KR970004986B1 - Mg계 탈류제 및 용강탈류공정이 생략된 극저유황강의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

Mg계 탈류제 및 용강탈류공정이 생략된 극저유황강의 제조방법

본 발명은 후판 및 열연재중 극저유황강종(제품중 유황(S) 0.008% 이하)의 극저 유황을 안정적으로 제어하기 위한 Mg계 탈류제 및 이를 이용한 극저 유황강의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용선 예비처리단계에서 Mg계 탈류제를 사용하여 극저 유황 용선(유황함량 0.003% 이하)을 제조한 후, 발생된 슬래그(Slag)를 슬래그 유출방지기구를 활용하거나 배재 설비를 활용하여 철저히 배재한후 전로 조업을 행하는 극저유황강의 제조방법으로서 용강 탈류공정을 생략한 것을 특징으로 하는 극저유황강 제조방법에 대한 것이다.

제강공정은 크게 고로 출선에서 전로 장입 직전까지의 용선 예비처리 공정과 전로 장입후 출강 직전까지의 전로 정련공정으로 이루어진 1차 정련단계와, 출강 직후에서 연주 혹은 조괴주조 직전까지의 공정으로 이루어진 2차 정련 단계로 구별된다.

산소 전로가 개발된 이후 용선등의 불순물은 전로 정련에서 주로 제거되었으나 수요가의 품질 요구가 엄격해짐에 따라 전로 조업 단독으로는 수요가의 요구를 만족시키는 수준의 불순물 제거능력에 한계가 있다.

따라서 이에 대처하기 위해 불순물 제어 기능을 용선예비처리 및 2차 정련공정으로 분산하여 품질의 대폭적인 개선을 이룩하여 왔다.

제1도에 나타낸 바와 같이, 종래에 후판 및 열연재 제조시 극저유황강(제품 유황 0.008% 이하)제어는 용선단계에서 CaO 내지는 CaC₂계 탈류제를 사용하여 아래의 반응식에 의해 용선중의 유황을 제거하여 왔다.

CaO+{S}=(CaS)+{O}

CaC₂+{S}=(CaS)+2{C}

이렇게 제거된 유황은 슬래그가 되어 용선위로 부상분리되는데 부상된 슬래그는 전로에 용선을 장입하기 직전 단계에서 일부 제거하게 된다.

그러나 CaO계 및 CaC₂계 탈류제는 탈류능이 낮아 다량의 탈류제 투입을 요하였고 다량의 탈류제 투입으로 인해 슬래그 발생량이 증가할 뿐 아니라 투입된 탈류제는 전로에서 지속적으로 일정한 시간내에 반응이 이루어지면서 슬래그가 생성되기 때문에 그러한 제한된 시간내에 발생된 슬래그를 완전히 제거하기는 어렵다. 따라서 이러한 슬래그의 일부는 용선과 함께 전로내에 들어가게 되고 이후의 전로조업에서 용선등의 불순물인 탄소(C), 실리콘(Si), 인(P)등을 산소와 반응시켜 산화물 형태로 용선중에서 제거시켜 필요로 하는 성분을 함유한 용강을 제조하게 되는데, 이러한 과정에서 전로에 일부 들어간 용선 탈유황 슬래그는 다시, (CaS)+[O]=(CaO)+[S]의 환원 반응을 일으켜 용강중의 유황이 다시 상승하게 된다. 이렇게 정련된 용강의 유황 함량은 용선을 전로에 장입할때 수준이거나 그 이상으로 상승한 결과를 나타내므로 제품이 필요로 하는 유황 함량을 초과하게 되면, 다시 용강 과정에서 탈유황 조업을 필수적으로 실시하게 된다.

이러한 용강 탈유황 작업을 위해서는 전로에서 티밍 래이들로 용강을 출강(Pouring)할때 탈유황 흡수능이 우수한 슬래그를 만들기 위해서 출강중 생석회(CaO) 및 형석(CaF₂)을 투입한다.

이렇게 조제된 슬래그와 용강은 용강 탈유황 조업을 위해 용강 래이들을 버블링 설비로 이송하여 용강내에 랜스를 담군후 랜스 내부로 질소 내지는 아르곤(Ar)가스를 불어 넣어 용강을 강하게 교반함으로써 탈유황 흡수능이 우수한 슬래그와 용강중의 유황이 반응할 수 있는 기회를 제공하여 용강중의 유황을 제거하는 조업 방식을 택하고 있으며 이와 같은 조업 공정도가 제1도에 나타나 있다.

이러한 조업방법은 용선 탈류 및 용강 탈류에 의한 원가 상승을 초래할 뿐 아니라, 유황 흡수능이 우수한 슬래그와 용강간의 반응력을 향상하기 위해 강중에 다량의 가스를 고속(3Nm³/분)으로 유입하여야하므로 이러한 강교반력에 기인하여 용강이 래이들 밖으로 유출되는 문제점을 갖고 있다.

따라서 전로에 장입하는 용선량을 일반조업시 대비 약 10% 정도 하향 조정한 조업이 필수적으로 수반되어 생산의 저하를 초래하는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 탈류능이 우수한 조성을 갖는 탈류제를 용선 탈류공정에 사용되고, 여기에서 발생된 용선 슬래그를 효율적으로 배재함으로써 용강탈류공정을 생략하여 생산성 향상 및 원가절감을 이룰 수 있는 Mg계 탈류계 및 용강 탈류공정이 생략된 극저유황강의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래 기술에 따른 조업 공정을 나타내는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 용강 탈류 공정이 생략된 극저유황강 제조 공정을 나타내는 도면.

제3도는 본 발명의 종래 기술에 의한 유황 성분을 제거하는 공정에서의 유황성분 거동을 나타내는 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중량%로, Mg : 20-50%, CaO : 40-79%, SiO₂: 1-10%로 조성되는 것을 특징으로 하는 탈류능이 우수한 Mg계 용선 탈류제를 제공하며, 또한, 중량%로 Mg : 20-50%, CaO : 40-79%, SiO₂: 1-10%로 조성되는 Mg계 용선 탈류제를, 용선속으로 질소가스와 함께 30-120kg/ 분의 투입 속도로 용선 톤당 2-6kg를 투입하여 용선중의 유황을 제어하는 단계와, 상기 단계에서 생성된 슬래그를 슬래그 커팅기구와 슬래그 배재기로 제거하는 단계와, 상기 제거단계에서 슬래그가 제거된 용선을 전로에 장입하여 정련하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 용강 탈류공정이 생략된 극저 유황강의 제조방법을 제공한다.

이하에서는 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 일측면으로서의 Mg계 탈류제는 중량%로, Mg : 20-50%, CaO : 40-79%, SiO : 1-10%로 조성되는데, 성분 조성을 수치한정하는 이유는 다음과 같다.

Mg을 20-50중량%로 한정하는 이유는 Mg은 탈류능이 큰 원소로서 다량 첨가하는 것이 바람직하나, 50% 이상 첨가시에는 Mg가 기화되어 버리므로 경제성이 없으며, 20중량% 미만 첨가시에는 탈류 효율이 떨어진다.

CaO와 SiO₂는 슬래그 재화를 촉진하고 슬래그 염기도를 높여서 용선중의 유황(S)을 제거하는데 유효한 역할을 하는데, 슬래그 염기도를 3이상 확보해야 용선중의 유황제거가 가능하므로 CaO를 40-79%, SiO₂를 1-10중량% 첨가한다.

본 발명의 다를 측면로으로서의 용강 탈류공정이 생략된 극저 유황강의 제조방법은, 중량%로 Mg : 20-50%, CaO : 40-79%, SiO₂: 1-10%로 조성되는 Mg계 용선탈류제를, 용선속으로 질소가스와 함께 30-120kg/분의 투입 속도로 용선 톤상 2-6kg를 투입하여 용선중의 유황을 제어하는 단계와, 상기 단계에서 생성된 슬래그를 슬래그 커팅기구와 슬래그 배재기로 제거하는 단계와, 상기 제거단계에서 슬래그가 제거된 용선을 전로에 장입하여 정련하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 극저 유황강 제조 방법에서 용선 탈류제를 상기와 같이 용선중에 투입함으로써 용선중의 유황이 0.003%이하로 제어된다.

본 발명 방법에서 탈류제의 투입량을 용선 톤당 2-6kg로 한정하는 것은 용선중의 유황을 효과적으로 탈류하기 위함이며, 투입 속도가 30-120kg/분으로 한정되는 것도 용선중의 유황을 적절하게 탈류하기에 적합한 범위로 한정된 것이다.

이하에서는 실시예와 관련하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

(실시예)

제품중의 유황(S)을 엄격하게 관리하고 있는 내산강(SNA 490-A)(유황 : 0.005%이하)을 제조하기 위해 용선 탈류단계에서 Mg : 20-50%, CaO : 40-79%, SiO₂: 1-10%로 조성되고 입도 1.2mm 이하인 Mg계 탈류제를 용선 운반 용기내에 있는 용선속으로 캐리어 가스인 질소와 함께 랜스(Lance)를 통해 용선 톤당 2kg를, 투입속도 30kg/분으로 투입하여 용선중의 유황을 0.002%로 제어하였다.

이때 생성된 슬래그는 용선 운반용기에서 전로에 장입하기 위해 장입 래이들로 용선을 출강시 슬래그 커팅 기구를 사용하여 차단함으로써 용선 탈류 슬래그가 전로에 혼입되는 것을 방지하였다.

상기 슬래그 커팅 기구는, 용선 운반 용기 내부로 삽입한 후 용선운반 용기에서 전로에 장입하기 위한 별도 용기로 용선을 출강시, 출선구에서 용선과 슬래그 비중의 중간을 유지하여 용선은 슬래그 커팅 기구 하부로 유출되고 슬래그는 운반용기내에 잔류하게 하여 슬래그 유출량이 최소로 되게 구성되어 있다.

그리고 소량 혼입된 슬래그는 슬래그 배재기를 활용하여 유출된 슬래그를 완전히 제거한 후에 전로에 용선을 장입하여 일반 조업과 동등하게 취련 작업을 실시하였다.

전로 작업 종료후 2차정련 조업시 용강탈류공정을 생략하고 버블링(Bubbling)을 실시하였다.

이러한 조업 적용 결과가 공정간 유황 성분 거동을 나타낸 제3도에 나타나 있으며, 본 발명에 의해 제조된 제품의 유황성분이 약 0.003%로 나타나 있는 바, 종전 공정에 의해 제조된 제품의 유황 함유량과 큰 차이가 없음을 알 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 용강 탈류 공정을 생략할 수 있는 유용한 것으로서, 용강 탈류공정 없이도 극저 유황강의 안정적인 유황 성분 제어가 가능하여 품질의 안정화가 가능하였으며 강비블링을 실시하는 용강 탈류공정의 생략으로 전로에 장입되는 용선량을 기존과 동일 수준으로 유지하여 생산성의 향상이 가능하였고, 높은 탈류능을 갖는 용선 탈류제 사용으로 슬래그 발생량이 감소되어 폐기물 감소 효과를 얻었을 뿐만 아니라 용강 톤당 약 3,000원의 원가 절감이 가능하게 되었다.

Claims (2)

1. 중량%로 Mg : 20-50%, CaO : 40-79%, SiO₂: 1-10%로 조성되는 것을 특징으로 하는 탈류능이 우수한 Mg계 용선탈류제.
2. 중량%로 Mg : 20-50%, CaO : 4-79%, SiO₂: 1-10%로 조성되는 Mg계 용선탈류제를, 분당 30-120kg/분의 투입속도로 용선속으로 질소가스와 함께 용선 톤당 2-6kg를 투입하여 용선중의 유황을 제어하는 단계와, 상기 제어단계에서 생성된 슬래그를 슬래그 커팅 기구와 슬래그 배재기로 제거하는 단계와, 상기 제거단계에서 슬래그가 제거된 용선을 전로에 장입하여 정련하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 용강 탈류공정이 생략된 극저 유황강의 제조방법.