KR20090073979A - Method for manufacturing Mn containing steel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 망간 함유 강의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전로(Basic Oxygen Furnace)를 이용하여 망간 함량이 높은 강종의 생산에 있어서 투입되는 합금 원소량이 많기 때문에 발생하는 용강의 온도 하락 및 제조원가의 증가를 해소할 수 있는 망간 함유 강의 제조 방법이다. The present invention relates to a method of manufacturing manganese-containing steel, and more particularly, using the Oxygen Furnace (Basic Oxygen Furnace) to reduce the temperature and production cost of the molten steel caused by the large amount of alloying elements introduced in the production of high manganese content It is a manufacturing method of manganese containing steel which can eliminate the increase of.
일반적으로 통상의 고Mn강의 경우는 Mn을 1~5중량% 정도 함유하고 있으며, 일부 스테인레스강의 경우에서도 망간의 함량이 10중량%이하인 강을 생산하고 있다. 또한, 최근에는 자동차용 고강도 고성형성 강재의 경우는 망간 함량이 15~25중량%인 강종이 있다. 통상의 전로 공정을 이용하여 이러한 고망간강을 제조하는 경우, 탄소 함량이 4.5중량%정도인 용선을 전로에서 탈탄과정을 거쳐 탄소가 0.2~0.4중량%인 용강으로 만든 후에 출강 중에 용해와 정련을 거쳐 최종 제품으로 제조된 Mn이 함유된 고상 합금철을 투입함으로써 망간 성분을 제어하는 방법을 사용하고 있다. In general, high Mn steels contain Mn by 1 to 5% by weight, and some stainless steels also produce steels with manganese content of 10% by weight or less. In addition, recently, in the case of high-strength high-forming steels for automobiles, there are steel grades having a manganese content of 15 to 25% by weight. In the case of manufacturing such high manganese steel by using a conventional converter process, molten iron having a carbon content of about 4.5% by weight is decarburized in the converter and melted and refined during tapping after melting into molten steel having 0.2 to 0.4% by weight of carbon. The manganese component is controlled by introducing a solid iron alloy containing Mn prepared as a final product.
그러므로, 이러한 조업 방법에서는 요구되는 망간 함량이 증가함에 따라 투입되는 망간 합금철의 양이 증가하게 된다. 투입되는 망간 합금철의 양이 증가하게 되면 용강의 온도가 하강되어 이를 방지하거나 보상하는 방법이 요구된다. Therefore, in this operation method, the amount of manganese ferroalloy added increases as the manganese content required increases. When the amount of manganese ferroalloy is increased, the temperature of molten steel is lowered, and a method of preventing or compensating for this is required.
예를 들면, Mn함량이 1~5중량%인 강종인 경우에서는 전로 종점 온도를 증가시키거나 이차 정련에서 용강 온도를 상승시킨 후에 합금철을 투입하는 방법을 사용하여 합금철 투입에 의한 용강 온도의 하락을 보상하는 방법을 사용하고 있다. 하지만, 망간 함량이 10중량%이상인 고망간강을 제조하는 경우에는, 합금철 투입에 의한 용강 온도 하락을 방지할 수 있을 정도로 전로에서의 용강 온도를 매우 높게 유지하여야 한다. 이러한 경우 통상의 조업 온도에 비해 최소 150℃ 정도 높게 조업을 하여야 하고, 용강의 산화가 많이 발생하게 되며, 강중의 용존 산소를 증가시켜 합금철 투입 과정에서 합금 성분이 산화되어 합금철 중 유효 금속의 실수율이 저하되는 문제가 발생한다. For example, in the case of a steel grade with Mn content of 1 to 5% by weight, the temperature of the molten steel due to the addition of ferroalloy is increased by increasing the converter end temperature or increasing the molten steel temperature in the secondary refining. We are using a method to compensate for the decline. However, in the case of manufacturing high manganese steel with a manganese content of 10% by weight or more, the molten steel temperature in the converter must be maintained so high that it can prevent the molten steel temperature drop due to the ferroalloy. In this case, the operation should be performed at least 150 ℃ higher than the normal operation temperature, and the oxidation of molten steel will occur, and the dissolved oxygen in the steel will be increased to oxidize the alloy components in the process of adding ferroalloy, which will lead to the There is a problem that the error rate is lowered.
따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위하여 전로 출강 중에 투입되는 합금철 양을 전체 필요한 합금철의 일부만 투입을 한 후에, 이차 정련 공정에서 용강의 온도를 산화 또는 전기에너지를 이용하여 승온하면서 합금철을 투입하는 방법을 사용하기도 한다. 하지만, 이차 정련 공정에서 용강의 온도를 상승시키는 방법은 전로에서의 용강 온도 상승에 필요한 에너지에 비해서 많은 양이 사용되며 그 효율도 낮기 때문에 처리 시간의 증가 및 생산 원가가 증가하는 문제점을 야기시킨다.Therefore, in order to solve such a problem, after only a portion of all the required ferroalloy is added to the amount of ferroalloy input during converter tapping, the ferroalloy is introduced while the temperature of the molten steel is raised by oxidation or electrical energy in the secondary refining process. The method is also used. However, the method of increasing the temperature of the molten steel in the secondary refining process uses a large amount compared to the energy required to increase the molten steel temperature in the converter, and because of its low efficiency, causes a problem of increased processing time and increased production cost.
또한, 한국공개특허공보 제2008-0072786호에 따르면, 약 6% C를 함유하는 용융 페로망간과 약 0.1% C를 함유하는 용강을 필요한 량의 슬래그 형성제와 함께 FeMn 정련 전로에 투입하는 방법이 있다. 그러나, 원하는 최종 제품 강의 불순물 성분을 얻고자 할 경우에는 추가적인 공정이, 이를 테면 정련 공정 등이 요구되며 이에 따른 비용 및 시간이 소모된다. 그리고, 이러한 방법으로 강을 제조할 시에는 요구되는 용강의 성분 상태에 따라 용융 상태의 FeMn의 불순물 함량을 대응시키기가 어렵다는 단점이 있다.In addition, according to Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0072786, a method of injecting molten ferro-manganese containing about 6% C and molten steel containing about 0.1% C into the FeMn refining converter together with the required amount of slag forming agent is disclosed. have. However, in order to obtain the impurity component of the desired final product steel, an additional process, such as a refining process, is required, which costs and time. In addition, when manufacturing the steel in this way, there is a disadvantage that it is difficult to correspond to the impurity content of FeMn in the molten state according to the required component state of the molten steel.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전로 공정에서 일반 저합금강과 같은 조업 조건으로 산소 취련을 실시한 후에 용융 상태의 망간 합금을 투입하여 망간 성분을 제어하도록 하는 망간 함유 강의 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention has been made in order to solve the above problems, a method of manufacturing manganese-containing steel to control the manganese components by introducing a molten manganese alloy after the oxygen blowing in the operating conditions, such as general low alloy steel in the converter process. To provide.
또한, 본 발명은 추가적인 공정없이 요구되는 강종에 적합한 불순물 제어가 가능하도록 하는 망간 함유 강의 제조 방법을 제공하고자 한다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing manganese-containing steel which enables impurity control suitable for the required steel grade without further processing.
본 발명은 취련된 용강을 출강하는 단계; 및 상기 출강된 용강에 용융 상태의 합금철을 투입하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of tapping the molten steel; And it provides a method for producing manganese-containing steel comprising the step of injecting molten iron into the molten steel.
또한, 본 발명은 용융 상태의 합금철을 마련하는 단계; 및 상기 용융 상태의 합금철에 취련을 거쳐 출강된 용강을 투입하는 단계를 포함하는 망간 함유 강의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a ferroalloy in the molten state; And it provides a method for producing a manganese-containing steel comprising the step of injecting molten steel tapping through the blow to the molten iron alloy.
여기서, 상기 용융 상태의 합금철은 상기 용강 상태 또는 강종에 따라 불순물이 제어된 것일 수 있으며, 상기 용융 상태의 합금철은 FeMn전기로에서 제조된 FeMn이거나 고상의 FeMn이 소형 전기로에서 용해된 것일 수 있다.Here, the ferroalloy in the molten state may be an impurity is controlled according to the molten steel state or steel species, the ferroalloy of the molten state may be FeMn manufactured in FeMn electric furnace or solid FeMn dissolved in a small electric furnace. .
이때, 상기 용융 상태의 합금철은 FeMn 정련로에서 정련된 FeMn일 수 있고, 상기 정련된 FeMn을 탈린하는 공정을 더 수행할 수 있다.In this case, the molten state of the ferroalloy may be FeMn refined in a FeMn refining furnace, it may be further carried out a process for desalting the refined FeMn.
또한, 상기 용융 상태의 합금철은 적어도 한 번의 탈린 공정을 거친 FeMn일 수 있으며, 상기 FeMn은 탈린 공정을 거친 뒤 정련 공정을 거친 FeMn일 수도 있다.The ferroalloy in the molten state may be FeMn that has undergone at least one dephosphorization process, and the FeMn may be FeMn that has undergone a dephosphorization process and then undergoes a refining process.
이때, 상기 정련 공정을 거친 FeMn을 탈린하는 공정을 더 수행할 수 있다.At this time, the process of dephosphorizing the FeMn through the refining process may be further performed.
또한, 상기 용융 상태의 합금철은 상기 용융 합금철의 융점 보다 50℃ 이상 300℃ 이하 높은 상태일 수 있다.In addition, the ferroalloy in the molten state may be in a state of 50 ° C or more and 300 ° C or higher than the melting point of the molten alloy iron.
여기서, 상기 용융 상태의 합금철 내의 불순물 함량은 하기 식으로 제어될 수 있다.Here, the impurity content in the molten iron alloy can be controlled by the following equation.
[식][expression]
(용강 전로 종점의 불순물 함량) + (FeMn중 불순물 함량) × (투입량) < (강종별 설계치 × 가중치)(Impurity content at the end of molten steel converter) + (Impurity content in FeMn) × (Input amount) <(Design value by steel type × Weight)
여기서, 불순 원소별 한계 가중치는, [C] : 설계 상한의 100%, [P] : 설계 상한의 90%, [N] : 설계 상한의 80%이다.Here, the limit weight for each impurity element is [C]: 100% of the upper design limit, [P]: 90% of the upper design limit, and [N]: 80% of the upper design limit.
또한, 상기 용융 상태의 합금철은 상기 출강된 용강에 투입되는 양의 10~20 배가 하나의 보관 용기에 보관될 수도 있으며, 상기 보관 용기에 보관된 상기 용융 상태의 합금철의 온도를 유지하기 위하여 보열하는 단계를 더 포함할 수도 있다.In addition, the molten iron alloy may be stored in one storage container 10 to 20 times the amount of the molten steel is added to the steel, to maintain the temperature of the molten iron alloy stored in the storage container It may further comprise the step of keeping.
본 발명에 의한 망간 함유 강의 제조 방법으로, 전로 공정에서 일반 저합금강과 같은 조업 조건으로 산소 취련을 실시한 후에 용융 상태의 망간 합금을 투입하여 용강의 온도 하강을 방지함으로써 추가적인 공정이 요구되지 않는 용이한 조업이 가능하다. In the manufacturing method of manganese-containing steel according to the present invention, after the oxygen blowing in the operating conditions, such as general low-alloy steel in the converter process, by introducing a molten manganese alloy to prevent the temperature drop of the molten steel, an additional process is not required easily Operation is possible.
또한, 본 발명에 따른 망간 함유 강의 제조 방법은 추가적인 공정없이 요구 되는 강종에 적합한 불순물 제어가 가능하다.In addition, the manufacturing method of the manganese-containing steel according to the present invention can control the impurity suitable for the steel type required without further processing.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 망간 함유 강의 제조 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, a method of manufacturing manganese-containing steel according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will 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 to fully understand the scope of the invention. It is provided to inform you.
달리 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Commonly defined terms used are additionally interpreted to have a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed contents, and are not interpreted in an ideal or very formal sense unless defined.
먼저, 전로 공정에서는 고망간강을 제조하기 위해 망간 함량이 낮은 강종에 망간 함유 합금철을 투입하는 방법이 사용되고 있다. 이와 같은 방법을 사용하는 경우 망간 함량이 15 중량%이상인 강종을 생산하기 위해서는 용강량 280톤을 기준으로 망간 함량에 따라 45~63 톤의 합금철을 투입하여야 하며, 이로 인하여 용강의 온도가 약 250~350℃ 정도 하락하는 문제가 발생한다. 이와 같은 경우 용강의 온도를 보상하기 위해 이론적으로 전로 공정에서 출강 온도를 1900℃ 정도로 하여야 하는 문제점을 가지고 있으며, 이와 같은 온도는 현재의 상용 정련 설비에서는 제어할 수 있는 온도 범위를 초과한다. 또한 레이들 퍼니스(Ladle furnace)와 같은 승 온 설비를 사용하는 경우에서도 이와 같은 온도를 보상하기 위해서는 승온시간만 100분 이상으로 처리해야 하므로 과도한 공정시간을 야기시킨다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 전기로 공정에서 망간을 용해할 시에 용강 중의 질소 농도가 약 300 ppm이상으로 증가하는 경우가 발생하기도 한다. 따라서, 본 발명의에서는 용융 상태의 망간 합금철을 취련된 용강에 장입하는 방법을 제시한다. 이와 같은 본 발명에 따른 공정을 도 1에 도시하였다.First, in the converter process, a method of injecting manganese-containing ferroalloy into steel grades having low manganese content is used to manufacture high manganese steel. In this case, 45 ~ 63 tons of ferroalloy should be added in accordance with the amount of manganese based on 280 tons of molten iron to produce steel grades with a manganese content of 15% by weight or more. There is a problem of falling by ~ 350 ℃. In this case, in order to compensate the temperature of the molten steel theoretically has a problem that the tapping temperature in the converter process should be about 1900 ℃, this temperature exceeds the temperature range that can be controlled in the current commercial refining equipment. In addition, even in the case of using a heating apparatus such as a ladle furnace (Ladle furnace), in order to compensate for such a temperature, only the temperature rise time must be processed to 100 minutes or more, there is a problem that causes excessive process time. In addition, when melting manganese in an electric furnace process, the nitrogen concentration in molten steel may increase to about 300 ppm or more. Accordingly, the present invention proposes a method of charging the molten manganese ferroalloy into a molten molten steel. Such a process according to the invention is shown in FIG. 1.
도 1에 따르면, 본 발명의 실시예에서는 용해된(고탄소 FeMn) 또는 정련되거나(중/저탄소 FeMn) 탈린된(저P FeMn) 용융 상태의 망간 합금철을 직접 출강된 용강에 투입한다. 본 명세서 전반에 걸쳐 정련은 탈탄 정련으로 설명되었지만, 탈탄 정련 이외에도 요구되는 공정 또는 강종 등에 따라 탈규, 탈알루미늄 등을 포함할 수 있다.According to FIG. 1, in the embodiment of the present invention, manganese alloy iron in a molten (high carbon FeMn) or refined (medium / low carbon FeMn) or dephosphorized (low P FeMn) molten state is directly injected into the molten steel. Throughout this specification, refining has been described as decarburization refining, but in addition to decarburization refining, the refining may include degreasing, dealuminum, and the like depending on the required process or steel grade.
탄소 및 인의 함량 규제가 적은 강종에 대해서는 투입 1의 경로와 같이 FeMn 제조 공정 중에 원료의 용해 단계에서 수득된 고탄소 FeMn을 출강된 용강에 투입할 수 있다. 이 경우 FeMn의 용해 이외에 별도의 공정이 요구되지 않으므로 비교적 저가의 공정을 수행할 수 있다. For steel grades with low carbon and phosphorus content restrictions, high carbon FeMn obtained at the dissolution stage of the raw materials during the FeMn manufacturing process can be added to the molten steel. In this case, since a separate process is not required other than the dissolution of FeMn, a relatively inexpensive process can be performed.
탄소 함량이 높고 P 함량이 250ppm 이하 정도로 낮은 강종을 제조하기 위해서는 투입 2의 경로와 같이 용해된 뒤 탈린된 저P 고탄소 FeMn을 투입할 수 있다.In order to produce steel grades having a high carbon content and a low P content of 250 ppm or less, low P high carbon FeMn dissolved after dissolving as in the route of input 2 may be added.
탄소 함량이 낮고 P의 함량이 낮은 강종에는 투입 3의 경로와 같이 탈린 후 탈탄 처리를 통해 탄소 함량을 낮춘 저P 중/저탄소 FeMn을, 탄소 함량이 낮으면서 P의 함량이 150ppm 이하로 낮은 강종의 경우에는 투입 4의 경로와 같이 투입 3의 경로를 거친 뒤 한 번 더 탈린 처리되어, 즉 탈린-탈탄 정련-탈린 처리되어 P 함량이 0.03ppm 이하인 극저P 중/저탄소 FeMn이 투입될 수 있다.Steel grades with low carbon content and low P content are made of low P medium / low carbon FeMn, which is lowered by decarburization and decarburization, as in the route of input 3, and with low P content of 150 ppm or less. In this case, after passing through the route of the input 3, such as the route of the input 4, and further dephosphorization, that is, delineation-decarburization refining-delineation treatment, ultra-low P medium / low carbon FeMn having a P content of 0.03 ppm or less may be introduced.
또한, 탄소 함량이 낮고 P의 규제가 적은 강종에는 투입 5의 경로와 같이 용해된 뒤 바로 탈탄 정련된 중/저탄소 FeMn이 투입될 수도 있다. 저P 중/저탄소 FeMn은 또한 투입 6의 경로와 같이 탈탄 정련-탈린을 거친 후 투입될 수도 있다. In addition, the low carbon content and low P regulation steel grades may be added to the decarburized medium / low carbon FeMn immediately after melting, such as the route of input 5. Low P medium / low carbon FeMn may also be added after decarburization-tallin, such as the route of input 6.
이와 같이 용융 상태의 합금철을 직접 출강된 용강에 투입할 경우, 용강의 온도 하강을 방지하면서 높은 농도의 Mn을 함유하는 강을 제조할 수 있다.Thus, when the molten iron alloy is added to the molten steel directly outgoing, it is possible to produce a steel containing a high concentration of Mn while preventing the temperature drop of the molten steel.
또한 용강의 상태 혹은 제조하고자 하는 강종에 따라 불순물의 함량이 제어된 용융된 FeMn을 투입하여 원하는 품질의 강종을 매우 단순하고 용이한 방법으로 제조할 수 있다.In addition, the molten FeMn in which the content of impurities is controlled according to the state of the molten steel or the steel to be manufactured can be added to produce steel of a desired quality in a very simple and easy manner.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples.
[실시예 1]Example 1
실시예 1은 용강 중의 Mn함량이 1~8 중량% 정도의 강종을 제조하는 공정에 대한 것이다. Mn 함유 강의 제조 방법은 FeMn을 제조하는 공정에서 얻어진 용융 FeMn을 하부에 슬라이딩 게이트가 있는 레이들을 이용하여 제강 공장에 있는 분탕설비로 이송하는 단계와 기존 제강의 전로에서 취련 조업을 통해 탄소와 망간이 낮은 용강을 만들어 수강 레이들에 용강을 출강하여 분탕장으로 이송하는 단계를 포함한다. 여기서 용융 FeMn은 FeMn 전기로에서 제조된 FeMn일 수 있다.Example 1 relates to a process for producing a steel grade of about 1 to 8% by weight of Mn in molten steel. In the manufacturing method of Mn-containing steel, carbon and manganese may be transferred through molten FeMn obtained in the process of manufacturing FeMn to a water supply facility in a steelmaking factory by using a ladle with a sliding gate at the bottom and a blowing operation in an existing steel converter. Making the low molten steel and tapping the molten steel on the water ladle and transferring the molten steel to the bathhouse. The molten FeMn may be FeMn manufactured in a FeMn electric furnace.
전로에서 출강하는 경우, 기존 조업에서는 출강 중의 고상의 FeMn을 투입하지만, 실시예 1에서는 고상의 FeMn을 투입하지 않고 바로 분탕장으로 이송한다. FeMn이 담겨진 레이들은 로드셀과 같은 하중 측정 수단이 부착된 분탕설비에서 하부에 설치된 분탕용 노즐을 통하여 용강이 담겨진 레이들에 용융 상태로 투입된다. 이때 로드셀의 변화량으로 FeMn 투입량을 산출하여, 목표 망간 성분에 필요한 망간량이 투입되는 경우 슬라이딩 게이트를 닫아 용융 FeMn의 투입을 종료한다. FeMn투입 작업이 끝나면 수강 레이들은 이차 정련 설비에서 다른 합금철 성분 및 온도 조정 작업으로 진행한다. 이러한 작업은 용융 FeMn이 담겨진 레이들이 다 사용될 때까지 반복하게 된다. 이러한 작업 중에서 용융 FeMn의 보온을 위해서 용융 FeMn이 담겨진 레이들에는 보열 버너가 더 구성될 수도 있다. 실시예 1에서의 보열 버너는 기존의 가스 버너 및 플라즈마 버너 등 어떠한 형태의 보열 버너도 사용할 수 있다. In the case of tapping in the converter, the solid FeMn during tapping is introduced in the existing operation, but in Example 1, the solid FeMn is not directly added to the bathhouse. The ladle containing FeMn is injected into the ladle containing molten steel through a nozzle for dispensing at the lower part of the bowling equipment equipped with a load measuring means such as a load cell. At this time, the amount of FeMn input is calculated by the change amount of the load cell, and when the amount of manganese required for the target manganese component is input, the sliding gate is closed to complete the input of molten FeMn. At the end of the FeMn injection operation, the steel ladle proceeds to other ferroalloy and temperature adjustment operations in the secondary refining plant. This operation is repeated until the ladle containing the molten FeMn is used up. Among these operations, a ladle containing molten FeMn for keeping the molten FeMn may further include a thermal burner. The thermal burner in Embodiment 1 may use any type of thermal burner such as a conventional gas burner and a plasma burner.
슬라이드 게이트 방식으로 용융 FeMn을 분탕하는 경우 슬라이딩 게이트 내부의 망간의 응고 또는 주입용 노즐의 응고 등이 발생할 수 있으므로 분탕이 완료된 후에 다음 분탕이 발생할 때까지 전기 저항로 또는 가스 버너를 이용하여 주입용 노즐의 내부 온도를 1000℃ 이상으로 유지하도록 가열한다.In the case of blowing molten FeMn by the slide gate method, solidification of manganese in the sliding gate or solidification of the injection nozzle may occur, so that the injection nozzle using an electric resistance furnace or a gas burner after the completion of the separation is performed. The internal temperature of the substrate is heated to maintain at least 1000 ° C.
[실시예 2]Example 2
실시예 2는 용강 중의 Mn함량이 8%이상인 강종을 제조하는 공정에 대한 것이다. FeMn을 제조하는 공정에서 얻어진 용융 FeMn을 토페도 레이들 카(Torpedo ladle car, 이하 TLC)에 분탕을 실시한다. 용융 FeMn공정에서 제조되는 FeMn은 그 용량에 따라 3~4 레이들을 TLC에 장입한 후에 고 Mn강을 제조하는 공장에 이송한다. 3~4 레이들을 공급할 때 시간이 소요되는 경우 TLC 상부에서 버너를 이용하여 지속적으로 예열을 실시할 수도 있다. 이송된 용융 FeMn은 출강 레이들에 원하는 Mn성분에 맞추어서 출강한다. 용융 FeMn을 장입한 출강 레이들을 전로로 이송하여 취련이 완료된 용강을 이 레이들에 출강함으로써 원하는 Mn함량을 조절한다. Example 2 relates to a process for producing steel species having a Mn content of 8% or more in molten steel. The molten FeMn obtained in the process of manufacturing FeMn is subjected to powdering on a Torpedo ladle car (TLC). FeMn, produced in the molten FeMn process, is charged to the TLC after manufacturing 3 to 4 ladles according to its capacity, and is transferred to a factory for manufacturing high Mn steel. If it takes time to feed the 3-4 ladles, the burner can also be preheated continuously on top of the TLC. The transferred molten FeMn is tapped in accordance with the desired Mn component in the tapping ladle. The tapping ladle loaded with molten FeMn is transferred to the converter to adjust the desired Mn content by tapping the molten steel after blown into the ladle.
실시예 2에서는 전로에서 취련된 용강을 먼저 출강 레이들에 출탕한 후 TLC에서 용융 FeMn을 추가로 투입하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 하지만, 출강한 후에 용융 Mn을 투입하는 방법은 성분 혼합을 위해 저취 또는 상취와 같은 별도의 균일화 처리를 실시하여야 할 수도 있다. In Example 2, the same effect can be obtained even if the molten steel blown from the converter is first tapped into the tapping ladle, and then molten FeMn is further added in TLC. However, the method of injecting molten Mn after tapping may have to perform a separate homogenization treatment such as low odor or high odor for ingredient mixing.
[실시예 3]Example 3
실시예 3은 용강 중의 Mn함량이 8%이상인 강종을 제조하는 공정에 대한 것이다. 고 Mn강을 제조하는 공장에서는 1 회 필요한 FeMn 소요량의 10~20 배의 용융 FeMn을 보관할 수 있는 유도가열형 혼선로 또는 저선로 등과 같은 보관형 정련 용기(이하 '보관 용기'라 함)를 구비하고 있다. 먼저, FeMn을 제조하는 공정에서 얻어진 용융 FeMn을 고 Mn강 제조 공장으로 이송한다. 고 Mn강을 생산할 때 전로에서 취련이 종료된 용강을 출강 레이들에 받은 후에 보관 용기로 이송을 하여 FeMn 공정에서 얻어진 용융 FeMn을 필요한 양만큼 공급받는다. 이와 같은 보관 용기를 사용하는 경우 고 Mn강의 연속 주조를 위해 다수 회의 고 Mn강 생산을 용이하게 수행할 수 있다. 보관 용기의 크기를 10~20 배로 정한 이유는 다음과 같다. 즉, 보관 용기의 크기가 10 배 보다 적은 경우 고 Mn강 생산시에 사용되는 용융 FeMn이 사용량이 많아서 생산이 종료된 후의 보관용기의 용융 FeMn이 적어지기 때문에 보관용기의 열효율이 저하되어 융용 FeMn의 온도가 하락하는 문제가 있다. 이와 같은 경 우 별도의 승열 설비가 필요로 하기 때문에 처리 비용이 증가하는 문제를 발생시킨다. 한편, 보관용기의 크기가 20 배 보다 커지는 경우 용융 FeMn이 보관용기에 체류하는 시간이 길어지게 되고 이와 같은 경우 대기 또는 분위기에서 유입되는 산소 및 질소에 의해서 용융 FeMn의 산화 및 질소 성분이 증가하는 경향을 나타낸다. 따라서, 반응 용기의 크기가 20 배 초과인 경우에서는 질소 농도가 매우 높아져서 용융 FeMn을 사용할 시에 질소 성분을 제어하기가 어려우며, 산화된 FeMn에 의해서 탈산제의 실수율이 낮아지는 문제점을 나타낸다. 따라서, 보관용기의 크기는 1 회 사용량의 10~20 배 정도가 적절하다.Example 3 relates to a process for producing a steel species having a Mn content of 8% or more in molten steel. Plants that manufacture high Mn steel have storage refining vessels (hereinafter referred to as 'storage vessels'), such as induction heating crosstalks or low-pass furnaces, which can store 10-20 times the molten FeMn required for a single FeMn requirement. Doing. First, molten FeMn obtained in the process of manufacturing FeMn is transferred to a high Mn steel manufacturing plant. When producing high Mn steel, the molten steel which has been blown off in the converter is received in the tapping ladle, and then transferred to the storage container to supply the molten FeMn obtained in the FeMn process in the required amount. The use of such storage vessels facilitates the production of multiple high Mn steels for continuous casting of high Mn steels. The reason for setting the storage container size 10 ~ 20 is as follows. That is, when the size of the storage container is less than 10 times, the molten FeMn used in the production of high Mn steel is high and the molten FeMn of the storage container is reduced after the production is completed. There is a problem of temperature drop. In this case, a separate heating device is required, which increases the processing cost. On the other hand, when the size of the storage container is larger than 20 times, the time for the molten FeMn to stay in the storage container becomes longer, and in this case, the oxidation and nitrogen components of the molten FeMn increase due to oxygen and nitrogen introduced from the atmosphere or atmosphere. Indicates. Therefore, when the size of the reaction vessel is more than 20 times, the nitrogen concentration is very high, it is difficult to control the nitrogen component when using the molten FeMn, it shows a problem that the error rate of the deoxidizer is lowered by the oxidized FeMn. Therefore, the size of the storage container is about 10 to 20 times the amount of use once.
[실시예 4]Example 4
실시예 4는 본 발명의 실시예 1 내지 3에서 사용된 고 Mn강 제조 방법에서 용융 FeMn을 제조하기 위해서 FeMn 제조 설비를 이용하는 것이 아니라, 고상의 FeMn을 용해할 수 있는 소형 전기로를 이용하여 용융 FeMn을 제조하는 방법에 대한 것이다. Example 4 does not use a FeMn production facility to produce molten FeMn in the high Mn steel manufacturing method used in Examples 1 to 3 of the present invention, but uses a small electric furnace capable of dissolving solid FeMn to melt molten FeMn. It is about how to prepare.
용융 FeMn을 소형 전기로를 이용하여 용해하는 경우, 용해하는 FeMn의 종류에 따라 용해 방법을 다르게 사용하여야 한다. 즉 탄소가 많이 함유된 FeMn을 사용하는 경우 전기로에서 용융 중에 전극봉에 의한 탄소 픽업(pick-up) 문제가 발생하지 않지만, 저탄소 FeMn을 사용하는 경우에서는 탄소가 증가하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 소형 전기로를 이용하여 고상의 FeMn으로 용융 FeMn을 제조하는 경우에는 고탄소(C<7.5%) 또는 중탄소(C<2%) FeMn을 투입할 수 있는 강종에 대해서만 사용이 가능할 것이다.When molten FeMn is dissolved using a small electric furnace, the melting method should be used differently depending on the type of FeMn to be dissolved. That is, in the case of using FeMn containing a lot of carbon, the problem of carbon pick-up by electrodes during melting in the electric furnace does not occur, but in the case of using low-carbon FeMn, there is a problem in that carbon increases. Therefore, in the case of manufacturing molten FeMn from solid FeMn using a small electric furnace, it may be used only for steel grades capable of adding high carbon (C <7.5%) or medium carbon (C <2%) FeMn.
[실시예 5]Example 5
실시예 5는 본 발명에서의 용융 FeMn을 투입하기 위해서 사용되는 분탕(실시예 1), TLC(실시예2), 보관 용기(실시예 3)에서의 용융 FeMn의 온도 제어에 관한 것이다. 용융 FeMn은 그 성분 함량에 따라 융점이 달라진다. 용융 상태의 FeMn의 온도가 낮은 경우 점성이 증가하여 분탕 및 출강 레이들로의 투입이 어려우며, 온도가 너무 높은 경우 용탕에 산화물이나 질화물들이 생성되어 점도가 증가하는 문제를 발생시킨다. 그러므로, 적정 점도를 얻기 위하여 용융 FeMn의 온도 범위를 제어할 것이 요구될 수 있다.Example 5 relates to temperature control of molten FeMn in powdered water (Example 1), TLC (Example 2), and storage container (Example 3) used to inject molten FeMn in the present invention. The molten FeMn has a melting point depending on its component content. When the temperature of the FeMn in the molten state is low, it is difficult to add to the hot water and tapping ladle, and when the temperature is too high, oxides or nitrides are formed in the molten metal, causing a problem of increasing viscosity. Therefore, it may be required to control the temperature range of the molten FeMn in order to obtain an appropriate viscosity.
하기 표 1은 용융 FeMn의 융점보다 150℃ 이상의 온도로 30분간 유지한 경우 용융 FeMn의 점도를 기준값(1.00)으로 했을 때의 상대적인 점도의 차이를 나타낸 것이다. Table 1 below shows the difference in relative viscosity when the viscosity of molten FeMn is set to a reference value (1.00) when the temperature is maintained at 150 ° C. or higher than the melting point of molten FeMn.
표 1에서 보는 바와 같이 용융 FeMn의 온도가 높을수록 용융 FeMn의 점도가 낮은 것을 알 수 있었다. 하지만, 시간이 증가할수록 점도가 증가를 하는 것을 볼 수 있다. 이와 같이, 용융 FeMn의 온도는 용융 FeMn의 융점보다 50℃ 이상을 유지하는 것이 바람직하지만, 용융 FeMn의 온도를 융점의 300℃ 이상으로 유지하는 경우 시간이 경과될수록 용융 FeMn의 점도가 증가하는 경향이 매우 높기 때문에 용융 FeMn의 온도를 융점보다 50~300℃ 높게 유지하는 것이 필요할 수 있다.As shown in Table 1, it was found that the higher the temperature of the molten FeMn, the lower the viscosity of the molten FeMn. However, it can be seen that the viscosity increases as time increases. As such, the temperature of the molten FeMn is preferably maintained at 50 ° C or higher than the melting point of the molten FeMn. However, when the temperature of the molten FeMn is maintained at 300 ° C or higher of the melting point, the viscosity of the molten FeMn increases with time. Since it is very high, it may be necessary to keep the temperature of the molten FeMn 50-300 ° C. above the melting point.
[실시예 6]Example 6
실시예 6은 고 Mn강을 제조하는데 있어서 용융 FeMn의 투입 성분을 제어하는 방법에 대한 것이다. 제강 공정에서 Mn을 첨가하는 경우 사용하는 Mn 합금철 종류에 따라서 투입되는 양이 정해진다. 즉, 고탄소 고망간강을 제조하는 경우에는 고탄소 FeMn을 투입하여 제조하고자 하는 강종의 탄소 및 망간 함량을 동시에 증가시킬 수 있으므로 C 7.5중량% 이상의 고탄소 FeMn을 투입할 수 있다. 하지만, 저탄소 고망간강을 제조할 시에 고탄소 FeMn을 망간 성분 제어의 목적으로 투입하는 경우에는 용강 중의 탄소 함량이 높아지기 때문에 사용할 수 없는 문제가 발생한다. 이와 같은 원인은 일반적으로 철강 공정에서 사용되는 합금철의 불순물 함량은 일정한 값을 가지고 있으나, 제강공정에서는 다양한 성분의 강종을 제조하므로 강종에 따라 탄소, 인, 질소 등과 같은 FeMn중의 불순물의 허용 한계가 매우 넓게 존재하기 때문이다. 하지만, 통상적인 제강 공정에서 사용되는 망간계 합금철은 철강 공정에서 사용되는 호퍼(합금철을 보관하고 있다가 투입하는데 사용하는 장치)의 개수가 한정적이기 때문에 다양한 형태의 불순물 함량을 가지는 합금철을 사용하지 못하고 있다. 따라서, 용융 FeMn을 사용하는 경우에 용융 FeMn 중의 불순물 함량을 다양하게 제어한다면 다양한 합금철을 사용할 수 있을 것이다. 용융 FeMn이 투입되는 강종의 불순물의 한계는 하기 식과 같은 방법으로 계산될 수 있다.Example 6 relates to a method of controlling the input components of molten FeMn in producing high Mn steel. When Mn is added in the steelmaking process, the amount to be added depends on the type of Mn alloy iron used. That is, in the case of manufacturing high carbon high manganese steel, it is possible to increase the carbon and manganese content of the steel grade to be prepared by adding high carbon FeMn at the same time it can be added to the high carbon FeMn of 7.5% by weight or more. However, when high carbon FeMn is added for the purpose of manganese component control when manufacturing low carbon high manganese steel, there is a problem that cannot be used because the carbon content in molten steel is increased. The reason for this is that the impurity content of ferroalloy used in the steel process generally has a certain value. However, in the steelmaking process, since steel grades of various components are manufactured, the allowable limit of impurities in FeMn such as carbon, phosphorus, nitrogen, etc. may vary depending on the steel grade. Because it is very wide. However, manganese-based ferroalloys used in a conventional steelmaking process are limited in the number of hoppers (devices used to store and input alloy steel) used in the steel process. I cannot use it. Therefore, if molten FeMn is used, various ferroalloys may be used if the impurity content in the molten FeMn is controlled in various ways. The limit of the impurity of the steel type into which the molten FeMn is added may be calculated by the following method.
[식][expression]
(용강 전로 종점의 불순물 함량) + (FeMn중 불순물 함량) × (투입량) < (강종별 설계치 × 가중치)(Impurity content at the end of molten steel converter) + (Impurity content in FeMn) × (Input amount) <(Design value by steel type × Weight)
여기서, 불순 원소별 한계 가중치는, [C] : 설계 상한의 100%, [P] : 설계 상한의 90%, [N] : 설계 상한의 80%이다. 인과와 질소의 경우 가중치를 각각 90%와 80%를 사용하는 이유는 일반적인 제강공정에서의 인과 질소의 변동량이 탄소에 비해서 많기 때문에 이와 같은 가중치를 사용하지 않는 경우, 생산 강종의 목표를 벗어나는 문제가 발생하기 때문이다.Here, the limit weight for each impurity element is [C]: 100% of the upper design limit, [P]: 90% of the upper design limit, and [N]: 80% of the upper design limit. In the case of phosphorus and nitrogen, the weights are 90% and 80%, respectively, because the fluctuation of phosphorus and nitrogen in the general steelmaking process is much higher than that of carbon. Because it occurs.
[실시예 7]Example 7
실시예 7은 Mn 함유 강을 제조하는데 있어서 불순물의 함량을 제어하는 방법에 대한 것이다. 도 1을 참조하면, FeMn 원료를 용해시킨 뒤 제조된 FeMn을 출강된 용강에 바로 투입하게 되면 탄소의 함량이 높아진다. 탄소의 함량을 낮추기 위해서는 탈탄 정련을 거쳐 중/저탄소 FeMn을 제조하게 된다. 만약 인의 함량을 낮추는 것이 요구된다면, 탈린 과정을 거치게 되는데 이 탈린 과정은 탈탄 정련 전에 또는 탈탄 정련 후에 실시될 수도 있다. 극저린 FeMn이 요구될 경우 탈린-탈탄 정련-탈린 과정을 거칠 수 있으며, 저P 고탄소 FeMn이 요구될 경우 탈탄 정련 과정은 생략될 수도 있다. 본 실시예에서 불순물로서 탄소 및 인이 제시되지만 이외의 여타 불순물 또한 본 발명에 명시된 기술적 사상의 범위 내에서 제어될 수 있을 것이다.Example 7 relates to a method of controlling the content of impurities in producing Mn containing steels. Referring to FIG. 1, when the FeMn raw material is dissolved, the prepared FeMn is directly added to the molten steel, and the content of carbon increases. In order to reduce the content of carbon, decarburization is carried out to produce medium / low carbon FeMn. If lower phosphorus content is required, the process is dealt with, which may be carried out before or after decarburization. If ultra-low FeMn is required, it may go through the process of tallin-decarburization-tallin, and decarburization may be omitted if low P high carbon FeMn is required. Carbon and phosphorus are shown as impurities in this embodiment, but other impurities may also be controlled within the scope of the technical spirit specified in the present invention.
발명의 기술적 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of 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 실시예에 따른 망간 함유 강의 제조 방법을 도시한 공정순서도.1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing manganese-containing steel according to an embodiment of the present invention.
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