KR20220154813A - 저온용 고(高) 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정 - Google Patents

저온용 고(高) 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정 Download PDF

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Abstract

저온용 고(高) 망간 오스테나이트강(austenitic steel)의 급속 합금화 공정은 망간 합금 베이킹→회전로 출강과 출강 합금화→LF 슬래깅(slagging) 합금화를 포함하며, 상세하게, (1) 몰튼 스틸 컨테이너(molten steel container)의 컨테이너 연령이 전기에 놓여있는 몰튼 스틸 컨테이너를 준비하는 단계; (2) 몰튼 스틸 컨테이너 지지부재를 준비하고, 베이킹할 망간 합금을 몰튼 스틸 컨테이너의 내부로 수송하는 단계; (3) 몰튼 스틸 컨테이너의 합금을 베이킹하는 단계; (4) 회전로의 출강량과 출강 온도를 제어하는 단계; (5) LF 정련로가 승온해 합금화하는 과정; (6) LF 정련로가 대량의 아르곤가스하에서 교반하고 강온해 합금화를 실시하는 과정을 포함한다. 상기 합금화 공정은 고 망간 오스테나이트강의 망간 합금화 시간을 8시간에서부터 3시간 미만으로 단축시켜 생산효율과 용강 품질을 향상시킨다.

Description

저온용 고(高) 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정
본 발명은 저온용 고(高) 망간 오스테나이트강(austenitic steel)의 급속 합금화 공정에 관한 것이다.
저온용 고(高) 망간 오스테나이트강(austenitic steel)(15% ≤[Mn]≤30%)은 용강의 망간 함유량이 높고 망간이 쉽게 산화되어 고철과 함께 회전로에 첨가할 수 없고, 회전로 출강과 LF정련과정을 통해 망간의 합금화를 진행할 수 밖에 없므르로, 망간의 합금화 시간(8시간 이상)이 길어지고, 생산효율이 낮아 연속 주조 생산에 불리하며; 또한, 장시간의 LF로 합금화는 쉽게 용강의 수소 및 질소 가스 함량이 높아지도록 하고, 연속 주조하는 블랭크(blank)의 품질에 대해 비교적 큰 영향을 미친다. 고 망간 오스테나이트강(15% ≤[Mn]≤30%)의 생산효율을 향상하고 연속 주조하는 블랭크의 품질을 향상하기 위해, 회전로 제련으로 저온 고 망간 오스테나이트강 급속 합금화 제강 공정을 제공하는 것은 시급히 해결해야 하는 문제이다.
본 발명은 상기 종래기술의 결함을 해결하기 위해 창출된 것으로, 그 목적은, 상기 기술문제를 해결함으로써, 고(高) 망간 오스테나이트강(austenitic steel)의 망간 합금 시간을 8시간에서부터 3시간 미만으로 단축시키고 생산효율과 용강 품질을 향상시켜 저온용 고 망간 오스테나이트강의 급속 합금화를 실현하는 저온용 고 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정을 제공하는 데 있다.
본 발명이 상기 기술문제를 해결하는 기술방안은 저온용 고(高)망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정이며, 망간 합금 베이킹→회전로 출강과 출강 합금화→LF 슬래깅(slagging) 합금화를 포함하며, 상세하게 아래 단계를 포함한다.
1. 망간 합금 베이킹:
(1) 몰튼 스틸 컨테이너(molten steel container)의 컨테이너 연령이 전기에 놓여 있는 몰튼 스틸 컨테이너를 준비하며;
(2) 격자판을 용접해 몰튼 스틸 컨테이너의 바닥과 직경 크기가 동일한 지지부재를 제작하고, 제작된 지지부재를 몰튼 스틸 컨테이너의 바닥부에 놓고; 그 다음, 베이킹할 망간 합금을 몰튼 스틸 컨테이너의 내부로 첨가하고, 상기 망간 합금의 첨가량은 230-260Kg/t 스틸이고, 첨가량은 몰튼 스틸 컨테이너 용적의 4분의 3을 초과하지 않으며;
(3) 준비된 망간 합금이 담겨진 몰튼 스틸 컨테이너를 정상적으로 제조라인에 투입되는 몰튼 스틸 컨테이너의 베이킹 작업위치에 설치해 베이킹을 시작하고, 베이킹 화염 온도는 1000℃까지 조절하고, 베이킹 시간은 24시간 이상이며;
2. 회전로 출강과 출강 합금화:
(1) 베이킹된 합금의 몰튼 스틸 컨테이너를 회전로 출강 작업위치까지 들어 옮기고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취(bottom blown)를 연결해 통하게 하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취를 개방해 출강을 진행하고, 이의 출강량=표준 몰튼 스틸 컨테이너의 용강 적재 중량-베이킹한 망간 합금의 중량-1/3*표준 몰튼 스틸 컨테이너의 용강 적재 중량이고, 회전로 출강 온도는 1660℃ 내지 1700℃이고, 출강 시간은 3 내지 5min이며;
3. LF 슬래깅 합금화:
(1) LF 정련로가 승온해 합금화하는 과정:
LF 정련로의 전극이 가열되어 승온하고, 유량이 400 내지 500NL/min인 대량의 아르곤가스하에서 교반해 탈황하고, 대량의 아르곤가스하에서 교반, 가열 및 승온해 합금화를 실시하고, 용강 온도를 1580℃ 내지 1600℃까지 높이고, 승온시간은 60분이상이며;
(2) LF 정련로가 대량의 아르곤가스하에서 교반하고 강온해 합금화를 실시하는 과정:
용강 온도를 1580℃ 내지 1600℃까지 높인 후, 승온 조작을 정지하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 아르곤가스 유량을 600NL/min까지 조정하고, LF 정련로의 몰튼 스틸 컨테이너의 소형 로(爐) 덮개를 내려놓고, 대량 아르곤가스에서의 교반 강온 조작을 진행하고, 용강 온도가 1480℃까지 내려간 후, 합금화 작업을 완성하고, 대량 아르곤가스에서의 교반을 정지하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 아르곤가스 유량을 50-80NL/min까지 조정해 계속 15분 동안 교반하고, 연속 주조 작업위치까지 들어 옮겨 주조작업을 진행하고, 대량 아르곤가스하에 교반 및 강온하는 과정에서 견본을 추출해 온도를 측정하고, 추출한 견본에 근거해 용강의 성분 상황을 분석하고, 스틸 품목이 요구하는 성분 범위보다 작을 경우, 합금을 첨가해 용강의 성분을 미세 조정하고, 점진적으로 용강 성분을 스틸 품목이 요구하는 성분 범위 내로 조정한다.
본 발명의 더 한정된 방안은 아래와 같다.
상기 준비된 몰튼 스틸 컨테이너의 컨테이너 연령은 총 컨테이너 연령의 3분의 1 전이다.
상술한 바와 같이, 망간 합금이 몰튼 스틸 컨테이너에 첨가된 후, 망간 합금의 상면에는 한 층의 제강용 석회를 첨가하고, 석회 첨가량은 8-10 Kg/t스틸이다.
상술한 바와 같이, 베이킹된 합금의 몰튼 스틸 컨테이너를 회전로 출강 작업위치까지 들어 옮기고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취를 연결해 통하게 하는 데 있어서, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 유량은 600내지 800Nl/min이다.
상술한 바와 같이, 대량의 아르곤가스하에서 교반 및 강온하는 과정은 석회를 여러 번으로 나누어 첨가해 강온이 빨라지도록 하고, 매번 한번에 석회를 1.5Kg/t 첨가하고, 강온과정의 총 첨가량은 6Kg/t보다 많지 않다.
본 발명은 아래의 유익한 효과를 이룬다. 본 발명은 몰튼 스틸 컨테이너(molten steel container)를 작동하기 전에 미리 적절한 합금량, 적합한 베이킹 온도, 베이킹 시간과 베이킹 배치(batch)에 대한 공정 제어를 진행하는 동시에,회전로 출강 온도와 LF 합금화 공정을 최적화하여 LF 정련로 합금화 시간을 대폭 단축함으로써, LF 정련로 합금화 시간을 9시간에서부터 3시간으로 단축시키고, LF 정련로가 장시간 승온하고 합금화를 실시해 용강의 기체 함량이 증가되는 확률을 낮추어 연속 생산을 보장할 뿐만 아니라, 제품 품질도 향상시킨다.
실시예 1
본 실시예는 150t의 회전로, 150톤의 LF 정련로 제련, 25Mn의 스틸 품목을 선택해 저온용 고(高) 망간 오스테나이트강(austenitic steel)의 급속 합금화 공정을 제공하며,
망간 합금 베이킹→회전로 출강과 출강 합금화→LF 슬래깅(slagging) 합금화의 공정과정을 포함하며, 상세하게 아래 단계를 포함한다.
1. 망간 합금 베이킹:
(1) 몰튼 스틸 컨테이너(molten steel container) 준비: 몰튼 스틸 컨테이너의 총 컨테이너 연령은 100로(爐)이고, 컨테이너 연령이 19로(爐)인 23호 몰튼 스틸 컨테이너를 선택해 합금 베이킹의 몰튼 스틸 컨테이너로 이용하며;
(2) 직경이 10mm인 보통 철근을 용접해 몰튼 스틸 컨테이너의 바닥 직경 크기의 지지부재를 2개 제작하고, 제작된 지지부재를 몰튼 스틸 컨테이너의 바닥부에 놓고; 그 다음, 35톤의 금속 망간 합금을 첨가하고, 그 다음, 몰튼 스틸 컨테이너의 내부로 1.5톤의 제강용 석회를 첨가해 몰튼 스틸 컨테이너 내부의 상층에 가까운 망간 합금이 화염에 베이킹되어 연화되는 것을 방지하며;
(3) 준비된 금속 망간과 석회가 담겨진 몰튼 스틸 컨테이너를 정상적으로 제조라인에 투입되는 몰튼 스틸 컨테이너의 베이킹 작업위치에 설치해 베이킹을 시작하고, 베이킹 화염 온도를 1000℃까지 조절해 베이킹을 진행하고, 합금의 베이킹 시간은 27시간이며;
2. 회전로 출강과 출강 합금화:
(1) 27시간 베이킹되고 금속 망간이 담겨진 몰튼 스틸 컨테이너를 회전로 출강 작업위치까지 들어 옮기고, 베이킹된 합금의 온도는 708℃이고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취(bottom blown)를 연결해 통하게 하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 유량은 800Nl/min이고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취를 개방해 출강을 진행하고, 이의 출강량=150톤-35톤-1/3*150톤=100톤이고, 회전로 출강 온도는 1668℃이고, 출강 시간은 3min이며;
3. LF 슬래깅 합금화:
(1) LF 정련로가 승온해 합금화하는 과정：
LF 정련로의 전극이 가열되어 승온하고, 견본울 추출하며, 상세한 내용은 표 1을 참조한다. 대량의 아르곤가스하에서 교반해 탈황하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취를 연결해 통하게 하고，아르곤가스의 유량은 500NL/min이고, 대량의 아르곤가스하에서 교반, 가열 및 승온해 77분간 동안 합금화를 실시하고, 용강 온도는 1593℃이며;
(2) LF 정련로가 대량의 아르곤가스하에서 교반하고 강온해 합금화를 실시하는 과정:
용강 온도를 1583℃까지 높인 후, 승온 조작을 정지하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 아르곤가스 유량을 600NL/min까지 조정하고, LF 정련로의 몰튼 스틸 컨테이너의 소형 로(爐) 덮개를 내려놓고, 공기를 차단해 2차 산화를 방지할 수 있고, 아르곤가스에서의 교반 강온 조작을 진행하고, 대량 아르곤가스하에서의 교반 및 강온 과정은 2개의 배치로 나누어 석회를 첨가해 강온이 빨라지도록 하고, 매번 한번에 1.5Kg/t의 석회를 첨가해 용강 온도가 1487℃까지 내려가도록 하는 데 65분이 걸리고, 합금화 작업을 완성하고, 대량 아르곤가스하에서의 교반을 정지하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 아르곤가스 유량을 50NL/min까지 조정하고, 15분 동안 계속 교반하고, 연속 주조 작업위치까지 들어 옮겨 주조를 진행하며, 대량 아르곤가스하에서의 교반 및 강온 과정에서 견본을 추출해 온도를 측정하며, 상세한 내용은 표 1을 참조한다.
표 1: LF 슬래깅(slagging) 합금화 과정의 온도 및 망간 성분
Figure pct00001
본 실시예의 25Mn 생산에서 첨가해 베이킹하는 합금은 35톤이고, 베이킹 시간은 27시간이고, 베이킹 후 온도는 708℃이며; LF 정련로가 승온해 망간 합금화를 실시하는 과정은 시간이 77분이고, 온도는 1583℃까지 오르고, 승온이 종료되면 용강의 망간 함량이 23.04%이며; LF 정련도가 대량의 아르곤가스하에서 교반 및 강온해 망간 합금화를 실시하는 시간은 65분이고, 온도는 1587℃까지 내려가며, 강온이 종료되면 용강의 망간 함량이 23.41%이고, 스틸 품목의 성분 요구를 만족시키고, LF로 합금화의 총 시간은 142분으로 제어해 생산효율을 대폭 향상시킨다.
본 발명은 상기 실시예 외에도, 다른 실시방식이 존재할 수 있으며, 균등 치환 또는 등가적 변환을 이용해 형성된 기술방안은 모두 본 발명이 청구하는 보호범위에 포함되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 저온용 고(高) 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정에 있어서,
    망간 합금 베이킹→회전로 출강과 출강 합금화→LF 슬래깅(slagging) 합금화를 포함하며, 구체적으로,
    1. 망간 합금 베이킹:
    (1) 몰튼 스틸 컨테이너(molten steel container)의 컨테이너 연령이 전기에 놓여 있는 몰튼 스틸 컨테이너를 준비하며;
    (2) 격자판을 용접해 몰튼 스틸 컨테이너의 바닥과 직경 크기가 동일한 지지부재를 제작하고, 제작된 지지부재를 몰튼 스틸 컨테이너의 바닥부에 놓고; 그 다음, 베이킹할 망간 합금을 몰튼 스틸 컨테이너의 내부로 첨가하고, 상기 망간 합금의 첨가량은 230-260Kg/t 스틸이고, 첨가량은 몰튼 스틸 컨테이너 용적의 4분의 3을 초과하지 않으며;
    (3) 준비된 망간 합금이 담겨진 몰튼 스틸 컨테이너를, 정상적으로 제조라인에 투입되는 몰튼 스틸 컨테이너의 베이킹 작업위치에 설치해 베이킹을 시작하고, 베이킹 화염 온도는 1000℃까지 조절하고, 베이킹 시간은 24시간 이상이며;
    2. 회전로 출강과 출강 합금화:
    (1) 베이킹된 합금의 몰튼 스틸 컨테이너를 회전로 출강 작업위치까지 들어 옮기고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취(bottom blown)를 연결해 통하게 하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취를 개방해 출강을 진행하고, 이의 출강량=표준 몰튼 스틸 컨테이너의 용강 적재 중량-베이킹한 망간 합금의 중량-1/3*표준 몰튼 스틸 컨테이너의 용강 적재 중량이고, 회전로 출강 온도는 1660℃ 내지 1700℃이고, 출강 시간은 3 내지 5min이며;
    3. LF 슬래깅 합금화:
    (1) LF 정련로가 승온해 합금화하는 과정:
    LF 정련로의 전극이 가열되어 승온하고, 유량이 400 내지 500NL/min인 대량의 아르곤가스하에서 교반해 탈황하고, 대량의 아르곤가스하에서 교반, 가열 및 승온해 합금화를 실시하고, 용강 온도를 1580℃ 내지 1600℃까지 높이고, 승온시간은 60분이상이며;
    (2) LF 정련로가 대량의 아르곤가스하에서 교반하고 강온해 합금화를 실시하는 과정:
    용강 온도를 1580℃ 내지 1600℃까지 높인 후, 승온 조작을 정지하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 아르곤가스 유량을 600NL/min까지 조정하고, LF 정련로의 몰튼 스틸 컨테이너의 소형 로(爐) 덮개를 내려놓고, 대량 아르곤가스에서의 교반 강온 조작을 진행하고, 용강 온도가 1480℃까지 내려간 후, 합금화 작업을 완성하고, 대량 아르곤가스에서의 교반을 정지하고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 아르곤가스 유량을 50-80NL/min까지 조정해 계속 15분 동안 교반하고, 연속 주조 작업위치까지 들어 옮겨 주조작업을 진행하고, 대량 아르곤가스하에 교반 및 강온하는 과정에서 견본을 추출해 온도를 측정하고, 추출한 견본에 근거해 용강의 성분 상황을 분석하고, 스틸 품목이 요구하는 성분 범위보다 작을 경우, 합금을 첨가해 용강의 성분을 미세 조정하고, 점진적으로 용강 성분을 스틸 품목이 요구하는 성분 범위 내로 조정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온용 고(高) 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 준비된 몰튼 스틸 컨테이너의 컨테이너 연령은 총 컨테이너 연령의 3분의 1 전인 것을 특징으로 하는 저온용 고 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정.
  3. 제1항에 있어서,
    망간 합금이 몰튼 스틸 컨테이너에 첨가된 후, 망간 합금의 상면에는 한 층의 제강용 석회를 첨가하고, 석회 첨가량은 8-10 Kg/t스틸인 것을 특징으로 하는 저온용 고 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정.
  4. 제1항에 있어서,
    베이킹된 합금의 몰튼 스틸 컨테이너를 회전로 출강 작업위치까지 들어 옮기고, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취를 연결해 통하게 하는 데 있어서, 몰튼 스틸 컨테이너의 하취 유량은 600내지 800Nl/min인 것을 특징으로 하는 저온용 고 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정.
  5. 제1항에 있어서,
    대량의 아르곤가스하에서 교반 및 강온하는 과정은 석회를 여러 번으로 나누어 첨가해 강온이 빨라지도록 하고, 매번 한번에 석회를 1.5Kg/t 첨가하고, 강온과정의 총 첨가량은 6Kg/t보다 많지 않은 것을 특징으로 하는 저온용 고 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정.
KR1020227036492A 2020-04-24 2020-06-29 저온용 고(高) 망간 오스테나이트강의 급속 합금화 공정 KR102581522B1 (ko)

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