KR100847051B1

KR100847051B1 - 제강용 탈산제 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR100847051B1
Application number: KR1020070041999A
Authority: KR
Inventors: 이재만; 송태섭
Original assignee: 이재만
Priority date: 2007-04-30
Filing date: 2007-04-30
Publication date: 2008-07-18

Abstract

본 발명은 제강용 탈산제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 뿔대가 대칭하여 결합된 형태로 형성되며, 알루미늄을 포함하는 원료와 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 포함하는 바인더를 포함하는 제강용 탈산제 및 이의 제조방법을 제공한다.

상기 제강용 탈산제는 탈산 효과가 우수할 뿐만 아니라 제조 공정시 암모니아 가스가 전혀 또는 거의 발생하지 않고, 건조 수분 함량이 적어 건조 강도가 매우 우수하여 각종 제강 산업에 바람직하게 적용가능하다.

탈산제, 건조 수분 함량, 암모니아 가스, 제강 산업

Description

제강용 탈산제 및 이의 제조방법{DEOXIDIZER FOR STEEL AND METHOD OF PREPARATION THEREOF}

도 1은 본 발명 제강용 탈산제의 일 실시형태를 보여주는 사시도.

도 2는 상기 도 1의 제강용 탈산제의 평면도.

본 발명은 제강용 탈산제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈산 효과가 우수할 뿐만 아니라 제조 공정시 암모니아 가스가 전혀 또는 거의 발생하지 않고, 건조 수분 함량이 적어 건조 강도가 매우 우수하므로 각종 제강 산업에 바람직하게 적용가능한 제강용 탈산제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

제강조업 중에 있는 용강은 탈탄작업 및 산소를 함유하고 있는 가스 또는 슬래그와 접촉하여 일정량의 산소가 불가피하게 용해된다. 상기 용존 산소는 용강의 응고과정에서 기포 또는 산화물을 생성하여 제품의 품질을 저하시키므로, 상기 용존 산소의 양을 일정량 이하로 감소시키는 탈산 작업이 필요하다.

탈산을 위해서는 통상적으로 산소와의 친화력이 뛰어난 알루미늄(Al)이 가장 널리 사용된다. 상기 알루미늄은 용강 중의 산소와 반응하여 알루미나(Al₂O₃) 피막층을 형성할 수도 있지만 알루미나 생성을 위한 자유에너지 값이 매우 낮기 때문에 탈산 효과가 뛰어나며 용강 중의 다른 산화물들을 쉽게 환원시킨다.

그러나 실제 조업 중 용강이 담긴 래이들에 알루미늄을 첨가하여 탈산할 경우 그 탈산율은 30 내지 50%에 지나지 않는 것으로 보고되고 있다. 더욱이 상기 알루미늄은 낮은 비중으로 인하여 용강 내에서 완전히 용해되기 이전에 슬래그층 또는 용강 표면으로 부상하거나, 용강과 직접 접촉하기도 전에 용강 표면으로 부상할 수도 있고, 슬래그층에 용해되어 대기 중의 산소와 반응하여 쉽게 산화될 수도 있다.

이와 같이 알루미늄을 탈산제로 사용할 경우 투입된 알루미늄의 손실율이 높고 알루미늄에 의한 탈산 생성물인 알루미나가 많이 생성되어 용강의 정련조업에 많은 지장을 초래하고 있다.

대한민국 특허공개 제2001-0074045호는 복합탈산제 및 이를 이용한 용강 및 슬래그의 처리방법에 관한 것으로, 알루미늄에 Fe, Ca, Si, Mg, Ti, CaO 등을 첨가하는 복합 탈산제를 제시하고 있다. 그러나 이러한 방법은 비용이 클 뿐만 아니라 원하는 수준의 충분한 탈산 효과를 얻기가 어렵다.

한편 탈산제는 순수 알루미늄을 사용하는 경우를 제외하고는 통상적으로 바인더와 혼합하여 소정 형태로 고형화된 채 사용되고 있다.

이러한 바인더로는 규산소다가 가장 널리 사용되고 있으며, 이외에도 카올린, 전분, 페놀수지 등이 사용되고 있다.

대한민국 특허공개 제2004-0042536호에서는 화염과 분진 발생량이 적은 슬래그 탈산제를 제시하고 있다. 이때 상기 탈산제의 성분 배합비는 Al 칩이 70 내지 90%, Al 드로스가 0 내지 10%, CaCO₃ 10 내지 30%이고, 바인더로는 규산소다를 이용하고 있다. 이때 바인더로 사용되는 규산소다는 알루미늄과 혼합시 알루미늄과의 반응에 의해 암모니아 가스가 발생하여 제조 공정 중 악취를 발생시킨다. 이렇게 발생된 암모니아 가스는 대기 중에 방출될 경우 심한 냄새와 피부 점막 등을 자극하여 인체에 손상을 줄 우려가 있으므로, 가능한 한 암모니아 가스가 발생하는 것을 방지해야 한다.

더욱이 기존에 시판되고 있는 탈산제는 수분 함량이 많아 비교적 낮은 건조 강도를 지니고 있으므로 완제품의 경우 크랙이나 균열이 발생하여 높은 불량률의 문제가 있어, 낮은 수분 함량과 높은 건조 강도를 지니는 탈산제의 개발이 시급하다.

이에 본 발명의 목적은 탈산 효과가 우수할 뿐만 아니라 제조 공정시 암모니아 가스가 전혀 또는 거의 발생하지 않고, 건조 수분 함량이 적어 건조 강도가 매우 우수하므로 각종 제강 산업에 바람직하게 적용가능한 제강용 탈산제 및 이의 제 조방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은

두 뿔대가 대칭하여 결합된 형태로 형성되며,

알루미늄을 포함하는 원료와 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 포함하는 바인더를 포함하는 제강용 탈산제를 제공한다.

상기 알루미늄을 포함하는 원료는 Al을 15 내지 60 중량% 포함하며, 바람직하게는 Al 15 내지 23 중량%, CaO 13 내지 16 %, Al₂O₃ 45 내지 55 중량%, MgO 2 내지 5 중량%, SiO₂ 10 내지 15 중량%, Fe₂O₃ 2 내지 5 중량%, P 0.003% 이하, 및 S 0.002 중량% 이하의 조성을 포함하거나 또는 Al 30 내지 60 중량% , CaO 5 내지 10 중량%, Al₂O₃ 10 내지 50 중량%, MgO 2 내지 10 중량%, SiO₂ 2 내지 10 중량% 이하, P 0.001 중량% 이하, S 0.001 중량%, 및 H₂O 1.5 중량% 이하의 조성을 포함한다.

이때 상기 제강용 탈산제는 알루미늄을 포함하는 원료 50 내지 90 중량%, 규산소다 3 내지 15 중량%, 당밀 3 내지 15 중량%, 및 무기 흡착제 4 내지 25 중량%를 포함한다.

상기 무기 흡착제로는 벤토나이트(Bentonite), 제올라이트(Zeolite), 세피오라이트(Sepiolite), 실리카겔(Silicagel), 활성백토, 맥반석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

또한 본 발명은

알루미늄을 포함하는 원료, 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 혼합하고,

상기 얻어진 혼합물을 가압 성형하고,

가압 성형된 성형품을 가열하는 단계를 포함하는 제강용 탈산제의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 제강용 탈산제는 종래 탈산제 원료와 규산소다 혼합 후 발생하는 암모니아 가스 발생을 제거하여 제조 공정 중 악취를 억제할 뿐만 아니라 건조 강도가 우수하여 제품 파손이 거의 없는 잇점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 제강용 탈산제의 일 구현예를 보여주는 모식도이다. 상기 제강용 탈산제는 브리켓(briquet)형상, 즉 두 뿔대가 대칭하여 결합된 형태로 형성하여 고형화함으로써 제조된 것으로, 대표적으로는 도 1 및 도 2와 같이 두 사각뿔대를 대칭하여 결합한 형태로 이루어진다.

탈산제는 이외에도 펠렛(pellet: 원형), 콘(cone; 원추형), 피라미드(pyramid; 사각뿔), 타원형 또는 계란형 등과 같은 각종 형상으로 제조가 가능하지만, 이송이나 공정 작업상의 편의를 위해 두 뿔대가 대칭하여 결합된 형태로 하는 것이 바람직하다.

왜냐하면 제강용 탈산제의 제조 공정에서 컨베이어 벨트를 이용하여 이송 또는 용강에 투입하는 경우, 벨트의 경사 각도가 25ㅀ 보다 높게 되면 원형, 타원형 또는 계란형의 탈산제는 벨트의 뒤쪽으로 흘러 내려가는 등의 문제가 발생하거나 낮은 중량으로 인해 용강 내부에 침전되지 않고 표면에서만 탈산 효과를 나타내 충분한 탈산 효과를 기대하기 어렵기 때문이다.

이에 브리켓 형상으로 제강용 탈산제를 제조하게 되면 이러한 흘러내림을 방지하여 용강으로 이송시 작업이 편리할 뿐만 아니라 용강 내부에 침전이 용이하여 충분한 탈산 효과를 나타낸다.

이와 같은 본 발명에 따른 제강용 탈산제는 알루미늄을 포함하는 원료와 바인더로 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 소정 함량 포함한다.

상기 알루미늄을 포함하는 원료는 제강에 사용되는 용강 내 용존 산소와 결합하여 산소를 제거하는 탈산 역할을 한다. 특히 상기 원료 내 함유된 알루미늄(Al)은 산소와의 친화력이 우수하기 때문에 상기 산소와 용이하게 결합하여 산화알루미늄(Al₂O₃)으로 산화됨으로써 상기 용존 산소에 따른 제강 제품의 품질 저하를 방지한다.

본 발명에서는 상기 알루미늄을 포함하는 원료는 순수 알루미늄이 가능하나 비용이 고가이기 때문에 가격이나 강도 등을 고려하여 알루미늄을 추출한 후 발생되는 부산물을 사용한다.

상기 부산물의 조성은 알루미늄을 15 내지 60 중량 % 포함하는 것으로, 바람직하게는 알루미늄을 15 내지 23 중량% 포함하면서 CaO 13 내지 16 %, Al₂O₃ 45 내지 55 중량%, MgO 2 내지 5 중량%, SiO₂ 10 내지 15 중량%, Fe₂O₃ 2 내지 5 중량%, P 0.003% 이하, 및 S 0.002 중량% 이하의 조성을 포함하거나 또는 Al 30 내지 60 중량 % 포함하면서 CaO 5 내지 10 중량%, Al₂O₃ 10 내지 50 중량%, MgO 2 내지 10 중량%, SiO₂ 2 내지 10 중량% 이하, P 0.001 중량% 이하, S 0.001 중량%, 및 H₂O 1.5 중량% 이하의 조성을 포함한다.

상기 알루미늄을 포함하는 원료는 분말, 칩 또는 파편 또는 과립형태로 사용하며, 0.15 내지 2.5 m/m 범위의 입자 크기를 가지는 것을 사용한다. 이때 필요한 경우 원료 혼합 이전 공정에 분쇄 공정을 거쳐 입자 크기를 균일하게 한다.

특히 본 발명에서는 바인더로 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 동시에 사용한다.

바인더로 사용되는 규산소다는 접착력이 우수하여 제강용 탈산제 제조시 바인더로 널리 사용되고 있는 바인더의 한 종류이다. 본 발명에서는 상기의 규산소다로서 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있으며, 그 조성을 특별히 한정하지는 않으며, 일예로 Na₂O 10 내지 20 중량%, SiO₂ 25 내지 40 중량%, Fe₂O₃ 0.1% 미만, 및 H₂O 45 내지 50 중량%를 포함하고, 비중이 1.51인 것을 사용한다.

이러한 규산소다를 단독으로 제강용 탈산제의 바인더로 사용하는 경우 제강용 탈산제의 알루미늄 성분과 규산소다 내 수분이 반응하여 제조 공정 중 심한 암모니아 가스를 발생시켜 작업 환경이 열악해지고, 상기 발생된 암모니아로 인해 최종 얻어진 제강용 탈산제의 강도가 저하되는 문제가 발생한다.

이에 본 발명에서는 바인더로 상기 규산소다에 당밀과 무기 흡착제를 추가로 혼합하여 사용함으로써 상기한 문제점을 해소한다. 즉, 알루미늄과 규산소다의 반 응에 의해 발생하는 암모니아를 당밀과 무기 흡착제가 완전하게 흡수 제거함으로써 암모니아의 발생을 억제하게 되는 것이다.

상기 당밀은 사탕수수에서 추출된 것으로 점력(粘力)이 우수하고, 섬유질이 60 내지 70 중량 %이며 나머지가 대부분 수분으로 이루어진 천연 바인더라 할 수 있다.

이러한 당밀 내 존재하는 섬유질은 알루미늄을 포함하는 원료와 당밀을 포함하는 바인더가 혼합될때 거미줄과 같은 네트워크를 형성함으로써 최종 얻어지는 탈산제의 강도를 증가시킨다.

또한 알루미늄과 규산소다에 의해 발생하는 암모니아 가스를 흡수하여 중화시키는 역할을 한다.

상기 당밀로는 시판되는 당밀이면 어느 것이든 가능하며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않는다.

상기 무기 흡착제로는 벤토나이트(Bentonite), 제올라이트(Zeolite), 세피오라이트(Sepiolite), 실리카겔(Silicagel), 활성백토, 맥반석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하며, 바람직하기로 벤토나이트를 사용한다. 이들 무기 흡착제는 표면 및 내부에 기공을 포함하는 다공질 구조를 가지고 있으며, 상기 기공이 알루미늄과 규산소다와의 반응에 의해 발생하는 암모니아 가스를 흡착함으로써 암모니아 가스의 발생을 억제하는 역할을 한다.

구체적으로, 벤토나이트는 극히 미세한 입자로 구성된 점토로서 주광물의 성분은 몬모릴로나이트(Montmorillonite)이며, 화산회의 유리성분이 분해되어 생성된 점력이 매우 강한 점토이다. 상기 벤토나이트의 조성은 본 발명에서 한정하지 않으며, 일반적으로 시판되는 벤토나이트면 어느 것이든 사용가능하다. 일예로, 본 발명의 실시예에서는 SiO₂ 55 내지 65 중량%, Al₂O₃ 10 내지 18 중량%, Fe₂O₃ 1 내지 3 중량%, CaO 1 내지 3 중량%, MgO 1 내지 2 중량%, Na₂O 1 내지 3 중량%, K₂O 1 내지 5 중량% 및 잔부로 기타 불순물의 조성을 포함하는 것을 사용하였다.

또한 상기 제올라이트, 세피오라이트, 실리카겔, 활성백토, 맥반석 또한 그 조성을 한정하지 않고 시판되는 것을 구입하여 사용한다.

본 발명에서 상기 규산소다, 당밀, 및 무기 흡착제를 포함하는 바인더는 제강용 탈산제로서 가져야할 물성이나 탈산 효과 등을 고려하여 그 함량을 한정하여 사용한다.

바람직하기로, 상기 제강용 탈산제는 알루미늄을 포함하는 원료 50 내지 90 중량%, 규산소다 3 내지 15 중량%, 당밀 3 내지 15 중량%, 및 무기 흡착제 4 내지 25 중량%를 포함한다.

만약 상기 알루미늄을 포함하는 원료의 함량이 상기 범위 미만이면 탈산 효과가 미비하고, 상기 범위를 초과하는 경우 비용이 증가할 뿐만 아니라 용강 내 알루미늄 성분의 함량이 증가하여 최종 얻어지는 강의 강도가 줄어들 수 있다.

또한 상기 규산소다의 함량이 상기 범위 미만이면 제강용 탈산제의 강도가 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우 암모니아 가스의 발생이 과도하게 발생한다.

특히 상기 당밀이나 무기 흡착제의 함량이 상기 범위 미만이면 암모니아 가 스의 억제 및 중화 효과가 미비하고, 상기 범위를 초과하는 경우 탈산제 성분을 변화시킬 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

추가로 상기 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 포함하는 바인더의 함량은 알루미늄을 포함하는 원료의 입자 크기에 따라 적절히 조절하여 사용한다. 바람직하기로 상기 원료 입자의 크기가 큰 경우 바인더가 흡수하는 함량은 적으므로 상기 범위 내에서 적은 함량으로 사용하고, 이와 반대로 원료 입자 크기가 작은 경우에는 바인더의 흡수량이 약간 증가하기 때문에 상기 범위 내에서 보다 많은 함량으로 사용한다.

일예로 알루미늄을 포함하는 원료 입자의 크기가 0.3 내지 2.5 m/m인 경우에는 규산소다를 5.0 내지 7.0 중량%, 당밀 5.0 내지 7.0 중량%, 무기 흡착제 8.0 내지 10 중량%를 사용한다.

또한 상기 원료 입자의 크기가 0.15 내지 0.6 m/m인 경우에는 규산소다를 8.0 내지 10 중량%, 당밀 8.0 내지 10 중량%, 무기 흡착제 8.0 내지 10 중량%를 사용한다.

이와 같은 조성을 포함하는 제강용 탈산제는

상기 얻어진 혼합물을 브리켓 형상으로 가압 성형하고,

가압 성형된 성형품을 가열하는 단계를 포함하여 제조된다.

먼저, 알루미늄을 포함하는 원료, 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 혼합한다.

구체적으로, 알루미늄을 포함하는 원료는 인디게이트를 이용하여 입자별로 3 내지 10 메쉬(mesh), 10 내지 20 메쉬, 20 내지 100 메쉬의 대, 중, 소의 크기로 분별하여 균일하게 개량한다. 이때 대, 중, 소 크기의 알루미늄을 포함하는 원료는 30:20:50 의 중량비로 혼합하여 바인더와 보다 균일한 혼합 효과를 얻을 수 있다.

상기 서로 다른 크기로 혼합된 알루미늄을 포함하는 원료와 바인더인 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 통상적인 혼합기를 이용하여 1차 혼합한다.

이때 1차 혼합기는 원형 혼합기, 햄머밀(ham/mer mill), 아토마이저(atomizer), 블레이드 혼합기(blade mixer), 패들 혼합기(paddle mixer), 스파이스 혼합기(spice mixer), v-형 혼합기(v-mixer) 등 통상적으로 사용되는 혼합기를 사용한다.

상기 혼합된 혼합물을 호퍼(hopper)에 저장한 후 컨베이어 이송을 통해 2차 혼합을 위한 2차 혼합기로 이송한다.

상기 2차 혼합기는 더블 스크류(double screw) 타입의 스크류 혼합기를 사용하며, 이러한 2차 혼합을 통하여 보다 균일한 혼합물의 제조가 가능하다.

다음으로, 전술한 1차 및 2차 혼합에 의해 균일하게 혼합된 혼합물을 로울러 프레스를 이용하여 다양한 형태로 성형 가공한다.

이때 로울러 프레스는 1차 가열하여 1020 내지 1040℃에서 열처리한 다음, 2차로 1.5 내지 2.5 bar 의 압력으로 진공 열처리하여 제조함으로써 58 hrc의 경도를 가지게 되어 우수한 물성을 가지는 제강용 탈산제의 제조를 가능케 한다.

이러한 성형 공정을 통해 브리켓 형상으로 제강용 탈산제를 제조한다.

다음으로, 상기 성형된 성형품을 150 내지 250 ℃에서 30 분 내지 3 시간 동안 가열하여 제강용 탈산제를 제조한다.

상기 가열은 통상적인 방법이 가능하며, 일예로 전기 히터식 간접가열 방식을 사용하여 대기 오염을 방지하고 단계별 온도 조절을 통해 최종 제품의 크랙 및 균열의 발생을 방지한다.

일예로 길이가 30 m이고, 폭이 900 m/m 인 터널식 건조로에서 150 내지 250 ℃로 건조시킨다. 상기 터널식 건조로의 길이가 기존 시행되고 있는 것과 비교하여 10 m 정도 길어 그만큼 충분한 열량을 받아 제품의 건조 수분의 함량을 낮출 수 있고 건조 강도를 높여 제품의 파손을 억제한다. 이는 기존에 터널식 건조로의 길이를 20 m로 사용하는 경우 제품 내 수분 함량이 4 내지 6 중량 %인 것과 비교하여 건조 수분의 함량을 크게 낮추는 효과가 있다.

이렇게 제조된 제강용 탈산제는 냉각 시킨 후 포장하여 제품으로 시장에 시판된다.

전술한 단계를 거쳐 얻어지는 제강용 탈산제는 밝은 회색에서부터 검은색을 나타낸다.

특히 상기 제강용 탈산제는 제품 내 건조 수분 수치가 낮고 건조 강도가 매우 우수한 것이 특징이다. 부연하면 건조 수분의 함량이 많을수록 제강용 탈산제의 건조 강도 부족으로 적은 충격 등에서 쉽게 파손되어 제품 불량률이 높아지게 되는데, 본 발명에 따른 제강용 탈산제의 경우 건조 수분이 1.5 중량% 미만이며, 건조 강도가 8 내지 10 kg/cm²이고, 밀도가 0.9 내지 1.2 g/cm³로 매우 우수한 물성을 지닌다.

이러한 제강용 탈산제는 각종 제강 공정에 사용하여 용강 내 존재하는 용존 산소를 효과적으로 제거하여 금속 제품의 물성을 높일 뿐만 아니라, 공정 중 암모니아 가스가 전혀 또는 거의 발생하지 않아 작업성을 높인다.

상기 제강용 탈산제는 1600 내지 1680 ℃의 용광로의 내부에 첨가되어 용강이 와류하면서 자연스럽게 침전된다. 이러한 제강용 탈산제의 경우 크기가 45x34x21 m/mm, 중량이 32 내지 50 g인 경우 용강에 대해 0.3 내지 0.5 중량%로 1회 사용된다. 이때 약 5 내지 7분 정도의 속도로 용융되며, 그 탈산 효과를 높이기 위해 상기 제강용 탈산제의 함량을 적절히 사용한다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

(실시예 1)

인디게이트를 이용하여 0.3 내지 2.5 m/m 크기의 알루미늄을 포함하는 원료를 계량한 다음, 상기 알루미늄을 포함하는 원료 76 중량%, 규산소다 7 중량%, 당밀 7 중량% 및 벤토나이트 10 중량%를 원형 혼합기에 투입하였다.

이때 상기 알루미늄을 포함하는 원료는 Al 23%, CaO 15%, Al₂O₃ 39%, MgO 4%, SiO₂ 13%, Fe₂O₃ 5%, P 0.003% 이하, S 0.002% 이하 및 잔부로 불순물의 조성을 포함하는 것을 사용하였다. 상기 규산소다는 NaO 13.0%, SiO₂ 32.6%, Fe₂O₃ 0.1%, 및 H₂O 45 내지 50%를 포함하고, 비중이 1.51인 것을 사용하였다. 상기 벤토나이트는 SiO₂ 60%, Al₂O₃ 15%, Fe₂O₃ 2%, CaO 1.8%, MgO 1.5%, Na₂O 1.5%, K₂O 2.5% 및 잔부로 기타 불순물의 조성을 포함하는 것을 사용하였다. 이때 상기 %는 중량%를 의미한다.

상기 원형 혼합기(1700φ, H 900 m/m, 용량 25 마력, 회전수 18회/분)를 이용하여 20분 동안 혼합한 후 용량이 5 m³ 인 호퍼에 저장한 다음, 컨베이어로 더블 스크류 타입의 스크류 혼합기(길이: 3 m, 용량 25 HP)에 이송하여 30분 동안 혼합하였다.

이어서 얻어진 혼합물을 로울러 프레스(390φ, 33x45x24 m/m, 중량 40~45 g)에 이송하여 가압 성형한다.

상기 성형품을 길이 30 m, 폭 900 m/m의 건조로에 전기히터식 간접가열 방식으로 250 ℃로 건조하여 브리켓 형상의 제강용 탈산제를 제조하였다.

(실시예 2)

0.15 내지 0.6 m/m 크기의 알루미늄을 포함하는 원료 70 중량%, 규산소다 10 중량%, 당밀 10 중량% 및 벤토나이트 10 중량%를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 브리켓 형상의 제강용 탈산제를 제조하였다.

( 비교예 1)

원료로 알루미늄을 포함하는 원료 80 중량%와 규산소다 20 중량%를 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 브리켓 형상의 제강용 탈산제를 제조하였다.

(실험예 1)

상기 실시예 1 및 2와 비교예 1에서 브리켓 형상의 제강용 탈산제 제조 공정시 암모니아 발생 여부를 확인하였다. 그 결과 실시예 1 및 2에서는 작업 공정 중에 암모니아 냄새가 없어 암모니아 가스 발생이 없었으며, 비교예 1에서는 암모니아 가스의 발생이 매우 심하였다.

(실험예 2)

상기 실시예 1 및 2와 비교예 1에서 브리켓 형상의 제강용 탈산제의 건조 수분 함량, 건조 강도, 밀도 및 임의로 1000 개를 선별하여 불량율을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

항목	실시예 1	실시예 2	비교예 1
건조 수분 함량(중량%)	1.4	1.5	4.5
건조 강도	10 kg/cm²	8 kg/cm²	3 kg/cm²
밀도	1.01 g/cm³	0.99 g/cm³	1.0 g/cm³
불량률(%)	0.5	0.8	12

상기 표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 제강용 탈산제의 경우 비교예 1의 그것과 비교하여 낮은 수분을 적게 함유할 뿐만 아니라 건조 강도가 매우 높음을 알 수 있다. 또한 제품 불량률 또한 비교예 1의 제강용 탈산제가 월등히 높음을 확인하였다.

(실험예 3)

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 제강용 탈산제의 탈산 효과를 알아보기 위해 하기와 같이 실시하였다.

먼저, 용존 산소가 500ppm 함유되어 있고 탄소 및 실리콘 등 기타 원소가 소량 함유된 1550 ℃의 용강 1000kg에 알루미늄 중량기준으로 각각의 제강용 탈산제를 2kg 투입하였다. 이어 상기 용강을 주형에 투입하여 200 g단위의 잉곳으로 주조하고, 산소 함량을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

항목	실시예 1	실시예 2	비교예 1
산소 함량(ppm)	114	123	328

상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 제강용 탈산제를 사용함으로써 용존 산소를 크게 낮춤을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 브리켓 형상의 제강용 탈산제는 탈산 효 과가 우수할 뿐만 아니라 제조 공정시 암모니아 가스가 전혀 또는 거의 발생하지 않고, 건조 수분 함량이 적어 건조 강도가 매우 우수하여 각종 제강 산업에 바람직하게 적용된다.

Claims

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두 뿔대가 대칭하여 결합된 형태로 형성되며,

알루미늄을 포함하는 원료와 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 포함하는 바인더를 포함하되,

상기 무기 흡착제는 벤토나이트(Bentonite), 제올라이트(Zeolite), 세피오라이트(Sepiolite), 실리카겔(Silicagel), 활성백토, 맥반석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이되,

상기 알루미늄을 포함하는 원료는 알루미늄을 추출한 후 발생되는 부산물로서 순수 Al을 15 내지 60 중량% 포함하는 것이며,

상기 제강용 탈산제는 알루미늄을 포함하는 원료 50 내지 90 중량%, 규산소다 3 내지 15 중량%, 당밀 3 내지 15 중량%, 및 무기 흡착제 4 내지 25 중량%를 포함하는 것인 제강용 탈산제.
제2항에 있어서,

상기 알루미늄을 포함하는 원료는 순수 Al 15 내지 23 중량%, CaO 13 내지 16 %, Al₂O₃ 45 내지 55 중량%, MgO 2 내지 5 중량%, SiO₂ 10 내지 15 중량%, Fe₂O₃ 2 내지 5 중량%, P 0.003% 이하, 및 S 0.002 중량% 이하의 조성을 포함하는 것인 제강용 탈산제.
제2항에 있어서,

상기 알루미늄을 포함하는 원료는 순수 Al 30 내지 60 중량% , CaO 5 내지 10 중량%, Al₂O₃ 10 내지 50 중량%, MgO 2 내지 10 중량%, SiO₂ 2 내지 10 중량% 이하, P 0.001 중량% 이하, S 0.001 중량%, 및 H₂O 1.5 중량% 이하의 조성을 포함하는 것인 제강용 탈산제.
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제2항에 있어서,

상기 제강용 탈산제는 건조 수분이 1.5 중량% 미만이며, 건조 강도가 8 내지 10 kg/cm²이고, 밀도가 0.9 내지 1.2 g/cm³인 것인 제강용 탈산제.
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알루미늄을 포함하는 원료, 규산소다, 당밀 및 무기 흡착제를 혼합하고,

상기 얻어진 혼합물을 두 뿔대가 대칭하여 결합된 형태로 가압 성형하고,

가압 성형된 성형품을 가열하는 단계를 포함하되,

상기 가압 성형은 로울러 프레스에 의하여 수행되어지고,

로울러 프레스는 1020 내지 1040 ℃에서 가압 열처리된 다음, 2차로 1.5 내지 2.5 bar의 압력으로 진공 열처리하여 제조되는 것인 제강용 탈산제의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 가열은 150 내지 250 ℃에서 30 분 내지 3 시간동안 수행되는 것인 제강용 탈산제의 제조방법.