KR20030055533A - A Method for Producing Finely Dispersed Oxides Steel with high calcium content - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전로~2차정련공정에서의 칼슘 함량이 높은 용강의 개재물 미세 분산강의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로 출강중 탈산재를 투입할때 용해산소가 수십ppm(피피엠)이 잔류되도록 하고, 레이들 정련공정 중 먼저 티타늄(Ti) 금속을 투입하여 용강내 미세 티타늄 산화물을 분산시킨 상태에서 칼슘을 함유하는 합금 또는 금속(Ca)을 분말 또는 와이어(Wire)를 취입 또는 와이어피딩을 실시하여 50ppm이상의 칼슘이 용강내에 미세분산 상태로 잔류할 수 있도록 하여 칼슘 함량이 높은 용강의 개재물 미세분산강의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing finely dispersed steel inclusions of molten steel with high calcium content in the converter-secondary refining process, and more specifically, dozens of ppm (PM) of dissolved oxygen remains when the deoxidizer is added during the converter tapping. In the ladle refining process, first, titanium (Ti) metal is added to disperse fine titanium oxide in molten steel, and powder or wire is injected into the alloy or metal (Ca) containing calcium or wire feeding. The present invention relates to a method for producing microdispersed steels with inclusions of molten steel having a high calcium content by allowing calcium of 50 ppm or more to remain in the microdispersed state in the molten steel.
통상 제강조업은 용선예비처리 ~ 전로 ~ 2차정련 ~ 연속주조 공정으로 구분된다(도 1참조).Generally, steelmaking is divided into charter preliminary treatment, converter, secondary refining, and continuous casting process (see FIG. 1).
도 1에 나타난 바와 같이, 용선예비처리는 고로로부터 출선된 용선중 함유되어 있는 불순원소인 유황, 인등을 전로에 장입하기 전에 미리 제거하는 단계이며, 전로조업은 주원료로 용선과 고철을 사용하여 송산랜스를 통해 순산소를 취입하면서 생석회 등의 부원료 및 냉각재등을 투입하여 탈탄 및 탈린하여 장입된 용선을 정련한다.As shown in FIG. 1, the molten iron preliminary treatment is a step of removing the impurity elements sulfur and phosphorus contained in the molten iron from the blast furnace in advance before charging them into the converter, and the converter operation is carried out using molten iron and scrap iron as main raw materials. Pure oxygen is injected through the lance, and additional raw materials such as quicklime and coolant are added to decarburize and recharge the molten iron.
이렇게 정련된 용강은 출강과정을 거치는데, 이때 수요가가 원하는 용강의 조성을 얻기 위하여 기본적인 가탄재, 합금철 및 탈산재등을 투입한다.The refined molten steel goes through the tapping process. At this time, basic briquettes, ferroalloys and deoxidizers are added to obtain the composition of the molten steel desired by the demander.
필요에 따라서 2차정련공정을 통하여 저류강을 제조시에는 탈류처리를, 극저탄소 및 극저질소강을 제조시에는 감압설비를 이용하여 감압정련을 실시하며, Ca계 합금을 첨가시키고자 할 때에는 도 2에서 보는 바와 같이 침지 버블링 랜스를 이용하여 용강내에 불활성 가스인 아르곤 가스를 취입하여 버블링을 실시함과 동시에 상기 버블링에 의해 기포가 용강상부로 부상하면서 발생되는 나탕부위에 상기한 Ca계 합금을 와이어 형태로 투입하여 용강중 Ca의 농도를 조정하거나, 버블링 랜스에 Ca계 분말을 이용하여 불활성 가스와 더불어 Ca계 분체를 동시 취입하여 용강중 Ca의 농도를 조정하고 있다.If necessary, degassing treatment is carried out when manufacturing the storage steel through the secondary refining process, and decompression treatment is carried out by using a decompression facility when manufacturing the ultra low carbon and ultra low nitrogen steel. As shown in Fig. 2, the Ca-based gas is formed at the bottom part of the molten steel generated by bubbling the argon gas, which is an inert gas, into the molten steel using the immersion bubbling lance and bubbling the bubbles at the top of the molten steel. An alloy is added in the form of a wire to adjust the concentration of Ca in the molten steel, or a Ca-based powder is simultaneously blown with an inert gas using a Ca-based powder in a bubbling lance to adjust the concentration of Ca in the molten steel.
도 2에서 부호 2는 슬래그를, 부호 5는 레이들을, 부호 7은 플럭스, 탈산제 및 합금철 투입구를 나타낸다.In FIG. 2, symbol 2 represents slag, symbol 5 represents ladle, symbol 7 represents flux, deoxidizer and ferroalloy inlet.
특히, 최근에는 내해수 구조용 강재등과 같이 해변이나 해수중에서도 부식이 되지 않도록 하는 강재의 요구가 증가되고 있는데, 이들 강재는 강중에 칼슘이 50ppm 이상이 필요로 한다.In particular, in recent years, there is an increasing demand for steels that do not corrode in beaches or seawater, such as structural steels for seawater. These steels require 50 ppm or more of calcium in the steel.
이들 철강재에 칼슘이 없으면, 해수중 염소이온(Cl-1)에 의해 기지(基地)인 철(Fe)가 염화철(FeCl2)이 되어 부식이 발생하게 됨에 따라 장기간 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.If there is no calcium in these steels, iron (Fe) is known as iron chloride (FeCl 2 ) by chlorine ions (Cl- 1 ) in sea water, there is a problem that can not be used for a long time as corrosion occurs.
반면에, 강중에 칼슘(용해칼슘 또는 산화칼슘(CaO))이 50ppm이상 함유되어 있으면, 해수중 염소이온이 존재하더라도 강재중 용해칼슘이나 산화칼슘에 의해 부식이 방지된다.On the other hand, if calcium (dissolved calcium or calcium oxide (CaO)) is contained in the steel at least 50 ppm, corrosion is prevented by dissolved calcium or calcium oxide in steel even if chlorine ions are present in seawater.
즉, 해수중 염소이온이 철강재중 칼슘성분에 의해 수산화칼슘을 생성하면서 해수와 접촉하고 있는 철강재 주위는 수산화이온(OH-1)이 높은 염기성 분위기가 조성되어 염소이온이 있는 해수중에서도 부식이 진행되지 않는 특징이 있다. 그러나 지금까지 제강공정에서 용강중 칼슘은 용해도가 20ppm이하이고, 1550℃의 고온의 용강에는 칼슘을 함유하는 합금이나 금속을 분말상태로 취입하거나 와이어 상태로 피딩하고 있으나 20ppm이상의 용강을 제조하기에는 불가능하다는 것이다.In other words, while the chlorine ions in the water to generate calcium hydroxide by the calcium component in the steel around the steel in contact with water the composition is a hydroxyl ion (OH -1) is highly basic atmosphere chloride ion is seawater, among the corrosion does not proceed in There is a characteristic. However, until now, the solubility of calcium in molten steel is less than 20ppm, and alloys or metals containing calcium are powdered or fed in the form of wire, but it is impossible to produce molten steel of more than 20ppm. .
특히 칼슘은 융점이 850℃, 비등점이 1200℃로써 1550℃이상의 용강온도에서는 바로 기화되어 버리기 때문에 작업성도 지극히 나쁘다.In particular, since calcium has a melting point of 850 ° C and a boiling point of 1200 ° C, it is vaporized immediately at the molten steel temperature of 1550 ° C or higher.
일반적으로 레이들내 용강중 용해산소와 칼슘과 반응하여 산화칼슘을 생성하는 과정을 화학반응식을 이용하여 설명하면 다음과 같이 정리된다.In general, the process of producing calcium oxide by reacting with dissolved oxygen and calcium in the molten steel in the ladle using the chemical reaction formula is summarized as follows.
K( = aCaO/aCaaO) ≒ 108 K (= a CaO / a Ca a O ) ≒ 10 8
여기서, K는 1600℃ 용강에서의 칼슘에 의한 탈산반응에 대한 화학 반응 평형정수이며, ai는 용강중 i성분의 활동도를 의미한다.Here, K is the chemical reaction equilibrium constant for deoxidation by calcium in 1600 ℃ molten steel, a i is the activity of the i component in the molten steel.
상기 평형정수, K로부터 aCaO가 1이라고 가정하면, 용강중 용해칼슘이 10ppm일때 화학적으로 평형하는 용해산소는 1ppm 이하로 낮다.Assuming that a CaO is 1 from the equilibrium constant K, the dissolved oxygen that is chemically balanced when the dissolved calcium in molten steel is 10 ppm is lower than 1 ppm.
이 결과로부터 칼슘을 용강중에 투입하여 용해시킨다는 것은 매우 어렵다는 것을 쉽게 알 수 있다.It is easy to see from this result that it is very difficult to add and dissolve calcium in molten steel.
반면에 용강중 용해산소는 칼슘을 첨가하게 되면 산화칼슘으로 신속하게 생성되는 것이 입증되며, 이렇게 하여 생성된 용강중 산화칼슘은 부상하기 어려워 용강 내부에 상당량 분산되어 잔류하는 특징을 갖고 있다.On the other hand, dissolved oxygen in molten steel is proved to be rapidly formed as calcium oxide when calcium is added. Thus, the produced calcium oxide in molten steel is difficult to float and has a characteristic of being dispersed in the molten steel and remaining in a considerable amount.
따라서 실제로 용강중 용해산소를 20~30ppm으로 높게 유지한 채 칼슘처리를 실시하여 용강 중 50ppm이상의 고 농도의 칼슘 함량을 확보하는 방법을 쓰고 있다.Therefore, in practice, calcium treatment is carried out while maintaining high dissolved oxygen in molten steel at 20 to 30 ppm, thereby securing a high calcium content of more than 50 ppm in molten steel.
그런데 이렇게 해서 얻은 고농도 칼슘 처리 용강 내 칼슘 산화물은 그 크기가 미세균질하지 못하고 연주공정까지 도달하는 동안에 칼슘 산화물들이 서로 응집 부상 분리하거나 대형 개재물로 잔존하기가 쉬워서 원하는 농도의 칼슘량 확보의 재현성이 낮을 뿐만 아니라 안정적 생산의 문제점이 되며 또한 내식성 향상에도 한계가 있다.However, the calcium oxide in the high concentration calcium-treated molten steel thus obtained is not fine homogeneous in size, and it is easy for the calcium oxides to flocculate and separate from each other or remain as large inclusions during the reaching of the playing process. In addition, there is a problem in the stable production and also there is a limit in improving the corrosion resistance.
본 발명은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명의 목적은 레이들내 용강중 칼슘을 고농도로 잔류시키는 강에 있어서 칼슘 산화물을 미세분산 시킬 뿐만 아니라 칼슘농도도 보다 높게 유지하여 내해수성 구조용강과 같이 용강중 칼슘이 높아야 되는 강종중 용해칼슘은 물론 산화칼슘 형태의 칼슘이 미세분산 상태로 잔류되는 용강을 제조하기 위한 것이다.The present invention has been conducted in order to solve all the problems of the prior art, and based on the results of the present invention to propose the present invention, the object of the present invention is calcium in the steel to remain at a high concentration of calcium in the ladle steel Not only to finely disperse the oxides but also to maintain a higher calcium concentration to produce molten steel in which calcium in the form of calcium oxide remains as well as dissolved calcium in steel grades that require high calcium in molten steel such as seawater resistant structural steel.
도1은 일반적인 전로~2차정련~연속주조 공정을 통해 용강을 제조하는 공정을 나타내는 공정도1 is a process chart showing a process for manufacturing molten steel through a general converter ~ secondary refining ~ continuous casting process
도2는 2차정련 공정중 Ti투입 및 Ca의 농도를 조정하기 위한 버블링 설비를 나타내는 개략도Figure 2 is a schematic diagram showing a bubbling facility for adjusting Ti injection and Ca concentration during the secondary refining process
도3은 종래기술과 본발명의 방법에 의한 칼슘 처리 전후의 용강중 용해 산소, 개재물 및 칼슘의 형태를 나타내는 모식도Figure 3 is a schematic diagram showing the form of dissolved oxygen, inclusions and calcium in molten steel before and after calcium treatment by the prior art and the method of the present invention.
도4는 본 발명의 방법으로 제조한 주편과 종래의 방법으로 제조한 주편 중의 칼슘농도와 개재물 평균크기 및 량을 각각 나타내고 있다.Figure 4 shows the calcium concentration and the average size and amount of inclusions in the cast steel produced by the method of the present invention and the cast steel produced by the conventional method, respectively.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 용강 2 슬래그 3 버블링(혹은 분체 취입용)랜스1 Molten steel 2 Slag 3 Bubbling (or powder blowing) Lance
4 기포 5 레이들 6 아르곤 가스4 Bubbles 5 Ladles 6 Argon Gas
7플럭스, 탈산제 및 합금철 투입구7 flux, deoxidizer and ferroalloy inlet
이하, 본 발명에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated.
본 발명은 전로 출강한 후 버블링 단계를 포함하는 2차정련공정에서 칼슘 함량이 높은 용강의 개재물 미세 분산강을 제조하는 방법에 있어서,The present invention provides a method for producing finely divided inclusions of molten steel with a high calcium content in the secondary refining process including bubbling step after stepping into a converter,
전로 출강중에 탈산재 및 합금철을 투입하여 레이들내 용강중 용해산소가 20ppm이상 잔류되도록 한 후, 버블링 작업시 아르곤 유량을 용강 1톤에 대하여 1.5 내지 6.0N1/min을 취입하여 용강에 교반력을 공급하면서, 먼저 티타늄 금속을 용강에 투입하여 티타늄 산화물을 미세균일 분산시킨 후, 칼슘을 함유한 합금 또는 금속을 분말형태나 와이어 형태로 용강 내에 첨가하는 것을 특징으로 하는 칼슘 함량이 높은 용강의 개재물 미세분산강 제조방법에 관한 것이다.After deoxidizer and ferroalloy were added during the tapping of the converter, the dissolved oxygen in the molten steel in the ladle remained more than 20ppm. While supplying, the titanium metal is first introduced into the molten steel to finely disperse the titanium oxide, and then an alloy or metal containing calcium is added to the molten steel in the form of powder or wire in the molten steel. It relates to a method for producing finely dispersed steel.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명은 전로 출강중 레이들에 수강시 용해산소가 20ppm이상이 잔류되도록 알미늄, 실리콘, 가탄재, 망간 등의 탈산재를 투입하고, 20ppm이상의 용해산소가 함유된 용강을 랜스등을 이용하여 아르곤 버블링(Air Bubbling) 등과 같이 용강에 교반을 가할 수 있는 2차정련설비를 이용하면서 먼저 티타늄 금속을 투입하고 나중에 칼슘을 함유한 합금 또는 금속을 분말형태나 와이어 형태로 용강내에 첨가한다.In the present invention, deoxidizers such as aluminum, silicon, carbonaceous material, and manganese are added to the dissolved ladle at least 20 ppm in the ladle during the tapping of the converter, and the molten steel containing 20 ppm or more of molten oxygen is removed using argon. Using secondary refining equipment that can agitate molten steel, such as bubbling, air is first added with titanium metal, and then alloys or metals containing calcium are added into the molten steel in powder or wire form.
이때 용강중 미세분산된 티타늄 산화물 및 소량의 용해산소와 투입한 칼슘과 반응하여 생성되는 산화칼슘 및 미량의 용해칼슘을 얻을 수 있도록 함에 있어서, 아르곤 유량을 용강 1톤에 대하여 1.5~6.0Nl/min을 취입하여 용탕에 교반력을 공급하되, 용강내의 랜스를 통하여 먼저 티타늄 금속을 용강내 투입한 뒤 1~10분 정도 유지한 후, 칼슘을 함유하는 분말형태의 입자를 용강내에 취입하거나 용강내에는 랜스를 이용하여 버블링 작업을 하고, 버블링 작업시 기포가 상승하여 레이들내 슬래그층을 밀어내고 발생되는 나탕(裸湯)부위에 칼슘이 함유되어 있는 와이어를 와이어피더(Wire Feeder, 와이어를 고속으로 투입할 수 있는 공급장치)를 이용하여 공급하여 용강중 칼슘을 안정적으로 확보할 수 있도록 한다.At this time, in order to obtain calcium oxide and a small amount of dissolved calcium produced by reacting with finely dispersed titanium oxide and a small amount of dissolved oxygen and calcium in the molten steel, argon flow rate was 1.5-6.0 Nl / min for 1 ton Blow and supply agitation power to the molten metal, but first inject the titanium metal into the molten steel through the lance in the molten steel and hold it for about 1 to 10 minutes, then inject the powder in the form of calcium-containing powder into the molten steel or lance in the molten steel Bubbling work by using, and the bubble rises during the bubbling work to push out the slag layer in the ladle and wire the wire containing calcium in the hot water. It can be supplied by using a feeder that can be injected into the system to ensure stable calcium in the molten steel.
상기와 같이 칼슘 함량이 높은 용강의 개재물 미세분산강을 제조하는 방법에 있어서 칼슘의 형태는 두가지로 얻을 수 있는데, 그것을 화학반응식에 의해 구체적으로 설명하면 다음과 같이 표현할 수 있다.In the method of manufacturing the inclusion micro-dispersed steel of molten steel having a high calcium content as described above, the form of calcium can be obtained in two ways, which can be expressed as follows by a chemical reaction formula.
[Ca] + [O] →CaO(용강) [Ca] + [O] → CaO (molten steel)
상기 반응식에서 용강중 티탄산화물 및 용해산소([O])는 투입한 칼슘이 1550℃이상 용강속으로 들어가면 칼슘은 용강중에 미세분산 되어있는 티탄 산화물 및 용해된 산소와 바로 반응하여 CaO가 되고, 과잉의 칼슘을 투입하게 되면 용강중에 미량이 용해된다.In the reaction scheme, when titanium oxide and dissolved oxygen ([O]) in molten steel enter the molten steel at 1550 ° C. or more, calcium reacts directly with titanium oxide and dissolved oxygen in molten steel to become CaO, When calcium is added, trace amounts are dissolved in molten steel.
따라서 칼슘을 투입하기 전의 용강중 티탄 산화물 및 용해산소는 전량 산화칼슘이 생성되며, 과잉의 칼슘은 10ppm 정도가 용해될뿐 전체 칼슘함량의 80%이상의 용강중 칼슘은 미세한 CaO의 형태로 용강중에 균일 분포하게 되므로 재현성이 좋은 칼슘 함량이 높은 용강을 제조할 수 있게 되는 것이다.Therefore, titanium oxide and dissolved oxygen in molten steel before calcium input are all produced calcium oxide. Excess calcium is dissolved about 10ppm, and more than 80% of the total calcium content in the molten steel is uniformly distributed in the molten steel in the form of fine CaO. Therefore, it is possible to manufacture a molten steel having a high reproducibility of calcium.
본 발명의 방법에 의해 제조된 용강과 종래방법에 의해 제조된 용강중 칼슘의 존재 형태를 도식적으로 설명하면 도 3과 같다.Referring to Figure 3 schematically illustrates the presence of calcium in the molten steel produced by the method of the present invention and the molten steel produced by the conventional method.
도3(a)는 종래의 용강중 칼슘 투입전후의 용강중 용해산소와 칼슘의 존재형태를 나타낸 것으로, 칼슘 처리전에는 용강중 용해산소가 50ppm이상으로 높고, 출강중 알미늄 및 실리콘등의 조정탈산에 의해 생성된 FeO-Al2O3및 FeO-SiO2등의 생성물이 균일하게 분산되어 있으며, 칼슘 처리후에는 용해산소 전량과 출강중 알미늄 및 실리콘등의 조정탈산에 의해 생성된 FeO-Al2O3및 FeO-SiO2등의 생성물이 투입한 칼슘에 의해 미세한 CaO가 되고 과잉 투입된 칼슘만이 수 ppm 용해되어 있는 정도가 된다.Figure 3 (a) shows the presence of dissolved oxygen and calcium in the molten steel before and after the input of calcium in the conventional molten steel, the dissolved oxygen in the molten steel is higher than 50ppm before the calcium treatment, produced by adjusted deoxidation of aluminum and silicon during tapping Products such as FeO-Al 2 O 3 and FeO-SiO 2 are uniformly dispersed, and after calcium treatment, FeO-Al 2 O 3 and FeO produced by the total amount of dissolved oxygen and adjusted deoxidation of aluminum and silicon during tapping the fine CaO by the product of a calcium -SiO 2, such as input and is the degree to which calcium only injected over a few ppm dissolved.
반면에 도 3(b)는 본 발명의 방법에 의하여 처리했을 때 용강중 칼슘 투입 전후의 용강내 용해산소와 칼슘의 존재형태를 나타내는 것으로 칼슘처리 전에는 용강 중에 티타늄 산화물이 미세분산되어 있으며 소량의 용존산소 및 FeO-Al2O3등이 존재하며 칼슘 처리 후에는 티타늄 산화물과 잔량의 용존 산소 그리고 출강중 알미늄 등 조정탈산에 의해서 생성된 FeO-Al2O3등의 생성물이 투입한 칼슘에 의해 미세한 CaO가 되고 과잉 투입된 칼슘만이 수 ppm 용해되어있는 상태가 된다.On the other hand, Figure 3 (b) shows the presence of dissolved oxygen and calcium in the molten steel before and after the addition of calcium in the molten steel treated by the method of the present invention before the calcium treatment is finely dispersed titanium oxide in molten steel and a small amount of dissolved oxygen And FeO-Al 2 O 3 , and after calcium treatment, fine CaO is produced by calcium added by products such as titanium oxide, residual dissolved oxygen, and FeO-Al 2 O 3 produced by adjusted deoxidation such as aluminum during tapping. Then, only a few ppm of calcium is added to the state of being dissolved.
즉, 용강중에 미세균일 분산된 티타늄 산화물이 칼슘 투입시 칼슘 산화물의 생성 및 미세균일 분산의 역할을 하여 종래 방법의 경우보다 칼슘 산화물이 용강 내 훨씬 더 미세균일 분포하며 칼슘 농도도 더 높게 유지할 수 있게 되었다.That is, the titanium oxide finely dispersed in the molten steel plays a role in the generation of calcium oxide and the microhomogeneous dispersion when calcium is added, so that the calcium oxide can be distributed even more finely in molten steel and maintain a higher calcium concentration than in the conventional method. It became.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
[실시예 1]Example 1
300톤 용량의 레이들을 이용하여 전로 종점에서 용해산소가 350~700ppm의 용강을 출강과정에 탈산재로써 알미늄 또는 페로실리콘(Fe-Si)을 투입하고, 합금철로써 주로 페로망간(Fe-Mn)과 페로실리콘등을 투입하면서 수강하였다. 출강중 부원료는 생석회 1~2톤, 형석 100~200kg을 투입하였다.Using 300 tons of ladle, aluminum or ferrosilicon (Fe-Si) is added as deoxidizer in the process of tapping molten steel with dissolved oxygen of 350 ~ 700ppm at the end of converter, and ferromanganese (Fe-Mn) mainly as ferroalloy. And ferro-silicon, etc. In the course of attending, the raw materials were added 1-2 tons of quicklime and 100-200kg of fluorspar.
이후 버블링 스탠드(Bubbling Stand)로 이송되면, 산소농담전지를 이용하여 용존산소 및 용강온도를 측정한 다음, 버블링 랜스 이용하여 아르곤 유량을 용강 1톤당 3.0~5.0Nl/min를 취입하면서 약 5분간 버블링을 실시하였다.After the transfer to the bubbling stand, the dissolved oxygen and molten steel temperature were measured by using an oxygen concentration battery, and then, using a bubbling lance, the flow rate of argon was 3.0 to 5.0 Nl / min per ton of molten steel. Bubbling was performed for a minute.
이때 사용한 버블링 실시전 용강조성은 탄소 0.06~0.15중량%, 규소 0.10~0.20중량%, 망간 1.00~1.60중량%, 인 0.015~0.020 중량%, 유황 0.005~0.010중량%, 구리(Cu) 0.20~0.60 중량%, 니컬(Ni) 0.20~2.00 중량%의 조성을 갖는 용강을 이용하였다.The molten steel composition before bubbling at this time is 0.06 ~ 0.15% by weight of carbon, 0.10 ~ 0.20% by weight of silicon, 1.00 ~ 1.60% by weight of manganese, 0.015 ~ 0.020% by weight of phosphorus, 0.005 ~ 0.010% by weight of sulfur, and 0.20 ~ of copper (Cu). Molten steel having a composition of 0.60 wt% and 0.20 to 2.00 wt% of nickel (Ni) was used.
(종래예)(Conventional example)
출강중 알미늄 및 실리콘 등의 탈산재와 망간등의 합금원소를 투입하되, 용강중 용해산소가 20~30ppm이 되도록 조정 탈산하였다. 이렇게 탈산된 용강을 버블링 스탠드로 이송하고, 버블링 스탠드에 도착한후 레이들내 용강을 랜스를 이용하여 버블링을 실시하되, 랜스를 레이들 바닥으로부터 300mm 떨어진 지점까지 랜스 선단부를 고정시켜 놓고 5분간 연속하여 버블링을 실시하였다.During the tapping, deoxidizing materials such as aluminum and silicon and alloying elements such as manganese were added, but the deoxidation was adjusted to 20 to 30 ppm of dissolved oxygen in molten steel. After the molten steel is transferred to the bubbling stand, the molten steel in the ladle is bubbled using a lance, and the lance is fixed to a point 300 mm from the bottom of the ladle. Bubbling was performed continuously for a minute.
이 과정에서 버블릴 랜스를 통한 칼슘합금 취입과 칼슘와이어 피딩(feeding)에 의한 용강내 칼슘 첨가 방법이 있다. 전자의 경우 칼슘합금(35%Ca-65%Si합금)분말은 버블링 실시 1분시점부터 4분시점까지 1분에 100kg이 취입되도록 약 3분간버블링 랜스를 통하여 분말상태로 용강내에 취입하였다.In this process, there is a method of adding calcium in the molten steel by blowing the calcium alloy through bubble reel lance and feeding the calcium wire. In the former case, the calcium alloy (35% Ca-65% Si alloy) powder was blown into the molten steel in a powder state through a bubbling lance for about 3 minutes so that 100 kg was injected from 1 minute to 4 minutes at the time of bubbling. .
이 방법으로 실시한 것은 5 차이지(Charge)분으로, 그 실적을 정리해 본 결과, 용강중 전체 칼슘농도는 53~70ppm이고 평균 61ppm을 얻을 수가 있다. 후자의 경우, 칼슘합금(35%Ca-65%Si합금) 첨가는 버블링 실시 1분시점부터 4분시점 사이에 1분에 100kg이 용강내 공급되도록 약 3분간 와이어 피더를 이용하여 공급하였다.This method was carried out in 5 charges, and the results were summarized. As a result, the total calcium concentration in molten steel is 53 to 70 ppm, and an average of 61 ppm can be obtained. In the latter case, the addition of calcium alloy (35% Ca-65% Si alloy) was supplied using a wire feeder for about 3 minutes so that 100 kg was supplied in molten steel between 1 minute and 4 minutes of bubbling.
이 방법으로 실시한 것은 10 차이지(Charge)분으로, 그 실적을 정리해 본 결과, 용강중 전체 칼슘농도는 55~75ppm이고 평균 62ppm을 얻었다. 종례예 1보다 동일한 칼슘합금을 공급했음에도 불구하고 평균 2ppm의 칼슘 농도가 높게 나타났다.This method was carried out in 10 charges, and the results were summarized. As a result, the total calcium concentration in molten steel was 55 to 75 ppm and an average of 62 ppm was obtained. Although the same calcium alloy was supplied as in Example 1, the average calcium concentration was 2 ppm.
이와 같이 본 종래예의 방법에 의해 실시한 경우에는 내해수용 구조용강과 같은 50ppm 이상의 칼슘이 요구되는 강종에 적용하면 안정적으로 용강중 칼슘농도를 50ppm이상을 확보할 수가 있지만 개재물 크기 미세화 및 균일분산이 미흡하여 주조공정 중 칼슘 농도의 감소 및 내후성 특성의 저하 등의 문제점이 있다.As described above, when applied to the steel grade requiring 50 ppm or more of calcium, such as structural steel for seawater, it is possible to stably secure the calcium concentration in the molten steel of 50 ppm or more, but the casting size is not fine and uniform dispersion is insufficient. There are problems such as a decrease in the concentration of calcium during the process and a decrease in weather resistance properties.
(발명예)(Invention example)
본 발명은 출강에서 버블링 스탠드로 이송하는 과정의 용강처리 방법은 종래방법과 같으며 버블링 스탠드에 도착한 후 래들내 용강을 랜스를 이용하여 5~10분간 연속하여 버블링을 실시하는 동안에 버블링 실시 1분시점부터 4분 시점까지 티타늄 금속을 용강내에 투입한 후 버블링 실시 6분 시점부터 9분 시점까지 칼슘 합금분말 또는 와이어를 취입 또는 피딩하였다.In the present invention, the molten steel treatment method of the transfer process from the tapping to the bubbling stand is the same as the conventional method, and the bubbling is performed while bubbling continuously for 5 to 10 minutes using the lance in the ladle after arriving at the bubbling stand. Titanium metal was introduced into the molten steel from 1 minute to 4 minutes, followed by blowing or feeding the calcium alloy powder or wire from 6 minutes to 9 minutes of bubbling.
이 방법으로 실시한 것은 5 차아지(charges)분으로 그 실적을 정리해 본 결과 용강중 개재물 개수는 800개/mm2이상, 평균 크기는 0.9mm이하, 칼슘 농도는 65ppm이상을 얻을 수가 있었다.The results of this method were summarized in five charges, and the results showed that the number of inclusions in the molten steel was 800 or more per mm 2 , the average size was 0.9 mm or less, and the calcium concentration was 65 ppm or more.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전로 출강~2차정련 공정에 있어서, 출강중 탈산 및 합금성분 조정을 통하여 용강중 용해 산소 조정을 통하여 버블링 작업시 용강내 티타늄 금속을 먼저 투입한 후 1~5분 후 칼슘합금을 처리함으로써 주편에서의 65ppm 이상의 칼슘농도의 확보가 가능할 뿐만 아니라 개재물도 미세균일 분산됨에 따라 내해수용 구조용강과 같은 고급강의 대량 생산과 동시에 용강의 품질향상은 물론 안정적 제조를 통해 용강 제조 원가를 크게 낮추는 효과를 제공함에 따라 생산성 향상 및 작업성이 개선되는 부수적인 효과도 얻을 수 있다As described above, in the present invention, in the converter tapping-secondary refining process, the titanium metal in the molten steel is first inputted during bubbling operation by adjusting dissolved oxygen in molten steel through deoxidation and alloy composition adjustment during tapping, and then, for 1 to 5 minutes. After processing the calcium alloy, it is possible not only to secure the calcium concentration of 65ppm or more in cast steel, but also the inclusions are finely distributed, so that the mass production of high-grade steel such as structural steel for seawater can be produced at the same time as the quality improvement of molten steel and stable manufacturing. By lowering costs significantly, the side effects of increased productivity and improved workability can be obtained.
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