November 16, 2025
2차 정련의 유형 및 공정
2차 정련은 1차 제강(BOF 또는 EAF) 후 화학 성분, 온도 및 청정도를 정밀하게 제어하기 위해 수행되는 중요한 공정을 포괄합니다. 주요 목표는 심층 탈황 및 탈인입니다.
I. 용강의 탈인
최신 컨버터는 40-100ppm의 인 수준을 달성할 수 있지만, 이는 핫 메탈의 초기 실리콘 및 인 함량에 크게 의존합니다. 효과적인 탈인은 P₂O₅를 형성하여 염기성 슬래그에 고정하는 것을 필요로 합니다. 현재의 고급 공정은 최종 컨버터 단계에서 슬래그 부피를 최소화하는 데 중점을 둡니다.
핫 메탈 전처리(탈인): 특히 일본에서 널리 사용되는 전략으로, 주 컨버터 충전 전에 별도의 용기 또는 초기 컨버터 작업에서 핫 메탈을 탈실리콘화하고 탈인하는 것입니다. 이를 통해 주 컨버터는 초저 실리콘 투입으로 작동하여 효율적인 "저 슬래그" 또는 "슬래그 프리" 블로잉이 가능합니다. 주요 트레이드 오프는 스크랩 충전 비율이 낮아진다는 것입니다.
2단계(듀플렉스) 컨버터 공정: 이 방법은 두 개의 컨버터 단계를 사용합니다.
1. 첫 번째 컨버터는 탈실리콘화 및 탈인을 수행합니다.
2. 첫 번째 단계의 슬래그는 완전히 제거됩니다("슬래그 오프").
3. 반정련된 금속은 두 번째 컨버터에서 탈탄 및 마무리됩니다.
슬래그로부터 인의 역반응을 방지함으로써, 이 공정은 블로잉 종료 시 인 수준을 30ppm까지 낮출 수 있습니다.
2차 정련의 역할: 최종 인 함량은 탭핑 방식 및 후속 단계에 의해 영향을 받습니다. 탭핑 중 슬래그가 유입되면 슬래그 내 P₂O₅가 환원되어 인의 역반응을 일으킬 수 있습니다. 또한, 인 함유 합금(예: 일부 페로망간 등급)의 첨가는 인을 증가시킬 수 있습니다. 일반적으로 최종 제품의 인은 컨버터 종점보다 약 10ppm 더 높습니다.
초저 인을 위한 고급 래들 정련: 래들 퍼니스 (LF)를 특수 슬래그 공정과 함께 사용하면 최종 인을 더욱 낮출 수 있습니다. 전략적 접근 방식은 컨버터를 ~50°C 낮은 온도에서 탭핑하는 것으로, 이는 슬래그 내 인의 유지를 선호합니다. 필요한 열 에너지는 LF에서 아크 재가열을 통해 제어된 환원 조건에서 공급되어 역반응을 방지합니다. 모델링 결과에 따르면 최적화된 슬래그(예: ~18% FeO, 0.4% P₂O₅)와 제어된 탭핑을 통해 ~20ppm의 인을 함유한 강철을 얻을 수 있습니다.
II. 탈황
일체형 제강에서 탈황은 세 단계로 이루어집니다: 핫 메탈 탈황, 제한적인 컨버터 내 탈황, 2차 정련 중 래들 탈황.
핫 메탈 탈황: 탄화칼슘, 마그네슘 또는 석회-마그네슘 혼합물과 같은 시약을 철 래들에 주입하여 수행됩니다. 이는 시약 소비량에 따라 황을 매우 낮은 수준(예: 20ppm)으로 줄일 수 있습니다.
래들 탈황(핵심 단계): 래들에서 효율적인 심층 탈황을 위해서는 세 가지 조건이 가장 중요합니다.
1. 강력한 환원 조건: 강철을 완전히 탈산화하기 위해 충분한 알루미늄을 첨가하여 낮은 산소 포텐셜을 생성해야 합니다.
2. 최적의 슬래그 화학: 래들 슬래그는 석회 포화(CaO 포화)되어야 합니다. "석회 포화도"는 주요 매개변수입니다.
=1: 슬래그는 CaO 포화(높은 CaO 활성에 최적).
<1: 슬래그는 불포화, 액체 상태이지만 CaO 활성이 낮아 효율이 감소합니다.
>1: 슬래그는 과포화, 불균질하며 반응성이 낮습니다.
3. 집중적인 교반: 용강은 강력한 슬래그-금속 접촉과 반응을 위한 운동 조건을 보장하기 위해 (아르곤 버블링을 통해) 격렬하게 교반해야 합니다.
최적 조건(CaO 포화 슬래그 + 강렬한 교반)에서 탈황 속도는 95%에 달할 수 있습니다. 교반이 약하거나 최적 슬래그가 아닌 경우 효율이 크게 떨어집니다.
교반 중 복잡성: 강렬한 래들 교반은 다른 동시 반응을 유발합니다.
용존 [Al]에 의한 슬래그 내 SiO₂의 환원, 강철의 실리콘 함량 증가.
공기에 의한 알루미늄의 재산화.
슬래그로부터 MnO의 환원, 망간 함량 약간 증가.
실리콘 함량 증가는 특히 저 실리콘 강철(예: 얇은 스트립용) 생산에 해로우며, 탈황 자체를 방해할 수 있습니다.
통합 탈황 전략: 초저 황(예: <20ppm)을 달성하려면 통합 접근 방식이 필요합니다.
핫 메탈 탈황은 ~75%의 효율을 달성하여 황을 <30ppm으로 줄여야 합니다.
래들 탈황은 고효율(>90%)로 작동해야 합니다. 래들 탈황 효율이 낮으면(예: 35%), 핫 메탈 탈황은 ~30ppm S에서 시작하여 ~50ppm을 최종 목표로 달성하기 위해 더욱 공격적으로 수행되어야 합니다.
~100ppm S를 최종 목표로 하는 경우, 핫 메탈 전처리는 일반적으로 황을 ~150ppm으로 줄여야 합니다.
저희는 전문 전기로 제조업체입니다. 추가 문의 사항이 있거나, 잠수 아크로, 전기로, 래들 정련로 또는 기타 용융 설비가 필요한 경우, 주저하지 마시고 susan@aeaxa.com으로 문의하십시오.
