KR20110130735A - Method for manufacturing steel using returned moltens steel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 회송용강을 이용한 강의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전로취련 후 회송되는 용강을 이용하여 강을 제조하는 회송용강을 이용한 강의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing steel using a slewing steel, and more particularly, to a method for manufacturing steel using a slewing steel for producing steel using molten steel that is returned after the converter is blown.
철강 생산에 활용되고 있는 제강공정은 용선을 주원료로 사용하는 전로 제강공정과 고철을 주원료로 사용하는 전기로 제강공정으로 대별된다.The steelmaking process used for steel production is roughly divided into converter steelmaking process using molten iron as the main raw material and electric furnace steelmaking process using scrap metal as the main raw material.
전로 제강공정은 외부로부터 별도의 에너지를 공급하지 않고 불순물의 산화열을 이용하므로 고철 사용량이 30% 이하로 제한되며, 용선을 공급할 수 있는 용광로를 보유하고 있는 일관 제철소에서 채용하고 있다.The converter steelmaking process uses the heat of oxidation of impurities without supplying any energy from the outside, so the amount of scrap metal is limited to 30% or less, and it is adopted in an integrated steel mill which has a furnace for supplying molten iron.
이 방법은 영국에서 용선 중에 공기를 취입하여 용선을 정련하기 시작한 베세머 제강법(Bessemer converter,1856)이 그 효시로서, 이후 토마스 전로법(Thomas converter, 1876), 순산소 상취 전로법(LD 제강법,1952) 등으로 발전하게 되었다.This method is the Bessemer steelmaking method (1856), which began to refine the molten iron by blowing air in the molten iron in England. Since then, the Thomas converter method (1876), the oxygen oxygen odor converter method (LD steelmaking method, 1952).
이와 같은 전로 제강공정은 제강 능력에 비해 건설비와 제강 원가가 저렴할 뿐 아니라 제강시간이 40분 이내로서 생산성이 매우 높은 장점을 갖는다.Such a converter steelmaking process has the advantages of low construction cost and steelmaking cost compared to the steelmaking capability, as well as high productivity due to steelmaking time of less than 40 minutes.
본 발명의 목적은 전로의 작업성을 향상시켜 산소 및 내화물 원단위를 줄일 뿐 아니라 용강의 산화도를 저감시켜 실수율을 향상시키고 강의 품질을 향상시킬 수 있는 회송용강을 이용한 강의 제조방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing steel using a revolving steel that can improve the workability of the converter to reduce oxygen and refractory raw units, as well as reduce the oxidation degree of molten steel to improve the error rate and improve the quality of the steel.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 전로 제강공정의 회송용강을 래들에 장입하고 가탄제를 투입하는 단계와; 상기 가탄제의 투입 후에 상기 용강을 설정온도로 승온하는 단계와; 설정온도로 승온된 회송용강을 전로에 재장입하고 취련하는 단계;를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the present invention comprises the steps of charging the slewing steel of the converter steelmaking process into the ladle and injecting a vulcanizing agent; Heating the molten steel to a set temperature after the addition of the peat agent; And reloading and blowing the slewing steel heated to the set temperature into the converter.
상기 가탄제는 상기 회송용강 1ton당 5.5~8.5kg을 투입한다.The charcoal agent is added to the 5.5 ~ 8.5kg per 1ton of the return steel.
상기 설정온도는 1580~1650℃ 범위이다.The set temperature is in the range of 1580 ~ 1650 ℃.
상기 가탄제의 투입과 승온은 LF(Ladle furnace)에서 수행한다.The addition and the temperature increase of the peat agent are performed in a ladle furnace (LF).
전로 제강공정의 회송용강에 가탄제를 투입하여 질소 픽업을 방지한 후, 전로에 재장입하고 취련한다.After adding a charcoal agent to the return steel of a converter steelmaking process to prevent nitrogen pick-up, it reloads into a converter and blows it.
상기 회송용강을 상기 전로에 재장입하기 전 LF에서 가열하여 승온하는 과정이 더 포함하여 재취련시 과취를 방지한다.The step of heating the LF in the LF before the re-loading into the converter further includes a step of preventing excessive overheating when re-refining.
본 발명은 전로 제강공정의 회송용강에 가탄제를 투입하여 질소 픽업을 방지한 후, 전로에 재장입하고 취련하므로 회송용강을 이용하여 전로에서 강을 제조하더라도 일반강 수준의 질소 제어가 가능한 효과가 있다.The present invention prevents nitrogen pick-up by adding a charcoal agent to the return steel in the converter steelmaking process, and then reloads and blows the converter into a furnace to produce nitrogen in the converter using the return steel. have.
또한, 본 발명은 회송용강을 전로에 재장입전 LF에서 가열하여 승온하는 과정이 더 포함되므로, 전로 취련시 과취가 방지되어 용강의 산화도가 저감된다. 따라서 회송용강을 이용하여 전로에서 강을 제조하더라도 실수율이 향상되고 우수한 품질의 강을 생산할 수 있는 유용한 효과가 있다. In addition, since the present invention further includes a step of heating and heating the slewing steel in the LF before reloading into the converter, overheating is prevented when the converter is blown to reduce the oxidation degree of the molten steel. Therefore, even if the steel is manufactured in the converter using the revolving steel has a useful effect that can improve the error rate and produce a high quality steel.
또한, 전로 취련시 과취 방지는 산소 및 내화물의 원단위를 줄이는 효과가 있다. In addition, when the converter is blown, the prevention of overblowing has the effect of reducing the raw units of oxygen and refractory.
도 1은 본 발명에 의한 회송용강을 이용한 강의 제조방법을 보인 과정도.1 is a process diagram showing a method of manufacturing steel using the revolving steel according to the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described in detail.
본 발명의 회송용강을 이용한 강의 제조방법은, 회송된 용강을 래들에 장입하고 가탄제를 투입하여 용강 내 질소 성분을 조정하고, 용강을 승온한 후 전로에 재장입하는 것을 특징으로 한다.The method for producing steel using the slewing molten steel of the present invention is characterized by charging the returned molten steel into a ladle, adding a charcoal agent to adjust the nitrogen component in the molten steel, and recharging the molten steel into a converter.
회송용강은 전로 제강 공정의 주조작업시 여러가지 요인에 의해 주조를 하지 못하고 중단해야 하는 상황이 되어 전로로 되돌아오는 용강을 의미한다.The return molten steel refers to molten steel that is returned to the converter because it cannot be cast due to various factors during the casting operation of the converter steelmaking process.
전로 제강공정은 용강로에서 제조된 용선을 예비처리한 후 전로에 장입하고, 산소가스를 취입하여 탈산 및 승온을 주체로 하는 전로취련 과정을 거친다. 전로취련 과정 후에는 2차 정련 설비를 거쳐 최종 정련된 다음 연속주조공정에서 주조작업이 이루어진다. The converter steelmaking process pretreats the molten iron manufactured in the molten steel furnace, loads it into the converter, blows oxygen gas, and undergoes a converter blow process mainly based on deoxidation and elevated temperature. After the converter refining process, the final refining is carried out through the secondary refining equipment, and then casting is performed in the continuous casting process.
이때, 용강이 목표 성분에 미적중된 경우, 연속주조 중에 노즐 폐쇄가 발생한 경우, 용강이 목표 온도에 부적중한 경우, 연주조업설비 이상에 의한 주조 불가시 등의 불가피한 상황에 용강이 회송된다. At this time, when the molten steel is not missed on the target component, when the nozzle is closed during the continuous casting, when the molten steel is inadequate at the target temperature, the molten steel is returned to an unavoidable situation such as inability to cast due to abnormal performance of the production operation equipment.
회송용강의 전로 취련시에는 용선 중의 탄소원이 부족하여 흡질이 발생하고 또한 산화열의 부족으로 출강 목표 온도를 적중하기가 매우 어렵다. 이 경우 목표 온도 적중을 위해 산소 사용량이 증가하게 되고 용강과 슬래그는 더욱 과산화 상태로 되어 흡질 현상을 더욱 가속화시키며, 후속 용강 품질에 악영향을 미친다.When the converter is blown for the return molten steel, there is a lack of a carbon source in the molten iron, so absorption is generated, and it is very difficult to hit the tapping target temperature due to the lack of heat of oxidation. In this case, the oxygen consumption increases for the target temperature hit, and the molten steel and the slag become more peroxidated, which further accelerates the absorption and adversely affects the subsequent molten steel quality.
회송용강의 출강시에 미탈산으로 출강하거나, 출강 후 진공 탈가스 공정을 통해 용강 품질을 향상시킬 수는 있다. 그러나 미탈산 출강 및 진공 탈가스 공정은 조업에 부하가 많이 걸리고 원가 상승을 초래한다.It is possible to improve the quality of molten steel by tapping with denitrate during tapping of the return molten steel or by vacuum degassing after tapping. However, deoxidation tapping and vacuum degassing processes are expensive to operate and lead to cost increases.
따라서, 전로 재취련 후 진공 탈가스 공정을 수행하지 않고도 일반강 수준으로 질소를 제어하여 강의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 회송용강을 이용한 강의 제조방법이 제공된다. Accordingly, there is provided a method for manufacturing steel using a slewing steel to improve the quality of the steel by controlling nitrogen to the level of general steel without performing vacuum degassing process after reheating the converter.
일반강 수준은 전로 취련 후 용강 중 질소가 70ppm 이하를 유지하는 경우이다. 일반적으로 용선을 이용할 경우 전로 취련 후 용강 중 질소는 20~30ppm 범위를 유지한다. The general steel level is when nitrogen is kept below 70 ppm in molten steel after the converter is blown. In general, when molten iron is used, nitrogen in molten steel is maintained in the range of 20 to 30 ppm after the converter blows.
구체적으로, 회송용강을 이용한 강의 제조방법은, 전로 제강공정의 회송용강을 래들에 장입하고 가탄제를 투입하는 1단계(S1)와, 상기 가탄제의 투입 후에 상기 용강을 설정온도로 승온하는 2단계(S2)와, 설정온도로 승온된 회송용강을 전로에 재장입하고 취련하는 3단계(S3)를 포함한다.Specifically, the manufacturing method of the steel using the circulating steel, the first step (S1) of charging the smelting steel of the converter steelmaking process into the ladle and injecting the peat agent, and the temperature of the molten steel to the set temperature after the addition of the peat agent Step S2 and three steps S3 of reloading and blowing the returning steel heated to the set temperature into the converter.
가탄제 투입은 LF(Ladle furnace) 수행한다. 가탄제는 회송용강의 질소 픽업을 방지하기 위해 투입된다. 회송용강의 전로 취련시에는 미회송용강의 작업시보다 상대적으로 노내의 질소 분압이 높아 질소 픽업이 발생한다. 미회송용강은 고로에서 생산된 용선을 의미한다. Addition of petroleum gas is carried out in ladle furnace (LF). Carburizing agent is added to prevent nitrogen pick-up of the return steel. When the converter is blown, the nitrogen pick-up occurs because the nitrogen partial pressure in the furnace is relatively higher than that of the unreturned steel. Unreturned molten steel means molten iron produced from the blast furnace.
미회송용강의 작업시에는 탈탄반응에 의한 CO가스가 다량 발생하여 노내의 질소 분압이 낮다. 그러나 회송용강의 작업시에는 탈탄반응에 의해 발생하는 CO가스가 적어 산소 스트림에 의해 대기 중의 질소가 노내로 다량 흡입된다. 따라서 회송용강의 작업시 질소픽업이 발생한다. In the case of unreturned steel, a large amount of CO gas is generated by the decarburization reaction, so the nitrogen partial pressure in the furnace is low. However, during the operation of the return steel, there is less CO gas generated by the decarburization reaction, so that nitrogen in the atmosphere is sucked into the furnace by the oxygen stream. As a result, nitrogen pick-up occurs during the operation of the return steel.
질소픽업을 방지하기 위한 가탄제는 회송용강 1ton 당 5.5~8.5kg 범위로 투입한다. 질소 제어 효과 측면에서 5.5kg/ton 이상의 가탄제 투입이 필요하고, 8.5kg/ton을 초과하는 것은 설비적인 한계와 온도 강하의 부담이 있어 바람직하지 않다. 가탄제는 흑연, 무연탄 등이 사용될 수 있다.Additives to prevent nitrogen pick-up should be added in the range of 5.5 ~ 8.5kg per ton of return steel. In terms of the nitrogen control effect, the addition of more than 5.5kg / ton of a charcoal, and exceeding 8.5kg / ton is undesirable because of the limitation of the installation and the burden of temperature drop. Graphite, graphite, anthracite and the like can be used.
승온은 LF에서 실시하며, 회송용강의 온도가 1580℃~1650℃ 범위가 되게 한다. 회송용강의 온도가 1580℃ 이상이면 전로 장입후 산소를 과량 사용하지 않고도 용강 온도 확보가 가능하다. 왜냐하면, 전로에서는 별도의 열원을 공급하지 않고 용선 중에 함유된 Si, C, Mn 등의 산화열을 이용하여 취련을 하기 때문이다. The temperature rise is carried out at LF, and the temperature of the return steel is 1580 ℃ ~ 1650 ℃ range. If the temperature of the return steel is 1580 ℃ or more, it is possible to secure the molten steel temperature without using excessive oxygen after charging the converter. This is because the converter is blown by using the heat of oxidation such as Si, C, and Mn contained in the molten iron without supplying a separate heat source.
회송용강의 온도가 확보된 상태로 전로에 장입되면, 취입되는 산소가 온도 상승이 아닌 탈탄 반응에 사용되므로 왕성한 CO 가스 발생에 의한 질소픽업 방지와 용강의 탈질반응이 수행된다. When charged into the converter with the temperature of the return steel secured, the oxygen taken up is used for the decarburization reaction instead of the temperature rise, so that nitrogen pick-up prevention and denitrification reaction of the molten steel are performed by the generation of strong CO gas.
탈탄반응은 용강 온도가 상승하면 왕성하게 진행되는데, 이때 용강 중으로 부상하는 CO가스가 질소 픽업을 방지하고, 또 CO 가스 중으로 질소가 확산 배출되어 용강의 탈질반응이 수행된다.The decarburization reaction proceeds vigorously when the molten steel temperature rises. At this time, the CO gas rising into the molten steel prevents nitrogen pick-up, and nitrogen is diffused and discharged into the CO gas to perform denitrification of the molten steel.
이와 같이, 회송용강의 온도가 높을수록 탈탄반응이 효과적이므로 질소 제어도 용이하다. 그러나 1650℃를 초과하면 노의 과도한 침식이 발생할 수 있어 바람직하지 않다. As described above, the higher the temperature of the revolving steel, the more effective the decarburization reaction, and thus the easier the nitrogen control. However, exceeding 1650 ° C. may cause excessive erosion of the furnace, which is undesirable.
LF에서 가탄제를 투입하고, 승온하는 과정을 거친 회송용강은 전로에 재장입된다. The return molten steel, which has been charged with charcoal and heated up in the LF, is reloaded into the converter.
재장입시 회송용강은 고로 용선 일부와 혼합 사용할 수 있다. 이때, 전로내에 잔존하는 슬래그와 용선과의 폭발반응을 방지하기 위해 전로를 경동하여 회송용강을 먼저 장입한 후 용선을 장입한다. 회송용강은 온도가 확보된 상태이므로 회송용강과 용선의 배합비는 중요하지 않다. When reloading, the return steel can be mixed with part of the blast furnace molten iron. At this time, in order to prevent the explosion reaction between the slag and the molten iron remaining in the converter, the converter is charged first and then the molten iron is charged. Since the temperature of the return steel is secured, the mixing ratio of the return steel and the molten iron is not important.
회송용강을 전로에 재장입한 후에는 통상의 전로취련 방법인 산소가스를 취입하여 탈산 및 승온을 주체로 하는 전로취련 과정을 거치면 된다. 전로취련 과정 완료 후 용강 중 질소는 70ppm이하를 만족한다.After re-loading the slewing steel into the converter, the converter may be subjected to a converter blow process mainly by deoxidation and an elevated temperature by injecting oxygen gas, which is a conventional converter blow method. After completion of converter blast process, nitrogen in molten steel satisfies 70ppm or less.
참고로, 본 발명은 전로 제강공정의 회송용강에 가탄제를 투입하여 질소 픽업을 방지한 후 승온과정 없이 전로에 재장입하고 취련할 수도 있다. 이 경우 회송용강 승온에 의한 과취 방지 효과를 기대할 수는 없으나 질소 픽업은 일정수준 이상 방지된다.
For reference, the present invention may be reloaded and blown into the converter without raising the temperature after the addition of a charcoal agent to the return steel in the converter steelmaking process to prevent the nitrogen pickup. In this case, the over-preventing effect by the elevated temperature of the return steel cannot be expected, but the nitrogen pickup is prevented more than a certain level.
이하에서는 본 발명의 실시예를 실험을 통해 설명하기로 한다. Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described by experiment.
<실험><Experiment>
회송용강을 전로에 장입전 LF에서 가탄제를 투입하고 용강을 가열하여 승온하였다. 이때, LF에서 용강의 가열은 래들의 전극에 전력을 공급하여 발생하는 아크열로 용강을 가열하였다. The charcoal agent was put in LF before charging the return steel into the converter, and the molten steel was heated to raise the temperature. At this time, the heating of the molten steel in the LF heated the molten steel by the arc heat generated by supplying power to the electrode of the ladle.
(kg/ton)LF Carburizing Agent Input
(kg / ton)
(℃)LF final temperature
(℃)
(ppm)Nitrogen after rescrubbing
(ppm)
실험방법은, 재취련 후 용강 내 질소함량을 측정하여 가탄제를 투입하지 않거나 미량으로 투입한 비교예1, 비교예2, 비교예3과 재취련 전 가탄제 투입과 승온한 발명예1 내지 발명예3을 비교하였다.Experimental method is to measure the nitrogen content in the molten steel after the re-refining, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 3 and the addition of a peat agent before re-refining and the addition of a peat agent in a trace amount Honor 3 was compared.
실험결과, 회송용강의 전로 장입전 LF공정을 경유하여 탄소성분을 확보한 경우 재취련 후 용강 내 질소성분이 낮게 제어되는 것이 확인된다.As a result of the experiment, it is confirmed that the nitrogen content in molten steel is controlled low after re-treatment when the carbon component is secured through the LF process before the converter charging of the returning steel.
즉, 회송용강을 전로에 장입하기전 LF에서 가탄제를 투입하고 용강을 가열하여 승온한 발명예1 내지 발명예3의 경우 재취련 후 질소 성분이 일반강 수준인 70ppm이하로 제어되었다.That is, in the case of Inventive Examples 1 to 3, in which the LFG was added to the LF before charging the smelting steel into the converter and the molten steel was heated, the nitrogen component was controlled to 70 ppm or less after retreatment.
또한, LF공정을 경유하여 탄소성분을 확보하고 승온과정을 통해 전로 장입전 용강 온도를 확보한 경우 재취련 후 용강 내 질소성분이 더 낮게 제어되는 것이 확인된다.(비교예4와 발명예1 비교)In addition, when the carbon component is secured through the LF process and the molten steel temperature is secured before the converter is charged through the temperature raising process, it is confirmed that the nitrogen content in the molten steel is controlled lower after retreatment. (Comparative Example 4 and Inventive Example 1 )
재취련 전 회송용강의 승온은 전로 출강 온도의 부담을 저감하고 질소 제어를 용이하게 한다. The elevated temperature of the return steel before re-refining reduces the burden of converter tapping temperature and facilitates nitrogen control.
물론, LF에서 가탄재 투입량을 증가시켜 초기 용선과 동일 조건을 만드는 것이 질소 제어에 더욱 용이하나 LF에서 가탄제를 투입하는데 설비적인 한계와 온도 강하의 부담이 있어 바람직하지 않다.
Of course, it is easier to control the nitrogen by increasing the amount of charcoal input in the LF to make the same conditions as the initial molten iron, but it is not preferable because there is a burden of equipment limitations and temperature drop in the input of the charcoal in the LF.
상술한 실험결과를 통해, 회송용강의 재취련 전 LF에서 가탄제를 투입하고 승온하는 것이 재취련 후의 질소 함량 제어에 효과적이며, 전로 취련시 과취를 방지하여 실수율을 향상시키고 강의 품질 향상에 기여할 수 있음을 알 수 있다.Based on the above test results, the addition of a charcoal in the LF before re-refining of the reclaimed steel is effective in controlling the nitrogen content after re-refining, and it is possible to improve the error rate and improve the quality of the steel by preventing overfilling during converter retreat. It can be seen that.
이는 전로의 작업성을 향상시켜 산소 및 내화물 원단위를 줄이는 효과도 갖는다. This also has the effect of reducing the oxygen and refractory unit by improving the workability of the converter.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many modifications and alterations, all of which are within the scope of the appended claims. It is self-evident.
Claims (6)
상기 가탄제의 투입 후에 상기 용강을 설정온도로 승온하는 단계와;
설정온도로 승온된 회송용강을 전로에 재장입하고 취련하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회송용강을 이용한 강의 제조방법.Charging the slewing steel of the converter steelmaking process into a ladle and injecting a peat agent;
Heating the molten steel to a set temperature after the addition of the peat agent;
Re-loading and blowing the slewing steel heated to the set temperature in the converter and the method of manufacturing the steel using the slewing steel, characterized in that it comprises a.
상기 가탄제는 상기 회송용강 1ton당 5.5~8.5kg을 투입하는 것을 특징으로 하는 회송용강을 이용한 강의 제조방법. The method according to claim 1,
The method of manufacturing a steel using a slewing steel, characterized in that to add 5.5 ~ 8.5kg per 1ton of the slewing steel.
상기 설정온도는 1580~1650℃ 범위인 것을 특징으로 하는 회송용강을 이용한 강의 제조방법. The method according to claim 1,
The set temperature is 1580 ~ 1650 ℃ characterized in that the steel manufacturing method using the return steel.
상기 가탄제의 투입과 승온은 LF(Ladle furnace)에서 수행하는 것을 특징으로 하는 회송용강을 이용한 강의 제조방법.The method according to any one of claims 1 to 3,
Injecting and raising the temperature of the peatant manufacturing method of the steel using the revolving steel, characterized in that carried out in a ladle furnace (LF).
전로에 재장입하고 취련하는 것을 특징으로 하는 회송용강을 이용한 강의 제조방법.After adding a charcoal agent to the return steel in the converter steelmaking process to prevent nitrogen pick-up,
Re-loading into the converter and the method of manufacturing the steel using the slewing steel, characterized in that for blowing.
상기 회송용강을 상기 전로에 재장입하기 전 LF에서 가열하여 승온하는 과정이 더 포함하여 재취련시 과취를 방지함을 특징으로 하는 회송용강을 이용한 강의 제조방법. The method according to claim 5,
The method of manufacturing a steel using a slewing steel, characterized in that to prevent excessive overheating during the re-treatment, further comprising the step of heating in the LF before re-loading the slewing steel into the converter.
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