KR100396029B1 - 저탄소크롬함유강의제조방법 - Google Patents

Abstract

스텐레스강을 제조하는 경우에 있어서 필요한 출강온도를 유지하면서 정련하는 동안 용강의 최고 도달 온도를 저하시킴에 의해 정련로의 내화재의 수명을 연장하는 것을 목적으로 한다. 정련로내에서 용강에 산소-함유 가스 취입을 행하여 대기압 탈탄 처리를 실행한 후, 감압하에서 비산화성 가스 취입에 의해 교반하는 상태에서 산화 크롬의 환원 및 용강의 탈탄을 실행하고, 그 후 감압 상태를 유지하면서 노 내에 환원제를 투입하여 산화 크롬을 환원한다. 상기 대기압 처리의 경우에 전체의 산소 가스 취입량은 종래의 방법에서 보다 적은 반면, 감압 처리의 마지막 단계에서 종래의 방법에서 산소 가스 취입량과 대기압 하에서 산소 가스 취입량의 차에 상당하는 양의 산소-함유 가스 취입을 다시 실행하여 크롬의 산화 반응에 수반하는 발열을 야기함으로써 용강 온도를 나중의 온도 저하를 예상한 필요 온도까지 승온시킬 수 있다.

Description

저탄소 크롬함유 강의 제조방법

본 발명은 저탄소 크롬함유 강의 제조방법에 관한 것이다.

스텐레스강과 같은 저탄소 크롬함유 강의 제조방법에서, 정련로 내에 수용된 용강으로 산소-함유 가스를 대기중에서 취입하여 용강중의 탄소를 탈탄하여 용강 중의 탄소 레벨을 낮추는 것이 행해지고 있다. 이 방법은 AOD법으로 공지되어 있다.

대기중에서의 탈탄 정련은 용강 중의 탄소 레벨이 낮으면 용강으로 취입된 산소 가스가 탈탄에 이용되지 않고 크롬을 산화시켜 탈탄 효율을 점진적으로 감소시키기 때문에 불충분하게 된다.

이러한 점을 감안하여, 탄소 함량이 비교적 높은 레벨, 즉 0.2%인 시점에서 정련로 내의 압력을 20 내지 200 토르로 낮추고, Ar과 같은 비-산화성 가스만을 용강으로 취입하여 용강과 슬래그를 교반함으로써, 대기압 처리 중에 형성된 산화 크롬과 용강 중의 탄소 사이의 반응을 유발하여 탈탄과 산화 크롬의 부분 환원을 실행하는 단계를 포함하는 개선된 강 정련법이 본 출원인에 의해 제안되었다.

상기 방법은 단시간 내에 탈탄 정련을 실행하는 것과 함께 값비싼 아르곤 가스의 소비를 줄이고 크롬의 수율도 향상되는 이점을 갖는다.

그러나, 상기 방법은 용강의 온도가 고온으로 증가되어 정련로 내의 내화재의 수명이 단축되는 단점이 있다.

더 구체적으로, 대기압 처리 시에 용강으로 산소-함유 가스를 취입하면 발열반응을 유발하여 용강의 온도를 상승시키지만, 후속되는 감압하의 처리에서는 산화 크롬과 용강중의 탄소 사이의 흡열반응과 탈산화제와 같은 첨가제의 충전시 용강의 온도 저하가 발생한다.

한편, 출강시의 용강의 온도는, 이것에 연속되는 주조를 양호하게 하기 위해, 일정 수준으로 또는 강의 용융 온도 이상의 특정 온도로 유지할 필요가 있다.

따라서, 대기압 처리 및 뒤이은 감안 처리를 포함하는 상술한 방법을 실행하는데 있어서, 감압 처리 시에 생기는 용강의 온도 저하를 예상하여 대기압 처리 시에 과량의 산소 가스를 취입함으로써 용강 온도를 일정온도 이상으로 유지시킬 필요가 있다.

이러한 경우, 필연적으로 용강의 온도가 일시적으로 매우 높은 온도로 되고 이 때문에 정련로의 내화재의 사용 수명이 단축되어 버리는 문제가 생긴다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하고 저탄소 크롬함유 강의 개선된 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 방법은 대기압 하에 정련로 내에 장입된 용강에 산소-함유 가스를 취입하여 용강 중의 탄소를 탈탄하는 대기압 처리를 실행한후, 노 내의 압력을 20 내지 200 토르의 감압 상태로 한 후, 용강으로 비-산화성 가스를 취입하고 노 내의 용강과 슬래그를 교반시키는 중에 슬래그 중의 산화 크롬과 용강 중의 탄소를 반응시킴에 의해 탈탄시킨 다음, 감압 상태를 유지하면서 환원제를 트입하여 산화 크롬을 환원하는 감압 처리를 실행하는 5% 이상의 크롬을 함유하는 저 탄소 크롬함유강의 제조방법에 있어서, 상기 대기압 처리 시에 취입되는 산소-함유 가스중의 전체의 산소 가스 취입량을 적게하는 한편, 상기 감압 처리 시의 탈탄 공정의 말기에 다시 한번 용강 중으로 산소-함유 가스 취입을, 대기압 하에서 취입된 산소-함유 가스량에서 감소된 산소 가스량에 상당하는 산소 가스량을 포함하는 양으로 실행하여 크롬의 산화반응에 의한 발열을 야기함으로써, 후속 단계 중의 온도 감소를 예상한 필요한 소정 온도까지 용강의 온도를 승온시킬 수 있는 방법에 관한 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 감압 처리시의 탈탄 기간의 말기에 용강으로 산소-함유 가스를 다시 취입함으로써 용강 온도를 그 후의 온도 감소를 예상하여 필요한 특정 온도까지 상승시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 방법에서, 취입된 총 산소 가스량은 감소되고, 또한 감소된 산소 가스량에 상당하는 양의 산소 가스를 상기 감압 처리의 탈탄 기간의 말기에서 취입하게 된다.

즉, 용강의 온도 증가는 전체 열 평형을 변화시키지 않고 2 단계로 실현된다. 그 결과, 대기압 처리 시의 최고 온도를 저하시킬 수 있으므로 내화재의 수명을 연장시킬 수 있다.

후술하는 산소-함유 가스의 취입에 의해 형성된 산화 크롬은 환원제 첨가에 의해 감소될 수 있다. 환원제의 필요량은 종래의 방법에서 보다 더 많지 않게 될 것이다.

따라서, 본 발명의 방법과 종래의 방법을 비교하면, 취입 산소 가스량, 형성된 산화 크롬의 량, 또는 투입될 환원제의 량에서 아무런 차이가 없음을 알 수 있으므로, 본 발명의 방법에서는 출강 시의 용강 온도가 종래의 방법과 동일한 수준으로 유지된다.

실시예

본 발명의 실시예를 이하에 상세하게 설명한다.

70톤의 18Cr-8Ni 스텐레스강을 방전로에서 용융법으로 제조하였다. 제 2도에 도시한 바와 같이, 용강(10)을 정련로(12)에 보낸 다음 대기압 하에서 노 저부 근처에 있는 송풍구(18)를 통하여 산소 가스와 아르곤 가스의 혼합 가스를 취입하여 탈탄을 실행하였다. 산소 가스 대 아르곤 가스의 비율은 제 1도에 도시한 바와 같이 용강 중의 탄소 함량의 감소에 따라서 3 단계로 변경하였다.

상기 단계에서, 산소와 용강 중의 탄소 및 크롬과의 반응에 의해 발열이 생기고 이에 따라 용강(10)의 온도가 상승된다. 상기 대기압 하의 공정 중에 취입되는 전체 산소 가스량은 2800 N㎥이었다.

용강이 종래의 방법에 따라서 탈탄 처리되는 경우, 용강(10)의 온도는 제 1도에 점선 B로 나타낸 바와 같이 상기 단계에서 1740℃ 까지 상승하였지만, 본 발명의 방법에서는, 대기압 처리 공정에서의 전체의 산소 취입량을 적게 함에 의해 상기 제 1도에서 실선 A로 표시한 바와 같이 최고온도를 1720℃ 까지 저하시킬 수 있었다.

정련 개시 시의 용강의 최초 온도는 1525℃이고 탄소량은 1.5%이었다.

용강(10)중의 탄소 함량이 0.15%로 감소되면, 정련로(12)를 덮개(14)로 덮어 밀폐시키고 덕트(16)를 통하여 40 토르로 배기시켰다. 그후, 아르곤 가스만을 송풍구(18)를 통하여 취입하였다.

감압 하에서 가스를 취입하는 것은 용강(10)과 슬래그(20)의 격렬한 교반을 유발하였고, 슬래그(20)중의 산화 크롬과 용강중의 탄소의 반응으로 산화 크롬의 탈탄과 환원이 진행되었다.

전체 반응은 흡열반응이므로 용강(10)의 온도는 감소하였다(제 1 도 참조).

O₂/Ar 혼합 가스를 감압하에서 용강으로 다시 취입하였다. 산소 가스의 총량을 50 내지 100 N㎥ 으로 조정하였다. 이것은 본 발명에 따른 상기 대기압 처리 시에 종래 보다 감소된 취입 산소 가스량의 감소분에 상당하는 양이다. 즉, 산소 가스의 총 취입량이 종래의 방법과 동량으로 되도록 이 승온 공정에서 산소 가스의취입을 실행하였다.

이 산소 가스의 취입에 의해 크롬이 산화되고 그때의 발열반응에 의해 용강(10)의 온도가 다시 상승된다. 이때 용강의 온도는 종래의 방법에 따라 환원 처리를 개시하는 시점의 온도와 동일한 온도이다.

마지막으로, 감압 하에서, 취입 가스를 혼합 가스로부터 아르곤 가스만으로 변경하고, Fe-Si를 용강에 투입하여 상기 형성된 산화 크롬을 환원시켰다. 그 후, 정련된 강을 출강시켰다. 출강시의 온도는 1680℃였다.

이상과 같이 본 실시예를 참조하여 설명한 바와 같이, 필요한 출강 온도를 유지하면서 경련 시의 최고 온도를 저하시킬 수 있다. 따라서 정련로(12)의 내화재의 수명이 연장된다.

이상 본 발명의 실시예를 상술하였지만, 이들은 어디까지나 일례로 나타낸 것이고 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한 다양한 변화를 가할 수 있다.

제 1도는 용강의 온도변화를 본 발명의 각 공정과 연관하여 나타내는 그래프, 및

제 2도는 본 발명 방법의 중요 공정을 나타내는 노(爐)의 수직 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 용강 12 정련로 14 덮개

16 덕트 18 송풍구 20 슬래그

Claims (2)

1) 대기압 하에서 정련로 내에 장입된 용강에 산소-함유 가스를 취입하여 용강 중의 탄소를 탈탄하는 대기압하의 탈탄 공정;

2) 노 내의 압력을 20 내지 200 토르의 감압 상태로 한 후 용강으으로 비-산화성 가스를 취입하고, 노 내의 용강과 슬래그를 교반시키는 중에 슬래그 중의 산화 크롬과 용강 중의 탄소를 반응시키는 것에 의해 용강 중의 탄소를 탈탄하는 감압 탈탄 공정; 및

3) 감압 상태를 유지하면서 상기 노 내에 환원제를 투입하여 산화 크롬을 환원하는 크롬 환원 공정을 포함하는 5% 이상인 크롬을 함유하는 저 탄소 크롬함유 강의 제조방법에 있어서,

상기 대기압 하의 탈탄은 후속 공정 중의 온도 감소를 커버하기 위한 관점에서 요구되는 고온으로 용강의 온도를 증가시키기에 필요한 량보다 적은 량의 산소를 함유하는 산소-함유 가스로써 실행되며, 상기 가압 탈탄 하에서의 탈탄 완료 직후에, 상기 대기압 하의 탈탄 공정에서 감소된 량에 상당하는 량의 산소-함유 가스를 다시 취입하여 크롬의 산화 반응에 의한 발열이 야기되도록 함으로써, 후속 공정 중의 온도 감소를 커버하기 위한 관점에서 필요한 온도까지 용강의 온도를 승온시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 저 탄소 크롬함유 강의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 상기 감압 탈탄 공정 후에 취입되는 산소 가스량은 대기압 하의 탈탄 처리 시에 취입되는 산소 가스량의 1.8 내지 3.6%인 저 탄소 크롬함유 강의 제조방법.