KR101055899B1

KR101055899B1 - 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법

Info

Publication number: KR101055899B1
Application number: KR1020097002507A
Authority: KR
Inventors: 신고 다케우치; 미츠히로 누마타
Original assignee: 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2011-08-09
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: KR20090056970A; JP5082417B2; WO2008068916A1; CN101553583A; CN101553583B; JP2008144224A

Abstract

용강을 하기의 공정 1∼3에 의해 처리하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법이다. 공정 1 : 대기압 하에서 레이들(ladle) 내 용강에 CaO계 플럭스를 첨가한다, 공정 2 : 레이들 뚜껑을 설치하고, 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣어 대기의 침입을 억제하면서 교반함과 더불어, 용강에 산화성 가스를 공급하고, 생성된 산화물을 CaO계 플럭스와 혼합하여 커버 슬래그를 형성한다, 공정 3：산화성 가스의 공급을 정지하고, 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣어 탈황과 개재물 제거를 행한다. 또한, 뚜껑 개구부를 불활성 가스에 의해 퍼지하거나, 공정 3의 후에 공정 4로서 용강의 RH 진공 탈가스 처리에 있어, 용강 중의 개재물의 저감과 탈질소 처리 등을 행해도 된다. 본 용제 방법에 의하면, 용강의 승열 처리 및 슬래그 조성의 제어, 용강 및 슬래그의 교반 처리 및 뚜껑 개구부의 불활성 가스 퍼지가 적정화되므로, 저질소 하에 탈황과 청정화가 동시에 촉진되어, 극저황 저질소 고청정도 강을 효율적으로 안정되게 용제할 수 있다.

Description

극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법{PRODUCTION METHOD FOR HIGH CLEANLINESS STEEL WITH ULTRA-LOW-SULFUR AND LOW-NITROGEN}

본 발명은 높은 청정도를 가지는 극저황 저질소 강의 용제 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 특히 제품 중의 유황 함유율이 10ppm이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하이고, 질소 함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법에 관한 것이다.

최근, 후판(厚板)용 9% Ni 강에 있어서의 슬래브 품질의 향상이나, 고강도 라인 파이프재에 있어서의 강도 특성의 변동을 저감하기 위해, 극저황 저질소 고청정도 강의 요구가 높아지고 있다. 극저황 강을 용제하는 경우에는, 용제의 예비 처리 공정에 있어서, CaO, Na₂C0₃, 금속 Mg 등의 탈황제를 첨가하여 탈황하는 것이 일반적이다. 그러나, 용선(溶銑) 예비 처리 공정에서 탈황된 용선은, 다음의 전로 취련 공정에서 스크랩이나 매용제로부터의 유황(S)의 침입, 및 용선 예비 처리시에 있어서의 잔류 슬래그로부터의 황 부활(復黃)에 의해 유황 오염되므로, 용선 예비 처리만으로 극저황 강을 제조하는 것은 매우 어렵다. 이 때문에, 극저황 강을 용제하는 경우에는, 제품에서 요구되는 S함유율의 레벨에 따라, 전로 출강(出鋼) 후의 2차 정련 공정에 있어서 용강 탈황 처리가 실시된다.

그러나, 2차 정련 공정에서 용강 탈황을 실시하여 극저황 저질소 강을 용제하는 경우에는, 2차 정련 처리 중에 있어서의 용강의 온도 저하나 용강중 질소(N) 함유율의 상승이 문제가 된다. 따라서, 2차 정련 처리중에 있어서의 온도 저하의 보상, 탈황능의 확보, 개재물의 저감, 및 질소 함유율 상승의 방지라고 하는 각 대책이 매우 중요하다.

온도 저하의 보상에 관해서는, 전기 아크 가열법, 전자 유도 가열법 등이 있는데, 전기 에너지를 사용하기 때문에, 승열 에너지가 고비용으로 되어 경제적으로 불리하다. 한편, 알루미늄(Al)을 첨가하여 산소를 부가하는 방법(이하, 「Al 승열법」이라고도 표기한다)은, 전기 에너지를 사용하는 승열법에 비해 저비용인 이유로 이용되는 경우가 있는데, Al₂O₃또는 FeO의 생성에 의해 개재물의 증가를 초래하는 결점이 있다.

이 대책으로서, 예를 들면, 레이들 용강 내에 원추형상의 침지관 등을 침지시키고, 그 침지관 내부에서 Al 승열을 행하는 일본국 특개소 63-69909호 공보에 개시된 것 같은 승열 방법이 실시되고 있다. 그러나, 이 방법에서는, 다공성 노즐을 통해 불어넣어지는 교반 가스에 의한 교반 강도가 약하기 때문에, 레이들 내 용강의 온도의 균일화에는 장시간을 요하는 문제가 있다. 또한, 탈황 처리에 있어서 Al 승온법을 이용하면, 슬래그 중의 Al₂O₃농도가 상승하여 슬래그의 황화물 수용력(sulfide capacity)(탈황능)이 저하하기 때문에, Al 승온법은 탈황의 진행이 저 해되는 것을 허용한 위에 이용되는 기술이었다. 이와 같이, 슬래그를 이용함에 의한 극저황화가 곤란하므로, 동 문헌의 실시예에는, 생성된 Al₂O₃와 슬래그의 혼합을 최대한 배제하고, 탈황 처리에 대해서는, 별도로 탈황용 플럭스를 불어넣는 방법이 나타나 있다. 또한, 저질소화에 관한 기술은 일절 없다.

또한, 일본국 특개평 8－109411호 공보에는, 레이들 용강 중에 침지한 통 형상 침지관 내를 감압하여 진공 탈황 정련함으로써 극저황 극저산소강을 제조하는 방법에 있어서, 전로로부터의 출강 시에 레이들 내에 산화칼슘, 알루미나 및 형석으로 이루어지는 플럭스를 첨가한 후, 용강을 가스 교반하여 슬래그 성분 조성을 적정 범위로 조정하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법은, Al₂O₃의 흡수능이 높고, 또한 탈황능이 뛰어난 레이들 슬래그를 이용하여, 가스 교반 처리에 의해서만 고청정도 강을 용제하는 방법이다. 다만, 이 방법에서는 슬래그를 활용하기 위한 플럭스의 적극적인 용융 수단은 형석의 사용만이며, 형석을 이용하는 용융 촉진 방법은, 최근의 환경 문제에 유래하는 불소 배출 규제에 의해, 조업이 제약된다. 따라서, 형석을 이용하지 않고 극저황 극저 산소강을 제조할 수 있는 용제 방법의 개발이 필요하다.

또한, 일본국 특개 2002－339014호 공보에는, 전로에서 탈탄 정련한 용강을 레이들에 수강(受鋼)하고, 그 강 중 S함유율에 따라 CaO 및 Al₂O₃를 첨가하고, 진공 중에서 레이들의 저부로부터 불활성 가스를 불어넣어 슬래그 및 메탈을 교반하여, 극저황 강을 용제하는 방법이 개시되어 있다. 여기에서는, 또한, 투입 Al₂O₃를 대신하여 금속 Al을 용강 중에 투입하고, 산소를 공급함으로써 연소시켜 용강의 승열에 이용하는 방법도 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은, 진공 정련 하에 있어서의 슬래그의 강교반을 필수로 한다. 게다가, Al은 용강의 온도 유지를 위해서 투입하는 것으로서, Al에 의한 산화 반응의 적정화에 의거하는 CaO의 슬래그화 촉진 작용에 대해서는 시사나 배려도 되어 있지 않다. 따라서, 진공 중에서의 산소 전달에 의한 승열 방법에 대해서도 어떤 구체적인 개시는 이루어져 있지 않다. 용강 중 N함유율의 거동에 관한 기재도 볼 수 없다.

또한, 일본국 특개평 9－87730호 공보에는, 레이들 내의 Al을 함유하는 용강 및 용강 상의 슬래그를 불활성 가스로 교반하면서, 용강에 산화성 가스를 공급함으로써 용강을 승열 정련하는 방법으로서, 교반 동력과 산화성 가스 중의 순수 산소 공급 속도의 비를 적정 범위로 조정하는 용강의 극저황화 및 청정화 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 용강의 온도 강하 방지 또는 승열을 목적으로 하는 것으로서, 산화성 가스의 공급에 의해 생성된 Al₂O₃를 신속하게 슬래그에 흡수시키기 위해서 용강 상의 슬래그를 이용하는 것에 불과하다. 또한, 슬래그의 존재에 의한 탈황 능력의 향상에 대해 지적되어 있지만, 그러한 슬래그를 적극적으로 생성시켜, 이를 이용한다고 하는 사상은 볼 수 없다. 따라서, 실시예에 나타난 바와같이, 교반 가능한 슬래그량은 9∼10kg/t로 적다. 커버 슬래그의 생성에 의한, 대기로부터의 질소 흡수 억제에 관한 기재도 없다.

또한, 일본국 특개 2000－63933호 공보에는, 1개의 침지관을 용강에 침지하 고, 레이들 저부로부터 불활성 가스를 불어넣으면서 침지관 내를 감압하여 탈탄 및 탈가스 정련을 행하는 정련 방법에 있어서, 탈탄 및 탈가스 후에, 침지관 내에 플럭스를 첨가하여 탈황 정련을 행하는 저질소 저유황 용강의 감압 정련 방법이 개시되어 있다. 그러나, 동 문헌에 개시된 방법은, 오로지 감압 정련 장치를 이용한 정련 방법으로서, 본 발명과 같이 대기압 하에서 슬래그를 이용해 탈황을 행함과 더불어 질소 흡수를 방지하는 방법에 대해서는 아무런 기재도 되어 있지 않다.

그리고, 일본국 특개 2004－346367호 공보에는, 전로로부터 레이들로의 출강중에 조재제(造滓劑)를 첨가하여 레이들 내의 용강 표면에 커버 슬래그를 생성시킨 후, Al을 첨가함으로써 용강을 탈산하고, 이어서 탈황제를 첨가함으로써 효율적으로 탈황을 행하고, 또한 질소 함유율의 증가를 억제하는 것이 가능한, 저황 저질소 강의 제조 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은, 2차 정련 공정에 있어서의 부하의 경감을 주 목적으로 하고 있으므로, S함유율이 20ppm 이하이고 N함유율이 35ppm 이하인 저황 저질소 강의 제조에는 적합하지만, 본 발명이 목적으로 하는 바와같이 S함유율이 10ppm 이하인 극저황 강을 제조하기 위해서는, N함유율의 상승을 억제함과 더불어, 또한 어떠한 탈황 강화 수단을 필요로 한다.

상기와 같이, 종래의 극저황 강, 고청정도 강, 또는 저질소강의 용제 방법에는 하기의 문제가 있었다. 즉, (a) 2차 정련 공정에 있어서의 온도 저하를 보상하기 위해 Al 승온법을 이용하면, Al₂O₃나 FeO의 생성에 의해 용강 중의 개재물량이 증가하는 외, 슬래그 중의 Al₂O₃ 함유율이 상승하여 슬래그의 탈황능이 저하한다. (b) 형석을 함유하는 플럭스를 이용한 용융 촉진법은, 불소 배출 규제에 의해 조업이 제약된다. 또한, 상기의 어떠한 방법에 있어서도 저질소화에 대한 배려가 이루어져 있지 않다. (c) 용강 표면에 커버 슬래그를 생성시킨 후, Al을 첨가하여 탈산하고, 다시 탈황제를 첨가하여 탈황하는 저황 저질소 강의 제조 방법에 있어서도, 본 발명이 대상으로 하는 극저황이고 또한 저질소 레벨을 달성하는 것은 곤란하다.

본 발명은, 상기의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 과제는, 극저황 또한 저질소 농도의 고청정도 강, 특히, 제품 중의 유황 함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하이고, 질소 함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강을 안정적으로 용제하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 용강의 승열 처리 및 슬래그 성분 조성의 제어, 및 용강 및 슬래그의 교반 처리의 적정화를 도모함으로써, 탈황과 저질소화를 동시에 촉진시켜, 고청정도를 가지는 극저황 저질소 강을 효율적으로 안정되게 제조할 수 있는 정련 방법이다. 즉, 본 발명의 요지는, 하기의 청구항 1, 청구항 10, 청구항 11, 청구항 12, 청구항 13, 청구항 14, 청구항 15, 청구항 16, 청구항 17 및 청구항 18에 관한 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법에 있다.

청구항 1에 관한 발명 : 용강을 하기의 공정 1∼3으로 나타내는 순서에 의해 처리하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법으로서,
공정 1：대기압 하에 있어서 레이들 내 용강에 CaO계 플럭스를 첨가하는 공정,
공정 2：대기압 하에 있어서 레이들 상방 개구부를 덮고 용강의 승열용 랜스(lance) 삽입 구멍과 교반용 랜스 삽입 구멍과 합금 첨가 구멍 중 적어도 1개를 형성한 뚜껑을 설치하고, 또한, 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 상기 뚜껑에 형성된 랜스 삽입 구멍 및/또는 합금 첨가 구멍으로부터 상기 뚜껑 안쪽으로의 대기의 침입을 억제하면서, 상기 용강 및 상기 CaO계 플럭스를 교반함과 더불어, 용강에 산화성 가스를 공급하고, 상기 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성된 산화물을 CaO계 플럭스와 혼합하여 커버 슬래그(slag)를 형성하는 공정,
공정 3：상기 산화성 가스의 공급을 정지하고, 대기압 하의 상기 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 탈황 및 개재물 제거를 행하는 공정,
상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서, 상기 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, CaO 환산으로 용강 1톤(t)당 6kg 이상 16kg 이하의 CaO계 플럭스를 상기 레이들 내에 첨가하고, 또한, 상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서 상기 레이들 내에, 금속 Al 환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.0kg 이하의 Al을 첨가하고, 상기 공정 2에 있어서 순수 산소 환산으로 용강 1t당 0.4N㎥ 이상의 산화성 가스를 상기 용강에 불어넣거나 또는 내뿜는 것을 특징으로 하는, 강재 중의 S함유율이 10ppm이하, 전체 산소 함유율이 30ppm이하임과 더불어, N함유율이 50ppm이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 10에 관한 발명 : 상기 공정 2에 있어서, 상기 레이들 내 용강으로 내뿜는 산화성 가스의 공급 속도를 순산소 환산량으로 0.075∼0.24N㎥/min/t로 하고, 또한, 상기 레이들 내 용강중에 불어넣는 교반 가스의 유량을 0.0035∼0.02N㎥/min/t로 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 11에 관한 발명 : 상기 공정 1에 있어서, 상기 CaO계 플럭스의 적어도 일부, 또는 전부를 레이들 내 용강에 첨가한 후에 레이들 내 용강에 상기 Al의 일부 또는 전부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 10에 기재된 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

청구항 12에 관한 발명 : 용강을 하기의 공정 1∼3으로 나타내는 순서에 의해 처리하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법으로서,
공정 1：대기압 하에 있어서 레이들 내 용강에 CaO계 플럭스를 첨가하는 공정,
공정 2：대기압 하에 있어서 레이들 상방 개구부를 덮고 용강의 승열용 랜스 삽입 구멍과 교반용 랜스 삽입 구멍과 합금 첨가 구멍 중 적어도 1개를 형성한 뚜껑을 설치하고, 상기 뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지하고, 또한, 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 상기 뚜껑에 형성된 랜스 삽입 구멍 및/또는 합금 첨가 구멍으로부터 상기 뚜껑 안쪽으로의 대기의 침입을 억제하면서, 레이들 내의 용강에 침지관을 침지시키지 않고 상기 용강 및 상기 CaO계 플럭스를 교반함과 더불어, 용강에 산화성 가스를 공급하고, 상기 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성된 산화물을 CaO계 플럭스와 혼합하여 커버 슬래그를 형성하는 공정,
공정 3：상기 산화성 가스의 공급을 정지하고, 레이들 내의 용강에 침지관을 침지시키지 않고 대기압 하의 상기 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 탈황 및 개재물 제거를 행하는 공정,
상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서, 상기 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, CaO 환산으로 용강 1톤(t)당 6㎏ 이상 16kg 이하의 CaO계 플럭스를 상기 레이들 내에 첨가하고, 또한, 상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서 상기 레이들 내에, 금속 Al환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.0kg 이하의 Al을 첨가하고, 상기 공정 2에 있어서 순산소 환산으로 용강 1t당 0.4N㎥ 이상의 산화성 가스를 상기 용강에 불어넣거나 또는 내뿜는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

청구항 13에 관한 발명：상기의 공정 3의 후에 하기의 공정 4를 구비하고, 용강을 공정 1~4로 나타내는 순서에 의해 처리하는 것을 특징으로 하는 청구항 1, 10, 11 또는 12중 어느 1항에 기재된 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
공정 4：상기 레이들 내 용강을 RH 진공 탈가스 장치를 이용하여 처리하는데 있어, 용강 중 개재물의 저감 및 탈질소를 행하는 공정

삭제

청구항 14에 관한 발명 : 전로에서 취련된 용강을 레이들에 출강할 때에, Al의 첨가에 앞서 총 출강 시간의 전기 50% 이내에 CaO 환산으로 용강 1t당 6kg 이상 10kg 이하의 CaO계 플럭스를 첨가하여 커버 슬래그를 형성한 후, 출강 완료까지 또는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, 금속 Al 환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.0kg 이하의 Al을 레이들 내에 첨가하는 것을 특징으로 하는 청구항 11∼13에 기재중 어느 1항에 기재된 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

청구항 15에 관한 발명 : 전로에서 취련된 용강을 레이들에 출강할 때에, Al의 첨가에 앞서 총 출강 시간의 전기 20%이내에 CaO 환산으로 용강 1t당 1kg 이상 3kg 이하의 CaO계 플럭스를 첨가하여 커버 슬래그를 형성한 후, 금속 Al 환산으로 용강 1t당 1kg 이상 4kg 이하의 Al을 레이들 내에 첨가하고, 그 후, 출강 완료까지 또는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, 상기의 CaO계 플럭스도 포함하여 CaO 환산으로 용강 1t당 6kg 이상 16kg 이하가 되도록 나머지 CaO계 플럭스를 첨가하고, 또한, 출강 완료까지 또는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, 상기의 Al도 포함하여 금속 Al 환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.0kg 이하가 되도록 나머지 Al을 첨가하는 것을 특징으로 하는 청구항 11∼13에 기재중 어느 1항에 기재된 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

청구항 16에 관한 발명 : 상기 공정 3에 있어서, 산화성 가스의 공급을 정지한 후에 교반 가스를 불어넣는 시간을 4분간 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1, 10, 11, 12, 13 또는 14중 어느 1항에 기재된 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

청구항 17에 관한 발명 : 상기 공정 3에 의한 처리의 종료 후에 있어서의 슬래그 중의 CaO와 Al₂O₃의 질량 함유율의 비를 0.9∼2.5로 하고, 상기 슬래그 중의 FeO 및 MnO의 질량 함유율의 합계를 8%이하로 하는 것을 특징으로 하는 청구항 1, 10, 11, 12, 13, 14, 15 또는 16중 어느 1항에 기재된 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

청구항 18에 관한 발명 : 상기 레이들 용강 중에 교반 가스를 불어넣을 때, 상기 레이들의 뚜껑의 개구부를, 퍼지 가스 유량 V(N㎥/min)과 레이들 내 용강의 상부 표면적 A(㎡)이 하기 (1)식으로 표시되는 관계를 만족하도록 퍼지 가스 유량을 조정하여 퍼지하는 것을 특징으로 하는 청구항 12에 기재된 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
0.16≤V/A≤1.6 …… (1)

삭제

본 발명에 있어서, 「극저황 저질소 고청정도 강」은, S함유율이 극저 수준까지 저감되고, N함유율이 낮고, 또한 전체 산소 함유율이 낮은 강을 의미한다. 그리고, 예를 들면, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하임과 더불어, 강 중의 용존 산소 및 개재물 중의 산소의 합계량인 전체 산소 함유율(이하, 「T.［O］」라고도 표기한다)이 30ppm 이하임과 동시에, N함유율이 50ppm 이하인 강을 말한다. 더욱 바람직하게는, 강재 제품 중의 S함유율이 6ppm 이하, T.［O］가 15ppm 이하이고, N함유율이 40ppm 이하인 강을 의미한다.

본 발명에 있어서는, 전력을 사용하여 용강을 가열하는 특별한 레이들 정련 장치(LRF 등)를 필요로 하지 않는다. 또한, 레이들 내의 용강에 조기에 슬래그를 생성시키기 위한 특별한 조제(형석이나, 예비 용융(pre-melt)의 합성 조재제 등)도 필요로 하지 않고, 또한, 용강 탈황을 촉진시키기 위한 Ca처리(Ca-Si 첨가 등)도 필요로 하지 않는다. 그러나, 이들 특별한 장치나 형석의 병용, 용강의 Ca 처리와의 병용은 물론 가능하다.

또한, 「CaO계 플럭스」는, CaO 함유율이 45질량%이상인 플럭스를 의미하고, 예를 들면, 산화칼슘 1가, 및 산화칼슘을 주체로 하여 Al₂O₃, MgO 등의 성분을 함유하는 플럭스가 해당한다.

「산화성 가스」는, 강의 용해 온도 영역에 있어서, Al, Si, Mn, Fe 등의 합금 원소를 산화시키는 능력을 가지는 가스를 의미하고, 산소 가스, 이산화탄소 가스 등의 1가 가스, 이들 1가 가스의 혼합 가스 및 상기 가스와 불활성 가스 또는 질소와의 혼합 가스가 해당한다. 또한, 「불활성 가스」는, 주기율표 18족의 원소를 의미하고, 예를 들면 아르곤, 헬륨, 네온 등이 해당한다.

또한, 「뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지한다」는, 레이들 상에 설치한 뚜껑와 용강 표면의 사이의 공간에 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스를 불어넣거나, 또는 상기 뚜껑에 형성된 랜스 삽입 구멍 및/또는 합금 첨가 구멍의 개구 부분에 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스를 내뿜는 것을 의미한다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 성분 함유율을 나타내는 「%」는, 「질량%」를 의미하는 것으로 한다.

본 발명자 들은, 전술의 과제를 해결하기 위해서, 탈황의 촉진과 고청정도화에 추가하여 저질소화도 동시에 달성할 수 있는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법을 검토하여, 하기의 (a)∼(c)의 식견을 얻어, 상기의 본 발명을 완성시켰다.

(a) 청구항 1 및 청구항 10∼15에 관한 발명의 뒷받침이 된 식견, 및 각 공정의 기능
상술한 대로의 극저황화와 고청정도화에 추가하여 저질소화도 동시에 만족하는 극저황 저질소 고청정도 강을 용제하기 위해서는, 하기의 (a)-1∼(a)-4에 나타내는 공정 1∼공정 3 또는 공정 1∼공정 4의 처리에 의해 용강을 정련하는 것이 유효하다.

상술한 대로의 극저황화와 고청정도화에 추가하여 저질소화도 동시에 만족하는 극저황 저질소 고청정도 강을 용제하기 위해서는, 하기의 (a)-1∼(a)-4에 나타내는 공정 1∼공정 3 또는 공정 1∼공정 4의 처리에 의해 용강을 정련하는 것이 유효하다.

용강에 Al 및 산소를 공급하면, 용강 온도가 상승함과 더불어 Al₂O₃가 생성된다. 이 Al₂O₃는, 용강 온도의 상승과 함께 용강 표면에 부상하고, 부상 후에 슬래그에 흡수된다. 이 때, 고온 하에서 Al₂O₃와 슬래그가 일체화하고, 이 슬래그에 의한 Al₂O₃의 흡수에 의해, 슬래그의 성분 조성은 변화한다. 또한, 산소의 공급에 수반되어 서서히 Al₂O₃가 생성되고, 순차적으로 부상하므로, 슬래그의 성분 조성의 변화는 완만하고, Al₂O₃의 첨가나 합성 플럭스의 첨가의 경우와 같은 급격한 슬래그의 조성 변화는 생기지 않는다. 또한, Al₂O₃는 용강 표면 전체에 균일하게 부상하므로, 슬래그 전체에 분산되고, 일괄 첨가의 경우와 같은 국부 첨가로는 되지 않으므로, 슬래그의 교반이 약해도 충분히 교반 혼합할 수 있음과 더불어 혼합 시간도 단축할 수 있다.

따라서, 용강으로의 Al 및 산소 공급에 의해 생기는 Al₂O₃성분을 슬래그 성분조성의 제어에 활용함으로써, 고온에서의 Al₂O₃성분의 혼합과 완만한 조성 변화, 및 Al₂O₃ 성분의 균일한 분산을 도모하고, 슬래그 성분 조성의 제어를 가능하게할 수 있다. 그 결과, 강 교반이나 형석의 사용을 회피할 수 있다.

용강으로의 Al 및 산소의 공급에 의한 Al₂O₃의 생성, 및 슬래그에의 Al₂O₃ 성분의 흡수가 가능한 것은, 상술한 바와 같다. 이러한 조건 하에서 탈황을 진행시키기 위해서는, 미리 CaO 성분을 첨가해 둘 필요가 있다.

다만, 탈황을 진행시키기 위해서는, Al을 첨가하여 용강을 충분히 탈산해 둘 필요가 있는데, Al을 첨가하여 용강을 충분히 탈산하면 계면 활성 원소인 용존 산소가 감소하여 대기로부터의 질소 흡수가 일어나기 쉬워져, 저질소 강의 제조가 곤란하게 된다. 따라서, 본 발명의 목적인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제에 있어서는, 효율적인 탈황 처리이고, 또한 질소 함유율의 상승을 억제할 수 있는 정련 상의 특별한 고안을 요한다.

(a)-1 공정 1

공정 1에서는, 후에 탈황를 진행시키기 위해, 대기압 하에 있어서 용강에 CaO계 플럭스를 첨가한다. 여기서, CaO를 대기압 하에서 첨가하는 이유는, 다음 공정에 있어서 산화 정련을 행하므로, 공정 1에 있어서 정련 비용을 상승시키는 요인이 되는 감압 하에서의 CaO 첨가를 행할 필요는 없기 때문이다.

이 CaO계 플럭스의 첨가 시기는, 전로 출강 중, 또는 출강 완료 후로서 2차 정련 개시 전의 어떠한 때여도 되지만, 출강류에 의한 교반력을 활용할 수 있고, 다음 공정에서의 플럭스의 첨가 시간을 단축할 수 있는 이유로, 전로 출강 중에 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, CaO계 플럭스를 첨가하면, 노 내의 용강의 상부 표면을 그 플럭스가 덮으므로, 노 내의 용강을 대기로부터 차단하여 용강의 질소 흡수를 억제하는 효과가 있다. 이 질소 흡수 억제 효과를 충분히 활용하기 위해서는, 출강 중의 CaO계 플럭스의 첨가 시기를 출강 시간의 전기 50%까지의 시기로 하는 것이 바람직하고, 또한 출강 기간의 전기 20%까지에 첨가를 완료하는 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 용강 중 N함유율의 상승을 억제하면서도 저황화를 주된 과제로 하는 경우에는, 탈황 효율을 향상시키기 위해서, Al은 CaO계 플럭스의 첨가 전에, 또는 CaO계 플럭스의 첨가와 동시에 용강에 공급해 두는 것을 기본으로 한다. 그러나, Al을 첨가하여 용강을 탈산하면, 그 후의 용강은 대기 중의 질소를 흡수하기 쉬워지므로, 저황화에 추가하여 저질소화도 동시에 촉진시키는 경우에는, Al은 CaO계 플럭스의 적어도 일부, 또는 전부를 첨가한 후에 용강에 첨가하는 것을 기본으로 한다.

CaO계 플럭스를 노 내에 첨가함으로써, 노 내의 용강 표면은 전로로부터의 유출 슬래그 및 CaO계 플럭스에 의해 덮인 상태가 되므로, 용강과 대기의 접촉 기회가 적어지고, Al을 첨가하여 용강을 탈산해도 대기로부터 용강으로의 질소 흡수가 억제되기 때문이다. 이 Al도 전로로부터의 출강 기간 중에 CaO계 플럭스와 마찬가지로 노 내 용강에 첨가하는 방법이 정련 작업의 면에서 용이한데, 대기로부터의 질소 흡수를 억제하는데 있어서는, 출강 기간의 말기 10%의 사이에 첨가하는 것이 더욱 적합하다. 대기로부터의 질소 흡수를 억제하는데 있어서는, 다음의 공정 2에 있어서, 레이들의 뚜껑의 장착 후로서 용강에의 산화성 가스의 공급전에 첨가해도 된다.

(a)-1-1 CaO계 플럭스의 첨가 시기, 첨가 방법 및 첨가량

공정 1에서는, 전로 취련의 종료후의 출강 중에, 또는 출강되고, 레이들 내에 수용된 용강의 상부에, 용강의 탈황 처리에 이용하는 CaO계 플럭스 중 적어도 일부를 첨가하는 것을 기본으로 하는데, 그 나머지 일부는 공정 2에서 첨가해도 된다. 용강의 목표 온도 및 목표 Al 함유율, 및 목표 S함유율에 따라, Al 첨가량 및 산화성 가스의 공급량이 결정되므로, 그에 따른 양의 CaO계 플럭스를 첨가한다.

CaO계 플럭스를 일괄 첨가하는 방법은 처리가 간편하고, 한편, 분할 첨가하는 방법은 슬래그의 용융 및 재화(滓化)성이 향상되기 쉽다. 다만, 공정 1 및 공정 2에서의 첨가를 통산하여, CaO계 플럭스의 전량을 공정 2에서의 산화성 가스의 공급이 완료하기까지 첨가를 끝낼 필요가 있다. 그 이유는, 본 발명에 있어서는, 생성된 Al₂O₃를 이용하므로, 산화성 가스의 공급 후에 CaO계 플럭스를 첨가해도, 플럭스와 생성 Al₂O₃의 반응이 충분히 진행되지 않고, 용융 및 재화 촉진이 불충분하게 될 우려가 있기 때문이다. 또한, CaO계 플럭스는 융점이 높기 때문에, 후속하는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급에 의해 형성되는 고온 영역을 이용하고, 또한 CaO계 플럭스의 용융 및 재화를 촉진시키는 것이 바람직하기 때문이다.

또한, 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료 후에도, 레이들 내 슬래그의 융점을 상승시키는 등의 목적으로 CaO계 플럭스를 첨가하는 경우가 있는데, 이는 본 발명의 개량 기술로서, 본 발명은 그러한 플럭스 첨가를 배제하는 것은 아니다.

CaO계 플럭스는, CaO 함유율이 45%이상인 플럭스를 의미하고, 예를 들면, 산화 칼슘 1가, 및, 산화칼슘을 주체로 하여 Al₂O₃나 MgO 등을 배합한 플럭스를 이용

할 수 있다. 또한, 칼슘 알루미네이트와 같은 재화성이 좋은 예비 용융 합성 조재제를 이용해도 된다. 극저황 저질소 고청정도 강을 용제하기 위한 탈황 촉진 및 고청정도화를 달성하기 위해서는, 공정 3이후에서 용강 상의 슬래그 성분 조성을 적정 범위로 제어할 필요가 있고, 이를 위해서는, 공정 2에서의 산화성 가스의 공급이 완료하기까지, CaO계 플럭스를 CaO 환산으로 6kg/t 이상 첨가하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8kg/t 이상을 첨가한다.

다만, CaO계 플럭스의 첨가량이 많아지면, 생성 슬래그량이 증대하는 외에, 생성된 슬래그 중의 CaO 함유율이 너무 높아지므로, CaO 환산으로 16kg/t 이하로 하는 것이 바람직하다.

(a)-1-2 Al의 첨가 방법, 첨가량 등

Al의 첨가에 의해, 후의 공정에 있어서의 용강 승열을 위한 발열원 및 Al₂O₃원이 공급된다. Al은 용강 중의 산소나 슬래그 중의 산화철을 환원하여, 최종적으로는 슬래그 중의 Al₂O₃가 되고, 슬래그의 융점을 저하시켜, 용강의 탈황 및 청정화에 유효하게 작용한다.

극저황 저질소 고청정도 강을 용제하기 위한 탈황 촉진 및 고청정도화를 실현하기 위해서는, 공정 3이후에 있어서 용강 상의 슬래그 성분 조성을 적정 범위로 제어할 필요가 있고, 공정 1 및 공정 2를 통산하여 산화성 가스의 공급이 완료하기까지 금속 Al 환산으로 1.5kg/t이상의 Al을 첨가하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2kg/t이상을 첨가한다. Al 첨가량이 1.5kg/t미만에서는, 생성되는 Al₂O₃량이 너무 적고, 슬래그 제어에의 Al 활용의 효과가 작아지는데 더해, CaO계 플럭스의 첨가량의 조정도 필요해지기 때문이다. 또한, 슬래그 중의 저급 산화물의 충분한 저감 효과도 저하하기 때문에, 효과에 약간 편차가 커진다.

그러나, Al은 고가의 금속이고, 용강의 목표 온도 및 목표 Al 함유율, 및 목표 S함유율에 따라, Al 첨가량 및 산화성 가스 공급량이 결정되므로, 공정 2에 있어서 산화성 가스의 공급이 완료하기까지의 Al 첨가량은, 현실적으로는 첨가량은 7.Okg/t 이하가 된다.

또한, 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료 후에도, 레이들 내 슬래그의 개질 조정이나 공정 4 등에서의 온도 조정, 나아가 제품 성분 규격에 맞추기 위한 용강 중 Al 함유율의 조정 등의 목적으로, 용강에 Al을 첨가하는 경우가 있다. 그러나, 이들은 본 발명의 실시에 수반하여 필요한 경우가 생기는 조작으로서, 통상의 조업 기술의 부가에 불과하다. 본 발명은, 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료 후에 있어서의, 그러한 Al의 첨가를 배제하는 것은 아니다.

(a)-2 공정 2

(a)-2－1 레이들 뚜껑의 설치 및 퍼지 가스의 사용

공정 2에 있어서, 레이들 내 용강과 대기의 접촉 방지를 강화하기 위해서, 레이들의 상부 개구부를 덮는 뚜껑(커버)을 레이들에 설치한다. 이 단계에서는, 용강 표면은 CaO계 플럭스 등에 의해 이미 덮여는 있지만, 이어서 용강과 플럭스의 가스 교반이 개시되면, 그 교반에 의해 용강이 크게 요동하므로, 용강 표면의 윗쪽에 대기 중의 질소가 존재하면, 용강 중에의 질소의 흡수가 일어나기 쉬워지기 때문이다.

레이들에 뚜껑을 설치, 즉 덮어둠으로써, Ar 가스 등의 용강 교반용 불활성 가스가 용강에 불어넣어짐과 동시에 용강 표면과 뚜껑의 사이의 공간에 불활성 가스가 충만하고, 뚜껑의 개구부 등으로부터 외부로 분출함으로써, 용강 표면 상의 슬래그의 존재와 더불어 용강 중의 질소 함유율의 상승을 억제하는 효과를 발휘한다.

또한, 산화성 가스를 공급함으로써, 용강의 산화 반응에 수반해 스플래시(splash)가 비산하고, 또한 발연 및 발진이 일어나기 때문에, 레이들 윗쪽에 커버를 설치하여 상기 커버를 집진 설비에 접속하는 장치 구성으로 하면, 시스템 외로의 스플래시의 비산, 발연 및 발진을 방지하는 관점에서도 유효하다.

이 뚜껑에는, 계속해서 행해지는 정련 처리 조작용으로서, 용강의 승열용 랜스 삽입 구멍과 교반용 랜스 삽입 구멍과 합금 첨가 구멍 중, 적어도 1개가 형성되어 있다. 용강의 승열용 랜스는, 일반적으로는 금속제의 수냉 구조를 가지고 있고, 뚜껑에 형성된 랜스 삽입 구멍을 통해, 랜스 선단이 레이들 내 용강의 상부 표면(쇳물면)으로부터 0.5∼3m의 높이 위치가 되도록 삽입된다. 그리고, 상기 랜스의 중심관을 통해 산화성 가스가 용강의 상부 표면을 향해 내뿜어진다.

교반용 랜스를 이용하는 경우에는, 뚜껑에 형성된 랜스 삽입 구멍으로부터, 내화물(耐火物) 제의 랜스를 레이들 내에 삽입하고, 랜스의 중심관을 통해 불활성 가스를 랜스 선단으로부터 분출시키면서, 용강중에 침지시킨다. 어떠한 랜스나 외경은 100∼300mm이고, 뚜껑에 형성된 랜스 삽입 구멍의 내벽과 랜스 외면의 간격은 20∼50mm이다. 또한, 공정 2 또는 공정 3에 있어서 용강 중의 성분 함유율을 조정하는 경우가 있으므로, 뚜껑에는 페로망간 등의 합금철이나 알루미늄을 첨가하기 위한 합금철 첨가구를 형성해 두어도 된다.

뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지하면, 뚜껑의 설치에 의한 용강 중의 질소 함유율의 상승 억제 효과를 높일 수 있다. 용강의 교반에 앞서, 2분간 정도의 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의한 퍼지를 행하면, 이 질소 함유율의 상승 억제 효과를 한층 높일 수 있다.

(a)-2－2 산화성 가스 및 교반 가스의 공급

불활성 가스를 용강 중에 불어넣음으로써, 용강 및 첨가된 플럭스를 교반하면서, 용강에 산화성 가스를 공급하고, 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성된 산화물을 CaO계 플럭스에 혼합시킨다. 이 처리는, 용강 중의 Al과 산소를 반응시키고, 생성된 Al₂O₃성분을 이용함으로써 슬래그 성분 조성을 제어하고, 또한 슬래그의 용융을 촉진시키기 위한 것이다. 여기서, 불활성 가스를 불어넣는 것은, 용강으로의 산화성 가스의 흡수를 원활하게 진행시키기 위함이다. 불활성 가스의 취입을 행하지 않고, 산화성 가스만을 공급하면, 산화성 가스와 용강 표면의 충돌 영역에서만 산화 반응이 진행하여, Al₂O₃의 균일 분산이 저해되기 때문이다.

본 발명에 있어서는, Al과 CaO계 플럭스를 첨가한 후, 공정 2에 있어서 산화성 가스를 공급하여, 용강 중의 Al과 산소를 반응시킨다.

본 발명자 들은, 산화성 가스 공급량의 바람직한 범위를 파악하기 위해, 산화성 가스의 공급량을 다양하게 변화시켜, 탈황율에 미치는 효과를 조사했다. 그 결과, 산화성 가스의 공급량을 순수 산소 환산으로 0.4N㎥/t 이상으로 함으로써, 80%이상의 탈황율을 얻을 수 있었다. 이에 대해서, 산화성 가스의 공급량이 순수 산소 환산으로 0.4N㎥/t 미만에 있어서는, 탈황율은 상기의 값보다도 5∼20% 낮은 값이 되었다. 이는 산화성 가스의 공급량이 적어지면, 생성되는 Al₂O₃량이 감소하고, 슬래그의 용융이 불완전하게 되는 것에 의한다. 따라서, 산화성 가스의 공급량을 순수 산소 환산으로 0.4N㎥/t 이상으로 함으로써, 탈황율을 한층 높일 수 있는 것이 판명되었다. 또한, 산화성 가스의 공급량에 따라, Al 첨가량 및 CaO 첨가량을 조정할 필요가 있는 것은 물론이다.

본 발명의 방법에 있어서는, 산화성 가스를 상취(top-blown) 랜스를 통해 용강 표면에 내뿜으로써, 탈황율을 안정화시킬 수 있다. 그 이유는, 하기와 같다. 즉, 산화성 가스의 공급에는, 이 외에 산화성 가스를 용강 내에 불어넣는 방법이 있는데, 이 경우에는, 산화성 가스가 용강의 정압을 받기 때문에, 산화성 가스의 분압이 상승한다. 산화성 가스의 분압이 과잉으로 상승하면, 산화성 가스가 용강 중의 Al 이외의 원소인 Fe나 Mn 등과 직접 반응한다. 그 결과, Al₂O₃ 생성량의 제어가 어려워지는데다, 슬래그 중 FeO 함유율과 MnO 함유율의 합계 함유율을, 청구항 17에 관한 발명으로 규정한 바람직한 상한치 이하로 유지하는 것이 어려워지기 때문이다. 또한, 산화성 가스를 상취하면, 슬래그 근방에 고온 영역이 생성되므로, 슬래그의 용융 및 재화에 한층 유리해진다.

또한, 산화성 가스를 용강 중에 불어넣기 위한 랜스에는, 그 용손(溶損)을 방지하기 위한 궁리가 필요한데, 랜스를 침지하지 않고 상취 랜스를 통해 용강 표면에 내뿜는 방법에서는, 랜스의 용손은 거의 문제가 되지 않는 점에서도 유리하다.

상기의 이유에 의해, 용강 표면에 산화성 가스를 내뿜음으로써, 탈황 반응을 한층 더 안정되게 진행시킬 수 있다. 또한, 상취 랜스는 용강 혹은 슬래그로부터의 강한 복사열을 받기 때문에, 내구성의 면에서 수냉 구조로 하는 것이 바람직하다.

또한, 종래는 탈황능의 향상을 위해, 칼슘 알루미네이트 등의 재화성이 좋은 합성 조재재를 사용했는데, 본 발명에 있어서는, 특별히 이를 필요로 하지 않는다. 그 이유는, 하기와 같다. 즉, 본 발명에서는, 용강에 산화성 가스를 공급하여 용강 중의 Al과 반응시킴으로써 발생하는 Al의 산화 반응열에 의해, 산화성 가스의 공급점은 국소적으로 고온이 되기 때문이다. 또한, 이와 동시에, 침지한 랜스로부터 불어넣어지는 불활성 가스에 의한 강교반에 의해, 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성된 산화물과 CaO계 플럭스의 혼합 및 반응이 촉진되어, 탈황능이 높은 슬래그가 신속하게 조재되기 때문이다. 또한, 이 탈황능이 높은 슬래그가 용강 표면을 덮으므로, 용강의 교반 중에 있어서도 대기와 용강 표면의 접촉을 차단하는 것이 가능해지기 때문이다. 또한, Al의 산화에 의해 용강의 승열도 동시에 달성되므로, 탈황 시에 있어서의 조재 및 열 보상의 관점에서도, 칼슘알루미네이트 등을 이용하는 것보다도 유리하다.

공정 2에서의 산화성 가스는, 산소 가스 혹은 산소 가스와 불활성 가스의 혼합인 것이 바람직하다. 또한, 스노클(snorkel) 등의 침지관을 침지하지 않고, 상기 처리를 행하는 방법이, 반응 계면적을 크게 하는 관점에서, 한층 바람직하다.

상기와 같이, 공정 2에 있어서, 슬래그 성분 조성의 제어와 그 용융이 진행됨과 더불어, 탈황 반응이 진행된다. 그러나, 이 산화성 가스의 공급 시간에서는 탈황 반응이 충분히 진행되지 않고, 슬래그에는 탈황 여력이 남아 있다. 여기서, 「탈황 여력」은, 후술하는 바와같이, 슬래그의 성분 조성에 의해 지배되는 탈황 능력을 의미한다. 또한, 슬래그의 성분 조성을 변화시킬 정도의 양은 아니지만, 용강 중에 개재물로서 Al₂O₃가 수십 ppm 잔류하고 있다.

(a)-3 공정 3

상기와 같이, 슬래그에는 탈황 여력이 남아 있고, 또한, 용강 중에는 개재물의 Al₂O₃이 미소하게 잔류하고 있으므로, 상기 공정 2의 후에, 공정 3에 있어서, 산화성 가스의 공급을 정지하고, 대기압 하에서 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써, 탈황 및 개재물의 제거 처리를 행한다. 이 처리에 의해, 탈황 여력을 가지는 슬래그에 의한 한층 더의 탈황과, 불필요한 잔류 개재물의 제거를 도모한다. 여기서 말하는 「탈황 여력」은, 슬래그의 성분 조성에 의해 지배되는 황화물 수용력, 즉 「탈황능」을 의미한다. 이 황화물 수용력은 슬래그 중에 FeO나 MnO 등의 저급 산화물이 존재하면 저하한다. 따라서, 탈황력을 최대한으로 발휘하기 위해서는, 슬래그 성분 조성의 제어를 행하여, 저급 산화물의 농도를 저감할 필요가 있다.

상기 공정 2에서는, 산화성 가스의 공급에 의해, 불가피적으로 저급 산화물이 생성된다. 이 때문에, 공정 2의 후에, 공정 3에 있어서 불활성 가스를 불어넣고, 이들 저급 산화물의 농도를 저감시킴으로써 탈황을 더욱 촉진시킬 수 있다.

(a)-4 공정 4

본 발명은, 공정 3의 처리 후에 공정 4의 처리를 실시해도 된다. 상기 공정 1∼공정 3에 있어서는, 대기압 하에 있어서 레이들 내 용강을 처리한다. 그리고, 이 처리 후에, 레이들을 RH식 진공 탈가스 처리 장치(이하, 「RH 장치」라고도 표기하고, RH 장치에 의한 처리를 「RH 처리」라고도 표기한다)로 이송하고, RH 처리에 있어서 탈질소를 행할 수 있다. 여기서, 산화성 가스를 용강에 공급하여 용강 온도를 상승시키고, 또한, 그 후, RH 장치 내에 있어서 용강을 환류시켜도 된다. 이 공정을 거침으로써, 탈황율과 청정도를 더욱 높이고, 질소 함유율의 감소를 도모할 수 있다.

탈황 처리가 종료한 용강에, RH 장치를 이용해 산화성 가스를 공급하고, 용강의 온도를 상승시키는 처리를 행한다. 이 때, 전의 탈황 공정에서 탈황 촉진을 위해 sol.Al 함유율을 높였기 때문에, RH 처리전의 sol.Al 함유율은, Al의 성분 규격의 상한치보다 기본적으로 높아진다. 본 공정에서는, 산화성 가스를 용강에 내뿜음으로써, 용강의 승열 및 Al 함유율의 조정을 겸비하게 된다. 본 공정에서의 용강의 승열은, sol.Al을 성분 규격으로 조정하기 위해서 필요한 분만큼에서 멈추고, 그 외의 열보상은, 슬래그의 조재 촉진 및 개재물 제거의 관점에서, 상기 기술의 탈황전의 용강 승열에 있어서 실시하는 것이 바람직하다. 추가하여, 산소 전달 후에, 이어서 환류를 계속하여 탈질소시키는 것이 극저황 저질소 강의 용제에는 유효하다.

이상에 설명한 공정 1∼공정 3, 및 바람직하게는 공정 4까지의 처리를 상기의 순서로 행함으로써, 대기로부터의 질소의 흡수를 억제하면서, 용강의 승온 및 슬래그의 성분 조성 제어를 동시에 행하는 것이 가능해지고, 그 결과, 용강 및 슬래그의 강 교반 및 합성 탈황제 및 형석의 사용을 하지 않고, 또는 이들 사용을 억제하여, 효율적으로 탈황 및 개재물 저감을 도모할 수 있다.

(b) 공정 1∼공정 3에 의한 처리 효과의 확인

본 발명의 방법에 의거하여, 공정 1∼공정 3에 의한 처리의 효과를 확인하기 위한 예비 시험 1을 행했다.

도 1은, 본 발명의 방법에 있어서의 공정 1∼공정 3의 처리 상황 및 처리 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다. 전로에서 취련한 250톤(t)의 용강을 전로로부터 레이들(1)에 출강하는 동안에, 전로로부터의 출강류의 레이들(1) 내의 용강 표면으로의 낙하점을 향해, CaO 성분 함유율이 92%인 산화칼슘을 10kg/t 첨가한 후, 금속 Al을 첨가하여 출강을 완료했다.

이 예비 시험에서는, CaO계 플럭스로서 상기 산화칼슘을 이용하여, 그 첨가 시기를, 총 출강 시간에 대해서, 출강 개시 후 20% 이하, 50% 이하, 및 70% 이하로 하여 이들 효과를 비교했다. 총 출강 시간은, 5분간이었다.

또한, 일부에서는, 산화칼슘과 금속 Al을 출강 중에 동일한 타이밍에서 첨가하는 시험과, 출강 개시 후 20%가 경과하기까지 상기 산화칼슘을 2.5kg/t 첨가하고, 그 후 50%가 경과하기까지 금속 Al을 첨가하고, 그 후 70%가 경과하기까지 상기 산화칼슘을 7.5kg/t 더 첨가하는 시험을 행했다.

전로 취련 종료 시의 용강 성분은, 질량 %로, C：0.03∼0.15%, Si：0.01% 이하, Mn：0.05∼0.4%, P：0.05% 이하, S：27∼28ppm, N：13∼14ppm이었다.

어떠한 시험에 있어서나, 전로로부터의 출강 시에 용강에 Al을 첨가하고, 공정 2에 있어서의 Ar 가스의 취입에 의한 교반전 시점에 있어서의 용강 중 Al 함유율을 0.25%로 조정했다.

그 후, 레이들(1)의 상부에 뚜껑(커버)(6)을 장착하고, 대기압 하에 있어서, 뚜껑(6)에 설치한 랜스 삽입 구멍(7)(2개소)과 랜스(2개)의 간극에 Ar 가스를 내뿜으면서, 0.012N㎥/min/t의 Ar 가스를, 승강 가능한 불활성 가스 취입용 침지 랜스(4)를 통해 불어넣으면서, 용강(2)의 상부 표면에 산소 가스를 상취했다. 다만, 시험 번호 1-9에서는 뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지하는 것은 행하지 않았다.

산소 가스의 상취는, 승강 가능한 산화성 가스 상취 랜스(5)를 통해, 0.150N㎥/min/t의 분사 속도로, 합계 1.2N㎥/t를 내뿜었다. 산소의 상취를 종료 후, 이어서 용강(2)에 Ar 가스를 불어넣고, 10분간 교반을 행했다. 또한, 도면 중의 번호 3은 슬래그를 나타낸다.

이 시험에 있어서의 「레이들 내 용강의 상부 표면적(A)」은 12㎡이며, 퍼지용 Ar 가스 유량(V)은 0∼21N㎥/min이었다.

예비 시험 1에 있어서의 비교 시험으로서 하기의 시험을 행했다. 즉,

(b1) 레이들(1)로의 출강 완료 후에 상기의 산화칼슘 10kg/t를 레이들(1) 내의 용강(2)에 첨가하고, 레이들(1)에 뚜껑(6)을 씌우는데, 뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지하는 것을 생략하고, 또한, 산소를 공급하지 않고 17분간 Ar 가스의 취입에 의한 교반을 행한 시험이다. 공정 2에 있어서 산소 가스를 사용하지 않으므로, 공정 2에 있어서의 Ar 가스의 취입에 의한 교반 전 시점에 있어서의 용강 중 Al 함유율을, 0.06%로 조정했다.

(b2) 출강 개시 후 20%가 경과하기까지 CaO와 Al₂O₃의 혼합비가 질량비로 60：40인 예비용융 혼합 플럭스를 15kg/t 레이들(1) 내의 용강(2)에 첨가하고, 레이들(1)에 뚜껑(6)을 씌우는데, 뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지하는 것을 생략하고, 또한, 산소를 공급하지 않고 17분간 Ar 가스의 취입에 의한 교반을 행하는 시험이다. 이 비교 시험에 있어서도, 상기의 비교 시험(b2)과 마찬가지로 공정 2에 있어서 산소 가스를 사용하지 않으므로, 공정 2에 있어서의 Ar 가스의 취입에 의한 교반전 시점에 있어서의 용강 중 Al 함유율을, 0.06%로 조정했다.

시험 조건을 표 1에, 시험 결과를 표 2에 각각 표시했다.

<표 1>

<표 2>

동 표에 나타나는 결과로부터, 예비 시험 1에 있어서의 본 발명법에 의한 시험(시험 번호 1-1∼1-9)에서는, 시험 번호 1-10의 비교 시험 b1 및 시험 번호 1-11의 비교 시험 b2와 비교하여, 공정 3후의 S함유율이 낮고, 개재물량의 지표가 되는 T.［O］도 낮은 것을 알 수 있다. 이는, 본 발명의 방법에 따라서, Al과 공급 산소의 반응에 의해 생성된 Al₂O₃를 이용하는 것이, 슬래그 성분 조성의 제어가 도모되기 쉽고, 탈황 반응이 촉진되는 것에 의한다. 또한, T.［0］의 값이 낮은 것은, 슬래그의 용융이 촉진되어, 슬래그에 의한 개재물의 흡수능이 향상했기 때문이다. 주목해야 할 사항은, CaO와 Al₂O₃의 혼합비가 질량비로 60 : 40인 예비 용융 혼합 플럭스를 15kg/t첨가(CaO 성분 첨가량은 산화칼슘 10kg/t와 동등)한 비교 시험 b2에 있어서도, 공정 2에 있어서의 산소 가스 사용이 없는 조건 하에서는, 탈황도 저산소화도, 본 발명법에 의한 시험 결과보다 명백하게 떨어지는 것이다.

이들 결과는, 환언하면, 생성된 Al₂O₃와 슬래그의 혼합이 촉진된 결과, T.［0］의 값이 저하한 것을 의미하고, 따라서, 본 발명의 방법과 같이, 용강으로의 산화성 가스 공급에 의해 생성된 Al₂O₃를 이용하여 슬래그의 성분 조성 제어를 행하는 방법은 탈황 및 청정화의 동시 처리에 유효한 것을 나타낸다.

또한, 강 중의 N의 거동에 대해서는, 출강 중의 산화칼슘의 첨가 방법의 영향으로서, 산화칼슘과 금속 Al을 출강 중의 동일한 타이밍에 첨가하는 것보다도, 산화칼슘을 첨가한 후에 금속 Al을 첨가하는 것이 출강 후의 용강 중 N함유율이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.

또한, 적절한 조건으로 뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지함으로써, 공정 3후의 N함유율이 퍼지 가스를 사용하지 않는 방법(시험 번호 1-9, 비교 시험 b1 및 b2)에 비해 8∼16ppm 저하하는 것이 확인되었다. 또한, 산화칼슘을 분할 첨가한 청구항 15에 관한 발명의 방법(시험 번호 1-6)에서는, N함유율이 가장 낮아지는 양호한 결과가 얻어졌다.

또한 본 발명의 효과를 높이는 청구항 16~청구항 18에 관한 발명의 기초가 된 식견에 대해 하기에 설명한다.

(c) 청구항 16∼청구항 18에 관한 발명의 뒷받침이 된 식견

(c)-1 교반 가스 취입 시간

제7 발명은, 산화성 가스의 공급 정지 후에 있어서의 교반 가스의 바람직한 취입 시간을 규정하는 것이다.

본 발명에서는, Al₂O₃의 생성 후에 있어서도 슬래그는 탈황 여력을 가지고 있으므로, 불활성 가스를 불어넣어 교반을 계속하여, 탈황을 촉진시킨다. 이 탈황 촉진 처리에 있어서의 바람직한 교반 시간을 하기의 방법으로 검토했다. Ar 가스 취입 유량을 0.008∼0.020N㎥/min/t의 범위로 하고, 취입 시간을 변화시켜 탈황율에 미치는 효과를 조사했다.

그 결과, 취입 시간이 4분 이상인 경우에는, 탈황율은 고위에서 거의 일정값을 나타낸데 대해, 취입 시간이 4분 미만에서는, 탈황율은 상기의 값보다도 3∼10% 저하하고, 또한 변동량이 증가했다. 이는, 슬래그 중의 FeO나 MnO를 충분히 환원하지 못했으므로, 슬래그에 의한 탈황가 저해된 것에 의한다. 슬래그의 탈황력을 충분히 확보하기 위해서는, FeO나 MnO의 환원을 행할 필요가 있다. 상기의 결과로부터, 산화성 가스의 공급 정지 후, 교반용 불활성 가스를 4분간 이상 불어넣음으로써, 탈황율을 한층 고위에서 안정화할 수 있어, 바람직한 것이 명백해졌다.

(c)-2 슬래그의 성분 조성

청구항 17에 관한 발명은, 상기 공정 3에 의한 처리의 종료 후에 있어서의 슬래그의 바람직한 성분 조성을 규정하는 것이다.

본 발명에서는, 용강으로의 산화성 가스 공급에 의해 생성된 Al₂O₃를 슬래그 성분 조성의 제어에 이용하여, 탈황을 촉진시킨다. 여기서, 탈황을 진행시키는 슬래그에도 바람직한 성분 조성이 존재한다고 생각하여, 처리 후의 슬래그 성분 조성과 탈황율의 관계를 조사했다. 그 결과, 처리 후의 슬래그 중의 CaO와 Al₂O₃의 질량 함유율의 비가 0.9∼2.5이며, 또한, 슬래그 중의 FeO와 MnO의 질량 함유율의 합계가 8%이하인 경우에, 80%이상의 탈황율이 얻어지는 것이 판명되었다. 이에 대해서, 상기의 범위를 만족하지 않는 경우에는, 탈황율은 13∼25%의 낮은 값이 되었다.

또한, 처리 후의 슬래그 중의 CaO와 Al₂O₃의 질량 함유율의 비가 0.9∼2.5인 경우는, 처리 후에 있어서의 용강 중의 T.［0］는 14∼24ppm이었는데, 이 범위를 만족하지 않는 경우에는, T.［0］는 18∼28ppm로 높은 값이 되었다.

이들 결과로부터, 본 발명에 있어서, 처리 후 슬래그의 성분 조성을 상기의 범위 내로 함으로써, 한층 높은 탈황율이 얻어짐과 더불어, 용강의 청정도를 더욱 높이는 것이 가능한 것을 알았다. 이 슬래그 성분 조성의 제어는, 전술한 CaO계 플럭스의 첨가량에 의해 조정할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 형석을 사용하지 않아도 상기 목적을 달성할 수 있는데, 첨가 플럭스 중에 혼재하는 CaF₂ 성분의 존재를 배제하는 것은 아니다. 또한, 형석을 병용한 경우에, 탈황 능률의 향상이나 처리 후의 S함유율의 저하 등의 면에서 한층 유리해지는 것은 물론이다.

(c)-3

청구항 18에 관한 발명은, 상기 공정 2 및 상기 공정 3에 있어서, 상기 레이들 용강 중에 교반 가스를 불어넣을 때에, 상기 레이들의 뚜껑의 개구부를, 적정한 유량의 불활성 가스 또는 이산화 탄소 가스에 의해 퍼지하고, 대기 중의 질소와 용강의 접촉을 억제하고, 따라서 극저황 고청정도이며, 또한, 저질소 함유 농도의 용강을 얻는 방법을 개시하는 것이다.

상기의 「예비 시험 1」의 조건에 있어서, 강 중의 N함유율에 미치는 퍼지 가스 공급량의 효과에 대해, 다음과 같이 정리를 했다.

도 2는, 공정 2 및 3에 있어서의 퍼지 가스 유량과, 공정 3 종료후에 있어서의 강 중 N함유율의 관계를 나타내는 도면이다. 동 도면에 있어서, 횡축은 퍼지 가스 유량：V(N㎥/min)를 레이들 내 용강의 상부 표면적：A(㎡)로 나눈 (V/A)의 값에 의해 표시하고 있다.

동 도면의 결과에 의하면, (V/A)의 값이 0이어도, 레이들에 뚜껑이 설치되어 있는 효과에 의해 용강 교반용 Ar 가스 등에 의해 용강과 뚜껑의 사이에 있는 공간의 Ar 가스 농도가 높아져, 용강 상에 생성되어 있는 슬래그의 존재 효과와 더불어 용강과 대기중 질소의 접촉이 억제되는 결과, 강 중 N함유율이 50ppm 이하인 저질소강을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다. 그러나, 용강 교반용 가스 이외에도 뚜껑의 안쪽에 Ar가스 등을 불어넣음으로써 뚜껑의 개구부를 퍼지하면, 용강과 대기중 질소의 접촉이 한층 억제되고, 강 중 N함유율의 상승을 억제하는 것이 가능하다.

소량의 Ar 가스를 용강 상의 공간에 불어넣는 것만으로도 효과가 있는데, 구체적으로는 V/A가 0.05이상에서 퍼지 가스의 사용 효과가 명확하게 나타나고, 강 중 N함유율이 40ppm 이하인 저질소강을 얻을 수 있다. 또한 V/A를 증가시켜 0.16이상으로 하면, 강 중 N함유율이 37ppm 이하인 저질소 강을 얻을 수 있다. 0.16미만인 경우에는, 퍼지 가스 유량이 상대적으로 적기 때문에, 개구부로부터 대기가 침입하기 쉬워지고, 용강의 질소 흡수량이 많아져, 강 중 N함유율은 상승한다. 한편, (V/A)의 값이 1.6을 넘어 큰 경우에는, 퍼지 가스 유량이 너무 많으므로, 레이들과 뚜껑의 사이의 가스 흐름이 격렬해지고, 반대로 대기에 말려들기 쉬워져, 강중 N함유율은 상승했다. 또한, 레이들과 뚜껑의 사이의 스플래시가 증대하여, 조업 상도 바람직하지 않다.

상기의 결과로부터, 퍼지 가스 유량：V(N㎥/min) 및 레이들 내 용강의 상부 표면적：A(㎡)가 하기 (1)식으로 표시되는 관계를 만족하도록 퍼지 가스 유량을 조정하여 퍼지하면, 청구항 1 및 청구항 10∼17에 관한 발명의 실시에 있어서 공정 3후의 강 중 N함유율이 대략 37ppm 이하로 되어 한층 바람직하다고 할 수 있다.

0.16≤V/A≤1.6 …(1)

(c)-4 탈황 처리 후의 RH 처리

본 발명에서는, 상기 공정 3의 후에 공정 4의 처리를 행할 수 있다. 그 경우에, 공정 4에 있어서, 산화성 가스의 공급 정지 후에, RH 장치 내에 있어서의 용강의 환류를 계속하여 개재물 제거 처리와 함께 탈질소를 행해도 된다.

상기 공정 3까지의 처리에 의해서도 용강의 청정화 효과는 얻을 수 있는데, 공정 3까지의 처리에 의해 얻어지는 이상의 고청정도가 요구되는 경우에는, 산화성 가스의 공급 정지 후에, 다시 RH 장치 내에 있어서의 용강의 환류를 계속함으로써, 한층 청정화를 향상시키고, 또한 탈질소를 행할 수 있다. 공정 3의 처리 후에 있어서도 개재물은 일부 잔류하고 있는데 추가하여, 공정 4에 있어서 탈황 효율을 고위로 유지한 채로 승열 처리를 행함으로써 용강 온도를 조정하면, 승열 처리에 의해 Al₂O₃ 개재물이 생성되어, 용강에 잔류해 버리는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 이러한 개재물을 제거하기 위해서, 산화성 가스의 공급 후, 일정 시간 환류 처리를 행함으로써, 용강의 청정도를 한층 더 높일 수 있다. 또한, Ar 가스를 사용한 용강 환류 처리에 수반하여, 용강 중에 함유되어 있는 질소 농도를 저감할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 방법에 있어서의 공정 1∼공정 3의 처리 상황 및 처리 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.

도 2는, 공정 2 또는 3에 있어서의 퍼지 가스 유량과, 공정 3 종료후에 있어 서의 강 중 N함유율의 관계를 나타내는 도면이다.

도 3은, 예비 시험 2에 있어서의 탈황율과 슬래그 중 CaO/Al₂O₃및 슬래그중(FeO＋MnO) 함유율의 관계를 나타내는 도면이다.

도 4는, 예비 시험 3에 있어서의 탈황율과 슬래그 중 CaO/Al₂O₃ 및 슬래그중(FeO＋MnO) 함유율의 관계를 나타내는 도면이다.

본 발명의 방법은, 상기와 같이, 용강을 하기의 공정 1∼공정 3, 또는 공정 1∼공정 4에 의해 처리하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법이다. 이하에, 본 발명에 관한 극저황 고청정도 강의 용제 방법을 실시하기 위한 적합한 양태에 대해, 더욱 상세하게 설명한다.

(1) 공정 1

(1)-1 CaO계 플럭스와 Al의 첨가 시기, 첨가 방법 및 첨가량

본 발명은, 공정 1에 있어서, 전로 취련의 종료후에 출강되어 레이들 내에 수용된 용강의 상부에, 용강 탈황 처리에 이용하는 CaO계 플럭스 중 전부를 첨가하는 것을 기본으로 하는데, 그 일부를 공정 2에 있어서 첨가하는 것을 배제하는 것은 아니다. 목표 온도 및 목표 Al 함유율, 및 목표 S함유율에 따라, 알루미늄(Al) 첨가량 및 산화성 가스 공급량이 결정되므로, 그에 따른 양의 CaO계 플럭스를 첨가 한다. CaO계 플럭스는, 소정량을 일괄하여 첨가해도 되고, 또한, 분할 첨가해도 된다.

일괄 첨가의 경우는 처리가 간편하고, 또한, 분할 첨가의 경우는, 슬래그의 용융 및 재화성이 향상되기 쉽다. 다만, 공정 1 및 공정 2에서의 첨가를 통산하여, CaO계 플럭스의 전량을 공정 2에서의 산화성 가스의 공급이 완료하기까지 첨가를 끝낼 필요가 있다. 그 이유는, 본 발명에 있어서는, 생성된 Al₂O₃를 이용하므로, 산화성 가스의 공급 후에 CaO계 플럭스를 첨가해도, 플럭스와 생성 Al₂O₃의 반응이 충분히 진행하지 않아, 용융 및 재화 촉진이 불충분하게 될 우려가 있기 때문이다. 또한, CaO계 플럭스는 융점이 높기 때문에, 후속하는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급에 의해 형성되는 고온 영역을 이용하고, 또한 CaO계 플럭스의 용융 및 재화를 촉진시키는 것이 바람직하기 때문이다.

다만, 저황 저질소 강을 얻기 위해서는, 출강 단계에 있어서의 CaO계 플럭스 및 Al의 첨가량 및 첨가 순서에 적합한 양태가 존재한다.

전로로부터의 출강류에 대해, 최초로 Al을 첨가하여 충분히 탈산해 버리면, 표면 활성 원소인 강 중의 용존 산소가 감소함으로써 대기로부터의 질소 흡수가 일어나기 쉬워져, 저질소강의 제조가 곤란해진다. 이 문제에 대해, 일본국 특개 2004-346367호 공보에는, 출강 중에 있어서의 N함유율의 상승을 억제하기 위해서, Al을 첨가하기 전의 미탈산 용강에 플럭스를 첨가하고, 레이들 내의 용강 표면에 커버 슬래그를 형성하여, 이 커버 슬래그에 의해 대기와 용강을 차단하고, 그 후의 Al의 첨가에 의해 용존 산소가 급격하게 저하한 경우에 있어서도, N함유율의 상승을 억제하는 방법이 개시되어 있다. 따라서, 본 발명의 용제 방법에 있어서도, 발명 실시의 적합한 양태로서 동 문헌에 개시된 방법을 이용할 수 있다.

동 문헌에 개시된 방법에서는, 플럭스로는, 산화칼슘이 염가이고 경제적으로 유리하고, 또한, 재화성이 양호한 점에서 바람직하다. N함유율의 상승을 억제하기 위해서는, 가급적 신속하게 용강 표면의 넓은 범위를 덮는 커버 슬래그를 형성시키는 것이 효과적이므로, 15㎜이하의 입도(粒度)의 구성 비율이 90질량% 이상인 것을 이용하는 것이 바람직하다.

청구항 15에 관한 발명에서는, 전로로부터 레이들로의 출강 중에, 용강으로의 Al의 첨가에 앞서 CaO계 플럭스의 일부를 레이들에 첨가하여 커버 슬래그를 형성시키고, 그 후에 소정량의 Al을 레이들 내 용강에 첨가하는 것을 특징으로 하고, 또한 그 후, 나머지 CaO계 플럭스와 Al을 레이들에 첨가한다.

용강을 대기로부터 충분히 차단하기 위해서는, 커버 슬래그를 형성하기 위한 플럭스의 첨가량은, 1∼3kg/t인 것이 바람직하고, 1.5∼2.5kg/t인 것이, 더욱 바람직하다. 플럭스의 양이 1kg/t보다 적은 경우에는, 커버 슬래그의 두께가 얇아져, 대기로부터의 차단이 불충분하게 될 우려가 있다. 또한, 플럭스의 양이 3kg/t보다 많은 경우에는, 보다 융점이 높은 슬래그가 형성되어 유동성이 저하하므로, 용강 표면에 슬래그로 덮이지 않은 영역이 국부적으로 발생하여, 대기와의 차단이 불충분해질 우려가 있기 때문이다.

플럭스를 효과적으로 재화시키기 위해, 레이들 내로의 플럭스의 낙하점과 용 강류의 낙하점의 위치를 맞추어, 용강류의 교반 동력을 헛되지않게 이용하는 것이 중요하다.

다음에, 커버 슬래그의 형성 후, 용강에 Al을 첨가한다. 탈황 반응은 환원 분위기 하에서 진행되기 쉬우므로, 용강 중 나아가 슬래그 중의 산소 포텐셜을 가급적 저감하는 것이 필수 불가결하다.

첨가하는 Al량은, 출강 중에 용강의 탈황을 촉진하는 관점에서는, 출강 완료 후에 있어서, sol. Al 함유율이 0.050 질량%이상, 특히 바람직하게는, sol.Al 함유율이 0.070질량% 이상을 확보할 수 있는 양으로 하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명에 있어서는, 상기 공정 2에 있어서 산화성 가스에 의한 Al의 산화를 필수로 하고 있으므로, 전체적으로, Al의 산화 예정량에 알맞은 정도의 Al량을, 이 출강 단계에서 용강에 첨가해도 된다.

이 Al은 전단층에서 연속하여 출강 도중에 있는 레이들 내의 용강에 첨가된다. 이 경우도, Al을 신속하고 또한 균일하게 용해하기 위해서, 레이들 내로의 Al의 낙하점과 용강류의 낙하점의 위치를 맞추어, 용강류의 교반 동력을 헛되지 않게 이용하는 것이 중요하다.

또한, 본 발명의 방법에 있어서, 구체적인 첨가 스케줄로는, 통상 4∼7분간 정도인 출강 공정의 사이에 있어서, 출강 개시로부터 총 출강 시간의 20%경과까지 상기 산화칼슘의 일부를 첨가하고, 그 후, 동 50%경과까지 Al을 0.050%이상이 되도록 첨가한다. 또한 그 후, 동 70%까지 나머지 산화칼슘 중 일부 또는 전부를 첨가해도 되는데, 산화칼슘의 첨가 예정 잔량은 제2 공정에서의 산화성 가스 공급시까 지 첨가하면 되고, Al의 첨가 예정 잔량은 제2 공정에서의 산화성 가스 공급 종료시까지 첨가하면 된다.

(1)-2 레이들로의 전로 슬래그의 유입 억제

전로 취련한 용강을 레이들에 출강할 때는, 레이들로의 전로 슬래그의 유입을 억제하는 것이 바람직하다. 전로 슬래그에는 P₂O₅가 함유되어 있고, 후의 탈황 처리 공정에 있어서 용강 중의 P함유율이 상승하는 원인이 될 뿐만 아니라, 레이들로의 유입 슬래그량이 변동하면, 슬래그 성분 조성의 제어가 어려워지기 때문이다. 이 때문에, 전로 슬래그의 생성량을 감소시키는 것, 전로 출강 시에 출강 구멍 바로 위에 날개 형상의 다트(darts)를 투입하여 출강 구멍 상부에서의 소용돌이 형성을 억제하는 것, 나아가, 전로로부터의 슬래그의 유출을 전기적, 광학적 또는 기계적 방법에 의해 검출하여 슬래그 유출의 타이밍에 맞추어 출강류를 정지하는 것, 등의 수단에 의해, 전로로부터의 슬래그의 유출을 저감하고, 레이들로의 슬래그의 유입을 억제하는 것이 바람직하다.

공정 1뿐만 아니라, 후술하는 공정 2 및 공정 3의 어떠한 공정이나 대기압하에서 행한다. 그 이유는, 본 발명에서는 감압 하에 있어서 강교반 조작을 행할 필요가 없는 것에 추가하여, 감압 하에서 공정 1∼3의 처리를 행하기 위해서는, 설비 비용 및 런닝코스트가 상승하기 때문이다.

(2) 공정 2

공정 2에서는, 공정 1에 있어서 CaO계 플럭스가 첨가된 대기압 하의 레이들 내 용강에, 교반 가스를 불어넣음으로써 용강 및 CaO계 플럭스를 교반함과 더불어, 용강에 산화성 가스를 공급하고, 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성되는 Al₂O₃등의 산화물을 CaO계 플럭스와 혼합한다.

상술한 바와 같이, CaO계 플럭스의 일부 또는 전부를 공정 2에서 첨가해도 되고, Al의 일부 또는 전부를 공정 2에서 첨가해도 된다. 다만, 본 발명에 있어서 직접 대상으로 하는 CaO 및 Al의 첨가량은, 전로로부터의 출강 개시 전에 레이들 내에 넣어두는 것을 포함하여, 출강 개시 시점으로부터 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급이 완료하기까지의 것을 의미한다.

(2)-1 산화성 가스의 공급 방법

공정 2에 있어서 용강에 산화성 가스를 공급하는 것은, 용강 성분과 산화성 가스의 반응에 의해 생기는 산화 발열 반응을 이용하여 용강의 가열 또는 온도 저하의 억제를 도모함과 더불어, Al₂O₃를 생성시켜 슬래그의 성분 조성 제어를 행하기 위함이다. 이 산화성 가스로는, 용강 중의 원소를 산화시키는 능력을 가지는 상기의 종류의 가스를 이용할 수 있다.

산화성 가스의 공급 방법으로는, 용강 내부에 산화성 가스를 불어넣는 방법이나, 용강의 윗쪽에 배치한 랜스 또는 노즐로부터 산화성 가스를 내뿜는 방법 등을 이용할 수 있는데, 슬래그의 제어성 및 고온 영역의 활용에 의한 슬래그의 용융 및 재화성 향상의 관점에서, 상취 랜스를 이용해 용강 표면에 내뿜는 방법이 바람직하다. 이에 따라, 산화성 가스와 레이들 내 용강이 반응하여 형성되는 고온 영 역을 이용하여 CaO계 플럭스를 직접적으로 가열하고, CaO계 플럭스의 재화를 촉진할 수 있다.

용강의 윗쪽에 배치한 랜스 또는 노즐로부터 용강에 산화성 가스를 내뿜는 경우에, 발생한 열을 슬래그에 유효하게 전달시키기 위해서는, 산화성 가스의 분사 강도를 어느 정도 확보할 필요가 있다. 이 분사 강도를 확보하기 위해서는, 랜스 높이를 낮게 하여 용강에 접근시킬 필요가 있다. 그 결과, 용강으로부터 받는 복사열에 의해 랜스 수명이 저하하여, 랜스의 교환 작업이 증가하므로, 높은 생산성을 유지하는 것이 어려워진다. 따라서, 랜스 또는 노즐을 통해 산화성 가스를 용강에 내뿜는 경우에는, 랜스 또는 노즐을 수냉 구조로 하는 것이 바람직하다.

용강의 상부 표면(쇳물면)으로부터의 랜스 또는 노즐의 높이(쇳물면과 랜스 하단의 연직 거리)는, 0.5∼3m정도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 랜스 또는 노즐 높이가 0.5m미만에서는, 용강의 스피팅(spitting)이 격렬해짐과 더불어, 랜스 또는 노즐 수명이 저하할 우려가 있고, 한편, 3m를 넘어 높은 경우에는, 산화성 가스 제트가 용강면에 도달하기 어려워져, 정련의 산소 효율이 현저하게 저하할 우려가 있기 때문이다.

(2)-2 산화성 가스의 공급량 등

공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급량은, 순산소 환산량으로 0.4N㎥/t 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1.2N㎥/t이상으로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 산소 공급량은, Al을 산화시켜, 용강의 온도 유지나 온도 상승을 위한 열원을 얻기 위한 바람직한 산소 공급량임과 더불어, 공정 1에 있어서 첨가한 CaO원의 슬래그화 촉진을 위해서도 바람직한 공급량이다. 상기의 산소 공급량으로 함으로써, 슬래그 형성을 위한 적합량의 Al₂O₃가 생성되고, 슬래그 성분 조성의 제어성이 한층 양호하게 되어, 용강의 탈황 및 청정화 작용이 한층 더 향상한다.

또한, 산화성 가스의 공급 속도는, 순산소 환산량으로, 0.075∼0.24N㎥/min/t의 범위로 하는 것이 바람직하다. 산화성 가스의 공급 속도가 0.075N㎥/min/t 미만에서는, 처리 시간이 장시간이 되어 생산성이 저하할 우려가 있다. 한편, 0.24N㎥/min/t를 넘어 높아지면, CaO계 플럭스의 가열은 충분히 행할 수 있지만, 산화성 가스의 공급 시간이 짧아짐과 동시에, 단위 시간당의 Al₂O₃ 생성량이 너무 많이 증가하여, 슬래그의 용융 및 슬래그 성분 조성의 균일화를 위한 충분한 시간을 확보할 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 랜스나 레이들내 화물의 수명이 저하할 우려도 있다. 또한, 생산성을 확보하는 관점에서 산화성 가스의 공급 속도를 0.1N㎥/min/t이상으로 하면 더욱 바람직하다.

공정 2에서는, 상기와 같이 하여 행해지는 산화성 가스의 공급에 의해, Al₂O₃를 생성시킴과 더불어, 용강 온도를 상승시킨다. 그리고, 화점(火点)에 존재하는 고온 영역을 이용하여 슬래그의 용융 및 재화를 촉진시킨다. 또한, 용강 중에 침지한 랜스로부터 교반 가스를 불어넣음으로써, 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성된 Al₂O₃를 CaO계 플럭스와 혼합시켜, 슬래그의 성분 조성 제어를 행한다.

산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성되는 산화물은, Al₂O₃가 주체인데, 동시에 소량의 FeO, MnO 나아가 SiO₂도 생성된다. 이들은 모두 CaO의 융점을 저하시키는 산화물이다. 이들 산화물은, CaO에 혼합됨으로써 슬래그의 융점을 강하시키는 작용을 발휘하므로, CaO계 플럭스의 진화를 더욱 촉진한다. 여기서, 이들 산화물 중에서 FeO 및 MnO는, 슬래그의 산소 포텐셜을 증대시키는 효과를 가지므로, 열 역학적으로는 용강의 탈황에 불리하게 작용하지만, 최종적으로는, 다음의 공정 3에 있어서의 가스 교반에 의해 용강 중의 Al과 반응하여, 문제없는 레벨까지 소실된다.

(2)-3 교반 가스의 취입 방법 및 취입량

공정 2에 있어서의 교반 방법으로는, 용강에 침지한 랜스를 통해 용강 중에 교반 가스를 도입하는 방법, 레이들의 저부에 설치한 다공성 플러그(porous plug)로부터 교반 가스를 도입하는 방법 등이 있는데, 용강에 침지한 랜스를 통해 용강 중에 교반 가스를 도입하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 레이들 저부에 설치한 다공성 플러그로부터 교반 가스를 도입하는 방법 등의 경우에는, 충분한 유량의 가스를 도입하는 것이 어렵기 때문에, 슬래그와 Al₂O₃의 혼합이 불충분하게 되고, 그 결과, 극저황 강의 용제가 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.

교반 가스의 취입 유량은, 0.0035∼0.02N㎥/min/t의 범위로 하는 것이 바람직하다. 취입 유량이 0.0035N㎥/min/t 미만에서는, 교반력이 부족하고, 슬래그와 Al₂O₃의 교반이 불충분하게 되며, 또한, 슬래그의 산소 포텐셜이 증대하고, 후 공정인 공정 3에 있어서의 슬래그의 산소 포텐셜의 저감이 불충분하게 되어, 탈황에 불 리하게 될 우려가 있기 때문이다. 한편, 취입 유량이 0.02N㎥/min/t를 넘어 많아지면, 스플래시의 발생이 극도로 많아져, 생산성의 저하를 초래할 우려가 있다. 상기 슬래그의 산소 포텐셜을 가능한 저하시키고, 또한 생산성의 저하를 회피하기 위해서는, 취입 유량을 0.015N㎥/min/t 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

(3) 공정 3

공정 3에서는, 상취 랜스 등을 사용한 산화성 가스의 공급을 정지함과 더불어, 대기압 하에 있어서 레이들 내 용강에 침지한 랜스 등을 통하여, 교반 가스의 취입에 의한 용강 및 슬래그의 교반을 계속하여, 탈황 및 개재물의 제거를 행한다.

(3)-1 교반 가스의 취입 방법 및 취입량

산화성 가스의 공급 정지 후에 있어서의 교반 가스의 취입 시간은 4분 이상으로 하는 것이 바람직하고, 20분 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 교반 가스의 취입량은 0.0035∼0.02N㎥/min/t의 범위로 하는 것이 바람직하다. 상기의 조건으로 교반을 계속하는 것이 극저황 고청정도 강을 용제하는데 있어서 바람직한 이유를 하기에 설명한다.

공정 2에 있어서, 산화성 가스의 공급 시에 슬래그의 산소 포텐셜을 증대시키지 않기 위해서는, 산화성 가스의 공급 속도를 저하시키거나, 또는 대기압 하에 있는 용강에 다량의 교반 가스를 불어넣으면서 산화성 가스를 공급하는 것을 생각할 수 있다.

그러나, 산화성 가스의 공급 속도를 극도로 저하시키면, 용강의 승온 속도가 저하하여, 생산성이 저하한다. 또한, 대기압 하의 용강에 극도로 다량의 교반 가 스를 불어넣으면, 용철의 비산이 증대하고, 철 수율의 저하에 의한 비용 상승이나, 주변 장치로의 비산 스컬(scull)의 부착에 기인하는 생산성의 저하 등을 초래한다.

본 발명의 방법에서는, 상기의 문제를 일으키지 않고, 산화성 가스의 공급에 의한 슬래그의 산소 포텐셜의 증대를 막기 위해서, 레이들 내의 용강과 슬래그의 교반을, 산화성 가스 공급기(공정 2)와, 그 후의 산화성 가스를 공급하지 않는 시기(공정 3)로 분리하여 행한다. 즉, 상취 랜스 등에 의한 산화성 가스의 공급을 정지한 후에 있어서도, 레이들 내 용강에 침지한 랜스 등을 통해 용강 중으로의 교반 가스의 취입을 계속한다. 이 공정을 거침으로써, 슬래그 중에 있어서의 저급 산화물의 농도를 저하시켜, 슬래그의 탈황 능력을 최대한으로 발휘시킬 수 있다. 또한, 통상의 가스 공급 조건에 있어서는, 공정 2에 있어서의 산화성 가스 공급 시간 t₀에 대한 공정 3에서의 교반 가스 취입 시간 t의 비(t/t₀)는, 0.5이상으로 하는 것이 바람직하다.

공정 3에서는, 탈황와 함께, 공정 2에 있어서 산화성 가스의 공급에 의해 생성된 산화물계 개재물의 분리도, 동시에 행한다. 교반 가스 취입에 의한 가스 교반 시간은, 4분 이상으로 하는 것이 바람직하다. 가스 교반 시간이 4분 미만에서는, 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급에 의해 상승한 슬래그의 산소 포텐셜을 공정 3에서 충분히 저하시키는 것이 곤란한 것에 추가하여, 탈황율을 높여, T.［0］을 충분히 저하시키기 위한 반응 시간을 확보하는 것이 어려워지기 때문이다. 가스 교반 시간이 길수록 저황화 작용 및 청정화 작용이 높아지는데, 그 반면, 생 산성이 저하하고, 또한 용강 온도도 저하하므로, 현실적으로는 20분 정도 이하로 하는 것이 바람직하다.

공정 3에서 행하는 교반 가스의 취입도, 용강 중에 침지한 랜스를 통해 교반 가스를 도입하는 방법에 의한 것이 바람직하다. 그 이유는, 예를 들면, 레이들의 저부에 설치한 다공성 플러그로부터 교반 가스를 도입하는 경우에는, 충분한 유량의 가스를 용강 중에 도입하는 것이 어렵고, 따라서, 공정 3에 있어서 슬래그 중의 FeO 및 MnO 성분을 충분히 환원할 수 없게 되어, 극저황 강의 용제가 곤란하게 되는 경우가 있기 때문이다.

본 발명의 방법은, 대기압 하에 있어서 가스 교반 처리하는 것을 특징의 일부로 하고 있다. 감압 하에 있어서의 가스 교반과 같이 소량의 가스 취입에서는, 슬래그와 메탈을 강 교반하는 것이 곤란하고, 또한, 안정된 가스 유량 조건의 하에서 가스 교반을 행하는 것이 어렵기 때문이다.

교반 가스의 취입 유량은, 상기와 같이, 0.0035∼0.02N㎥/min/t로 하는 것이 바람직하다. 취입 유량이 0.0035N㎥/min/t미만에서는, 교반력이 부족하고, 공정 3에 있어서의 슬래그의 산소 포텐셜의 저감이 불충분하게 되어, 더욱더 탈황이 촉진 되지 않게 될 우려가 있다. 또한, 취입 유량이 0.02N㎥/min/t를 넘어 많아지면, 스플래시의 발생이 극도로 많아져, 생산성의 저하를 초래할 우려가 있기 때문이다. 슬래그의 산소 포텐셜을 가능한 저하시키고, 또한 생산성의 저하를 회피하기 위해서는, 취입 유량을 0.015N㎥/min/t이하로 하는 것이 더욱 바람직하다

(3)-2 공정 3의 종료후에 있어서의 슬래그 성분 조성

공정 3에 의한 처리 종료 후에 있어서의 슬래그 성분 조성은, 상기 청구항 17에 관한 발명에서 규정하는대로, CaO와 Al₂O₃의 질량 함유율의 비(이하, 「CaO/Al₂O₃」라고도 기재한다)를 0.9∼2.5로 하고, 동 슬래그 중의 FeO 및 MnO의 질량 함유율의 합계(이하, 「FeO＋MnO」라고도 기재한다)를 8% 이하로 하는 것이 바람직하다. 슬래그 성분 조성을 CaO：45∼60%, Al₂O₃：33∼46%, CaO/Al₂O₃≥1.3, 및 (FeO＋MnO)≤4%의 범위로하면 더욱 바람직하다. 특히 적합한 범위는, CaO：50∼60%, Al₂O₃：33∼40%, CaO/Al₂O₃≥1.5, 및 (FeO＋MnO)≤1%이다.

슬래그 성분 조성의 효과를 명확하게 하기 위해서, 하기의 예비 시험 2 및 예비 시험 3을 행했다. C：0.05∼0.07%, Al：0.08∼0.25%, P：0.003∼0.015%, S：O.0012∼0.0035%, Mn : 0.25∼1.75%, Si：0.01∼0.55%의 성분 조성을 가지는 용강 250t를 상기 도 1에 도시하는 장치를 이용해 탈황 처리했다.

예비 시험 2에서는, 본 발명의 방법에 따라, 공정 1에 있어서 CaO 및 Al을 용강에 첨가한 후, 공정 2에 있어서 산소 가스를 상취 랜스에 의해 내뿜고, 그 후 9분간, Ar가스의 취입에 의한 교반을 행했다. 산소 가스 공급량은 0.5∼1.5N㎥/t로 하고, 산소 가스 공급량에 따라 CaO 첨가량을 조정했다. 또한, 형석은 사용하지 않았다.

예비 시험 3은, 비교 시험으로서 CaO 및 Al₂O₃를 첨가함과 더불어, 슬래그 중의 형석 함유율이 10∼15%가 되도록 형석을 첨가하고, 산화성 가스는 공급하지 않고 Ar 가스만을 불어넣어, 13분간 교반 조작만을 행했다. 예비 시험 2 및 예비 시험 3 모두 슬래그량의 총량은 18∼22kg/t이다. 처리 후의 탈황율을 측정하고, 슬래그 중 CaO/Al₂O₃ 및 슬래그 중 (FeO＋MnO) 함유율의 관계로서 정리했다.

도 3은, 예비 시험 2에 있어서의 탈황율과 슬래그 중 CaO/Al₂O₃ 및 슬래그중 (FeO＋MnO) 함유율의 관계를 나타내는 도면이고, 또한, 도 4는, 예비 시험 3에 있어서의 탈황율과 슬래그 중 CaO/Al₂O₃ 및 슬래그 중 (FeO＋MnO) 함유율의 관계를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시되는 예비 시험 2의 결과로부터, 하기의 것이 판명되었다. 즉, 본 발명의 방법에 따르면, 슬래그 중 CaO/Al₂O₃의 값이 높고, (FeO＋MnO) 함유율이 낮을수록, 탈황율은 향상된다. 또한, 청구항 17에 관한 발명에서 규정한 대로, CaO/Al₂O₃의 값을 0.9∼2.5로 하고, 또한 (FeO＋MnO) 함유율을 8%이하로 한 경우에는, 탈황율 80% 이상이 얻어져 바람직하다. 또한, CaO/Al₂O₃의 값을 1.3이상으로 하고, 또한 (FeO＋Mn0) 함유율을 3%이하로 한 경우에는, 탈황율 90%이상이 얻어지므로 더욱 바람직하고, 특히, CaO/Al₂O₃의 값을 1.5이상으로 하고, 또한 (FeO＋MnO) 함유율을 1%이하로 한 경우에는, 95%이상의 탈황율이 얻어지므로 매우 바람직하다.

한편, 도 4로 나타나는 예비 시험 3에 의하면 하기의 것을 알 수 있다. 즉, 비교 시험의 조건에 있어서도, 슬래그 중 CaO/Al₂O₃의 값이 높고, (FeO＋MnO) 함유율이 낮을수록, 탈황율이 향상되는 경향은, 예비 시험 2의 경우와 동일하다. 그러 나, 예비 시험 3에 있어서는, CaO/Al₂O₃의 값 및 (FeO＋MnO) 함유율이 동일해도, 탈황율이 90%이상에 이르는 경우도 있으면, 또 80%미만인 경우도 존재한다. 즉, 예비 시험 3에서는, 예비 시험 2와 비교해, 동일 슬래그 조성에 있어서의 탈황율이 낮고, 또한 탈황율의 변동이 크다.

이상의 시험 결과로부터, 본 발명의 방법과 같이, CaO계 플럭스의 첨가 후에 산화성 가스를 공급하여 Al₂O₃를 생성시키고, 이를 이용하여 슬래그의 성분 조성을 제어하는 방법은, 다른 방법에 의해 슬래그 조성을 제어하는 것보다도, 슬래그 성분 조성의 제어성이 뛰어나고, 그 결과, 높은 탈황율을 안정되게 달성할 수 있는 것이 나타났다.

(3)-3 공정 3의 종료후에 있어서의 강 성분 조성, 개재물 제어 등

공정 3의 처리를 종료함으로써, 용강 중 S함유율이 10ppm 이하임과 더불어 T.［0］이 30ppm 이하, 또한 N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강이 제조된다. 예를 들면, C：0.03∼0.2%, Si：0.001∼0.65%, Mn：0.05∼2.5%, P：0.005∼0.05%, S：10ppm 이하, sol.Al：0.005∼2.0%, N：50ppm 이하, T.［0］：30ppm 이하의 강 성분 조성을 가지는 극저황 저질소 고청정도의 용강이 제조된다. 공정 3의 종료 시의 온도는 1590∼1665℃정도이다.

표 3에, 공정 3의 종료시에 있어서의 대표적인 강의 성분 조성 범위를 나타낸다.

<표 3>

동 표에는, 제품의 성분 조성도 아울러 나타내고 있고, S함유율의 저감은, 후에 나타내는 표 4로부터 명백한 바와같이, 본 발명에 있어서는, 공정 3의 종료시 까지 완료되는 것을 알 수 있다. 또한, 표 4의 결과에 의하면, 본 발명에 있어서는, T.［0］은 공정 3 종료시보다도 제품에 있어서 저하하는데, 이는, 공정 3에 연속하는 공정 4의 효과 등에 의한 것이다. N에 관해서도, 공정 3 종료 시점에서 N함유율이 50ppm 이하까지 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, N함유율이 공정 3 종료 시보다 제품에서 저하하는 경우가 있는데, 이는, 공정 3에 연속하는 공정 4의 효과 등에 의한 것이다.

또한, 상기와 같이, 공정 1∼공정 3에 있어서는, 탈황에 유효하게 작용하는 슬래그량을 확보하는 관점에서, 레이들 내의 용강에 스노클 등의 침지관을 침지시키지 않고 처리하는 것이 바람직하다. 탈가스 장치의 침지관 등을 침지하면, 침지관의 내외에서 슬래그가 분단되고, 산화성 가스가 공급되는 영역에 존재하는 슬래그의 재화는 촉진되지만, 그 이외의 영역에 존재하는 슬래그의 재화가 지연되고, 침지관의 외측에 존재하는 슬래그의 교반도 불충분하게 되어, 탈황에 유효하게 작용하는 슬래그량이 감소할 우려가 있기 때문이다.

또한, 공정 3의 종료후에 있어서의 슬래그량은, 13∼32kg/t정도인 것이 바람직하다. 슬래그량이 13kg/t 미만에서는 슬래그량이 적고, 안정된 탈황율을 얻기 어렵다. 전로로부터 레이들로의 슬래그 유출량의 편차를 고려하면, 공정 3의 종료후에 있어서의 노 내 슬래그량은, 16kg/t 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 슬래그량이 32kg/t를 넘어 많으면, 슬래그 성분 조성의 제어에 요하는 시간이 길어져, 그 결과, 처리 시간의 연장으로 연결되는 경우가 있다. 레이들의 용량(레이들 내의 용강의 용적과 슬래그의 용적의 합계)이나 용강과 슬래그의 교반 정도를 고려 하면, 이 슬래그량은 25kg/t 이하인 것이 더욱 바람직하다.

특히, 내(耐) 수소 유기 균열성이 요구되는 경우, 혹은, 연속 주조 과정에 있어서의 노즐 폐색의 방지를 필요로 하는 경우에는, 공정 3의 종료후에, 예를 들면 CaSi, CaAl, FeCa, FeNiCa 등의 Ca 함유 물질을 첨가하여 개재물의 구형상화를 도모하는 것이 바람직하다. 이 경우의 CaSi 첨가량은 0.2∼1.2kg/t 정도의 범위가 바람직하다. 또한, 구형상 개재물 중의 CaO 함유율은, 45∼75%인 것이 바람직하다. 이는 CaO 함유율이 45% 미만에서는 구형상화 작용이 불안정하게 되고, 한편, 동 함유율이 75%를 넘어 높아지면 개재물의 연신성이 증가하여, 수소 유기 균열의 기점이 될 가능성이 높아지기 때문이다.

이상에 설명한 공정 1∼공정 3의 처리를 거침으로써, CaO계 플럭스의 사용에 의한 극저황역까지의 탈황, 탈질소 및 강의 청정화가 달성되고, S함유율이 10ppm 이하임과 더불어 T.［0］이 30ppm 이하, 또한, 바람직하게는 N함유율이 40ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강을 염가로 용제할 수 있다. 또, 레이들 내의 용강에 형석(CaF₂)을 첨가하지 않아도, 극저황역까지의 탈황 및 강의 청정화 작용을 확보할 수 있으므로, 형석은 사용하지 않는 것이 바람직하다. 형석은, 최근, 자원 고갈화에 의해 입수가 곤란함과 더불어, 환경 문제에의 배려에 의해 사용이 제약되는 경향이 있으므로, 형석의 사용을 요하지 않는 본 발명의 방법은, 환경 대응형 강의 용제 방법으로서도 적합하다.

용강에 산화성 가스를 공급함으로써 정련 반응을 진행시키는 본 발명의 용제 방법에서는, 용강의 산화 반응에 수반하여 스플래시의 비산, 발연 및 발진을 수반하므로, 레이들 상방에 커버를 설치하여 이들의 튀어나감을 방지함과 더불어, 집진 설비에 의해 처리하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 커버 내의 압력을 정압으로 제어함으로써 대기에 말려드는 것을 방지할 수 있고, 용강의 재산화 및 질소의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 산화성 가스의 공급에는 비소모형 상취 랜스를 사용하는 것이 일반적이고, 그 냉각 효율을 높이기 위해 수냉형 랜스를 사용하는 것이 바람직하다.

(4) 공정 4

공정 4는, 복황을 억제하여 극저 S함유율을 유지하면서 온도 보상을 행하는 것, 및 나아가 청정도를 향상시켜, 탈질소하기 위해서 공정 3의 후에 실시해도 되는 공정이다. 이를 위해서는, RH 장치를 이용할 필요가 있다. RH 처리는, 진공조의 저부에 설치한 2개의 침지관을 레이들 내 용강에 침지하고, 이들 침지관을 통해서 레이들 내 용강을 환류시키므로, 슬래그의 교반이 약하고, 슬래그의 감겨들어감이 적은 상태에서, 개재물의 분리 처리가 가능하므로, 한층 더 고청정도화를 도모할 수 있다. 또한, 슬래그-용강 간의 반응 속도도 작기 때문에, RH 장치를 이용하여 승열 처리를 실시해도 복황을 억제할 수 있다.

이상에 설명한 공정 1∼공정 3의 처리를 거침으로써, Al 및 산소와 CaO계 플럭스의 사용에 의한 극저황역까지의 탈황, 탈질소 및 강의 청정화가 달성되고, 공정 3의 종료 시의 성분으로서, S함유율이 10ppm 이하임과 더불어 T.［0］이 30ppm 이하, 또한, N함유율이 50ppm 이하인 용강을 염가로 얻을 수 있다. 이에 대응하는 제품 중의 성분은, Ca 첨가 등의 추가 처리없이, S함유율이 10ppm 이하임과 더불어 T.［O］가 30ppm 이하, 또한, N함유율이 50ppm 이하이다.

또한, 적합한 실시 형태를 채용함으로써, 공정 3 종료 시의 성분으로서, S함유율이 6ppm 이하임과 더불어 T.［0］이 25ppm 이하, 또한, N함유율이 40ppm 이하인 용강을 염가로 얻을 수 있다. 또한, 공정 4를 조합함으로써, 제품 중의 성분으로서, Ca 첨가 등의 추가 처리없이, S함유율이 6ppm 이하임과 더불어 T.［0］이 15ppm 이하, 또한, N함유율이 40ppm 이하인 강재를 염가로 제조할 수 있다.

(실시예)

본 발명에 관한 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법의 효과를 확인하기 위해, 하기에 나타내는 강의 용제 시험을 행하고, 그 결과를 평가했다.

(1) 용제 시험 방법

미리, 필요에 따라서 용선 탈황 및 용선 탈인 처리를 행한 용선을, 250톤(t) 규격의 상저취 전로에 장착하고, 용철 중 C함유율이 0.03∼0.2%가 되기까지 조(粗)탈탄 취련을 행했다. 종점(終點) 온도를 1630∼1690℃로 하여 조탈탄 용강을 레이들에 출강하고, 출강 시에 각종 탈산제 및 합금을 첨가하여 레이들 내 용강 성분을, C：0.03∼0.2%, Si：0.001∼1.0%, Mn：0.05∼2.5%, P：0.003∼0.05%, S:29∼30ppm, sol.Al：0.005∼2.0%, N：22∼28ppm, T.［0］：50∼100ppm으로 했다.

이 용강을 출강할 때에 유출하는 전로 슬래그의 양은, 조정하지 않고 그대로 하거나, 혹은, 전술의 다트를 이용하여 레이들에의 유입을 억제함으로써 조정했다. 또한, 출강 시에는, 탈산용임과 더불어, 공정 2에 있어서 상취하는 산화성 가스와 의 반응에 요하는 Al을 첨가하여 용강을 탈산함과 더불어, 출강류의 교반에 의해 슬래그의 탈산도 행했다. 본 발명법의 공정 1∼공정 4의 처리는, 하기와 같이 행했다.

공정 1로서, 대기압 하에서의 출강 시에 있어서, 총 출강 시간의 전기 50% 이내에 레이들 내 용강에 CaO 환산량으로 8kg/t의 산화칼슘을 일괄하여 첨가했다. 또, 이 산화칼슘의 첨가 후, 출강 중에 400kg의 금속 Al을 일괄하여 첨가했다.

공정 2로서, 레이들에 뚜껑을 설치하고 Ar 가스에 의해 개구부의 간극을 퍼지하면서, 레이들 내 용강에 침지 랜스를 침지시키고, Ar 가스를 0.012N㎥/min/t의 공급 속도로 불어넣음과 더불어, 수냉 구조를 가지는 상취 랜스로부터 산소 가스를 0.14N㎥/min/t의 공급 속도로 용강 표면에 내뿜었다. 이 때, 랜스 하단과 용강의 상부 표면의 연직 거리는 1.8m로 하고, 산소 공급 시간은 6분으로 했다. 또한, 용강에는 침지관을 침지하지 않고, 레이들의 뚜껑 내부로부터, 발생 가스, 스플래시, 먼지 등을 집진 장치로 이끌어 처리했다.

공정 3으로서, 산소 가스의 공급을 정지 후, 레이들의 뚜껑의 개구부의 간극을 Ar 가스에 의해 계속하여 퍼지하면서, 상기의 Ar 가스 공급 속도로 Ar 가스를 10분간 불어넣어 교반을 행했다. 공정 3 종료 후에 있어서의 슬래그 성분 조성은, CaO/Al₂O₃가 0.9∼2.4, (FeO＋MnO) 함유율은 0.6∼5.9%이다.

공정 4로서 RH 처리 개시 직후에 진공조 내에 설치한 상취 랜스로부터 산소 가스를 1.6N㎥/t 내뿜었다. 랜스 노즐은 스트레이트형을 이용하여, 랜스 하단과 진공조 내 용강 표면의 연직 거리를 2.5m, 산소 가스 공급 속도는 0.14N㎥/min/t로 했다. RH 장치의 침지관 직경은 0.66m, 환류 Ar 가스 유량은 2.ON㎥/min이며, 도달 진공도는 140Pa이다. 산소 가스의 공급 정지 후, 10분간의 환류 처리를 실시하여, 처리를 완료했다. 또한, 용제 시험에 있어서의 슬래그량은 약 18kg/t이다.

표 4 및 표 5에, 본 발명예의 시험 번호 1∼14 및 비교예의 시험 번호 15∼27에 대한 시험 조건, 및 탈황율, 용강중 S함유율, 강 중의 개재물 개수의 지표가 되는 T.［O］, 강 중 N함유율 등의 시험 결과를 나타냈다.

<표 4>

<표 5>

시험 번호 1∼10은, 상기의 조건으로 공정 1부터 공정 4까지를 행하고, 공정 2 및 공정 3에서의 퍼지 Ar 가스 유량과, 공정 3의 종료후의 슬래그 성분 조성을 변화시켜 처리를 행한 시험이다. 다만, 시험 번호 7 및 8에서는, 공정 3에 있어서의 산소 가스 공급 정지후의 교반 시간을 3분간으로 했다. 그리고, 시험 번호 11 ∼14는, 공정 4의 처리를 행하지 않은 시험이다.

다음에, 비교예 A로서, 공정 3의 처리를 행하지 않은 시험을, 또한, 비교예 B로서, 공정 2의 처리를 행하지 않은 시험을 하기의 방법에 의해 행했다.

즉, 비교예 A에서는, 공정 1로서 CaO 환산량으로 8kg/t의 산화칼슘을 일괄하여 첨가하고, 또한, 400kg의 금속 Al을 일괄하여 첨가했다. 다음에, 공정 2로서 레이들 내 용강에 침지 랜스를 침지시키고, Ar 가스를 0.012N㎥/min/t의 공급 속도로 불어넣음과 더불어, 수냉 구조를 가지는 상취 랜스로부터 산소 가스를 0.14N㎥/min/t의 공급 속도로 용강 표면에 내뿜었다. 이 때, 랜스 하단과 용강 표면(탕면)의 연직 거리는 1.8m로 하고, 산소 공급 시간은 6분으로 했다. 그 후, 공정 3의 처리는 생략하고, 공정 4로서 RH 처리 개시 직후에 진공조 내에 설치한 상취 랜스로부터 산소 가스를 1.ON㎥/t 내뿜었다. RH의 조업 조건은, 본 발명예와 동일하게 했다.

또한, 비교예 B에서는, 공정 1로서 CaO 환산량으로 8kg/t의 산화칼슘을 일괄하여 첨가하고, 또한, 400kg의 금속 Al을 일괄하여 첨가한 후에, 공정 2로서의 산소 가스의 공급을 행하지 않고, 공정 3으로서 레이들 내 용강에 침지 랜스를 침지시키고, Ar 가스를 0.012N㎥/min/t의 공급 속도로 불어넣어, 16분간 교반을 행했다. 그 후, 레이들을 RH 장치로 이송하고, 공정 4로서 RH 처리 개시 직후에 진공조 내에 설치한 상취 랜스로부터 산소 가스를 2.7N㎥/t 내뿜었다. 랜스 노즐은 스트레이트형을 이용해, 랜스 하단과 진공조 내 용강 표면의 연직 거리를 2.5m, 산소 가스 공급 속도는 0.14N㎥/min/t로 했다.

RH 처리의 전 공정에서 승열 처리를 행하지 않으므로, RH 처리에 있어서의 승온량이 증가하고, 본 발명예의 경우와 비교하여 RH 처리에 있어서의 산소 공급량이 증가했다. RH 장치의 침지관 직경은 0.66m, 환류 Ar 가스 유량은 2.ON㎥/min이며, 도달 진공도는 140Pa이다. 산소 가스의 공급 정지 후, 10분간의 환류 처리를 실시해, 처리를 완료했다.

또한, 시험 번호 18∼22에서는, CaO와 Al만을 첨가하고, 시험 번호 23∼27에서는, 플럭스로서 형석을 1.5t 첨가했다.

(2) 용제 시험 결과의 평가

본 발명예에 대한 시험인 시험 번호 1∼14는, 비교예에 대한 시험인 시험 번호 15∼27와 비교하여, 탈황율이 대폭 향상되고, 공정 3후 및 공정 4후의 S함유율이 대폭 저감하고, 개재물 개수의 지표가 되는 T.［0］도 저감하고 있다.

비교예의 시험 번호 18∼27에서는, RH 처리에 있어서의 산소 공급량이 많아지므로, 공정 4에 있어서 (FeO＋MnO) 함유율이 증가하고, 약간의 복황이 인정되었다. 또한, 산소 공급량이 많으므로, 공정 3의 후에 있어서의 T.［0］과 비교하여, 공정 4의 후에 있어서의 T.［0］이 증가했다. 따라서, 극저황 고청정도 강을 안정적으로 용제하기 위해서는, 본 발명법과 같이, Al과 산소의 반응에 의해 생성되는 Al₂O₃를 활용하는 것이 유효하고, 이 효과를 높이기 위해서는, 승온을 탈황 처리 공정과 RH 처리 공정의 양자에서 분담하는 것, 및 공정 3에 있어서의 교반 가스 취입에 의한 탈황 및 개재물 제거 처리가 중요한 것을 알 수 있다.

또한, 시험 번호 1∼14의 본 발명예에 대해서 상세하게 검토하면 하기와 같다. 시험 번호 1∼4에서는, CaO/Al₂O₃의 값이 높을수록, 또한 (FeO＋MnO) 함유율이 낮을수록, 탈황율이 높고, 또한, T.［0］도 대체로 낮아져, 본 발명의 현저한 효과가 얻어진다.

또한, 공정 3에 있어서의 산소 가스 공급 정지 후의 교반 시간을 충분히 확보한 시험 번호 4 및 6과, 동 교반 시간을 4분 미만의 3분간으로 짧게 한 시험 번호 7 및 8을 비교하면, 시험 번호 7 및 8에서는 탈황율이 낮고, 공정 3의 후에 있어서의 S함유율이 약간 높아진다. 이는, 공정 3에 있어서의 불활성 가스의 취입 시간을 4분 이상으로 함으로써, 본 발명의 탈황 효과가 보다 커지는 것을 나타낸다.

그리고, 레이들 뚜껑의 개구부의 간극 퍼지의 가스 유량과 레이들 내 용강의 상부 표면적이 청구항 18에 관한 발명으로 규정하는 상기(1)의 관계를 만족하는 본 발명예의 시험 번호 2∼10에서는, (1)식의 관계를 만족하지 않는 본 발명예의 시험 번호 1보다도 강 중 N함유율이 더 낮은 극저황 저질소 고청정도 강을 용제할 수 있었다.

이상에 설명한 바와같이, 본 발명의 청구항 1에 관한 발명의 방법을 실시함으로써, 청정도가 우수한 극저황 저질소 강을 용제할 수 있고, 또한, 청구항 10∼청구항 18에 관한 발명으로 규정하는 조건을 만족시킴으로써, 본 발명의 효과를 한층 더 높일 수 있다.

본 발명의 용제 방법에 의하면, CaO계 플럭스의 첨가, 용강 및 플럭스의 가

스 교반 및 산화성 가스의 공급을 적정화함과 더불어, 레이들에 뚜껑을 씌우고, 또한 레이들 뚜껑의 개구부를 불활성 가스에 의해 퍼지함으로써, 높은 탈황 효율을 확보하는 동시에 개재물을 효과적으로 제거하고, 용강의 질소 흡수를 억제할 수 있으므로, 극저 수준까지 S함유율을 저감시키고, 또한 N함유율이 낮은 고청정도 강을 안정되게 용제하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 방법은, 뛰어난 경제성 하에, 예를 들면, 강 중 S함유율이 10ppm 이하, T.［O］가 30ppm 이하이고, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강을 용제할 수 있는 정련 방법으로서, 제강 기술 분야에 있어서 광범위하게 적용할 수 있다.

Claims

용강(溶鋼)을 하기의 공정 1∼3으로 나타내는 순서에 의해 처리하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법으로서,

공정 1：대기압 하에 있어서 레이들(ladle) 내 용강에 CaO계 플럭스를 첨가하는 공정,

공정 2：대기압 하에 있어서 레이들 상방 개구부를 덮고 용강의 승열용 랜스(lance) 삽입 구멍과 교반용 랜스 삽입 구멍과 합금 첨가 구멍 중 적어도 1개를 형성한 뚜껑을 설치하고, 또한, 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 상기 뚜껑에 형성된 상기 각 구멍으로부터 상기 뚜껑 안쪽으로의 대기의 침입을 억제하면서, 상기 용강 및 상기 CaO계 플럭스를 교반함과 더불어, 용강에 산화성 가스를 공급하고, 상기 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성된 산화물을 CaO계 플럭스와 혼합하여 커버 슬러그(slug)를 형성하는 공정,

공정 3：상기 산화성 가스의 공급을 정지하고, 대기압 하의 상기 레이들 내용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 탈황 및 개재물 제거를 행하는 공정,

상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서, 상기 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, CaO 환산으로 용강 1톤(t)당 6㎏ 이상 16kg 이하의 CaO계 플럭스를 상기 레이들 내에 첨가하고, 또한, 상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서 상기 레이들 내에, 금속 Al환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.0kg 이하의 Al을 첨가하고, 상기 공정 2에 있어서 순산소 환산으로 용강 1t당 0.4N㎥ 이상의 산화성 가스를 상기 용강에 불어넣거나 또는 내뿜는 것을 특징으로 하는, 강재 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
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청구항 1에 있어서,

상기 공정 2에 있어서, 상기 레이들 내 용강에 내뿜는 산화성 가스의 공급 속도를 순산소 환산량으로 0.075~0.24N㎥/min/t로 하고, 또한, 상기 레이들 내 용강 중에 불어넣는 교반 가스의 유량을 0.0035~0.02N㎥/min/t로 하는 것을 특징으로 하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 공정 1에 있어서, 상기 CaO계 플럭스의 적어도 일부, 또는 전부를 레이들 내 용강에 첨가한 후에 레이들 내 용강에 상기 Al의 일부 또는 전부를 첨가하는 것을 특징으로 하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
용강을 하기의 공정 1∼3으로 나타내는 순서에 의해 처리하는 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법으로서,

공정 1：대기압 하에 있어서 레이들 내 용강에 CaO계 플럭스를 첨가하는 공정,

공정 2：대기압 하에 있어서 레이들 상방 개구부를 덮고 용강의 승열용 랜스(lance) 삽입 구멍과 교반용 랜스 삽입 구멍과 합금 첨가 구멍 중 적어도 1개를 형성한 뚜껑을 설치하고, 상기 뚜껑의 개구부를 불활성 가스 또는 이산화탄소 가스에 의해 퍼지하고, 또한, 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 상기 뚜껑에 형성된 상기 각 구멍으로부터 상기 뚜껑 안쪽으로의 대기의 침입을 억제하면서, 레이들 내의 용강에 침지관을 침지시키지 않고 상기 용강 및 상기 CaO계 플럭스를 교반함과 더불어, 용강에 산화성 가스를 공급하고, 상기 산화성 가스와 용강의 반응에 의해 생성된 산화물을 CaO계 플럭스와 혼합하여 커버 슬러그를 형성하는 공정,

공정 3：상기 산화성 가스의 공급을 정지하고, 레이들 내의 용강에 침지관을 침지시키지 않고 대기압 하의 상기 레이들 내 용강 중에 교반 가스를 불어넣음으로써 탈황 및 개재물 제거를 행하는 공정,

상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서, 상기 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, CaO 환산으로 용강 1톤(t)당 6㎏ 이상 16kg 이하의 CaO계 플럭스를 상기 레이들 내에 첨가하고, 또한, 상기 공정 1 또는 상기 공정 2에 있어서 상기 레이들 내에, 금속 Al환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.0kg 이하의 Al을 첨가하고, 상기 공정 2에 있어서 순산소 환산으로 용강 1t당 0.4N㎥ 이상의 산화성 가스를 상기 용강에 불어넣거나 또는 내뿜는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 1, 10, 11 또는 12중 어느 한항에 있어서,

상기의 공정 3의 후에 하기의 공정 4를 구비하고, 용강을 공정 1∼4로 나타내는 순서에 의해 처리하는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

공정 4：상기 레이들 내 용강을 RH 진공 탈가스 장치를 이용해 처리하는데 있어서, 용강 중 개재물의 저감 및 탈질소를 행하는 공정
청구항 11 또는 12에 있어서,

전로에서 취련된 용강을 레이들에 출강(出鋼)할 때에, Al의 첨가에 앞서 총 출강 시간의 전기 50%이내에 CaO 환산으로 용강 1t당 6kg 이상 10kg 이하의 CaO계 플럭스를 첨가하여 커버 슬러그를 형성한 후, 출강 완료까지 또는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, 금속 Al 환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.Okg 이하의 Al을 레이들 내에 첨가하는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 11 또는 12에 있어서,

전로에서 취련된 용강을 레이들에 출강할 때에, Al의 첨가에 앞서 총 출강 시간의 전기 20%이내에 CaO 환산으로 용강 1t당 1kg 이상 3kg 이하의 CaO계 플럭스를 첨가하여 커버 슬러그를 형성한 후, 금속 Al 환산으로 용강 1t당 1kg 이상 4kg 이하의 Al을 레이들 내에 첨가하고, 그 후, 출강 완료까지 또는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, 상기 CaO계 플럭스도 포함하여 CaO 환산으로 용강 1t당 6kg 이상 16kg 이하가 되도록 나머지 CaO계 플럭스를 첨가하고, 또한, 출강 완료까지 또는 공정 2에 있어서의 산화성 가스의 공급 완료까지, 상기 Al도 포함하여 금속 Al 환산으로 용강 1t당 1.5kg 이상 7.Okg 이하가 되도록 나머지 Al을 첨가하는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 1, 10 내지 12중 어느 한항에 있어서,

상기 공정 3에 있어서, 산화성 가스의 공급을 정지한 후에 교반 가스를 불어넣는 시간을 4분간 이상으로 하는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 1, 10 내지 12중 어느 한항에 있어서,

상기 공정 3에 의한 처리의 종료 후에 있어서의 슬러그 중의 CaO와 Al₂O₃의 질량 함유율의 비를 0.9∼2.5로 하고, 상기 슬러그 중의 FeO 및 MnO의 질량 함유율의 합계를 8% 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.
청구항 12에 있어서,

상기 레이들 용강 중에 교반 가스를 불어넣을 때에, 상기 레이들 뚜껑의 개구부를, 퍼지 가스 유량 V(N㎥/min)과 레이들 내 용강의 상부 표면적 A(㎡)이 하기 (1)식으로 표시되는 관계를 만족하도록 퍼지 가스 유량을 조정하여 퍼지하는 것을 특징으로 하는, 강재 제품 중의 S함유율이 10ppm 이하, 전체 산소 함유율이 30ppm 이하임과 더불어, N함유율이 50ppm 이하인 극저황 저질소 고청정도 강의 용제 방법.

0.16≤V/A≤1.6 ……(1)