KR20020000701A - 슬로핑 발생이 없는 고규소 용선의 정련방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용선의 정련에 관한 것이며; 그 목적은 Si함유량이 높은 용선을 슬로핑(slopping) 발생없이 정련하고자 함에 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명은 고규소 용선의 제조방법에 있어서, 규소함량이 0.65~3.0% 범위인 용선의 Si성분을 분석하고 그 Si 농도에 따른 산소 취련량을 결정하는 단계; 용강중의 슬래그의 염기도가 1.0~1.5의 범위가 되도록 슬래그에 CaO를 투입하면서 상기에서 정한 산소 취련량에 의해 전로에서 용선중의 Si를 탈규처리하는 단계; 탈규처리된 슬래그를 배재하는 단계; 및 슬래그가 배재된 용선에 단계적으로 송산유량을 늘리면서 탈탄 취련하는 단계;를 포함하여 구성되는 슬로핑 발생이 없는 고규소 용선의 정련방법에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

슬로핑 발생이 없는 고규소 용선의 정련방법{A METHOD FOR REFINING HIGH SILICON MOLTEN IRON WITHOUT SLOPPING}

본 발명은 용선의 정련에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Si함유량이 높은 용선을 슬로핑(slopping) 발생없이 정련하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고로에서 예비처리된 용선중에 함유된 불순성분들은 전로에서 정련하는 과정에서 대부분 산화물 형태인 슬래그로서 제거된다. 슬래그 산화물중 SiO₂는 상호간에 결합력이 강하며, 특히 점도가 상당히 높은 산화물이다. 따라서, 슬래그중에 SiO₂가 높은 경우 슬래그 전체의 점도가 상승하게 된다. 슬래그의 점도 상승은 전로정련과정에서 발생되는 CO 기체가 빠져나가는데 지장을 주게 되며, 전체 슬래그의 부피를 팽창시키게 된다. 용적이 제한된 전로에서 Si 성분이 높은 용선을 정련할 경우 전로내 슬래그 부피가 증가하여 일정시점에서 전로 밖으로 용선이 분출되는 슬로핑(slopping) 현상이 더욱 심하고, 이에 따라 미세한 분진 발생은 환경오염에 심각한 문제를 일으킨다.

이와 같이 Si 함량이 높은 용선을 정련함에 있어 슬로핑 현상을 방지하기 위한 종래 기술이 다수 제안되어 있다. 그 대표적인 예로서 고규소 용강의 슬로핑을 방지하는 방법이 대한민국 공개특허 제99-24666호에 제시되어 있다. 즉, 상기 기술은 복합취련전로에서의 고규소 함유 용강을 복합전로에서 취련조업시 상취와 하취를 동시에 실시하여 용강의 슬로핑을 방지하는 것이다. 이때, 상취는 상취랜스의 하단부와 탕면 사이의 설정거리로부터 ±200mm 범위내에서 상하 왕복이동을 하고, 하취는 서로 이웃하는 노즐에서부터 교반가스를 교대로 취입하여 슬로핑 발생을 억제하는 기술이다.

보통 슬래그의 슬로핑은 슬래그의 성질과 가스 발생량에 따라 좌우되며 슬로핑 방지를 위해서는 슬래그의 성질을 제어하든가 가스 발생량을 조절하는 방식이 있다. 상기 공개 특허 제99-24666호에 의한 기술은 상기 두가지 방식중 상취에 의해 슬래그층에 물리적인 충격을 가하여 슬래그층을 깨서 가스의 배출을 도모함으로써 슬로핑을 방지하는 것이다. 따라서, 상기한 종래 방법은 고규소 함량의 용강을 정련함에 있어 근본적으로 슬로핑 현상을 억제하기에는 여전히 미흡한 실정이다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 고규소 함유 용선의 정련시 슬로핑 발생이 전혀 없는 용선의 정련방법을 제공하고자 함에 있다.

도1은 종래 및 본 발명에 따른 취련 패턴의 일례를 보이는 그래프

상기 목적 달성을 위한 본 발명은 고규소 용선의 제조방법에 있어서,

규소함량이 0.65~3.0% 범위인 용선의 Si성분을 분석하고 그 Si 농도에 따른 산소 취련량을 결정하는 단계;

용강중의 슬래그의 염기도가 1.0~1.5의 범위가 되도록 슬래그에 CaO를 투입하면서 상기에서 정한 산소 취련량에 의해 전로에서 용선중의 Si를 탈규처리하는 단계;

탈규처리된 슬래그를 배재하는 단계; 및

슬래그가 배재된 용선에 단계적으로 송산유량을 늘리면서 탈탄 취련하는 단계;를 포함하여 구성되는 슬로핑 발생이 없는 고규소 용선의 정련방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 극저탄소용 강이든 전기강판용 강이든 상관없이 고규소 함유 용선이면 어느 용선이든지 적용 가능하다. 즉, 본 발명은 용선의 용도와는 관계없이 용선중의 Si 함량이 높은 경우 매우 적합하게 적용될 수 있다. 구체적으로 용선중의 Si 함유량이 0.65%이상, 바람직하게는 Si 함량이 0.65~3.0%의 범위 내인 용선에 적용하면 매우 유용하다.

본 발명은 고규소 용선중의 Si을 우선적으로 제거하는 탈규취련을 행한 후, 이때 발생된 슬래그를 배재한 다음, 슬래그가 배재된 용선을 정상적으로 탈탄 취련하는 것을 기술적 요지로 한다.

먼저, 본 발명은 고규소 함유 용선중에 산소를 취입하여 용선중의 Si를 제거할 필요가 있다.

전술한 바와 같이, 고규소 함유 용선은 전로 정련중 취입되는 산소에 의해 규산화물을 형성하게 된다. 이 규산화물 함량이 증가할수록 슬래그 점도가 상승하며, 이때 발생된 CO 기체가 슬래그층을 쉽게 빠져나가지 못하기 때문에 전체적으로 슬래그층이 부풀어 오르며 임계값을 벗어나는 경우 미세한 분진과 함께 노체 입구 밖으로 분출되어 가시분진을 발생시킨다.

상기 슬래그중 규산화물의 함량과 슬로핑과는 직접적인 관계를 가지고 있으며 Si 함량이 높은 경우 슬로핑 발생 가능성이 커지게 된다. 따라서, 고규소 함유 용선중에 산소를 취입하여 용선중의 Si를 제거하기 위한 본 발명의 특징 중 하나는 용선중의 Si 함량에 따라 산소취입량을 적절히 제어함에 있다.

본 발명에 따른 탈규처리시의 산소 취입량은 용선중의 Si성분을 분석하고, 그 Si 농도에 따른 산소취련량을 결정하여 두는 것이 바람직하다. 본 발명자의 실험에 의하면 상기 산소 취련량(y)은 수학식과 같이 하여 취입함이 바람직하다는 것을 확인하였다.

y(N㎥)= 2543.6 ×(%Si) (r=0.9958)

또한, 본 발명에서는 상기 탈규 취련중에 용강중의 슬래그의 염기도가 1.0~1.5의 범위가 되도록 슬래그에 CaO를 투입함이 필요하다. 본 발명에 의하여 고규소 함유 용선을 사전 탈규처리할 때 생석회를 투입하여 슬래그의 염기도를 1.0~1.5 범위내로 제어하는 이유는 이러한 염기도 범위에서 슬래그의 점도가 가장낮아 슬로핑 현상을 방지하기 가장 유리할 뿐만 아니라 후속되는 용선의 탈탄, 탈린작업에 매우 적합하기 때문이다.

상기한 유동 상태에서 용선을 산소 취련하여 탈규한 다음, 탈규처리된 슬래그를 배재함이 필요하다. 즉, 생석회 등의 부원료 투입과 더불어 탈규 정련을 행하는 과정에서 발생되는 SiO₂산화물의 절대량이 증가하게 되므로 슬로핑 현상이 가중될 우려가 있으므로 본 발명에서는 탈탄정련을 행하기 앞서 일부 슬래그를 배재할 필요가 있다. 탈규처리를 통하여 발생된 SiO₂산화물은 생석회 등의 부원료와 반응하여 복합산화물을 형성하며, 슬래그중 CaO와 SiO₂의 비인 슬래그 염기도에 따라 유동성이 변화되어 배재 작업이 원활하지 못하나, 슬래그의 염기도가 1.0~ 1.5 범위내에서는 슬래그의 유동성이 양호하므로 슬래그 배재는 용이하게 이루어질 수 있다.

그 다음, 슬래그가 배재된 용선에 단계적으로 송산유량을 늘리면서 탈탄 취련을 행한다. 본 발명의 탈탄 취련은 종래의 취련 패턴과는 달리, 점진적으로 산소 취입량을 늘리면서 탈탄 취련을 종료하는 것이다. 이와같이, 고규소 용선을 전로 정련하게 되면 전로에서 전혀 슬로핑 발생이 없이 용선을 정련할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

[실시예]

300톤급 복합전로에서 송산유량과 랜스 높이를 조정하면서 용선을 도1과 같은 2가지 패턴으로 정련을 행하였다. 이때, 취련전 용선의 조성은 중량%로, C:4.67%, Si: 0.73%, Mn: 0.09%, P: 0.65%, S: 0.06% 으로서 고규소 용선을 이용하였다.

도1의 기존 취련 패턴의 경우 취련개시와 동시에 CaO를 6톤 정도 투입한 후 사전 탈규처리 및 슬래그의 배재없이 탈탄정련을 행하였다. 반면, 본 발명의 경우 도1의 취련 패턴에서 보는 바와 같이, 탈규 취련 패턴 개시과 동시 CaO를 1.6톤 정도 투입하여 초기 슬래그 염기도를 1.2로 조정하여 산소를 취입(2543.6 ×0.73 = 1860N㎥)하여 탈규 처리를 행하였으며, 탈규처리후에는 슬래그를 배재하여 10~12톤 정도만 남기고 배재하였다. 그 다음, 도1과 같이 송산량을 점진적으로 증가시키면서 탈탄 정련을 행하였다. 이와같이 탈탄 정련된 용강은 캔 소재 등의 일반재로 사용되는 강으로서, 그 최종 조성은 중량%로, C: 0.04%, Si: 0.01%, Mn: 0.26%, P: 0.13%, S: 0.07%인 강으로 정련되었다.

상기 종래 및 본 발명에 의한 정련방법을 적용하면서 전로에서의 슬로핑을 관찰한 결과, 종래 방법을 적용하여 고규소 함유 용선을 정련할 때 슬로핑이 발생되어 가시분진 생성 등으로 전로 정련조업이 자체가 불가능하였으나, 본 발명의 경우 400회 정도 정련 조업을 행하면서도 전혀 슬로핑이 없어 안정적인 전로 정련조업이 가능하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 고규소 함유 용선의 전로 정련시 전혀 슬로핑 발생이 없어 정련 조업이 가능하여 고규소 함유 용선의 정련에 매우 유용한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 고규소 용선의 제조방법에 있어서,

   규소함량이 0.65~3.0% 범위인 용선의 Si성분을 분석하고 그 Si 농도에 따른 산소 취련량을 결정하는 단계;

   용강중의 슬래그의 염기도가 1.0~1.5의 범위가 되도록 슬래그에 CaO를 투입하면서 상기에서 정한 산소 취련량에 의해 전로에서 용선중의 Si를 탈규처리하는 단계;

   탈규처리된 슬래그를 배재하는 단계; 및

   슬래그가 배재된 용선에 단계적으로 송산유량을 늘리면서 탈탄 취련하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 슬로핑 발생이 없는 고규소 용선의 정련방법
2. 제1항에 있어서, 상기 Si 함량(%Si)에 따른 산소 취련량(y)은 y(N㎥)= 2543.6(%Si)으로 결정함을 특징으로 하는 정련방법