WO2014168270A1 - 망간 함유 용강 제조방법, 보온로, 및 보온로를 활용한 망간 함유 용강 제조설비 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing manganese-containing steel, and more particularly, using the Oxygen Furnace (Basic Oxygen Furnace) to reduce the temperature and production cost of the molten steel caused by the large amount of alloying elements introduced in the production of high manganese content
  • the present invention relates to a method for producing a manganese-containing molten steel for improving the quality of a manufactured manganese-containing molten steel while eliminating an increase in the number of molten steels, and to a heating furnace used therein and a manganese-containing molten steel manufacturing facility including the thermal furnace. .
  • the present invention in the production of manganese-containing steel, even if it has a different capacity and different production time, a method for producing a manganese-containing molten steel that does not cause a deterioration when molten metal is mixed, the thermal furnace and the thermal furnace used therein It is for a manganese-containing molten steel manufacturing equipment comprising a.
  • high Mn steels contain Mn by 1 to 5% by weight, and some stainless steels also produce steels with manganese content of 10% by weight or less.
  • steel grades having a manganese content of 15 to 25 wt%.
  • molten iron having a carbon content of about 4.5% by weight is decarburized in the converter and melted and refined during tapping after melting into molten steel having 0.2 to 0.4% by weight of carbon.
  • the manganese component is controlled by introducing a solid iron alloy containing Mn prepared as a final product.
  • the amount of manganese ferroalloy added increases as the manganese content required increases.
  • the amount of manganese ferroalloy is increased, the temperature of molten steel is lowered, and a method of preventing or compensating for this is required.
  • the temperature of the molten steel due to the addition of ferroalloy is increased by increasing the converter end temperature or increasing the molten steel temperature in the secondary refining.
  • the molten steel temperature in the converter must be maintained so high that it can prevent the molten steel temperature drop due to the ferroalloy.
  • the operation should be performed at least 150 °C higher than the normal operation temperature, and the oxidation of molten steel will occur, and the dissolved oxygen in the steel will be increased to oxidize the alloy components in the process of adding ferroalloy, which will lead to the There is a problem that the error rate is lowered.
  • the ferroalloy is introduced while the temperature of the molten steel is raised by oxidation or electrical energy in the secondary refining process.
  • the method is also used.
  • the method of increasing the temperature of the molten steel in the secondary refining process uses a large amount compared to the energy required to increase the molten steel temperature in the converter, and because of its low efficiency, causes a problem of increased processing time and increased production cost.
  • any one of molten steel and molten ferroalloy is added to the other, and the molten iron is at least one of carbon, phosphorus, and nitrogen depending on the state or steel grade of the molten steel. It is proposed a method in which the impurity content is controlled in connection with the impurity content of the molten steel converter end, the input amount of molten ferroalloy, the design value and the weight for each steel type.
  • molten steel and molten ferroalloy are supplied in a molten state in different processes, and it is necessary to provide molten metal in a timely manner because there is a difference in production amount, production time, etc. between each process.
  • high vapor pressure and high affinity are easily combined with oxygen and nitrogen, which causes cost or process problems due to loss of manganese or additional processes when storing molten metal including manganese. .
  • the present invention is to solve the problems of the prior art, in spite of the difference between the processes, to provide a high-quality molten ferroalloy or molten non-ferrous metal, to produce a manganese-containing molten steel that can be produced immediately in accordance with the production of molten steel It is an object of the present invention to provide a method, an insulation furnace used therein, and a manganese-containing molten steel production facility including the insulation furnace.
  • the present invention is a manganese-containing molten steel manufacturing method for adjusting the state of the molten alloy iron or molten non-ferrous metal provided according to the state of the molten steel provided out of the converter, the manganese containing and the manganese containing this It is an object to provide molten steel manufacturing equipment.
  • an object of the present invention is to prevent denitrification or adsorption in the process of retaining molten ferroalloy or molten nonferrous metal, thereby preventing subsequent processes or further denitrification processes due to adsorption.
  • the present invention provides the following manganese-containing molten steel manufacturing method in order to achieve the above object.
  • the present invention is a step of preparing a molten ferroalloy or a molten nonferrous metal; Maintaining the molten ferroalloy or the molten nonferrous metal at a temperature above the melting point; And mixing the molten ferroalloy or the molten nonferrous metal and the prepared molten steel; and manganese in which the adsorption prevention or denitrification step of absorbing or denitrifying the molten ferroalloy or molten nonferrous metal is performed while the maintaining step is performed.
  • a method for producing molten steel is provided.
  • the holding step and the adsorption prevention or denitrification step may be performed in a heating furnace, and the absorption prevention or denitrification step may supply an atmospheric Ar gas into the heating furnace to maintain the internal pressure of the heating furnace at a positive pressure.
  • the holding step and the adsorption prevention or denitrification step may be performed in a heating furnace, and the absorption prevention or denitrification step may be performed by stirring with Ar in at least one of the upper and lower parts of the heating furnace.
  • the adsorption prevention or denitrification step may be added to the Si so that the Si composition of the molten alloy iron is more than 1.5wt%.
  • the thermal insulation case An accommodation unit having an internal space to accommodate a liquid or solid ferroalloy or a nonferrous metal in the case; A heat source unit for heating the ferroalloy or nonferrous metal of the receiving portion; And a cover for sealing an inner space of the accommodating part at an upper side of the accommodating part, wherein the cover is connected to an inert gas supply part and includes an atmosphere gas providing part for absorbing or denitrifying the ferroalloy or nonferrous metal in a molten state in the accommodating part. can do.
  • preparation step may be carried out in the thermal furnace.
  • the amount of molten ferroalloy or molten non-ferrous metal prepared in the preparation step is more than the amount of molten ferroalloy or molten nonferrous metal required in the mixing step, in the mixing step to the molten steel as much as the required amount and the rest is continuously It can be maintained at a temperature above the melting point.
  • the preparation step may be performed by melting the solid-state FeMn, Mn Metal P content according to the Mn content satisfies the P content derived by the following formula.
  • the heat source unit of the thermal insulation furnace includes an induction coil, and the preparation step may be performed by induction heating of the induction coil.
  • the mixing step of the present invention is performed while the molten ferroalloy or molten nonferrous metal is poured into the ladle containing the molten steel, in the mixing step, the stirring step of stirring the molten steel and the molten ferrous alloy or molten nonferrous metal is performed together ,
  • the stirring step may be performed by supplying an inert gas from the bottom of the ladle.
  • the mixing step is performed while the molten ferroalloy or molten nonferrous metal is poured into the ladle containing the molten steel, in the mixing step, the stirring step of stirring the molten steel and the molten ferrous alloy or molten nonferrous metal is performed together,
  • the stirring step may be performed by adding a stirrer to the molten metal from the top of the ladle.
  • the holding step is maintained between 1300 ⁇ 1500 °C, in consideration of the state of the molten steel and the state of the target high manganese molten steel immediately before the mixing step, the step of raising the temperature of the molten ferroalloy or molten nonferrous metal It may further include.
  • the Al, C, Cu, W, Ti, Nb, Sn, Sb, Cr, B, Ca, Si, And a vacuum refining step (RH) or a ladle furnace (LF) refining step for introducing at least one of Ni and the dehydrogenation may be performed while performing the RH refining step after the mixing step.
  • RH vacuum refining step
  • LF ladle furnace
  • the present invention provides the following thermal insulation furnace.
  • the present invention is a case; An accommodation unit having an internal space to accommodate a liquid or solid ferroalloy or a nonferrous metal in the case; A heat source unit for heating the ferroalloy or nonferrous metal of the receiving portion; And a cover for sealing an inner space of the accommodating part at an upper side of the accommodating part, wherein the cover is connected to an inert gas supply part and includes an atmosphere gas providing part for absorbing or denitrifying the ferroalloy or nonferrous metal in a molten state in the accommodating part. Provide a thermal insulation to.
  • the heat source part may include at least one of an induction coil surrounding the accommodating part, an electrode rod provided on the cover, and a plasma provided on the cover.
  • the present invention includes a control unit connected to the heat source unit, the control unit is maintained between 1300 ⁇ 1500 °C, in consideration of the temperature of the molten steel and the target high manganese molten steel just before mixing, the molten ferroalloy or molten nonferrous metal The temperature of can be raised.
  • the cover is disposed on the upper side of the accommodating part, the atmosphere gas providing pipe is disposed on the inner surface of the cover, and the vent may be provided to maintain the internal pressure of the heating furnace at a constant positive pressure when supplying the atmosphere gas into the heating furnace. .
  • Insulating portion of the present invention is connected to the suction portion, the suction portion extending into the molten ferroalloy or molten non-ferrous metal inside the receiving portion through the cover, the discharge portion for discharging the molten metal sucked through the suction portion in the ladle
  • a siphon structure connected to the suction part and the discharge part and connected to the moving part, and a siphon structure part including an initial pressure port for generating an initial pressure difference and connected to the lower part of the case;
  • the present invention is connected to the case, the drive unit for raising and lowering the case and the receiving portion;
  • a first guide formed on an outer surface of the case;
  • a guide frame disposed outside the case, the guide frame including a guide roller that meets the first guide and prevents the first guide from being raised when the first guide is lifted.
  • the connection position is disposed behind the position of the guide roller, the case may be tilted forward by the first guide is caught by the guide roller when the case is moved by the driving of the drive portion.
  • the present invention provides the following manganese-containing molten steel manufacturing equipment.
  • the present invention provides an Mn supply unit for providing a high manganese-containing metal as a molten metal; A molten steel supply unit providing molten steel; And a ladle moving between the molten steel supply unit and the Mn supply unit, receiving a molten metal of a high manganese-containing metal from the Mn supply unit, and receiving and molten the molten steel from the molten steel supply unit.
  • a manganese-containing molten steel manufacturing equipment including a heating furnace.
  • an inert gas supply pipe is formed below the ladle, and the ladle is connected to the inert gas supply part at a position where the molten metal of the high manganese-containing metal is received at the Mn supply part or at a position where the molten steel is received from the molten steel supply part.
  • the molten metal and the molten steel can be stirred with an inert gas.
  • the present invention can achieve the following effects through the above configuration.
  • the present invention is to solve the problems of the prior art, in spite of the difference between the processes, to provide a high-quality molten ferroalloy or a molten non-ferrous metal, to produce a manganese-containing molten steel that can be produced immediately in accordance with the production of molten steel It is possible to provide a method, an insulation furnace used therein, and a manganese-containing molten steel manufacturing facility including the insulation furnace.
  • the present invention by performing the refining (preventing denitrification or absorption) while the molten alloy iron or molten non-ferrous metal to maintain a constant temperature range, it is possible to maintain a constant temperature, which is one of the important requirements for refining, to ensure refining efficiency In addition, it is possible to increase the efficiency of the overall process by being produced in different processes to be able to omit the subsequent process while controlling the amount of production, the difference.
  • the present invention is a manganese-containing molten steel manufacturing method for adjusting the state of the molten alloy iron or molten non-ferrous metal provided according to the state of the molten steel provided out of the converter, the manganese containing and the manganese containing this It is an object to provide molten steel manufacturing equipment.
  • an object of the present invention is to prevent denitrification or adsorption in the process of retaining molten ferroalloy or molten nonferrous metal, thereby preventing subsequent processes or further denitrification due to adsorption.
  • 1 is a schematic diagram of a conventional method for producing manganese-containing steel.
  • Figure 2 is a schematic diagram of one embodiment of a method for producing manganese-containing molten steel of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of another embodiment of a method for producing manganese-containing molten steel of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a heat insulator used in the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • Fig. 6 is a plan view of an insulation furnace used in the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional detail view of a thermal furnace used in the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • FIGS. 8A and 8B are schematic cross-sectional views showing one embodiment of a heat keeping furnace used in the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are schematic cross-sectional views each showing another and another embodiment of the thermal furnace used in the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • 11 and 12 are a cross-sectional view and an operation diagram of another embodiment of the heat retention furnace used in the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of yet another embodiment of a thermal furnace used in the manganese-containing molten steel manufacturing equipment of the present invention.
  • Example 14 is a graph showing the nitrogen content over time of Example 1 of the present invention
  • Figure 15 is a photograph of the water surface of Example 1 of the present invention.
  • Figure 16 is a graph showing the nitrogen content over time of Comparative Example 1 of the present invention
  • Figure 17 is a photograph of the water surface of Comparative Example 1 of the present invention.
  • Example 18 is a graph showing the nitrogen content over time of Example 2 of the present invention.
  • Example 19 is a graph showing the nitrogen content over time of Example 3 of the present invention.
  • Example 20 is a graph showing the nitrogen content over time of Example 4 of the present invention.
  • 21 is a graph showing a comparison of nitrogen content with time of Comparative Example 2 of the present invention and the embodiment 2 of the present invention.
  • converter 20 alloy iron melting furnace
  • a method of injecting manganese-containing ferroalloy into steel grades having low manganese content is used to manufacture high manganese steel.
  • 45 ⁇ 63 tons of ferroalloy should be added in accordance with the amount of manganese based on 280 tons of molten iron to produce steel grades with a manganese content of 15% by weight or more.
  • the tapping temperature in the converter process should be about 1900 °C, this temperature exceeds the temperature range that can be controlled in the current commercial refining equipment.
  • the nitrogen concentration in molten steel may increase to about 300 ppm or more.
  • FIG. 1 a method of charging manganese alloy iron in a molten state into molten steel has been proposed.
  • manganese ferroalloy in molten (high carbon FeMn) or refined (medium / low carbon FeMn) or delineated (low P FeMn) molten state is directly injected into the molten steel.
  • a process for producing molten steel and a process for producing molten alloy iron are required, and when the molten metal is mixed together, if the target manganese-containing molten steel exceeds or falls short of one side, The molten metal must be matched with other molten metal, resulting in waste of molten steel.
  • the present invention solves such a problem, while not only preventing the loss of manganese through refining (preventing denitrification or absorption) during warming, but also eliminating the post-process, and further disclosed a method for producing a manganese-containing molten steel to increase the refining efficiency do.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a method for producing a manganese-containing molten steel of the present invention.
  • the molten steel in the present invention can be produced in the same manner as in the prior art.
  • the molten steel produced in the blast furnace is put into the converter, and manufactured to meet the necessary conditions, such as blowing, Tallinn (S100), and then the molten steel produced (S110).
  • S100 Tallinn
  • S110 the molten steel produced
  • S110 molten steel produced
  • Mn-containing ferroalloy or Mn metal hereinafter referred to as 'alloy iron'
  • FeMn ferroalloy melting furnace
  • S140 ferroalloy melting furnace
  • it is charged (S140) into the heating furnace (100, described later in Figure 5).
  • the molten ferroalloy is insulated (S150) at a temperature above the melting point until the melt (S160) in the thermal furnace (100).
  • keeping warm means not simply lowering the temperature, but actively maintaining the temperature despite the heat loss through heating, and maintaining the temperature is maintained between about 1300 ⁇ 1500 °C.
  • the thermal insulation is induction heating by an induction coil.
  • induction heating is performed, the stirring effect by the induction magnetic field generated by the induction magnetic field is also generated.
  • Induction stirring effect has the effect of increasing the temperature and component homogenization effect of the molten alloy.
  • due to the effect of stirring the FeMn molten metal by induction stirring during the denitrification refining effect to increase the denitrification refining efficiency occurs.
  • the present invention prevents adsorption with an inert gas (for example, Ar) or refines (denitrates) the molten ferroalloy (S150). That is, in the present invention, refining is performed in the middle of maintaining the temperature above the melting point in the heat keeping furnace 100.
  • an inert gas for example, Ar
  • refines denitrates
  • the refining efficiency decreases when the temperature conditions are different.
  • the refining step since the refining step is performed while maintaining the temperature continuously, the refining efficiency can be improved, the heat source compensation can be minimized, and the time loss due to the separate process can be minimized.
  • the manganese-containing molten steel is Al C, Cu, W, Ti, Nb, Sn, Sb, Cr, B, Ca, Si, if necessary.
  • a vacuum refining step (RH; S170) or a ladle furnace (LF) refining step of introducing at least one of Ni and the like may be performed.
  • Al C, Cu, W, Ti, Nb, Sn, Sb, Cr, B, Ca, Si And dehydrogenation may be performed while performing vacuum refining step (RH) in which at least one of Ni is added.
  • the slab is produced in a steel sheet.
  • FIG. 3 is a schematic view of another embodiment of the method for producing manganese-containing molten steel of the present invention.
  • FeMn is put into a melting furnace to dissolve (S200), and then a suitable composition is made through a process such as Tallinn (S210) to start with FeMn made of a product (S220).
  • a product having a P content of 0.03wt% or less is preferable, because the upper limit of P is usually 0.03wt% or less for manganese-containing molten steel for performance.
  • the P content of manganese-containing, especially high Mn steel becomes more than 0.03 wt%, surface bonding by P occurs during the playing process.
  • the P content in the solid FeMn and Mn Metal supplied from the insulation furnace is limited according to the following formula according to the amount of Mn contained therein, and the Mn content is supplied from the insulation furnace as the final Mn content is increased.
  • the P component in the molten metal is reduced and limited.
  • the P component is controlled and supplied by Equation 1) below.
  • Equation 1 P content (wt%) in a molten steel furnace ⁇ -0.026 ⁇ (Mn content in high Mn steel (wt%)) + (4.72 ⁇ 10 -4 ) ⁇ (Mn content in high Mn steel (wt %)) 2
  • Solid iron alloy is introduced into the thermal furnace 100, and dissolved in the thermal furnace 100 (S240), while the molten molten alloy is kept warm (S270) until it is kept warm (S250), preventing or refining during the warming (Denitrification) is performed (S250).
  • the thermal insulation step (S250) is maintained between 1300 ⁇ 1500 °C, the absorption or denitrification to give a positive pressure to the inside of the heating furnace with Ar, or blow Ar through the lance from the upper of the heating furnace, or through the gas pipe at the bottom Si may be directly administered into the molten alloy iron, or Si may be added to the heating furnace or in the heating furnace.
  • the molten alloy iron inside the thermal furnace 100 is heated (S260).
  • the temperature of the heating furnace can be controlled by checking the temperature after the mixing just before the mixing step.
  • the final temperature of the thermal insulation furnace for temperature control can be derived from the target temperature after mixing with the molten steel (S270) temperature supplied to the thermal insulation furnace from Equation 2) below to derive the temperature of the molten metal 100
  • the temperature of the molten metal contained in the heating furnace is controlled at this temperature.
  • Equation 2 ... [(Molten steel X Molten steel temperature (°C)) + (The amount of molten metal in the furnace ⁇ The temperature of molten metal in the furnace (°C))]
  • the temperature of the heating furnace 100 in accordance with the temperature of the molten steel supplied has the advantage of controlling the temperature of the manganese-containing molten steel required after the final mixing. For example, if the temperature of the molten steel to be supplied at the initial stage and the temperature of the molten steel supplied differently from the tapping temperature of the heating furnace is low, the temperature of the final manganese-containing molten steel may be lower after the mixing, but in the present invention, Compensating the temperature by increasing the molten metal temperature of 100), thereby, even if the temperature of the molten steel is slightly lower than the target temperature, it is possible to match the temperature after the target molten through the temperature increase step (S260).
  • Figure 4 is a schematic diagram of a manganese-containing molten steel manufacturing equipment according to the present invention, the process performed is shown in order in Figures 4 (a) to (c).
  • the molten steel is produced in the converter 10, the molten alloy is produced in the ferroalloy melting furnace 20, the molten alloy iron produced in the ferroalloy melting furnace 20 is a thermal insulation furnace 100 Is injected into, the absorption and denitrification is carried out inside the thermal furnace 100.
  • the dose of the heating furnace 100 is at least one amount administered to the molten steel.
  • the ferroalloy melting furnace 20 may be retained in the thermal insulation furnace 100 by producing a plurality of times, even if the outgoing amount compared to the molten steel of the converter 10 Therefore, the problem caused by the difference in production time can be solved.
  • the amount of tapping out of the ferroalloy melting furnace 20 is large, the molten steel produced in the converter 10 may be added in an appropriate amount, and the remainder may be retained in the insulating furnace 100, and thus each process may be freely operated.
  • the molten steel produced in the converter 10 is poured into the ladle 30, and the ladle 30 is moved to the place where the insulating furnace 100 is located by the bogie 50.
  • the molten alloy iron of the thermal furnace 100 is mixed with the ladle 30 on which molten steel is poured.
  • the gas supply pipe 31 provided at the lower portion of the ladle 30 and the gas supply portion 40 formed near the heat retaining furnace 100 are connected, inert gas is melted from the lower portion of the ladle 30. Supplied, whereby the melt can be stirred.
  • FIG 5 is a cross-sectional view of the thermal insulation furnace 100 of the present invention
  • Figure 6 is a plan view of the thermal insulation furnace 100 of the present invention
  • Figure 7 is an upper cover 140 of the thermal insulation furnace 100 An enlarged view is shown.
  • the thermal insulation furnace 100 of the present invention includes a case 110 corresponding to the outer shell, the accommodating part 120 configured as a refractory in the case 110 and providing a space in which molten or solid ferroalloy can be accommodated.
  • a heat source unit 130 connected to the unit 120 and heating the ferroalloy or nonferrous metal of the accommodation unit 120 (see FIGS. 8 and 9);
  • an upper cover 140 that seals the inner space of the accommodating part at an upper side of the accommodating part 120, and a tap hole 160 is formed at an upper side of the accommodating part 120.
  • the case 110 serves to protect the inner accommodating part 120 and the heat source part 130 like the shell, and protects the first guide 111 or the driving part on the outer surface of the case 110. (190; see FIG. 11) is attached to move and tilt the case 110 to inject the molten alloy iron contained in the receiving portion 120 into the ladle 30 (see FIG. 4).
  • Receiving portion 120 is composed of a refractory to accommodate a solid or molten ferroalloy therein, the upper portion may be sealed by the upper cover 140.
  • the upper cover 140 includes a refractory 141 located on a surface facing the receiving part 120 and an observation part 142 for observing or sampling the molten alloy iron contained in the receiving part 120, It includes a connecting portion 145 connected to the rotating part 147 and the vertical moving part 146 to move the upper cover 140 to the outside.
  • the upper cover 140 is initially raised and rotated to open the accommodating part 120 when molten ferroalloy or solid ferroalloy is introduced into the accommodating part 120.
  • the part 120 is sealed.
  • a tapping hole 160 is formed at an upper side of the receiving part 120, and the case 110 is tilted through the tapping hole 160.
  • the molten ferroalloy flows out.
  • the tap hole 160 is blocked by the tap cover 164, and the tap cover 164 is opened only when tapping by the tap driving part 165.
  • the atmosphere gas providing unit 150 is disposed inside. Atmospheric gas providing unit 150 is connected to the atmosphere gas supply valve 152 and the atmosphere gas supply valve 152 for controlling the inflow of the atmosphere gas supplied from the atmosphere gas supply source (not shown), the upper cover 140 It includes an atmosphere gas supply pipe 151 extending inwardly.
  • An inert atmosphere gas is supplied by the atmosphere gas supply pipe 151, and a vent 172 is provided to maintain the internal pressure of the insulation furnace at a constant positive pressure when the atmosphere gas is supplied into the insulation vessel.
  • the vent 172 is opened when the internal pressure exceeds a predetermined pressure, and discharges the inert gas, for example, Ar gas, to the outside.
  • the upper cover 140 is provided with an opening so that the lance 170 can be inserted, the lance 170 passing through the upper cover 140 is inserted into the molten alloy iron to keep the molten alloy iron is kept warm It will denitrate with an inert gas.
  • a gas supply unit (not shown) is provided at the lower portion of the heating furnace 100, it is possible to denitrify by supplying an inert gas from the lower portion instead of the lance.
  • FIG. 8A and 8B illustrate an embodiment in which an induction coil is used as the heat source unit 130.
  • the induction coil 131 is wound on the outer side of the accommodating part 120 made of refractory, and the solid alloy iron of the accommodating part 120 is melted by the induction coil 131, or The temperature can be kept constant.
  • the heating using the induction magnetic field as in the case of Figure 8a has the advantage that it is easy to seal in the furnace because the induction coil is installed on the back of the refractory, when induction heating, stirring is generated by the induction magnetic field, Due to the temperature and component homogenization of the molten ferroalloy, it is possible to increase the efficiency of denitrification.
  • a passage 132 is formed on the bottom surface of the accommodating part 120, and the induction coil 131 surrounds the passage 132.
  • the molten ferroalloy introduced into the passage 132 is heated by the induction coil 131 surrounding the passage 132, and the heated molten ferroalloy exits into the receiving portion 120. The temperature of the molten ferroalloy can be maintained.
  • 9 and 10 illustrate the use of the electrode rod 133 and the plasma generator 135 as the heat source unit 130.
  • the electrode rod 133 and the plasma generator 135 enter the receiving portion 120 through the through hole 143 formed in the upper cover 140, and the electrode rod 133.
  • the plasma generator 135 is provided with a sealing member 133 to prevent the inert gas from escaping into the through hole 143.
  • 11 and 12 illustrate a driving unit 190 and a guide frame 180 for tilting the thermal insulation furnace 100 of the present invention.
  • the lower surface of the case 110 of the thermal insulation furnace 100 is connected to the driving unit 190, and a guide frame 180 is disposed on the side of the case 110.
  • a first guide 111 is formed on a surface of the case 110 toward the guide frame 180, and the first guide 111 has a horizontal direction in which the case 110 is in a tilting direction than the driving portion 190 and the connecting portion.
  • the first member 111a extending forward, the second member 111b connected to the first member 111a and into which the guide roller 181 enters can be tilted and the second member 111b extends.
  • a third member 111c guiding the case 110 when the case 110 is inclined upward.
  • the guide frame 180 is disposed on both sides of the case 110, and has a guide roller 181 that meets the first member (111a) at a predetermined height.
  • the case 110 is raised by the driving unit 190, the first guide 111 is in contact with the guide roller 181 provided in the guide frame 180, accordingly, Even if the rising continues, the case 110 is no longer raised, and this lifting force is converted into the rotational force for rotating the case 110. That is, as the guide roller 181 enters the first guide 111, the case 110 rotates, and the rotation angle of the case 110 is determined according to the degree of entry.
  • FIG. 13 shows another tapping structure of the present invention.
  • the driving unit 190 is connected to the lower portion of the case 110 similarly to FIGS. 11 and 12, but the tap hole 160 is not provided, and the siphon structure 200 is provided instead.
  • the siphon structure part is connected to the suction part 220 for sucking the molten alloy iron contained in the heating furnace 100, the discharge part 230 to mix with the molten steel of the ladle 30, and the moving part 240 to which the molten alloy iron moves. It is in the form of a pipe, the initial pressure port 210 for generating a pressure difference initially is configured to be connected.
  • the molten steel surface of the ladle than the molten surface of the thermal furnace 100 is positioned below while maintaining a height capable of sufficiently generating a pressure difference due to natural fall, which is the principle of siphon.
  • a pressure reducing device (not shown) is connected to the rear end of the pressure port 210 so as to generate an initial pressure difference, and when the pressure difference is generated initially, the molten alloy iron contained in the heating furnace 100 is sucked from the suction unit 220.
  • a natural falling force is generated at this time to close the passage through the initial pressure port 210 by using the opening and closing device 211. After that, the molten ferroalloy in the heating furnace is sucked by the natural pressure difference, and the molten alloy is moved to the ladle 30 in which the molten steel is contained.
  • the molten alloy of the molten alloy in the heating furnace reduces the height difference of the molten steel surface of the ladle, so that the negative pressure of the suction unit 220 caused by the fall of the molten alloy reduced the siphon effect If it decreases, it is possible to maintain the siphon effect by maintaining the height difference between the floors by raising the warming path 100 through the driving unit 190.
  • the upper cover 140 was covered and the inside of the heating furnace was controlled to an Ar atmosphere.
  • the temperature was maintained at 1500 ° C, temperature measurements, sampling, and hot water were observed at regular time intervals.
  • the main components of the molten FeMn molten metal in the furnace had a content of 1.5 wt% C, 71.2 wt% Mn, 0.6 wt% Si.
  • the concentration of nitrogen in FeMn was maintained unchanged from the initial value while the inside was controlled by the Ar atmosphere.
  • Ar can be controlled to control the atmosphere in the furnace to prevent contact with the atmosphere, thereby preventing the incorporation of nitrogen.
  • Fig. 15 is a photograph showing the FeMn molten metal during temperature maintenance, and it can be seen that the molten FeMn is exposed and maintained.
  • Mn oxide formed along the wall of the refractory 120 based on the inner center of the heating furnace 100 does not cover the upper cover 140 during the initial dissolution process and initial bath surface, and does not maintain the atmosphere in the furnace as Ar, and thus Mn is initially generated.
  • Mn oxide formation was no longer sustained by covering the cover as an oxide and starting to maintain Ar in the furnace, and the Mn oxide produced before maintaining the inside of the thermal furnace in the Ar atmosphere by the stirring force by the induced magnetic field was observed.
  • FIG. 15 it moves to the refractory side, and it can be seen that the center portion maintains the FeMn hot water surface as described above.
  • Comparative Example 1 after dissolving 1.7 ton of FeMn in the same heating furnace 100 as that of Example 1 in the heating furnace, the inside of the heating furnace was maintained at 1500 ° C. without maintaining the Ar atmosphere and without covering the upper cover 140. Observation of the change of the water surface and the change of nitrogen in FeMn were measured while maintaining the temperature. FeMn was carried out using a composition of 1.48 wt% C, 70.9 wt% Mn, 0.6 wt% Si.
  • FIG. 16 shows the nitrogen concentration change of Comparative Example 1 with time when 1500 ° C. was maintained. Initially, the FeMn molten metal was mixed with the atmosphere while maintaining the hot water surface. However, it can be seen that 50 minutes after the start of maintaining the 1500 ° C temperature, nitrogen is no longer mixed.
  • Mn in FeMn reacted with oxygen as the hot water contacted with the atmosphere, resulting in the formation of Mn oxides, resulting in an atmosphere blocking effect such as Ar atmosphere control.
  • the air blocking effect by Mn oxide causes a nitrogen blocking effect such as Ar atmosphere control, but there is a problem that Mn is in contact with oxygen, causing continuous oxidation loss, and a situation such as adding additional molten FeMn occurs. Nitriding may occur again.
  • Figure 17 shows the slag produced on top of the upper FeMn molten metal. This is because the atmosphere in the furnace is not controlled by Ar, and moreover, as the upper cover is opened, Mn in FeMn reacts with oxygen and generates Mn oxide by contact with the atmosphere.
  • Example 2 is an experiment in which a 1.4-ton FeMn molten metal was maintained at 1500 ° C. in the same thermal furnace as in Comparative Example 1.
  • the interior of the thermal furnace was maintained in the atmosphere as Ar gas as in Example 1, in which the Ar gas is blown into the FeMn molten metal by inserting a lance 170 from the top of the thermal furnace to the inside of the FeMn molten metal to be stirred by the Ar gas. Insertion was made at a depth of 200 mm on the basis of the FeMn surface, and the Ar flow rate was 20 Nl / min.
  • FeMn was 1.5 wt% C, 70.7 wt% Mn, 0.5 wt% Si. 18 shows the change of nitrogen concentration in the FeMn molten metal with time. It was confirmed that the concentration of nitrogen gradually decreased with time.
  • Example 3 is an experiment in which a 1.4-ton FeMn molten metal was maintained at 1500 ° C. in the same thermal furnace 100 as in Comparative Example 1, similarly to Example 2. The interior of the thermal furnace was maintained with Ar gas in a state covering the upper cover 140. At this time, FeMn was carried out using the composition of 1.5 wt% C, 67.9 wt% Mn, 2.7 wt% Si to observe the change according to the increase of Si content in the FeMn molten metal. As a result, as shown in FIG. 19, the concentration of nitrogen gradually decreased as time passed.
  • Example 4 is an experiment in which the 1.4-ton FeMn molten metal was maintained at 1500 ° C. in the same heat retention furnace as in Comparative Example 1, and the effect of the Ar gas of Example 2 was blown into the FeMn molten metal. Si content increase effect of 3 was confirmed simultaneously.
  • FeMn was a composition of 1.3 wt% C, 69.8 wt% Mn, 3.1 wt% Si.
  • Ar was blown by inserting the lance 170 into the molten metal in the upper part as in Example 2, and at this time, 200 mm was deposited on the basis of the FeMn bath surface. As a result, as shown in FIG. 20, the concentration of nitrogen gradually decreased as time passed.
  • the denitrification rate increased Ar flow rate and Si content in comparison with 0.091 wt% nitrogen reduction for 190 minutes, decreasing 0.002 wt% for 370 minutes in Example 2 and 0.013 wt% nitrogen for 380 minutes in Example 3. It was confirmed that the synergistic effect, not the synergistic effect due to the linear simple proportional effect, caused the exponential synergistic effect.
  • Comparative Example 2 confirmed the effect of blowing Ar gas inside the FeMn molten metal and the Si content increasing effect as in Example 4.
  • the Si content was adjusted to 1.5 wt%, unlike Example 4, and Mn was 70 wt% and C was 0.2 wt%. It was carried out in the same thermal furnace as in Example 4 and the molten FeMn 1.4ton was maintained at 1500 °C and the interior of the thermal furnace was controlled by the Ar atmosphere.
  • Ar injection into the FeMn water surface was performed by inserting a lance 170 from the top, and 200 mm of the water surface was inserted to blow Ar at a flow rate of 20 Nl / min. The result is shown in FIG.
  • the Si content of Example 2 shown in FIG. 21 is 0.8 wt%, the denitrification rate per hour of Comparative Example 2 was slightly improved, but it was confirmed that the effect was not considered in consideration of the error range of the data.
  • the Si content is preferably 1.5 wt% or more for the effect of Si alone and simultaneous synergy with Ar gas agitation.
  • the experiment was carried out by pouring 0.35 ton of FeMn into 1.3 ton of molten steel contained in the ladle 30 under the condition that the FeMn was kept at 1500 ° C. in the heating furnace 100.
  • the mixing was carried out by placing the ladle containing the molten steel in the lower portion of the heating furnace and pouring it by tilting the heating furnace 100, and did not perform gas stirring or mechanical stirring during the mixing.
  • Mn in FeMn is 70 wt% and Mn in molten steel is 0.6 wt%. Expected degree after mixing is 15.3wt% Mn composition in high Mn steel. However, the Mn composition in the high Mn steel after the mixing was 46.7 wt% at 10 minutes after the mixing. That is, the FeMn molten metal added for the molten metal is not uniformly mixed with the molten steel and the FeMn molten metal is stagnant in the upper portion of the molten steel, and the Mn composition of the sample collected from the upper surface of the molten steel is very high.
  • High Mn steel was prepared by mixing FeMn molten metal and molten steel as in Comparative Example 3. The same experiment as in Comparative Example 3 was carried out by pouring 0.47 ton of FeMn into 1.4 ton of molten steel contained in the ladle 30 under the condition of being kept at 1497 ° C. in the heating furnace 100.
  • High Mn steel was prepared under the same conditions as in Example 5, and mechanical agitation was performed using an impeller instead of gas agitation.
  • the rotation speed of the impeller was 30 rpm.
  • 0.52 ton of FeMn was poured into the ladle 30 containing 1.1 ton of molten steel, followed by stirring, followed by impeller stirring.
  • the content of Mn in molten steel is 0.07 wt%
  • the content of Mn in FeMn molten metal is 67.9 wt%
  • the Mn content in the high Mn steel after mixing is 21.8 wt%.
  • the sample was analyzed at 2 minutes after the mechanical agitation was performed. As a result, 21.6 wt% of the Mn component in the high Mn steel was obtained and 21.4 wt% after 20 minutes of mechanical stirring. It was confirmed that component homogenization was achieved.

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Abstract

본 발명은 본 발명은 용융 합금철 혹은 용융 비철금속을 보유하는 과정에서 탈질 혹은 흡질 방지를 수행하여, 흡질로 인한 후속 공정 혹은 추가의 탈질을 예방하기 위하여, 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 준비하는 준비 단계; 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 융점 이상의 온도에서 유지하는 유지 단계; 및 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속과 준비된 용강을 합탕하는 합탕 단계;를 포함하며, 상기 유지 단계가 수행되는 도중에 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 흡질 방지 또는 탈질하는 흡질 방지 또는 탈질 단계가 수행되는 망간 함유 용강 제조방법을 제공한다.

Description

망간 함유 용강 제조방법, 보온로, 및 보온로를 활용한 망간 함유 용강 제조설비
본 발명은 망간 함유 강의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전로(Basic Oxygen Furnace)를 이용하여 망간 함량이 높은 강종의 생산에 있어서 투입되는 합금 원소량이 많기 때문에 발생하는 용강의 온도 하락 및 제조원가의 증가를 해소하면서도, 제조되는 망간 함유 용강의 품질을 상승시켜, 추가의 처리 공정을 해소하는 망간 함유 용강 제조 방법, 이에 사용되는 보온로 및 이 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조 설비에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 망간 함유 강의 제조에 있어서, 서로 다른 용량 및 서로 다른 생산 시간을 가지더라도, 용융 금속을 합탕 시 품질 저하가 발생하지 않는 망간 함유 용강 제조 방법, 이에 사용되는 보온로 및 이 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조 설비에 대한 것이다.
일반적으로 통상의 고Mn강의 경우는 Mn을 1~5중량% 정도 함유하고 있으며, 일부 스테인레스강의 경우에서도 망간의 함량이 10중량%이하인 강을 생산하고 있다. 또한, 최근에는 자동차용 고강도 고성형성 강재의 경우는 망간 함량이 15~25중량%인 강종이 있다. 통상의 전로 공정을 이용하여 이러한 고망간강을 제조하는 경우, 탄소 함량이 4.5중량%정도인 용선을 전로에서 탈탄과정을 거쳐 탄소가 0.2~0.4중량%인 용강으로 만든 후에 출강 중에 용해와 정련을 거쳐 최종 제품으로 제조된 Mn이 함유된 고상 합금철을 투입함으로써 망간 성분을 제어하는 방법을 사용하고 있다.
그러므로, 이러한 조업 방법에서는 요구되는 망간 함량이 증가함에 따라 투입되는 망간 합금철의 양이 증가하게 된다. 투입되는 망간 합금철의 양이 증가하게 되면 용강의 온도가 하강되어 이를 방지하거나 보상하는 방법이 요구된다.
예를 들면, Mn함량이 1~5중량%인 강종인 경우에서는 전로 종점 온도를 증가시키거나 이차 정련에서 용강 온도를 상승시킨 후에 합금철을 투입하는 방법을 사용하여 합금철 투입에 의한 용강 온도의 하락을 보상하는 방법을 사용하고 있다. 하지만, 망간 함량이 10중량%이상인 고망간강을 제조하는 경우에는, 합금철 투입에 의한 용강 온도 하락을 방지할 수 있을 정도로 전로에서의 용강 온도를 매우 높게 유지하여야 한다. 이러한 경우 통상의 조업 온도에 비해 최소 150℃ 정도 높게 조업을 하여야 하고, 용강의 산화가 많이 발생하게 되며, 강중의 용존 산소를 증가시켜 합금철 투입 과정에서 합금 성분이 산화되어 합금철 중 유효 금속의 실수율이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 전로 출강 중에 투입되는 합금철 양을 전체 필요한 합금철의 일부만 투입을 한 후에, 이차 정련 공정에서 용강의 온도를 산화 또는 전기에너지를 이용하여 승온하면서 합금철을 투입하는 방법을 사용하기도 한다. 하지만, 이차 정련 공정에서 용강의 온도를 상승시키는 방법은 전로에서의 용강 온도 상승에 필요한 에너지에 비해서 많은 양이 사용되며 그 효율도 낮기 때문에 처리 시간의 증가 및 생산 원가가 증가하는 문제점을 야기시킨다.
또한, 한국공개특허공보 제2008-0072786호에 따르면, 약 6% C를 함유하는 용융 페로망간과 약 0.1% C를 함유하는 용강을 필요한 량의 슬래그 형성제와 함께 FeMn 정련 전로에 투입하는 방법이 있다. 그러나, 원하는 최종 제품 강의 불순물 성분을 얻고자 할 경우에는 추가적인 공정이, 이를 테면 정련 공정 등이 요구되며 이에 따른 비용 및 시간이 소모된다. 그리고, 이러한 방법으로 강을 제조할 시에는 요구되는 용강의 성분 상태에 따라 용융 상태의 FeMn의 불순물 함량을 대응시키기가 어렵다는 단점이 있다.
이에, 한국등록특허공보 제1047912호에서는 취련된 용강과 용융 상태의 합금철 중 어느 하나를 다른 하나에 투입하며, 용융 상태의 합금철은 용강의 상태 또는 강종에 따라 탄소, 인 및 질소 중 적어도 어느 하나인 불순물의 함량이 용강 전로 종점의 불순물 함량, 용융 상태 합금철의 투입량, 강종별 설계치 및 가중치와 연계되어 제어되는 방법을 제안하고 있다.
하지만, 용강과 용융 상태의 합금철은 서로 다른 공정에서 용융상태로 공급되게 되는데, 각 공정간의 생산량, 생산 시간 등에 차이가 있어서 용융 금속을 적시에 제공하는 것이 필요하다. 특히, 망간의 경우에 증기압이 높고 친화력이 높아서 산소, 질소와 쉽게 결합되며, 이는 망간을 포함하는 용융 금속을 보관시에 망간의 손실 혹은 추가 공정을 가져와서 비용적으로나 공정적으로 문제를 발생시킨다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정 간의 차이에도 불구하고, 양질의 용융 합금철 혹은 용융 비철금속을 제공하여, 용강의 생산에 맞춰서 바로 망간 함유 용강을 생산하는 것이 가능한 망간 함유 용강 제조 방법, 이에 사용되는 보온로 및 이 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 전로에서 출강되어 제공되는 용강의 상태에 따라서, 제공하는 용융 합금철 혹은 용융 비철금속의 상태를 조절하는 망간 함유 용강 제조 방법, 이에 사용되는 보온로 및 이 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 용융 합금철 혹은 용융 비철금속을 보유하는 과정에서 탈질 혹은 흡질 방지를 수행하여, 흡질로 인한 후속 공정 혹은 추가의 탈질 공정을 막는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다음과 같은 망간 함유 용강 제조방법을 제공한다.
본 발명은 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 준비하는 준비 단계; 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 융점 이상의 온도에서 유지하는 유지 단계; 및 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속과 준비된 용강을 합탕하는 합탕 단계;를 포함하며, 상기 유지 단계가 수행되는 도중에 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 흡질 방지 또는 탈질하는 흡질 방지 또는 탈질 단계가 수행되는 망간 함유 용강 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 상기 유지 단계와 상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 보온로에서 수행되며, 상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 분위기용 Ar 가스를 상기 보온로 내부로 공급하여 보온로 내부 압력을 양압으로 유지할 수 있다.
또, 본 발명에서 상기 유지 단계와 상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 보온로에서 수행되며, 상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 보온로 상부 및 하부 중 적어도 하나에서 Ar 에 의한 교반으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 용융 합금철의 Si 조성이 1.5wt%이상이 되도록 Si를 투입할 수 있다.
이때, 상기 보온로는 케이스; 상기 케이스 내부에서 액상 또는 고상의 합금철 또는 비철금속을 수용하도록 내부 공간을 구비한 수용부; 상기 수용부의 합금철 또는 비철금속을 가열하는 열원부; 및 상기 수용부의 상측에서 수용부 내부 공간을 밀폐하는 커버;를 포함하며, 상기 커버는 불활성 가스 공급부와 연결되어, 수용부에서 용융 상태의 합금철 또는 비철금속을 흡질 방지 또는 탈질하는 분위기 가스 제공부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 준비 단계도 상기 보온로에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 준비 단계에서 준비되는 용융 합금철 또는 용융 비철금속의 양은 상기 합탕 단계에서 요구되는 용융 합금철 또는 용융 비철금속양보다 많으며, 상기 합탕 단계에서는 상기 요구되는 양만큼을 용강에 합탕하고 나머지는 지속적으로 융점 이상의 온도로 유지될 수 있다.
또, 상기 준비 단계는 Mn 함량에 따른 P 함량이 하기의 식에 의해서 도출된 P 함량을 만족하는 고상 FeMn, Mn Metal을 용융하여 수행될 수 있다.
P함량(wt%) < -0.026×(목표 망간 함유 용강 중 Mn함량(wt%)) + (4.72 × 10-4) × 목표 망간 함유 용강 중 Mn함량(wt%))2
본 발명에서 상기 보온로의 상기 열원부는 유도 코일을 포함하며, 상기 준비 단계는 상기 유도 코일의 유도 가열에 의해서 수행될 수 있다.
본 발명의 상기 합탕 단계는 상기 용강이 담긴 레들에 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속이 부어지면서 수행되며, 상기 합탕 단계에서, 상기 용강과 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 교반하는 교반 단계가 함께 수행되며, 상기 교반 단계는 상기 레들의 하부에서 불활성 가스를 공급하여 수행될 수 있다.
다르게, 상기 합탕 단계는 상기 용강이 담긴 레들에 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속이 부어지면서 수행되며, 상기 합탕 단계에서, 상기 용강과 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 교반하는 교반 단계가 함께 수행되며, 상기 교반 단계는 상기 레들의 상부로부터 교반기가 용탕에 투입되어 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 유지 단계는 1300 ~ 1500 ℃ 사이를 유지하며, 상기 합탕 단계 직전에 용강의 상태와 목표 고망간 용강의 상태를 고려하여, 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속의 온도를 승온시키는 승온단계를 더 포함할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 합탕 단계 이후에 Al, C, Cu, W, Ti, Nb, Sn, Sb, Cr, B, Ca, Si, 및 Ni 중 적어도 하나 이상을 투입하는 진공 정련 단계(RH) 혹은 레들 퍼니스(LF) 정련 단계가 수행될 수 있으며, 상기 합탕 단계 이후에 RH 정련 단계를 수행하면서 탈수소 처리가 수행될 수도 있다.
한편, 본 발명은 다음과 같은 보온로를 제공한다.
본 발명은 케이스; 상기 케이스 내부에서 액상 또는 고상의 합금철 또는 비철금속을 수용하도록 내부 공간을 구비한 수용부; 상기 수용부의 합금철 또는 비철금속을 가열하는 열원부; 및 상기 수용부의 상측에서 수용부 내부 공간을 밀폐하는 커버;를 포함하며, 상기 커버는 불활성 가스 공급부와 연결되어, 수용부에서 용융 상태의 합금철 또는 비철금속을 흡질 방지 또는 탈질하는 분위기 가스 제공부를 포함하는 보온로를 제공한다.
이때, 상기 열원부는 상기 수용부를 둘러싸는 유도코일, 상기 커버에 구비되는 전극봉, 및 상기 커버에 구비되는 플라즈마 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또, 본 발명에서는 상기 열원부와 연결된 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 1300 ~ 1500℃ 사이를 유지하며, 합탕 직전에 용강의 온도와 목표 고망간 용강 온도를 고려하여, 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속의 온도를 승온시킬 수 있다.
이때, 상기 커버는 상기 수용부의 상측에 배치되며, 상기 커버의 내면에는 분위기 가스 제공관이 배치되고, 분위기 가스를 보온로 내부 공급시 보온로 내부 압력을 일정 양압으로 유지하도록 밴트가 구비될 수 있다.
본 발명의 보온로는 상기 커버를 통하여 상기 수용부 내부의 용융 합금철 또는 용융 비철금속 내부로 연장되는 흡입부, 상기 흡입부에 연결되며, 상기 흡입부를 통하여 흡입된 용융 금속을 래들로 토출하는 토출부, 상기 흡입부와 상기 토출부 사이를 연결하여 용융 금속이 통과하는 이동부, 및 상기 이동부에 연결되며, 초기 압력차를 발생시키기 위한 초기 압력 포트를 포함하는 사이펀 구조부와 상기 케이스의 하부에 연결되며, 사이펀 구조부의 동작을 보조하도록 상기 케이스를 승하강시키는 구동부를 더 포함할 수도 있다.
또, 본 발명에서는 상기 케이스에 연결되며, 상기 케이스 및 수용부를 상승 및 하강시키는 구동부; 상기 케이스의 외면에 형성된 제 1 가이드; 상기 케이스의 외측에 배치되며, 상기 제 1 가이드가 상승되는 경우에 제 1 가이드와 만나서 상기 제 1 가이드의 상승을 방지하는 가이드 롤러를 포함하는 가이드 프레임을 포함하며, 수평면상에서 상기 케이스에서 구동부와의 연결 위치는 상기 가이드 롤러의 위치보다 후방에 배치되어, 구동부의 상승 구동에 의한 케이스 이동시 상기 케이스는 상기 가이드 롤러에 상기 제 1 가이드가 걸림에 의해서 전방으로 경동될 수도 있다.
다르게, 본 발명은 다음과 같은 망간 함유 용강 제조설비를 제공한다.
본 발명은 고망간 함유 금속을 용융 금속으로 제공하는 Mn 공급부; 용강을 제공하는 용강 공급부; 및 상기 용강 공급부와 상기 Mn 공급부 사이를 이동하며, 상기 Mn 공급부로부터는 고망간 함유 금속의 용융 금속을 받고, 상기 용강 공급부로부터는 용강을 받아 합탕하는 레들;을 포함하며, 상기 Mn 공급부는 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조설비를 제공한다.
이때, 상기 레들의 하부에는 불활성 가스 공급관이 형성되어 있으며, 상기 레들은 상기 Mn 공급부에서 고망간 함유 금속의 용융 금속을 받는 위치 혹은 상기 용강 공급부로부터는 용강을 받는 위치에서 불활성 가스 공급부와 연결되어, 합탕 시 불활성 가스로 용융 금속과 용강을 교반할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정 간의 차이에도 불구하고, 양질의 용융 합금철 혹은 용융 비철금속을 제공하여, 용강의 생산에 맞춰서 바로 망간 함유 용강을 생산하는 것이 가능한 망간 함유 용강 제조 방법, 이에 사용되는 보온로 및 이 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조 설비를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 용융 함금철 또는 용융 비철금속이 일정한 온도 범위를 유지하면서도 정련(탈질 또는 흡질 방지)을 수행함으로써, 정련에 중요 요건중 하나인 온도를 일정하게 유지할 수 있어, 정련 효율을 확보할 수 있으며, 또한, 서로 다른 공정에서 생산되어 생산량, 차이를 조절하면서도 후속 공정을 생략할 수 있게 하여 전체 공정의 효율을 상승시킬 수 있다.
또, 본 발명은 전로에서 출강되어 제공되는 용강의 상태에 따라서, 제공하는 용융 합금철 혹은 용융 비철금속의 상태를 조절하는 망간 함유 용강 제조 방법, 이에 사용되는 보온로 및 이 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 용융 합금철 혹은 용융 비철금속을 보유하는 과정에서 탈질 혹은 흡질 방지를 수행하여, 흡질로 인한 후속 공정 혹은 추가의 탈질을 예방하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 종래의 망간 함유 강의 제조 방법의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 망간 함유 용강 제조방법의 일 실시예의 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 망간 함유 용강의 제조방법의 다른 실시예의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비의 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비에 사용되는 보온로의 개략 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비에 사용되는 보온로의 평면도이다.
도 7 은 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비에 사용되는 보온로의 부분 단면 상세도이다.
도 8a 및 8b 는 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비에 사용되는 보온로의 일실시예를 도시한 개략 단면도이다.
도 9 및 10 는 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비에 사용되는 보온로의 다른 및 또다른 실시예를 각각 도시한 개략 단면도이다.
도 11 및 12 는 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비에 사용되는 보온로의 또다른 실시예의 단면도 및 동작도이다.
도 13 은 본 발명의 망간 함유 용강 제조설비에 사용되는 보온로의 또다른 실시예의 단면도이다.
도 14 는 본 발명의 실시예 1 의 시간에 따른 질소 함량을 도시한 그래프이며, 도 15 는 본 발명의 실시예 1 의 탕면 사진이다.
도 16 은 본 발명의 비교예 1 의 시간에 따른 질소 함량을 도시한 그래프이며, 도 17 는 본 발명의 비교예 1 의 탕면 사진이다.
도 18 은 본 발명의 실시예 2의 시간에 따른 질소 함량을 도시한 그래프이다.
도 19 는 본 발명의 실시예 3의 시간에 따른 질소 함량을 도시한 그래프이다.
도 20 은 본 발명의 실시예 4의 시간에 따른 질소 함량을 도시한 그래프이다.
도 21 은 본 발명의 비교예 2 와 본 발명의 실시에 2 의 시간에 따른 질소 함량을 대비하여 도시한 그래프이다.
- 부호의 설명 -
10: 전로 20: 합급철 용해로
30: 래들 31, 40: 가스 공급부
50: 대차 100: 보온로
110: 케이스 120: 수용부
130: 열원부 140: 상부 커버
150: 분위기 가스 공급부 160: 출강구
170: 랜스 180: 가이드 프레임
190: 구동부
이하, 본 발명의 실시예에 따른 망간 함유 강의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
먼저, 전로 공정에서는 고망간강을 제조하기 위해 망간 함량이 낮은 강종에 망간 함유 합금철을 투입하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 방법을 사용하는 경우 망간 함량이 15 중량%이상인 강종을 생산하기 위해서는 용강량 280톤을 기준으로 망간 함량에 따라 45~63 톤의 합금철을 투입하여야 하며, 이로 인하여 용강의 온도가 약 250~350℃ 정도 하락하는 문제가 발생한다. 이와 같은 경우 용강의 온도를 보상하기 위해 이론적으로 전로 공정에서 출강 온도를 1900℃ 정도로 하여야 하는 문제점을 가지고 있으며, 이와 같은 온도는 현재의 상용 정련 설비에서는 제어할 수 있는 온도 범위를 초과한다. 또한 레이들 퍼니스(Ladle furnace)와 같은 승온 설비를 사용하는 경우에서도 이와 같은 온도를 보상하기 위해서는 승온시간만 100분 이상으로 처리해야 하므로 과도한 공정시간을 야기시킨다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 전기로 공정에서 망간을 용해할 시에 용강 중의 질소 농도가 약 300 ppm이상으로 증가하는 경우가 발생하기도 한다.
이에 도 1 에서와 같이 용융 상태의 망간 합금철을 취련된 용강에 장입하는 방법이 제시되었다. 도 1 에서 보이듯이, 용해된(고탄소 FeMn) 또는 정련되거나(중/저탄소 FeMn) 탈린된(저P FeMn) 용융 상태의 망간 합금철을 직접 출강된 용강에 투입한다. 하지만, 이와 같은 공정을 수행하기 위하여는 용강을 제조하는 공정과, 용융 합금철을 제조하는 공정이 필요하며, 두 용융 금속을 합탕하는 것이어서, 목표하는 망간 함유 용강에 초과되거나 모자라는 경우에, 한쪽의 용융 금속에 다른 용융 금속이 맞춰져야 하며, 그로 인하여 용강의 낭비가 초래된다. 이에 보관 용기를 통하여 용융 금속을 보관하는 것이 제안된 바 있으나, 합금철을 용융시킨 용융 금속, 특히 망간 함유 합금철의 경우에 Mn 의 특성으로 인하여 산화나 질화가 발생하며, 용융 금속 상태로 보관하는 경우에 후공정이 요구된다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하면서, 보온하는 도중에 정련(탈질 혹은 흡질 방지)을 통하여, 망간의 손실을 막을 뿐만 아니라 후공정의 생략도 가능하고, 나아가 정련 효율을 상승시키는 망간 함유 용강 제조방법을 개시한다.
도 2 에는 본 발명의 망간 함유 용강 제조방법의 개략도가 도시되어 있다. 도 2 에서 보이듯이, 본 발명에서 용강은 종래와 같은 방식으로 제조될 수 있다. 고로에서 생산된 용강을 전로에 넣고, 취련, 탈린 등 필요한 조건에 맞게 제조한다(S100), 그 후 제조된 용강을 출강(S110)한다. 한편, 이와 동시에 FeMn 과 같이 Mn 함유 합금철 혹은 Mn metal(이하에서는, '합금철'이라고 한다)을 합금철 용해로에 투입한 후(S120) 용해시킨다(S130). 그 후 보온로(100, 도 5 로 뒤에서 설명)로 투입(S140)한다. 보온로(100)로 투입하기 전에, 용융 합금철에 대하여 탈린, 정련을 수행할 수도 있으며, 이는 필요에 따라서 공지의 방법이 적용될 수 있다.
용융 합금철은 보온로(100) 내에서 합탕(S160) 전까지 융점 이상의 온도로 보온(S150)된다. 여기서, 보온이란 단순히 온도의 하락을 저하시키는 것이 아니라 적극적으로 가열을 통하여 열손실에도 불구하고 온도를 유지시키는 것을 의미하며, 온도 유지는 대략 1300~1500℃ 사이를 유지한다.
이때, 보온은 유도 코일에 의하여 유도 가열을 하는 것이 바람직한데, 유도 가열을 하게 되면, 유도 자장에 의하여 발생되는 유도 자장에 의한 교반 효과도 함께 발생하게 된다. 유도 교반 효과는 용융 합금철의 온도 및 성분 균질화 효과를 높이는 효과가 있다. 또한, 탈질 정련시 유도 교반에 의한 FeMn 용탕 교반 효과로 인하여 탈질 정련 효율을 높일 수도 있는 효과가 발생한다.
보온로에서 융점 이상의 온도로 보온(S150)시키는 도중에, 본 발명은 불활성 가스(예를 들면 Ar)로 흡질을 방지하거나, 용융 합금철을 정련(탈질)한다(S150). 즉, 본 발명에서는 보온로(100)내에서 용점 이상의 온도를 유지시키는 도중에 정련을 수행한다.
온도 유지와 정련을 동시에 수행함으로써 각각의 단계를 개별적으로 수행하여 발생하는 시간 손실을 막을 수가 있다. 또한, 정련 단계를 별도로 수행하게 되면서 온도의 손실이 발생하게 되면 온도의 유지 단계를 다시 수행함에 따라 손실된 온도를 보상해 주어야 하기 때문에 열원의 소모가 커지게 되나, 본 발명에서는 정련과 온도 유지를 동시에 수행하기 때문에 에너지를 절약할 수도 있다.
더욱이, 정련의 효율을 높이기 위하여 가장 필요한 기본 조건 중의 하나가 온도조건으로 정련 단계만 단독으로 수행을 하게 되면 열손실이 발생하여 온도 조건이 다르게 되면 정련 효율이 감소하는 문제가 발생하게 된다. 하지만, 본 발명의 경우에, 온도를 지속적으로 유지를 하면서 정련 단계를 수행하기 때문에 정련의 효율을 높일 수도 있고 열원 보상을 최소화가 가능하며 별도의 공정 수행에 따른 시간 손실을 최소화할 수가 있다.
합탕 후 망간 함유 용강은 필요에 따라서, Al C, Cu, W, Ti, Nb, Sn, Sb, Cr, B, Ca, Si 및 Ni 중 적어도 하나 이상을 투입하는 진공 정련 단계(RH; S170) 혹은 레들 퍼니스(LF) 정련 단계가 수행될 수도 있다.
다르게는, Al C, Cu, W, Ti, Nb, Sn, Sb, Cr, B, Ca, Si 및 Ni 중 적어도 하나 이상을 투입하는 진공 정련 단계(RH)를 수행하면서, 탈수소 처리가 수행할 수도 있다.
그 후에 연주(S180) 단계를 통하여, 슬래브, 강판으로 생산된다.
도 3 에는 본 발명의 망간 함유 용강 제조방법의 다른 실시예의 개략도가 도시되어 있다. 도 3 에서 보이듯이, 다른 실시예에서는 FeMn 을 용해로에 넣어서 용해(S200)시킨 후 탈린(S210)등의 공정을 통하여 적절한 조성을 만들어서 제품으로 만들어진(S220) FeMn으로부터 출발한다.
이때, 만들어진 제품 중 P 가 0.03wt% 이하인 제품이 바람직한데, 이는 연주를 위한 망간 함유 용강의 경우 P의 상한은 통상 0.03wt% 이하이기 때문이다. 망간 함유, 특히 고Mn강의 P함량이 0.03wt% 이상이 되게 되면 연주 과정에서 P에 의한 표면결합이 발생하게 된다.
따라서, 생산되는 고Mn강의 경우 Mn이 함유된 양에 따라서 하기의 식에 따라서 보온로에서 공급되는 고상 FeMn, Mn Metal중의 P함량이 제한되어, 최종 생성되는 Mn함량이 증가함에 따라서 보온로에서 공급되는 용탕중의 P성분이 감소되어 제한되게 된다. 또한 고상이 아닌 액상으로 공급되는 경우에도 하기의 식 1)에 의하여 P성분이 제어되어 공급되는 것이 바람직하다.
식 1) ... 보온로 용탕중 P함량(wt%) < -0.026×(고Mn강 중 Mn함량(wt%)) + (4.72 × 10-4) × (고Mn강 중 Mn함량(wt%))2
고상 합금철을 보온로(100) 내부에 투입하고, 보온로(100)에서 이를 용해하며(S240), 용해된 용융 합금철을 합탕(S270) 전까지 보온하면서(S250), 보온 도중에 흡질 방지 또는 정련(탈질)을 수행한다(S250).
이때, 보온 단계(S250)는 1300~1500℃ 사이를 유지하며, 흡질 방지 또는 탈질은 Ar로 보온로 내부에 양압을 부여, 혹은 Ar을 보온로 상부에서 랜스를 통하여 불어넣거나, 하부의 가스관을 통하여 용융 합금철 내부로 직접 투여할 수도 있으며, 보온로에 투입될 때 혹은 보온로에 투입된 상태에서 Si를 투입할 수도 있다.
한편, 이와 별도로, 용강(S270)이 준비되며, 합탕(280) 단계에서 상기 용융 합금철과 합탕된다.
도 3 의 실시예에서는 합탕 직전에 준비된 용강의 상태 및 합탕 후 목표 상태에 따라서, 보온로(100) 내부의 용융 합금철을 승온시킨다(S260). 여기서 상기의 합탕 단계 직전에 합탕 후 온도를 확인하여 보온로의 온도를 제어할 수가 있다. 온도 제어를 위한 보온로의 최종 온도는 하기의 식 2)부터 보온로로 공급되는 용강(S270) 온도와 합탕 후 목표하는 온도로부터 투입되는 보온로(100) 용탕의 온도를 도출할 수가 있고, 도출된 온도로 보온로 내에 담겨져 있는 용탕의 온도를 제어하게 된다.
식 2) ... [(용강량×용강온도(℃))+(보온로 용탕량×보온로 용탕 온도(℃))]/(최종 망간 함유 용강량)= 합탕 후 온도(℃)
즉, 공급되는 용강(S270)의 온도에 따라 보온로(100)의 온도를 제어하여 최종 합탕 후 필요한 망간 함유 용강의 온도를 제어할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어 초기 단계에 목표하는 공급되는 용강의 온도 및 보온로의 출탕 온도와 상이하게 공급되는 용강의 온도가 낮을 경우 합탕 후 최종 망간 함유 용강의 온도가 낮게 될 수 있으나, 본 발명에서는 보온로(100)의 용탕 온도를 높여서 온도를 보상하게 되며, 그로 인하여, 용강의 온도가 목표 온도보다 다소 떨어졌다고 하더라도 승온 단계(S260)를 통하여 목표 합탕 후 온도를 맞출 수 있다.
한편, 합탕 시에는 용융 합금철의 밀도와 용강의 밀도 차로 인하여, 상하부 간에 Mn 조성이 상이해지는 것을 예방하도록 기계적 혹은 가스 교반하는 교반단계가 수행된다(S280).
도 4 에는 본 발명에 따른 망간 함유 용강 제조설비의 개략도가 도시되어 있으며, 수행되는 공정이 도 4(a)~(c) 에 순서대로 도시되어 있다.
도 4(a) 에서 보이듯이, 전로(10)에서는 용강이 제조되며, 합금철 용해로(20)에서는 용융 합금철이 제조되며, 합금철 용해로(20)에서 생산된 용융 합금철은 보온로(100)로 투입되며, 보온로(100) 내부에서 흡질 방지 및 탈질이 수행된다. 보온로(100)의 용량은 적어도 1회 용강에 투여되는 분량 이상이다.
본 발명에서, 보온로(100)에 용융 합금철이 보온되기 때문에, 합금철 용해로(20)는 전로(10)의 용강 대비 출강량이 적더라도, 복수회 생산하여 보온로(100)에서 보유될 수 있으므로, 생산 시간의 차이에 의한 문제도 해결될 수 있다. 반대로, 합금철 용해로(20)의 출강량이 많은 경우에는 전로(10)에서 제조된 용강에 적정량만큼 투입하고 나머지는 보온로(100)에서 보유할 수 있으므로, 각 공정을 자유롭게 운용할 수 있다.
도 4(b)에서 보이듯이, 전로(10)에서 제조된 용강은 레들(30)로 부어지며, 레들(30)은 대차(50)에 의해서 보온로(100)가 있는 곳으로 이동된다.
그 후 도 4(c)와 같이, 용강이 부어져 있는 레들(30)에 보온로(100)의 용융 합금철이 합탕된다. 이때, 레들(30)의 하부에 구비된 가스 공급관(31)과 보온로(100) 근처에 형성되어 있던 가스 공급부(40)가 연결되면서, 레들(30)의 하부로부터 합탕되는 용탕으로 불활성 가스가 공급되며, 그에 의해서 용탕이 교반될 수 있다.
도 5 에는 본 발명의 보온로(100)의 단면도가 도시되어 있으며, 도 6 에는 본 발명의 보온로(100)의 평면도가 도시되어 있으며, 도 7 에는 보온로(100)의 상부 커버(140) 확대도가 도시되어 있다.
본 발명의 보온로(100)는 외피에 해당하는 케이스(110), 상기 케이스(110) 내부에서 내화물로 구성되며 용융 또는 고상의 합금철이 수용될 수 있는 공간을 제공하는 수용부(120), 수용부(120)에 연결되며, 상기 수용부(120)의 합금철 또는 비철금속을 가열하는 열원부(130, 도 8 및 9 참고); 및 상기 수용부(120)의 상측에서 수용부 내부 공간을 밀폐하는 상부 커버(140)를 포함하며, 상부 일측에는 출강구(160)가 형성되어 있다.
케이스(110)는 철피와 같이 내부의 수용부(120) 및 열원부(130)를 둘러싸서 보호하는 역할을 수행하며, 케이스(110)의 외면에 제 1 가이드(111; 도 12 참고)나 구동부(190; 도 11 참고)가 부착되어 케이스(110)를 이동 및 경동시켜서 수용부(120)에 수용된 용융 합금철을 래들(30; 도 4 참고)에 투입하게 한다.
수용부(120)는 내부에 고체 또는 용융 합금철이 수용될 수 있도록 내화물로 구성되며, 상부는 상부 커버(140)에 의해서 밀페될 수 있다.
상부 커버(140)는 수용부(120)를 향한 면에 위치하는 내화물(141)과, 수용부(120)에 수용된 용융 합금철을 관측 혹은 샘플링 채취할 수 있는 관측부(142)를 포함하며, 외부에 상부 커버(140)를 이동시키도록 회전부(147) 및 상하 이동부(146)와 연결된 연결부(145)를 포함한다. 상부 커버(140)는 초기에 용융 합금철 혹은 고상의 합금철이 수용부(120)로 투입될 때, 수용부(120)를 개방하도록 상승 및 회전되고, 투입 완료 시점에 상부 커버(140)는 수용부(120)를 밀폐한다.
도 6 에서 보이듯이, 수용부(120)의 상부 일측에는 출강구(160)가 형성되어 있으며, 케이스(110)가 경동되면 상기 출강구(160)를 통하여 용융 합금철이 흘러나오게 된다. 출강구(160)는 출강구 커버(164)로 막혀 있으며, 상기 출강구 커버(164)는 출강 구동부(165)에 의해서 출강 시에만 개방된다.
한편, 도 7 에 도시되어 있듯이, 상부 커버(140)에는 내부에는 분위기 가스 제공부(150)가 배치된다. 분위기 가스 제공부(150)는 분위기 가스 공급원(미도시)으로부터 공급되는 분위기 가스의 유입을 조절하는 분위기 가스 공급 밸브(152)와 상기 분위기 가스 공급 밸브(152)에 연결되며, 상부 커버(140) 내측으로 연장된 분위기 가스 공급관(151)을 포함한다.
상기 분위기 가스 공급관(151)에 의해서는 불활성의 분위기 가스가 공급되며, 분위기 가스를 보온로 내부 공급시 보온로 내부 압력을 일정 양압으로 유지하도록 밴트(172)가 구비된다. 밴트(172)는 내부 압력이 일정 압력을 넘는 경우에 개방되며, 내부의 불활성 가스, 예를 들면 Ar 가스를 외부로 배출한다.
한편, 상부 커버(140)에는 랜스(170)가 투입될 수 있도록 개방구가 구비되며, 상부 커버(140)를 통과한 랜스(170)는 용융 합금철 내부로 삽입되어 보온되고 있는 용융 합금철을 불활성 가스로 탈질하게 된다.
이와 달리, 보온로(100)의 하부에 가스 공급부(미도시)가 구비되어, 랜스 대신에 하부에서 불활성 가스를 공급하여 탈질하는 것도 가능하다.
도 8a 및 8b 에는 열원부(130)로 유도 코일이 사용된 실시예가 도시되어 있다. 도 8a 에서 보이듯이, 내화물로 된 수용부(120)의 외측에 유도 코일(131)이 감겨 있으며, 상기 유도 코일(131)에 의해서 수용부(120)의 고체 합금철이 용융되거나, 용융 합금철의 온도가 일정하게 유지될 수 있다. 도 8a 번의 경우와 같이 유도 자장을 이용한 가열을 하는 경우 유도 코일은 내화물 뒤쪽에 설치되기 때문에 노내의 밀폐가 용이하다는 장점이 있으며, 유도 가열을 하게 되면, 유도 자장에 의하여 교반이 발생하게 되며, 그로 인하여 용융 합금철의 온도 및 성분 균질화가 가능할 뿐만 아니라 탈질 정련의 효율성이 높아질 수 있다.
도 8b 에는 수용부(120)의 바닥면에 통로(132)가 형성되며, 상기 통로(132)를 유도 코일(131)이 둘러싸고 있다. 도 8b 의 실시예에서 상기 통로(132)로 유입된 용융 합금철은 통로(132)를 둘러싼 유도 코일(131)에 의해서 가열되며, 가열된 용융 합금철은 수용부(120) 내부로 나가는 방식으로 용융 합금철의 온도를 유지할 수 있다.
도 9 및 10 에는 열원부(130)로 전극봉(133)과 플라즈마 발생부(135)를 사용하는 모습이 도시되어 있다. 도 9 및 10 에서 보이듯이, 전극봉(133)과 플라즈마 발생부(135)는 상기 상부 커버(140)에 형성된 관통홀(143)을 통하여 수용부(120) 내부로 들어오게 되며, 전극봉(133)과 플라즈마 발생부(135)는 관통홀(143)로 불활성 가스가 빠져나가는 것을 방지하도록 밀봉부재(133)가 구비된다.
도 11 및 도 12 에는 본 발명의 보온로(100)를 경동시키는 구동부(190) 및 가이드 프레임(180)이 도시되어 있다. 도 11 및 도 12 의 보온로(100)의 케이스(110)의 하면은 구동부(190)와 연결되어 있으며, 케이스(110)의 측면에는 가이드 프레임(180)이 배치된다.
케이스(110)에서 가이드 프레임(180)을 향한 면에는 제 1 가이드(111)가 형성되며, 상기 제 1 가이드(111)는 수평면상에서 케이스(110)가 상기 구동부(190)와 연결부분보다 경동 방향 전방으로 연장된 제 1 부재(111a), 상기 제 1 부재(111a)에 연결되며 가이드 롤러(181)가 들어가서 경동이 조절될 수 있는 제 2 부재(111b) 및 상기 제 2 부재(111b)에 연장되며 상방으로 경사져 케이스(110)가 내려올 때 케이스(110)를 안내하는 제 3 부재(111c)를 포함한다.
한편, 상기 가이드 프레임(180)은 상기 케이스(110)를 중심으로 양측에 배치되며, 소정의 높이에 상기 제 1 부재(111a)와 만나는 가이드 롤러(181)를 구비한다.
동작을 설명하면, 구동부(190)에 의해서 케이스(110)가 상승함에 따라서, 상기 가이드 프레임(180)에 구비된 가이드 롤러(181)에 상기 제 1 가이드(111)가 접촉하게 되며, 그에 따라서, 상승이 지속되더라도 케이스(110)는 더는 상승하지 못하고, 이러한 상승력이 케이스(110)를 회전시키는 회동력으로 전환된다. 즉, 가이드 롤러(181)가 제 1 가이드(111)로 진입하면서 케이스(110)가 회동하게 되고, 진입 정도에 따라서 케이스(110)의 회동 각도가 결정된다.
도 13 에는 본 발명의 다른 출탕 구조가 도시되어 있다. 도 13 의 실시예에서는 상기 도 11 이나 도 12 와는 유사하게 케이스(110) 하부에 구동부(190)가 연결되어 있으나, 출강구(160)가 구비되지 않으며, 대신에 사이펀 구조부(200)가 구비된다. 사이펀 구조부는 보온로(100)에 담겨져 있는 용융 합금철을 흡입하는 흡입부(220), 래들(30) 용강에 합탕하는 토출부(230), 용융 합금철이 이동하는 이동부(240)가 연결되어 있는 관의 형식으로 되어 있으며, 초기에 압력차를 발생시키기 위한 초기 압렵 포트(210)가 연결되어 구성된다.
보온로(100)의 용탕면보다 래들의 용강면은 사이펀의 원리인 자연낙하에 의한 압력차이를 충분히 발생시킬 수 있는 높이를 유지하면서 아래에 위치하게 된다. 이때 초기 압력차이 발생을 위하여 압력 포트(210) 후단에 감압장치(미도시)가 연결되어 있어서 초기에 압력차이를 발생시키게 되면 보온로(100)에 담겨져 있는 용융 합금철이 흡입부(220)에서 흡입되어 들어오고 이동부(240)를 통과하여 자연낙하하는 힘이 발생하게 되면 이때 개폐장치(211)를 이용하여 초기 압력 포트(210)에 통하는 통로를 폐쇄하게 된다. 이후에는 자연 압력차이에 의하여 보온로에 있는 용융 합금철이 흡입되어 용강이 담겨져 있는 래들(30)로 이동하여 합탕이 되게 된다.
연속적인 합탕에 의하여 보온로 내부에 있는 용융 합금철의 용탕면이 래들의 용강면의 높이 차가 줄어 들어 용융 합금철의 낙하에 의하여 발생되는 흡입부(220)의 음압이 감소하게 되어 사이펀의 효과가 감소할 경우, 구동부(190)를 통하여 보온로(100)를 상승시켜 탕면간의 높이차를 유지하여 사이펀 효과를 지속적으로 유지할 수 있다.
사이펀 구조부(200)를 이용하게 되는 경우 합탕을 위하여 보온로를 경동 시킬 필요가 없으며, 또한 합탕 중 용융 합금철이 대기에 노출되어 대기 접촉에 의한 흡질이 발생될 가능성을 차단하는 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하도록 한다.
실시예 1 ~ 4, 비교예 1, 2의 실시 결과를 정리하면, 다음 표 1과 같다.
표 1
조건 FeMn 조성 N 변화
C(wt%) Mn(wt%) Si(wt%)
실시예1 Ar 양압 1.5 71.2 0.6 유지
실시예2 Ar 랜스 취입 1.5 70.7 0.5 370분동안 0.002wt% 감소
실시예3 Ar 양압+Si 투입 1.5 67.9 2.7 380분동안 0.013wt% 감소
실시예4 Ar 랜스 취입+Si 투입 1.3 69.8 3.1 190분동안 0.091wt% 감소
비교예1 - 1.48 70.9 0.6 증가
비교예2 Si 미량 투입 0.2 70 1.5 미량 감소
실시예 1
보온로에서 1.5 ton의 FeMn을 보온로(100)에서 용해한 후, 상부 커버(140)를 덮고 보온로 내부를 Ar 분위기로 제어하였다. 온도는 1500℃ 를 유지하면 일정한 시간 간격으로 온도 측정, 시료 채취 및 탕면을 관찰하였다. 이때 보온로 내의 FeMn 용탕의 주요성분은 1.5 wt%C, 71.2 wt%Mn, 0.6 wt%Si 의 함량을 가졌다.
도 14 에서 보여지고 있는 것과 같이 내부가 Ar 분위기로 제어되면서 FeMn중 질소의 농도는 초깃값으로부터 변동없이 유지되었다. 즉, Ar으로 노내의 분위기가 제어되면서 대기와의 접촉을 차단시켜 질소의 혼입을 방지하는 것을 알 수가 있다.
도 15 는 온도유지 중의 FeMn 탕면을 보여주고 있는 사진으로서 FeMn 용탕이 노출되어 유지되는 것을 볼 수가 있다. 보온로(100) 내부 중심부를 기준으로 내화물(120) 벽면을 따라서 형성된 Mn 산화물은 초기 용해과정 및 초기 탕면 관찰시 상부 커버(140)를 덮지 않고 노내 분위기를 Ar으로 유지하지 않아서 초기에 발생된 Mn 산화물로서 커버를 덮고 노내를 Ar으로 유지하기 시작하면서 Mn 산화물 생성은 더 이상 지속되지 않는 것을 관찰할 수가 있었으며, 유도 자장에 의한 교반력으로 보온로 내부를 Ar 분위기로 유지하기 전에 생성된 Mn 산화물이 도 15 와 같이 내화물 쪽으로 이동하고 중심부는 상기에 설명한 것과 같이 FeMn 탕면을 유지하는 것을 알 수가 있다.
보온로 내부를 Ar으로 분위기를 유지하면서 대기 차단 효과로 인하여 질소의 혼입을 방지하고 Mn산화를 방지하는 효과는 있지만, 도 14 에서 보여지는 것과 같이 FeMn 용탕 중 높은 질소의 농도가 감소하지 않는 사실 또한 확인되어 보온로 내부를 Ar으로 유지하는 것만으로는 탈질에는 효과가 다소 부족하였다.
비교예1
비교예 1은 실시예 1 과 동일한 보온로(100)에서 1.7 ton의 FeMn을 보온로에서 용해 한 후, 보온로 내부를 Ar 분위기를 유지하지 않고, 상부 커버(140)를 덮지 않은 상태에서 1500℃ 온도를 유지하면서 탕면의 변화 관찰 및 FeMn중의 질소 변화를 측정한 것이다. FeMn은 1.48 wt%C, 70.9 wt%Mn, 0.6 wt%Si 의 조성을 이용하여 실시하였다.
도 16 은 1500℃ 를 유지했을 때, 시간에 따른 비교예1의 질소 농도 변화를 보여주고 있다. 초기에 FeMn 용탕이 탕면을 유지하면서 대기와의 접촉에 의하여 질소가 혼입되는 것을 보여주고 있다. 하지만, 1500℃ 온도를 유지하기 시작한 지 50분 이후에는 질소가 더 이상 혼입이 되지 않는 것을 알 수가 있다. 이는 도 16 에 보여지는 것과 같이 탕면이 대기와 접촉하면서 대기와의 접촉으로 인하여 FeMn중 Mn이 산소와의 반응으로 인하여 Mn 산화물의 생성으로 Ar 분위기 제어와 같은 대기 차단효과가 발생했다. 하지만, Mn 산화물에 의한 대기 차단 효과는 Ar분위기 제어와 같은 질소 차단효과가 발생하지만, Mn이 산소와의 접촉으로 지속적인 산화손실이 발생하는 문제가 있으며, 추가 용융 FeMn 투입과 같은 상황이 발생되어, 다시 질화가 발생될 수 있다.
도 17 은 상부 FeMn 용탕 상부에 생성된 슬래그를 보여 주고 있다. 이는 노내의 분위기가 Ar으로 제어가 되지 않고, 더욱이 상부 커버를 개방함에 따라 대기와의 접촉에 의하여 FeMn 중의 Mn이 산소와 반응하여 Mn산화물 생성에 의한 것이다.
초기에는 탕면이 대기와 접촉시 대기중 질소가 혼입되기 시작하여 FeMn 용탕내의 질소 농도가 상승하기 시작하다가 Mn이 산화되면서 탕면에 Mn산화물이 덮으면서 탕면의 대기 접촉을 차단하게 되면서 질소의 혼입을 차단하게 되지만, Mn이 지속적으로 산화되어 손실되는 문제는 지속적으로 발생하게 된다.
실시예 2
실시예 2는 비교예 1과 동일한 보온로에서 1.4ton의 FeMn 용탕을 1500℃에서 온도를 유지한 실험이다. 보온로 내부는 실시예1과 동일하게 Ar 가스로 분위기를 유지하였으며, 이때 FeMn 용탕 내부에 Ar 가스를 불어 Ar 가스에 의한 교반이 가능하도록 보온로 상부로부터 랜스(170)를 삽입하여 FeMn 용탕 내부까지 삽입하였고 FeMn 탕면 기준으로 200mm 깊이로 삽입하였으며, Ar 유량은 20 Nl/min이다. FeMn은 1.5 wt%C, 70.7 wt%Mn, 0.5 wt%Si의 조성이었다. 도 18 은 시간에 따른 FeMn 용탕내의 질소 농도 변화를 보여 주고 있다. 질소의 농도가 시간이 경과됨에 따라서 점차 낮아지는 것을 확인할 수가 있었다.
실시예 3
실시에 3은 비교예 1과 동일한 보온로(100)에서 실시예 2와 동일하게 1.4ton의 FeMn 용탕을 1500℃ 온도를 유지한 실험이다. 보온로 내부는 상부 커버(140)를 덮은 상태에서 Ar가스로 유지를 하였다. 이때 FeMn은 1.5 wt%C, 67.9 wt%Mn, 2.7 wt%Si의 조성을 이용하여 실시하여 FeMn 용탕중 Si의 함량 증가에 따른 변화를 관찰하였다. 실험 결과 도 19 와 같이 시간이 경과됨에 따라 질소의 농도가 점차 감소하고 있는 것을 확인할 수가 있었다.
실시예 4
실시예 4는 비교예 1 과 동일한 보온로에서 실시예 2와 동일하게 1.4ton의 FeMn 용탕을 1500℃로 온도를 유지한 실험으로 실시예 2의 Ar가스를 FeMn용탕 내부에 불어 발생한 효과와 실시예 3의 Si함량 증대 효과를 동시에 확인하였다. 이때 FeMn은 1.3 wt%C, 69.8 wt%Mn, 3.1 wt%Si의 조성이었다. 상부에서 Ar은 실시예 2와 같이 상부에서 랜스(170)를 용탕 속으로 삽입하여 Ar을 불어 주었으며, 이때 FeMn 탕면 기준으로 200mm 침적하였다. 실험 결과 도 20 와 같이 시간이 경과됨에 따라 질소의 농도가 점차 감소됨을 확인할 수가 있다. 190분의 시간동안 0.091 wt%의 질소가 감소하여 실시예 2에서 370분 동안 0.002 wt%감소, 실시예 3에서 380분 동안 0.013 wt% 질소 감소와 비교하여 탈질 속도가 Ar 유량 증가 및 Si 함량 증가에 따른 직선적인 단순 비례에 의한 상승 효과가 아닌 시너지 효과가 발생하여 지수함수적인 상승 효과가 발생하는 것이 확인되었다.
비교예 2
비교예 2 는 실시예 4와 같이 Ar 가스를 FeMn 용탕 내부에 불어 발생한 효과와 Si 함량 증대 효과를 확인하였다. 비교예 2 에서는 Si 함량을 실시예 4와 달리 1.5 wt%로 조정하여 실험하였고, Mn은 70 wt%, C은 0.2 wt% 조성이었다. 상기의 실시예 4 와 동일한 보온로에서 실시하였으며 FeMn 1.4ton 용탕을 1500℃에서 유지를 하였으며 보온로 내부는 Ar 분위기로 제어를 하였다. FeMn 탕면 내부로의 Ar 취입은 상부로부터 랜스(170)를 삽입하여 실시하였으며 탕면 기준으로 200mm 삽입하여 Ar을 유량 20 Nl/min로 불었다. 그 결과가 도 21 에서 도시되어 있다.
시간이 경과됨에 따라 FeMn중의 질소 함량이 감소하는 것이 관찰되었다. 도21 에서 같이 보여 주고 있는 실시예 2의 Si함량이 0.8wt%인 경우와 비교하여 비교예 2의 시간당 탈질 속도가 미량 향상되었지만 데이터의 오차 범위 등을 고려한 경우 효과가 없는 것으로 확인되었다. 즉 Si 단독 효과 및 Ar 가스 교반과의 동시 상승 효과를 위해서는 Si함량이 1.5 wt% 이상인 것이 바람직하다.
비교예 3
보온로(100)에서 FeMn을 1500℃에서 보온하고 있는 조건에서 레들(30)에 담겨있는 1.3 ton의 용강에 FeMn 0.35 ton을 부어서 합탕 실험을 실시하였다. 합탕은 용강이 담겨 있는 래들을 보온로 하부에 위치시킨 후에 보온로(100)를 경동 시켜 부으면서 합탕을 실시하였으며, 합탕 시 가스 교반 혹은 기계 교반을 실시하지 않았다.
FeMn 중의 Mn은 70 wt%이며, 용강중 Mn은 0.6 wt%이다. 합탕후 예상도는 고Mn강 중의 Mn 조성은 15.3wt% 이다. 하지만 합탕 후 고Mn강 중의 Mn 조성은 합탕 직후 10분 경과 시점에서 46.7 wt%의 결과를 얻었다. 즉, 합탕을 위해 투입된 FeMn용탕이 용강과 균일하게 혼합되지 못하고 FeMn 용탕이 용강 상부에 정체되어 있어서 탕면 상부 부분에서 채취하는 시료의 Mn 조성이 매우 높게 나타나고 있다.
실시예 5
비교예 3과 같이 FeMn용탕과 용강을 혼합하여 고Mn강을 제조하였다. 보온로(100)에서 1497℃에서 보온하고 있는 조건에서 래들(30)에 담겨 있는 1.4ton의 용강에 FeMn 0.47 ton을 부어서 비교예 3과 동일한 실험을 실시하였다.
비교예 3과 달리 합탕시 용강이 담겨 있는 래들 바닥의 가스 공급관(31)을 통하여 Ar 가스를 취입하여 Ar 가스 교반을 실시하였으며 유량은 10 Nl/min(10.9 Nl/min_고Mn강 ton)이었다. FeMn중의 Mn 성분은 70.6wt%, 용강중 Mn 성분은 0.6wt%로 합탕후 예상되는 Mn함량은 18.2 wt%이다. 합탕 직후 시료를 채취한 결과 18.9 wt%, 합탕직후 20분 경과 후에 다시 시료를 채취하여 분석한 결과 18.7 wt%의 결과를 얻었다. 따라서, 하부로의 Ar 교반효과에 의하여 합탕 직후 Mn 조성이 균일화 되는 결과를 확인하였다.
실시예 6
실시예 5와 동일한 조건에서 고Mn강을 제조하였으며, 가스 교반 대신에 임펠러를 이용하는 기계 교반을 실시하였다. 임펠러의 회전속도는 30 rpm 이었다. 비교예 3 및 실시예 5와 동일한 순서로 진행하여 1.1 ton의 용강이 담겨 있는 래들(30)에 FeMn 0.52 ton을 부어서 합탕한 후에 임펠러 교반을 실시하였다. 용강중 Mn의 성분은 0.07 wt%, FeMn 용탕중 Mn의 성분은 67.9 wt%로서 합탕후 예상되는 고Mn강중의 Mn 함량은 21.8 wt%이다. 합탕후 임펠러에 의한 기계 교반을 실시 후 2분 경과 시점에서 시료를 분석한 결과 고Mn강중의 Mn 성분은 21.6wt%, 기계교반 20분 완료 후에 21.4wt%의 결과를 얻어 임펠러에의한 교반으로 성분 균질화가 달성됨을 확인할 수 있었다.
실시예 7
래들 용강량 1.3 ton에 보온로에서 0.34ton의 FeMn 용탕을 합탕하였다. 이때 보온로 도착 용강의 온도는 1617℃이고, 합탕 후 필요한 고Mn강의 용강온도가 1590 ℃ 일 경우 상기의 식 2)에 의하여 필요한 보온로 용탕 온도는 1483℃이다. 보온로는 1450 ℃ 에서 3hr 유지를 한 후 합탕 30분전에 온도를 승온하여 최종 온도 1477 ℃에서 출탕하여 래들 용강에 부어서 합탕을 실시하였다. 합탕 직후 온도를 측정한 결과 1589 ℃의 원하는 온도에 근접한 고망간강 용강을 얻을 수 있었다.

Claims (22)

  1. 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 준비하는 준비 단계;
    상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 융점 이상의 온도에서 유지하는 유지 단계; 및
    상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속과 준비된 용강을 합탕하는 합탕 단계;를 포함하며,
    상기 유지 단계가 수행되는 도중에 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 흡질 방지 또는 탈질하는 흡질 방지 또는 탈질 단계가 수행되는 망간 함유 용강 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 단계와 상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 보온로에서 수행되며,
    상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 분위기용 Ar 가스를 상기 보온로 내부로 공급하여 보온로 내부 압력을 양압으로 유지하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 단계와 상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 보온로에서 수행되며,
    상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 보온로 상부 및 하부 중 적어도 하나에서 Ar 에 의한 교반으로 수행하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡질 방지 또는 탈질 단계는 용융 합금철의 Si 조성이 1.5wt%이상이 되도록 Si를 투입하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 보온로는
    케이스; 상기 케이스 내부에서 액상 또는 고상의 합금철 또는 비철금속을 수용하도록 내부 공간을 구비한 수용부; 상기 수용부의 합금철 또는 비철금속을 가열하는 열원부; 및 상기 수용부의 상측에서 수용부 내부 공간을 밀폐하는 커버;를 포함하며, 상기 커버는 불활성 가스 공급부와 연결되어, 수용부에서 용융 상태의 합금철 또는 비철금속을 흡질 방지 또는 탈질하는 분위기 가스 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 준비 단계는 상기 보온로에서 수행되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 준비 단계에서 준비되는 용융 합금철 또는 용융 비철금속의 양은 상기 합탕 단계에서 요구되는 용융 합금철 또는 용융 비철금속양보다 많으며,
    상기 합탕 단계에서는 상기 요구되는 양만큼을 용강에 합탕하고 나머지는 지속적으로 융점 이상의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  8. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 준비 단계는 Mn 함량에 따른 P 함량이 하기의 식에 의해서 도출된 P 함량을 만족하는 고상 FeMn, Mn Metal을 용융하여 수행되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
    P함량(wt%) < -0.026×(목표 망간 함유 용강 중 Mn함량(wt%)) + (4.72 × 10-4) × (목표 망간 함유 용강 중 Mn함량(wt%))2
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 보온로의 상기 열원부는 유도 코일을 포함하며,
    상기 준비 단계는 상기 유도 코일의 유도 가열에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 합탕 단계는 상기 용강이 담긴 레들에 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속이 부어지면서 수행되며,
    상기 합탕 단계에서, 상기 용강과 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 교반하는 교반 단계가 함께 수행되며,
    상기 교반 단계는 상기 레들의 하부에서 불활성 가스를 공급하여 수행되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 합탕 단계는 상기 용강이 담긴 레들에 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속이 부어지면서 수행되며,
    상기 합탕 단계에서, 상기 용강과 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속을 교반하는 교반 단계가 함께 수행되며,
    상기 교반 단계는 상기 레들의 상부로부터 교반기가 용탕에 투입되어 수행되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 유지 단계는 1300 ~ 1500 ℃ 사이를 유지하며,
    상기 합탕 단계 직전에 용강의 상태와 목표 고망간 용강의 상태를 고려하여, 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속의 온도를 승온시키는 승온단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 합탕 단계 이후에 Al, C, Cu, W, Ti, Nb, Sn, Sb, Cr, B, Ca, Si, 및 Ni 중 적어도 하나 이상을 투입하는 진공 정련 단계(RH) 혹은 레들 퍼니스(LF) 정련 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 합탕 단계 이후에 진공 정련 단계를 수행하면서 탈수소 처리가 수행되는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조방법.
  15. 케이스;
    상기 케이스 내부에서 액상 또는 고상의 합금철 또는 비철금속을 수용하도록 내부 공간을 구비한 수용부;
    상기 수용부의 합금철 또는 비철금속을 가열하는 열원부; 및
    상기 수용부의 상측에서 수용부 내부 공간을 밀폐하는 커버;를 포함하며,
    상기 커버는 불활성 가스 공급부와 연결되어, 수용부에서 용융 상태의 합금철 또는 비철금속을 흡질 방지 또는 탈질하는 분위기 가스 제공부를 포함하는 보온로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 열원부는
    상기 수용부를 둘러싸는 유도코일,
    상기 커버에 구비되는 전극봉, 및
    상기 커버에 구비되는 플라즈마 중 적어도 하나를 포함하는 보온로.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 열원부와 연결된 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 1300 ~ 1500℃ 사이를 유지하며, 합탕 직전에 용강의 온도와 목표 고망간 용강 온도를 고려하여, 상기 용융 합금철 또는 용융 비철금속의 온도를 승온시키는 것을 특징으로 하는 보온로.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 수용부의 상측에 배치되며, 상기 커버의 내면에는 분위기 가스 제공관이 배치되고, 분위기 가스를 보온로 내부 공급시 보온로 내부 압력을 일정 양압으로 유지하도록 밴트가 구비된 것을 특징으로 하는 보온로.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 커버를 통하여 상기 수용부 내부의 용융 합금철 또는 용융 비철금속 내부로 연장되는 흡입부, 상기 흡입부에 연결되며, 상기 흡입부를 통하여 흡입된 용융 금속을 래들로토출하는 토출부, 상기 흡입부와 상기 토출부 사이를 연결하여 용융 금속이 통과하는 이동부, 및 상기 이동부에 연결되며, 초기 압력차를 발생시키기 위한 초기 압력 포트를 포함하는 사이펀 구조부와
    상기 케이스의 하부에 연겯뢰며, 사이펀 구조부의 동작을 보조하도록 상기 케이스를 승하강시키는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보온로.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 케이스에 연결되며, 상기 케이스 및 수용부를 상승 및 하강시키는 구동부;
    상기 케이스의 외면에 형성된 제 1 가이드;
    상기 케이스의 외측에 배치되며, 상기 제 1 가이드가 상승되는 경우에 제 1 가이드와 만나서 상기 제 1 가이드의 상승을 방지하는 가이드 롤러를 포함하는 가이드 프레임을 포함하며,
    수평면 상에서 상기 케이스에서 구동부와의 연결 위치는 상기 가이드 롤러의 위치보다 후방에 배치되어, 구동부의 상승 구동에 의한 케이스 이동시 상기 케이스는 상기 가이드 롤러에 상기 제 1 가이드가 걸림에 의해서 전방으로 경동되는 것을 특징으로 하는 보온로.
  21. 고망간 함유 금속을 용융 금속으로 제공하는 Mn 공급부;
    용강을 제공하는 용강 공급부; 및
    상기 용강 공급부와 상기 Mn 공급부 사이를 이동하며, 상기 Mn 공급부로부터는 고망간 함유 금속의 용융 금속을 받고, 상기 용강 공급부로부터는 용강을 받아 합탕하는 레들;을 포함하며,
    상기 Mn 공급부는 제 15 항 내지 20 항 중 어느 한 항의 보온로를 포함하는 망간 함유 용강 제조설비.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 레들의 하부에는 불활성 가스 공급관이 형성되어 있으며,
    상기 레들은 상기 Mn 공급부에서 고망간 함유 금속의 용융 금속을 받는 위치 혹은 상기 용강 공급부로부터는 용강을 받는 위치에서 불활성 가스 공급부와 연결되어, 합탕 시 불활성 가스로 용융 금속과 용강을 교반하는 것을 특징으로 하는 망간 함유 용강 제조설비.
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