KR950012398B1

KR950012398B1 - 용강제조방법

Info

Publication number: KR950012398B1
Application number: KR1019930024916A
Authority: KR
Inventors: 김기성; 이정모
Original assignee: 포항종합제철주식회사; 조말수
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1993-11-22
Publication date: 1995-10-17
Also published as: KR950013621A

Abstract

내용 없음.

Description

용강제조방법

제1도는 제강 및 목적외 용강의 처리 공정도.

제2도는 체인걸이를 이용하여 리래들링(relading)하는 방법을 나타낸 상태도.

제3도는 래들(ladle) 하부노즐(nozzle)을 이용하여 리래들링(relading)하는 방법을 나타낸 상태도.

제4도는 전기아크(arc)가열장치의 단면도.

제5도는 턴디쉬(tundish)의 전산소량비교 그래프.

제6도는 턴디쉬(tundish)의 황(S)함량 및 복린량비교 그래프.

제7도는 용강실수율 및 반제품 실수율비교 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 용강이 담긴 래들(ladle) 22 : 빈래들

23 : 체인 24 : 기중기보권

31 : 용강이 담긴 래들 32 : 빈래들

33 : 래들하부노즐(nozzle) 41 : 슬래그(slag)

42 : 탄소전극봉 43 : 용강

44 : 래들저취 아르곤(Ar)가스 45 : 리래들링된 래들

46 : 전기아크(arc)가열장치

본 발명은 용강 제조방법에 관한 것으로서, 특히 제강 및 연속주조 공정에서 발생하는 목적외 또는 회송된 저금용강을 리래들링(relading)한 후 전기아크(arc) 가열하여 고급용강으로 만드는 용강제조 방법에 관한 것이다.

용강이란 용광로(blast furnace)에서 1차 정련되어진 선철(pig iron)을 산소상취 또는 상하취 전로(converter)에 넣어 용해한 후 래들(ladle)에 출강시 탈산제 및 합금철을 투입하고 2차 정련하여 만들어진 강을 말한다.

이렇게 만들어진 용강은 반제품을 만드는데 있어서 필요한 성질을 가져야 하며 상기 용강을 만드는 공정을 제강공정이라 한다.

상기 용강으로 목적하는 반제품을 만드는 방법은 제1도에서 도시한 바와 같이 조괴공정을 통한 방법과 연속주조기를 이용하는 방법이 있다.

조괴공정에서는 일정 형태의 주형을 만들어 놓고 주형에 용강을 주입 응고시켜서 강괴(ingot)를 만들고 분괴공정에서 상기 강괴를 목적하는 반제품으로 제조한다. 상기 조괴공정 및 분리공정은 고가의 주형정반사용 대량생산을 위한 공간의 확보 많은 인원의 필요 강괴두부 파이프(pipe)의 발생에 의한 실수율저하, 주형에 용강 주입시 용강의 대기 노출에 의한 재산화로 품질의 악화, 반제품인 슬라브(slab), 불루움(bloom)등을 생산하기 위한 분괴공정이 별도로 필요한점 등의 단점이 있어서 최근 대량 생낫을 하는 공장에서는 연속주조법을 실시하고 있다.

한편 연속주조공정은 목적하는 반제품 형태의 모양을 갖춘 연속주조기에 용강을 주입함으로써 분괴공정 없이 곧바로 반제품을 생산할 수 있는 방법이지만 연속주조시에는 연속주조기의 턴디쉬(tundish)에 용강의 주입이 완료된 시점에 후속용강을 담은 래들을 적시에 공급해야만하고 용강이 연속주조가 가능한 적정 온도를 보유하고 있어야만 하는 기본조건이 만족되어야 한다. 그리고 턴디쉬노즐의 내화물 용손시, 동일한 강(steel)의 수요한계시 성분이 상이한 경우의 용강은 연속주조가 불가능하며 연속주조를 한 후 새로운 턴디쉬를 보온 및 준비하는 데에는 일정시간이 소요된다. 이 때문에 전로(conrevter) 생산성 향상을 위해서 대부분의 공장에서는 여러개의 연속주조기를 설치하여 생산성을 향상시키고 있다.

상기한 종래 제강 및 연속주조 공정에서 조업이상 상황이 발생하거나, 설비 및 장치의 고장, 작동불가에 의해 회송되거나 목적의 용간이 제조된 경우 제1도에 도시한 바와 같이 종래에는 조괴법을 이용하여 스크랩(Scrab), 또는 목적외 반제품을 만들거나 상기 회송되거나 목적외 용강을 전로에 재장입하여 산소(O₂)를 취입하고 철(Fe), 실리콘(Si), 카본(C), 망간(Mn)등의 합금철을 태워서 용강의 적정온도를 확보하여 용강을 다시 만들었다.

그러나 상기한 바와 같이 목적외 용강을 조괴법을 이용하여 처리한 경우에는 스캡홈, 편석등에 의한 표면 및 내부 품질저하와 주형에 주입시 용강이 대기와 접촉하여 2차 산화에 따른 청정성저하, 파이프발생에 따른 실수율 감소는 물론 불량강괴 발생 잔괴가 증가하는 문제점이 있고 전로 재장입시에는 온도확보를 위한 산소(O₂)를 다량 취입함에 따른 철(Fe)등의 유가원소의 손실과 용강중 용존산소 증가 및 슬래그(slag)중 산화철 증가로 고가의 탈산제 다량소모와 이에 따른 강중 산화 개재물의 증가로 품질이 저하되고 전로생산성이 감소되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하고자 발명한 것으로, 목적외 또는 회송된 저급 용강을 리래들링 한 후 전기 아크가열하여 고급 용강으로 만드는 용강제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 래들에 담긴 목적외 또는 회송된 저급용강을 래들내의 내화물이 고온에서도 침식되지 않고 견딜 수 있는 한대 이상의 빈 새로운 래들에 기중기에 보전과 체인 조구류 기타장치 또는 래들 하부노즐을 이용하여 리래들링하는 제1공정과 상기 리래들링된 용강을 전기아크(arc)가열장치 이동시키고 상기 용강의 온도보상 및 청정성, 탈황에 유리한 슬래그를 제조하기 위해 전로 유출슬래그 중량대비 0.3∼0.8중량 퍼센트(wt%)정도에 주원료가 생석회(CaO)로 된 통상의 후락스(Flux)를 투입하고 합금철을 첨가하여 40분간 승온 및 아르곤(Ar)가스의 취입으로 용강의 온도를 균일하게 하여 탄소중량이 0.05∼1.05퍼센트(Cwt%)로 유지되도록 용강내 개재물을 분리부상시키는 제2공정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 구체적으로 상세하게 설명한다.

[실시예]

용량 100톤의 전로에서 산소(O₂) 취련에 의해 용강을 제조한 후 래들에 출강시 탈산 및 성분 조정용 합금철을 투입하고, 래들을 이용하여 버블링(bubbling)을 실시후 빌렛트(billet) 연속주조기를 이용하여 빌렛트를 생산할 목적이었으나 용강내 용존산소량이 280ppm으로 높고 연결시간이 부족하여 연속주조 생산을 못하고 용강온도가 강하되어 목적외 용강이 발생하였다.

또한 상기 목적외 용강이 담긴 래들은 사용횟수가 많아 슬래그라인의 내화물 잔존치가 적고 고온의 전기아크 가열시 내화물의 침식이 심하여 승온이 불가능하였다.

따라서 상기 목적외 또는 회송된 저급용강을 고온의 전기아크 가열시에도 견딜수 있는 한대 이상의 빈래들에 제2도 및 제3도에 도시한 바와같은 방법으로 리래들링한 후 제4도에 도시한 전기 아크 가열장치(46)로 이송하여 전로슬래그 대비 중량비로 생석회 0.5중량퍼센트, 합성후락스 0.3중량퍼센트를 투입하여 승온효율이 좋은 슬래그(41) 두께를 확보한 후 탄소전극봉(42)을 슬래그(41)중에 침적하여 탄소전극봉(42)과 용강(43)사이에서 발생하는 아크 저항열을 이용하여 승온을 하고, 당초 아래 표 1의 성분함량을 가진 용강(43)에 용강톤당 아래 표 3의 성분함량을 가지는 합금철인 가탄제 7.0kg, 훼로실리콘(Fe-Si) 2.4kg, 훼로망간(Fe-Mn) 5.31kg 및 알루미늄(Al) 1.1kg을 용강(43)에 투입한 후 40분간 승온 및 5∼10Nm³/hr의 유량으로 아르곤 저취버블링(44)을 실시하여 용강(43)의 온도 균일화와 개재물을 분리부상 시킴으로써 아래 표 2의 성분함량을 가지는 고급 고탄소 용강을 제조하고, 상기 고급 고탄소 용강을 연속 주조가 가능한 온도를 확보하여 20Nm³/hr의 아르곤 유량으로 강 버블링을 7분간 실시하였다.

[표 1]

용강성분함량 Ⅰ(중량％)

[표 2]

용강 성분 함량 Ⅱ(중량％)

[표 3]

합금철 성분 함량(중량％)

상기 실시예의 결과를 조사하여 도면 제5도 ∼제7도로 나타냈다.

일반적으로 강의 품질, 즉 청정도는 용강내 개재물의 양으로 평가되기 때문에 연속주조기 턴디쉬의 전산소량, 황(S)함량, 복린량 등으로 나타낼 수 있으며, 제5도, 제6도로부터 알 수 있는 바와 같이 전산소량은 종래 전로 재장입시 20ppm 조괴회송시 23ppm이던 것을 본 발명에서는 15ppm으로 낮아졌으며 턴디쉬황(S)함량은 종래 120ppm이던 것이 70ppm으로 복린량은 종래 30ppm이던 것이 10ppm으로 낮아졌다.

이는 전기아크 가열장치에서 후락스 투입량의 합이 전로유출 슬래그 대비 중량비로 0.3∼0.8중량 퍼센트가 되도록 함으로써 개재물 흡수능이 좋고 탈류능이 좋은 슬래그가 제조되고 상당시간 저취 버블링에 의한 용강내 개재물이 분리 부상되었기 때문이며 투입 후락스의 합이 0.8이상이거나 0.3이하가 되면 용강의 승온속도 및 유동성이 저하되므로 고품질의 용강을 얻을 수 없다.

또한 본 발명은 용강의 온도확보를 위하여 산소(O₂)대신 전기 아크가 열장치를 이용함으로써 연속주조가 가능해졌으며, 또한 산화에 의해 유가원소인 철의 손실이 방지되으로써 본 발명에서는 제7도에 도시한 바와 같이 용강실수율은 종래 전로 재장입시 95%로 향상되었으며 반제품실수율은 종래 조괴회송시 80%이던 것이 96%로 향상되었다. 그리고 종래 전로 재장입시 용강의 온도보상을 위해 사용되었던 고가의 합금철인 망간(Mn), 실리콘(Si), 알루미늄(Al)의 손실량을 크게 감소시켰다.

한편 본 발명에서 사용되는 전기아크 가열장치의 승온속도는 분당 3.0∼4.5℃이며 리래들링시 온도 강하량이 70∼120℃이므로 온도부상을 위해서는 최소 25분이상의 승온이 필요하며 승온중 전기아크 가열장치의 탄소전극봉에 의해 용강중 카본(C)이 상승되기 때문에 본 발명을 이용하여 제조가능한 용강의 카본(C)함량은 0.05중량 퍼센트에서 1.05중량 퍼센트 범위이다.

상기한 바와 같이 본 발명의 용강제조 방법은 종래의 조괴법 또는 전로재장입시 보다 전산소량 감소, 황(S)함량 감소, 복린량감소의 품질향상 효과 및 유가원소의 손실방지로 인한 용강실수율 향상, 반제품실수율 향상, 고가의 함금철 절감으로 인한 원가 감소의 효과가 크므로 전로 생산성 향상에 크게 기여할 수 있다.

Claims

제강 또는 연속주조 공정에서 목적외 또는 회송된 저급용강을 고급용강으로 제조되 상기 용강을 한대 이상의 빈래들에 리래들링 하는 통상의 제조방법에 있어서 상기 리래들링된 용강을 전기아크 가열장치에서 전로유출 슬래그 중량대비 0.3∼0.8중량 퍼센트에 주원료가 생석회로된 통상의 후락스를 투입하고 합금철인 가탄제 7.0kg, 훼로실리콘(Fe-Si) 2.4kg, 훼로망간(Fe-Mn) 5.31kg 및 알루미늄(Al) 1.1kg을 용강(43)에 투입한 후 40분간 승온 및 5∼10Nm³/hr의 유량으로 아르곤 저취버블링(44)을 실시하여 용강의 온도를 균일하게 하여 탄소중량이 0.05∼1.05퍼센트로 유지되도록 용강내 개재물을 분리 부상시키는 것을 특징으로 하는 용강제조 방법.