溶銑を利用した非晶質合金の製造方法
本発明は、溶銑を利用した非晶質合金の製造方法に関する。本発明は、溶銑を提供する段階、前記溶銑に合金材を投入する段階、及び前記溶銑を凝固させる段階を含む、非晶質合金の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非晶質合金の製造方法に関し、より詳細には、溶銑を利用して非晶質合金を大量に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、非晶質合金を製造する際には、所望の成分を含む合金材を添加しなければならない。しかし、既存の工程は、少量の合金を製造するには適しているが、大量に製造するには適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、溶銑を利用して非晶質合金を大量に製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施例による非晶質合金の製造方法は、溶銑を提供する段階、前記溶銑に合金材を投入する段階、及び前記溶銑を凝固させる段階を含む。
【０００５】
一方、前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の炭素濃度を調節する段階をさらに含むことができる。前記溶銑の炭素濃度を調節する段階は、混銑炉、電気炉、転炉、及び脱硫工程のうちのいずれか１つで行われる。また、前記溶銑の炭素濃度を調節する段階では、前記溶銑に気体または固体酸化物を吹き込むことができる。前記気体は、純酸素、合成酸素、及び空気からなる群より選択される１つ以上の気体であり、前記固体酸化物は、酸化鉄または酸化マンガンを含むことができる。
【０００６】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階では、前記溶銑に低炭素スクラップを投入するか、または脱酸された溶鋼を投入する。
【０００７】
前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の温度を上昇させる段階をさらに含むことができる。また、前記温度を上昇させる段階の後に、前記溶銑の組成を調節する段階をさらに含むこともできる。前記溶銑の組成を調節する段階では、前記溶銑に合金材をさらに投入することができる。
【０００８】
前記合金材を投入する段階では、前記溶銑が出銑される途中で前記合金材を投入し、前記合金材は、合金鉄またはスクラップに含まれたまま投入される。また、前記合金材は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐ、及びＦｅ−Ｂからなる群より選択される１つ以上の物質である。また、前記合金材は、酸化物、窒化物、及び硫化物からなる群より選択される１つ以上の物質である。
【０００９】
前記溶銑を凝固させる段階は、粉体化工程やファイバー製造工程を含むこともできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶銑を利用して非晶質合金を大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例による非晶質合金の製造方法を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な相異した形態に具現され、ここで説明する実施例に限定されない。また、図面では、本発明を明確に説明するために、説明に不必要な部分は省略し、明細書全体を通して類似した部分については、類似した図面符号を付けた。
【００１３】
図１は本発明の一実施例による非晶質合金の製造方法を示した図面である。
【００１４】
図１を参照すれば、非晶質合金の製造方法は、溶銑を提供する段階(Ｓ１００)、溶銑に合金材を投入する段階(Ｓ１２０)、及び溶銑を凝固させる段階(Ｓ１４０)を含む。
【００１５】
段階(Ｓ１００)では、ファイネックス（ＦＩＮＥＸ）工程によって溶銑を生産するか、または高炉などの溶銑製造工程によって溶銑を生産する。
【００１６】
段階(Ｓ１２０)では、溶銑をトーピードカー(Ｔｏｒｐｅｄｏ Ｃａｒ)やレードル(Ｌａｄｄｌｅ)などの容器に受ける途中で、要求される非晶質合金の成分系に相当する合金材(Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｂなど)やスクラップを溶銑に投入することによって合金元素を添加する。一方、合金元素を含む酸化物、窒化物、または硫化物を投入することによって合金元素を添加することもできる。
【００１７】
溶銑は、溶融温度が１１５０℃前後であり、炭素(Ｃ)が溶銑に飽和するため、炭素より酸化傾向が低い合金元素であるケイ素(Ｓｉ)、ホウ素(Ｂ)、リン(Ｐ)などを投入するのに適している。つまり、ケイ素(Ｓｉ)、ホウ素(Ｂ)、リン(Ｐ)などは、大気中で溶銑に添加される場合、飽和炭素によって形成される低酸素分圧雰囲気下で、酸化損失を最少化しながら容易に添加される。
【００１８】
一方、溶銑が容器に落下する過程で発生する落下攪拌力及び溶銑の顕熱によって還元効率が極大化される。この時に発生する酸化熱は、溶銑の合金化反応を促進して、溶銑の温度を上昇させる。
【００１９】
段階(Ｓ１４０)では、溶銑を凝固させて非晶質合金を製造する。目標組成に到達した溶銑は、粉体化工程やファイバー製造工程を経て凝固されて、最終的に非晶質合金に製造される。
【００２０】
一方、段階(Ｓ１２０)と段階(Ｓ１４０)との間に、溶銑の炭素濃度を調節する段階(Ｓ１６０)をさらに含むこともできる。
【００２１】
段階(Ｓ１６０)では、溶銑に気体または固体酸化物を吹き込んで、溶銑の炭素濃度を調節する。段階(Ｓ１６０)は、混銑炉、電気炉、転炉、及び脱硫工程のうちのいずれか１つで行われる。
【００２２】
段階(Ｓ１６０)が混銑炉で行われる場合、溶銑をトーピードカーやレードルに入れて移動した後、混銑炉に装入する。気体または固体酸化物はノズルを通して吹き込まれ、ノズルは混銑炉の底面や側面に付着される。一方、混銑炉の上部から下降するノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込むこともできる。
【００２３】
段階(Ｓ１６０)が脱硫工程で行われる場合、脱硫用撹拌機に装着されたノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込む。
【００２４】
段階(Ｓ１６０)が電気炉(または転炉)で行われる場合、電気炉(または転炉)の底面や側面に付着されたノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込む。一方、電気炉(または転炉)の上部から下降するノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込むこともできる。
【００２５】
気体は、純酸素、混合酸素、または空気を含み、固体酸化物は、酸化鉄や酸化マンガンを含む。
【００２６】
炭素濃度を調節するために固体酸化物を投入すると、酸化熱が発生し、合金化反応を促進して、溶銑の温度を上昇させる。一方、低炭素スクラップや脱酸された溶鋼を溶銑に投入して、炭素濃度を調節することもできる。
【００２７】
また、段階(Ｓ１６０)の後に、溶銑の組成を調節する段階(Ｓ１８０)をさらに含むこともできる。
【００２８】
段階(Ｓ１８０)では、溶銑の目標組成を達成する。必要な場合、溶銑の温度を上昇させた後で合金材を投入することによって、目標組成を達成することができる。段階(Ｓ１８０)では、段階(Ｓ１００)で使用される合金材と同一な物質を使用することもできる。段階(Ｓ１８０)が混銑炉で行われる場合、混銑炉を揺さぶると合金材がよく溶解して、合金化効率も向上する。段階(Ｓ１８０)では、合金元素の組成を適切に制御することによって、後続の製鋼工程を経なくても、高品質の非晶質合金を製造することができる。
【００２９】
また、転炉工程の後の脱酸工程によって発生する各種介在物性欠陥を原則的に防止することもできる。
【００３０】
以上で、本発明の実施例について説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することができ、これも本発明の範囲に属する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非晶質合金の製造方法に関し、より詳細には、溶銑を利用して非晶質合金を大量に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、非晶質合金を製造する際には、所望の成分を含む合金材を添加しなければならない。しかし、既存の工程は、少量の合金を製造するには適しているが、大量に製造するには適していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、溶銑を利用して非晶質合金を大量に製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施例による非晶質合金の製造方法は、溶銑を提供する段階、前記溶銑に合金材を投入する段階、及び前記溶銑を凝固させる段階を含む。
【０００５】
一方、前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の炭素濃度を調節する段階をさらに含むことができる。前記溶銑の炭素濃度を調節する段階は、混銑炉、電気炉、転炉、及び脱硫工程のうちのいずれか１つで行われる。また、前記溶銑の炭素濃度を調節する段階では、前記溶銑に気体または固体酸化物を吹き込むことができる。前記気体は、純酸素、合成酸素、及び空気からなる群より選択される１つ以上の気体であり、前記固体酸化物は、酸化鉄または酸化マンガンを含むことができる。
【０００６】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階では、前記溶銑に低炭素スクラップを投入するか、または脱酸された溶鋼を投入する。
【０００７】
前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の温度を上昇させる段階をさらに含むことができる。また、前記温度を上昇させる段階の後に、前記溶銑の組成を調節する段階をさらに含むこともできる。前記溶銑の組成を調節する段階では、前記溶銑に合金材をさらに投入することができる。
【０００８】
前記合金材を投入する段階では、前記溶銑が出銑される途中で前記合金材を投入し、前記合金材は、合金鉄またはスクラップに含まれたまま投入される。また、前記合金材は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐ、及びＦｅ−Ｂからなる群より選択される１つ以上の物質である。また、前記合金材は、酸化物、窒化物、及び硫化物からなる群より選択される１つ以上の物質である。
【０００９】
前記溶銑を凝固させる段階は、粉体化工程やファイバー製造工程を含むこともできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、溶銑を利用して非晶質合金を大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例による非晶質合金の製造方法を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な相異した形態に具現され、ここで説明する実施例に限定されない。また、図面では、本発明を明確に説明するために、説明に不必要な部分は省略し、明細書全体を通して類似した部分については、類似した図面符号を付けた。
【００１３】
図１は本発明の一実施例による非晶質合金の製造方法を示した図面である。
【００１４】
図１を参照すれば、非晶質合金の製造方法は、溶銑を提供する段階(Ｓ１００)、溶銑に合金材を投入する段階(Ｓ１２０)、及び溶銑を凝固させる段階(Ｓ１４０)を含む。
【００１５】
段階(Ｓ１００)では、ファイネックス（ＦＩＮＥＸ）工程によって溶銑を生産するか、または高炉などの溶銑製造工程によって溶銑を生産する。
【００１６】
段階(Ｓ１２０)では、溶銑をトーピードカー(Ｔｏｒｐｅｄｏ Ｃａｒ)やレードル(Ｌａｄｄｌｅ)などの容器に受ける途中で、要求される非晶質合金の成分系に相当する合金材(Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐ、Ｆｅ−Ｂなど)やスクラップを溶銑に投入することによって合金元素を添加する。一方、合金元素を含む酸化物、窒化物、または硫化物を投入することによって合金元素を添加することもできる。
【００１７】
溶銑は、溶融温度が１１５０℃前後であり、炭素(Ｃ)が溶銑に飽和するため、炭素より酸化傾向が低い合金元素であるケイ素(Ｓｉ)、ホウ素(Ｂ)、リン(Ｐ)などを投入するのに適している。つまり、ケイ素(Ｓｉ)、ホウ素(Ｂ)、リン(Ｐ)などは、大気中で溶銑に添加される場合、飽和炭素によって形成される低酸素分圧雰囲気下で、酸化損失を最少化しながら容易に添加される。
【００１８】
一方、溶銑が容器に落下する過程で発生する落下攪拌力及び溶銑の顕熱によって還元効率が極大化される。この時に発生する酸化熱は、溶銑の合金化反応を促進して、溶銑の温度を上昇させる。
【００１９】
段階(Ｓ１４０)では、溶銑を凝固させて非晶質合金を製造する。目標組成に到達した溶銑は、粉体化工程やファイバー製造工程を経て凝固されて、最終的に非晶質合金に製造される。
【００２０】
一方、段階(Ｓ１２０)と段階(Ｓ１４０)との間に、溶銑の炭素濃度を調節する段階(Ｓ１６０)をさらに含むこともできる。
【００２１】
段階(Ｓ１６０)では、溶銑に気体または固体酸化物を吹き込んで、溶銑の炭素濃度を調節する。段階(Ｓ１６０)は、混銑炉、電気炉、転炉、及び脱硫工程のうちのいずれか１つで行われる。
【００２２】
段階(Ｓ１６０)が混銑炉で行われる場合、溶銑をトーピードカーやレードルに入れて移動した後、混銑炉に装入する。気体または固体酸化物はノズルを通して吹き込まれ、ノズルは混銑炉の底面や側面に付着される。一方、混銑炉の上部から下降するノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込むこともできる。
【００２３】
段階(Ｓ１６０)が脱硫工程で行われる場合、脱硫用撹拌機に装着されたノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込む。
【００２４】
段階(Ｓ１６０)が電気炉(または転炉)で行われる場合、電気炉(または転炉)の底面や側面に付着されたノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込む。一方、電気炉(または転炉)の上部から下降するノズルを通して気体または固体酸化物を吹き込むこともできる。
【００２５】
気体は、純酸素、混合酸素、または空気を含み、固体酸化物は、酸化鉄や酸化マンガンを含む。
【００２６】
炭素濃度を調節するために固体酸化物を投入すると、酸化熱が発生し、合金化反応を促進して、溶銑の温度を上昇させる。一方、低炭素スクラップや脱酸された溶鋼を溶銑に投入して、炭素濃度を調節することもできる。
【００２７】
また、段階(Ｓ１６０)の後に、溶銑の組成を調節する段階(Ｓ１８０)をさらに含むこともできる。
【００２８】
段階(Ｓ１８０)では、溶銑の目標組成を達成する。必要な場合、溶銑の温度を上昇させた後で合金材を投入することによって、目標組成を達成することができる。段階(Ｓ１８０)では、段階(Ｓ１００)で使用される合金材と同一な物質を使用することもできる。段階(Ｓ１８０)が混銑炉で行われる場合、混銑炉を揺さぶると合金材がよく溶解して、合金化効率も向上する。段階(Ｓ１８０)では、合金元素の組成を適切に制御することによって、後続の製鋼工程を経なくても、高品質の非晶質合金を製造することができる。
【００２９】
また、転炉工程の後の脱酸工程によって発生する各種介在物性欠陥を原則的に防止することもできる。
【００３０】
以上で、本発明の実施例について説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することができ、これも本発明の範囲に属する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶銑を提供する段階、
前記溶銑に合金材を投入する段階、及び
前記溶銑を凝固させる段階
を含む、非晶質合金の製造方法。
【請求項２】
前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の炭素濃度を調節する段階をさらに含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項３】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階は、混銑炉、電気炉、転炉、及び脱硫工程のうちのいずれか１つで行われる、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項４】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階において、前記溶銑に気体または固体酸化物を吹き込む、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項５】
前記気体は、純酸素、合成酸素、及び空気からなる群より選択される１つ以上の気体である、請求項４に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項６】
前記固体酸化物は、酸化鉄または酸化マンガンを含む、請求項４に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項７】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階において、前記溶銑に低炭素スクラップを投入する、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項８】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階において、前記溶銑に脱酸された溶鋼を投入する、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項９】
前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の温度を上昇させる段階をさらに含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１０】
前記温度を上昇させる段階の後に、前記溶銑の組成を調節する段階をさらに含む、請求項９に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１１】
前記溶銑の組成を調節する段階において、前記溶銑に合金材をさらに投入する、請求項１０に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１２】
前記合金材を投入する段階において、前記溶銑が出銑される途中で前記合金材を投入する、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１３】
前記合金材を投入する段階において、前記合金材は合金鉄またはスクラップに含まれたまま投入される、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１４】
前記合金材は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐ、及びＦｅ−Ｂからなる群より選択される１つ以上の物質である、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１５】
前記合金材は、酸化物、窒化物、及び硫化物からなる群より選択される１つ以上の物質である、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１６】
前記溶銑を凝固させる段階は、粉体化工程を含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１７】
前記溶銑を凝固させる段階は、ファイバー製造工程を含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１】
溶銑を提供する段階、
前記溶銑に合金材を投入する段階、及び
前記溶銑を凝固させる段階
を含む、非晶質合金の製造方法。
【請求項２】
前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の炭素濃度を調節する段階をさらに含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項３】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階は、混銑炉、電気炉、転炉、及び脱硫工程のうちのいずれか１つで行われる、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項４】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階において、前記溶銑に気体または固体酸化物を吹き込む、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項５】
前記気体は、純酸素、合成酸素、及び空気からなる群より選択される１つ以上の気体である、請求項４に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項６】
前記固体酸化物は、酸化鉄または酸化マンガンを含む、請求項４に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項７】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階において、前記溶銑に低炭素スクラップを投入する、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項８】
前記溶銑の炭素濃度を調節する段階において、前記溶銑に脱酸された溶鋼を投入する、請求項２に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項９】
前記合金材を投入する段階と前記溶銑を凝固させる段階との間に、前記溶銑の温度を上昇させる段階をさらに含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１０】
前記温度を上昇させる段階の後に、前記溶銑の組成を調節する段階をさらに含む、請求項９に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１１】
前記溶銑の組成を調節する段階において、前記溶銑に合金材をさらに投入する、請求項１０に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１２】
前記合金材を投入する段階において、前記溶銑が出銑される途中で前記合金材を投入する、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１３】
前記合金材を投入する段階において、前記合金材は合金鉄またはスクラップに含まれたまま投入される、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１４】
前記合金材は、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｐ、及びＦｅ−Ｂからなる群より選択される１つ以上の物質である、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１５】
前記合金材は、酸化物、窒化物、及び硫化物からなる群より選択される１つ以上の物質である、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１６】
前記溶銑を凝固させる段階は、粉体化工程を含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【請求項１７】
前記溶銑を凝固させる段階は、ファイバー製造工程を含む、請求項１に記載の非晶質合金の製造方法。
【図１】
【公表番号】特表２０１２−５１４１３４（Ｐ２０１２−５１４１３４Ａ）
【公表日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４４３６９（Ｐ２０１１−５４４３６９）
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００７８３３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７７０４０
【国際公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５９２０００６９１）ポスコ (130)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２８日（２００９．１２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００７８３３
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０７７０４０
【国際公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【出願人】（５９２０００６９１）ポスコ (130)
【Ｆターム（参考）】
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