KR920004674B1 - 강의 연속용해공정 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

강의 연속용해공정

본 발명은 적어도 크게 예비환원될 선철 및/또는 스크랩철과 같은 철 함유체(iron carrier)로부터 강을 연속용해하는 공정에 관한 것으로, 이 공정에서 용융물은 추후의 금속야금학적 단계를 행하기 위하여 레들에 주입된다.

고체금속철함유체, 특히 스크랩철, 고체선철, 펠렛, 해면철 또는 이들의 혼합물로부터 강을 제조하기 위해서는, 필요한 용해열을 얻기 위하여 탄소함유 연료가 용융물에 주입되는 산소주입 전로가 통상 사용된다. 전기로에서의 문제점 없이 액체선철을 사용하지 않고 스크랩철로부터 강이 제조될 수 있으나, 이들 경우에는 전기에너지의 지출이 비교적 커서 이들 공정은 경제적이지 못하다. 산소가 용융물상으로 또는 용융물을 뚫고 취입되는 공지전로 공정에서, 대개, 더 빠르고 더 저렴한 비용으로 작동할 수 있다. 그러나, 이러한 용해공정은 용해욕내에 비교적 고농도의 산화물을 초래하며, 이들 공정을 초래하는 슬래그는, 대개, 비교적 높은 점성을 나타낸다. 이러한 높은 점성의 슬래그는 아주 종종 불충분한 가스투과율을 나타내기 때문에 욕의 강한 발표 및 때때로 욕의 과도비등 현상이 생긴다.

본 발명의 목적은 과도한 비등반응이 없고, 욕의 발포성형의 위험성이 실질적으로 감소되도록. 초기 언급된 형의 용해절차에서 공정을 행하는데 있다. 본 발명에 따른 공정은 차후 정련단계 및 언급된 방식으로 용해된 강욕을 사용할 때 레들내의 추후 금속야금학단계를 용이하게 하고, 레들로부터의 철의 수득율을 증가시키는데 목적이 있다. 이 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 공정은 플럭스를 첨가함으로써, 금속야금 슬래그가 20-77.2%, 상세하게는 25.7-50% FeO, 10-30% SiO_2,2-15% Al₂O_3,5-20% MgO, 0.13-6.45% MnO, 상세하게는 0.5-5% MnO, 1-10% CaO, 0.1-5% Cr₂O₃, P+S 미량으로 조절된다는데 있다. 이 조성의 금속야금 슬래그를 조절하기 때문에, 슬래그 조성을 변경시킴에 의한 점도의 공지된 변경 이외에, 기계적 가스투과도가 바람직한 방식으로 영향을 받을 수 있다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 예상과 대조적으로, 가스-형성 금속야금 반응에서 슬래그의 발포가, 슬래그를 상기에 언급된 조성으로 조절했을 때, 억제될 수 있다는 것이 발견되고, 이것은 이러한 슬래그가 강욕내에서 일정한 Si-함량으로의 정확한 조절 및/또는 발열반응과 같은, 차후의 금속야금 단계를 행하기 위한 전제라는 것을 나타낸다.

Fe 및 Mn은 각각 일산화물로서 슬래그내에 주로 함유된다.

용융물을 레들에 주입하기 위해서, 강용융물 및 금속야금 슬래그내의 온도를 의도된 온도로 조절할 수 있다면 실질적으로 유리할 것이다. 일정한 온도를 조절하기 위하여, 필요한 온도증가가 FeSi을 사용함으로써 얻어질 수 있는 실리코써어믹반응(silicithermic reactions)을 이용한다는 것이 공지되어 있다. 과도비등의 위험이 없고 과도한 비등반응을 일으킬 위험없이 이러한 실리코써어믹반응을 행할 수 있기 위해서, 점도 및 기계적 가스투과도가 조절된 금속야금 슬래그를 차후 실리코써어믹 단계에 제공하는 것이 실질적으로 중요하다. 본 발명의 공정에 따라 작업했을때, Si, Al 또는 발열반응 합금과 같은 발열반응 첨가물이 응용물을 레들에 첨가할 때 용융물에 첨가되도록 나중의 절차가 이루어진다면 특히 유리하다. 본 발명에 따라 제안된 슬래그 처리 및 위에 언급된 슬래그 조성 때문에, 다양의 슬래그를 기계적으로 채택될 수 있는 레들용적에서 처리하여, 레들의 과도한 흐름의 위험성을 없앨 수 있다.

특히 간단한 방법으로, 본 발명에 따른 공정을 수행할 때, 플러스로서 감람암 또는 휘석과 같은 FeO-MgO-SiO₂계로부터 화합물을 사용할 수 있으며, 바람직한 플럭스는 포오스테라트(Forseterite), 오르토규산 마그네슘 또는 오르토규산 철이다. 이렇게하여, 점도와 슬래그의 용해점에 일정한 영향을 주며, 동시에 레들내의 슬래그 발포를 감소시키는 높은 가스투과도를 얻는다. 감람암 또는 휘석과 같은, FeO-MgO-SiO₂계의 화합물이 이번에는, 높은 용해점을 갖는다. 매우 높은 철함량의 산성 슬래그와의 반응 때문에, 약 1100^oC 내지 약 1200^oC의 용해점을 갖는 화합물을 초래하여, 낮은 점도와 높은 가스투과도의 슬래그는 통상 행해지는 온도에서 신괴성있게 얻어진다. 이러한 플럭스를 사용했을때가 통상형석을 사용할때와 비묘하여 실질적인 잇점을 갖는다. 형석은 석회석을 규산칼슘으로 전환시키지만, 반응속도 및 전환율은 예를들면 포오스테라이트를 사용할때보다 실질적으로 더 낮다. 오르토규산 마그네슘 및 오르토규산 철을 사용했을 때 생기는 전환반응은 에너지면에서 더 유리하고, 클래딩이 더 긴 유효수명을 보장하는 실질적인 중성 슬래그를 초래한다. 규산염, 특히 오르토규산 마그네슘 및 오르토규산 철의 사용은 형석의 사용과 대조적으로, 환경에 유해한 독가스의 형성을 일으키지 않는다.

높은 용해점을 갖는 포오스테라이트의 사용은 SiO₂, CaO, FeO 및 Fe₂O₃와 함께 용해점을 실질적으로 낮춘다. 이것은 혼합열이 완전하게 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 규소와의 반응은 규산이칼슘의 형성을 지연시키는 더 많은 양의 SiO₂를 만들고, 더 낮은 용해점의 규산 칼슘을 만든다.

특히 높은 철함량의 산성슬래그를 갖는 고급정련 강용해물의 경우에 본 발명에 따라 제안된 슬래그의 조성의 변경은, 발포 또는 비등화의 경향이 거의 없이, 추후에 실리코써어믹반응 또는 발열반응을 일으킨다. 동시에, 비교적 정확하게 바람직한 온도를 미리 선정할 수 있고, 용융물을 레들에 붓기전에 용해로내의 과열정도가 낮은 상태에서 응고를 행할 수 있다. 이 경우에, 주입단계전에 또는 주입단계동안 CaO를 레들에 첨가함으로써 공정이 유리하게 행해진다. 주입단계전에 또는 주입단계동안에 레들에 주입된 CaO는 다음식에 따라 규소와 반응한다. 1kg Si+5, lkg FeO+4kg CaO=4kg Fe+6, 1kg(2 CaOㆍSiO₂)+13816kJ이 반응열은 욕을 가열시킨다. 이 반응에 의해서 한편은, 슬래그는 가열되고, 다른 한편으로는 스크랩 용해 리셉터클내의 필연적인 철연소 동안에 형성된 슬래그의 FeO 가 다시 부분적으로 환원된다. 이와 같이 하여, 금속수득율이 증가된다. 이 경우에, 슬래그내에 발생된 열을 분포시키고, 레들 클래딩의 공격을 초래할 슬래그의 심한 과열을 피하기 위하여, 레들 바닥상에 배열된 스카벤징 브록(scavenging block)을 통해 아르곤을 도입함으로써 금속욕이 혼합되어도 된다. 금속톤당 CaO을 4 내지 16kg의 양으로 사용하고, 금속톤당 CaO을 2 내지 8kg의 양으로 사용하여, 실리코써어믹반응이 최적방식으로 일어나는 것이 유리하다. CaO와 Si가 약 4대 1의 질량비로 사용된다면, 화학양론적이고 정량적인 반응이 얻어질 것이다.

하기 조성의 슬래그가 특히 유리한 것으로 발견되었다; 54% FeO, 20% SiO₂, 7% Al₂O₃, 8% MgO, 3.9% Mn, 4% CaO, 0.8% Cr₂O₃, S+P 미량 및 40% FeO, 20% SiO₂, 7% Al₂O₃, 8% MgO, 3.9% Mn, 4% CaO, 0.8% Cr₂O₃, S+P 미량.

본 발명에 따른 슬래그 처리 때문에, FeSi을 사용함으로써, 특히 FeSi(75%)을 사용함으로써, 강욕의 규소함량을 원하는 값으로 완전하게 조절할 수 있다. 이것은, 강융용물의 0.15% 내지 0.40%인 규소함량을 FeSi을 사용하여 조절하는 것이 유리하다.

용해물의 주입이 단지 적은 과열상태에서, 특히 10 내지 30^oC의 과열 상태에서 행해질 수 있도록, 본 발명에 따른 슬래그 처리때문에 공정이 행해질 수 있다. 이것은 발열반응하는 첨가물을 첨가함으로써 레들내의 욕탕의 응고가 억제되거나 또는 적어도 지연된다는 것을 나타낸다. 단지 적게 과열되는 금속은 10 내지 30^oC의 과열상태에서 스크랩 용해 리셉터클로부터, FeO가 부유한 슬래그와 함께 수용레들 안으로 주입되어도 된다. 수용레들은 1500 내지 1600^oC의 온도로 가열되어도 된다. 레들내의 제2금속야금단계를 위한 바람직한 온도증가는 탈가스단계, LiF-처리 및 선철의 첨가유무에 관계없는 블로우잉 전로에서의 정련과 같은 공정을 차후에 행할 수 있게 한다. 레들에의 주입단계동안에, 일반적으로 FeSi(75%) 및 석회를 첨가하거나 또는 먼지 석회를 빈 레들에 첨가하고 나서 FeSi(75%)을 첨가할 수 있다.

Claims (10)

1. 크게 예비환원될 선철 및/또는 스크랩철과 같은 철함유체로부터 강을 연속용해하며, 차후 금속야금단계를 행하기 위하여 용융물을 레들에 주입하는 공정에 있어서, 플럭스를 첨가함으로써 금속야금 슬래그가 20-77.2% FeO, 10-30% SiO₂, 5-20% MgO, 0.13-6.45% MnO, 1-10% CaO, 0.1-5% Cr₂O₃, P+S 미량의 조성으로 조절됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
2. 제 1 항에 있어서, 용융물을 레들에 주입할 때 Si, Al과 같은 발열 반응첨가물 또는 발열반응합금이 용융물에 첨가됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
3. 제 1 또는 2 항에 있어서, 감람암 또는 휘석과 같은, FeO-MgO-SiO₂로부터 선택된 화합물이 플럭스로서 첨가됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
4. 제 3 항에 있어서, 포오스테라이트, 오르토규산 마그네슘 또는 오르토규산 철이 슬래그 조성물을 조절하기 위하여 플럭스로서 사용됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
5. 제 1 항에 있어서, 용융물이 10 내지 30^oC의 과열도로 주입되며, 레들내에서의 응고가 발열반응 첨가물을 첨가함으로써 억제됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
6. 제 5 항에 있어서, CaO이 주입단계 이전이나, 주입단계동안에 주입됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
7. 제 5 또는 6 항에 있어서, CaO와 Si이 4대 1의 질량비로 사용됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
8. 제 1 항에 있어서, 슬래그가 54% FeO, 20% SiO₂, 7% Al₂O₃, 8% MgO, 3.9% MnO, 4% CaO, 0.8% Cr₂O₃, S+P 미량의 조성으로 조절됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
9. 제 1 항에 있어서, 슬래그가 40% FeO, 20% SiO₂, 7% Al₂O, 8% MgO, 3.9% MnO, 4% CaO, 0.8% Cr₂O₃, S+P 미량의 조성으로 조절됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.
10. 제 1 항에 있어서, 0.15% 내지 0.40% Si의 함량이 FeSi를 사용함으로서 강용물내에서 조절됨을 특징으로 하는 강의 연속용해공정.