KR20150113432A - 용선 탈황 방법 - Google Patents

Abstract

용선 탈황 방법이 개시된다. 고로에서 생성된 용선을 장입래들로 공급하는 단계; 연속주조를 위한 용강 공급이 종료된 용강래들 내에 잔류하는 잔탕의 유무를 판단하는 단계; 상기 잔탕이 있는 경우, 상기 장입래들 내 상기 용선에 상기 잔탕을 혼합시키는 단계; 상기 장입래들 내 상기 용선 상에 부유하는 슬래그를 상기 잔탕의 유무에 따라 기설정된 양만큼 배재하는 제1차 슬래그 배재 단계; 및 상기 용선을 탈황처리하는 단계를 포함하는 용선 탈황 방법이 제공된다.

Description

용선 탈황 방법{METHOD FOR DESULFURIZATION OF MOLTEN STEEL}

본 발명은 용선 탈황 방법에 관한 것이다.

제강 조업은 고로에서 출선된 용선을 용선예비처리를 실시하여 전로에 장입하고, 전로 정련과 2차 정련 공정을 거친 후 연속 주조 공정을 통해 주편을 제조하는 것으로 이루어진다.

용선예비처리는 고로에서 출선된 용선을 전로에 공급하기 이전에 처리하는 공정으로 용선에 함유된 5대 불순물인 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 황(S) 중 주로 인과 황을 제거한다.

특히 황(S)은 강중에 다량으로 존재하는 경우 크랙(crack)을 유발하고 취성을 저하시키며 적열취성(red shortness)의 원인이 되는 등 강재 특성에 나쁜 영향을 미치므로 황이 첨가되는 쾌삭강 등의 특별한 강종을 제외하고는 가능한 낮은 수준으로 유지해야 한다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0028116호(2003.04.08, 용선 탈황슬래그의 배재효율 향상방법)에 개시되어 있다.

본 발명의 실시예들은, 용선의 탈황능을 향상시킬 수 있는 용선 탈황 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 고로에서 생성된 용선을 장입래들로 공급하는 단계; 연속주조를 위한 용강 공급이 종료된 용강래들 내에 잔류하는 잔탕의 유무를 판단하는 단계; 상기 잔탕이 있는 경우, 상기 장입래들 내 상기 용선에 상기 잔탕을 혼합시키는 단계; 상기 장입래들 내 상기 용선 상에 부유하는 슬래그를 상기 잔탕의 유무에 따라 기설정된 양만큼 배재하는 제1차 슬래그 배재 단계; 및 상기 용선을 탈황처리하는 단계를 포함하는 용선 탈황 방법이 제공된다.

제1차 슬래그 배재 단계에서, 상기 잔탕이 있는 경우 상기 제1차 슬래그 배재 단계에서의 슬래그 배재율은, 상기 잔탕이 없는 경우 상기 제1차 슬래그 배재 단계에서의 슬래그 배재율 보다 클 수 있다.

상기 고로에서 생성된 용선을 장입래들로 공급하는 단계는, 상기 고로에서 토페도카로 상기 용선을 출선하는 단계; 및 상기 토페도카에서 상기 장입래들로 상기 용선을 수선하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제1차 슬래그 배재 단계 이후에, 상기 잔탕이 있는 경우, 상기 용선 내에 알루미늄을 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1차 슬래그 배재 단계에서, 상기 슬래그는 스키머(skimmer)에 의하여 배재될 수 있다.

상기 용선을 탈황처리하는 단계 이후에, 상기 용선 상에 부유하는 슬래그를 배재하는 제2차 슬래그 배재 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제2차 슬래그 배재 단계에서 배재되는 슬래그 양은, 전체 슬래그의 90% 이상일 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 용강 잔탕 유무에 무관하게 탈황 전 충분한 슬래그가 배재될 수 있도록 하여 탈황제 사용량이 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 탈황 방법을 나타내는 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 탈황 방법을 개략적으로 나타내는 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 용선 탈황 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 탈황 방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 탈황 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 탈황 방법은, 용선을 장입래들로 공급하는 단계(S110), 용강래들 내 잔탕의 유무를 판단하는 단계(S120), 용선과 잔탕을 혼합하는 단계(S130), 제1차 슬래그 배재 단계(S140), 용선에 알루미늄을 투입하는 단계(S150), 용선을 탈황처리하는 단계(S160) 및 제2차 슬래그 배재 단계(S170)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 용선을 장입래들로 공급하는 단계(S110)는, 고로에서 철광석과 석탄 등을 이용하여 용선을 생성하고, 생성된 용선을 장입래들(ladle)로 공급하는 단계이다. 고로에서 생성된 용선은 고로에서 토페도카(torpedo car)로 출선되고, 토페도카에서 장입래들로 수선될 수 있다. 토페도카는 레일을 따라 이동 가능하므로, 고로에서 생성된 용선을 제강공장으로 용이하게 이동시킬 수 있다.

용강래들 내 잔탕의 유무를 판단하는 단계(S120)는 연속주조가 종료된 용강래들 내 잔류하는 용강과 슬래그가 있는지 여부를 판단하는 단계이다. 도 2를 참조하면, 용강은 전로에서 출강된 쇳물을 일컫는다. 본 명세서에서, 용강래들에 잔류하는 용강과 그 상층에 부유하는 슬래그를 잔탕이라고 한다.

용강래들 내 용강 상층에는 슬래그가 부유하게 되며, 턴디쉬 또는 연주몰드로의 불필요한 슬래그 유입을 방지하기 위하여 용강래들 내 잔탕을 남길 수 있다. 이 경우, 용강 320ton 중 약 20ton 을 잔류시킬 수 있다.

용선과 잔탕을 혼합하는 단계(S130)는, 용강래들 내 잔탕이 존재하는 경우, 잔탕과 용선을 혼합하는 단계이다. 즉, 잔탕을 장입래들로 이동시키는 단계이다. 이는, 잔탕의 용강을 재활용하기 위함이다. 용강래들 내 잔탕이 없는 경우에는 용선과 잔탕 혼합 단계(S130)는 생략되게 된다.

제1차 슬래그 배재 단계(S140)는, 장입래들 내 용선 상에 부유하는 슬래그 일부를 제거하는 단계이다. 슬래그의 배재는 스키머(skimmer)에 의하여 이루어지며, 장입래들을 기울인 후 스키머가 부유하는 슬래그를 긁어낼 수 있다. 여기서의 슬래그 대부분은 고로에서 생성되는 고로슬래그이며, 잔탕이 혼합된 경우에는 용강슬래그가 일부 포함될 수 있다.

여기서, 배재되는 슬래그의 양은 잔탕 유무에 따라 결정될 수 있다. 잔탕이 있는 경우 제1차 슬래그 배재 단계에서의 슬래그 배재율은, 잔탕이 없는 경우 제1차 슬래그 배재 단계에서의 슬래그 배재율 보다 많을 수 있다.

잔탕에는 용강뿐만 아니라 슬래그도 포함되며, 상기 슬래그에는 철(Fe) 산화물 함량이 높다. 이러한 철 산화물은 후술하게 될 탈황처리 시 탈황능에 저하시킬 수 있다. 따라서, 잔탕이 있는 경우에는 잔탕이 없는 경우보다 슬래그 배재율이 높게 된다.

예를 들어, 용강래들에 잔탕이 있어, 잔탕과 장입래들의 용선이 혼합된 경우에는 제1차 슬래그 배재율은 90% 이상이 될 수 있으며, 용강래들에 잔탕이 없는 경우네는 제1차 슬래그 배재율은 약 50% 가 될 수 있다.

용선에 알루미늄을 투입하는 단계(S150)는, 잔탕이 존재하는 경우, 용선 내에 알루미늄을 투입하는 단계이다. 알루미늄은 슬래그 내 철 산화물을 제거하는 역할을 하며, 반응식은 다음과 같다.

FeO + Al → Fe + Al₂O₃

알루미늄을 이용하여 철 산화물을 제거함으로써 탈황능을 향상시킬 수 있다.

용선을 탈황처리하는 단계(S160)는, KR설비에서 용선을 탈황처리하는 단계이다. 탈황은 탈황제에 의하여 이루어지며, 탈황제는 생석회를 포함할 수 있다. 생석회에 의하여 탈황이 이루어지는 경우, 반응식은 다음과 같다.

CaO + S → CaS + O

상술한 바와 같이, 탈황능은 용선과 슬래그 내 철 산화물 양의 영향을 받을 수 있다. 철 산화물이 많으면 탈황능은 저하될 수 있다. 따라서, 제1차 슬래그를 통하여 슬래그를 일부 배재한 뒤에 탈황처리 단계를 거치도록 하는 것이다.

제2차 슬래그 배재 단계(S170)는, 탈황처리가 종료된 용선 상에 부유하는 슬래그를 배재하는 단계이다. 제2차 슬래그에서 배재되는 슬래그는 탈황슬래그를 포함할 수 있으며, 생석회에 의하여 탈황처리 되는 경우 탈황슬래그는 황화칼슘(CaS)을 대량 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제2차 슬래그 배재 단계를 거친 용선은 전로로 이동하게 된다. 전로에서는 탈탄(탄소 제거)과 탈린(인 제거)이 이루어지며, 제2차 슬래그 배재는, 전로 공정에서 불필요한 슬래그를 배재하는 것이 목적이다. 따라서, 제2차 슬래그 배재는 완전배재를 목표로 하며, 전체 슬래그의 90% 이상의 슬래그를 배재할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용선 탈황 방법에 의하면, 용강의 잔탕 여부에 따라 슬래그 배재율을 조절하여, 잔탕이 있는 경우에도 충분한 양의 슬래그를 배재할 수 있도록 함으로써 용선 탈황능을 향상시킬 수 있다. 용선 탈황능이 향상되면, 탈황제의 사용량이 감소할 수 있으므로 비용절감의 효과가 있게 된다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (7)

1. 고로에서 생성된 용선을 장입래들로 공급하는 단계;
   연속주조를 위한 용강 공급이 종료된 용강래들 내에 잔류하는 잔탕의 유무를 판단하는 단계;
   상기 잔탕이 있는 경우, 상기 장입래들 내 상기 용선에 상기 잔탕을 혼합시키는 단계;
   상기 장입래들 내 상기 용선 상에 부유하는 슬래그를 상기 잔탕의 유무에 따라 기설정된 양만큼 배재하는 제1차 슬래그 배재 단계; 및
   상기 용선을 탈황처리하는 단계를 포함하는 용선 탈황 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   제1차 슬래그 배재 단계에서,
   상기 잔탕이 있는 경우 상기 제1차 슬래그 배재 단계에서의 슬래그 배재율은, 상기 잔탕이 없는 경우 상기 제1차 슬래그 배재 단계에서의 슬래그 배재율 보다 큰 것을 특징으로 하는 용선 탈황 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 고로에서 생성된 용선을 장입래들로 공급하는 단계는,
   상기 고로에서 토페도카로 상기 용선을 출선하는 단계; 및
   상기 토페도카에서 상기 장입래들로 상기 용선을 수선하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 용선 탈황 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1차 슬래그 배재 단계 이후에,
   상기 잔탕이 있는 경우, 상기 용선 내에 알루미늄을 투입하는 단계를 더 포함하는 용선 탈황 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1차 슬래그 배재 단계에서,
   상기 슬래그는 스키머(skimmer)에 의하여 배재되는 것을 특징으로 하는 용선 탈황 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 용선을 탈황처리하는 단계 이후에,
   상기 용선 상에 부유하는 슬래그를 배재하는 제2차 슬래그 배재 단계를 더 포함하는 용선 탈황 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2차 슬래그 배재 단계에서 배재되는 슬래그 양은, 전체 슬래그의 90% 이상인 것을 특징으로 하는 용선 탈황 방법.
   

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