KR100694012B1

KR100694012B1 - 슬래그 컨디셔너 조성물, 그 제조 방법 및 철강 생산시 이용 방법

Info

Publication number: KR100694012B1
Application number: KR1020050025195A
Authority: KR
Inventors: 조셉 엘. 스타인; 브라이언 제이. 스타인; 존 비티; 로버트 에스. 보건
Original assignee: 아이에스엠, 인코포레이티드
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2007-03-12
Also published as: AU2005220202B2; EP1659190A3; AU2005220202A1; TWI280283B; EP1659190A2; CA2497614A1; KR20060055294A; CA2497614C; US20060105901A1; AR051216A1; MXPA05008410A; US7914599B2; CN102061359A; ES2526696T3; BRPI0504254A; EP1659190B1; CN1796577A; UA84871C2; CN1796577B; RU2005135628A

Abstract

산화마그네슘, 탄소 또는 충전제 및 결합제를 포함한 슬래그 컨디셔너는 브리켓 형태를 가질 수 있는 응집체 생성을 위한 압력 하에서 혼합 및 형성된다. 슬래그 컨디셔너는 제강로의 운전 성능 및 내열 수명의 향상을 위해 사용된다. 슬래그 컨디셔너는 혼합물; 및 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함한다. 상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트;를 포함하며, 상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함한다.

슬래그, 슬래그 컨디셔너, 브리켓, 응집체, 경소 마그네사이트

Description

슬래그 컨디셔너 조성물, 그 제조 방법 및 철강 생산시 이용 방법{A SLAG CONDITIONER COMPOSITION, PROCESS FOR MANUFACTURE AND METHOD OF USE IN STEEL PRODUCTION}

도 1은 본 발명에 따른 제강 공정의 개략도이다.

도 2는 MgO 브리켓 및 배소 돌로마이트 첨가시, 감소된 라이닝 보수재를 도시한 그래프이다.

도 3은 MgO 브리켓 및 배소 돌로마이트 첨가에 의한 슬래그 체적 증가를 도시한 그래프이다.

도 4는 MgO 브리켓 및 배소 돌로마이트 첨가에 의한 용융 슬래그 내 MgO 함유량을 도시한 그래프이다.

도 5는 MgO 브리켓, 파쇄 MgO 브리켓 및 배소 돌로마이트 첨가에 의한 용해로 벽에서의 슬래그 코팅 두께를 도시한 그래프이다.

도 6은 MgO 브리켓 및 배소 돌로마이트 첨가에 의한 내화 라이닝 수명을 도시한 그래프이다.

도 7은 MgO 브리켓, 사소 MgO 및 배소 돌로마이트 첨가시, 필요한 투입 탄소의 감소를 도시한 그래프이다.

도 8은, MgO 브리켓, 사소 MgO 및 배소 돌로마이트 첨가시, 슬래그 포밍을 위한 주입 탄소의 감소를 도시한 그래프이다.

도 9는 본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너를 사용하여 얻을 수 있는 부문별 비용절감 및 총 비용절감을 도시한 막대 그래프이다.

본 발명은 철강 제조용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬래그 컨디셔너(slag conditioner), 상기 슬래그 컨디셔너의 생산 방법 및 상기 슬래그 컨디셔너를 이용하여 전기로(electric furnace)에서 철강 및 스테인레스 강을 제조하는 방법에 관한 것이다.

1960년 이전에는, 평로, 전기로 등의 제강로(steel making furnace)의 내화 라이닝(refractory lining)으로 실리카 벽돌(silica brick)이 일반적으로 사용되었다. 제강 공정 중 발생하는 슬래그는 일반적으로 실리카로 알려진 이산화규소(SiO₂)를 다량 포함하고 있다. 슬래그는 산성이며, 내화 라이닝의 실리카 벽돌과 반응하지 않아, 적절한 라이닝 수명을 보장한다. 1960년대 초반, 철강 품질 및 생산 증가 요구로 인해, 내화 라이닝 실리카 벽돌의 적정한 한계 작동 온도 하에서, 용해로 작동 온도가 증가하였고, 이는 내화 라이닝의 수명을 단축시켰다.

용해로(furnace)로 사용되는 평로 및 전기로에서 산성인 실리카 라이닝은, 산화마그네슘(MgO) 및 산화칼슘(CaO)계 물질로 제작된 염기성 라이닝으로 대체되었 다. 상기 라이닝은 기본적으로 벽돌, 몰탈 및 기타 보존 물질의 입자형태를 띠고 있다. 1950년대 후반, Linz-Donawitz 및 Basic Oxygen Furnace 도, 염기성(MgO, CaO) 용해로 라이닝으로 강을 제조하기 시작하였다. 고온의 염기성 라이닝 재료는, 배소 돌로마이트(burned dolomite)와, 주성분이 어느 정도의 자연적인 불순물을 포함한 산화마그네슘(MgO)인 사소 마그네사이트(dead burned magnesite)로 조성되었다. 여기서 사용되는 화학 기호 MgO는 가마에서 연소된 자연 마그네사이트 광석에서 회수한 생성물이다. 경소 마그네사이트(light burned magnesite)로 불리는 생성물은 적당한 시간 동안 약 2000 ℉ 에서 광물을 배소시키는 공정에서 그 이름이 유래된 것이고, 사소 마그네사이트(dead burned magnesite)로 불리는 생성물은 적당한 시간 동안 약 3000 ℉ 에서 광물을 배소시키는 공정에서 그 이름이 유래된 것이다. 사소 후의 화합물 MgO는 관찰가능한 결정체, 페라클레이즈를 형성하는데, 이는 용해로 슬래그를 포함하는 석회(CaO)에 화학적 내성을 가진다. MgO계 내화 벽돌의 또 다른 유용한 성분은 크롬 광석인데, 전기로와 평로 라이닝의 열충격 저항을 위해 첨가된다. 염기성 라이닝을 사용하면 철강 위에 부유하는 슬래그에 화학적 변화를 일으킨다. 상기 화학적 변화는 내화 라이닝 재료와 화학적으로 조화될 수 있도록 슬래그에 석회(CaO) 함유량이 증가하는 것이다. 또, 염기성 슬래그의 높은 CaO 함유량은 액상 강욕(liquid steel bath)에서 불필요한 불순물을 모으는 야금 기능을 향상시킨다. 염기성 슬래그에 의해 제거되는 주요 불순물은, 생산되는 철강 등급에 따라, 황, 인 및 규소 등이 있다.

염기성 산소로(oxygen furnace)의 라이닝 수명이 일반적으로 400 내지 1200 번의 용해작업(heat)이던 1960년대 초반, 제강 공정의 막바지에 슬래그의 산화마그네슘 성분이 5% 내지 7%인 것으로 관찰되었다. 제강 분야의 전문가들은 슬래그 조성물과 내화 수명의 관련성을 알게 되었다. 상태도로부터, 산화마그네슘은 규산-칼슘계 액상 슬래그에 용해되고, 용해도는 흔히 석회 규산 비(lime-silica ratio)로 불리는 CaO에 대한 SiO₂ 비율(C/S)에 주로 좌우된다는 것을 알게되었다. 용해작업의 막바지에서 슬래그 조성물 내 석회 규산 비가 2/1 보다 클 때, 슬래그는 약 7%의 MgO를 필요로 하는 화학적 불균형을 보이는 것으로 알려졌다. 라이닝 재료 마모와 슬래그내 MgO 함유량간에 관련성이 존재한다. 용해로 라이닝의 보수 재료는 높은 MgO 함유량을 가지며, 부족한 양만큼 MgO를 슬래그에 용해시키는 공여체가 되고, 라이닝에 손상을 주어 용기의 사용 수명을 400 내지 1200 번의 용해작업으로 제한한다. CaO 성분을 위해 염기성 슬래그에 산화된 석회석을 첨가하던 철강업자들은, 슬래그 내 MgO 필요량을 충족시키기 위해, 슬래그 컨디셔너로서 CaO 뿐 아니라 MgO를 공급하기 위해서, 배소 돌로마이트 또는 배소 석회석과 배소 돌로마이트의 혼합물을 첨가하기 시작하였다. 내화 라이닝 수명은 향상되었지만, 마모(wear)로 인해 제강을 중지하고 수시로 내화 재라이닝을 해야 하는 문제점을 여전히 남겨 놓았다.

1980년대, 슬래그의 점성을 높이는 MgO 함유량을 증가함으로써 제강공정용 슬래그의 조성물을 변화시킴으로써, BOF 용기의 내화 수명이 향상되었다. BOF의 가스 취련 성능(gas blowing capability)을 가진 현재의 점성 슬래그는, 슬래그 스플래싱으로 불리는 기법으로 귀착되었다. 용해로 벽에 취련된 점성 내화 슬래그 코팅은, 용기 라이닝을 과도한 마모로부터 보호하였고, 용해작업 후에는 거의 항상 발생하였다. 제강 공정은 매번의 용해작업 후 내화 라이닝에 새로 발생한 슬래그 코팅을 이용해 이루어 질 수 있었다. 상기 슬래그 코팅 공정은 BOF 용해로에서 내화 수명을 10,000 번 이상의 용해작업까지 연장시켰고, 유사한 개념의 슬래그 코팅 공정을 전기아크로에 적용하기 위한 시도가 이루어졌다. 2003년 2월 4일 발행된 미국특허 6,514,312에는, BOF 용기에 적용한 슬래그 스플래싱 작업이 개시되어 있다. 돌로마이트가 슬래그내 MgO의 주공급원이지만, 용해로 라이닝 수명은 여전히 상대적으로 짧았고, 용해로 보수재의 소모율은 상대적으로 높았다. 1990년대 후반, 소정의 용해로 슬래그내 MgO 공급원으로, 사소 마그네사이트가 돌로마이트 석회를 일부 대체하였다. 사소 마그네사이트는, 재료 취급 및 투입시 발생하는 분진을 최소화하기 위해 일반적으로 15 x 3 ㎜인, 상대적으로 거친 재료로써, 용해로 장입제(charge)에 첨가되었다. 작은 입자는 배기 외풍을 따라 용해로 밖으로 분출되므로, 더 미세한 입자의 사소 마그네사이트를 도입하는 것은 비효율적이고 고비용일 것으로 생각되었다.

수명 연장을 위해 용해로 라이닝을 코팅하기 위하여, 그리고 BOF 용기의 라이닝 수명을 연장하기 위하여, 용해로 벽 상에 응축된 슬래그를 촉진하도록 소정 종류의 스플래싱이 필요하게 되었다. 스플래싱용 가스 공급원은, 정제된 탄소 함유 물질, 일반적으로 석유-코크스, 석탄 및 코크스와 함께 슬래그욕(slag bath) 접촉면에 주입된 산소였다. 탄소는 산소와 반응(연소 또는 산화)하거나, 슬래그의 FeO와 반응하여, CO 및 CO₂를 발생시키는 것으로 추정되었다. 상기 반응으로 발생한 가스는, 슬래그 내로 가스 기포를 방출하는 결과를 낳고, 이는 슬래그의 체적을 증가시켜, 현재 기포 슬래그(foamy slag)라 불리는 것을 생성한다. 기포 슬래그는 용해로 벽의 코팅을 다소 용이하게 하고, 또한 라이닝 마모를 줄여준다. 많은 제철소에서 다소의 개선으로 비용대비 효율성이 증대되었다고 생각했다.

그러나 이같은 개선에도 불구하고, 내화 벽돌 라이닝 수명은 4 내지 8주를 넘지 못했다. 용해로 작동 중에 집중적인 보수가 필요하였다. 일반적으로 사소 마그네사이트 입자 형태인, 바닥(bottom) 및 뱅크(bank) 수리 재료는, 출탕된 강(tapped steel) 1톤당 2 내지 8 파운드의 비율로 소비되었다. 또한, 사소 마그네사이트 및 고순도의 합성 페라클레이즈를 기초로 하는, 고가의 분사 보수재(gun maintenance material)는, 출탕된 강 1톤당 2 내지 8 파운드의 비율로 소비되었다.

MgO계 분사 혼합물(gunning mix), 뱅크 및 바닥 입자 물질과 같은 보수재는, 그 사용이 감소하기는 했지만, 여전히 용해로의 운전에 필요하며, 철강 제조 비용의 상당부분을 차지한다. 하루에도 몇 번씩 보수재를 사용하기 위해, 제강공정이 중단되어야 했고, 이는 생산성과 생산량을 감소시키므로, 더욱 개선이 필요하였다.

사용된 직접환원철(direct reduced iron)이 제강공정용 철의 주 공급원인 전기아크로에는 특별한 문제점이 존재한다. 직접환원철과 스크랩(scrap)을 투입하고, 전극을 통해 전기 에너지를 가하면, 아크 열은 관련된 불필요 무기 불순물과 함께 스크랩 및 직접환원철을 용융하게 된다. 금속과 함께 용융되는 첫번째 물질 조성물은 상대적으로 석회 규산 비가 낮은 저용융점 규산염이다. 이 액체는 20%에 이르는 상대적으로 높은 MgO 용해도를 갖는데, 이는 유효 반응 산화물에 의해 형성된 조성물의 용융점으로 결정된다.

MgO는 내화 라이닝 물질의 주성분이므로, 초기 제강공정에서 생산되는 슬래그에 의해, 모든 이용가능한 MgO도 용액속으로 흡수된다. 이는 자주 발견되는, 측벽 하부 및 제강로 바닥을 포함한 용해로 라이닝의 마모를 설명해 준다. 허용될 수 없는 용해로 라이닝의 심한 마모 및 극히 높은 보수 요구조건 때문에, 높은 철 함유량을 가진 장입제로 운전되는 제강로에는 상당한 개선이 요구된다.

최근, 약 15 x 3 ㎜의 굵은 집합체 내에 일반적으로 90% 내지 93%의 MgO를 갖는 사소 산화마그네슘이 도입되어 석회 및 돌라임(dolime) 기법과 경쟁하게 되었다. 상기 집합체는 높은 용해비용으로 슬래그에 필요한 MgO의 상당량을 공급하지만, 15 x 3 ㎜인 부분적 크기는 용해로에 장입된 채로 잔존할 만큼 충분히 크다. 그러나, 더 양호한 슬래그의 포밍은 종종 내화 비용의 감소를 제한하고, 이는 어떤 경우 추가되는 용해 비용을 상쇄한다. 사소 산화마그네슘을 투입하는 공정에 변화를 채택한 일부 제강 공정에서 슬래그 포밍(slag foaming)이 고안되었으며, 반면 그외 제강공정에서는 경제적 이점을 확신하지 못하고, 석회, 석회-돌라임 및 상기 두 가지 물질의 혼합물이, 슬래그 생산 공정 중 용제(flux)로 계속해서 도입되었다.

저비용 형태의 MgO를 함유한 슬래그 첨가물로 사소 산화마그네슘 및 돌라임을 대체하기 위해 보다 더 경제적인 물질를 생산하기 위한 시도에서, 용제 첨가물용 기초 물질로, 때때로 "가성 MgO(caustic MgO)"로 언급되는 경소 마그네사이트가 사용되었다. 경소 산화마그네슘은 비교적 저가이며, 풍부하고 채굴이 용이한 자연광석인 마그네사이트로부터 생산된다. 마그네사이트 광석은 저온 즉 2000 ℉ 에서 저가의 연료로 연소되어, 주성분이 탄산 마그네슘인 마그네사이트에서 탄산염을 제거되고, 용이하게 분쇄되어 원하는 조밀한 크기로 연삭되는 MgO 입자를 산출한다. 경소 마그네사이트는 물과 혼합되어 성형가능한 매스(moldable mass)를 형성하여, 브리켓 머신에서 압축되고, 건조 또는 응고될 수 있다. 물은 경소 마그네사이트와 결합을 형성하였고, 생성된 브리켓은 운반하기 적합할 정도로 단단했다. 생성된 응집체는 약 65%의 MgO, 약 28%의 수산화물과 같은 화학물질을 함유한 물, 마그네사이트 광석에서 나온 재를 포함하였다. 경소 마그네사이트 응집체는, 슬래그를 만들기 위해, 제철소에서 실험적으로 사용되었다. 철강업자는 슬래그 조성물 내 MgO의 존재를 확신했지만, 시도를 지속하는 것이 경제적으로 바람직하다고 생각될 만큼, 슬래그 상태, 포밍 및 용해로 코팅 상에 이점을 발견하지는 못했다.

응집체나 브리켓 형태로 경소 마그네사이트를 첨가함으로써, 제강공정중 MgO 를 함유한 슬래그 발생을 증가시키려는, 모든 알려진 시도는 성공하지 못했다. 경소 마그네사이트 및 코크스 형태 탄소의 첨가를 기초로 하는 동일한 방법으로, 다른 물질이 생성되었는데, 생성된 조성물은 20%의 탄소와 60%의 MgO 를 함유하였다. 이 물질로 실험한 결과, 경소 마그네사이트 응집체를 단독으로 사용한 경우, 즉 탄소를 첨가하지 않은 경우보다 더 성공적이지는 않다는 것이 밝혀졌다. 최종 슬래그 조성물 내 MgO 성분이 검출되었지만, 슬래그가 점성을 증가시키지도 않고(일반적으로 제강 기술분야에서 크림 조직(creamy texture) 발생으로 일컬어진다), 슬래 그에 15 x 3 ㎜크기의 거친 산화 마그네슘 입자를 첨가하는 종래 기술과 비교하여, 원하는 슬래그 포밍 특성을 개선시키지도 못했다.

약 8%의 탄소, 60%의 MgO, 7%의 탄산염 및 20%의 수산화물을 포함한 응집된 조성물을 만들기 위해, 천연 마그네사이트가 경소 마그네사이트, 탄소 및 물에 첨가되었다. 이 조성물은 슬래그 조성물에 MgO를 제공하고, 천연 마그네사이트의 분해를 통해 생성되는 가스의 방출로 인해 제강공정에서 소정의 기간동안 슬래그의 포밍을 다소 증가시키지만, 실험된 조성물은 슬래그를 두껍게 하여 안정한 기포 슬래그를 생성하거나 유지하는데는 실패했다. 이러한 시도에서, 슬래그는 용해로 벽에 유용한 코팅을 제공하지 못했다.

어떠한 조성물을 첨가하든지, 탄소 및 천연 마그네사이트의 첨가 유무에 무관하게, 더 미세하고 더 반응성이 높은 경소 MgO를 사용해서 명백한 이점을 얻지는 못하였다. MgO가 슬래그에서 검출되었지만, 기초 물질로 경소 마그네사이트계 물질을 이용한 실험은 실패였다.

전술한 종래의 슬래그 첨가 기법에 대한 연구는, 전기로에서 슬래그 조성물을 개선하기 위해 설계된 일련의 시도에서, 새로운 물질을 평가하는 기초를 형성하였지만, 많은 심각한 문제와 높은 비용조건이 여전히 남아 있었다. 라이닝은 여전히 급속히 마모되었다. 슬래그선(slag line)이 부식성 슬래그 조성물에 의해 심각한 균열을 입어, 마모가 일정하지 않았고, 이는 용해로 라이닝이 너무 빨리 약해지는 원인이 되었다. 과열, 열충격 및 주변 영역에서의 균열과 체적 감소를 일으키는, 아크의 화염에 의해 발생하는 열점(hot spot)은, 라이닝의 조기 보수 및 교체 의 또 다른 원인이었다.

또한, 석탄 및 코크스를 탄소 증가제(raiser)로 사용할 때, 사용된 석탄량은, 강욕에 탄소를 첨가하는데 필요한 이론량을 초과했다. 석탄 미세입자, 코크스 및 석유 코크스를 슬래그에 기포를 발생시키기 위한 분사 물질로서 사용할 때, 슬래그 기포 조건을 유지하기 위해서는 현저히 많은 양이 필요한 것으로 보였다. 높은 변압기 전력(transformer power)을 가진 용해로는, 아크 불안정성 및 그로 인한 용해로 벽의 손상때문에, 계속하여 최대전력으로 작동할 수 없었다. 용해작업 시간 및 정시 전력은 여전히 길었다. 용해 작업시간을 감소시키기 위해 사용된 초과 산소는 철의 상당량을 산화 또는 연소시켰고, 슬래그 내 FeO는 여전히 높은 수준이었으며, 철강 생산량은 저조했다. 사소 산화마그네슘 또는 돌라임과 같이 명백히 슬래그에 MgO를 부가하는 물질을 사용해도, 보수 재료는 여전히 과도한 비율로 소비되었다. 에너지 비용 및 전극은 제강 비용의 상당부분을 차지하였다. 용해로는 매우 소음이 심했고, 청각과 관련된 안전 장비를 착용했을 때조차 작업자를 괴롭혔다. 철강 산업은 외국 생산자에 비해 경쟁력을 유지하기 위하여, 비용 절감이라는 지속적 압력을 받았다. 변화 및 개선이 필요하였다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전기로에서 생산되는 철강을 용해시키고 정련시키는데 필요한 에너지를 줄이고 용해작업 시간을 줄임으로써, 효율이 증대되도록 슬래그 조성물을 개선하는 것이다.

또한 본 발명의 목적은, 제강 공정 중 슬래그의 반응성 및 용해로 라이닝 물질과의 부식성을 줄여 라이닝 수명을 획기적으로 늘리기 위해, 제강 공정 중 발생하는, 규산 칼슘계 슬래그의 불리한 화학적 불균형을 중화시키거나 적어도 상쇄시키는데 유용한, 슬래그 컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소정의 제강 공정 중 접할 수 있는 환경과 비반응하도록 개선하는, 슬래그에 유용한 성분을 제공하는데 유용한, 슬래그 컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유효한 라이닝 수명을 증가시키도록 용해로 벽에 보호 코팅을 제공하는데 유용한 포밍의 용이성 증가, 크림 조직 및 증가된 점성을 포함하는, 유용한 슬래그 특성을 더 경제적으로 만들기 위해, 선택된 양의 산화 마그네슘을 첨가함으로써, 제강로에서 슬래그 조성물을 변경하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제강로로부터 출탕된 최종 철강 생산품에서의 개선된 탄소 수준을 유지하되, 탄소 장입은 감소시킬 수 있는 작용을 하는, 슬래그 컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전기 제강로 작동 중에 아크의 화염 및 소음 수준을 감소시키는 작용을 하는, 슬래그 컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 제강로로부터 출탕된 스테인레스 스틸의 처리중 크롬, 규소 및 타 유용한 합금의 생산을 향상시키는 작용을 하는, 슬래그 컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 용해작업 중 또는 용해작업 막바지에 슬래그의 포밍을 유지하거나 향상시키되, 무연탄, 석유 코크스 등의 형태로 탄소를 분사하는 소비량을 감소시키는 작용을 하는, 슬래그 컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 선철, 고온 용선(hot molten iron), 고온 철 브리켓(hot iron briquette) 및 직접환원철과 같은 철 공급원을 이용하는 제련용 전기로 내 슬래그 기법을 향상시키는 작용을 하는, 슬래그 컨디셔너를 제공하는 것이다.

본 발명은, 혼합물; 및 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비 2% 내지 25%의 결합제;를 포함하며, 상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50%이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트;를 포함하며, 상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 슬래그 컨디셔너를 제공한다.

또한 본 발명은, 크기 등급별 집합체의 혼합물; 및 상기 집합체를 응집시키는 중량비 2% 내지 30%의 결합제;를 포함하며, 상기 혼합물은, 40% 내지 80%의 사소 마그네사이트 집합체; 40% 이하의 경소 마그네사이트; 및 석탄, 무연탄, 코크스, 흑연, 석유 코크스 중에서 선택된 5% 내지 50%의 탄소;를 포함하며, 상기 사소 마그네사이트 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 마그네시아 탄소 슬래그 컨디셔너를 제공한다.

또한 본 발명은, 크기 등급별 집합체의 혼합물; 및 상기 집합체를 응집하는 중량비 2% 내지 30%의 결합제;를 선택하는 단계; 및 상기 혼합물을, 30 x 30 x 10㎜ 이상의 최종 형상을 얻기에 충분한 압력하에 압축하는 단계;를 포함하며, 상기 혼합물은, 40% 내지 80%의 사소 마그네사이트 집합체; 40% 이하의 경소 마그네사이트; 및 석탄, 코크스, 흑연, 석유 코크스 중에서 선택된 5% 내지 50%의 탄소;를 포함하며, 상기 사소 마그네사이트 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 슬래그 컨디셔너 제조 방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 전기 제강로에서, 용융 과정 및 강을 생산하는데 필요한 양을 가열하는 정련 과정 동안에, 고 석회 규산-칼슘 슬래그를 생성하는 단계; 및 슬래그 컨디셔너를 상기 전기 제강로에 도입하는 단계;를 포함하며, 상기 슬래그 컨디셔너는, 혼합물; 및 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함하며, 상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트;를 포함하며, 상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함하며, 상기 컨디셔너는, 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 5% 내지 14%로 높이고, 따라서 크림 슬래그 조직을 만들며, 용해성 MgO에 용해되지 않고, 기포가 생성되어 슬래그 체적을 증가시키고, 상기 전기 제강로의 내화 측벽을 보호하도록 코팅하는데 필요한 양으로 도입되는 것을 특징으로 하는, 전기로내 제강 방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 규소 함량이 높은 철 함유 금속을 전기로에 장입하는 단계; 상기 철 함유 장입량을 용융 및 탈탄하고, 그 위에 규산 슬래그 층을 형성하는데 충분한 시간 동안, 상기 전기로를 가열하는 단계; 상기 전기로내에서 상기 철 함유 장입량의 정련이 끝나는 시점에서, 상기 보호 슬래그 층 중의 MgO 함량이 5% 이상이 되도록 하는데 충분한 슬래그 컨디셔너의 총량을 계산하는 단계; MgO가 풍부한 보호 슬래그를 형성하는 상기 철 함유 장입량의 용융 및 탈탄 중에, 계산된 중량의 상기 슬래그 컨디셔너를 도입함으로써, 상기 철 함유 장입량의 상기 용융 및 탈탄 중에 형성되는 규산 슬래그에 의하여, MgO에 대한 친화력을 상쇄시키는 단계; 및 상기 전기로의 벽을 보호하도록 코팅하기 위해, 상기 MgO가 풍부한 보호 슬래그를 포밍하는 단계;를 포함하며, 상기 슬래그 컨디셔너는, 혼합물; 및 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함하며, 상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트를 포함하며, 상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제강 방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 전기 아크로 내에서 선택된 합금 재료를 함유하는 강 장입량을 부분적으로 정련하는 단계; 상기 부분적으로 정련된 강 장입량을 아르곤-산소-탈탄 용기로 이송하는 단계; 슬래그 컨디셔너의 도입을 포함하여, 강 장입량을 최종적으로 정련하도록, 탈탄 용기를 작동하는 단계;를 포함하며, 상기 슬래그 컨디셔너는, 혼합물; 및 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함하며, 상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트;를 포함하며, 상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테인레스 스틸의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은, 첨부된 도면을 참조로 이하 설명을 읽으면, 더 완전히 이해될 것이다.

본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너 조성물은, 유효 크기 결정 형태로 MgO를 공급하기 위해, 다양한 크기 분율의 집합체 재료와 포뮬레이션을 포함할 수 있다. 본 발명의 근본적인 지견은, 중간 및 미세 크기의 산화 마그네슘 결정이 집합체 형태로 용해로에 첨가되어, 철강 공정중 가스를 소모하는 작은 크기의 산화 마그네슘 결정의 유해한 손실 없이, 액체 슬래그 상과 효율적으로 화학 반응할 수 있다는 것이다. 슬래그 컨디셔너에 의한 슬래그 내 MgO의 공급은, 고비용 내화 벽돌 라이닝, 분사 보수 혼합물(gunning repair mix) 및 용해로 라이닝의 조제 과립형 바닥 보수 혼합물(prepared granular bottom repair mix)에 의한 MgO의 침식을 경감할 것이다. 또한 슬래그 내 적당한 MgO 함유량은, 내화 용해로 라이닝을 보호하고 제강로의 작동을 개선하는 슬래그의 포밍을 유발하는, 비교적 작은 양의 탄소 함유 물질의 사용을 촉진한다. 여기서 사용된 바와 같이, 일반적으로 DB MgO로 불리는 사소 마그네사이트는, 상당히 큰 결정인 페라클레이즈 결정의 집합체를 구성하는 결정질 형태의 MgO의 경제적인 공급원이다. 상기 결정은 화학적으로 산화 마그네슘(MgO)로 알려져 있다. 일반적으로 LB MgO로 불리는 경소 마그네사이트도 또한 MgO의 공급원이지만, 경소 마그네사이트에서 얻은 산화 마그네슘 결정은, 사소 마그네사이트에서 얻은 산화 마그네슘 결정보다, 더 작고 물에 더 용이하게 용해된다. 슬래그 내 MgO 성분은, 슬래그를 MgO로 포화시켜 용해로 내 타 공급원에서 MgO 흡수를 방지할 정도로 충분해야 한다. 그러나, 화학식량을 초과하는 MgO 양은, 고체 결정 서스펜션으로 존재하여, 슬래그의 점성을 증가시키고 슬래그에 원하는 크림 조직을 제공하는 농후제(thickening agent)로 작용한다. 서스펜션에 포함된 MgO는, 사소 마그네사이트 또는 사소 돌로마이트에서 얻은 상대적으로 큰 MgO 결정에 의해, 가장 효율적으로 공급된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 슬래그 컨디셔너는 호퍼(hopper)(10)에 적재된 혼합물을 포함하며, 상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트;를 포함하며, 상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고; 35% 내지 94%의 MgO를 포함한다. 또 호퍼(10)에 도입되는 슬래그 형성용 첨가물은 탄소질(carbonaceous)일 수 있으며, 상기 탄소질은, 탄소함유량이, 중량비로, 바람직하게는 78% 이상, 더욱 바람직하게는 78% 내지 99.8%이고, 첨가물은 탄화규소 규소철(silicon carbide ferrosilicon); 크롬 철(ferrochrome); 규소 망간 철(ferrosilicomanganese); 산화 철(iro oxide); 크롬 광석(chrome ore); 철광석(iron ore); 흑피(mill scale); 석회암(limestone); 돌로마이트(dolomite); 천연 마그네사이트(raw magnesite); 규산 나트륨(sodium silicate); 리그닌술폰산 염(ligosulfonate); 리그닌술폰산 용액(lignosulfonate solutions); 염산(hydrochloric acid); 황산(sulfuric acid); 염화 마그네슘(magnesium chloride); 황산 마그네슘(magnesium sulphate); 당밀(molasses); 피치; 타르; 아스팔트; 수지; 벤토나이트; 및 수지 중에서 선택된 슬래그 형성용 양립성 충전제(slag making compatible filler)일 수 있다. 슬래그 형성용 첨가제가 탄소질이면, 6 ㎜ 이하의 입자 크기가 유용하며, 부분 크기는 5 x 0 ㎜, 더 작은 부분 크기는 3 x 0 ㎜, 가장 작은 부분 크기는 1 x 0 ㎜ 일 수 있다. 탄소질 첨가제는 석탄; 무연탄; 야금 코크스; 석유 코크스; 흑연; 및 석유 코크스 중에서 선택될 수 있다. 호퍼(12)에는, 호퍼(10) 내의 응집체 또는 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비로 2% 내지 25%인 결합제가 공급된다. 결합체의 무게량은 물과 같은 액체 또는 규산 나트륨; 리그닌술폰산 염; 리그닌술폰산 용액; 염산; 황산; 염화 마그네슘; 황산 마그네슘; 당밀; 피치; 타르; 아스팔트;벤토나이트; 점토 및 수지 중에서 선택된 것일 수 있다:

컨디셔너의 가성 MgO 성분과 물의 반응물에 의해 형성된 수산화 결합제를 환원 또는 본질적으로 제거하기 위한 교체 결합제(alternate binder)는, 응집된 입자, 예를 들어 사소 산화 마그네슘과 석탄의 일시적 결합제로 작용하는 경우를 제외하고는, 슬래그 또는 제강에서 중요한 역할을 수행하지 못할 것이다. 6% 이하의 물을 사용하는 유기 결합제는 본 발명의 조성물 내 브리켓을 생성하는데 유용하다. 저점화 손실 결합제(low ignition loss binder)는 유용한 제강 물질, 즉 MgO 및 탄소질의 고중량비를 허용한다. 저점화 손실 결합제를 사용하는 또 다른 이점은, 용융 공정중 슬래그 컨디셔너로부터의 탄산염 및 수산화물을 분해하는데 필요한 에너지가, 제거되지는 않더라도, 최소화된다는 것이다. 브리켓 형태의 슬래그 컨디셔너는 충분히 낮은 점화 손실을 갖도록, 즉 발열성이 되도록 설계될 수 있으며, 따라서 제강로에서 에너지를 소모시키지 않을 것이다. 유기 결합체를 사용하는 또 다른 이점은, MgO 공급원으로서 경소 마그네사이트의 필요성이, 첨가된 사소 산화 마그네슘 미세입자로 대체될 수 있다는 것인데, 상기 미세 입자는 수화작용에 더 저항력이 있고 저장소(storage)내 슬래그 컨디셔너 브리켓의 수명을 연장시킨다. 유기 결합제의 사용은 또 다른 이점을 제공한다. 결합제는 물을 포함하지 않거나 미량 포함하도록 선택될 수 있다. 이 경우, 수화작용에 민감한 교체 물질은, 같은 입자 크기 범위의 슬래그 컨디셔너에 사용될 수 있다. 상기 교체 물질은 배소 돌로마이트 및 사소 돌로마이트를 포함하지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 사소 산화 마그네슘을 대체하는 배소 돌로마이트계 조성물에서, 중간물 입자는 MgO 및 CaO의 반응 공급원으로 작용하는데, 상기 두 산화물은 제강 슬래그가 사소 산화 마그네슘계 조성물과 유사한 유용한 결과를 산출하도록 하는데 유용하다. 본 발명에 의한, 소정의 슬래그 첨가물의 포뮬레이션은, 배소 집합체를 40% 내지 80%로 제안하며, 그러한 포뮬레이션에서, 경소 마그네사이트는 40%에 이르며, 결합제는 2% 내지 25%이다.

호퍼(10) 내의 배소 집합체는, 바람직하게는 80% 내지 94%의 MgO를 포함한, 8㎜ 미만의 사소 마그네사이트 입자를 포함할 수 있다. 또, 사소 집합체를 포함하는 입자의 크기 범위는, 적어도 30%는 0.2 ㎜보다 큰 6 x 0 ㎜의 크기부분(size fraction)으로 정해지며, 바람직하게는 입자는 약 5 x 0 ㎜의 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 3 x 0 ㎜ 크기부분이지만, 1 x 0 ㎜이고 미세입자를 포함한 것도 또한 적당하다. 사소 마그네사이트 및 경소 마그네사이트의 MgO 성분은 배소 돌로마이트 집합체로 대체될 수 있다. 더 작은 MgO 결정이 배소 마그네사이트 입자에서 생기며, 100 메쉬(mesh) 미만의 마그네사이트 입자에서 80% 내지 97%의 MgO를 포함하며, 강의 가열에 의한 정련 중 발생하는 슬래그욕에서의 용해를 원하는 정도로 용이하게 촉진하도록 200 메쉬 이하가 바람직하다. 사소 집합체는 사소 돌로마이트 및 슬래그 첨가 혼합물로 구성될 수 있으며, 추가로 경소 돌로마이트를 포함하며, 각각은 정련 용강의 황 함유량을 감소시키는 슬래그의 화학적 작용을 일으키는 CaO 및 MgO 성분의 공급원을 제공한다.

호퍼(10) 내 중량비 20% 내지 90%인 배소 집합체는 두 개의 구성 부분을 포함하는데, 첫번째 부분은, 집합체의 적어도 30%는 0.2㎜이상인 8㎜ 미만의 크기부분을 가지며, 35% 내지 94%의 MgO를 포함하며, 바람직하게는 80% 내지 94%의 MgO를 포함하고, 두번째 부분의 집합체는 50% 이하의 경소 마그네사이트의 크기부분이며, 85% 초과의 MgO를 포함하고, 100 메쉬 미만의 입자크기를 가지며, 보다 상세하게는 200 메쉬 미만의 약 80% 이상의 입자를 가진다. 두 개의 구성 부분은 각각 중량비로 측정되어, 호퍼(10) 내로 적재된다. 사소 산화 마그네슘 미세입자는, 점화 손실을 낮추고, 브리켓 형태의 슬래그 컨디셔너의 성분에서 경소 마그네사이트를 대체하는데 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 조밀한 응집체 또는 브리켓으로부터의 탄소, 또는 그러한 응집체에서 얻은 입자는, 제강 공정중 전기로에서 보다 더 효과적인 방법으로 반응하는데, 일반적으로 강 슬래그에서 발견되는 산화 철로부터 철을 얻는 것과 같이, 금속을 산출하는 것을 증가시키는 슬래그 성분을 매우 효과적으로 환원시킨다. 슬래그 형성용 첨가물은 탄소질일 수 있는데, 78% 내지 99.8%의 탄소 함량을 갖는 것이 바람직하며, 첨가물은 슬래그 형성용 양립성 충전제일 수 있다. 호퍼(10)의 측정된 양만큼의 배소 집합체 및 슬래그 첨가물과 호퍼(12)의 결합제는, 분쇄기(muller), 리본(ribbon) 또는 오거 혼합기(auger mixer)와 같은 적당한 혼합기(14)내로 적하된다. 혼합기(14)는, 응집체 및 결합제가 균일하게 분산되고 템퍼링되어 성형가능한 집합체를 형성할 때까지, 적어도 2분 이상 작동된다. 템퍼링된 집합체는 고압 브리켓 프레스와 같은 응집기(agglomerating machine)(16)로 적하되어, 30 내지 40㎜ 두께의 고체 60㎜ 평방(square) 브리켓을 산출한다. 본 발명에 따른 슬래그 컨디셔너 브리켓은 30 x 30 x 10㎜; 40 x 40 x 20㎜; 60 x 40 x 20㎜; 70 x 50 x 40㎜;와 같은 다른 크기로 형성될 수 있다. 응집체를 형성하는 기계(16)의 또 다른 적당한 형태로는, 기계 프레스, 유압 프레스, 마찰 스크류 프레스, 로터리 프레스, 경사 펠리타이징 디스크(inclined pelletizing disc) 및 압출기가 있으며, 본질적으로 당 기술분야에서 공지되어 있다. 브리켓은, 예를 들어 결합제가 수성이면 약 3일간, 결합제의 작용 및 잔류한 물의 증발에 의한 결합을 촉진하는데 적당한 온도로 유지되는 저장소(18)에서 가공 및 부분 건조된 후에, 취급에 적당한 강도를 가진다. 일반적으로 브리켓의 밀도는 1.8 g/㏄ 이상이며, 2 ㎝ 입방체로 수정된 ASTM 시험으로 측정한 압축강도(crushing strength)는 평방피트당 2000 파운드 이상에 달한다. 얻어진 응집체는 철 함유 장입 물질 및 용제와 함께 전기로(20)에 장입되기에 적당하며, 용제로는 제강 공정 중 발생하는 슬래그의 화학적 성질을 변화시키는 배소 석회와 같은 것이 있다. 저장소 외부에서 입수할 수 있는 3% 이상의 수분 함량을 가지는 슬래그 첨가 브리켓은, 고전력 DC 용해로의 전력 소비를 크게 증가시키지만, 용융 공정 전에 고온의 배출가스 하에서 건조될 수 있으므로, 브리켓은 저속 저전력 용해로에서 명백한 전력 손실 없이 사용될 수 있다.

철 함유 물질은, 스크랩 공급기(22)의 스크랩; 고로(blast furnace)(24)의 용융 철 또는 선철; 용해로의 직접 환원철(DRI) (26); 및 저장소(28)의 연도 먼지 미세입자(flue dust fines)와 같은 또다른 철 공급원; 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 스크랩강에서 강을 생산하는 것이 일반적이다. 스크랩강의 품질이 부족한 장소에서는, 고비용 저공급이지만, 가공 철(prepared iron)이 장입 금속으로 사용된다. 구리, 니켈 및 주석과 같은 임계원소의 적은 함량을 요하는 특별한 등급의 철의 생산에 있어, 퀄리티강을 생산하기 위해서는, 철이 금속 공급원인 것이 바람직하다. 철 함량이 높은 금속 공급원은 직접환원철 펠릿(pellet) 또는 천연가스 처리시 환원된 철광석에서 생성된 고온 철 브리켓이다. 다른 형태의 고순도 철은, 선철 및 고로 철에서 얻을 수 있다. 철 장입량의 규소 함량이 높으면, 초기 슬래그 또한 규산 함량이 높고, 염기성 또는 MgO계 내화 라이닝 및 보수 재료에 부식성이 높다고 알려져 있다.

전기로(20) 공정중, 철 장입량에 저장소(29)로부터 용제 장입량이 첨가되고, 제강 공정 전반에 걸쳐 슬래그 내 원하는 MgO 함량을 유지하기 위해, 본 발명에 의한 슬래그 첨가 브리켓 또는 집합체 장입량이 첨가된다. 크림 조직을 보이는 슬래그의 외양은, 액상 슬래그의 체적 점도를 증가시키는 고체 MgO 결정의 잔여를 나타내는 확실한 지표다. 매우 작은 탄소량의 주입에 의한 슬래그의 포밍은, 슬래그에 기포를 일으키는 CO 및 CO₂ 기체를 배출하는 슬래그 내 FeO와의 반응에 의한 산소, 또는 용해로에 취련된 산소와 반응하기에 충분하다. 그러나, 탄소 입자가 브리켓에 의해 공급되면, 탄소는 슬래그욕에 깊게 침투하여 슬래그 포밍이 많은 곳에서 FeO 또는 산소와 반응하는 조밀 입자 형태로 변한다. 본 발명에 의한 브리켓의 탄소 성분의 역할은, 정확한 형태와 크기의 MgO 공급 물질과 함께 사용될 때, 브리켓 내 고밀도 입자와 관련된다. 브리켓이 파쇄되어 미세입자로 투입되어도, 탄소는 조밀하고 더 미세한 입자 크기와 관련된다. 가장 예외적으로는, 브리켓 구성물 중 고밀도 입자와 결합한 탄소가 제강 공정에서 가장 효율적으로 소비된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 브리켓은 종종 8.5% 내지 12%의 MgO를 슬래그에 공급하는 반면, 15 x 3㎜ 크기의 돌라임 또는 사소 산화 마그네슘을 사용하면 일반적으로 슬래그의 MgO 함량은 8% 이하이다.

예를 들어, 25% 석탄을 함유하고 입자 크기는 약 3㎜보다 미세한 슬래그 컨디셔너 조성물은, 집합체에 20%의 탄소를 생기게 한다. 이 조성물에서, 응집체는 브리켓이며, 바람직하게는 40 x 40 x 25㎜ 크기를 갖는다. 이 탄소 성분이 브리켓의 일부이면, 집합체 또는 브리켓의 높은 체적 밀도에 의해, 상기 탄소는 슬래그욕 또는 강과의 접촉면으로 운반된다. 코크스의 중량은 입방피트당 약 18 내지 30 파운드이다. 브리켓의 체적 밀도는 입방피트당 70 파운드 이상이다. 응집체 또는 응집체의 입자는 슬래그 또는 금속-슬래그 접촉면 속 깊이 침투해, 탄소를 공급하여 원하는 출탕 수준까지 강욕 내 탄소를 증가시킨다. 이러한 조밀한 형태의 탄소는, 거친 석탄의 장입 탄소; 거친 야금 코크스의 장입 탄소; 석탄 형태의 분사 탄소의 탄소; 무연탄; 석유 코크스; 등과 같은 종래의 타 공급원으로부터의 탄소보다 더 효율적으로, 강 내의 탄소 함량을 증가시킬 것이다. 본질적으로 브리켓으로부터의 탄소는 다른 탄소 형태에 비해 2 내지 4배 효율적으로 탄소를 제공한다. 중간물 MgO의 두껍고, 크림조직이며, MgO와 슬래그 포화된 고체 입자와 함께, 가스 기포는, 탄소 분사량이 용해로 속으로, 추측하기로는 슬래그 또는 강욕 슬래그 접촉면으로, 취련되는 종래 기법에 비해 상당히 양호한 고품질의 기포를 형성하며, 더 오래 기포가 지속된다. 본 발명에 따른 브리켓을 사용하는 또 다른 장점은, 점성 크림 슬래그의 형성 및 기포에 의하여, MgO가 포화된 슬래그의 기포 및 안정성을 최적화하고, 용해로 벽과 어떤 경우 루프(roof)에 형성되는 코팅을 최적화하여, 용해로 라이닝의 마모를 제어하는데 있다. 도 3의 그래프는, 용해작업 중 본질적으로 모든 전력이 가동되는 동안, 슬래그 체적이 증가함에 따라 더 양호하고 오래 지속되는 기포 슬래그 깊이가 증가함을 보여준다. 그 결과, 전극은 차폐되고, 아크를 강욕으로 향하게 하여, 아크가 거칠고(플레어), 튀어오르며, 과열되고, 내화 벽돌에 열 충격를 주는 시간을 최소화한다. 슬래그의 포밍이 최대한인 동안에는, 용해로는 거의 최대 전력으로 가동될 수 있고, 양호한 기포 슬래그 없이 가동되는 용해로와 비교해 상대적으로 조용하다.

각각의 용해작업 마지막에, 안정한 내화층으로 벽이 심하게 코팅된다. 도 5에는, 배소 돌로마이트와 비교해 브리켓 또는 파쇄 브리켓을 사용하여 우수한 슬래그 두께를 얻는 그래프가 도시되어 있다. 다음 용해작업에서 초기 슬래그가 생길 때 슬래그 내 MgO가 부족하면, 초기 슬래그는 필요한 MgO를 이전 용해작업시 용해로 벽에 형성된 코팅으로부터 공급받는다. 따라서 슬래그 코팅의 두께는 중요한 고려대상이며, 도 5에 도시된 바와 같이, 배소 돌로마이트를 사용하는 종래 기법으로는 제어되지 않는다. 제강 공정의 마지막 단계로, 용강은 라인(30)에서 출탕되고, 잔여 슬래그는 라인(32)으로 제거된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 이같은 방법으로 용해로를 가동하면, 내화 마모는 현저히 감소하고, 벽돌 라이닝 및 보수 재료 또한 마찬가지이다. 강 1톤당 약 25 파운드의 브리켓을 사용하면, 라이닝 수명에 최대한의 효과, 즉 6개월 이상의 수명을 가지는 효과가 달성되며, 이는 배소 돌로마이트를 본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너로 대체함으로써 용해로 라이닝의 수명을 상당히 개선시킨 것이다.

도 7은 일반적으로 거친 석탄 형태로 첨가되는 탄소 장입량이 50%까지 감소하도록 하여, 금속욕 내에 존속하는 탄소가 슬래그 컨디셔너의 탄소에 의해 향상되는 이점을 도시한다. 더 양호하고 오래 지속되는 기포 슬래그에 의해, 탄소 분사량 또한 감소할 수 있다. 한 실험에서, 탄소 분사량은 출탕된 강 1톤당 25파운드 이상에서, 10파운드 미만으로 감소하였다.

도 2에 도시된 바와 같이, 보수 재료, 바닥 및 뱅크 MgO 결정, 벽 및 열점용 MgO계 분사 혼합물은 상당히 감소하며, 어떤 경우 50%까지 감소한다. 도 2의 '종래 기술'로 표시한 그래프 선은, 제강로에서의 지속적인 용해로 재라이닝 비용의 필요를 강조한다.

응집체를 위한 시험용 슬래그 컨디셔너 조성물 A는, 입자 크기가 3 x 0㎜ 범위 내이고, 입자의 60%가 0.2㎜보다 크며, 90% 내지 92%의 산화 마그네슘을 포함한, 50%의 사소 산화 마그네슘; 25%의 경소 산화 마그네슘; 1 x 0㎜ 크기인 석탄 형태의 25%의 탄소; 및 결합제로 12% 내지 16%의 결합제를 포함한다. 상기 조성물은 전술한 바대로, 또 도1에 도시된 바와 같은 방법으로 가공되었다. 제철소에서 실험이 수행되었다. 브리켓은, 스크랩 장입 단계에서 전기로에 첨가되었다. 상기 실험에서 관찰된 이점은 슬래그 컨디셔너 조성물이 슬래그 내에 원하는 MgO 성분을 생성하고, 안정한 기포 슬래그를 생성하며, 양호한 용해로 벽 코팅을 만들고, 탄소의 장입 및 분사를 감소시키고, 내화 수명을 연장시키는 것을 확인하였다. 또한, 두 번의 시험이, 장기간의 산소 취련 후 3100℉ 이상의 초고온에서 강을 출탕하는 용해로에서 이루어졌다. 한 실험은 28 피트 직경의 용해로를 사용하였고, 두번째 실험은 더 작은 직경의 용해로를 사용하였다. 그 결과는 이전 시험의 이점이 실현되었다는 것을 증명하였다.

스테인레스 스틸 등급의 용융 및 정련으로 발생하는 용해로 슬래그가 기포를 만드는 것이 불가능하지는 않더라도 어려운 전기로에서, 추가 시험이 수행되었다. 또한, 최종 슬래그는, 탄화 규소와 같은 강한 환원제가 슬래그에 도입되어 산화 크롬을 환원시켜, 금속 내 크롬 금속 회복을 최대화하는, 금속 마지막 환원단계까지 CaO에 대한 SiO₂ 비율이 낮았다. 스테인레스 스틸 제조 공정중 만들어지는 슬래그는 일반적으로 CaO에 대한 SiO₂ 비율이 낮고, 평탄하게 보이며, 매우 유동성이 있고, 용해로 라이닝 및 보수 재료에 부식성이 있다. MgO계 내화 라이닝을 가진 전기로에서, 철 함유 장입 금속으로부터 강을 제조하면, 높은 산화 규소성분과 같이, 규소 함량이 높아진다. 철 함유 장입량을 용융 및 탈탄하기 충분한 시간 동안 전기로에서 장입 금속을 가열한 후에, 규산 슬래그 층이 형성된다. 철 함유 장입량의 정련이 끝나는 때에, 보호 슬래그 층에서, 5%이상, 바람직하게는 7% 내지 14%의 MgO 함량을 산출하기에 충분한, 계산된 총량 만큼의 슬래그 컨디셔너가 전기로에 첨가되어, 용융 및 탈탄 중 형성된 규산 슬래그 조성물에 의하여 MgO에 대한 친화성이 상쇄되고, MgO가 풍부한 보호 슬래그를 형성한다. 철 함유 장입 금속은 스크랩; 용선; 직접환원철; 선철; 및 연도 입자 미세먼지; 중에서 선택될 수 있다. 원하는 등급의 스테인레스 스틸을 만들기 위해 전기로에 추가로 합금 재료가 장입되면, 12% 내지 21%의 MgO 함량을 생성하고, 최종 CaO에 대한 SiO₂ 비율이 1.8 미만이 되도록, 계산된 총량 만큼의 슬래그 컨디셔너가 추가된다. 첨가제의 탄소는 크롬 및 규소의 산화물을 환원하여 강 내의 크롬 및 규소 금속의 산출을 개선하는데 충분하다.

돌라임은 마그네슘이 풍부한 배소 석회이며, 전통적으로 종래 기술에서, MgO 단위를 산출하기 위해 용해작업 초기에 슬래그에 첨가되었다. 돌라임/배소 석회의 큰 집합체는 용해작업에서 10분까지 액상 슬래그 위에 부유하는 것이 관찰될 수 있다. 명백히, 돌라임의 고체 덩어리는 용해작업의 이 단계에서 액상 슬래그 컨디셔너 내로 완전히 투입되지 않는다. 비교하면, 조성물 A를 사용한 시험에서는, 브리켓은 슬래그 상에 동일한 건조하고 덩어리진 조건을 만들지 않았고, 슬래그를 중화하는데 필요한 때 초기에 반응하는 것으로 생각되었다. 이러한 관찰은 용해작업중 약1 피트 깊이만큼 슬래그 기포가 생기고, 용해로 라이닝이 용해작업중 상당시간 동안 코팅된 것으로 보인다는 관찰에 의해 지지되었다. 라이닝 수명은 더 긴 것으로 관찰되었고, 용해로 라이닝 보수 재료의 사용은 현저히 감소하였다. 스테인레스 스틸 제조 용해로에서의 조성물 A 시험은 스테인레스 스틸 상의 슬래그가 성공적으로 기포를 발생시키고 벽이 코팅된 첫 사건이었다. 추가된 용제 비용 상쇄분보다 더 많은 전체 절약분이 종전 돌라임 법과 비교되었다.

가공 철에서 강을 생산하는 용해로에서의 또 다른 시험에서, 특별한 조건이 부가되었다. 직접환원철 또는 고온 브리켓 철이 장입 재료인 시험에서, 본 발명에 따른 브리켓, 즉 조성물 A는 돌라임 또는 사소 산화 마그네슘을 대체하기 위해 용해로에 추가되었다. 슬래그를 충족시키는데 필요한 MgO 를 산출하도록 계산된 값보다 더 적은 중량의 브리켓이 필요한 것으로 관찰되었다. 슬래그는 초기에 기포가 생겨서 용해로를 코팅하였다. 도 7 및 도 8에 도시된 그래프와 같이, 탄소 장입 및 분사량은 50%까지 감소하였고, 내화 보수 재료의 소비는 25% 줄어 들었으며, 라이닝은 더 오래 유지되었다. 실제에 있어서, 본 발명에 따른 브리켓은 초기의 규산 슬래그를 중화하고 제강 공정의 경제적 가동을 향상시켰다.

시험용 슬래그 컨디셔너 조성물 B는, 0%의 경소 산화 마그네슘; 입자 크기가 6 x 0㎜ 이고, 입자의 70%가 0.2㎜보다 큰, 50%의 사소 산화 마그네슘; 25%의 100메쉬 사소 산화 마그네슘 미세입자; 1 x 0㎜ 크기인 석탄 형태의 25%의 탄소; 혼합물을 가형으로 만들기 위한 가소체(plasticizer)로 첨가되는 8%의 물; 및 유기 결합제로 7%의 리그닌술폰산 염를 포함한다. 조성물은, 브리켓이 3일간 약 40℃의 따뜻한 공기로 건조되는 것을 제외하고는, 전술한 방법과 동일하게 가공되었다. 최종 제품 분석에 의하면 MgO 68%, 점화 손실 8%인 탄소 18%였다. 브리켓은, 매우 높은 출탕온도를 가지며 사전의 슬래그 코팅이 불충분한 28피트 직경을 가진 제강로를 이용한 실험에서 사용되었다. 한 경우는, 4000 파운드의 브리켓이, 최소 10%인 슬래그 내 목표 MgO 함량을 맞추도록 계산한대로, 각각의 용해작업의 스크랩과 함께 장입되었다. 슬래그 내 원하는 MgO 수준이 충족되었다. 슬래그는 양호하게 기포를 발생시켰고, 크림 조직의 농도는 유지했지만, 벽돌 접합부가 보이지 않을 정도까지 측벽을 코팅하였다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 탄소의 장입 및 분사량의 감소 등, 다른 모든 개선은 유지되었다. 또 다른 실시예에서, 연속적으로 압탕되고 주기적으로 출탕되는 DC 용해로 "예열기" 형 용해로가, MgO 공급원으로 돌라임을 사용하여 가동되었다. 수정된 기법으로, 돌라임의 일부가 파쇄된 크기의 브리켓으로 대체되었으며, 상기 브리켓은 5 x 0㎜ 크기의 입자 크기를 가지며, 10% 미만의 입자는 0.1㎜보다 미세하고, 95%는 5㎜보다 미세하다. 상기 과립형 재료가, 공기 분사 장치에 의해 용해작업당 1300 파운드 비율로, 출탕 전 용해작업의 마지막 10분간을 포함하여, 용해로에 도입되었다. 도 5에서 예상된 바와 같이, 슬래그는 극히 크림질이며, 기포가 매우 높게 발생하여, 슬래그가 거의 관찰되지 않는, 수냉식 패널 면의 컵부위에 이른다. 강을 출탕한 후, 용해로 벽에는 슬래그 코팅이 유지되며, 측벽, 측벽 상부 및 수냉식 패널 상부 벽까지 완전히 코팅되어 있음이 관찰된다. 이 경우, 용해로는 일반적으로 필요한 보수없이 한번의 교체로 연속적으로 가동된다. 가동 일주일 후, 용해로는 최소한의 보수만을 요한다. 상기 설명하는 과립 형태의 이용은, 슬래그 컨디셔너 조성물 B에 의한 탄소 재료 및 MgO의 공급에 동등하게 유용하며, 본 발명에 의한 파쇄 재료 및 브리켓의 적용으로 놀랍게 향상된 결과를 얻는다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 종래 기법에서는, 강 1톤당 17 내지 18 파운드의 석탄 또는 코크스의 첨가, 일반적으로 총합 2000 파운드 이상의 장입 탄소가, 출탕 시 강의 최종 탄소 함량을 높이는데 필요하다. 예를 들어, 일반적인 출탕된 탄소 함량이 0.07%이고 MgO 공급원으로 사소 산화 마그네슘을 포함하면, 본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너 조성물 중 어느 하나를 포함하는 브리켓과 함께 시험 가열후에는, 탄소 함량이 0.08% 내지 0.10%이다. 이러한 탄소 수준은 필요치 않으며, 간혹 최종 강에서 허용되지 않으므로, 장입 탄소의 감소, 일반적으로 2000 파운드에서 1250 파운드 미만으로의 감소를 초래하며, 이는 일부 강 등급을 산출하기 위해 더 낮아질 수 있다. 이러한 발견은 브리켓의 탄소가 장입 탄소에 의한 것보다 더 효율적으로 금속욕에 탄소를 제공하는 것을 증명한다.슬래그 내 MgO의 양은 계산된 필요량의 브리켓보다 낮은 양으로 달성될 수 있는 것으로 정해지며, 강의 탄소량은 감소된 중량의 브리켓에서의 탄소로 유지될 수 있다. 많은 경우, 브리켓의 첨가는 감소하여, 가능한 용제 비용을 추가로 절약하게 한다. 상기의 뛰어난 결과는 그 이상의 개선 및 관련된 비용절감이 가능하도록 한다.

MgO 및 탄소 모두 브리켓 형태로 미세 재료의 응집체를 사용하여 보다 효율적으로 제강 공정에 공급될 수 있는 점을 고려하면, MgO 공급원의 순도, 입자 크기 및 조직의 밀도는 슬래그로의 MgO 단위의 용해성을 제어하는데 중요한 요소이다. 따라서, 본 발명의 슬래그 컨디셔너에 사용된 사소 산화 마그네슘은 많아야 94%의 MgO 순도를 갖고, 조직 체적 밀도 즉 체적 비중은 많아야 2.25 g/㏄이다. 이러한 관찰은 파쇄된 헌 내화벽돌, 특히 모든 크기의 용융 MgO를 포함하는 벽돌이, 돌라임 및 15 x 3㎜ 크기의 사소 산화 마그네슘과 비교해서도, 슬래그 컨디셔너에 예상만큼의 이득을 가져다 주지 못하는 점을 설명한다.

실험 조성물은 더 거친 사소 산화 마그네슘 입자를 포함하도록 설계되었다. 동일한 90% 내지 92%의 MgO 순도를 갖는 사소 산화 마그네슘이 유용하지만, 3 x 0㎜의 입자 크기부분을 갖도록 체로 걸러지고, 0.2㎜ 체 위에는 50% 내지 90%의 입자가 남아 있고, 3㎜ 미만의 입자가 약 20% 내지 50% 이상 있는데, 이는 1㎜ 체 위에 남아있다. 50%의 3 x 0㎜ 사소 산화 마그네슘, 25%의 경소 MgO 미세입자, 25%의 석탄 및 결합제로 첨가된 적당한 물로 생성된 브리켓은, 브리켓 프레스에서 응집되었고, 전술한 바와 같이, 응집된 혼합물과 같은 방식으로 가공된다. 이러한 거친 사소 산화 마그네슘 입자를 포함한 브리켓은 슬래그 컨디셔너로 사용되었고, 슬래그에 MgO를 첨가하는 것과 동일한 이점이 생기며, 강의 탄소도 주목되었다. 또한 슬래그는 더 양호하게 기포를 발생시켰고, 기포 조건이 더 길게 유지되었으며, 루프의 일부 및 내화 측벽 상단의 수냉식 패널 위에까지 코팅하는 것을 포함하여, 용해로 벽을 더 양호하게 코팅하였다.

도 8에 도시된 바와 같이, 슬래그 포밍을 위해 종래 기술에 의하여 제강로에 분사된 미세 탄소 입자는, 존재하는 것으로 알려진 배출 가스 또는 고점성 통풍과 함께 일정 정도 용해로 외부로 축출된다. 또한, 미세 탄소 입자는, 입방 피트당 20 내지 30 파운드일 정도로 경량이어서, 슬래그 포밍을 일으키는데 기여할 가스를 분출하는 산화가 일어나는 슬래그 금속 경계면 또는 슬래그욕에 진입하는 것에 반하듯이, 슬래그 위를 표류하거나, 실제로 타거나, 연소된다. 따라서 종래 기술에 의해 다량의 석탄 또는 석유 코크스를 분사하는 기법은 비싸고 비효율적 방법이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 제강 중 본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너의 사용은, 강 1톤당 ＄5.00 이상의 비용 절감을 포함하여, 제강로의 운전에 큰 이점을 제공한다. 제강 공정에는 많은 요소가 비용 절감에 기여한다. 일반적으로 강 1톤당 50% 이상 소비성 재료의 항목 비용이 감소하는데, 탄소 장입량은 ＄1.10에서 ＄0.44로; 탄소 분사량은 ＄1.65에서 ＄0.83으로; 내화 라이닝은 ＄1.19에서 ＄0.47로; 분사 혼합물은 ＄0.61에서 ＄0.26으로; 바닥 및 뱅크 혼합물은 ＄0.60에서 ＄0.23으로; 석회 첨가제는 ＄3.28에서 ＄1.76으로; 전극 소비는 ＄4.25에서 ＄4.00으로 감소한다. 나머지 항목은 전기 에너지 비용인데, ＄15.20에서 ＄14.40으로 감소한다.

도 4는 더 작은 필요한 MgO 단위가 여전히 슬래그 내에서 동일한 MgO를 산출하는 것을 보여준다. 브리켓 재료의 장입 중량은 감소될 수 있다. 따라서, 용해로에 첨가되는 MgO 단위의 중량은 감소되는 반면, 동일한 MgO 수준이 슬래그 내에 실현될 수 있다. 브리켓은 또한 용해로에 추가되는 배소 석회를 감소하게 한다. 이는 또한 CaO를 낮추고 따라서 CaO에 대한 SiO₂ 비율도 낮아진다. CaO에 대한 SiO₂ 비율이 낮은 액상 슬래그는, 슬래그 내 낮은 FeO와 반응성이 좋다고 알려져 있다. 따라서 많은 철이 강으로 변화될 수 있고, 이는 출탕되는 강의 산출을 증가시킨다. 슬래그 컨디셔너는, 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 5% 내지 14%로 올리는데 필요한 양을, 전기 제강로에 도입할 수 있으며, 상기 MgO 수준은 18%까지도 유용하며, 그에 의해 크림 슬래그 조직을 만들며, 용해성 MgO에 용해되지 않고, 기포가 생성되어 슬래그 체적을 증가시키고, 전기 제강로의 내화 측벽을 보호 코팅하게 된다. 슬래그 컨디셔너는 CaO에 대한 SiO₂ 비율이 1.5 미만이면, 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 22%까지 높이는데 충분한 양이, 전기 제강로에 도입된다. 크림 슬래그 조직을 만드는데 실패하고, 슬래그가 희박한 물같은 조직 또는 농도를 보이는 외양을 띠고, 또 슬래그가 양호하게 기포가 생기지 않으면, 도입된 슬래그 컨디셔너의 양은, CaO에 대한 SiO₂ 비율을 1.8 내지 2.1로 높이기 위해, 더 많은 배소 석회를 첨가하여, 고 석회 규산-칼슘 슬래그의 MgO 수준을 14%까지 높이는데 충분한 양으로 선택된다. 용해로에의 장입은 시간적으로 두 번에 걸쳐 철 함유 금속을 장입하는 것을 포함할 수 있는데, 첫번째 장입 기간 중에 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입하고, 두번째 장입 기간 중에 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입한다. 일반적으로 용해로 내 철 함유 금속을 가열하는 동안, 계산된 슬래그 컨디셔너의 적어도 20%를 장입한다. 또한 목표는 더 미세하고 더 반응성이 높은 재료를 효율적으로 강 또는 슬래그에 공급하기 위해, 다른 양립성 첨가제를 탄소 유무에 무관하게 브리켓 슬래그 컨디셔너에 결합하는 것이다. 이런 방법으로 도입된 첨가제는, 다른 중요한 산화물을 금속으로 환원시키기 위해, 예를 들어 스테인레스 스틸 제조시 산화 크롬을 크롬 금속으로 환원시키기 위해, 규소철 및 탄화 규소를 포함할 수 있다. 선택적으로는, 더 미세하고 더 반응성이 높은 CaO 및 MgO 입자를 공급하기 위해, 배소 돌로마이트를 첨가할 수 있다. 브리켓 형태로 더 미세한 재료의 혼합은 재료가 슬래그욕 경계면에 도달하여 효율적으로 반응하는 것을 보장한다.

전력 ON 시간의 면에서, 용해작업 시간이 줄고, 따라서 에너지 소비 및 전극 사용이 감소하여, 추가적 비용절감이 생긴다. 직경 26 또는 28 피트 이상인, 초대형 전기 아크 또는 직류 용해로는 슬래그 코팅이 어려운 것으로 알려져 있다. 석탄에서의 탄소와 함께, 브리켓 내에서 크기가 6㎜에 이르는 큰 사소 산화 마그네슘 입자와 브리켓을 사용하면, 그러한 용해로의 측벽 상의 슬래그 코팅을 현저히 개선할 수 있을 것이다.

스테인레스 스틸의 정련을 위해, AOD로 알려진 아르곤-산소-탈탄 용기(argon oxygen decarburization vessel)내에서 시험이 수행되었다. 결과는 크롬 및 규소 단위가 화학적으로 슬래그 내 산화물에서 환원되어, 최종 금속에서 증가하였고, 그에 의해 공정 효율이 높아진 것을 증명한다. 전기 아크로 내 합금 재료를 선택하여, 부분적으로 정련한 강 장입량을 아르곤-산소-탈탄 용기로 이동하여, 본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너를 첨가하여, 크롬 및 규소 산화물을 화학적으로 환원시킨다.

본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너의 사용은 또한 고 퀄리티강의 생산을 촉진한다. 본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너의 사용이 황의 주 공급원인 탄소 장입량의 감소를 일으키면, 이에 따라 강 내의 황의 첨가가 억제되는 이점이 생기고, 이는 품질의 장점이 된다. 질소가 강 등급 명세에서 중요하면, 슬래그의 향상된 포밍 작용이 용해로내 많은 체적을 채우고, 전기 아크는 강이 있는 아래쪽을 향하고, 용해로내 상부 분위기(atmosphere)에서 멀어진다. 이러한 아크의 보호는 용해로내 공기로부터 응축된 질소의 생산을 최소화하고, 엄격한 명세 내에서 생산되는데 필요한 소정 등급의 강 내의 질소 수준을 낮추게 하는 결과가 된다.

슬래그 첨가 브리켓을 제조하는 또하나의 조성물은, 46%의 사소 산화 마그네슘, 18%의 경소 MgO, 28%의 석탄 및 8%의 물을 사용한다. 성분은 혼합되어, 템퍼링된 혼합물을 형성하고, 40 x 30㎜ 브리켓 제조용 기계로 이송된다. 관찰에 의하면, 브리켓에서의 탄소는 거친 석탄에서의 탄소보다 3배 이상의 장입 탄소를 대체하였다. 욕 내의 탄소는 동일한 수준으로 유지되었다. 예기치 않게, 용해작업당 2000 파운드인 석탄 장입량은 용제 비용으로 성공적으로 배제되었다. 또 브리켓에서 공급된 MgO는, 종래 기술을 이용한 거친 15 x 3㎜ 사소 산화 마그네슘으로부터의 MgO보다 더 높은 MgO를 최종 슬래그 내에서 산출한다.

브리켓의 강도 향상은, 38%의 3 x 0㎜ 사소 산화 마그네슘, 25%의 경소 MgO, 25%의 석탄 및 12%의 물 혼합물을 이용해 얻는다. 혼합 후, 결과로 생긴 조성물은 브리켓 머신으로 가공되고, 합성된 브리켓은 62%의 MgO, 10%의 점화 손실을 갖는 20%의 탄소를 포함한다.

용해작업당 강 130NT의 출탕을 위해 설계된 용해로에서의 실험은, 2880 파운드의 브리켓이 거친 15 x 3㎜ 재료인 2400 톤의 사소 산화 마그네슘을 저비용으로 대체함을 확증하였다. 보다 더 직접적인 다른 측정을 통해 브리켓에서의 1728 파운드의 MgO 단위는 거친 사소 산화 마그네슘에서의 2208 파운드의 MgO 단위를 대체하였다.

탄소가 슬래그 또는 공정 중 중요하거나 가치있는 첨가물이 아닌 경우, 결합을 형성하는 물과 함께, 약 200 메쉬의 경소 MgO와 3 x 0㎜ 브리켓은 사소 산화 마그네슘으로 만들어질 수도 있다. 이 브리켓은 소정의 전기로에 응용가능하지만, 특히 MgO가 여전히 요구되고, 석회 및 석회-돌라임의 합이 여전히 사용되는 BOF 용기에서 보다 더 응용가능할 것이다. 이러한 브리켓은 약 65%의 MgO 성분을 가지지만, 독립된 입자처럼 행동하는 중간크기의 MgO 및 매우 미세한 MgO 입자를 제공하여 슬래그의 체적밀도를 증가시킨다. 이 경우, 3 x 0㎜ 크기의 30 내지 85% 의 사소 산화 마그네슘으로 구성된 브리켓 조성물은, 20% 내지 70%인 200 메쉬의 경소 마그네시아 및 결합제로 작용하여 재료를 고정하는 8% 내지 30%의 충분한 물과 혼합될 수 있다.

50%의 3 x 0㎜크기 사소 산화 마그네슘, 25%의 경소 산화 마그네슘 및 25%의 3 x 0㎜크기 석탄를 포함하는 시험용 슬래그 컨디셔너 조성물 C는, 중량비 약 12%의 물과 혼합되었다. 혼합물은 혼합에 의해 템퍼링되어 성형가능한 집합체를 형성하고, 고압 브리켓 머신에서 압축된다. 최종 조성물은, 약 62%의 MgO, 18 내지 20%의 탄소 및 점결후 약 12%의 중량 감소를 포함한다. 배소 돌로마이트가 MgO를 슬래그에 공급하는데 사용되고, 장입 탄소가 첨가되어 출탕중인 금속의 탄소를 약 0.06%로 증가시키는 제철소에서, 시험이 수행되었다. 중량 3300 파운드의 브리켓이 용해로에 장입되어, 모든 돌라임을 대체하였다. 슬래그의 MgO 함량은 10%로 유지되었고, 금속의 탄소 함량은 약 0.08%였다. 브리켓에서의 높은 탄소는, 거친 석탄 형태의 장입 탄소 3000 파운드를 감소시켰다. 또한 탄소 분사도 감소하였다. 브리켓을 사용하여 얻은 총 비용절감은 상당하였다.

또 다른 시험이, MgO 값을 위해 3 x 0㎜ 사소 산화 마그네슘을 첨가하고, 일반적인 기법으로, 강 1톤당 25 파운드의 탄소 분사로 용해로를 보호하는 적절한 슬래그 포밍을 일으키는 표준 기법을 가진, 제철소에서 수행되었다. 본 발명에 의한 브리켓 슬래그 컨디셔너가 사용된 용해작업 중, 탄소 분사, 이 경우 무연탄 미세입자가 강 1톤당 10파운드 미만으로 감소되는 비율로 도입되어, 60% 이상 감소로 추가적이고 예기치 않은 비용절감을 가져왔다. 용해로가 용해작업을 위해 최대 능력치로 가동되는 동안, 슬래그 포밍이 용해로 벽을 코팅했다.

브리켓 2500 파운드 장입이 용해로에 첨가되어, 슬래그 조건을 충족시키는데 필요한 MgO의 일부를 공급하였다. 슬래그 내 MgO가 필요량 보다 높은 11%로 관찰되었을 때, 돌라임은 일반적으로 추가되는 표준량인 9000 파운드에서 3000 파운드로 감량되었다. 3300 파운드의 브리켓이 용해로에 장입되어, 배소 돌로마이트에 의해 공급된 모든 MgO를 대체하였다. 또, 용해작업이 고온에서 출탕되었고, 산소가 원하는 것보다 높았는데, 이는 전력가동시간 및 취련시간이 과도했으며, 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다. 더 양호한 슬래그 포밍, 벽 코팅, 탄소 산출 및 슬래그내 MgO 용해는 브리켓 사용 및 돌라임 감소의 결과였다. 가열시간은 1 내지 2분으로 감소하였고, 산소 소비도 절감되었다. 상기 용해로 가동에서 브리켓 사용 으로 현저한 비용절감이 발생했다.

52%의 6 x 0㎜크기 사소 산화 마그네슘, 25%의 200 메쉬 사소 산화 마그네슘 및 22%의 3 x 0㎜크기 석탄를 포함하는 시험용 슬래그 컨디셔너 조성물 D는, 중량비 약 6%의 물 및 5%의 리그닌술폰산 염 결합제와 혼합되었다. 혼합물은 템퍼링되어 성형가능한 집합체를 형성하고, 고압 브리켓 머신에서 압축되었다. 최종 조성물은, 약 68%의 MgO, 16 내지 18%의 탄소 및 점결후 약 6%의 중량 감소를 포함하였다. 사소 산화 마그네슘이 MgO를 슬래그에 공급하는데 사용되고, 장입 탄소가 첨가되어 출탕중인 금속의 탄소를 약 0.06%로 증가시키는 제철소에서, 시험이 수행되었다. 중량 4000 파운드의 브리켓이 용해로에 장입되어, 모든 사소 산화 마그네슘을 대체하였다. 슬래그의 MgO 함량은 10%로 유지되었고, 금속의 탄소 함량은 약 0.04%였다. 브리켓에서의 높은 탄소는, 거친 석탄 형태의 장입 탄소 1000 파운드를 감소시켰다.

본 발명은 다양한 형태의 바람직한 실시예와 관련하여 기술되었지만, 다른 유사한 실시예도 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위 내에서 본 발명과 동일한 기능을 수행하기 위해, 전술한 실시예에 수정 및 부가가 가능하다고 이해되어야 한다. 따라서 본 발명은 특정한 하나의 실시예로 제한되지 않으며, 첨부한 청구항의 폭과 범위로 해석되어야 한다.

본 발명에 의한 슬래그 컨디셔너를 사용함으로써, 전기로에서 생산되는 철강을 용해시키고 정련시키는데 필요한 에너지를 줄이고 용해작업 시간을 줄임으로써, 효율이 증대되었다.

Claims

혼합물 및, 접합된 응집체(bonded agglomerate) 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 위한 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함한 슬래그 컨디셔너(slag conditioner)로서,

상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체(burned aggregate), 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제, 및 50% 이하의 경소 마그네사이트(light burned magnesite)를 포함하고,

상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는, 80% 내지 94%의 MgO를 포함한 사소 마그네사이트(dead burned magnesite)의, 8㎜ 미만의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는 6 x 0 ㎜의 크기 범위를 갖는 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는 3 x 0 ㎜ 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는 미세입자를 포함하여 1 x 0 ㎜ 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는, 35% 초과 50% 미만의 MgO를 포함한 사소 돌로마이트(dead burned dolomite)를 포함하고, 입자 크기는 10 ㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는, 탄소함량이 78% 이상이고, 6 ㎜ 미만의 입자 크기를 가지며, 석탄, 코크스 및 석유 코크스로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는 5 x 0 ㎜ 크기 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는 3 x 0 ㎜ 크기 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는 1 x 0 ㎜ 크기 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 경소 마그네사이트는, 입자크기가 100 메쉬(mesh) 미만이고 85% 초과의 MgO를 포함하며;

상기 결합제는, 상기 경소 마그네시아와의 반응 생성물로서 주로 수산화 마그네슘으로 이루어진 유용한 결합을 형성하는, 5% 내지 30%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 경소 마그네사이트는 200 메쉬 미만의 입자를 80% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는, 8㎜ 미만의 입자크기를 가지고, 석탄, 야금 코크스, 석유 코크스 및 흑연(graphite) 중에서 선택되며,

상기 혼합물은, 탄화규소 규소철, 크롬 철, 규소 망간 철, 산화 철, 크롬 광석, 철광석, 흑피, 석회암, 돌로마이트 및 천연 마그네사이트 중에서 선택된 상용성 충전제(compatible filler)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는 5 ㎜ 미만의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는 3 ㎜ 미만의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는 1 ㎜ 미만의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 결합제는, 규산 나트륨, 리그닌술폰산 염, 리그닌술폰산 용액, 염산, 황산, 염화 마그네슘, 황산 마그네슘, 당밀, 피치, 타르, 아스팔트, 벤토나이트, 점토 및 수지 중에서 선택되고;

상기 결합제는, 성형 가능한 혼합물을 형성하도록 충분한 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 결합제는 유기 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는, 사소 돌로마이트 및 경소 돌로마이트로 이루어진 군으로부터 선택되고, 슬래그를 위해 정련 용강 중의 황 함량을 감소시키도록 CaO 및 MgO 성분의 공급원을 제공하고;

상기 결합제는 피치, 타르 및 아스팔트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는 배소 돌로마이트를 포함하고,

상기 슬래그 형성용 탄소질 첨가제는 석유 코크스 및 무연탄으로 이루어진 군으로부터 선택되며,

상기 집합체는 제강로로 장입되기 위한 응집체 형태인 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제1항에 있어서,

상기 배소 집합체는, 배소 돌로마이트; 석유 코크스 및 무연탄 중에서 선택된 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 상기 결합제를 포함하며,

상기 집합체는 제강로로 분사되는데 적합한 크기로 파쇄된 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
크기 등급별 집합체(size graded aggregate)의 혼합물 및, 상기 집합체를 응집시키는 중량비 2% 내지 30%의 결합제를 포함한 마그네시아 탄소 슬래그 컨디셔너로서,

상기 혼합물은, 40% 내지 80%의 사소 마그네사이트 집합체; 40% 이하의 경소 마그네사이트; 및 석탄, 무연탄, 코크스, 흑연, 석유 코크스로 이루어진 군으로부터 선택되는 5% 내지 50%의 탄소를 포함하고,

상기 사소 마그네사이트 집합체는 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네시아 탄소 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 결합제는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네시아 탄소 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 결합제는 상기 혼합물 중 하나 이상의 성분과 화학적으로 반응하는 것을 특징으로 하는 마그네시아 탄소 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 결합제는 상기 집합체를 접착에 의해 응집시키며, 피치, 타르 및 아스팔트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마그네시아 탄소 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 사소 마그네사이트는 입자 크기가 8 x 0 ㎜의 범위이고 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이며,

상기 사소 마그네사이트는 80% 내지 94%의 MgO를 포함하고,

상기 탄소 함유량은 78% 내지 99.8%이고;

상기 경소 마그네사이트는 80% 내지 97%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제26항에 있어서,

상기 사소 마그네사이트는, 5 x 0 ㎜의 범위를 갖는 입자크기를 가지고, 적어도 30%는 0.2㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 사소 마그네사이트는 3 x 0 ㎜의 범위를 갖는 입자크기를 가지고, 적어도 30%는 0.2㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 사소 마그네사이트는 1 x 0 ㎜의 범위를 갖는 입자크기를 가지고, 적어도 30%는 0.2㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 결합제는, 규산 나트륨, 리그닌술폰산 염, 리그닌술폰산 용액, 염산, 황산, 염화 마그네슘, 황산 마그네슘, 당밀, 피치, 타르, 아스팔트, 수지, 벤토나이트 및 점토로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 사소 집합체는 사소 돌로마이트를 포함하고,

상기 혼합물은 경소 돌로마이트를 더 포함하며,

상기 사소 돌로마이트 및 경소 돌로마이트는 정련 용강 내의 황 함량을 감소시키도록 슬래그를 위해 CaO 및 MgO 성분의 공급원을 제공하고;

상기 결합제는, 피치, 타르 및 아스팔트로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 사소 마그네사이트 및 상기 경소 마그네사이트는, 배소 돌로마이트 집합체로부터 생성되어 상기 탄소와 혼합되고,

상기 집합체는, 제강로로의 장입을 위한 응집체 형태인 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제22항에 있어서,

상기 사소 마그네사이트와 상기 경소 마그네사이트는, 배소 돌로마이트 집합체로부터 생성되어 상기 탄소 및 결합제와 혼합되고,

상기 집합체는, 제강로로의 분사를 위해 적합한 크기로 파쇄되는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
혼합물 및, 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 위한 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함하는 슬래그 컨디셔너로서,

상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 탄화규소 규소철, 크롬 철, 규소 망간 철, 산화 철, 크롬 광석, 철광석, 흑피, 석회암, 돌로마이트 및 천연 마그네사이트 중에서 선택된 50% 이하의 상용성 충전제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트를 포함하고,

상기 배소 집합체는 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 배소 집합체는, 80% 내지 94%의 MgO를 함유하는 사소 마그네사이트의, 8mm 미만의 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 배소 집합체는 6 x 0 ㎜ 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 배소 집합체는 3 x 0 ㎜ 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 배소 집합체는 미세 입자(fines)를 포함한 1 x 0 ㎜ 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 배소 집합체는 35% 초과 50% 미만의 MgO를 함유한 사소 돌로마이트를 포함하고, 입자 크기는 10 ㎜ 미만인 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 경소 마그네사이트는 입자크기가 100 메쉬 미만이고 85% 초과의 MgO를 함유하며,

상기 결합제는, 상기 경소 마그네시아와의 반응 생성물로 주로 수산화 마그네슘으로 이루어진 유용한 결합을 형성하는, 5% 내지 30%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 경소 마그네사이트는 입자크기가 200 메쉬 미만으로서, 200 메쉬 미만의 입자를 80% 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 결합제는, 규산 나트륨, 리그닌술폰산 염, 리그닌술폰산 용액, 염산, 황산, 염화 마그네슘, 황산 마그네슘, 당밀, 피치, 타르, 아스팔트, 벤토나이트, 점토 및 수지로 이루어진 군으로부터 선택되고,

상기 결합제는, 성형 가능한 혼합물을 형성하기 위해 충분한 액체를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 결합제는 유기 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
제34항에 있어서,

상기 배소 집합체는 사소 돌로마이트 및 경소 돌로마이트로 이루어진 군으로부터 선택되고, 정련 용강 내 황 함량을 감소시키기 위해 슬래그에 CaO 및 MgO 성분의 공급원을 제공하고,

상기 결합제는, 피치, 타르 및 아스팔트로 이루어진 선택된 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너.
크기 등급별 집합체의 혼합물 및 상기 집합체를 응집하는 중량비 2% 내지 30%의 결합제를 선택하는 단계; 및,

상기 혼합물을, 30 x 30 x 10㎜ 이상의 최종 형상을 얻기 위해 충분히 큰 압력 하에 압축하는 단계를 포함하는 슬래그 컨디셔너의 제조방법으로서,

상기 혼합물은, 40% 내지 80%의 사소 마그네사이트 집합체, 40% 이하의 경소 마그네사이트 및, 석탄, 코크스, 흑연 및 석유 코크스로 이루어진 군으로부터 선택된 5% 내지 50%의 탄소를 포함하며,

상기 사소 마그네사이트 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너 제조 방법.
제45항에 있어서,

상기 최종 형상은 40 x 40 x 20㎜ 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너 제조 방법.
제45항에 있어서,

상기 최종 형상은 60 x 40 x 20㎜ 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너 제조 방법.
제45항에 있어서,

상기 최종 형상은 70 x 50 x 40㎜ 이상의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너 제조 방법.
제45항에 있어서,

혼합기 내에서, 선택된 배치(batch) 양의 상기 혼합물을 혼합하는 단계; 및

브리켓 머신, 기계 프레스, 유압 프레스, 마찰 스크류 프레스, 로터리 프레스, 경사 펠리타이징 디스크 및 압출기 중에서, 상기 혼합물을 포함하는 브리켓을 형성할 수 있는 기계를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 컨디셔너 제조 방법.
전기 제강로에서 강을 제조하는 방법으로서,

상기 방법은, 전기 제강로에서 용융 기간 및 강 제조용 원료물(steel producing burden)을 가열하는 정련 기간 동안, 고석회 규산-칼슘 슬래그(high lime calcium-silicate slag)를 생성하는 단계; 및,

슬래그 컨디셔너를 상기 전기 제강로에 도입하는 단계를 포함하고,

상기 슬래그 컨디셔너는 혼합물 및, 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 위한 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함하고,

상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체, 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제 및, 50% 이하의 경소 마그네사이트를 포함하며,

상기 배소 집합체는 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 포함하며,

상기 컨디셔너는, 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 5% 내지 14%로 높이기 위해 필요한 양으로 도입되어, 용해성 MgO를 위해 침출하지 않으며(non-leaching for soluble MgO) 슬래그 체적을 증가시키는 포움을 형성하는(foam producing to increasing slag volume), 크림형 슬래그 조직을 형성하고, 상기 전기 제강로의 내화 측벽을 보호하도록 코팅하는 것을 특징으로 하는 전기로내 제강 방법.
제50항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너는, 상기 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 18%까지 높이기 위해 충분한 양이 도입되는 것을 특징으로 하는 전기로 내 제강 방법.
제50항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너는, CaO에 대한 SiO₂ 비율이 1.5 미만이면, 상기 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 22%까지 높이는데 충분한 양으로 도입되는 것을 특징으로 하는 전기로 내 제강 방법.
제50항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너가 상기 전기로의 용융 및 정련 단계의 전체 과정에서 단계별로 첨가되는 것을 특징으로 하는 전기로 내 제강 방법.
제53항에 있어서,

상기 장입 단계는 철 함유 금속을 2회의 다른 시간 간격(two different interval of time)으로 상기 전기로에 장입하는 것을 포함하고

상기 2회의 다른 시간 간격 중 첫번째 간격 동안에는, 상기 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입하고, 두번째 간격 동안에는, 상기 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입하는 것을 특징으로 하는 전기로내 제강 방법.
제53항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너는, 계산된 중량의 상기 슬래그 컨디셔너를 도입하는 단계에 의해 도입되며;

상기 용해로 내에서 철 함유 금속을 가열하는 동안, 상기 계산된 슬래그 컨디셔너의 적어도 20%를 도입하는 것을 특징으로 하는 전기로 내 제강 방법.
전기 제강로에서, 용융 과정 및 강 생산용 원재료를 가열하는 정련 과정 동안, 고 석회 규산-칼슘 슬래그를 생성하는 단계; 및,

슬래그 컨디셔너를 상기 전기 제강로에 도입하는 단계를 포함하며,

상기 슬래그 컨디셔너는, 크기 등급별 집합체의 혼합물; 및 상기 집합체를 응집하는 중량비 2% 내지 30%의 결합제를 포함하며,

상기 혼합물은, 40% 내지 80%의 사소 마그네사이트; 40% 이하의 경소 마그네사이트; 및 석탄, 코크스, 흑연 및 석유 코크스로부터 선택된 5% 내지 50%의 탄소를 포함하며,

상기 사소 마그네사이트는 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 함유하며,

상기 슬래그 컨디셔너는, 상기 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 5% 내지 14%로 높이기 위해 필요한 양으로 도입되어, 용해성 MgO를 위해 침출되지 않고 슬래그 체적을 증가시키기 위해 포움을 형성하는, 크림형 슬래그 조직을 형성하고 상기 전기 제강로의 내화 측벽을 보호하도록 코팅하는 것을 특징으로 하는 전기로 내 제강 방법
제56항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너는, 상기 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 18% 까지 높이기 위해 충분한 양으로 도입되는 것을 특징으로 하는 전기로 내 제강 방법.
제56항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너는, CaO에 대한 SiO₂ 비율이 1.8 내지 2.1인 경우, 상기 고 석회 규산-칼슘 슬래그 내의 MgO 수준을 14% 까지 높이기 위해 충분한 양으로 도입되는 것을 특징으로 하는 전기로 내 제강 방법.
규소 함량이 높은 철 함유 금속을 전기로에 장입하는 단계;

상기 철 함유 장입량을 용융 및 탈탄하고, 그 위에 규산 슬래그 층을 형성하는데 충분한 시간 동안, 상기 전기로를 가열하는 단계;

상기 전기로 내에서 상기 철 함유 장입량의 정련이 끝나는 시점에서, 상기 보호 슬래그 층 중의 MgO 함량이 5% 이상이 되도록 하기 위해 충분한 슬래그 컨디셔너의 총량을 계산하는 단계;

MgO가 풍부한 보호 슬래그를 형성하는 상기 철 함유 장입량의 용융 및 탈탄 중에, 계산된 중량의 상기 슬래그 컨디셔너를 도입함으로써, 상기 철 함유 장입량의 상기 용융 및 탈탄 중에 형성되는 규산 슬래그에 의하여, MgO에 대한 친화력을 상쇄시키는 단계; 및

상기 전기로의 벽을 보호하도록 코팅하기 위해, 상기 MgO가 풍부한 보호 슬래그를 포밍(foaming)하는 단계를 포함하며,

상기 슬래그 컨디셔너는, 혼합물 및, 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함하고,

상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트를 포함하며,

상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 함유하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제59항에 있어서,

계산된 슬래그 컨디셔너의 총량이 7% 내지 14%의 MgO 함유량을 생성하기 위해 충분한 양인 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제59항에 있어서,

상기 철 함유 금속은 고 규소 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제59항에 있어서,

상기 철 함유 금속은 산화 규소가 풍부한 철 공급 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제59항에 있어서,

상기 전기로는 MgO계 내화 라이닝을 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제59항에 있어서,

상기 철 함유 금속은, 스크랩, 용선, 직접환원철, 선철 및 연도 먼지 미세입자 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제59항에 있어서,

소망하는 등급의 스테인레스 스틸을 생산하기 위해, 합금 재료를 상기 전기로에 장입하는 단계를 추가로 포함하며,

슬래그 컨디셔너의 총량을 계산하는 상기 단계는, 12% 내지 21%의 MgO 함량을 생성하는데 충분하고, 최종 CaO에 대한 SiO₂ 비율이 1.8 미만이며, 상기 탄소는 크롬 및 규소의 산화물을 환원하여 강 내의 크롬 및 규소 금속의 산출을 개선하는데 충분한 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제59항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너가, 상기 전기로의 용융 및 정련의 전과정에서 첨가되는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제66항에 있어서,

상기 장입 단계는, 철 함유 금속을 2회의 다른 시간 간격(two different interval of time)으로 상기 전기로에 장입하는 것을 포함하며,

상기 2회의 다른 시간 간격 중 첫번째 간격 동안, 상기 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입하고, 두번째 간격 동안, 상기 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제66항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너는 계산된 중량의 상기 컨디셔너를 도입하는 단계에 의해 도입되며;

상기 용해로 내 철 함유 금속을 가열하는 동안, 계산된 슬래그 컨디셔너의 적어도 20%를 도입하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
규소 함량이 높은 철 함유 금속을 전기로에 장입하는 단계;

상기 철 함유 장입량을 탈탄하고, 그 위에 규산 슬래그 층을 형성하는데 충분한 시간 동안, 상기 전기로를 가열하는 단계;

상기 전기로내 상기 철 함유 장입량의 정련이 끝나는 시점에서, 상기 보호 슬래그 층 중의 MgO 함량이 5% 이상이 되도록 하기 위해 충분한 슬래그 컨디셔너의 총량을 계산하는 단계;

MgO가 풍부한 보호 슬래그를 형성하는 상기 철 함유 장입량의 용융 및 탈탄 중에, 계산된 중량의 상기 슬래그 컨디셔너를 도입함으로써, 상기 철 함유 장입량의 상기 용융 및 탈탄 중에 형성되는 규산 슬래그에 의하여, MgO에 대한 친화력을 상쇄시키는 단계; 및

상기 전기로의 벽을 보호하도록 코팅하기 위해, 상기 MgO가 풍부한 보호 슬래그를 포밍하는 단계를 포함하고,

상기 슬래그 컨디셔너는, 크기 등급별 집합체의 혼합물 및 상기 집합체를 응집하는 중량비 2% 내지 30%의 결합제를 포함하며,

상기 혼합물은, 40% 내지 80%의 사소 마그네사이트; 40% 이하의 경소 마그네사이트; 및 석탄, 무연탄, 코크스, 흑연, 석유 코크스 중에서 선택된 5% 내지 50%의 탄소를 포함하며,

상기 사소 마그네사이트는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하고 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 함유하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

철 함유 금속을 장입하는 상기 단계는 10% 내지 60%의 용선(molten iron)을 장입하는 것을 포함하며, 잔류물은 본질적으로 스크랩 금속인 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

계산된 슬래그 컨디셔너의 총량이 7% 내지 14%의 MgO 함유량을 생성하는데 충분한 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

상기 철 함유 금속은 고-규소 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

상기 철 함유 금속은 산화 규소가 풍부한 철 공급 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

상기 전기로는 MgO계 내화 라이닝을 포함하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

상기 철 함유 금속은, 스크랩, 용선, 직접환원철, 선철 및 연도 먼지 미세입자 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

원하는 등급의 스테인레스 스틸을 생산하기 위해, 합금 재료를 상기 전기로에 장입하는 단계를 추가로 포함하며,

슬래그 컨디셔너의 총량을 계산하는 상기 단계는, 12% 내지 21%의 MgO 함량을 생성하는데 충분하고, 최종 CaO에 대한 SiO₂ 비율이 1.8 미만이며, 상기 탄소는 크롬 및 규소의 산화물을 환원하여 강 내의 크롬 및 규소 금속의 산출을 개선하는데 충분한 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제69항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너가 상기 전기로의 용융 및 정련의 전과정에서 첨가되는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제77항에 있어서,

상기 장입 단계는, 상기 전기로에 시간적으로 두 번에 걸쳐 철 함유 금속을 장입하는 것을 포함하며,

첫번째 장입 기간 중에 상기 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입하고, 두번째 장입 기간 중에 상기 슬래그 컨디셔너의 20% 내지 80%를 장입하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
제77항에 있어서,

상기 슬래그 컨디셔너는, 계산된 중량의 상기 컨디셔너를 도입하는 단계에 의해 도입되며;

상기 용해로내 철 함유 금속을 가열하는 동안, 계산된 슬래그 컨디셔너의 적어도 20%를 도입하는 것을 특징으로 하는 제강 방법.
전기 아크로 내에서 선택된 합금 재료를 함유하는 강 장입량을 부분적으로 정련하는 단계;

상기 부분적으로 정련된 강 장입량을 아르곤-산소-탈탄 용기로 이송하는 단계;

슬래그 컨디셔너의 도입을 포함하여, 강 장입량을 최종적으로 정련하도록, 탈탄 용기를 작동하는 단계를 포함하며,

상기 슬래그 컨디셔너는, 혼합물 및, 접합된 응집체 또는 상기 혼합물의 큰 입자를 결합시키는 중량비 2% 내지 25%의 결합제를 포함하며,

상기 혼합물은, 20% 내지 90%의 배소 집합체; 50% 이하의 슬래그 형성용 탄소질 첨가제; 및 50% 이하의 경소 마그네사이트를 포함하며,

상기 배소 집합체는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸의 제조 방법.
전기 아크로 내에서 선택된 합금 재료를 함유하는 강 장입량을 부분적으로 정련하는 단계;

상기 부분적으로 정련한 강 장입량을 아르곤-산소-탈탄 용기로 이동하는 단계;

슬래그 컨디셔너의 도입을 포함하여, 강 장입량을 최종적으로 정련하도록, 탈탄 용기를 작동하는 단계를 포함하며,

상기 슬래그 컨디셔너는, 크기 등급별 집합체의 혼합물; 및 상기 집합체를 응집하는 중량비 2% 내지 30%의 결합제를 포함하며,

상기 혼합물은, 40% 내지 80%의 사소 마그네사이트; 40%이하의 경소 마그네사이트; 및 석탄, 무연탄, 코크스, 흑연, 석유 코크스 중에서 선택된 5% 내지 50%의 탄소를 포함하며,

상기 사소 마그네사이트는, 8㎜ 미만의 입자를 포함하며, 그 중 적어도 30%는 0.2㎜ 이상이고, 35% 내지 94%의 MgO를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테인레스 스틸의 제조 방법.