KR970009514B1 - 극저탄소 실리콘망간의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

극저탄소 실리콘망간의 제조방법

제1도는 종래의 전로법 저탄소 실리콘망간 제조방법의 공정도이며

제2도는 본 발명에 따른 극저탄소 실리콘망간 제조방법의 공정도이며

제3도는 본 발명에 따른 횡취형 극저탄소 실리콘망간 제조설비의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고알루미나(high alumina)질 내화물 2 : 횡취튜이어

3 : 슬랙 4 : 용융금속

본 발명은 스테인레스용 극저탄소 실리콘 망간의 제조방법에 관한 것으로, 특히 용융 고탄소 실리콘망간을 원료로 하여 횡취형(Side Blowing) 전로에서 가스를 취입함으로써 용탕을 혼합시키는 동시에 용탕과 가스간의 탈탄반응을 일으켜 극저탄소 실리콘망간을 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래에 있어서 스테인레스용 저탄소 실리콘망간(SUS-SiMn)은 제1도에서 보는 바와 같이 고탄소 실리콘망간(SiMn)을 제조하는 방법인 전기로법에 의하여 제조하여 왔다.

전로법에서는 먼저 망간광석, 규석, 조재제 및 환원제로 탄재를 사용하는 이들 원료를 모두 전기로에 장입한 후 환원정련을 행함으로써 망간 60-70%, 실리콘 15-25%, 탄소 1-3% 및 나머지가 철(Fe)인 조성을 갖는 실리콘망간 합금 용탕을 제조하였다. 단, 이 경우 평상의 SiMn제조시 보다 원료중의 SiO₂함량을 높임으로써 용탕중의 실리콘 농도를 최대한 높게 함유시켰다.

그러나 상기 전기로에서의 환원 정련만으로는 실리콘 망간용탕의 Si농도를 20%이상으로 높이는 것이 불가능하므로 전기로 조업 말기에 훼로실리콘이나 메탈실리콘을 별도로 장입하여 Si농도를 높임과 동시에 일부 슬랙에 잔존해 있는 망간을 회수하여 Mn농도도 높여줌으로써 저탄소 실리콘 망간의 화학성분을 만족시키는 이단 조업을 행하여 오고 있는 실정이다.

그러나, 상기와 같은 전로법은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 첫째, 슬랙중 SiO₂함량이 높아짐에 따라 융점이 높아져서 전력 소모량이 급격히 증가한다. 즉, SiMn제조시의 전력원 단위가 3400KWh/ton임에 비해 저탄소-SiMn제조시의 전력원단위는 5000~6000KWh/ton에 이르게 된다. 둘째, 전기로에서 이단 조업이 행하여짐에 따라 로내 반응의 불안정을 초래하여 생산성이 급격히 저하된다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하여 낮은 비용, 고회수율로 극저탄소 SiMn을 생산할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서는 제2도에서 보는 바와 같이 망간광석, 규석 석회석 및 탄재를 이용하여 전기로에서 일차적으로 고탄소 SiMn용탕을 제조한다. 제조된 SiMn용탕을 제조한다. 제조된 SiMn용탕을 출탕하여 제3도와 같은 횡취가 가능한 정련용 전로에 장입한 후 가스를 취입하여 용탕을 혼합, 보온 탈탄시킨다. 이때, 정련방응의 진행에 따라 로 상부에 위치한 원료투입구를 통하여 조재제로서 중탄소 훼로망간 슬랙 또는 고탄소 훼로 망간슬랙을 장입하여 준다.

본 발명에서는 전기로에서 출탕된 고탄소 SiMn용탕을 래이들(ladle)로 이동하여 전로(converter)로 옮긴 후 횡취가스 취입과 동시에 중탄소 훼로망간 슬랙 또는 고탄소 훼로망간 슬랙을 투입하여 전로정련 초기 슬랙의 물성을 저점성, 저융점으로 유지하여 준다. 이때 중탄소 훼로망간 슬랙 또는 고탄소 훼로망간 슬랙은 용탕 100중량부에 대하여 5~20중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 중탄소 훼로망간 슬랙 또는 고탄소 훼로망간 슬랙을 사용할 경우 훼로실리콘 및 메탈실리콘을 장입한 후에도 반응 전구간에 걸쳐 슬랙의 유동도를 양호하게 유지시켜주므로 Si, Mn의 회수율이 높아지며, 출탕시 메틸/슬랙 간의 분리가 용이하다.

가스취입에 있어서는, 이중관으로 이루어져 있는 횡취튜이어(2)의 내관으로는 산소와 질소 또는 아르곤의 혼합가스를, 외관으로는 질소 또는 아르곤 가스를 용융금속(4)에 취입하여 준다. 내관에서의 산소 유량은 SiMn용탕 1톤당 1~30Nm³가 바람직하며, 이때 산소 대 질소 또는 아르곤의 비는 정련초기 4 : 1에서 말기에는 1:1로 변환하여 사용하는 것이 바람직하다. 내관 및 외관에서의 질소 또는 아르곤은 5~10Nm³/ton 범위로 조절하여 사용한다. 이들 가스는 각 관에서 3~10kg/cm²의 압력으로 조절된다. 가스는 1차적으로 장입되는 훼로실리콘, 메탈실리콘 및 슬랙의 용융에 필요한 열량을 공급하여 주며 아울러 용탕의 유동을 향상시킴으로써 반응시간을 줄이고 국부적인 응고층이 생기는 것을 방지하는 2차적인 효과를 주므로 그 유량을 유지하여 주는 것이 매우 중요하다.

본 발명에서는 용탕중의 Si 품위를 높이고 슬랙중의 망간 성분을 회수하기 위하여 훼로실리콘 또는 메탈실리콘을 용탕 온도 1400~1550℃ 범위에서 용탕 1톤당 150~200kg의 양으로 장입시켜 줄 수도 있다. 훼로 실리콘 또는 메탈실리콘을 1400℃ 범위에서 투입시 온도의 하락을 초래하여 메탈을 응고되기 쉽고 1550℃ 이상에서는 Si의 산화손실이 크게 된다.

상기와 같은 본 발명에 따른 제조방법으로 극저탄소-SiMn제조시, SiMn용탕을 전로에서 횡취가스에 의하여 정련함으로써 전력의 손실을 줄이면서도 높은 생상성으로 극저탄소-SiMn을 제조할 수 있다.

이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 좀더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것을 아니다.

실시예 1

망간광석 2900kg, 규석 810kg, 및 탄재 765kg을 6120KWH의 환원시켜 하기 표 1의 성분을 갖는 1.8ton의 SiMn용탕을 제조한 후, 내경 900mm의 전로에 상기 SiMn용탕을 장입한 후 로바닥으로부터 150mm높이에 이중관으로 이루어진 횡취 튜이어를 설치하여 내관으로는 산소를 외관으로는 산소 및 아르곤 가스의 혼합물을 취입하여 정련조업을 실시하였다. 초기 내관의 산소유량은 80Nm³/hr, 아르곤 유량은 20Nm³/ hr이고, 외관에서의 아르곤 유량은 15Nm³/hr으로 25분간 유지하였으며 이후 내관의 산소유량을 40Nm³/hr, 아르곤 유량은 40Nm³/hr으로 조절하고 외관으로 아르곤 가스 유량은 그대로 유지하며 다시 5분간 취입한 후 가스취입을 중단하고 출탕하였다. 가스취입 시작후 10분간에 걸쳐 중탄소훼로망간 슬랙 120kg을 투입하였으며 이후 10분간에 걸쳐 하기 표 1의 성분을 갖는 메탈실리콘 400kg을 균일한 속도로 투입하였다.

SiMn용탕의 전로내에 장입된 직후의 온도는 1310℃이었으며 정련 중 메탈 실리콘을 1425℃에서 투입되었고 정련 반응이 끝난 후 출탕하였을 때의 온도는 1353℃이었다. 정련 반응 후의 용탕의 성분은 표 1과 같았다.

비교 실시예 1

실시예 1에서와 동일하게 실시하되, 제1도에 도시한 바와 같이 2단 전기로법에 의해, 전기로에서 1차 제조된 SiMn용탕을 동일 전기로에서 그대로 2차 조업하여 표 1과 같은 성분의 탄소-SiMn을 얻었다.

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와같이 본 발명에 따른 극저탄소 실리콘 망간의 제조 방법으로 얻어진 극저탄소 실리콘 망간은 종래의 방법에 따라 제조된 저탄소 실리콘 망간에 비하여 탄소의 함량이 매우 적음을 알 수 있다.

또한, 종래 방법과 본 발명의 방법에 의한 실리콘망간 제조의 경제성 및 생산 가능 범위는 표 2에 도시한 바와 같으며, 본 발명에 따른 것이 훨씬 더 경제적임을 알 수 있다.

Claims (2)

1. 전기로에서 생산된 망간 60 내지 70중량%, 실리콘 15 내지 25중량%, 탄소 1 내지 3중량% 및 나머지량의 철로 이루어진 고탄소 실리콘 망간 용탕을 이중관으로 이루어진 횡취 튜이어가 장착된 전로에 연속적으로 장입하여, 상기 횡취 튜이어의 내관 및 외관으로 각각 산소와 질소 또는 아르곤과의 혼합 가스 및 질소 또는 아르곤 가스를, 산소는 상기 용량 1톤에 대하여 10 내지 30N㎥의 유량으로 상기 질소또는 아르곤은 상기 용탕 1톤에 대하여 5 내지 10N㎥의 유량으로 취입하여 용탕 온도를 1,400 내지 1,550℃범위로 유지함과 동시에 상기 용탕 100중량부에 대해 5 내지 20중량부의 훼로망간 슬랙을 투입하여 용탕의 유동도를 양호하게 유지시키고, 상기 용탕 1톤에 대해 페로실리콘 또는 메탈 실리콘 150 내지 200kg을 순차적으로 투입함으로써 망간 55 내지 60중량%, 실리콘 30 내지 35중량%, 탄소 0.1중량% 이하 및 나머지량의 철로 이루어진 극저탄소 실리콘 망간을 연속적으로 제조하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 횡취 튜이어의 내관으로 취입하는 혼합 가스 중의 산소와 질소 또는 아르곤의 혼합비를 취입 초기 4:1에서 말기 1:1로 변화시키며, 내관과 외관으로 취입되는 각 가스의 압력이 3 내지 10kg/㎠ 임을 특징으로 하는 제조 방법.