KR910008143B1 - 상부 취입전로(vessel)를 이용한 제강법과 제강장치 - Google Patents

Abstract

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Description

상부 취입전로(vessel)를 이용한 제강법과 제강장치

본 발명은 전로(vessel)속에서 용융금속을 제련(refining)하는 취입법(blowing process)에 관한 것으로서, 특히 순산소전로법(basic oxygen process)에서 탄소제거율을 향상시키는 상부취입법에 관한 것이다. 용탕의 상부에 위치한 랜스(lance)를 통하여 산소를 상부에서 취입하는 방법을 이용하는 용융금속전로속에서 철을 제조하는 것은 공지로 되어 있다.

이런 목적으로 전로에 용광로에서 나온 고온의 금속을 60-80％ 충전하고, 고탄소 함량의 크롬합금 또는 스테인레스상 스크랩 같은 냉각 충전물을 20-40％ 충전하는 것이 보통이다. 용량에서 최종탄소 함량이 약 0.035％-0.05％로 감소될 때까지 상부에서 산소를 취입하는 것이다. 이런 함량으로된 시간에서의 용탕온도는 대개 3400-3600℉(1871-1982℃)이다. 현재 상부 취입식 순산소전로를 사용해서 달성하고 있는 이런 탄소함량에서는 용탕온도가 너무 높기 때문에, 내화물의 마멸이 심하게 일어나므로 스크랩(scrap)을 가하여 용탕온도를 저하시켜야 한다.

현재, 대다수 제품규격에서 탄소함량을 0.03％ 이하로 할 것을 요구하고 있다. 표준 순산소전로에 의한 조업으로는 이러한 낮은 탄소함량을 얻을 수 없다.

또한 공지로 되어 있는 것은 이런 종류의 상부 산소 취입식 제강법에서는 아르곤(argon)같은 불활성 기체와 취입사이클 말기 즈음해서 상부취입법으로 공급되는 산소를 혼합하고 있다는 점이다. 아르곤이 탄소 제거 효율을 향상시키기는 하지만 탄소 함량이 약 0.03％ 이하인 스테인레스강을 일관성 있는 기준에서 상업적인 규모로 생산할 수는 없다. 전로의 바닥 가까이 또는 전로 바닥에다 설치한 튜이에르(tuyere : 바람구멍) 또는 다공질의 플러그(plug)를 사용하여 용탕의 표면 밑에서 나온 불활성 기체를 용탕에 공급하는 순산소전로를 채택한 것을 제안한 바도 있다. 한가지 방법에 따르면 강철제조에 있어서, 제련공정이 진행함에 따라 탕표면 밑으로부터 공급되는 불활성 기체의 공급속도를 크게 하고, 상부 취입에 따라 공급되는 산소량을 감소시키는 것도 있다. 이런 방법은 특히 상부에서 취입되는 산소와 더불어, 탕표면 밑에서 공급되는 불활성 기체를 사용하는 스테인레스강 제조의 경우에 있어서, 취입도중 산소 대 불활성 기체의 비율이 비교적 크며 취입량이 커짐에 따라 이 비율을 감소시켜야 하는 것이다. 처음에는 공급되는 산소량이 불활성 기체공급량보다 상당히 크다. 그러나 취입 종료시에는 불활성 기체 공급량을 공급되는 산소량보다 크게 한다. 따라서 불활성 기체를 공급하기 위한 튜이에르는 비교적 큰 유속으로 기체가 유입할 수 있도록 해야 한다. 산소와 불활성 기체의 혼합물만 사용하는 상부 취입법을 이용하자는 제안도 있다. 미국특허 제4,397,685호(1983.8.9)에 의하면 산소와 불활성 기체의 혼합물만을 사용하는 상부 취입법이 나와 있는데 이 방법은 유동 혼합물을 조정하고, 랜스 높이를 낮추어 낮은 탄소함량이 되게 하는 것이다.

미국특허 제3,867,134호(1975.2.18)에는 산소를 상부에서 취입한 다음 산소와 불활성 기체의 혼합물을 상부 취입하고, 혼합물의 조성을 변화시키는 방법이 나와 있다. 미국특허 제3,307,937호(1967.3.7)에는 불활성 기체만을 상부 취입한 다음 산소와 불활성 기체의 혼합물을 상부 취입한 후, 불활성 기체만으로 마무리하는 방법이 나와 있다. 그러나 이들 특허 가운데서 어느 것이 다 본 발명의 방법을 제시하고 있지 않다.

본 발명의 목적은 전반적인 산소 대 불활성 기체의 비율을 점차로 감소시키기는 하지만 제련공정 전체에 있어서 동일한 상부 랜스를 사용하는 제강법을 제공함에 있는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 상부 랜스와 튜이에르 또는 다공질 플러그 사이의 상대적인 기체 취입량을 비교적 일정하게 유지하는 방법을 제공함에 있는 것이다. 본 발명의 또 한가지 목적은 전로의 튜이에르를 통하여 비교적 느린 불활성 기체의 유속을 유지하는 제강법을 제공함에 있는 것이다. 본 발명에 따라 용탕을 형성할 고온의 금속 충전물이 있는 상부 취입로에서 제강하는 방법이 제공되는 것이다. 이 방법은 랜스로부터 탕표면 위나 밑으로 제련용 기체를 상부 취입하는 방법도 포함한다. 탕 중에서의 탄소 함량이 약 1％ 이상일 경우 제련용 기체로서 산소를 사용하며, 탄소함량이 약 1％ 이하일 때는 산소와 불활성 기체의 혼합물을 사용한다. 상부 취입 도중이나 상부 취입공정이 완료된 후 탕표면 밑에서, 느린 유속으로 불활성 기체를 공급한다. 상부 취입이 시작되면 탕속으로 유입되는 산소대 불활성 기체의 전반적인 비율을 1/1 이상이 되게 한다. 취입공정을 탄소함량이 약 1％ 이하일 때 진행시키면 상부에서 취입되는 제련용 기체로서 불활성 기체와 산소의 혼합물을 사용하여 상부에서 취입되는 산소량을 감소시키는 한편, 상부에서 취입되는 불활성 기체량을 증가시켜서 결과적알으므로 취입도중 탄소함량이 감소하면 산소 대 불활성 기체의 전반적인 비율이 점차 감소하게 된다. 최종적인 탄소함량에 도달하여 산소대 불활성 기체의 비율이 1/1 이하가 되면 상부 취입을 정지시킨다.

본 발명의 방법은 상부 취입식 용융금속 전로에서의 제강법에 관한 것이다. 충전물은 사전에 합금으로 만들어 두며 전기로에서 공급되는 것과 같이 탄소함량이 비교적 작은 거의 모든 용융금속을 사용한다. 전로의 충전물로는 스크랩과 같은 냉각된 재료와 크롬 및 기타 재료를 사용하며, 탄소함량이 높은 것을 사용한다. 대표적으로는 순산소전로 같은 상부 취입식 용융금속전로에 탄소함량이 높은 고온의 금속 충전물과 냉각 충전물을 넣어 용탕을 형성한다.

본 발명을 실시함에 있어서, 전로 내에 있는 충전물 표면 밑이나 표면 위에 제련용 기체를 공급하는데 사용되는 종래의 랜스가 설치되어 있고, 전로바닥이나 바닥 가까이에 설치되어 탕표면 밑에서 불활성 기체를 공급할 튜이에르 및 또는 다공질의 플러그 같은 수단이 있는 상부 취입식의 순산소전로를 사용한다. 랜스를 용탕위에 매달거나 용탕내에 잠기게 하여 사용하는데, 이들 두가지 방법은 종래부터 공지로 되어 있는 것이다. 또한, 본 발명에 따라서, 취입공정 초기에 랜스를 통하여 상부에서 취입되는 제련용 기체의 산소-대-불활성 기체와는 비율을 크게 해 준다.

불활성 기체는 이 단계에서 바닥에 있는 튜이에르를 통하여서만 공급된다. 처음에는 상부에서 취입되는 기체로서 100％ 산소를 사용하여 산소-대-불활성 기체와의 전체 비율이 20 : 1 또는 이 이상이 되게 한다. 전체 비율에 따라 상부 또는 하부로부터 용탕속으로 유입되는 모든 기체량을 결정하게 된다. 상부에서 취입되는 기체 혼합물 중의 산소 대 불활성 기체와의 비율을 점차 감소시키고 계속해서 산소 대 불활성 기체의 전체 비율을 감소시켜서 이 비율이 취입과정 중에 점차로 변화하도록 한다. 취입작업이 끝날 즈음해서 산소-대-불활성 기체의 전체 비율은 비교적 작아진다. 상부 취입과 동시에 비교적 느린 유속으로 불활성 기체를 용탕표면 밑으로부터 공급하여 유지시킨다. 바람직한 것은 유속을 거의 일정하게 유지하는 것이다. 여기서 알아두어야 할 점은 본 발명의 방법은 이 방법을 이용하기 전후에 튜이에르 또는 다공질의 플러그를 통하여 용탕표면 밑으로 불활성 기체를 공급하지 않는 제조방법의 일부임을 알아야 한다. 여기서 목적하는 바는 상부 취입공정 도중에 간헐적으로, 표면 밑으로 불활성 기체를 공급하는 것이다.

예를 들자면 스테인레스강 제조에 있어서, 필요한 것은 취입 공정이 진행됨에 따라 산소-대-불활성 기체의 비율을 감소시키는 것이다. 랜스를 통하여 상부로 취입되는 기체를 사용해서 이런 조작을 할 수 있기 때문에 용탕표면 밑에 있는 튜이에르나 기타 수단을 통하여 과도한 유속으로 불활성 기체를 위입해서 저합금강, 탄소강 같이 비교적 느린 불활성 기체의 유속을 필요로 하는 강철을 제조할 필요는 없는 것이다.

따라서, 각종 강철제조에 적합한 전로에서 스테인레스강을 제조하는데 본 발명의 방법을 사용한다. 탕표면 밑에서 공급되는 불활성 기체를 거의 일정한 속도로 유지해야 한다. 특히 약 80분 정도의 용량에서 탕의 표면 밑으로부터 공급되는 불활성 기체의 양을 약 50-1500ft³/min의 법위내로 해야 하는데 이것을 톤수(tonnage)기준으로 해서 환산하면, 0.625-18.75NCFM/톤, 즉 약 0.5-20NCFM/톤이 된다. (NCFM : normal cubic feet/minnte)용융탕속으로, 도입되는 불활성 기체는 주로 두 가지 목적을 가지고 이용된다. 첫째로, 불활성 기체는 탈탄 처리도중 생성되는 일산화탄소(CO)를 희석한다. 아르곤 같은 불활성 기체가 일산화탄소와 혼합되면 일산화탄소의 분압이 줄어들고 탄소＋산소반응이 크롬＋산소반응 같은 금속 산화반응에 우선해서 일어난다. 탕중에서 탄소함량이 줄어들면 보다 많은 불활성 기체를 사용하며, 용탕을 교반한다. 이러한 교반에 의하여 용탕의 혼합이 촉진되어 균일하게 되고 용탕속의 금속이 층을 이루지 않게 된다. 바닥의 불활성 기체 유입을 공정도중 조금씩 변화하는 저속으로 유지한다. 예를 들자면 용탕의 온도가 올라가게 되면, 바닥에서의 불활성 기체 유입속도를 다소 크게 할 필요가 있고 그 결과 튜이에르를 냉각시켜 주므로서 튜이에르 꼭지가 과도하게 마모되는 일이 없어지고, 또한 침식이 되지 않는다. 취련초기의 산소 대 불활성 기체의 비율을 약 20/1 또는 이 이상이 되게 하며, 취입공정이 끝날 즈음에는 약 1/3 또는 그 이하가 되게 한다. 이런 점에서, 특히 산소 대 불활성 기체의 비율을 처음에는 약 20/1 정도가 되게 하므로서, 결국에는 용탕속의 탄소함량을 약 2％로 감소시키며, 1％정도로 감소되는 것이 좋고, 비율을 약 3/1정도로 하면 용탕속의 탄소함량이 약 0.5％정도로 되며, 후속 단계에서 탄소함량이 약 0.08％가 될 때까지 이 비율을 약 1/1로 유지되어야 한다. 탄소함량이 약 0.08가 된 다음에는 비율을 약 1/3으로 하여 취입을 끝내므로서, 원하는 탄소함량에 도달하게 된다.

어떤 경우에 있어서는 상부 취입 기체로서 처음에는 산소만 100％ 사용하며 또는 제련용 기체를 상부 취입하는 최종단계에서 불활성 기체만 100％ 사용할 필요가 있다. 위에 나온 각 함량같이 단계적인 방식이나 연속적으로 비율을 점차로 증가하는 방향으로 변화시키므로서, 특수한 탄소함량에서 원하는 비율을 얻게 된다. 본 발명을 실시함으로서, 탄소함량이 0.03％ 정도 이하가 되게 할 수 있다. 불활성 기체는 용융금속과는 거의 반응을 하지 않는 것인데 아르곤 질소, 크세논, 네온등과 이들의 혼합물이 이용된다. 여기서 알 수 있는 것은 질소는 불활성 기체로 알려져 있으나 탕중에 잔존해 있는 질화물(nitride)을 생성하는 성분과는 반응을 한다는 점이다. 취입 공정에는 이산화탄소 같은 흡열성 기체를 포함하는 기타 적당한 기체를 이용한다.

"불활성 기체"에는 흡열성 기체도 포함된다. 본 발명의 방법에서 사용되는 불활성 기체는 단일 기체 또는 취입 공정을 통하여 동일한 조성이거나 혹은 조성을 변화시켜 원하는 탄소함량을 가지게 할 수 있는 기체 혼합물이다. 상부에서 취입되는 기체 혼합물 중의 불활성 기체는 일부의 취입 공정도중 용탕표면 밑에서 공급되는 불활성 기체와 상이하거나 또는 동일한 것일 수도 있다.

공기를 사용해서 전로에 공급된 제련용 상부-취입 기체중의 산소 및 불활성 기체 혼합물 전부 또는 약간을 공급할 수 있다. 건조공기를 사용하여, 주로 산소와 질소로 된 혼합물을 상부 취입용 랜스에다 공급한다. 건조공기를 단독 또는 산소기체 및 또는 불활성 기체와 병용하여, 상부 랜스를 통하여 공급하여 상부에서 취입되는 기체속의 산소 대 불활성 기체의 비율을 원하는 값으로 얻도록 한다. "건조공기"란 것은 미국특허 제4,260,415호(1981.4.7)에 나와 있는 조건을 충족시켜 주는 공기를 뜻한다. 이미 상술한 바와 같이, 종래의 랜스를 사용해도 되며 특수한 유속과 용탕 용입이 잘 되도록 설계한 것을 사용한다. 본 발명의 한가지 적절한 특징은 산소량을 감소시키고 불활성 기체의 함량을 증가시켜서 상부에서 취입되는 제련용 기체의 조성을 변화시킨다 하더라도, 전체공정에 걸쳐서 랜스를 통하여 공급하는 산소 또는 산소-불활성 기체 혼합물의 유속을 일정하게 유지시킨다는 것이다. 결국 전체 유속이 거의 동일하고, 한편, 랜스에서의 예정된 유속범위 내에 있는 한, 동일한 상부 랜스를 제련공정 전체에 걸쳐 사용할 수 있는 것이다.

이러한 목적으로 4000-7000NCFM의 유속을 내도록 설계된 랜스가 적합하다. 톤수 기준으로 환산하면 이 유속은 50-87.5NCFM/톤, 대략적으로는 약 50-100NCFM/톤이 된다.

상부에서 취입되는 기체의 유속과 바닥에서 공급되는 불활성 기체의 유속사이의 상대적인 비율은 취입공정 전체에서 거의 동일하다. 본 발명에서는 상부 취입 제련용 기체의 전체 유속을 공정도중 증감시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 실시와 비교해 보기 위하여 특수한 예를 들자면, (1) 용탕표면의 밑과 위에 산소를 취입하는 표준 BOF 법을 사용하고, (2) 랜스를 통하여 나온 산소를 용탕표면 위와 아래에 취입하고 취입공정이 끝날 즈음해서 아르곤 가스를 랜스에서 나온 산소와 혼합하여 BOF 법에서 혼합기체를 상부 취입하며, (3) 산소와 아르곤을 혼합하여 용융물에 공급하여 원하는 최종 탄소함량으로 되게 하는 AOD 제련법을 사용하여 AISI 규격 405 DR, 409 및 413 스테인레스강을 제조했다. 이들 각종 용융물에 대한 상대적인 효율을 결정하기 위하여 금속 산화계수를 측정했다.

용융효율에 대한 기준은 취입도중 산화되는 탄소와 규소이외의 용탕조성물의 백분율로 정의되는 금속 산화계수이다. 금속 산화계수를 결정하는 표준법은 탄소-산소 반응에서의 최종 생성물을 100％CO로 보고, CO/CO₂비율은 공지의 값으로 해서 구하는 것이다. 공지된 탄소 및 규소와 반응하는 산소량을 산소의 전체 취입량에서 빼고, 금속을 산화시키는데 사용된 전체 산소량을 구하여 계수를 계산한다. 전체 충전물로부터 제조된 제품에 대하여 산화된 금속의 백분율을 구한다. 금속 산화 계수를 될 수 있는 한 작은 값으로 유지해야 한다.

[표 1]

모든 경우에 있어서의 최종 탄소함량(목표량)평균은 0.030％ 이하였음.

표에서 AISI 규격형 409 스테인레스강 제조시에 나타난 표준 BOF 법에서의 시료는 약 70-80％ 정도의 고온 금속과 20-30％의 고탄소 크롬합금 및 스테인레스 스크랩으로 된 80톤 용량의 배치(batch)에서 제조된 것이었다. 용탕위에 30-80인치 거리만큼 떨어진 곳에 설치한 상부 랜스로부터 약 6500NCFM의 유속로 산소를 취입했다. 산소 취입공정을 계속 실행해서 표에 나온 바와 같은 최종 취입온도가 되게했다. 다음과 같은 계획에 따라 취입이 끝날즈음해서 아르곤과 산소를 혼합하는 것 외에는 위와 마찬가지로 해서 혼합기체 상부취입법에 의하여 AISI 규격형 405를 제조했다.

산소와 아르곤을 병용하여 제련하므로서, AOD법에 의한 4가지의 AISI 규격형 413 스테인레스강을 만들었다.

본 발명은 제련도중 바닥에 있는 튜이에르 또는 다공질의 플러그로부터 불활성 기체를 공급함과 동시에 상부 랜스로부터 산소-불활성 기체 혼합물을 취입하는 혼합 취입법으로 되어 있다. 이런 방식으로 만든 7가지의 AISI 규격형 413 스테인레스강을 사용하여 본 발명에 의한 혼합 취입법을 효능을 입증했다. 전로바닥에 설치한 세개의 튜이에르로부터 불활성 기체를 공급했으며 취입도중 바닥에서의 총 유속의 범위는 110-560 NCFM이었다.

다음과 같은 계획에 따라 산소와 불활성 기체 혼합물 또는 산소를 랜스를 통하여 취입했다.

C 3％ 및 Si 1％인 고온금속 140,000 파운드를 전로에 넣고 (탄소함량이 62％인 고탄소 함량의 페로크롬 30,000파운드가 충전된 것), 1차로 세가지 시료를 만들었다. 약 130,000파운드의 고온 금속과 35,000파운드의 고탄소 함량 페로크롬(탄소함량 52％)을 사용하여 마지막으로 4가지 시료를 만들었다. 취입을 시작한지 약 1분후에 돌로마이트(dolomite) 300 파운드의 소석회 5000-7000파운드를 전로에 첨가했다. 취입이 끝난 후에 첫번째 시료에는 순수 알루미늄을, 두번째와 세번째 시료에는 75％ 페로실리콘을, 나머지 시료에는 50％ 페로실리콘과, 필요에 따라 석회를 가해서 광제(slag)중의 약 50％의 산화 크롬함량이 약 5％까지로 감소되게 한다. 0.03％ 이하의 원하는 탄소 목표량을 달성함에 있어서, 표에서 알 수 있는 것은 AOD법과 본 발명에 의한 상부 혼합기체-바닥 불활성 기체 취입법으로 만든 시료는 모두가 이 탄소함량에 도달한 반면에 종래의 방법에 따라 제조된 BOF 제품은 하나도 0.03％의 최대 탄소함량 조건에 부합된 것이 없었다는 점이다. 취입공정이 끝났을 때 상부 혼합기체 취입에 의하여 제조된 것은 전부가 0.03％ 이하의 탄소함량이었고, 이중 단지 하나만이 최종 분석결과 상기의 값이하이었음을 알 수 있다.

이것이 뜻하는 바로서는 본 발명에 의한 상부 및 바닥 취입법에서 실행한 교반작용이 부족하여 용탕중에서 탄소의 성층현상(stratification)이 일어났다는 것이다. 보고되어 있는 여러 가지 용융법 가운데서 단지 종래의 BOF 법만이 바람직하지 못한 내화물의 마모현상이 일어나고, 냉각된 스크랩을 가해 용탕을 냉각시켜 주어야 하는 관점에서 보아 온도가 과도하게 올라갔다.

본 발명에 있어서는 취입이 끝났을 때의 대표적인 용탕온도는 3300℉인데 바람직하게는 3100-3300℉(1704.5-1815.5℃)로서, 이 온도에서는 내화물의 마모수명이 길어진다.

본 발명은 탄소함량이 약 0.03％ 이하이며 일관성 있고 재현성이 있게 강철을 제조하는 방법을 목적으로 하고 있다. 이 방법의 장점은 충전물 중에서 크롬 같은 유용한 금속의 산화정도가 작고 효율이 향상됨과 아울러 최종취입 온도가 3300℉이하 이어서 내화물의 수명이 길어진다는데 있다. 본 발명의 방법은 새로운 장치에 투자경비가 소요됨이 없이 순산소전로 같은 기존장치에다 종래의 상부 랜스와 바닥 튜이에르 및 또는 플러그를 사용 보완하여 사용할 수 있게 된다.

Claims (17)

1. 랜스(lance)에서 나온 제련용 기체를 용탕(bath)표면 위나 아래에서 상부취입(top-blowing)하고 이때, 탕내의 탄소함량이 1％ 이상이면 제련용기체로서 산소를 사용하고 탄소함량이 1％이하이면 역시 제련용 기체로서 산소와 불활성 기체의 혼합물을 사용하고, 이때의 유속은 50 내지 100NCFM/ton 범위이며 또한 탕표면 아래에서 나온 불활성 기체를 튜이에르(tuyere)를 통해 0.5 내지 20NCFM/ton 범위의 저유속으로 상기의 탕속에 공급하고 한편 초기에는 용탕속의 탄소함량이 2％로 감소될 때까지 산소-대-불활성 기체의 취입비율을 20/1로 하고 다시 취입비율을 3/1로 낮추어서 탄소함량이 0.5％으로 감소되게 하고 다시 취입비율을 1/1로 하여 탄소함량을 0.08％까지 감소시키고 그 후 다시 취입비율을 1/3으로 낮추어서 최종적으로 원하는 탄소함량인 0.03％이하로 되었을 때 상부취입을 중단시키는 것을 특징으로 하는, 용탕을 형성할 고온금속이 함유된 상부취입식 용융금속 전로(vessel)내에서의 제강법.
2. 제1항에 있어서, 상부취입과정에서 상부취입 제련용 기체속의 산소량을 감소시키고 동시에 불활성 기체의 양은 증가시켜서 그 결과 탄소함량의 감소단계에서 산소-대-불활성 기체의 전체비율이 점차적으로 낮아지는 반면에 상부취입된 제련용 기체의 전체유속은 일정하게 유지시키며 또한 용탕표면 아래로부터 공급되는 불활성 기체의 유속도 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 제강법.
3. 제1항에 있어서, 상부취입도중 산소-대-불활성 기체의 전체 비율을 약 20/1에서 1/3이하로 점차로 감소시키는 것을 특징으로 한 제강법.
4. 제1항에 있어서, 원하는 탄소함량이 약 0.03％이하인 것으로 된 제강법.
5. 제1항에 있어서, 탕속으로 공급되는 불활성 기체로서 아르곤, 질소, 크세논, 네온, 이산화탄소 및 이들의 혼합물 중에서 선택한 불활성 기체를 사용하는 제강법.
6. 제1항에 있어서, 취입 종료시의 용탕온도가 3300℉이하인 것을 특징으로 하는 제강법.
7. 제1항에 있어서, 산소와 불활성 기체의 조성을 변화시키면서 상부취입동안 제련용 기체의 상부 취입 총유속은 거의 동일하게 유지하는 것을 특징으로 한 제강법.
8. 제1항에 있어서, 탕표면 밑에서 공급되는 불활성 기체의 유속에 대한 상부취입 기체의 유속의 상대적인 비율이 취입 공정단계에서 거의 동일한 제강법.
9. 제1항에 있어서, 탕표면 밑으로부터 불활성 기체를 공급한 후 상부 취입을 시작하는 제강법.
10. 제1항에 있어서, 용탕속의 탄소함량이 약 2％이상일 때는 산소만을 제련용 기체로 사용하고, 탄소 함량이 약 2％ 이하일 때에는 산소와 불활성 기체의 혼합물을 사용하는 제강법.
11. 제1항에 있어서, 최종의 탄소함량이 0.03％이하일 때는 상부에서 취입되는 제련용 기체로서 불활성 기체만을 최종취입단계에 사용하는 제강법.
12. 제1항에 있어서, 상부에서 취입되는 제련용 기체인 산소-불활성 기체 혼합물 전부 또는 일부를 건조상태로 공급하는 것을 특징으로 하는 제강법.
13. 제1항에 있어서, 탕중에 고탄소 함량의 고온 금속과 냉각 재료를 충전하는 것을 특징으로 하는 제강법.
14. 랜스(lance)에서 나온 제련용 기체를 용탕 표면위나 아래에서 상부취입하고 이때 탕내의 탄소함량이 1％이상이면 제련용 기체로서 산소를 선택하고 탄소함량이 1％ 이하이면 제련용 기체로서 산소와 불활성 기체의 혼합물을 선택하며 제련용 기체 공급 유속을 50 내지 100NCFM/ton 범위 내에서 조절하고 또한, 탕표면 아래에서 나온 불활성 기체를 튜이에르(tuyere)를 통해 0.5 내지 20NCFM/ton 범위의 저유속으로 유지하면서 상기의 탕속에 공급하고 한편, 초기에는 용탕속의 탄소함량이 2％로 감소될 때까지 산소-대-불활성 기체의 취입비율을 20/1로 하고 다시 취입비율을 3/1로 낮추어서 탄소함량이 0.5％으로 감소되게 하고 다시 취입비율을 1/1로 하여 탄소함량을 0.08％까지 감소시키고 그후 다시 취입비율을 1/3으로 낮추어서 최종적으로 원하는 탄소함량인 0.03％이하로 되었을 때 상부취입을 중단시키는 것을 특징으로 하며, 따라서 동일한 랜스(lance)와 튜이에르(tuyere)을 사용함에도 불구하고 상부취입되는 제련용 기체와 탕표면 밑에서 공급되는 불활성 기체를 효율적으로 상호 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 상부취입식 용융금속전로(vessel)를 이용한 제강장치.
15. 제14항에 있어서, 상부취입과정에서 상부취입 제련용기체속의 산소량을 감소시키고 동시에 불활성 기체의 양은 증가시켜서 그 결과 탄소함량의 감소단계에서 산소-대-불활성 기체의 전체비율이 점차적으로 낮아지는 반면에 상부취입된 제련용 기체의 전체유속은 일정하게 유지시키며 또한 용탕표면 아래로부터 공급되는 불활성 기체의 유속도 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 제강장치.
16. 제14항에 있어서, 상부취입되는 제련용 기체를 선택하는 수단이 산소, 건조공기, 불활성 기체 중 하나이상을 선택하는 수단인 것을 특징으로 하는 제강장치.
17. 제14항에 있어서, 상부취입되는 제련용 기체의 조성을 조절하는 수단은 상부취입 전과 취입과정에서 조절하는 수단인 것을 특징으로 하는 제강장치.