KR100325715B1 - Refining method of low carbon stainless steel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스테인레스강의 제조공정중 AOD 정련에서의 스테인레스강의 탄소농도를 낮추기 위한 정련방법에 관한 것으로, 특히 산소 취입 종료후 환원기에 발생하는 탄소 픽업을 감소시키기 위한 생석회의 첨가 조건을 제어하는 저탄소 스테인레스강의 정련방법에 관한 것이다.The present invention relates to a refining method for reducing the carbon concentration of stainless steel in AOD refining during the manufacturing process of stainless steel, in particular low carbon stainless steel that controls the addition conditions of quicklime to reduce the carbon pickup generated in the reducing machine after the end of oxygen injection It relates to a refining method.
일반적으로 스테인레스강중의 탄소는 페라이트계 강의 경우 내공식성, 인성 등을 나쁘게 하고, 오스테나이트계 강에서는 응력부식균열 등에 나쁜 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 최근 스테인레스강의 사용 범위가 확대됨에 따라 가혹한 사용 조건에서도 우수한 품질 특성을 나타내는 다양한 용도의 스테인레스강이 개발되고 있고, 이 강종들의 품질 특성을 만족시키기 위해서는 강중의 탄소를 극히 낮은 수준까지 낮추어야 한다. 특히 선재용으로 사용되는 스테인레스강에서 탄소, 질소 및 유황농도가 높으면 최종제품의 냉간가공(단조)시에 크랙이 발생되어 불량품의 원인이 되므로 이들 원소들의 함량을 적극적으로 낮출 필요가 있다.In general, carbon in stainless steel is known to have poor pitting resistance and toughness in ferritic steel, and to adversely affect stress corrosion cracking in austenitic steel. Recently, as the usage range of stainless steel is expanded, stainless steels of various uses have been developed that exhibit excellent quality characteristics even under severe use conditions. In order to satisfy the quality characteristics of these steel grades, the carbon in the steel must be lowered to an extremely low level. In particular, high concentrations of carbon, nitrogen, and sulfur in stainless steel used for wire rods may cause cracks during cold working (forging) of the final product, and thus, it is necessary to actively lower the content of these elements.
이와 같이 스테인레스강중의 탄소는 일반적으로 AOD(Argon Oxygen Decarburization) 정련로에서 산소와 아른곤의 혼합가스를 용강중에 취입하여 탈탄 제거하고 있지만, 이 정련과정은 탈탄단계와 환원-탈류단계로 구분할 수 있으며, 슬래그의 생성을 고려하여 탈탄단계에 생석회를 투입하는데 VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)와는 달리 AOD 정련로에서 탄소농도를 100pm정도의 낮은 수준까지 저감하는 것은 매우 어렵다. 또한 스테인레스강은 탄소와의 친화력이 큰 크롬을 다량함유하고 있기 때문에 일반강과 비교하여 탄소의 제거가 곤란하며, 크롬농도가 증가할수록 탄소제거의 난이도는 더욱 증가하게 된다. 지금까지 스테인레스강의 탄소를 낮추기 위한 여러 가지 정련기술이 개발되고, 개선되어 오고 있지만 18%Cr을 함유한 저탄소 스테인레스강의 저탄소화에는 많은 정련시간과 부원료 투입에 따른 정련비용이 증가하게 되고 최종제품의 탄소 농도도 요구 수준에 못미치는 결과를 가져온게 사실이다.As described above, carbon in stainless steel is generally deoxidized by blowing oxygen and argon mixed gas into molten steel in AOD (Argon Oxygen Decarburization) refining furnace, but this refining process can be divided into decarburization and reduction-deflow stages. In addition, it is very difficult to reduce the carbon concentration to as low as 100pm in the AOD refining furnace, unlike VOD (Vacuum Oxygen Decarburization). In addition, since stainless steel contains a large amount of chromium having a high affinity with carbon, it is difficult to remove carbon as compared to general steel, and as the chromium concentration increases, the difficulty of carbon removal increases. Until now, various refining techniques for lowering carbon in stainless steel have been developed and improved, but the low carbonization of low carbon stainless steel containing 18% Cr increases the refining cost due to much refining time and input of subsidiary materials and the carbon of the final product. It is true that concentrations also fall short of the required levels.
이와 같이 AOD에서의 18%Cr강 탄소 저감시의 문제점은 산소취입 종료후 환원기에 발생하는 탄소 픽업(pick up)이다. 이러한 탄소 픽업 때문에 정련로에서는 목표 탄소농도 보다 과도하게 탄소를 낮추어야 하고, 이 때문에 정련시간이 길어지고 Ar소비량이 증가할 뿐 아니라 탄소 픽업의 편차도 증가하므로 조업의 재현성 측면에서도 문제가 되고 있다. 또한 스테인레스강 정련시에는 용강중에 탄소와의 친화력이 큰 크롬을 다량 함유하고 있기 때문에 소량의 외부 탄소원도 탄소픽업의 원인이 될 수 있으며, 제강공정에서 사용되는 생석회중의 탄소도 그 탄소 공급원이될 수 있다. 이 생석회는 제강공정에서 사용되는 대표적인 부원료로써, AOD정련로 탈탄기에 투입하며 이때 발생하는 SiO2, CrO3를 고정시켜 내화물의 침식을 억제하며, 환원기에는 크롬 실수율 및 탈황율에 큰 영향을 미치는 슬래그 염기성 조절 물질로써 50-60kg/t-steel의 생석회가 사용되고 있다.As such, a problem in reducing 18% Cr steel carbon in AOD is carbon pick-up that occurs in the reducer after the completion of oxygen injection. Due to the carbon pickup, the refining furnace has to lower the carbon excessively than the target carbon concentration. As a result, the refining time is increased, the Ar consumption is increased, and the variation of the carbon pickup is also increased. In the case of refining stainless steel, since a large amount of chromium having high affinity with carbon is contained in molten steel, a small amount of external carbon may also cause carbon pick-up, and carbon in quicklime used in the steelmaking process may also be a carbon source. Can be. This quicklime is a representative subsidiary material used in the steelmaking process. It is introduced into the decarburizer in the AOD refining process to fix SiO 2 and CrO 3 generated at this time to suppress the erosion of the refractory. 50-60kg / t-steel quicklime is used as the slag basic regulator.
한편 일반강의 제강공정에서는 생석회를 과도하게 소성하게 되면 전로에서의 슬래그화 속도가 늦어진다고 알려져 있기 때문에 생석회의 중심부는 석회석의 일부가 비소성인 상태로 남아 있는 소프트 번트 라임(soft burnt lime)이라는 석회소성 공정에서 소성도(100-잔류CaCo3/초기 CaCO3=100)가 80-90%인 생석회가 사용되고 있다. 예를 들어 소성도가 90%인 생석회는 10%의 석회석을 함유하므로, 석회석(CaCO3)중 탄소는 이론적으로 약 1.2%가 된다.On the other hand, in the steelmaking process of general steel, excessive firing of quicklime is known to slow down the slag formation rate in the converter, so the center of quicklime is called soft burnt lime, which is part of the limestone. In the process, quicklime with an calcination degree (100-residual CaCo 3 / initial CaCO 3 = 100) of 80-90% is used. For example, quicklime with 90% calcination contains 10% limestone, so the carbon in limestone (CaCO 3 ) is theoretically about 1.2%.
AOD정련로에 상기와 같은 생석회를 투입하면 용강의 열에 의해 미소성 생석회가 분해하여 CO2의 일부는 대기중으로 날아가고, 일부는 슬래그중에 흡수된 후 용강중의 Si 또는 A1과 반응하는 것으로 생각된다. 즉 하기의 화학식 1 ∼ 4식에 나타낸 바와 같이 용강중에 투입된 생석회중의 미소성 CaCO3에서 생성되는 CO2(g)가 다음과 같은 반응에 의해 카바나이트(carbonate)로 용해된후 용강중의 Si 또는 Al 등의 탄산제에 의해 환원되어 용강의 탄소농도를 증가시킨다고 생각된다.When the quicklime is added to the AOD refining furnace, the unbaked quicklime is decomposed by the molten steel heat, and part of the CO 2 is blown into the atmosphere, and part of it is absorbed in the slag, and then, it is thought that the reactant reacts with Si or A1 in the molten steel. That is, as shown in the following
[화학식 1][Formula 1]
(CaCO3) = (CaO) + (CO2)(CaCO 3 ) = (CaO) + (CO 2 )
[화학식 2][Formula 2]
(CO2) + (O2-) = (CO3 2-)(CO 2 ) + (O 2- ) = (CO 3 2- )
[화학식 3][Formula 3]
2(CO3 2-) + 3[Si] = 3(SiO2) + 2[C]2 (CO 3 2- ) + 3 [Si] = 3 (SiO 2 ) + 2 [C]
[화학식 4][Formula 4]
(CO3 2-) + 2[Al] = (Al2O3) + [C](CO 3 2- ) + 2 [Al] = (Al 2 O 3 ) + [C]
또는 CaCO3의 분해에 의해 발생하는 CO2가스가 화학식 5∼6에서와 같이 직접 용강중의 Si, Al성분과 반응할 수도 있다.Alternatively, the CO 2 gas generated by the decomposition of CaCO 3 may be directly reacted with the Si and Al components in the molten steel as in Chemical Formulas 5 to 6.
[화학식 5][Formula 5]
{CO2} + [Si] = [C] + (SiO2){CO 2 } + [Si] = [C] + (SiO 2 )
[화학식 6][Formula 6]
3{CO2} + 4[Al] = 3[C] + 2(Al2O3)3 {CO 2 } + 4 [Al] = 3 [C] + 2 (Al 2 O 3 )
스테인레스강의 특성에 대한 이해와 야금학적인 경험이 없는 상태에서는 (CaCO3)가 다량함유된 생석회를 스테인레스강의 정련에서도 그대로 사용하게 되는데, 이 경우 상기에서 언급한 생석회 원단위(50kg/t-steel)를 적용하고, 생석회중 탄소가 용강중에서 100%이동한다고 가정하면 생석회만에 의해 용강중의 탄소농도는 600ppm까지 증가하게 된다. 따라서 AOD를 이용하여 스테인레스강을 정련할 때 산소및 불활성 가스를 취입하여 아무리 탄소 농도를 낮추어도, 생석회에 의한 탄소픽업을 방지하지 못하면 저탄소 스테인레스강의 제조는 상당히 곤란하게 된다는 것을 알 수 있다. 그러므로 이와 같은 생석회를 그대로 스테인레스강의 정련에 이용하는 경우 상당량의 탄소 픽업이 발생하며, 이 때문에 상기에서 언급한 정련시간 및 비용, 그리고 탄소농도의 증가 등의 문제점을 야기시키게 되며, 특히 저탄소 스테인레스강 제조시에는 탄소 픽업 때문에 최종 제품에서 요구하는 탄소농도 범위를 벋어나는 경우도 있다.In the absence of an understanding of the properties of stainless steel and no metallurgical experience, quicklime containing a large amount of (CaCO 3 ) is used in the refining of stainless steel, in which case the above-mentioned raw lime (50kg / t-steel) is applied. In addition, assuming that carbon in quicklime moves 100% in molten steel, the carbon concentration in molten steel is increased to 600ppm only by quicklime. Therefore, when refining stainless steel using AOD, no matter how low the carbon concentration by blowing oxygen and an inert gas, it can be seen that the production of low carbon stainless steel becomes quite difficult unless carbon pickup by quicklime is prevented. Therefore, when such quicklime is used for refining stainless steel as it is, a considerable amount of carbon pickup occurs, which causes problems such as the above-described refining time and cost, and an increase in carbon concentration. In particular, when manufacturing low carbon stainless steel In some cases, the carbon pick-up may deviate from the carbon concentration range required by the final product.
본 발명은 상술한 종래의 저탄소 스테인레스강의 제조공정중 AOD 정련로에서의 탄소농도를 낮추기 위한 정련방법으로 특히 탈탄단계에 사용되는 생석회의 첨가 조건을 제어함으로써 효과적으로 탄소농도를 낮출수 있으며, 정련비용의 저감화 및 제품의 요구품질을 만족하는 저탄소 스테인레스강의 정련방법을 얻고자 하는 데 그 목적이 있다.The present invention is a refining method for lowering the carbon concentration in the AOD refining furnace during the manufacturing process of the conventional low carbon stainless steel described above, and can effectively lower the carbon concentration by controlling the addition condition of quicklime used in the decarburization step. The purpose is to obtain a method for refining low-carbon stainless steels that can reduce and satisfy the required quality of products.
첨부도면은 탄소픽업에 미치는 생석회중 탄소농도의 영향을 나타낸 도표이다.The attached drawing shows the effect of carbon concentration in quicklime on carbon pick-up.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 AOD 정련로를 이용하여 18%크롬을 함유한 저탄소 스테인레스강의 정련방법에 있어서, AOD정련로에 탄소농도가 0.08%-0.8%로 조정된 생석회를 탈산전에 첨가하고, Al탈산후에 첨가하는 경우는 0.08%이하, Si탈산후에 첨가하는 경우는 0.15%이하의 탄소를 함유한 생석회를 사용하여 산소 취입 종료후의 탄소픽업을 방지하는 것을 특징으로 하는 저탄소 스테인레스강의 정련방법을 제공한는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for refining low carbon stainless steel containing 18% chromium using an AOD refining furnace, and adding quicklime adjusted to a carbon concentration of 0.08% -0.8% to the AOD refining furnace before deoxidation. The method of refining low carbon stainless steels characterized in that carbon pick-up after oxygen injection is prevented by using quicklime containing 0.08% or less when added after Al deoxidation and 0.15% or less when added after Si deoxidation. To provide.
이하 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 AOD 정련로를 이용하여 18%크롬을 함유한 저탄소 스테인레스강의 정련방법에 있어서 산소 취입 종료후의 탄소픽업을 방지하기 위해 AOD 정련로의 탈탄단계에서 생석회를 첨가하는데, 이때 생석회는 탄소농도가 0.08%-0.8%로 조정된 것을 사용해야 하며, Al탈산후에 첨가하는 경우는 0.08%이하, Si탈산후에 첨가하는 경우는 0.15%이하의 탄소를 함유한 생석회를 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.The present invention adds quicklime in the decarburization step of the AOD refining furnace in the method of refining low carbon stainless steel containing 18% chromium using an AOD refining furnace to prevent carbon pick-up after the completion of oxygen injection. Adjusted to 0.08% -0.8%, it is characterized by using quicklime containing less than 0.08% when added after Al deoxidation and 0.15% or less when added after Si deoxidation.
탈산은 강종에 따라 달리할 수 있는데, Al탈산강의 경우 Al첨가에 의한 강력 탈산이 되기 때문에 생석회중의 탄소농도가 0.08%이하가 되었을 때 탄소픽업을 방지할 수 있으며, Si탈산강의 경우도 생석회중의 탄소농도가 0.15%이하가 되었을 때 탄소픽업을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 생석회 첨가는 AOD정련로에 탄소농도가 0.08%-0.8%로 조정된 생석회를 첨가하되, Al탈산후에 첨가하는 경우는 0.08%이하, Si탈산후에 첨가하는 경우는 0.15%이하의 탄소를 함유한 생석회를 사용함으로서 산소 취입 종료후(환원-탈류단계)의 탄소픽업을 방지할 수 있다.Deoxidation can be different depending on the type of steel.In the case of Al deoxidized steel, strong deoxidation by Al addition can prevent carbon pick-up when the carbon concentration in quicklime is less than 0.08%, and in case of Si deoxidized steel, When carbon concentration is below 0.15%, carbon pickup can be prevented. In other words, the addition of quicklime according to the present invention is added to the AOD refining furnace in which the carbon concentration is adjusted to 0.08% -0.8%, but after Al deoxidation, 0.08% or less, and after Si deoxidation, 0.15% or less. By using carbon-containing quicklime, it is possible to prevent carbon pick-up after the end of the oxygen blowing (reduction-dehydration step).
이하 상술한 정련법에서 생석회중의 탄소농도와 첨가시기의 한정 이유에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the reason for limitation of the carbon concentration in the quicklime and the addition time in the above-described refining method will be described.
생석회중의 탄소농도를 낮추면 낮출수록 탄소 픽업 방지에는 유리하지만, 생석회중의 탄소농도를 낮추기 위해서는 석회석 소성과정에서 소성도를 높여 주어야 하므로 생석회 제조시의 에너지 소비증가 및 생산성이 감소하는 문제가 있으므로 탄소 픽업이 발생하지 않는 생석회중의 적정 탄소 농도를 도출하는 것이 대단히 중요하다.The lower the carbon concentration in quicklime, the better the prevention of carbon pick-up.However, in order to lower the carbon concentration in quicklime, it is necessary to increase the firing rate during the calcining process. It is very important to derive the appropriate carbon concentration in quicklime where no pickup occurs.
따라서 본 발명에서 생석회중의 탄소농도를 0.8%이하로 한정한 것은 생석회중의 탄소농도가 미탈산상태에서도 0.8%이상이 되면 생석회중의 탄소가 용강으로 용이하게 이동함으로써 탄소 픽업이 발생하게 되기 때문에 저탄소 스테인레스강 제조에 큰 장애가 된다. 그러나 생석회중의 탄소농도가 0.08%에서는 Al탈산의 경우에도 용강중으로의 탄소픽업은 발생하지 않으므로 생석회 제조시의 생산성 저하를 막기위한 생석회중 탄소농도는 최저 0.08%이면 충분하게 된다.Therefore, in the present invention, the carbon concentration in quicklime is limited to 0.8% or less because carbon in quicklime is easily moved to molten steel when the carbon concentration in the quicklime is more than 0.8%, so that carbon pick-up occurs. It is a major obstacle to the production of low carbon stainless steel. However, at a carbon concentration of 0.08% in quicklime, carbon pick-up to molten steel does not occur even in the case of Al deoxidation, so that the carbon concentration in quicklime is at least 0.08% to prevent productivity deterioration during quicklime production.
그리고 생석회중 탄소농도가 0.08%이상인 경우는 Al첨가전에, 0.15%이상이면 Si첨가전에 생석회를 투입하는 것이 바람직하다. Al탄산강에서는 0.08%이상, 또는 Si탈산강에서는 0.15%이상의 탄소를 함유한 생석회를 탈산후에 첨가하게 되면 탄소 픽업이 발생하게 되어 저탄소강 제조에 장애가 된다.If the carbon concentration in the quicklime is 0.08% or more, it is preferable to inject quicklime before the Al addition and 0.15% or more before the Si addition. The addition of quicklime containing 0.08% or more in Al carbonated steel or 0.15% or more in Si deoxidized steel after deoxidation causes carbon pick-up, which impedes the production of low carbon steel.
다음은 도면과 도표를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.The following describes the embodiments of the present invention in detail with reference to the drawings and diagrams.
[실시예]EXAMPLE
본 발명을 실험적으로 증명하기 위해 실험실 규모의 50kg 용량의 대기유도 용해로를 이용하여 생석회중 탄소농도가 탄소 픽업에 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 생석회중에 잔류하는 탄소가 용강의 탄소 픽업에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험실적으로 생석회의 소성도를 달리하여 생석회중의 탄소농도를 변화시켜 실험에 이용하였다. 실험에 이용한 생석회중의 탄소농도를 12%∼0.08%까지 변화시켰다. 탄소 픽업에 미치는 용강의 탈산상태에 따른 영향을 비교하였고, 탈산의 경우에도 Al탈산과 Si탈산을 비교하였다. 실험은 40kg의 18%크롬을 함유한 스테인레스강을 용해한 후 60%의 생석회를 함유한 슬래그 2kg을 투입한 상태에서 5분간 유지시킨 후 탈산제를 첨가하거나, 미리 탈산제를 첨가한 후 슬래그를 첨가하였다. Si 및 Al의 농도는 실험종료 후 Si 는 0.4%이었고, Al은 0.005중량%이었다. 용강중 초기 탄소 농도는 50∼80ppm 이었으며, 반응은 슬래그 투입 후 20분간 실시하였다. 생석회에 의한 탄소 픽업 실험조건을 하기의 표 1에 정리하였다.In order to prove the present invention experimentally, the effect of carbon concentration in quicklime on carbon pickup was investigated using a laboratory-scale 50kg air induction melting furnace. In order to investigate the effect of carbon remaining in quicklime on the carbon pickup of molten steel, it was used in the experiment by changing the carbon concentration in quicklime by changing the calcining degree of quicklime experimentally. The carbon concentration in quicklime used in the experiment was varied from 12% to 0.08%. The effect of deoxidation status on molten steel on carbon pick-up was compared and Al deoxidation and Si deoxidation were also compared. In the experiment, after dissolving 40 kg of stainless steel containing 18% chromium, 5 kg of slag containing 60% of quicklime was maintained for 5 minutes, and then a deoxidizer was added, or a deoxidizer was added beforehand, followed by adding slag. The concentrations of Si and Al were 0.4% Si and 0.005% by weight after the end of the experiment. The initial carbon concentration in molten steel was 50 to 80 ppm, and the reaction was carried out for 20 minutes after slag addition. Carbon pickup experiments with quicklime are summarized in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
도 1은 탄소 픽업에 미치는 생석회중 탄소농도의 영향을 생석회 투입시기 및 탈산제에 따라 구분하여 나타낸 것이다. 탄소 픽업은 생석회중 탄소농도 증가에 따라 증가하며, 동일한 생석회중 탄소농도에서도 생석회 투입시기에 따라서 탄소 픽업은 차이를 보인다. 즉 탈산후 생석회를 첨가하면 탄소 픽업이 더욱 증가하고, 이러한 현상은 Al 탈산의 경우 더욱 현저해진다. 즉 Al탈산의 경우 생석회중 탄소농도가 0.08%이상이 되면 탄소픽업이 발생하게 되며, Si탈산의 경우는 0.15%이상에서 탄소 픽업이 발생하게 된다. 그리고 탈산전에 생석회를 첨가하는 경우는 약0.8%의 탄소 농도이상에서 탄소픽업이 발생한다.FIG. 1 shows the effects of carbon concentration in quicklime on carbon pickup according to quicklime input and deoxidizer. Carbon pick-up increases with increasing carbon concentration in quicklime, and carbon pick-up differs according to the timing of quicklime injection even at the same carbon concentration in quicklime. That is, the addition of quicklime after deoxidation further increases carbon pickup, and this phenomenon becomes more pronounced in the case of Al deoxidation. That is, in the case of Al deoxidation, carbon pick-up occurs when the carbon concentration in quicklime exceeds 0.08%, and in the case of Si deoxidation, carbon pickup occurs at 0.15% or more. When quicklime is added before deoxidation, carbon pick-up occurs at a carbon concentration of about 0.8% or more.
이것은 상술한 바 같이 탈산전에 생석회중 미소성 생석회가 용강의 열에 의해 분해하여 CO2의 일부는 대기중으로 날아가고, 일부는 슬래그중에 흡수된 후 용강중의 Si 또는 Al과 반응하게 되지만, 탈산 후에 생석회를 첨가하면 CaCO3의 분해에 의해 발생하는 CO2가스가 직접 용강중의 탈산성분과 반응하기도 하고, 슬래그중에 용해되었다가 탈산제와의 반응에 의해 용강중으로 이동하기 때문이다. 그리고 Si 보다 탈산력이 강한 Al의 탈산에서 탄소 픽업이 증가한 것은 다음의 열역학적인 계산결과와도 잘 일치한다.As described above, unbaked quicklime in quicklime before deoxidation is decomposed by the heat of molten steel so that some CO 2 is blown into the atmosphere, and some are absorbed in slag and reacted with Si or Al in the molten steel, but quicklime is added after deoxidation. This is because the CO 2 gas generated by the decomposition of CaCO 3 reacts directly with the deoxidation component in the molten steel, is dissolved in slag, and then moves into the molten steel by reaction with the deoxidizer. The increase in carbon pick-up in the deoxidation of Al, which is stronger than Si, is in good agreement with the following thermodynamic calculations.
＜CO2(g)의 분해＞<Decomposition of CO 2 (g)>
[화학식 7][Formula 7]
{CO2} = [C] + 2 [O]{CO 2 } = [C] + 2 [O]
[화학식 8][Formula 8]
ΔG = 189,100 - 52.79 T (J/mole)ΔG = 189,100-52.79 T (J / mole)
＜Si탈산＞<Si deoxidation>
[화학식 9][Formula 9]
[Si] + 2[O] = SiO2 [Si] + 2 [O] = SiO 2
[화학식 10][Formula 10]
ΔG° = -576,440 + 218.2 T (J/mole)ΔG ° = -576,440 + 218.2 T (J / mole)
[화학식 11][Formula 11]
{CO2} + [Si] = [C] + (SiO2){CO 2 } + [Si] = [C] + (SiO 2 )
[화학식 12][Formula 12]
ΔG° = -387,340 + 165.41 T (J/mole)ΔG ° = -387,340 + 165.41 T (J / mole)
[화학식 13][Formula 13]
ΔG° = -60,986 J/mole (1700℃)ΔG ° = -60,986 J / mole (1700 ° C)
＜Al탈산＞<Al deoxidation>
[화학식 14][Formula 14]
3{CO2} + 4[Al] = 3[C] + 2(Al2O3)3 {CO 2 } + 4 [Al] = 3 [C] + 2 (Al 2 O 3 )
[화학식 15][Formula 15]
ΔG°= -1,882,700 + 629. 23 T (J/mole)ΔG ° = -1,882,700 + 629.23 T (J / mole)
[화학식 16][Formula 16]
ΔG° = -641,229 J/mole (1700℃)ΔG ° = -641,229 J / mole (1700 ° C)
상기 반응의 열역학적 데이타를 이용하여 1700℃에서 계산한 {CO2} 가스의 환원에 의한 탄소픽업 반응의 자유에너지 변화(free energy change)는 음(-)의 값으로 용강중으로 탄소가 이동할수 있음을 알 수 있고, Si탈산의 경우 [화학식 13] 보다 Al탈산의 경우 [화학식 16]의 반응의 자유에너지 변화가 낮은 것을 알 수 있다. 즉 슬래그중의 탄소는 탈산성분인 Si 또는 Al과의 반응에 의해 용강중으로 이동할 수 있으며, Al탈산시에는 더욱 탄소 픽업량이 증가한다는 것을 예측할 수 있다.The free energy change of the carbon pick-up reaction due to the reduction of {CO 2 } gas calculated at 1700 ° C. using the thermodynamic data of the reaction indicates that the carbon can move to the molten steel with a negative value. It can be seen that, in the case of Al deoxidation, the free energy change of the reaction of [Formula 16] is lower in case of Si deoxidation. That is, the carbon in the slag can be moved into the molten steel by the reaction with the deoxidation component Si or Al, and it can be predicted that the amount of carbon pickup increases further during Al deoxidation.
이상의 실시예를 통하여 살펴본 바 같이 본 발명은 저탄소강 스테인레스강제조시의 탄소농도 저감을 위해 정련로에서 사용하는 생석회중의 탄소농도를 규제하는 것을 특징으로 하며, 생석회중 탄소농도는 0.08%-0.8%가 바람직하며, Al탈산후에 첨가하는 경우는 0.08%이하, Si탈산후에 첨가하는 경우는 0.15%이하의 탄소를 함유한 생석회를 사용하는 것이 바람직하다.As described through the above examples, the present invention is characterized in that the carbon concentration in the quicklime used in the refining furnace for reducing the carbon concentration in the manufacture of low carbon steel stainless steel, the carbon concentration in the quicklime is 0.08% -0.8% It is preferable to use quicklime containing 0.08% or less of carbon when added after Al deoxidation and 0.15% or less when added after Si deoxidation.
본 발명에 의하면, 페라이트계 스테인레스강의 내공식성, 인성 등을 나쁘게 하고, 오스테나이트계 스테인레스강에서는 응력부식균열 등에 나쁜 영향을 미치는 저탄소 스테인레스강중의 탄소 농도를 효과적으로 낮출수 있는 정련방법을 제공함으로서 정련비용의 저감화 및 요구품질을 만족하는 저탄소 스테인레스강을 얻을 수 있다.According to the present invention, refining cost is improved by providing a refining method that can lower the pitting resistance and toughness of ferritic stainless steel, and effectively lower the carbon concentration in low carbon stainless steel, which adversely affects stress corrosion cracking in austenitic stainless steel. It is possible to obtain a low carbon stainless steel that can reduce the pressure and satisfy the required quality.
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