KR101053365B1 - 제철부산물을 이용한 페로-크롬 합금철의 제조방법 - Google Patents

제철부산물을 이용한 페로-크롬 합금철의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제철공정에서 발생되는 부산물을 성형체로 제조하고 이 성형체를 전기로를 이용하여 용융환원하여 성분이 균일한 페로-크롬 합금철을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 스테인레스강 제조공정에서 발생되는 전기로 더스트, 정련로 중더스트, 정련로 더스트 및 스케일의 함철부산물에서 유가금속을 환원하여 회수하기 위하여, 이들 부산물을 이용하여 펠렛을 제조하고 이 펠렛을 용융환원하여 페로-크롬 합금철을 제조하는 방법에 있어서,
상기 함철부산물 100중량부에 대하여 코크스 더스트: 5~20중량부, 바인더: 8~20중량부를 투입하여 펠렛을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 스테인레스강 제조공정 발생 부산물을 이용하여 펠렛을 제조할때 코크스 더스트를 혼합하여 펠렛을 제조함으로써 펠렛의 압축강도를 향상시켜 벨트 컨베이어 등으로 원료 이송시 성형체 간의 충돌이나 낙하 등으로 발생되는 비산먼지의 감소 및 용융환원시 더스트의 발생량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 합금철의 성분 균질화를 얻을 수 있는 효과가 있다.
제철부산물, 합금철, 코크스 더스트, 펠렛, 스테인레스

Description

제철부산물을 이용한 페로-크롬 합금철의 제조방법{Method for manufacturing ferro-chrome alloy iron from byproduct of stainless steel}
본 발명은 제철공정에서 발생되는 부산물을 성형체로 제조하고 이 성형체를 전기로를 이용하여 용융환원하여 성분이 균일한 페로-크롬 합금철을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스테인레스강 제조공정에서 발생되는 부산물을 주원료로 하여 펠렛을 제조할때 펠렛의 강도 저하가 없어 전기로 용융을 위한 각종 원료의 혼합시 비산먼지의 발생을 적게 하며 용융환원 조업시 더스트의 발생량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 합금철의 성분 균질화를 얻을 수 있는 제철부산물을 이용한 페로-크롬 합금철의 제조방법에 관한 것이다.
스테인레스강은 전기로에서 고철과 합금철을 아크열로 용해하여 용강을 만들고, 이 용강을 정련로에서 정련하여 제조하고 있다. 이러한 스테인레스강 제조공정에서는 공정별로 여러가지 부산물이 발생한다. 전기로에서는 전기로더스트가 발생하고, 정련로에서는 사이클론에서 굵은 입자의 정련로 중더스트가 발생하며, 집진 기에서는 미분의 정련로 더스트가 집진된다.
이러한 전기로 더스트와 정련로 더스트에는 철성분 이외에도 Cr, Ni 등의 유가금속이 다량 함유되어 있다. 따라서, 상기 부산물들은 성형체로 제조되어 소형전기로에서 용해하여 합금철은 회수되고, 발생되는 슬래그는 토건용 원료로 재활용되고 있다.
스테인레스강 제조공정에서 발생하는 부산물을 성형체 형태로 제조하는 종래기술로는 한국 공개특허공보 2000-13357호(단광제조를 위한 생석회 함유 더스트의 숙성장치)가 있다. 상기 종래기술은 스테인레스 제조공정에서 발생하는 부산물을 재활용하는 숙성장치에 관한 것이다. 상기 숙성장치에서는 전기로 더스트와 정련로 더스트의 구분없이 물을 첨가하여 하기 반응식 1과 같이 수화 처리한 다음에 숙성한다.
[반응식 1]
CaO + H2O → Ca(OH)2 + 15.2kcal/mol
상기와 같이 숙성된 원료는 당밀 등의 바인더를 혼합하여 단광으로 제조하게 된다.
그러나, 스테인레스 제조공정에서 발생하는 더스트를 단광으로 성형하는 과정에서 수분량 조절이 곤란하여 성형된 후에 미수화된 생석회의 수화반응이 진행되고 이로 인하여 단광의 분화 및 붕괴현상이 자주 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스테인레스강 제조공정시 발생되는 더스트 및 스케일 등의 부산물을 재활용하기 위한 펠렛의 제조시 펠렛의 강도 저하를 발생시키지 않고 강도를 증가시켜 성형체의 분화율을 감소시킴으로써 페로-크롬 합금철의 성분을 균질화하고 유가금속 회수효율을 향상시킬 수 있는 제철부산물을 이용한 페로-크롬 합금철의 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
스테인레스강 제조공정에서 발생되는 전기로 더스트, 정련로 중더스트, 정련로 더스트 및 스케일의 함철부산물에서 유가금속을 환원하여 회수하기 위하여, 이들 부산물을 이용하여 펠렛을 제조하고 이 펠렛을 용융환원하여 페로-크롬 합금철을 제조하는 방법에 있어서,
상기 함철부산물 100중량부에 대하여 코크스 더스트: 5~20중량부, 바인더: 8~20중량부를 투입하여 펠렛을 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
일반적으로 부산물중의 철분이나 크롬 또는 니켈 등의 유가금속을 회수하기 위해서는 더스트 또는 슬러지 등의 분말상태의 부산물을 성형공정을 통하여 성형체로 제조하거나 또는 분말상 자체를 직접 재활용하는 방법 등이 이용되고 있다.
본 발명은 분말상의 제철부산물을 이용하여 펠렛형의 성형체를 제조한 후, S.E.F(Submerged Electric Furnace) 등의 용융 환원로를 통하여 성분편차가 적은 지금성분을 회수하는 방법에 관한 것이다.
이때, 이용이 가능한 제철부산물로서 특히 스테인레스강 제조시 전기로 및 정련로의 싸이클론에서 포집된 더스트의 경우에는 집진기에서 포집된 더스트에 비하여 입자가 굵다. 따라서, 이들 더스트를 이용하여 펠렛을 제조할 경우에는 입자가 굵어 펠렛의 밀도가 낮아지고, 이로 인하여 펠렛의 강도가 감소하는 문제점이 있다. 따라서, 펠렛의 치밀화를 위하여 입자가 작은 스케일 등을 혼합하여 치밀화를 높이게 된다.
본 발명에서는 상기와 같이 입자가 굵은 더스트를 주원료로 하여 펠렛을 제조할 때 미세한 코크스 더스트를 혼합하여 펠렛을 제조함으로써, 상온에서의 강도인 그린강도를 증가시키게 되며, 고온에서는 펠렛 내부에서 코크스 더스트 중의 카본 성분으로 인하여 균질한 환원작용 및 액상 소결의 촉진에 의해 펠렛의 고온 열간강도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 상온 및 고온에서 펠렛을 취급할때 분화 및 붕괴 현상을 줄일 수 있고, 용융환원시 더스트의 발생량을 줄일 수 있어 조업환경에도 바람직하다. 또한, 첨가된 코크스 더스트는 펠렛 내부에서 열전도가 잘되게 함으로써, 펠렛이 균질하게 용융되게 하며 합금철의 성분편차 감소에 도움이 된다.
이하, 본 발명의 페로-크롬 합금철 제조방법을 설명한다.
먼저, 전기로 더스트, 정련로 중더스트, 정련로 더스트 및 스케일을 포함하여 이루어지는 함철부산물 100중량부에 코크스 더스트: 5~20중량부, 바인더: 8~20중량부를 투입하여 펠렛을 제조한다.
본 발명에서는 상기 함철부산물인 전기로 더스트, 정련로 중더스트, 정련로 더스트 및 스케일의 혼합비는 제한되지 않는다.
상기 함철부산물에 첨가되는 코크스 더스트의 첨가량이 함철부산물 100중량부에 대하여 5중량부 미만이면 상온강도 및 열간강도의 향상이 부족하고, 20중량부를 초과하면 오히려 상온강도 및 열간강도가 감소하여 지금회수율이 감소하는 문제점이 있으므로, 상기 코크스 더스트의 첨가량은 함철부산물 100중량부에 대하여 5~20중량부로 제한하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 코크스 더스트의 입도가 0.15mm 이하이면 코크스 더스트가 전기로 더스트, 정련로 중더스트, 정련로더스트 및 스케일을 포함하여 이루어지는 함철부산물중의 굵은 입자들 사이에 채워져 성형체의 밀도가 더욱 치밀해지는 효과를 나타내므로, 보다 바람직하다.
또한, 상기 바인더의 첨가량이 함철부산물 100중량부에 대하여 8중량부 미만 이면 강도가 떨어지며, 20중량부를 초과하면 첨가에 따른 효과상승이 없으므로, 상기 바인더의 첨가량은 함철부산물 100중량부에 대하여 8~20중량부로 제한하는 것이 바람직하다. 상기 바인더는 특별히 제한되는 것은 아니며, 보통 포틀랜트 시멘트, 수경성을 가지는 무기계 바인더, 예들들면 속경시멘트, 조경시멘트, 고로슬래그시멘트, 플라이애쉬시멘트 등을 사용하는 것이 가능하다.
이후, 상기 펠렛을 용융환원하여 페로-크롬 합금철을 제조하게 되는데, 상기 용융환원 공정은 통상의 방법을 사용하면 된다.
상기 용융환원공정에서는 고로형태의 코크스 충진식 샤프트 용융로 또는 고로형태와 전기로 형태를 복합화한 S.E.F(Submerged Electric Furnace)형태의 전기용융로 또는 코크스 베드식의 환원로 등 통상의 용융환원로를 사용하면 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
[실시예]
본 실시예에서 사용한 원료의 화학성분을 조사하였으며, 그 결과는 하기 표 1과 같다. 또한, 원료의 누적입도분포를 조사하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같다.
구분 CaO MgO SiO2 M-Fe T-Fe Al2O3 ZnO NiO Cr2O3 MnO
전기로
더스트		 4.4 1.5 7.1 1.1 29.1 0.4 7.4 2.1 19.1 3.4
정련로 중더스트 26.8 6.1 8.5 12.2 32.6 0.3 0.01 2.5 14.4 4.4
정련로 더스트 23.9 5.8 5.4 5.0 30.2 0.3 0.6 2.6 14.2 3.3
스케일 4.0 0.3 2.5 11.0 49.5 tr tr 7.6 15.5 1.1
코크스 더스트 0.8 0.3 5.9 tr 0.5 2.9 tr tr tr tr
바인더
(보통 포틀랜트 시멘트)		 61.3 2.1 19.0 tr 2.0 4.9 tr tr tr tr

구분 전기로더스트
(%)		 정련로 중더스트(%) 정련로 더스트(%) 스케일(%) 코크스 더스트(%)
0.710mm 통과 100 85 100 100 -
0.500mm 통과 95 75 99 99 -
0.300mm 통과 85 36 98 98 -
0.250mm 통과 76 30 97 97 -
0.150mm 통과 60 15 95 75 100
0.075mm 통과 31 3 62 16 81
0.045mm 통과 2 1 25 3 62

상기의 원료를 이용하여 펠렛을 제조하였으며, 상기 더스트 및 스케일의 원료 혼합비는 특별히 한정되지는 않지만, 본 발명의 실시예에서는 정련로 중더스트를 35중량%, 전기로 더스트 및 정련로 더스트의 합이 20중량% 그리고 스케일을 45중량%가 되도록 하였다. 상기 원료에 대하여 하기 표 3의 첨가량으로 코크스 더스트를 첨가하였으며, 바인더로서 표 1의 성분을 가지는 보통 포틀랜트 시멘트를 원료 100중량부에 대하여 11중량부가 되도록 혼합한 후 펠렛을 제조하였다. 이후, 코크스 더스트의 첨가에 따른 상온강도 및 열간강도의 변화를 측정하였으며, 그 결과 는 하기 표 3과 같다. 상온강도는 펠렛을 제조한 후 15일이 경과한 후 압축강도를 측정한 것이며, 열간강도는 펠렛 제조 후 15일이 경과한 펠렛을 아르곤 가스 분위기 하에서 1000℃에서 1시간 열처리한 직후 압축강도를 측정한 것이다.
또한, 지금 회수율 및 지금성분 편차를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같다. 상기 지금 회수율은 용융환원시 사용한 전체 펠렛의 중량에 대하여 용융 후 슬래그 및 더스트로 발생된 양을 제외한 합금철로 제조된 무게만을 분율로 나타낸 것이며, 상기 지금성분 편차는 제조된 합금철의 초기 및 후반부의 성분을 측정하여 편차 정도를 측정한 것이다.
구분 함철부산물의 합(중량부) 코크스 더스트(중량부) 상온강도 열간강도 지금회수율
(%)		 지금성분 편차
비교예1 100 0 80 18 45 △
발명예1 100 5 97 56 46 ◎
발명예2 100 20 83 20 46 ◎
비교예2 100 30 31 3 43 ×
- ◎: 양호
- △: 보통
- ×: 불량

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예1 및 발명예2는 비교예에 비하여 상온강도 및 열간강도, 지금회수율, 지금성분 편차가 우수하게 나타났다.
그러나, 코크스 더스트를 첨가하지 않은 비교예1의 경우에는 상온강도 및 열간강도가 발명예에 비하여 떨어졌으며, 또한 지금성분 편차도 그리 좋지 않았다.
또한, 코크스 더스트를 본 발명의 범위보다 많이 첨가한 비교예2의 경우에는 상온강도 및 열간강도, 지금회수율, 지금성분 편차가 모두 매우 열악하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 스테인레스강 제조공정 발생 부산물을 이용하여 펠렛을 제조할때 코크스 더스트를 혼합하여 펠렛을 제조함으로써 펠렛의 압축강도를 향상시켜 벨트 컨베이어 등으로 원료 이송시 성형체 간의 충돌이나 낙하 등으로 발생되는 비산먼지의 감소 및 용융환원시 더스트의 발생량을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 합금철의 성분 균질화를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 스테인레스강 제조공정에서 발생되는 전기로 더스트, 정련로 중더스트, 정련로 더스트 및 스케일의 함철부산물에서 유가금속을 환원하여 회수하기 위하여, 이들 부산물을 이용하여 펠렛을 제조하고 이 펠렛을 용융환원하여 페로-크롬 합금철을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 함철부산물 100중량부에 대하여 입도가 0.15mm 이하인 코크스 더스트: 5~20중량부, 바인더: 8~20중량부를 투입하여 펠렛을 제조하는 것을 특징으로 하는 제철부산물을 이용한 페로-크롬 합금철의 제조방법.
  2. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5252819A (en) 1975-10-27 1977-04-28 Nisshin Steel Co Ltd Manufacturing method of fe-cr alloy
JPS59113157A (ja) 1982-12-21 1984-06-29 Kawasaki Steel Corp 鉄クロム合金の溶製方法
KR20030009467A (ko) * 2000-05-05 2003-01-29 아게아 악티에볼라크 금속 회수 방법 및 장치
JP2003247026A (ja) * 2002-02-22 2003-09-05 Nisshin Steel Co Ltd 電気製錬炉用の製鋼副産物中の有価金属回収用ブリケット及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5252819A (en) 1975-10-27 1977-04-28 Nisshin Steel Co Ltd Manufacturing method of fe-cr alloy
JPS59113157A (ja) 1982-12-21 1984-06-29 Kawasaki Steel Corp 鉄クロム合金の溶製方法
KR20030009467A (ko) * 2000-05-05 2003-01-29 아게아 악티에볼라크 금속 회수 방법 및 장치
JP2003247026A (ja) * 2002-02-22 2003-09-05 Nisshin Steel Co Ltd 電気製錬炉用の製鋼副産物中の有価金属回収用ブリケット及びその製造方法

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