KR960009168B1

KR960009168B1 - 고순도 강의 용제방법(溶劑方法)

Info

Publication number: KR960009168B1
Application number: KR1019920025275A
Authority: KR
Inventors: 요시에이 가또; 다다스 기리하라; 세이지 다구찌; 데쓰야 후지이; 시게루 오오미야; 마사히또 스이또
Original assignee: 가와사끼세이떼쓰 가부시끼가이샤; 도사끼 시노부
Priority date: 1991-12-24
Filing date: 1992-12-23
Publication date: 1996-07-16
Also published as: DE69227014D1; KR930013155A; DE69227014T2; CN1061381C; CN1074712A; CA2086193C; BR9205155A; CA2086193A1; US5304231A; EP0548868B1; EP0548868A3; EP0548868A2

Abstract

내용없음.

Description

고순도 강의 용제방법(溶劑方法)

제 1 도는 본 발명의 실시예를 나타낸 공정도.

제 2 도는 (FeO+MnO)와 RH 처리후 강 속의 전산소량과의 관계를 나타낸 그래프.

제 3 도는 RH 처리장치를 나타낸 모식도.

제 4 도는 플럭스량과 RH 처리후 강 속의 전산소량과의 관계를 나타낸 그래프.

제 5 도는 용강 온도에 미치는 산화성 가스분사의 영향을 나타낸 그래프.

제 6 도는 각종 처리와 RH 처리후 강 속의 전산소량과의 관계를 나타낸 그래프.

제 7 도는 RH 탈가스 처리장치의 종 단면도.

제 8 도는 RH 탈가스 처리장치의 모식도.

제 9 도는 (FeO+MnO)와 탈황률(脫硫率)과의 관계를 나타낸 그래프.

제 10 도는 플럭스 가루 분사 유량과 탈황률과의 관계를 나타낸 그래프.

제 11 도는 플럭스 사용량과 탈황률과의 관계를 나타낸 그래프.

제 12 도는 욕(浴) 깊이를 변경한 경우의 분체(粉體) 겹치기 상황의 단면도.

제 13 도는 욕 깊이를 변경한 경우의 분체 겹치기 상황의 단면도.

제 14 도는 슬랙 조성을 변경한 경우의 탈황률의 관계를 나타낸 도면.

제 15 도는 플럭스 원단위와 탈황률과의 관계를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22 : 플럭스 가루 10,30 : 레이들

14,32 : 용강 16,34 : 진공 배기구

18,36 : 진공조 20,38 : 고소(高所)분사랜스

40 : 플럭스 42 : 레이들 슬랙

44 : 플럭스 12,46,48 : 침지관

본 발명은 용강의 2차 정련에 관한 것이며, 특히 RH 진공 탈가스장치를 사용하여 용강 속의 분순물(황, 산소, 질소, 탄소)을 극 저 영역까지 효율좋게 저감하는 방법에 관한 것이다.

용강의 2차 정련에 있어서 RH 진공 탈가스장치의 진공조내에 플럭스를 공급하여 탈황 정련하는 방법이있다. 이 공지 기술은 플럭스를 진공조내의 욕면에 자유 낙하시키는 방법이다. 따라서 반응속도의 향상을 도모하는 경우에 미분 플럭스를 사용하지 않을 수 없고, 그 때문에 첨가 플럭스가 용강의 욕면에 도달하지 않은 채로 배기계에 흡인되어 버리는 커다란 결점이 있었다. 이 미분을 사용하는 결점을 제거하기 위하여 덩어리 형상(塊狀)인 플럭스를 사용하는 방법도 있으나, 이것은 반응효율이 나쁘다는 문제점이 있었다.

또 재료와 프로세스 vo1. 1 (1988) p.1189 에 보고되어 있는 바와 같은 RH 진공 탈가스장치로 이른바 침지 랜스(immersion lance)를 사용하여 상승관 바로 아래의 용강 중에 탈황 플럭스를 불어 넣음(blow)으로써 용강과 플럭스의 양쪽을 순환시키면서 반응을 촉진시키는 방법이 있다. 그러나 이 공지 기술은 침지랜스 수명이 짧다는 점, 그 관리가 곤란하다는 점, 그리고 불어넣는 가스와 플럭스의 양쪽을 상승관 내로 정확히 안내하는 것이 곤란하여 조업 관리가 어렵다는 문제점이 있었다.

또한 상기 이외에도 다른 탈황 정련법으로는 일본국 특개소 63-114918호 공보에 개시되어 있는 바와같은 RH 진공 탈가스장치의 진공조내의 측벽에 수평방향에 대하여 30∼50°의 각도를 갖는 노즐을 설치하고, 이 노즐로 부터 1.7∼4.0Kg/t 의 플럭스를 조내 강 욕면에 분사하여 탈황하는 방법이 있다. 그러나, 이 공지기술은 플럭스의 투입 방향이 강 욕면에 대하여 경사지므로 이 투입 플럭스의 용강으로의 포촉 효율(catching efficiency)이 나쁘다는 점, 강 욕 위에 있는 슬랙의 산화 포텐셜의 영향에 의해 효율적인 탈황을 저해한다는 문제점이 있다.

또한 RH 진공조내의 강 욕면에 플럭스 분체를 분사하면서 용강의 2차 정련을 하는 방법으로는 일본국특개소 53-92320호 공보에 개시된 방법 등도 알려져 있다. 그러나 이 공지 기술은 용강의 산소 농도를 저감하는 방법에 관한 제안이며, 탈황처리에서 극히 중요한 조건이 되는 레이들 슬랙(ladle slag) 조성에 관해서는 전혀 언급이 없으므로 본 발명에서 해결하고자 하는 과제인 탈황처리에 효과가 있는지 없는지 전혀 알 수 없다.

그리고 또한 일본국 특개소 58-99l4호 공보에는 고소 분사 랜스(top-blown lance)를 사용하여 감압하의 강 욕면에 캐리어 가스와 더블어 플럭스 분체를 분사함으로써 탈황하는 VOD 프로세스를 개시하고 있다. 그러나 이 공지기술은 전로 등의 1차 정련로로 부터의 용강이 레이들에 출강(出鋼) 될 때에 불가피하게 유출하는 산화성 슬랙(레이들 슬랙)이 탈황반응에 미치는 영향에 대한 기술적 개시가 전혀 없다. 그러므로RH 진공 탈가스장치로 탈황하는 방법에 적용할 수 있는지 없는지가 의심스럽다.

한편, 극저 탄소강의 용제(溶製)는 전로에서 탈탄(脫炭) 및 탈인(脫燐)을 한 후, RH 진공 탈가스장치나 DH 장치 등의 2차 정련장치를 사용하여 소정의 탄소 농도까지 탈탄, 탈산하는 방식이 일반적이다. 이와같은 용제 방법에서 중요한 것은 신속하게 그리고 저농도영역까지 탈탄, 탈산하는 것이며, 그것은 또한 강의품질 특성 향상이나 비금속 개재물에 의한 표면 결함 방지를 위해서도 바람직하다.

그래서 이와같은 요청에 호응하여 효율좋게 탈산하는 기술이 제안되어 왔다. 예를들면 철과 강 (1990)No.11, Vo1.76, P1932∼1939에는 레이들내 강 욕위에 떠 있는 전로 슬랙의 환원을 통해서 이 슬랙중의 산화물(산화철이나 산화망간)에 의한 강 욕의 재산화를 방지하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 이 종래 기술에 의하면 레이들의 강 욕위에 떠 있는 전로 슬랙의 양 및 그 조성의 신속한 실측이 불가능하므로 환원이 불안정하게 되는 결점이 있었다. 예를들면 환원제를 과잉으로 투입한 경우와 같을 때는, 이 환원제가 강속의 용존 산소와 반응하여 탈탄에 필요한 산소량의 부족을 초래한다거나, 이 슬랙 환원 작용에 수반해서 다시 인이 생겨 버리는 등의 문제가 생겼다.

더구나 중요한 탈탄에 관해서도 특히 극 저탄소영역에서 정체현상이 일어나는 경우(예를들면 재료와 프로세스 (1990) No.1, Vo1.3, P168∼171의 연구보고)가 있다는 것이 지적되었었다.

이상 설명한 바와같이 상기 각 종래 기술은 전로로부터 배출한 레이들내 1차 정련 슬랙(레이들 슬랙)의 조성, 또는 레이들내나 RH 진공 탈가스장치의 진공조내에 생성하는 2차 정련 슬랙의 조성을 어떻게 컨트롤하느냐에 대한 고찰방법이 없으므로 효율 좋은 탈황 탈산을 할 수가 없다는 공통되는 과제가 있었다.

예를들면 상기 특개소 53-92320호 공보나 특개소 63-l14918호 공보 등의 종래 기술은 탈황, 탈산 플럭스를 불어넣는 것에 대한 고안은 있어도 레이들내 슬랙 조성에 대해서는 아무런 언급도 없다. 한편 특개소58一9914호 공보에 제안된 방법은 이와같은 슬랙 조성에 대한 기술은 있으나, 이것은 RH 진공 탈가스장치의 조업에 관한 것이 아니고 슬랙이 강욕과 더불어 세게 교반되는 VOD 프로세스에 관한 것일뿐더러, 슬랙의 염기도 조정의 기술에 관한 제안이며, RH 진공 탈가스처리에 그대로 적용할 수는 없다.

또한 상술한 종래 기술의 과제와는 별도로 극저 황 강을 용제할 때의 일반적인 문제로서 극저 황 농도영역까지 탈 S 할 경우에 플럭스 분체의 분사량이나 그 분사시간을 많게 할 필요가 있으나, 그러기 위해서는 용강 온도를 높게하여 플럭스 분말에 의한 온도 강하를 보상해야 할 경우가 있다. 그런데 전로의 출강온도를 올리려고 하며는 전로의 내화 수명을 저하시키므로 실용적이라 말할 수가 없다. 물론 RH 진공 탈가스처리 중에 어떠한 방법에 의해 온도를 보상하면서 탈황하는 방법도 검토되고 있으나 아직까지 기술적으로 확립된 종래 기술은 제안되어 있지 않다.

또한 다른 문제로서 RH 진공 탈가스장치의 용강 욕면 위에 플럭스 분체를 분사하여 탈황할 경우에 이분체가 용강류(溶鋼流)와 더불어 진공조와 레이들 사이를 순환하여 최종적으로 레이들 내에서 포촉되는 것이 바람직하나, 진공조내의 강 욕면에 뜬 채로 순환하지 않는 것이 보통이므로 상술한 각 종래 기술도 이문제를 해결하는데 까지는 이르고 있지 않은 것이 실정이다.

본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 결점을 극복하여 용강의 오염을 초래함이 없이 효율좋게 단시간 동안에 탈황 탈산하여 극저황산소 강을 용제하는 기술을 확립하는데 있다.

또한 극저 탄소강을 용제할 때 볼 수 있는 종래 기술이 안고 있는 상술한 각종 문제점, 즉 극저 탄소 농도 영역까지의 탈탄 정체에 의한 극저 탄소화의 장해나 고 청정도화를 저해하는 문제점을 극복하는데 있다.

즉, 본 발명은 극저 탄소화를 효율있게 실현함과 동시에 청정도가 높은 강을 용제하는 것을 서로 다른것을 희생함이 없이 이루는 것도 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 기술 수단을 제공한다. 즉, 탈탄 종료후의 용강을 수용한 레이들내 욕면위에 환원제나 탈황, 탈산 플럭스를 첨가함으로써 그 욕면외에 형성시키는 슬랙의 조성을 조정하고, RH 진공 탈가스장치를 사용하여 용강 속의 불순물(황, 산소, 질소, 탄소)을 극저 영역까지 효율좋계 저감하는 것을 특징으로 하는 극저 탄소강의 용제 방법이다.

이것을 더욱 상세하게 설명하자면 고로(高爐)로 부터의 용선에 함유되는 P 및 S를 각각 0.05wt% 이하,0.01wt% 이하로 억제하는 예비 처리 공정, 상기 예비 처리 공정을 거친 용선을 전로(轉爐)로 C:0.02∼0.1wt%의 범위까지 탈탄하는 공정, 탈탄 종료후의 용강을 수용한 레이들 내 욕면위에 환원제나 플럭스를 첨가함으로써 그 욕면 위에 형성시키는 슬랙의 조성을 FeO 및 MnO의 합계 농도가 5wt% 이하가 되도록 조정하는 공정, 및 이 레이들로부터 RH 진공 탈가스장치의 진공조내에 도입하는 용강 욕면 위에 산화성가스를 분사함으로써 이 용강의 산소농도 및 온도를 조정한 후, 함유 수소 분체를 분사하여 용강의 C 농도를 소정 범위로 조정하고, 그 후 진공조내에 탈산제를 첨가하여 용강을 탈산하는 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 극저 탄소강의 용제방법이다.

또 본 발명의 다른 기술 수단은 고소 분사 랜스(top injecting lance)를 갖춘 RH 진공 탈가스장치를 사용하여 레이들내의 용강을 탈황하는 방법에 있어서, 레이들내 용강의 표면에 존재하는 슬랙의 T, Fe 농도를 10% 이하로 하고 진공조내에 환류하는 용강의 표면에 대하여 연직으로 상기 고소 분사 랜스로부터 유속 10m/초 이상의 캐리어 가스를 통하여 CaO를 주성분으로하여 CaF₂및 / 또는 Al₂O₃를 5∼40 중량% 함유하는 플럭스를 하기 식으로 나타내는 양 만큼 분사하는 것을 특징으로 하는 용강의 탈황방법이다.

ω/ρ0.015A

여기서 ω:CaO를 주성분으로 하는 분체 (Kg)

ρ:CaO를 주성분으로 하는 분체 밀도 (Kg/m³)

A:용강 표면 위치에서의 레이들의 단면적 (m²)

[실시예]

제 1 도에 나타낸 실시예의 공정도에 의거해서 본 발명의 방법을 상세히 설명한다.

(l) 용선 예비 처리 공정

우선 예비 처리 공정으로서 고로로부터의 용선에 탈인 및 탈황을 실시하는 것이 불가결하다. 즉, 이 예비 처리 공정에 의해 CaO 등의 부원료의 원단위를 강의 용제 프로세스의 전체로 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전로 취련(吹鍊)에서 생긴 슬랙 속의 P₂O₅가 적어지기 때문에 슬랙 개질(改質)이나 PH 진공 탈가스처리 등의 2차 정련에 있어서 P₂O₅의 환원에 용강으로 다시 인이 생기는 우려가 해소되기 때문이다.

(2) 전로 공정

다음에 전로에서는 주로 탈탄을 한다. 여기서 전로에 있어서의 분사정지(blowing out) C 농도를 0.02∼0.1%로 한 것은 0.02% 미만에서는 슬랙 속의 산화철 농도가 너무 높아져서 전로 내화물에 악영향을 미치는 점, 슬랙 개질이 불안정하계 되는 점, 그리고 다음 공정의 RH 진공 탈가스처리시에 CaO 등을 고소분사 랜스로부터 분사하여도 CaO와 FeO 등의 슬랙 성분과의 재화(滓化)가 신속히 진행하여 슬랙에 의한 재산화가 일어나서 탈산이 잘 진행되지 않는 점 등의 이유에서이다. 한편, C 농도가 0.1%를 넘으면 다음공정의 RH 진공 탈가스처리시의 탈탄에서의 산소 농도가 너무 낮아져서 신속한 탈탄이 달성되지 않는다. 또한 이 저 탄소영역까지 탈탄할때에는 부차적으로 약간의 탈인도 생긴다.

(3) 슬랙 개질(改質) 공정

이어서 탈탄후의 용강을 출탕한 레이들에서 슬랙을 개질하는데, 여기서는 슬랙 성분을 (FeO+MnO)5%로 조정하는 것이 슬랙의 재산화를 방지하는 면에서 중요하다.

즉, 제 2 도에 슬랙 중의 FeO 및 MnO의 합계 농도와 RH 진공 탈가스처리후의 산소농도의 관계를 나타낸 바와같이 슬랙 속의 FeO 및 MnO의 합계 농도가 5%를 넘으면 RH 진공 탈가스처리후의 산소농도가 급격히 상승한다.

그 이유는 슬랙 속의 FeO 및 MnO와 CaO를 50wt% 이상 함유하는 플럭스 분체와의 슬래그 형성이 급속히 진행하여 플럭스에 의한 슬랙-메탈 계면의 차단을 할 수 없어 재산화가 진행하기 때문이라고 생각된다.

(4) RH 진공 탈가스처리공정

이어서 상기 용강을 RH 진공 탈가스처리에서 소정의 탄소농도 및 산소농도로 한다. 즉, 상기까지의 공정에서 얻어진 탄소농도 및 용존 산소농도, 나아가서는 용강온도에 따라 RH 진공 탈가스장치의 진공조에 배치한 고소 분사 랜스로부터 진공조내의 강 욕면에 산소 또는 산소를 함유하는 산화성 가스를 분사한다. 여기서 용존 산소 농도가 부족해 있을 경우에 분사한 산소는 강 속의 산소원으로 되어 탈탄 속도의 상승에 기여하고 또한 일부의 산소는 탈탄에서 생기 CO 가스를 태워서 CO₂가 되고, 그 때의 연소열을 용강에 전달한다. 이 산화성 가스의 분사에 의해 RH 진공 탈가스처리에 기여하는 용강의 산소농도 및 처리온도를 제어할 수가 있기 때문에 앞 공정의 전로 및 슬랙 개질 공정에서의 성분 및 온도의 엄밀한 관리가 불필요하게 된다.

또한 극저 탄소 영역까지의 탈탄에는 상기의 고소 분사 랜스로부터 Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, 명반 등의 수소를 함유하는 분체를 진공조내의 각 욕면에 분사한다. 그러면, 예를들어 Ca(OH)₂를 분사한 경우에는 Ca(OH)₂→CaO+2H+O 의 반응에 의해 생긴 강 속의 수소 H 가 2H→H₂가 되어 강 욕면 근방에 발생할때에 반응계 면적의 증가를 수반하기 때문에 C+O→CO의 탈탄반응이 촉진된다. 따라서 종래에는 극저 탄소영역에서 발생하고 있던 탈탄의 정체를 타파할 수가 있고, 따라서 정련 한계 탄소농도까지의 저하를 신속히 실시할 수 있다.

그리고 소정의 극저 탄소농도로 조정한 뒤는 계속해서 진공조내에 Al 등의 환원제를 첨가하여 용강의 탈산을 도모하고 또한 성분 조정 등도 하여 소망의 성분의 극저 탄소강으로 한다.

다음에 다른 RH 처리 공정을 제 3 도에 의거해서 설명한다. 전로로부터의 출강 중 또는 수강(受鋼)후의 레이들 속에서 슬랙 조성을 조정한 후, 그 레이들(10)에 RH 진공 탈가스장치를 설치하고 RH 진공 탈가스장치의 진공조(18)에 배치한 고소 분사 랜스(20)로부터 진공조(18) 내의 강 욕면에 산소 또는 산소를 함유하는 산성화 가스를 적어도 RH 진공 탈가스처리의 일부의 기간에 걸쳐 분사한다. 이어서 RH 진공 탈가스처리의 종료후에 용강으로 Al을 첨가하고 계속해서 용강 욕면에 대하여 상기 고소 분사 랜스(20)로부터 CaO를 50% 이상 함유하는 플럭스 가루(22)를 용강 1t 당 3Kg 이상 분사한다.

이 처리에서 고소 분사 랜스로부터는 진공조내의 강 욕면에 산화성 가스를 분사함으로써 용강의 승온을 도모하고, 레이들 출강 전의 용강 온도를 대폭적으로 상승시킴이 없이 RH 진공 탈가스처리에 있어서의 플럭스를 대량으로 불어 넣을 수 있다. 이 플럭스는 강 속의 개재물의 부상(浮上)을 촉진하므로 강 청정도의 극저 탄소강의 욕제(浴製)가 가능해진다.

또 CaO를 50% 이상 포함하는 플럭스 가루를 용강 1t 당 3Kg 이상으로 분사하는 이유는 슬랙-메탈 계면을 플럭스에 의해 완전히 차단하기 위해서이며, 용강 1t 당의 분사량이 3Kg 미만에서는 RH 진공 탈가스처리후의 산소농도가 저하하지 않는 불리함을 초래하는 결과가 된다.

또한 고소 분사 랜스로부터 산화성 가스 또는 플럭스를 불어 넣기 때문에 침지 랜스에 의해 불어 넣을때와 같이, 사용하고 있지 않을 때에는 정화 가스(purge gas)를 공급할 필요가 없어 RH 진공 탈가스처리중의 온도하강을 최소한으로 억제할 수가 있다.

다음에 RH 진공조내 용강 표면에 고소 분사 랜스로부터 CaO를 주성분으로 하는 분체를 레이들 단면적에 따라 필요량 분사함으로써 저 산화 포텐셜 아래서 효율적으로 탈황하는 방법에 대하여 제 7 도를 참조하여 설명한다.

제 7 도에 나타낸 바와같이 이 RH 진공 탈가스처리는 진공조(36)의 하부에 설치한 2개의 침지관(46),(48)을 레이들(30) 내의 용강(32) 속에 침지하고 진공조(36)의 상부에 설치한 배기구(34)로부터 환기를 하면서 레이들(30) 내의 용강(32)을 진공조(36) 내에 빨아 올림과 동시에 상기 빨라 올림 침지관(46)에 아르곤 가스를 불어 넣음으로써, 그 리프트 펌프 작용에 의해 용강(32)을 레이들(30)과 진공조(36) 사이에 환류시키면서 탈가스처리를 하는 방법이다.

본 발명에서는 상기 RH 처리 중에 고소 분사 랜스(38)를 진공조(36) 내에 강하하여 용강(32)의 상방으로 향하게 하고, 이 고소 분사 랜스(38)의 선단부로부터 CaO를 주성분으로 하는 플럭스(40)를 아르곤 등의 가스 유속 10m/s 이상의 캐리어 가스와 더불어 용강 표면에 분사한다. 여기서 캐리어 가스 유속을 10m/s이상으로 한 것은 10m/s 미만의 유속으로는 플럭스(40)가 용강속에 효과적으로 침입하지 않기 때문이며, 10m/s 이상에서는 미분 플럭스(예를들면 325 메시 언더)를 사용하여도 진공 배기구(34)에 흡인되지 않고 용강(32) 속에 효과적으로 침입하기 때문이다.

또한 탈황을 효과적으로 하는 방법에 관해서는 단순히 소정량의 플럭스(40)를 분사하기만 하면 되는 것이 아니다. 용강(32)가 산화 포텐셜이 높은 레이들 슬랙(42)을 고소 분사 랜스(38)로부터 분사한 후, 레이들슬랙(42)과 용강(32)을 차단하는 플럭스(44)에 의해 완전히 차단하여 반응계면에서의 산화 포텐셜을 저하시키도록 레이들 단면적에 상응한 양을 분사하는 것이 중요하다.

즉, 용강량이 같더라도 레이들 단면적이 작으면 플럭스량도 적어도 되며, 단면적이 크면 플럭스량을 증가할 필요가 있다.

본 발명자들은 더욱 연구를 거듭하여 플럭스량과 레이들 단면적 간에 아래와 같은 관계식이 성립할 경우에 극저황까지 탈황이 진행되는 것을 발견하였다.

ω/ρ0.051A

여기서 ω:CaO를 주성분으로 하는 분체량 (Kg)

ρ:CaO를 주성분으로 하는 분체밀도 (Kg/m³)

A:용강표면 위치에서의 레이들 단면적 (m²)

0.015:플럭스의 두께를 의미하는 계수

또한 산화 포텐셜이 높은 레이들 슬랙으로서 (% T·Fe)10이 바람직하며, (%T·Fe)가 10%를 넘는 슬랙 조성의 경우에는 상기 분사 플럭스에 의한 슬랙과 메탈간의 차단 효과가 완전하지 못해지는 것도 본발명의 과정에서 발견되었다. 여기서 전플럭스에 대한 CaF₂및 / 또는 Al₂O₃를 5∼40 중량%로 하는 이유는 주성분인 CaO의 재화 촉진에 의한 탈황 향상을 도모하기 위해서이다.

다음에, RH 진공 탈가스장치의 진공조내에서 CaO 등을 주성분으로 하는 플럭스 가루를 용강 속에 불어넣는 경우에 대하여 설명한다.

RH 진공 탈가스장치의 진공조 내에서 용강 속에 불어 넣어진 CaO 등을 주성분으로 하는 플럭스 가루는 용강 속의 황과 반응하여 그 일부가 CaS를 형성하고, 이것이 용강에 현탁한 상태로 레이들 내에 유입하며, 이어서 레이들 욕면 위에 부상함으로써 탈황이 진행된다. 또한 일부의 미 반응 플럭스도 마찬가지의 경로를 밟아 욕면 위에 부상한다. 그리고 욕면 위에 부상한 CaS는 욕면 위의 슬랙에 혼입하게 되나, 슬랙의 산화도가 높을 경우, 즉 (FeO+MnO) %가 클 경우에는 CaS가 다시 분해하여 S가 용강 속으로 되돌아와 탈황의 진행이 저지되는 것으로 생각된다. 이 때문에 슬랙의 조성을 조정하는 것이 탈황 효율의 향상에 대해 유효한 수단이 된다.

또한 상기의 과정에서 플럭스 가루의 사용량이 일정한 경우에는 진공조 내에서 용강에 분사하는 플럭스가루의 유량을 크계 하는 것이 탈황률의 상승을 도모하는 데는 유리하다. 즉, RH 진공 탈가스창치의 진공조내에 도입한 용강에 대한 플럭스 가루 (CaO+20% CaF₂:사용량 4Kg/t)의 분사 속도를 변화시킬때의 탈황률에 대하여 검토하였던바 제 10 도에 나타낸 바와같이, 용강 1t 당 0.2Kg/min 이상의 속도로 분사하는것이 바람직하다는 결과가 얻어졌다.

이 플럭스 가루의 분사 속도가 탈황률에 영향을 미치는 이유는 아래와 같이 생각할 수 있다. 즉, 진공조내의 용강에 현탁한 플럭스는 레이들내로 되돌아와 욕면 위에 부상하나, 부상한 플렉스는 층(層) 형상으로 퇴적하는 것으로 추측되고, 이 퇴적층의 두께 방향의 성장속도는 분사하는 플럭스 가루의 유량에 비례한다. 또 이 퇴적층은 욕면 위의 슬랙과 반응하여 슬랙 속의 FeO나 MnO가 플럭스 속으로 확산하여 슬랙과 일체화하는 경향이 강하다. 따라서 플릭스 퇴적 층의 성장 속도가 클 경우에는 FeO나 MnO를 함유하는 산화성 슬랙과 일체화하는 경향이 플럭스 퇴적층의 성장 속도를 상회하여, 부상한 플럭스의 산화도가 상승하고, 플럭스 중의 CaS는 산화성 환경하에서 분해하여 S가 다시 용강 속으로 되돌아 와서 탈황률이 저하하게 된다.

한편, 플럭스 퇴적층의 성장속도가 커서 슬랙과의 일체화 경향을 상회할 경우에는 플럭스 층으로의 FeO나 MnO의 확산 및 침투가 플럭스 층의 일부에 한정되기 때문에 용강과 접하는 계면 근방의 플럭스 조성은 변화하지 않는다. 따라서 CaS가 분해하는 일도 없고, 탈황률이 저하하는 일도 없다. 또 플럭스 가루의 분사속도의 적정 범위는 레이들의 횡단 면적 등, 설비의 크기에 따라 변화하는 것도 생각되나 제 10 도에 나타낸 바와같이 100t의 레이들과 250t의 레이들에 있어서도 실질적인 차가 없기 때문에 공업적 규모의 조업에서는 용강 1t 당 0.2Kg/min 이상으로 분사하면 된다.

다음에 RH 탈가스처리에서 산소 또는 산화성 가스를 용강에 분사함과 동시에 알루미늄이나 알루미늄함유 환원제를 용강 속에 첨가하는 처리에 대하어 제 12 도 및 제 13 도를 참조하여 설명한다.

우선 RH 탈가스 처리개시에 있어서, 고소 분사 랜스(78)로부터 산소 또는 산화성 가스를 용강에 분사함과 동시에 알루미늄이나 알루미늄 함유 환원제를 용강 속에 첨가함으로써 용강의 온도상승을 도모한다. 이와같은 처리를 하면 전로 출강 온도를 높게 함이 없이 RH 탈가스처리 중의 온도를 높일 수가 있고, 나아가서는 탈황 반응 효율을 올릴 수가 있게 된다. 용강 속에 산소와 더불어 알루미늄을 첨가하면 고소 분사랜스(78)로 부터의 플럭스(80)의 분사에 수반해서 일어나는 온도 강하도 보상할 수 있다. 또 이와같은 산소가스 등과 더불어 첨가하는 알루미늄의 양으로서는 아래 반응식:

2Al + 3/20₂→Al₂O₃

의 양론비(量論比)에 따르면 된다.

이와같이 RH 진공 탈가스처리와 탈황을 위한 CaO와 같은 플럭스 분말의 분사에 앞서서 진공조내 강 욕면으로의 상술한 산소 분사, 알루미늄의 첨가에 의한 용강의 승열을 도모하면 RH 진공 탈가스처리의 앞공정(전로)에 악영향을 미치는 일이 없고, 더구나 탈황 속도의 촉진에 이어지는 것이다.

또한 다른 수단으로서는 상기 CaO 분사중에 진공조내의 강 욕 깊이를 저하시키는 처리를 병용하는 것이다. 이는 본 발명자들이 실시한 물 모델 실험에 의해 확인된 것으로서, 플럭스 분체와 같이 물 보다 비중이 가벼운 분체(평균지름 0.5mm)를 강 욕면에 분사할 경우에 욕 깊이가 적어질수록 순환하여 레이들내용강 속에 말려드는 비율이 커진다.

이와같은 욕 깊이의 저하에 따라 제 13 도에 나타낸 바와같이 CaO 가루가 진공조내에 멈춤이 없이 레이들(70) 내에도 순환하게 되므로 욕 깊이가 큰 제12의 경우와 효과적인 탈황이 기대된다.

일반적으로 CaO 가루와 강 중 [S]사이에는 CaO+S→CaS+O의 반응이 진행되므로 불어 넣은 CaO 가루가 용강과 더불어 순환하여 접촉하는 시간이 길어지는 편이 반응 효율이 상승한다. 이에 대하여 이 불어넣은 CaO 가루가 그대로 진공조(76) 내의 강 욕면(88)에 멈춘다하면 반응계 면적의 저하를 초래하여 탈황효율이 올라가지 않음은 당연하다.

이와같이 산소 또는 산화성 가스와 알루미늄 등의 첨가에 의한 용강 승열, 및 진공조내 강 욕 깊이의 저하와, 고소 분사 랜스로부터의 CaO 분사의 병용에 의해 CaO의 반응효율이 현저하게 향상된다. 따라서 상기 불어 넣은 CaO 량은 lKg/t 정도, 바람직하기는 그 이상에서 충분한 탈황 능력을 나타내게 된다.

또한 상술한 용강 승열, 욕 깊이 저하 및 CaO 분사 처리를 동시에 만족하는 조건하에서의 실험의 경우에는 한층 뛰어난 탈황 효율을 나타낸다.

또한 본 발명자들이 보다 효과적인 탈황 방법에 대하여 연구하고 있던 과정에서 가령 슬랙 중의 FeO나 MnO를 낮게 컨트롤하여도 탈황률에 커다란 산포(dispersion)가 생기는 경우가 있다는 것을 발견하였다.

그래서 이때의 레이들 슬랙의 성분 조성을 검토하였던 바, CaO, Al₂O₃, SiO₂의 성분비가 아래 식에 나타내는 관계에 있는 경우에 대해서는 탈황이 극저 황 영역까지 신속히 진행하는 것을 발견하였다.

W_cao/(W_Al203+2.5 W_SIO2)_0.9

식중; W_CaO:슬랙 속의 CaO wt%

W_Al2O3:슬랙 속의 Al₂O₃wt%

W_SiO2:슬랙 속의 SiO₂wt%

즉, 레이들 슬랙의 성분 조성이 상기 식의 조건을 벗어난, 바람직하지 않을 상태일 때에는 RH 진공 탈가스장치의 진공조내의 강 욕 표면에 분사한 플럭스가 높은 탈황 능력을 가지고 있어 용강 속에서 CaO와 S가 반응하여 CaS를 생기게 해도 이 플럭스 입자가 부상하여 레이들 슬랙에 접할 때 CaS의 상태를 유지할 수 없어 S가 용강 속에 방출되는데, 그 결과 탈황률의 저하를 초래하게 되기 때문이다.

이상과 같은 이유로 말미암아 레이들 슬랙의 조성을 소정의 것으로 개질하고, 그 후에 RH 진공 탈가스처리를 하는 것이 중요하다.

즉, RH 진공 탈가스처리중에 진공조 상부에 설치한 고소 분사 랜스를 진공조내에 강하시키고, 이 고소분사 랜스의 선단부로부터 CaO를 주성분으로 하는 플럭스 가루를 아르곤 가스 등의 캐리어 가스와 더불어 용강 표면에 분사시켜 용강 속의 황과 반응시킨다. 그렇게 하면 이 때 불어 넣은 플럭스의 일부는 CaS가 됨과 동시에 이들 플럭스는 확실하게 레이들 상부의 슬랙층에 부상하여 탈황반응을 촉진하게 되는 것이다.

[실시예 1]

제 1 도에 나타낸 공정에 따라 본 발명을 실시하였다.

(1) 용선 예비 처리 공정

고로(高爐)로부터 토피도 카(topedo car) 내에 출선한 용선 300t에 침지랜스로부터 플럭스를 불어 넣어 탈인 및 탈황을 그 사이에 탈인 슬랙의 제재(際滓)를 끼워서 실시하였다. 여기서 탈인 플럭스에는 산화철; 25∼35Kg/t, 생석회; 8∼15Kg/t 및 CaF₂:1∼2Kg/t를, 또 탈황 플럭스에는 (30% CaO+70% CaCO₃):6∼8Kg/t를, 각각 사용하였다. 이 용선 예비 처리 공정에 의해 P:0.11∼0.12% 및 S:0.02∼0.03%로부터 P:0.035∼0.05% 및 S:0.005∼0.009%로 하였다.

(2) 전로(轉爐) 공정

이어서 300t의 상기 처리후의 용선을 고소 저부 분사 전로로 취련(吹鍊)하여 분사정지시의 C 함유량을0.02∼0.10%, 및 용강 온도를 1610∼1630℃로 하였다. 또 고소 분사 O₂유량은 700Nm³/min 및 저부 분사 불활성 가스 유량은 20∼30Nm³/min로 조업하였다.

(3) 슬랙 개질 공정

상기 전로로부터 레이들에 출강 중에 금속 Al을 40% 함유하고 CaO를 주성분으로 하는 플럭스를 용강1t 당 1.3∼1.5Kg 첨가하고, 레이들내 강 욕 상의 슬랙 중의 FeO와 MnO의 합계 농도를 1.3∼5.0%로 조정하였다. 이 때 강 속의 산소농도는 l00∼550ppm, 및 용강 온도는 1590∼1610℃ 이었다.

(4) RH 진공 탈가스 처리공정

다음에 RH 진공 탈가스 처리개시 2분후에 진공조의 위로부터 아래로 수직으로 삽입한 수냉 랜스를 그 선단이 욕면으로부터 1.5∼2.0m인 위치에 고정하고, 이 랜스로부터 O₂가스를 30∼50Nm³/min의 유량으로 분사하여, 분사후의 O 농도를 500∼600ppm 및 용강 온도를 1595∼1610℃로 하였다.

그 후, 욕면으로부터 1.5∼1.8m인 위치의 상기 랜스로부터 Ar 가스 (2∼3Nm³/min)를 캐리어 가스로 하여 Ca(OH)₂가루를 30∼60Kg/min의 분사 속도로 공급하여 C:5∼7ppm 및 O:450∼550ppm으로 하였다.

또한 환원제로서 Al을 1.2∼1.4Kg/t 첨가하고, 계속해서 용강의 탈 가스처리를 8∼10분간 실시하여 RH탈가스처리를 종료하였다.

상기의 처리를 거친 용강의 성분 조성은 C:5∼7ppm, Al:0.03∼0.04%, P:0.024∼0.030%, S:0.004∼0.008%및 용강온도:1570∼1580℃이었다.

또한 비교예로서 상기한 일련의 공정의 일부를 생략하거나 또는 발명 범위 외의 조건으로 공정을 거친처리에 의해 얻어진 용강의 성분 조성에 대해서도 조사하여, 그 결과를 상기의 실시예와 아울러 표1에 나타내었다.

[표 1]

[실시예 2]

전로에서 취련한 분사정지시의 C 함유량을 0.03∼0.05% 및 용강 온도를 1635∼1650℃로 한 용강 280t을 레이들에 출강하였다. 레이들내에 유입한 전로 슬랙에 40%의 Al을 함유하는 알루미늄을 주성분으로 하는 환원제를 첨가하여 슬랙 속의 FeO 및 MnO의 합계 농도를 5% 이하로 조정하였다.

그 후, 제 3 도에 나타낸 바와같이, 레이들(10)에 RH 진공 탈가스장치의 침지관(12)을 용강(14) 속에 삽입하고 배기구(16)로부터 배기하여 진공조(18) 내에 용강을 도입하였다. 이어서 침지관(12)으로부터 용강 속에 Ar 가스를 불어 넣어 리프트 펌프의 원리를 이용해서 용강을 환류시켜 탈가스처리를 하였다. 이 RH 진공 탈가스 처리 개시 2분후에 진공조의 위로부터 아래로 수직으로 삽입한 고소 분사 랜스(20)로부터 O₂가스를 35Nm³/min로 120∼280Nm³분사하였다. RH 처리 개시로부터 20분간은 탈탄을 실시하고, 다음에 Al을 첨가하여 탈산을 실시하여 강 속의 Al 농도를 50×10^-3%로 조정하였다. 그 후, 다시 하강한 고소 분사랜스(20)로부터 Ar 가스를 캐리어 가스로 하여 CaO 가루(22)를 100∼150Kg/min의 분사 속도로 공급하였다. 이 CaO 가루(22)의 분사후 3∼5분간 용강을 환류시켜 RH 처리를 종료하였다.

여기서 제 4 도에 CaO로 이루어지는 플럭스 가루(22)의 공급량과 RH 처리후의 강 속의 전산소량과의 관계를 나타낸 바와같이 CaO 가루 공급량이 용강 1t 당 3Kg 미만에서는 산소농도가 저하하지 않기 때문에 강 속의 전산소량을 15ppm 이하의 고 청정도 강을 안정하게 용제하는 데는 용강 1t 당 3Kg 이상의 플럭스를 필요로 하는 것을 알 수 있다.

또한 RH 처리중에 고소 분사 랜스로부터 O₂가스를 분사함으로써 RH 처리전의 용강 온도를 대폭적으로 상승시키는 일이 없이 대량의 플럭스를 공급할 수 있었다. 즉, 제 5 도에 O₂가스를 180Nm³고소 분사한후 플럭스를 3.3Kg/t 고소 분사했을 경우, 및 O₂가스의 고소 분사를 하지 않고 플럭스를 2.5Kg/t 고소 분사하였을 경우의 탈탄 처리 중에 있어서의 용강 온도의 변화를 나타내었으나, 이 제 5 도에 나타낸 바와같이 플럭스의 분사에 앞서 O₂가스를 고소 분사함으로써 림드(rimmed) 처리중의 2차 연소에 의한 진공조내 용강 온도가 상승하여 처리중의 온도 강하 속도를 적게할 수 있는 것을 알 수 있다. RH 처리전의 용강 온도를 동일하게 하고 O₂가스의 고소 분사가 없는 경우에는 용강 온도가 낮아지기 때문에 플럭스량도 적어져 버렸다.

또 레이들 슬랙의 성분 조정 및 플럭스 분사를 실시할 경우의 비교로서 레이들 슬랙의 성분 조정 (FeO+MnO)_5%) 만을 실시한 경우와 풀럭스 분사(3Kg/t)만을 실시한 경우에 있어서의 RH 처리후의 강속의 전산소량에 대하여 제 6 도에 나타낸다. 이 도면으로부터 이 발명에 따른 각 저리의 조합에 의해 비로소 고 청정도의 극저 탄소강이 얻어지는 것을 알 수 있다.

또 상기 예에서는 CaO로 이루어지는 풀럭스 가루를 사용하였으나, CaO는 적어도 50% 함유하고 있으면 소망의 효과가 얻어지기 때문에 CaO 외에 MgO 등을 함유하는 것도 가능하다.

[실시예 3]

전로로부터 240∼300t의 용강을 레이들에 출강한다. 출강시에 레이들 내에 용융 슬랙이 유출하나, 그 양은 2500∼3500Kg 이다.

전로 출강시의 용강 조성:C/0.04∼0.06%, Si/0.15∼0.25%, Al/0.03∼0.04%, S:0.003∼0.004%

슬랙 조성:CaO/40∼ 50%, SiO/12∼18%, T·Fe/7∼11%, Al₂O₃/15∼20%

상기 용강을 RH 처리하였다. 처리 시간은 20분이며, 진공도는 0.4∼0.5토르(torr) 이다.

비교 차지로서 i) 분사 분말량을 감소시키는 방법 ii) 분체를 진공조내에 첨가시키는 방법을 나타낸다.

또한 분체를 조내에 분사하는 경우외 반송가스유량은 3∼6Nm³/min이며 고소 분사 랜스는 단공(單孔),라발(laval)형이다. 실시예 및 비교예를 표2에 나타낸다.

이하 표2에 나타낸 실시예 및 비교예에 대하여 설명한다. CaO를 주성분으로 하고, CaF₂또는 Al₂O₃의 혼합물을 5∼40% 함유하는 플럭스를 ω/(ρ·A)_0.015가 되도록 RH 진공조내를 환류하는 용강에 분사하는 본 발명 방법은 싱글 ppm의 황 농도까지 용이하게 도달하는 것을 알 수 있다.

그에 대하여 예를들면 실시예 2와 비교 가능한 비교예 1∼3을 보면 알 수 있는 바와같이 ω/(ρ·A)0.015와 본 발명의 조건을 만족하고 있지 않으면 플럭스량의 다소의 여하에 불구하고 극저 황 영역까지의 탈황은 바랄 수 없다. 또 실시예 3과 비교 가능한 비교예 4와 같이 합성 플럭스 조성이 본 조건을 만족하지 않을 경우에 비교예 5와 같이 분사방법이 아니고 조내 자유 낙하의 윗 첨가법의 경우에도 본 발명의 조건을 만족하지 않고, 극저 황 강을 얻을 수가 없다는 것을 알 수 있다.

[표 2]

[실시예 4]

고로로부터의 용선을 P:0.036∼0.048% 및 S:0.002∼0.003%로 하고, 이어서 용선을 고소 저부 분사 전로로 취련하여 약 260t의 용강을 레이들에 출탕하였다. 그리고 레이들내로 출탕 중에 FeSi 및 FeMn 합금과 Al을 첨가하여 레이들내의 용강 조성을 C:0.11∼0.13%, Mn:1.2∼1.3%, Si:0.35∼0.38%, Al:0.025∼0.053%, S:0.003∼0.004%, P:0.021∼0.025%로 조정함과 동시에 레이들 욕면 위의 슬랙 속의 [% FeO] 및 [% MnO]을 저하하기 위하여 Al을 40% 함유하는 CaO를 주성분으로 하는 플럭스 가루를 용강 1t 당 1.5Kg 첨가하여 [% FeO] 및 [% MnO]의 합계 농도를 5% 이하로 하였다.

다음에 제 8 도에 나타낸 RH 탈가스창치를 사용하여 RH 탈가스처리 개시 2분후에 진공조에 위로부터 아래로 수직으로 삽입한 수냉 랜스를 그 선단이 욕면으로부터 1.5∼2.0m의 위치에 고정하고, 이 랜스로부터 Ar 가스를 캐리어 가스로하여 CaF₂를 20% 함유하는 CaO 가루(평균 입자 지름:68㎛)를 용강 1t 당 0.2∼0.5Kg/min의 유량으로 15∼25분간 계속해서 분사하였다. 그후, 용강의 성분 조정용의 합금을 첨가하고, 이어서 용강의 탈가스처리를 5∼12분간 실시하여 RH 탈가스처리를 종료하였다.

상기의 처리를 10차지 실시하고 그 처리 전후의 S 농도 변화로부터 탈황률에 대하여 구한 결과를 용강1t 당의 플럭스 사용량과의 관계로 제 11 도에 나타낸다. 그리고 탈황률은 처리 개시시의 S 농도 ([% S]i) 및 처리 종료시의 S 농도 ([% S]f)로부터 식:(1-[% S]f/[%S]i)×100에 의거해서 산출하였다. 제 11 도에 나타낸 바와같이 이 발명에 따름으로써 높은 탈황률이 얻어졌다. 또한 상기의 처리에서는 슬랙의 FeO 및 MnO의 농도를 저하하였음에도 불구하고 용강의 P 농도의 상승은 0.001∼0.002%의 허용 범위에 있다.

[실시예 5]

전로로부터 270∼300t의 용강을 레이들내에 출강하였다. 단 용강의 성분은 C:0.04∼0.05wt%, Si/0.25∼0.35wt%, Mn/0.8∼1.0wt%, R/0.007wt% 이하, Al/0.02∼0.04wt%, S/0.002∼0.004wt%인 조성의 것을 사용하였다.

또한 그 레이들내에 유출한 분체 슬랙은 알루미늄 함유 환원제를 첨가함으로써 슬랙 개질을 실시한 결과, CaO/40∼50%, SiO₂/10∼17%, Al₂O₃/18∼23%,(FeO+MnO)/0.5∼5.0%의 성분 조성의 것으로 조정하였다. 이 개질 슬랙의 양은 2500∼3500Kg 이다.

상기 성분 조성의 용강을 레이들내 개질 슬랙의 성분 조성을 상술과 같이 조정하여 RH 진공 탈가스처리하였다. 처리시간은 20∼25분, 진공도는 0.4∼1.0torr로 하였다. 또 고소 분사 랜스(6)로부터의 송산(送酸)속도를 30∼60Nm³/min으로 하고, CaO 분체를 불어 넣을 때는 캐리어 가스로서 3∼5Nm³/min의 Ar을 흘렸다. 또한 고소 분사 랜스(5)와 욕 표면으로 부터의 거리는 1.0∼2.5m로 하였다.

상기 실시예 및 비교예를 표3에 나타낸다.

이 표3의 결과로부터 명백한 바와같이 표3중의 실시예 1∼11의 경우, 처리후는 10ppm 미만의 황 농도까지 용이하게 달한다. 한편, 비교예 2와 같이 고소 분사 O₂를 변화시킨다거나, 레이들을 상하로 움직여서 욕깊이를 변화시켜도 CaO를 주성분으로 하는 분체 분사량이 1Kg/t 미만이면 두드려진 탈황 성적을 나타내지 않으며, 또 비교예 1, 3과 같이 욕 깊이나 고소 분사 O₂를 사용하지 않으면 CaO 함유 분체의 분사가 1Kg/t 이상이었다 하더라도 역시 10ppm 미만의 극저 황에는 달하지 않는 것이 명백하여, 본 발명의 우위성이 입증되었다.

[표 3]

[실시예 6]

전로로부터 약 270ton의 용강을 레이들에 출강하였다.

출강 중에 슬랙 조성을 조정하기 위하여 CaO를 300∼500Kg/ch 투입하였다. 그리고 출강 직후에 레이들슬랙 위에 알루미늄 분말을 0.7Kg/t 첨가하여, 이 레이들 슬랙 중의 FeO, MnO를 환원하였다. 그 후, CaO를 300∼100Kg/ch 투입하여 RH 진공 탈가스처리를 하였다.

이 때의 용강 조성은 다음과 같다:

Ci:0.08∼0.15wt%, Si:0.l0∼0.20wt%, Mn:0.8∼1.2wt%, P:0.015∼0.020wt%, S:0.003∼0.005wt%, Al:0.03∼0.05wt%.

그리고 RH 진공 탈가스처리에 있어서는 이 처리를 개시하여 3분을 경과하고 나서 플럭스를 Ar 가스와 더불어 2Kg/t 불어 넣었다. 이 때의 플럭스 조성은 CaO 80wt%, CaF₂20wt% 이었다. 이 RH 진공 탈가스처리는 20분간 실시하였다.

상기의 조건에서 실시한 탈황 실험결과를 제 14 도에 나타낸다. 이 도면에서 횡축은 슬랙 조성으로부터 계산되는 지표로서:

WcaO/(W_A1203+2.5W_si02)

을 나타낸다. 또한 도면 중의 플롯은 FeO+MnO_5% 일 때 하얀 동그라미, FeO+MnO5% 일 때 검은 동그라미로 한 표시이다.

이 제14도에 나타낸 결과로부터 FeO+MnO5% 의 경우, 다른 슬랙 성분에 관계없이 탈황률은 낮다. 또 FeO+MnO5% 인 경우에도

WcaO/(W_A1203+2.5W_si02)0.9

을 만족하지 않을 경우, 탈황률은 낮아 효과적으로 탈황이 이루어지고 있다고는 할 수 없다. 이상의 결과로부터 본 발명에 의한 탈황 방법에 따르면 효과적인 탈황이 가능해진다.

다음에 본 발명에서 설정한 슬랙 조성으로 플럭스 원단위를 변화시킨 경우의 실시 결과를 제15도에 나타낸다. 플럭스 원단위 이외는 상술한 것과 같은 조건에서 실시하였다.

이 제15도의 결과가 나타낸 바와 같이 플럭스 원단위 1Kg/t 이하의 경우, 슬랙 조성을 적정화하여도 탈황률이 낮은 것이 확인되었다. 그 이유는 탈황은 불어 넣은 플럭스에 의해 주로 일어나고 있으며, 1Kg/t이하의 원단위에서는 단순히 너무 적기 때문이라고 생각된다.

Claims

(1) 고로(高爐)로부터의 용선에 함유된 P 및 S를 각각 0.05wt% 이하, 0.0lwt% 이하로 억제하는 예비처리 공정, (2) 상기 예비 처리 공정을 거친 용선을 전로에서 C : 0.02∼0.1wt%의 범위까지 탈탄하는 공정, (3) 탈탄 종료후의 용강을 수용한 레이들내 욕면 위에 환원제나 플럭스를 첨가함으로써 그 욕면 위에 형성되는 슬랙의 조성을 FeO 및 MnO의 합계 농도가 5wt% 이하가 되도록 조정하는 공정, (4) 이 레이들로부터 RH 진공 가스 장치의 진공조내에 도입하는 용강 욕면 위에 산화성 가스를 분사함으써 이 용강의 산소농도 및 온도를 조정한 후, 함유 수소 분체를 분사하여 용강의 C 농도를 소정 범위로 조정하고, 그 후 진공조 내에 탈산제를 첨가하여 용강의 탈산을 실시하는 공정을 거치는 것을 특징으로 하는 고순도 강의용제방법.
RH 진공 탈가스장치로 극저 탄소강을 용제할 때, 우선 전로에서 탈탄한 용강을 레이들내에 수용하고, 그 레이들내의 욕면 위에, 출강 중 또는 출강 후에 환원제를 첨가함으로써, FeO 및 MnO의 합계 농도가 5wt% 이하가 되도록 조정된 슬랙을 형성하고, 이어서 그 레이들에 RH 진공 탈가스장치를 설치한 후, 이 장치의 진공조내에 도입한 용강 욕면 위에, 적어도 RH 진공 탈가스처리의 일부 기간에 걸쳐, 고소(高所)분사 랜스로부터 산화성 가스를 분사하고, 이어서 RH 진공 탈가스처리의 종료후의 용강에 Al을 첨가하고, 계속해서 그 용강 욕면에 대하여 상기 고소 분사 랜스로 부터, CaO를 50wt% 이상 함유하는 플럭스 가루를 용강 1t 당 3Kg 이상 분사하는 것을 특징으로 하는 고순도 강의 용제방법.
고소 분사 랜스를 갖추는 RH 진공 탈가스장치를 사용하여 레이들내의 용강을 탈황하는 방법에 있어서, 레이들내 용강의 표면에 존재하는 슬랙의 T·Fe 농도를 10% 이하로 하고, 진공조내에 환류하는 용강의 표면에 대하여 연직으로, 상기 고소 분사 랜스로부터 유속 10m/초 이상의 캐리어 가스를 통해서 CaO를 주성분으로하여 CaF₂, Al₂O₃, 또는 CaF₂및 Al₂O₃을 5∼40 중량% 함유하는 플럭스를 아래 식으로 나타낸 양만큼 분사하는 것을 특징으로 하는 고순도 강의 용제방법.

ω/ρ0.015A

여기서 ω:CaO를 주성분으로 하는 분체 (Kg)

p:CaO를 주성분으로 하는 분체 밀도 (Kg/m³)

A:용강 표면 위치에서의 레이들의 단면적 (m²)

0.015:플럭스 층의 두께에 상당하는 계수
RH 진공 탈가스장치의 진공조내에 레이들로부터의 환류 용강의 욕면 위에, 캐리어 가스와 더불어 플럭스 가루를 분사하여 용강의 탈황을 실시할 때, 상기 레이들내의 용강 위의 슬랙에 있는 산화철 및 산화망간의 합계 농도를 5wt% 이하로 하고, 또한 레이들내 용강 속의 Al 농도를 0.02wt% 이상으로 조정하는것을 특징으로 하는 고순도 강의 용제방법.
제 3 항에 있어서, 플럭스의 분사량이 용강 1t 당 0.2Kg/min 이상인 고순도 강의 용제방법.
레이들 슬랙 속의 산화철과 산화망간의 합계 농도를 5wt% 이하로 함과 동시에, RH 진공 탈가스장치의 진공조내에 설치한 고소 분사 랜스로부터는 조내 강 욕면을 향하여 가스와 탈황제를 불어 넣어 용강을 탈황하는 방법에 있어서, 상기 고소 분사 랜스로부터 진공조내의 강 욕면에 산소 또는 산화성 가스를 분사함과 동시에, 알루미늄 또는 알루미늄 함유 환원제를 첨가하고, 그 후 그 고소 분사 랜스로부터 CaO를 주성분으로 하는 플럭스 분말을 1Kg/t 이상 분사하는 것을 특징으로 하는 고순도 강의 용제방법.
레이들 슬랙 속의 산화철과 산화망간의 합계 농도를 5wt% 이하로 함과 동시에, RH 진공 탈가스장치의 진공조내에 설치한 고소 분사 랜스로 부터는 조내 강 욕면을 향하여 가스와 탈황제를 분사하여 용강을 탈황하는 방법에 있어서, 상기 고소 분사 랜스로부터 CaO를 주성분으로 한 플럭스 분말을 lKg/t 이상 분사함과 동시에 상기 진공조내에 체류하는 용강의 욕 깊이를 저하시킴으로써, 상기 분사 플럭스 분말을 용강과 더불어 진공조와 레이들 사이에 순환시키는 것을 특징으로 하는 RH 진공 탈가스장치를 사용하는 고순도 강의 용제방법.
레이들 슬랙 속의 산화철과 산화망간의 합계 농도를 5wt% 이하로 함과 동시에, RH 진공 탈가스장치의 진공조내에 설치한 고소 분사 랜스로부터는 조내 강 욕면을 향하여 가스와 탈황제를 분사시켜서 용강을 탈황하는 방법에 있어서, 상기 고소 분사 랜스로부터 진공조내의 강 욕면에, 산소 또는 산화성 가스를 분사한 후, 알루미늄 또는 알루미늄 함유 환원제를 첨가하고, 그 후 그 고소 분사 랜스로부터 CaO를 주성분으로 한 플럭스 분말을 1Kg/t 이상 분사하며, 또한 레이들의 위치를 내려서 상기 진공조내에 체류하는 용강의 욕 깊이를 저하시킴으로써 상기 분사 플럭스 분말을 용강과 더불어 진공조와 레이들 사이에 순환시키는것을 특징으로 하는 RH 진공 탈가스창치를 사용하는 고순도 강의 용제방법.
고소 분사 랜스를 갖춘 RH 진공 탈가스장치의 진공조내의 강 욕면 위에 CaO를 주성분으로 한 플럭스 가루를, 고소 분사 랜스를 통해서 캐리어 가스와 더불어 분사함으로써 용강의 탈황을 실시하는 방법에있어서, 출강 중 또는 출강후의 용강에 환원제를 첨가함으로써 레이들 슬랙의 성분이 그 속에 함유된 산화철과 산화망간의 합계량이 5wt% 이하가 되도록 개질함과 동시에, 출강 중 및 출강 후의 레이들내에 CaO를 투입하여, RH 진공 탈가스처리전의 레이들 슬랙의 성분 조성을 아래 식으로 하고, 그 후 RH 진공 탈가스처리에 있어서 진공조내의 강에 상기 고소 분사 랜스로부터 CaO를 주성분으로 한 플럭스를 1.0Kg/t 이상 분사하는 것을 특징으로 하는 RH 진공 탈가스장치를 사용하는 고순도 강의 용제방법.

W_cao/(W_Al203+ 2.5Wsi02)0.9

식 중:W_cao:슬랙 속의 CaO Wt%

W_A1203:슬랙 속의 Al₂O₃wt%

W_si02:슬랙 속의 SiO₂wt%
제 1 항에 있어서, 상기 용선 예비처리 공정에서 P:0.11∼0.12% 및 S:0.02∼0.03%로부터, P:0.035∼0.05% 및 S:0.005∼0.009%로 조정하고, 또한 CaO를 주성분으로 하는 플럭스를 용강 1톤당 0.5Kg 이상 첨가하며, 산화성 가스로서 O₂를 30∼50Nm³/min으로 분사하고, 탈산제로서 Al을 1.2∼1.4Kg/t 첨가하는 것을 특징으로 하는 고순도 강의 용제방법.