KR100227066B1 - 탈탄 특성이 뛰어난 전로 상취 정련 방법 및 전로용 상취 랜스 - Google Patents

Abstract

적어도 독립한 한 계통의 가스 공급관을 지닌 상취 랜스를 이용한 탈탄 취련에 있어, 적어도 한 계통의 랜스의 노즐 절대 2차압 Po를 해당 랜스의 노즐 직정 팽창 절대 2차압 P_op의 0.7배 이상 2.5배 이하의 범위로 유지하면서, 해당 계통의 취련중에 노즐 절대 2차압의 최대치가 최소치의 1.1배 이상이 되도록 빈경하므로써 송산 속도를 변화시키는 정련 방법으로서, 이러한 탈탄 취련을 행할 때에, 랜스 선단 개구부의 2개 이상 10개 이하의 차폐부를 배치한 동심의 다각형 또는 동심원형의 단면을 갖고, 차폐부에서 분리된 개개의 개구부의 긴 면의 길이 B(mm)와 짧은 변의 높이h(mm)의 비율 B/h가 10 ∼ 225, 랜스 직경을 R(mm)로 한 경우에 (B·h)/R이 0.4 ∼ 4mm인 슬릿트상의 노즐과, 상기 슬릿트상의 노즐과는 독립된 가스 공급관에 연결된 상기 동심 다각형 또는 동심원의 내측에 설치된 1 ∼ 6개의 원헝 노즐을 갖는 상취 랜스를 이용한다.

Description

탈탄 특성이 뛰어난 전로 상취 정련 방법 및 전로용 상취 랜스

상취나 상저취 전로 내에서의 정련 반응은, 상취 랜스로부터 산소 가스를 공급해서, 탄소, 규소, 인 등의 불순물을 산화시키는 것으로 진행한다. 또, 그 때에 이용되는 상취 랜스에는, 산소 가스의 분류에 따른 강욕의 교반을 촉진하기 위해서, 랜스의 2차압을 고효율로 분류의 운동 에너지로 변환하는 것을 목적으로 하여 단수의 구멍 또는 복수 구멍의 중세(中細) 노즐이 일반적으로 채용되고 있다.(「철강편람」제 3 판 분책 11, 일본철강협회편, 1982, p.468)

종래의 방법에서는, 강욕에의 교반력 부여를 목적으로 해서, 상기와 같은 상취 랜스를 이용해, 정련 초기부터 정련 말기까지, 중세 노즐의 적정 팽창 범위의 2차압으로 정련이 행해져서, 정련 단계에 대응한 적정한 산소 가스 유량 및 분류 유속을 자유롭게 선택할 수 없었다. 그 때문에, 정련 초기의 산소 공급 율속시에, 탈탄 속도를 높이기 위해서 산소 가스 유량을 늘리면 분류 유속이 빨라져서 먼지나 스핏팅의 발생량이 증가하고, 또 정련 말기의 탄소 공급 율속시에, 강욕의 과산화나 슬래그중 산화철의 증대를 방지하기 위하여 산소 가스 유량을 줄이면 분류 유속이 빨라져서 분류와 강욕의 충돌부인 화점의 온도가 저하하거나, 교반력이 부족하기 때문에 탈탄의 진행이 느려지는 등의 문제가 있다.

일반적으로 전로의 탈탄에 필요한 것은, ① 고탄소역에서는 먼지의 발생이 적고 슬래그의 형성이 빨리 진행될 것, ② 중탄소역에서는 탈탄 산소 효율이 높을것, ③ 저탄소역까지 산화철의 생성을 억제해서 탈탄이 진행될 것 등의 세가지이다.

이 중에서, ①에 나타낸 전로 먼지(더스트)에 대해서는, 상취 산소와 강욕이 충돌하는 면(화점)에서 발생하여, 고온의 화점으로부터의 철의 증발에 의한 것과, 화점에서의 탈탄 반응에 의해, CO 가스가 생성한 때의 체적 팽창에 의해 발생하는 것과의 두가지 원인이 있다고 여겨진다.

종래 전로 취련 중에 발생하는 먼지양을 저하시켜, 칠잔류분을 상승시키는 방법은 종종 제안되어 왔다.

예를 들면, 특개평 2 - 156012호 공보에서는, 먼지 발생량을 저하시키기 위해서, 랜스의 높이를 상승시키고 또한 상취 랜스에 불활성 가스를 혼합시키는 방법이 개시되어 있다. 이 방법으로는, 랜스의 상승에 따라 2차 연소율이 오르고, 착열효율이 저하하기 때문에, 전로 내화물의 용손이 심해지는 외에도, 불활성 가스의 사용량이 많기 때문에 코스트적으로 불리해진다.

또, 「재료와 프로세스」 제 7 권(1994), p.229에는, 먼지 발생 속도가, 송산속도를 화점 면적으로 나눈 값에 의해 지배된다는 것이 나타나 있다. 그러나, 화점면적당의 송산 속도를 줄이기 위해 송산 속도를 저하시키면 생산성이 저하하고, 화점 면적을 늘리기 위해 노즐을 다공화시킨 경우에는 화점이 중복되서 스프랫쉬가 증가하며, 또 랜스 높이를 크게하면 2차 연소율이 올라서 착열 효율이 저하하기 때문에 전로 내화물의 용손이 심해진다고 하는 문제가 생긴다.

한편, 특개소 62 - 228424호 공보에는, 별모양과 같은 면형도가 큰 상취 랜스 노즐을 이용하므로써, 2차 연소율을 올리는 기술이 개시되어 있다. 이 기술에 따른 먼지나 스프랫쉬의 저감에 대한 효과는 어떠한 기재도 없으나, 단순히 이 랜스를 적용한 것만으로는 먼지가 줄어들지 않는다.

이와 같은 먼지 저감 기술을 총괄하면, 산소 가스 분류의 욕면에의 도달 유속, 즉 분류 유속(u)를 저하시키는 것, 말하자면 소프트 브로우(soft blow)시키는 것이다. 그러나, 소프트 브로우로 한 상태에서는 상취 가스에 의한 교반력이 작고, 또 산소 가스 분류의 욕면에의 충돌 영역(화점)의 온도가 저하하기 때문에, 산소농도가 높은 영역에서부터 탈탄 산소 효울이 저하하기 시작해서, 상기 ②의 목적을 족하지 못한다고 하는 문제가 있다.

한편, 상기 ③에 나타낸 저탄소 농도역에서도 탈탄 산소 효율을 높이 유지하기 위한 기술도 제안되어 있다. 예를 들어, 특개소 60 - 131908호 공보나 특개소 60 - 63307호 공보에서는, 극저탄소역에서 상취 산소 가스에 Ar로 대표되는 불활성가스를 혼합하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이들 방법에서는 다량의 Ar 가스가 필요해지기 때문에, 가스 코스트가 대폭적으로 증가한다고 하는 문제가 있다.

따라서, 상기 ① ∼ ③의 목적을 충족하기 위해서는, 고탄소역에서는 많은 유량의 산소를 소프트 브로우로 공급하고, 중탄소역에서는 많은 유량의 산소를 하드 브로우(hard blow)로 공급하며, 나아가 저탄소역에서는 작은 유량의 산소를 하드 브로우로 공급하는 것이 가장 바람직하다.

이에 대해, 특개소 47 -4770호 공보에는, 상취 랜스의 원형 산소 노즐의 선단 개구부와 슬로트부(랜스 노즐의 가장 좁은 부분) 사이에, 관로내에서 상하로 움직일 수 있는 작동 기구를 갖는 스핀들(spindle)을 설치한 랜스가 개시되어있다. 이 경우, 산소는 원형 노즐과 스핀들의 틈새에 생기는 슬릿트부를 통해서 흐르나, 틈새를 통과한 후의 분류는 개구부 직후에 합체하여 항상 하드 브로우가 되기 때문에, 예를 들어 틈새를 넓게 했다고 하더라도, 소프트 브로우 취련은 실현할 수 없다.

또, 특개평 1 - 123016호 공보에는, 산소를 공급하는 노즐의 외에 Ar, 혹은 CO₂등의 불활성 가스용 노즐을 갖는 랜스가 개시되어있다. 이 경우에는, 산소 가스유량을 저하시키더라도 불활성 가스에 의해 분류 유속은 저하하지 않는다고 되어있지만, 산소 가스는 1 종류의 노즐로부터밖에 공급되지 않기 때문에, 산소 가스유량을 대폭으로 저하시키는 경우에는 노즐에의 지금 부착에 따른 폐쇄가 일어난다. 따라서, 산소 가스 유량이나 분류 유속을 대폭적으로는 바꿀 수 없다.

또, 특개평 1-219116호 공보에는, 주공과, 주공(主孔)과는 독립적인 산소 공급 배관에 연결되는 부공(副孔)을 가지는 랜스가 개시되어 있고, 노즐로의 지금 부착에 의해 폐쇄 문제로부터 산소 가스 유량은 큰 것은 저하되고, 또한 주공, 부공의 어느 것 부터도 산소 가스를 공급하기 위해, 산소 가스 유량과 분류 유속을 크게 바꿀 수 없다.

본 발명은 상저취 전로에서 탈탄 특성에 뛰어난 정련 방법 및 그 방법에 사용되는 전로용 상취 랜스에 관한 것이다.

제1도는 취련 랜스의 노즐 적정 팽창 절대 2차압 P_op와 노즐 절대 2차압 P_o의비 P_o/P_op와 분류 진행 방향에 수직인 단면에서의 적정 팽창시의 최대 분류 유속U_maxp와 최대 분류 유속 U_max의 비 U_max/U_maxp의 관계를 나타낸 도면이다.

제2a도는 1계통 랜스의 평면도, 제2b도는 제2a도의 X - X선 단면도이다.

제2c도는 2계통 랜스의 평면도, 제2d도는 제2c도의 Y - Y선 단면도이다.

제2e도는 본 발명의 2 계통 랜스의 평면도이다.

제2f도는 본 발명의 다른 2 계통 랜스의 평면도이다.

제3a도 및 b는 탈탄 취련 작업의 각 수준의 조업 패턴에서, 탄소 농도와 송산속도의 관계를 나타낸 도면이다.

제4a도 및 b는 탈탄 취련작업의 각 수준의 조업 패턴에서, 송산 속도와 랜스2차압 비율의 관계를 나타낸 도면이다.

제5a도 및 b는 탈탄 취련 작업의 각 수준의 조업 패턴에서, 송산 속도와 랜스선단부-용강 정지면간의 거리의 관계를 나타낸 도면이다.

제6a도 및 b는 탈탄 취련 작업의 각 수준의 조업 패턴에서, 송산 속도와 용강의 패임 깊이의 관계를 나타낸 도면이다.

제7a도는 본 발명의 취련 랜스의 평면도, 제7b도는 제7a도의 Z - Z선 단면도면이다.

제8a도 내지 d는 가늘고 긴 형태의 노즐과 차폐판의 구조를 나타낸 제7a도의 Z'-Z'선 단면도이다.

제9a도는 적정 팽창시의 최대 분류 유속과 최대 분류 유속의 비 U_max/U_maxp와, 가늘고 긴형태의 노즐의 선단 개구부의 긴면의 길이 B와 짧은 변의 길이 h의 비 B/h와의 관계를 나타낸 도면이다.

제9b도는 전기 U_max/U_maxp와, 가늘고 긴 형태의 노즐의 선단 개구부의 긴변의 길이 B, 짧은변의 길이 h와 랜스 직경 R과의 비(B·h)/R과의 관계를 나타낸 도면이다.

제10a도 내지 c는 본 발명의 동심 다각형의 가늘고 긴 형태의 노즐을 갖는 취련 랜스의 평면도이다.

[실시예]

다음으로 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해 설명한다.

먼저, 제2도에 의해, 본 발명에서 사용하는 상취 랜스에 대해 설명한다.

제2도는 랜스의 선단부를 나타낸는 것으로, 제 2도 (a)는 1계통 랜스의 평면도, (b)는 제 2도 (a)의 X-X선 단면도이며, 제 2도 (c)는 2계통 랜스의 평면도, (d)는 제 2도 (c)의 Y-Y선 단면도이다.

도면에 있어서, 1계통 랜스 N₁은 원형상의 가스 공급관 1의 선단에 원형상의 노즐 1-1을 설치하고, 랜스 단면에 개구 3을 만들어서 구성되어 있다. 또 2계통 랜스 N₂는 외주 원형상의 가스 공급관 1의 중앙부에 중심 원형상의 가스 공급관 2를 배설하고, 각각에 노즐 1-1, 2-1을 설치하고, 랜스 단면에 개구 3, 4를 만들고 있다. d_t는 노즐 슬로트부 S의 직경이고, d_e는 개구부 3 또는 4의 직경이다. 또 노즐절대 2차압 P_o은 노즐 슬로트부의 상방 위치에 있는 웅덩이부에서의 가스의 절대 2차압을 나타내고, 통상의 압력계로 나타내는 값에 1.033kgf/㎠(대기압)을 더한 값이다. 노즐 적정 팽창 절대 2차압 P_op는 전기의 식 (2)에서 구한 값으로 랜스의 형상에 의해 정해지는 일정치이다. P_e는 노즐 외측의 압력으로 통상은 대기압이다.

본 발명에서는 이러한 노즐을 이용해서 용강에 산소 가스를 공급하는데, 종래에는, 도 1의 선 A로 나타내듯이, P_o/P_op와 U_max/U_maxp[U^max는 가스분류 진행 방향에 수직인 단면에서의 최대 분류 속도를 나타내고, U_maxp는 적정 팽창시(가스가 노즐 개구부로부터 개방될 때의 노즐 형상으로 결정되는 팽창 P_o=P_op)의 최대 분류 유속을나타낸다(분류 유속u는 실측치이다)]의 관계에서는 정상(正相) 관계가 있는 것이라 여겨져왔다.

즉, 전술한 바와 같이 종래에는 정련 초기부터 말기까지, 노즐의 적정 팽창범위의 2차압(예를 들면 도 1의 P_o/P_op: 1인 때의 U_max/U_maxp: 1)에서 정련이 행해져, 정련 단계에 대응한 최적한 송산 속도(F₂)나 분류 유속(u)를 자유롭게 선택할수 없었다.

그러나, 본 발명자들은 상기 관계에 대해 상세히 검토한 결과, 도 1의 커브B로 나타낸 것과 같은 관계가 있다는 것을 판명하였다.

즉, P_o/P_op이 2.5의 값에서 급격하게 U_max가 감소하여, P_o/P_op값이 1.75부터 0.85에 걸쳐 거의 일정하게 되는 영역이 있고, 게다가 이 영역에서부터 0.7까지 다시 감소하는 것이 확인된 것이다.

이것은, 종래의 조업에 비교하여, 랜스 높이 LG를 크게 면학시키지 않고서도 최대 분류 유속을 유지한채로 정련 단계에 대응하여 적격한 송산 속도를 대폭으로 조정할 수 있다는 것을 의미하고 있다.

즉, 노즐 절대 2차압을 노즐 적정팽창 절대 2차압의 0.7 ∼ 2.5배로 유지하면서, 취련중의 노즐 절대 2차압을 변경하면, 랜스 선단과 용강 정지면간의 거리를 대폭으로 변화시키는 일 없이, 최대 분류 유속을 거의 일정 범위로 유지한 채로 송산 속도를 대폭으로 변경하는 것이 가능해진다. 따라서, 정련 초기에는 분류 유속을 대폭으로 증대시키는 일 없이 송산 속도를 증대시킬 수 있기 때문에, 고속 취련을 행하더라도, 송산 속도당의 먼지, 스핏팅 발생량의 저감을 실헌할 수 있다. 한편, 정련 말기에는 분류 유속을 대폭으로 줄이는 일 없이 송산 속도를 저감시킬 수 있기 때문에, 고온화점이 형성되기 쉽고, 또 교반력을 유지할 수 있기 때문에, 탈탄의 진행에 유리하다. 여기서, 송산 속도를 대폭으로 변경할 수 있도록 취련중의 노즐 절대 2차압의 최대치를 그의 최소치의 1.1배 이상으로 한다. 또, 바람직하게는, 노즐 절대 2차압을 노즐 적정 팽창 2차압의 0.85 ∼ 1.75배로 유지하므로써, 더욱 분류 유속의 변동 범위는 좁아진다.

상기의 조업 수단은 종래에는 생각하지 못했던 부적정 팽창 분류를 이용해서 탈탄 조업을 행하는 것 이외는 아니다.

여기서 본 발명자들은 상기 현상의 발견을 기초로하여, P_o/P_op가 0.7 ∼ 2.5의 범위에서 적절한 조업을 행하기 위하여, 각 기술 요소에 대해 다시 상세한 연구를 행해 하기의 식 (1)을 산출하였다.

[수학식 5]

LG : 랜스 선단과 용강 정지욕면간의 거리(mm)

L : 소정의 용강의 패임깊이(mm)

P_o: 노즐 절대 2차압(kgf/㎠)

P_op:노즐 적정 팽창 절대 2차압(kgf/㎠)

M_op: 적정 팽창시의 토출 마하수(-)

d : 노즐 슬로트부의 직경(mm)

즉, 강욕의 교반력의 확보(탈탄 효율의 향상)이나 스핏팅의 발생 방기를 위해, 용강의 패임 깊이 L을 L/L_o(L_o: 강욕의 깊이)가 0.3 ∼ 0.7의 범위내에 들어오도록 취련의 목적에 맞춰 미리 일정치(목표치)로 정해, 이 값과 P_o/P_op의 값으로 랜스선단과 용강 정지면간의 거리 LG를 조정하는 것이다.

또, P_o/P_op의 값이 0.85 ∼ 1.75의 범위에서는, 이 값의 상한치 예를 들어 1.75를 사용해서 식 (1)로부터 LG를 구해, 이 노즐 높이로 노즐 절대 2차압 P_o즉, 송산 속도를 탈탄 상태에 맞춰 조정한다. 또, 개공 단면적이 일정한 노즐에 의해 분출하는 가스의 송산 속도 F₂는 노즐 절대 2차압 P_o에 비례한다.

또, L의 목표치로부터의 허용 범위는 ±20% 이내로 한다.

또, 상기의 방법에 있어, 취련중의 탈탄 산소 효율이 최대가 되는 탄소 농도가 0.5% 이상의 범위에서는, 송산 속도를 150N㎥/h/ton보다 적게 하면 정련 시간의 대폭적인 연장을 가져오고, 또 300N㎥/h/ton보다 많게하면 먼지, 스핏팅의 발생량이 대폭으로 증가한다. 한편, 탈탄 산소 효율이 저하되어오는 탄소 농도가 0.2% 이하의 범위에서는, 송산 속도를 20N㎥/h/ton보다 적게 하면 교반력의 부족을 가져와 탈탄 속도가 저하하고, 또 송산 속도를 100N㎥/h/ton보다 많게 하면 강욕의 과산화 방지, 슬래그중의 산화철의 저감 등의 효과가 줄어든다.

또, 상기의 방법을 실시하는 경우, 도 2a, b에서 나타낸 1계통의 배관을 갖는 랜스를 이용해도 좋지만, 독립한 가스 배관을 2 ∼ 4계통을 갖는 랜스를 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 1계통의 배관으로는 산소 가스 유량의 변화폭이 최소 유량의 3.57배까지인 것에 대해, 2계통 이상의 배관을 이용하므로써, 3.57배 이상의 산소 가스 유량의 변화폭이 얻어지기 때문이다. 한편, 5계통 이상에서는, 랜스의 구조가 복잡해져, 가공이 곤란해지는등 바람직하지 않다.

여기서 2계통의 독립한 가스 배관을 갖는 산소 랜스를 이용하는 경우를 도2c, d를 이용해서 좀 더 설명한다.

랜스 N₂의 주위 및 선단부는 통상의 수냉 구조(미도시)로 냉각되어 있고, 내부에는 각각 유량 제어 밸브와 유량계를 가진 배관으로 연결되어, 독립해서 유량제어가 가능한 2계통의 중심 원형상의 가스 공급관2와 외주 원형상의 가스 공급관 1이 설치되어있다. 이 도 2c, d에 나타낸 예에서는, 중심 원형상의 가스 공급관 2는 원형상의 노즐 2-1을 거쳐 한 개의 중심 개구부 4에, 외주 원형상의 가스 공급관 1은 원형상의 노즐 1-1을 거쳐 네 개의 외주 개구부 3에 연결되어 있어, 네 개의 외주 개구부 3의 모두에 의해 한 개의 중심 개구부 4가 둘러싸인 구조로 되어있다.

중심 개구부 4로부터의 한 개당의 평균 송산 속도가 외주 개구부 3의 한 개당의 평균 송산 속도의 50% 이하일 때(조건 1)는, 외주 개구부 3으로부터의 산소젯트는 통상의 다공 노즐과 같이 용융 금속 표면에 분리해서 도달하여, 소프트 브로우 효과를 나타내고, 중심 개구부 4로부터의 한 개당의 산소 가스의 평균 송산속도가 외주 개구부 한 개당의 평균 송산 속도의 70% 이상의 경우(조건 2)에는 중심 분류가 외주 개구부 3의 분류와 간섭하여 분류가 하나로 합체한 상태에서 욕면에 도달하여, 단공(單孔) 랜스에 상당하는 하드 브로우의 효과를 나타낸다. 따라서, 본 발명의 특징으로 하는 전로 조업법에서는, 중심 개구부 4와 외주 개구부 3의 송산 속도비를 적어도 취련중에 조건 1을 만족하는 처리와 조건 2를 만족하는 처리가 포함되도록 조정하므로써, 다공 랜스의 소프트 브로우 효과와 단공 랜스에 상당하는 하드 브로우 효과를 필요에 따라 얻을 수 있다.

여기서, 조건 1, 2를 한정한 이유는, 본 발명에서 이용하는 구조의 랜스에서는, 간섭 작용에 따르는 외주 개구부 분류와 중심 개구부 분류의 합체, 분리의 임계 조건은, 중심 개구부 한 개당의 평균 송산 속도가 외주 개구부 한 개당의 평균 송산 속도의 50%를 넘어서 70% 미만의 범위에 포함되어, 중심 개구부의 한 개당 평균 송산 속도가 임계 조건보다 적으면 소프트 브로우가 되고, 거꾸로 임계 조건보다 많으면 하드 브로우가 된다는 것이 본 발명자들의 연구에 의해 밝혀겼기 때문이다.

외주 개구부의 형상은 반드시 원형이어야할 필요는 없고, 도 2e에 나타내었듯이 직사각형 등의 형상을 포함하는 것이어도 좋다. 유량을 변화시키는 분류 개구부의 위치나 분출각, 수를 조정하므로써, 용융 금속 표면에 도달하는 분류의 수를 소정의 수로 변화시키는 것도 가능하다.

중심 개구부의 수는 꼭 한 개이어야할 필요는 없고, 도 2f에 나타내었듯이 외주 개구부 3에 둘러싸이는 내측에 분할 배치(2 ∼ 6개)하는 것도 가능하며, 특히 외주 노즐 1-1의 수직방향에 대한 열림각 θ가 12

이상의 광각 조건에서가 분류의 합체가 일어나기 어려운 때의 합체 촉진에 유리하고, 이 때의 합체, 분리 조건은 중심 개구부 한 개당의 평균 송산 속도와 외주 개구부 한 개당의 평균 송산 속도의 비를 지표로 하여 중심 개구부가 한 개일 때와 마찬가지로 평가한다.

외주 개구부는 2 ∼ 10개, 바람직하게는 3 ∼ 6개이고, 또한 수직 방향에 데한 열림각θ가 6 ∼ 20

인 것이 필요하다. 외주 개구부의 수를 규정한 이유는, 다공 랜스의 소프트 브로우 효과는 개구부가 세 개 이상일 때에 현저하다는 것, 또한 7개 이상일 때에는 중심 개구부의 개구부로부터의 가스 유량에 관계 없이 서로 이웃한 분류가 간섭해서 합체하는 경우가 많기 때문이다. 또, 열림각을 규정한 이유는, 열림각이 6

미만의 경우에도 중심 개구부의 가스 유량과는 관계 없이 주위 개구부 분류가 합체하는 경우가 많아지기 때문으로, 20

를 넘는 때에는 중심 개구부를 이용한 합체가 특히 일어나기 어렵기 때문이다. 중심 개구부수의 상한을 6개로 한 이유는, 합체 촉진을 목적으로 한 중심 개구부의 수가 많아지면 수냉 구조가 곤란해지는 한편, 7개 이상으로 중심 개구부를 증가시켜도 분류의 합체 촉진 작용이 현저해지지 않는다고 여겨지기 때문이다. 또, 중심 개구부의 열림각은 외구공의 최대 열림각을 넘지않는 경우에 효과가 크다.

따라서, 상기 직사각형 외주 개구부(슬릿트상의 노즐 개구부)를 갖는 노즐은 상취 랜스의 선단에, 동심의 3 ∼ 16각형의 다각형 또는 동심원을 갖는 슬릿트상 노즐의 선단 개구부 5(이 개구부에 인접해서 차폐부 5-1이 설치되어 있다)을 2 ∼10개 배설한 산소 공급관과, 그 산소 공급관과는 독립해서, 또한 전기 슬릿트상 노즐의 내측에 1 ∼ 6개의 원형의 노즐 개구부 4를 설치한 산소 공급관과로 구성되어있다. 이러한 구조의 랜스 선단은 예를 들어 슬릿상의 노즐을 형성하는 나무틀에 금속을 녹여넣는 것에 의해 일체로 형성된다.

본 발명의 실시에 있어서는, 용융 금속의 탄소 농도 0.5 wt% 이상의 중탄소역에 있어서는 분류를 분리시긴 상태를 유지하고, 0.2 wt% 이하의 저탄소역에 있어서는 분류를 합체시키는 조업을 행하는 것이 특히 바람직하다. 즉, 탄소 농도가 0.5 wt% 이상의 경우에는 2계통의 송산 속도비가 조건 1을 만족하도록 조절하고, 탄소 농도가 0.2 wt% 이하의 경우에는 2계통의 송산 속도비를 조건 2를 만족하도록 조정하는 것이 바람직하다. 이는, 격한 탈탄 반응을 동반하는 고탄소역으로부터 중탄소역에 있어서는 탈탄 산소 효율은 송산 조건에 상관없이 고위를 유지할 수 있어, 소프트 브로우화에 따른 먼지나 스핏팅의 억제가 수율 향상에는 유효하다는것, 한편, 탈탄 산소 효율이 저하해서 메탄 연소가 문제가 되는 저탄소역에서는 하드브로우화하여 화점 온도를 고온으로 유지하는 것이 효과적이며, 또 이 영역에서 탈탄 속도 자체는 1wt% 이상의 조건보다도 저하하기 때문에, 비교적 하드 브로우 조건하에서도 먼지나 스핏팅이 발생하기 어렵기 때문이다.

본 발명에서는 상기 하드 브로우 조건하에서, 본 발명의 부적정 팽창 분류를 이용해서 탄소 농도의 저하에 맞춰 송산 속도를 저하시키는 탈탄작업을 행하면 특히 공업적으로 유리하다.

다음으로, 도 2e에 나타낸 직사각형상의 외주개구부를 갖는 랜스에 대해, 그 일례를 도 7a, b에 기초해서 더욱 자세히 설명한다.

도 7a, b는 차폐판 7로 분리된 동심원형의 개구부 6을 갖는 장방형 슬릿상의 노즐8을 외주 가스 공급관 10의 단부에 설치한 예를 나타낸다. 즉, 이 실시예의 랜스는 동심의 3 ∼ 16각형의 다각형 또는 동심원의 단면을 갖는 슬릿상 노즐의 선단 개구부의 일부에 2 ∼ 10개의 차폐판을 배치한 가스 공급관과, 그 공급관과는 독립해서 연결되어, 또한 전기 슬릿상 노즐의 내측에 1 ∼ 6개의 원형 노즐을 설치한 가스공급관과를 갖고, 랜스 본체와 랜스 중심점을 포함하는 랜스 선단부를 전기 차폐판을 거쳐 고착하여 구성되어 있다.

이 실시예처럼 개구부6에서 나온 가스의 분류 유속을 감쇠시키기 위해서는 하기의 점이 중요하다.

1) 차폐판 7로 분리된 개개의 개구부 6의 긴변(B)와 짧은변(h)의 비가 큰, 말하자면 가늘고 긴 분출공으로 할 것. 이는, 중심 산소공급관 11의 단부에 설치한 원형 노즐 9의 개구부 4에서 나온 가스에 비해 분류 단면의 주위 길이가 길어져, 분류외의 기체와의 상호 작용을 크게 받기 때문으로, 분류가 노즐을 나온 직후에 커다란 감쇠 효과를 얻을 수 있다. 이 효과는, B/h가 10 이상이면 얻어진다. 또, B/h가 225보다 큰 것은 랜스 냉각수의 배관이 곤란해져 현실적이지 못하다.

2) 가늘고 긴 형상의 개구부 6에서 나온 가스는, 분출된 직후에 크게 감쇠하는데, 그 이후는, 노즐 선단으로부터의 거리의 1/2 승에서만 감쇠하는 특징을 갖는다. 이에 대해, 원형 개구부 4로부터 나온 가스는 분출 직후의 감쇠는 작으나, 그이후는, 노즐 선단으로부터의 거리의 1승으로 감쇠한다. 따라서, 분출 직후에 크게감쇠한다고 하는 상기 1)의 특성을 살리면서, 그 후의 감쇠를 크게하기 위해서는, 노즐에서 나온 후, 분류를 가늘고 긴 형상에서 원형 단면의 형상으로 변환시킬 필요가 있다. 이 조건은, 랜스 직경을 R(mm)이라 한 경우에 (B·h)/R을 4 이하로 하는 것이다. 또,(B·h)/R이 0.4보다도 작은 경우에는, 노즐의 가공 정밀도를 유지하는 것이 곤란해져서 현실적이지 못하다.

도 9a, b에, 분류특성의 조사결과를 나타내나, 상기의 두 조건을 만족하였을때, 분유속도는 최대의 감쇠를 나타내고 있다.

3) 상기 1) 및 2)의 조건을 충족하는 노즐을 여러개 설치한 다공 노즐의 경우, 인접하는 노즐에서 나온 분류를 합체하지 않는 것이 중요하여, 그 조건의 하나는, 인접하는 두 개의 노즐 개구부의, 서로 가장 근접한 점과, 랜스 중심점 a와의 이루는 각도 ω를 10 ∼ 60도로 하는 거시다. 이 각도 ω가 10도보다도 작은 경우에는, 긴변 방향을 향한 분류끼리가 합체하고, 합체한 이후에는 감쇠가 일어나기어렵게 되며, 또 60도보다도 크면, 개구면적이 작아져서 가스유량을 충분히 확보하지 못하게 된다. 또, 나중에 기술하겠으나, 개개의 노즐 개구부의 사이는, 두께가 한정된 차폐판으로 분리되기 때문에, 이 각도 ω가 60도보다도 크면, 차폐판의 면적이 커져서 차폐판의 수열량이 커져, 용손하는 경향이 커진다.

4) 더욱 합체를 막기 위해서는, 분출공을 상기 1),2)로 규정한 형상으로 하는 영역은, 노즐 개구부만으로 한정하는 점이다. 결국, 예를 들어 노즐개구부의 외관은 도 7a와 동일하다고 하더라도, 도 7a의 Z' - Z'선의 단면에 상당하는 면의 노즐 8의 전체를 상기 1), 2)에서 규정한 단면 형상으로 한 경우(도 8a 참조)에는, 가스공급관내에서 가스의 흐름이 정류화되어, 도 8a에 나타내듯이 출구 직후에 노즐 개구부의 중심부로부터 떨어져서 퍼지는 흐름 g가 생겨나, 이 흐름에 의해 분류가 합체한다. 이에 대해, 도 7b나 도 8b에 나타내듯이, 노즐 자체는 단순한 동심다각형, 혹은 동심원형의 단면을 갖는 가늘고 긴 형상으로 하고, 그 선단부에 얇은 차폐판을 배치해서, 노즐 선단만을 상기 1),2)에서 규정한 단면 형상으로 한 경우에는, 개구부 직전에 가스의 흐름이 흐트러져, 노즐 개구부의 중심 방향으로 향하는 흐름 f가 형성되기 때문에, 분출 직후에 노즐 개구부의 증심부로부터 떨어지는 방향으로 그다지 퍼지지 않는다고 하는 효과를 갖는다. 차폐판의 두께에 대해서는, 노즐 길이ℓ(mm)(도 7b 참조)와의 관계에서, 0.3ℓmm 이하일 필요가 있고, 이보다도 두꺼운 경우에는, 출구 직전에서의 난류화 효과를 볼 수 없다. 또, 하한은, 차폐판의 강도로 결정되며, 실질적으로는 1mm 이상일 것이 바람직하다.

5) 마찬가지로 합체를 막기 위해서는, 도 8c에 나타내듯이, 노즐 둘레 방향의 차폐판 7 또는 12의 폭이, 상기 노즐의 길이 ℓ과의 관계에서, 랜스 선단에서 0.01ℓ ∼ 0.3ℓmm까지의 부분의 폭(T₁)을, 그 이외의 부분에서의 폭(T₂)의 1.5 ∼4배로 하는 r것도 효과적이다. 이것도, 개구부 직전에서 가스의 흐름이 흐트러져, 노즐 개구부의 중심방향으로 향하는 흐름 f가 형성되기 때문에, 분출 직후에 노즐개구부의 중심부로부터 떨어진 방향으로 그다지 퍼지지 않는 효과를 갖기 때문이다.또, 이러한 일로 T₂의 부분을 이용해서 랜스의 냉각수의 배관이 용이해진다고하는 장점이 나온다. 여기서, T₂로부터 T₁으로 퍼지는 부분이 0.3ℓmm 보다도 큰 경우에는, 출구 직전에서의 난류화 효과를 볼수 없게 되고, 0.01ℓmm보다도 작은 경우에는, T₁의 폭을 갖는 부분의 강도가 낮아 랜스 수명상의 문제가 생긴다. 또, T₁과 T₂의 비(T₁/T₂)를 1.5보다도 작게 하면 출구 직전에서의 난류화 효과를 볼 수 없게되고, 4배보다도 크게하면 T₂가 작아져서, T₂의 부분을 이용한 랜스 냉각수의 배관이 용이해진다고 하는 장점을 상실하게 된다.

6) 또 합체를 방지하기 위해서는, 덧붙여 도 8d에 나타내듯이, 노즐 둘레방향의 차폐판의 폭이, 상기 노즐의 길이 ℓ과의 관계에서, 랜스 선단에서 0.01ℓ ∼0.3ℓmm까지의 부분에 대해, 랜스 선단의 평면에 대해 노즐 선단에서 노즐 내부를향해 10 ∼ 80도의 각도(θ₀)로 감소하는 구조를 취하는 것도 효과적이다. 이는, 슬릿중에서, 노즐개구부의 중심방향으로 향하는 흐름 f가 형성되기 때문에, 분출 직후에 노즐 중심부의 개구부로부터 그다지 퍼지지 않는 효과를 갖기 때문이다. 여기서, 이 각도(θ0)을 80도 보다도 크게 하면 상기의 흐름 f가 형성되지 않게 되고, 또 10도보다도 작으면 선단의 차폐판 부분의 강도가 낮아서, 랜스 수명상의 문제가 생긴다. 또, 감소부의 길이가 0.01ℓmm보다도 작은 경우에는, 상기 흐름 f가 충분히 형성되지 않고, 0.3ℓmm보다도 큰 경우에는, 출구 직전에서의 난류화 효과를 볼 수 없게 된다.

또, 노즐의 단면은, 동심 다각형 또는 동심원으로 둘러싸인 슬릿트이고, 동심다각형은 3 ∼ 16각형의 범위이다. 이는, 다각형으로서는 2각형은 존재하기 않고, 또 16각형보다도 각의 수를 늘린 경우에는 가공이 곤란해지기 때문이다. 차폐판의 개수가 2개보다도 적은 경우에는, 긴변(B)가 굉장히 커지고, 또 10개보다도 많은 경우에는, 긴변(B)가 굉장히 작아지기 때문에, 모든 경우에 있어서, B/h와 B·h가 적정범위에 들어오지 않아, 효과는 얻어지지 않는다.

또, 본 발명에서는 랜스 본체 N2와 랜스 중심점 a를 포함하는 랜스 선단부는 차폐판 7을 거쳐 고착되어 있어, 중심점 a는 랜스 본체 N2에 대해 상대적으로 상하 방향으로 이동하는 일이 없다. 이 때문에, 종래 기슬이 어떤 중심점 a를 포함하는 랜스 선단부를 중자(中子)로 하여 랜스 본체와 분할하고, 중자만을 상하로 이동시키는 기술에 따른, 복잡한 구동 기구를 설치할 필요 없이, 간단한 구조로 랜스를 제작할 수 있다는 커다란 잇점을 갖고 있다.

이러한, 적정 형상을 갖는 상태에서 전로 취련을 실시하면, 종래의 원형 다공의 랜스에서는 얻을 수 없던 소프트 브로우가 가능해지기 때문에, 먼지나 스프랫쉬를 대폭적으로 줄일 수 있는 치금(治金) 효과가 얻어진다. 이는, 먼지 발생 윈인의 하나인, 노즐에서 나온 가스가 욕면에 충돌할 때의, 그 운동 에너지로 용강이 비산하는 것에 기인한 것(스프랫쉬계 먼지)의 발생이, 본 발명에 의해 소프트 브로우가 가능하게 된 것으로 회피할 수 있게 되었기 때문이다.

그러나, 소프트 브로우의 상태를 0.5% 이하의 탄소 농도역까지 계속한 경우에는, 철의 산화가 많아지기 때문에, 이러한 중탄소역에서는 분류 강도를 하드 브로우로 하지 않으면 안된다. 이에는, 랜스 중심부의 원형 노즐로부터 가스를 공급하고, 이 분류와 슬릿상 노즐로부터의 분류와를 합체시킬 필요가 있어, 이 경우에는, 전술한 것과 같이 중심 개구부 4에서 송산되는 상기 중심 개구부 1개당의 평균 송산 속도를 70% 이상의 분류로 하고, 외주 개구부 6으로부터의 분류와 간섭시켜서 하나로 합체시긴 상태로 해서 단공 랜스에 상당하는 하드 브로우로 한다.

이와 같이, 기늘고 긴 슬릿상의 노즐에서 나온 분류와 원형 노즐에서 나온 분류를 합체시긴 경우에는, 분류는 그 자체가 갖는 강한 흡인력으로 단일의 분류가 되려고 하나, 분류 중심부는 원형 노즐의 특성을 유지한 하드 브로우인 것에도 불구하고, 분류 외주부는 가늘고 긴 슬릿상의 노즐에서 나은 분류의 특성을 가져 퍼짐이 크기 때문에, 화점 면적이 커진다고 하는 특성을 갖는다. 이에 따라, 하드 브로우이면서 먼지가 작다고 하는 효과가 생긴다.

여기서, B/h,(B·h)/R의 조건을 층족하고, 가늘고 긴 슬럿상의 노즐에 의한 소프트 브로우 효과를 최대로 하면서, 다량의 산소 가스를 공급할 수 있는 개구 단면적을 확보하는데에는, 동심원의 평균 직경 또는 동심 다각형 외접원의 평균 직경을 크게 해서 h를 작게할 필요가 있다. 이 때문에, 랜스의 외측에 가늘고 긴 슬릿상의 노즐을 배치하고, 내측에 원형 노즐을 설치하는 것이 바람직하다. 또, 원형노즐의 선단 개구부의 직경 D(mm)는, 원형 노즐의 개수를 n, 슬릿상 노즐의 선단 개구부의 면적(도 7a에서는 4개 있는 슬릿상의 노즐)의 합계를 A(mm)로 한 경우, 하기의 식으로 부여되어, α가 0.05 ∼ 0.5인 것이 바람직하다.

[수학식 6]

D = {4α × A/(원주율 × n) }^1/2.................(5)

또, 원형 노즐을 여러 개 설치한 경우에는, 랜스 하단면에서, 각 윈형 노즐의 중심점끼리를 직선으로 연결해서 이루어지는 다각형을 정방각형으로 하고(도 7a에서는 정삼각형), 또 그 정다각형의 기하학적 중심을 랜스 중심 a와 합치하도록 각 원형 노즐을 배설하고, 덧붙여 각 원형 노즐의 중심점을 직선으로 연결해서 형성되는 정다각형의 외접원의 원주 길이 W에 대해 그 원주의 일부이고 원형 노즐의 선단 개구부내를 통과하는 부분 원주 V1의 총길이 V가 V/W으로 0.3 ∼ 0.7이 되는 위치 관계에 배치하는 것이 바람직하다.

또, 슬릿상 노즐 8의 개구부 6의 형상을 도 10a ∼ c에 나타내듯이 다각형으로 해도 좋다.

이와 같은, 적정 형상을 가진 상태에서 전로 취련을 실시하면, 전술한 바와같이 먼지나 스프탯쉬의 커다란 절감이라고 하는 지금 효과를 얻을 수 있다. 나아가, 본 발명을 이용하면, 통상의 원형 다공 노즐보다도, 랜스 높이를 큰 폭으로 낮춘 상태에서 소프트 브로우의 취련이 가능해지기 때문에, 2차 연소율도 내화물을 소모시킬 정도로는 증대하지 않고, 또 랜스가 낮은 상태에서 2차 연소가 일어나기 때문에 착열도 좋다.

이상의 노즐을 이용해서, 특히 랜스 중심부의 원헝 노즐에 본 발명의 부적정 팽창분류를 이용해서, 탄소농도의 저하에 맞춰 송산 속도를 저하시키는 정련 방법을 행하면, 취련 초기부터 중기에 걸쳐 소프트 브로우 취련에 의한 먼지의 저감이 가능해지고, 춰련 말기에는 하드 브로우와 송산 속도의 조정에 의해 과산화 억제가 가능해지기 때문에 한층 의미가 있다.

또, 가늘고 긴 헝의 슬릿상 노즐을 갖는 랜스를 써서 취련을 행할 때에는, 전기의 식 (1) 대신에 하기의 식 (6)을 써서 랜스 선단과 용강 정지욕면간의 거리 LG를 구하면, 취련시, 보다 확실하게 용강의 패임깊이L을 조정할 수 있다.

[수학식 7]

β = 9.655·(B/h)^0.87

LG : 랜스 선단과 용강 정지욕면간의 거리(mm)

L : 소정의 용강의 패임깊이(mm)

P_o: 노즐 절대 2차압(kgf/㎠)

P_op: 노즐 적정팽창 절대 2차압(kgf/㎠)

M_op: 적정 팽창시의 토출 마하수(-)

h : 가늘고 긴형 노즐 개구부의 짧은변의 길이(mm)

B : 가늘고 긴형 노즐 개구부의 긴변의 길이(mm)

또, 각 탈탄 취련기에, 중심부 노즐 또는 외주부 노즐로부터 필요에 따라, 산소 가스와 병용해서 아르곤, CO, CO₂등의 불활성 가스를 빨아들여도 좋다. 이에따라, 노즐의 산소 가스 흡입 멈춤에 의한 노즐 개구부의 폐쇄 등의 사고를 방지할 수 있다.

여기서, 독립 제어가 가능한 2 계통 랜스를 이용해서, 각 탈탄 반응 영역에서 행하는 취련 방법을 구체적으로 나타낸다. 이 예에서는 취련 말기에 불활성 가스를 외주부 가스 공급관으로부터 공급하고 있다.

전술한 2 계통 랜스에서, 탄소 농도가 0.5% 이상의 범위의 탈탄 반응 영역에서는, L/L₀를 0.5 ∼ 0.3이 되게끔 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 혹은 윈형상의 노즐로부터 산소를, 중앙부의 가스 공급관에 연결한 원형상의 노즐로부터 산소를 공급하고, 또 중앙부 가스 공급관에 연곁한 원형상의 노즐로부터 공급되는 개구부 1개당의 송산 속도가, 외주부 가스 공급판에 연결한 슬릿상 혹은 원형상의 노즐에 의해 공급되는 노즐 개구부 1개당의 송산 속도의 50% 이하의 범위로 한 다음, 양공급관으로부터 산소를 송산 속도의 합계가 15O ∼ 300N㎥/h/ton의 범위에서 공급한다. 이어서, 탄소농도가 0.2 ∼ 0.5%의 범위에서는, L/L₀를 0.5 ∼ 0.7이 되도록 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 혹은 원형상의 노즐로부터 산소를, 중앙부 가스 공급관에 연결한 원형상 노즐로부터 산소를 공급하고, 또한 중앙부 가스공급관에 연결한 원형상의 노즐에 의해 공곱되는 노즐 개구부 1개당의 송산 속도가, 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 또는 원형상의 노즐에 의해 공급되는 노즐개구부 1개당의 송산 속도의 70% 이상의 범위로 한 다음, 양공급관으로부터 산소를 송산 속도의 합계가 100 ∼ 200N㎥/h/ton의 범위에서 공급한다. 탄소 농도가 0.01 ∼ 0.2%의 범위의 취련 말기에는, 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 혹은 원형상의 노즐로부터 질소, 이산화탄소, 아르곤, 일산화탄소중의 한 종류 혹은 두종류 이상을 15 ∼ 30N㎥/h/ton의 범위에서 공급하면서, 중압부 가스 공급관에 연결한 원형상의 노즐로부터 산소를 20 ∼ 100N㎥/h/ton의 범위에서 공급하며, 각각의 가스 공급 속도로 L/ Lo가 0.5 ∼ 0.7이 되도록, 탄소농도가 0.1 ∼ 0.2% 에서는, 노즐 절대 2차압비 P_o/P_op를 1 ∼ 1.75로 하고, 탄소농도가 0.05 ∼ 0.01%에서는 P_o/P_op를 1∼0.7로 한다.

[실시예]

[실시예 1]

내경 약 2.1m의 상저취 전로를 써서, 6톤의 용철을 장입하여, A, B, C, D, E, F, G, H, I의 9 수준의 탈탄 시험을 행하였다. 이 때, 강욕의 깊이 L_o은 약 240mm이고, 본 전로를 써서 이전에 행했던 시험으로부터 용강의 패임 깊이 L은 약 120mm를 소정치로 하였다. 모든 경우의 수준에서도 저취 가스로서 질소 10ON㎥/h를 사용하였다. 또, 정련의 개시 직후에 슬래그의 염기도(Si02와 Ca0의 중량비)가 약 3.5가 되도록 석탄을 130kg 투입하였다. 각 수준에서 노즐의 설계치를 표 1에, 또 각 랜스 선단부의 개략도를 도 2a ∼ 2d에 나타낸다.

수준 A에서는 송산 속도 167N㎥/h/ton, 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 1, 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 1000mm, 용강의 패임깊이를 소정치 12mm로 하고, 조업 패턴을 변경하는 일 없이 정련을 실시하였다.

수준 B에서는 탄소농도에 맞춰 송산 속도를 167N㎥/h/ton에서 67N㎥/h/ton까지 변경하고, 그에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 2.86에서 1.14까지 변경한 시험을 실시하였다. 이 수준의 P_o/P_op의 최대치는 본 발명에서의 P_o/P_op의 범위의 상한보다 커져있다. 또, 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 800mm로 일정하게 했기 때문에, 용강의 패임 깊이는 송산 속도의 변경에 맞춰서 240mm부터 55mm까지 변화하였다. 이 수준의 용강의 패임 깊이(L/소정치 : 55/120 ∼ 240/120 = 0.46 ∼ 2.00)은 본 발명의 범위에서 벗어난다.

수준 C에서는 탄소 농도에 맞춰 송산 속도를 167N㎥/h/ton부터 67N㎥/h/ton까지 변경하고, 이에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 1.25부터 0.50까지 변경한 시험을 실시하였다. 이 수준의 P_o/P_op의 최소치는 본 발명에서의 P_o/P_op의 범위의 하한보다 작아져있다. 또, 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 800mm으로 일정하게 했기 때문에, 용강의 패임 깊이는 송산 속도의 변경에 맞춰 140mm에서 10mm까지 변화하였다. 이 수준의 용강의 패임 깊이(L/소정치 : 10/120 ∼ 140/120 = 0.08 ∼ 1.17)은 본 발명의 범위에서 벗어난다.

수준 D에서는 탄소 농도에 맞춰 송산 속도를 167N㎥/h/ton부터 83N㎥/h/ton까지 변경하고, 이에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 1.25부터 0.625까지 변경한 시험을 실시하였다. 이 수준의 P_o/P_op의 최소치는 본 발명에서의 P_o/P_op의 범위의 하한보다 작아져있다. 또, 송산 속도의 변경에 따라 랜스선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 900mm에서 200mm까지 변경하여, 용강의 패임 깊이가 소정치의 120mm ± 20% 이내가 되도록 조정하였다.

수준 E에서는 탄소 농도에 맞춰 송산 속도를 167N㎥/h/ton부터 167N㎥/h/ton까지 변경하고, 이에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 2.00부터 0.80까지 변경한 시험을 실시하였다. 이 수준의 P_o/P_op는 본 발명에서의 P_o/P_op의 범위내이다. 또, 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 800mm으로 일정하게 했기 때문에, 용강의 패임 깊이는 송산 속도의 변경에 맞춰 160mm에서 50mm까지 변화하였다. 이 수준의 용강의 패임깊이(L/소정치 : 50/120 ∼ 160/120 = 0.42 ∼1.33)은 본 발명의 청구항 2의 범위에서 벗어난다.

수준 F에서는 탄소 농도에 맞춰 송산 속도를 167N/㎥h/ton부터 67N㎥/h/ton까지 변경하고, 이에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 2.00부터 0.80까지 변경한 시험을 실시하였다. 이 수준의 P_o/P_op는 본 발명에서의 P_o/P_op의 범위내이다. 또, 송산 속도의 변경에 따라 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리도 997mm에서 454mm까지 변경하고, 용강의 패임 깊이가 소정치의 120mm ± 20%이내가 되도록 조정하였다.

수준 G에서는 탄소 농도에 맞춰 송산 속도를 145N㎥/h/ton부터 72N㎥/h/ton까지 변경하고, 이에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 1.74부터 0.85까지 변경한 시험을 실시하였다. 이 수준의 P_o/P_op는 본 발명에서의 P_o/P_op의 가장 바람직한 범위내이다. 또, 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 631mm으로 일정하게 했기 때문에, 용강의 패임 깊이는 송산 속도의 변경에 맞춰 140mm에서 100mm까지 변화하였다. 이 수준의 용강의 패임 깊이(L/소정치 : 100/120∼140/120 = 0.83 ∼ 1.17)은 본 발명의 범위내이다. 또, 본 수준에서는 연속적으로 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 억제할 필요가 없고, 조업이 간편하였다.

수준 H에서는 탄소 농도에 맞춰 송산 속도를 233N/㎥h/ton부터 33N㎥/h/ton까지 변경하였다. 이 수준에서는 2게통의 산소 가스 배관을 갖는 랜스를 사용하였다. 우선, 제 1 계통의 가스 배관의 송산 속도를 233N㎥/h/ton부터 83N/㎥h/ton까지 변경하고, 그에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 2.15부터 0.77까지 변경하였다. 또, 송산 속도의 변경에 따라 랜스 선단 - 용강정지욕면간의 거리도 1053mm에서 468mm까지 변경하고, 용강의 패임 깊이가 소정치의 120Inm ± 20% 이내가 되도록 조정하였다. 다음으로, 제 2 계통의 가스 배관으로 절환해서 송산 속도를 83N/㎥h/ton에서 33N/㎥h/ton까지 변경하고, 그에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 1.92부터 0.77까지 변경하였다. 또, 송산 속도의 변경에 따라 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리도 1363mm에서 624mm까지 변경하고, 용강의 패임 깊이가 소정치의 120mm ± 20% 이내가 되도록 조정하였다. 이 수준의 P_o/P_op는 본 발명에서의 P_o/P_op의 범위내이다.

수준 I에서는 탄소 농도에 맞춰 송산 속도를 167N/㎥h/ton부터 42N㎥/h/ton까지 변경하였다. 이 수준에서는 2계통의 산소 가스 배관을 갖는 랜스를 사용하였다. 우선, 제 1 계통의 배관의 송산 속도를 167N㎥/h/ton부터 83N/㎥h/ton까지 변경하고, 그에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비 P_o/P_op를 1.74부터 0.87까지 변경하었다. 이 P_o/P_op는 본 발명에서의 P_o/P_op의 가장 바람직한 범위내이다. 또, 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 685mm로 거의 일정하게 하였기 때문에, 용강의 패임 깊이는 송산 속도에 맞춰 140mm 부터 100mm까지 변화하였다. 이 용강의 패임깊이(L/소정치 : 100/120 ∼ 140/120 = 0.83 ∼ 1.17)은 본 발명의 범위내이다. 다음으로, 제 2 계통의 배관으로 절환해서 송산 속도를 83N/㎥h/ton에서 42N㎥/h/ton까지 변경하고, 그에 따라 노즐의 절대 2차압과 적정 팽창 절대 2차압의 비P_o/P_op를 1.74부터 0.87까지 변경하였다. 이 P_o/P_op는 본 발명에서의 P_o/P_op의 가장 바람직한 범위내이다. 또, 랜스 선단 - 용강 정지욕면간의 거리를 700mm로 거의 일정하게 하였기 때문에, 용강의 패임 깊이는 송산 속도에 맞춰 140mm 부터 100mm까지 변화하였다. 이 용강의 패임 깊이(L/소정치 : 100/120 ∼ 140/120 =0.83 ∼ 1.17)은 본 발명의 범위내이다. 또, 본 수준에서는 연속적으로 랜스 선단-용강의 정지면간의 거리를 제어할 필요가 없고, 조업이 간편하였다.

상기 각 수준에서 조업 패턴의 상세한 설명을 표 2 및 도 3a,3b, 도 4a, 4b, 도 6a 및 6b에 나타낸다. 각 도면중의 도면 부호 A ∼ I-2는 상기 각 수준의 부호와 일치한다. 또, 조업 패턴은 정련중의 탄소 농도를 동적 예측 모델에 의해 예측하여 실행하였다. 또, 각 수준의 시험 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[실시예 2]

실시예 1과 같은 전로를 이용해서, 하기에 나타낸 랜스를 써서 본 발명의 방법에 따라, 정련하였다.

상취 랜스는, 도 7a, 7b에 나타낸 형상을 기본으로 하여, 노즐 개구부의 수, 형상, 간격, 차폐판의 두께를 변화시켰다. 랜스 선단과 욕면과의 거리는 0.5 ∼1.5m로 하고, 춰련중의 먼지 농도는 집진수(集塵水)중의 먼지량으로부터 측정하여 취련 시간당의 평균 발생 속도로 평가하였다. 모든 경우에, 랜스 본체가 차폐판을 거쳐서 랜스 중심점을 포함하는 랜스 선단부와 고착되어 있는 랜스를 이용하였다.

시험번호 1은 도 7a, 7b에 나타낸 형상의 개구부 6을 갖는 노즐(B = 100mm, h = 2mm, B/h/50, (B·h)/R = 1.2mm, 차폐판 = 4개, ω = 25도, 차폐판의 두께 =0.25 × ℓmm, 식 (5)의 α = 0·2)와 중심부에 표 1 H - 2와 같은 원형 노즐 1개를 갖는 랜스를 써서, 탄소 농도가 0.5%보다도 높은 영역(I 기)에서는 슬릿상의 노즐로부터 150 ∼ 250 N㎥/h/ton으로 산소를 공급함과 동시에 원형 노즐로부터는 10∼30 N㎥/h/ton으로 산소를 공급하며, 탄소 농도가 0.5 ∼ 0.2%의 영역(II기)에서 슬릿상 노즐로부터 100 ∼ 200N㎥/h/ton으로 산소를 공급함과 동시에 원형 노즐로부터도 30 ∼ 50N㎥/h/ton으로 산소를 공급하며, 0.2% 이하의 탄소 농도 영역(III기)에서는 원형 노즐로부터 산소 가스를 40∼80N㎥/h/ton, 슬릿상의 노즐로부터 산소 가스를 157N㎥/h/ton 각각 공급하여, 0.02 ∼ 0.04%의 탄소농도에서 정지하였다.

그 결과는 표 4에 나타내었듯이, 먼지 발생량은 0.81kg/ (min·ton)으로 적고, II기 이후의 평균 탈탄 산소 효율은 85 ∼ 90%로 높으며, 정지시의 (T·Fe)는 8 ∼ 12%로 낮았다. 같은 결과는, 원형 노즐을 3개(시험번호 2 : (1)식의 α = 0.2, V/W = 0.4), 6개(시험번호 3 : (1)식의 α = 0.2, V/W = 0.4)의 경우에도 얻어졌다. 더욱이, 같은 취련 패턴으로 도 11에 나타낸 동심 다각형의 슬릿상의 노즐을 이용한 경우(시험번호 4 ∼ 7 : B, h, 차폐판의 수, ω, 차폐판의 두께, (5)식의 α는 시험번호 1과 동일)도, 거의 상기와 같은 치금 효과가 얻어졌다.

또, 각 탈탄반응기의 랜스 높이는, I 기 : 700 ∼ 900mm, II 기 : 700 ∼900mm, III 기 : 700mm였다.

이에 대해, 표 3 비교예에서는, 먼지가 1.2 ∼ 1.3kg/min·ton이고, 취련 정지의 (T·Fe)도 20% 이상으로 아주 높았다. 또, 본 발명의 수준 E ∼ I에서의 먼지는 0.9kg/min·ton로서 외주를 슬릿상의 노즐로 한 효과가 나타나있다.

[표 4]

본 발명은, 전술한 결점을 해결하고, 산소 가스 유량의 증감에 영향 받지 않고 분류 유속을 거의 일정 범위로 유지하는 방법을 제공하여, 고속 취련 또는 먼지, 스핏팅의 발생량 줄이고, 강욕의 과산화 방지하고, 슬래그중의 산화칠의 저감하는 것 등을 복잡한 기구를 사용하지 않고 실현하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은, 긴변과 짧은변의 비율이 크고 적정한 분출공 형상을 가진, 가늘고 긴 분출공에서 나온 가스는, 원형공에서 나온 가스에 비교하여, 분출직후에 가스 유속의 커다란 감쇠가 일어나 소프트 브로우가 가능하게 되는 것과, 가늘고 긴 분출공에서 나온 가스와 다른 원형 노즐에서 나온 가스를 적정 조건에의해 합체시키므로서 하드 브로우가 가능해 진다는 것의, 두가지의 새로운 발견에 의거하여 새로운 상취 전로용 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 하기에 나타낸 탈탄 취련 방법 및 취련용 노즐을 제공한다.

즉, 취련 방법에 있어서 본 발명이 요지로 하는 부분은, 상취 랜스를 이용한 탈탄 취련에 있어, 노즐 절대 2차압 P₀을 해당 랜스의 노즐 적정 팽창 절대 2차압 P_0p의 0.7 ∼ 2.5배의 범위로 유지하면서, 취련중의 절대 2차압을 적어도 1회 변경하므로써 산소 가스 유량을 변화시키는 것을 특징으로 하는 부적정 팽창 분류를 이용한 전로 상취 정련 방법에 있다.

나아가 본 발명은 상기의 방법에서, 전기 노즐 절대 2차압 P₀의 변경에 따라, 용강의 패임 깊이L이 소정치의 ±20% 이내의 범위를 유지하도록 하기 식 (1)에의해 계산되는 랜스 선단과 용강 정지욕면간 거리 LG를 조절하는 것을 특징으로 한다.

[수학식 1]

LG : 랜스 선단과 용강 정지욕면간의 거리(mm)

L : 소정의 용강의 패임깊이(mm)

P_o: 노즐 절대 2차압(kgf/㎠)

P_op: 노즐 적정 팽창 절대 2차압(kgf/㎠)

M_op: 적정 팽창시의 토출 마하수(-)

d : 노즐 슬로트부의 직경(mm)

또, 전기의 노즐 절대 2차압 P_o란, 노즐 슬로트부의 상위에 있는 웅덩이부의 절대압이다. 또, 노즐 적정 팽창 절대 2차압 P_op는, 하기의 식 (2)로 계산된다.

[수학식 2]

Se/St = 0.259(P_e/P_op)^-5/7{1- (P_e/P_op)^2/7}^-1/2...(2)

S_e: 노즐 개구부의 면적(㎟)

S_t: 노즐 슬로트부의 면적(㎟)

P_e: 노즐 개구부 분위기 절대압(kgf/㎠)

P_op: 노즐 적정 팽창 절대 2차압(kgf/㎠)

또, 식 (1)중의 적정 팽창시 토출 마하수 M_op는, 하기의 식 (3)으로 계산된다.

[수학식 3]

M_op= [5·{(P_op/P_e)^2/7_ 1}]^l/2..............(3)

M_op: 적정 팽창시의 토출 마하수(-)

P_e: 노즐 개구부 분위기 절대압(kgf/㎠)

P_op: 노즐 적정팽창 절대 2차압(kgf/㎠)

상술한 것과 같이, 본 발명에서는 상기 노즐 절대 2차압비 P_o/P_op가 0.85 ∼1.75의 부적정 팽창 범위에 있을 때, 상기 식 (1)로 구한 노즐 선단과 용강 정지욕면간의 거리 LG를 거의 일정하게 하여 노즐 절대 2차압 P_o을 적어도 1회 변경하므로써, 산소 가스의 분류 유속을 바꾸지 않고서도, 소정 용강의 패임 깊이를 유지하먼서, 송산 속도를 용강내의 잔존 고용 C의 양에 맞춰 감소시킨다. 따라서, 본 발명법을 이용하므로써, 특히, 탈탄 말기에 충분하게 용강을 교반함과 동시에 산화철의 생성을 억제할 수 있다.

또, 노즐 절대 2차압비 P_o/P_op의 값 0.7 ∼ 2.5중에서, 상기 노즐 절대 2차압비 P_o/P_op의 값 0.85 ∼ 1.75 이외의 범위에서는, 전기 노즐 절대 2차압 P_o의 변경에 따라, 미리 구해진 용강의 패임 깊이 L이 소정치의 ±20% 이내의 범위를 유지하도록, 식 (1)에 의해 랜스 선단과 용강 정지욕면간의 거리 LG를 구해, 이 랜스 높이에 의해 취련을 행한다.

따라서, 노즐 절대 2차압 P_o이 큰 경우, 결국 송산 속도가 큰 경우에는 P_o가 적정 팽창 절대 2차압 P_op인 노즐을 써서 소정의 용강 패임 깊이 L을 얻을 때의 거리 LG와, 본 발명에 의거한 노즐을 써서 전기 용강 패임 깊이 L과 같은 깊이를 얻을 때의 거리 LG틀 비교하면, 본 발명에 기초한 경우의 거리 LG는, P_o=P_op인 노즐의 경우의 LG보다 대폭으로 작게할 수 있다. 즉, 취련 초기에, 랜스 높이를 전로 내화물이 소모할 때까지 높게 하지 않아도 충분히 취련하는 것이 가능해진다.

더욱이, 노즐 절대 2차압 P_o이 작은 경우, 다시 말해 송산 속도가 작은 경우에는, P_o이 적정 팽창 절대 2차압 P_op인 노즐을 써서 얻어지는 용강 패임 깊이 L과 같은 깊이의 L을 본 발명에 의거한 노즐을 써서 얻을 때에는, P_o=P_op인 노즐의 경우의 LG보다도 근 폭으로 커다란 LG가 된다. 즉, 취련 말기에, 랜스 높이를 랜스 선단이 열변형하여 용손할 것 같은 낮은 위치로 하지 않더라도, 충분히 취련하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 취련 방법에서는, 용강 단위 중량당의 송산 속도를 탄소 농도가 0.5% 이상에서는 150∼300N㎥/h/ton, 탄소농도가 0.2% 이하에서는 20∼100N㎥/h/ton으로 한다.

여기서, 송산 속도는 하기의 식 (4)에 의해 산출된다.

[수학식 4]

F₂= 0.581·St·ε·P_o/처리용강중량(ton) ............(4)

F₀₂: 송산 속도(N㎥/h/ton)

St : 노즐 슬로트부의 면적(㎟)

P_o: 노즐 절대 2차압(kgf/㎠)

ε : 유량계수(-)(통상은 0.9 ∼ 1.0의 범위)

게다가, 본 발명에 있어, 특히 독립한 2 ∼ 4계통의 가스 배관을 갖고, 노즐슬로트부의 총면적에서 최대와 최소의 계통의 비가 2 ∼ 10인 상취 랜스를 이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이러한 랜스 중에서, 독립한 2 계통의 가스 배관을 갖는 랜스로서, 동심의 3 ∼ 16각형의 다각형 또는 동심원의 단면을 갖는 가늘고 긴 형태의 노즐의 선단 개구부의 일부에 2 ∼ 10개의 차폐부를 설치한 산소 공급관과, 그 산소공급관과는 독립하고, 또한 전기 동심 다각형 또는 동심원의 가늘고 긴 형테의 노즐의 안쪽에 설치된 1 ∼ 6개의 원형 노즐을 갖는 전로용 상춰 랜스를 제공하는 것이다.

노즐에서 나온 산소가스 분류 유속을 갇쇠시켜서 소프트 브로우를 가능케 하는데에는, 노즐을 원형이 아닌 적정 형상을 가진 가늘고 긴 형태로 하는 것이 중요하다. 또, 가늘고 긴 노즐에서 분출한 가스라고 하더라도, 다른 노즐에서 나온 가스와 합체한 경우에는 합체한 시점에서 감쇠하기 어려워져서, 하드 브로우가 된다. 이 특성을 이용해서 상기의 랜스를 발명하였다. 본 발명의 랜스는 소프트 브로우가 가능한 가늘고 긴 노즐 형상의 적정화와, 합체를 적정하게 행하게 하기 위한 가늘고 긴 형태의 노즐과 우측 원형 노즐과의 관계의, 두가지 요소에서 구성되어 있다.

본 발명에서, 이러한 랜스를 사용하므로써, 취련의 초기, 중기에 랜스 선단의 높이 LG를 한층 더 낮게 유지할 수 있다.

본 발명에 의해, 산소 가스 유량의 증감에 영향받지 않고, 또 취련 랜스의 노즐 선단부와 용강 정지면간의 거리를 너무 접근시키는 일 없이 분류 유속을 거의 일정 범위로 유지할 수 있게되기 때문에, 취련 랜스에의 열부하를 증대시기지 않고, 고속 춰련 또는 먼지, 스핏팅의 발생량 절감, 강욕의 과산화 방지, 슬레그중의 산화철의 절감 등의 실현에 효과가 있고, 또 복잡한 구조도 불필요하다.

Claims (21)

1. 상취 랜스를 사용하여 용강중의 탄소를 제거하는 탈탄 취련을 행하는 것으로,

   상기 랜스의 노즐 적정 팽창 절대 2차압 P_op를 구하는 공정과;

   상기 랜스의 노즐 절대 2차압 P_o를 상기 노즐 적정 팽창 절대 2차압 P_op의 0.7 ∼2.5배의 부적정 팽창 범위내에서 적어도 1회 변경하므로써, 상기 랜스의 노즐로부터의 산소 가스의 송산 속도를 용강내의 잔존 탄소의 농도에 따라 변화시켜서 취련을 행하는 공정과;

   이러한 취련에 의해, 정련 초기의 송산속도를 높이고, 정련 말기에 송산속도를 낮추도록 변경함으로써, 상기 산소 가스의 분류에 의해 발생하는 용강 표면의 패임 깊이를 조절하는 공정과;

   이상에 공정에 의해 정련 초기에서 말기에 이르는 탈탄 취련을 효율성 있게 실시하는것을 특징으로 하는 탈탄 특성이 뛰어난 전로 상취 정련 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 랜스의 노즐 적정 팽창 절대 2차압 의 0.7 ∼ 2.5배의 부적정 팽창 범위에서, 상기 랜스의 노즐 절대 2차압 P_op와 미리 구해둔 용강의 패임 깊이 L로부터 하기의 식 (1)에 의거하여 랜스 선단과 용강의 정지욕면간의 거리 LG를 구하여, 상기 랜스를 상기 거리 LG를 유지하도록 이동해서 취련을 행하는 정련방법.

   

   LG : 랜스 선단과 용강 정지욕면간의 거리(mm)

   L : 소정의 용강의 패임 깊이(mm)

   P_o: 노즐 절대 2차압(kgf/㎠)

   P_op: 노즐 적정 팽창 절대 2차압(kgf/㎠)

   M_op: 적정 팽창시의 토출 마하수(-)

   d : 노즐 슬로트부의 직경(mm)
3. 제 2 항에 있어서, 상기 랜스의 노즐 적정 팽창 2차압 P_op의 0.85 ∼ 1.75배의 부적정 팽창 범위에서, 그 범위의 상한 근방의 P_o/P_op값을 이용해서 상기의 식 (1)에 의해 상기 랜스 선단과 용강의 정지욕면간의 거리 LG를 구해, 그 거리 LG를 거의 일정하게 유지한 상태에서 송산 속도를 감소시켜 취련하는 정련 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 용강의 패임부 L이 용강의 욕 깊이 L_o에 대해 L/L_o로 0.3 ∼ 0.7의 범위인 정련 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 랜스 노즐로부터 공급하는 산소 가스의 송산 속도를 용강의 탄소 농도가 0.5% 이상에서는 150 ∼ 300N㎥/h/ton, 탄소 농도가 0.2%를 넘고 0.5% 미만에서는 100 ∼ 200N㎥/h/ton 및 탄소 농도가 0.01 ∼ 0.2%에서는 20 ∼100N㎥/h/ton로 하는 정련 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 독립한 복수 계통의 가스 배관을 갖고, 노즐 슬로트부의 총면적에서 최대와 최소의 계통의 비가 2 ∼ 10인 상취 랜스를 이용하는 정련 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 랜스의 가스 배관을 독립한 2계통으로 하여, 그 각 배관에 연결함과 동시에 상기 랜스 단면의 외주부에 설치한 슬릿상의 개구부와 그 랜스 단면의 중앙부에 설치한 원형상의 개구부로부터 산소를 공급하여 취련을 행하는 정련방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 랜스의 가스 배관을 독립한 2계통으로 하고, 이들 배관의 1 계통의 송산 속도를 2 계통의 합계 송산 속도의 10%에서 90%의 범위로 변화시키며, 또한 다른 1계통의 송산 속도를 2계통의 합계 송산 속도의 90%에서 10%의 범위로 변화시킴과 동시에 합계가 100%가 되도록 각각의 송산 속도를 조정하고, 게다가 노즐 단면의 개구부의 면적이 적은 계통의 송산 속도를 순차 증가시키도록 취련하는 정련 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 랜스의 가스 배관의 독립한 2 계통중의 1 계통의 랜스 단면의 외주부에 설치한 개구부를 긴변과 짧은변과의 비가 5 이상의 장방형 혹은 그에 유사한 슬릿형의 형상으로 하고, 다른 계통의 랜스 단면의 중앙부에 설치한 개구부를 원형으로 하며, 게다가 그 원형 개구부를 갖는 게통의 송산 속도를 취련 중에 증가시키는 정련 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 랜스의 2 계통의 독립한 가스 배관의 송산 속도 비율을 변화시킬 때에, 탈탄 처리중의 탄소 농도가 0.5 중량% 이상에서는 랜스 단면의 중앙부 개구부의 1개당의 평균 송산 속도를 외주부의 개구부 1개당의 평균 송산 속도의 50% 이하로 하고, 탄소 농도가 0.2 중량% 이하에서는 중앙부 개구부의 1개당의 평균 송산 속도를 70% 이상으로 하는 정련 방법.
11. 제 1 항에 있어서, 탄소 농도가 0.5% 이상의 범위의 탈탄 반응 영역에서는, 노즐 절대 2차압의 비 P_o/P_op가 1.75 ∼ 2.5의 범위에서, L/L_o를 0.3 ∼ 0.4로 하여 원형상의 노즐로부터 산소를 150 ∼ 300N㎥/h/ton의 범위에서 공급하고, 이어서, 탄소농도가 0.2 ∼ 0.5%의 범위에서는, 노즐 절대 2차압의 비 P_o/P_op가 1 ∼ 1.75의 범위에서, L/L_o를 0.4 ∼ 0.5로 하여 원형상의 노즐로부터 산소를 100 ∼ 200N㎥/h/ton의 범위에서 공급하고, 나아가, 탄소 농도가 0.01 ∼ 0.2%의 범위에서는, 노즐 절대 2차압의 비 P_o/P_op가 0.7 ∼ 1 의 범위에서, L/L_o를 0.5 ∼ 0.7로 하여 원형상의 노즐로부터 산소를 20 ∼ 100N㎥/h/ton의 범위에서 공급하는 정련 방법.
12. 제 1 항에 있어서, 독립 제어가 가능한 2계통 랜스에서, 탄소 농도가 0.5% 이상의 범위의 탈탄 반응 영역에서는, L/L_o를 0.5 ∼ 0.3이 되게끔 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 혹은 원형상의 노즐로부터 산소를, 중앙부의 가스 공급관에 연결한 원형상의 노즐로부터 산소를 공급하고, 또 중앙부 가스 공급관에 연결한 원형상의 노즐로부터 공급되는 개구부 1개당의 송산 속도가, 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 혹은 원형상의 노즐에 의해 공급되는 노즐 개구부 1개당의 송산 속도의 50% 이하의 범위로 한 다음, 양공급관으로부터 산소를 송산 속도의 합계가 150 ∼ 300N㎥/h/ton의 범위에서 공급한다. 이어서, 탄소 농도가 0.2 ∼ 0.5%의 범위에서는, L/L_o를 0.5 ∼ 0.7이 되도록 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 혹은 원형상의 노즐로부터 산소를, 중앙부 가스 공급관에 연결한 원형상 노즐로부터 산소를 공급하고, 또한 중압부 가스 공급관에 연결한 원형상의 노즐에 의해 공급되는 노즐 개구부 1개당의 송산 속도가, 외주부 가스 공급관에 연결한 슬릿상 또는 원형상의 노즐에 의해 공급되는 노즐 개구부 1개당의 송산 속도의 70% 이상의 범위로 한 다음, 양공급관으로부터 산소를 송산 속도의 합계가 100 ∼ 200N㎥/h/ton의 범위에서 공급한다. 탄소 농도가 0.01 ∼ 0.2%의 범위의 취련 말기에는, 외주부 가스공급관에 연결한 슬릿상 혹은 원형상의 노즐로부터 질소, 이산화탄소, 아르곤, 일산화탄소중의 한 종류 혹은 두 종류 이상을 15 ∼ 30N㎥/h/ton의 범위에서 공급하면서, 중압부 가스 공급관에 연결한 원형상의 노즐로부터 산소를 20 ∼ 100N㎥/h/ton의 범위에서 공급하며, 각각의 가스 공급 속도로 L/L_o가 0.5 ∼ 0.7이 되도록, 탄소 농도가 0.1 ∼ 0.2% 에서는, 노즐 절대 2차압비 P_o/P_op를 1 ∼ 1.75로 하고, 탄소 농도가 0.01 ∼ 0.05%에서는 P_o/P_op를 0.7 ∼ 1.0으로 하는 정련 방법.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 랜스의 노즐 적정 팽창 2차압 P아의 0.7 ∼ 2.5배의 부적정 팽창 범위에서, 상기 랜스의 노즐 절대 2차압 P_o와 미리 구해둔 용강의 패임깊이 L로부터 하기의 식 (6)에 의거하여 랜스 선단과 용강의 정지욕면간의 거리 LG를 구하여, 전기 랜스를 전기 거리 LG를 유지하도록 이동해서 취련을 행하는 정련 방법.

    

    L : 소정의 용강의 패임깊이(mm)

    LG : 랜스 선단과 용강 정지욕면간의 거리(mm)

    P_o: 노즐 절대 2차압(kgf/㎠)

    P_op: 노즐 적정팽창 절대 2차압(kgf/㎠)

    M_op: 적정팽창시의 토출 마하수(-)

    h : 가늘고 긴형 노즐 개구부의 짧은변의 길이(mm)

    B : 가늘고 긴형 노즐 개구부의 긴변의 길이(mm)
14. 제 13 항에 있어서, 상기 랜스의 노즐 적정 팽창 2차압 P_o/P_op의 0.85 ∼ 1.75배의 부적정 팽창 범위에서, 그 범위의 상한 근방의 P_o/P_op값을 이용해서 상기 식 (6)에 의해 상기 랜스의 선단과 용강 정지욕면간의 거리 LG를 구하여, 그 거리 LG를 거의 일정하게 유지한 상태에서 송산 속도를 감소시켜서 취련하는 정련 방법.
15. 가스에 의해 용강을 교반시키는 상저취 전로형 정련로의 상취 랜스에 있어서, 독립한 2계통의 가스 배관을 가지고, 일방 계통의 랜스 선단 개구부의 노즐 형상을 동심의 3 내지 16각형의 다각형 또는 동심원의 단면을 가지는 슬릿상으로 하고, 또한 상기 슬릿상 노즐의 선단 개구부의 일부에 2 내지 10개의 차폐부를 설치하고, 또한 해당 계통으로부터 독립한 다른 방향의 계통의 랜스 선단 개구부의 노즐 형상을 원형상으로 하고, 또한 상기 노즐을 상기 슬릿상 노즐의 내측에 1 내지 6개 배치한 것을 특징으로 하는 탈탄 특성이 뛰어난 전로용의 상취 랜스.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 차폐부에서 분리된 개개의 상기 선단 개구부의 긴변의 길이 B(mm)와 짧은면의 길이 h(mm)의 비 B/h가 10 ∼ 225, 랜스 직경을 R(mm)로 한 경우에 (B·h)/R이 0.4 ∼ 4mm이며, 인접하는 2개의 상기 선단 개구부의, 서로 가장 접근한 주상(周上)의 점과, 랜스 중심점이 이루는 각도 ω가 10 ∼ 60도인 것을 특징으로 하는 전로용 상취 랜스.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 차폐부의 두께가, 가스 공급관의 노즐의 길이 ℓ(mm)에 대해, 1 ∼ 0.5ℓmm인 것을 특징으로 하는 전로용 상취 랜스.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 차폐부의 두께가, 가스 공급관의 노즐의 길이 B(mm)에 대해 1 ∼ 0.3ℓmm인 것을 특징으로 하는 전로용 상취 랜스.
19. 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차폐부가 차폐판이고, 또한 랜스 본체와 랜스 중심부를 포함하는 랜스 선단부가 상기 차폐판을 거쳐 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 전로용 상취 랜스.
20. 제 15 항에 있어서, 상기 슬릿상의 노즐의 둘레 방향의 차폐판의 폭이, 상기 슬릿상의 노즐의 길이ℓ(mm)와의 관계에서, 랜스 선단에서 0.01ℓ∼0.3ℓmm까지의 부분을, 그 이외의 부분에서의 폭의 1.5 ∼ 4배로 하는 것을 특징으로 하는 전로용 상취 랜스.
21. 제 15 항에 있어서, 상기 슬릿상의 노즐의 둘레 방향의 차페판의 폭이, 상기 슬릿상의 노즐의 길이ℓ(mm)에 대해 랜스 선단에서 0.01ℓ∼0.3ℓmm까지의 부분에서, 랜스 선단의 평면에 대해 랜스 선단에서 랜스 내부를 향해 10 ∼ 80도의 각도에서 감소하는 구조를 취하는 먼지 발생량이 적은 전로용 상취 랜스.

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