(57)【要約】溶鋼を利用した鉄系粉末の製造方法が開示される。本発明による鉄系粉末の製造方法は、製銑工程及び製鋼工程によって製造された鉄系の溶鋼をタンディッシュに提供する段階と、前記タンディッシュに連結されたノズルを通して排出される前記溶鋼に水噴射する段階とを含む。 本発明を適用することにより、製銑工程で出銑された鎔銑を鎔銑予備処理過程なしに転炉に装入した後に精練させた溶鋼から鉄系粉末を製造することによって、経済的に高清浄度の鉄系粉末を提供する。
2013540897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系粉末の製造方法において、
製銑工程及び製鋼工程によって製造された鉄系の溶鋼をタンディッシュに提供する段階と、
前記タンディッシュに連結されたノズルを通して排出される前記溶鋼に水噴射する段階とを含むことを特徴とする、鉄系粉末の製造方法。
【請求項２】
前記製鋼工程は、前記製銑工程で出銑された鎔銑を鎔銑予備処理せずに転炉に装入して精錬することを特徴とする、請求項１に記載の鉄系粉末の製造方法。
【請求項３】
前記転炉に装入する前に、前記鎔銑の温度範囲は１、２５０℃〜１、４５０℃、硫黄（Ｓ）の含有量は０．００５ｗｔ％〜０．１ｗｔ％であることを特徴とする、請求項２に記載の鉄系粉末の製造方法。
【請求項４】
前記タンディッシュに提供される前に、前記溶鋼に含まれている硫黄（Ｓ）の含有量が０．１ｗｔ％〜０．２ｗｔ％となるように前記溶鋼に硫黄含有物質を添加する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の鉄系粉末の製造方法。
【請求項５】
前記製鋼工程によって精練された溶鋼は、炭素（Ｃ）の含有量が０．００１ｗｔ％〜０．１ｗｔ％、リン（Ｐ）の含有量が０．００１ｗｔ％〜０．０２ｗｔ％であることを特徴とする、請求項１に記載の鉄系粉末の製造方法。
【請求項６】
前記水噴射によって製造された鉄系粉末を脱水、乾燥、及び還元熱処理する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の鉄系粉末の製造方法。
【請求項７】
前記還元熱処理は、前記水噴射によって液滴に分離されて冷却された鉄系粉末を、６００℃〜１、２００℃の還元性雰囲気で反応させることによって行われることを特徴とする、請求項６に記載の鉄系粉末の製造方法。
【請求項８】
前記還元熱処理後に前記鉄系粉末の硫黄（Ｓ）の平均含有量が０．０１ｗｔ％を超える場合、前記還元熱処理を繰り返して行うことを特徴とする、請求項７に記載の鉄系粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄系粉末の製造方法に関し、より詳しくは、製銑工程及び製鋼工程によって得られた溶鋼を利用した鉄系粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車及び機械に必要な複雑な形状を有する焼結用部品産業の発電に伴って、その原料として使用される鉄系粉末の使用量が急増している。
【０００３】
焼結用部品は、原料である鉄系粉末を目的に合う製造製品の形状を有する金型内部に充填させた後、４〜７ｔｏｎ／ｃｍ２の高圧を加えて圧縮成型し、物理的及び機械的特性を付与するために高温で焼結処理を行って、高密度の焼結体を得る過程を経るようになる。
【０００４】
特に、自動車用焼結部品の製造のためには、粉末自体が適正粒度、流動度、見かけ密度、成形密度、及び高清浄度などの高密度の焼結体を製造することができるように優れた品質を備えなければならない。
【０００５】
水噴射工程を通して製造された鉄分は、還元鉄分とは異なって還元工程時に粉末内部で酸化物が還元されたところに気孔が残存する現象がなくて、内部の気孔がほとんど存在しないので、同一の圧力を加えた時の成形密度が還元鉄分に比べて０．５ｇ／ｃｍ３以上高い値を示すことで、高密度の焼結部品の製造に適したものと知られている。
また、鉄系粉末製造時には成形性に悪影響を及ぼす炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、硫黄（Ｓ）、及びリン（Ｐ）などの不純物の最小化によって、鉄系粉末の高清浄度を維持するのが大変重要である。
【０００６】
高清浄、高い成形密度などの優れた品質と共に、鉄系粉末においてまた一つ要求される重要な要件は製造工程の経済性である。
【０００７】
従来は、古鉄をアーク電気炉で再溶解して、脱炭、脱リンなどの酸素吹錬をはじめとする精練工程を経て溶鋼化させた後、水噴射工程によって鉄系粉末を製造した。
【０００８】
しかし、従来の技術は、不純物の含有量がそれぞれ異なる古鉄をリサイクルするので、溶鋼の成分を一定に維持するのに多くの時間と費用がかかった。
【０００９】
また、一般に水噴射される溶鋼の表面張力が高いため、水噴射工程で溶鋼が粉末化される時に粉末の形状が球形化される傾向が現れて、粉末を成形する時に成形体の成形強度が低くなって、移送中に成形体に好ましくない破損が起こる問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、製銑工程及び製鋼工程によって製造された鉄系の溶鋼をタンディッシュに提供し、前記タンディッシュに連結されたノズルを通して排出される前記溶鋼に水噴射して鉄系粉末を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の好ましい実施例による鉄系粉末の製造方法は、製銑工程及び製鋼工程によって製造された鉄系の溶鋼をタンディッシュに提供する段階と、前記タンディッシュに連結されたノズルを通して排出される前記溶鋼に水噴射する段階とを含む。
【００１２】
前記製鋼工程は、前記製銑工程で出銑された鎔銑を鎔銑予備処理せずに転炉に装入して精錬してもよい。
【００１３】
前記転炉に装入する前に、前記鎔銑の温度範囲は１、２５０℃〜１、４５０℃、硫黄（Ｓ）の含有量は０．００５ｗｔ％〜０．１ｗｔ％であってもよい。
【００１４】
前記鉄系粉末の製造方法は、前記タンディッシュに提供される前に、前記溶鋼に含まれている硫黄（Ｓ）の含有量が０．１ｗｔ％〜０．２ｗｔ％となるように、前記溶鋼に硫黄含有物質を添加する段階をさらに含んでもよい。
【００１５】
前記製鋼工程によって精練された溶鋼は、炭素（Ｃ）の含有量が０．００１ｗｔ％〜０．１ｗｔ％、リン（Ｐ）の含有量が０．００１ｗｔ％〜０．０２ｗｔ％であってもよい。
【００１６】
前記鉄系粉末の製造方法は、前記水噴射によって製造された鉄系粉末を脱水、乾燥、及び還元熱処理する段階をさらに含んでもよい。
【００１７】
前記還元熱処理は、前記水噴射によって液滴に分離されて冷却された鉄系粉末を、６００℃〜１、２００℃の還元性雰囲気で反応させることによって行ってもよい。
【００１８】
前記還元熱処理後に前記鉄系粉末の硫黄（Ｓ）の平均含有量が０．０１ｗｔ％を超える場合、前記還元熱処理を繰り返して行ってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
上記のような本発明による鉄系粉末の製造方法によれば、次のような効果がある。
【００２０】
本発明は、スクラップを再溶解することとは異なって液体状態の鎔銑を製鋼処理を経て直接鉄系粉末を製造することにより、優れた品質の粉末の提供及び製造原価の節減を達成することができる。これによって、前記鉄系粉末を活用する自動車及び機械関連部品産業の技術、並びに値段競争力の向上に大きく寄与することができる。
【００２１】
また、古鉄再溶解に必要なエネルギー節約が可能なので、ＣＯ２排出を低減することができる。
【００２２】
さらに、硫黄が一定量含まれている鎔銑を製鋼工程で精錬した溶鋼から粉末を製造することによって、水噴射工程によって粉末化された鉄系粉末の成形強度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例による溶鋼を利用した鉄系粉末製造方法の工程を示した図面である。
【図２】タンディッシュに連結されたノズルから排出される溶鋼に水噴射する工程を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付される図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すれば明らかになるはずである。しかし、本発明は以下に開示される実施例に限られるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現され、単に本実施例は本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書の全体にわたって同一の参照符号は同一の構成要素を示す。
【００２５】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例による溶鋼を利用した鉄系粉末の製造方法について説明する。参考として、本発明の説明において関連した公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不必要にぼかす恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施例による溶鋼を利用した鉄系粉末の製造工程を概略的に示す工程図である。
【００２７】
図１に示されているように、本発明の好ましい一実施例による鉄系粉末の製造方法は、製銑工程及び製鋼工程によって製造された鉄系の溶鋼をタンディッシュに提供する段階と、前記タンディッシュに連結されたノズルを通して排出される前記溶鋼に水噴射する段階とを含む。
【００２８】
本発明は、製銑工程で製造された鎔銑を鉄系粉末の製造元料として使用することを特徴とする。
【００２９】
前記製銑工程は、一般的な製銑設備である高炉またはファイネックス溶融還元工程を含み、鎔銑を１、５００〜１、６００℃の範囲で出銑して鎔銑運搬車に投入した後、転炉に装入する。
【００３０】
前記出銑された鎔銑の主要成分の含有量は、炭素（Ｃ）４ｗｔ％以上、シリコン（Ｓｉ）０．１〜１ｗｔ％、マンガン（Ｍｎ）０．１〜０．５ｗｔ％、リン（Ｐ）０．０６〜０．２ｗｔ％、硫黄（Ｓ）０．００５〜０．１ｗｔ％、クロム（Ｃｒ）０．１ｗｔ％以下、チタニウム（Ｔｉ）０．１ｗｔ％以下、バナジウム（Ｖ）０．１ｗｔ％以下、銅（Ｃｕ）０．０１％以下であってもよい。
【００３１】
前記硫黄（Ｓ）成分が０．００５〜０．１ｗｔ％である鎔銑を１２５０℃〜１４５０℃の範囲で転炉に装入する。
【００３２】
本願発明とは異なって、一般にスラブなどを製造する連続鋳造工程では、鎔銑を転炉に装入する前、レードル（ｌａｄｌｅ）に鎔銑を投入して鎔銑予備処理過程（例えば、脱黄処理）によって硫黄を０．００５ｗｔ％以下に制御するが、このような工程は約４５分かかり、鎔銑温度が最大５０度まで下落するようになる。
【００３３】
脱黄処理は、レードルに装入された鎔銑に生石灰などを添加した後、攪拌することによって、鎔銑中に含まれている硫黄成分を除去する工程をいう。
【００３４】
製鋼工程は、製銑工程によって出銑された鎔銑に含まれている炭素、ケイ素、マンガン、リン、及び硫黄のような不純物を精錬して炭素含有量を低くし、不純物を除去する工程をいい、転炉などを用いてもよい。
【００３５】
本願発明では一般的な製鋼工程で経るようになる鎔銑予備処理工程を必要としない。つまり、鎔銑に含まれている硫黄を予備処理過程で除去しなくてもよいので、上記のような温度下落の防止及び工程時間を短縮させることができる。
【００３６】
前記硫黄を除去する工程は、鎔銑予備処理工程以外にも前記製鋼工程の転炉でも行われることができる。
【００３７】
前記硫黄は、溶鋼の表面張力を減少させることによって、後述する水噴射工程で溶鋼が粉末化される時、粉末の形状を非球形の不規則な形状を有するようにする役割を果たす。
【００３８】
次に、前記鉄系粉末の製造方法は、前記タンディッシュに供給される前の溶鋼に含まれている硫黄（Ｓ）の含有量が０．１ｗｔ％〜０．２ｗｔ％となるように、前記溶鋼に硫黄含有物質を添加する段階を追加的に含んでもよい。
【００３９】
前記溶鋼内の硫黄の含有量を増加させる物質を添加することによって、溶鋼の粘度を減少（溶鋼の流動性は増加）させ、後述する水噴射時に、つまり、落下する溶鋼に高圧水を噴射する工程によって製造された粉末の形状が球形でない不規則な形状を有するようにして、粉末を圧縮・形成する時に成形体の成形強度を増加させることができる。
【００４０】
前記硫黄の含有量を増加させることのできる物質は、フェロ硫黄（ＦｅＳ）などの硫黄を含有する合金鉄を用いてもよく、前記合金鉄は、精錬された溶鋼をレードルに入れてタンディッシュに供給する前に前記レードルに添加されてもよい。
【００４１】
前記製鋼工程では、前記製銑工程で出銑された鎔銑を前記転炉で３０〜６０分の酸化反応を通して、含有成分のうちの炭素（Ｃ）０．００１〜０．１ｗｔ％、リン（Ｐ）０．００１ｗｔ％〜０．０２ｗｔ％範囲の溶鋼に精錬させるようになる。
【００４２】
この場合、溶鋼の成分のうちの炭素含有量を０．００１〜０．１ｗｔ％に維持させる理由は、溶鋼を水噴射して粉末化する時に、炭素（Ｃ）含有量が０．００１ｗｔ％より低ければ、水噴射直後の粉末の表面にＦｅＯ酸化層が５〜１５μｍ程度発生して、後続する還元熱処理工程で所要時間、還元ガスの消費量が多くなって、生産性が低下し、製造原価が上昇するためである。
【００４３】
一方、炭素（Ｃ）含有量が０．１ｗｔ％より高ければ、還元熱処理工程を経ても粉末内の炭素の除去が完全に行われないため、炭化物を形成するようになって、粉末の硬度値の上昇によって粉末の成形性を低下させるようになるためである。
【００４４】
一方、溶鋼の成分のうちのリン（Ｐ）の含有量を０．００１〜０．０２ｗｔ％に維持させる理由は、燐の成分が０．００１ｗｔ％水準に低くなるためにはダブルスラグ法（ｄｏｕｂｌｅ−ｓｌａｇ  ｍｅｔｈｏｄ）を利用して酸化反応時間がさらに必要であるので、転炉工程がさらに長くなるようになり、０．０２ｗｔ％より高くなれば最終製品に脆性が現れて、製品寿命が低下するという短所があるためである。
【００４５】
前記転炉で酸化反応を経た溶鋼は１５５０℃〜１７５０℃の温度範囲でレードルに出鋼させ、前記レードルで１５３０℃〜１７００℃の温度の溶鋼を１００ｋｇ／分〜３ｔｏｎ／分の吐出速度でレードル下部のタンディッシュに出湯し、タンディッシュの下部に位置した内径１０ｍｍ〜４０ｍｍの円形のセラミックオリフィス（ノズル）を通じて溶鋼を下部の水噴射工程チャンバ内に落下させる。
【００４６】
前記レードルで溶鋼が１５３０℃未満になれば、溶鋼が凝固して工程がそれ以上進められることができず、１７００℃を超過するようになれば、レードル耐火物、タンディッシュ耐火物に過負荷を与えて、操業が非常に危険になる恐れがある。
【００４７】
溶鋼の吐出速度が１００ｋｇ／分より低ければ、生産性が低くなって原価上昇の要因になるだけではなく、１０トン以上の溶鋼の処理が非常に困難であり、溶鋼の吐出速度が３ｔｏｎ／分より大きければ、水噴射及び冷却のための水の総量が多く必要であるため、全体的に装置の規模が幾何級数的に増加するようになって、過度な投資額になる。
【００４８】
図２は、タンディッシュに連結されたノズルを通して排出される鉄系の溶鋼に高圧の水を噴射して、鉄系粉末を製造する工程を概略的に示した図面である。
【００４９】
前記水噴射は、従来の鉄系粉末製造法に使用される装置を使用することができる。
【００５０】
前記セラミックオリフィス（ノズル）を通して水噴射工程チャンバに流入する溶鋼が、前記チャンバの上部に位置した高圧水を噴射するノズルを通して５０〜３００ｂａｒの圧力で噴射された水との衝突によって、５００μｍサイズ以下の液滴に分離され、この液滴は、前記チャンバの内部に２０〜８０％満たされている冷却水及び前記噴射された水によって急冷されて、１５０μｍ（１００メッシュ（ｍｅｓｈ））サイズ以下の比率が８０〜９５％水準に粉末化される。
【００５１】
この時、高温で水と鉄が直接接触するため、表面は酸化層で覆われるようになる。
【００５２】
前記高圧水の圧力が５０ｂａｒより低ければ、粉末の表面粗度が低くなり、１５０ｍ以下の粉末を８０％以上得ることができず、圧力が３００ｂａｒ以上であれば、粉末の平均粒度が小さくなって、所望のサイズ範囲の（１００メッシュ（ｍｅｓｈ）以下の粉末が８０％以上９５％以下）粉末を得ることができなくて、収率が低くなる。
【００５３】
前記粉末をチェンバ内の工程水及び冷却水と分離した後、脱水処理及び乾燥処理を経て、含水量が０．１ｗｔ％となるように乾燥した後、水素をはじめとする還元性気体を流しながら、６００〜１、２００℃温度で酸素含有量０．２ｗｔ％以下に熱処理を行う。
【００５４】
前記還元熱処理によって前記鉄系粉末の硫黄（Ｓ）の平均含有量が０．０１ｗｔ％以下となるように管理する。前記還元熱処理によって前記鉄系粉末の硫黄の平均含有量が０．０１ｗｔ％を超える場合、前記還元熱処理を反復的に行う。
【００５５】
以降、粉末を粉砕工程、分級工程、混合工程を経て、平均サイズが５０〜１００μｍであり、４５μｍサイズ以下の比率が４０％以下、１５０μｍサイズ以下の比率が８０〜９５％範囲に制御する。
【００５６】
水噴射工程直後の粉末の粒度分布中１００メッシュ（ｍｅｓｈ）以下が８０〜９５％になることによって、後続工程で損失する粉末の量が最小化されて、粉末収率を高めることができる。
【００５７】
８０％以下になれば、１００メッシュ（ｍｅｓｈ）より大きい粉末が２０％を超えるようになって粉末収率が８０％以下になり、大きい粉末をスクラップ処理を行ったりする不必要な作業をしなければならないので好ましくなく、粉末収率が９５％以上に高くなれば、平均粒度が５０μｍ水準に低くなり、−３２５メッシュ（ｍｅｓｈ）粉末の比率が４０％を超えるようになって、粉末流動性が悪くなり（３０ｓｅｃ／５０ｇ以上）、成形工程時に金型内への粉末装入速度が低くなって生産性が悪くなり、流動性の低下による成形体内部に密度の不均一な領域が発生するようになる。
【００５８】
また、同一密度の成形体に対する必要成形圧が高くなって、金型に反復的な高い圧力が加わることによって、金型の寿命が低下するようになる。
【００５９】
以下、実施例を通して本発明による溶鋼を利用した鉄系粉末の製造方法について詳細に説明する。
【００６０】
ただ下記の実施例は本発明を例示するものであり、本発明の内容が下記の実施例によって限定されることではない。
【実施例１】
【００６１】
高炉で製造された鎔銑を、鎔銑予備処理を経ずに転炉で製鋼処理後、溶鋼をタンディッシュに移した後、高圧の水噴射装置を利用して鉄系粉末を製造した。
【００６２】
前記溶鋼は、製銑工程を通して製造された炭素含有量の高い鎔銑の成分を制御したもので、溶鋼状態で成分を制御するための工程として転炉で酸化精練工程を適用した。
【００６３】
本発明を適用することによって発生可能な原価低減効果を具体的に算出するために、本発明による鉄系の溶鋼を利用した鉄系粉末と従来技術による古鉄をアーク炉で再溶解して、鉄系粉末を製造した。
【００６４】
高炉で製造された鎔銑を転炉に投入して、転炉で炭素、シリコン、リンなどの成分を酸化洗練して溶鋼を得た後、タンディッシュに装入した後、ノズルを通して溶鋼を落下させながら高圧の水噴射装置を利用して鉄系粉末を製造し、それに伴う工程別費用及び総費用を算出して表１に示した。
【００６５】
また、古鉄を再溶解した後、電気炉で製鋼工程を経て得られた溶鋼を利用して、高圧の水噴射工程によって鉄系粉末を製造し、工程別費用及び総費用を表１に比較資料として示した。
【００６６】
実質的に本発明で提示する溶鋼を直接原材料として用いた場合を既存の古鉄の再溶解工程と比較する時、連続鋳造工程及び再溶解工程の所要時間、真空脱気処理時に追加的に消耗されるエネルギーなどの付加的な原価低減の効果も非常に大きいことと予想される。
【表１】
2013540897.tif 000003
【００６７】
上記表１に示されているように、本発明による溶鋼を利用して１トンの鉄系粉末を製造する場合、従来の工程に比べて約１６．２万ウォン／トンの原価節減の効果を期待できる。
【００６８】
また、溶鋼の直接利用による冷却及び再溶解工程が省略されることによって、それぞれの工程から流入可能な酸化物、炭化物、偏析、不均質組成などの色々な問題点も制御可能なので、鉄系粉末の品質の高清浄化にも効果が大きいことと予想される。
【００６９】
また、本発明の適用によって製造された鉄系粉末の溶鋼の直接使用による不純物が抑えられた高清浄化の効果を、既存の工程を利用して製造された商業用鉄系粉末と比較した。
【００７０】
比較分析する不純物の項目は、成形性に大きい影響を与える炭素、酸素、窒素、硫黄、リン、シリコンなどの項目を重点的に分析しており、従来の工程を利用して製造された鉄系粉末（比較例１、比較例２、比較例３）と比較した。
【表２】
2013540897.tif 000004
【００７１】
上記表２に示されているように、本発明による溶鋼を利用して鉄系粉末（実施例１）を製造する場合、従来の工程によって製造された粉末（比較例１、比較例２、比較例３）の不純物成分の含有量に比べて、全ての不純物成分において最小水準に準ずるか、またはそれより少量を含有する高清浄度の鉄系粉末を得たことが分かる。
【００７２】
特に、成形性に大きく影響を与えるものと知られている炭素、酸素、窒素などの気体不純物の含有量が、本発明の例の場合従来技術による粉末の最小水準であって、高密度焼結部品の製造時に大きい効果が期待される。
【００７３】
前記効果を検証するために、従来技術による粉末と本発明による鉄系粉末を潤滑剤と混合して、シリンダ型金型を利用して圧縮成形性を評価した。成形性の評価は６００ＭＰａの圧力下で３回以上実施しており、成形体の密度を測定して粉末間の成形性を比較した。
【表３】
2013540897.tif 000005
【００７４】
上記表３に示されているように、本発明から製造された鉄系粉末成形体の密度は、従来技術によって製造された粉末成形体の密度より０．０６〜０．１４ｇ／ｃｍ３まで高まる、優れた成形性を示すことが分かる。
【００７５】
成形性に優れた粉末を利用して焼結用部品を製造する時に、収縮率が小さいため、不良率を低くすることができ、内部の気孔度も低くすることができるので、高靭性・長寿命の部品製造が可能な効果を期待できる。
【実施例２】
【００７６】
本発明の適用によって得られる鉄粉末の品質改善の効果を具体的に算出するために、５種類の試片を製造した。試片５種類は次の通りである。
【００７７】
第一、高炉で製造された鎔銑の脱黄処理を行わすに、転炉で製鋼工程を経て溶鋼を得た後、目標温度でレードルに出鋼し、タンディッシュ下部のオリフィスを通して落下する溶鋼に高圧の水を噴射して鉄粉末を製造しており、脱水及び乾燥過程を経た粉末に対して還元熱処理を実施した（実施例２、溶鋼内の硫黄０．０５ｗｔ％）。
【００７８】
第二、高炉で製造された鎔銑の脱黄処理を行わずに、転炉で製鋼工程を経て溶鋼を得た後、硫黄成分を含む合金鉄を投入した後、高圧水を噴射して粉末を得て、同一の後工程を経た（実施例３、溶鋼内の硫黄０．２ｗｔ％）。
【００７９】
第三、上記実施例２に対して追加的に脱黄処理を行った（実施例４）。
【００８０】
第四、上記実施例３に対して追加的に脱黄処理を行った（実施例５）。
【００８１】
第五、比較例として活用するために、選別されたスクラップをアーク電気炉で再溶解してレードルに出鋼し、タンディッシュ下部のオリフィスを通して落下する溶鋼に高圧水噴射、脱水、乾燥、及び還元熱処理工程を経て、鉄粉末を製造した（比較例２、溶鋼内の硫黄０．０１ｗｔ％）。
【００８２】
下記の表４は、５種類のサンプルの鉄粉末の成分を示したものである。５種類のサンプルの全体的な成分が類似するように溶鋼を製造した状態であるため、全て類似した成分を示しているが、実施例３の場合、溶鋼に硫黄を含む合金鉄を添加したので、硫黄成分が他の粉末に比べて若干高く現れることが分かる。
【００８３】
また、比較例２の場合、溶鋼に別途に硫黄成分を添加しなかったので、粉末に硫黄成分が最も低く現れた。
【表４】
2013540897.tif 000006
【００８４】
５種類の鉄粉末に対して、通常的に粉末特性を評価する基準になる見かけ密度、流動度、成形密度（ａｔ  ６００ＭＰａ）、成形強度（ａｔ  ７．１ｇ／ｃｍ３）を評価して表２に示した。
【００８５】
見かけ密度の場合、比較例２が最も高く現れたが、これは溶鋼内に硫黄含有量が低いため、他の４個のサンプルに比べて粉末の形状が球形に近いからであると判断される。同じ理由によって流動度も比較例２が最も低く現れた。
【００８６】
成形密度の場合、６００ＭＰａ圧力を加える時に全て類似した値を表したが、成形強度において比較例２が最も低い値を表しており、粉末の形状が球形に近いため粉末どうしの結合力が落ちるからであると判断される。
【００８７】
成形強度値は、溶鋼に硫黄成分を追加的に添加した実施例３、及び実施例５で高く現れており、これは硫黄の添加によって溶鋼の粘性が低くなったことで、二つの粉末の場合、より不規則な粒子形状を有するからであると判断される。
【００８８】
一般に、商業用粉末の場合、成形強度が３０〜４０ＭＰａを表すので、本５種類のサンプルのうちの本発明の実施例２〜５までの場合は、成形強度が商業用粉末水準と類似しているか、またはそれ以上の値を表すことが分かり、比較例２は値が大きく下がることが分かる。
【表５】
2013540897.tif 000007
【００８９】
上記表５に示されているように、本発明から鎔銑で製造された鉄粉末成形体の成形強度は、スクラップの再溶解によって製造された粉末成形体の強度に比べて、２倍以上高い値を表すことが分かる。
【００９０】
これは同一の粉末製造条件（水噴射工程、還元工程）下で粉末を製造する時、スクラップを再溶解して溶鋼を得る場合に、硫黄成分が低ければ成形強度が低くなって、成形体の移送時に破壊が起こる恐れがある。
【００９１】
そのため、スクラップの再溶解時に成形強度が高い鉄粉末を得るためには、別途に硫黄成分を追加的に溶解に投入しなければならないことが分かり、これは工程原価を高める原因になる。
【００９２】
反面、鎔銑に含まれている０．０５ｗｔ％の硫黄成分を別途に除去せずに、水噴射工程に適用すれば、硫黄成分を別途に添加しなくても商業用粉末に準ずる成形強度及び諸般物性を得ることができる。
【００９３】
従来技術の場合、鉄系粉末の製造時、溶鋼を連続鋳造工程を経て出る古鉄（磁気発生古鉄）または一般的な古鉄をアーク溶解炉などで再溶解させて使用する場合、溶融過程で大気中の酸素、窒素などが流入することがあり、スラグなどの不純物を制御しなければならず、真空脱気及び２次精練工程をさらに経なければならないこともある。
【００９４】
反面、本願発明のように直接製銑工程で出銑された鎔銑を精錬した溶鋼を利用する場合は、再溶解、脱気及び２次精練工程を省略することができて、工程短縮による原価低減が可能であり、真空脱気処理された溶鋼を直接利用することができるので、不純物の除去及び高清浄度の鉄系粉末の製造が容易である。
【００９５】
また、本願発明は、従来の技術のようにスクラップを活用する技術ではないので、硫黄成分が含まれている合金鉄を一定量添加して、溶鋼内の硫黄含有量を適正範囲に調整する必要がなく、合金鉄の投入過程で発生する温度損失を補完するために追加的な昇温工程を必要としない。
【００９６】
本願発明は、古鉄の再溶解及び合金鉄の添加過程を経ずに、硫黄成分を一定量含んでいる鎔銑を活用するので、従来の技術に比べて非常に経済的に鉄系粉末を製造することができる。
【００９７】
以上、添付した図面を参照して本発明の実施例について説明したが、本発明が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な思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態に実施できることを理解するはずである。
【００９８】
そこで、以上の記述した実施例は全ての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。本発明の範囲は、上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、そしてその均等な概念から導き出される全ての変更または変更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。
【図１】
2013540897.tif 000008
【図２】
2013540897.tif 000009
【国際調査報告】
2013540897.tif 000010
2013540897.tif 000011
2013540897.tif 000012
2013540897.tif 000013