결정립 미세화와 최종 탈산을 위한 페로티타늄: 티타늄 회수율, TiN, 청정강 실무

페로티타늄(FeTi)은 제강소가 가하는 가장 작은 첨가 중 하나로 — 보통 히트당 수 킬로그램 — 그러나 강의 청정도, 주조조직, 제품 인성에 불균형하게 큰 영향을 미칩니다. 사이클 말미에 첨가된 페로티타늄은 세 가지 관련 기능을 수행합니다: 욕의 잔류 용존 산소를 제거하는 최종 탈산, 결정립계를 핀(pin)하여 최종 결정립을 미세화하는 미세 TiC·TiN 석출, 그리고 자유 질소를 안정한 TiN으로 고정하여 변형 시효와 인성 저하를 방지합니다. 이 세 효과가 어떻게 결합하는지 — 그리고 히트 간 티타늄 회수율을 어떻게 보호하는지 — 를 이해하는 것이 미세합금 첨가가 전체 가치를 발휘하는지 아니면 슬래그에 손실되는지를 가릅니다.

최종 탈산: 청정도 격차 메우기

페로실리콘이나 알루미늄으로 1차 탈산은 용존 산소를 낮은 기준선으로 내리지만 모두 포획하지는 못합니다. 잔류 산소는 응고 중 산화물 개재물 형성을 구동하며 — 이 개재물은 베어링·관재·HSLA강에서 피로 시작점이 됩니다. 1차 탈산제 다음에 첨가된 페로티타늄은 산소 친화력이 매우 높아 잔류 산소를 쓸어 안정한 티타늄 산화물로 고정하여 개재물 수를 줄이고 청정도를 높입니다.

1차 탈산제에 대한 FeTi 첨가 시점이 중요합니다. 너무 일찍(산소가 여전히 높으면) 티타늄의 상당수가 마이크로합금으로 용해되기보다 산소 포획에 소비됩니다. 너무 늦으면(응고 시작 또는 슬래그 불안정) 탈산 이익을 잃습니다. 규율 있는 실무는: 1차 탈산을 완료하고, 슬래그를 안정화한 뒤, FeTi를 최종 산소 쓸기로 첨가하는 것입니다.

TiC/TiN 석출에 의한 결정립 미세화

탈산에서 살아남은 용해 티타늄은 냉각 중 미세 TiC·TiN으로 석출됩니다. 이 입자는 열간 압연 중 오스테나이트 결정립계를 핀하여 재가열·압연·용접 사이클에서 결정립이 조대화하는 것을 막습니다. 최종 결정립이 미세할수록 연성-취성 전이온도가 낮아져 — 강이 더 낮은 사용 온도에서 인성을 유지합니다. 이것이 티타늄 미세합금을 API 5L 관재강(X60~X80), 고강도 구조용강, 충격에 견뎌야 하는 자동차강의 주춧돌로 만듭니다.

같은 석출은 주조조직도 개선합니다: 연주에서 TiN은 미세 등축 응고 전선의 비균질 핵생성 사이트로 작용하여 주상정대와 중심 편석을 줄입니다.

질소 고정과 TiN 이중 이익

자유 질소는 강에서 유해 원소로 냉간 가공품에서 변형 시효와 전위 고정을 일으키고 인성을 떨어뜨립니다. 티타늄은 질소 친화력이 매우 높아 이를 안정한 TiN으로 고정합니다. 질소를 고정하는 TiN은 결정립 미세화 석출물이기도 하여 — 한 번 첨가로 두 가지 이익입니다. 전아크로 강과 과도한 냉간 가공 또는 용접을 받는 강에서 특히 가치 있습니다.

티타늄 회수율 보호

티타늄 회수율 — 첨가된 티타늄이 산화되거나 슬래그로 손실되지 않고 강에 용해되는 비율 — 이 FeTi 첨가가 전체 가치를 발휘하는지를 결정하는 유일한 매개변수입니다. 회수율은 첨가 순간의 산소·슬래그 화학, 탕 온도, FeTi 자체 물리적 형태에 민감합니다. 입도가 불균일한 FeTi는 히트 간 회수율 변동을 야기하여 제강소가 최저 규격을 보호하기 위해 과잉 첨가하도록 강제하고 — 합금 비용을 올리며 TiN 줄무늬 개재물과 침지 노즐 막힘의 위험을 초래합니다. 입도가 균일하고 티타늄 함량이 인증된 FeTi는 안전 여유가 아닌 목표 용해 티타늄 잔류로 배합할 수 있게 합니다. 규율 있는 1차 탈산과 슬래그 관리와 결합하면 최저 합금 비용으로 탈산·미세화·질소고정의 전체 가치를 얻으며, 우리의 제강소 탈산제 공급에 나타나 있습니다. 페로티타늄 조달은 요컨대 일관성의 문제입니다.