이, 100ppm 이하의 탄소 농도 달성이 곤란함을 확인할 수 있었다. 결국, Cr2O3을 산소원으로 이용하는 경우 VOD과정에서 탄소 농도를 최소한 0.02%이하로 가져가면서 슬래그중 Cr2O3의 산화량을 적어도 1.0% 이하로 가져가야 종래재(1)와 같이 탄소 농도를 100ppm 이하가 될 수 있음을 확인하였다. 이러한 사실은 종래방법과 같이 최종 탈탄과정에서 Cr2O3을 산소원으로 이용하는 경우 탄소 농도를 100ppm 이하 가져가려면 VOD처리후 탄소 농도를 더욱 낮게 가져가야 되고, 더불어 Cr에 의한 산화량 조절이 매우 까다로움을 알 수 있다.As shown in Table 1, in the case of the conventional ash (1-3) using chromium oxide in the fine decarburization process after VOD, Cr concentration variation and oxidation degree are severe, and it is very difficult to control Cr concentration after VCD treatment. In particular, when the Cr concentration change amount is 1.0% or more after the VCD treatment, as in the conventional material (3), the formation of chromium oxide in the slag increases, thereby decreasing the fluidity of the slag during the VCD treatment, and thus the reactivity of Cr 2 O 3 with carbon. It was confirmed that it was difficult to reach the carbon concentration below 100ppm. In addition, when Cr 2 O 3 in the slag is used as an oxygen source, if less oxygen is blown during the VOD process, the amount of generated Cr 2 O 3 is reduced, but the VCD initiation [C] concentration is high even if the flowability of the slag is improved. As can be seen, it was difficult to achieve a carbon concentration of 100 ppm or less. After all, when using Cr 2 O 3 as an oxygen source, the carbon concentration should be at least 0.02% or less during the VOD process, and the oxidation amount of Cr 2 O 3 in the slag should be at least 1.0% or less as in the conventional material (1). It was confirmed that the concentration can be 100 ppm or less. This fact is that when using Cr 2 O 3 as the oxygen source in the final decarburization process as in the conventional method, in order to bring the carbon concentration below 100ppm, the carbon concentration after VOD treatment must be lowered, and the oxidation amount by Cr is very difficult. I can see the remorse.
반면, 본 발명재(1-7)에서와 같이, Cr2O3대신 MoO3을 산소원으로 이용하는 경우 진공도를 30mbar 이하로 관리하고 탄소 농도를 0.03% 이하에서 관리하여도 MoO3내의 산소와 용강중 탄소가 쉽게 반응하여 100ppm 이하로 탄소 농도 조정이 매우 편리함을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 조업조건은 종래에 비하여 그다지 엄격하지 않아 작업성이 양호함을 보이고 있다. 또한, VCD단계에서 MoO3의 투입하여 적어도 5분 이상 처리된 경우 MoO3과 용강이 충분히 반응하여 탄소 농도를 100ppm 이하로 제어하기 보다 용이함을 알 수 있었다.On the other hand, the invention material (1-7) and the like, Cr 2 O 3 instead of managing the MoO 3 in a vacuum of 30mbar or less when using as the oxygen source and the oxygen in the MoO 3 also manages the carbon concentration in the molten steel is 0.03% or less in the It can be seen that carbon is easily reacted to adjust the carbon concentration to 100 ppm or less. In other words, the operating conditions of the present invention are not very stringent as compared with the prior art, showing the good workability. In addition, when the addition of MoO 3 in the VCD step was treated for at least 5 minutes, it was found that MoO 3 and molten steel sufficiently reacted to control the carbon concentration to 100 ppm or less.
그러나, VCD단계에서 진공도가 30mbar를 초과한 비교재(1)의 경우 평형 탄소 농도가 높아 용강에서 탈탄이 원활이 진행되지 못하기 때문에 탄소 농도를 100ppm 이하로 제어하기 곤란하였다. 또한, MoO3의 투입이 30kg 이상 투입된 비교재(2)의 경우 비록 탄소 농도를 100ppm이하로 조절할 수는 있으나, 냉각효과가 커서 용강의 온도가 너무 낮아 주조조업에 장애가 발생할 수 있어 바람직하지 못하였다.However, in the case of the comparative material (1) in which the vacuum degree exceeded 30 mbar in the VCD step, it was difficult to control the carbon concentration to 100 ppm or less because decarburization did not proceed smoothly in molten steel. In addition, in the case of the comparative material (2) in which more than 30kg of MoO 3 was added, although the carbon concentration can be controlled to 100 ppm or less, the cooling effect is large, so that the temperature of molten steel is too low, which may cause an obstacle in the casting operation. .
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 기존방법에 비하여 고크롬 스테인레스강 정련시 탈탄 반응이 효율적으로 진행될 뿐만 아니라 용강 비산이 적고 성분 조정이 용이해지는 등 보다 안정적인 조업조건으로 고크롬 스테인레스강을 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, high-chromium stainless steel can be obtained under more stable operating conditions such as decarburization reaction is performed more efficiently in refining high-chromium stainless steel as compared to the existing method, and less molten steel is scattered and components are easily adjusted. .
Claims (2)
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