KR970005198B1

KR970005198B1 - The method of slag forming with electric furnace

Info

Publication number: KR970005198B1
Application number: KR1019940029407A
Authority: KR
Inventors: 송효석; 정명채
Original assignee: 포항종합제철 주식회사; 김만제
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1997-04-14
Also published as: KR960017862A

Abstract

The promoting method is characterized by generally promoting the foaming of slag formed when producing a stainless steel by using an arc electric furnace. 12 wt.% or less of a manganese ore is introduced in order to promote the formation of the foaming and recovered into valuable metal.

Description

How to Promote Slag Forming of Stainless Steel Furnace

제1도는 망간광석 첨가비율에 따른 스래그 높이 변화율을 나타내는 그래프.1 is a graph showing the slag height change rate according to the manganese ore addition ratio.

본 발명은 스테인레스강 전기로 슬래그 포밍(Foaming) 조장방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 아크전기로를 이용하여 스테인레스강을 제조할 때 생성되는 슬래그의 포밍을 조장하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for promoting slag forming of stainless steel furnaces, and more particularly, to a method of promoting slag forming when stainless steel is manufactured using an arc furnace.

통상 슬래그 포밍현상이라 함은 슬래그-용강계면에서 화학반응에 의해 발생된 기포 또는 용강으로 취입된 가스에 의한 액상 슬래그의 부피 팽창 현상을 말하는데, 이러한 슬래그 포밍현상은 일반 탄소강의 산소정련 또는 탈규소 반응시에 주로 발생된다. 슬래그 포밍은 주로 탈탄속도, 슬래그의 조성 및 물성등 여러인자가 복합적으로 작용하여 영향을 받는데, 일반적으로 슬래그 포밍은 가스 발생량이 많고, 슬래그의 점도가 적당히 유지되어 가스기포의 체류시간이 길며, 슬래그의 표면장력이 낮아 기포의 수명(생성후 소멸되기까지의 시간)을 증가시키는 경우에 잘 일어나게 된다.Generally, slag forming phenomenon refers to the volume expansion of liquid slag by gas blown into bubbles or molten steel generated by chemical reaction at the slag-melt interface, and such slag forming phenomenon is oxygen refining or de-silicon reaction of general carbon steel. Occurs mainly in poetry. The slag forming is mainly affected by the combination of several factors such as decarburization speed, slag composition and physical properties.Slag forming generally has a large amount of gas generation, and the viscosity of the slag is properly maintained so that the gas bubble has a long residence time. This is most likely to occur when the surface tension of is increased to increase the life of the bubble (the time from creation to extinction).

그러나, 스테인레스강 전기로 슬래그는 슬래그중 크롬산화물(Cr₂O₃)의 농도가 높아 슬래그 융점 및 점도가 매우 높고, 스테인레스용강중의 크롬이 탄소의 활용도를 감소시켜 슬래그/용강계면에서 CO 발생반응이 일반 탄소강에 비해 활발하지 못하기 때문에 거의 슬래그 포밍현상이 일어나지 않게 된다. 따라서, 스테인레스강 전기로 조업에서는 슬래그 포밍을 의도적으로 조장해야 할 필요가 있는데, 그 주된 목적은 깊은 폼(Fom) 슬래그를 형성시켜 스크랩 용해시의 전극봉 끝부분을 슬래그로 덮어줌으로써 발생하는 아크가 슬래그내에 머물도록 유도하는데 있다. 이렇게 조업을 하게되면 고역율 조업이 가능하게 되어 전기효율을 향상시키고, 전극으로부터 용강으로의 열전달을 좋게할 뿐만 아니라 용해기중 장시간 대전력을 투입하는 조업이 가능하게 된다. 또한, 전극봉 끝부분에서 발생되는 아크가 슬래그로 덮여지므로 아크열에 의한 노체벽의 손상도 감소하게 된다. 이외에도 슬래그가 열전달 매체가 되므로 열전달 효율이 향상하게 되는 잇점이 있다.However, stainless steel furnace slag has a high concentration of chromium oxide (Cr ₂ O ₃ ) in the slag, so the slag melting point and viscosity are very high, and chromium in the stainless steel reduces the utilization of carbon, which leads to CO generation reaction at the slag / molten steel interface. Since it is less active than ordinary carbon steel, slag forming is hardly generated. Therefore, in the operation of stainless steel furnaces, it is necessary to intentionally promote slag forming, the main purpose of which is to form a deep foam slag and cover the electrode tip with slag during melting of the slag. To encourage me to stay inside. This operation enables high power factor operation to improve electrical efficiency, improve heat transfer from the electrode to the molten steel, as well as enable operation for a long time injecting large power in the melter. In addition, since the arc generated at the end of the electrode is covered with slag, damage to the furnace wall due to the arc heat is also reduced. In addition, since slag becomes a heat transfer medium, the heat transfer efficiency is improved.

이와 같이, 일반적으로 전기로 조업시 스크랩이 녹아감에 따라 전력투입을 감소시켜야 하고 노체내부가 아크에 노출되게 되는 단점을 없애기 위해서는 포밍 슬래그 조업이 필요한 것이다. 즉, 포밍 슬래그 조장으로 용해기중 장시간 대전력 투입이 가능하므로 생산성을 크게 높일 수 있는 것이다.As such, in general, as the scrap melts during the operation of the electric furnace, the power input must be reduced, and the forming slag operation is required to eliminate the disadvantage that the inside of the furnace is exposed to the arc. In other words, it is possible to increase the productivity significantly because it is possible to input a large amount of power in the melter by forming the slag for a long time.

한편, 종래에는 슬래그 포밍을 조장하기 위한 방법으로 다음과 같은 방법들이 시도되었다.In the meantime, the following methods have been attempted as a method for promoting slag forming.

첫째, 슬래그 폼을 조장하기 위해 인위적으로 Ar과 같은 불활성 가스를 반응기내에 불어 넣어 주는 방법이다. 이 방법은 전로와 같이 반응기의 형태가 좁고 깊은 경우에는 효과가 있으나 전기로와 같이 넓고, 슬래그의 깊이나 낮은 경우에는 슬개그/용강계면이 넓어 슬래그 포밍에는 그다지 큰 효과가 없을 뿐만아니라 별도의 가스취입설비가 필요한 단점이 있다.First, in order to promote slag foam, an inert gas such as Ar is artificially blown into the reactor. This method is effective when the reactor is narrow and deep like a converter, but wider like an electric furnace, and when the depth or depth of the slag is wider, the slag / melt interface is wider, so it is not very effective in slag forming and separate gas injection. The disadvantage is the need for equipment.

둘째, 슬래그중에 석회석을 첨가하여 석회석중의 CO₂가스에 의해 슬래그의 포밍을 조장하는 방법이 있는데, 그러나, 이 방법은 석회석의 분해에 필요한 열이 많이 필요하기 때문에 전기에너지의 소모가 증가하며, 그에 따라 석회석의 투입량을 제한하게 되므로 큰 효과를 기대하기가 곤란하다.Secondly, limestone is added to the slag to promote the foaming of the slag by CO ₂ gas in the limestone. However, since this method requires a lot of heat for the decomposition of limestone, the consumption of electrical energy increases. Therefore, it is difficult to expect a large effect because it limits the amount of limestone input.

셋째로는 최근에 보고된 바에 의하면, CaCo₃와 코크스의 혼합물 단광을 첨가하고 산소취입량을 증가시키는 방법이 있는데(Electric Furnace Conference Proceedings, 1993, vol.51, p 289-298), 이 방법은 CaCO₃와 코크스를 혼합하고 단광을 제조하는 별도의 설비와 공정이 필요할 뿐만아니라 산소취입량을 증가시킬 수 없는 전기로에서는 적용하기가 곤란한 문제가 있다.Third, recently reported methods include adding briquettes of CaCo ₃ and coke and increasing oxygen uptake (Electric Furnace Conference Proceedings, 1993, vol. 51, p 289-298). In addition to the need for a separate facility and process for mixing CaCO ₃ and coke and producing briquettes, there is a problem that it is difficult to apply in an electric furnace that can not increase the amount of oxygen injection.

이에, 본 발명자들은 상기한 종래방법들의 문제점을 개선하기 위해 연구와 실험을 행하고, 그 결과를 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서 본 발명은 전기로를 이용하여 스테인레스강을 제조할 때 유가금속의 산화물을 첨가하여 유가금속 성분을 회수하면서 전기로 슬래그의 포밍을 효과적으로 조장시키는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present inventors have conducted research and experiments to improve the problems of the conventional methods described above, and based on the results, the present invention proposes the present invention, when the production of stainless steel using an electric furnace oxide of valuable metals It is an object of the present invention to provide a method for effectively promoting the foaming of slag while recovering the valuable metal component by adding a.

이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.

본 발명은 아크 전기로를 이용하여 스테인레스강을 제조할 때 생성되는 슬래그의 포밍을 조장하는 방법에 있어서, 상기 슬래고 중량에 대하여 12중량% 이하의 범위로 망간광석을 투입하는 스테인레스강 전기로 슬래그 포밍 조장방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for promoting the forming of slag produced when manufacturing stainless steel by using an arc furnace, wherein the stainless steel furnace slag forming the manganese ore in the range of 12% by weight or less based on the weight of the slag. It's about how to promote it.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 슬래그 포밍 조장재로는 망간광석을 이용하는데, 상기 망간광석은 통상 50중량% 이상의 MnO₂로 이루어져 있는 것을 이용함이 보다 바람직하다.Manganese ore is used as the slag forming aid used in the present invention, it is more preferable that the manganese ore is usually made of 50% by weight or more of MnO ₂ .

상기 망간광석을 전기로 슬래그의 포밍재로 슬래그중에 첨가하게 되면 다음과 같은 작용으로 슬래그 포밍이 조장된다. 즉, 망간광석이 고온의 슬래그와 혼합하게 되면 슬래그중에 용해되고, 망간광석중의 MnO₂의 일부가 다음과 같은 반응식(1), (2)에 의해 망간 성분은 용강중으로 회수되고, 망간 산화물로부터 분리된 산소는 용강중의 탄소와 반응하여 CO 기포를 발생시키게 된다.When the manganese ore is added to the slag as a slag forming material of the electric slag slag forming is promoted by the following action. That is, when manganese ore is mixed with high temperature slag, it is dissolved in slag, and a part of MnO ₂ in manganese ore is recovered in molten steel by the following reaction formulas (1) and (2). The separated oxygen reacts with the carbon in the molten steel to generate CO bubbles.

그리고, 나머지는 슬래그에 잔류하여 슬래그 조성을 변화시키고, 슬래그의 융점을 저하시켜 상기 반응에 의해 생성된 CO 기포화 함께 슬래그 포밍을 조장시키게 되는 것이다. 또한 상기 (1)식에서 보듯이, 망간광석의 탄소에 의한 환원을 통하여 용강중의 망간농도를 증가시킴으로써 유가금속인 망간을 회수하는 작용도 하게 된다.The remainder remains in the slag to change the slag composition, lower the slag melting point, and promote slag forming together with the CO bubbling produced by the reaction. In addition, as shown in Equation (1), by increasing the manganese concentration in the molten steel through the reduction by the carbon of the manganese ore to recover the manganese, a valuable metal.

이때, 상기 망간광석의 투입량은 전기로 슬래그의 12중량% 이내로 투입하는 것이 바람직한데, 그 이유는 망간광석을 그 이상 첨가하여도 슬래그 포밍효과가 거의 없기 때문이다. 일반적으로 망간 산화물은 염기성 산화물로 작용하는 것으로 알려져 있으므로, 전기로 슬래그중에 망간 산화물이 첨가되면 슬래그의 융점이 저하하고, 슬래그의 염기도가 상승하게 되며, 슬래그 염기도 상상에 의해 슬래그의 점도는 감소하고, 융점저하에 의해 액체 슬래그의 비율이 증가하게 되어 상술한 바와 같이 포밍이 일어나기 좋은 슬래그 물성으로 변화하게 된다. 그러나, 망간광석이 과다하게 투입되면 슬래그의 점성이 더욱 감소하게 되어 이 경우에는 오히려 슬래그에서 기포가 빨리 빠져나가 버리므로 슬래그 포밍효과가 감소하는 것으로 생각된다.At this time, the amount of the manganese ore is preferably added within 12% by weight of the slag of the electric furnace, because the slag forming effect is hardly added even more than the manganese ore. In general, manganese oxide is known to act as a basic oxide, so when the manganese oxide is added to the slag in the furnace, the melting point of the slag is lowered, the slag basicity is increased, the slag base also imaginary slag viscosity decreases, As the melting slag decreases, the ratio of the liquid slag is increased, and thus, the slag property is changed to form the slag easily to form as described above. However, when the manganese ore is excessively added, the viscosity of the slag is further reduced, and in this case, since the air bubbles quickly escape from the slag, the slag forming effect is thought to decrease.

즉, 망간광석의 첨가비율(%)이 12중량%를 초과하면 용강/슬래그 계면에서 발생된 CO 가스가 포집되지 않고 빠져나가 그 슬래그 높이 변화율 증가가 10%에도 못미치게 되는 것이다. 또한, 망간광석이 12중량%를 초과하면 내부의 열을 빼앗는 불순물로 작용되기도 한다.That is, when the addition ratio (%) of the manganese ore exceeds 12% by weight, the CO gas generated at the molten steel / slag interface is not collected, and the slag height change rate is less than 10%. In addition, when the manganese ore exceeds 12% by weight may also act as an impurity to take the heat inside.

이아, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.In the following, the present invention will be described in detail through examples.

실시예Example

하기 표 1의 조성을 갖는 스테인레스강 25Kg을 50Kg 대기 유도 용해로에서 용해한 후, 용해온도를 1600-1650℃로 조절하고, 용강표면에 하기 표 2의 조성을 갖는 슬래그 2.5Kg을 투입하여 용해시킨 다음, 망간광석을 슬래그 중량에 대하여 하기 표 3과 변화시키면서 투입하였다.After dissolving 25Kg of stainless steel having a composition of Table 1 in a 50Kg air induction melting furnace, the melting temperature was adjusted to 1600-1650 ° C, and 2.5Kg of slag having a composition of Table 2 was added to the molten steel surface to dissolve it, and then manganese ore. Was added to the slag weight while changing with Table 3 below.

슬래그가 용해되면 망간광석을 투입하기전의 슬래그 깊이를 측정하고, 하기 표 3과 같이 망간광석을 첨가하고 5분간 반응시킨 다음, 슬래그 깊이를 다시 측정하여 슬래그 포밍 전도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.When the slag is dissolved, the slag depth is measured before the manganese ore is added, the manganese ore is added and reacted for 5 minutes as shown in Table 3, and then the slag depth is measured again to measure the slag forming conduction. 3 is shown.

하기 표 3에서의 슬래그 높이의 변화율은 각 실험 조건의 초기 슬래그 깊이에 대한 망간광석 투입후의 슬래그 깊이의 변화량을 나타낸 것이다.The rate of change of slag height in Table 3 below shows the amount of change in slag depth after manganese ore input to the initial slag depth of each experimental condition.

제1도는 상기 표 3의 결과를도식화한 그래프로써, 슬래그중 망간광석 투입량이 증가함에 따라 용강중의 슬래그 높이가 급격히 증가하여 최고점을 보이다가 그 후 감소하기 시작하여 12% 초과에서는 그 효과가 거의 없었다. 이는 너무 많은 양의 망간광석을 첨가하면, 슬래그의 융점이 감소하여 발생된 CO 가스를 포집할 수 있는 능력이 저하됨으로써, 슬래그 포밍효과가 저하된다는 것을 반증하는 것이다.FIG. 1 is a graph illustrating the results of Table 3, and as the manganese ore input amount in slag increases, the slag height in molten steel rapidly increases to its highest point, and then decreases thereafter. . This proves that adding too much manganese ore reduces the slag melting point and thus the ability to capture the generated CO gas, thereby degrading the slag forming effect.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전기로에서 스테인레스강을 제조할 때 발생하는 전기로 슬래그의 중량에 대하여 적정량의 망간광석을 투입함으로써 전기로 조입시의 슬래그 포밍을 조장하여 고역을 조업이 가능한 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention has the effect that it is possible to operate the high range by encouraging slag forming at the time of joining the electric furnace by inputting an appropriate amount of manganese ore to the weight of the electric furnace slag generated when manufacturing stainless steel in the electric furnace. will be.

Claims

In the method for promoting the forming of slag produced when manufacturing stainless steel by using an arc furnace, stainless steel furnace slag forming characterized in that the manganese ore is added to the slag weight in the range of 12% by weight or less. How to promote.