KR20120025922A - 무방향성 전기강판의 제조방법 - Google Patents

무방향성 전기강판의 제조방법 Download PDF

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KR20120025922A KR1020100088116A KR20100088116A KR20120025922A KR 20120025922 A KR20120025922 A KR 20120025922A KR 1020100088116 A KR1020100088116 A KR 1020100088116A KR 20100088116 A KR20100088116 A KR 20100088116A KR 20120025922 A KR20120025922 A KR 20120025922A
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Abstract

본 발명은 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 용강 중의 불순원소가 개재되는 것을 최소화하여 청정성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법은 용강을 전로에서 정련하고 진공 탈가스 처리하며, 진공 탈가스 장치에서 용강에 생석회를 투입하는 단계; 및 진공 탈가스 장치에서 용강을 환류시키는 단계;를 포함한다. 여기에서, 용강을 전로에서 정련하는 단계 이후에 용강을 미탈산 강 상태로 래들에 출강하는 단계; 래들로 출강된 용강을 버블링하는 단계; 용강을 진공 탈가스 장치에서 탈산 및 탈탄하는 단계; 용강에 합금 성분을 투입하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 탈류효율을 높여 용강 중의 황 성분을 최소화할 수 있으며, 용강에 티타늄, 인 등과 같은 불순물이 픽업되는 것을 방지하고 석출물 형성을 억제할 수 있다. 따라서 청정도가 우수한 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다. 또한 철손을 감소시키고 자속밀도를 증가시켜 고품질의 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다. 그리고 탈가스 설비에서 탈가스 공정 후에 LF 설비 공정처리를 생략할 수 있어 공정이 단순화되고, 비용과 시간을 절약할 수 있다.

Description

무방향성 전기강판의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTORINGNON-ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL}
본 발명은 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 용강 중의 불순원소가 개재되는 것을 최소화하여 청정성이 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법에 관한 것이다.
고기능의 전기강판 제품을 제조하기 위해서는 제강/연주에서의 성분관리 및 개재물 등에 대한 청정성 확보를 통한 소재의 품질 개선이 요구되고 있다. 무방향성 전기강판은 결정의 자화 용이 방향인 <100> 방향을 모든 방향으로 고르게 배열시킴으로써 자기적 특성이 모든 방향으로 균일하게 되도록 제조한 강판이다. 무방향성 전기강판은 압연방향 뿐만 아니라 기타 다른 방향에 대해서도 균일한 자기적 특성을 갖는다. 무방향성 전기강판은 대형발전기부터 소형의 정밀 전동기까지 회전기기의 철심소재에 널리 사용되는데, 발전기(화력, 수력), 모터(산업용, 가정용), 컴프레셔(가전기기용) 등 일반용도와, 고속회전기, 정밀 소형모터, 자기 스위치 등의 특수용도에 사용되나, 가격측면을 고려하여 소형 변압기 등 정기기 용도에도 사용된다.
자화 과정에서 발생되는 에너지 손실, 즉 철손(Core Loss)을 최소화하고 자속밀도를 향상시키기 위하여 강판에 비저항이 높은 원소(Si, Al, Mn 등)의 조성을 증가시키고, 적정한 합금성분을 첨가하여 고객이 요구하는 자기적 특성을 갖는 전기강판 제품을 제조할 수 있다. 강판 조직 내에 미세 개재물이 존재할 경우 결정립 성장이 억제되어 자기적 특성이 열위해지므로, 고기능의 전기강판 제품을 제조하기 위해서는 제강/연주에서의 성분관리 및 개재물 등에 대한 청정성 확보를 통한 소재품질 개선이 요구된다.
용강 중의 황(S)이 증가할수록 미세한 황화망간(MnS) 석출물을 형성하며 결정립 성장을 억제하여 철손이 증가하는데, 0.4% Si강에서 [S] 10ppm 증가시 철손 0.1 W/kg을 증가시킨다. 또한 자성에 불리한 (111)집합조직의 증가로 자속밀도를 감소시킨다. 또한 티타늄이 증가할수록 미세한 TiC, TiN을 형성하여 결정립 성장을 억제하고, 이는 철손 증가를 초래하며, <100> 방위 감소로 자속밀도를 감소시킨다. 종래에는 용강 중 황의 비율을 낮추기 위하여 RH 설비에서 탈가스 공정 후 Ladle Arc Furnace(이하 LF) 공정에서 탑 랜스(Top Lance)을 사용하여 아르곤(Ar)으로 버블링(Bubbling)을 실시함으로써 슬래그와 용강을 반응시키고 탈류반응을 유도하여 황을 낮출 수 있었으나, 이와 같은 경우 용강 중에 알루미늄 손실을 가져오고 또한 슬래그 중에 티타늄이 용강으로 환원되여 자기적 특성을 열위시키는 어려움이 따랐다.
또한 종래에는 CaF2가 포함된 플럭스(Flux) 또는 저융점?저티타늄계 B-플럭스(CaO + Al2O3 포함)를 투입하거나 분체를 취입하여 탈류하는 방법이 제시되었으나, Ruhrstahl Heraues(이하 RH) 설비의 진공조(Vessel) 내의 내화물을 손상시켜 실제 강판 양산에는 적용할 수 없었다. RH 설비와 순차적으로 연동되는 Vacuum Tank Degasser(이하 VTD) 설비에서 용강의 교반시 생석회를 투입하여 황 농도를 제어하는 탈류방법을 제안하였으나, RH 설비에서 내화물에 영향을 주지 않는 원료를 사용하여 황과 티타늄을 최소화하면서 철손과 자속밀도를 향상시킬 수 있는 적절한 무방향성 전기강판의 정련 방법을 제시하지 못하였다.
본 발명은 용강 중의 황 성분을 최소화하고, 티타늄, 인 등과 같은 불순물이 용강에 픽업되는 것을 방지하여 청정도가 우수한 무방향성 전기강판의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 무방향성 전기강판의 철손을 감소시키고, 자속밀도를 증가시킬 수 있는 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법은 용강을 전로에서 정련하고 진공 탈가스 처리하며, 진공 탈가스 장치에서 용강에 생석회를 투입하는 단계; 및 진공 탈가스 장치에서 용강을 환류시키는 단계;를 포함한다.
여기에서, 용강을 전로에서 정련하는 단계 이후에 용강을 미탈산 강 상태로 래들에 출강하는 단계; 래들로 출강된 용강을 버블링하는 단계; 용강을 진공 탈가스 장치에서 탈산 및 탈탄하는 단계; 용강에 합금 성분을 투입하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서, 용강을 래들에 출강하는 단계에서, 래들에 생석회를 투입시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서, 생석회는 CaO 95 % 이상 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서, 생석회의 총 투입량은 용강 300 ton 기준으로 생석회 2 ~ 2.5 ton인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서, 생석회는 입도 3 ~ 8 mm의 분말로 투입하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서, 진공 탈가스 장치에 생석회를 투입하는 단계는 80 ~ 110 torr의 진공도에서 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서, 진공 탈가스 장치에서 용강을 환류시키는 단계는 160 ~ 200 Nm3/hr의 유량으로 환류시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 있어서, 무방향성 전기 강판은 중량 %로 C:0.0010~0.0060%, Si:1.5~3.6%, P:0.01~0.04%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.10~0.30%, N:0.0010~0.0040%, Ti:0.004% 이하이고 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예들에 따르면 탈류효율을 높여 용강 중의 황 성분을 최소화할 수 있으며, 용강에 티타늄, 인 등과 같은 불순물이 픽업되는 것을 방지하고 석출물 형성을 억제할 수 있다. 따라서 청정도가 우수한 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
또한 철손을 감소시키고 자속밀도를 증가시켜 고품질의 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
그리고 탈가스 설비에서 탈가스 공정 후에 LF 설비 공정처리를 생략할 수 있어 공정이 단순화되고, 비용과 시간을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에서 슬래그 중 SiO2 함유량과 황 분배비의 관계도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 제조방법에서 RH 설비 내에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에서 발명재 내의 황 함량과 황 분배비의 관계도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
우선 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조하는 무방향성 전기강판은 중량%로 C:0.0010~0.0060%, Si:1.5~3.6%, P:0.01~0.04%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.10~0.30%, N:0.0010~0.0040%, Ti:0.004% 이하이고 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어진다. 그러나 이에 한정되지 않고, 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예에 의해 MnS, TiC, TiN 석출물이 적고 용강 청정도가 우수한 다양한 무방향성 전기강판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법의 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법은 용강을 전로에서 정련하고(S 10) 진공 탈가스 처리하며, 진공 탈가스 장치에서 용강에 생석회를 투입하는 단계(S 50); 및 진공 탈가스 장치에서 용강을 환류시키는 단계(S 60);를 포함한다. 그리고 상기 용강을 전로에서 정련한 후(S 10), 용강을 미탈산 강 상태로 래들에 출강하는 단계(S 20); 래들로 출강된 용강을 버블링하는 단계(S 30); 용강을 진공 탈가스 장치에서 탈산 및 탈탄하는 단계(S 40); 용강에 합금 성분을 투입하는 단계(S 50);를 더 포함할 수 있다.
용강을 전로에서 정련하는 단계(S 10)는 전로 설비에서 용강의 불순원소들을 제거하는 1차적인 정련 공정이다. 용선이 전로에 들어가면 상부에서 탑 랜스를 통해 산소가 고속으로 주입되고, 통상적으로 이 과정에서 탄소는 기체 상태로, 인이나 망간, 실리콘 등은 산소와 산화반응으로 일종의 액상 산화물 형태, 즉 슬래그로 형성되어 제거된다.
전로에서 정련한 용강은 미탈산 강 상태로 래들로 출강한다(S 20). 무방향성 전기강판은 탄소 함량을 기준으로 극저탄소강으로 분류되는데, 2차 정련에서 탈탄 효율을 극대화 하기 위해서는 미탈산 강으로 출강하는 것이 바람직하기 때문이다.
1차 정련된 용강을 진공 탈가스 처리하기 앞서 탈류효율을 위해 슬래그의 조성을 적절한 범위로 제어할 수 있는데, 이 경우 래들로 출강 중인 용강에 생석회를 투입할 수 있다(S 25). 이 단계에서 생석회를 투입하는 경우, 이후 RH 설비에서만 생석회를 투입할 때 발생할 수 있는 용강의 온도하락을 방지할 수 있다. 생석회(CaO) 투입에 대해서는 후술한다.
래들로 출강한 용강은 2차 정련을 실시한다. 2차 정련은 전로에서 1차 정련된 용강을 별도의 정련장치에서 고품질을 부여하기 위해 실시하는 야금 조작작업으로서, 온도?성분의 제어, 온도?성분의 균질화, 탈산, 탈가스, 기타성분 제거 목적으로 실시한다. 2차 정련 버블링(Bubbling), RH 설비, VTD(Vacuum Tank Degasser), PI(Powder Injection) 등이 있다.
래들로 출강된 용강을 버블링 작업을 실시한다(S 30). 버블링은 용강 중에 혼입된 개재물을 포집하거나 성분편석을 방지하기 위한 작업으로서, 통상적으로 아르곤 가스를 투입하여 용강 중에 혼입된 개재물을 분리(分離)하고 용강 위로 부상(浮上)시킨다.
버블링 작업을 끝낸 미탈산 용강은 탈가스 장치에서 탈산 및 탈탄 작업을 실시한다(S 40). 탈가스 장치는 래들에 수강된 용강의 탈가스, 침전물의 부상 촉진, 강성분과 용강 온도 균일화, 온도 상승 등을 목적으로 하는 노외 정련 장치로서, RH 설비 등을 이용할 수 있다. RH 설비는 내부 공간이 구비된 진공조와, 진공조 내부공간에 용강이 인입되도록 하는 인입관과, 용강이 배출되도록 하는 배출관을 구비한다. 상승관에 불활성 가스(Ar, N2 등)를 취입하여 에어 리프트 펌프(Air Lift Pump)의 원리를 이용하여 용강을 연속적으로 탈가스 처리한다. 용강을 진공 중에서 교반시켜 분위기 분압을 저하시킴으로써 용강중의 수소, 산소 등의 2원자 분자기체들은 용강 중에 단원자 상태로 용해되며, Sieverts 법칙에 의해 분위기 중의 가스 분압 (P{ X2 })을 낮추면 용강 중의 평형농도가 감소하여 탈가스 효과가 발생한다. 본 단계에서는 극저탄소강을 제조하기 위해 미탈산한 용강을 RH 설비에서 고진공?고유량으로 환류하면서 용존하고 있는 산소(O)와 탄소(C)를 반응시켜 탈산 및 탈탄한다( O + C → CO ).
황 분배비(%SS / %SM)는 용강 중의 황 함유량(%SM) 대비 슬래그 중의 황 함유량(%SS)을 의미하는데, 황 분배비 값이 높을수록 탈류효율이 좋은 것을 나타낸다. 그리고 황 분배비와 슬래그 중 SiO2 함유량의 관계를 실험적으로 구하면, 슬래그 중 SiO2 함유량과 황 분배비의 관계는 도 2와 같이 도시되며, 아래 식 (1)과 같은 관계식으로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
.............(1)
즉, 슬래그 중에 SiO2가 10 % 이하일 때, SiO2의 함유량이 적을수록 황 분배비가 커지고 탈류효율이 좋다는 것을 알 수 있다. 따라서 본 단계에서는 용강 뿐만 아니라 슬래그도 탈산 처리하여, 슬래그 내에 SiO2의 함유량을 감소시킨다.
그리고 나서 용강에 비저항을 확보하기 위한 실리콘(Si), 알루미늄(Al) 등 무방향성 전기강판을 제조하기 위한 적정 합금원소를 투입시킨다(S 50).
그리고 진공 탈가스 장치 내에 장입된 용강에 생석회를 투입시킨다(S 60). 탈산 및 탈탄된 용강에 투입된 생석회는 슬래그와 용강 간의 반응계면적을 증대시키고, 황화칼슘(CaS)의 활동도를 낮춰 환류 유량을 증대시키고, 용강 탈류반응을 촉진시킨다. 또한 용강의 산화를 방지하고 용강 표면을 덮으면서 용강을 보온할 수 있다. 생석회 투입량은 투입량 대비 환류효율을 고려할 때 용강 300 ton 대비 생석회 2 ~ 2.5 ton의 비율로 투입하는 것이 바람직하다. 생석회가 2 ton 미만으로 투입되는 경우에는 탈류효율이 낮고 용강의 산화방지 능력이 저하될 수 있으며, 2.5 ton를 초과하여 투입되는 경우에는 오히려 용강을 냉각시키거나 덩어리로 인해 탈류반응이 떨어질 수 있다. 생석회는 CaO 95 % 이상 포함하는 것이 바람직하다. 또한 탈류 반응 표면적을 증대시키기 위해 생석회는 분말, 바람직하게는 입도 3 ~8 mm의 분말로 투입할 수 있다.
용강에 생석회를 투입시킨 후, 용강을 저진공 및 고유량으로 환류하여 용강에서의 탈류반응을 촉진시킨다(S 70). 본 발명에서 저진공이라 함은 80 ~ 110 torr의 진공도를 의미하며, 이 경우에 탈탄효율이 좋고, 탈류반응이 촉진될 수 있다. 고유량이라 함은 160 ~ 200 Nm3/hr의 유량을 의미하며, 이 경우에 탈류효율을 최대화할 수 있다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명에 따른 무방향성 전기강판의 제조방법에 대해 살펴본다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무방향성 제조방법에서 RH 설비 내에서의 공정을 나타내는 공정도이다.
[발명재 1]
고로에 출선된 용선은 임펠러로 용선을 교반시키는 장치인 KR 설비(Kanvara Reactor)에서 용선예비처리를 하는데, 생석회와 형석을 투입하고 임펠러로 강교반하여 황(S)의 함유량 20 ppm 이하로 탈류한다. 탈류된 용선은 전로에 장입하고 전로에 산소를 취입하여 용선 내 불순물인 탄소, 망간, 인 등을 슬래그로 제거한 다음, 출강 중 용존 산소량을 700 ppm 이하로 하여 정련을 종료한다.
발명재 1은 전로에서 래들로 출강하는 중에 생석회 1 ton과 형석 0.2 ton을 투입하고, RH 설비에서 탈산 및 탈탄을 실시한다. RH 설비에 투입된 용강은 처리개시 후 20분이 되는 시점까지 탈산 및 탈산을 한다(도 3의 A구간). 자연 탈탄을 위해서 RH 설비 도착시 산소 함유량은 450 ~ 500 ppm이 적정하며, 탈산전 산소가 350 ppm 이하가 예상될 때는 산소 취입(OB, Oxygen Blowing)을 적극 활용하여 탈탄을 실시한다. RH 처리 개시에서 3분 이내에 90 ~ 120 Nm3/hr 저유량으로 환류하여 초기 발생하는 일산화탄소(CO) 가스 배출을 용이하게 하고, 4분에서 7분시점 사이에 160 ~ 180 Nm3/hr 고유량으로 도달하여 탈탄 반응을 극대화한다. 8분 시점부터 탈산시점까지 고유량으로 환류하여 극저탄으로 도달하고 탈산 후에는 120 ~ 180 Nm3/hr으로 유량을 낮출 수 있다.
발명재 1은 RH 설비에서 처리 개시 후 20 ~ 25분이 되는 시점(도 3의 B구간)에 합금원소(Al, Mn, Si 등)을 투입하고, 처리 개시 후 27 ~ 29분이 되는 시점(C 구간)에 100 torr의 진공도에서 용강 300 ton 기준으로 생석회 1 ton을 투입하고, 처리 개시 후 29분 이후(E 구간)에 100 torr의 진공도에서 180 Nm3/hr의 유량으로 환류하고, RH 설비에서의 처리를 종료한다. 결과적으로 발명재 1은 래들로 출강 중에 그리고 RH 설비에서 각각 생석회를 투입하며, 생석회의 총 투입량은 2 ton이고, 생석회 입도는 8 ~20 mm이다.
본 실시예에서 사용한 생석회의 조성 및 특성은 하기 표 1과 같다.
입도(mm) C(%) CaO(%) S(%) SiO2(%) C.W.
(결합수)		 IG- loss
생석회 8 ~ 20 0.093 95.31 0.007 0.01 3.50 3.93
<생석회의 조성 및 특성>
[발명재 2]
발명재 2는 출강 중에는 생석회, 형석을 미투입하고 종점 산소량에 따른 조재제(flux)만 투입하고 출강한 다음, RH 설비에 투입된다. RH 처리 도중 처리 개시 후 27 ~ 29분이 되는 시점(C 구간)에 100 torr의 진공도에서 생석회 2 ton을 투입한다. 발명재 2의 나머지 처리 공정은 발명재 1과 동일하며, 발명재 2는 RH 설비에서만 총 2 ton의 생석회를 투입한다.
[비교재]
비교재는 전로에서 용강을 정련하는 단계에서 생석회 2 ton을 투입하고, RH 설비에서는 탈탄 및 탈산만 실시한다.
하기 표 2에서 발명재 1 ~ 2 및 비교재의 슬래그 성분과 용강 중의 황 성분 분석결과를 나타내었다. 발명재들은 RH 설비에서 탈산 및 탈탄 처리 후의 용강 중 황 함유량과, RH 설비에서 생석회를 투입하고 탈류 처리를 한 후의 황 함유량을 비교하였다. 비교재는 RH 설비에서 탈산 및 탈탄 처리 전의 용강 중 황 함유량과, RH 설비에서 탈산 및 탈탄 처리 후의 용강 중 황 함유량을 비교하였다.

 슬래그 조성(%) 용강 특성
SiO2 CaO Al2O3 CaO/Al2O3 CaO/SiO2 S(ppm) 탈류효율(%)
비교재
 RH 전 - - - - - 40
0
RH 후 5.7 58.8 35.4 1.66 10.31 40
발명재1
 탈산 후 14.1 56.1 29.8 1.88 3.97 46
10
탈류 후 15.0 52.4 32.7 1.60 3.50 41
발명재2
 탈산 후 14.3 37.1 48.7 0.76 2.60 41
30
탈류 후 6.2 62.8 31.1 2.02 10.2 29
<발명재 1 ~ 2 및 비교재의 슬래그 성분과 용강 중의 황 성분 분석결과>
상기 표 2에서와 같이 비교재에서처럼 RH 설비에서 생석회를 투입하지 않고, 전로 정련 단계에서 생석회를 투입하는 경우에는 RH 처리 전후에 탈류효율을 전혀 기대할 수 없었다.
반면 발명재 1 및 발명재 2는 RH 처리 전후 10 ~ 30 %까지 탈류효율이 개선되는 것을 알 수 있다.
도 4는 발명재 내의 황 함량과 황 분배비의 관계도인데, x축은 발명재 내의 황 함유량이고, y축은 황 분배비를 나타난다. 그래프 상의 곡선은 실험 결과에 의해 나타낸 황 함량과 황 분배비의 관계이다. 이를 관계식으로 나타내면 아래 식 (2)와 같다.
Figure pat00002
...........(2)
황 분배비가 높을수록 탈류효율이 우수한 것을 나타내는데, 본 관계식 (2)에서 발명재 내의 황 함유량이 낮을수록 황 분배비가 상승, 즉 탈류효율이 향상되는 것을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 발명재 1은 황 분배비가 약 9.8(점 M)이고, 발명재 2는 황 분배비가 약 40.7이다. 즉, 같은 양의 생석회를 투입하더라도 발명재 1에서와 같이 생석회를 출강 중과 RH 설비에 나누어서 투입하는 것보다, 발명재 3에서와 같이 RH 설비에서만 생석회를 투입하는 것이 보다 황 함량이 적고, 황 분배비가 높아 탈류효율이 더 우수한 것을 알 수 있다.
[발명재 3]
발명재 3은 전로에서 래들로 출강하는 중에 생석회 1 ton과 형석 0.2 ton을 투입하고, RH 설비에서 탈산 및 탈탄을 실시한다. RH 설비에서 처리 개시 후 20 ~ 25분이 되는 시점(도 3의 B구간)에 합금원소(Al, Mn, Si 등)을 투입하고, 처리 개시 후 27 ~ 29분이 되는 시점(C 구간)에 100 torr의 진공도에서 용강 300 ton 기준으로 생석회 1 ton을 투입하고, 처리 개시 후 29분 이후(E 구간)에 100 torr의 진공도에서 180 Nm3/hr의 유량으로 환류하고, RH 설비에서의 처리를 종료한다. 결과적으로 발명재 3은 생석회 투입량 및 나머지 처리 공정은 발명재 1에서와 동일하며, RH 설비에서 탈류 반응 표면적을 증대시키기 위해 입도 3 ~ 8 mm의 미세한 분말로 된 생석회를 투입한다.
[발명재 4]
발명재 4는 출강 중에는 생석회, 형석을 미투입하고 종점 산소량에 따른 조재제(flux)만 투입하고 출강한 다음, RH 설비에 투입된다. RH 처리 도중 처리 개시 후 27 ~ 29분이 되는 시점(C 구간)에 100 torr의 진공도에서 생석회 2 ton을 투입한다. 결과적으로 발명재 4는 생석회 투입량 및 나머지 처리 공정은 발명재 2에서와 동일하며, RH 설비에서 탈류 반응 표면적을 증대시키기 위해 입도 3 ~ 8 mm의 미세한 분말로 된 생석회를 투입한다.
하기 표 3에서 발명재 3 ~ 4 및 비교재의 슬래그 성분과 용강 중의 황 성분 분석결과를 나타내었다. 발명재 1, 2에서와 같이, RH 설비에서 탈산 및 탈탄 처리 후의 용강 중 황 함유량과, RH 설비에서 생석회를 투입하고 탈류 처리를 한 후의 황 함유량을 비교하였다.

슬래그 조성(%) 용강 내의 S(ppm) 탈류
효율(%)
SiO2 CaO Al2O3 CaO/Al2O3 CaO/SiO2 탈산후 탈류후
발명재3 11.1 52.0 38.2 1.36 4.68 34 27 21
발명재4 9.7 51.9 38.4 1.35 5.36 41 25 39
<발명재 3 ~ 4 및 비교재의 슬래그 성분과 용강 중의 황 성분 분석결과>
상기 표 2에서와 같이 입도가 미세한 생석회 분말을 사용하는 경우에는 발명재1 ~ 2의 경우보다 탈류효율이 향상되는 것을 알 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 무방향성 전기강판의 제조방법으로서,
    용강을 전로에서 정련하고 진공 탈가스 처리하며, 진공 탈가스 장치에서 용강에 생석회를 투입하는 단계; 및
    상기 진공 탈가스 장치에서 용강을 환류시키는 단계;
    를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 용강을 전로에서 정련한 후,
    상기 용강을 미탈산 상태로 래들에 출강하는 단계;
    상기 래들로 출강된 용강을 버블링하는 단계;
    상기 용강을 진공 탈가스 장치에서 탈산 및 탈탄하는 단계;
    상기 용강에 합금 성분을 투입하는 단계;
    를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 용강을 래들에 출강하는 단계에서,
    래들에 생석회를 투입시키는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생석회는 CaO 95 % 이상 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 생석회의 총 투입량은 용강 300 ton 기준으로 생석회 2 ~ 2.5 ton인 무방향성 전기강판의 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    생석회는 입도 3 ~ 8 mm의 분말로 투입하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 탈가스 장치에서 용강에 생석회를 투입하는 단계는 80 ~ 110 torr의 진공도에서 실시하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 탈가스 장치에서 용강을 환류시키는 단계는 160 ~ 200 Nm3/hr의 유량으로 환류시키는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무방향성 전기 강판은 중량 %로 C:0.0010~0.0060%, Si:1.5~3.6%, P:0.01~0.04%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.10~0.30%, N:0.0010~0.0040%, Ti:0.004% 이하이고 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어지는 무방향성 전기강판의 제조방법.
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