KR20130112068A

KR20130112068A - 환경 보전 용강 탈황 플럭스

Info

Publication number: KR20130112068A
Application number: KR20137024349A
Authority: KR
Inventors: 마사미츠 와코오; 아키히로 마츠자와; 가츠히로 후치가미; 고오스케 구메; 유우지 오가와
Original assignee: 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-11
Also published as: EP2692874A1; BR112013023995A2; EP2692874B1; CA2842768C; CN103443298A; EP2692874A4; CN103443298B; US9127327B2; JP5152442B2; US20130333518A1; CA2842768A1; KR101358563B1; JPWO2012133795A1; WO2012133795A1

Abstract

[CaO], [Al₂O₃], [SiO₂] 및 [R₂O]를, 각각, CaO의 질량％, Al₂O₃의 질량％, SiO₂의 질량％ 및 Na₂O의 질량％와 K₂O의 질량％와 Li₂O의 질량％의 합계량으로 한 경우에, 이 환경 보전 용강 탈황 플럭스는, [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위로 되도록 상기 CaO 및 상기 Al₂O₃을 포함하고, [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위, 상기 [R₂O]가 0.5 내지 5질량％의 범위, 상기 [SiO₂]가 0.05 내지 15질량％의 범위로 되도록, 상기 Na₂O, 상기 K₂O 및 상기 Li₂O 중 1종 이상의 알칼리 금속 산화물과, SiO₂를 포함한다.

Description

환경 보전 용강 탈황 플럭스 {ENVIRONMENTALLY FRIENDLY FLUX FOR DESULFURIZATION OF MOLTEN STEEL}

본 발명은, 고청정강의 용제시에 사용하는 플럭스에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 강 제조시의 전로 공정 후의 2차 정련 공정, 또는, 전기로 내, 또는 전기로 외의 정련 공정에서 탈황을 행하기 위해 사용하는 플럭스에 관한 것이다. 여기서, 플럭스라 함은, 용철과 반응하여 불순물을 제거하는 기능을 갖는 화합물 집합체의 총칭이다.

본 발명은, 2011년 3월 31일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2011-79113호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

가공성이 양호한 고장력강, 고강도 라인 파이프, 고강도 후강판 등에 있어서는, 강의 불순물로서의 S의 농도를 최대한 저감시키는 것이 요망되고 있다. 이로 인해, 강 제조시의 전로 공정 후의 2차 정련 공정, 또는 전기로 환원기에, 용강의 탈황을 행하고 있다. 용강의 탈황에는, 주로 CaO계의 탈황 플럭스를 사용하지만, 단시간에 S 농도를 저감시키기 위해, 탈황 능력이 높은 CaF₂을 포함하는 플럭스를 사용하는 경우가 많다.

그러나 CaF₂을 포함하는 탈황 플럭스는, 반응성이 높아, 정련 용기의 내화물을 용손시키기 쉬우므로, 내화물의 수명이 짧아진다고 하는 문제가 있다. 또한, 정련 후에 배출되는 슬래그는, 일반적으로 도로 로반재 등에 사용되고 있지만, CaF₂을 포함하는 플럭스로 탈황한 후의 슬래그 중에 CaF₂이 다량으로 존재하면, CaF₂으로부터 용출된 F가 환경에 악영향을 미칠 우려가 있다. 그로 인해, 이 경우에는, 슬래그 성분의 관리를 보다 엄격하게 행하거나, 슬래그의 용도를 보다 제한할 필요가 있다.

CaF₂을 포함하지 않아도, 탈황 능력이 높은 용강 탈황 플럭스로서, 예를 들어 특허문헌 1에는, Na₂O을 포함하는 탈황 플럭스가 개시되어 있다. 그러나 특허문헌 1에는, 탈황 플럭스 중의 Na₂O의 농도(질량％)가 개시되어 있지 않다.

특허문헌 2에는, K₂O을 포함하는 탈황 플럭스가 개시되어 있다. 특허문헌 3에는, Na₂O 또는 K₂O을 포함하는 탈황 플럭스가 개시되어 있다. 그러나 이들 탈황 플럭스는 용선 탈황용의 플럭스이다. 또한, 탈황 플럭스 중의 Na₂O 및 K₂O의 농도는 15질량％ 이상이며, 탈황 플럭스 중에 Na₂O 및 K₂O이 다량으로 존재하면, 탈황 처리 중에 Na₂O 및 K₂O이 증발한다고 하는 문제가 발생한다. 또한, 탈황 처리 후의 슬래그 중에, Na₂O 및 K₂O이 다량으로 잔존할 우려가 있다.

특허문헌 4에는, Na₂CO₃을 함유하는 탈황제를 사용하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 탈황제는, 용선 탈황용의 플럭스이며, 특허문헌 4에서는, Na₂CO₃의 농도가 높으므로, Na₂O이, 증발하거나 슬래그 중에 잔존하는 문제가 발생한다.

특허문헌 5 내지 8에는, Na₂O을 사용하는 방법이 개시되어 있지만, 모든 방법이, 용선 탈황을 대상으로 하고 있다. 이 용선 탈황에서는, 처리 온도나, 용철 중의 C 농도, O 농도가 용강 탈황과는 크게 다르다. 그로 인해, 이들 특허문헌 5 내지 8의 방법을 그대로 용강 탈황에 적용하면, Na₂O의 증발의 문제가 현재화하거나, 탈황 처리 후의 슬래그 중에 Na₂O이 다량으로 잔존할 우려가 있다.

전술한 바와 같이, 가공성이 양호한 고장력강, 고강도 라인 파이프, 고강도 후강판 등에 있어서는, 강의 불순물로서의 S을 최대한 저감시키는 것이 요망되고 있어, 강 제조시의 2차 정련 공정(전로 공정이나 전기로 공정 후의 정련 공정)에서, 용강의 탈황이 행해지고 있다. 그때, 단시간에 S을 저감시키기 위해, 탈황 능력이 높은 CaF₂을 포함하는 플럭스를 사용하는 경우가 많다.

그러나 전술한 바와 같이, CaF₂을 포함하는 탈황 플럭스는, 반응성이 높으므로, 정련 용기의 내화물을 용손시키기 쉬워, 내화물의 수명이 짧아진다고 하는 문제가 있다. 또한, 정련 후의 슬래그는, 일반적으로, 도로 로반재 등에 사용되지만, CaF₂을 포함하는 탈황 플럭스로 탈황한 후의 슬래그에는 CaF₂이 포함되어 있어, F 용출의 문제가 있으므로, 슬래그의 용도가 현저하게 제한된다.

따라서 CaF₂ 대신에, Na₂O이나 K₂O을 포함하는 탈황 플럭스를 사용하는 기술이, 용선 탈황에 대해 다수 제안되어 있다. 그러나 전술한 바와 같이, 용선 탈황의 조건은, 용강 탈황의 조건과 크게 다르므로, 그대로 용선 탈황의 기술을 용강 탈황에 적용할 수는 없다.

Na₂O 농도(질량％)나 K₂O 농도(질량％)가 높은 경우에는, 2차 정련 설비의 배기 덕트에, 증발하기 쉬운 Na₂O이나 K₂O이 부착된다고 하는 문제나, 탈황 후의 슬래그의 Na₂O 농도나 K₂O 농도가 높아져, 재이용한 슬래그가 환경에 대해 악영향을 미칠 수 있다고 하는 문제가 발생할 우려가 있다.

일본 특허 출원 공개 평03-264624호 공보 일본 특허 출원 공개 제2000-226284호 공보 일본 특허 출원 공개 평06-235011호 공보 일본 특허 출원 공개 제2002-241823호 공보 일본 특허 출원 공개 평08-209212호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-335819호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-335820호 공보 일본 특허 출원 공개 제2003-253315호 공보

따라서 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, CaF₂을 포함하지 않아도, 탈황능이 높고, 또한 환경 보전에 공헌하는, 용강 탈황용의 탈황 플럭스를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 요지는, 이하와 같다.

(1) 본 발명의 일 형태에 관한 환경 보전 용강 탈황 플럭스는, [CaO], [Al₂O₃], [SiO₂] 및 [R₂O]를, 각각, CaO의 질량％, Al₂O₃의 질량％, SiO₂의 질량％ 및 Na₂O의 질량％와 K₂O의 질량％와 Li₂O의 질량％의 합계량으로 한 경우에, [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위로 되도록 상기 CaO 및 상기 Al₂O₃을 포함하고, [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위, 상기 [R₂O]가 0.5 내지 5질량％의 범위, 상기 [SiO₂]가 0.05 내지 15질량％의 범위로 되도록, 상기 Na₂O, 상기 K₂O 및 상기 Li₂O 중 1종 이상의 알칼리 금속 산화물과, SiO₂를 포함한다.

(2) 상기 (1)에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스는, MgO을 1 내지 10질량％ 더 포함해도 된다.

(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스에서는, 상기 [SiO₂]가 0.05 내지 9.3질량％이어도 된다.

(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스에서는, 상기 [SiO₂]가 0.05 내지 8.0질량％이어도 된다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스에서는, 상기 [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 2이어도 된다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스에서는, 상기 알칼리 금속 산화물의 일부 또는 전부가 상기 SiO₂와의 화학적 결합을 가져도 된다.

(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 한 항에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스에서는, 상기 알칼리 금속 산화물이 Na₂O이어도 된다.

(8) 본 발명의 일 형태에 관한 용강 탈황 방법에서는, 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 한 항에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스를 용강을 향해 공급한다.

(9) 본 발명의 일 형태에 관한 용강 탈황 방법에서는, [CaO], [Al₂O₃], [SiO₂] 및 [R₂O]를, 각각, CaO의 질량％, Al₂O₃의 질량％, SiO₂의 질량％ 및 Na₂O의 질량％와 K₂O의 질량％와 Li₂O의 질량％의 합계량으로 한 경우에, [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위, [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위, 상기 [R₂O]가 0.5 내지 5질량％의 범위, 상기 [SiO₂]가 0.05 내지 15질량％의 범위로 되도록, 상기 Na₂O, 상기 K₂O 및 상기 Li₂O 중 1종 이상과, 상기 CaO과, 상기 Al₂O₃과, 상기 SiO₂를 포함하는 슬래그를 용강 표면상에 형성한다.

본 발명의 상기 형태에 따르면, 탈황 후의 슬래그로부터의 F 용출, Na₂O이나 K₂O의 증발에 의한 설비에의 부착, 탈황 효율 저하에 의한 생산성 저해, 탈황의 비용 상승이나, Na₂O이나 K₂O을 많이 포함하는 탈황 후의 슬래그가 환경에 미치는 악영향 등의 문제가 발생하는 일 없이, S량이 극히 낮은 고급 강을 제조하는 것이 가능하다.

도 1은 탈황 효율 지표와, R₂O(Na₂O, K₂O, 또는, Li₂O 중 1종 이상) 농도(질량％)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 다양한 [SiO₂]／[Na₂O]에 대한, 탈황 효율 지표와, Na₂O 농도(질량％)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 탈황 속도 상수와, [CaO]／[Al₂O₃]의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 [CaO]／[Al₂O₃]가 2인 경우의, [SiO₂]／[Na₂O]와, 탈황 속도 상수의 관계를 나타내는 도면이다.

이하에서는, [CaO], [Al₂O₃], [SiO₂], [MgO] 및 [R₂O]는, 각각, CaO의 질량％, Al₂O₃의 질량％, SiO₂의 질량％, MgO의 질량％ 및 R₂O의 질량％이다. 또한, 이하, 각 성분의 농도(질량％)를, [성분 기호]로 기재하는 경우가 있다. 또한, 열분해에 의해 CaO 등의 금속 산화물(이들의 복합 산화물을 포함함)이 얻어지는 화합물을 포함하는 경우에는, 열분해 후의 화합물의 질량을 사용하여 그 화합물 중의 금속 산화물의 질량 백분율을 평가하고, 열분해에 의해 발생하는 CO₂나 H₂O 등의 부생물을 플럭스 중의 질량 백분율에 포함하지 않는다. 여기서, 상기 R₂O은, Na₂O, K₂O, Li₂O에 대응하고, [R₂O]는, 이들 Na₂O, K₂O, Li₂O의 합계량이다. Na₂O, K₂O, Li₂O 중, 플럭스에 포함되지 않는 성분의 양은, 0으로서 평가한다.

본 발명자들은, 우선 CaF₂ 대신에, Na₂O, K₂O, Li₂O 등의 알칼리 금속의 산화물을 사용하는 것을 검토하였다. 전술한 바와 같이, Na₂O이나 K₂O을 포함하는 플럭스는, 높은 탈황능을 갖고 있다. 또한, Li₂O도, 알칼리 금속의 산화물이므로, Na₂O이나 K₂O의 경우와 마찬가지로, 높은 탈황능을 갖는 것이 예상된다.

그러나 전술한 바와 같이, Na₂O, K₂O, Li₂O 등의 알칼리 금속의 산화물(R₂O)은, 고온에서 증발하기 쉽다고 하는 특성을 구비하고 있다. 증발 용이성은, [R₂O]에 의존하므로, 플럭스 중의 R₂O은 최대한 적은 편이 좋지만, 플럭스의 탈황능은, [R₂O]가 높을수록 커진다.

따라서 탈황능을 높이기 위해 R₂O을 탈황 플럭스에 첨가하는 경우, 탈황 플럭스가 필요로 하는 탈황능을 확보하면서, 어느 정도의 양까지, 탈황 플럭스 중의 [R₂O]를 내릴 수 있는지가, 과제 해결의 열쇠로 된다. 탈황능을 확보하면서, [R₂O]를 낮게 억제하기 위해서는, 플럭스를 구성하는 주성분의 조성이 중요하다.

본 발명자들은, 탈황 플럭스로서 일반적으로 사용되고 있는 CaO-Al₂O₃계 탈황 플럭스를 베이스 성분으로서 사용하고, 이 탈황 플럭스 중의 [Na₂O], [K₂O] 및 [Li₂O]를 변화시켜, 그 탈황능을, 실험실 규모의 실험에서 조사하였다.

실험에 사용한 용강의 성분 조성을 표 1에 나타낸다.

실험 조건은, 이하와 같다.

용해로:저항 용해로, 용강량:10㎏, 용강 온도:1600℃

실험 수순:용해-성분 조정-Al 탈산-탈황-냉각

탈황 방법: 탈황 플럭스를, 내화물제의 파이프로 용강 중에 인젝션

탈황 플럭스 조성:

CaO-Al₂O₃-R₂O

[CaO]／[Al₂O₃]＝2.0

Na₂O, K₂O, 또는 Li₂O:0 내지 10질량％

실험 결과를 도 1에 나타낸다. 탈황 효율 지표(도 1 및 도 2의 종축) 및 탈황 속도 상수(도 3의 종축)는, 이하와 같이 정의하였다.

탈황 효율 지표＝(탈황 속도 상수)／(R₂O의 증발량)

탈황 속도 상수＝-ln(종점 [S]／초기 [S])／시간, 시간＝15분

증발량:(초기 [R₂O]-종점 [R₂O])／(초기 [R₂O])

실기 프로세스에서는, 생산성 향상의 관점으로부터, 가능한 한 단시간에 탈황을 행하고자 하므로, 실험에서의 탈황 속도 상수는, 탈황 개시 후 15분까지의 값을 사용하였다. 도 1로부터, Na₂O의 경우, 초기 농도 "2질량％"로, 탈황 효율 지표가 최대로 되는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, K₂O이나 Li₂O의 경우도, 초기 농도 "2질량％"로, 탈황 효율 지표가 최대로 되어 있다.

이와 같이, 높은 탈황 효율 지표는, 「R₂O의 증발량이 적고, 또한, 탈황 속도 상수가 크다」고 하는 것, 즉 탈황 반응이 양호하게 진행되는 것을 의미하고 있다. 이것으로부터, 탈황 플럭스에, 높은 탈황능을 부여하기 위해, R₂O(Na₂O, K₂O 및／또는, Li₂O)을 다량으로 첨가할 필요는 없다고 할 수 있다. 즉, [R₂O]를 단순히 높게 해도, 증발량이 많아져, R₂O의 대부분이 불필요하게 소비될 뿐이다.

실제로, 탈황 플럭스를 대량 생산하고자 하는 경우, 농도의 편차를 고려하면, 2질량％로 R₂O의 농도를 제어하는 것은 곤란하다. 그러나 탈황 반응이나, 증발에 크게 영향을 미치는 인자는, 성분 농도가 아니라, 성분 활량, 즉 공존하는 성분의 영향을 고려한 반응 활성도이다. 이것으로부터, 본 발명자들은, 탈황 플럭스를 구성하는 성분의 활량을 제어하는 것을 발상하였다.

Na₂O, K₂O 및 Li₂O의 활량에 크게 영향을 미치는 성분으로서, 우선 SiO₂가 생각되므로, 본 발명자들은, [SiO₂]가 Na₂O의 활량에 미치는 영향을, 동일한 실험실 규모의 탈황 실험에서 조사하였다. 실험에 사용한 용강의 성분 조성은, 표 1과 같고, 실험 조건은, 이하와 같다.

용해로:저항 용해로, 용강량:10㎏, 용강 온도:1600℃

실험 수순:용해-성분 조정-Al 탈산-탈황-냉각

탈황 방법:탈황 플럭스를, 내화물제의 파이프로 용강 중에 인젝션

탈황 플럭스 조성:

CaO-Al₂O₃-SiO₂-Na₂O

[CaO]／[Al₂O₃]＝2.0

[SiO₂]／[Na₂O]＝0 내지 5

Na₂O:0 내지 10질량％

실험 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2의 종축은, 도 1의 종축과 마찬가지로 탈황 효율 지표이다. 도 2로부터, 질량％비인 [SiO₂]／[Na₂O]가 커짐에 따라서, 탈황 효율 지표가 최대로 되는 [Na₂O]가 높아지는 것을 알 수 있다.

[SiO₂]／[Na₂O]＝3에서, 탈황 효율 지표가 최대로 되는 [Na₂O]는, 5질량％이다. 이 [SiO₂]／[Na₂O]를 기준으로 하여 [SiO₂]를 높게 하면, 탈황 효율 지표가 최대로 되는 [Na₂O]도 높아진다. 그러나 이 기준보다도 [Na₂O]를 높게 하면, 탈황 플럭스의 제조 비용이 높아지고, 또한 탈황 처리 후의 슬래그의 [Na₂O]도 높아진다.

일반적으로, 탈황 처리 후의 슬래그 중의 [Na₂O]가 2질량％를 초과하면, 탈황 처리 후의 슬래그가 토목 골재나 시멘트 골재로서 부적당해진다. 그로 인해, 본 발명자들은, 탈황 처리 후의 슬래그의 [Na₂O]와, 탈황 플럭스의 [Na₂O]의 관계를 별도 해석하여, 탈황 플럭스의 [Na₂O]의 최대 허용량을 구하였다. 해석의 결과, [Na₂O]의 최대 허용량은, 5질량％ 정도인 것을 알 수 있었다. 그로 인해, 탈황 플럭스의 [Na₂O]는 5질량％ 이하가 바람직하다. 마찬가지로, 탈황 플럭스의 [K₂O] 및 [Li₂O]도 5질량％ 이하가 바람직하다. 이들 [Na₂O], [K₂O], [Li₂O]는, 최대한, 작은 편이 바람직하다.

본 발명자들은, 또한, 탈황 플럭스의 주성분인 CaO 및 Al₂O₃에 관한 [CaO]／[Al₂O₃]에 대해 조사하였다. 다른 성분으로서, Na₂O을 2.5질량％, SiO₂를 5질량％, 탈황 플럭스에 함유시키고, [CaO]／[Al₂O₃]를 변화시켜, 탈황 실험을 행하였다. 실험에 사용한 용강의 성분 조성은, 표 1과 같고, 실험 조건은, 이하와 같다.

용해로:저항 용해로, 용강량:10㎏, 용강 온도:1600℃

실험 수순:용해-성분 조정-Al 탈산-탈황-냉각

탈황 플럭스 조성:

CaO-Al₂O₃-SiO₂-Na₂O

[CaO]／[Al₂O₃]＝1.0 내지 4.0

SiO₂:5질량％, Na₂O:2.5질량％

실험 결과를, 도 3에 나타낸다. 도 3의 종축은, 탈황 속도 상수이다. 도 3으로부터, [CaO]／[Al₂O₃]＝1.6 내지 3.0의 범위에서, 탈황 속도 상수가 0.10 이상의 높은 값으로 되어 있는 것을 알 수 있다.

용강의 탈황에는, 통상 CaO계 플럭스를 사용하지만, 그중에서도, CaO-Al₂O₃계 플럭스가 다용된다. 이 CaO-Al₂O₃계 플럭스를 사용하는 경우, 탈황에 적합한 조성 영역은, 통상 CaO-Al₂O₃ 2원계 상태도에 있어서, [CaO]／[Al₂O₃]가 1.0 내지 2.33의 영역이다.

이 영역은, 용강의 탈황 온도(약 1600℃)에서 플럭스 중에 액상이 존재하고, 또한, 고상의 CaO이 일부 생성되어 있는 영역이다. 플럭스가 액상이면, 탈황이 빠르게 진행되고, 또한 액상 중에 고상의 CaO이 소량이라도 존재하면, 액상 중의 CaO의 활량이 1로 되고, 탈황 반응이 진행되기 쉬워진다.

그러나 탈황 플럭스 중에 Na₂O과 SiO₂가 존재하는 경우, 조성 조건에 의해 탈황능이 바뀔 가능성이 있다. 따라서 본 발명자들은, 상기한 용강 탈황 실험에 의해 얻어진 도 3에 나타내는 결과로부터, 탈황에 최적인 [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0인 것을 발견하였다.

Al₂O₃도, SiO₂와 마찬가지로, R₂O의 반응성에 영향을 미치는 산화물이며, 탈황 플럭스 중의 Al₂O₃이 지나치게 많으면, R₂O의 반응성이 저하된다. 이 점도, 도 3에 나타내는 탈황 실험 결과에 반영되어 있다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 용강 탈황 플럭스에 대해 설명한다. 플럭스의 원료에 CaF₂이 불가피하게 포함되는 경우를 제외하고, 본 실시 형태에 관한 용강 탈황 플럭스는, 기본적으로 CaF₂을 포함하지 않는다. 불가피하게 CaF₂이 포함되는 경우이어도, CaF₂을 상대 편차 백분율(relative percentage difference)로 1질량％ 이하, 바람직하게는 0.1질량％ 이하로 제한하면 된다.

본 실시 형태에 관한 환경 보전 용강 탈황 플럭스(이하 「본 플럭스」라고 하는 경우가 있음)는, 실질적으로 CaF₂을 포함하지 않고,

(i) [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위로 되도록 CaO 및 Al₂O₃을 주성분으로서 포함하고, 또한,

(ii) [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위로 되도록, Na₂O, K₂O 및 Li₂O 중 1종 이상(R₂O)을 0.5 내지 5질량％ 및 SiO₂를 0.05 내지 15질량％ 포함하고, 또한, 필요에 따라, MgO을 10질량％ 이하 포함한다.

본 플럭스에 있어서, [CaO]／[Al₂O₃]를 1.6 내지 3.0으로 규정하는 이유는, 상기한 바와 같이, 탈황 속도를 충분히 확보하기 위해서이다. 보다 높은 탈황 속도를 얻기 위해서는, [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 2.8인 것이 바람직하다.

본 플럭스에 있어서, [R₂O]를 0.5 내지 5질량％로 규정하는 이유는, 이하와 같다.

도 1 및 도 2에 나타내는 실험 결과에 기초하여, Na₂O의 첨가 효과가 충분히 발현되는 Na₂O의 최저 농도(질량％)를, 탈황 효율 지표가 0.60을 초과하는 0.5질량％로 하였다. 최대의 5질량％는, 탈황 처리 중의 Na₂O의 감소량을 고려하여, 탈황 후의 슬래그의 [Na₂O]가 2질량％를 초과하지 않기 위한 한계값이다.

K₂O 및 Li₂O의 작용 효과는, Na₂O의 작용 효과와 마찬가지이므로, Na₂O과 마찬가지로, [K₂O]를 0.5 내지 5질량％, [Li₂O]를 0.5 내지 5질량％로 하였다.

K₂O, Li₂O 및 Na₂O의 작용 효과는 마찬가지이므로, Na₂O, K₂O 및 Li₂O 중 2종 이상을 가산적으로 사용해도 된다. 이들의 조합은, Na₂O＋K₂O, Na₂O＋Li₂O, K₂O＋Li₂O 및 Na₂O＋K₂O＋Li₂O이다. 결국, Na₂O, K₂O 및 Li₂O 중 1종 이상의 양의 합계, 즉 [R₂O]를, 0.5 내지 5질량％로 한다.

Na₂O, K₂O 및 Li₂O은, 고가이고, 증발에 의해 설비에 부착되어 퇴적되거나, 정련 용기의 내화물을 용손시키는 경우가 있다. 특히, 탈황 처리 후의 슬래그의 R₂O의 양은 최대한 적은 편이, 슬래그 재이용의 관점으로부터 바람직하다. 그로 인해, 탈황 플럭스의 R₂O 농도([R₂O])는, 최대한 적은 편이 바람직하다. 이와 같은 관점으로부터, [R₂O]의 상한은, 바람직하게는, 3질량％ 이하이다. 또한, R₂O의 효과를 보다 충분히 얻는 경우에는, [R₂O]가 1질량％ 이상이면 된다.

본 플럭스에 있어서, [SiO₂]／[R₂O]를 0.1 내지 3으로 규정하는 이유는, 이하와 같다.

도 2에 나타내는 바와 같이, [SiO₂](즉, 여기서는, [SiO₂]／[Na₂O])가 제로인 경우, 탈황 효율 지표가 최대로 되는 Na₂O 농도는 2질량％이다. 그로 인해, [SiO₂]가 제로라도, Na₂O의 작용 효과(탈황능의 향상)는 발현한다. 그러나 Na₂O을 안정화하고, 증발을 조금이라도 억제하기 위해서는, 소량이라도, 플럭스 중에 SiO₂가 존재하는 편이 바람직하다. 그로 인해, [SiO₂]／[Na₂O]의 하한을 0.1로 하였다.

[SiO₂]／[Na₂O]의 상한 3은, 도 2에 나타내는 탈황 효율 지표의 최대값이, [Na₂O]의 최대 허용값의 5질량％로 얻어지는 조건이다. 이 경우에는, [Na₂O]가 0.5 내지 5질량％인 전체 범위에서, 탈황 효율 지표가 0.6을 초과하고 있다. 물론, 도 2에 있어서, [SiO₂]／[Na₂O]가 4 이상이라도, 탈황 효율 지표가 0.6을 초과하는 [Na₂O]의 범위가 존재하지만, 그 범위는 좁다. 또한, 이 범위에서는, Na₂O의 증발을 충분히 억제할 수 있지만, Na₂O의 단위량당 탈황능이 크게 저하되어 있어, Na₂O의 작용 효과를 확보하는 관점으로부터 바람직하지 않다.

K₂O 및 Li₂O에 대해서도, 동일한 이유로, 각각, [SiO₂]／[K₂O]를 0.1 내지 3, [SiO₂]／[Li₂O]를 0.1 내지 3으로 하였다. Na₂O, K₂O 및 Li₂O 중 2종 이상을 가산적으로 병용하는 경우에 대해서도 상기한 경우와 동일하다. 즉, 본 플럭스에 있어서, [SiO₂]／[R₂O]를 0.1 내지 3으로 규정한다. [SiO₂]／[R₂O]는, 바람직하게는, 0.1 내지 2, 보다 바람직하게는, 0.5 내지 2, 더욱 바람직하게는 1 내지 2이다.

도 4는 [CaO]／[Al₂O₃]가 2인 경우의, [SiO₂]／[Na₂O]와, 탈황 속도 상수의 관계를 나타낸다. 이 도 4로부터, [SiO₂]／[Na₂O]가 1.5에서 탈황 속도 상수가 최대로 되는 것을 알 수 있다. 또한, [SiO₂]／[Na₂O]가 2 이하이면, [SiO₂]／[Na₂O]가 충분히 작은 경우(예를 들어, 0.1의 경우)와 동등한 탈황 속도 상수가 얻어진다. 그로 인해, 충분한 탈황 효율 지표를 확보하면서, 프로세스 타임을 저감시키는 경우에는, [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 이상, 또한 2 이하이면 된다. 이 경우에는, SiO₂와 R₂O 사이의 결합의 강도를 보다 적절하게 제어할 수 있어, R₂O의 증발을 억제하면서 R₂O의 탈황 효과를 보다 높일 수 있다.

탈황 효율(R₂O의 단위량당), 자원 절약에 의한 환경 보전, 비용 삭감의 관점으로부터, R₂O(알칼리 금속 산화물) 중, Na₂O이 보다 높은 성능을 갖는다. 그로 인해, R₂O이, Na₂O이어도 된다. 즉, R₂O이 고온, 또한 저산소 분압에서 사용되는 경우나 Al 등의 탈산재와 함께 사용되는 경우에는, K의 비점이 비교적 작으므로, K₂O에 비해 Na₂O이나 Li₂O의 사용에 의해 증발에 의한 R₂O의 손실을 억제할 수 있다. 또한, Li₂O은, 희소한 산화물이므로, Li₂O에 비해 Na₂O이 자원 절약 및 비용 삭감에 도움이 된다.

또한, SiO₂의 네트워크에 R₂O을 도입하여 R₂O의 증발을 더욱 억제하는 경우에는, R₂O의 일부 또는 전부가 SiO₂와의 화학적 결합을 갖고 있어도 된다. 이 경우, 예를 들어 R₂O의 전체량에 대해 10％ 이상의 R₂O이 SiO₂와 결합되어 있으면 바람직하다. 특히, 이와 같은 화학 결합에 의한 R₂O의 증발 억제 효과를 확보하는 경우에, 본 플럭스가, 소다 석회 글래스, 글래스 컬릿, R₂O이나 SiO₂를 포함하는 슬래그 등의 폐재를 포함하면 된다. 이 경우에는, 리사이클 및 안정화에 의한 환경 보전이나 비용 삭감을 동시에 달성할 수 있다. 예를 들어, 본 플럭스가 이와 같은 R₂O의 일부 또는 전부가 SiO₂와의 화학적 결합을 갖는 하이브리드 산화물을 포함해도 되고, 이와 같은 산화물의 [SiO₂]／[R₂O]는, 특별히 제한되지 않고, [SiO₂]／[R₂O]가 0.01이상이어도 된다.

본 플럭스의 [SiO₂]는, [R₂O](0.5 내지 5질량％) 및 [SiO₂]／[R₂O](＝0.1 내지 3)로부터, 자연히 결정되고, 0.05 내지 15질량％이다. 탈황 반응 중의 R₂O의 증발에 의해 [SiO₂]／[R₂O]가 증가하여 탈황 효율이 저하되는 것을 억제하는 경우에는, 이 [SiO₂]는, 0.05 내지 9.3질량％인 것이 바람직하고, 0.05 내지 8.0질량％인 것이 보다 바람직하다. 여기서, R₂O의 증발을 억제하기 위해서는 플럭스 중에 SiO₂가 포함되는 것이 중요하지만, 슬래그의 염기도를 보다 유연하게 조정하는 경우에는, 예를 들어 0.6질량％, 또는, 0.45질량％ 이하로 [SiO₂]를 제한해도 된다.

본 플럭스에 있어서는, 플럭스에 MgO을 10질량％ 이하 첨가하는 것이 바람직하다. 선택 성분으로서의 MgO을 10질량％ 이하로 규정하는 이유는, 이하와 같다.

MgO은, 일반적으로, 내화물을 구성하는 성분이며, 탈황 플럭스에 의한 내화물의 용손을 억제하는 목적에서, 탈황 플럭스에 첨가된다. 내화물의 용손을 억제하는 효과를 충분히 확보하는 경우에는, MgO을 1질량％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나 MgO의 양([MgO])이 10질량％를 초과하면, 탈황 플럭스의 융점이 높아져, 플럭스에 의한 탈황 효과가 발현하지 않는다. 그로 인해, MgO의 양을 10질량％ 이하로 제한한다.

본 플럭스의 조성은, 예를 들어 이하와 같이 하여 결정한다. 우선, 플럭스 중의 R₂O의 종류(적어도 1종)를 정하고, [R₂O]가 0.5 내지 5질량％로 되도록 R₂O의 종류에 대응하는 [Na₂O], [K₂O], [Li₂O]를 정한다. 다음에, [R₂O]에 대한 [SiO₂]의 비가, 소정의 범위에 들어가도록, [SiO₂]를 정한다. 그 후, 필요에 따라, [MgO]를 정하고, 이들 [R₂O], [SiO₂], [MgO]의 총합을 100에서 감산하고, [CaO]＋[Al₂O₃]를 구한다.

[CaO]＋[Al₂O₃]를 구한 후, [CaO] 및 [Al₂O₃]를, [CaO]／[Al₂O₃]가 소정의 범위에 들어가도록 정한다. 이것으로, 플럭스 중의 전부의 구성 성분의 농도(질량％)가 결정된다. 또한, 플럭스를 제조하기 위해 사용하는 원료(플럭스 원료)에는 불가피하게 불순물이 혼입되어 있어, 이 불순물이 탈황 플럭스 중에 불가피하게 혼입되게 되지만, 이와 같은 불가피적 혼입 성분(불가피적 불순물)의 농도를 상기한 농도 계산으로부터 제외한다.

다음에, 본 플럭스의 제조 방법에 대해 설명한다. 탈황 플럭스는, 통상, 산화물 분체의 혼합물이다. 이 혼합물로서 분체를 혼합한 채로 탈황 플럭스를 사용할 수 있지만, 산화물 분체의 전부 또는 일부를 혼합하고, 미리, 용융 또는 소결하고, 냉각, 분쇄한 후에 사용하면, 탈황 효과를 보다 확실하게 얻을 수 있다.

R₂O의 증발을 억제하여 R₂O을 안정화하는 경우에는, 상기 용융 또는 소결은, R₂O과, SiO₂ 및 Al₂O₃의 결합을 촉진하여, R₂O의 안정화에 기여하므로, [SiO₂]나 [Al₂O₃]가 조정된 R₂O을 포함하는 혼합물을 용융 또는 소결하는 프로세스를 포함하는 제조 방법은, 바람직한 제조 방법이다. 특히, R₂O과 SiO₂의 혼합분을 미리 용융 또는 소결하고, 그 후, 다른 원료(예를 들어, 다른 성분을 포함하는 원료)와 혼합하는 것만으로도, 탈황 효과는 향상된다.

소다 석회 글래스, 글래스 컬릿, 정련 사용 후의 슬래그 등에서, Na₂O이나 SiO₂를 주로 포함하는 폐재는, Na₂O과 SiO₂를 포함하고 있으므로, Na₂O이 안정되어 있어, 본 플럭스의 소재로서 바람직하다. 이 폐재를 사용하는 경우에는, 필요에 따라, Na₂O 또는 SiO₂를 폐재 및 그 외의 원료에 첨가하고, [SiO₂]／[Na₂O]가, 0.1 내지 3의 범위에 들어가도록, 조성을 조정한다.

CaO, Na₂O, K₂O 및 Li₂O은, 탄산염의 형태로 존재하는 경우가 많으므로, CaO, Na₂O, K₂O 및 Li₂O으로서 플럭스 중에 대응하는 탄산염의 분말을 배합해도 된다. 이 경우, 고온에서의 분해 반응으로 발생하는 CO₂의 질량을 미리 예상하여 각 탄산염을 배합할 필요가 있다.

예를 들어, 본 플럭스는, CaO을 43 내지 75질량％, Al₂O₃을 17.5 내지 38.5질량％, SiO₂를 0.05 내지 15질량％, R₂O을 0.5 내지 5질량％ 포함해도 된다. 또한, 본 플럭스는, 필요에 따라, MgO을 10％ 이하 포함해도 된다. 또한, 예를 들어 본 플럭스는, MgO을 포함하지 않는 경우에는, Al₂O₃을 20 내지 38.5질량％, SiO₂를 0.05 내지 15질량％, R₂O을 0.5 내지 5질량％ 포함하고, 잔량부가 CaO 및 불가피적 불순물(상대 편차 백분율)로 이루어져도 된다. 또한, 예를 들어 본 플럭스는, MgO을 포함하는 경우에는, Al₂O₃을 17.5 내지 38.5질량％, SiO₂를 0.05 내지 15질량％, R₂O을 0.5 내지 5질량％, MgO을 10질량％ 이하(바람직하게는, 1 내지 10질량％) 포함하고, 잔량부가 CaO 및 불가피적 불순물(상대 편차 백분율)로 이루어져도 된다. 또한, 본 플럭스에서는, 상술한 바와 같이, [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위이며, [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위이다.

본 플럭스를 사용하여 용강 탈황을 행하면, 탈황 후의 슬래그로부터의 F 용출에 의해 환경 문제가 발생하거나, 증발한 Na₂O, K₂O 및 Li₂O이 설비에 많이 부착되거나, 탈황 효율이 저하되어 생산성이 저해되거나, 탈황 비용이 증가하는 일 없이, S 농도가 극히 낮은 고급 강을 제조하는 것이 가능해진다.

본 플럭스는, 전로 공정 후의 2차 정련 공정에 있어서의 용강 탈황, LF(Ladle Furnace) 등의 전극 가열 방식을 사용한 레이들 정련, 전기로 환원기에 있어서의 용강 탈황 및 전기로 출강 후의 노외 정련 등에 사용하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 제1 및 제2 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법에 대해 설명한다. 제1 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법에서는, 상기 실시 형태에 관한 환경 보전 용강 탈황 플럭스를 용강(용강 중 또는 용강 표면상)을 향해 공급한다.

탈황 플럭스의 용강에의 첨가 방법(공급 방법)은, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 이 첨가 방법으로서, 용강에 침지한 노즐로부터 용강 중에 플럭스를 불어넣는 인젝션법이나, 용강 표면에 상방으로부터 괴상의 플럭스를 첨가하는 방법, 가스와 함께 플럭스의 분체를 분사하는 방법 등을 사용할 수 있다. 또한, 탈황 처리 시간은 30 내지 40분이 바람직하다. 플럭스 원단위는, 3 내지 4㎏／t(용강 1t당)이 바람직하다. 또한, 생석회 등의 다른 원료를 별도 용강을 향해 공급해도 된다. 이 경우이어도, 국소 반응(플럭스 중의 R₂O의 증발 속도 저하, 플럭스와 용강 표면의 슬래그 사이의 슬래그화 반응 촉진, 플럭스와 용강 사이의 탈황 반응 촉진)이 중요하므로, 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 플럭스의 효과를 충분히 얻을 수 있다.

제2 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법에서는, 상기 실시 형태에 관한 환경 보전 용강 탈황 플럭스와 동일한 조성을 갖는 슬래그(슬래그와 플럭스의 고액 혼합물을 포함함)를 형성하도록, 복수종의 산화물을 용강 표면을 향해 공급한다.

상기 실시 형태에 관한 환경 보전 용강 탈황 플럭스는, 반응 용기(각종 노 등)의 외부로부터 공급되고, 예를 들어 분체 또는 괴상이지만, 본 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법에서는, 이 플럭스의 조성과 동일한 조성으로 되도록, 용강 표면에 슬래그를 형성해도 된다.

탈황 개시 전의 용강의 표면에는, 전공정에서 발생한 슬래그(잔류 슬래그)가 다소나마 존재하고 있는 경우가 있다. 이 경우, 반응 용기의 외부로부터 공급되는 탈황 플럭스와 잔류 슬래그가 혼합된 상태에서 탈황 반응이 진행되므로, 용강상의 슬래그(탈황시 슬래그)의 조성은, 반응 용기의 외부로부터 공급되는 탈황 플럭스와 기존의 슬래그가 혼합된 상태이어도 된다.

또한, 상기 탈황시 슬래그의 조성은, 탈황 개시 직후의 용강상의 슬래그의 조성만을 의미하지 않는다.

Na₂O, K₂O 및 Li₂O은 증발하기 쉬우므로, 탈황 개시 직후의 용강상의 슬래그의 조성이, 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 탈황 플럭스의 조성을 만족시키고 있지 않아도 된다. 즉, 잔존 슬래그의 조성이 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 탈황 플럭스의 조성과 기본적으로 다른 것에 더하여, 탈황 반응이 진행되는 과정에서, R₂O(Na₂O, K₂O, Li₂O)이 증발하고, 용강 표면에 존재하는 탈황 슬래그의 조성이, 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 탈황 플럭스의 조성에 도달해도 된다.

탈황 반응의 속도를 고려하면, 적어도, 탈황 처리 시간의 전반(탈황 처리 시간의 1／2의 시점)까지, 용강 표면에 존재하는 슬래그의 조성이, 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 탈황 플럭스의 조성을 만족시키고 있으면 된다. 이 경우에는, 후반의 탈황 시간을 유효하게 탈황 반응에 이용할 수 있어, 탈황 처리 시간의 후반에서 용강 표면상의 슬래그를 조정한 경우에 비해 보다 높은 탈황 효과를 얻을 수 있다.

제2 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법에서는, 탈황 플럭스가 용강에 접하였을 때에, 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 탈황 플럭스의 조성으로 되도록 조정되어 있으면 된다. 예를 들어, 탈황 플럭스의 구성 성분의 일부를 다른 구성 성분과 혼합하는 일 없이, 예를 들어 다른 공급 기구나 공급 장치를 사용하여, 이 일부의 구성 성분과 다른 구성 성분을 별도로 첨가(공급)해도 된다. 즉, 용강상에서, 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 탈황 플럭스의 조성으로 조정되면 되고, 첨가 방법(공급 방법)은, 특정한 방법으로 한정되지 않는다.

따라서 제2 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법에서는, [CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위, [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위, [R₂O]가 0.5 내지 5질량％의 범위, [SiO₂]가 0.05 내지 15질량％의 범위로 되도록, Na₂O, K₂O 및 Li₂O 중 1종 이상의 알칼리 금속 산화물과, CaO과, Al₂O₃과, SiO₂를 포함하는 슬래그를 용강 표면상에 형성한다. 또한, R₂O의 일부 또는 전부가 SiO₂와의 화학적 결합을 갖는 탈황 플럭스를 사용해도 된다. 여기서, 용강 표면상에 형성하는 슬래그의 조성은, 상기 실시 형태의 환경 보전 용강 탈황 플럭스의 조성과 중복되므로, 중복 부분에 대해서는 기재를 생략한다.

또한, 제2 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법보다도 제1 실시 형태에 관한 용강 탈황 방법이 R₂O의 증발을 보다 억제할 수 있다.

실시예

다음에, 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 실시예에서의 조건은, 본 발명의 실시 가능성 및 효과를 확인하기 위해 채용한 일 조건예이며, 본 발명은, 이 일 조건예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 본 발명의 목적을 달성하는 한에서, 다양한 조건을 채용할 수 있다.

(실시예)

400t 용량의 전로를 사용하여 용제한 용강을, RH 진공 탈가스 장치에서 탈황하였다. 탈황 후, 용강으로부터 시료를 채취하고, 이 시료(용강) 중의 S 농도를 분석하였다. 실기(實機) 시험에 사용한 용강의 성분 조성을 표 2에 나타낸다. 실기 시험의 조건은, 다음과 같다.

탈황 공정:RH 진공 탈가스 장치, 레이들 용량:400t, 용강 온도:1620℃

탈황 방법:인젝션·랜스에 의한 분체의 용강 중으로의 불어넣기, 또는, 랜스에 의한 분체의 용강 표면으로의 분사

탈황 시간:35분

플럭스 원단위(용강 1t당):3.5㎏／t

실기 시험의 수준을 표 3에 나타낸다.

표 3의 비고란을 설명하면, 이하와 같다.

혼합분:각 산화물 분체를 혼합한 플럭스.

일부 용융품:R₂O과 SiO₂의 혼합분을 미리 용융하고, 냉각, 분쇄한 후, 얻어진 이 프리멜트분을 다른 성분의 분체와 혼합한 플럭스.

일부 소결품:R₂O과 SiO₂의 혼합분을 미리 소결하고, 냉각, 분쇄한 후, 얻어진 이 소결분을 다른 성분의 분체와 혼합한 플럭스.

소다 석회 글래스 사용:소다 석회 글래스를 분쇄하여 얻어진 글래스분에 각 산화물 분체를 혼합한 플럭스.

글래스 컬릿 사용:글래스 컬릿를 분쇄하여 얻어진 글래스분에 각 산화물 분체를 혼합한 플럭스.

실기 시험의 결과를 표 4에 나타낸다. 탈황율의 정의는, [(탈황 전의 S 농도-탈황 후의 S 농도)／탈황 전의 S 농도]×100이다.

수준 1 내지 10은, 본 발명의 조건을 만족시키는 실시예이다. 이들 실시예에서는, S 농도가 충분히 내려가, 82％ 이상의 높은 탈황율이 얻어지고 있다. 또한, 배기 덕트 내에 Na계 화합물, K계 화합물 및 Li계 화합물이 부착되어 있지 않고, 탈황 후의 슬래그 중의 [Na₂O], [K₂O] 및 [Li₂O]이 2질량％ 이하였다. 그로 인해, 수준 1 내지 10의 조건에서는, Na₂O, K₂O 및 Li₂O(R₂O)을 효율적으로 사용할 수 있고, 탈황 후의 슬래그를 다양한 용도로 충분히 사용할 수 있다.

또한, 수준 6, 8 및 10에서는, 탈황 플럭스 중에 기존의 슬래그를 혼합하고 있으므로, 탈황 플럭스의 조성은, 슬래그를 혼합한 후의 조성이다. 또한, 수준 10은, 탈황 반응의 진행 과정에서, 탈황시의 슬래그의 조성이 표 3에 나타나는 조성에 이르고 있고, 이 슬래그의 조성은, 탈황 후반(탈황 처리 시간의 20분／35분)의 조성이다. 또한, 이 수준 10에서는, 표 3에 나타나는 조성을 갖는 플럭스를 사용한 경우도, 동일한 탈황율(84％)이 얻어졌다.

여기서, 수준 4 및 14에서 사용한 소다 석회 글래스, 수준 6, 8 및 10에서 사용한 슬래그(전로 슬래그), 수준 10 및 17에서 사용한 글래스 컬릿의 성분 조성을 표 5에 나타내고 있다.

수준 11 내지 22는, 본 발명의 조건을 만족하지 않는 비교예이다. 이들 비교예 중, 최대의 탈황율은, CaF₂을 사용한 수준 22에서 얻어진 80％이며, 다른 수준은, 68 내지 78％로 낮은 탈황율이었다.

수준 11에서는, Na₂O의 양이 지나치게 많고, 수준 12에서는, K₂O의 양이 지나치게 많고, 수준 13에서는, Li₂O의 양이 지나치게 많았다. 그로 인해, 이들 수준 11 내지 13에서는, 탈황율이 낮고, 또한, 증발에 의한 설비에의 R₂O의 부착량도 많았다. 또한, 탈황 후의 슬래그 중에 Na₂O, K₂O 및 Li₂O이 많이 포함되어, 슬래그의 재이용을 할 수 없었다.

수준 14에서는, 농도비 [CaO]／[Al₂O₃]가 지나치게 낮고, 수준 15에서는, 농도비 [SiO₂]／[K₂O]가 지나치게 높았으므로, 이들 수준 14 및 15에서는, 탈황율이 낮았다. 수준 16에서는, Na₂O과 K₂O의 합계량이 적고, 또한 수준 17에서는, Na₂O, K₂O 및 Li₂O의 합계량이 지나치게 많았으므로, 이들 수준 16 및 17에서는, 목표의 탈황율 82％ 이상을 달성하고 있지 않았다.

수준 18에서는, MgO의 양이 많은 것에 더하여 SiO₂의 양이 적고, 수준 19에서는, SiO₂의 양이 많고, 수준 20에서는, 농도비 [CaO]／[Al₂O₃]가 지나치게 높았다. 그로 인해, 이들 수준 18 내지 20에서는, 목표의 탈황율 82％ 이상을 달성하고 있지 않았다. 또한, 수준 21에서는, 플럭스가 Na₂O, K₂O 및 Li₂O 중 어느 것도 포함하고 있지 않으므로, 목표의 탈황율 82％ 이상을 달성하고 있지 않았다.

수준 22에서는, 플럭스가 CaF₂을 함유하고 있으므로, 비교예 중에서는, 비교적 높은 탈황율이 얻어지고 있었지만, 탈황율이 82％를 초과하고 있지 않았다. 또한, 이 수준 22에서는, 탈황 후의 슬래그는, F 농도가 높아, 재이용할 수 없었다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 탈황 후의 슬래그로부터의 F 용출, Na₂O이나 K₂O의 증발에 의한 설비에의 부착, 탈황 효율 저하에 의한 생산성 저해, 탈황의 비용 상승이나, Na₂O이나 K₂O을 많이 포함하는 탈황 후의 슬래그가 환경에 미치는 악영향 등의 문제가 발생하는 일 없이, S량이 극히 소량인 고급 강을 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명은, 철강 산업의 제강 기술에 있어서 이용 가능성이 높다.

Claims

[CaO], [Al₂O₃], [SiO₂] 및 [R₂O]를, 각각, CaO의 질량％, Al₂O₃의 질량％, SiO₂의 질량％ 및 Na₂O의 질량％와 K₂O의 질량％와 Li₂O의 질량％의 합계량으로 한 경우에,
[CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위로 되도록 상기 CaO 및 상기 Al₂O₃을 포함하고,
[SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위, 상기 [R₂O]가 0.5 내지 5질량％의 범위, 상기 [SiO₂]가 0.05 내지 15질량％의 범위로 되도록, 상기 Na₂O, 상기 K₂O 및 상기 Li₂O 중 1종 이상의 알칼리 금속 산화물과, 상기 SiO₂를 포함하는 것을 특징으로 하는, 환경 보전 용강 탈황 플럭스.
제1항에 있어서,
MgO을 1 내지 10질량％ 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 환경 보전 용강 탈황 플럭스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 [SiO₂]가 0.05 내지 9.3질량％인 것을 특징으로 하는, 환경 보전 용강 탈황 플럭스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 [SiO₂]가 0.05 내지 8.0질량％인 것을 특징으로 하는, 환경 보전 용강 탈황 플럭스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 2인 것을 특징으로 하는, 환경 보전 용강 탈황 플럭스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 알칼리 금속 산화물의 일부 또는 전부가 상기 SiO₂와의 화학적 결합을 갖는 것을 특징으로 하는, 환경 보전 용강 탈황 플럭스.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 알칼리 금속 산화물이 Na₂O인 것을 특징으로 하는, 환경 보전 용강 탈황 플럭스.
제1항 또는 제2항에 기재된 환경 보전 용강 탈황 플럭스를 용강을 향해 공급하는 것을 특징으로 하는, 용강 탈황 방법.
[CaO], [Al₂O₃], [SiO₂] 및 [R₂O]를, 각각, CaO의 질량％, Al₂O₃의 질량％, SiO₂의 질량％ 및 Na₂O의 질량％와 K₂O의 질량％와 Li₂O의 질량％의 합계량으로 한 경우에,
[CaO]／[Al₂O₃]가 1.6 내지 3.0의 범위, [SiO₂]／[R₂O]가 0.1 내지 3의 범위, 상기 [R₂O]가 0.5 내지 5질량％의 범위, 상기 [SiO₂]가 0.05 내지 15질량％의 범위로 되도록, 상기 Na₂O, 상기 K₂O 및 상기 Li₂O 중 1종 이상과, 상기 CaO과, 상기 Al₂O₃과, 상기 SiO₂를 포함하는 슬래그를 용강 표면상에 형성하는 것을 특징으로 하는, 용강 탈황 방법.