KR100872906B1 - 반응성이 향상된 슬래그 조재제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반응성이 향상된 슬래그 조재제 및 그 투입방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬래그 상부에 투입된 후 뛰어난 반응성으로 인하여 종래 조재제에 비하여 슬래그에 대한 탈산효과가 우수하여 사용 원단위가 절감될 뿐만 아니라, 작업시 발생되는 화염이나 분진의 발생정도도 큰 폭으로 저감한 슬래그 조재제 및 그 투입방법에 관한 것이다.

본 발명의 슬래그 조재제는 알루미늄 드로스(dross) : 70~95중량%, 미소성(未燒成) 진주암(perlite) : 5~10중량%, 필요에 따라 포함되는 알루미늄 칩(chip) : 25중량% 이하 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 조재제 주성분과 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

슬래그 조재제, 탈산, 화염, 분진, 반응성, 결합수

Description

반응성이 향상된 슬래그 조재제{DEOXIDATION AGENT OF SLAG HAVING ENHANCED REACTIVITY}

본 발명은 반응성이 향상된 슬래그 조재제 및 그 투입방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬래그 상부에 투입된 후 뛰어난 반응성으로 인하여 종래 조재제에 비하여 슬래그에 대한 탈산효과가 우수하여 사용 원단위가 절감될 뿐만 아니라, 작업시 발생되는 화염이나 분진의 발생정도도 큰 폭으로 저감한 슬래그 조재제 및 그 투입방법에 관한 것이다.

슬래그 조재제는 출강이후에 산화도가 높은 슬래그의 상부에 투입되어 슬래그 중 존재하는 저급 산화물(산소와의 친화력이 비교적 높지 않은 금속의 산화물, Fe 산화물, Mn 산화물 등을 의미함)과 반응하여, 이들을 환원시킴으로써, 슬래그의 산화도를 감소시키는 기능을 하는 부원료를 의미한다.

전기로는 주원료인 스크랩을 장입하고 3상 교류 또는 직류 전원에 연결된 전극봉으로부터 흐르는 전류의 위상차이에 의해 발생되는 고열을 이용하여 상기 스크 랩을 용해시키는 설비이다. 이때, 전기로의 아크 방전을 용이하게 하고, 부가적인 야금효과를 얻기 위해서 전기로내에는 슬래그 성분을 형성하는 부원료가 다량 포함되게 된다.

또한, 전기로 반응시 외부로부터 또는 2차연소 등의 반응을 위하여 산소랜스를 통하여 산소가 용강과 접촉하게 된다. 일반적으로 용강 중 산소 포화 용해도는 이상적인 Fe-O 이원계를 가정할 때, 하기 수학식 1과 같이 표현된다.

전기로 정련이 진행됨에 따라 용강의 온도가 상승하게 되므로, 그 결과 용강중의 산소농도는 전기로 정련이 진행됨에 따라 지속적으로 상승하게 되며, 전기로 조업을 마친 후 출강시에는 통상적으로는 800~1200ppm 정도의 높은 값을 가지게 된다.

상술한 높은 산소함량은 연속 주조시 주조를 어렵게 하거나 폭발 등의 위험 요소로 작용할 수 있으므로, 탈산제에 의해 제거되는 것이 바람직한데 탈산제의 함량에 따른 탈산반응 생성물의 생성 경향을 살펴보면 다음과 같다. 즉, 탈산제로 대표적으로 사용되는 Al을 이용하였을 때 Fe와 O 그리고 Al 사이에는 도 1에 도시한 3원계 상태도로 대표되는 관계가 형성된다. 도 1의 a-b-c-d로 연결되는 선은 용강의 조성변화를 의미하고, e-f-g-h-i-j로 연결되는 선은 그에 대응되는 반응생성물(즉, 산화물)의 조성변화를 의미한다. 탈산제인 Al이 첨가되기 이전에는 용강성분은 a 지점으로 표시되는 조성을 가지며, 그에 대응하여 e지점의 조성을 가지는 FeO가 상기 용강과 평형상태를 이룬다. 이후, Al이 첨가되면 용강의 성분은 b 지점으로 변화하는데, 그에 따라 반응생성물의 조성 역시 f지점의 조성으로 바뀌게 된다. b 지점은 a 지점에 비하여 낮은 산소 농도를 나타낸다. 또한, f 지점은 e 지점에 비하여 Al2O3가 증가하여 포함된 조성을 가진다. 이후, Al 함량이 증가하여 c 지점 및 d 지점으로 바뀔수록 반응생성물 역시 g-h-i-j로 즉, 점차 Al2O3의 함량이 증가하여 FeO·Al2O3 에서 Al2O3로 그 조성이 바뀌게 된다.

한편, 전기로 조업말기의 높은 산소농도에 대응하여 용강상부에 위치하는 슬래그 층의 산화도 역시 높은 값을 나타내게 되는데, 슬래그 중의 산화도는 일반적으로 FeO와 MnO 농도의 합 또는 T.Fe로 표시된다.

출강직전의 슬래그는 그 산화도가 매우 높을 뿐만 아니라 상기 슬래그가 LF 정련 공정으로 투입될 때의 LF 처리 직전의 슬래그 산화도도 경우에 따라 조금씩 상이하나, FeO+MnO 기준으로는 약 8.5중량% 내외로서 높은 값(통상 5~10중량%)을 가진다. 이렇게 높은 산화도를 가진 슬래그는 용강 상부에 계속 잔류할 경우 용강 의 청정도를 해하게 되므로 전기로 정련후 가급적 용강과 분리되어야 하나 출강구를 통하여 출강말기에 용강과 함께 배출되는 슬래그를 완전히 차단하기는 어렵다. 그 이유는 슬래그의 배출을 완전하게 차단하기 위해서는 출강종료시기를 좀더 빨리 하여야 하는데, 그러할 경우 용강의 실수율이 감소하여 바람직하지 않기 때문이다.

따라서, 상기 전기로내 존재하는 슬래그 중 일부는 불가피하게 용강을 수강하는 수강 레이들에 용강과 함께 담겨지게 된다.

그런데, 수강 레이들에 존재하는 슬래그의 산화도가 높을 경우에는 용강 중의 탈산성분과 슬래그중 산화성분(FeO, MnO, T. Fe 등)은 반응하게 된다. 즉, 상기 도 1에서 도시하였듯이 용강 중 Al 함량에 따라 그와 평형을 이루는 산화물 성분이 존재하게 되는데, 용강 상부에 존재하는 상기 산화도 높은 슬래그는 용강 중 Al 함량에 따른 산화물 조성이 아닌 그보다 산화도가 훨씬 높은 슬래그 조성을 가진다. 따라서, 용강중 존재하는 Al은 상기 슬래그와 지속적으로 반응하게 되며, 그 결과 처리시간동안 지속적으로 반응생성물인 Al2O3 또는 그와 유사한 산화물들을 형성하게 되는데, 이들이 용강중으로 침투하면 용강의 청정도를 감소시키는 원인이 된다.

청정도가 낮은 용강을 주조하여 제품으로 제조할 경우에는 가공성이 나빠지거나 흠이 발생하는 등 제품의 물성이 악화되므로, 용강의 청정도를 악화시키는 원 인은 제거되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 슬래그 산화도도 가급적이면 낮추어 용강 중 존재하는 용존 Al과 슬래그가 반응하지 않도록 하는 것이 중요한데, 통상적으로는 슬래그의 산화성분을 선택적으로 탈산시키기 위하여 슬래그 조재제를 사용하는 것이 보통이다.

슬래그 조재제는 탈산성분임 금속 Al과 광물상 성분을 혼합하여 제조한 펠릿 또는 브리케트 형태를 가지는 것으로서, 내부에 포함된 탈산성분이 슬래그 중의 산화성분을 환원하며, 또한, 나머지 광물상 성분은 산화반응에 의해 생성된 반응생성물이 용이하게 슬래그 층에 흡수되도록 조성을 조절하는 역할을 한다. 만일 광물상 성분이 존재하지 않아서 산화반응생성물이 슬래그 층으로 용이하게 흡수되지 않을 경우에는 오히려 용강으로 흡수되어 용강의 청정도를 악화시킬 우려가 있다. 따라서, 상기 슬래그 조재제는 광물상성분과 탈산성분인 금속 Al이 혼합된 형태를 가지게 되는 것이다.

이때, 상기 금속 Al은 슬래그와의 반응면적을 넓히기 위해서 칩 또는 분말(드로스의 형태로 공급될 경우)의 형태를 가지게 되며, 상기 광물상 성분도 균일한 혼합을 위하여 1차적으로는 분말형태를 가진다.

그런데, 이들 칩 또는 분말형태의 원료들을 그대로 레이들 상부에 투입할 경우에는 레이들 상부에 존재하는 집진기와 용강의 고열에 의하여 발생되는 강한 상 승기류에 의해 슬래그에 도달하지 못하고 유실되어 버리는 문제가 발생할 수 있다.

그뿐만 아니라 원료를 분말상으로 투입할 경우 조성을 균일하기가 곤란하다. 따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위해서 슬래그 조재제는 상술한 바와 같이 펠릿 또는 브리케트 등과 같이 일정한 형태를 가진 괴상의 형태를 가지는 것이 일반적이다.

상기 종래의 슬래그 조재제는 탈산효율이나 반응속도가 기대하는 정도에 미치지 못할 뿐만 아니라, 레이들 상부에 투입하였을 경우에는 격렬한 반응에 의한 화염의 발생이 오래 지속되고, 분진발생이 과다하다는 문제를 가지고 있어 개선이 요망되어왔다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 일측면에 따르면 종래품 대비 적은 사용량으로 반응속도와 탈산효율이 향상되고 화염과 분진의 발생정도를 저감할 수 있는 슬래그 조재제와 이를 이용한 탈산방법이 제공된다.

본 발명의 슬래그 조재제는 알루미늄 드로스(dross) : 70~95중량%, 미소성(未燒成) 진주암(perlite) : 5~10중량%, 필요에 따라 포함되는 알루미늄 칩(chip) : 25중량% 이하 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 조재제 주성분과 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 슬래그 조재제에 포함되는 바인더는 조재제 주성분 100 중량부당 8~12중량부 포함된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 조재제 주성분은 금속 알루미늄 : 30~80중량%, 알루미나(Al2O3) : 10~45중량%, 실리카(SiO2) : 5~15중량%, T-carbon : 1~5중량%, MgO : 1~5중량% 및 수분 : 1~2중량% 범위의 성분값을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬래그 조재제의 입도는 8~50mm인 것이 바람직하다.

본 발명에 의해 제공되는 슬래그 조재제는 그 반응속도와 탈산효율이 향상된 것으로서, 적은 양을 투입한 경우에도 슬래그의 탈산효과가 뛰어나기 때문에, 경제적이며 또한, 화염과 분진의 발생이 저감되어 환경보호에도 유리하다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 슬래그 조재제는 상술한 본 발명의 목적달성에 적합한 것으로서, 투입되는 성분의 비율을 적절히 제어하여 높은 반응효율을 가질 수 있도록 한 것일 뿐만 아니라, 슬래그 조재제가 슬래그와 접촉하였을 때 신속하게 반응할 수 있도록 많은 계면적을 제공하는 것을 그 특징으로 한다.

즉, 본 발명의 슬래그 조재제는 알루미늄 드로스(dross) : 70~95중량%, 미소성(未燒成) 진주암(perlite) : 5~10중량%, 필요에 따라 포함되는 알루미늄 칩(chip) : 25중량% 이하 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 조재제 주성분과 바인더를 포함하는 것이다.

상기 본 발명의 슬래그 조재제 중 알루미늄 드로스는 슬래그 탈산에 필요한 금속 알루미늄 성분의 원천이 되는 것으로서 상기 조재제 주성분(바인더를 제외한 성분) 중 70~95중량% 포함될 수 있는데, 95중량%를 초과하여 포함될 경우에는 알루미늄 함량이 본 발명에서 규정하는 범위를 충족하지 못하기 때문에 바람직하지 않으며, 70중량% 미만일 경우에는 이를 보충하기 위하여 금속 알루미늄을 과다하게 투입하여야 하고 조재제의 반응생성물의 조성이 슬래그 조성에 적합하지 않으므로 바람직하지 않다.

또한, 상기 슬래그 조재제와 함께 투입되는 알루미늄 칩은 상기 알루미늄 드로스만 투입할 경우 부족할지 모르는 금속 Al을 보충하기 위한 것으로서 필요에 따라 알루미늄 드로스의 바람직한 함량에 맞추어 25중량% 이하로 투입하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 진주암은 본 발명에서 아주 중요한 역할을 수행하는 것으로서, 조재제에 의해 형성되는 슬래그 성분의 융점과 조성을 조절하여 개재물 등을 제거하기에 유리한 조성을 가질 뿐만 아니라, 투입된 슬래그 조재제가 단시간에 분해되어 높은 효율로 슬래그 탈산반응을 수행할 수 있도록 하는 성분이다. 상기 진주암의 한가지 사용례는 천연의 진주암을 적당한 입도(통상 30mesh 이하가 90% 이상)가 되도록 조정한 진주암임을 특징으로 한다.

즉, 표 1에서 예시하여 기재하였듯이, 진주암에는 실리카가 주로 65~80중량% 포함되어 있을 뿐만 아니라, 알루미나(10~20중량%), Fe2O3(3중량% 이하), CaO(1~3중량%), K2O 및 Na2O(합하여 4~10중량%) 등의 산화물이 포함되어 슬래그의 융점을 강하하는데 주요한 역할을 수행한다. 그 뿐만 아니라, 특히 결합수가 2~5중량% 포함되어 있기 때문에 슬래그 조재제가 용강 상부에 투입될 경우에는 용강으로부터 공급되는 고열에 의하여 약 500~900℃의 온도에서 융점이 낮은 Na2O와 K2O가 융용하기 시작하여 표면에 피막이 형성되고 900℃ 이상에서는 상기 진주암에 포함된 결합수가 분리되고 수증기화 되어 높은 슬래그 조재제 내부에서 높은 압력을 제공하게 된다. 그 결과 슬래그 조재제는 진주암을 포함하고 있지 않을 때보다 매우 용이하게 갈라지게 되며, 그 결과 반응 계면적이 현저하게 증가되어 빠른 시간내에 슬래그를 탈산하게 된다. 또한, 조재제의 계면적이 넓으므로 탈산성분인 금속 알루미늄이 슬래그와 고루 반응하게 되어 조재제의 반응효율이 높아진다.

성분	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	K2O	Na2O	결합수	비고
예1	72.2	12.9	0.9	1.7	3.9	3.9	4.5	100
예2	71.9	13.3	1.6	1.2	3.8	3.8	4.4	100
예3	71.7	13.2	1.2	1.4	4.3	3.7	4.5	100
평균	71.9	13.1	1.2	1.4	4.0	3.8	4.5	99.9

이때, 상기 진주암은 조재제 주성분 중 5~10중량% 포함되는 것이 바람직한데, 상기 진주암이 5중량% 미만 첨가되면 진주함에 부피팽창에 의한 슬래그 조재제의 분리 효과가 불충분하며, 반대로 진주암의 함량이 10중량% 이상일 경우에는 그 효과가 포화될 뿐만 아니라 오히려 다른 성분들이 감소하여 슬래그 탈산제에 요구되는 기본 성능에 미달하게 된다.

따라서, 본 발명의 슬래그 조재제를 이루는 성분 중 슬래그 조재제의 야금학적 효과를 위하여 투입하는 성분(조재제 주성분)은 알루미늄 드로스(dross) : 70~95중량%, 미소성(未燒成) 진주암(perlite) : 5~10중량%, 필요에 따라 포함되는 알루미늄 칩(chip) : 25중량% 이하를 포함하는 것이 바람직하며, 기타 불순물들이 불가피하게 상기 조재제 주성분에 더 포함될 수 있다.

다만, 상기 슬래그 조재제는 앞에서도 언급하였듯이 그대로 투입될 경우에는 용강 상부에 도달하지 못하고 유실될 우려가 있으므로 이를 적당한 크기의 펠렛 또는 브리케트로 가공할 필요가 있다.

그렇기 위해서는 상기 조재제 주성분들이 적당한 크기로 뭉칠 수 있도록 바인더를 함께 투입하는 것이 바람직한데, 본 발명의 슬래그 조재제에 포함되는 바인더로는 물유리 또는 당밀을 사용하는 것이 바람직하다. 바인더의 함량은 조재제가 충분한 강도를 가질 수 있고 야금학적 효과를 나타낼 수 있도록 적절한 범위를 선택하여 사용하면 되므로 그 값을 반드시 한정할 필요는 없으나 바람직한 일례를 들면 상기 조재제 주성분 100 중량부당 8~12중량부 포함되는 것이 바람직하다. 바인더의 함량이 너무 낮을 경우에는 조재제의 강도가 충분하지 않아 보관시 조재제가 깨어지거나 분화되어 버릴 염려가 있으며, 반대로 바인더의 함량이 너무 높을 경우에는 강도가 필요이상으로 높아질 뿐만 아니라 조재제의 다른 유용한 성분의 함량이 감소하여 야금학적으로 바람직하지 않다.

따라서, 본 발명의 슬래그 조재제는 알루미늄 드로스(dross) : 70~95중량%, 미소성(未燒成) 진주암(perlite) : 5~10중량%, 필요에 따라 포함되는 알루미늄 칩(chip) : 25중량% 이하 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 조재제 주성분과 바인더를 포함하는 것으로서, 상기 바인더의 바람직한 함량은 조재제 주성분 100 중량부당 8~12 중량부이다.

상술한 조건을 만족시키는 본 발명의 슬래그 조재제는 그 성분을 분석하였을 경우 금속 알루미늄 : 30~80중량%, 알루미나(Al2O3) : 10~45중량%, 실리카(SiO2) : 5~15중량%, T-carbon : 1~5중량%, MgO : 1~5중량% 및 수분 : 1~2중량% 범위의 성분값을 가진다.

상기 본 발명의 유리한 조성을 가지는 조재제는 각각의 원료를 정해진 비율로 혼합한 후 바인더와 혼합한 후 펠렛화 또는 브리케트화 공정에 의해 원하는 크기의 펠렛 또는 브리케트로 제조하는 과정에 의해 제조될 수 있다. 펠렛 또는 브리케트화 방법으로는 통상의 펠렛화 및 브리케트화 방법을 사용할 수 있으며, 비록 본 명세서에 그 구체적인 방법을 기재하지 않았다 하더라도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 그 구체적인 방법을 적용하여 본 발명의 유리한 슬래그 조재제를 제조하는데 큰 어려움이 없을 것이다.

상기와 같은 방식으로 제조된 슬래그 조재재는 투입 호퍼를 통하여 투입되기 때문에 적당한 강도를 가지면서 용강상부에 존재하는 상승류에 의해 유실되지 않고 용강상부(슬래그)까지 도달할 수 있도록 하면 그 입도를 특별히 제한할 것은 아니나, 제조, 보관, 수송 및 투입상의 용이성을 감안하면 그 입도(구상당 직경)이 8~50mm인 것이 바람직하며, 10~40mm인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 본 발명의 유리한 슬래그 조재제의 투입은 슬래그의 산화도를 제어하기 위해서 적정한 원단위(kg/t-steel)로 투입되는 것이 바람직하다. 이때, 슬래그 중 존재하는 FeO와 MnO 또는 T.Fe의 양을 측정하여 그 양에 맞도록 슬래그 조재제를 투입하는 것이 가장 바람직할 것이다. 그러나, 슬래그 성분 측정의 번거로움과 측정에 많은 시간이 소요된다는 점을 이해하면, 조업시에는 슬래그 산화도를 바로 측정하여 조재제 투입량을 바로 결정할 수는 없기 때문에, 통상적으로는 종점산소와 같은 간접적인 지표를 통하여 결정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 다만, 본 발명자들의 연구결과에 따르면 전기로 출강시 종점산소가 800~1200ppm의 범위이며 이미 상기 탈산을 겪은 후의 용강(슬래그) 상부에 조재제를 투입하는 것이기 때문에 슬래그 중 FeO+MnO 함량 또는 T.Fe 함량의 범위는 큰 차이가 없으며, 그에 따라 일괄적인 범위를 부여하는 것이 작업의 편의성을 위해 오히려 유리하다. 따라서, 상기와 같은 종점산소의 범위내에서는 슬래그 조재제의 투입량을 종점산소별로 큰 차이 두지 않고 1.1~1.3kg/t-steel의 양으로 투입하는 것이 바람직하다. 상술한 범위로 슬래그 조재제를 투입할 경우에는 슬래그 중 FeO+MnO가 평균 4.8중량%, T.Fe가 평균 8중량% 내외로 저감될 수 있다.

따라서, 본 발명의 슬래그 조재제 투입방법은 전기로 내에 포함된 용강을 수강 및 탈산한 후 상기 용강 상부에 존재하는 슬래그를 탈산하기 위하여 본 발명의 유리한 조성을 가지는 슬래그 조재제를 투입하는 슬래그 조재제 투입방법으로서, 슬래그 조재재의 투입량을 용강 1ton 당 1.1~1.3kg으로 하는 것을 특징으로 한다.

상기의 슬래그 조재제 투입량은 종래의 슬래그 조재재 투입량에 비하여 그 양이 감소된 것일 뿐만 아니라, 투입되는 슬래그 조재제가 단시간에 분해하여 반응하기 때문에 화염과 분진이 발생되는 양 및 시간이 단축되므로 본 발명의 슬래그 조재제를 사용할 경우에는 화염과 분진에 의한 환경문제 또는 작업상 불리함 등이 상당히 해소될 수 있다.

또한, 본 발명자들의 연구결과에 따르면 만일 전기로 종점산소 값이 크게 변하고 그 값을 용이하게 알 수 있을 경우에는 종점산소함량에 따라 상기 원단위를 차등 적용할 수도 있다. 표 2에 한 가지 예를 나타내었다. 비교를 위하여 알루미늄 드로스만 사용한 종래의 슬래그 조재제의 투입기준도 함께 나타내었다. 표 2에서 본 발명의 슬래그 조재제를 이용할 경우 슬래그 조재제의 사용량이 감소될 수 있다는 사실을 간접적으로 확인할 수 있다.

종점산소(ppm)	슬래그 조재제 원단위(kg/t-steel)		비고
	종래예	본발명
800 미만	1.07	1.07	용강탈산을 실시하였다는 전제하에 투입
800 ~ 1000	1.14	1.14
1000 초과 ~	1.28	1.14

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 하기하는 실시예는 본 발명을 예시하여 구체화하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다.

(실시예)

슬래그 산화도(%FeO+%MnO) 감소효과(실시예1)

전기로 출강량이 평균 140ton 규모였을 때, 레이들 퍼니스(Ladle Furnace, 간략히 LF)에서 비교예 및 발명예의 조건을 가지는 슬래그 조재제를 이용하여 슬래그 탈산 실험을 실시하였다. 비교예는 본 발명의 조재제의 적정한 조건을 벗어난 경우를 의미하고 발명예는 본 발명에서 규정하는 조재제의 바람직한 조건에 해당하는 경우를 의미한다.

표 3에 비교예와 발명예로 사용된 슬래그 조재제의 성분을 나타내었다. 표 3에 기재된 조성의 단위는 중량%를 의미한다.

구분	조재제 주성분			물유리(주성분 100중량부당)	성분분석치
	알루미늄 칩	알루미늄 드로스	진주암
비교예	-	100중량%	-	10중량부	금속 Al : 36.5중량%, 알루미나 : 40.7중량%, 실리카 : 11.4중량%, T-carbon : 3.1중량%, MgO : 4.5중량%, 기타 Na2O, K2O, TiO2 등 3.8중량%
발명예	-	93중량%	7%	10중량부	금속 Al : 36.4중량%, 알루미나 : 40.3중량%, 실리카 : 14.2중량%, T-carbon : 2.8중량%, MgO : 4.5중량%, 기타 Na2O, K2O, TiO2 등 1.8중량%

상기 슬래그 탈산시험에서 비교예로 이용된 슬래그 조재제는 원단위를 1.28kg/t-steel로 고정하여 시험하였으며, 발명예로 이용된 슬래그 조재제는 원단위 절감효과까지 관찰하기 위하여 원단위를 1.28kg/t-steel 및 1.14kg/t-steel로 변경하여 시험하였다. 비교예의 경우에는 총 30회에 걸쳐서 시험하여 그 결과를 평균하였으며, 발명예의 경우에는 원단위 1.28kg/t-steel인 경우는 총 90회, 그리고 원단위 1.14kg/t-steel인 경우는 총 210회에 걸쳐서 시험하여 각각의 평균을 구하였다.

처리전 슬래그 중 FeO와 MnO의 함량의 합계(중량%)는 비교예의 경우 평균 8.5중량% 이었으며, 발명예의 경우는 원단위 1.28kg/t-steel에서는 평균 8.54중량% 이었으며 원단위 1.14kg/t-steel에서는 평균 8.52중량%의 값을 나타내고 있었다. 사용된 용강의 출강전 종점산소는 비교예와 발명예에서 모두 1000~1300ppm 정도의 값을 나타내고 있었으며, 슬래그 탈산효과에서 큰 유의차를 빚을 정도가 아니라는 점을 확인할 수 있었다.

상기 조건을 갖춘 용강 및 슬래그를 수강하고 있는 레이들 상부에 상기 비교예 또는 발명예에 의해 제조된 슬래그 조재제를 투입하였다. 도 2에 비교예와 발명예 중 원단위를 비교예와 동일하게 1.28kg/t-steel로 한 경우에 의해 탈산된 슬래그의 %FeO+%MnO 함량의 감소율을 처리전 함량에 대한 백분율로 나타내었다. 도 2에서 동일한 원단위를 사용하였음에도 불구하고 발명예1의 %FeO+%MnO 감소율이 10% 이상 높다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 슬래그 조재제의 우수한 탈산효율을 확인할 수 있었다.

도 3에 비교예 및 각각의 원단위에 따른 발명예의 LF 슬래그 탈산전후(LF 처리 전후)의 슬래그 중 %FeO+%MnO의 값을 나타내었다. 도 3에서 확인할 수 있듯이 비교예와 동일한 원단위로 탈산한 발명예의 경우는 물론이고 비교예보다 원단위를 0.14kg/t-steel 이나 감소하여 탈산한 발명예의 경우에서도 훨씬 낮은 %FeO+%MnO 값을 얻을 수 있었다. 이러한 경향은 %T.Fe의 경우에도 마찬가지로서 원단위가 1.14kg/t-steel로 낮은 발명예의 경우에서 원단위가 높은 비교예보다 처리후 %T.Fe를 훨씬 낮게 제어할 수 있다는 것을 도 4의 결과로부터 확인할 수 있었다.

화염 및 분진 발생시험(실시예2)

상기 슬래그 산화도 감소효과 실시예의 실험시 화염 및 분진이 발생하는지 여부를 관찰하고 그 결과를 표 4에 기재하였다. 분진이 대량으로 발생하여 레이들 주변은 물론이고 레이들 상부에 위치하는 작업대 전체를 분진으로 가리는 경우를 분진발생정도가 큰(大) 경우로 판정하였으며, 레이들 주변의 일부만 분진으로 가리는 경우는 발생정도가 중간인 경우로, 분진이 거의 발생하지 않은 경우는 발생정도가 작은 경우로 판정하였다. 또한, 분진의 발생시간은 슬래그 조재제를 투입하여 분진이 관찰된 직후부터 분진이 해소되어 용강의 탕면이 관찰되기 시작하는 시점까지의 시간을 측정한 결과이며, 화염의 발생시간은 슬래그 조재제를 투입하여 화염이 관찰된 직후부터 화염이 소멸하는 시점까지의 시간을 측정한 결과이다.

구분		비교예	발명예	비고
분진발생	시간	40~50초	30~40초	약 22% 감소
	정도	대	중
화염발생	시간	30~40초	20~30초	약 29% 감소

상기 표 4의 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 발명예는 비교예에 비하여 분진과 화염의 발생정도를 현저히 감소시킬 수 있으며 그에 따라 환경문제나 작업상의 어려움들을 완화시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

도 1은 Fe-O-Al 삼원계 상태도,

도 2는 본 발명의 실시예에서 슬래그 조재제의 투입에 따른 %FeO+%MnO의 변화량을 나타낸 그래프,

도 3은 슬래그 조재제의 투입원단위에 따른 처리후 %FeO+%MnO의 변동추이를 나타내는 그래프, 그리고

도 4는 슬래그 조재제의 투입원단위에 따른 처리후 %T.Fe의 변동추이를 나타내는 그래프이다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 알루미늄 드로스(dross) : 70~95중량%, 미소성(未燒成) 진주암(perlite) : 5~10중량%, 알루미늄 칩(chip) : 25중량% 이하(0중량%를 포함함) 및 나머지 불가피한 불순물로 이루어진 조재제 주성분과 물유리 또는 당밀 중에서 선택되는 1종 또는 2종 모두의 바인더를 상기 조재제 주성분 100 중량부당 8~12 중량부의 양으로 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 조재제.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서, 상기 슬래그 조재제의 입도는 8~50mm인 것을 특징으로 하는 슬래그 조재제.

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