청정강 제조를 위한 레이들 저취 조건 도출

초록

최근 들어 철강 생산의 추세로서 강판의 청정성이 요구된다. 2차 정련설비인 레이들 공정은 레이들 상부의 슬래그에 인한 탈황 등의 야금학적 효과가 있으나 레이들 하부에서 강의 교반을 위해 사용되는 Ar 가스의 저취 조건에 따라 레이들 태핑시 턴디시로의 슬래그 및 비금속 개재물의 혼입이 제강공정에서 청정강 제조의 저해요인으로 작용한다. 따라서 청정강의 생산성과 공정 효율성의 극대화를 위해서 슬래그 및 개재물 제어기술 개발이 필요하다. 이에 대해 저취교반 조건에 따른 용강의 유동형태와 슬래그 및 비금속 개재물의 혼합거동에 대한 변화를 정량적으로 예측하기 위한 연구를 수행하는 것은 매우 효율적이다. 본 연구에서는 슬래그의 물성을 고려한 Ar 가스에 의한 저취 조건에 따른 용강의 유동 특성, 용강의 비금속 개재물 및 슬래그 혼입 거동을 정량화하기 위해 레이들 공정에 대한 수모델 실험과 수치해석 연구를 실시하였다. 균일혼합시간 측정 시, 슬래그 점도와 두께가 증가할수록 증가하였고 유량이 증가할수록 감소한다. 유체 높이 및 슬래그 두께가 증가할수록 슬래그 혼입 가능성이 증가한다. 유동현상 관찰 결과, Porous plug를 사용한 경우 3000 cc/min 이하의 유량범위에서는 버블유동을 보였으나, 5000 cc/min 이상으로 증가하면 슬러그(slug) 유동으로 천이된다.