KR0128138B1 - 저린 고탄소 용강의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저린(P)고탄소 용강의 제조방법에 관한 것이며; 그 목적은 용선과 고철을 주원료로 하는 전로조업에서 부원료인 소결광 또는 철광석의 투입방법을 변경하므로서 취련중 노내 슬래그 및 용철조성의 효율적인 제어를 통하여 인 함량 0.02 중량%이하인 고탄소 용강을 제조하는 방법을 제공함을 있다. 상기 목적달성을 위한 본 발명은 전회(前回)조업시 일정량의 슬래그를 남긴 전로에, 전체장입량에 대하여 2중량%이하의 경소돌로마이트 및 1중량%이하의 생석회를 투입한 후, 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고, 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소를 송산하여 노내 용선을 취련시킴과 동시에 일정 조건에 따라 생석회를 일괄투입하고, 상기 생석회의 일괄투입완료시 일정량의 소결광을 균등분할투입하여 저린(P) 고탄소 용강을 제조하는 방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

본 발명은 저망간용선을 주원료로 하고, 부원료인 소결광의 투입방법 즉, 취련중 투입시기 및 투입량을 조정하여 망간의 성분거동을 적절히 제어하므로서, 슬래그의 효과적인 제어를 통하여 고탄소영역(탄소함량 0.80%이하)에서 화학적으로 불안정한 용철중 인을 슬래그중에 안정한 인 화합물로 유지시켜 0.02%이하의 인을 함유하는 저망간 용선을 이용한 저린 고탄소 용강을 제조하는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전회조업의 슬래그를 30%남긴 전로에, 전장입량에 대하여 각각 2중량% 이하 및 1중량%이하의 경소돌로마이트 및 생석회를 투입한 후, 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소를 송산하여 노내용선을 취련시킴과 동시에 생석회를 일괄투입하고 소결광을 투입하여 저린(P) 고탄소용강을 제조하는 방법에 있어서, 상기 용선이 Mn: 농도가 0.2중량%이하인 저망간 용선이고, 상기 취련개시와 동시에 전장입량에 대하여 3-4.5중량%의 생석회를 일괄투입하고, 상기 생석회의 일괄투입 완료시점부터 전체 취련시간 80%시점까지 전장입량에 대하여 소결광을 3-3.5중량% 분할 투입하므로서 저망간 용선을 이용한 저린 고탄소 용강 제조방법을 제공함을 그 요지로 한다.

Description

저린 고탄소 용강의 제조방법

본 발명은 저린(P)고탄소 용강의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 용선과 고철을 주원료로 하는 전로조업에서는 부원료인 소결광 또는 철광석의 투입방법을 변경하므로서 취련중 노내 슬래그 및 용철조성의 효율적인 제어를 통하여 인 함량 0.02중량%이하인 고탄소 용강을 제조하는 방법에 관한 것이다. 일반적으로 종래의 전로조업은 주원료인 용선(hot metal)과 고철(scrap)을 전로에 장입하여 송산과 동시에 부원료인 생석회(주성분이 산화칼슘, CaO임), 철광석 또는 소결광(주성분이 산화철임), 형성(주성분이 불화칼슘, CaF₂임) 등을 투입하여 용선중 불순원소인 탄소(C), 규소(Si), 망간(Mn), 인(P), 유황(S), 티탄(Ti) 등을 산화 정련에 의해 제거하는 일련의 작업을 통칭한다.

이와같은 전로조업을 통해 얻어지는 용강은 통상 인 함량이 0.02중량%이하가 요구된다. 이와같이 인 함량 0.02% 이하인 용강을 얻기 위해 종래에는 용철(용선 및 용강을 통칭하여 사용함)중 탄소를 4.5중량%에서 0.04중량%정도까지 탈탄해야만 했다. 그러나, 탄소를 0.10중량%이상 함유하는 고탄소강을 제조해야 하는 철강재에 상기와 같은 전로조업방법을 적용하여 취련하려면, 다음과 같은 문제점이 있다.

취련종점에서 용철의 과산화로 출강실수율이 저하하며, 이로인해 슬래그량이 증가, 노체 내화물의 용손과 더불어 요강중 용해산소가 상승한다. 또한 이렇게하여 제조된 용강은 출강중에 수요가가 원하는 용강조성을 맞추기 위해 각종 합금철을 투입해야 한다. 이때 투입한 합금철은 용강중 용해산소와 반응하여 산화물을 생성하고, 이 생성된 산화물은 비금속개재물이 되어 용강의 품질열화를 초래할 뿐만아니라 후공정인 2차정련 및 연속주조공정을 거치는 동안 각종 노즐막힘의 원인이 되어 생산성은 물론 작업성 악화를 초래하며, 제품에서도 각종 결함을 야기시키는 문제점이 있다. 한편, 전로조업이 용철중 인을 0.02중량%이하로 효율적으로 제거하기 위해서는 용철 중 탄소, 규소, 망간 등의 원소와 슬래그중의 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화규소(SiO2), 산화망간(MnO), 산화철(FeO) 등의 산화물 농도의 제어가 중요하다.

이것을 화학반응을 통해 살펴보면 다음과 같다.

여기서 K는 상기 반응식의 평형정수, ai는 용철 및 슬래그중 i성분의 활동도, T는 절대온도를 의미하고, K는 온도만에 의존한다. 상기 식(1),(2)으로부터 용강중 인[P]을 0.02중량%이하로 효과적으로 제거하기 위한 조건, 즉 ap를 낮추기 위해서는 다음과 같은 조건을 만족하는 것이 바람직하다.

첫째, 취련중 슬래그 및 용철온도를 낮게 관리한다.

둘째, 슬래그 중 염기도(산화칼슘 중량%/산화규소 중량%)를 높여준다.

셋째, 용철중 용해산소를 높게 유지한다.

넷째, 슬래그중 산소 포텐샬(Oxygen Potential)을 높힌다.

다섯째, 용철중 산소와의 친화력이 강한 원소를 가능한 낮게 관리한다. 이러한 조건을 하기 위한 전로조업에서 저린 고탄소강의 취련은 매우 중요한 기술의 하나로서 선결되어야 하지만, 전로조업 조건하에서 용철중 탄소 및 망간농도가 높으면 생석회 재화가 미흡하여 염기도 낮기 때문에 충분한 탈린효과를 기대하기 어렵다. 그러므로 생석회 및 소결광의 투입량과 투입방법을 제어하여 슬래그 및 용철온도를 낮게 유지하면서 탈인 반응생성물을 안정한 상태로 유지하여 탈인효과를 향상시킬 필요가 있다. 또한, 용철중 망간은 철, 탄소 및 인 등의 원소에 비해 산소와의 친화력이 커서 탈린반응시 우선적으로 반응할 뿐만아니라 취련중 노내 분위기에 따라 산화환원반응을 동시에 일으킨다. 즉, 망간은 취련초기에는 산화반응, 중기에는 환원반응, 말기에는 산화반응의 순으로 융기현상을 나타낸다. 이때, 중기의 환원반응시 슬래그중의 산화망간이 노내에서 발생한 환원성 가스인 일산화탄소(CO가스)에 의해 용철중 망간이 상승하고, 슬래그중 산화철 함량이 감소함에 따라 인화합물이 환원되어 복린현상이 나타난다는 사실이 일반적으로 알려져 있다. 따라서 상기 현상을 어떻게 효율적으로 억제시키느냐에 따라 취련말기의 고탄소영역(탄소함량 0.70%이하)에서도 인함량 0.02%이하의 용강제조 가능성이 좌우된다. 그러나, 취련시 용철중 탄소와 인은 서로 상반된 야금반응특성에 의해 진행되기 때문에 특히 0.02중량%이하의 인농도를 만족하는 고탄소강을 제조하기 위한 조업은 많은 어려움이 있다.

이에, 본 발명자는 취련말기의 고탄소영역에서도 인함량이 0.02%이하인 용강을 제조하기 위하여 연구와 실험을 행한 결과, 해결방안으로 전로조업에서 다음의 3가지 방법에 착안하고 본 발명을 제안하게 된 것이다.

첫째, 취련조업준비단계, 즉 취련전 전로노벽에의 슬래그 코팅시 경소돌로마이트의 투입 유무의 영향,

둘째, 망간함량이 낮은 용선을 주원료로하여 전로조업을 실시하는 방법과,

셋째, 취련중 부원료인 소결광의 적절한 투입에 의해 용철 및 슬래그 성분을 효율적으로 제어하는 방법에 착안한 것이다.

본 발명은 저망간용선뿐만아니라 망간함량이 0.27-0.40중량% 정도로 함유된 통상의 용선을 주원료로 하고, 부원료인 소결광의 투입방법, 즉, 취련중 투입시기, 및 투입량을 조정하여 망간의 성분거동을 적절히 제어하므로서, 슬래그의 효과적인 제어를 통하여 고탄소 영역(탄소함량 0.80%이하)에서 화학적으로 불안정한 용철중 인화합물을 슬래그중에 안정한 인화합물로 유지시켜 0.02%이하의 인을 함유하는 저망간 용선을 이용한 저린 고탄소 용강을 제조하는 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

(발명의 구성 및 내용)

본 발명은 전회조업의 슬래그를 30%남긴 전로에, 전장입량에 대하여 각각 2중량%이하 및 1중량%이하의 경소돌로마이트 및 생석회를 투입한 후, 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소를 송산하여 노내용선을 취련시킴과 동시에 생석회를 일괄투입하ㅗ 소결광을 투입하여 저린(P)고탄소용강을 제조하는 방법에 있어서, 상기 용선이 Mn: 0.2중량%이하의 저망간용선이고; 상기 취련개시와 동시에 전장입량에 대하여 3-4.5중량%의 생석회를 일괄투입하고; 상기 생석회의 일괄투입 완료시점부터 전체 취련시간 80%시점까지 전장입량에 대하여 소결광을 3-3.5중량% 분할투입하여 저망간 용선을 이용한 저린고탄소용강을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전회조업의 슬래그를 30%남긴 전로에, 전장입량에 대하여 각각 2중량%이하 및 1중량%이하의 경소돌로마이트 및 생석회를 투입한 후, 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소를 송산하여 노내용선을 취련시킴과 동시에 생석회를 일괄투입하고 소결광을 투입하여 저린(P)고탄소용강을 제조하는 방법에 있어서, 상기 용선이 Mn: 0.27-0.40중량%의 범위의 용선이고; 상기 취련개시와 동시에 전장입량에 대하여 3-4.5중량%의 생석회를 일괄투입하고; 상기 생석회의 일괄투입 완료시점부터 전체 취련시간 70%시점까지 전장입량에 대하여 소결광을 2-3.5중량% 분할투입하여 저린 고탄소용강을 제조하는 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

일반적으로 저린 고탄소용강의 전로조업은 (취련조업준비단계)-＞(주원료장입단계)-＞(취련작업)-＞(출강)의 순으로 구성된다.

상기 취련조업 준비단계에서는 전회 조업반 총 슬래그에 대하여 중량%로 30%를 남기고, 전로내화물의 침식을 방지할 목적으로 경소돌로마이트(Burnt dolomite, CaO·MgO)를 전체장입량(용선에 고철을 합한 무게를 의미함)에 대하여 2%이하 및 생석회를 전체장입량에 대하여 1%이하로 투입하여 노체(爐體)를 4회정도 반복 경동시켜 노벽에 슬래그를 코팅(Coating)한다. 이어서, 주원료 장입단계에서는 주원료인 고철과 용선을 노내에 장입하여 2회노체를 경동한 후 순산소를 불면서 취련을 개시하며, 취련작업단계에서는 송산에 의해 노내 용선이 착화되면 바로 이어서 부원료인 생석회를 일괄투입하는데, 이때 약 0.1%의 형석을 생석회와 함께 투입한다. 그리고, 부원료인 소결광도 투입한다. 그리고, 통상 전로조업에서는 취련시간 약 90% 시점에서 서브랜스(sublance)를 이용, 용철중 탄소함량을 예측하고, 강욕온도를 측정하여 목표하는 용강온도를 조정해야 하므로 적정량의 소결광을 추가로 투입함으로써 전로취련조업은 완료된다. 취련종료후에는 출강하여 용강조성 조정용 탈산제, 합금철 및 가탄재 등을 투입한다.

본 발명에서는 노내에 주원료인 고철과 용선을 자입한 후, 취련작업 단계에서 송산을 개시하여 노내용선이 착화되면 부원료인 생석회를 일괄투입할 때 그 투입량을 전장입량에 대해서 3-4.5중량% 범위로 투입함이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.

상기 생석회 투입량이 3중량%이하이면 취련중 슬래그 제어에는 효과적으로 온도상승, 전로내화물의 침식 과다를 초해하는 문제점이 있으며, 4.5중량%이상이 되면 투입생석회의 슬래그화율이 저하하고, 열원확보측면에서 문제점을 안고 있기 때문이다. 그러나, 본 발명에서는 상기와 같은 투입량 범위로 생석회를 일괄 투입한 후부터 용선내의 망간함량에 따라 소결광의 투입방법을 달리 한다. 우선, 망간함량이 0.2중량%이하인 저망간용선을 사용하는 경우 상기와 같은 투입량 범위로 생석회를 일괄 투입한 후부터 전체 취련시간의 80%시점까지 전장압량에 대하여 3-.35중량%의 소결광을 분할 투입함이 바람직하다. 저망간용선을 이용하는 경우 상기 소결광의 취련중 총 투입량이 3%이하이면, 취련중 과다한 온도상승을 초래하고, 슬래그의 조성제어에 불리한 문제점이 있으며, 3.5%이상이 되면 저온 분위기 확보와 산소공급원으로 작용하여 용철중 인의 제거 및 슬래그 제어에는 효과적이나 열원의 확보측면에서 문제점을 안고 있기 때문이다. 이와같은 총 투입량 범위로 투입되는 소결광은 생석회 일괄투입이 완료된 시점에 전체장입량에 대하여 1-1.5중량%를 투입하고, 이후 전체 취련시간 80%시점까지 전장입량에 대하여 분당 0.13-0.16중량%를 연속적으로 균등분할하여 투입함이 보다 바람직하다. 즉, 저망간용선을 이용하는 경우 생석회 이괄 투입후 소결광을 전장입량에 대하여 1중량%이하로 투입시에는 취련초기 슬래그화율에 불리하거나 산소원의 부족으로 노내 야금특성을 해치고, 1.5중량%이상으로 투입되면 저온에 의한 슬래그 제어에 불리하여 취련중 탈린반응에 불리하기 때문이다. 이후, 전체 취련시간 80%시점까지는 취련중 탈탄이 왕성하게 진행되는 환원성 분위기이므로 소결광의 투입량이 분당 0.13중량% 이하일 경우에는 슬래그중에 생성한 인화합물의 복린현상이 나타나고, 0.16중량% 이상일 경우에는 저온으로 인한 취련종점의 목표온도를 제어하는데 문제가 있기 때문이다.

한편, 망간함량이 약 0.27-0.4중량% 정도 함유된 통상의 용선을 이용한 경우 소결광의 투입방법을 달리할 필요가 있다. 즉, 통상의 용선을 그대로 이용하면서도 고탄소영역에서 화학적으로 불안정한 용철중 인화합물을 슬래그중에 안정한 인화합물로 유지시켜 0.02중량%이하의 인을 함유하는 저린 고탄소용강을 제조하려면 상기와 같은 투입량 범위로 생석회를 일괄 투입한 후부터 전체 취련시간의 70%시점까지 전체장입량에 대하여 2-3.5중량%의 소결광을 분할 투입함이 바람직하다. 통상의 용선을 이용하는 경우에는 상기 소결광의 취련중 총 투입량이 2%이하가 되면, 취련중 과다한 온도상승을 초래하고, 슬래그의 조성제어에 불리한 문제점이 있기 때문이다. 또한, 통상의 용선을 이용하는 경우 이와같은 총 투입량 범위로 투입되는 소결광은 생석회 일괄투입이 완료된 시점에 전체장입량에 대하여 1-2중량%를 투입하고, 이후 전체 취련시간 70%시점까지 전체장입량에 대하여 분당 0.16-0.20중량%를 연속적으로 균등분할하여 투입함이 보다 바람직하다. 즉, 저망간용선을 이용하는 경우와는 달리 생석회 일괄투입후 소결광을 전체장입량에 대하여 2중량%이상으로 투입되면 저온에 의한 슬래그 제어에 불리하여 취련중 탈린반응에 불리하기 때문이다. 이후, 전체 취련시간 70%시점까지는 취련중 탈탄이 왕성하게 진행되는 환원성 분위기이므로 통상의 용선을 이용하는 경우 소결광의 투입량이 분당 0.16중량%이하일 경우에는 슬래그중에 생성한 인화합물의 복린현상이 나타나고, 0.20중량%이상일 경우에는 저온으로 인한 취련종점의 목표온도를 제어하는데 문제가 있다.

본 발명에 부합되는 소결광은 통상의 전로조업에서 사용되는 것이면 가능한데, 대표적인 소결광의 조성은 표1과 같다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

(실시예1)

전회조업한 총 슬래그(약 10톤)중 3톤을 남기고, 전체장입량(용산과 고철을 합한 무게)100톤의 상취형 정로에 경소돌로마이트: 2톤, 생석회: 1톤을 투입하고 노체를 4회 반복 경동시켜 노벽에 슬래그를 코팅하였다. 이어 주원료로 전장입량에 대하여 20중량%이하의 고철과 하기표 2와 같은 성분을 함유하는 80%이상의 저망간용선을 전로내에 장입하였다.

이후, 노체를 2회 경동한 후, 순산소를 송산하면서 용선을 착화하여 취련을 개시함과 동시에 생석회를 투입하고 이어 소결광을 투입한 후, 전체 취련시간 90%시점에서 서브랜스로 용강의 탄소함량을 예측 및 온도측정을 하고 취련을 완료하여 용강을 출강하고, 용강조성 조정용 탈산재, 합금철 및 가탄재 등을 투입하였다.

상기 생석회 및 소결광 투입시, 제1도에서와 같이 종래방법인 비교예(1)의 경우에는 노내용선이 착화된 즉시 3.5톤의 생석회를 일괄 투입한 후, 취련개시 30%시점에 소결광을 750㎏투입하고, 이후 1분간격으로 250㎏씩 전체취련시간 80%시점까지 연속적으로 균등분할 투입하였다.

본 발명의 방법인 발명예(1)의 경우에는 노내용선이 착화된 즉시 4.5톤의 생석회를 일괄 투입한 후, 바로 이어서 1500㎏의 소결광을 투입하고, 이후 1분 간격으로 130㎏씩 전체 취련시간 80%시점까지 연속적으로 균등분할 투입하였으며, 발명예(2)의 경우에는 상기 발명예(1)의 경우와 동일하게 생석회를 투입한 후, 바로 이어서 1000㎏의 소결광을 투입하고, 이후 1분간격으로 160㎏씩 전체 취련시간 80%시점까지 연속적으로 균등분할 투입하였다. 이와같은 취련시 송산유량, 주랜스높이, 생석회 및 소결광 투입시기는 제2도와 같다.

상기와 같은 방법으로 취련을 행할시 슬래그 및 용철시료를 2.5분 간격으로 서브랜스를 이용하여 채취한 다음, 용철중 취련시간에 따른 탄소농도를 제3도(a)에, 망간농도를 (b)에 인농도를 (c)에 나타냈으며, 취련시간에 따른 용철온도를 제4도(a)에, 슬래그의 염기도를 (b)에, 슬래그중 산화철의 함량을 (c)에 나타내었다.

제3도는 용철중 주요성분인 탄소, 망간 및 인 함량의 경시변화를 도시한 것이다. 제3도로부터 각 실시예의 용철중 각 성분의 경시변화를 살펴보면, 우선 탄소는 대동소이한 거동을 나타내고 있으나, 망간은 전부 S자 곡선을 그리면서 변화하고 있다.

여기서 망간 함량변화를 살펴보면, 취련중기의 복망간현상(융기현상)이 본 발명에(1,2)가 비료예(1)에 비해 약하며, 복망간량이 적다. 특히, 본 발명에는 비교예(1)에 비해 망간 융기현상이 조기에 형성되어 투입한 소결광은 용철/슬래그간의 반응에 민감한 작용을 하고, 투입한 소결광의 슬래그화를 조장함을 제시한다.

그 결과, 인의 거동에서 명백히 확인되듯이 비교예(1)의 경우는 망간과 유사한 S 곡선의 거동을 나타내지만, 본 발명예(1,2)는 취련시간과 더불어 연속적인 탈린거동을 나타내고 있다.

이와같이 전로조업에서 효과적인 탈린반응을 유도하기 위해서는 무엇보다 용철중 망간성분의 거동을 효율적으로 제어하는 것이 중요함을 알 수 있다.

상기의 효과를 입증하기 위해, 취련중 전로내 온도변화와 슬래그의 경시변화를 조사한 것이 제4도이다.

먼저 비교예(1)과 본 발명예(1,2)를 비교하면 본 발명의 경우, 취련중 소결광을 조기에 투입함으로써 용철온도를 낮게 유지하고 그와 동시에 슬래그의 염기도와 산화철 함량을 높게 유지하므로서 탈린에 효과적임을 알 수 있다.

한편, 비교예(1)과 본 발명예(1,2)를 비교하면, 취련중 용철온도는 취련초기에는 생석회의 투입량이 본 발명예(1,2)가 많으므로 낮다. 또한, 취련중기에는 비교예의 소결광 투입량이 오히려 많아져서 일시적으로 같은 경향을 나타내다가 취련시간 8분이후에는 본 발명예(1,2)가 다시 용철온도가 낮게 된다.

이와같은 현상 때문에 슬래그 염기도가 높고, 산화철 함량이 상승하는 역할을 하며, 이러한 작용 때문에 효과적인 탈린반응이 유도되어 제3도(c)와 같은 인의 안정적 경시변화가 얻어진다.

상기의 제3도 및 제4도를 근거로 제3도에서 점선으로 나타낸 것처럼 탄소함량이 0.70%이하의 경우(취련시간 13.5분 이후)에는 인함량 0.02%이하의 용강을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.

그러므로, 본 발명에서 저망간용선을 이용하여 취련작업시에 소결광의 적절한 투입시점과 양을 도출하여 이상과 같은 결과를 얻을 수 있었던 것은 첫째, 취련중 망간을 낮게 제어할 수 있다는 점. 둘째, 슬래그중 산화철 함량과 투입한 생석회의 슬래그화율을 높게 유지시킬 수 있고, 셋째, 슬래그의 온도를 낮게 제어할 수 있었다는 라는 점 등을 열거할 수 있다.

(실시예2)

하기표 3과 같은 성분을 함유하는 용선을 사용한 것을 제외하고는 실시예1과 같은 동일한 방법으로 용철의 취련을 종료하여 용강을 출강하였다.

이때 생석회 및 소결광 투입시 종래방법인 비교예(2)의 경우에는 노내용선이 착화된 즉시 3.5톤의 생석회를 일괄투입한 후, 취련개시 30%시점부터 80%시점까지의 사이에 소결광을 2-3외 분할 투입하였다.

본 발명의 방법이 발명예(3)의 경우에는 노내용선이 착화된 즉시 4.5톤의 생석회를 일괄투여한 후, 전체 취련시간 70%시점까지 소결광을 연속적으로 균등분할 투입하였다. 이와같은 취련시 송산유량, 주랜스높이, 생석회 및 소결광 투입시기는 제5도와 같다.

상기와 같은 방법으로 취련을 행할시 전취련시간에 걸쳐 슬래그 및 용철 시료를 서브랜스를 이용하여 채취한 다음, 취련시간에 따른 탄소농도를 제6도(a)에, 망간농도를 제6도(b)에, 인농도를 제6도(c)에 나타내었으며, 취련시간에 따른 용철온도를 제6도(a)에, 슬래그중 산화철 함량을 제6도(b)에, 슬래그의 염기도를 제6도(c)에 나타내었다.

그리고 취련종점에서 용강시료를 채취하여 고탄소영역의 용강중 탄소, 망간 및 인에 대한 조업결과를 비교하고 그 결과를 제8도 내지 제10도에 나타내었다.

제6조 및 제7도는 취련중 비교예(3)과 발명예(3)에서 실시한 용철 및 슬래그의 거동을, 제8도 내지 제10도는 취련중점에서의 용강중 탄소, 망간, 인에 대한 상관관계를 도시한 것이다.

제6도는 발명예(3)과 비교예(3)의 방법으로 취련시 용철중 탄소, 망간, 인에 대한 경시변화를 도시한 것으로 이중 탄소의 경우는 유의차가 없으나, 망간과 인은 본 발명의 경우가 낮은 값을 나타내고 있다. 이는 발명예(3)의 경우, 산소원(酸素源)인 소결광을 취련초기로부터 연속적으로 균등분할투입함에 따른 결과이다.

즉, 비교예(3)은 취련시간 약 3분 시점부터 복망간현상이 현저한 반면에 발명예(3)은 감소하고 있다. 이 효과가 탈린반응예에 유리하게 작용한다. 망간은 슬래그/용철간 탈린반응에 있어서 이와같이 발명예(3)의 경우는 취련시간 약 60%이내, 즉 탄소함량 1중량% 영역까지도 인함량이 0.02%이하로 제어가능하게 된다.

상기 제6도에서와 같은 취련시 용철중의 성분거동을 제7도의취련중 용철온도 변화와 슬래그의 거동을 통하여 비교해 보면, 발명예(3)의 경우 비교예(3)에 비해 부원료인 소결광의 적절한 공급에 따라 슬래그의 산화도가 상승하므로 취련중 생선된 인화합물이 슬래그중에 안정적으로 존재되고, 또한 취련중 생성된 인화합물이 노내 온도를 보다 낮게 유지시키고 슬래그의 산화철 함량 및 염기도가 높게 유지되도록 기회를 제공함으로써, 0.02중량%이하의 인함량을 유지하면서 탄소함량 1중량%영역의 용강을 제조할 수 있었다.

제8도는 취련 종점에서 용강중 탄소함량과 망간과의 상관관계를 도시한 것으로 용강중 탄소함량이 높을수록 망간이 상승하며, 동일 탄소함량에서도 망간함량은 비교예(3)에 비해 발명예(3)의 경우가 낮다. 이는 취련초기 산소가스가 용철중 망간과 반응하여 제거되어 생성된 산화망간이 투입된 소결광의 균등한 분할투입효과에 높아진 결과를 반영하고 있다. 이 효과 때문에 발명예(3)의 경우 비교예(3)에 비해 제9도에 도시한 바와같이, 취련, 종점의 망간함량이 0.20중량%이하로 낮고, 또한 동일한 취련종점 망간함량에서도 인함량을 낮출 수 있는 조건을 제공한다.

한편, 제9도에서와 같이, 0.20중량%이하의 안정된 망간함량의 제어에 의해 제10도에서 확인할 수 있듯이 발명예(3)의 경우는 0.10∼0.70중량%의 고탄소영역에서도 0.02중량%이하의 인함량을 갖는 용강을 제조할 수 있음을 입증하고 있다.

그러므로 용선중 규소는 취련초기 전부 산화되어 슬래그가 되고, 탄소는 일산화탄소(CO)가 되어 전로밖으로 배출된다. 망간은 노내 분위기에 따라 다소 차이는 있으나, 산화되어 슬래그중에 잔류된다. 따라서 이와같은 일련의 과정을 어떻게 제어하느냐에 따라 용강중 인의 효율적인 제어가 좌우된다.

제1도는 저망간용선을 이용할 시 본 발명방법과 종래방법의 취련시간에 따른 소결광의 투입량을 나타낸 그래프

제2도는 저망간용선을 이용할 시 본 발명방법과 종래방법의 취련시간에 따른 송산 유량, 주랜스높이, 생석회 및 소결광의 투입시기를 나타낸 개략도

제3도 및 제4도는 저망간용선을 이용할 시 각각 발명예와 비교예의 취련시간에 따른 용철중 탄소, 망간, 인의 농도, 용철온도, 슬래그의 염기도, 슬래그중 산화철의 함량을 나타낸 그래프

제5도는 통상의 용선을 이용할 시 발명예와 비교예에 대한 개략적인 전로조업방법도

제6도는 통상의 용선을 이용할 시 발명예와 비교예에 대한 취련중 용철의 성분거동을 나타낸 그래프

제7도는 통상의 용선을 이용할 시 발명예와 비교예에 대한 취련중 용철온도 및 슬래그의 거동을 나타낸 그래프

제8도는 통상의 용선을 이용할 시 발명예와 비교예에 대한 취련완료시점에서의 용강중 탄소함량과 망간함량의 상관관계를 나타낸 그래프

제9도는 통상의 용선을 이용할 시 발명예와 비교예에 대한 취련완료시점에서의 용강중 망간함량과 인함량의 상관관계를 나타낸 그래프

제10도는 통상의 용선을 이용할 시 발명예와 비교예에 대한 취련완료시점에서의 용강중 탄소함량과 인함량의 상관관계를 나타낸 그래프

상술한 바와같이, 본 발명은 취련중 소결광 및 철광석의 적절한 입시점과 양을 도출하므로서 취련중 용철 및 슬래그의 산소포텐샬과 투입한 생석회의 슬래그화율을 높게 유지시킬수 있고, 취련중 슬래그의 온도를 낮게 관리할 수 있어 산화칼슘의 활동도를 높혀 주는 역할을 한 결과, 인의 함량이 0.02중량%이하인 고탄소강을 제조할 수 있을 뿐만아니라, 용강실수율 향상, 전로내화물 수명연장, 가탄제, 합금철, 알루미늄의 사용량절감, 용강의 고청정화 및 연연주비 증기에 따른 생산성 향상, 용강 및 제품의 품질 향상과같은 효과가 있다.

Claims (1)

1. 전회(前回)조업의 슬래그를 30%남긴 전로에, 전체장입량에 대하여 2중량%이하의 경소돌로마이트 및 1중량%이하의 생석회를 투입한 후, 경동시켜 슬래그를 노벽에 코팅하고, 고철 및 용선을 장입한 다음, 순산소를 송산하여 노내 용선을 취련시킴과 동시에 생석회를 일괄투여하고, 소결광을 투입하여 저린(P) 고탄소 용강을 제조하는 방법에 있어서,

   상기 용선이 Mn농도가 0.2중량%이하인 저망간 용선이고; 상기 취련개시와 동시에 전체장입량에 대하여 3-4.5중량%의 생석회를 일괄투입하고; 상기 생석회의 일괄투입 완료시점부터 전체취련시간 80%시점까지 전체장입량에 대하여 3-4.5중량%의 소결광을 균등 분할투입하고, 그 투입방법은 생석회의 일괄투입완료시 먼저 1-1.5중량%의 소결광을 투입한 후, 전체취련시간의 80%시점까지 나머지 소결광을 분당 0.13-0.16중량%의 속도로 연속적으로 균등분할 투입함을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저린 고탄소 용강의 제조방법.