KR910009962B1 - 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법
제1도는 슬래그의 CaO/SiO2비와 용철의 황농도(%S)간의 관계를 도시한 그래프.
제2도는 CaO/SiO2비와 크롬 환원 수율간의 관계를 도시한 그래프.
제3도는 슬래그의 MgO/Al2O3비와 용철의 황농도(%S)간의 관계를 도시한 그래프.
제4도는 슬래그의 MgO/Al2O3비와 MgO 용해지수간의 관계를 도시한 그래프.
제5도는 MgO/Al2O3비와 T.Cr량간의 관계를 도시한 그래프.
제6도는 용철욕에서 탄소물질양과 황농도(%S)간의 관계를 도시한 그래프.
본 발명은 함크롬 용철의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 크롬광석과 같은 크롬 산화물로부터 제조된 용철의 탈황을 위한 환원에 관한 것이다.
일본국 특허공개 공보 제60-9815호와 특허공보 제62-49346호에 상저취 전로를 이용하여 크롬 광석과 같은 크롬 산화물의 용융환원에 관한 기술이 개재되어 있다. 이 기술에서는 열원으로서도 작용하는 환원제 함유탄소와 크롬 산화물을 용해욕의 용융선철에 장입한다. 산소제트를 용융욕에 주입하여 탄소를 연소시키므로써 그 연소열을 이용하여 크롬 산화물을 환원시킨다.
상기 용융환원공정에서는 열원 및 환원제로서 석탄과 같은 대량의 탄소함유물질이 사용된다. 이러한 탄소 함유물질은 일반적으로 0.5중량%의 황을 함유한다. 따라서 탄소물질의 양을 증가시키면 용철의 황농도가 상승되게 된다. 탄소물질의 양과 황농도간의 관계(전체 용철약에 대한 비율=%S)가 제6도에 도시되어 있다. 따라서 환원공정후, 탈황처리를 필요로 한다. 예를들면, 전로에서 용철을 출탕한 다음 용제를 주입하여 탈황처리를 수행할 수 있다. 이는 탈황을 위한 부가적 공정이 요구되므로써 분명히 생산효율이 떨어지게 된다.
출탕후, 부가적인 탈황처리를 생략하기 위하여 일반적으로 탈탄후 환원기간중에 전로에서 탈황처리를 수행한다. 그러나, 이러한 공정은 환원공정에 부하를 가중시켜 다음과 같은 문제점을 야기시킨다.
우선, 탈탄후의 환원기간중에, 고가의 환원제로 알려진 페로 실리콘이 대량 사용된다. 따라서, 탈황을 촉진시키기 위해서는 염기도를 높게 유지시킬 필요가 있다. 결국, 요구되는 수산화 칼슘의 양이 증가된다. 둘째, 수산화 칼슘의 양이 증가되면, 열보상 및 탈황을 촉진하기 위하여 용융욕의 온도상승을 초래한다. 이는 전로벽의 내화물의 손상을 가속화한다. 더욱이, 탈황공정중 용융욕의 산소 포텐셜을 유지하기 위해 탈산제로서 추가의 페로실리콘이 필요하게 된다. 또한, 전로에서 탈황을 수행함은 필연적으로 전로에서의 공정기간을 연장시켜 내화물의 수명을 단축시킨다. 또한 전로에서의 공정기간의 연장은 Ar 가스와 같이 값비싼 저취 불활성 가스량을 상승시키게 된다.
따라서, 환원공정을 통하여 저황 농도의 용철을 제조하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 부가적인 탈황공정을 필요로 하지 않고 황농도가 낮은 함크롬 용철을 제조하기 위한 새로운 환원공정을 제공하기 위함이다.
본 발명자들은 용융환원로에서 크롬 광석과 반환원된 펠릿의 효율적인 용융환원을 수행할 수 있다는 점을 발견하였다. 용융 환원로에서 효율적인 환원을 수행할 수 있으므로써 슬래그와 용철의 산소 포텐셜이 낮아지게 되어 탈황반응을 효과적으로 촉진시킨다.
잘 알려진 바와같이, 탈황반응을 촉진시키기 위해서는 용철의 염기도를 높이고 용철의 온도를 상승시키며 산소농도를 낮출 필요가 있다. 크롬 산화물의 환원의 경우, 수율의 개선과 내화물에 야기되는 손상의 극소화가 성취되어야 한다. 여러 가지 실험결과, 본 발명자들은 다음 조건하에서 내화물의 용손을 극소화시키면서 만족스러울 정도의 높은 수율로 크롬 산화물의 효율적인 환원을 실시할 수 있다는 생각에 도달하였다.
본 발명에 따르면, 상취성능을 갖춘 정련 또는 환원용기를 이용하여 크롬 산화물의 환원을 수행한다. 상기 용기의 용철욕에 크롬 산화물을 장입한다. 슬래그의 함량은 다음 조건을 유지하도록 조절하다.
Figure kpo00001
본 발명에 따른 환원공정을 실시하기 위해서는, 장입물과 용철욕간의 반응을 촉진하기 위해 강한 교반성능을 부여할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 공정에 사용하는 용기는 상취성능을 갖추고 있어야 한다. 또한, 이 용기는 크롬 광석과 같은 함크롬 산화물, 반환원된 크롬 펠릿, 탄소함유물질, 돌로 마이트, 수산화 칼슘 및 기타 장입물의 단속적인 또는 연속적인 장입을 수행할 수 있는 설비를 수반하고 있어야 한다.
본 발명의 일 특징에 따라 황함유량이 낮은 함크롬 용철을 제조하는 방법은 상취성능을 갖춘 용기를 구비하고, 용기에 용융선철로써 용철욕을 형성시키며, CaO/SiO2비가 2.1 내지 3.5의 범위 그리고 MgO/Al2O3비가 0.6~0.8의 범위인 슬래그를 준비하고, 크롬 함유물질과 환원제 함유물질을 용기의 용철욕에 장입하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 공정은 용철의 최종 생성물의 황함량을 0.015중량% 이하로 조절한다. 또한, 본 발명에 따른 공정은 약 5 내지 35중량% 범위의 크롬을 함유하는 용철을 제조하도록 설계되어 있다. 또한 바람직하게, 본 공정은 용철의 최종 생성물에서 황의 함량을 0.008% 이하로 조절하기 위하여 CaO/SiO2가 2.3 내지 3.5의 값으로 유지되는 조절된 양으로 플럭스를 연속장입하는 단계를 포함한다. 바람직한 공정으로서, 상기 용기는 상저취 전로를 포함한다. 크롬 함유물질과 환원제 함유물질은 전로의 상부로부터 장입한다. 또한 공정은 CaO/SiO2비가 2.1~3.5 그리고 MgO/Al2O3비가 0.6~0.8의 범위로 유지되도록 조절된 양의 용해 촉진 첨가제를 연속 장입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용해 촉진제는 석회, 돌로마이트이다. 용해촉진제의 양은 크롬 함유물질 및 환원제 함유물질의 장입량에 따라 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 일 특징에 따라 황함유량이 낮은 함크롬 용철을 제조하는 공정은 상저취 전로에 용융선철로써 용철욕을 형성시키고, 용철욕에서 슬래그의 CaO/SiO2 비를 2.1~3.5의 범위로 조절하고, 용기의 용철욕에 크롬함유물질 및 탄소함유물질을 장입하는 단계를 포함한다.
실험결과를 예시하고 있는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 그러나, 이어지는 내용은 단지 본 발명의 설명과 이해를 위한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 상취성능을 갖춘 정련 또는 환원용기를 이용하여 크롬 산화물의 환원을 수행한다. 크롬 산화물은 전술한 용기의 용철욕에 장입된다. 슬래그의 함량은 다음 조건을 유지하도록 조절한다.
Figure kpo00002
본 발명에 따른 공정을 실시하기 위해서는 장입물과 용철욕간의 반응을 촉진하기 위해 강한 교반성능을 구비할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 공정에 사용되는 용기는 상취성능을 갖추어야 한다. 또한, 이 용기는 크롬광석과 같은 크롬 산화물, 반환원된 크롬펠릿, 탄소 함유물질, 돌로마이트, 석회 및 기타 장입물을 단속적 또는 연속장입을 수행할 수 있는 설비를 수반하고 있어야 한다.
본 발명에 따른 공정을 실시하기 위해, 85톤의 용융선철을 상저취 전로에 충진하였다. 용철욕을 형성하기 위한 용융선철은 3.5중량% 이상의 탄소를 함유한다. 용융선철의 온도는 1500~1600℃ 범위이었다. 250~400kg/톤의 반환원된 크롬 펠릿과 200~300kg/톤의 코우크스를 장입하였다. 10~20중량%의 Cr를 함유하는 용철을 얻기 위해 용융환원을 수행하였다. 공정중, 용철에서 CaO/SiO2와 황함량간의 관계를 검사하였다. 결과는 제1도에 제시되어 있다. 제1도에서 알 수 있듯이, CaO/SiO2비가 상승할수록 탈황효율이 상승한다. CaO/SiO2비가 2.1보다 작을 때, 용철의 황함량이 상당히 변동하여 용철에 낮은 황농도를 안정적으로 유지할 수 없다.
같은 조건에서 CaO/SiO2비와 Cr 환원률간의 관계를 조사하여 제2도에 결과를 나타내었다. Cr 환원 수율은 다음식으로 구하였다.
수률=[(산출 Cr(kg))/(장입 Cr(kg))]×100(%)
제2도에서 분명한 바와 같이 CaO/SiO2비의 증가에 따라 수율은 감소한다. 수율의 감소는 슬래그 체적의 증가와 용철의 비산(splashing), 드로스의 과립화 및 슬래그 응고의 지연에 의해 Cr 산화물의 환원속도가 낮아진 때문이라 생각된다. 제2도에서 알 수 있는 바와같이, CaO/SiO2비가 3.5보다 크게될 때 수율이 상당이 하락하고 있다. 따라서 CaO/SiO2비의 바람직한 범위는 2.1~3.5이다.
슬래그의 CaO/SiO2비를 상기 범위로 조절하여 Cr 산화물의 환원을 수행할 때, 용철욕의 황농도는 0.0005~0.020중량%의 범위에서 변동한다. 보다 안정적이고 보다 효율적으로 탈황을 수행하기 위해서 여러 가지 시도를 하였다. 여러 가지 실험후, 본 발명자들은 저황농도의 함크롬 용철을 안정적으로 얻기 위해 MgO/Al2O3비가 유효 변수임을 밝혔다.
잘 알려진 바와같이, MgO/Al2O3는 크롬 광석에 포함되어 있다. 따라서 용철욕에 장입하는 크롬 광석의 양이 증가되면, MgO/Al2O3의 농도는 자연적으로 증가한다. 이는 슬래그에 함유된 Cr(T. Cr)의 총량을 상승시켜 Cr 환원수율을 낮춘다. 본 발명의 바람직한 공정에서는 CaO/SiO2비를 2.1~3.5의 범위로 조절하기 때문에 CaO가 효과적으로 MgO와 Al2O3를 희석시켜 준다. CaO/SiO2비를 2.1~3.5의 범위로 유지시키므로써 MgO/Al2O3비와의 관계를 조사하여 제3도에 나타내었다. 제3도에서 알수 있듯이, MgO/Al2O3비를 0.5~1.0의 범위로 조절하므로써 황 함유량이 0.015중량% 이하의 함크롬 용철을 생산할 수 있다. 한편, MgO/Al2O3비를 0.5~1.0의 범위로 조절하므로써 내화물의 용손을 일으키는 챠아지(charge)가 야기될 수 있다. 제4도에서 용해지수로 나타낸 MgO 용해량과 MgO/Al2O3비간의 관계를 알 수 있다. MgO 용해지수는 Al2O3농도를 기초로 슬래그량을 계산하고 밸런스 계산(balance calculation)을 실시하여 토출하였다. (＋) 값의 용해지수는 내화물에서 MgO가 용출되어 나오는 것이고, (－) 값은 내화물에 MgO가 용착하는 것을 의미한다. 제4도에서 알 수 있는 바와같이, MgO 용해지수를 0.5이하로 유지하기 위해서는 MgO/Al2O3비가 0.60이상으로 조절되어야 한다.
제5도는 T. Cr량(중량%)과 MgO/Al2O3비간의 관계를 나타낸다. 제5도에서 알 수 있듯이, Cr 환원수율을 개선하기 위해서는 MgO/Al2O3비를 0.8이하로 할 필요가 있다. MgO/Al2O3비가 0.8 보다 크면, 환원속도가 낮아져서 Cr 환원수율을 낮춘다.
MgO/Al2O3비는 Cr 광석에 포함된 MgO/Al2O3양에 따라 돌로마이트와 Al2O3의 장입량을 조절하여 조정할 수 있다.
상기한 여러 가지 일자를 고려할 때, MgO/Al2O3비의 바람직한 범위는 0.6~0.8이다. MgO/Al2O3비를 상기 범위로 설정하고 CaO/SiO2비를 2.1~3.5의 범위로 설정하므로써 만족스러울 정도로 낮은 황농도, 즉 황농도가 0.015중량% 이하의 함크롬 용철을 내화물의 실질적인 손상이 없이 안정적으로 제조할 수 있다.
[실시예 1]
85톤 용량의 상저취 전로를 이용하여 본 발명에 따른 환원공정을 실시하므로써 14% 크롬을 함유한 용철을 제조하였다. 전로에 충진된 용융선철은 다음 표 1에 제시된 함량을 갖는다.
[표 1]
Figure kpo00003
용철의 온도는 1190℃이었다. 전로에 충진된 용철의 양은 63.8톤이었다. 코우크스와 반환원된 크롬 펠릿은 연속장입한다. 반환원된 Cr 펠릿은 표 2에 제시된 성분을 갖는다.
[표 2]
Figure kpo00004
석회, 돌로마이트 양은 본 발명에 따른 바람직한 환원공정을 실시하기에 적절하도록 슬래그 조성을 조정할 수 있도록 코우크스와 반환원된 Cr 펠릿의 장입량에 따라 조절할 수 있다. 본 실시예에서 CaO/SiO2비는 2.5, MgO/Al2O3비는 0.65로 설정하였다. 석회, 코우크스, 반환원된 Cr 펠릿 및 상취산소의 양은 표 3과 같이 하였다.
[표 3]
Figure kpo00005
본 발명에 따른 바람직한 환원공정을 실시한 후, 용철의 조성은 표 4에, 그리고 슬래그의 조성은 표 5에 제시되어 있다. 표 4와 표 5에 제시된 결과는 87.6분 동안 환원공정을 실시한 후에 얻은 것이며, 출탕된 용철량은 75.1톤, Cr 환원율은 91.82%이었다.
[표 4]
Figure kpo00006
[표 5]
Figure kpo00007
표 4와 표 5로부터 알 수 있는 바와같이, CaO/SiO2비와 MgO/Al2O3비를 전술한 범위로 조절하므로써 만족스러운 저황농도의 함크롬 용철을 내화물 손상없이 효율적으로 제조할 수 있다.
[실시예 2]
용량 85톤의 상저취 전로를 이용하여 본 발명에 따른 환원공정을 수행함으로써 14% Cr을 함유하는 용철을 제조하였다. 전로에 충진된 용융선철의 함량은 표 6에 제시된 바와같다.
[표 6]
Figure kpo00008
용철의 온도는 1235℃이었다. 전로에 충진된 용철량은 65.3톤이었다. 코우크스와 반환원된 Cr 펠릿은 연속장입한다. 반환원된 Cr 펠릿의 조성은 전술한 표 2와 같다.
석회와 돌로마이트의 양은 코우크스와 반환원된 Cr 펠릿의 장입량에 따라 조정하여 본 발명에 따라 바람직한 환원공정을 실시하기에 적절하도록 슬래그 조성을 조절할 수 있게 하였다. 본 실시예에서 CaO/SiO2비는 2.5, MgO/Al2O3비는 0.65로 설정하였다. 석회, 코우크스, 반환원된 Cr 펠릿 및 상취산소의 양은 표 7에 제시된 바와같다.
[표 7]
Figure kpo00009
본 발명에 따른 바람직한 환원공정을 실시한 후, 용철의 조성은 다음 표 8과 같고, 슬래그 조성은 표 9에 나타내었다. 표 8과 표 9에 제시된 결과는 75.5분간 환원공정을 실시한 후에 얻은 것이며, 출탕된 용철량은 72.4톤, Cr 환원율은 91.14%이었다.
본 실험에서 MgO의 용해지수는 －0.36이었다.
[표 8]
Figure kpo00010
[표 9]
Figure kpo00011
[실시예 3]
용량 85톤의 상저취 전로를 이용하여 본 발명에 따른 환원공정을 수행하므로써 14% Cr을 함유한 용철을 제조하였다. 전로에 충진된 용융선철의 조성은 표 10에 제시된 바와 같다.
[표 10]
Figure kpo00012
용철의 온도는 1230℃이었다. 전로에 충진된 용철량은 71.1톤이었다. 코우크스, 반환원된 펠릿은 연속 장입한다. 반환원된 Cr 펠릿의 함량은 전술한 표 2와 같다.
코우크스와 반환원된 Cr 펠릿의 장입량에 따라 석회, 돌로마이트의 양을 조절하여 본 발명의 따른 바람직한 환원공정을 수행하기에 적절하게 슬래그 조성을 조정할 수 있도록 하였다. 본 실험에서 CaO/SiO2비는 3.2, MgO/Al2O3비는 0.75로 설정하였다. 석회, 코우크스, 반환원된 Cr 펠릿 및 상취산소의 양은 다음표 11에 나타내었다.
[표 11]
Figure kpo00013
본 발명에 따른 바람직한 환원공정의 실시후, 용철의 조성은 다음표 12에 나타내었으며, 슬래그 조성은 다음표 13에 제시되어있다. 표 12와 표 13에 제시된 결과는 82.5분간 환원공정을 실시한 후에 얻은 것이며, 출탕된 용철량은 85.5톤, Cr 환원율은 96.2%이었다. 본 실험에서 MgO 용해지수는 －0.17이었다.
[표 12]
Figure kpo00014
[표 13]
Figure kpo00015
[실시예 4]
용량 85톤의 상저취 전로를 이용하여 본 발명에 따른 환원공정을 실시하므로써 14% Cr을 함유한 용철을 제조하였다. 전로에 충진된 용융선철의 함량은 다음 표 14에 제시된 바와 같다.
[표 14]
Figure kpo00016
용철의 온도는 1190℃이었다. 전로에 충진된 용철의 양은 60.8톤이었다. 코우크스와 반환원된 Cr 펠릿은 연속 장입한다. 반환원된 Cr 펠릿의 함량은 전술한 표 2에 제시된 바와 같다.
석회와, 돌로마이트의 양은 코우크스와 반환원된 Cr 펠릿의 장입량에 따라 조절하므로써 본 발명에 따른 바람직한 환원공정을 실시하기에 적절하도록 슬래그 조성을 조정할 수 있도록 하였다. 본 실험에서 CaO/SiO2비는 2.5, MgO/Al2O3비는 0.7로 설정하였다. 석회, 코우크스, 반환원된 Cr 펠릿의 양은 다음 표 15에 제시하였다.
[표 15]
Figure kpo00017
본 발명에 따른 바람직한 환원공정의 실시한 후, 용철의 조성은 다음표 16과 같으며, 슬래그 조성은 다음 표 17에 나타내었다. 표 16와 표 17에 제시된 결과는 79.3분간 환원공정을 실시한 다음에 얻은 것이며, 출탕된 용철량은 79.0톤이었고, Cr 환원율은 92.73%이었다. 본 실험에서 MgO 용해지수는 －0.15이었다.
[표 16]
Figure kpo00018
[표 17]
Figure kpo00019
[실시예 5]
본 발명에 따른 크롬 환원공정을 실제로 실시하기 위해서, 상저취 전로에 함크롬 스크랩과 용융선철을 장입하여 용철욕을 형성하는 단계와, 스크랩 용융 및 가열단계 조작으로서 상기 전로의 상부로 탄소 함유물질과 슬래그 형성제를 장입하면서 산소의 상취를 수행하여 상기 함크롬 스크랩을 용융시키고 상기 용철욕을 정해진 온도까지 가열시키는 단계와, 상기 스크랩 용융단계 및 가열단계조작에 후속하는 환원단계조작으로서, 상기 전로의 상부로 탄소 함유물질과 크롬 산화물을 장입하면서 산소의 상취를 수행하여 크롬을 환원시키므로써 함크롬 용철을 형성시키는 단계를 포함하는 공정을 통해 또 다른 시험을 수행했다.
또한, 실제로 1500℃ 이상의 온도로 상기 용철욕을 가열하기 위하여 스크랩 용융 및 가열단계조작이 수행된다. 또한 탄소농도[C] 및 크롬농도[Cr]간에 하기식에 만족하는 관계가 성립하도록 스크랩 용융 및 가열 단계조작이 수행되는 것이 바람직하다.
[C]
Figure kpo00020
g4.03＋0.84×[Cr]
스크랩 슈트를 이용하여 22.9톤의 스텐레스강 스크랩을 전로에 장입하였다. 스텐레스강 스크랩을 장입한 다음, 41.3톤의 탈인한 용융선철을 장입하였다. 용융선철을 장입한 후, 즉시 전로를 수직으로 하여 송풍(blowing)을 수행하였다. 스텐레스강 스크랩의 조성과 스크랩의 양은 다음표 18에 제시되어있다.
[표 18]
Figure kpo00021
또한, 탈인한 용융선철의 조성은 다음표 19와 같다.
[표 19]
Figure kpo00022
5500Nm3의 양으로 산소를 송풍한 다음, 서브랜스(sublance)를 용철욕에 삽입하여 그 온도를 측정하였다. 온도는 1525℃이었다. 스크랩 용해공정에서 용철욕의 온도를 측정하기 전에 280kg의 석회를 장입하여 스크랩에 함유된 Si에 대한 염기도를 보정하였다. 5500Nm3의 양으로 산소를 송풍할 때, 다음 조건으로부터 온도상승계수 K를 구할 수 있다.
용융선철의 온도:1170℃
측정한 용철의 온도:1525℃
용융선철의 양:41.3톤
스크랩의 양:22.9톤
K={(1525－1170)/5500}×(41.3＋22.9)=4.14
6200Nm3의 산소를 송풍한 다음, 용철의 온도를 다시 측정하였다. 측정된 용철온도는 1565℃이었다. 이로부터 온도상승계수 K는 다음으로부터 도출하였다.
K={(1563－1525)/(6200－5500)}×(41.4＋22.9)=3.67
이때 스크랩이 용해되었음을 판단할 수 있었다.
본 실험에서 Cr 환원공정을 수행하기 위한 목표온도는 1575℃로 설정하였다. 따라서, 가열단계에서 10℃의 온도상승이 요구되었다. 5℃의 용철온도상승에 대하여 송풍에 요구되는 산소량은 다음과 같이 구할 수 있다.
{(1575－1565)/3.67}×(41.3＋22.9)=175Nm3O2
따라서, 가열단계에서 180Nm3의 산소를 송풍한 다음, 공정을 제2차 Cr 환원단계로 전환한다.
스크랩 용해단계 및 가열단계를 거쳐 1.8kg/Nm3O2의 비로 탄소 함유물질, 즉 코우크스를 장입하였다. 공정초기부터 Cr 환원공정 개시까지의 공정시간은 28.6분이었다.
여기에서 스크랩의 Cr%와 스크랩의 장입중량, 용철욕의 Cr%는 다음과 같이 구할 수 있다.
{(6.4＋16.5)×0.1815/(22.9＋41.4)}×100=6.47%
이로부터 C%는 4.57 이상이어야 한다고 생각된다. 6200Nm3의 산소를 송풍한 후, 서브랜스를 이용하여 측정한 자료의 분석으로부터 도출된 C%는 다음식을 만족하는 4.60이었다.
[%C]
Figure kpo00023
g4.03＋0.084×[%Cr]
환원공정에서 용철욕의 온도를 일정하게 유지하고 열평형을 유지하기 위해서 2.4kg/Nm3O2의 반환원된 Cr 펠릿과 1.3kg/Nm3O2의 탄소 함유물질을 장입하였다. 반환원된 Cr 펠릿의 조성은 다음표 20에 제시하였다.
[표 20]
Figure kpo00024
전술한 반환원된 Cr 펠릿의 장입을 종료한 다음, 그리고 18000Nm3의 산소를 송풍한 다음에 공정을 마무리 환원단계로 전환한다. 마무리 환원단계에서 산소송풍속도를 감소시켜 60Nm3/분의 비율로 상취를 수행하고 60Nm3/분의 비율로 저취를 수행하였다. 마무리 환원공정이 10분 경과한 후, 용철을 출탕시켰다. 전체적인 공정기간은 69.95분이었다.
마무리 환원공정으로 들어가기 직전에 서브랜스를 이용하여 용철욕의 온도를 측정하였다. 측정한 온도는 1570℃이었다. 이로써 용철욕의 온도가 거의 일정하게 유지되었음을 알 수 있다.
용철욕의 온도와 출탕된 용철의 조성은 다음표 21과 같다.
[표 21]
Figure kpo00025
또한, 출탕시 슬래그의 조성은 다음표 22와 같다.
[표 22]
Figure kpo00026
전로에 장입된 장입물은 다음표 23과 같다.
[표 23]
Figure kpo00027
상기 실험에서 Cr 환원수율은 95.21%, 용철 생산 수율은 92.72%, 그리고 Ni 환원수율은 100%이었다.
[실시예 6]
마무리 환원단계를 수행할 때, 그리고 수행하지 않을 때의 함크롬 용철의 생산효율을 조사하기 위해 다른 실험을 수행하였다. 또한, 최종 환원공정이 있는 경우 또는 없는 경우의 종래 공정을 실시하여 비교 데이터를 얻었다. 이 결과는 다음표 24에 제시되어 있다.
[표 24]
Figure kpo00028
상기 표 24에서, 실시예 1은 본 발명의 바람직한 공정이지만 마무리 환원을 실시하지 않은 공정으로부터 얻은 결과이고, 실시예 2는 본 발명의 바람직한 공정으로서 마무리 환원을 수행한 공정에서 얻은 결과이며, 비교예 1은 종래 공정으로서 마무리 환원을 실시하지 않은 비교예이고, 비교예 2는 종래 공정에 따라 마무리 환원을 실시한 비교예이다.
지금까지 알 수 있는 바와같이, 본 발명은 전로를 이용하여 만족할 만한 높은 수율로 함크롬 용철을 생산할 수 있다. 더우기, 본 발명에 따르면, 전로의 내화벽 손상을 극소화할 수 있다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 바람직한 몇가지 구현예를 참조하여 본 발명을 기술하였으나, 본 발명의 요지를 벗어나지 않고서도 여러 가지 방법으로 본 발명을 구현할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위의 요지를 벗어나지 않고 구현할 수 있는 모든 구현예와 본 명세서에서 구현예의 개량을 모두 포함한다.

Claims (17)

  1. 상저취 성능을 갖는 용기를 구비하고, 황을 함유하는 용융 선철과 함께 상기 용기에 CaO, SiO2, MgO 및 Al2O3그리고 슬래그를 함유하는 용철욕을 형성하며, CaO/SiO2비는 2.1~3.5의 범위이고 MgO/Al2O3비가 0.6~0.8의 범위로 되도록 상기 슬래그를 조절하고, 상기 용기의 용철욕에 크롬 함유물질과 탄소 함유물질을 장입한 후 상저취를 수행하는 단계를 포함하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 용융선철은 황을 함유하고 최종 용철의 황함유량을 0.015중량% 이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 약 5~35중량% 범위의 크롬이 함유된 용철을 제조함을 특징으로 하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, CaO/SiO2비가 2.1~3.5의 상기 범위이고 MgO/Al2O3의 비가 0.6~0.8의 상기 범위의 값으로 유지되도록 조절된 양으로 플럭스를 연속 장입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 플럭스가 석회 또는 돌로마이트인 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, CaO/SiO2비가 2.3~3.5의 상기 범위의 값으로 조절된 양으로 플럭스를 연속장입하여 용철의 최종 생성물의 황함량이 0.008% 이하가 되도록 조절하는 단계를 더 포함하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용철욕의 형성시에 함크롬 스크랩을 장입하는 단계를 더 포함하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상저취 전로에 함크롬 스크랩과 황함유 용융선철을 장입하여 용철욕을 형성하는 단계와, 스크랩 용융 및 가열단계조작으로서 상기 전로의 상부로 탄소 함유물질과 슬래그 형성제를 장입하면서 산소의 상취를 수행하여 상기 함크롬 스크랩을 용융시키고 상기 용철욕을 정해진 온도까지 가열시키는 단계, 상기 스크랩 용융단계 및 가열단계조작에 후속하는 환원단계조작으로서, 상기 전로의 상부로 탄소 함유물질과 크롬 산화물을 장입하면서 산소의 상취를 수행하여 크롬을 환원시킴으로써 함크롬 용철을 형성시키는 단계를 포함하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스크랩 용융 및 가열단계조작이 수행되어 상기 용철욕이 1500℃ 이상의 온도로 가열되는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 스크랩 용융 및 가열단계조작이 탄소농도[C]와 크롬 농도[Cr]간의 관계가 다음식을 만족하도록 수행되는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
    [C]
    Figure kpo00029
    g4.03＋0.84×[Cr]
  11. 제9항에 있어서, 상기 스크랩 용융 및 가열단계조작이 탄소농도[C]와 크롬 농도[Cr]간의 관계가 다음식을 만족하도록 수행되는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
    [C]
    Figure kpo00030
    g4.03＋0.84×[Cr]
  12. 제8항에 있어서, 상기 스크랩 용융 및 가열단계가 두 개의 연속단계, 즉 스크랩을 용융시키기 위해 제2가열단계에 앞서서 수행되는 제1스크랩 용융단계와 용철욕의 온도를 1500℃이상으로 상승시키고 탄소 농도[C]대 크롬 농도[Cr]가 다음식으로 만족하도록 조절하기 위해 상기 제1스크랩 용융단계에 후속하여 수행되는 제2가열단계로 분리되어 있는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
    [C]
    Figure kpo00031
    g4.03＋0.84×[Cr]
  13. 제12항에 있어서, 용철욕의 상태를 감지하고, 감지된 상태를 근거로 하여 상기 제1스크랩 용융단계와 상기 가열단계간의 전환시기를 인식하는 단계를 더 포함하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  14. 상저취 전로에 황함유 용융선철로써 CaO 및 SiO2를 함유하는 용철욕을 형성하고, 상기 용철욕의 슬래그 중의 CaO/SiO2비를 2.1~3.5의 범위로 조절하며, 상기 전로의 용철욕에 크롬 함유물질과 탄소 함유물질을 장입한 후 상저취를 수행하는 단계를 포함하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서, 용철의 최종 생성물에서 황함유량을 0.015중량% 이하로 조절하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 약 5~35중량% 범위의 크롬이 함유된 용철을 제조하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
  17. 제14항에 있어서, CaO/SiO2의 비가 2.3~3.5의 범위로 유지되도록 조절된 양으로 플럭스를 연속장입하여 용철의 최종 생성물에서 황의 농도를 0.008% 이하로 조절하는 단계를 더 포함하는 황농도가 낮은 함크롬 용철의 제조방법.
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