KR950012410B1 - 가탄제 및 페로크롬 다량투입강의 래들내 정련방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가탄제 및 페로크롬 다량투입강의 래들내 정련방법

본 발명은 전로정련이 끝난 후 출강작업시 다량의 가탄제 및 다량의 합금철 특히, 페로크롬(Fe-Cr)이 투입되는 강의 래들내 정련방법에 관한 것이다.

통상 전로조업은 주원료(고철+용선)을 전로에 장입하여 순산소에 의해 용선중 불순물인 C, Si, Mn, P, S 등을 산화시켜, 산화열을 이용하여 용강의 온도조정, 탈탄, 부원료인 생석회, 형석 및 T.Fe 교반에 의한 탈린으로 나눌 수 있으며, 산화반응이 완료된 후에는 각 강종별 요구성분에 따라 출강중에 래들내에 각종 합금탈산제 및 가탄제를 투입하여 이차정련에 이송하여 주는 작업을 실시하고 있다.

이러한 작업수행중 출강작업시 투입되는 다량의 가탄제, Fe-Cr에 의하여 출강중 또는 래들 이동중, 2차정련 처리시 래들내 용강폭발이 빈번히 발생된다. 이러한 폭발강종의 대표적인 것으로는 가탄제 및 Fe-Cr등 합금철이 다량 투입되는 강종을 들 수 있다.

상기 폭발발생원인은 다음과 같이 요약될 수 있다.

첫째는, 스라그층 직하에 CO개스 집적으로써, 래들내 스라그 직하에서 미용해된 가탄제와 스라그중 산소와 반응하여 생성된 CO개스가 출강완료후 장시간 대기시 또는 래들스라그의 유동성이 불량시 스라그층에 포집되어 있다가 분압에 의해 스라그 및 용강이 폭발되는 것이고; 둘째는 래들바닥에 미용해된 가탄제와 용강중의 산소가 반응하여 페로크롬(Fe-Cr)등의 합금철에 의해 피복(Shell형성)되어 있다가 CO분압에 의해 용강 및 스라그가 일시적으로 폭발하는 것이다.

이러한 영향요소로는 래들내 잔류스라그, 전로초기 스라그, 합금철 다량투입에 의한 미용해, Fe-Cr투입시(형상불량) 공기혼입등으로 볼 수 있으며 대형폭발을 유발하게 된다.

세째는, 수분이 함유된 합금철 및 부원료 투입으로 수분이 개스상태로 분해되어 부피팽창에 의한 기포의 일시 배출로 용강 및 스라그가 폭발되는 것이다. 즉, 액체상태의 물이 개스상태로 상변태를 일으킬 때 약 5200배 정도 부피팽창이 일어나게 되는데, 이 부피팽창에 기인하여 폭발이 일어나는 것이다.

종래의 Fe-Cr 및 가탄제 다량 투입의 탈산방법은 출강전에 Fe-Cr 및 가탄제를 사전 투입하거나, 출강개시와 동시에 Fe-Cr 및 가탄제를 투입하는 방법을 사용하였다. 일례로서, 합금철 평량호퍼의 용량의 한계로 1000kg이상 합금철 평량시에는 준비시간 부족으로 가탄제 및 Fe-Cr의 투입시기가 출강개시와 동시에 실시되고, 출강시간이 짧은 경우(3분전후)는 다량 투입관계로 합금철이 출강말기까지 투입되어 완전히 용해되지 않아 국부적으로 래들내부에 미용해된 합금철 및 가탄제가 피막을 형성하여 용강내 산소와 가탄제가 반응하여 CO가스 분압에 의해 폭발이 빈번이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 전로 정련이 끝난후 출강작업시 가탄제 및 Fe-Cr다량 투입강의 합금철 및 부원료의 투입방법을 개선시킴으로써, 폭발을 미연에 방지하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은, 전로에서 래들로의 출강개시후 가탄제 및 합금철로서 Fe-Cr을 차례로 다량 투입한 후, 탈산제로서 Fe-Si, Fe-Mn 및 Al펠렛(pellet)을 투입한 다음, 플럭스(CaO 및 CaF₂)를 투입하여 래들을 흔들어(Shaking)준 후 출강을 종료하여 가탄제 및 Fe-Cr다량 투입강을 래들내에서 정련하는 방법에 있어서, 상기 Fe-Mn의 투입시기를 상기 가탄제 투입시기보다 빨리하여 용강을 약탈산시킨 다음 가탄제 및 Fe-Cr를 투입하는 것을 특징으로 하는 가탄제 및 페로크롬(Fe-Cr)다량 투입강의 래들내 정련방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

종래에는 출강시작과 동시에 가탄제 및 합금철로서 Fe-Cr을 다량 투입하고 탈산제인 Fe-Si, Fe-Mn, Al펠렛을 투입한 후, 탑스라그(top slag)를 만들어 주었기 때문에, 래들내에 국부적으로 미용해된 합금철등과 용강중의 산소가 반응하여 집적된 CO개스의 분압으로 인한 폭발가능성이 높았다.

한편, 종래에는 래들내 정련을 위해여 가탄제는 300-950kg/100톤-용강 정도, Fe-Cr은 1000-2500kg/100톤-용강정도, Fe-Si은 50-200kg/100톤-용강정도, Fe-Mn은 50-200kg/100톤-용강정도, Al-펠렛은 80-150kg/100톤-용강, 그리고 플럭스(CaO, CaF₂)는 300-800kg/100톤-용강정도를 투입하게 된다. 그리고 CaO 및 CaF₂의 플럭스 투입후 래들을 수회 흔들어(shaking) 주었다.

본 발명은 상기한 폭발가능성을 해소하기 위하여 탈산제인 Fe-Mn을 가탄제보다 먼저 투입하므로써, 용강을 약탈산하여 격렬한 CO반응을 억제시키고, 용강과 Mn의 비중차에 의해 Mn이 부상하게 됨으로서, 가탄제가 래들바닥에 부착되는 것을 방지해주게 된다.

상기 Fe-Mn의 투입량은 종래의 투입량범위로 제한되는 것이 바람직하고, Fe-Mn투입에 의한 탈산정도는 전로출강시의 산소함량인 800-1000ppm보다 200ppm정도 낮추어 가탄제 투입전의 용존산소의 함량이 600-800ppm이 되도록 약탈시키는 것이 바람직하다.

상기 Fe-Mn투입에 의한 탈산정도가 너무 큰 경우에는 가탄제 투입후 탄소 반응하는 산소의 량이 적어 탄소와 산소의 반응에 의한 버블링 효과가 떨어지므로 성분의 편석이 우려되고, 탈산정도가 너무 적은 경우에는 종래와 같이 폭발 가능성이 높아지므로, 상기 Fe-Mn 투입에 의한 탈산정도 즉, Fe-Mn의 투입량은 가탄제 투입전의 용존산소량이 600-800ppm이 되도록 제한하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어 가탄제는 1회에 투입할 수도 있지만, 수회 나누어서 투입하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어 합금철인 Fe-Cr의 투입은 지속적인 래들 쉐이킹(Shaking)하에서 행하는 것이 바람직한데, 그 이유는 합금철이 래들바닥에 쌓여 피막을 형성하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

또한, 수분에 의한 기체팽창으로 폭발되는 것을 방지하기 위하여 수분함유 플럭스류는 출강말기에 투입하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어, 가탄제, 합금철(Fe-Cr) 탈산제(Fe-Si, Al펠렛) 및 플럭스(CaO, CaF₂)등의 투입량은 종래의 투입량 범위와 동일하게 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명이 바람직하게 적용될 수 있는 강은 중량%로, C : 0.3-1.2%, Si : 0.2-2.5%, Mn : 0.25-0.9%, P : 0.025%이하, Cr : 0.4-2.5%, 용존산소 : 200ppm이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 조성되는 가탄제 및 Fe-Cr 다량 투입강이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

100Ton급 전로에서 래들로의 출강개시후 하기표 1과 같은 조건으로 가탄제 및 Fe-Cr(합금철)을 차례로 투입한 다음, 탈산제로써 Fe-Mn, Fe-Si 및 Al을 하기 표 1과 같은 조건으로 투입하고 래들을 흔들어주어 용강을 정련하는 종래의 종련방법에 의해 용강을 정련하여 하기표 2와 같은 조성을 갖은 용강을 제조하였으며, 이때의 폭발확률을 조사하여 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.

한편, 하기표 1과 같은 조건으로 가탄제 투입에 앞서 Fe-Mn의 일부를 투입하여 용강을 정련하는 본 발명의 정련방법에 의해 용강을 정련하여 하기표 2와 같은 조성을 갖는 용강을 제조하였으며, 이때의 폭발확률을 조사하고, 그 결과를 하기표 1에 나타내었다.

여기서, 전로에서 래들로 출강되는 용강중의 산소함량은 1000ppm정도이며, 본 발명법의 경우 가탄제 투입전에 투입되는 Fe-Mn에 의한 약탈산후의 용존산소함량은 700ppm이였다.

그리고, 하기표 1에서, 폭발확률은 각 실시예당 80회 정도 수행하여 폭발이 발생하는 빈도수를 조사하여 결정한 것이다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명에 부합되는 발명예(1-4)가 종래예에 비하여 폭발확률이 현저히 낮음을 알 수 있다.

특히, 본 발명예(1-4) 중에서도 가탄제를 2회 분할투입하고, Fe-Cr투입시 래들을 흔들어준 발명예(1)의 경우가 가장 낮은 폭발확률을 나타내고 있음을 알 수 있다.

[실시예 2]

가탄제 투입에 앞서 투입되는 Fe-Mn의 투입량을 변화시킨 것 이외에는 상기 실시예 1의 표 1에 나타난 발명예(1)과 동일한 방법으로 정련하여 상기 실시예 1의 표 2와 같이 조성되는 용강을 제조하고, 이때의 폭발확률을 조사하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

[표 3]

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 가탄제 투입에 앞서 투입되는 Fe-Mn에 의한 탈산후의 용존산소량이 700ppm인 경우가 500ppm 및 900ppm인 경우보다 폭발확률이 낮음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 출강과 동시에 Fe-Mn을 조기에 투입하여 약탈산시킨 다음 가탄제를 1회 또는 분할투입하고,래직하게는 Fe-Cr투입시 래들을 흔들어주어 미연에 폭발을 방지해 주므로서, 폭발에 의한 인명피해, 설비사고, 품질사고 등을 개선하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 전로에서 래들로의 출강개시후 가탄제 및 합금철로서 Fe-Cr을 차례로 다량 투입한 후, 탈산제로서 Fe-Si, Fe-Mn 및 Al펠렛(Pellet)을 투입한 다음, 플럭스로서 CaO 및 CaF₂를 투입하여 래들을 흔들어 준 후 출강을 종료하여 가탄제 및 Fe-Cr 다량 투입강을 래들내에서 정련하는 방법에 있어서, 상기 Fe-Mn의 투입시기를 상기 가탄제 투입시기보다 빨리하여 용강을 약탈산시킨 다음, 가탄제 및 Fe-Cr를 투입하는 것을 특징으로 하는 가탄제 및 페로 크롬 다량 투입강의 래들내 정련방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가탄제가 2회 이상 분할되어 투입되고, 그리고 Fe-Cr투입시 래들을 지속적으로 흔들어 주는 것을 특징으로 하는 가탄제 및 페로 크롬 다량 투입강의 래들내 정련방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가탄제 투입전에 투입되는 Fe-Mn의 투입량이 가탄제 투입전의 용존산소량이 600-800ppm이 되도록 하는 양으로 제한되는 것을 특징으로 하는 가탄제 및 페로크롬 다량투입강의 래들내 정련방법.