KR20150047221A - 용선의 정련 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용선의 정련 방법에 관한 것으로서, 전(前) 조업 공정에서 생산된 용강의 출강을 완료하는 단계, 전로를 경동시켜 전(前) 공정에서 발생한 슬래그의 일부를 배재시키는 단계, 전로에 본 조업공정에 이용할 용선을 장입하는 단계, 용선을 취련하는 단계 및 취련 후, 취련에 의해 생성된 슬래그를 배재하는 단계를 포함하고, 용선을 취련하는 과정은 1차 취련 과정, 2차 취련 과정 및 3차 취련 과정을 포함함으로써 용선 중 불순물을 용이하게 제어하여 용선의 정련 효율을 증가시킬 수 있다.

Description

용선의 정련 방법 {Method of refining molten steel}

본 발명은 용선의 정련 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정련 효율을 향상시킬 수 있는 용선의 정련 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전로 조업은 주원료인 용선(hot metal)과 고철(Scrap)을 전로에 장입하고, 전로 내로 산소를 취입함과 동시에 부원료를 투입하여 용선 중 불순 원소인 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 유황(S), 티탄(Ti) 등을 산화 정련에 의해 제거하는 일련의 작업을 통칭한다. 이때, 취련 작업은 랜스를 이용하여 전로 내에 산소 가스를 불면서 용선 중 불순원소(예컨대, 인, 황, 탄소 및 티타늄 등)를 슬래그 측으로 제거하는데, 불순 원소의 안정적 제거를 위해서는 슬래그가 요구되고, 이에 취련 중 투입되는 부원료에 의해 불순원소의 제거와 원하여 원하는 강종을 제조하기 위한 용강을 얻을 수 있다.

이와 같은 과정을 통해 제조되는 용강 중 저린강은 통상 용강 내 인의 함량이 약 0.02%이하로 낮은 함량을 갖고, 이의 제조를 위해서는 전로 정련 시 용선 중 인을 안정적으로 제거하는 것이 중요하다. 특히, 저린강의 경우에는 슬래그의 재화를 통하여 슬래그 중 인화합물(P₂O₅)을 안정적으로 유지시키는 것이 중요하다.

이에, 종래에는 용선 중 불순물의 제어를 위해, 용선 예비 처리 공정인 KR(Kanvara Reactor)탈류 작업에서 부원료인 CaO 및/또는 CaF₂를 다량 투입하여 용선 중 [S]를 0.01%까지 낮추어 용선을 전로에 장입하고 있으나, 전로에서 사용되는 각종 부원료가 [S]를 함유하고 있어, 용선의 취련 중 투입되는 부원료에 의해 상승한 [S]를 제어하기 위해 T.Fe 30%이상 증대하는 문제점이 발생한다.

또한, 전로 취련 중 투입되는 부원료의 재화가 용이하지 않아 슬래그의 재화를 촉진시키기 위해 종래에 대체로 형석을 다량 투입하거나 과취 조업을 실시하였다. 그러나 형석은 대기오염을 악화시키는 문제점을 발생시키고, 과취조업으로 인한 전로의 수명이 단축되는 문제점이 발생하게 된다.

그리고 부원료의 다량투입에 의한 용선 중 [S]의 제어가 되지 않는 사례가 발생되어, 용강의 출강 후 2차 정련 과정에서 용강을 버블링 하는 작업을 진행하여야 하는데, 이때, 버블링 작업으로 인한 용강의 온도 저하가 발생하게된다. 이에, 진공탈가스설비(Rheinstahl-Heraus 설비)에서 용강 내로 O₂를 취입하여 온도를 증가시키는 공정을 수행하나, 이로 인한 용강 내 합금철 실수율 저하와, 용강 중 개재물에 의한 연속주조 작업 시, 노즐 막힘과 주편 핀홀 및 크랙 발생으로 인해 주편의 실수율이 저하되는 문제점이 발생한다.

따라서, 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 용선의 정련방법이 요구되는 실정이다.

KR 2002-0051239 A1

본 발명은 용선 내 불순물을 용이하게 제어하여 용선의 정련 효율을 향상시킬 수 있는 용선의 정련 방법을 제공한다.

본 발명은 용선 내 CaO(생석회)의 투입량을 감소시키고 용선 내 형석(CaF₂)의 투입을 방지할 수 있는 용선의 정련 방법을 제공한다.

본 발명은 생산되는 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 용선의 정련 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 용선의 정련 방법은 전(前) 조업 공정에서 생산된 용강의 출강을 완료하는 단계, 상기 전로를 경동시켜 상기 전(前) 공정에서 발생한 슬래그의 일부를 배재시키는 단계, 상기 전로에 본 조업공정에 이용할 용선을 장입하는 단계, 상기 용선을 취련하는 단계 및 상기 취련 후, 취련에 의해 생성된 슬래그를 배재하는 단계를 포함하고, 상기 용선을 취련하는 과정은 1차 취련 과정, 2차 취련 과정 및 3차 취련 과정을 포함한다.

상기 전로에 본 조업공정에 이용할 용선을 장입하는 단계 이전에, 상기 전로 내에 상기 슬래그를 15 내지 20톤 잔류시킬 수 있다.

상기 1차 취련 과정 및 상기 2차 취련 과정은 제1 블로잉을 적용할 수 있다.

상기 3차 취련 과정은 상기 취련 60%완료 시점까지는 제2 블로잉을 적용하고, 상기 취련 완료 60% 시점 이후부터는 제1 블로잉을 적용하며, 상기 제2 블로잉은 상기 제1 블로잉에 대해 상대적으로 낮은 랜스 높이에서 큰 값의 송산유량을 취입할 수 있다.

상기 3차 취련 과정 중 상기 제1 블로잉이 적용되는 구간에서, 상기 용선 상부로 가스를 취입하는 랜스의 높이를 하강시켜 상기 용선의 화점면적을 랜스를 하강시키기 이전의 용선의 화점 면적보다 상대적으로 크게 증가시킬 수 있다.

상기 랜스는 300mm 하강시킬 수 있다.

상기 3차 취련 과정은, 산소를 취입하는 랜스의 높이를 11.8m 내지 12.2m, 송산 유량을 20000Nm³/Hr 내지 58000Nm³/Hr으로 할 수 있다.

상기 용선을 장입하는 단계 이전에, 상기 전로에 돌로마이트를 투입하고 불활성 가스를 취입하여 상기 전로 내벽을 코팅하는 단계를 수행할 수 있다.

상기 용선을 취련하는 단계에서 상기 용선 상에 부원료를 투입하고, 상기 부원료는 생석회, 소결광, 돌로마이트(dolomite) 및 래들슬래그(LSA)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 전로 내 용선을 정련함에 있어 용선을 1차 취련, 2차 취련 및 3차 취련으로 분류하고 각 취련 과정에 따라 용선에 취입하는 송산유량 값을 제어함으로써, 용선 중 불순물을 용이하게 제어하여 용선의 정련 효율을 증가시킬 수 있다.

즉, 저린 강종을 제작하기 위한 용선 정련 시, 용선의 탈린 및/또는 탈황에 용이한 송산유량을 취입함으로써 용선의 정련 효율이 증가되며, 종래에 용선의 탈린 및/또는 탈황의 효율을 증가시키기 위해 투입되는 부원료의 투입량을 감소시킬 수 있어 부원료 사용에 소모되는 비용을 감소시킬 수 있다.

또한, 부원료의 투입량 절감으로 인한 종점산소가 낮아짐으로써, 개재물의 발생량을 감소시키고, 이는 최종적으로 생산되는 제품 내에 포함되는 개재물의 양을 감소시킴으로써 결함률이 낮아 강에서 발생하는 결함(핀홀, 크랙)을 억제시킬 수 있어 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선의 정련 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 각 취련 공정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 일반적인 전로 정련 설비를 나타내는 도면이다.
도 4는 L/L₀에 따른 전로 취련 특성을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 취련 공정에 따른 송산 유량 및 랜스 높이의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 1차 취련 시의 화점 면적(A_a) 및 캐비티의 깊이(B_a)를 도시한 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 2차 취련 시 및 3차 취련 시 취련 60% 완료 시점부터의 화점 면적(A_b) 및 캐비티의 깊이(B_b)를 도시한 단면도이다.
도 6c는 본 발명의 실시 예에 따른 3차 취련 시 취련 60% 완료 시점까지의 화점 면적(A_c) 및 캐비티의 깊이(B_c)를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용선의 정련 방법을 도시한 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 각 취련 공정 방법을 나타내는 순서도이다. 도 3은 일반적인 전로 정련 설비를 나타내는 도면이다. 도 4는 L/L₀에 따른 전로 취련 특성을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 취련 공정에 따른 송산유량 및 랜스 높이의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 1차 취련 시의 화점 면적(Aa) 및 캐비티의 깊이(Ba)를 도시한 단면도이다. 도 6b는 본 발명의 실시 예에 따른 2차 취련 시 및 3차 취련 시 취련 60% 완료 시점부터의 화점 면적(Ab) 및 캐비티의 깊이(Bb)를 도시한 단면도이다. 도 6c는 본 발명의 실시 예에 따른 3차 취련 시 취련 60% 완료 시점까지의 화점 면적(Ac) 및 캐비티의 깊이(Bc)를 도시한 단면도이다.

본 발명에서 사용되는 전로 정련 설비는 제강 공정에서 통상적으로 사용되는 것이므로 간단하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 전로(100)는 용선 및 고철이 수용되는 내부공간을 가지는 용기로서, 상측은 개방되어 있고(노구), 측부에는 용강이 배출되는 출강구(110)가 마련된다. 또한, 출강구(110)에는 다트(미도시)가 마련되고, 다트는 도시되지는 않았으나 복수의 슬롯이 다수개 형성되어, 출강구(110)를 폐쇄하도록 깔때기 형상으로 제조된 다트헤드와, 다트헤드의 하부에 연결되어 출강구에 삽입되는 돌출부로 이루어진다. 여기서, 전로(100)의 노구로는 랜스(200)가 삽입 설치되어, 용선의 정련을 위한 산소가 취입된다. 그리고, 전로(100)의 하부로는 용강의 교반을 위한 불활성 가스가 취입되는 노즐(미도시)이 삽입 설치된다.

이에, 전로(100)는 고로에서 만들어진 선철을 정련시키기 위해 구비되며, 고로에서 만들어진 용선을 주입받고, 주입된 용선에 산소 등의 산화성 가스를 불어넣어 용선에 포함되는 불순물을 단시간 내에 산화 제거함으로써 양질의 용강을 생산하는 설비이다. 이때, 일반적인 정련 조업에서는 탈린 조업이 실시되는 전로와 탈탄 조업이 실시되는 전로가 별도로 구비되나, 탈린로 및 탈탄로는 도 3에 도시된 바와 같은 동일한 형상, 구조 및 구성을 가진다.

그리고, 전로(100)에 수용된 용선과 용선의 상부에 생성된 슬래그로 랜스(200)에 의한 산소의 취입이 이루어질 때, 도 2에 도시된 것과 같이 랜스(200)에 의해 취입되는 산소에 의해 슬래그가 파여서 용선이 드러나는 면적을 화점면적(A)이라 칭하고, 캐비티의 깊이(B)를 나타낸다. 이때, 캐배티의 깊이는 후술하는 취련 과정에서 더욱 자세하게 설명하기로 한다.

이하에서는 전술한 전로 정련 설비를 이용한 본 발명의 실시 예에 따른 용선의 정련 방법에 대해 자세하게 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용선의 정련 방법은, 전(前) 조업공정에서 생산된 용강의 출강을 완료하는 단계(S100), 출강 완료 후 전로(100)에 잔류하는 슬래그의 일부를 배재하는 과정에서 돌로마이트를 투입하는 단계(S200), 전로에 본 조업공정(상기 전(前) 조업 공정 이후에 실시되는 후속 조업 공정)에 참여할 용선을 장입하는 단계(S300), 전로(100) 내로 랜스(200)를 투입하여 산소를 분사하며 용선을 취련하고, 용선에서 발생된 슬래그를 배재하는 단계(S400 ~ S800) 및 상기 취련공정(S400 ~ S800)들이 종료된 후 용강을 래들로 배출시키는 출강 단계(S900)를 포함한다. 그리고 이와 같은 일련의 단계들은 반복적으로 복수 반복되어 실시된다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 용선의 정련 방법은 탈린된 용선이든 탈린을 행하지 않은 용선이든 상관없이 이들 용선을 이용하여 저린강을 제조하기 위한 용선의 정련 방법으로서, 전(前) 조업 공정에서 생산된 용강의 출강을 완료하는 단계와, 전로(100)를 경동시켜 전(前) 공정에서 발생한 슬래그의 일부를 배재시키는 단계, 전로(100)에 본 조업공정에 이용할 용선을 장입하는 단계, 용선을 취련하는 단계 및 취련 후, 취련에 의해 생성된 슬래그를 배재하는 단계를 포함하고, 용선을 취련하는 과정은 1차 취련 과정(S400, S500), 2차 취련 과정(S600, S700) 및 3차 취련 과정(S800)을 포함한다.

우선, 출강 완료 단계(S100)는 전(前) 조업 공정 중 생산된 용강을 출강하여 상기 용강의 출강이 완료되는 단계로, 용강의 출강이 완료되는 시점까지 전로(100) 내의 잔류 슬래그의 양은 통상 25 내지 30톤(ton)이 전로(100) 내에 잔류한다.

출강이 완료되면, 고로에서 출선된 용선을 전로에 장입하기 전 용선을 예비 정련하는 공정을 수행단다. 즉, 용선을 예비 정련하여 용선 내 S를 제거한다. 이때, 용선에는 CaO나 CaC2와 같은 탈황제를 투입하여 탈류를 진행한다. 또한, 자세하게 설명하지는 않으나 고로에서 출선된 용선을 전로(100)에 장입하기 전에 예비 탈류 뿐만 아니라, 예비 탈 규소, 탈린 조업을 실시할 수도 있다.

상기와 같은 예비 정련이 완료되면, 전로(100)에 잔류하는 슬래그 중 일부를 배재하고, 다른 일부의 슬래그를 잔류시키고, 여기서 돌로마이트를 투입하여 전로 내벽을 코팅하는 작업이 수행된다(S200).

즉, 전(前) 공정에서 발생한 슬래그 중 일부만 배재한 후, 다른 일부의 슬래그를 본 조업공정에 사용될 전로(100)에 잔류시킨다. 이때, 전로(100)내에 잔류하는 슬래그의 양은 전(前) 공정에서 발생한 슬래그의 60 내지 70%의 양이 잔류할 수 있다. 예컨대, 출강 완료 시점에서 전로(100) 내 잔류 슬래그의 양이 25 내지 30톤인 경우, 본 조업 공정에 사용되는 전로(100) 내에는 15 내지 20톤 양의 슬래그만 잔류시키고 나머지 슬래그는 배재한다. 상기의 범위로 슬래그가 잔류함으로써 본 실시 예의 1차 취련 과정, 2차 취련 과정 및 3차 취련 과정에서의 부원료의 재화를 촉진시킬 수 있다. 이후, 전로(100) 내에 코팅제를 투입하고 질소를 분사하여 전로(100)의 코팅을 실시한다. 즉, 코팅제로 돌로마이트 및 경소돌로마이트 중 적어도 어느 하나를 사용하고, 질소를 불어넣음으로써 전로 노체를 코팅한다.

그리고 본 조업공정을 실시하여, 예컨대, 인의 함량이 0.02중량%이하를 함유하는 저린강종을 제조한다. 이를 위해, 본 조업공정에 참여할 용선 및 고철을 장입한다(S300). 이때, 전로(100)에는 고철이 먼저 투입되는 것이 바람직하다. 이는 상기 공정을 통해 제어된 액상 슬래그 상에 용선을 먼저 투입하는 경우, 반응에 의한 폭발이 발생하는 문제점이 있어, 고철을 먼저 슬래그 상에 투입하여 슬래그를 액상에서 고상으로 만둔 후, 용선을 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 용선 및 고철이 투입되기 전 추가적으로 S(황)을 제거하기 위한 탈류제, 예컨대, CaO(생석회)가 용선 및 고철의 투입전 먼저 투입될 수도 있다.

여기서, 전로(100)에서 랜스(200)를 통한 상취 산소 분사에 의한 용탕 파임을 나타내는 모식도인 도 3 및 도 4를 참조하여 송산 유량 값에 따라 용선을 취련하는 형태에 대해 간략하게 살펴보고 본 실시예의 취련 과정 방법을 설명하기로 한다.

이때, 이하의 취련 과정을 설명하는 데에 있어, 1차 취련, 2차 취련 및 3차 취련에 사용되는 제1 블로잉 및 제2 블로잉은 하기의 설명에 의해 취입되는 형태를 정의하는 것이며, 즉 이하에서는 제1 블로잉은 소프트 블로잉(soft blowing)일 수 있고, 제2 블로잉은 하드 블로잉(hard blowing)일 수 있다.

즉, 도 4에 도시된 것처럼, 용선의 취련 시, 랜스(200)의 높이가 고정된 상태에서 산소 가스의 공급속도가 감소되거나, 산소 공급 속도를 고정한 상태에서 랜스 높이를 증가시키면, 산소 가스가 용탕 내부로 침투하는 깊이가 작아지며 교반력 및 반응 속도가 감소되는데 이를 본 실시예의 1차 취련 과정에서 수행하는 소프트 블로잉(soft blowing)이라 한다. 즉, 소프트 블로잉은 L/L₀ 값이 후술하는 하드 블로잉(hard blowing)보다 상대적으로 작은 값을 가진다.

한편, 소프트 블로잉과 상대적으로 랜스(200)의 높이가 고정된 상태에서 산소 가스 공급 속도를 증가시키면 산소가 용탕 내부로 침투하는 깊이(L)가 커지게 되며, 동력 증대에 의한 교반력이 증가하여 반응속도가 발라진다. 이는, 동일한 산소 공급 속도에서 랜스의 높이를 감소시킬 때와 같은 현상이 발생하는 것으로서 이를 하드 블로잉이라 한다. 즉, 하드 블로잉은 L/L₀ 값이 전술한 소트프 블로잉 보다 상대적으로 큰 값을 갖는 것으로, 이는 취련 시 랜스(200)의 높이가 낮고 송산유량이 큰 값이 취입된다.

여기서 L은 전로(100) 내로 산소가 취입되었을 때의 송산유량과 랜스 높이에 의해서 용선이 파인 깊이를 나타내며, L₀는 전로(100) 내 산소가 취입되지 않았을 때의 용탕 면에서 전로(100) 바닥(노저)까지의 거리를 나타낸다.

상기와 같이 전로(100) 내로 용선 및 고철의 장입이 완료되면, 1차 취련을 실시한다(S400). 실시예에서는 소트프 블로잉(soft blowing)으로 취련을 실시하여 L/L₀의(캐비티의 깊이/용탕의 높이)가 0.2 내지 0.3이 되도록 하여 탈린율을 증가시킨다.

이때, 1차 취련 시에 투입되는 부원료는 CaO를 2 내지 3톤 투입하고 래들 슬래그(LSA)를 500kg 투입하여 취련 조업을 실시한다. 이와 같이 취입되는 산소에 의해 부원료의 재화를 용이하게 한다. 여기서, 부원료인 CaO는 용선 내에 투입되어 하기의 화학식1과 같이 분해됨으로써 용선을 CaO를 이용한 2차 연소시킬 수 있어 탈린율이 증가되도록 한다.

[화학식1]

1차 취련이 종료되면, 전로(100)를 경동시켜 슬래그를 배재시킨다(S500). 이는 1차 취련 중 발생된 슬래그로서, 슬래그의 배재에 의해 슬래그 측으로 빠져나온 불순물이 전로로부터 제거되는 것이므로, 가능한 다량의 슬래그를 배재하는 것이 바람직하다.

이후, 2차 취련을 실시한다(S600). 실시 예에서는 소프트 블로잉(soft blowing)으로 취련을 실시하여, L/L₀(캐비티의 깊이/용탕의 높이)가 0.15 내지 0.2이 되도록 하여 탈탄억제와 슬래그의 슬로핑 억제를 하여 저융점 슬래그 상태로 만들어 인화합물이 슬래그에 안정적으로 유지되도록 한다. 이때, 2차 취련 시에 투입되는 부원료는 CaO를 1 내지 1.5톤, 소결광을 2 내지 3톤 및 래들 슬래그를 500kg 투입하여 취련 조업을 실시한다. 즉, 2차 취련 과정에서는 캐비티의 값에 의해 도6b와 같이 화점면적(Ab)이 축소되고 캐비티가 얕아짐으로써 부원료의 재화가 용이하게 된다.

2차 취련이 종료되면, 전로(100)를 경동시켜 1차 취련 완료 후와 마찬가지로 슬래그를 배재시킨다(S700). 이는 2차 취련 중 발생된 슬래그로서, 슬래그의 배재에 의해 슬래그 측으로 빠져나온 불순물이 전로로부터 제거되는 것이므로, 1차 슬래그 배재와 마찬가지로 가능한 다량의 슬래그를 배재하는 것이 바람직하다.

그리고 마지막으로 용선의 3차 취련을 실시한다(S800). 실시 예에서는 하드 블로잉(hard blowing)으로 취련을 진행하다가 일정 시점 이후부터는 소프트 블로잉(soft blowing)으로 취련을 실시한다. 즉, L/L₀가 0.7 이상으로 하여 취입되는 산소가 도 6c에 도시된 것처럼 화점면적(Ac)을 증가시키고 캐비티의 깊이(Bc)를 깊게 함으로써 부원료의 재화를 용이하게 하고, 탈탄효율을 상승시키며, 탈황효과를 용이하게 한다. 이때, 3차 취련 시에 투입되는 부원료는 경소 백운석을 0.5톤씩 3회 분할 투입하고 소결광의 잔여분을 연동 투입한다.

이때, 하드 블로잉(hard blowing)이 진행되는 시점은 3차 취련을 시작한 후 취련 60% 완료 시점까지 하드 블로잉이 진행되고, 취련 60% 완료 시점 이후부터는 소프트 블로잉이 진행된다. 이에 상기 소프트 블로잉이 진행되는 전로 내 용탕 모식도는 전술한 도 6b와 같이 나타날 수 있다. 3차 취련 시의 소트프 블로잉의 L/L₀의 값은 0.15 내지 0.2이 되도록 하여 소프트 블로잉을 진행한다. 이를 위해 실시 예에서는 도 5에 도시된 그래프와 같이 랜스의 높이를 11.8 내지 12.2m로 유지시키며, 송산 유량을 20000Nm³/Hr 내지 58000Nm³/Hr로 취입하도록 한다. 이에, 내부 용선의 산소 증가로 종래에 비해 재화가 양호하게 일어나며, P의 제거 효율이 향상되도록 한다. 이때, 도 5의 그래프에 나타난 바와 같이, 소프트 블로잉이 진행되는 구간에서 용선 상부로 가스를 취입하는 랜스의 높이를 300mm 하강시키는 과정을 3회 반복함으로써 랜스를 하강시키기 이전의 용선의 화점 면적보다 랜스를 하강시킬 때의 용선의 화점 면적을 상대적으로 크게 함으로써 탈탄반응 효율과 탈황효과가 양호하게 할 수 있다. 즉, 랜스의 하강변화로 인해 화점 면적이 확대됨으로써 부원료 투입에 의해서 황이 하기의 화학식1과 같이 기화탈황으로 유도되는 작업이 이루어진다.

[화학식1]

상기와 같은 3차 취련이 종료되면, 생산된 용강을 레이들로 출강을 실시하며(S900), 출강 중에 슬래그의 유출을 방지하기 위해 슬래그를 진정시킬 수 있는 진정재를 투입하여 출강 중 슬래그의 유출을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 비교예와 실시예를 비교하는 것이 표1에 제시되어 있다.

구분		비교예	실시예	비고
잔류 슬래그 양(ton)		10 ~ 15	15 ~ 20	·종점 산소 감소 ·종점 T.Fe 감소 ·종점 질소 감소 ·전로 염기도 감소
소강 제어 범위 (ppm)	[P]	120	110 ~ 120
	[S]	300	250
용선 중 원소 함량 (ppm)	[P]	1200~1500	1200 ~ 1500
	[S]	4500~5000	4500 ~ 5000
1차 취련 후, 용선 중 원소 함량 (ppm)	[P]	110~120	250 ~ 300
	[C]	500	30000 ~ 35000
	[S]	300~400	150 ~ 250
2차 취련 후, 용선 중 원소 함량 (ppm)	[P]	-	200 ~ 250
	[C]		25000 ~ 30000
	[S]		200 ~ 250
종점 [O] (ppm)		850	680
종점 T.Fe (%)		30 ~ 35	21 ~ 23
종점 [N] (ppm)		30 ~ 40	25 ~ 30
전로 내 염기도		5.5	3.5 ~ 4.0

표1을 참조하면, 비교예의 인, 황 소강 제어 범위로부터 1차 취련 후 용선 중 P, C, S의 함량은 취련 전의 함량보다 낮아진 것을 확인할 수 있다. 이때, 본 발명은 슬래그의 잔류량을 종래에 비해 5톤 많은 양을 잔류시킴으로써 부원료의 투입시 부원료의 재화를 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 실시 예의 취련 후 용선 중 원료의 함량을 살펴보면 본 실시예의 용선 중 불순물 원소의 양이 종래 대비해 적은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

즉, 실시 예의 조업에서는 용선을 전로(100)에 수용하고 취련하기 전 슬래그의 잔류량을 종래에 비해 5톤 증가된 양을 잔류시킴으로써 슬래그의 재화를 용이하게 할 수 있고, 취련 과정을 1차, 2차 및 3차 취련으로 분류하고 각각의 취련 과정에서 전로 내 슬래그와 전로로 투입되는 부원료의 재화률을 증가시킬 수 있는 취련 방법을 사용함으로써 종래에 비해 용선의 정련 효율이 증가하는 것을 알 수 있다.

이때, 최종적으로 제조된 용강 중의 종점 산소가 종래에 비해 적은 값을 가짐으로써 종점 산소와 용강 중 Al의 반응에 의해 생성되는 Al2O3의 개재물이 생성되는 양을 감소시킬 수 있어 최종적으로 생산되는 주편에 개재물의 함량을 감소시킬 수 있어 슬라브의 크랙과 같은 결함을 억제하거나 방지할 수 있다. 또한, 종래에 개재물의 생성 증가로 인해 연속 주조 공정에서 개재물이 노즐에 부착되어 노즐의 막힘을 초래하는 문제점을 해결할 수 있다.

그리고, 종래에 비해 본 실시예의, T.Fe의 값이 적은 값을 가짐으로써 용강의 실수율이 증가되는 것을 확인할 수 있고, 통상 10%의 T.Fe가 감소되는 경우 얻을 수 있는 용강인 2 내지 3ton의 용강량이 증가하여 용강의 실수율을 증가시킬 수 있다.

또한, 종점N을 감소시킴으로써 최종적으로 생산되는 제품의 가공을 용이하게 할 수 있고 일반적으로 저린강종이 사용되는 예컨대, 심해의 파이프로 사용되는 경우, 질소의 함량이 낮아 환경과의 반응을 낮출 수 있다.

마지막으로 전로 내의 염기도를 낮출 수 있으므로 생석회의 투입량이 감소되어 종래에 생석회 투입량의 증가로 인해 슬래그 발생량의 저하 문제점을 해결할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 저린 강종을 제조하기 위한 용선을 정련하는 데에 있어, 전로에 장입된 용선을 1차 취련, 2차 취련 및 3차 취련을 통해 부원료의 재화 및 불순물의 제거가 용이한 송산유량 값을 취입함으로써 부원료의 투입량을 감소시킬 수 있고, 불순물을 용이하게 제거하여 제조되는 강종의 품질을 증가시킬 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100 : 전로 200 : 랜스
110 : 출강구

Claims (9)

1. 용선의 정련 방법으로서,
   전(前) 조업 공정에서 생산된 용강의 출강을 완료하는 단계;
   상기 전로를 경동시켜 상기 전(前) 공정에서 발생한 슬래그의 일부를 배재시키는 단계;
   상기 전로에 본 조업공정에 이용할 용선을 장입하는 단계;
   상기 용선을 취련하는 단계; 및
   상기 취련 후, 취련에 의해 생성된 슬래그를 배재하는 단계;를 포함하고,
   상기 용선을 취련하는 과정은 1차 취련 과정, 2차 취련 과정 및 3차 취련 과정을 포함하는 용선의 정련 방법.
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 전로에 본 조업공정에 이용할 용선을 장입하는 단계 이전에,
   상기 전로 내에 상기 슬래그를 15 내지 20톤 잔류시키는 용선의 정련 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 1차 취련 과정 및 상기 2차 취련 과정은 제1 블로잉을 적용하는 용선의 정련 방법.어제
4. 청구항 3 에 있어서,
   상기 3차 취련 과정은 상기 취련 60%완료 시점까지는 제2 블로잉을 적용하고, 상기 취련 완료 60% 시점 이후부터는 제1 블로잉을 적용하며,
   상기 제2 블로잉은 상기 제1 블로잉에 대해 상대적으로 낮은 랜스 높이에서 큰 값의 송산유량을 취입하는 용선의 정련 방법.
5. 청구항 4 에 있어서,
   상기 3차 취련 과정 중 상기 제1 블로잉이 적용되는 구간에서,
   상기 용선 상부로 가스를 취입하는 랜스의 높이를 하강시켜 상기 용선의 화점면적을 랜스를 하강시키기 이전의 용선의 화점 면적보다 상대적으로 크게 증가시키는 용선의 정련 방법.
6. 청구항 5 에 있어서,
   상기 랜스는 300mm 하강시키는 용선의 정련 방법.
7. 청구항 4 에 있어서,
   상기 3차 취련 과정은, 산소를 취입하는 랜스의 높이를 11.8m 내지 12.2m, 송산 유량을 20000Nm³/Hr 내지 58000Nm³/Hr으로 하는 용선의 정련 방법.
8. 청구항 1 에 있어서,
   기 용선을 장입하는 단계 이전에, 상기 전로에 돌로마이트를 투입하고 불활성 가스를 취입하여 상기 전로 내벽을 코팅하는 단계를 수행하는 용선의 정련 방법.
9. 청구항 1 에 있어서,
   상기 용선을 취련하는 단계에서 상기 용선 상에 부원료를 투입하고,
   상기 부원료는 생석회, 소결광, 돌로마이트(dolomite) 및 래들슬래그(LSA)를 포함하는 용선의 정련 방법.

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