KR100637656B1 - Manufacturing method of ferro molybdenum using reduction reaction and ferro molybdenum using the same method - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 의한 페로몰리브덴의 제조방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart showing a method for producing ferro molybdenum according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 페로몰리브덴의 전자현미경(SEM) 사진과 비교예로서 기존의 방법에 의해 제조된 페로몰리브덴의 전자현미경(SEM) 사진을 각각 나타낸 것이다.Figure 2 shows an electron microscope (SEM) picture of the ferro molybdenum according to the present invention and an electron microscope (SEM) picture of the ferro molybdenum prepared by the conventional method as a comparative example.
도 3은 종래의 방법에 의해 제조된 페로몰리브덴의 엑스선(XRD)차트(X-ray Diffraction Pattern)를 나타낸 것이다.FIG. 3 shows an X-ray diffraction pattern of ferro molybdenum prepared by a conventional method.
도 4는 본 발명에 의해 제조된 페로몰리브덴의 엑스선(XRD)차트(X-ray Diffraction Pattern)를 나타낸 것이다.Figure 4 shows an X-ray (XRD) chart (XRD) of the ferro molybdenum prepared by the present invention.
본 발명은 환원반응을 이용하여 페로몰리브덴을 제조하는 방법 및 그 방법으로 제조된 페로몰리브덴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철 분말 및 몰리옥사이드(몰리브덴(Mo)O3) 분말을 가교제와 혼합하여, 이를 일정 형상으로 성형하고 소성한 후, 환원분위기에서 열처리하여 순도가 높은 페로몰리브덴을 제조하는 방법 및 그 방법으로 제조된 페로몰리브덴에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing ferro molybdenum using a reduction reaction and to ferro molybdenum produced by the method, and more specifically, to the iron powder and molybdenum (molybdenum (Mo) O 3) powder mixed with a crosslinking agent, The present invention relates to a method for producing ferro molybdenum having high purity by molding in a predetermined shape and calcining, followed by heat treatment in a reducing atmosphere, and a ferro molybdenum produced by the method.
일반적으로 페로몰리브덴 뿐 아니라 많은 금속간 화합물을 제조하는 금속열역학적인 방법으로 테르밋 반응(thermit reaction)을 이용한 제조방법을 많이 사용하고 있다. 페로몰리브덴(Ferro Molybdenum)은 몰리브덴이 차지하는 중량이 합금 전체중량 대비 50~75%의 것을 말하며, 주로 강의 열간크리프성을 개선하고 뜨임취성의 방지에 이용되므로 내열강용으로 다량 사용된다. 또한 주철에 첨가됨으로써 주철의 내열성을 향상시키는 역할을 한다.In general, as a metal thermodynamic method for preparing many intermetallic compounds as well as feromolybdenum, many production methods using a thermite reaction are used. Ferro molybdenum (Ferro Molybdenum) refers to the weight of molybdenum is 50 ~ 75% of the total weight of the alloy, and is mainly used for heat-resistant steel because it is used to improve the hot creep resistance of steel and to prevent tempering brittleness. In addition, it is added to the cast iron serves to improve the heat resistance of the cast iron.
또한, 테르밋 반응이란 알루미늄(Al)이 산화할 때 발생하는 많은 열을 이용한 금속산화물의 환원법을 말하는 것으로, 금속산화물에 알루미늄 분말을 혼합하여 반응로에서 열에너지를 가하면, 산화물은 알루미늄을 산화시키면서 자신은 환원되는데 이 때 발생하는 고열에 의해 유리된 금속은 즉시 용융된 금속이 되며, 철, 몰리브덴, 크롬, 망간, 바나듐 등의 야금에 응용된다.In addition, the thermite reaction refers to a method of reducing metal oxide using a lot of heat generated when aluminum (Al) is oxidized. When aluminum powder is mixed with metal oxide and thermal energy is applied in a reactor, the oxide oxidizes aluminum while The metal freed by the high heat generated at this time becomes a molten metal immediately and is applied to metallurgy such as iron, molybdenum, chromium, manganese and vanadium.
그러나, 철 및 몰리브덴이 함께 용융되면, 테르밋(thermite) 공정에 따른 페로몰리브덴의 금속열역학적인 제조가 복잡해지며, 이 때 알루미늄 또는 페로실리콘 등의 부가적인 환원제 사용이 필수적으로 요구된다. 아울러, 공정의 자동화는 한계가 있어 많은 인원이 투입된 상태에서 인적공정이 이루어져야 하는 부분이 많다. 또한, 고온에서 이루어지는 반응이므로 반응로, 집진설비 등에 있어 고가의 내구성 있는 장치를 도입해야 한다. 이러한 결과, 페로몰리브덴의 제조에 있어서 인건비, 시설비, 재료비 등 생산비용이 상승되어 높은 제조단가를 초래하게 되는 문제점이 있었다. However, when iron and molybdenum are melted together, metal thermodynamic preparation of ferromolybdenum by the thermite process is complicated, and it is necessary to use additional reducing agents such as aluminum or ferrosilicon. In addition, the automation of the process is limited, so many parts of the human process must be made with a lot of personnel. In addition, since the reaction is performed at a high temperature, an expensive and durable apparatus should be introduced in a reactor, a dust collector, and the like. As a result, in the production of ferro molybdenum, production costs such as labor costs, facility costs, and material costs are increased, resulting in high manufacturing costs.
한편, 테르밋 공정에 따라 제조된 페로몰리브덴의 단점은 비교적 높은 괴상 밀도(예를 들면 표준 페로몰리브덴의 경우 약 8.8g/cm₃)를 갖는다는 것인데, 예를 들면 강욕(bath)에서 약 7.5 g/cm₃의 밀도를 갖는 금속용융체와 합금하는 경우, 상기 페로몰리브덴 성분은 용융이 미처 되지 않은 침전물을 형성하게 된다. 상기와 같이 금속용융체가 수용되어 있는 강욕에서 페로몰리브덴 괴상 등의 용융은, 통상적인 상업용 페로몰리브덴 품질의 경우 그 용융점이 약 1950℃로 높으므로 매우 어렵게 된다. 즉, 강욕내의 온도는 상기 페로몰리브덴의 용융점보다 상당히 낮으므로, 현재의 페로몰리브덴 성분의 용융은 확산 공정에 의해서만 영향을 받을 수 있으며, 따라서 좋은품질의 페로몰리를 얻는데 장시간이 걸리게 되는 문제점이 있었다. On the other hand, a disadvantage of ferromolybdenum prepared according to the thermite process is that it has a relatively high mass density (for example, about 8.8 g / cm₃ for standard ferromolybdenum), for example, about 7.5 g / cm₃ in a bath. In the case of alloying with a metal melt having a density of, the ferro molybdenum component forms a precipitate that is not melted. As described above, melting of ferro-molybdenum mass or the like in a bath containing a metal molten metal becomes very difficult because its melting point is about 1950 ° C in the case of conventional commercial ferro-molybdenum quality. That is, since the temperature in the bath is considerably lower than the melting point of the ferro molybdenum, the melting of the current ferro molybdenum component can be affected only by the diffusion process, and thus there is a problem that it takes a long time to obtain a good quality ferro molybdenum.
또한, 상기와 같은 테르밋 반응 공정은 실리콘, 황, 수소 등의 불순 원소를 강에 주입시키는 결합제를 사용한다는 것이고, 다른 한편으로는 이러한 방법에 유용한 저괴상 밀도 및 성분의 저항으로 인하여 몰리브덴이 슬래그화 되어 다량 손실된다는 문제점이 있었다.In addition, the thermite reaction process described above uses a binder that injects impurity elements such as silicon, sulfur, hydrogen into the steel, and on the other hand molybdenum slag due to the low mass density and resistance of the components useful for this method. There was a problem that a large amount is lost.
또한, 전술한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 테르밋 반응으로 얻은 제품 은 상층, 중층 및 하층에서의 몰리브덴(Mo)의 함량이 달라 페로몰리브덴의 균일한 품질에 대한 재현성을 기대할 수 없다는 문제점도 있었다. In addition, as can be seen from the above, the product obtained by the thermite reaction has a problem in that the reproducibility of the uniform quality of ferro molybdenum cannot be expected due to the different content of molybdenum (Mo) in the upper layer, the middle layer and the lower layer.
아울러, 상기와 같은 테르밋 반응 공정은 많은 전처리 공정 및 슬래그 처리공정 등이 개입되어 매우 복잡한 것으로 인식되는 문제점이 있었다. In addition, the thermite reaction process as described above has a problem that a lot of pretreatment process, slag treatment process, etc. are involved and recognized as very complicated.
또한, 고로 슬래그의 발생 등 불순물의 발생으로 인해 최종 제품의 수율손실 및 환경오염이 발생될 수 있는 문제점도 있었다. In addition, due to the generation of impurities such as the generation of blast furnace slag, there was also a problem that the yield loss and environmental pollution of the final product may occur.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 환원반응에 의해 철 분말과 몰리옥사이드 분말로부터 직접 페로몰리브덴을 얻어내도록 함으로써 공정온도를 낮추어 페로몰리브덴의 제조단가 등 생산비용을 줄이는 데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, the present invention is to obtain the ferro molybdenum directly from the iron powder and molybdenum powder by the reduction reaction to reduce the production cost, such as production cost of ferro molybdenum by lowering the process temperature There is a purpose.
또한, 본 발명은 철 분말과 몰리옥사이드 분말로부터 직접 페로몰리브덴을 얻어내도록 하여 기존의 공정에 비해 공정단계를 단순화함으로써 공정경제를 이루는 데에 다른 목적이 있다. In addition, the present invention has another object to achieve a process economy by simplifying the process step compared to the existing process by obtaining the ferro molybdenum directly from the iron powder and molyboxide powder.
또한, 본 발명은 페로몰리브덴의 품질을 개선하고 균일한 품질에 대한 재현성을 확보하도록 하는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention has another object to improve the quality of ferro molybdenum and to ensure the reproducibility for uniform quality.
또한, 본 발명은 낮은 반응온도임에도 불구하고, 페로몰리브덴의 수율을 높이는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention has another object to increase the yield of ferro molybdenum despite the low reaction temperature.
또한, 본 발명은 몰리옥사이드로부터 페로몰리브덴을 추출하는 중간처리단계를 생략하거나 줄여 고로에서 발생되는 슬래그의 양을 제어함과 동시에 몰리브덴이 슬래그화 하는 것을 방지함으로써 슬래그로 인해 발생되는 환경오염의 문제를 개선하는 데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention eliminates or reduces the intermediate treatment step of extracting ferro molybdenum from molybdenum to control the amount of slag generated in the blast furnace and at the same time prevent the molybdenum slag to prevent the problem of environmental pollution caused by slag There is another purpose to improve.
또한, 본 발명은 1차소성로와 환원로에서의 열처리 공정을 연속화함으로써 1차소성로와 환원로를 분리하여 열처리 하였을 때 1차소성 후 1차소성체의 취급과정에서 발생되는 잔류표면입자의 발생량을 최소화하여 잔류표면입자에 의한 슬래그 편입가능성을 낮추고 및 페로몰리브덴의 회수율을 높이는데 또 다른 목적이 있다. In addition, the present invention minimizes the amount of residual surface particles generated during the handling of the primary firing body after the primary firing when the primary firing furnace and the reducing furnace are heat treated by sequencing the heat treatment process in the primary firing furnace and the reducing furnace. The purpose of the present invention is to reduce the possibility of slag incorporation by residual surface particles and to increase the recovery of ferro molybdenum.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 철 분말, 몰리옥사이드 분말 및 가교제를 혼합하는 단계와; 상기 혼합물을 성형하여 성형체를 제조하는 단계와; 상기 성형체를 1차 소성하여 1차 소성체를 제조하는 단계; 및 상기 1차 소성체를 환원로에서 2차 소성하여 페로몰리브덴을 제조하는 단계;를 포함하는 환원반응을 이용한 페로몰리브덴의 제조방법과 그 제조방법에 의해 제조된 페로몰리브덴을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of mixing the iron powder, the molten oxide powder and the crosslinking agent; Molding the mixture to produce a molded body; Primary firing the molded body to produce a primary fired body; It provides a ferro molybdenum prepared by the method and the method for producing ferro molybdenum using a reduction reaction comprising the step of secondary firing the primary calcined body in a reduction furnace.
바람직하게는, 상기 환원반응을 이용한 페로몰리브덴의 제조방법은 철 분말과 몰리옥사이드 분말 및 가교제를 혼합한 후, 이를 건조하는 단계를 더 포함하는 것으로 한다. Preferably, the method for producing ferro molybdenum using the reduction reaction further comprises the step of mixing the iron powder, the molybdenum powder and the crosslinking agent, and then drying it.
또한 바람직하게는, 상기 몰리옥사이드 분말은 몰리브덴(Mo) 40 ~ 66%의 순도와 50 mm 이하의 입도인 것으로 한다.Also preferably, the molybdenum powder has a purity of 40 to 66% of molybdenum (Mo) and a particle size of 50 mm or less.
또한 바람직하게는, 상기 가교제는 구리 스테아린산염(Zinc Stearate), 아크로왁스(Acro Wax) 및 당밀 중에서 선택된 적어도 1종 이상인 것으로 한다. Also preferably, the crosslinking agent is at least one selected from copper stearate, acro wax and molasses.
또한 바람직하게는, 상기 성형체를 제조하는 방법은 가압성형, 정수압성형, 사출성형, 압출성형 및 슬립성형 중에서 선택된 1종인 것으로 한다. Also preferably, the method for producing the molded article is one selected from press molding, hydrostatic molding, injection molding, extrusion molding and slip molding.
또한 바람직하게는, 상기 성형체를 1차 소성하여 1차 소성체를 제조하는 단계에서 소성온도는 200~700℃의 범위인 것으로 한다. Also preferably, the firing temperature in the step of producing the primary fired body by primary firing of the molded body shall be in the range of 200 ~ 700 ℃.
또한 바람직하게는, 상기 환원로의 소성영역은 수소가스 분위기이며, 환원로의 장입영역 및 냉각영역은 질소가스 분위기인 것으로 한다. Also preferably, the baking zone of the reduction furnace is a hydrogen gas atmosphere, and the charging zone and the cooling zone of the reduction furnace are nitrogen gas atmospheres.
여기서, 상기와 같이 수소가스 분위기를 유지하기 위해서는 수소가스를 유입시키는 것이 원칙이나, 암모니아 가스를 분해하고 정제한 후 수소가스만을 추출하여 환원분위기를 형성시키는 것도 가능하다. Here, in order to maintain the hydrogen gas atmosphere as described above, in principle, hydrogen gas is introduced, but after decomposing and purifying ammonia gas, only hydrogen gas may be extracted to form a reducing atmosphere.
또한 바람직하게는, 상기 2차 소성체를 제조하는 단계에서 환원온도는 1,000~1,300℃의 범위인 것으로 한다. Also preferably, the reducing temperature in the step of producing the secondary fired body is to be in the range of 1,000 ~ 1,300 ℃.
또한 더욱 바람직하게는, 상기 2차 소성체를 제조하는 단계에서 환원온도는 1,050~1,150℃의 범위인 것으로 한다.More preferably, the reducing temperature in the step of preparing the secondary fired body is to be in the range of 1,050 ~ 1,150 ℃.
또한, 바람직하게는 상기 1차소성로와 환원로는 컨베이어벨트에 의해 연결되어 1차소성 직후 1차소성체가 환원로로 그대로 이송되어 환원분위기에서 열처리되는 것으로 한다.Preferably, the primary firing furnace and the reduction furnace are connected by a conveyor belt, so that the primary firing body is immediately transferred to the reduction furnace immediately after the primary firing and heat treated in a reducing atmosphere.
아울러, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여 상기 환원반응을 이용하여 제조된 고순도의 페로몰리브덴을 제공한다. In addition, the present invention provides a ferro molybdenum of high purity prepared using the reduction reaction to achieve the above object.
이하, 본 발명을 첨부된 실시례를 참고하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying examples of the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명에 따른 페로몰리브덴의 제조공정에 관한 흐름도를 나타낸 것으로서, 본 발명에 따른 환원반응을 이용한 페로몰리브덴의 제조방법은 분말 형태의 철과 몰리옥사이드를 출발물질로 하였다. 여기서 몰리옥사이드의 순도는 약 몰리브덴(Mo) 40~66%의 것을 사용하였고, 입도는 50mm 이하의 것으로 하였다. 1 is a flowchart illustrating a process for producing ferro molybdenum according to the present invention. In the method for producing ferro molybdenum using a reduction reaction according to the present invention, iron and molybdenum in powder form are used as starting materials. The molybdenum purity of about 40 to 66% molybdenum (Mo) was used, the particle size was 50mm or less.
상기 분말의 혼합물을 일정형상으로 성형하기 위해서는 분말입자간 가교역할을 하는 가교제(binder)를 첨가해야 하는 바, 상기 가교제로는 유기바인더를 사용하는데, 상기 유기바인더는 비산온도 또는 용융온도가 낮아서 낮은 온도에서의 열처리만으로도 쉽게 비산될 수 있기 때문이다. In order to mold the mixture of powder to a certain shape, it is necessary to add a cross-linking agent (binder) that acts as a cross-linking between the powder particles, the organic binder is used as the cross-linking agent, the organic binder is low because the scattering temperature or melting temperature is low This is because it can be easily scattered even by heat treatment at temperature.
이러한 가교제의 종류로는 구리 스테아린산염(Zinc Stearate), 아크로왁스(Acro wax), 당밀, 피브이에이(PVA), 피브이비(PVB), 페놀수지(phenol resin) 등이 사용될 수 있으며, 상기 구리 스테아린산염, 아크로왁스, 당밀중 적어도 2가지 이상의 가교제가 혼합되어 사용될 수도 있다. Types of such crosslinking agents may include copper stearate, acro wax, molasses, fivA (PVA), fibbi (PVB), phenol resins, and the like. At least two or more crosslinking agents among copper stearate, acrowax and molasses may be mixed and used.
본 발명에서는 구리 스테아린산염, 아크로왁스, 당밀을 사용하였는데, 상기 구리 스테아린산염은 115℃의 녹는점을 가지며, 100-325 메쉬의 입도인 것을 사용하였고, 상기 아크로왁스는 139℃의 녹는점을 가지고, 100-325 메쉬의 입도인 것을 사용하였으며, 아크로왁스를 기초로 하여 구리 스테아린산염을 혼합한 것은 130℃의 녹는점을 가지고, 100-325 메쉬의 입도인 것을 사용하였다. In the present invention, copper stearate, acrowax, molasses were used. The copper stearate has a melting point of 115 ° C., a particle size of 100-325 mesh, and the acro wax has a melting point of 139 ° C. , 100-325 mesh particle size was used, and copper stearate mixed on the basis of acro wax had a melting point of 130 ° C., and used a particle size of 100-325 mesh.
다음에, 상기 가교제를 상기 철과 몰리옥사이드 분말에 혼합하는 방법으로는 볼밀링(ball milling)법, 어트리션밀링(attrition milling)을 비롯한 각종 습식, 건식 혼합방법을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 철과 몰리옥사이드 분말에 가교제를 혼합한 후 이를 믹서로 투입하여 혼합하는 방법을 사용하였다. 혼합시간은 약 30분~120분으로 하였으나, 충분한 혼합을 위해 그 이상의 시간으로 유지할 수도 있다. Next, as a method of mixing the crosslinking agent with the iron and the molyboxide powder, various wet and dry mixing methods including a ball milling method and an attribution milling method may be used. After the crosslinking agent was mixed with the iron and molybdenum powder, it was added to a mixer and mixed. The mixing time was about 30 minutes to 120 minutes, but may be maintained for a longer time for sufficient mixing.
한편, 상기와 같이 철과 몰리옥사이드 분말 및 가교제를 혼합하는 방법이 이외에도, 성형성을 높이기 위해서 철과 몰리옥사이드 분말을 스프레이 드라이(spray drying)방법을 사용하여 과립형태로 제조한 후 이를 성형시 사용할 수도 있다. 이 경우에는 성형시 야기될 수 있는 성형체의 밀도구배를 방지하므로 소성체에서 발생될 수 있는 굽힘(warping), 균열(cracking) 등을 예방할 수 있다. On the other hand, in addition to the method of mixing iron and molyboxide powder and a crosslinking agent as described above, in order to improve the formability, the iron and molyboxide powder is prepared in the form of granules using a spray drying method and then used during molding It may be. In this case, it is possible to prevent the density gradient of the molded body which may be caused during molding, thereby preventing warping, cracking, and the like, which may occur in the plastic body.
또한, 전술한 바와 같이 가교제와 혼합된 철과 몰리옥사이드의 혼합분말은 이를 성형공정에 도입하기 위하여 미리 건조될 수 있다. 건조공정에서는 응집체(agglomerating body)가 생성되어 성형성에 좋지 않은 영향을 줄 수 있기 때문에 재분쇄 공정을 거쳐야 한다.In addition, as described above, the mixed powder of iron and molyboxide mixed with the crosslinking agent may be dried in advance to introduce the same into the molding process. In the drying process, agglomeration (agglomerating body) is generated, which may adversely affect the formability, so it has to go through the regrinding process.
또한, 전술한 성형공정으로는 가압성형(pressing), 정수압성형(cold isostatic pressing), 사출성형(injection 몰리브덴(Mo)lding), 압출성형(extruding), 슬립성형(slip casting) 등의 방법이 사용될 수 있으며, 그 밖에도 가능한 많은 방법이 사용될 수 있다. In addition, the above-mentioned molding process may be a method such as pressing, cold isostatic pressing, injection molybdenum (Mo) lding, extruding, slip casting, or the like. Many other methods may be used.
본 발명에서는 가압성형방법을 사용하였는데, 성형품의 모양이 각인된 2개의 롤러(roller), 호퍼(hopper), 유압실린더, 모터(몰리브덴(Mo)tor)를 구비하는 성형장치에서 전술한 철 분말과 몰리옥사이드 분말의 혼합분말(가교제와 결합된 것)를 호퍼(hopper)로 이송한 후, 상기 롤러에 통과시키면서 20~300톤의 압력을 가하여 성형체를 제조하였다. In the present invention, a press molding method was used, and the above-described iron powder in a molding apparatus including two rollers, a hopper, a hydraulic cylinder, and a motor (molybdenum) with the shape of the molded product engraved therein After the mixed powder of molybdenum powder (combined with a crosslinking agent) was transferred to a hopper, a molded article was prepared by applying a pressure of 20 to 300 tons while passing through the roller.
또한, 상기와 같이 제조된 성형체는 바인더에 의해 가교되어 형상을 유지하고 있는 바, 상기 가교제가 포함된 상태의 철과 몰리브덴의 혼합물을 후술하는 바와 같이 환원로에서 반응시킬 경우, 가교제의 구성원소중의 하나인 탄소(C)가 잔류하게 되는 문제점이 발생된다. In addition, the molded article prepared as described above is crosslinked by a binder to maintain a shape. When the mixture of iron and molybdenum in the state containing the crosslinking agent is reacted in a reduction furnace as described below, The problem that one carbon (C) remains.
따라서, 상기와 같은 가교제는 공기중에서 소성하여 미리 비산시키는 것이 중요하며, 성형체를 소성하여 비산시킨 후에도 성형체가 형상을 유지할 수 있도록 적당한 소성온도를 설정하여야 하는 바, 본 발명에서는 소성온도를 200~700℃의 범위로 설정하였으며, 상기 온도에서 소성하여 철과 몰리옥사이드 혼합분말의 1차 소성체를 제조하였다. Therefore, it is important that the crosslinking agent is calcined in the air and scattered in advance, and a suitable firing temperature must be set so that the molded body can maintain its shape even after firing and scattering the molded body. It was set in the range of ℃, and calcined at the above temperature to prepare a primary calcined body of the iron and molybdenum mixed powder.
다음에, 상기와 같이 제조된 1차 소성체로부터 페로몰리브덴을 얻기 위하여, 공기 특히 산소의 유입을 차단할 수 있는 환원로에서 2차 소성하였다. Next, in order to obtain ferromolybdenum from the primary fired body prepared as described above, secondary fired in a reduction furnace capable of blocking the inflow of air, especially oxygen.
상기 환원로는 장입영역, 소성 및 환원영역, 냉각영역 등으로 구성되는 바(미도시), 상기 소성 및 환원영역에는 수소분위기가 유지될 수 있도록 수소가스를 계속하여 주입하고, 장입영역 및 냉각영역에는 공기의 유입이 차단되도록 질소를 주입하여 질소분위기(nitrogen gas curtain)로 유지하였다. The reduction furnace consists of a charging zone, a firing and reducing zone, a cooling zone, etc. (not shown), and continuously injects hydrogen gas into the firing and reduction zone so that a hydrogen atmosphere can be maintained, and the charging zone and the cooling zone Injecting nitrogen to block the inflow of air was maintained in a nitrogen gas curtain (nitrogen gas curtain).
여기서, 공기가 환원로내로 유입되는 경우 수소와의 반응으로 인해 환원로가 폭발할 수 있는 위험이 있기 때문에 상기 질소분위기의 유지는 매우 중요하다. Here, the maintenance of the nitrogen atmosphere is very important because there is a risk that the reduction furnace may explode due to the reaction with hydrogen when air is introduced into the reduction furnace.
또한 여기서, 질소가스는 액화질소를 기화시켜 사용하였으며, 수소가스는 99.999% 이상의 순도를 갖는 것으로 사용하였다. In this case, nitrogen gas was used by vaporizing liquid nitrogen, and hydrogen gas was used as having a purity of 99.999% or more.
아울러, 상기와 같이 수소가스 분위기를 유지하기 위해서는 수소가스를 유입시키는 것이 원칙이나, 암모니아 가스를 분해하고 정제한 후 수소가스만을 추출하여 환원분위기를 형성시키는 것도 가능하다. In addition, in order to maintain the hydrogen gas atmosphere as described above, in principle, hydrogen gas is introduced, but after decomposing and purifying ammonia gas, only hydrogen gas may be extracted to form a reducing atmosphere.
분위기를 상기와 같이 설정한 환원로에서 철 분말과 몰리옥사이드 분말의 혼합분말에 관한 1차 소성체를 약 1,000 내지 1,300℃의 환원온도로 2차 소성하였다. In the reduction furnace in which the atmosphere was set as described above, the primary calcined body related to the mixed powder of the iron powder and the molten oxide powder was secondary calcined at a reducing temperature of about 1,000 to 1,300 ° C.
한편, 상기와 같은 1차소성 및 2차소성(환원열처리과정)에서 소성로는 하나의 시스템으로 형성되며, 다음과 같은 특징을 갖는다.On the other hand, in the primary firing and secondary firing (reduction heat treatment process) as described above, the kiln is formed as a system, and has the following characteristics.
성형체가 제조된 후, 상기 성형체는 위 시스템의 도입부에 위치하는 성형체 수용부에 수용되고 유입롤러에 의해 1차소성로로 이송되며, 이후 1차소성로에서는 전술한 바와 같은 조건으로 열처리된다. 상기와 같이 1차 소성이 완료되면, 상기 1차소성체는 별도의 냉각과정을 거치지 않고, 컨베이어에 의해 환원로로 그대로 이송되어 상기 환원로에서 전술한 조건으로 환원열처리된 후, 다시 컨베이어에 의해 냉각챔버로 이송되어 냉각되도록 시스템화 되어있다(미도시). After the molded body is manufactured, the molded body is accommodated in the molded body receiving portion located in the inlet of the above system and transferred to the primary firing furnace by the inlet roller, and then heat treated under the conditions as described above in the primary firing furnace. When the primary firing is completed as described above, the primary calcined body is transferred to a reduction furnace by a conveyor without undergoing a separate cooling process, and is subjected to reduction heat treatment under the above-described conditions in the reduction furnace, and then cooled by a conveyor again. It is systemized to be transferred to the chamber and cooled (not shown).
즉, 상기와 같이 1차소성로와 환원로가 유기적으로 결합되도록 함으로써, 1차소성 후 그 소성체를 냉각하고, 다시 환원로에서 2차소성(환원열처리)하는 과정 에서 1차소성체의 취급상 발생될 수 있는 10mm 이하 크기의 잔류표면입자의 발생을 최대한 억제하여 환원페로몰리브덴의 회수율을 높일 수 있다. In other words, the primary firing furnace and the reduction furnace are organically bonded as described above, so that the firing body is cooled after the primary firing, and the secondary firing occurs in the process of secondary firing (reduction heat treatment) in the reduction furnace. By reducing the generation of residual surface particles of the size of less than 10mm as possible to increase the recovery of reduced ferro molybdenum.
즉, 본원발명에 의해 얻어진 1차소성체는 10~100mm의 직경을 갖는 크기범위내의 입자가 전체의 90% 이상이 되도록 유지함으로써 페로몰리브덴의 회수율을 높일 수 있는 것이다. That is, the primary firing body obtained by the present invention can increase the recovery rate of ferro molybdenum by maintaining the particles in the size range having a diameter of 10 ~ 100mm to 90% or more of the total.
상기와 같이 소성하여 페로몰리브덴을 제조한 결과는 다음과 같다.Firing as described above to produce ferro molybdenum is as follows.
상기와 같이 2차 소성온도를 변화하여 페로몰리브덴을 제조한 결과, 1,120℃ 이상에서 페로몰리브덴의 수율이 99.8% 이상(몰리브덴 함량 63.0 중량%)이 되었으며, 온도에 비례하여 수율이 올라갈 것으로 예상되나, 환원로에서 1,150℃ 이상으로 승온한 경우 소성체(기물)의 형상이 무너지는 문제점이 있었으므로 1,150℃까지의 온도로 실험하였다. 그러나, 1,120℃ 이상에서 페로몰리브덴의 수율은 이미 높은 결과를 나타내는 것을 알 수 있었다. As a result of manufacturing the ferro molybdenum by changing the secondary firing temperature as described above, the yield of ferro molybdenum was more than 99.8% (molybdenum content 63.0% by weight) at 1,120 ℃ or more, the yield is expected to increase in proportion to the temperature, Since the shape of the fired body (substrate) collapsed when the temperature was raised to 1,150 ° C. or higher in a reduction furnace, the experiment was conducted at a temperature up to 1,150 ° C. However, it was found that the yield of ferromolybdenum already shows high results at 1,120 ° C or higher.
또한, 도 2는 본 발명에 의한 페로몰리브덴의 전자현미경(SEM) 사진(우측)과 비교예로서 기존의 방법에 의해 제조된 페로몰리브덴의 전자현미경(SEM) 사진(좌측)을 각각 나타낸 것이다. 2 shows an electron microscope (SEM) photograph of ferro molybdenum according to the present invention (right) and an electron microscope (SEM) photograph of ferro molybdenum prepared by a conventional method as a comparative example, respectively.
기존의 방법에 의하여 페로몰리브덴을 제조하는 경우, 조립자와 미립자가 혼재되어 입도면에서 불균일하며, 환원반응이 원활히 일어나지 않았음을 보여주고 있으나, 본 발명에 의한 경우, 잔류분말이 존재하지 않고 환원상태 및 입도분포가 균일한 것을 알 수 있다. In the case of producing ferromolybdenum by the conventional method, it is shown that the coarse particles and the fine particles are mixed in the particle size, and the reduction reaction did not occur smoothly, but according to the present invention, there is no residual powder and reduction It can be seen that the state and particle size distribution are uniform.
도 3은 종래의 방법에 의해 제조된 페로몰리브덴의 엑스선(XRD)차트(X-ray Diffraction Pattern)를 나타낸 것이며, 도 4는 본 발명에 의해 제조된 페로몰리브덴의 엑스선(XRD)차트(X-ray Diffraction Pattern)를 나타낸 것이다.FIG. 3 shows an X-ray diffraction pattern of ferro molybdenum prepared by a conventional method, and FIG. 4 shows an X-ray (XRD) chart of ferro molybdenum prepared by the present invention. Diffraction Pattern).
도시한 바와 같이, 기존의 방법에 의해 제조된 페로몰리브덴은 몰리브덴, 페로몰리브덴 및 철의 탄화물이 나타내는 피크값이 혼재되어 있어, 환원반응이 일어나지 않은 물질이 다량 잔존하는 것을 알 수 있으나, 본 발명에 의해 제조된 페로몰리브덴의 경우 몰리브덴과 페로몰리브덴이 나타내는 피크값이 대부분이어서 환원반응이 원활히 일어났음을 알 수 있다. As shown, the ferro molybdenum produced by the conventional method is mixed with the peak value represented by the carbide of molybdenum, ferro molybdenum and iron, it can be seen that a large amount of the material that does not occur a reduction reaction remains in the present invention, In the case of the ferro molybdenum produced by the majority of the peak value represented by molybdenum and ferro molybdenum it can be seen that the reduction reaction occurred smoothly.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 철 분말과 몰리옥사이드 분말로부터 직접 페로몰리브덴을 얻어내도록 하여 공정온도를 낮춤으로써 페로몰리브덴의 제조단가 등 생산비용을 줄이고, 제련공정시 많은 인원이 투입되는 데에 비하여 적은 인원으로도 작업이 가능하므로 인건비도 줄일 수 있으며, 슬래그가 발생되지 아니하므로 슬 래그 처리비용을 절감하는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, ferro molybdenum can be directly obtained from iron powder and molybdenum powder, thereby lowering the production temperature, thereby reducing production costs such as production cost of ferro molybdenum, and reducing the production cost of the ferro molybdenum. The labor cost can be reduced by working with personnel, and the slag treatment cost is reduced because no slag is generated.
또한, 본 발명은 기존의 테르밋 반응공정에 비해 공정단계를 단순화 함으로써 공정경제를 이루며, 테르밋 반응공정에 투입되어야 하는 설비에 비하여 설비를 간소화함으로써 설비비의 부담을 완화하는 효과가 있다. In addition, the present invention achieves a process economy by simplifying the process step compared to the conventional thermite reaction process, there is an effect of reducing the burden of equipment costs by simplifying the equipment compared to the equipment to be put into the thermite reaction process.
또한, 본 발명은 슬래그의 발생없이 환원반응만으로 페로몰리브덴을 직접 추출함으로써 기존의 테르밋 반응공정에 비하여 낮은 온도에서도 페로몰리브덴의 수율을 향상시키고, 품질의 균일성을 유지하며, 개선을 꾀할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention by directly extracting the ferro molybdenum only by reduction reaction without the generation of slag to improve the yield of ferro molybdenum at low temperature, compared to the conventional thermite reaction process, to maintain the uniformity of quality, and to improve the effect There is.
또한, 본 발명은 통상적인 테르밋 반응공정의 많은 부분을 생략하도록 함으로써 슬래그가 발생되지 아니하고, 아울러 미세먼지 및 대기오염도 예방할 수 있어 환경오염의 문제를 개선하는 효과가 있다. In addition, the present invention by eliminating a large portion of the conventional thermite reaction process does not generate slag, and can also prevent fine dust and air pollution has the effect of improving the problem of environmental pollution.
또한, 1차소성로와 환원로에서의 열처리 공정을 연속화함으로써 1차소성로와 환원로를 분리하여 열처리 하였을 때 1차소성 후 1차소성체의 취급과정에서 발생되는 잔류표면입자의 발생량을 최소화하여 잔류표면입자에 의한 슬래그 편입가능성을 낮추고 및 페로몰리브덴의 회수율을 높일 수 있는 효과가 있다. In addition, by continuing the heat treatment process in the primary firing furnace and the reduction furnace, when the primary firing furnace and the reduction furnace are separated and heat treated, the residual surface particles are minimized by minimizing the amount of residual surface particles generated during the primary firing process after the primary firing. It is effective in reducing the possibility of slag incorporation by particles and increasing the recovery rate of ferro molybdenum.
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