KR100832527B1

KR100832527B1 - 전로 정련 방법

Info

Publication number: KR100832527B1
Application number: KR20060136272A
Authority: KR
Inventors: 이창현; 조길동; 이인귀; 유철종
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-05-26

Abstract

본 발명은 전로 정련 과정을 1차 정련 및 2차 정련으로 구분하여 1차 정련단계에서 전로의 잔류슬래그만을 이용하여 탈규 및 탈인을 실시하고, 2차 정련단계에서 탈탄을 포함한 모든 작업을 실시하여 별도의 가탄단계 및 탄산제의 투입을 절감하는 중탄소강의 전로 정련 방법에 관한 것으로서, 전로 정련 방법에 있어서, 전회 차지 출강을 마친 전로를 코팅하고 잔류 슬래그를 배제하는 준비단계와; 상기 전로에 주원료를 장입하는 주원료 장입단계와; 전로의 잔류슬래그를 이용하여 용선의 탈규작업과 탈인작업을 실시하는 1차 정련단계와; 정련된 슬래그를 배재하는 슬래그 중간 배재단계와; 상기 전로에 부원료 투입패턴과 취련패턴을 제어하며 정련을 실시하는 2차 정련단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

전로, 정련, 중탄소강, 취련

Description

전로 정련 방법{Method for Refining Molten Steel in Converter}

도 1은 일반적인 전로 정련 방법의 플로우챠트이고,

도 2는 일반적인 취련진행에 따른 인 및 탄소의 거동을 도시한 그래프이며,

도 3은 본 발명에 따른 전로 정련 방법을 나타내는 플로우챠트이고,

도 4a는 본 발명에 따른 1차 정련단계를 나타내는 플로우챠트이며,

도 4b는 본 발명에 따른 2차 정련단계를 나타내는 플로우챠트이고,

도 5는 본 발명에 따른 실시예의 취련패턴 및 부원료투입패턴을 나타내는 그래프이며,

도 6a는 비교실험에서 실시예의 인에 대한 변화추이를 도시한 그래프이고,

도 6b는 비교실험에서 비교예의 인에 대한 변화추이를 도시한 그래프이다.

본 발명은 전로 정련 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전로 정련 과정을 1차 정련 및 2차 정련으로 구분하여 1차 정련단계에서 전로의 잔류슬래그만을 이용하여 탈규 및 탈인을 실시하고, 2차 정련단계에서 탈탄을 포함한 모든 작업을 실시하여 별도의 가탄단계 및 탄산제의 투입을 절감하는 중탄소강의 전로 정련 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 전로 정련 방법의 플로우챠트이다.

도 1에 도시된 바와같이 일반적으로 전로의 정련작업은 전로에서 정련된 용강을 래들로 이송하는 전 차지의 출강작업이 완료되면 정련작업 중의 부산물인 슬래그를 1차로 배재하게 된다. 참고로 정련작업시 발생되는 슬래그는 용강 1톤당 150Kg정도가 되며, 이중 50% 정도를 배재하게 된다.

1차 슬래그를 배재하면 전로를 정립하여 남은 잔류슬래그에 코팅제로 경소돌로마이트와 생돌로마이트를 투입하고 고압의 질소를 분사하여 슬래그를 전로의 노벽에 붙이는 질소분사코팅작업을 실시하게 된다.

이때 경소돌로마이트 및 생돌로마이트의 성분조성은 다음의 표 1과 같다.

종 류	입 도	화 학 성 분 규 제				융 점
경소돌로마이트	5~35	CaO≥52	MgO≥37	P≤0.1	S≤0.1	2440
생돌로마이트	10~35	CaO≥32	MgO≥30	SiO₂≤0.1	Al₂O₃≤0.1

질소분사코팅이 완료되면 바닥에 남은 잔류슬래그를 이용하여 전로를 전후로 경동하면서 잔류슬래그코팅을 실시하게 된다.

잔류슬래그코팅이 완료되면 2차 슬래그를 배재하게 되는데, 일반적으로 전로 내에는 15 ~ 25톤 정도의 잔류슬래그가 남게 된다.

슬래그의 2차 배재가 완료되면 고철과 용선정보를 이용하여 열정산을 실시하며 전로에 고철과 용선을 장입하게 된다.

용선장입이 완료되면 취련을 개시하게 되고, 취련은 상부에서 랜스를 통하여 초음속의 산소를 공급하면서 다음과 같은 반응에 의해서 용선 중의 불순물을 제거하게 된다.

[C] + 1/2 O₂ = CO(g)

[Si] + O₂ = SiO₂

[Mn] + 1/2 O₂ = MnO

2[P] + 5/2 O₂ = P₂O₅

상기 반응식 1에 의하여 탄소는 일산화탄소(CO)로 산화되어 가스상으로 제거되고, 반응식 2 내지 4는 전로 조업시 투입하는 부원료들이 재화되면서 슬래그 층에 존재하는 것이다.

이때 탄소의 경우에는 도 2에 도시된 바와같이 전로정련반응이 진행됨에 따라 비교적 균일하게 감소하게 되며, 인의 경우에는 초기에는 염기도의 증가에 따라서 용선 중의 인이 슬래그 중으로 이동하면서 감소하다가 정련 중기 이후에는 탈탄반응이 최성기가 되면서 슬래그 중 산소가 용선 중의 탄소와 반응하면서 다시 용선 중으로 복귀하는 복인이 진행되고, 정련 말기에는 다시 용선 중의 산소가 증가하면서 슬래그 중으로 흡수되어 정련이 완료되는 시점에서는 100 ~ 250ppm까지 떨어지게 된다.

망간도 인과 유사한 정련반응을 하게 되며 규소는 정련 초기에 슬래그 중으로 흡수되는 반응을 하게 된다.

정련반응 80% 시점이 되면 용선의 온도와 탄소농도를 측정하여 용선 중의 상황을 파악하게 되며 이 정보를 이용하여 정련완료시점의 산소사용량을 산출하게 된다. 산출된 산소사용량만큼 산소가 송산되게 되면 전로 정련작업이 완료된다.

전로 정련작업이 완료되면 용선온도와 산소농도를 측정하고 목표된 온도 및 산소농도가 아닐 경우에는 재취련을 실시하며, 목표된 온도 및 산소농도에 도달하였다면 래들에 용강을 이송하는 출강작업을 하게 된다.

출강작업시에는 수요가가 요구하는 목표의 성분을 맞추기 위해서 합금철을 투입하게 된다.

상기와 같은 전로 정련작업을 할 경우에는 전로 종점 탄소농도가 보통 0.03 ~ 0.04%이고, 용존산소는 450 ~ 1000ppm으로 취지된다. 그러나, 수요가가 요구하는 강종의 탄소농도가 0.08% 이상의 중탄소강에서는 출강 중의 탄소량이 적기 때문에 출강 중에 다시 가탄을 하게 되며, 용존산소가 높기 때문에 탈산제로 투입하게 되고, 이러한 탈산제로 사용되는 알루미늄의 사용량이 많아져서 알루미나 개질물이 증가하게 된다. 이것은 용강의 품질을 저하시키는 문제점이 되었다.

그러나, 정련작업시 탄소농도가 0.08% 이상으로 취지되는 시점에는 도 2에 도시된 바와같이 취지시점에서 용선 중의 인이 200ppm이상 취지 되기 때문에 탄소농도가 0.08% 이상이 되는 시점에 정련작업을 종료할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 일반적인 전로의 정련방법에서의 인의 거동이 불안정한 조업이 이루어지는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 전로에서 정련하는 강종 중 탄소농도가 0.08% 이상의 중탄소강을 정련함에 있어서, 용선 중의 탄소농도를 0.08% 이상으로 취지하면서도 인을 150ppm이하로 제어할 수 있고, 용존산소의 양도 낮출 수 있는 전로 정련방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전로 정련 방법은 전로 정련 방법에 있어서, 전회 차지 출강을 마친 전로를 코팅하고 잔류 슬래그를 배제하는 준비단계와; 상기 전로에 주원료를 장입하는 주원료 장입단계와; 전로의 잔류슬래그를 이용하여 용선의 탈규작업과 탈인작업을 실시하는 1차 정련단계와; 정련된 슬래그를 배재하는 슬래그 중간 배재단계와; 상기 전로에 부원료 투입패턴과 취련패턴을 제어하며 정련을 실시하는 2차 정련단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 1차 정련단계에서 용선의 염기도(CaO/SiO2)는 2.0 ~ 2.5를 유지시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 1차 정련단계에서 용선 중 규소(Si) 농도를 0.2 ~ 0.5%를 유지시키는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 1차 정련단계는 탈규기와 탈인기로 나누고, 탈규기에는 L/L0(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.35 ~ 0.4가 되도록 하고, 탈인기에는 L/L0(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.09 ~ 0.12가 되도록 하는 취련패턴을 적용하면서, 탈규기 및 탈인기의 저취유량은 상취유량의 0.5%로 적용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 정련단계는 1차 정련단계 종료 시점에 용선 중 탄소농도는 3.8% 이상이고, 인 성분이 500ppm이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 2차 정련단계에서 상기 부원료 투입패턴은, 2차 정련단계의 시작시점에 부원료 총투입량의 40%를 투입하고, 총정련과정 중 40% 진행시점에 부원료 총투입량의 30%를 투입하며, 총정련과정 중 60% 진행시점에 부원료 총투입량의 30%를 투입하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 2차 정련단계에서 상기 취련패턴은, 초기에 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.35 ~ 0.4가 되도록 하고, 총정련과정 중 40% 진행시점에서는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.55 ~ 0.59가 되도록 하며, 총정련과정 중 60% 진행시점에서는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.48 ~ 0.5가 되도록 하고, 총정련과정 중 80% 진행시점에서는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.44 ~ 0.48이 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

그래서, 상기 2차 정련단계는 2차 정련단계 종료 시점에 용선 중 탄소농도는 0.08 ~ 0.15%이고, 인 성분이 150ppm이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전로 정련 방법을 나타내는 플로우챠트이고, 도 4a는 본 발명에 따른 1차 정련단계를 나타내는 플로우챠트이며, 도 4b는 본 발명에 따른 2차 정련단계를 나타내는 플로우챠트이다.

도 3에 도시된 바와같이 본 발명에 따른 전로 정련 방법은 크게 전회 차지 출강을 마친 전로를 코팅하고 잔류 슬래그를 배제하는 준비단계와; 상기 전로에 주원료를 장입하는 주원료 장입단계와; 전로의 잔류슬래그를 이용하여 용선의 탈규작업과 탈인작업을 실시하는 1차 정련단계와; 정련된 슬래그를 배재하는 슬래그 중간 배재단계와; 상기 전로에 부원료 투입패턴과 취련패턴을 제어하며 정련을 실시하는 2차 정련단계를 포함한다.

1. 준비단계(S100)

전 차지의 출강작업이 완료된다. 이때 일반적으로 전로 정련시 발생되는 슬래그의 양은 용강 1톤당 150Kg의 슬래그가 발생된다.

그리고, 출강작업이 완료되면 작업자는 전로 내에 남아 있는 슬래그를 배재한다.

1차 슬래그 배재가 끝나면 전로를 정립하여 경소돌로마이트와 생돌로마이트를 투입하여 슬래그를 냉각시키면서 슬래그 중의 MgO양을 증가시키고, 초음속의 질소를 슬래그의 상부에 분사시켜 전로의 내화물을 보호시키는 질소분사코팅을 실시 한다.

질소분사코팅이 완료되면 전로를 전후로 경동시켜서 노체를 코팅하는 잔류슬래그코팅을 실시한다.

잔류슬래그코팅이 완료되면 슬래그를 2차로 배재하게 되고, 다음 표 2는 종점슬래그의 조성표이다.

Al₂O₃	CaO	MgO	Mno	P₂O₅	SiO₂	T.Fe
3.0	45.0	8.5	2.5	2.8	10.00	18.0

상기 준비단계는 일반적인 종래의 전로 정련 방법과 동일한 방법으로 진행한다.

슬래그의 2차 배재에서는 하기의 1차 정련단계에서 염기도를 2.0 ~ 2.5로 유지하기 위해서 잔류슬래그의 양을 300톤급 전로를 기준으로 약 20 ~ 25톤이 되도록 하는 것이 바람직하다.

2. 주원료 장입단계(S200)

이렇게 정련준비가 완료되면, 고철과 용선정보를 이용하여 열정산을 실시하고, 전로에 고철과 용선을 장입한다.

3. 1차 정련단계(S300)

전로의 잔류슬래그만을 이용하여 탈규작업과 탈인작업을 동시에 병행하는 단계로서, 탈규작업과 탈인작업의 효율적인 반응을 위하여 용선 중의 규소 농도를 0.2 ~ 0.5%로 조절하는 것이 바람직하다.

취련의 개시 전에는 소결광, 슬래그조재제 등과 같은 부원료를 투입할 수 있으며, 상기와 같은 조건의 규소 농도를 조절하기 위해서는 페로실리콘(Fe-Si)을 투입할 수 있는데, 하기의 반응식 5와 같은 식에 의해서 페로실리콘의 투입량을 구할 수 있다.

Fe-Si(페로실리콘) 투입량

= ((목표 농도 - 용선 중 규소 농도)×(용선량)

/(Fe-Si 중 Si 함유율×실수율))×100

= ((0.30% - 용선 중 규소 농도)×용선량(Kg)/(75%×100%))×100

상기 반응식 5에 의해서 산출된 페로실리콘(Fe-Si)을 투입하여 용선 중의 규소 농도를 조절하는 것이 바람직할 것이다.

3-1. 탈규단계

용선 중 규소의 농도를 낮추는 단계이다.

보통 규소는 온도가 낮은 상태에서 탄소보다 먼저 반응하기 때문에 정련초기에 반응이 빨리 이루어지도록 유도하는 것이 바람직하며, 정확하게는 탈규기를 정련진행의 10%까지 유지하는 것이 바람직하다.

이때 랜스의 높이는 높게 유지하면서 산소유량을 많게 하여 규소가 산소와 빨리 반응할 수 있도록 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.35 ~ 0.4로 유지하는 것이 바람직하며, 저취의 유량은 상취의 5%이상으로 유지하는 것이 바람직하다.

3-2. 탈인단계

용선 중 인의 농도를 낮추는 단계이다.

이때는 랜스에서 송산되는 산소가 용강과 직접적으로 반응하는 것을 줄이기 위하여 랜스의 높이를 높여서 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.09 ~ 0.12로 유지하고, 산소유량을 비교적 적게 유지하는 것이 바람직하다.

탈인단계는 정련의 15 ~ 25% 시점에서 정련을 종료하는 것이 바람직한데, 이 시기에는 슬래그와 용선의 계면사이에서 활발한 반응이 일어나 슬래그의 부풀음이 최대가 된다.

슬래그의 부풀음이 최대가 된다는 것은 슬래그의 배재가 최대가 된다는 것을 의미하고, 이것은 슬래그 중에 함유된 산화철에 의해서 슬래그의 부풀음이 발생되면서 용선의 인을 최대로 슬래그 중으로 흡수할 수 있기 때문이다.

상기와 같이 탈규단계 및 탈인단계가 완료되는 시점에는 정련의 최종 완료시 0.08%이상의 탄소농도와 150ppm이하의 인 성분을 유지하기 위하여 용선 중 탄소농도는 3.8% 이상을 유지시키고, 인 성분이 500ppm이하가 되도록 하는 것이 바람직하다.

4. 슬래그 중간 배재단계(S400)

정련된 슬래그를 배재하는 단계이다. 즉, 탈규 및 탈인 정련을 종료한 후 슬래그 중에 포집된 고농도의 산화물(P₂O₅)의 제거를 위한 중간 배재단계이다.

이를 위해 용탕 미분출 안전 각도, 예를 들어 87도까지는 최단시간에 도달하도록 지속적으로 전로를 경동하고, 용탕 미분출 안전 각도에 도달한 후에 저속으로 추가 경동하여 슬래그를 최대한 배재하도록 한다. 이때 배재되는 슬래그양은 전장입량의 2.5 ~ 5%를 배재하는 것이 바람직하다.

5. 2차 정련단계(S500)

2차 정련단계에서는 취련패턴과 부원료투입패턴을 제어한다.

이때 투입되는 부원료는 생석회를 재화하고 슬래그를 재조성하기 위해서 래들슬래그 및 산화철을 함유한 원료, 예를 들어 반광, 소결광, 밀스케일 등을 투입하게 된다.

그리고, 2차 정련의 최대 활성 시점에서의 용선의 목표온도는 1580도이고 탄소 농도의 목표는 0.5%로 한다.

또한, 2차 정련의 종료 시점에서 용선 중 탄소농도는 0.08 ~ 0.15%이고, 인 성분이 150ppm이하가 되도록 한다.

5-1. 2차 정련단계 전기

2차 정련 초기에는 슬로핑을 방지하고 슬래그 재화의 촉진을 위해 산소유량 은 많게 하면서 랜스의 높이를 높게 유지하도록 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.35 ~ 0.4로 유지시킨다.

그리고, 생석회와 경소돌로마이트는 일괄투입하고, 소결광은 연동 투입하게 되는데, 이때 산정된 부원료 총투입량의 40%를 투입하게 된다.

또한, 저취의 유량은 상취의 0.8%이하로 조절한다.

5-2. 2차 정련단계 중기

정련작업의 40%시점에서는 탈탄을 빠르게 진행하기 위해서 산소의 유량을 많게하면서 랜스의 높이를 낮추어서 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.55 ~ 0.59로 유지시킨다. 그래서, 용선과 반응하는 면적을 최대한 넓혀 탈탄반응을 촉진하도록 한다.

한편, 생석회와 경소돌로마이트는 일괄투입하고, 소결광은 연동 투입하게 되는데, 이때 산정된 부원료 총투입량의 30%를 투입하게 된다.

5-3. 2차 정련단계 후기

정련작업의 60%시점에서는 랜스높이를 좀더 낮추면서 산소의 유량을 낮추어서 스피팅을 방지하도록 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.48 ~ 0.50으로 유지시켜 탄탄반응을 둔화시키도록 한다.

이때 생석회와 경소돌로마이트는 일괄투입하고, 소결광은 연동 투입하게 되는데, 이 시기에는 산정된 부원료 총투입량의 30%를 투입하게 된다.

그래서, 소결광이 연동투입되면서 슬래그 중의 산화철(FeO)를 일정수준으로 유지하면서 슬래그 중의 인이 용선 중으로 복인되는 것을 예방하게 된다.

5-4. 2차 정련단계 말기

정련작업의 80%시점에서는 용선 중의 탄소가 송산되는 산소와의 반응을 둔화시키기 위해서 산소랜스의 높이를 상승시키면서 산소의 유량을 낮추어서 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.48 ~ 0.50으로 유지시킨다.

상기 2차 정련단계에서 초기부터 후기까지 생석회와 경소돌로마이트 등의 부원료를 각 시점마다 조금씩 투입하는 것은 생석회의 경우에는 융점이 2500도 이상 높기 때문에 이를 재화시키기 위해서 산화철 및 규소 등이 필요하기 때문이고, 이러한 이유로 산화철을 함유한 원료를 투입하면서 생석회를 조금씩 투입함에 따라 슬래그의 염기도를 높이면서 용선 중의 인을 슬래그가 흡수하기 좋은 슬래그를 조재하기 위해서다.

6. 완료 단계(S600)

2차 정련이 완료되면 용선의 온도와 탄소농도를 측정하여 용선 중의 상황을 파악하게 되며 이 정보를 이용하여 정련완료시점의 산소사용량을 산출하게 된다. 산출된 산소사용량만큼 산소가 송산되게 되면 전로 정련작업이 완료된다.

상기의 산소사용량을 산출하는 과정은 당업자에게 일반적인 사항이기 때문에 생략하도록 한다.

이때 수요가의 요구에 따라 합금철을 투입할 수 있다.

이하, 본 발명의 전로 정련 방법에 따른 실시예와 종래의 전로 정련 방법에 따른 비교예를 비교하여 설명한다.

실시예 및 비교예 모두 전회 차지의 출강이 완료되면, 질소분사코팅 및 잔류슬래그코팅이 완료된 다음, 하기의 표 3에 나타낸 바와같은 실시예 및 비교예의 조건을 달리하여 각기 다른 용선온도 및 성분조성을 갖는 용선을 장입하여 비교실험을 실시하였다.

구 분	용선온도(℃)	C(%)	Si(%)	Mn(%)	P(%)	S(%)
비교예1	1375	3.2	0.001	0.102	0.078	0.008
비교예2	1376	3.5	0.001	0.112	0.073	0.007
비교예3	1384	4.1	0.002	0.154	0.076	0.006
비교예4	1379	4.12	0.001	0.089	0.068	0.005
비교예5	1345	3.89	0.001	0.145	0.069	0.008
실시예1	1381	3.84	0.001	0.089	0.048	0.005
실시예2	1379	3.95	0.001	0.107	0.039	0.005
실시예3	1383	3.81	0.001	0.098	0.046	0.008
실시예4	1377	3.85	0.001	0.103	0.047	0.008
실시예5	1380	3.92	0.001	0.112	0.038	0.007

그리고, 상기 실시예 1 내지 5의 용선을 장입한 본 발명에 따른 실시예는 정련 중 취련패턴 및 부원료투입 패턴을 도 5에 나타난 바와같이 각각의 패턴을 분할 제어하여 실시하였으며, 비교예 1 내지 5의 용선을 장입한 종래의 방법에 따른 비교예는 일반적인 취련패턴 및 부원료투입 패턴을 실시하였다.

상기 표 3과 같은 용선온도 및 성분조성을 갖는 용선을 장입하여 본 발명의 전로 정련 방법에 따른 실시예 1 내지 5는 1차 정련단계까지 진행하고, 종래의 전로 정련 방법에 따른 비교예 1 내지 5는 탈규 및 탈인 단계가 진행되었을 것으로 예상되는 정련 진행 20%시점에서의 슬래그 조성을 조사하였으며, 그 결과는 아래의 표 4에 나타내었다.

이때 주원료의 장입단계에서 실시예 1 내지 5는 생석회를 투입하지 않았고, 비교예 1 내지 5는 열정산에 따른 생석회를 투입하는 방법을 사용하였다.

구분	Al₂O₃	CaO	MgO	MnO	P₂O₅	SiO₂	T.Fe	염기도
비교예1	2.37	42.52	7.99	2.99	2.31	11.62	20.89	3.7
비교예2	2.4	39.18	7.04	3.98	2.43	11.85	22.5	3.3
비교예3	2.19	42.88	7.12	3.06	2.43	9.94	22.45	4.3
비교예4	2.43	39.81	6.72	3.81	2.49	11.51	21.63	3.5
비교예5	2.44	38.32	6.65	4.43	2.61	12.52	21.99	3.1
실시예1	2.68	34.91	7.81	4.08	2.86	12.56	21.81	2.8
실시예2	2.52	34.6	7.52	3.74	2.86	14.11	24.3	2.5
실시예3	2.84	35.14	7.51	4.29	2.83	13.73	22.71	2.6
실시예4	2.55	36.67	7.52	4.38	2.88	13.66	22.01	2.7
실시예5	2.58	38.06	7.95	4.19	2.83	13.62	22.4	2.8

표 4에서 알 수 있듯이 생석회를 투입한 종래기술의 비교예 1 내지 5의 경우에는 염기도가 3.3 이상으로 높게 취지되면서 P₂O₅는 2.6 이하로 낮게 취지되어, 용선 중의 인(P) 농도가 높게 실적됨을 예상할 수 있다.

생석회를 투입하지 않은 본 발명의 실시예 1 내지 5의 경우에는 염기도도 2.7전후 수준으로 잔류슬래그 중의 염기도만을 이용하였고 P₂O₅도 2.8 이상으로 높게 실적되면서 실질적으로 용선 중의 인(P) 농도도 500ppm 이하로 낮게 실적되는 것으로 예상할 수 있다.

슬래그 중 P₂O₅의 양이 많이 검출되면 그 만큼 용선 중의 인 농도는 낮아지기 때문이다.

그리고, 실시예는 본 발명에 따라 2차 정련을 실시하고, 비교예는 종래의 방법에 따라 나머지 정련을 진행하였다.

정련이 완료된 시점에서의 용강의 용존산소량 및 성분조성을 조사하였으며, 그 결과를 아래의 표 5에 나타내었다.

구분	용존산소(ppm)	C(%)	Si(%)	Mn(%)	P(%)	S(%)
비교예1	450	0.05	0	0.078	0.05	0.008
비교예2	430	0.054	0	0.068	0.018	0.007
비교예3	400	0.059	0	0.074	0.019	0.006
비교예4	395	0.059	0	0.068	0.021	0.005
비교예5	380	0.06	0	0.069	0.023	0.008
실시예1	350	0.08	0	0.098	0.015	0.005
실시예2	301	0.093	0	0.089	0.01	0.005
실시예3	265	0.149	0	0.093	0.0102	0.008
실시예4	324	0.09	0	0.095	0.0135	0.008
실시예5	312	0.091	0	0.093	0.0125	0.007

상기 표 5에서 알 수 있듯이 비교예에 비하여 실시예에서 용강 중에 녹아 있는 용존 산소의 양이 낮은 것을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 별도의 가탄제를 첨가하지 않아도 탄소의 농도를 0.08% 이상으로 취련할 수 있고, 이와 동시에 인의 농도를 0.015%(=150ppm) 이하로 조절할 수 있다.

그리고, 정련의 진행 중 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 5에 대한 인(P) 성분의 변화추이를 조사하였으며, 그 결과는 도 6a 및 도 6b에 도시하였다.

도 6a는 비교실험에서 실시예의 인에 대한 변화추이를 도시한 그래프이고, 도 6b는 비교실험에서 비교예의 인에 대한 변화추이를 도시한 그래프이다.

도 6a 및 6b에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따르면 전로 정련 중 인의 거동을 안정적으로 제어할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

이상에서 설명된 바와같이, 본 발명은 전로의 잔류슬래그를 이용하고, 취지 후에 용선 중의 탄소농도를 높이고, 인의 농도를 낮추면서 용선 중의 산소농도를 낮춤으로서 별도의 가탄제를 장입하지 않아도 되어 용강의 제조원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 용강 중의 산소농도가 낮아 탈산제로 투입되는 알루미늄양을 감소시킴으로써 탈산시에 발생되는 알루미나 개재물의 양을 줄여서 고품질의 용강을 생산할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

전로 정련 방법에 있어서,

전회 차지 출강을 마친 전로를 코팅하고 잔류 슬래그를 배제하는 준비단계와;

상기 전로에 주원료를 장입하는 주원료 장입단계와;

전로의 잔류슬래그를 이용하여 용선의 탈규작업과 탈인작업을 실시하는 1차 정련단계와;

정련된 슬래그를 배재하는 슬래그 중간 배재단계와;

상기 전로에 부원료 투입패턴과 취련패턴을 제어하여 종료 시점에 용선 중 탄소농도는 0.08 ~ 0.15%이고, 인 성분이 150ppm이하가 되도록 정련을 실시하는 2차 정련단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법.
제 1항에 있어서,

상기 1차 정련단계에서 용선의 염기도(CaO/SiO₂)는 2.0 ~ 2.5를 유지시키는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법.
제 1항 또는 2항에 있어서

상기 1차 정련단계에서 용선 중 규소(Si) 농도를 0.2 ~ 0.5%를 유지시키는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법.
제 1항에 있어서,

상기 1차 정련단계는 탈규기와 탈인기로 나누고,

탈규기에는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.35 ~ 0.4가 되도록 하고,

탈인기에는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.09 ~ 0.12가 되도록 하는 취련패턴을 적용하면서,

탈규기 및 탈인기의 저취유량은 상취유량의 0.5%로 적용하는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법.
제 1항에 있어서,

상기 1차 정련단계는 1차 정련단계 종료 시점에 용선 중 탄소농도는 3.8% 이상이고, 인 성분이 500ppm이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법.
제 1항에 있어서, 상기 2차 정련단계에서 상기 부원료 투입패턴은,

2차 정련단계의 시작시점에 부원료 총투입량의 40%를 투입하고,

총정련과정 중 40% 진행시점에 부원료 총투입량의 30%를 투입하며,

총정련과정 중 60% 진행시점에 부원료 총투입량의 30%를 투입하는 것을 특징으로 하는 전로 정련 방법.
제 1항에 있어서, 상기 2차 정련단계에서 상기 취련패턴은,

초기에 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.35 ~ 0.4가 되도록 하고,

총정련과정 중 40% 진행시점에서는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.55 ~ 0.59가 되도록 하며,

총정련과정 중 60% 진행시점에서는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.48 ~ 0.5가 되도록 하고,

총정련과정 중 80% 진행시점에서는 L/L₀(캐비티의 깊이/용탕높이)를 0.44 ~ 0.48이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 전로 전련 방법.
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