KR101122127B1 - Method of refining and oriented electrcal steel sheet - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예들은 페로실리콘을 레이들에 투입한 후 용강을 레이들로 출강하고, 용강 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입한 후 버블링 및 탈가스 처리를 실시한다. 또한, 버블링 후 성분 분석하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출하거나, 탈가스 처리중 1차 환류에서 버블링 후 성분을 참고하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출할 수 있다.The present invention relates to a refining method and a grain-oriented electrical steel sheet produced by the present invention, embodiments of the present invention after the ferro-silicon is added to the ladle after tapping the molten steel to ladle, and after the molten steel tapping completion Bubbling and degassing are carried out. In addition, after the bubbling component analysis to calculate the additional input of the aluminum, or in the first reflux during the degassing treatment with reference to the component after bubbling can be calculated the additional input of aluminum.
방향성, 전기강판, 용강, 알루미늄, 투입량, 버블링, 탈가스, 청정도 Directivity, Electrical Steel, Molten Steel, Aluminum, Input, Bubbling, Degassing, Cleanliness
Description
본 발명은 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판에 관한 것으로, 특히 알루미늄 개재물을 최소화하고 용강 청정도를 향상시킬 수 있는 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판에 관한 것이다.The present invention relates to a refining method and a grain-oriented electrical steel sheet produced thereby, and more particularly, to a refining method and a grain-oriented electrical steel sheet produced thereby, which can minimize aluminum inclusions and improve molten steel cleanliness.
변압기는 어떤 회로에서 교류 전력을 받아 전자 유도 작용에 의해 특성을 바꿔 다른 회로에 공급하는 기기이다. 변압기의 효율적인 동작을 위해 방향성 전기 강판이 철심으로 이용된다. 방향성 전기 강판은 그 압연 방향에 자화될 때에 가장 우수한 자기적 특성을 발현한다. 따라서, 변압기에 사용될 때는 자화 방향인 <100> 방향과 압연 방향을 가능한 한 일치하도록 사용된다.A transformer is a device that receives AC power from one circuit and changes its characteristics by electromagnetic induction to supply it to another circuit. For efficient operation of the transformer, oriented electrical steel sheet is used as the iron core. A grain-oriented electrical steel sheet exhibits the best magnetic properties when magnetized in its rolling direction. Therefore, when used in a transformer, it is used to match the magnetization direction <100> direction and the rolling direction as much as possible.
전기 강판의 특성에서 변압기 손실에 큰 영향을 미치는 것은 철손이라 할 수 있다. 철손을 저감하기 위해서는 적정 결정립 방위를 성장시켜야 하고, 이를 위해 청정도 향상 및 알루미늄, 질소 성분의 협폭 제어가 매우 중요하다. 그런데, 미세 개재물이 존재할 경우 결정립 성장이 억제되므로 자기적 특성을 저하시킨다. 따라서, 고기능의 전기 강판을 제조하기 위해서는 제강/연주에서의 성분 관리 및 개재물 등에 대한 청정성 확보를 통한 소재 품질 개선에 집중적인 역량이 요구되고 있다.Iron loss is one of the major influences on transformer losses in the properties of electrical steel sheets. In order to reduce iron loss, it is necessary to grow a proper grain orientation, and for this purpose, improvement of cleanliness and narrow control of aluminum and nitrogen components are very important. However, when the micro inclusions are present, the grain growth is suppressed, thereby lowering the magnetic properties. Therefore, in order to manufacture high-performance electrical steel sheet, it is required to concentrate on improving the quality of materials through securing cleanliness of component management and inclusions in steelmaking / casting.
일반적으로 전로에서 용해된 용강은 600～800ppm의 많은 산소를 포함하고 있기 때문에 출강시에는 반드시 탈산 처리를 해야 한다. 이때, 알루미늄, 페로실리콘 등의 탈산제를 첨가하여 탈산 처리를 실시하게 되는데, 그중 일부는 용강에 잔류하여 합금 원소의 역할을 하게 된다. 또한, 탈산제로 첨가된 알루미늄은 중량의 약 60～80%가 용강중의 산소와 반응하여 알루미나 개재물을 형성하게 되고, 용강 표면으로 부상하여 슬래그를 형성하게 되지만, 강중에 개재물로 존재하기도 한다. In general, molten steel dissolved in the converter contains 600 ~ 800ppm of oxygen, so it must be deoxidized at the time of tapping. At this time, the deoxidation treatment is performed by adding a deoxidizer such as aluminum and ferrosilicon, some of which remain in molten steel to serve as an alloying element. In addition, aluminum added as a deoxidizer reacts with oxygen in the molten steel to form alumina inclusions and floats on the molten steel surface to form slag, but also exists as an inclusion in the steel.
탈산제는 용강이 전로로부터 레이들로 출강시 첨가하는데, 알루미늄은 출강 시간중에서 1/2 시점에 종점 용존 산소에 따라 산정된 알루미늄량을 출강류에 적중하여 용강에 용해시키는 방법을 사용하고 있다.The deoxidizer is added when molten steel taps into the ladle from the converter, and aluminum is used by dissolving the amount of aluminum calculated according to the end point dissolved oxygen in the tapping flow and dissolving it in the molten steel at a half time point during the tapping time.
그러나, 종점 산소에 따라 알루미늄 투입 변동량의 차이가 크게 발생하고 출강 시간을 정확하게 예측하는데 한계가 있으므로 조업자에 따라 알루미늄 투입 시점이 상이하여 알루미늄 성분의 편차가 발생하게 되며, 과잉으로 투입된 알루미늄은 개재물로 용강중에 잔존하게 된다. 또한, 슬래그 탈산 목적으로 출강 완료 후에 조재제를 다량 투입하게 되는데, 이에 따른 제강 제조 원가 증가 및 조재제중의 티타늄 같은 불순물이 용강으로 유입되는 문제점이 내재하고 있다.However, since the difference in the amount of aluminum input fluctuates greatly depending on the end point oxygen and there is a limit in accurately predicting the tapping time, the timing of aluminum injection is different according to the contractor, causing variation in aluminum components. It remains in the molten steel. In addition, after finishing tapping for the purpose of slag deoxidation, a large amount of crude agent is added. Accordingly, there is a problem in that steel production costs increase and impurities such as titanium in the crude agent flow into molten steel.
이렇게 용강중에 생성되어 잔류하는 알루미나 개재물은 방향성 전기 강판에 서 자구의 이동을 방해하고 제품의 성능 및 효율을 저하시켜 품질 불만을 초래하게 된다. 또한, AlN 석출물을 활용하여 압연 소둔 공정에서 1차 재결정립을 적정 사이즈로 제어하는데 중요한 역할을 주는 알루미늄을 협폭으로 제어하는데 상당한 어려움이 따른다. 한편, 알루미늄 탈산강에서 출강이 30% 진행되기 전에 칼슘카바이드와 알루미늄 탈산제를 모두 투입하는 탈산법을 제안하였으나, 방향성 전기강판 용강탈산 방법에 대해서는 적절한 대책을 제시하지 못한 문제점이 있다.Thus, the alumina inclusions generated in molten steel may interfere with the movement of magnetic domains in the grain-oriented electrical steel sheet and degrade the performance and efficiency of the product, resulting in quality complaints. In addition, there is a significant difficulty in controlling the aluminum narrowly, which plays an important role in controlling the primary recrystallized grains to an appropriate size in the rolling annealing process using AlN precipitates. On the other hand, the deoxidation method of adding both calcium carbide and aluminum deoxidizer before the tapping proceeds 30% in aluminum deoxidized steel, but there is a problem that does not provide appropriate measures for the steel deoxidation method for oriented electrical steel sheet.
본 발명은 안정적으로 알루미늄 성분을 협폭 제어하여 방향성 전기 강판이 안정적인 자기적 특성을 갖도록 하는 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판을 제공한다.The present invention provides a refining method for stably narrowing aluminum components so that the grain-oriented electrical steel sheet has stable magnetic properties, and the grain-oriented electrical steel sheet produced thereby.
본 발명은 알루미나 개재물 형성을 최소화하고 용강 청정도를 향상시켜 재산화를 억제함으로써 안정적으로 알루미늄 성분을 협폭 제어할 수 있는 정련 방법 및 이에 의해 제조된 방향성 전기 강판을 제공한다.The present invention provides a refining method capable of narrowly controlling aluminum components stably by minimizing the formation of alumina inclusions, improving molten steel cleanliness and suppressing reoxidation, and a grain-oriented electrical steel sheet produced thereby.
본 발명의 일 실시 예에 따른 정련 방법은 전로에 용강이 마련되는 단계; 레이들에 페로실리콘을 투입하는 단계; 상기 전로로부터 상기 레이들로 상기 용강을 출강하는 단계; 및 상기 용강의 출강 완료 시점에 상기 용강에 알루미늄을 투입하는 단계를 포함한다.Refining method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of providing a molten steel in the converter; Injecting ferrosilicon into the ladle; Tapping the molten steel from the converter to the ladle; And injecting aluminum into the molten steel when the tapping of the molten steel is completed.
상기 알루미늄이 투입된 용강을 버블링 및 탈가스 처리하는 단계를 더 포함한다.Bubbling and degassing the molten steel in which the aluminum is added further.
상기 버블링 후 상기 알루미늄을 추가 투입하는 단계를 더 포함하며, 알루미늄은 하기 수학식 1에 따라 추가 투입한다.After the bubbling further comprises the step of adding the aluminum, the aluminum is further added according to the following equation (1).
수학식Equation 1 One
투입 알루미늄(㎏) = 288.578 - 1208.1 × 버블링 후 용강에 고용 가능한 알 루미늄 + 124817 × (버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄)2 Aluminum input (kg) = 288.578-1208.1 × aluminum soluble in molten steel after bubbling + 124817 × (solid soluble aluminum in molten steel after bubbling) 2
상기 탈가스 처리중 알루미늄을 추가 투입하는 단계를 더 포함하며, 상기 알루미늄의 추가 투입량은 상기 버블링 후의 성분을 참조하여 산출하고, 상기 알루미늄 성분이 목표 상한에 근접하면 수학식 2에 따라 상기 알루미늄 추가 투입량을 산출하고, 상기 알루미늄 성분이 폭표 하한에 근접하면 수학식 3에 따라 상기 알루미늄 추가 투입량을 산출한다. And further adding aluminum during the degassing treatment, wherein the additional amount of aluminum is calculated by referring to the component after the bubbling, and when the aluminum component is close to a target upper limit, the aluminum is added according to equation (2). If the input amount is calculated, and the aluminum component is close to the lower limit of the width table, the added amount of aluminum is calculated according to the equation (3).
수학식
투입 Al(㎏) = 76.2 - 2615 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 702 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄Input Al (kg) = 76.2-2615 × solid solution aluminum contained in molten steel after bubbling + solid solution aluminum contained in molten steel after primary RH
수학식Equation 3 3
투입 Al(㎏) = 68.5 - 1956 × 버블링 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄 + 258 × 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한 알루미늄Input Al (kg) = 68.5-1956 × solid solution aluminum contained in molten steel after bubbling + 258 × solid solution aluminum contained in molten steel after primary RH
본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판은 상기의 정련 방법에 의해 제조된 방향성 전기 강판으로서, 중량%로 C:0.04～0.07%, Si:2.8～3.6%, P:0.02～0.075%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.02～0.04%, N:0.003～0.0075%, Ti:0.005% 이하이고, 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어진다.The grain-oriented electrical steel sheet according to another embodiment of the present invention is a grain-oriented electrical steel sheet manufactured by the above-described refining method, C: 0.04 to 0.07% by weight, Si: 2.8 to 3.6%, P: 0.02 to 0.075%, S : 0.006% or less, Mn: 0.2% or less, Al: 0.02-0.04%, N: 0.003-0.0075%, Ti: 0.005% or less, and consist of residual Fe and other unavoidable impurities.
본 발명의 실시 예들은 페로실리콘을 레이들에 투입한 후 용강을 레이들로 출강하고, 용강 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입한 후 버블링 및 탈가스 처리를 실시한다. 또한, 버블링 후 성분 분석하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출하고, 탈가스 처리중 1차 환류에서 버블링 후 성분을 참고하여 알루미늄의 추가 투입량을 산출할 수 있다.Embodiments of the present invention after the ferro-silicon is added to the ladle and the molten steel is pulled out to the ladle, and the aluminum is added to the molten steel tapping time and then bubbling and degassing treatment. In addition, after the bubbling component analysis to calculate the additional input of aluminum, the additional input of aluminum can be calculated by referring to the component after bubbling at the first reflux during the degassing treatment.
본 발명의 실시 예들에 의하면, 페로실리콘으로 선탈산하여 용강의 산소를 일정 수준 이하로 확보하고, 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가하여 탈산하게 되면 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있다. 또한, 슬래그 위에 알루미늄을 투입하고 버블링 스테이션에서 탑 버블링(Top Bubbling)을 강하게 실시하게 되면 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있도 있다. 따라서, 탈산 효율을 높이고, 조재제를 생략할 수 있으며, 청정도가 우수한 강을 제조할 수 있다. 또한, 탈산 목적의 알루미늄 투입량을 절감하여 용강 제조원가를 낮출 수 있다. According to embodiments of the present invention, by deoxidation with ferrosilicon to secure oxygen of the molten steel to a predetermined level or less, and when the deoxidation by adding aluminum at the time of finishing tapping can minimize the effect of the end point oxygen. In addition, when aluminum is put on the slag and the top bubbling is strongly performed at the bubbling station, the slag may be deoxidized without additional preparation. Therefore, the deoxidation efficiency can be improved, the preparation agent can be omitted, and steel excellent in cleanliness can be manufactured. In addition, it is possible to reduce the molten steel manufacturing cost by reducing the aluminum input amount for deoxidation purposes.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판은 목표 조성이 중량 % 로 C:0.04～0.07%, Si:2.8～3.6%, P:0.02～0.075%, S:0.006% 이하, Mn:0.2% 이하, Al:0.02～0.04%, N:0.003～0.0075%, Ti:0.005% 이하이고, 잔류 Fe 및 기타 불가피하게 첨가되는 불순물로 이루어진다.First, the grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention has a target composition of% by weight of C: 0.04 to 0.07%, Si: 2.8 to 3.6%, P: 0.02 to 0.075%, S: 0.006% or less, and Mn: 0.2 % Or less, Al: 0.02 to 0.04%, N: 0.003 to 0.0075%, Ti: 0.005% or less, and consist of residual Fe and other inevitable impurities.
C는 열간압연 조직을 미세화시키기 위하여 첨가하는 성분으로서, 열간압연 시 기능을 한 후에는 불순물이 되어 자기적 특성에 악영향을 미치므로 제거되어야 한다. C의 함량이 너무 많으면 조대한 탄화물이 석출되고 탈탄소둔 시 탄소의 제거가 어려워진다. 따라서, 0.1% 이하, 바람직하게는 0.07% 이하가 되도록 한다.C is a component added to refine the hot rolled structure, and after functioning during hot rolling, it becomes an impurity and adversely affects its magnetic properties and should be removed. If the content of C is too high, coarse carbides precipitate and carbon removal becomes difficult during decarbonization annealing. Therefore, it is 0.1% or less, Preferably it is 0.07% or less.
Si는 전기강판의 전기 저항을 높여 철손을 낮추기 위하여 첨가되는 성분으로서, 그 함량이 4.8% 이상이면 냉간압연이 불가능하게 되고, 1.0% 이하인 경우에는 그 첨가 효과가 거의 없게 된다. 따라서, Si의 함량이 1.0～4.8%가 되도록 하고, 바람직하게는 2.8～3.6%가 되도록 한다.Si is a component added to increase the electrical resistance of the steel sheet to lower the iron loss. If the content is 4.8% or more, cold rolling is impossible, and when it is 1.0% or less, the addition effect is almost insignificant. Therefore, the content of Si is made 1.0 to 4.8%, preferably 2.8 to 3.6%.
P는 방향성 전기 강판에서 1차 재결정립의 성장을 촉진시킴으로써 2차 재결정 온도를 높여 최종 제품에서 {110}<001> 방위의 집적도를 향상시킨다. 1차 재결정립이 너무 과대할 경우에는 2차 재결정이 불안해지지만 2차 재결정이 일어나는 한 2차 재결정 온도를 높이기 위해 1차 재결정립이 큰 것이 자성에 유리하다. 한편, P는 1차 재결정된 강판에서 {110}<001> 방위를 갖는 결정립의 수를 증가시켜 최종 제품의 철손을 낮출 뿐만 아니라, 1차 재결정판에서 {111}<112> 집합 조직을 강하게 발달시켜 최종 제품의 {110}<001> 집적도를 향상시키므로 자속 밀도도 높아지게 된다. 또한, P는 2차 재결정 소둔 시 약 1000℃의 높은 온도까지 결정립계에 편석하여 석출물의 분해를 지체시켜 억제력을 보강하는 작용도 가지고 있다. 이러 한 P의 함량을 0.02~0.075%로 제한할 경우에는 현저한 효과를 얻을 수 있다. P의 효과가 제대로 발휘되려면 0.02% 이상이 필요하고, P가 0.075% 이상이 되면 1차 재결정립의 크기가 오히려 감소되어 2차 재결정이 불안정해질 뿐만 아니라 취성을 증가시켜 냉간압연성을 저해하게 된다.P increases the secondary recrystallization temperature by promoting the growth of primary recrystallized grains in the grain-oriented electrical steel sheet to improve the degree of integration of the {110} <001> orientation in the final product. If the primary recrystallization is too large, the secondary recrystallization becomes unstable, but as long as the secondary recrystallization occurs, it is advantageous for the magnet to have a large primary recrystallized grain to increase the secondary recrystallization temperature. On the other hand, P not only lowers the iron loss of the final product by increasing the number of grains having the {110} <001> orientation in the primary recrystallized steel sheet, but also strongly develops the {111} <112> texture in the primary recrystallized sheet. This increases the density of the {110} <001> of the final product, thus increasing the magnetic flux density. In addition, P has a function of reinforcing the suppression force by segregating at the grain boundary to a high temperature of about 1000 ° C. during secondary recrystallization annealing, to delay decomposition of the precipitate. If the P content is limited to 0.02 to 0.075%, significant effects can be obtained. In order for P to be fully effective, 0.02% or more is required, and when P is more than 0.075%, the size of the primary recrystallized grains is rather decreased, which not only makes the secondary recrystallization unstable, but also increases the brittleness and impairs cold rolling. .
S는 열간압연 시 고용 온도가 높고 편석이 심한 원소로 가능한 한 함유되지 않도록 하는 것이 바람직하지만, 제강시에 함유되는 불가피한 불순물의 일종이다. 그렇다고 할지라도, S의 함량은 0.01% 이하, 바람직하게는 0.006% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. S is preferably an element which has high solubility temperature and high segregation during hot rolling so as not to be contained as much as possible. However, S is an unavoidable impurity contained in steelmaking. Even so, the content of S is preferably limited to 0.01% or less, preferably 0.006% or less.
Mn은 전기 저항을 높여 철손을 낮추는 효과가 있는 성분으로서, 그 함량이 너무 많은 경우에는 자속 밀도의 저하를 초래한다. 따라서, Mn의 함량이 0.2% 이하, 바람직하게는 0.05～2.0%가 되도록 한다.Mn is a component having an effect of lowering iron loss by increasing electrical resistance, and when the content is too large, Mn causes a decrease in magnetic flux density. Therefore, the content of Mn is 0.2% or less, preferably 0.05 to 2.0%.
Al은 최종적으로 AlN, (Al, Si)N 및 (Al, Si, Mn)N 형태의 질화물로 되어 억제제로 작용하는 성분이다. Al의 함량이 0.01% 이하인 경우에는 억제제로의 충분한 효과를 기대할 수 없고, 너무 높은 경우에는 Al 계통의 질화물이 조대하게 성장하여 억제제의 능력이 저하된다. 따라서, Al의 함량이 0.01～0.05%가 되도록 하고, 바람직하게는 0.02～0.04%가 되도록 한다.Al is a component that finally acts as an inhibitor by forming nitrides of AlN, (Al, Si) N and (Al, Si, Mn) N forms. If the Al content is 0.01% or less, a sufficient effect as an inhibitor cannot be expected. If the Al content is too high, nitride of the Al system grows coarsely and the inhibitor's ability is lowered. Therefore, the Al content is set to 0.01 to 0.05%, preferably 0.02 to 0.04%.
N은 고온 소둔 과정에서 보강되므로 용해시에는 불순물로 들어가는 양이면 충분하다. 질소의 첨가로 인한 악영향은 그다지 발견되지 않았지만, 0.0075%을 초과하는 경우에는 열간압연 작업이 어려워진다. 따라서, N의 함량이 0.003～0.0075%가 되도록 한다.Since N is reinforced during the high temperature annealing process, an amount of impurities entering the impurity at the time of melting is sufficient. No adverse effects from the addition of nitrogen have been found, but hot rolling is difficult when exceeding 0.0075%. Therefore, the content of N is to be 0.003 ~ 0.0075%.
이어서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 정련 방법을 설명하기 위한 도 1의 공정 흐름도를 이용하여 본 발명을 설명한다.Next, the present invention will be described using the process flowchart of FIG. 1 for explaining a method for refining a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 정련 방법은 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 용강을 레이들로 출강하는 단계(S110)와, 용강의 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입하는 단계(S120)와, 용강을 버블링하는 단계(S130)와, 탈가스 장치에서 탈가스하는 단계(S140)를 포함하며, 각 단계를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, in the method for refining a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present disclosure, after injecting ferrosilicon into the ladle, tapping the molten steel into the ladle (S110) and aluminum at the completion of the tapping of the molten steel It includes the step (S120), bubbling the molten steel (S130), and the step (S140) for degassing in the degassing apparatus, each step will be described in detail as follows.
S110 : 먼저, 전로 정련이 종료된 용강을 레이들로 출강 시 탈산제를 투입하는데, 페로실리콘을 알루미늄보다 먼저 투입한다. 즉, 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 용강을 레이들로 출강한다. 페로실리콘을 먼저 투입하는 이유는 방향성 전기 강판은 실리콘 함량이 다량 첨가되는 실리콘 합금강으로 호퍼로부터 합금철의 투입 시간을 고려할 때 출강 시간중에 전량 투입할 수 없으므로 레이들에 페로실리콘을 먼저 투입하고 용강을 레이들로 출강하게 된다. 페로실리콘을 먼저 투입하여 선탈산함으로써 용강의 산소를 일정 수준 이하로 확보할 수 있다. S110: First, the deoxidizer is added when tapping the molten steel after the converter refining, and the ferrosilicon is added before the aluminum. In other words, the ferrous silicon is put into the ladle, and the molten steel is tapped into the ladle. The reason why the ferrosilicon is added first is the oriented electrical steel sheet, which is a silicon alloy steel with a large amount of silicon, and the ferrosilicon is added to the ladle first because the total amount of ferrosilicon cannot be added during the tapping time considering the input time of ferroalloy from the hopper. You are going to Ladle. Ferrosilicon is first introduced and deoxidized to secure oxygen in the molten steel below a certain level.
S120 : 용강이 레이들에 출강된 후 알루미늄을 레이들에 투입한다. 이때, 알루미늄 투입량을 산정하여 투입하게 되는데, 알루미늄 투입량에 영향을 미치는 인자는 다음과 같다. 1) 용강 산소를 탈산하기 위한 알루미늄량, 2) 출강중에 유출되는 슬래그를 탈산시키기 위한 알루미늄량, 3) 출강중에 알루미늄이 들어가면서 대기중의 산소와 반응하여 산화되는 알루미늄량, 4) 성분 조정 목적으로 투입하는 알 루미늄량의 적어도 어느 하나를 고려하여 알루미늄의 총 투입량을 산정하게 된다. 그런데, 취련중 과취가 일어날 경우 종점 용강 산소가 증가하게 되는데, 슬래그중 전체 Fe+Mn0량(T.Fe+Mn0)과 같은 저급 산화물이 증가하면 용강 재산화에 의한 미세 개재물이 증가하게 된다. 따라서, 이를 고려하여 알루미늄 투입량 또한 증대시켜야 하므로 종점 산소를 700ppm 이하로 타겟(Target) 조업을 유도하는 것이 바람직하다.S120: After molten steel taps into the ladle, aluminum is put into the ladle. At this time, the aluminum input amount is calculated and added, and factors affecting the aluminum input amount are as follows. 1) Aluminum amount for deoxidizing molten steel oxygen, 2) Aluminum amount for deoxidizing slag flowing out during tapping, 3) Aluminum amount reacting with oxygen in the atmosphere as aluminum enters during tapping, and 4) For adjusting components The total amount of aluminum is calculated by considering at least one of the amount of aluminum to be added. By the way, when the overcharging occurs during the drilling, the end point molten oxygen increases, and when the lower oxide such as the total amount of Fe + Mn0 (T.Fe + Mn0) in the slag increases, fine inclusions due to molten steel reoxidation increase. Therefore, in consideration of this, the amount of aluminum input should also be increased, so it is desirable to induce the target operation to 700 ppm or less of the end point oxygen.
한편, 알루미늄 투입 방법으로 기존에는 출강 시간중의 1/2 시점에 알루미늄을 출강류에 적중하여 용강에 용해되게 하는 방법을 사용하였으나, 출강 시간은 용강량에 따라 편차가 발생할 수 있고, 출강구 사용 횟수에 따라 편차가 발생하게 되어 조업자가 미리 정확하게 예측하기 어려운 문제점이 있다. 그러나, 본 발명에서는 페로실리콘으로 용강 산소를 탈산한 후 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가하여 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있으며, 알루미늄 첨가 시점의 차이에 의한 편차를 제거할 수 있고 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있다.On the other hand, as a method of adding aluminum, conventionally, a method of dissolving aluminum in the molten steel by hitting the tapping flow at a half time of tapping time was used. However, the tapping time may vary depending on the amount of molten steel. Deviation occurs depending on the number of times there is a problem that the operator is difficult to predict accurately. However, in the present invention, after deoxidizing molten steel oxygen with ferrosilicon, aluminum can be added at the time of tapping to minimize the effect of the end point oxygen, and the variation due to the difference in aluminum addition time can be eliminated, and a separate preparation agent is added. The slag can be deoxidized without.
S130 : 방향성 전기 강판은 알루미늄 협폭 제어가 자기적 특성에 가장 핵심 영향인지이므로 레이들로 출강된 용강을 버블링 스테이션(Bubbling Station)으로 이송하고, 용강 성분을 균일하게 하기 위하여 예를들어 4분간 아르곤으로 버블링을 실시한다. S130: In the oriented electrical steel sheet, since aluminum narrow control is the most important influence on the magnetic properties, transfer the molten steel with ladle to the bubbling station, and for example, argon for 4 minutes to make the molten steel uniform. Bubbling is done.
S140 : 이어서, 진공 탈가스 장치에서 탈가스 및 미세 성분 조정을 실시한다. 진공 탈가스 장치는 RH(Ruhrstahl Herause), VTD, VOD 중 어느 장치를 이용해도 무방하다. RH를 이용하는 경우 환류 가스는 질소 또는 아르곤의 적어도 어느 하 나를 이용할 수 있다. 또한, RH 환류 패턴(Pattern)은 22분 처리를 기준으로 하절기에는 합금철 원료등에 함수율이 증가하여 강중의 수소가 증가할 수 있으므로 2Torr로 유지하는 시간을 15분에서 18분으로 증가시켜 탈수소를 도와 내부 크랙을 저감할 수 있다. S140: Subsequently, degassing and fine component adjustment are performed in a vacuum degassing apparatus. The vacuum degassing apparatus may use any one of Ruhrstahl Herause (RH), VTD, and VOD. When using RH, the reflux gas may use at least one of nitrogen or argon. In addition, the RH reflux pattern (Pattern) may increase the water content of ferroalloy raw materials in the summer and increase hydrogen in the steel in the summer, so the time to maintain 2 Torr is increased from 15 to 18 minutes to help dehydrogenation. Internal cracks can be reduced.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법은 레이들에 페로실리콘을 먼저 투입한 후 용강을 레이들에 출강하고, 출강 완료 시점에 알루미늄 투입량을 산정하여 알루미늄을 투입하게 된다. 따라서, 페로실리콘으로 용강 산소를 탈산한 후 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가함으로써 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있으며, 알루미늄 첨가 시점의 차이에 의한 편차를 제거할 수 있고 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있다.As described above, in the method for manufacturing molten steel of the grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention, the ferrosilicon is first introduced into the ladle, and then the molten steel is pulled out to the ladle, and the aluminum is input by calculating the aluminum input amount at the completion of the tapping. Done. Therefore, by deoxidizing molten steel oxygen with ferrosilicon and adding aluminum at the time of tapping completion, the effect of the end point oxygen can be minimized, and the variation due to the difference of aluminum addition time can be eliminated, and slag can be removed without additional preparation agent. Can be deoxidized.
한편, 레이들에 용강의 투입 완료 시점에 알루미늄을 투입하지만, 버블링 후 및 탈가스 후의 적어도 어느 한 부분에서 알루미늄을 추가 투입할 수 있는데, 알루미늄을 추가 투입하는 본 발명의 다른 실시 예들을 도 2 및 도 3을 이용하여 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, although aluminum is added to the ladle at the time when the molten steel is completed, aluminum may be additionally added at at least one portion after bubbling and degassing. And described with reference to Figure 3 as follows.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.2 is a process flowchart illustrating a molten steel manufacturing method of a grain-oriented electrical steel sheet according to another embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법은 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 용강을 레이들로 출강하는 단 계(S110)와, 용강의 출강 완료 시점에 알루미늄을 투입하는 단계(S120)와, 용강을 버블링하는 단계(S130)와, 용강 성분을 분석하여 알루미늄을 추가 투입하는 단계(S135)와, 탈가스 장치에서 탈가스하는 단계(S140)를 포함한다.Referring to FIG. 2, in the molten steel manufacturing method of the grain-oriented electrical steel sheet according to another embodiment of the present invention, after the ferrosilicon is injected into the ladle, the molten steel is pulled out to the ladle (S110), and the tapping completion time of the molten steel is obtained. Injecting aluminum into (S120), Bubbling molten steel (S130), Analyzing molten steel components to further inject aluminum (S135), and degassing in the degassing apparatus (S140) Include.
S110 : 레이들에 페로실리콘을 투입한 후 전로 정련이 종료된 용강을 레이들로 출강한다.S110: After the ferrosilicon is injected into the ladle, the molten steel after the converter refining is finished.
S120 : 용강의 출강 완료 시점에 알루미늄을 레이들에 투입한다. 이때, 1) 용강 산소를 탈산하기 위한 알루미늄량, 2) 출강중에 유출되는 슬래그를 탈산시키기 위한 알루미늄량, 3) 출강중에 알루미늄이 들어가면서 대기중의 산소와 반응하여 산화되는 알루미늄량, 4) 성분 조정 목적으로 투입하는 알루미늄량의 적어도 어느 하나를 고려하여 알루미늄의 총 투입량을 산정하게 된다.S120: At the time of completion of tapping of molten steel, aluminum is injected into the ladle. At this time, 1) aluminum amount for deoxidizing molten steel oxygen, 2) aluminum amount for deoxidizing slag flowing out during tapping, 3) aluminum amount reacted with oxygen in the air while aluminum is in tapping, and 4) component adjustment The total amount of aluminum is calculated in consideration of at least one of the amount of aluminum to be added for the purpose.
S130 : 레이들로 출강된 용강을 버블링 스테이션(Bubbling Station)으로 이송하고, 용강 성분을 균일하게 하기 위하여 예를들어 4분간 아르곤으로 버블링을 실시한다. S130: The molten steel stepped out of the ladle is transferred to a bubbling station, and bubbling with argon, for example, for 4 minutes to make the molten steel component uniform.
S135 : 이어서, 버블링된 용강의 성분 분석을 실시한다. 이때, 성분을 분석하는 용강 샘플은 7분 이내에 분석 결과가 나와야 실제 용강 성분과 분석 결과값 사이의 편차를 최소화할 수 있다. 분석된 용강에 포함된 알루미늄 중성분, 즉 고용 가능한(soluble) 알루미늄값에 따라 알루미늄을 추가 투입하여 알루미늄 성분을 미세 제어한다. 이때, 목표 성분 적중율을 향상시키고, 조업자간의 편차를 최소화하기 위하여 [수학식 1]과 같은 상관 관계식에 따라 알루미늄을 추가 투입한다. 여기서, 하기 [수학식 1]은 도 3의 그래프에 의해 구해진다. 도 3은 1차 버블링 후 용 강에 포함된 고용 가능한(solble) 알루미늄(X축)과 그에 따른 알루미늄 투입량(Y축)의 관계 그래프로서, 복수의 실험 및 경험을 통해 고용 가능한 알루미늄과 그에 따른 알루미늄 투입량이 얻어지고, 이렇게 얻어진 통계적 수치를 토대로 수학식을 산출하여 [수학식 1]이 도출된다.S135: Then, component analysis of the bubbled molten steel is performed. At this time, the molten steel sample for analyzing the component should be analyzed within 7 minutes to minimize the deviation between the actual molten steel component and the analysis result value. The aluminum component is finely controlled according to the aluminum heavy component included in the analyzed molten steel, that is, the soluble aluminum value. At this time, in order to improve the target component hit ratio, and to minimize the deviation between operators is added aluminum in accordance with the correlation equation as shown in [Equation 1]. Here, the following [Equation 1] is obtained by the graph of FIG. 3 is a graph of the relationship between the soluble aluminum (X-axis) and the amount of aluminum input (Y-axis) included in molten steel after primary bubbling. The aluminum input amount is obtained, and [Equation 1] is derived by calculating the equation based on the statistical values thus obtained.
S145 : 이어서, 진공 탈가스 장치에서 탈가스 및 미세 성분 조정을 실시한다. 진공 탈가스 장치는 RH(Ruhrstahl Herause), VTD, VOD 중 어느 장치를 이용해도 무방하다. 그런데, RH 장치에서 1차 환류될 때 목표 알루미늄 성분값에 맞추기 위하여 버블링 스테이션에서 버블링 후의 성분과 1차 RH의 성분을 참조하여 알루미늄 투입량을 산출할 수 있다. 여기서, 알루미늄 성분이 목표 상한에 근접했을 때는 [수학식 2]에 근거하여 알루미늄 첨가량을 산출할 수 있고, 알루미늄 성분이 하한에 근접하였을 때에는 [수학식 3]에 근거하여 첨가량을 산출하여 첨가하면 적중율을 높일 수 있다. 그런데, 하기 [수학식 2] 및 [수학식 3]은 도 4의 그래프에 의해 구해진다. 도 4는 탈가스 중 1차 RH 후 용강에 포함된 고용 가능한(solble) 알루미늄(X축)과 그에 따른 알루미늄 투입량(Y축)의 관계 그래프로서, 버블링 스테이션에서의 버블링 후의 알루미늄 추가 투입량을 참고로 복수의 실험 및 경험을 통해 고용 가능한 알루미늄과 그에 따른 알루미늄 투입량이 얻어지고, 이렇게 얻어진 통계 적 수치를 토대로 수학식을 산출하여 [수학식 2] 및 [수학식 3]이 도출된다. 한편, 성분 분석 결과와 실제 용강 성분의 차이를 최소화하기 위해서는 7분 이내에 분석 결과가 도출되어야 추가 성분 조정할 때 성분 편차를 최소화할 수 있다. S145: Subsequently, degassing and fine component adjustment are performed in a vacuum degassing apparatus. The vacuum degassing apparatus may use any one of Ruhrstahl Herause (RH), VTD, and VOD. However, in order to match the target aluminum component value when the primary reflux is performed in the RH apparatus, the aluminum input amount may be calculated by referring to the component after bubbling and the component of the primary RH in the bubbling station. Here, when the aluminum component is close to the target upper limit, the aluminum addition amount can be calculated based on [Equation 2], and when the aluminum component is close to the lower limit, the addition amount is calculated and added based on [Equation 3], and the hit ratio Can increase. By the way, the following [Equation 2] and [Equation 3] is obtained by the graph of FIG. 4 is a graph showing the relationship between the soluble aluminum (X-axis) included in molten steel after primary RH in degassing and the amount of aluminum input (Y-axis) accordingly, and shows the additional amount of aluminum added after bubbling at the bubbling station. For reference, a plurality of experiments and experiences can be used to obtain the aluminum available and the amount of aluminum input, and based on the statistical values thus obtained,
한편, 본 발명의 다른 실시 예는 버블링 후와 탈가스 중 1차 환류에서 각각 알루미늄을 추가 투입하는 것으로 설명하였으나, 버블링 후 알루미늄을 추가 투입하거나 또는 1차 환류에서 알루미늄을 추가 투입할 수도 있다. 즉, 버블링 후와 1차 환류의 적어도 어느 한 부분에서 알루미늄을 추가 투입할 수도 있다.Meanwhile, another embodiment of the present invention has been described as additionally adding aluminum at the first reflux after the bubbling and degassing, but may be additionally added to the aluminum at the first reflux or after the bubbling. . That is, aluminum may be further added after at least one portion of the primary reflux after bubbling.
실시 예 Example
고로에서 출선된 용선은 용선 예비 처리에서 탈류 반응을 거쳐 전로에 장입되는데, 전로에서 송산하면 용선의 불순물인 Si, C, Mn, P이 산소와 반응하여 슬래그로 제거되고, 출강중 용존 산소량을 700ppm 이하 목표로 취련을 종료한다. 전로로부터 레이들로 출강시 탈산제를 첨가하는데, 방향성 전기 강판은 실리콘 함량이 3% 정도로 탈산 및 성분 조정 목적으로 페로실리콘 합금철이 13톤 이상 첨가한다. 합금철 호퍼로부터 합금철 투입시간을 고려할 때 출강 시간중에 전량 투입할 수 없으므로 레이들에 페로실리콘을 먼저 투입하고 용강을 레이들로 출강하여 페로실리콘으로 선탈산시킨다. 전로 종점 용강 산소를 700ppm 이하 타겟으로 종료하였을 때 전로 슬래그를 분석한 결과 슬래그 산화도 (T.Fe+MnO)가 16.8%～20.0%인 것과 출강중 유출되는 슬래그량을 측정한 결과를 감안하면 슬래그를 탈산하기 위한 알루미늄 투입량을 산정할 수 있다. The molten iron from the blast furnace is charged to the converter through the deflow reaction in the molten iron preliminary treatment, and when the iron is transferred, the impurities of molten iron, Si, C, Mn, and P, react with oxygen and are removed as slag, and the dissolved oxygen content during tapping is 700 ppm. The drilling ends with the following objective. The deoxidizer is added when the ladle is pulled from the converter, and the grain-oriented electrical steel sheet has a silicon content of about 3% and adds 13 tons of ferrosilicon ferroalloy for deoxidation and composition adjustment. Considering the ferroalloy input time from the ferroalloy hopper, it is impossible to put the whole amount during the tapping time, so ferrosilicon is first introduced into the ladle, and the molten steel is pulled out to the ladle and deoxidized to ferrosilicon. When the converter slag was analyzed when the end point of molten steel oxygen was completed with the target of 700ppm or less, the slag oxidation (T.Fe + MnO) was 16.8% ~ 20.0% and the slag discharged during tapping was considered. It is possible to calculate the aluminum input amount to deoxidize.
페로실리콘 합금철로 선탈산하여 용강의 산소를 일정 수준 이하로 확보를 하고, 출강 완료 시점에 알루미늄을 첨가하여 탈산하게 되면 종점 산소의 영향을 최소화할 수 있으며, 슬래그 위에 알루미늄을 투입하고 버블링 스테이션에서 4분간 탑 버블링(Top Bubbling)을 강하게 실시하게 되면 별도의 조재제 투입없이 슬래그를 탈산시킬 수 있도 있다. 따라서, 조재제를 생략할 수 있었으며 전체 탈산 목적의 알루미늄 투입량을 저감할 수 있었다.By deoxidation with ferrosilicon ferroalloy to secure oxygen of molten steel below a certain level, and deoxidation by adding aluminum at the completion of tapping, the effect of end point oxygen can be minimized, and aluminum is put on slag and bubbling station If top bubbling is strong for 4 minutes, slag can be deoxidized without additional preparation. Therefore, it was possible to omit the preparation and to reduce the amount of aluminum input for total deoxidation purposes.
하기 [표 1]에 종래 예와 본 발명 예의 용강 탈산 방법에 따른 알루미늄 분석값과 제품에서의 토탈 산소의 분석 결과를 나타내었다. 비교 예 1～5는 출강중에 종점 산소에 따라 알루미늄을 투입하고 출강 완료 후에 조재제를 300㎏ 첨가한 결과이며, 비교 예 6～8은 출강중에 종점 산소에 따라 알루미늄을 첨가하지만 조재제는 생략하고 시험한 결과이며, 발명 예 1～5는 출강 완료후에 알루미늄을 첨가하고 조재제는 생략한 결과를 나타내고 있다.Table 1 below shows the analysis results of aluminum and total oxygen in the product according to the molten steel deoxidation method of the conventional example and the present invention example. In Comparative Examples 1 to 5, aluminum was added according to the end point oxygen during tapping and 300 kg of crude agent was added after the tapping was completed. In Comparative Examples 6 to 8, aluminum was added according to the end point oxygen during tapping, but the preparation was omitted. It is the result of the test, and the invention examples 1-5 showed the result which aluminum was added and the preparation agent was omitted after completion of tapping.
division
ppmTerminal oxygen
ppm
kgPreparation
kg
kgAl input amount
kg
[Al], %After bubbling
[Al],%
ppmProduct [TO]
ppm
시험결과 발명 예에서는 비교 예와 동등한 종점 용강 산소에서 알루미늄을 첨가한 것보다 10～30% 높은 알루미늄 실수율을 얻을 수 있어 탈산 효율이 개선된 것을 확인할 수 있었으며, 또한 제품 열연 코일에서 측정한 토탈 산소가 3ppm 정도 감소하여 용강 청정도가 향상되었음을 의미한다. 이와 같이 본 발명의 페로실리콘으로 선탈산하고 알루미늄으로 탈산하는 복합 탈산법이 종래의 탈산 방법보다 탈산 효율이 높을 뿐만 아니라 청정성도 현저히 개선됨을 알 수 있었다. Test result In the invention example, it was confirmed that the deoxidation efficiency was improved by obtaining an aluminum real ratio of 10-30% higher than that of aluminum in the end point molten steel oxygen equivalent to the comparative example, and the total oxygen measured in the product hot rolled coil It was reduced by about 3ppm, indicating that molten steel cleanliness was improved. As described above, it was found that the complex deoxidation method, which deoxidizes with ferrosilic acid of the present invention and deoxidizes with aluminum, not only has higher deoxidation efficiency than conventional deoxidation method but also significantly improves cleanliness.
또한, 하기 [표 2]에는 종점 산소에 따른 비교 예의 알루미늄 첨가 기준과 발명 예의 알루미늄 첨가 기준을 나타내었는데, 발명 예는 동등한 종점 산소 기준에서 조재제를 투입하지 않고 알루미늄 첨가량을 감소시켜도 종래 예와 동등 이상의 알루미늄 실수율을 얻을 수 있었다.In addition, the following Table 2 shows the aluminum addition standard of the comparative example and the aluminum addition standard of the invention example according to the end point oxygen. The invention example is equivalent to the conventional example even if the amount of aluminum addition is reduced without adding the preparation agent at the equivalent end point oxygen reference. The above aluminum real error rate was obtained.
division
Preparation agent (kg)
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above embodiment, it should be noted that the above embodiment is for the purpose of explanation and not for the limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.1 is a process flow chart illustrating a molten steel manufacturing method of a grain-oriented electrical steel sheet according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 방향성 전기 강판의 용강 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.2 is a process flow chart for explaining a molten steel manufacturing method of a grain-oriented electrical steel sheet according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 수학식 1을 도출하기 위한 버블링 후 고용 가능한 알루미늄량과 알루미늄 추가 투입량과의 관계 그래프.Figure 3 is a graph of the relationship between the amount of aluminum can be dissolved and the additional amount of aluminum after bubbling to derive Equation 1 according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 수학식 2 및 3을 도출하기 위한 환류 후 고용 가능한 알루미늄량과 알루미늄 추가 투입량의 관계 그래프.Figure 4 is a graph of the relationship between the amount of aluminum to be dissolved and the amount of additional aluminum input after reflux to derive
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| KR20110072494A (en) | 2011-06-29 |
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