KR20190087515A

KR20190087515A - 용선의 예비 처리 방법과 극저인강의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190087515A
Application number: KR1020197017742A
Authority: KR
Inventors: 신페이 오노; 기미노리 하즈미; 야스히사 다치이리; 스스무 구도
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2019-07-24
Also published as: TW201829787A; TWI667350B; KR102189097B1; CN109790589A; JP6773131B2; WO2018123991A1; JPWO2018123991A1

Abstract

본 발명은, 용선의 예비 처리에 있어서 적절하게 탈규를 행함으로써, 전로의 중간 배재 공정을 방해하지 않고, 탈인 처리의 효율을 향상시키는 용선의 예비 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 용선의 예비 처리 방법은, 정련 용기 내의 용선에, 산화철, 기체 산소 및 석회계 플럭스를 투입하고, 탈규 처리와 탈인 처리를 실시하는 용선의 예비 처리 방법에 있어서, 산화철 환산의 산화제 원단위로 산화철을 25kg/t 이상 투입함과 함께, 상기 투입 시, 투입하는 산화철의 60％ 이상을 정련 용기의 상방으로부터 투입하고, 상기 용선의 Si 함유량을 0.05 내지 0.30질량％로 하고, 또한 P 함유량을 0.040 내지 0.085질량％로 조정하는 것을 특징으로 한다.

Description

용선의 예비 처리 방법과 극저인강의 제조 방법

본 발명은, 혼선차에 있어서, 용선의 Si 농도 및 P 농도를 효율적으로 저감하는 예비 처리 방법과 극저인강의 제조 방법에 관한 것이다.

용선을 전로에서 산소 취련하여 용강으로 할 때, 전로에서의 취련 부하를 저감함과 함께, 용강을 원하는 성분 조성으로 조정하기 쉽게 하기 위해서, 전로에 장입하는 용선으로부터, 미리, 규소, 인, 황 등을 제거하는 「용선 예비 처리」가, 통상 행해지고 있다.

예를 들어, 고로에서 출선된 용선이, 아직, 출선 홈통, 경주 홈통, 또는, 혼선차 내에 존재하는 동안, 용선에, 정련제로서, 석회계 플럭스, 산화제, 및／또는, 소다회계 플럭스 등을, 캐리어 가스(예를 들어, 질소, 산소)로 불어 넣거나, 또는, 상방으로부터, 직접 첨가하여, 규소, 인, 황 등을 슬래그로 이행시켜서 제거한다.

한편, 용선 예비 처리에 전로를 사용하는 프로세스(전로형 용선 예비 처리)도 발전을 이루고 있다. 전로형 용선 예비 처리는, 탈인용 전로와 탈탄용 전로를 사용하는 2로 방식으로 행하는 것이 일반적이지만, 특허문헌 1에는, 탈인 처리 후에 전로를 틸팅하여 탈인 슬래그를 배재(중간 배재)하고, 계속해서, 탈탄 처리를 행하고, 배재된 탈탄 슬래그를, 다음 탈인 처리에 있어서 탈인제로서 재사용하는 일련의 처리 공정을 1로에서 행하는 방법이 제안되어 있다.

특허문헌 1의 방법은, 1로 방식이라는 것과, 탈탄 슬래그의 핫 리사이클에 의한 열 여유도가 높음이 큰 장점이다. 그러나, 탈규·탈인→중간 배재→탈탄이라는 프로세스에 있어서 지나치게 탈규되면, 주된 슬래그원인 규소(Si)의 용선 중의 농도가 부족해지면, 중간 배재를 행하는 것이 곤란해진다. 이와 같이, 탈규의 정도에 따라서는 중간 배재가 곤란해져, 중간 배재하기 위해서, 탈규가 진행된 용선에 Si를 첨가하거나, 혹은 SiO₂를 새롭게 슬래그원으로서 투입하여, 용선의 규소 농도를 다시 증가시키는 등의 비경제적인 공정이 필요해지는 경우가 있다.

극저인강을 용제하기 위해서는, 용선 예비 처리에 의해, 용선의 P 농도를 충분히 저감하거나, 또는, 전로에서 탈인 처리를 실시한 용강을 일단 출강하고, 탈인 슬래그의 전량을 계외로 배출하고, 동일한 전로에서, 다시, 탈탄 및 탈인 취련을 행한다는 처리가 필요해진다. 또한, 극저인강이란, 강 중의 인 함유량이 0.01％ 이하인 강이다.

전로에서 탈인 처리를 실시한 용강을 일단 출강하고, 탈인 슬래그의 전량을 계외로 배출하고, 동일한 전로에서, 다시, 탈탄 및 탈인 취련을 행하는 일련의 처리는, 공정이 번잡해서, 처리 시간이 대폭으로 연장되어 버린다. 이와 같이, 특허문헌 1의 방법으로 초저인강을 용제하는 경우, 공정상의 과제가 많다.

열역학적으로, 탈인 반응은, 탈규 반응의 종료 후에 진행된다. 그 때문에, 전술한 바와 같이 용선 예비 처리에 의해 용선의 P 농도를 충분히 저감하는 경우에는, 용선 예비 처리에 있어서 용선의 Si 농도를 대략 제로까지 저감할 필요가 있다.

그 때문에, 종래 기술에서는, 극저인강을 용제하기 위해서, 용선 예비 처리의 단계에 있어서, 용선의 P 농도를 규격 농도(P 함유량: 0.01％ 이하) 부근까지 저감할 필요가 있었다. 그러나, 극저인강 레벨까지 탈인하기 위해서는, 대량의 슬래그가 발생한다. 토피도 카에서 그러한 탈인을 행하는 경우, 토피도 카의 프리보드(용선 상에 형성되는 공간의 노구까지의 높이)가 적으므로, 용선의 P 농도를 규격 농도 부근까지 저감하는 것은 곤란하다.

또한, 종래 기술에서는, 혼선차에 있어서의 용선 예비 처리에 있어서, 탈인을 행할 때, 형성되는 슬래그의 염기도가 3.0 이상이 되도록 석회계 플럭스를 불어 넣고, 또한, CaO의 슬래그화를 촉진시켜 플럭스량을 줄이기 때문에, 형석 (CaF₂)을 첨가하는 기술이 다용되고 있었다. 이 기술에 따르면, CaO의 융점이 저하되어, 그의 슬래그화가 용이해진다.

예를 들어, 특허문헌 2는, 이하의 조건에서, CaO를 주로 포함하는 플럭스와 산소원을 동시에 동일 위치에 불어 넣음으로써, 용선으로부터의 탈규와 탈인을 동시에 진행시키는 방법을 개시한다. 특허문헌 2에 개시된 방법은, 형석을 함유하는 플럭스를 사용하여 실시되고 있다.

총 산소 공급 속도 V_O2(Nm³/min.T)≥2.25[％Si]₀―0.03

단, [％Si]₀＝초기 [Si] 농도

그러나, 형석(CaF₂)의 첨가는, 형성되는 슬래그의 불소(F) 농도를 높이게 된다. 근년, 슬래그를 원료로 하는 토목, 건설용 자재 등으로부터 환경에의 불소 용출이 문제시되기에 이르러, 환경부는, 슬래그 중의 불소에 대해서도 규제를 마련하고 있다. 또한, 슬래그 중의 불소는, 예비 처리에 사용하는 용기의 내화물에 악영향을 미치므로, 없는 편이 바람직하다.

특허문헌 3에는, 형석을 사용하지 않고, 또한, 탈규·탈인을 행하는 용선의 예비 처리 방법으로서, 정련 용기 내의 용선에, 석회계 플럭스 및 산화제를 불어 넣어, 탈규율이 90％가 될 때까지의 사이에, 플럭스의 주된 양을 용선에 첨가하고, 슬래그의 최종 염기도를 1.2 내지 2.5로 하는 방법이 제안되어 있다.

그러나, 특허문헌 3의 방법에서는, 산화철의 첨가 방법이 인젝션 방식이기 때문에, 톱스 러그의 T.Fe(Total Fe) 농도가 상승되기 어려워, 탈규와 탈인이 동시에 진행되지 않고, 처리 후 용선의 Si 농도가 대략 제로가 되는 데다, 슬래그양도 방대해져 버린다.

또한, 특허문헌 4는, 용선 유지 용기 내에 유지된 용선에, 그 욕면 상방으로부터 산화철원을 첨가함과 함께, 욕면 아래에 CaO를 주체로 하는 매용제를 불어 넣음으로써 용선을 탈인 처리하고, 저인 용선을 제조하는 방법을 개시한다. 특허문헌 4에 개시된 상기 방법은, 상기 산화철원의 욕면에 있어서의 투입 영역이, 면적률로 상기 매용제의 욕면에서의 분출 영역의 40％ 이상으로 랩을 씌우도록, 상기 산화철원을 첨가하는 것을 특징으로 하고 있다. 특허문헌 4에 개시된 상기 방법은, 형석 등의 불소원을 포함하는 매용제를 생략할 수 있다.

특허문헌 4는, 특허문헌 1의 방법과 마찬가지로 1로 방식이며, 중간 배재 공정을 수반한다. 특허문헌 4는, 용선 포트에서의 탈규 처리에 의해 용선의 규소 농도를 소정의 레벨까지 저하시킨 후, 생성 슬래그를 배재하는 것을 교시하지만, 전술한 중간 배재 공정상의 기술적 과제를 해결하는 수단을 구체적으로 교시하지 않는다.

일본 특허 공개 평05-247511호 공보 일본 특허 공개 평02-93011호 공보 일본 특허 공개 제2001-152226호 공보 일본 특허 공개 제2001-288507호 공보

용선 예비 처리를 행하고, 이어서 중간 배재를 행하는 경우, 특히, 특허문헌 1에 개시된 1로 방식에 의한 탈인 방법을 행하는 경우, 지나치게 탈규하면, 용선 중의 규소 농도가 부족해져서 중간 배재가 곤란해진다는 기술적 과제가 있다.

또한, 중간 배재 공정을 포함하는 용선 처리 방법의 경우, 탈인 취련에 의해 발생된 인 농도가 높은 슬래그를 중간 배재 공정에 의해 완벽하게 제거하지 못하고, 상기 슬래그가 중간 배재 공정 후에 잔류한다. 그 때문에, 전술한 1로 방식에 의한 탈인 방법으로는, 극저인강을 용제하는 것이 곤란하다.

그래서, 본 발명은, 종래 기술의 현재 상황에 입각하여, 용선의 예비 처리에 있어서, 전로에 의한 용선 처리 전에, 전로에 있어서의 중간 배재 공정을 실시할 수 있을 정도의 규소 농도를 용선 중에 남기면서, 용선 중의 P 농도를 줄임으로써, 제련 공정의 탈인 처리 및 탈규 처리의 효율을 향상시키는 예비 처리 방법과 극저인강의 용제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 용선의 예비 처리에 있어서, CaF₂를 사용하지 않고, 용선의 P 농도 및 Si 농도를 효율적으로 저감하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 용선의 예비 처리에 있어서, 탈규 처리 및 탈인 처리를 동시에 진행시켜서 용선의 Si 농도 및 P 농도를 적절하게 저감할 수 있으면, 그 후의 전로 정련에 있어서 극저인강의 용제 효율이 향상되어, 정련 공정 전체의 효율이 향상된다는 발상을 기초로, 상기 과제를 해결하는 방법에 대하여 예의 연구하였다.

그 결과, Si 함유량이 0.05 내지 0.30질량％이고, 또한 P 함유량이 0.040 내지 0.085질량％가 되도록 용선을 예비 처리함으로써, 또한 전로 등에 있어서의 중간 배재 공정과 조합함으로써, 정련 공정 전체의 효율이 향상되는 것을 알아낼 수 있었다.

또한, 본 발명자들은, 용선의 예비 처리에 있어서, 석회 및 산화철계 플럭스에 의해 용선의 탈규 처리와 탈인 처리를 동시에 행할 때의 조건에 대하여 예의 연구하였다.

그 결과, 예비 처리 후의 용선의 Si 함유량 및 P 함유량을 상기 범위로 하기 위해서, 예비 처리 전후의 용선의 Si 함유량 및 P 함유량의 변화 (ΔP/ΔSi)를 0.1 초과로 하는 것이 바람직하다는 것을 알아냈다.

이와 같이, 정련 용기 내의 용선 예비 처리에 있어서, 산화철의 투입량 및 산화철의 투입 방법을 적정화하면, 예비 처리 후의 용선의 Si 농도 및 P 농도를, 전로에 의한 정련 공정 등 다음 정련 공정에 적합한 성분 조성으로 조정할 수 있다는 것을 알아냈다.

본 발명은, 상기 지견에 기초하여 이루어진 것으로, 그 요지는, 다음과 같다.

(1) 정련 용기 내의 용선에, 산화철, 기체 산소 및 석회계 플럭스를 투입하고, 탈규 처리와 탈인 처리를 실시하는 용선의 예비 처리 방법에 있어서,

산화철 환산의 산화제 원단위로 산화철을 25kg/t 이상 투입함과 함께,

상기 투입 시, 투입하는 산화철의 60％ 이상을 정련 용기의 상방으로부터 투입하고,

상기 용선의 Si 함유량을 0.05 내지 0.30질량％로 하고, 또한 P 함유량을 0.040 내지 0.085질량％로 조정하는 것을 특징으로 하는 용선의 예비 처리 방법.

(2) 정련 용기 내에 투입되는 산화철의 전량 중 80 내지 100％를 정련 용기의 상방으로부터 투입하는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재된 용선의 예비 처리 방법.

(3) 예비 처리 전후의 P 농도 및 예비 처리 전후의 Si 농도가, 하기 식 1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)에 기재된 용선의 예비 처리 방법.

ΔP/ΔSi＞0.1… (식 1)

단, ΔP: 예비 처리 전 P 농도와 예비 처리 후 P 농도의 차, ΔSi: 예비 처리 전 Si 농도와 예비 처리 후 Si 농도의 차

(4) 석회계 플럭스는, CaF₂를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 용선의 예비 처리 방법.

(5) 상기 정련 용기가 혼선차인 것을 특징으로 하는 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 용선의 예비 처리 방법.

(6) (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 예비 처리 방법 후에, 전로에서의 중간 배재를 행하는 것을 특징으로 하는 극저인강의 제조 방법.

본 발명에 따르면, 전로에서의 중간 배재 공정을 방해하지 않도록 예비 처리를 행할 수 있으므로, 본 발명의 예비 처리 방법을 이용함으로써, 전로에 의한 정련 공정에 있어서 극저인강을 효율적으로 용제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 용선의 예비 처리에 있어서, CaF₂를 사용하지 않고, 용선의 P 농도 및 Si 농도를 효율적으로 저감할 수 있다.

도 1은, 혼선차를 정련 용기로서 사용하는 용선의 예비 처리의 일 양태를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 혼선차의 상방으로부터 투입하는 산화철의 비율: R_FeO(％)와, 예비 처리 전후의 P 농도의 변화량(질량％) ΔP와 Si 농도의 변화량(질량％) ΔSi의 비: ΔP/ΔSi의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 용선의 예비 처리 방법(이하 「본 발명 방법」이라고 하는 경우가 있다.)은, 정련 용기 내의 용선에, 산화철, 기체 산소 및 석회계 플럭스를 투입하고, 탈규 처리와 탈인 처리를 실시하는 용선의 예비 처리 방법에 있어서,

(i) 산화철을, 산화철 환산의 산화제 원단위로 25kg/t 이상을 투입함과 함께,

(ii) 상기 투입 시, 투입하는 산화철의 60％ 이상을 정련 용기의 상방으로부터 투입하고,

(iii) 용선의 Si 함유량을 0.05 내지 0.30질량％로 하고, 또한 P 함유량을 0.040 내지 0.085질량％로 조정하는

것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 예비 처리 방법이 대상으로 하는 용선은, Si: 0.80질량％ 이하, P: 1.200질량％ 이하이면 특정한 성분 조성에 한정되지 않고, 통상의 성분 조성의 용선인 구체적으로는, 예를 들어 고로에서 출선된 용선이나, 전기로에서 용해된 용선을 들 수 있다.

용선의 예비 처리는, 용선을 정련 공정으로 반송하는 데 주로 사용하는 혼선차를 정련 용기로서 사용하여 행하므로, 혼선차를 정련 용기로서 사용하는 용선의 예비 처리에 대하여 설명하지만, 정련 용기는, 혼선차에 한하지 않고, 용선을, 다음 정련 공정으로 반송하기 위한 용기(예를 들어, 용선 포트 등)이며, 예비 정련을 행하는 것이 가능한 용기이면 된다.

도 1에, 혼선차를 정련 용기로서 사용하는 용선의 예비 처리의 일 양태를 모식적으로 나타낸다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 혼선차(1)의 개구부(2)로부터 랜스(3)를 용선(4) 중에 침지하고, 석회계 플럭스(5) 및／또는 산화제(6)(산화철)를, 캐리어 가스(7)(기체 산소)로 반송하고, 소요의 시간, 랜스(3)로부터 용선(4) 중에 불어 넣는다.

용선(4) 중의 Si 및 P는, 산화되어서 슬래그(8)로 이행하고, 용선(4)의 예비 처리(탈규 처리와 탈인 처리)가 진행된다. 예를 들어, 용선의 Si 농도가, 0.05 내지 0.30질량％에 달했을 때, 예비 처리를 중단하고 혼선차(1)를 틸팅하여, 생성된 슬래그(8)를 혼선차(1) 밖으로 배출한다. 이어서, 석회계 플럭스(5)와 산화제(6)로 예비 처리를 재개한다.

본 발명 방법은, 용선 예비 처리(탈규 처리와 탈인 처리)에 있어서, 산화제로서 산화철을 용선에 투입할 때, 투입하는 산화철의 60％ 이상의 산화철(6a)을, 혼선차의 상방으로부터, 즉, 개구부(2)에 배치된 슈트(9)로부터 용선(4)에 투입한다.

산화철원은, 예를 들어 밀 스케일, 소결광, 철광석, 소결 더스트 등이다. 석회계 플럭스는, CaO 단독이어도 되고, 주성분을 CaO로 하는, 탄산칼슘(CaCO₃)이나, 전로 슬래그 등의 혼합물이어도 된다. 단, 전술한 바와 같이, 외부 환경 및 예비 처리에 사용하는 용기의 내화물에의 악영향을 고려하여, 형석을 사용하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명 방법에 있어서, 산화철을, 산화철 환산의 산화제 원단위로 25kg/t 이상을, 용선에 투입하지만, 이 점에 대해서는 후술한다. 또한, 산화철의 투입량은, 혼선차에 장입된 용선에 투입한 산화철의 합계 질량이다. 또한, 「산화철 환산의 산화제 원단위」란, 용선 예비 처리 공정에 있어서, 용선 1t을 예비 처리하기 위해서 투입한 산소의 전체 질량을, FeO로 환산한 질량이다.

탈규 반응과 동시에 탈인 반응을 진행시키기 위해서는, 용선의 Si 활동도를 낮추면서, 용선과 슬래그의 반응 계면에 있어서의 산소 포텐셜을 높일 필요가 있다. 산화철을, 상방으로부터 투입함으로써, 슬래그의 Fe 농도를 높게 유지할 수 있다고 생각되지만, 상방 첨가는, 용선으로의 직접 흡입에 비하여 반응 효율이 낮으므로, 단순히, 산화철의 전량을 상방 첨가해도, 반응 효율이 저하되기만 해서, 탈규 처리도 탈인 처리도 불충분해져 버린다.

따라서, 용선의 예비 처리에 있어서, 탈규 효율과 탈인 효율을 모두 최대화하기 위해서는, 산화철을, 산화제 원단위로 어느 정도 투입할지, 또한, 어느 정도의 비율로 상방 첨가할 것인지를 명백하게 할 필요가 있지만, 종래, 용선으로의 산화철의 투입에 관한 정량적인 검토, 고찰은 이루어져 있지 않아, 당연히 정량적인 지침은 나타나 있지 않다.

본 발명자들은, 용선으로의 산화철의 투입에 관하여, 정량적인 검토를 예의 행하고, 용선에 투입하는 산화철의 산화철 환산의 산화제 원단위 및 용선의 상방으로부터 투입해야 할 산화철의 비율(％)을 밝혔다.

도 2에, 혼선차의 상방으로부터 투입하는 산화철의 비율: R_FeO(％)와, 예비 처리 전후의 P 농도의 변화량(질량％) ΔP와 Si 농도의 변화량(질량％) ΔSi의 비: ΔP/ΔSi의 관계를 나타낸다. 도 2에는, 용선에 산화철을, 산화철 환산의 산화제 원단위로 35kg/t를 투입한 경우의 ΔP/ΔSi의 변화와, 산화철 환산의 산화제 원단위로 25kg/t를 투입한 경우의 ΔP/ΔSi의 변화를 나타낸다.

탈규와 동시에 탈인이 진행될수록, ΔP/ΔSi는 커진다. 전로 공정으로 극저인강을 용제하기 위해서는, Si를 어느 정도 남기면서, P를 가능한 한 제거하는 것이 바람직하기 때문에, ΔP/ΔSi가 큰 편이 바람직하다.

전술한 용선 중, C: 4.50 내지 4.70질량％, Si: 0.50 내지 0.60질량％, P: 0.100 내지 0.120을 함유하는 용선이, 특히, 본 발명의 예비 처리 방법의 대상이 된다고 상정된다. 이러한 용선을 예비 처리하여 당해 용선의 Si 함유량을 0.2질량％까지 저감시킨 후, 전로 공정으로 극저인강을 용제하기 위해서는, ΔP/ΔSi＞0.1이 바람직하다. 그래서, 본 발명 방법에서는, ΔP/ΔSi＞0.1을 평가 기준으로 하였다.

R_FeO(％)의 증가에 수반하여, ΔP/ΔSi도 증가되고, 산화제 원단위가 35kg/t인 경우, R_FeO＝60％이고, ΔP/ΔSi＞0.1이 되고, R_FeO≥70％에서는, R_FeO가 증가되고, ΔP/ΔSi는 0.14 내지 0.18이다.

이것으로부터, 탈규 처리와 탈인 처리를 동시에 진행시키는 데 필요한 조건은, R_FeO≥60％이며, 바람직하게는 R_FeO≥70％이다. R_FeO의 상한은 100％이지만, 85％를 초과하면, 소요의 ΔP/ΔSi의 확보의 점에서 바람직하지만, 하기 식에서 정의하는 투입 산소의 반응 효율 η₀이 저하되므로, 이 점을 고려하여, R_FeO를 적절히 설정한다.

η₀＝{(ΔP×80/62+ΔSi×32/28)×1/100}/(산화철 투입량 원단위×1/1000×C₀)

여기서, 산화철 투입량 원단위:산화철 투입량(kg)/용선량(t);

ΔP: 예비 처리 전 P 농도―예비 처리 후 P 농도;

ΔSi: 예비 처리 전 Si 농도―예비 처리 후 Si 농도;

C₀: 산화철 중의 산소의 비율(산화철 중의 산소 질량/산화철 총질량)

상기 반응 효율 η₀은, 투입 산소 중 Si 및 P와 반응한 산소량을 반영한다. 전로 슬래그 중의 Si 성분 및 P 성분은, 대부분이, 오산화이인(P₂O₅) 및 실리카(SiO₂)이다. 투입 산소 중 Si 및 P와 반응한 산소량은, 예비 처리 전후의 P 농도 및 Si 농도의 변화와, 예비 처리에 사용된 산화철량으로부터 산출할 수 있다. 따라서, 상기 반응 효율 η₀은, ΔP, ΔS 및 산화철 투입량 원단위로부터 정의할 수 있다.

산화제 원단위가 25kg/t인 경우, ΔP/ΔSi는 저하되고, R_FeO≥60％이어도, ΔP/ΔSi＜0.1이 되는 경우가 있다. 이것은, 용선의 Si 농도에 비해 산화제 원단위가 부족해서, 잉여 산소원의 슬래그 중의 T.Fe의 농도가 낮은 위치가 되고, 탈규 처리와 동시에 탈인 처리가 진행되지 않았다고 생각할 수 있다.

본 발명 방법에서는, 도 2에 나타내는 결과에 입각하여, 용선에 투입하는 산화철은, 산화철 환산의 산화제 원단위로 30kg/t 이상으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 35kg/t 이상이다. 또한, 용선에 투입하는 산화철의 상한은, 본 발명의 예비 처리 방법을 실시하기 위한 설비의 규모로 제한되지 않는 한, 특별히 한정되지 않는다. 일반적인 토피도 카라면, 용선에 투입하는 산화철의 상한을 80kg/t로 해도 된다.

이와 같이, 용선의 예비 처리에 있어서, 탈규 처리와 탈인 처리를 동시에 효율적으로 진행시키기 위한 조건은, 용선에 투입하는 산화철이, 산화철 환산의 산화제 원단위로 25kg/t 이상, 바람직하게는 30kg/t 이상, 더욱 바람직하게는 35kg/t 이상이고, 또한, 용선의 상방으로부터 투입하는 산화철의 비율 R_FeO의60％ 이상, 바람직하게는 70％ 이상이다.

특히, 용선의 상방으로부터 투입하는 산화철의 비율 R_FeO는, 80 내지 100％인 것이 바람직하다. 랜스(3)로부터 용선(4) 중에 불어 넣기 위한 설비를 생력화하는 관점에서도, 상기 R_FeO를 80 내지 100％로 하는 것이 바람직하다.

[실시예]

이어서, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해서 채용한 일 조건예이며, 본 발명은, 이 일 조건예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 벗어나지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에 있어서, 다양한 조건을 채용할 수 있는 것이다. 또한, 이하의 실시예에서는, 고로에서 출선된 용선을 예비 처리 공정으로 탈규 및 탈인하고, 이어서, 전로를 사용하여 예비 처리 공정의 용선을 정련하고 추가로 탈인을 행하고 있다.

[용선의 예비 처리 공정]

고로에서 출선된 용선(Si: 0.54질량％, P: 0.118질량％, C: 4.6질량％)을 혼선차에 장입하고, 석회계 플럭스와 산화제의 흡입 장치를 구비하는 예비 처리장으로 반송하고, 다양한 조건 하에서, 용선의 예비 처리(탈규 처리와 탈인 처리)를 실시하였다.

각각의 조건에서 5차지 실시하고, 평균값을 산출하였다. 1차지에서, 혼선차에 장입된 용선은 260 내지 280톤이다. 예비 처리(탈규 처리와 탈인 처리)의 수순은 이하와 같다.

먼저, 용선 중으로, 랜스로부터, 산화제로서의 산화철과 석회계 플럭스로서의 생석회를 캐리어 가스(산소)로 불어 넣는다(도 1, 참조). 그 유량은 600 내지 800Nm³/시간이다. 흡입과 동시에, 혼선차의 상방으로부터, 용선 상에 소요량의 산화철을 투입한다(도 1, 참조). 혼선차의 상방으로부터 산화철을 투입한 후, 산화철 및 생석회의 흡입 및 산소(캐리어 가스)의 흡입을 계속하고, 용선을 교반하고, 20 내지 30분 경과 후에 예비 처리를 종료한다.

표 1에, 용선의 예비 처리(탈규 처리와 탈인 처리)의 결과를 나타낸다. 표 1 중, 탈규 처리와 탈인 처리에 기여한 산소의 반응 효율 η₀(상기 정의식, 참조)은, 용선의 예비 처리의 효율을 평가하는 하나의 지표이다.

발명예 1 내지 6은, 본 발명의 조건에서, 용선의 예비 처리(탈규 처리와 탈인 처리)를 실시한 예이다. 발명예 1 내지 5는, 산화철을, 산화철 환산의 산화제 원단위로 35kg/t, 생석회를, 생석회 원단위로 10 내지 20kg/t 투입한 예이다. 발명예 1 내지 5에 있어서, 혼선차의 상방으로부터 투입한 산화철의 비율: R_FeO는 70 내지 95％이다.

발명예 1 내지 3은, ΔP/ΔSi＞0.1을 만족시키고 있어서, 예비 처리의 결과는 양호하다. 발명예 3의 ΔP/ΔSi는, 발명예 1 및 2의 ΔP/ΔSi보다 높은 위치이지만, 탈규 처리와 탈인 처리에 기여한 산소의 효율: η₀가 약간 낮은 위치이다. 이것은, 발명예 3의 R_FeO가 95％로 높은 위치이기 때문에, 용선 중에 불어 넣어지는 산화제가 부족했기 때문이라고 생각된다. 이것으로부터, R_FeO는, 60 내지 85％가 바람직하다는 것을 알 수 있다.

발명예 4는, 생석회 원단위를 20kg/t로 변경한 예이고, 발명예 5는, 생석회 원단위를 10kg/t로 변경한 예이다. 발명예 4는, 슬래그의 염기도가 발명예 1 내지 3보다 높고, 발명예 5는, 슬래그의 염기도가 발명예 1 내지 3보다 낮지만, 발명예 4 및 발명예 5에 있어서, ΔP/ΔSi에 큰 변화는 보이지 않는다. 또한, 발명예 및 비교예의 염기도는, 용선의 처리(표 1의 경우, 예비 처리)를 위해서 사용한 규소량 및 처리 대상의 용선에 함유되는 규소량의 합계의 SiO₂ 환산의 질량(total (SiO₂))에 대한, 용선의 처리를 위해서 사용한 CaO양(total (CaO))의 비율(즉, 「total(CaO)/total(SiO₂)」이다.

발명예 6은, 산화철 환산의 산화제 원단위는 31kg/t, 생석회 원단위는 15kg/t, 상방으로부터 투입한 산화철의 비율: R_FeO는 65％인 예이다. ΔP/ΔSi＝0.13이고, ΔP/ΔSi＞0.1을 만족시키고 있어, 예비 처리의 결과는 양호하다.

비교예 1은, R_FeO＝30％, 산화제 원단위 43kg/t, 생석회 원단위 15kg/t의 조건에서 예비 처리를 실시한 예이다. ΔP/Si가 0.05로 낮아, 바람직한 용선의 성분 조성이 얻어지지 않았다. 이것은, R_FeO가 본 발명의 범위보다 낮고, 슬래그의 Fe 농도가 낮아, 탈규 반응은 진행되었지만, 탈인 반응은 거의 진행되지 않았기 때문이다.

비교예 2는, R_FeO＝65％, 산화제 원단위 25kg/t, 생석회 원단위 15kg/t인 예이다. ΔP/ΔSi는 0.09이고, 비교예 1보다 높은 위치이지만, 발명예에 비해 낮은 위치이다. 이것은, 용선의 Si 농도에 비해서 산화제 원단위가 부족하여, 잉여 산소원의 슬래그 중의 T.Fe(전선)의 농도가 낮은 위치라서, 탈규 처리와 동시에 탈인 처리가 진행되지 않았다고 생각된다.

이상, 용선의 예비 처리에 있어서, 용선 중의 Si 농도 및 P 농도를 적절하게 하는 탈규 처리와 탈인 처리를, 동시에, 효율적으로 진행시키기 위한 조건은, 산화철 환산의 산화제 원단위가 25kg/t 이상이고, 또한, 상방으로부터 투입하는 산화철의 비율: R_FeO가 60％ 이상이라는 것이 확인되었다. 또한, R_FeO는, 80 내지 100％가 바람직하다는 것이 확인되었다.

[전로를 사용한 정련 공정]

전술한 예비 처리 후, 발명예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3의 용선 각각의 용선을 표 2의 조건에서 정련하고, 극저인강의 제조를 시도하였다.

먼저, 발명예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 3의 각 용선에, 표 2의 조건에서 석회계 플럭스로서 생석회를 캐리어 가스(질소 가스)와 함께 전로의 저취 노즐로부터 전로 내의 용선 중에 불어 넣고, 기체 산소를 용선의 액면에 분사하였다.

상기 석회계 플럭스를 전로 내에 투입 후, 중간 배재를 행하여 슬래그를 폐기하였다. 중간 배재 전의 탈인 취련 시의 슬래그의 염기도는, 1.5 내지 2.0이었다. 그 후, 또한, 기체 산소를 용선 중에 불어 넣고, 용선을 교반하고, 15 내지 20분 경과 후에 전로를 사용한 정련 공정을 종료하였다. 중간 배재 후의 탈탄소 취련 시의 슬래그의 염기도는, 3.0 내지 3.5였다.

전로를 사용한 정련 공정에 있어서, 탈인 후의 P 농도를 표 2에 나타낸다. 또한, 기체 산소의 투입량은, 기체 산소 원단위로 40 내지 60Nm³/t였다.

극저인강이 제조된 예를 합격의 실시예로 하였다(표 2의 항목 「평가」에 있어서 “○” 또는 “△”가 나타난 예). 특히, 상기 합격의 실시예 중, Si 첨가가 불필요한 예를 “○”로 나타냈다. 발명예 1 내지 9에 있어서, P 함유량이 0.01％ 미만인 용선이 제조되었다.

단, 발명예 8에 있어서, 예비 처리 후의 용선의 Si 농도 및 P 농도가 높았기 때문에, 발명예 1 내지 7과 비교하여 전로 처리 후 P 농도가 높아졌다. 또한, 발명예 9에 있어서, 예비 처리 후의 용선의 Si 농도는, 전로를 사용한 정련 공정에 있어서 중간 배재를 하는 데는 불충분하였다. 그 때문에, 발명예 9에 있어서, 슬래그를 생성하기 위해서, 전로를 사용한 정련 공정에 있어서 Si가 첨가되었다. 그러나, 중간 배재를 하는 데 최저한의 슬래그 생성량이기 때문에, 발명예 1 내지 7과 비교하여 전로 처리 후 P 농도가 높아졌다.

비교예 1 내지 3은, P 함유량이 0.01％ 미만인 용선이 제조되지 않았던 예이다(표 2의 항목 「평가」에 있어서 “×”가 나타난 예). 비교예 1 내지 3에 있어서, 예비 처리 후의 용선의 ΔP/ΔSi는, 0.1 미만이었다.

또한, 비교예 1, 3에 있어서, 예비 처리 후의 용선의 P 농도는 0.090질량％ 초과였지만, 예비 처리 후의 용선의 Si 농도는, 전로를 사용한 정련 공정에 있어서 P 농도를 저감하는 데는 불충분하였다. 그 때문에, 비교예 1, 3에 있어서, 용선 중의 P를 함유시키는 슬래그를 생성하기 위해서, 전로를 사용한 정련 공정에 있어서 Si가 첨가되었다. 그러나, 비교예 1, 3에 있어서, 예비 처리 후의 용선의 P 농도가 너무 높았기 때문에, 전로에 의한 정련 처리에 의해 P 함유량이 0.01％ 미만인 용선이 제조되지 않았다.

비교예 2에 있어서, 예비 처리 후의 용선의 Si 농도가 충분히 높았으므로, 전로를 사용한 정련 공정에 있어서 Si를 첨가할 필요는 없었다. 그러나, 예비 처리 후의 용선의 Si 농도 및 P 농도가 높았기 때문에, 전로를 사용한 정련 공정에 있어서의 슬래그 형성에 의한 P 농도의 저감 처리가 불충분해졌다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 용선의 예비 처리에 있어서, CaF₂를 사용하지 않고, 예비 처리 후의 탈인 공정을 방해하지 않을 정도로, 용선 중의 P 농도 및 Si 농도를 적절하게 저감시키고 있고, 정련 공정에서 효율적으로 극저인강을 용제할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 철강 산업에 있어서 이용 가능성이 높은 것이다.

1: 혼선차
2: 개구부
3: 랜스
4: 용선
5: 석회계 플럭스
6: 산화제
6a: 산화철
7: 캐리어 가스
8: 슬래그
9: 슈트

Claims

정련 용기 내의 용선에, 산화철, 기체 산소 및 석회계 플럭스를 투입하고, 탈규 처리와 탈인 처리를 실시하는 용선의 예비 처리 방법에 있어서,
산화철을 산화철 환산의 산화제 원단위로 25kg/t 이상을 투입함과 함께,
상기 투입 시, 투입하는 산화철의 60％ 이상을 정련 용기의 상방으로부터 투입하고,
상기 용선의 Si 함유량을 0.05 내지 0.30질량％로 하고, 또한 P 함유량을 0.040 내지 0.085질량％로 조정하는 것을 특징으로 하는 용선의 예비 처리 방법.
제1항에 있어서,
정련 용기 내에 투입되는 산화철의 전량 중 80 내지 100％를 정련 용기의 상방으로부터 투입하는 것을 특징으로 하는 용선의 예비 처리 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
예비 처리 전후의 P 농도 및 예비 처리 전후의 Si 농도가, 하기 식 1을 만족시키는 것을 특징으로 하는 용선의 예비 처리 방법.
ΔP/ΔSi＞0.1… (식 1)
단, ΔP: 예비 처리 전 P 농도와 예비 처리 후 P 농도의 차, ΔSi: 예비 처리 전 Si 농도와 예비 처리 후 Si 농도의 차.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
석회계 플럭스는, CaF₂를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 용선의 예비 처리 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정련 용기가 혼선차인 것을 특징으로 하는 용선의 예비 처리 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 예비 처리 방법 후에, 전로에서의 중간 배재를 행하는 것을 특징으로 하는 극저인강의 제조 방법.