KR910001488B1 - 황, 산소 및 질소의 낮은 함량을 갖는 철기합금, 코발트기합금, 니켈기합금 및 그 제조방법 - Google Patents

황, 산소 및 질소의 낮은 함량을 갖는 철기합금, 코발트기합금, 니켈기합금 및 그 제조방법 Download PDF

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도루 대구지
겐이찌 구스모도
마고도 에바다
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미쯔이 조센 가부시기가이샤
스에나가 가즈시
가부시기가이샤 메탈리서치 코퍼레이션
네다이 도헤이
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

내용 없음.

Description

황, 산소 및 질소의 낮은 함량을 갖는 철기합금, 코발트기찹금, 니켈기합금 및 그 제조방법
제1도는 알루미늄금속(Al) 0.5%를 첨가할 경우에, 잔류 마그네슘(Mg)의 량, 최종 황의 량, 탈황화 속도상수(k) 및 용기의 염기성 내화물중 MgO함량간에 관계를 도시하는 그래프.
제2도는 상이한 마그네시아(MgO)함량을 갖는 염기성 내화물로 구성된 도가니와, 비교목적으로서 칼시아(calcic)(CaO) 도가니를 각각 사용할 경우에, 알루미늠(Al)0.5%를 첨가한후 잔류 알루미늄(Al)의 량 및 탈황화의 시간적 변화를 도시하는 그래프.
제3도는 실시예 1 및 2에 있어서, 용융합금에서의 탈산화성능, 탈황화성능 및 질소함량의 시간적 변화를 도시하는 그래프.
제4도는 마그네시아-칼시아 도가니내에 상이한 마그네시아-칼시아(MgO-CaO)함량을 가진 도가니 및칼시아 도가니(비교목적으로)내에 충전된 용융철기(基)에 알루미늄 0,5%를 첨가 하였을경우, log[S] t/(S)0인 탈황화 속도의 시간적 변화를 도시하는 특성그래프.
제5도는 Al-Ca 콘래드 와이어(clad wire) 0.5%를 첨가한 경우에, CaO-MgO, 도가니내의 상이한 마그네시아(MgO)함량과 탈황화 속도상수(k), 최종 황의 량과 잔류 마그네슘(Mg)량, 잔류 칼슘(Ca)량 간의관계를 도시하는 특성그래프.
본 발명은 고순도의 철, 코발트, 또는 니켈기(基)합금 및 그 정련방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 철(Fe), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 함유하는 동시에 황, 산소 및 질소함량이 낮은 합금 및 그 정련방법에 관한 것이다.
이미 공지된 바와 같이. 철, 코발트 또는 니켈기합금은 기계적 특성, 내열성 및 내식성에 있어서 우수하다. 그러나, 잔류 산소 및 잔류 황이 많으면 그 합금의 가공성이 저하되므로 잔류 산소 및 잔류 황을 충분히 감소시키는 것이 중요하다.
일반적으로, 칼시아(CaO) 내화물은 고온에서도 안정성을 유지하며, 반응성이 높은 각종 합금을 용융하는데에 사용된다는 것은 잘 알려져 있다. 상기 칼시아 내화물로 내장된 용기 또는 라이닝 (lining)된 래이들(ladle)중의 용융욕(bath)에 알루미늄(Al) 또는 알루미늄합금이 첨가되었을 경우, 칼시아는 알루미늄에 의하여 환원되어 칼슘(Ca)금속을 생산하며, 상기 칼슘에 의하여 탈산화반응 및 탈황화 반응이 진행된다는 것도 잘알려져 있다.
즉, 일본 특허공보 제849호(79년), 일본 특허공보 제24.688호(79년)(일본 특허 제992,541호) 및 일본 특허공보 제25,486호(85년)는 칼시아함량이 높은 염기성 내화물로 라이닝된 용광로, 도가니 또는 래이들을 사용하여, 진공 또는 아르곤 분위기하에서 용융강(molten Steel)에 알루미늄 또는 알류미늄합금을 첨가하므로서 용융강을 발산화 및 탈황화하는 방법을 설명한다. 이 방법의 근본적인 내용은 알루미늄(Al)을 첨가함에 의하여 라이닝된 내화물중의 칼시아를 환원시키고, 환원생성물인 칼슘에 의해 용융강중의 황 및 산소를 제거하는 것이다. 또한 미국 특허 제4,484.946호에서는, 상기 염기성 내화물로 라이닝된 용광로 또는 도가니를 반복하여 사용할 경우에, 칼슘의 옥시황화물이 용광로 또는 도가니의 벽 표면에 축적되어 철합금의 탈산화 반응속도 또는 탈황화 반응속도를 감소시킴에 따라 용제와 함께 또는 용제없이 알루미늄과 같은 첨가제를 용융강에 가하여서 용광로, 래이들 또는 도가니의 벽 표면에 상기 화합물이 축적되는 것을 방지하는, 용강의 탈산화 및 탈황화 방법을 기술한다
상기 방법에 의하면, 용융강중의 황을 약 0.004중량%까지, 산소를 0.002중량%까지 감소시킬 수 있다. 그러나, 합금의 정련분야에서는, 보다 높은 탈황화 성능 및 탈산화 성능을 갖는 훌륭한 정련기술의 출현을 기대하고 있다.
본 발명의 목적은 상술한 종래방법에서 보다, 더낮은 황, 산소 및 질소함량을 지니는 철기합금, 니켈기합금, 코발트기합금 및 정련방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산소함량 0.002%이하, 황함량 0.002%이하, 및 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기, 니켈기 및 로발트기합금을 생산하는 방법을 제공하는 것을 목적으로하며, 그 수행공정은 다음과 같다.
(a) 산화칼슘(CaO) 15-85%, 산화마그네슘(MgO) 15-75% 및 이산화규소(SiO₂) 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에 용융합금을 담아 유지시키며, 상기 합금은 철(Fe), 니젤 (Ni) 및 코발트(Co)로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유한다.
(b) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 용융합금에 근거하여 1종이 상의 첨가제를 상기 용융합금에 가하며, 상기 첨가제는 알루미늠(Al), 알루미늄합금, 규소(Si) 및 규소합금으로 구성된 군으로부터 선택된다.
(C) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 알루미늄칼슘 및 마그네슘 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화, 및 탈질소시킴에 의해 용융합금은 잔류 알루미늄 0.005-7.5%, 잔류 칼슘 0.0001-0.02%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하게 된다.
(d) 상기 용융합금을 몰드로 주조한다.
또한 본 발명은 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하. 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기, 니켈기,및 코발트기합금을 제조하는 방법으로서 다음 공정을 포함한다.
(a)산화칼륨 15-85%, 산화마그네슘 15-75% 및 이산화규소가 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로된석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에 용운합금을 담아 유지시키며, 상기 합금은 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유한다.
(b) 비신화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 제1첨가제를 상기 용융합금에 가하며, 상기 제1첨가제는 와이어(wire) 또는 로드(rod)형으로된 알루미늄 또는 철 쉬스(sheath)속에 장입된 코어(core)를 가진 복합성 클래드(clad)재료로 구성되며, 상기 코어는 실질적으로 알루미늄금속, 칼슘금속, 마그네슘금속, 알루미늄기합금, 칼슘기합금 및 마그네슘기합금들중 1종이상의 원소로 구성된다.
(c) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 알루미늄, 칼슘, 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈화와, 탈산화, 탈질소화시킴에 의해 상기 용융합금은 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 규소 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하게된다.
(d) 상기 용융합금을 몰드로 주조한다.
또한 본 발명의 목적을 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.01%이하, 및 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기,니켈기, 및 로발트기합금을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 그 수행공정은 다음과 같다.
(a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75% 및 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로된석회도가니, 석회도가니 용광로 및 상기 내화물로 라이닝된 래이들 구성된 군으로부터 선택된 용기내에 용응합금은 장입(charge)하며, 상기 합금은 실질적으로 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분으로 구성된다.
(b) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군에서 선택된 분위기하에서, 용융합금에 근거를 둔 5%이하의 용제 및 제1첨가제를 상기 용융합금에 가하여, 상기 제1첨가제는 와이어 또는 로드협의 알루미늄 또는 철쉬스속에 장입된 코어를 가진 복합성 클래드 재료로 구성되며, 상기 코어는 실질적으로 알루미늄금속, 칼슘금속, 마그네슘금속, 알루미늄기합금, 칼슘기합금, 및 마그네슘기합금들중 1종이상의 원소로 구성되며, 상기 용제는 알카리금속 및 알카리 토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물로 구성된 군 으로부터 선택된 1종이 상의 화합물을 함유한다.
(C) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의존재하에, 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화, 및 탈질소화시킴을 의해 용융한금은 잔류 알류미늄 0.005-70%, 잔류 칼슘 0.0001 -0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하게 된다.
(d) 상기 용융합금을 몰드로 주조한다.
또한 본 발명의 목적은 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010이하 및 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기.니켈기, 및 코발트기합금을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 그 수행공정은 다음과 같다.
(a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75%, 및 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로된석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성되 군에서 선택된 용기에 용윰합금을 장입하며, 상기 합금은 실질적으로 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분으로 구성 된다.
(b) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군에서 선택된 분위기하에서, 용융합금에 근거를 둔 5%이하의 용제 및 1종이상의 첨가제를 상기 용융합금에 가하며 상기 첨가제는 알루미늄(Al), 알루미늄합금, 티타늄(Ti), 질코늄(Zr), 니오븀(Nb), 붕소(B) 및 희토류원소로 구성된 군으로부터 선택되며, 상기 용제는 알칼리금속 및 알칼리 토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 화합물을 함유한다.
(c) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화, 및 탈질소화 시킴에 의해 용융합금은 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하게 된다.
(d) 상기 용융합금을 몰드로 주조한다.
본 발명의 다른 목적은 산소함량 o.005%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 o.010%이하를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기합금을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 그 수행공정은 다음과 같다
(a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75%, 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에서 합금을 녹이며, 상기 합금은 실질적으로 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분으로 구성된다.
(b) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 1종이상의 첨가제를 상기 용융합금에 가하며, 상기 첨가제는 알루미늄, 알루미늄합금, 티타늄, 질코늄, 니오븀, 붕소 및 희토류원소로구성된 군으로부터 선택된다.
(c) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군에서 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에, 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시킴에 의해 용융합금은 잔류 알루미늄 0.005-7.0%,잔류 칼슘 0.0005-0.03%, 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하게 된다.
(d) 상기,용융합금을 몰드로 주조한다.
본 발명의 다른 목적은 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 0.010%를 갖는 철기,니켈기, 및 코발트기합금을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 그 수행공정은 다음과 같다.
(a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75%, 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로된 석 회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 래이들 및 콘버터로 구성된 군에서 선택된 용기에 합금을 녹이며, 상기 합금은 실질적으로 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상을 주성분을 함유한다.
(b) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 용융합금에 근거를 둔 5%이하의 용제 및 1종이상의 첨가제를 상기 용융합금에 가하며, 상기 첨가제는 알루미늄, 알루미늄합금, 티타늄, 질코늄, 니오븀, 붕소 및 희토류원소로 구성된 군으로부터 선택되며, 상기 용제는 알루미나(Al₂0₃)와 알칼리금속 및 알칼리 토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물로 구성된 군으로부터 선택된 1종의 화합물을 함유한다.
(C) 비산화성 분의기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에, 상기 합금을 탈황화, 탈산화, 탈질소화시킴에 의해 용융합금은 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0005-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0005-0.03%를 함유하게 된다. (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조한다.
본 발명의 다른 목적은 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 0.010%를 갖는 철기,니켈기, 및 코발트기합금을 제조하는 방법을 제공하는 것이며, 그 수행공정은 다음과 같다.
(a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75%, 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로된 석회도가니. 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 래이들 및 콘버터로 구성된 군으로 선택된 용기내에 용융합금을 담으며, 상기 합금은 실질적으로 철, 니켈, 및 코발트로 구성된 군에서 선택된 1종이상의 주성분을 함유한다.
(b) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 용융합금에 근거를 둔 제1및 제2의 첨가제를 상기 용융합금에 가하여, 상기 제1첨가제는 알루미늄 및 알루미늄합금으로 구성된 군으로부터 선택되며, 상기 제2첨가제는 티타늄, 질코늄, 니오늄, 붕소 및 희토류원소로 구성된 군으로부터 선택된다.
(c) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군에서 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘, 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화, 탈질소화시킴에 의해 용융합금은 잔류 알루미늄 0.005-7.0%. 잔류칼슘 0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.003%를 함유하게 된다.
(d) 상기 용융할금을 몰드로 주조한다.
본 발명의 다른 목적은 실질적으로 알루미늄 0.005-7.0%, 규소 0.005-7.0%, 마그네슘 0.0005-0005, 칼슘 0.0001-0.005%, 산소 0.0001-0.002%, 황 0.0001-0.002% 및 질소 0.0005-0.003%로 구성 되는 철기합금을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실질적으로 알루미늄 0.005-7.0% 규소 0.005-7.0%, 마그네슘 0.0005-0.005%. 칼슘 0.0001-0.005%, 산소 0.0001-0.002%, 황 0.0001-0.002%, 및 질소 0.0005-0.003%로 구 성되는 니켈기합금을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 실질적으로 알루미늄 0.005-7.0%, 규소 0.005-7,0%, 마그네슘 0.0005-0. 005%, 칼슘 0.0001-0.001%, 산소 0.0001-0.002%, 황 0.0001-0.002%, 및 질소 0.0005-0.003%로 구 성되는 코발트기합금을 제공하는 것이다.
상기 첨가제로서, Al-Ca 클래드 와이어 및 알루미늄 피복내에든 Ca-Si 클래드 와이어 및 Al-Si 클래이드 와이어와 같은 알루미늄 클래드 와이어 첨가제가 사용될 수 있다. 용제는 상기 첨가제와 동시에 사용 될 수 있다. 상기 용제의 내용물은 알칼리금속 및 알칼리 토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물, 및 한로겐 화합물로 구성된 군으로부터 1종이상 선택된다.
상기 일본 특허공개공보 제58,010호(77년)에는 산소, 황 및 질소함량이 낮은 청정(clean)한 강을 생산하는 방법이 기술되어있는데 그 수행공정을 보면, 60중량%이상이 산화칼슘을 함유하는 염기성 내화물로서 라이닝된 래이들 또는 용광로내에서 강을 용융하는 공정과, 상기 용융강에 알루미늄을 아르곤가스 분위기 또는 진공하에서 첨가하여, 라이닝된 내화물내의 산화칼슘을 환원하여 칼슘을 생성시켜, 이 칼슘에 의해서 용융강을 탈산화, 탈황화 및 탈질소화시키는 동시에 응융강중에 알루미늄을 0.005-0.06중량%, 잔류 칼슘을 0.001-0.03중량% 잔류시키며, 산소를 0.003중량%이하, 황을 0.010중량%이하, 및 질소를 0.010%이하로 감소시키는 공정으로 되어있다.
그런데 본 발명자들이 상기 방법에 관하여 더 시험하고 검토해본 결과, 산화마그네슘과 칼시아가 공존하 는 용광로 벽에서는 알루미늄 또는 알루미늄합금을 첨가하면 용융강중에 칼슘이외의 마그네슘도 생성하게되어 더 강력한 탈산화 및 탈황화가 행하여지는 것이 발견되있다. 본 발명은 위의 사실에 근거하고 있다.
본 발명의 한 실시예에 있어서, 마그네시아 15-75중량%, 칼시아 15-85중량%, 및 이산화규소 1%이하 를 함유하는 염기성 내화물로 만들어졌거나 상기 내화물로 라이닝된 래이들, 콘버터, 도가니 용광로 또는 도가니와 같은 용기를 사용하여 철기(基)합금, 코발트기합금, 또는 니켈기합금을 용융한다. 아르곤가스, 질소가스, 헬륨가스와 같은 비산화성 분위기, 또는 진공하에서 용기에 담긴 상기 용융합금에 알루미늄 및 알루미늄합금중 한가지 이상을 첨가한다.
본 발명의 다른 실시 예에서는, 통상 사용되는 로(furnace)에서 상기 합금을 미리 녹여서 이 용융합금을 상기 용기에 장입한다. 상기 용기내의 용융합금에 대하여 동일하게 알루미늄 또는 알루미늄합금을 첨가한다.
본 발명의 또다른 실시예에서는 상기 용기 대신에 실질적으로 칼시아 및 마그네시아로 구성된 상기 내화물로 라이닝된 래이들, 콘버터 또는 도가니와 같은 용기를 사용하였다.
상기 각 실시예에 있어서, 용기에든 용융합금에 첨가제로서 첨가된 알루미늄은 진공 또는 비산화성 분위기하에서 그 일부가 직전적으로 옹용함금중띄 산소와 결합하여 Alg03를 생성시킴으로써 탈산화를 하게되나 알루미늄의 나머지 부분은 다음 공식에 의하여 진공 또는 비산화성 분위기하에서 내화물 표면의 MgO 및 CaO와 반응하여 Mg.Ca와 및 Al₂O₃가 생성된다.
Figure kpo00001
특히 용탕(molten steel bath)은 전공 또는 이산화성 분위기하에 있게되며, 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75%, 및 이산화규소 1%이하의 적정량이 도가니 또는 라이닝된 용기에 존재하므로, 식(2)의 반응이 식(1) 및 식(2)에 나타난 우측으로 쉽게 진행된다. 이 반응은 다음의 복합반응으로 생략된다.
Figure kpo00002
주로 CaO · Al₂0₃로 구성된 알루민산 칼슘은 탈황화 성능이 높고, 이것에 의해서, 용융합금의 탈황화가 진행된다.
진공 또는 비산화성 분위기에서 티타늄(Ti), 세륨(Ce)등의 존재에 의해 다음의 반응이 일어난다.
Figure kpo00003
위의 반응이외에, 용탕중의 황, 산소 및 질소를 첨가되는 알루미늄, 티타늄, 세륨등에 의해 우선 다음과같은 반응이 일어난나.
Figure kpo00004
또한, 용탕중에 남은 황, 산소 및 질소 성분은 상술한 바와 같이 용융합금중에 환원, 석출된 마그네슘 및 칼슘에 의하여 다음식(16)-(21)과 같이 제거되어, 매우 청정한 용탕을 얻을 수 있다.
Figure kpo00005
이와 같이, 알루미늄을 첨가함으로써 탈산화가 수행되는 동시에 알루미늄의 환원작용에 의하여 생성된 활성 마그네슘, 칼슘 및 알루민산 칼슘(3cao · Al,Os)에 의해 탈산화 및 탈황화가 수행된다.
CaO-MgO 염기성 내화물이 1%이하의 이산화규소를 함유할 경우, 공존하는 알루미늄은, 다음 식에 의거, 상기 함유된 이산화규소와 반응한다.
Figure kpo00006
첩가된 알루미늄은 더욱 소비되고, 철용탕(iron melt)주위의 분위기는 산화성 분위기로 되며, 탈활 반응이 일어나기 어렵게 된다.
이들 반응은 매우 급속히 진행되므로 용탕에 알루미늄을 첨가한후 수분내에 탈황롸 및 탈산화반응이 종료된다.
또한, 시간이 경과함에 따라 용탕중의 질소함량이 점차 감소하게 된다. 그 이유는 칼슘, 마그네슘등이 증발함에 따라 질소가 용탕으로부터 분리되기 때문이다. 이 탈질소화 속도는 진공이나 또는 아르곤가스와 같은 비산화성 분위기하에서 탈산화 및 탈황화 진행에 따라 현저하게 높아진다.
본 발명에 있어서 용광로 또는 용기를 산화마그네슘 15-75중량%, 산화칼슘 15-85%로 구성된 조성물을 함유하는 내화물로 구성 또는 라이닝시킨 이유에 대하여 설명한다.
제1도 및 제2도에는 여러가지 상이한 도가니를 사용하여 알루미늄 0.5%를 용탕에 첨가하여 실험한 경우의 탈황화 특성을 도시하고 있다. 제2도의 log[s]t/[s]o는 탈장화 성능이며,[s]t는 7분이란 시간 t후의 잔류 학량을 표시하며, [s]o는 초기 감량을 표시한다. 도시한 바와 같이. 산화마그네슘이 15-70%, 특히 20-60% 함유된 경우에는 극히 강력한 탈황화 반응이 행하여 지는 것이 분명히 관찰된다. 또한 제2도에는 잔류 알루미늄의 분석치(알루미늄의 중량%)를 도시하였으나, 첨가후 시간경과에 따라 알루미늄 량이 저하되는 것이 관찰되며, 이에 의해 상술한 MgO와 알루미늄의 반응이 진행됨을 확인하였다.
산화마그네슘 이외에 잔류 성분으로서는, 산화칼슘이 필수적이다. CaO 그 자체는 알루미늄금속에 의해 환원되어 활성칼슘을 생성시키는 동시에 MgO와 공존하는 것에 의해 MgO의 환원반응을 가속시킨다. 산화 칼슘의 바람직한 함유율은 총 내화물 전체의 15-85중량%, 바람직하게는 40-80%이다.
산화칼슘함량이 40%이하인 경우, 내화물중의 칼시아가 다른 산화물과 강력하게 결합되어있기 때문에, 칼시아의 활성이 작고 알루미늄에 의하여 환원되기 곤란하다. 반면에 40%이상의 CaO를 함유한 내화물중의 CaO는 활성이 크고 알루미늄에 의해 환원시키기가 쉽다.
또한, CaO를 40%이상 함유하는 내화물은 Al₂O₃, SiO₂등과 같은 산화물과 반응하기 쉽고 따라서 용타내에 있는 산화물을 흡수하여 산화물 개재(inclusion)물량을 대폭적으로 감소시킨다. 더구나, 이러한 내화물은 탄소, 티타늄, 질코늄등에 대한 안정성이 높으므로, 상기 금속의 존재하에 합금의 고온용해가 가능하다.
본 발명의 내화재 물질로서는, CaO 또는 MgO가 풍부한 돌로마이트(dolomite) 내화물(CaO·MgO)등이 바람직하게 사용된다.
본 발명의 실시에 있어서는, 붕소, 알카리금속, 및 알카리 토류금속으로 구성된 군에서 선택된 1종이상의 원소를 알루미늄과 함께 용융욕에 첨가하는 것이 바람직하다. 알카리금속으로는 Na, K 및 Li을 들수있다. 용융욕에 첨가된 칼슘금속, 붕소, 나트륨, 칼륨 및 리튬은 CaO, B2O3, Na2O, K2O 및 Li2O 로 되며, 내화물 벽에 있어서 이들 산화물은
Figure kpo00007
등의 낮은 융점 조성물을 형성하여 발산화 및 탈황화 속도를 증대킨다.
즉, Ca, B, Na, K, Li등의 산화물은 이미 로벽표면에 형성된 CaO · MgO와 같은 산화칼슘 마그네슘조성물과 결합하여 낮은 융점 조성물을 생성한다. 상기 조성 물중에 용융합금의 화합물, 원자 또는 이들의 이온(예를 들면, S2-등과 같은것)이 쉽게 분산되어 탈산화 및 탈황화 반응이 가속된다. CaO, B2O3및 알카리금속, 특히 B2O3및 알카리금속 산화물은 슬래그(slag)에 둘러싸여 있을 경우에 이 슬래그의 융점을 저하시키고 또한 그 점도를 저하시킨다. 이것에 의하여, 상기 슬래그에 대한 용융합금중의 S2-와 같은 이온, 기타 원자 및 화합물의 확산계수는 크게된다. 따라서 탈황화 속도는 증가하며, 탈황화 성능이 대폭적으로 향상된다.
본 발명을 실시할 경우, 제조된 Fe기, Co기 또는 Ni기 합금중에 아래에 열거한 금속들을 첨가하여 금속들의 잔존상태가 아래와 같이 되게하는 것이 바람직하다.
잔류 알루미늄 : 0.005-7중량%
잔류 마그네슘 : 0.0005-0.005중량%
잔류 칼슘 : 0.0001-0.OG5중량%
마그네슘 및 칼슘이외의 알카리 토류금속중 한 원소이상의 총 잔류량 : 0.001-10중량%
합금중의 알루미늄 잔류량을 0.005-7중량%의 범위로 하는것이 바람직한 이유는 다음과 같다. 즉 알루미늄 잔류량이 0.005%보다 적을때는, 충분한 탈산화를 수행하는 것이 불가능할 뿐만아니라 칼슘이 거의 생성 될 수가 없으며 그 결과, 칼슘에 의한 탈황화, 탈산화 및 탈질소화도 저의 수행할 수 없고, 또한 칼슘에 의한 충분한 탈황화, 탈산화, 탈질소화를 수행시킨 근거로 완성된 합금중의 잔류 칼슘의 량이 o.oool%이상이 되어야 하기때문이다 .
한편 상한으로서 알루미늄이 7%를 초과하여 함유된 합금은 실용성이 부족하다.
붕소의 잔류량이 0.001%보다 낮으면, 붕소의 효과가 적으며, 한편 붕소의 잔류량이 10.0%를 초과하는 경우에는, 제조된 합금이 연약하게 된다.
특히 붕소의 잔류량이 0.005-3%인 것이 바람직하다
알루미늄, 붕소, 알카리금속, 및 알카리 토류금속을 용탕에 첨가하는 경우, 이들의 합금형태나 홑 원소물질(simple substance)로 첨가하는 것도 바람직하며, 그 첨가형태는 제한이 없다.
알루미늄과 붕소는 홑 원소물질의 금속으로 첨가할 수 있으나, 알카리금속 및 알카리 토류금속은 반응성이 높아 취급상에 문제를 가지는 것이어서 합금형태로 첨가하는 것이 바람직하다.
홑 원소물질의 금속이든 합금이든 어느 경우에서든 신형체, 로드형체, 블록 또는 분말형체의 다양한 형체로 첨가하는 것이 가능하다.
한 예를 들면, Al-Ca 클래드 와이어 또는 용제와 알루미늄 괴복제로 둘러싼 Al-Ca 클래드 와이어를 사용할 수 있다
본 발명의 방법에 의해 제조된 합금의 Mg 및 Ca의 잔류량은 마그네슘 300-lppm, 바람직하게는 30-5ppm 및 칼슘 200-lppm, 바람직하게는 100-5ppm으로 하는 것이 바람직하다. 마그네슘 및 칼슘의 잔류 량이 너무 적으면 탈산화, 탈황화 및 탈질소화 효과가 낮으며, 그 잔류량이 너무 많으면 합금이 연약하게되는 단점이 생긴다.
또한 본 발명에 있어서는, 희토류원소를 용탕에 200ppm이하의 범위로 잔류 하도록 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서는, 알루미나와 알카리 금속 및 알카리 토류금속의 산화물, 탄산염,할로겐화물, 탄소화물중 1종이상을 함유하는 용제 5%이하를 첨가할수 있다.
본 발명을 아래 실시에에 의하여 더 상세히 설명한다.
[실시예 1]
표 2에 표시된 조성물로 구성된 전해철(electrolyte iron) 500g을 출발물질로하여 여기에 FeS를 미리 첨가하여 황의 성분이 약 0.02%가 되게한후, 이것을 표1에 표시된 조성물로 구성된 CaO 도가니에 장입시키고, 이 도가니를 50KHz의 고주파 용광로에 넣고, 상기 물질을 녹였다.
녹은후, 로내에 아르곤가스를 도입하면서 0.4중량%의 알루미늄합금을 용탕에 첨가하였다. 알루미늄을 첨가한후, 소정시간마다 용탕으로부터 표본을 흡인체취하여, 산소, 황 및 질소의 각 함량을 측정하였다.
제3도에는 탈산성능 log(0)t/[0]o, 탈황성능 log[S]t/[S]0 및 질소함량의 시간적 변화가 도시되어 있는데, 여기서 [0]t는 t분후의 잔류 산소함량을 표시하며, [0]0는 초기 산소함량을 표시하며, [S]t는 t분후의 잔류 황함량을 표시하며, (S)o는 초기 황함량을 표시한다.
또한 사용된 CaO 도가니는 일급시약의 CaO를 원료로하여 이것을 20메쉬로 갈아서 도가니내에 넣어 스탬핑하고, 성형시키고 잘 다져서, 다져진 도가니를 약 900℉, 24시간동안 전기 저항로내에 하소시키는 것에의해 제작하였다.
[표 1]
Figure kpo00008
[표 2]
Figure kpo00009
Figure kpo00010
[실시예 2]
일급시약의 MgO와 CaO를 원료로 사용하여 표3에 표시한 조성의 MgO-CaO 도가니를 제작하여 사용한 것 외에 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 실시하였다. 그 결과를 표3에 도시한다.
[표 3]
Figure kpo00011
제3도에서 이해할 수 있는 것은, 산소, 황 및 질소를 적게 함유하는 용탕을 신속히 얻을 수 있으며, 본발명의 방법에 의한 탈황효과는 매우 크다는 것이다.
[실시예 3]
Al 첨가량을 0.5%로 하고, MgO함량을 10%에서 70%까지 여러가지로 변화시킨것 이외에는 실시예1과동일한 방법으로 실험하였다.
MgO 및 CaO의 상이한 조성을 지닌 도가니를 사용하였을시의 표본의 탈황특성 및 잔류 알루미늄량의 측정결과치가 제1도 및 제2도에 도시되어 있다.
또한 제2도는 실시예1의 측정결과도 도시한다.
제1도 및 제2도에서 이해할 수 있는 것은, 상술한 바와 같이 Mg0 15-70% 및 CaO 15-85% 범위내에서 현저한 탈황하 효과를 얻을 수 있다는 것이다.
아와 같이 본 발명의 방법에 의하여 제조된 합금은 황이 15ppm이하, 특히 10ppm이하, 산소가 15ppm이하, 특히 7pp이하, 질소가 30ppm이하, 특히 20ppm이하로 구성된 극히 높은 순도의 합금이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의하여 철, 코발트 및 니켈기 합금의 제조에 있어서 매우 강력한 탈산화, 탈황화, 및 탈질소화가 수행될 수 있으며, 이에 따라 산소, 질소 및 황의 극히 낮은 함량을 가지며 크립(creep), 강도, 내열성, 질김강도(toughness), 용집성(weldability), 단조성 (forgeability)등의 제특성에 있어서 극히 우수한 합금을 제조할 수 있다. 본 발명의 방법에 의하면 산화물이 거의 포함되지 않은 것도 얻을 수 있다.
본 발명의 상술한 설명에 있어서, "비 산화성 분위기"는 아르곤가스, 질소가스 또는 헬륨가스와 같은 비 산화성 가스를 개방로 또는 밀폐로에든 용탕에 불어넣어 용탕을 처리하던가 밀폐로내의 용탕표면이 이와 같은 가스로 덮히도록 용탕표상에 비산화 가스분위기를 형성하여 용탕을 처리하는 경우의 분위기를 의미 한다.
본 발명 방법의 목적으로하는 합금은 상술한 바와 같이 철, 코발트 및 니켈기 합금이다.
철기 합금으로서는, 대표적인 합금강은 일반적으로 2%이하의 탄소를 함유하고 또한 규소, 망간, 인 및 황의 보통요소를 함유하는 탄소강과, 그리고 상기 보통원소 이외에 니켈, 크롬, 코발트, 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 알루미늄 및 티타늄의 특수요소 뿐만아니라, 보통요소에 속한 것으로도 특수한 성질을 부여하기 위하여 보통요소의 함량범위를 초과하여 첨가되어지는 합금강을 들 수 있다. 저합금강으로서는 고강도, 저합금강, 고온 고압저합금강, 및 석유공업용 저합금강이 있다. 중간합금강으로서는 크롬강, 니켈강등이 있다. 고합금강으로서는 고크롬스테인레스강, 고크롬-니켈 스테인레스강등이 있다.
니켈기 합금은 니켈을 주성분으로 함유하며, 내열성 내부성합금, 자성(magnetic)합금등은 일반적으로 이류에 분류된다. 여기에 속하는 합금으로서는 Ni-Cu 합금(모넬(Monel)금속), Ni-Cr-Fe 합금(인코넬(Inconel)), Ni-Mo 합금(하스텔로이(Hastelloy)A,B), Ni-Mo-Cr-W 합금(하스텔로이 C), Ni-Si 합금(하스텔로이 D), 및 Ni-Ta 합금등이 있다.
꼬발트기 합금은 코발트를 주성분으로 함유하는데, 여기에는 내열성 합금, 내부식성 합금, 초내열(super) 합금, 자성합금등이 있다. 여기에 속하는 합금의 예를 들면 Co-Cr-W-C 합금(스텔라이트(Stellite)),Co-Fe 합금(연성코발트합금), Co-Cr-Ni-Mo 합금(엘리질로이 Eligiloy)합금), Co-Cr-Ni-W 합금 (헤이네스(Hayness)), 비칼로이 (Vicalloy), 레넨더 (Renender), 퍼멘더 (Permender)등과 같은 자성재료의 코발트합금, 또는 Ni₃Ti의 분리를 이용한 로발트기 초내열합금등이 있다.
[실시예 4-9]
표4에 표시된 성분으로 구싱된 CaO-MgO 도가니(실시예 5-9) 및 CaO 도가니(실시예 4)에, 표4에 표시된 조성으로 구성된 전해철에 황함량이 약 0.03%(300ppm)가 되도록 미리 FeS를 첨가한 것 ,500g을 출발물질로서 장입하고 상기 도가니를 고주파 용융로에 넣고 상기 물질을 이 도가니내에서 녹였다. 녹인후, 아르곤 가스를 로내로 도입하면서 0.5중량%의 알루미늄합금을 용융철 합금에 첨가했다. 알룩미늄 첨가후, 소정시간마다 용융합금으로부터 표본을 흡인 체취하여, 산소, 황 및 질소함량을 측정했다. 제4도에는 탈산능력 log[O]t/[O]o, 탈황능력 log[S]t/[S]o및 질소함량의 시간적 변화상이 도시되어 있는데 여기서[O]t는 t분후의 잔류 산소함량이며, [O]o는 초기 산소함량이다.
제4도는 10% MgO, 30% MgO, 50% MgO, 60% MgO, 및 70% MgO를 칼시아 토가니에 각각 가하여 만든 칼시아-마그네시아 도가니를 사용한 예를 도시하며, 삼기 도가니에서 녹은 표본을 얻기 위하여 05%의 알루미늄을 가하였으며, [S]O는 초기 창의 량 300ppm이 된다.
또한 사용된 CaO-MgO 도가니는 일반 시약의 CaO 및 MgO를 원료로하여 이것을 20메쉬로 분쇄한 다음 도가니형에 넣어 충분히 다지고, 다져진 도가니를 약 900℃,24시간동안 전기저항로에서 하소하는 것에 의하여 제작되었다.
표4는 알루미늄 첨가량을 0.5%로 하고, 도가니 재료내의 MgO 함량을 10%와 70% 사이에서 여러가지로 변화시켰을때의 탈황화 속도상수, 및 잔류 원소량을 도리한다. 도가니 재료가 30% 및 50%일태 탈황화속도상수가 크게 된다.
제5도는 Al-Ca 클래드 와이어를 첨가하였을때의 MgO의 혼합량, 탈황도달치, 잔류 마그네슘량, 및 탈황속도상수의 관계를 도시한다.
[표 4]
Figure kpo00012
Figure kpo00013
표 5에 표시한 바와 같이, 용융금속은 전해철과 300ppm의 잔류 황을 녹여서 만들었으며, CaO 도가니에MgO 15%, MgO 50%, MgO 70%를 가하여 만든 CaO-MgO 도가니에 용융철을 장입하였고. 이 용융철에 Al 0.3중량% 및 Ca 0.2중량%로 구성된 Al-Ca 클래드와이어로 클래드된 코어물질을 용융철에 첨가한후, 10분동안 용융철을 탈산, 탈황 및 탈질소시켰다. 탈황화 속도상수 및 각 원소들의 분석치(ppd)는 표 5에 표시한다. 여기서,
Figure kpo00014
[표 5]
Figure kpo00015
제6도는 Al 0.3% 및 칼슘 0.2%의 조성을 갖는 Al-Ca 클래드와이어 0.5%를 첨가한 경우에, CaO 도가니내의 MgO의 혼합량을 탈황도달치, 탈활속도상수, 마그네슘 잔류량 및 칼슘 잔류량의 관계를 도시한다.
[실시예 14-16]
용융금속은 실질적으로 Cr 22%, Co 2%, Fe 18%, Mo 9% 및 W 0.5%로 구성된 하스텔로이 X이었다. 도가니 재료로는 CaO-50% MgO가 사용되었다. 첨가원소로서 0.2중량%의 알루미늄을 용융금속이 가하였다. 실시예 14 및 15에 있어서, CaO-CaFa-A1203의 비율이 6:3:1되는 용제 100g을 첨가하였고 금속 2kg을 녹였다. 표6에는 상기 함금을 녹이기 위해 상기 도가니를 반복사용하였을 경우의 용제 첨가효과가 표시되어있다.
[표 6]
Figure kpo00016
실시예 14는 합금을 녹이기 위한 도가니의 반복사용횟수중 제1회시에 용제를 첨가한 것을 보여주며, 실시예 15는 제5회시에 첨가한 경우를 보여주며, 실시예 16은 제5회시까지 반복하여 용제를 사용하고 그후에는 용제를 사용하지 않은 경우를 보여준다.
표 7은 사용된 고순도 칼시하 도가니의 조성을 표시하며, 표8은 칼시아 도가니로 혼합하기 위해 사용된 고순도 마그네시아의 조성을 표시한다
[표 7]
Figure kpo00017
[표 8]
Figure kpo00018
표 9는 사용된 전해철 조성을 표시한다(중량%)
[표 9]
Figure kpo00019
Figure kpo00020
이상에서 본 발명에 관하여 어느 정도 구제적으로 설명하였으나, 여기서 이해해야할 것은 본 발표는 오직 실시예에 의하여 수행하였으며, 청구범위에 진술된 본 발명의 범위로부터 이탈함이 없이 구조적 세부사항, 배합 및 부분치 배열상에 많은 변경을 가할 수 있을 것이다.

Claims (38)

  1. (a) 산화칼슘(CaO) 15-85%, 산화마그네슘(MgO) 15-75% 및 이산화규소(SiO2) 1%이하를 함유하는 염기설 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝(lining)된 콘버터(converter) 및 래이들(ladle) 구성된 군(group)으로부터 선택된 용기내에, 철(Fe), 니켈(Ni) 및 코발트(Co)로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는 용융합금을 담아 유지하는 공정과; (b)비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 알루미늄(Al), 알루미늄합금, 규소(Si) 및 규소합금으로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 첨가제를, 용융합금에 근거하여,상기 용융합금에 첨가하는 공정과; (c) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탄질소화시켜 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0001-0.02%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정; 및 (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산호함량 0.002%이하, 황함량 0.002% 이하 및 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  2. 주조하기전 용융합금이, 잔류 알루미늄 0.005-7%, 잔류 규소 0.005%-7%, 잔류 칼슘 0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%인 철기, 네켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  3. (a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75% 및 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에, 철, 니켈 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는 용융합금을 담아 유지시키는 공정과; (b)비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 알루미늄 금속, 칼슘 금속, 마그네슘 금속, 알루미늄기 합금,칼슘기 합금 및 마그네슘기 합금들중 1종이상의 원소럿 실질적으로 구성된 코어를 와이어 또는 로드형의 알루미늄 또는 철 쉬스(sheath)속에 장입한 복합성 클래드(clad)재료로 구성된, 제1첨가제를 상기 용융합금에 첨가하는 공정과; (c)비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄,칼슘, 마그네슘의존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시켜 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 규소 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정 : 및 (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 질소함량 0.03% 이하를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  4. (a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75% 및 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로 및 상기 내화물로 라이닝된 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에, 철, 니켈, 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이사의 주성분을 실질적으로 하유하는 용융합금을 장입(charging)하는 공정과 : (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서,(i) 알루미늄금속, 칼슘금속, 마그네슘금속, 알루미늄기합금, 칼슘기합금 및 마그네슘기합금들중 1종이상의 원소로서 실질적으로 구성된 코어를 와이어 및 로드형의알루미늄 또는 철 쉬스속에 장입한 복합성 클래드 재료로 구성된 제1첨가제와, (ⅱ)알칼리금속 및 알칼리토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 화물을 함유하는 5%이하의 용제를, 용융합금에 근거하여, 상기 용융합금에 첨가하는 공정: 및 (c) 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시켜, 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  5. (a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75% 및 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군에서 선택된 용기에, 철, 니켈, 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는, 용융합금을 장입하는 공정과: (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, (i)알루미늄, 알루미늄합금, 티타늄(Ti), 질코늄(Zr), 니오븀(Nb), 붕소(B) 및 희토류 원소로 구성된 군으로부터 선택되는 1종이상의 첨가제와, ()알칼리 금속 및 알칼리 토금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 화합물을 함유하는 5%이하의 용제를, 용융합금에 근거하여, 상기 용융합금에 첨가하는 공정과; (c)_ 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탄산화, 및 탈질소화시켜 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정 ; 및 (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  6. (a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75%, 이산화규소 1%이하로 구성된 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에서, 철, 니켈, 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는 합금을 녹이는 공정과 ; (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 알루미늄, 알루미늄합금, 티타늄, 질코늄, 니오븀, 붕소 및 희토류원소로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 첨가제를 첨가하는 공정과 : (c)_ 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 및 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류칼슘 0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03% 함유하는 용융합금을 얻는 공정 ; 및 (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 0.010%이하를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  7. (a) 산화칼슘 15-85%, 산화 마그네슘 15-75%, 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에서, 철, 니켈, 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는 합금을 녹이는 공정과; (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, (i)알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄, 질코늄, 니오븀, 붕소 및 희토류 원소로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 첨가제와, (ii)알칼리 금속 및 알칼리 토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물, 그리고 알루미나[수식]로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 화합물을 함유하는 5%이하의 용제를, 용융합금에 근거하여, 상기 용융합금에 첨가하는 공정과 ;(e) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시켜 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0005-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정 ; 및 (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 0.010%를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  8. (a) 산화칼슘 15-85%, 산화마그네슘 15-75% 및 이산화규소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군에서 선택된 용기내에, 철, 니켈, 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 함유하는 용융합금을 담아 유지시키는 긍정과 (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, ( i ) 알루미늄 및 알루미늄합금으로 구성된 군으로부터 선택된 제1첨가제와, (ii) 티타늄, 질코늄, 니오늄, 붕소, 및 희토류원소로 구성된 군으로부터 선택된 제2첨가제를, 용융합금에 근거하여, 용융합금에 첨가하는 공정과 : (C) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시켜 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 칼슘0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정, 및 (d) 상기 용융 합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0.003%이하, 황함량 0.010%이하, 및 질소함량 0.010%이하를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  9. (a) 산화마그네슘 15-75%, 산화칼슘 15-85% 및 이산화극소 1%이하로 구성된 염기성 내화물로된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 큰버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된용기내에서, 철, 니켈, 및 로발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는 합금을 녹이는 공정과 : (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서, ( i )알루미늄, 알루미늄 합금, 극소, 및 극소합금으로 구성된 군으로부터 선택된 제1첨가제와, (ii) 티타늄, 질로늄, 니오늄, 붕소, 및 희토류원소로 구성된 군으로부터 선택된 제2첨가제와, (iii) 알칼리금속 및 알칼리 토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물, 그리고 알루미나로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 화합물을 함유하는 5%이하의 용제를, 용융합금에 근거하여, 상기 용융합금에 첨가하는 공정과 : (C) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마그네슘의 존재하에 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시켜 잔류 알루미늠 0.005-7.0%, 잔류 칼슘0.0001-0.005%, 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정 및 (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0 003%, 황함량 0.010%, 및 질소함량 0.010%를 갖는 철기, 니켈기, 및 코발트기 합금의 제조방법.
  10. (a) 산화 마그네슘 15-75%, 산화마그네슘 15-85%, 이산화극소 1%이하를 함유하는 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터선택된 용기내에, 철, 니켈, 및 코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는 용융합금을 장입하는 공정과 , (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구정된 군으로부터 선택된 분위기하에서, (i) 알루미늄, 알루미늄합금. 티타늄, 질코늄, 니오븀, 붕소, 및 희토류 원소로부터 선택되는 1종이 창의 첨가제와, (ii) 알칼리금속 및 알칼리 토류금속의 산화물, 규산염, 탄산염, 탄소화물 및 할로겐화물로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 화합물을 함유하는 5% 이하의 용해 용제를, 용융합금에 근거하여, 상기 용융합금에 첨가하는 공정과 : (c) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 칼슘 및 마노네슘의 존재하에, 상기 용융합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시켜 잔류 알루미늄 0.005-7.0%, 잔류 칼슘 0.0001-0.005%. 및 잔류 마그네슘 0.0001-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정 , 및 (d) 상긴 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0.003%, 황함량 0.010%,및 질소함량 0.010%를 갖는 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법
  12. 제2항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  13. 제3항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  14. 제4항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  15. 제5항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  16. 제6항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  17. 제7항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  18. 제8항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  19. 제9항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  20. 제10항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘 및 플루오르화 칼슘(CaF₂)인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  22. 제2항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘 및 폴루오르화 칼슘(CaF₂)인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  23. 제3항에 있어서,상기 용제는 산화칼슘 및 플루오르화 칼슘(CaF₂)인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  24. 제2항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오로화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법 .
  25. 제3항애 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기, 니켈기 및 코발트기 합광의 제조방법.
  26. 제4항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늅인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  27. 제5항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기. 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법 .
  28. 제6항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  29. 제7항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  30. 제8항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기, 니켈기 및 로발트기 합금의 제조방법.
  31. 제9항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기, 니켈기 및 로발트기 합금의 제조방법.
  32. 제10항에 있어서, 상기 용제는 산화칼슘, 플루오르화 칼슘 및 산화 알루미늄인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  33. 제1항에 있어서, 상기 염기성 내화물이 산화마그네슘(MgO) 15-50중량%, 산화칼술(CaO) 40-85중량%로 구성되는 철기, 니켈기 및 로발트기 합금의 제조방법.
  34. 제19항에 있어서, 상기 비산화성 분위기는 아르곤가스 분위기인 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법 .
  35. (a) 산화칼슘(CaO) 15-85% 및 산화마그네슘(MgO) 15-75%를 함유하는 염기성 내화물로 된 석회도가니, 석회도가니 용광로, 상기 내화물로 라이닝된 콘버터 및 래이들로 구성된 군으로부터 선택된 용기내에, 철(Fe), 니켈(Ni) 및 코발트(Co)로 구성된 군으로부터 선택된 1종이상의 주성분을 실질적으로 함유하는 용융합금을 담아 유지하는 공정과 : (b) 비 산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위 기하에서, 알루미늄(Al) 및 알루미늄 합금으로 구성된 군으로부터 선랙된 1종이상외 첨가제를, 용융합금에 근거하여, 상기 용융합금에 첨가하는 공정과 , (c) 비산화성 분위기 및 진공으로 구성된 군으로부터 선택된 분위기하에서 알루미늄, 또는 알루미늄 합금으로부터 유도된 알루미늄, 산화칼슘으로부터 유도된 칼슘 및 산화마그네쑴으로부터 유도된 마그네슘의 존재하에, 상기 용융 합금을 탈황화, 탈산화 및 탈질소화시켜 잔류 알루미늄 0.OOi-7.0%, 잔류칼슘 0 0001-0.02% 및 잔류 마그네슘 0.0005-0.03%를 함유하는 용융합금을 얻는 공정 : 및 (d) 상기 용융합금을 몰드로 주조하는 공정을 포함하는 산소함량 0.002%이하, 황함량 0.002%이하 및 질소함량 0.03%이하를 갖는 철기, 니켈기 및 코발트기 합금의 제조방법.
  36. 알루미늄 0.005-7,0%, 규소 0.005-7.0%, 마그네슘 0.0005-0.005%, 칼슘 0.6001-0.005%, 산소0.0001-0.002%, 황 0.0001-0.002%, 및 질소 0.0005-0.003%를 실질적으로 함유하는 철기 합금.
  37. 37 알루미늄 0.005-7.0%. 규소 0.005-7.0%, 마그네슘 0.0005-0.005%, 칼슘 0.0001-0.005%, 산소0.0001-0.002%, 황 0.0001-0.002%, 및 질소 0.0005-0.003%를 실질적으로 함유하는 니켈기 합금.
  38. 알루미늄 0.005--7.0%, 규소 0.005-7.0%, 마그네슘 0.0005-0.005%, 칼슘 0.0001-0.005%, 산소0.0001-0.002%, 황 0.0001-0.002%, 및 질소 0.0005-0.003%를 함유하는 코발트기 합금.
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