(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶鋼を供給する溶鋼供給装置、及び前記溶鋼供給装置から注入される溶鋼を収容して精錬する溶鋼精錬装置を含み、高清浄溶鋼を製造する方法において、
前記溶鋼供給装置から溶鋼精錬装置へ溶鋼を注入する溶鋼注入段階と、
前記注入された溶鋼を溶鋼精錬装置の内部に装着される液滴形成部に供給し、溶鋼を液滴に形成する液滴形成段階と、
前記液滴化された溶鋼を落下させてスラグを通過させるスラグ通過段階と、
前記スラグを通過する間に前記液滴化された溶鋼の残留介在物を除去する介在物除去段階と、を含み、
前記液滴形成部は複数の液滴ホールが形成される領域を有し、前記溶鋼供給装置から前記溶鋼精錬装置に溶鋼が注入される注入口部よりも前記液滴形成部の複数の液滴ホールが形成される領域の方が広い、ことを特徴とする高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項２】
前記溶鋼注入段階で、前記溶鋼をロングノズルを利用して注入することを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項３】
前記溶鋼注入段階で、前記溶鋼を溶鋼ストリームの形態で注入することを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項４】
前記溶鋼供給装置と前記溶鋼精錬装置は、それぞれ製鋼用レードルであることを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項５】
前記溶鋼供給装置は、鋳造用レードルであり、前記溶鋼精錬装置はタンディッシュであることを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項６】
前記溶鋼注入段階後であって溶鋼液滴形成の前に液滴用溶鋼を臨時貯蔵し、貯蔵された溶鋼を液滴形成段階へ流動させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項７】
前記液滴ホールは、直径６．５mm以下であることを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項８】
前記スラグは、溶融スラグであることを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項９】
前記スラグは、厚さが２０mm以上であることを特徴とする請求項８に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項１０】
重量％で、前記スラグは、（％ＣａＯ）＋（％ＳｉＯ２）＋（％Ａｌ２Ｏ３）＋（％ＭｇＯ）>９５％で、（％ＣａＯ）：３０〜４５％、（％ＳｉＯ２）：１５〜３５％、（％Ａｌ２Ｏ３）：１５〜３０％、（％ＭｇＯ）：１０〜２０％を含むことを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項１１】
重量％で、前記溶鋼は、０．０２％ないし０．１％のＡｌを含み、前記スラグは、ＣａＯ：３４％〜４９．２％、Ａｌ２Ｏ３：４３．２％〜５４．８％、ＭｇＯ：７．５％〜１１％を含むことを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項１２】
重量％で、前記溶鋼は、精錬する前のＡｌ含量が１０ppm以下であり、前記スラグは、ＣａＯ：１３．６％〜４８．３％、ＳｉＯ２：４１．５％〜５４．７％、ＭｇＯ：１０％〜２９％を含むことを特徴とする請求項１に記載の高清浄溶鋼の製造方法。
【請求項１３】
溶鋼供給装置から注入される溶鋼を利用して精錬する溶鋼精錬装置であって、
前記溶鋼精錬装置は、前記溶鋼供給装置から注入される溶鋼を液滴に形成するための液滴形成装置を備え、
前記液滴形成装置は、前記溶鋼製錬装置の内部に装着される液滴形成部を有し、
前記液滴形成部は複数の液滴ホールが形成される領域を有し、前記溶鋼供給装置から前記溶鋼製錬装置に溶鋼が注入される注入口部よりも前記液滴形成部の複数の液滴ホールが形成される領域の方が広い、ことを特徴とする高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項１４】
前記溶鋼精錬装置は、タンディッシュであることを特徴とする請求項１３に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項１５】
前記タンディッシュは、タンディッシュ胴体の内部に前記液滴形成装置を具備し、前記液滴形成装置の液滴形成部は、溶鋼が注入される下部領域に隣接して位置されることを特徴とする請求項１４に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項１６】
前記液滴形成装置の液滴形成部は、溶鋼が注入される容器を備え、前記容器の中央部に複数の液滴ホールが形成されることを特徴とする請求項１５に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項１７】
前記容器の縁は、上部に延びた側壁で構成されることを特徴とする請求項１６に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項１８】
前記液滴形成装置には、前記溶鋼供給装置から注入される溶鋼を収容するために前記タンディッシュ胴体内部の溶鋼注入領域下部に溶鋼収容部が形成されており、注入される溶鋼を前記溶鋼収容部を通過させて前記液滴形成部へ流動させることを特徴とする請求項１６に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項１９】
前記溶鋼収容部は、内部に溶鋼貯蔵空間を具備しており、前記溶鋼注入領域下部でタンディッシュ胴体の内側面と下側面に隣接して形成されることを特徴とする請求項１８に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２０】
前記容器の開口部を介して前記溶鋼収容部の上端部が通過されて結合されるか、前記溶鋼収容部の溶鋼貯蔵空間の外周面上端部に装着されることを特徴とする請求項１８に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２１】
前記液滴形成部は、タンディッシュ胴体の内部に装着された越流せきによって支持されることを特徴とする請求項１９に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２２】
前記液滴形成部の一側壁は、越流せきによって支持され、他側壁は溶鋼収容部によって支持されることを特徴とする請求項２１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２３】
前記液滴形成部の一側壁は、越流せきによって支持され、他側壁はタンディッシュ胴体の内側面に結合されて支持されることを特徴とする請求項２１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２４】
前記溶鋼収容部と隣接した液滴形成部の側壁は、他側壁より低く形成されることを特徴とする請求項１７に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２５】
前記液滴ホールは、直径６．５mm以下であることを特徴とする請求項１６に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２６】
前記溶鋼精錬装置は、製鋼用レードルであることを特徴とする請求項１３に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２７】
前記レードルは、溶鋼供給装置から注入される溶鋼を液滴に形成するための液滴形成装置をさらに含み、前記液滴形成装置は、容器の中央部に溶鋼を液滴化するための複数個の液滴ホールを形成した液滴形成部を含むことを特徴とする請求項２６に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２８】
前記液滴形成部の容器の縁は、上部に延びた側壁で構成され、前記レードルの内側壁に支持されることを特徴とする請求項２７に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項２９】
前記液滴形成装置には、溶鋼供給装置から注入される溶鋼を収容するために、前記レードルの内部あるいは外部のいずれかの領域上に溶鋼収容部が形成されており、注入される溶鋼を前記溶鋼収容部を通過させて前記液滴形成部へと流動させることを特徴とする請求項２７に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３０】
前記液滴ホールは、直径６．５mm以下であることを特徴とする請求項２７に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３１】
タンディッシュ胴体、及び前記タンディッシュ胴体の一の側を覆うタンディッシュカバーを含むタンディッシュを備え、
前記タンディッシュ胴体内部を第１越流せきで塞いで形成される溶鋼収容部、及び
前記タンディッシュ胴体内部において前記溶鋼収容部に隣接するように位置されて、前記溶鋼収容部から送られる溶鋼を液滴化する液滴形成部を含む液滴形成装置を備え、
前記液滴形成部は複数の液滴ホールが形成される領域を有し、前記タンディッシュに溶鋼が注入される注入口部よりも前記液滴形成部の複数の液滴ホールが形成される領域の方が広い、ことを特徴とする高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３２】
前記溶鋼収容部は、前記第１越流せきと前記タンディッシュ胴体の内側壁との間の空間であることを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３３】
前記液滴形成部は、前記第１越流せきを基準として前記溶鋼収容部の反対側に位置されることを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３４】
前記タンディッシュ胴体の内側壁に支持され、前記液滴形成部を支持する第２越流せきをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３５】
前記液滴形成部は、前記第１越流せきと前記第２越流せきとの間の空間であり、前記第１越流せき及び前記第２越流せきによって支持されることを特徴とする請求項３４に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３６】
前記第２越流せきの下部は開放されることを特徴とする請求項３５に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３７】
前記溶鋼は、前記溶鋼収容部からあふれて前記液滴形成部へ送られることを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３８】
前記液滴形成部を通過して液滴化された前記溶鋼は、前記タンディッシュ胴体の中で前記溶鋼収容部の反対側に形成された溶鋼貯蔵部に貯蔵されることを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項３９】
前記溶鋼貯蔵部に貯蔵された溶鋼の上面にはスラグが位置して、前記液滴形成部を通過して液滴化された前記溶鋼は、前記スラグを通過して精錬された状態で前記溶鋼貯蔵部に貯蔵されることを特徴とする請求項３８に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項４０】
前記液滴形成部には、段差部が具備され、前記段差部の中で前記溶鋼収容部と隣接した一の側の段差部は、前記溶鋼収容部と遠い他の側の段差部に比べて高さが低いことを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項４１】
前記溶鋼収容部には、ロングノズルを介してレードルから前記溶鋼が供給されることを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項４２】
前記液滴形成装置の液滴形成部は、溶鋼が注入される容器を備え、前記容器の中央部に溶鋼を液滴化するための複数個の液滴ホールが形成されることを特徴とする請求項３１に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【請求項４３】
前記液滴ホールは、直径６．５mm以下であることを特徴とする請求項４２に記載の高清浄溶鋼の精錬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高清浄溶鋼の製造方法及び精錬装置に関し、特に、溶鋼を液滴（ＤｒＯｐｌｅｔｓ）に形成して高清浄溶鋼を製造する方法及びその精錬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、鋼中に存在する非金属介在物が製鋼工程と連鋳工程との間で除去されることなく、鋳片に残存する場合、鋼板では大型の介在物性欠陷（ｓＣａｂ）またはスライバ（ｓｌｉｖｅｒ）欠陷を誘発し、船材鋼板の場合には断線の原因になる場合がある。一方、ステンレス鋼板の場合には、前記非金属介在物が鋼板に残留する場合、耐食性に問題が発生することになり、結局最終製品の品質に悪影響を及ぼすことになる。
【０００３】
また、溶鋼の脱炭目的で様々な設備（電炉、ＲＨ、ＡＯＤ、ＶＯＤ）で鋼中に酸素ガスを吹き込むことになるが、目標濃度まで脱炭が到達された後に溶鋼は高い酸素濃度を持つことになる。したがって、このような酸素濃度を減少させる目的で脱酸剤を添加することになるが、このとき、主にＡｌ、Ｓｉ、Ｍｎなどを主原料とする合金または純物質を使用する。
【０００４】
しかし、脱酸生成物としてアルミナＡｌ２Ｏ３、シリカＳｉＯ２または脱酸剤を複合添加した場合には、複合酸化物が鋼中に存在するようになる。一方、ＡＯＤ精錬炉から出鋼の時スラグと同時に出鋼による鋼中スラグ性介在物が鋼中に存在する場合があり、このようなスラグ性介在物からは、温度の下落によって高融点スピネル介在物が析出され得る。
【０００５】
したがって、溶鋼の凝固が完了する以前の工程である製鋼工程から連鋳工程まで介在物の生成を抑制または除去して最終製品に及ぶ品質の悪影響を最小化することが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、上述した問題を解決するために案出されたもので、その目的は、製鋼工程から連鋳工程までの介在物生成を抑制するか、除去して高清浄溶鋼を製造する方法を提供することである。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、高清浄溶鋼を製造するための精錬装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を果たすための本発明の特徴によれば、本発明は、溶鋼を供給する溶鋼供給装置及び前記溶鋼供給装置で注入される溶鋼を収容して精錬する溶鋼精錬装置を含み、高清浄溶鋼を製造する方法において、前記溶鋼供給装置から溶鋼精錬装置へ溶鋼を注入する溶鋼注入段階と、前記注入された溶鋼を溶鋼精錬装置で液滴に形成する液滴形成段階と、前記液滴化された溶鋼を落下させてスラグを通過させるスラグ通過段階と、前記スラグを通過する間前記液滴化された溶鋼の残留介在物が除去される介在物除去段階と、を含む高清浄溶鋼の製造方法に関する。
【０００９】
また、前記溶鋼注入段階で、前記溶鋼をロングノズルを利用して注入することができる。
【００１０】
また、前記溶鋼注入段階で、前記溶鋼を溶鋼ストリームの形態で注入することができる。
【００１１】
また、前記溶鋼供給装置と溶鋼精錬装置は、それぞれ製鋼用レードルでありえる。
【００１２】
また、前記溶鋼供給装置は、鋳造用レードルであり、前記溶鋼精錬装置はタンディッシュであり得る。
【００１３】
また、前記溶鋼注入段階後であって溶鋼液滴形成の前に液滴用溶鋼を臨時貯蔵して貯蔵された溶鋼を液滴形成段階へ流動させる段階をさらに含むことができる。
【００１４】
また、前記溶鋼液滴形成段階は、注入された溶鋼を複数の液滴ホールを具備した液滴形成部を通過して落下させることができる。
【００１５】
また、前記液滴ホールは、直径６．５mm以下であり得る。
【００１６】
また、前記スラグは、溶融スラグであり得る。また、前記スラグは厚さが２０mm以上であり得る。
【００１７】
また、重量％で、前記スラグは、（％ＣａＯ）＋（％ＳｉＯ２）＋（％Ａｌ２Ｏ３）＋（％ＭｇＯ）>９５％で、（％ＣａＯ）：３０〜４５％、（％ＳｉＯ２）：１５〜３５％、（％Ａｌ２Ｏ３）：１５〜３０％、（％ＭｇＯ）：１０〜２０％を含むことができる。
【００１８】
また、重量％で、前記溶鋼は０．０２％ないし０．１％のＡｌを含み、前記スラグは、ＣａＯ：３４％〜４９．２％、Ａｌ２Ｏ３：４３．２％〜５４．８％、ＭｇＯ：７．５％〜１１％を含むことができる。
【００１９】
また、重量％で、前記溶鋼は、精錬する前のＡｌ含量が１０ppm以下であり、前記スラグはＣａＯ：１３．６％〜４８．３％、ＳｉＯ２：４１．５％〜５４．７％、ＭｇＯ：１０％〜２９％を含むことができる。
【００２０】
さらに、本発明の他の側面によれば、本発明は、溶鋼供給装置から注入された溶鋼を利用して精錬を実施する溶鋼精錬装置において、前記溶鋼精錬装置は、注入される溶鋼を液滴に形成するための液滴形成装置を含むことを特徴とする高清浄溶鋼の精錬装置を含むことができる。
【００２１】
また、前記溶鋼精錬装置は、タンディッシュであり得る。
【００２２】
また、前記タンディッシュは、タンディッシュ胴体の内部に前記液滴形成装置を具備し、前記液滴形成装置は、溶鋼が注入される下部領域に隣接して位置されることができる。
【００２３】
また、前記液滴形成装置は、容器の中央部に溶鋼を液滴化するための複数個の液滴ホールを形成した液滴形成部を含むことができる。
【００２４】
また、前記液滴形成部の容器の縁は、上部に延びた側壁で構成され得る。
【００２５】
また、前記液滴形成装置には、溶鋼供給装置から注入される溶鋼を収容するために前記タンディッシュ胴体内部の溶鋼注入領域下部に溶鋼収容部が形成されており、注入される溶鋼を前記溶鋼収容部を通過させて前記液滴形成部へ流動させることができる。
【００２６】
また、前記溶鋼収容部は、内部に溶鋼貯蔵空間を具備しており、前記溶鋼注入領域下部でタンディッシュ胴体の内側面と下側面に隣接して形成されることができる。
【００２７】
また、前記液滴形成部は、複数個の液滴ホールが形成された領域の反対側に開口部を形成して前記開口部を介して前記溶鋼収容部の上端部が通過されて結合されるか、前記溶鋼収容部の溶鋼貯蔵空間の外周面上端部に装着されることができる。
【００２８】
また、前記液滴形成部は、タンディッシュ胴体の内部に装着された越流せき（Ｗｅｉｒ）によって支持されることができる。
【００２９】
また、前記液滴形成部の一側壁は、越流せきによって支持され、他側壁は溶鋼収容部によって支持されることができる。
【００３０】
また、前記液滴形成部の一側壁は、越流せきによって支持され、他側壁はタンディッシュ胴体の内側面に結合されて支持されることができる。
【００３１】
また、前記溶鋼収容部と隣接した液滴形成部の側壁は、他側壁より低く形成されることができる。
【００３２】
また、前記液滴ホールは、直径６．５mm以下であり得る。
【００３３】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域に厚さ２０mm以上の溶融スラグが形成され、重量％で、前記スラグは（％ＣａＯ）＋（％ＳｉＯ２
）＋（％Ａｌ２Ｏ３）＋（％ＭｇＯ）>９５％で、（％ＣａＯ）：３０〜４５％、（％ＳｉＯ２）：１５〜３５％、（％Ａｌ２Ｏ３）：１５〜３０％、（％ＭｇＯ）：１０〜２０％を含むことができる。
【００３４】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域には、溶融スラグが形成されて、重量％で、前記溶鋼は０．０２％ないし０．１％のＡｌを含み、前記スラグは、ＣａＯ：３４％〜４９．２％、Ａｌ２Ｏ３：４３．２％〜５４．８％、ＭｇＯ：７．５％〜１１％を含むことができる。
【００３５】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域には、溶融スラグが形成されて、重量％で、前記溶鋼は精錬する前のＡｌ含量が１０ppm以下を含み、前記スラグはＣａＯ：１３．６％〜４８．３％、ＳｉＯ２：４１．５％〜５４．７％、ＭｇＯ：１０％〜２９％を含むことができる。
【００３６】
また、前記溶鋼精錬装置は、製鋼用レードルであり得る。
【００３７】
また、前記レードルは、溶鋼供給装置から注入される溶鋼を液滴に形成するための液滴形成装置をさらに含み、前記液滴形成装置は、容器の中央部に溶鋼を液滴化するための複数個の液滴ホールを形成した液滴形成部を含むことができる。
【００３８】
また、前記液滴形成部の容器の周囲は、上部に延びた側壁で構成され、前記レードルの内側壁に支持されることができる。
【００３９】
また、前記液滴形成装置には、溶鋼供給装置から注入される溶鋼を収容するために、前記レードルの内部あるいは外部のいずれかの領域上に溶鋼収容部が形成されており、注入される溶鋼を前記溶鋼収容部を通過させて前記液滴形成部へと流動させることができる。
【００４０】
また、前記液滴ホールは、直径６．５mm以下であり得る。
【００４１】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域に厚さ２０mm以上の溶融スラグが形成されて、重量％で、前記スラグは、（％ＣａＯ）＋（％ＳｉＯ２）＋（％Ａｌ２Ｏ３）＋（％ＭｇＯ）>９５％で、（％ＣａＯ）：３０〜４５％、（％ＳｉＯ２）：１５〜３５％、（％Ａｌ２Ｏ３）：１５〜３０％、（％ＭｇＯ）：１０〜２０％を含むことができる。
【００４２】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域には、溶融スラグが形成されて、重量％で、前記溶鋼は、０．０２％ないし０．１％のＡｌを含み、前記スラグは、ＣａＯ：３４％〜４９．２％、Ａｌ２Ｏ３：４３．２％〜５４．８％、ＭｇＯ：７．５％〜１１％を含むことができる。
【００４３】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域には、溶融スラグが形成されて、重量％で、前記溶鋼は精錬する前のＡｌ含量が１０ppm以下であり、前記スラグはＣａＯ：１３．６％〜４８．３％、ＳｉＯ２：４１．５％〜５４．７％、ＭｇＯ：１０％〜２９％を含むことができる。
【００４４】
さらに、本発明のまた別の側面によれば、本発明はタンディッシュ胴体、及び前記タンディッシュ胴体の一側をカバーするタンディッシュカバーを含むタンディッシュと、前記タンディッシュ胴体内部を第１越流せきで塞いで形成される溶鋼収容部と、前記タンディッシュ胴体内部に前記溶鋼収容部に隣接するように位置されて、前記溶鋼収容部から送られる溶鋼を液滴化する液滴形成部を含んだ液滴形成装置と、を含む高清浄溶鋼の精錬装置を含む。
【００４５】
また、前記溶鋼収容部は、前記第１越流せきと前記タンディッシュ胴体との間の内側壁間の空間であり得る。
【００４６】
また、前記液滴形成部は、前記第１越流せきを基準として前記溶鋼収容部の反対側に位置されることを特徴とする高清浄溶鋼の精錬装置。
【００４７】
また、前記タンディッシュ胴体の内側壁に支持され、前記液滴形成部を支持する第２越流せきをさらに含むことができる。
【００４８】
また、前記液滴形成部は、前記第１越流せきと前記第２越流せきとの間の空間であり、前記第１越流せき及び前記第２越流せきによって支持されることができる。
【００４９】
また、前記第２越流せきの下部は開放されうる。
【００５０】
また、前記溶鋼は、前記溶鋼収容部からあふれて前記液滴形成部へ送られることができる。
【００５１】
また、前記液滴形成部を経って液滴化された前記溶鋼は、前記タンディッシュ胴体の中で前記溶鋼収容部の反対側に形成された溶鋼貯蔵部に貯蔵されることができる。
【００５２】
また、前記溶鋼貯蔵部に貯蔵された溶鋼の上面にはスラグが位置して、前記液滴形成部を経って液滴化された前記溶鋼は、前記スラグを経って精錬された状態で前記溶鋼貯蔵部に貯蔵されることができる。
【００５３】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域に厚さ２０mm以上の溶融スラグが形成されて、重量％で、前記スラグは、（％ＣａＯ）＋（％ＳｉＯ２）＋（％Ａｌ２Ｏ３）＋（％ＭｇＯ）>９５％で、（％ＣａＯ）：３０〜４５％、（％ＳｉＯ２）：１５〜３５％、（％Ａｌ２Ｏ３）：１５〜３０％、（％ＭｇＯ）：１０〜２０％を含むことができる。
【００５４】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域には、溶融スラグが形成されて、重量％で、前記溶鋼は０．０２％ないし０．１％のＡｌを含み、前記スラグは、ＣａＯ：３４％〜４９．２％、Ａｌ２Ｏ３：４３．２％〜５４．８％、ＭｇＯ：７．５％〜１１％を含むことができる。
【００５５】
また、前記液滴形成部の液滴ホールを通過して落下する下部領域には、溶融スラグが形成されて、重量％で、前記溶鋼は精錬する前のＡｌ含量が１０ppm以下を含み、前記スラグは、ＣａＯ：１３．６％〜４８．３％、ＳｉＯ２：４１．５％〜５４．７％、ＭｇＯ：１０％〜２９％を含むことができる。
【００５６】
また、前記液滴形成部には、前記溶鋼収容部から送られた前記溶鋼が液滴化されることができるように複数の液滴ホールが形成されることができる。
【００５７】
また、前記液滴形成部には、段差部が具備され、前記段差部の中で前記溶鋼収容部と隣接した一の側の段差部は、前記溶鋼収容部と遠い他の側の段差部に比べて高さが低いことがあり得る。
【００５８】
また、前記溶鋼収容部は、ロングノズルを介してレードルから前記溶鋼を供給されることができる。
【発明の効果】
【００５９】
以上のように、本発明によれば、製鋼工程から連鋳工程までの介在物生成を最小化して清浄度の優秀な溶鋼を製造することができる。
【００６０】
また、本発明によれば、清浄度の優秀な溶鋼を製造するための精錬装置を提供して、最終製品での品質の優秀な高清浄溶鋼を経済的に製造することができる。
【００６１】
また、本発明による高清浄溶鋼の精錬装置は、介在物の生成量及び全酸素量を下げて高清浄溶鋼を製造することができる。
【００６２】
また、本発明によれば、第１越流せきでタンディッシュ胴体を塞いで溶鋼収容部を形成するため、溶鋼収容部と液滴形成部との間の空間を別途の考慮なしに最小化することができ、これによって施工時間を短くして構造を簡単にすることができる。
【００６３】
また、本発明によれば、溶鋼収容部の内部の大きさ及び液滴形成部の面積を相対的に大きくすることができ、所望の鋳造速度を容易に充足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施例による高清浄溶鋼を製造するための方法を説明するための工程概略図である。
【図２Ａ】本発明の一実施例でスラグの厚さと溶鋼の中で全酸素（Ｔｏｔaｌ  Ｏｘｙｇｅｎ）含量の関係を示したグラフである。
【図２Ｂ】本発明の一実施例でスラグの厚さと溶鋼の中で全酸素（Ｔｏｔaｌ  Ｏｘｙｇｅｎ）含量の関係を示したグラフである。
【図３】本発明の一実施例で液滴化した溶鋼がスラグ表面で反応する現象を連続的に示した写真図である。
【図４Ａ】本発明の一実施例でスラグの厚さと凝固試片での介在物個数密度との関係を示したグラフである。
【図４Ｂ】本発明の一実施例でスラグの厚さと凝固試片での介在物個数密度との関係を示したグラフである。
【図４Ｃ】本発明の一実施例でスラグの厚さと凝固試片での介在物個数密度との関係を示したグラフである。
【図５】本発明の一実施例による液滴形成装置で液滴ホールの大きさによる溶鋼の中で全酸素含量との関係を示したグラフである。
【図６Ａ】本発明の他の実施例による溶鋼精錬装置を概略的に示した断面図である。
【図６Ｂ】本発明の他の実施例による溶鋼精錬装置を概略的に示した断面図である。
【図６Ｃ】本発明の他の実施例による溶鋼精錬装置を概略的に示した断面図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施例による溶鋼精錬装置で特に液滴形成部を示した平面図である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施例による溶鋼精錬装置で特に液滴形成部を示した平面図である。
【図７Ｃ】本発明の他の実施例による溶鋼精錬装置で特に液滴形成部を示した正断面図である。
【図８】本発明のまた別の実施例による高清浄溶鋼の精錬装置の断面図である。
【図９】図８に示した高清浄溶鋼の精錬装置に溶鋼が満たされた様子を示した断面図である。
【図１０】図９に示したＡ部分の拡大図である。
【図１１】図９に示した高清浄溶鋼の精錬装置の液滴形成部の斜視図である。
【図１２Ａ】本発明のその他の実施例による溶鋼精錬装置を概略的に示した断面図である。
【図１２Ｂ】本発明のその他の実施例による溶鋼精錬装置で特に液滴形成装置の平面図である。
【図１２Ｃ】本発明のその他の実施例による液滴形成装置の液滴形成部を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。以下、本発明を図面を参照してより詳しく説明し、本発明の利点及び特徴、そしてそれらを果たす方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施例等を参照すれば明確になるであろう。しかし本発明は、以下に開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実施されることができ、以下の説明である部分が他の部分と連結されているとした時、これは直接的に連結されている場合のみならず、その中間に他の素子を置いて電気的に連結されている場合をも含む。また、図面において本発明と関係ない部分は、本発明の説明を明確にするために略しており、明細書全体を通じて類似した部分については同一の図面符号を付けた。
【００６６】
溶鋼の凝固が完了する前の工程である製鋼工程から連鋳工程まで介在物の生成を抑制するか、除去して高清浄溶鋼を製造するための方法として様々な技術が知られている。
【００６７】
製鋼工程では、レードル精錬の際、溶鋼の撹拌時間及び撹拌強度を制御して介在物の浮上分離をはかるような方法が知られている（日本公開特許２００７−２３１４１０号、日本公開特許２００８−２４０１２６号）。
【００６８】
また、電磁気震動による介在物の凝集合体をはかって浮上分離機能を向上させる方法が開示されている（韓国公開特許２００３−５２４２４号）。一方、前述したような撹拌、微細気泡、電磁気震動などを利用して鋼中に存在する介在物を溶鋼上部に存在するスラグに浮上分離させて介在物を除去する方法は、与えられた時間内に介在物を上部に存在するスラグに移動させなければならないという限界がある。
【００６９】
一方、連鋳工程ではレードルからタンディッシュへ供給される溶鋼通路であるノズルへの不活性ガスの吹き込みによって介在物を除去する方法が知られている（日本登録特許２００１−３２１６３８４号）。
【００７０】
また、タンディッシュ内の衝撃パッド設置による溶鋼類制御で介在物の浮上を極大化する方法が開示されている（米国登録特許ＵＳ５５５１６７２号、韓国公開特許２００４−５５３９２号）。
【００７１】
しかし、連鋳工程で内への不活性ガスの吹き込みを行う方法は、微細気泡が残留する場合、鋼板表面にピンホール（ｐｉｎ−ｈｏｌｅ）性スライバ欠陷を引き起こすことがあり、衝撃パッドの設置による溶鋼類の制御方法もまたすべての溶鋼類を上昇させることができず、介在物の除去効率が高くないという問題がある。
【００７２】
本発明は、高清浄溶鋼の製造において、既存に広く知られた前記技術等とその接近方法において全く異なっているものであり、特に製鋼工程から連鋳工程までの全ての工程で本発明を適用することができる。
【００７３】
本発明の一実施例は、レードルからタンディッシュへ供給された溶鋼を製造する方法と、その精錬装置を中心とし、また別の実施例は、製鋼工程で高清浄溶鋼を製造するための方法と、その精錬装置からなる。以下では、本発明において製鋼工程と連鋳工程の全工程に適用することができる基本的な技術思想で、高清浄溶鋼の製造プロセスを中心に説明し、引き継いでこれを各工程に適用することができる精錬装置を説明する。
【００７４】
１．高清浄溶鋼の製造方法
本発明の一実施例で、高清浄溶鋼を製造する工程を説明する。本発明は、鉄鋼製造用溶鋼を供給する溶鋼供給装置から注入された溶鋼を収容して精錬する溶鋼精錬装置で、溶鋼を注入する段階より始められる。その後、前記注入された溶鋼を溶鋼精錬装置内で液滴（Ｄｒｏｐｌｅｔｓ）へと形成する液滴形成段階が実施される。
【００７５】
その後、前記液滴化された溶鋼を落下させてスラグを通過させるスラグの通過段階と、前記スラグを通過する間に前記液滴化された溶鋼の残留介在物がスラグによって除去される介在物の除去段階を含んで高清浄溶鋼を製造することができる。この時、前記溶鋼供給装置と溶鋼精錬装置は、それぞれ製鋼工程で使用するレードルを利用するか、それとも前記溶鋼精錬装置は、鋳造段階のタンディッシュを利用することができる。
【００７６】
本発明で前記溶鋼供給装置から溶鋼精錬装置へ溶鋼を注入する時には、前記溶鋼を溶鋼ストリームの形態で注入するか、またはロングノズルを利用して注入することも可能である。
【００７７】
前記溶鋼供給装置で溶鋼精錬装置へ注入される溶鋼は、溶鋼精錬装置内に具備された液滴形成部をすぐに通過して液滴化過程に付され、次いで液滴化された溶鋼は落下してスラグを通過することができる。
【００７８】
しかし、この場合、溶鋼の落下時の衝撃や飛散の問題等が発生することがあり、これを考慮して追加の溶鋼収容部が前記溶鋼精錬装置内に具備されることができる。したがって、前記溶鋼注入の段階後であって溶鋼液滴形成の前に液滴用溶鋼を臨時に貯蔵する段階を追加することができる。
【００７９】
前記溶鋼液滴形成段階では、注入された溶鋼が決められた一定の大きさの微細な液滴に形成されてスラグを通過するようになるが、これは前記溶鋼が複数の液滴ホールを具備した容器形態の液滴形成部を通過して落下されるからである。また、前記液滴化した溶鋼がスラグを通過して介在物が除去されることができるが、前記スラグとしては、一定の厚さ以上の溶融スラグを利用することができる。前記スラグは、予め前記液滴形成部の下部に具備されるようにすることができる。
【００８０】
本発明の一実施例として、前記溶鋼供給装置は、鋳造用レードルであり、前記溶鋼精錬装置は、タンディッシュである場合を一例として説明する。すなわち、本発明を鋳造段階で適用する場合、レードルからタンディッシュへ溶鋼を供給する工程であることができる。この時、溶鋼供給装置であるレードルから供給される溶鋼を溶鋼精錬装置がタンディッシュへ供給する時、前記タンディッシュの内部に装着された直径６.５mm以下の大きさの孔を有する耐火物容器である液滴形成部を通過させて溶鋼液滴を形成させ、液滴化された溶鋼を厚さ２０mm以上の適正な組成を有するスラグ層に落下させて溶鋼液滴中の介在物をスラグ層で除去することができる。
【００８１】
図１は、本発明の一実施例である溶鋼精錬装置に具備された液滴形成装置によって溶鋼が液滴化して精錬が遂行されるプロセスを概略的に示したもので、製鋼工程と連鋳工程を含むすべての工程で適用可能な本発明の技術的思想を説明するためのものである。
【００８２】
図１を参照すれば、前記溶鋼精錬装置内に具備された溶鋼液滴形成装置は、溶鋼供給装置から供給された溶鋼を一定の大きさの微細液滴ａへと形成する。その後、一定の大きさを有する溶鋼液滴ａが落下して本発明の実施例に関する組成からなるスラグｂの表面に衝突する。そして、前記溶鋼液滴がスラグｂを衝突しながら通過する間に、溶鋼内の介在物がスラグに吸収され、比重の差によって落下した溶鋼液滴が下部溶鋼層ｃに吸収される。この場合、スラグｂを通過した溶鋼は、介在物がスラグｂによって除去されるので、下部には清浄度の優れた溶鋼が形成されるのである。
【００８３】
本発明は、このように溶鋼精錬装置内の液滴形成装置を通じて溶鋼を液滴化し、これを一定の厚さのスラグを通過させる過程で溶鋼液滴界面等の介在物をスラグに吸収されるようにし、精錬過程がなされることを特徴とする。
【００８４】
図２Ａ及び２Ｂは、溶鋼液滴がスラグを通過する時、スラグの厚さと溶鋼中の全酸素含量の関係を示したグラフである。特に、図２Ａ及び２Ｂではそれぞれ互いに異なる組成を有するスラグを利用して全酸素含量の関係を示した。
【００８５】
本発明の一実施例で溶鋼中の全酸素含量は、スラグを通過した溶鋼をサンプリングして得られた試片を分析した。鋼中の全酸素含量と介在物酸素含量は、下記の式１により得ることができる。
【００８６】
［式１］
全酸素＝溶存酸素（Ｓｏｌｕｂｌｅ  ｏｘｙｇｅｎ）＋介在物酸素（Ｉｎｓｏｌｕｂｌｅ  ｏｘｙｇｅｎ）
【００８７】
一般に、溶存酸素は、温度及び溶鋼成分によって決定されるので、温度と溶鋼成分が一定である場合、溶存酸素は一定の値を有する。したがって、温度と溶鋼成分が一定である場合、全酸素の相対的な差は介在物の含量差を示すので、全酸素含量の推移を通じて介在物除去の効率を確認することができる。
【００８８】
上記の図２Ａ及び２Ｂから分かるように、スラグの厚さが０mmである、すなわち、スラグを全く使用しなかった場合の全酸素含量に比べて、スラグを使用した場合、介在物の除去効率は、スラグの厚さの増加にしたがって漸進的に増加する。しかし、前記介在物の除去効率は、スラグの一定の臨界厚さ以上では、ほとんど一定であることが分かる。そして、図２Ａ及び２Ｂから、それぞれ異なる種類のスラグを利用した場合にも同じく一定の厚さの臨界値以上では介在物の除去効率が一定になることが分かる。
【００８９】
結局、本発明に係る事実施例で溶鋼の液滴化により介在物を除去する場合に、一定の厚さのスラグを通過するようにするが、前記スラグの厚さは、一定の臨界値を超過する場合、効果が一定になることが分かる。図２Ａ及び２Ｂで本発明の一実施例に係るスラグの厚さは、少なくとも２０mmを確保しなければならないことが分かる。
【００９０】
図３は、本発明の一実施例で液滴化した溶鋼がスラグ表面で反応する現象を連続的に示した写真図である。図面から分かるように、液滴に形成された溶鋼は、スラグ表面に衝突して通過する時、介在物が除去されることができる。まず、溶鋼液滴がスラグ表面に落下する時、時間による液滴の形状変化（t０〜t８）を調べてみる。
【００９１】
前記連続写真図を見ると、まず、溶鋼液滴がスラグの表面と接触する（t０）。その後、前記スラグ表面に衝突した溶鋼液滴は、時間の経過に応じてスラグ表面でスラグと５０％以上接触して薄く広がる現象（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ、t１〜t８）を示し、これによって液滴内部の介在物の移動距離が減少して移動速度も増加するようになり、介在物除去が容易に起きるようになる。
【００９２】
一方、前記図２Ａ及び２Ｂから分かるように、臨界スラグの厚さ以上での介在物除去効率の差が少ないという結果から大部分の介在物除去は、溶鋼液滴がスラグ表面に衝突する時点で大部分起きることを確認することができる。
【００９３】
一方、スラグの厚さが臨界厚さ以下では、除去効率が格段に減少するか、むしろ増加する現象も発生しえるが、これは、スラグの厚さが臨界厚さ以下の場合には溶鋼液滴がスラグに衝突する時、介在物除去とともに、スラグが下部溶鋼中に懸濁されて混入され、鋼中の酸素含量を増加させるからである。したがって、本発明ではスラグの厚さを少なくとも２０mm以上確保することが重要である。
【００９４】
図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃには、溶鋼の液滴化精錬後、凝固試片に残留する介在物をスラグの厚さに応じて示したグラフ図である。図面から分かるように、介在物の大きさ（２．５μm以上、５μm以上、１０μm以上）によって区分して示した時、スラグの厚さが増加するほど残留介在物の密度が減少する。しかし、臨界厚さ以下のスラグ層を通過した液滴精錬では介在物除去の効果が充分でないことが分かる。そして、図２Ａ及び２Ｂと、図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃの結果から溶鋼の液滴化精錬の時液滴が衝突するスラグの厚さは、介在物除去の効果を極大化し、スラグの流入などの副作用を最小化するための臨界的厚さがあるということが分かる。特に、本発明の実施例では前記スラグ層の厚さを少なくとも２０mm以上確保することが好ましい。
【００９５】
以下では、多様な種類の溶鋼に対して液滴化された溶鋼の精錬効率を向上させるためにスラグの組成を確認した。
【００９６】
[３００係ステンレス鋼の精錬]
一方、溶鋼液滴がスラグに落下する時、介在物の除去効率に及ぼすスラグの組成の影響を表１に示した。ここで、溶鋼は、３００係ステンレス鋼の代表的な鋼で、１８％Ｃｒ−８％Ｎｉ−０．３５％Ｓｉ−１．１％Ｍｎ−０．０５％Ｃ−０．００１５％Ａｌ、残りは、Ｆｅ及び不可避な不純物からなる、例えば、ＳＴＳ３０４鋼を使用した。
【００９７】
表１から分かるように、Ａ１及びＡ２組成は、液滴精錬後の全酸素の減少量が３０〜３３ppmで介在物の除去効率が優秀であることが示されたが、除去されることができずに残留する介在物の中でＡｌ２Ｏ３含量がそれぞれ１５〜２３％程度に増加することが示された。したがって、この結果から見る時、Ａ１及びＡ２組成は、介在物の精錬効率は高くても、残留介在物の中でＡｌ２Ｏ３含量の増加による介在物内の高融点状物の形成で品質に悪影響を及ぼす可能性が非常に高く、適切でない。
【００９８】
一方、Ｂ１〜Ｂ３の組成は、液滴精錬後残留介在物の中で Ａｌ２Ｏ３含量が減少することによる低融点化は可能であるが、全酸素減少量が１２〜２４ppmであり、介在物の除去効率が低くて適切でない。しかし、Ｃ１〜Ｃ３の組成で液滴精錬後の全酸素減少量は、３２〜３９ppmで介在物の除去効率が非常に優秀であり、残留介在物の中の Ａｌ２Ｏ３含量変化の側面からも−３％〜＋２％水準で良好であり、液滴精錬スラグの組成で効果が高いことを確認することができる。したがって、本発明の一実施例では、液滴精錬の時溶鋼液滴が落下する下部のスラグの組成は、ＣａＯ：３０〜４５％、ＳｉＯ２：１５〜３５％、 Ａｌ２Ｏ３：１５〜３０％、ＭｇＯ：１０〜２０％の組成を有することが好ましいということが分かる。
【００９９】
【表１】
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【０１００】
[アルミニウム含量０．０２〜０．１％を含む溶鋼の精錬]
重量％で、Ａｌ：０．０２〜０．１％、Ｃ：０．０８％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．３％、残りのＦｅと不可避な不純物からなるアルミニウム脱酸鋼の溶鋼を利用して、前述した高清浄溶鋼の精錬装置を利用して前記溶鋼を精錬した。溶鋼は、まず、液滴形成部を通過させて液滴化させ、液滴化された溶鋼はスラグを通過した。前記液滴化された溶鋼がスラグを通過する前後のスラグの組成変化を表２に示した。また、表６には、表２による比較例及び実施例の結果で、スラグの中で固相率（％）及び溶鋼の全酸素ppm変化とＡｌ変化を示した。
【０１０１】
【表２】
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【０１０２】
【表３】
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【０１０３】
表２及び表３を参照すれば、ＳｉＯ２を含むスラグを利用して前記アルミニウム脱酸鋼の溶鋼を液滴化させて精錬する場合には、スラグの前後の組成変化が大きくなることを確認することができた。
【０１０４】
比較例１では、溶鋼が通過する前のＡｌ２Ｏ３の含量が０．２ｗｔ％で、微かに含有されたＣａＯ−ＳｉＯ２−ＭｇＯの３元係スラグである反面、溶鋼が通過した後には、Ａｌ２Ｏ３が３３．８ｗｔ％に大きく増加することを確認することができた。また、ＭｇＯの飽和濃度も２６．６ｗｔ％から１０．４ｗｔ％に減少しており、したがって、減少したＭｇＯは析出されて固相を形成し、スラグの中で固相率が約１５．０％であることが示された。また、溶鋼の中でＡｌが１８０ppmが減少しており、前記減少したＡｌは、スラグを還元させるのに消耗された。また、ＳｉＯ２が還元されてＳｉ約１３６ppmが溶鋼に流入されて溶鋼の組成を変化させた。
【０１０５】
比較例２では、溶鋼が通過する前のスラグは、ＳｉＯ２を２６ｗｔ％含有しており、溶鋼が通過した後スラグの固相率は変化しなかったが、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含量変化が大きく現れた。これは、比較例１と同様に溶鋼の中でＡｌがＳｉＯ２に還元されて消耗されたからである。すなわち、溶鋼の中でＡｌの含量が１５０ppm減少しながらＳｉが１０７ppm増加しており、したがって、最終的に所望の品質を示すことができなかった。
【０１０６】
前述した比較例１及び２のように、アルミニウム脱酸鋼の場合には、スラグの中でのＳｉＯ２の含量が大きい場合、スラグの固相率を増加させるか、または溶鋼の中でＡｌの減少及びＳｉの増加を誘発して最終的に所望の品質を示すことができない場合がある。また、比較例１の場合には、全酸素変化が０ppmで介在物の除去効率がなく、比較例２の場合には、全酸素変化が−２ppmで介在物の除去効率が低いことを確認することができた。
【０１０７】
実施例１ないし５では、全酸素変化は約−４ppmないし約−５ppmで、比較例１に比べて４倍ないし５倍、比較例２に比べて２倍ないし２．５倍を示している。また、溶鋼が通過する前後でスラグの組成変化がほとんどなく、溶鋼の中でＡｌ変化及びスラグの中で固相が無いか、有っても少ないことを確認することができた。また、実施例２、３では、それぞれスラグの中で固相率が０．８％、０．５％でわずかに生成されたが、固相率が０％である実施例１、４、５と比較した時、全酸素変化が類似したことから、固相率が０．８％、０．５％で形成されることは、溶鋼の精錬に大きな影響を与えないことを確認することができた。
【０１０８】
溶鋼を精錬する場合、スラグは溶鋼中の介在物を吸収して組成が変わることができる。特に、溶鋼の中には主にＣａＯ、ＳｉＯ２、及びＡｌ２Ｏ３からなるため、溶鋼を精錬する過程で前記介在物は、スラグの組成に影響を与える。アルミニウム脱炭鋼の溶鋼を液滴化して精錬する場合には、ＳｉＯ２は、Ａｌを酸化させることができるので、不適切な成分や前記表４及び表５のようにＳｉＯ２がスラグの中に微量含有された場合には大きい影響を与えないということを確認することができた。すなわち、介在物に含まれたＳｉＯ２は、１ｗｔ％ないし２ｗｔ％であり、介在物の吸収によるスラグ中でのＳｉＯ２の増加量は、微量なので、介在物によるＳｉＯ２の増加は、本実施例では大きい影響を与えないということを確認することができた。
【０１０９】
一方、Ａｌ２Ｏ３の場合には、主な成分の中で一つであり、１ｗｔ％ないし２ｗｔ％の変化でもスラグ中のＭｇＯの飽和度に大きい影響を与えることを確認することができた。ＣａＯ− Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ係のスラグに対する状態図によれば、１５５０℃の液状領域でＡｌ２Ｏ３含量が５４．８％を超過する場合、スラグの中でＭｇＯの飽和濃度が急激に減少する。すなわち、表４の実施例１の場合では、Ａｌ２Ｏ３含量が６５ｗｔ％なので、精錬を持続的に行う場合、Ａｌ２Ｏ３の含量が増加されてスラグの中でＭｇＯの飽和濃度が低くなり、したがって、スラグの固相率を増加させることができる。
【０１１０】
また、実施例５の場合には、Ａｌ２Ｏ３が４４．４ｗｔ％から４３．８ｗｔ％へと、微量変化し、ＭｇＯの飽和線に沿ってＭｇＯの溶解度が急激に増加する。したがって、スラグの固相率は増加されないこともあるが、その反面、ＭｇＯを含む耐火物からなるタンディッシュの溶損が懸念される。したがって、溶鋼が重量％で、０．０２％ないし０．１％のＡｌを含むアルミニウム脱酸鋼（Ａｌ−ｋｉｌｌｅｄ）の場合、スラグはＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯであり得、前記スラグはＣａＯ：３０．５〜５２．４％、Ａｌ２Ｏ３：４３．２〜６５％、ＭｇＯ：３〜１１％を含むことが好ましい。
【０１１１】
[アルミニウム含量０．００１％未満を含む溶鋼の精錬]
Ａｌ含量が１０ppm以下の溶鋼（例えば、Ａｌ：０．０００１％〜０．００１％、Ｃ：０．７５％、Ｓｉ：０．３％、Ｍｎ：０．４％）を含むタイヤコード鋼を利用して溶鋼を液滴化して精錬した。この時、使用されるスラグは、表４のように組成及び含量を変えて各実施例及び比較例での溶鋼がスラグを通過する前のスラグの組成と溶鋼が通過した後のスラグの組成変化を確認した。また、表５は、表４における比較例及び実施例の結果であり、スラグ中での固相率（％）及び溶鋼の全酸素ppm変化とＡｌ変化を示した。表６は、実施例６ないし１１で、各実施例による塩基度（ＣａＯ/ＳｉＯ２）及び粘度を示した結果である。
【０１１２】
【表４】
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【０１１３】
【表５】
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【０１１４】
【表６】
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【０１１５】
表４ないし表６を参照すれば、Ａｌ２Ｏ３が過量に含有されたスラグを利用して溶鋼を液滴化して精錬した比較例３及び４を見ると、固相率はいずれも０％で、溶鋼の全酸素変化も全て−７ppm、−６ppmであることを確認することができた。スラグで固相率が高い場合、相対的に溶鋼と接触して溶鋼中の介在物を吸収することができる機能が低下されるので、スラグの固相率は低いほど良い。また、前述したように、全酸素の減少は介在物酸素の減少を意味し、これは、介在物の減少を意味するので、比較例３及び４は、いずれも固相率及び全酸素変化では優れた効果を有することを確認することができた。
【０１１６】
一方、溶鋼が通過した後、スラグの中でＡｌ２Ｏ３の含量がそれぞれ４３．２ｗｔ％→２２．１ｗｔ％、及び２０ｗｔ％→１５．８ｗｔ％に減少し、これは、溶鋼中に取り込まれて比較例３及び４の溶鋼の中でＡｌ含量はそれぞれ１２ppm、５ppmが増加することを確認することができた。すなわち、比較例３及び４では溶鋼がスラグを通過しながら、スラグの中でＡｌを吸収し、むしろ最初よりＡｌ含量が増加した。溶鋼中の介在物は、主にＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３からなるが、溶鋼がスラグを通過しながら前記スラグの中でＡｌ２Ｏ３は、溶鋼中に取り込まれて、したがって溶鋼中のＡｌ含量を徐々に増加させることになる。したがって、タイヤコード鋼のようにＡｌ含量が極めて微量である鋼種では適切でないことを確認することができた。
【０１１７】
実施例６ないし１１を参照すれば、液滴化された溶鋼がスラグを通過する前後のスラグの組成変化がほとんど発生しないことを確認することができた。また、固相率も１％未満で、溶鋼中のＡｌ含量変化及び全酸素変化がすべて減少することを確認することができた。したがって、最終製品がタイヤコード鋼のようにＡｌ含量が極めて微量である製品に適用が可能であることを確認することができた。
【０１１８】
実施例６ないし８の場合には、実施例９ないし１１の場合とは違って、ＳｉＯ２及びＭｇＯの含量変化が発生し、固相率がそれぞれ０．９％、０．３％、０．３％を示した。
【０１１９】
固相の主成分は、フォルステライト（ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ；Ｍｇ２ＳｉＯ４）からなるが、これは実施例１ないし３でスラグの組成の中で変化したＳｉＯ２及びＭｇＯが、固相の中でフォルステライトを構成したからである。
【０１２０】
また、実施例６ないし８は、Ａｌ含量変化は同一であるが、全酸素変化は多少差を見せている。これは、実施例６ないし８の塩基度の差に起因したものと判断される。実施例６は、全酸素変化が−２ppmで、他の実施例に比べて相対的に劣位である理由は、表６に示したように、実施例６の粘度が相対的に高いからである。
【０１２１】
ＣａＯ−ＳｉＯ２−ＭｇＯを含むスラグの場合、粘性は塩基度に影響を受ける。すなわち、スラグの塩基度が低いほど高い粘性を有する。実施例６の場合には、スラグの粘性が１１ｐｏｉｓｅで、他の実施例の約２倍〜６倍高く示されており、実施例７は粘性が４．２ｐｏｉｓｅで、実施例８ないし１１に比べて粘性は約１．５倍〜２．５倍ぐらい高い。したがって、粘性が高いほど溶鋼がスラグを通過し難く、さらに溶鋼中の介在物をスラグが吸収し難いので、実施例６及び７は、それぞれ全酸素変化量が−２ppm、−４ppmで、相対的に精錬効率が低いことを確認することができた。
【０１２２】
実施例８ないし１１の場合、全酸素変化量が約−５ppm〜−６ppmで、優秀な効果を示しており、粘性も１．６ｐｏｉｓｅ〜２．５ｐｏｉｓｅと低く、スラグの効率が相対的に高いことを確認することができた。一方、１５００℃でのＣａＯ−ＳｉＯ２−ＭｇＯ係状態図を参照すれば、実施例６の場合には、ＳｉＯ２の含量が１％未満に増加しても、ＭｇＯの飽和濃度が２倍〜３倍増加する。したがって、実施例１１のようなスラグを利用して溶鋼を連続鋳造する場合、長期間であればあるほどスラグの中には溶鋼から吸収した介在物であるＳｉＯ２の含量が増加する。これは、耐火物からなるタンディッシュの溶損を誘発しえるので、実施例６の場合には、長期間使用を避けることが好ましい。
【０１２３】
精錬する前のＡｌ含量が１０ppm以下である溶鋼に対して上記の方法を適用する場合、スラグは重量％で、ＣａＯ：１３．６％〜４８．３％、ＳｉＯ２：４１．５％〜５４．７％、ＭｇＯ：１０％〜２９％を含むことが好ましい。
【０１２４】
図５は、溶鋼精錬装置で液滴形成部によって形成された液滴の大きさと全酸素含量との関係を調べるために溶鋼精錬装置の中、特に、レードルとタンディッシュとの間の微細液滴ホールを有する耐火物において、前記液滴ホールの大きさによる介在物の精錬効果（全酸素含量変化）を示したグラフ図である。
【０１２５】
本発明の一実施例で液滴化した溶鋼は、液滴形成装置の液滴形成ホールを介して形成されるので、前記液滴ホールの大きさは、本発明の溶鋼液滴の好ましい大きさを見積ることができるようにする。本発明の一実施例のうち、特に、レードルからタンディッシュへの溶鋼の供給やレードルからレードルへの溶鋼の供給時、溶鋼を液滴化するために溶鋼が注入される溶鋼精錬装置の下部領域の上側に微細な液滴ホールを具備した耐火物容器を位置させ、この容器に溶鋼を供給する場合、溶鋼は、耐火物の微細な液滴ホールを介して溶鋼液滴を形成するようになる。
【０１２６】
図５から分かるように、本発明の一実施例では耐火物容器の液滴ホールの大きさが減少することで、全酸素含量は減少することが分かる。また、耐火物容器の液滴ホールの大きさが増加することによって全酸素含量の平均値及び偏差も同様に増加することが分かる。これは、耐火物容器である液滴形成部の液滴ホールの大きさ増加による溶鋼液滴の大きさが増加し、これによる単位体積当りの面積比減少による介在物の除去効率減少に起因する。
【０１２７】
一方、液滴ホールの大きさが６．５mm以上では、液滴精錬を実施しない場合と大きい差がなく、液滴精錬効果がほとんど示されないことが分かる。したがって、図５の結果から溶鋼精錬装置で微細な液滴ホールを有する液滴形成装置の設置による溶鋼の液滴形成の時、介在物の精錬効率を確保するためには耐火物の孔の大きさを６．５mm以下に確保することが好ましいということが分かる。
【０１２８】
２．高清浄溶鋼の精錬装置
次に、本発明の溶鋼精錬装置を連鋳工程に適用した場合を説明する。本発明の溶鋼精錬装置は、製鋼工程で溶鋼の供給を受けるレードル、連鋳過程で溶鋼の供給を受けるタンディッシュなど、多様な種類の溶鋼貯蔵槽にすべて適用が可能である。以下では、まず、連鋳工程で適用されうる多様な高清浄溶鋼の精錬装置の実施例について説明し、ついでに製鋼工程での高清浄溶鋼の精錬装置について説明する。
【０１２９】
[高清浄溶鋼の精錬装置の第１実施例]
図６Ａは、本発明の一実施例による液滴形成のためのレードルとタンディッシュの構造を示した概略断面図で、特に、本発明の液滴形成装置を含むタンディッシュと前記タンディッシュに溶鋼を供給するレードルを図示する。以下では、タンディッシュはタンディッシュ胴体とタンディッシュカバーからなる。したがって、以下で言及されるタンディッシュ胴体は、タンディッシュとして理解しても構わない。
【０１３０】
図６Ａに図示されたように、本発明に係る溶鋼液滴化による精錬工程では、まず、レードル５からタンディッシュ胴体１４へ溶鋼６を供給する。この時、前記レードル５に貯蔵された溶鋼６は、レードル５下部の開閉部７（またはコレクターノズル）によって注入ボックス８（ｐｏｕｒｉｎｇ  ｂｏｘ）を介して溶鋼ストリーム１１の形態でタンディッシュ胴体１４の開口された領域に供給される。
【０１３１】
前記溶鋼ストリーム１１の形態でタンディッシュ胴体１４へ供給された溶鋼６は、まず、タンディッシュ胴体１４の一側部に形成された液滴形成装置によって液滴化過程が遂行され、引き続き液滴化された溶鋼は、落下してスラグ１５を通過して精錬がなされる。参照番号１は、液滴化された溶鋼が落下する様子を示す。その後スラグ１５を通過して介在物が除去された溶鋼は、越流せき１６の下部に流動してタンディッシュ胴体１４内に貯蔵される。
【０１３２】
前記液滴形成装置を中心により詳しく説明する。本発明の一実施例に係る液滴形成装置は、レードル５から供給される溶鋼６を臨時に貯蔵する溶鋼収容部１３と、前記溶鋼収容部１３から貯蔵された溶鋼の流入を受けて液滴化するための液滴形成部１２と、を含む。好ましくは、前記液滴形成装置は、レードル５から溶鋼６の注入を受けるタンディッシュ胴体１４の開口部に隣接して装着される。特に、前記溶鋼収容部１３は、レードル５下部の注入ボックス８を介してタンディッシュ胴体１４へ溶鋼が供給される領域下部に隣接して装着されたもので、内部に溶鋼を収容することができる収容空間を具備し、耐火物からなる一種の溶鋼臨時貯蔵所の役目をする。そして、前記溶鋼収容部１３は、タンディッシュ胴体１４の内部一側部に別に装着される。
【０１３３】
そして、前記溶鋼収容部１３によって、レードル５から供給される溶鋼の、落下する衝撃を一定の部分吸収した後、隣接した液滴形成部１２へ溶鋼を供給するように構成される。一方、前記溶鋼収容部１３を介して流入された溶鋼を液滴化するための液滴形成部１２は、好ましくは、通常的な鋳造速度に対応できるように、ホールの大きさ及び個数を設定した耐火物容器の形態を有する。そして、前記耐火物容器は、中央部に複数の液滴ホール２５が形成される。そして、液滴形成部１２の周囲から延びた側壁は、前記タンディッシュ１４内部で支持されうるようにする。これをより詳しく検討すると、前記液滴形成部１２は、前記溶鋼収容部１３の上端部外周面にわたって支持されうるように形成するが、前記溶鋼収容部１３上端の溶鋼の注入を受ける開口領域を覆わないようにする。
【０１３４】
また、前記液滴形成部１２の一側壁は、前記タンディッシュ胴体１４の内側面に支持されるように装着し、他の側壁はタンディッシュ胴体１４の内部に少なくとも一つ以上の越流せき１６を設置して前記越流せき１６によって支持されるように装着する。この時、前記液滴形成部１２は、タンディッシュ側面が傾いている場合、液滴形成部１２の外郭形状を傾斜するように設計して、タンディッシュ胴体１４の内側面によって支持されるようにし、傾斜のないタンディッシュ胴体１４には液滴形成部１２の側壁が支持されることができるように突起部などを設置して支持されるようにすることができるのは勿論である。
【０１３５】
すなわち、前記液滴形成部１２がタンディッシュ胴体１４の内部で装着される方法として、多様な方法を応用することができ、これもまた本発明の範疇を脱しない。一方、前記タンディッシュ胴体１４は、タンディッシュカバー１０によって覆われ、液滴化過程を通じて精錬がなされた溶鋼は、タンディッシュ胴体１４の内部でタンディッシュフラックス１７の下部に位置されて連鋳過程を通過して排出される。
【０１３６】
一方、図６Ｂは、本発明に係るレードル及びタンディッシュのまた別の構造を示した図面である。図６Ｂでは、図６Ａのような注入ボックス８が具備されておらず、レードル５下部の開閉部７にロングノズル９を具備するようにして、溶鋼６がすぐ溶鋼収容部１３へ注入されうるようにする。このようなロングノズル９を介してレードル５から溶鋼６を注入する時、溶鋼６が溶鋼収容部１３へ落下する時の落下衝撃が低下されるため、溶鋼の飛散などを防止することができる。
【０１３７】
さらに、図６Ｃは、本発明に係るタンディッシュのまた別の構造を図示している。図６Ｃでは、レードルなど、溶鋼貯蔵部から注入される溶鋼が臨時に貯蔵される別途の溶鋼収容部を具備せず、溶鋼が直接液滴形成部１２を通過するようにして精錬工程を遂行するのである。すなわち、図６Ｃでは、本発明の液滴形成装置が別途の溶鋼収容部を具備せずに液滴形成部のみによって構成されうることを示す。
【０１３８】
図７Ａ、７Ｂ及び７Ｃは、図６Ａ、６Ｂ及び６Ｃにて開示された液滴形成部１２の詳細構造を図示している。まず、図７Ａを見ると、本発明に係る液滴形成部１２は、タンディッシュの内部に装着が容易になるようにタンディッシュの内側面と対応する形態を有する容器の形態を有する。このような液滴形成部１２には、液滴形成部１２が溶鋼収容部１３に装着されうるように前記溶鋼収容部１３の開口領域に対応する形態の開かれた開口部２６が具備される。そして、前記開口部２６の側面には、複数の液滴ホール２５が形成されている。
【０１３９】
前記液滴ホール２５は、前記溶鋼収容部１３を介して注入される溶鋼を液滴の形態に形成して下部のスラグを通過できるようにしたもので、鋳造速度、精錬工程の効率性を考慮して一定の大きさと個数で形成することができる。一方、本図面には図示されていないが、前記溶鋼収容部１３が柱状の耐火物からなり、上端部が前記開口部２６を介して延びた状態で連結されるか、別個の部材が前記開口部２６を介して延びてレードルの開閉部７または注入ボックス８と連通されることも想定することができる。そして、前記液滴形成部１２の外側壁１２’は、タンディッシュ胴体１４の内側面とタンディッシュ胴体１４に形成された越流せき１６に支持されることができる。そして、前記開口部２６の外周面２６’は、前記溶鋼収容部１３の上端部に装着されるか、前記開口部２６の中を柱状の溶鋼収容部１３が通過して互いに装着できるようにする。
【０１４０】
一方、図７Ｂは、特に図６Ｃに係る本発明の液滴形成部のまた別の形態を示した平面図であり、図７Ｃは、図７Ｂの正断面図である。図面に示されたような液滴形成部１２Ａは、概ねタンディッシュ胴体１４の一側部形態に対応するように概ね長方形の容器形態を有する。そして、前記液滴形成部１２の外側壁１２ａ’は、タンディッシュ胴体１４の内側面と越流せき１６に装着されることができ、溶鋼をレードルなどの溶鋼貯蔵槽から注入を受けて液滴を形成するための複数の液滴ホール２５が形成されている。
【０１４１】
このようにレードルなど、溶鋼を貯蔵している溶鋼供給装置から供給された溶鋼は、溶鋼収容部を満たした後に液滴形成部へと流入されながら液滴化過程に付される。そして、液滴化された溶鋼は、スラグを通過する間に介在物が除去されて、高清浄溶鋼が製造される。しかし、前記溶鋼収容部が必ずしも必要なものではなく、図６Ｃに示されたように溶鋼を貯蔵する貯蔵槽から直接溶鋼が液滴形成部へ流入されて液滴化過程を遂行することも可能である。そして、液滴形成部の下部には、予め溶融されたスラグを投入するか、固相スラグを投入させて一定の厚さ以上の溶融スラグを形成するようにして液滴化された溶鋼が通過して精錬過程に付されるようにする。
【０１４２】
[高清浄溶鋼の精錬装置の第２実施例]
図８は、連鋳工程に適用することができる本発明のその他の実施例による高清浄溶鋼の精錬装置１００の断面図、図９は、図８に示した高清浄溶鋼の精錬装置１００に溶鋼２００が満たされた様子を示した断面図である。以下、これを参照して本実施例による高清浄溶鋼の精錬装置１００について説明する。
【０１４３】
図８及び図９に示したように、本実施例に係る高清浄溶鋼の精錬装置１００は、タンディッシュ１１０、及びタンディッシュ１１０内に設置されるが、溶鋼２００を液滴化する液滴形成装置１２０を含むことができる。
【０１４４】
タンディッシュ１１０は、レードル１３０から溶鋼２００の供給を受けてこれを貯蔵する部材で、タンディッシュ胴体１１１とタンディッシュカバー１１２とを含むことができる。ここで、タンディッシュ胴体１１１は、レードル１３０から供給された溶鋼２００を収容することができ、液滴形成装置１２０によって液滴化された溶鋼２００ａを貯蔵し、例えば、鋳型などへ送ることができる。また、タンディッシュカバー１１２は、タンディッシュ胴体１１１の開口された一の側をカバーし、タンディッシュ胴体１１１内に貯蔵された溶鋼２００ｂに不純物が浸透しないようにすることができる。この時、タンディッシュカバー１１２には、タンディッシュ胴体１１１内にスラグ２０２またはタンディッシュフラックス２０３などを挿入するための投入ホール１１５、及び溶鋼２００を注入できるように開放された開口部１１４を形成することができる。
【０１４５】
また、タンディッシュ胴体１１１内には、液滴化された溶鋼２００ａをガイドできるようにダム１１８を具備することができ、タンディッシュ胴体１１１の内側壁の一の側には、溶鋼収容部１２１からオーバーフロー（ｏｖｅｒ  ｆｌｏｗ）される溶鋼２００を外部へ排出するオーバーフローホール１１７が形成されることができる。また、タンディッシュ胴体１１１には、貯蔵された溶鋼２００ｂを例えば、鋳型などへ排出する溶鋼出口１１６が形成されることができる。
【０１４６】
一方、タンディッシュカバー１１２に形成された開口部１１４を介してロングノズル１５０が挿入されることができ、これによってロングノズル１５０は、タンディッシュカバー１１２を貫通してタンディッシュ胴体１１１内に到逹することができ、ロングノズル１５０を通して溶鋼２００を溶鋼収容部１２１内に供給することができる。この時、ロングノズル１５０を通して溶鋼２００を供給する場合、溶鋼２００が溶鋼収容部１２１に落下する時、落下衝撃が低下されることができ、溶鋼２００の飛散などを防止することができる。ただし、本発明はこれに限定されず、ロングノズル１５０なしに溶鋼ストリームの形態で溶鋼収容部１２１内に溶鋼２００を供給することも可能である。また、レードル１３０に貯蔵された溶鋼２００は、例えば、コレクターノズルのような開閉部１３１の開閉によって、ロングノズル１５０を介して溶鋼収容部１２１に供給されることができる。
【０１４７】
液滴形成装置１２０は、タンディッシュ１１０内に設置され、溶鋼２００を液滴化する装置であり、溶鋼収容部１２１及び液滴形成部１２２を含むことができる。ここで、溶鋼収容部１２１は、タンディッシュ胴体１１１の内部を第１越流せき１２３で塞いで形成されることができる。この時、第１越流せき１２３の幅は、タンディッシュ胴体１１１の幅と同一であり、第１越流せき１２３でタンディッシュ胴体１１１を二分することができ、二分されたタンディッシュ胴体１１１の中でタンディッシュカバー１１２の開口部１１４に隣接した領域が溶鋼収容部１２１になりうる。
【０１４８】
したがって、溶鋼収容部１２１は、タンディッシュ胴体１１１の内側壁及び第１越流せき１２３によって上部を除いて密閉されることができ、開放された上部を通してロングノズル１５０が挿入されて溶鋼２００の供給を受けることができる。一方、溶鋼収容部１２１は、レードル１３０から落下する溶鋼２００の落下衝撃を一定の部分吸収した後、収容された溶鋼２００中であふれる部分を液滴形成部１２２へ送るため、液滴形成部１２２は、溶鋼収容部１２１の存在によって相対的に大きい力を受けず、衝撃によって損傷される可能性が減少されることが可能となる。また、溶鋼収容部１２１は、一定の速度及び量で溶鋼２００を液滴形成部１２２へ送ることができ、工程の効率が向上されうる。
【０１４９】
一方、液滴形成部１２２は、溶鋼収容部１２１から送られる溶鋼２００を液滴化する部材で、溶鋼収容部１２１に隣接するように位置されることができる。より具体的には、液滴形成部１２２は、第１越流せき１２３を基準として溶鋼収容部１２１の反対側に位置することができる。この時、図２に示したように、溶鋼収容部１２１に溶鋼２００が引き続き供給されて溶鋼収容部１２１から溶鋼２００があふれる場合、あふれた溶鋼２００は隣接した液滴形成部１２２へ送られることができ、液滴形成部１２２へ送られた溶鋼２００は、液滴化されて第１越流せき１２３によって二分されたタンディッシュ胴体１１１の中で溶鋼収容部１２１の反対側に位置した溶鋼貯蔵部１１３へ落下することができる。
【０１５０】
一方、本実施例による高清浄溶鋼の精錬装置１００は、タンディッシュ胴体１１１の内部に第２越流せき１４０をさらに含むことができる。この時、第２越流せき１４０は、タンディッシュ胴体１１１の内側壁によって支持されることができ、上部には、液滴形成部１２２が位置することができる。したがって、液滴形成部１２２は、第１越流せき１２３及び第２越流せき１４０によって支持されることができる。また、液滴形成部１２２は、タンディッシュ胴体１１１の内側壁によって幅方向に支持されることができる。
【０１５１】
この時、第２越流せき１４０の下部には、開放部１４１が具備されることができる。したがって、液滴形成部１２２を通過して液滴化された溶鋼２００ａは、第２越流せき１４０の開放部１４１を通って溶鋼貯蔵部１１３内で自由に移動可能であり、溶鋼貯蔵部１１３内に貯蔵された溶鋼２００ｂは、溶鋼出口１１６を介して鋳型などへ排出されることができる。一方、溶鋼貯蔵部１１３内に貯蔵された溶鋼２００ｂの上面には、タンディッシュフラックス２０３を投入して溶鋼２００ｂを保護することができる。
【０１５２】
図１０は、図９に示したＡ部分の拡大図、図１１は図９に示した高清浄溶鋼の精錬装置１００の液滴形成部１２２の斜視図である。以下、これを参照して本実施例に係る液滴形成部１２２についてより具体的に検討する。
【０１５３】
図１０及び図１１に示したように、液滴形成部１２２には複数の液滴ホール１２４が具備されることができる。したがって、溶鋼収容部１２１から送られた溶鋼２００は、液滴ホール１２４を通過しながら小さな大きさで、すなわち、液滴化されて吐出されることができる。一方、このような液滴ホール１２４の大きさは、６．５mm以上の場合、液滴精錬を実施しない場合と大きい差がなく、液滴精錬効果がほとんど示されないこともあるので、液滴ホール１２４の大きさを６．５mm以下に確保することが好ましい。また、液滴ホール１２４の大きさが６．５mm以下でも小さいほど溶鋼２００内の全酸素含量を下げることができるが、鋳造速度が遅くなることがあるので、通常的な鋳造速度、精錬工程の効率性を考慮して液滴ホール１２４の大きさ及び個数を設定することが好ましい。
【０１５４】
また、液滴形成部１２２は、概ねタンディッシュ胴体１１１の内側壁に対応するように長方角形の容器形態であることができ、液滴形成部１２２の外側壁は、第１越流せき１２３、第２越流せき１４０、及びタンディッシュ胴体１１１の内側壁に装着されることができる。また、溶鋼収容部１２１から送られた溶鋼２００が液滴形成部１２２上であふれて液滴化されていない状態で溶鋼貯蔵部１１３へすぐに送られることのないように、液滴形成部１２２には段差部１２５、１２６が具備されることができる。この時、液滴形成部１２２の一の側の段差部１２６は、溶鋼収容部１２１に隣接するので、高さを相対的に低くして溶鋼２００が溶鋼収容部１２１から液滴形成部１２２へ円滑に送られるようにしながら、他の側の段差部１２５は、溶鋼収容部１２１の反対側に隣接するので、高さを相対的に高くして液滴形成部１２２上で溶鋼２００があふれないようにすることができる。
【０１５５】
図８に示したように、液滴形成部１２２の液滴ホール１２４を通過した溶鋼は、一定の大きさの微細液滴に形成されることができる。その後、一定の大きさを有する液滴化された溶鋼は、落下して溶鋼貯蔵部１１３に貯蔵された溶鋼の上面に形成されたスラグの表面に衝突し、溶鋼内の介在物は、スラグに吸収され、比重差によって落下された溶鋼は、溶鋼貯蔵部１１３に貯蔵された溶鋼に吸収される（図９参照）。この場合、スラグを通過した液滴化された溶鋼は、介在物が除去されて清浄度が高くなることができる。
【０１５６】
さらに、液滴化された溶鋼は、スラグを通過しながら全酸素量が減少されることができる。この時、液滴化された溶鋼は、スラグに対する反応面積が従来に比べて大きくなるので、全酸素量が顕著に減少されることができる。また、液滴化された溶鋼は、スラグの表面に衝突して通過する時、介在物が除去されることができる。液滴化された溶鋼がスラグの表面と接触した後、前記スラグの表面に衝突した液滴化された溶鋼は、時間の経過に応じてスラグの表面で薄く広がる現象（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ、t１〜t８、図３参照）を現わし、これによって液滴化された溶鋼の介在物の移動距離が減少し、移動速度も同様に増加するようになって、介在物の除去が容易に起きるようになる。
【０１５７】
上記の図６Ａないし図１１では、レードルからタンディッシュへ溶鋼が流入される場合の、タンディッシュ胴体内で溶鋼の液滴化のための装置を示した。しかし、本発明の液滴形成装置は、単に連鋳工程以外にも製鋼工程の全工程に適用が可能であることは勿論である。以下では、このような製鋼工程に適用可能な溶鋼精錬装置の例について説明する。
【０１５８】
[高清浄溶鋼の精錬装置の第３実施例]
図１２Ａは、製鋼工程で溶鋼成分及び脱酸が完了した溶鋼に対して液滴精錬を実施するためにレードルからレードルへ溶鋼を供給して液滴形成により精錬を実施することを示したものである。そして、図１２Ｂは、この時下部から溶鋼の注入を受けたレードルの平断面図である。
【０１５９】
本発明の実施例では、溶鋼供給装置から溶鋼を供給する供給用レードルと、収容部として溶鋼を収容する収容用レードルが図示される。この時、溶鋼６を供給する上部側レードル５から２９を介して注入される溶鋼６の衝撃量を相殺するために下部レードル２０では、下部レードル２０の外周面の一の側に別個の溶鋼収容部２３を形成する。そして、上部側レードル５は、レードルの開閉部またはロングノズル２９などを利用して前記溶鋼収容部２３へ溶鋼を供給する。同時に、前記溶鋼収容部２３に貯蔵された溶鋼６は、下部レードル２０の隣接した側壁２１を越えて液滴形成部２２へ流入される。そして、液滴形成部２２から流入された溶鋼６は、複数の液滴ホール２５’を介して液滴化過程に付される。
【０１６０】
ついでに、液滴化された溶鋼は、下部レードル２０の内部に装着された一定の厚さのスラグ２４を落下して通過する。前記液滴形成部２２は、下部レードル２０の内側面に結合されて装着されるか、側壁に装着されることができる。前記複数の液滴ホール２５’を通って液滴化された溶鋼は、落下しながら下部のスラグ２４を通過しつつ液滴精錬がなされる。この時、下部レードル２０内にはアルゴンガスなど、不活性ガスを充填して溶鋼の再酸化を防止する。アルゴンガスなどの不活性ガスは、上部のカバー２７を介して投入されるか、下部の低吹プラグを介して供給されることができる。そして、前記下部レードル２０は、レードルカバー２７によって覆われることができる。
【０１６１】
図１２Ｃは、本実施例で液滴形成部自体の平面図を図示する。図面に図示されたように本実施例での液滴形成部２２は、レードルの内周面の一側部に対応する形態の耐火物容器で構成される。そして、複数の液滴ホール２５’が、容器の中央部に形成されて、さらに容器の周囲は上部へ延びた側壁２２’を備え、前記側壁は、下部レードル５の内周面で支持されるように構成する。
【０１６２】
以上のように、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施されることができるということを理解できるだろう。よって、上記記述の実施例等は、すべての面から例示的なもので限定的ではないことを理解しなければならない。そして、本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【０１６３】
５  レードル、
６  溶鋼、
７  開閉部、
８  注入ボックス、
９  ロングノズル、
１０、１１２  タンディッシュカバー、
１１  溶鋼ストリーム、
１２、２２  液滴形成部、
１３、２３  溶鋼収容部、
１４、１１１  タンディッシュ胴体、
１５  スラグ、
１６  越流せき、
２５、２５’  液滴ホール、
１００  タンディッシュ、
１１３  溶鋼貯蔵部、
１２３  第１越流せき、
１２４  液滴ホール、
１４０  第２越流せき
【図１】
0005921768.tif 000008
【図２Ａ】
0005921768.tif 000009
【図２Ｂ】
0005921768.tif 000010
【図３】
0005921768.tif 000011
【図４Ａ】
0005921768.tif 000012
【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
0005921768.tif 000014
【図５】
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【図６ａ】
0005921768.tif 000016
【図６ｂ】
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【図６ｃ】
0005921768.tif 000018
【図７ａ】
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【図７ｂ】
0005921768.tif 000020
【図７ｃ】
0005921768.tif 000021
【図８】
0005921768.tif 000022
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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