KR100328029B1

KR100328029B1 - 극저탄소용강의정련방법

Info

Publication number: KR100328029B1
Application number: KR1019970045921A
Authority: KR
Inventors: 최수호; 오형석; 금창훈
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 2002-06-24
Also published as: KR19990024665A

Abstract

본 발명은 고가공성을 갖는 극저탄소 냉간압연소재용 용강의 정련방법에 관한 것이며; 그 목적은 전로 취련후 출강되는 초기 유출슬래그를 탈산처리하여 저급산화개재물을 저감시킬 수 있는 0.01중량%이하의 탄소함유 용강의 정련방법을 제공함에 있다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은 탄소함량이 0.01중량%이하인 극저탄소 용강의 정련방법에 있어서, 전로로부터 용강을 레이들로 출강하고; 그 용강의 출강개시시점부터 전체출강시간을 기준으로 1/5~1/4 정도 진행되는 시점에서 레이들내의 용강에 CaCO₃-Al계 탈산제를 투입하여 1차탈산하고, 1차탈산된 용강에 출강개시부터 1/3되는 시점까지 슬래그개질처리하고; 그리고, 출강이 완료된 후에는 개질처리된 용강에 다시 상기 CaCO₃-Al계 탈산제를 투입하여 최종탈산처리하는 극저탄소용강의 정련방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

극저탄소용강의 정련방법{A Method of Refining Melts of Ultra Low Carbon Steels}

본 발명은 고가공성을 갖는 극저탄소 냉간압연소재용 용강의 정련방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전로 취련후 출강되는 초기 유출슬래그를 탈산처리하여 저급산화개재물을 저감시킬 수 있는 0.01중량%이하의 탄소함유 용강의 정련방법에 관한 것이다.

일반적으로 제강공정은 전(前)공정인 제선공정에서 용선을 수선하여 예비처리공정에서 [S]와 [Si]를 정련하고, 전로에서 [C]와 [P]를 정련하는 조업으로 이루어진다. 또 상기 전로조업에서 정련된 용강은 2차로 노외정련공정인 진공탈가스설비(RH설비)나 분체취입설비 또는 버블링(bubbling)설비를 이용하여 성분을 미세조정하거나 개재물을 제거하는 일련의 공정을 거치게 된다. 이러한 제강공정에서 용강을 정련할 때 필연적으로 전로조업후에 슬래그가 발생된다. 전로에서 발생된 슬래그중 FeO 또는 MnO와 같은 저급산화물은 통상 약 20~25% 수준으로 함유되며, 이들은 전로출강시 용강과 함께 레이들로 유출하게 되고 전로조업이후공정에서 용강의 상부에 지속적으로 잔류하게 된다. 상기 유출된 전로슬래그중에는 함유되는 저급산화물은 Al계 탈산제를 사용하여 탈산처리하는 경우 도1과 같이, 용강중에 잔류하고 있는 Al과 반응하여 Al₂O₃등과 같은 산화물을 형성하며, 이렇게 형성된 비금속개재물들은 용강중에 존재하게 되고 최종강, 특히 고가공성이 요구되는 극저탄소 냉연소재에서 치명적인 결함을 일으키게 되는 문제가 있다.

한편, 종래에는 전로공정에서 출강직후 레이들 슬래그 상부에 표1과 같은 CaCO₃-Al계 탈산제를 일시에 투입하여 유출슬래그중의 저급산화물을 제거하였다.

단위:wt%
금속Al	CaO	T.Fe	수분	크기
40~55	10~30	2.0이하	1.5이하	10~30mm

즉, 종래방법은 출강초기에는 탈산제를 투입하지 않고, 출강개시부터 1/3되는 시점에서 용강톤당 약 3.7~4.8Kg의 CaO와 0.7~0.9Kg의 CaF를 투입하여 슬래그개질처리를 실시한 다음, 출강완료후 용강톤당 약 1.85~2.65Kg 정도의 CaCO₃-Al계 탈산제를 한번에 투입하였다. 그러나, 이러한 방법은 한번에 다량의 슬래그 탈산제를 투입하기 때문에 오히려 많은 양의 분진발생과 과도한 슬래그 탈산으로 인해 2차정련 등의 후공정의 조업부하를 유발하는 단점이 있다. 특히, 종래방법은 전로에서 유출되는 슬래그의 양을 전혀 고려하지 않은 상태에서 출강후에만 슬래그 탈산제가투입되기 때문에 저감되는 저급산화물의 양이 전로 출강조업의 상황에 따라 큰 편차를 나타내는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 탈산방법과는 달리, 전로 출강초기부터 유출슬래그를 정련하므로써 최종 극저탄소강내에 저급산화물이 극히 저감될 수 있는 용강의 정련방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 레이들내의 용강과 슬래그간의 반응모식도

도2는 출강 초기 슬래그의 유출과정을 보이는 전로의 모식도

상기 목적달성을 위한 본 발명은 탄소함량이 0.01중량%이하인 극저탄소 용강의 정련방법에 있어서,

전로로부터 용강을 레이들로 출강하고; 그 용강의 출강개시시점부터 전체출강시간을 기준으로 1/5~1/4 정도 진행되는 시점에서 레이들내의 용강에 CaCO₃-Al계 탈산제를 투입하여 1차탈산하고, 1차탈산된 용강에 출강개시부터 1/3되는 시점까지 슬래그개질처리하고; 그리고, 출강이 완료된 후에는 개질처리된 용강에 다시 상기 CaCO₃-Al계 탈산제를 투입하여 최종탈산처리하여 구성되는 비금속개재물 저감을 위한 극저탄소용강의 정련방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 부합되는 강종은 저급산화물의 영향이 큰 탄소함량이 0.01중량%이하인 극저탄소강을 대상으로 하며, 유출슬래그의 탈산제로는 통상적인 표1과 같은 조성을 갖는 CaCO₃-Al계 탈산제를 이용한다.

우선, 유출슬래그가 최종강에 미치는 영향을 살펴보면, 도1에 도시된 바와 같이, 전로(1) 경동시에 슬래그층(2)이 출강구(3)를 통과하면서 발생되는 초기 유출슬래그의 절대량은 중기나 말기의 슬래그 유출량에 비해 상대적으로 적다. 그러나, 출강중에는 레이들에 용강(4)의 탈산제가 전부 투입되기 때문에 탈산제의 실수율 저하 및 저급산화물의 혼입에 따른 미치는 영향을 감안한다면 오히려 출강 중기나 말기에 혼입되는 슬래그보다 크다고 할 수 있다.

이러한 점을 고려하여 본 발명에서는 전로로부터 용강을 레이들로 출강시 그 용강의 출강개시시점부터 전체출강시간을 기준으로 1/5~1/4 정도 진행되는 시점에서 레이들내의 용강에 CaCO₃-Al계 탈산제를 투입하여 초기 유출술래그를 1차탈산한다.

상기 1차 탈산시점은 탈산제의 실수율, 저급산화물의 저감 및 후공정인 개질처리와 관련하여 선정되는 것이다.

이때, 1차 탈산단계은 상기 CaCO₃-Al계 탈산제의 투입량을 용강톤당 0.35~0.55Kg의 범위로 행하는 것이 바람직하다. 초기 유출슬래그의 탈산을 위해 탈산제를 용강톤당 0.35Kg이하로 하면 초기 유출슬래그의 탈산작용이 미흡하고, 용강톤당 0.55Kg이상되면 탈산제가 용강중의 용존산소와 반응하여 오히려 노외정련조업에 부하가 가중될 수 있다.

이렇게 1차탈산된 용강에 출강개시부터 1/3되는 시점까지 슬래그개질처리하는데, 슬래그개질처리는 통상의 방법과 같이 출강중에 레이들내에 생석회(CaO)와형석(CaF₂)을 투입하여 행한다.

그 투입량은 각각 용강톤당 3.7~4.8Kg의 CaO 및 0.7~0.9Kg의 CaF₂를 투입하여 행하면 좋다.

상기 슬래그개질처리 시점은 충분한 재화를 고려하여 선정된 것이다.

그리고, 용강의 슬래그를 개질처리한 다음, 출강이 전부 완료된 후에는 다시 상기 CaCO₃-Al계 탈산제를 투입하여 최종탈산처리를 행한다. 상기 최종탈산단계에서는 초기 유출슬래그의 탈산시 사용한 양만큼 제외한 양을 사용함이 바람직하다.

즉, 최종탈산처리시에는 CaCO₃-Al계 탈산제를 용강톤당 1.45~2.10Kg의 범위로 행함이 적당하다. 최종 탈산처리시 투입되는 탈산제를 용강톤당 1.45Kg이하로 하면 레이들내의 용강에 대한 탈산작용이 미흡하고, 용강톤당 2.10Kg이상되면 탈산제가 용강중의 용존산소와 반응하여 오히려 노외정련조업에 부하가 가중될 수 있다.

한편, 본 발명의 탈산제 투입은 수동투입도 가능하나 정확하고 신속한 투입을 위해서는 통상의 자동투입장치를 사용함이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

실시예

[발명예]

270톤 전로에서 취련된 용강을 레이들에 출강하면서 출강개시부터 30초이내에 탈산제를 투입하고, 출강직후 1/3시점에서 슬래그를 개질처리한 다음, 출강완료후에는다시 상기 탈산제를 투입하여 탈산을 실시하였다. 이때 사용한 탈산제는 표1과 같은 CaCO₃-Al계 탈산제이었으며, 용강은 중량%로, 탄소:0.01%이하, 규소:0.02%이하, 망간:0.015%이하, 인:0.015%이하, 황:0.015%이하로 조성된 것이었다. 또 상기 용강의 초기 유출된 슬래그는 약 400Kg으로서, 슬래그중의 (%FeO)+(%MnO)의 양은 약 25%이었다. 최종 탈산처리된 용강은 노외정련전 슬래그성분을 분석하여 초기 슬래그의 저급산화물의 저감정도를 측정하였다. 이러한 실험을 15회 반복하고, 그 평균값을 표2에 나타내었다.

본 실시예에서 슬래그에 투입된 탈산제의 양은 초기에는 용강톤당 약 0.35~0.55Kg으로, 그리고 출강완료후에는 용강톤당 약 1.45~2.10Kg이었으며, 슬래그 개질처리는 생석회와 형석을 이용하여 통상의 조건과 같이 실시하였다.

[종래예]

동일한 용강을 이용하여 출강직후 초기 유출슬래그에 대한 탈산처리는 실시하지 않고, 출강완료후에 슬래그에 대해 표1의 탈산제를 용강톤당 약 1.85~2.65Kg 정도 투입하여 탈산처리한 것을 제외하고는 발명예와 동일한 실험을 하였다. 이때 실험횟수는 15회로 하였으며, 노외정련전 슬래그내의 저급산화물 저감정도에 대한 평균값을 표2에 나타내었다.

실시예	최대저감량	최소저감량	편차	평균값
발명예	24.3%	19.5%	1.2%	22.6%
종래예	22.7%	16.8%	1.9%	19.5%

상기 표2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 초기 유출슬래그부터 탈산조업을 실시한 경우 최종슬래그내의 저급산화물이 더 적음을 알 수 있으며, 또한 편차도 적은 것으로 보아 슬래그성분의 관리도 용이함을 알 수 있었다. 즉, 슬래그중의 저급산화물인 FeO나 MnO는 탈산제중의 Al과 반응하여 산소를 잃고 용강중으로 환원되기 때문에 본 발명에 의하면 종래방법에 비해 슬래그중의 저급산화물의 저감정도가 크게되어 최종적으로 용강중에 혼입되는 비금속개재물이 극히 적게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 전로 출강초기부터 유출슬래그를 탈산처리하므로써 종래의 탈산정련방법에 비하여 최종 극저탄소강내에 저급산화물이 극히 저감될 수 있는 효과가 있다.

Claims

탄소함량이 0.01중량%이하인 극저탄소 용강의 정련방법에 있어서,

전로로부터 용강을 레이들로 출강하고; 그 용강의 출강개시시점부터 전체출강시간을 기준으로 1/5~1/4 정도 진행되는 시점에서 레이들내의 용강에 CaCO₃-Al계 탈산제를 용강톤당 0.35~0.55Kg의 범위로 투입하여 1차탈산하고, 1차탈산된 용강에 출강개시부터 1/3되는 시점까지 용강톤당 3.7~4.8Kg의 CaO 및 0.7~0.9Kg의 CaF₂를 투입하여 슬래그개질처리하고; 그리고, 출강이 완료된 후에는 개질처리된 용강에 다시 상기 CaCO₃-Al계 탈산제를 용강톤당 1.45~2.10Kg의 범위로 투입하여 최종탈산처리하여 구성됨을 특징으로 하는 비금속개재물 저감을 위한 극저탄소용강의 정련방법