KR20180021167A - 용철의 탈린제, 정련제 및 탈린 방법 - Google Patents

Abstract

2 내지 20질량％의 Al₂O₃을 함유하고, 잔부가 칼슘페라이트와 불순물이며, (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.5인, 용철의 탈린제. 이 탈린제를 포함하는 정련제를 전로 내에 첨가하고, 용선의 탈린 처리를 행한다.

Description

용철의 탈린제, 정련제 및 탈린 방법

본 발명은, 상저 양취 전로를 사용하여 행하는 용선의 탈린 처리 방법에 관하여, 취련 시간이 짧은 정련 공정에서도 효율적으로 저인강을 용제할 수 있는 것을 특징으로 하는 용철의 탈린제, 정련제 및 탈린 방법에 관한 것이다.

최근, 강재에 대한 요구가 고도화하고, 저인강에 대한 수요가 증가하고 있다. 현재, 용선의 탈린 처리는, 열역학적으로 유리한 용선 단계의 저온 조건에 있어서 처리하는 방법에 의해, 널리 일반적으로 행해지고 있다. 용선 탈린의 장치로서는 상저 양취 전로가 적합하다. 그것은, 탈린에 필요한 산화제로서, 고체 산화원에 비하여 열 손실이 적은 기체 산소를, 상취 랜서로부터 고속으로 용선에 분사하는 것이 가능하기 때문이다.

용선 탈린은, 용선 단계의 저온 조건에 있어서 행해지기 때문에, 탈린제로서 사용되는 CaO의 슬래그화를 촉진시키는 것이 중요하다. CaO의 슬래그화에는 형석(CaF₂)의 사용이 효과적이지만, 형석을 사용한 경우에는 CaO의 슬래그화에 의해 발생한 슬래그가 불소를 함유하기 때문에, 슬래그의 재이용처가 대폭으로 제한되는 등의 폐해가 크다. 그로 인해, 형석을 사용하지 않는 CaO 슬래그화 촉진법이 개발되어 왔다.

그 방법으로서, 예를 들어 상저 양취 전로에 장입된 용선에 칼슘페라이트를 포함하는 정련제를 첨가하는 특허문헌 1, 2의 방법이 알려져 있다. 칼슘 페라이트는, CaO와 Fe₂O₃의 화합물로 이루어지는 탈린제이며, 용선 탈린 프로세스의 탈린제로서 일반적으로 사용되는 생석회와 비교하여, 탈린 슬래그에 대한 용해 속도가 높아 탈린 반응을 촉진할 수 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 칼슘페라이트의 용융성을 개선하기 위해서 Na₂O를 첨가한 탈린제에 대하여 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 생석회분을 50중량％ 이상 포함하는 정련용 플럭스에 알루미나분, 산화철분, 소다회, 소다유리 분말 중 어느 것을 함유시킨 슬래그화 촉진제가 개시되어 있다.

일본 특허공개 제2013-163844호 공보 일본 특허공개 제2013-064167호 공보 일본 특허공개 제2012-12680호 공보 일본 특허공개 제2001-348610호 공보

그러나, 특허문헌 1, 2 등에 개시된 탈린 처리에 사용되는 통상의 칼슘페라이트는, 액상선 온도가 약 1400℃이며, 전로 내의 용선의 온도인 1200 내지 1350℃보다도 높다. 이것은 상취 랜서로부터 공급되는 산소와 용선 중의 Si나 Fe의 산화 반응에 의해 생성하는 액체의 탈린 슬래그에, 고체의 칼슘페라이트가 용해하게 되고, 취련 시간이 짧은 경우에는, 칼슘페라이트가 충분히 용융되지 않아 탈린이 불충분해지고, [P](강 중에 용존하는 P의 질량％)가 목표값에 도달하지 않은 상태에서 취련이 종료되어 버리는 것이 고려된다.

또한, 특허문헌 2에는, 취련 시간을 10분간 정도로 하고, 전체 취련 시간 35％가 경과한 후에 칼슘페라이트를 첨가하기 시작해, 전체 취련 시간 80％가 경과할 때까지 첨가를 완료하는 기술이 기재되어 있다. 그런데, 예를 들어 4분 이내의 단시간에 취련을 행하는 경우, 특허문헌 2의 방법에서는, 칼슘페라이트의 용융이 불충분하여, 탈린 효율이 악화될 것이 우려된다.

특허문헌 3에는, Na₂O를 함유한 칼슘페라이트에 대하여 기재되어 있지만, 그것을 사용한 탈린 방법에 대하여 기재되어 있지 않으며, 취련 시간이 짧은 경우에 적합한 탈린 방법은 불분명하다. 또한, 본 발명자들의 상저 양취 전로를 사용한 실험에 의하면, 특허문헌 3에 기재된 탈린제를 사용하여 4분 정도의 단시간에 취련을 행한 경우, 칼슘페라이트는 충분히 용해되지 않아, 탈린 효율도 불충분하며, [P]<0.02％의 저인강의 용제가 곤란하였다.

또한, 특허문헌 4와 같이, 생석회분을 주성분으로 하는 정련용 플럭스도 4분정도의 단시간에는 충분히 용해되지 않아, 탈린 효율도 불충분하다. 이것은, 정련용 플럭스에 포함되는 생석회, 알루미나, 산화철 등은, 각각의 융점이 높아 정련 플럭스 전체의 용융 속도가 작기 때문이다.

최근, 전로의 생산 효율을 향상시키기 위해서, 용선 탈린 프로세스의 단시간 화가 도모되고 있으며, 예를 들어 4분 정도의 탈린 취련 시간에서 [P]<0.02％의 저인강을 용제하는 것을 요구된다. 이와 같은 배경 속에서, 단시간의 취련을 행한 경우에 있어서도, 저인강의 용제가 가능한 탈린제 및 탈린 방법의 개발이 요망되었다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의 검토하고, 칼슘페라이트에 Al₂O₃을 함유시켜, 이들 농도를 더 적정화함으로써, 단시간의 취련으로도 충분히 정련제가 용해되어, 효율적으로 저인강을 용제할 수 있다는 사실을 알아내었다. 또한, Al₂O₃에 더하여, SiO₂, Na₂O를 더 함유시키는 것에 대해서도 검토를 행하였다.

그 결과, 다음의 발명을 고안하였다.

(1)

2 내지 20질량％의 Al₂O₃을 함유하고, 잔부가 칼슘페라이트와 불순물이며,

(Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.5인, 용철의 탈린제.

(2)

1 내지 10질량％의 SiO₂를 더 함유하고, (SiO₂질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.3인, 상기 (1)에 기재된 용철의 탈린제.

(3)

(Na₂O질량％)/(Al₂O₃질량％)비가 0.1 내지 2.0으로 되는 Na₂O를 함유하는, 상기 (1) 또는 (2) 중 어느 한 항에 기재된 용철의 탈린제.

(4)

상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 탈린제를 함유하는, 정련제.

(5)

상기 (4)에 기재된 정련제를 전로 내에 첨가하고, 용선의 탈린 처리를 행하는 방법으로서, 장입(CaO)/(SiO₂)비가 1.3 내지 2.0인, 용철의 탈린 방법.

(6)

상기 칼슘페라이트에 포함되는 CaO 질량이, 상기 정련제에 포함되는 CaO 질량의 20％ 이상인, 상기 (5)에 기재된 용선의 탈린 방법.

(7)

상기 정련제를 용선의 장입보다도 전에 상기 전로 내에 투입하는, 상기 (5)에 기재된 용선의 탈린 방법.

또한, 본 발명에 있어서 칼슘페라이트란, CaO와 Fe₂O₃을 주성분으로 하는 화합물로서, CaO와 Fe₂O₃의 비율은 질량비로 6:4 내지 3:7이며, CaO질량％와 Fe₂O₃질량％의 합계는 70질량％ 이상의 것을 가리킨다. 또한, 칼슘페라이트는, 예를 들어 생석회, 철광석을 원료로 하고, 이들의 혼합물을, 용해로에 의해 완전 용융하고, 냉각 후에, 1 내지 50㎜ 정도의 괴상으로 분재하여 제조된다. 또한, 저인강이란 주조편 단계에서의 [P]가 0.02％ 이하인 강을, 효율적이란 용해된 칼슘페라이트가, 충분히 탈린에 기여하는 것을 가리킨다. 또한, 특별히 정하지 않는 한, 단시간의 취련이란, 취련 시간이 약 2 내지 6분 정도의 취련임을 가리킨다.

이하에 상기 발명에 이른 경위와 사고방식에 대하여 기재한다.

본 발명자들은 상저 양취 전로의 탈린 프로세스에 있어서의 칼슘페라이트의 용융성 개선을 위해, CaO 및 Fe₂O₃에 다양한 화합물을 첨가하고, 이것을 용해로에서 완전 용융된 다양한 칼슘페라이트를 작성하였다. 또한, CaO와 Fe₂O₃ 및 혹은, Al₂O₃을 혼합하고, 상온에서 펠릿 형상으로 성형한 것(이후, 펠릿이라고 칭함)을 작성하였다. 다음에 적외선 골드 이미지로를 탑재한 고온 현미경을 사용하여, 이들 칼슘페라이트 및 펠릿을 200℃/min의 승온 속도로 가열하고, 용융 개시 온도와 용융 종료 온도를 측정하였다.

그 결과, 통상의 CaO 및 Fe₂O₃로 이루어지는 칼슘페라이트(이후, CF라 기재하는 경우가 있음)에 대하여, CaO, Fe₂O₃ 및 Al₂O₃으로 이루어지는 칼슘페라이트(이후, CFA라 기재하는 경우가 있음)는, 용융 개시 온도와 용융 종료 온도가 현저하게 낮다는 사실을 알아내었다. 이것은, Al₂O₃이 칼슘페라이트의 고상선 온도 및 액상선 온도를 낮춘 효과에 의한 것이라 생각되었다. 또한, 상기 CFA와 마찬가지의 조성으로 이루어지는 펠릿을 사용한 실험에 있어서, 마찬가지의 조성이어도, 펠릿의 용융 개시 온도, 용융 종료 온도는 CFA보다 높다는 사실을 확인하였다.

상기 실험에서는 CFA의 액상선 온도는 용융 종료 온도에서 1350℃ 이하로 추정되고, CF의 액상선 온도(약 1400℃)에 비하여 낮기 때문에, 상저 양취 전로에 있어서의 탈린 취련에 CFA를 사용하는 것, CF를 사용한 경우에 비하여 용해 속도는 증대되어, 탈린이 촉진된다고 생각되었다. 또한, CFA를 제조하는 과정에서, 사전에 원료를 용해해 두는 것도 용해 속도를 증대하는 데 있어서 중요하다고 생각되었다. 한편, Al₂O₃은 전로 슬래그의 점도를 증대시키기 위해서, 전로 슬래그의 Al₂O₃ 농도가 너무 높아지면, 전로 내에서 급격한 슬래그 포밍이 일어나, 전로 노구로부터 슬래그가 비산하는(이후, 슬로핑이라 기재함) 빈도가 높아져, 취련을 중단하지 않을 수 없다. 본 발명자들은, 이와 같은 상황을 방지하는 적정한 Al₂O₃ 농도를 조사하고, 칼슘페라이트 중의 Al₂O₃을 20질량％ 이하로 함으로써, 슬로핑의 빈도를 억제하여, 취련을 중단하지 않고 조업할 수 있다는 사실을 알아내었다.

또한, Al₂O₃ 농도가 너무 낮으면, 칼슘페라이트의 용해 속도가 작아, 단시간의 취련으로 저인강을 용제하는 것이 곤란하였기 때문에, Al₂O₃ 농도를 2질량％ 이상으로 하였다. 또한 본 발명자들은, Al₂O₃ 농도를 4 내지 12 질량％로 함으로써 보다 높은 효과를 발현할 수 있음을 확인하였다.

또한, 칼슘페라이트 중의 Al₂O₃ 농도가 높아짐으로써, 칼슘페라이트의 용해 속도가 증대되지만, 탈린에 필요한 칼슘페라이트 중의 CaO 농도가, 상대적으로 낮아지기 때문에, 탈린에 비하여 칼슘페라이트의 Al₂O₃ 농도와 CaO 농도에는 적정한 조성이 존재한다고 생각된다. 이 적정 조성에 대하여, 본 발명자들은 예의 검토하고, (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비를 0.04 내지 0.5로 함으로써, 저인강을 용제할 수 있음을 확인하였다. (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 미만인 경우, 칼슘페라이트의 용해 속도가 작아, 탈린이 불충분하다. 또한 (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.5보다 큰 경우, CaO 농도가 너무 낮아서 탈린이 악화된다. 또한, 본 발명자들은 (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비를 0.1 내지 0.3으로 제어함으로써, 더 높은 효과를 발현하고, 탈린이 더 촉진됨을 확인하였다.

또한 본 발명자들은, 전술한 적외선 골드 이미지로를 탑재한 고온 현미경을 사용한 실험에 의해, CaO, Fe₂O₃, Al₂O₃ 및 Na₂O를 포함하는 칼슘페라이트(이후, CFAN이라 기재하는 경우가 있음)는, CFA에 대하여 용융 개시 온도 및 용융 종료 온도가, 더 낮다는 사실이 밝혀졌다. 이것은, Na₂O가 CFA의 액상선 온도 및 고상선 온도를 낮춘 효과를 갖기 때문이라고 생각되고, CFAN의 액상선 온도는 용융 종료 온도에서 1330℃ 이하로 추정되었다.

또한, 상저 양취 전로의 탈린 프로세스에 있어서, CFA보다, CFAN의 쪽이 높은 탈린 효율을 나타내고, 보다 [P]가 낮은 강을 용제할 수 있음을 확인하였다. 이것은, Na₂O가 슬래그의 포스페이트 캐패시티를 증대하는 효과를 갖는다는 점, Na₂O가 전로 슬래그의 점도를 내려, 슬래그측의 인의 물질 이동을 촉진하는 효과를 갖는다는 점이 원인이라 추정된다.

CFA에 있어서, Al₂O₃ 농도를, Al₂O₃이 2 내지 20질량％, (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비를 0.04 내지 0.5로 함으로써, 칼슘페라이트의 용해 속도가 증대되고, 이 효과에 의해 탈린을 촉진하는 것을 설명하였다. 한편, Al₂O₃의 첨가는 슬래그의 점도를 증대시켜서, 슬래그측의 인의 물질 이동을 지체하는 효과를 갖고 있다. Na₂O는, 이 Al₂O₃ 첨가에 의해 증대된 전로 슬래그의 점도를 저감하는 효과를 갖기 때문에, 칼슘페라이트의 Al₂O₃ 농도와 Na₂O 농도는 탈린을 촉진하는 동시에 적정한 질량비가 존재한다고 생각된다.

이 질량비에 대하여, 본 발명자들은 예의 검토하고, (Na₂O질량％)/(Al₂O₃질량％)비를 0.1보다 크게 함으로써, CFA에 비하여 보다 [P]가 낮은 강을 용제할 수 있음을 확인하였다. 또한, (Na₂O질량％)/(Al₂O₃질량％)비가 2.0보다 큰 경우, 탈린이 악화되었다. 이것은, 전로 슬래그 중의 Na₂O에 비하여 Al₂O₃의 질량비가 떨어짐으로써, Na₂O의 활동도가 커지게 되어, Na₂O의 가스화가 진행함으로써, 탈린에 필요한 Na₂O를 탈린 슬래그에 공급할 수 없었기 때문이라 추정되었다.

또한, (Na₂O질량％)/(Al₂O₃질량％)비를 0.2 내지 1.8로 함으로써, 탈린을 촉진하면서, 슬래그에 대한 Na₂O의 수율을 높게 유지할 수 있음을 확인하였다. 또한, CFA에 비하여 CFAN은, 전로 내에서의 슬래그 포밍이 억제되고, 전로 노구나 랜서로의 지금 부착의 억제 등 조업 안정화에 기여한다는 사실을 알게 되었다. 이것은, Na₂O에 의한 전로 슬래그의 점도 저감에 의해, 전로 슬래그의 포밍이나 슬로핑이 억제되었기 때문이라 생각되었다.

또한, 본 발명자들은, 전술한 적외선 골드 이미지로를 탑재한 고온 현미경을 사용한 실험에 의해, CaO, Fe₂O₃, Al₂O₃ 및 SiO₂로 이루어지는 칼슘페라이트(이후, CFAS라고 칭하는 경우도 있음)에 있어서도, CF에 비하여 용융 개시 온도 및 용융 종료 온도가 낮다는 사실이 밝혀졌다. 이것은, SiO₂가 CF의 액상선 온도 및 고상선 온도를 낮추는 효과를 갖기 때문이라 생각되었다. 한편, SiO₂는 전로 슬래그의 염기도를 저하하기 때문에, 전로 슬래그의 SiO₂ 농도가 너무 높아지면, 탈린 반응의 진행이 억제되고, 취련 종료 시에 목표로 하는 [P] 레벨을 충족할 수 없다. 본 발명자들은, 이와 같은 상황을 방지하는 적정한 SiO₂ 농도를 조사하고, 칼슘페라이트 중의 SiO₂를 10질량％ 이하로 함으로써, 목표 [P] 레벨을 만족시킴을 확인하였다.

또한, SiO₂ 농도가 너무 낮으면, 용융 온도를 저하하는 효과를 확인할 수 없었기 때문에, SiO₂ 농도를 1질량％ 이상으로 하였다. 또한 본 발명자들은, SiO₂ 농도를 2 내지 5질량％로 함으로써 보다 높은 효과를 발현할 수 있다는 사실을 알아내었다.

또한, 본 발명자들은 CFAS 중의 SiO₂와 CaO의 적정 조성에 대하여, 예의 검토하고, (SiO₂질량％)/(CaO질량％)비를 0.04 내지 0.3으로 함으로써, 저인강을 용제 할 수 있음을 확인하였다. (SiO₂질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 미만인 경우, 칼슘페라이트의 용해 속도가 작아, 탈린이 불충분하다. 또한 (SiO₂질량％)/(CaO질량％)비가 0.3보다 큰 경우, CaO 농도가 너무 낮아서 탈린이 악화된다. 또한, 본 발명자들은 (SiO₂질량％)/(CaO질량％)비를 0.1 내지 0.3으로 제어함으로써, 더 높은 효과를 발현하고, 탈린이 더욱 촉진됨을 확인하였다.

또한 본 발명자들은, 전술한 적외선 골드 이미지로를 탑재한 고온 현미경을 사용한 실험에 의해, CaO, Fe₂O₃, Al₂O₃, SiO₂ 및 Na₂O를 포함하는 칼슘페라이트(이후, CFASN이라 기재하는 경우가 있음)는, CFAS에 비하여 용융 개시 온도 및 용융 종료 온도가, 더 낮다는 사실이 밝혔다. 이것은, Na₂O가 CFAS의 액상선 온도 및 고상선 온도를 낮춘 효과를 갖기 때문이라고 생각되었다.

또한, 상저 양취 전로의 탈린 프로세스에 있어서, CFAS보다, CFASN의 쪽이 높은 탈린 효율을 나타내고, 보다 [P]가 낮은 강을 용제할 수 있음을 확인하였다. 이것은, Na₂O가 슬래그의 포스페이트 캐패시티를 증대하는 효과를 갖는다는 점, Na₂O가 전로 슬래그의 점도를 내려, 슬래그측의 인의 물질 이동을 촉진하는 효과를 갖는다는 점이 원인이라 추정된다.

또한, 본 발명자들은 CFASN 중의 SiO₂와 Na₂O의 적정 조성에 대하여, 예의 검토하고, (Na₂O질량％)/(SiO₂질량％)비를 0.1보다 크게 함으로써, CFAS에 비하여, 보다 [P]가 낮은 강을 용제할 수 있음을 확인하였다. 또한, (Na₂O질량％)/(SiO₂질량％)비가 3.0보다 큰 경우, 탈린이 악화되었다. 이것은, 전로 슬래그 중의 Na₂O에 대한 SiO₂의 질량비가 떨어짐으로써, Na₂O의 활동도가 커지게 되어, Na₂O의 가스화가 진행됨으로써, 탈린에 필요한 Na₂O를 탈린 슬래그에 공급할 수 없었기 때문이라 추정되었다. 또한, CFASN 중의 SiO₂, Al₂O₃ 및 Na₂O의 적정 조성에 대하여 검토하고, (Na₂O질량％)/(SiO₂질량％+Al₂O₃질량％)비를, 0.1 내지 2.5가 바람직하다는 사실을 알아내었다.

CFA를 제조할 때의 Al₂O₃원으로서는, 알루미늄재, 알루미나계 내화물 및 Al₂O₃을 포함하는 제강 슬래그 등, CFAS를 제조할 때의 SiO₂원으로서는, 감람암, 경석, SiO₂를 포함하는 제강 슬래그 등이 있다. 또한, CFAN 및 CFASN의 Na₂O원으로서는, Na₂CO₃, 소다석회 유리, 메타 규산소다 등이 있다.

본 발명에 따르면, 상저 양취 전로에 있어서의 탈린 처리에 있어서, Al₂O₃을 적정 농도로 함유한 칼슘페라이트를 사용함으로써 단시간의 취련으로도 충분히 정련제가 용해되어, 효율적으로 저인강을 용제할 수 있다. 또한, Al₂O₃에 더하여 Na₂O 및 혹은 SiO₂를 적정량 가함으로써, 탈린을 더 촉진할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따른 상저 양취 전로를 사용한 탈린 프로세스의 개략을 나타내는 설명도이다.

다음으로, 본 발명에 따른 탈린제를 사용하여 탈린 처리를 행할 때의 형태를 설명한다.

제강의 정련 공정에서 사용되는 정련로로서는, 통상적으로 전로가 사용되고, 전로법에 의한 제강 공정에 있어서는, 주 원료로서 용선과 스크랩을 장입하여 용강이 생산된다. 도 1에, 상저 양취 전로를 사용한 정련 공정의 개략을 나타낸다.

처음에, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 전로(1) 내에 스크랩(2)을 장입한다. 그리고, 스크랩(2)의 장입과 동시에, 본 발명에 따른 탈린제인 CFA, CFAN, CFAS, CFASN 중 적어도 어느 것을 포함하는 정련제(3)를 노 내에 투입한다. CFA, CFAN, CFAS, CFASN의 입경은 1 내지 50㎜, 바람직하게는 5 내지 35㎜ 정도의 입경의 것을 사용할 수 있다.

또한, 제강 슬래그 발생량 삭감 및 제조 비용 삭감의 관점에서, CFA, CFAN, CFAS, CFASN을 사용할 때의 전로 슬래그의 장입 염기도는 1.3 내지 2.0이 바람직하다. 장입 염기도란, 「전로 내로 공급하는 부원료 중에 포함되는 CaO 질량의 합계」를 분자로 하고, 「전로 내로 공급하는 부원료 중에 포함되는 SiO₂ 질량의 합계」와 「용선 및 스크랩 중에 포함되어 있는 Si가 전부 SiO₂로 산화되도록 한 경우의 SiO₂ 질량」의 합계를 분모로 하여 계산되는 비의 수치이다. 또한, 본 발명에 따른 탈린제의 효과를 충분히 얻기 위해서는, 칼슘페라이트로부터 공급하는 CaO량이, 전로 내로 공급하는 정련제(3)에 포함되는 전체 CaO 질량의 20％ 이상인 것이 바람직하다.

스크랩(2) 및 정련제(3)를 장입한 후, 노 내에 용선(4)을 장입(도 1의 (b))하고, 그 후, 랜서(5)로부터 산소를 용선(4)에 불어넣는 취련을 행한다(도 1의 (c)).

취련에 의해, 용선(3) 중의 인이 산소 및 슬래그 중의 CaO와 반응하여, 슬래그측으로 이행한다. 통상, CaO원으로서 생석회는 고융점이며, 정련 시의 용선 온도에서의 용해 속도는 작지만, 본 발명에 따른 탈린제인 CFA, CFAN, CFAS, CFASN은 용선 온도로 용융하기 때문에 용해 속도가 크고, 슬래그 중의 CaO 농도를 조기에 상승함으로써, 용선의 탈린을 촉진할 수 있다.

본 발명에 있어서, CFA, CFAN, CFAS, CFASN 중 어느 것을 포함하는 정련제(3)의 투입은, 전로 내에 용선(4)을 장입한 후에도 효과를 발현하지만, 용선(4)의 장입 전에 정련제(3)를 투입해 두는 것이 바람직하다. 이것은, 용선(4)의 장입 시의 교반력을 이용하여, CFA, CFAN, CFAS, CFASN의 용해를 촉진하기 위해서이다. 또는, 정련제 중 CFA, CFAN, CFAS, CFASN만을 용선(4)의 장입 전에 투입하고, 정련제의 그 밖의 물질을 취련 시에 투입해도 된다.

CaO 및 Fe₂O₃로 이루어지는 칼슘페라이트는 전술한 바와 같이 CaO의 용융성을 개선한 화합물이며, 생석회 등에 대하여 용융되기 쉽고, 탈린 효과를 발휘하는 것은 주지의 사실이지만, 본 발명에 따른 탈린제인 Al₂O₃, 혹은 나아가, SiO₂ 혹은, Na₂O를 함유하는 칼슘페라이트를 사용함으로써 융점이 더 내려가서 탈린 효과를 높일 수 있다.

탈린을 행하는 정련의 형태로서는, 탈린을 행한 후에 다른 노에서 탈탄을 행하는 경우와, MURC(Multi Refining Converter)법이라 불리는, 탈린을 행한 후, 전로를 틸팅하여 인 농도가 높은 슬래그를 배출하고, 그 후 동일 노에서 계속해서 탈탄을 행하는 경우 등이 있다. 본 발명은, 모든 경우에도 적용할 수 있지만, 특히 MURC법에서는, 탈린 시의 취련 시간이 통상 4분 이내로 단시간이며, 이러한 경우에도, 본 발명에 따른 탈린제에 의한 탈린 방법에 따르면 효율적으로 탈린 처리를 행할 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 당업자이면 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명백하며, 그것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

실시예

표 1에 나타내는 다양한 칼슘페라이트를 사용하여, 전로에서의 탈린 처리를 행하였다. 탈린 처리의 조건은, 탈린 전 [P]가 0.1％, 취련 시간이 3 내지 4분, 장입 염기도가 1.8, 칼슘페라이트 사용량이 10㎏/t의 조건이다. 표 중의 성품 [P]는, 주조편 단계에서의 [P]이다. 또한, 탈린 취련 중에 전로 노구로부터의 슬로핑의 상황을 조사하고, 슬로핑이 원인으로 취련을 도중에 중단한 경우에는 「있음」으로 하고, 중단하지 않은 경우를 「없음」으로 하였다. 또한 투입 타이밍이란, 칼슘페라이트를 전로 내에 투입하는 타이밍이며, 「용선 장입 전」 혹은 「용선 장입 후」로 하였다.

본 발명예인 No. 1 내지 No. 9는 성품 [P]<0.02％를 달성하고, 특히 No. 3, No. 4, No. 8 및 No. 9는 성품 [P]<0.015％이며, 보다 우수한 탈린능을 나타낸다는 사실을 알게 되었다. 한편, 비교예인 No. 10 내지 16은 모두 성품 [P]>0.02％이며, 탈린이 불충분하였다.

본 발명제인 No. 1 및 No. 2는, Al₂O₃이 3 내지 20질량％, (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.5이며, Al₂O₃에 의해 칼슘페라이트의 용융이 촉진되고, 탈린 슬래그에 대한 CaO의 공급 속도가 크기 때문에, 탈린이 촉진되었다고 생각된다. 한편으로 No. 10은 Al₂O₃이 2질량％ 미만이고, 칼슘페라이트의 용해가 불충분하였기 때문에, 탈린이 불충분하였다고 생각된다. 또한, No. 11은 Al₂O₃ 농도가 20질량％보다 크기 때문에, 심한 슬로핑이 일어나 취련을 도중에 중단한 점, (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.5보다 크고, Al₂O₃ 농도의 상승에 의해, 탈린 슬래그에 대한 CaO의 공급량이 적었던 점에서 탈린이 불충분하였다고 생각된다.

또한, 본 발명에 따른 탈린제인 No. 3 및 No. 4는, Al₂O₃이 2 내지 20질량％, (A₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.5, 또한 (Na₂O)/(Al₂2O₃)비가 0.1 내지 2.0이며, Al₂O₃ 및 Na₂O에 의해 칼슘페라이트의 용융이 촉진되고, Na₂O가 슬래그의 포스페이트 캐패시티를 증대한 점, Na₂O가 전로 슬래그의 점도를 내려 슬래그측의 인의 물질 이동을 촉진함으로써, 본 발명예인 No. 1이나 No. 2에 비하여, 탈린이 더 촉진되었다고 생각된다. 또한, No. 5는, 칼슘페라이트를 전로 내에 투입하는 타이밍이 「용선 장입 후」이며, No. 3 및 No. 4의 「용선 장입 전」에 비하여 반응 시간이 짧아, 성품 [P]는 상승하였지만, 성품 [P]<0.02％를 달성하는 것이 가능하였다.

한편, No. 12에서는 Al₂O₃이 2질량％보다 작아, 칼슘페라이트의 용융이 불충분한 점, (Na₂O)/(Al₂O₃)비가 2.0보다 커서, Na₂O의 기화에 의해 Na₂O가 충분히 탈린 슬래그 중에 잔류하지 않은 점에서, 탈린이 불충분하였다고 생각된다. 또한, No. 13은, (Na₂O)/(Al₂O₃)이 0.1보다 작고, Na₂O에 의해 슬래그의 포스페이트 캐패시티, 슬래그측의 인의 물질 이동 속도를 충분히 크게 할 수 없었기 때문에, 탈린이 불충분하였다고 생각된다. No. 14는 (Na₂O)/(Al₂O₃)비가 2.0보다 크고, Na₂O의 기화에 의해 Na₂O가 충분히 탈린 슬래그 중에 잔류하지 않은 점에서, 탈린이 불충분하였다고 생각된다.

또한, 본 발명에 따른 탈린제인 No. 6 및 No. 7은, Al₂O₃이 2 내지 20질량％, (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.5, SiO₂가 1 내지 10질량％, (SiO₂질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.3이며, Al₂O₃ 및 SiO₂에 의해 칼슘페라이트의 용융이 촉진되고, 탈린 슬래그에 대한 CaO의 공급 속도가 크기 때문에, 탈린이 촉진되었다고 생각된다. 한편 No. 15는 Al₂O₃이 2질량％ 미만, SiO₂가 1질량％ 미만이고, 칼슘페라이트의 용해가 불충분하였기 때문에, 탈린이 불충분하였다고 생각된다. 또한, No. 16은 Al₂O₃ 농도가 2질량％ 미만, SiO₂가 10질량％ 이상이며, SiO₂에 의해 슬래그의 염기도가 저하됨으로써, 탈린이 불충분하였다고 생각된다.

본 발명은, 제강 공정에 있어서, 철을 함유하는 스크랩과 용선을 정련로에 장입하여 취련하고, 용강을 용제할 때의 탈린 처리 방법에 적용할 수 있다.

1: 전로
2: 스크랩
3: 정련제
4: 용선
5: 랜서

Claims (7)

1. 2 내지 20질량％의 Al₂O₃을 함유하고, 잔부가 칼슘페라이트와 불순물이며,
   (Al₂O₃질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.5인, 용철의 탈린제.
2. 제1항에 있어서,
   1 내지 10질량％의 SiO₂를 더 함유하고, (SiO₂질량％)/(CaO질량％)비가 0.04 내지 0.3인, 용철의 탈린제.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   (Na₂O질량％)/(Al₂O₃질량％)비가 0.1 내지 2.0으로 되는 Na₂O를 더 함유하는, 용철의 탈린제.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 탈린제를 함유하는, 정련제.
5. 제4항에 기재된 정련제를 전로 내에 첨가하고, 용선의 탈린 처리를 행하는 방법으로서, 장입(CaO)/(SiO₂)비가 1.3 내지 2.0인, 용철의 탈린 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 칼슘페라이트에 포함되는 CaO 질량이, 상기 정련제에 포함되는 CaO 질량의 20％ 이상인, 용선의 탈린 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 정련제를 용선의 장입보다도 전에 상기 전로 내에 투입하는, 용선의 탈린 방법.

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