KR920006578B1

KR920006578B1 - 용융금속을 정선하기 위한 방법

Info

Publication number: KR920006578B1
Application number: KR1019890014420A
Authority: KR
Inventors: 도시오 이시이; 슈니찌 스기야마; 요시데루 기구찌; 히데도시 마쯔노
Original assignee: 엔 케이 케이 코퍼레이션; 사이또 히로시
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1992-08-10
Also published as: CA1339703C; EP0362851A3; EP0362851B1; AU655245B2; AU1397692A; EP0362851A2; DE68905741D1; AU4245789A; DE68905741T2; BR8905068A; KR900006541A

Abstract

내용 없음.

Description

용융금속을 정선하기 위한 방법

제1도는 본 발명에 따라 용융금속으로의 질소가스의 송풍에 의해 용융금속이 기포를 발생시킬 때의 용기내부의 압력과 용융금속의 탈가스시의 용기 내부의 압력 사이의 관계를 도시하는 그래프도.

제 2도는 본 발명에 따라 VOD 공정을 수행하는 레이들 정련장치를 예시하는 수직 단면도.

제3도는 본 발명에 따라 VAD 공정을 수행하는 레이를 정련장치를 예시하는 수직 단면도.

제4도 및 5도는 본 발명에 따라 회전 가능한 수평회전축을 갖는 기밀 용기의 설명도.

제6도는 본 발명에 따라 시간경과에 대하여 용강내의 산소 전체량의 변화를 도시하는 그래프도.

제7도는 제4도와 동일한 장치를 사용한 본 발명의 다른 예를 나타내는 설명도.

제8도는 제6도와는 다른 예에서 용강내의 전체 산소량을 도시하는 그래프도.

제9도 및 10도는 내부에 게이트를 구비하는 장방형 평행육면체로된 용기를 나타내는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2, 30 : 기밀용기 11, 21 : 가스송풍구

12, 22, 35 : 배기구 31 : 용강

본 발명은 용융금속을 정선(Cleaning)하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 비금속 함유물을 용융금속의 표면으로 상승시켜서 용융금속에서 비금속 함유물을 제거하여 정선된 용융금속을 얻기 위한 방법에 관한 것이다. 용융금속내에 부유하는 함유물(예를들면, 용강내의 알루미나 함유물)은 생산품의 품질을 저하시키기때문에, 용강속의 함유물을 감소시키거나 또는 제거시키기 위한 여러가지 방법이 제안되어 왔다. 비교적 효과적인 방법으로서 자주 사용되어온 방법중에, 대기압하에서 용기의 저부로 부터 용융금속으로의 불활성 가스의 송풍에 의해 용융금속은 기포를 발생시키며 생성된 기포는 용융금속내의 함유물을 트랩하여 함유물을 용융금속의 표면 위로 상승시킨 후 제거하는 것으로서, 용융금속에서 함유물을 제거하기 위한 방법으로 널리 알려져 있다. 고품질의 강철을 제조할 경우에는, 용강내의 전체 산소량을 15ppm이하로 제한시킬 필요가 있다. 그러나, 용융금속은 상술된 방법에 의해서는 정선에 대한 통상 기준(ordinary norms) 이상으로정선될 수 없다는 문제점을 갖고 있다. 따라서 용융금속을 정선하기 위한 새로운 방법이 개발될 것으로 기대되어 왔다.

즉, 기포존이 "V"자형 형태로 용기 저부의 가스 송풍구로 부터 상향으로 넓혀지는 존으로 제한되어 있고 가스 송풍법이 제한되어 있기 때문에 전체 용기에서 용융금속의 기포발생이 어려웠다는 점에서 종래 기술의 기포법은 문제점을 안고 있었다. 또한, 생성된 기포의 크기가 크고, 용융금속이 기포 상승시 기포주위를 순환하는 것처럼 유동하기 때문에, 미세 함유물은 기포를 피해가면서, 용융금속의 유동과 함께 이동하여, 그결과, 미세 함유물은 기포에 의해 트랩되기가 어려웠다는 문제점을 내포하고 있었다.

상술된 난점을 보완하기 위해, 본 발명자들은 하기의 방법을 제안하고 있다.

본 방법에서, 고압하에서 용융금속은 용융금속에 용해하는 가스에 의해 기포를 일으키며, 용융금속내에서 부유하는 함유물은 기포 발생에 의해 생성된 가스 기포 및 가압 용융금속에 대한 압력을 감소하므로써 생성된 미세 가스 기포에 의해 트랩된다. 함유물이 용융금속 표면으로 상승된 후, 상기 함유물은 제거된다. 통상적인 함유물은 제1기포 발생에 의해 트랩된다. 상기 트랩된 함유물은 용강의 표면으로 상승한다. 한편, 가압 용융금속이 기포를 일으키기 때문에, 다량의 기포 가스가 용융금속에서 용해한다. 그후, 용융금속에 용해되어 있는 가스는 용기 내부 압력이 신속하게 감소함에 따라 용융금속의 전체존에 걸쳐서 미세 가스 기포로 나타난다. 기포발생시, 마세 함유물은 기포에 의해 트랩되어 기포와 함께 용융금속의 표면으로 상승한다.

상술한 방법은 용융금속내의 함유물 제거에 있어서 매우 효과적이다. 그러나, 용융금속이 공정단계의 초기 단계시에 가압되기 때문에, 용융금속내에 원래 용해되어 있는 기포가스의 일부는 용융금속에 대한 압력 감소시에 미세 가스 기포로 나타나며, 그러나. 나머지 부분의 가스는 용융금속에 남아 있다. 따라서, 상술한 가스공정이 수행된 후 용융금속을 탈가스하는 한가지 이상의 공정 단계가 요구된다. 따라서, 탈가스 용량과 공정단계의 수가 증가되어야 한다는 점에서 문제점을 내포하고 있다. 또한, 압력 용기를 사용해야 하기 때문에 장비비가 증가 된다는 것이다.

본 발명의 목적은 상술한 기포법이 개선되고, 압력 용기가 사용되지 않으며, 용융금속의 탈가스가 기포법의 용기와 동일한 용기에서 수행되는, 감압하에서 용융금속을 정선하기 의한 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 : 용융금속을 포함하고 있는 용기내부의 압력을 대기압 이하의 압력인 Ps로 유지시키는 단계, 용기내의 용융금속을 용융금속내에 용해하는 가스에 의해 기포를 발생시키게 하여, 상기 일부 가스는 용융금속에 용해되어 있고 나머지 부분의 가스는 가스 기포로 전환하는 단계 : 및 용기내의 압력을 P_E로 신속하게 감소시켜서, 미세 가스기포를 용기내의 용융금속에 생성시키며, 비금속함유물을 기포 발생에 의해 생성된 가스기포 및 미세 가스기포로 트랩하여 용융금속의 표면으로 상승시켜서 용융금속에 용해되어 있는 가스를 제거시키는 단계를 포함하는 용융금속을 정선하기 위한 방법을 제공한다.

본 발명의 방법에서, 용융금속은 종래기술의 방법에서 처럼 고압하에서 처리되지 않는다. 용융금속은 용융금속이 대기압 이하에서 용융금속에 용해하는 가스의 송풍에 의해 기포를 발생시킨 후에 감압하에서 처리된다. 특히, 위와 같은 감압하의 공정에서, 단지 미세 가스기포가 생성될 뿐만 아니라, 용융금속에 용해되어 남아있는 상기 기포가스도 미세 가스 기포와 함께 제거된다.

본 발명의 상기 목적, 다른 목적 및 장점은 첨부도면과 관련하여 이하 상세한 설명에 의해서 명백해질 것이다.

[양호한 실시예-1]

제1도는 용강이 용융금속으로서 사용되고 질소가스가 용강내에 용해하는 가스로서 사용되었던 경우를 연구한 결과를 도시한다. 즉, 제1도는 상기 가스를 용융금속으로 송풍하여 기포를 발생시킨 용융금속하에서, 용기 내부의 대기압력(P_S) 및 용기 내부의 감압시의 대기압력(P_E)으로 나타낸 좌표에서 바람직한 존을 나타내는 그래프도이다. P_S및 P_E의 단위는 Torr이다. 사선으로 도시된 존(B)은 바람직한 존이다. 교차선으로 도시된 존(A)은 더욱 바람직한 존이다. 존(B)은 함유물이 감소하는 존이다. 그러나, 용강내의 질소함량([N])이 강철종류에 의존하기 때문에, 탈질소단계는 때로는 감압하에서 용강을 처리한 후에 요구된다. 제1도에서, 존(A)과 존(B) 사이의 경계선(①), 즉, P_E=40Toor는 이하 기술한 것과 같은 방식으로 결정된다. 기밀용기 내부의 압력(P_N)과 용강내의 절소 함량([N]) 사이의 관계는 보통강의 경우에 하기식(1)의 평형 관계식에 의해 결정된다.

[N]과 P_N의 단위는 각각 ppm 각 atm이다. [N]의 최대 허용치는 100ppm으로 평가된다. [N]

100가 얻어진다.[N]≤100이 식(1)에 대입되고 압력단위가 atm에서 Torr로 전환되어, P_N≤38 Torr가 얻어진다.

P_E=40 Torr는 P_N≤38 Torr를 반올림하여 얻어진다.

존(B)의 하단부를 지나는 선(②)은 하기 사항에 의해 결정된다 : 함유물을 트랩하고 함유물을 용강의 표면으로 상승시키기 위해 필요로 하는 용강으로 부터 제거되는 질소량은 본 발명자의 경험에 비추어 볼때 50ppm이하가 필요하다. 제거된 질소량은 [N]_s와 [N]_E사이의 차이이다. [N]_s는 용강으로의 질소 송풍에 의해 용강이 기포를 발생시키므로써 증가되는 질소의 초기 함량이다. [N]_E는 감압하에서 용강을 탈가스하므로써 감소된 질소의 최종함량이다. 즉, 선(②)은 상기 식(1)을 : [N]_s-[N]_E＞50으로 놓고 압력을 Torr로 나타내므로써 얻어진 하기식을 사용하여 결정된다.

선(ⓛ)과 선(②)이 교차하는 교차점은 PE=40을 식(2)에 대입하여, 좌표(P_E,P_S) 를 나타낸 것으로서, (40,88)이었다. 또한, P_E가 식(1)에서 75 Torr이하인 경우에는, 압력(P_N)과 합량([N])사이의 평형 상태를 형성하는데 있어서, 많은 시간을 필요로 하므로 이것의 경우는 효과적이지 못하다. 75Torr이하의 P_E는 적용하기가 어려운 것으로 생각된다. 그 결과, 존(A)의 하단부를 지나는 선(③)은 점(0,75)과 점(40,88)을 연결시키므로써 결정되었다. 더욱 바람직한 존(A)은 세로 좌표가 P_STorr이고 가로좌표가 P_ETorr인 이차원 직각 좌표이다. 존(A)P_S=760, P_E=0,(P_E,P_S)로 나타낸 점(40,88)및(0,75)으로 둘러싸여 있다. 바람직한존(B)은 세로 좌표가 P_STorr이고 가로 좌표가 P_E인 이차원 직각 좌표이다. 존(B)은 P_S=760, P_E=40 및 (P_S)^1/2-(P_E)^1/2=3.06으로 둘러싸여 있다. 존(B)에서, P_S=760, P_E=400 및 (P_S)^1/2-(P_E)^1/2=3.06으로 둘러싸인 존이 세로 좌표가 P_STorr이고 가로 좌표가 P_ETorr인, 이차원 직각 좌표에서 더욱 바람직하다. 또한, P_S=760, P_E=400, P_E=200 및 (P_S)^1/2-(P_E)^1/2=3.06으로 둘러싸인 존이 가장 바람직하다.

[예-1]

본 발명의 예는 첨부도면에 관하여 구체적으로 기술될 것이다. 제2도는 본 발명의 예에 사용되어온 레이들 정련장치를 예시하는 수직단면도이다. 도면에서, 참고부호(30)는 기밀용기를 나타낸다. 50톤 용량의 용강(31)이 장입된 레이들(32)은 용기내에 삽입된다. 기밀용기(30)의 덮개(33)는 제거가능한 상태로 배치된다. 랜스(1ance,34)는 VOD(진공 산소탈탄)에 사용될 덮개에 대해 고정된다. 참고부호(35)는 기밀용기를 진공상태로 하기 위한 배기구를 나타낸다. 참고부호(36)는 레이들 저부에 배치되어 가스를 용강내로 송풍하기 위한 다공질 플러그를 나타낸다. 레이들(32)내로 장입된 50톤의 용강은 상기 기밀 용기에서 1660℃ 및 300 Torr로 유지되었다. 6Nm³의 N₂가 10분간 레이들(32)의 저부에서 용강내로 송풍되었다. 그 다음, 덮개(33)는 VAD(진공 아크 탈가스)를 수행 하도록 제3도에 도시된 바와 같이 3개의 전극(37)을 구비하는 다른 덮개(38)로 교환되었다. 용기내의 압력은 신속하게 1 Torr로 감소되었고, 열보상은 상기 전극(37)에 의해서 용강에 대해 이루어 졌으며, 1 Torr압력은 20분간 유지되었다. 동시에, 용강은 레이들의 저부에서 용강내로 150N1/min인 Ar가스의 송풍에 의해 기포를 발생시켰다. 제1도에 도시된 블랙 포인트는 예-1에 해당한다.

상기 예-1에서 용강을 처리하므로써 수득된 용강 함량은 표1에 도시될 것이다. 이 표에 도시된 예-2는후에 기술될 것이다. 용강이 대기압 이상의 고압하에서 N₂가스에 의해 기포를 발생시킨 후에 감압하에서 탈가스되는 종래의 고압 및 감압법(콘트롤-1)을 사용하는 경우에 얻어진 결과이여, Ar가스 기포법(콘트롤-2)은 표1에서 콘트롤로 도시되어 있다. 고압 및 감압법에서, 용기내의 압력이 N₂가스 송풍시 3atm으로 증가된 후 감압시 100 Torr로 감소되었다. 다른 조건에 관해서는, 용강은 본 발명의 예의 조건과 동일한 조전하에서 처리되었다. 그러나, Ar가스는 감압시 용강내로 송풍하지 않았다. Ar가스 기포법에서, 50톤의 용강은 진공레이들내에서 0.5 내지 1 Torr로 유지되었으며, 레이들의 지부에서 용강내로 20분간 150N1/min속도의 Ar가스의 송풍에 의해 기포를 발생시켰다.

[표 1]

표1에서, 감압후 20분이 경과된 후에 용강내의 전체 산소량(T.[O]) 및 전체 질소량(T.[N])에 관하여 예-1을 콘트롤-1 또는 콘트롤-2와 비교해 보면, 먼저 고압 및 감압법과 비교하여 예-1의 T.[O]는 감소되었으며, T.[N]은 상당히 감소되었다. Ar가스 기포법과 비교하여, T.[O]가 감소하였음을 알 수 있다. 위와같은 경우에서, 질소량이 질소가스의 송풍에 의해 약간 증가 했지만, 이러한 T.[N]은 특수한 경우를 제외하고는 어떤 특수한 문제점을 제기하지 않는다는 것이다.

[양호한 실시예-2]

용강이 예-1에서와 같이 감압하에서 용강내로의 불활성 가스의 송풍에 의해 교반될때, 가용성 가스는 용강으로 부터 현저하게 재기되며 질소량은 표1의 콘트롤-1과 콘트롤-2와 비교하여 가용성 가스의 기포 발생에도 불구하고 실용적인 상태에 있을 수 있을 정도로 충분히 감소되었다. 그러나, 가용성 가스는 감압시 제거되며, 동시에 미세가스 기포 발생도 또한 감소된다. 따라서, 비금속 함유물의 상승 및 분리효과는 시간이 경과함에 따라 경감되는 것으로 생각된다. 그러므로, 감압시 불활성 가스와 함께 가용성 가스의 송풍에 의해 비금속 함유물의 상승 및 분리 효과를 유지하도록 예-2에서 시도된다.

[예-2]

본 발명의 예는 구체적으로 기술될 것이다. 예-1에서와 같이, 제2 및 3도에 도시된 바와같이 레이들 정련 장치가 사용되었다. 가용성 가스는 감압전에 1,660℃ 및 300 Torr로 유지된 50톤의 용강내로 송풍되었다. 6Nm³의 N₂가스가 제2도에 도시된 바와같이 레이들의 저부에서 용강내로 다공질 플러그에 의해 10분간 송풍되었다. 그 다음, 덮개(33)는 덮개(38)로 교환되었다. 열 보상은 전극의 아크열을 사용하여 용강에 대해 이루어 졌다. 레이들의 압력은 1 Torr로 신속하게 감소되었으며 1 Torr의 압력은 20분간 유지되었다.용강은 150N1/min의 속도로 레이들의 저부로 부터 N₂가스와 함께 불활성 가스로서 Ar가스의 송풍에 의해 기포를 발생시켰다. N₂가스 유량은 가용성 가스량을 가능한 작게 하기 위해 표2에 도시된 바와같이 최후 5분간 재료로 감소되었다.

[표 2]

예-2에서 용강을 처리한 결과로서 수득되었던 용강의 조성은 표-1에 도시될 것이다. 예-2가 이 표에서예-1과 비교될 때, T.[O]가 감압하에서 용강내로 질소를 송풍하므로써 감소되는데 반해 T.[N]은 약간 증가되었다. 가용성 가스는 양호한 실시예-1 및 양호한 실시예-2에서 감압에 의해 제거된다. 그러나, 용융금속 배드 깊이가 깊은 경우에는 용융금속 배드 저부의 정압은 카지게 된다. 그 결과, 감압하에서의 용강처리만으로는 용강을 탈가스 하기가 곤란하게 된다. 특히, 용강의 깊이가 1.5m이상 일때, 상술한 경향이 두드러지게 된다. 깊이가 깊은 용강배드의 저부의 용융금속을 탈가스하기 위해, 감압하에서 용융금속을 담고 있는 기밀용기를 뒤집어 엎어 상기 용융금속을 세개 교반시켜야 할 것으로 생각된다. 위와같은 예는 구체적으로 제4 내지 8도에 관하여 이하에서 예시되는 예-3 및 예4에 따라 기술될 것이다.

[예-3]

제4도는 중심부의 수평 회전축을 사용하여 뒤집어 업을 수 있는 기밀 용기(1)의 예를 도시하고 았다. 상기 기밀용기(1)는 각각 직경 2m 및 높이 3m로 된 레이들 형태를 갖는 용기(1a) 및 용기(1b)를 기밀하게 결합시킨 원통형으로 되어 있다. 가스 송풍구(11)는 용기(1b)의 단면상에 배치된다. 용기(1에서 대기가스를 배기하기 위한 배기구(12)는 용기(1a,1b)의 결합부에 배치된다.

본 예에서, 용강은 상술한 바와같이 용기(1a,1b)로 구성된 기밀 용기(1)를 사용하여 정선되었다. 50톤의 용강(31)은 용기(1b)로 장입되었다. 다른 용기(1a)는 용기(1)를 형성하도록 위쪽에서 용기(1b)로 기밀하게 결합되었다. 그 다음 N₂가스는 용강(31)이 기포를 발생시키도록 100N1/min의 속도로 가스 송풍구(11)를 통해 용기(1)로 송풍되었다. 가스는 기밀용기(1) 내부의 압력이 소정 압력을 초과할 수 없도록 상기 가스배기구(12)를 통해 용기(1)로 부터 배기되었다. 20분후, 기포 발생이 중지되었다. 상술한 상태에서, 기밀용기(1)의 내부는 용기(1)의 내부 압력이 10 Torr로 감소될 수 있도록 진공펌프(도시하지 않음)를 사용하여 상기 배기구(12)를 통해 진공상태를 이루었다. 이와같은 진공도가 유지되었을때, 용강(31)내에 용해되어 있는 N₂가 용강(31)내의 미세 함유물을 트랩하는 미세 가스 기포로서 나타났으며, 미세 함유물을 용강 표면으로 상승시켰다.

위와같은 공정이후 5분이 경과된 후, 기밀용기는 제5도에 도시된 바와같이 180°로 반시계 방향으로 회전되었으며 제4도에 도시된 바와같이 거꾸로 된 상태에 있게 되었다. 심부 위치에 존재해왔고 높은 정압하에서 지속되어 왔던 용강 배드의 일부가 얕은 깊이로 된 용강배드부로 변화되었기 때문에, 정압은 신속하게 감소되었으며 많은 양의 미세 가스가 얕은 깊이로 된 용강 배드부로 부터 생성되었다. 용강이 5분간 위와같은 상태에서 방치된 후, 기밀 용기는 제4도의 상태로 다시 되돌아 가도록 180°로 시계방향으로 회전되었다. 위와 같은 경우에서, 용강(31)은 다시 교반되었다. 또한, 깊은 깊이로 된 용강 배드부가 얕은 깊이로 된 용강 배드부로 변화되었기 때문에, 높은 정압하에서 지속되어 왔던 용강의 부분에 대한 압력이 신속하게 감소되었으여, 용강(31)내에 잔존해온 N₂가스는 미세 가스기포로서 나타났다. 용강은 위와같은 상태로 5분간 방치 되었다. 진공 펌프는 감압시 진공도를 10^-2Torr로 유지시키도록 구동되었다. 제6도는 본 예에서시간 경과에 따라 용강(31)내의 산소 전체량에 대한 변화를 도시한다. 제6도에 따라, 용강내의 산소 전체량은 초기 80ppm에서 최종 12ppm까지 감소될 수 있었다.

[예-4]

본 방법에 사용된 장치는 제4도에 도시된 바와 같이 예-3에 사용되었던 장치였다. 예-3에서와 같이, 용강이 기밀 용기(1)에서 유지 되었고 용기(1)의 저부에 배치된 가스 송풍구(11)를 통해 용강내로의 N₂가스송풍에 의해 기포를 발생시켜온 후, 기밀 용기 내부의 압력은 기밀 용기를 배기시키므로써 10^-2Torr로감소되었으며 진공 상태가 유지되었다. 진공도가 5분간 유지되어온 후, 기밀 용기(1)는 중심부의 중앙의 수평 회전축(10)을 사용하여 90°로 회전되었다. 기밀용기(1)는 원통형으로된 기밀용기의 세로 방향이 수평으로 유지되는 상태로 되었다. 따라서, 용강(31)배드의 영역은 넓어졌고 전체 용강 배드의 깊이는 얕아졌다. 그 결과, 심부에 존재해온 용강(31)의 일부에 대한 정압이 감소되었고, 미세가스 기포가 활발하게 생성되기시작했다. 제8도는 용강배드의 깊이가 얕게 형성된 곳에서 상술한 탈가스법에 의해 처리되었던 용강(31)내의 산소 전체량(T.[O])의 변화를 나타내는 그래프도이다. 제8에 도시된 바와같이, 용강내의 T.[O]가 초기 80ppm에서 최종 15ppm까지 감소되었기 때문에 탈가스법은 용강의 처리에 있어서 매우 효과적이라는것을 알 수 있다. 기밀용기(1)가 180°로 회전 되었던 예-3에서, 기밀용기(1)의 회전이 용기가 90°로 회전되었던 위치에서 잠시동안 중지된다면, 기밀용기(l)의 180° 및 90°회전에 대한 효과가 얻어질 수 있다.

[예-5]

제9도는 용강 베드의 깊이를 얕게 하여 용강의 탈가스를 향상시키기 위한 방법에 대한 다른 예를 예시하는 개략도이다. 본 예에서, 나비 3m, 높이 3m 및 길이 8m로 된 평행육면체의 기밀용기(2)가 사용되었다. 길이 3m, 나비 2.3m 및 두께 0.5m로 된 게거 가능한 게이트(3)가 기밀용기(2) 내부에 배치되었다. 기밀용기(2)의 내부는 두 챔버(2a,2b)로 분할되었다. 도면에서, 참고 부호(22)는 기밀용기(2)의 천장에 배치된내부의 대기를 배기시키기 위한 배기구를 나타내며, 참고 부호(21)는 챔버(2a)의 저부에 배치된 가스 주입구를 나타내며, 참고부호(23)는 쳄버(2b)의 저부에 배치된 용강의 유출량에 대한 배출구이며, 참고부호(24)는 챔버(2a)의 천장에 배치된 용강의 유입량에 대한 유입구이다. 상기 가스 주입구(21) 및 용강의 유입량에 대한 상기 유입구는 필요시 개폐될 수 있도록 배치된다.

상술한 방식으로 구성된 기밀용기(2)를 사용하여 용강을 정선하기 위한 방법이 기술될 것이다. 제9도에서, 게이트(3)는 기밀용기(2)의 좌측면에서 2m 떨어진 곳에 배치된다. 약 90톤의 용강(31)이 게이트(3)에 의해 챔버(2b)에서 분리된 한챔버(2a)로 용강 유입용 유입구(24)를 통해 장입된다. 용강의 장입시, 용강유출용 배출구(23)는 폐쇄된다. 용강(31)의 체적은 길이 3m, 나비 2m 및 깊이 2m 인 12m³로 된다. N₂가스는 100N1/min의 속도로 가스 송풍구(21)를 통해 송풍되며 용강(31)은 N₂가스에 의해 기포를 발생 시킨다. 기포 발생시, 내부대기는 기밀용기 내부가 과압되지 않도록 상기 가스 배기구(22)를 통해 동시에 배기된다.

용강의 기포 발생은 20분 후에 중지되며 기밀용기(2)의 내부는 진공펌프(도시되지 않음)를 사용하여 상기가스 배기구(22)를 통해 배기된다. 기밀용기(2) 내부의 압력이 10^-2Torr로 감소될 때 제10도에 도시된 바와같이 게이트(3)를 상향으로 들어 올려서 게이트(3) 저부면과 게이트(3)의 하단부 사이에 개구를 형성시킨다. 그러면, 상기 게이트(3)에 의해 저지되어온 용강은 용기(2) 전체로 확산된다. 그 결과, 초기에 2m였던 용강(31)의 깊이가 0.5m로 된다.

용강의 깊이가 급격히 얕아지고 용강배드의 표면 영역이 넓어지기 때문에, 미세 가스 기포는 활발하게 생성된다. 용강(31)이 용강 유출용 배출구(23)의 개방에 의해 배출될때, 용강의 전체량이 약 25분후에 용기(2)에서 유출되었다.

산소 전체량이 상술한 방식으로 용강을 정선해온 결과로서 초기 80ppm에서 최종 12ppm로 감소되었기때문에 상술한 방법이 용강의 정선에 있어서 매우 효과적이다라는 사실이 명백하게 드러난다.

Claims

용융금속(31)을 포함하고 있는 용기(1,2,30)내부의 압력을 대기압 이하의 압력인 P_S로 유지시키는단계 : 용기(1,2,30)내의 용융금속(31)을 용융금속에 용해하는 가스에 의해 기포를 발생시키게 하여, 상기가스의 일부가 용융금속에 용해되어 있고, 상기 가스의 나머지 부분이 가스기포로 전환되는 단계 : 상기 용융금속(31)을 통해 기포를 발생시킨 후에, 상기 용기(1,2,30)내의 압력을 P_E로 감압하므로써 용기내의 용융금속에 미세가스 기포를 발생시켜서, 상기 미세가스 기포로 비금속 함유물을 트랩하여 용융금속 표면으로상승시키는 단계로 구성되며 , 상기 압력유지단계시의 압력(P_S)및 감압단계시의 압력(P_E)은 세로좌표가 P_STorr이고 가로좌표가 P_ETorr인 이차원 직각좌표에 있어서, P_E=O, P_S=760,(P_S)^1/2-(P_E)^1/2=3.06, 점(40,88) 및 점(0,75)을 연결한 선으로 둘러싸인 존에서의 용기내의 대기압력(P_S및 P_E)인 것을 특징으로하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제1항에서, 상기 압력을 유지시키는 단계의 압력(P_S) 및 감압 단계의 압력(P_E)은 세로 좌표가 P_STorr이고 가로 좌표가 P_ETorr인 이차원 직각 좌표에 있어서, P_S=760, P_E=40 및(P_S)^1/2-(P_E)^1/2=3.06으로 둘러싸인 존에서의 용기내부의 대기압력(P_S및 P_E)인 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제2항에 있어서, 상기 압력(P_S및 P_E)은 세로 좌표가 P_STorr이고 가로 좌표가 P_ETorr인 이차원 직각 좌표에 있어서, P_S=760, P_E=40, P_E=400 및 (P_S)^1/2-(P_E)^1/2=3.06으로 둘러싸인 존에서의 용기 내부의 대기 압력(P_S및 P_E)인 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제3항에 있어서, 상기 압력(P_S및 P_E)은 세로 좌표가 P_STorr이고 가로좌표가 P_ETorr인 이차원 직각 좌표에 있어서, P_S=760, P_E=40, P_E=200 및 (P_S)^1/2-(P_E)^1/2=3.06으로 둘러싸인 존에서의 용기 내부의 대기 압력(P_S및 P_E)인 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 압력을 유지시키는 단계의 압력(P_S) 및 압력을 감소시키는 단계의 압력(P_E)은 새로 좌표가 P_STorr이고 가로좌표가 P_ETorr인 이차원 직각 좌표에 있어서, (P_E,P_S) 좌표를 나타내는 점(40,88) 및 (0,75)을 연결시키는 선, P_S=760, P_E=40 및 P_E=0으로 둘러 싸인 존에서의 용기 내부의 대기 압력(P_S및 P_E)인 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 기포발생 단계에서 용융금속에 용해하는 상기 가스는 N₂임을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 방법.
제1항에 있어서, 상기 감압 단계는 불활성 가스를 용융금속으로 송풍하여 상기 용융금속을 교반시키는 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 감압 단계는 용융금속이 용융금속에 용해하는 가스의 송풍에 의해 기포를 발생시키는 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 감압 단계는 그 내부에 용융금속을 포함하는 기밀용기를 회전시키며, 용융금속 배드의 심부에 있는 용융금속이 용융금속 배드의 표면측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 감압 단계는 기밀 용기에 유지되는 용융금속 배드의 깊이를 감소시키는 것을 특징으로 하는 용융금속을 정선하기 위한 방법.