KR101095786B1 - Heat rising agent and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 승열제 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 흑연 60 ∼ 95중량%와 이산화철(Fe2O3) 5 ∼ 40중량%로 구성되는 흑연계 승열제 주재료 100중량부에 대하여 C 5 ∼ 71.7중량%, O 20 ∼ 86.7중량%, Mg 1 ∼ 67.7중량%, Al 1 ∼ 67.7중량%, Si 3 ∼ 69.7중량%, S 0.5 ∼ 67.2중량%, Cl 0.5 ∼ 67.2중량%, Ca 2 ∼ 68.7중량%, Ti 0.1 ∼ 66.8중량%, Mn 0.05 ∼ 66.75중량%, Fe 0.05 ∼ 66.75중량% 및 In 0.1 ∼ 66.8중량%의 원소 구성비를 갖는 광물질 분말 10 ∼ 90중량%와 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 클러스터화된 물에 투입하여 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 용출시킨 용액에 액상의 결합제 제조시 사용되는 전체 클러스터화된 물 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1중량부의 희토류 원소를 함유하는 물과 pH조절제를 혼합한 액상의 결합제 10 ∼ 90중량%로 구성되는 바인더 5 ∼ 25중량부를 첨가하고 혼합하여 승열제를 제조하되 상기 승열제 주재료와 바인더를 준비하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더를 혼합하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더의 혼합물을 성형틀에 투입하고 압력을 가해 성형하는 단계; 탈형 후 열풍 건조시켜 고화시키는 단계로 구성되는 방법으로 승열제를 제조함으로써 바인더 내부의 무기물 용탈(dissolusion) → 아쿠아졸 형성(formation of aquasols) → 응축(condensation) → 겔 형성(gel formation) → 결정화(crystallization)하는 반응으로 강한 결합력이 발휘되기 때문에 일정 강도, 비중 및 열량 이상의 조건에 부합되는 승열제를 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 무기물로만 이루어진 바인더를 사용함으로써 오염물의 배출이 없어 환경 오염을 유발하지 않고, 승열제가 로에 균일하게 분산되어 승열 및 탄소함량 상승 효과를 용이하게 달성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The present invention relates to a heat increasing agent and a method for manufacturing the same, with respect to 100 parts by weight of a graphite-based heat increasing agent main material composed of 60 to 95% by weight of graphite and 5 to 40% by weight of iron dioxide (Fe 2 O 3 ). % By weight, O 20-86.7% by weight, Mg 1-67.7%, Al 1-67.7%, Si 3-69.7%, S 0.5-67.2%, Cl 0.5-67.2%, Ca 2-68.7% %, 0.1 to 66.8% Ti, 0.05 to 66.75% Mn, 0.05 to 66.75% Fe and 0.05 to 66.75% Fe and 10 to 90% by weight mineral powder with elemental composition ratio of In and alkali metal chloride and alkaline earth metal chloride 0.5 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total clustered water used in the preparation of a liquid binder in a solution in which at least one compound selected from the group consisting of is added to clustered water to elute an alkali metal or alkaline earth metal. Liquid phase mixture of water containing rare earth elements and pH adjuster Claim 10 and a binder, but adding 5 to 25 parts by weight, consisting of 90 wt% were mixed to prepare a seungyeol the method comprising the seungyeol preparing the main material and a binder; Mixing the heat increasing agent main material and a binder; Putting the mixture of the heat increasing agent main material and the binder into a mold and applying pressure to form the mixture; After the demolding, hot air is dried and solidified to prepare a heating agent, thereby dissolving the inorganic material inside the binder → formation of aquasols → condensation → gel formation → crystallization ( As the strong binding force is exerted through the reaction of crystallization, it is not only possible to easily manufacture a heat rising agent that meets the condition of a certain strength, specific gravity, and calorie value, but also by using a binder composed only of inorganic material, there is no emission of contaminants and thus does not cause environmental pollution. In addition, it is possible to obtain an effect that the heat increasing agent is uniformly dispersed in the furnace so that the heat raising and carbon content synergistic effects can be easily achieved.
승열제, 흑연, 이산화철, 승열제 제조방법, 무기질 바인더 Heating agent, graphite, iron dioxide, manufacturing method of the heating agent, inorganic binder
Description
본 발명은 승열제 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 흑연 60 ∼ 95중량%와 이산화철(Fe2O3) 5 ∼ 40중량%로 구성되는 흑연계 승열제 주재료 100중량부에 대하여 C 5 ∼ 71.7중량%, O 20 ∼ 86.7중량%, Mg 1 ∼ 67.7중량%, Al 1 ∼ 67.7중량%, Si 3 ∼ 69.7중량%, S 0.5 ∼ 67.2중량%, Cl 0.5 ∼ 67.2중량%, Ca 2 ∼ 68.7중량%, Ti 0.1 ∼ 66.8중량%, Mn 0.05 ∼ 66.75중량%, Fe 0.05 ∼ 66.75중량% 및 In 0.1 ∼ 66.8중량%의 원소 구성비를 갖는 광물질 분말 10 ∼ 90중량%와 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 클러스터화된 물에 투입하여 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 용출시킨 용액에 액상의 결합제 제조시 사용되는 전체 클러스터화된 물 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1중량부의 희토류 원소를 함유하는 물과 pH조절제를 혼합한 액상의 결합제 10 ∼ 90중량%로 구성되는 바인더 5 ∼ 25중량부를 첨가하고 혼합하여 승열제를 제조하되 상기 승열제 주재료와 바인더를 준비하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더를 혼합하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더의 혼합물을 성형틀에 투입하고 압력을 가해 성형하는 단계; 탈형 후 열풍 건조시켜 고화시키는 단계로 구성되는 방법으로 승열제를 제조함으로써 바인더 내부의 무기물 용탈(dissolusion) → 아쿠아졸 형성(formation of aquasols) → 응축(condensation) → 겔 형성(gel formation) → 결정화(crystallization)하는 반응으로 강한 결합력이 발휘되기 때문에 일정 강도, 비중 및 열량 이상의 조건에 부합되는 승열제를 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 무기물로만 이루어진 바인더를 사용함으로써 오염물의 배출이 없어 환경 오염을 유발하지 않고, 승열제가 로에 균일하게 분산되어 승열 및 탄소함량 상승 효과를 용이하게 달성할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 승열제 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat increasing agent and a method for manufacturing the same, and more particularly, to 100 weight parts of a graphite-based heat increasing agent main material composed of 60 to 95% by weight of graphite and 5 to 40% by weight of iron dioxide (Fe 2 O 3 ). C 5-71.7 wt%, O 20-86.7 wt%, Mg 1-67.7 wt%, Al 1-67.7 wt%, Si 3-69.7 wt%, S 0.5-67.2 wt%, Cl 0.5-67.2 wt%, 10-90 wt% mineral powder and alkali metal chloride with elemental composition ratio of Ca 2-68.7 wt%, Ti 0.1-66.8 wt%, Mn 0.05-66.75 wt%, Fe 0.05-66.75 wt% and In 0.1-66.8 wt% And at least one compound selected from the group consisting of alkaline earth metal chlorides in clustered water to 100 parts by weight of the total clustered water used to prepare a liquid binder in a solution in which the alkali metal or alkaline earth metal is eluted. Water and pH regulator containing 0.5 to 1 part by weight of rare earth elements Parts of the binder added, but 5 to 25 parts by weight binding agent consisting of 10 to 90% by weight of the mixed liquid and mixed to prepare a seungyeol comprising the steps of: preparing the seungyeol the main material and a binder; Mixing the heat increasing agent main material and a binder; Putting the mixture of the heat increasing agent main material and the binder into a mold and applying pressure to form the mixture; After the demolding, hot air is dried and solidified to prepare a heating agent, thereby dissolving the inorganic material inside the binder → formation of aquasols → condensation → gel formation → crystallization ( As the strong binding force is exerted through the reaction of crystallization, it is not only possible to easily manufacture a heat rising agent that meets the condition of a certain strength, specific gravity, and calorie value, but also by using a binder composed only of inorganic material, there is no emission of contaminants and thus does not cause environmental pollution. In addition, the present invention relates to a heat increasing agent and a method for producing the same, in which the heat increasing agent is uniformly dispersed in a furnace, thereby obtaining an effect of easily achieving a heat raising and a carbon content synergistic effect.
일반적으로 제강공정은 용성과 고철을 적절히 배합하여 전로에 장비하고 용선탕면의 상부 일정한 높이에 위치되어 있는 산소노즐을 통하여 순수한 기체 산소를 초음속으로 취입하여 용선중에 함유되어 있는 규소, 탄소, 망간, 인, 철 등과 산화반응시켜 제거하는 용강을 만드는 일련의 과정으로 이루어진다. 전로정련작업에서는 이러한 산화반응에서 발생하는 산화열을 이용하여 전로 내의 온도를 유지하게 된다. 취련이 완료된 용강은 전로를 경동하여 수강레이들에 출강하게 된다.In general, the steelmaking process mixes molten iron with scrap metal and equips it with a converter and blows pure gas oxygen at supersonic speed through an oxygen nozzle located at a certain level above the molten iron surface.It contains silicon, carbon, manganese and phosphorus in molten iron. It is a series of processes to make molten steel which is oxidized and removed by iron and iron. In the converter refining operation, the oxidation heat generated in the oxidation reaction is used to maintain the temperature in the converter. The molten steel which finishes the drilling will go to the tapping ladle by tilting the converter.
전로에서 출강되는 용강은 제철소에서 목표로 하는 조강생산량을 일정하게 유지하기 위해 일정하게 관리되고 있으며, 이를 위해서는 고철과 용선량을 합한 전장입량을 일정하게 유지하는 것이 필요하다. 따라서, 용선량이 부족하게 되면 고철향을 늘리게 되는 데, 이 경우에는 전로조업시 열원 확보에 어려움이 생긴다. 또한, 용선량이 적정하다 하더라도 용선 중에 규소 등의 함량이 부족하게 되면 산화 열이 부족하게 되어 이 경우에도 열원확보에 어려움이 있다.Molten steel that is pulled out of the converter is constantly managed to maintain a constant crude steel production aimed at the steel mill. Therefore, when the amount of molten iron is insufficient, the scrap iron is increased. In this case, it is difficult to secure a heat source during the converter operation. In addition, even if the amount of molten iron is appropriate, if the content of silicon, etc. in the molten iron is insufficient, the heat of oxidation is insufficient, and even in this case, it is difficult to secure a heat source.
전로정련과정에서 열원이 부족한 경우에는 승열제를 투입한다. 승열제는 특히 예비처리에서 탈인처리를 실시한 경우 용선의 온도가 매우 낮고, 용선중 열원이 되는 Si성분이 매우 낮아 용강의 온도를 상승시키는 열원으로 사용된다. 주로 사용하는 승열제로는 페로실리콘(FeSi)의 합금철계가 있다. 페로실리콘의 합금철계 승열제는 발생 열량이 큰 반면에 가격이 고가이고, 산화시에 실리카(silica, SiO2)가 발생하여 슬래그의 염기도를 감소시켜 탈인반응을 나쁘게 하는 단점이 있다.If the heat source is insufficient during the converter refining process, a heating agent is added. The heat raising agent is used as a heat source for raising the temperature of molten steel because the temperature of the molten iron is very low, especially when the dephosphorization treatment is performed in the preliminary treatment, and the Si component which becomes the heat source in the molten iron is very low. The heat increasing agent mainly used is ferro-silicon (FeSi) ferroalloy. Ferro-silicon ferroalloy heating material has a disadvantage that the heat generation amount is high while the price is expensive, the silica (silica, SiO 2 ) is generated during oxidation to reduce the slag basicity to worsen the dephosphorization reaction.
이를 보완하기 위하여 추가로 생석회를 투입하게 되므로 슬래그의 발생량이 증가하여 원가 상승 및 환경오염의 원인이 되고 있다. 또한, 일본 공개특허 제1997-087730호에는 산화성 가스와 용강 내의 Al을 반응시켜 용강을 승열하는 방법이 개시되어 있다.In order to compensate for this, additional quicklime is added to the slag, resulting in an increase in the amount of slag, which causes cost increase and environmental pollution. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1997-087730 discloses a method of raising molten steel by reacting an oxidizing gas with Al in molten steel.
종래 기술들은 대부분 Al이나 Si같은 고가의 탈산제를 사용하여 용강을 승온하는 것으로 승온 효율이 저조하여 투입량이 증가하게 되고, 이로 인하여 원가 상승이나 취련시간 증가를 초래하게 된다. 또한, 종래의 승열제는 저조한 탈인 효율성으로 인하여 내HIC(Hydrogen Induced Cracking) 보증용 강재, 가속 냉각 후판재, 석유 수송용 강관재 등 인 성분이 100ppm 이하로 재한되는 극저인강 제조에 적합하지 못하다는 문제점이 있었다.The prior art is to increase the molten steel using an expensive deoxidizer such as Al or Si to increase the input amount due to low temperature rising efficiency, resulting in an increase in cost or an increase in the blowing time. In addition, due to the poor dephosphorization efficiency, the conventional heating agent is not suitable for the manufacture of ultra-low-strength steels in which phosphorus components such as HIC (Hydrogen Induced Cracking) guarantee steel, accelerated cooling thick plate material, and steel pipe material for oil transportation are limited to 100 ppm or less. There was a problem.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 특허출원 제2007-134860호에는 "30 ∼ 90중량%의 흑연과 10 ∼ 70중량%의 Fe함유 원료 및 기타 불가피하게 혼입되는 불순물로 조성되는 흑연계 승열제"가 기재되어 있고, 흑연과 Fe함유 원료를 혼합할 때 당밀, 전분, 펄프폐액, 석회 등의 점결제를 사용하고 있다.In order to solve the above problems, Patent Application No. 2007-134860 discloses "graphite-based heat increasing agent composed of 30 to 90% by weight of graphite, 10 to 70% by weight of Fe-containing raw materials and other inevitable impurities." When mixing graphite and Fe-containing raw materials, binders such as molasses, starch, pulp waste liquid and lime are used.
그러나, 점결제로 사용되는 당밀, 전분, 펄프폐액, 석회 등은 용융점 및 인화점이 높지 않아 노의 내부로 승열제가 완전히 투입되지 않은 상태에서 분해되어 승열제의 균일한 투입이 용이하지 못하고, 점결제를 많이 사용할 경우에는 비중과 열량이 미약하고 강도가 만족스럽지 못하여 노의 내부로 승열제가 균일하게 투입되지 못하는 단점이 있었다.However, molasses, starch, pulp waste liquid, lime, etc., used as caking agents, do not have a high melting point and flash point, so that they are decomposed in a state in which the heating agent is not completely introduced into the furnace, and thus it is not easy to uniformly add the heating agent. In the case of using a large amount of specific gravity and calorie and the strength is not satisfactory, there was a disadvantage that the heating agent is not uniformly introduced into the furnace.
따라서, 본 발명의 목적은 강한 결합력이 발휘되기 때문에 일정 강도, 비중 및 열량 이상의 조건에 부합되는 승열제를 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 무기물로만 이루어진 바인더를 사용함으로써 오염물의 배출이 없어 환경 오염을 유발하지 않고, 승열제가 로에 균일하게 분산되어 승열 및 탄소함량 상승 효과를 용이하게 달성할 수 있는 승열제를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a strong binding force can be easily produced a heat rising agent that meets the conditions above a certain strength, specific gravity and calories, as well as by using a binder made only of inorganic material, there is no emission of contaminants to reduce environmental pollution It is to provide a heat increasing agent that can be easily dispersed in the furnace uniformly to cause the heating and carbon content synergistic effect without causing.
본 발명의 다른 목적은 상기 목적의 승열제를 간단한 방법으로 용이하게 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method for easily preparing a heat increasing agent of the above object by a simple method.
상기 목적들 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또 다른 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에서는 흑연 60 ∼ 95중량%와 이산화철(Fe2O3) 5 ∼ 40중량%로 구성되는 흑연계 승열제 주재료 100중량부에 대하여 C 5 ∼ 71.7중량%, O 20 ∼ 86.7중량%, Mg 1 ∼ 67.7중량%, Al 1 ∼ 67.7중량%, Si 3 ∼ 69.7중량%, S 0.5 ∼ 67.2중량%, Cl 0.5 ∼ 67.2중량%, Ca 2 ∼ 68.7중량%, Ti 0.1 ∼ 66.8중량%, Mn 0.05 ∼ 66.75중량%, Fe 0.05 ∼ 66.75중량% 및 In 0.1 ∼ 66.8중량%의 원소 구성비를 갖는 광물질 분말 10 ∼ 90중량%와 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 클러스터화된 물에 투입하여 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 용출시킨 용액에 액상의 결합제 제조시 사용되는 전체 클러스터화된 물 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1중량부의 희토류 원소를 함유하는 물과 pH조절제를 혼합한 액상의 결합제 10 ∼ 90중량%로 구성되는 바인더 5 ∼ 25중량부를 첨가하고 혼합하여 승열제를 제조하되 상기 승열제 주재료와 바인더를 준비하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더를 혼합하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더의 혼합물을 성형틀에 투입하고 압력을 가해 성형하는 단계; 탈형 후 열풍 건조시켜 고화시키는 단계로 구성되는 방법으로 승열제를 제조함으로써 바인더 내부의 무기물 용탈(dissolusion) → 아쿠아졸 형성(formation of aquasols) → 응축(condensation) → 겔 형성(gel formation) → 결정화(crystallization)하는 반응으로 강한 결합력이 발휘되기 때문에 일정 강도, 비중 및 열량 이상의 조건에 부합되는 승열제를 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 무기물로만 이루어진 바인더를 사용함으로써 오염물의 배출이 없어 환경 오염을 유발하지 않고, 승열제가 로에 균일하게 분산되어 승열 및 탄소함량 상승 효과를 용이하게 달성할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 승열제를 경제적일 뿐만 아니라 간단한 방법으로 제조할 수 있다.In order to achieve not only the above objects but also other objects that can be easily expressed, the present invention includes a graphite-based heat increasing agent main material 100 composed of 60 to 95 wt% graphite and 5 to 40 wt% iron dioxide (Fe 2 O 3 ). C 5-71.7 wt%, O 20-86.7 wt%, Mg 1-67.7 wt%, Al 1-67.7 wt%, Si 3-69.7 wt%, S 0.5-67.2 wt%, Cl 0.5-67.2 wt% 10 to 90 wt% of the mineral powder having an elemental composition of wt%, Ca 2 to 68.7 wt%, Ti 0.1 to 66.8 wt%, Mn 0.05 to 66.75 wt%, Fe 0.05 to 66.75 wt%, and In 0.1 to 66.8 wt% 100 wt% of total clustered water used to prepare a liquid binder in a solution in which an alkali metal or alkaline earth metal is eluted by adding at least one compound selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides to clustered water 0.5 to 1 part by weight of rare earth source per part But the addition of water and a binder containing from 5 to 25 consisting of a pH adjusting agent to the binder of 10 to 90% by weight of a liquid mixture prepared by mixing parts by weight, and that the method comprising the seungyeol seungyeol preparing the main material and a binder; Mixing the heat increasing agent main material and a binder; Putting the mixture of the heat increasing agent main material and the binder into a mold and applying pressure to form the mixture; After the demolding, hot air is dried and solidified to prepare a heating agent, thereby dissolving the inorganic material inside the binder → formation of aquasols → condensation → gel formation → crystallization ( As the strong binding force is exerted through the reaction of crystallization, it is not only possible to easily manufacture a heat rising agent that meets the condition of a certain strength, specific gravity, and calorie value, but also by using a binder composed only of inorganic material, there is no emission of contaminants and thus does not cause environmental pollution. In addition, it is possible to manufacture the heat increasing agent that can obtain the effect that the heat increasing agent is uniformly dispersed in the furnace and can easily achieve the heat raising and the carbon content synergistic effect.
본 발명에 따른 승열제 및 이의 제조방법은 강한 결합력이 발휘되기 때문에 일정 강도, 비중 및 열량 이상의 조건에 부합되는 승열제를 용이하게 제조할 수 있을 뿐만 아니라 무기물로만 이루어진 바인더를 사용함으로써 오염물의 배출이 없어 환경 오염을 유발하지 않고, 승열제가 로에 균일하게 분산되어 승열 및 탄소함량 상승 효과를 용이하게 달성할 수 있는 효과가 있다.Since the heat increasing agent and the manufacturing method thereof according to the present invention exhibit a strong binding force, it is not only possible to easily prepare the heat increasing agent meeting a condition of a certain strength, specific gravity, and calorie, but also to discharge pollutants by using a binder composed only of inorganic materials. There is no effect of causing environmental pollution, the heat dispersing agent is uniformly dispersed in the furnace has an effect that can easily achieve the effect of heat rise and carbon content increase.
본 발명에 따른 승열제는 흑연 60 ∼ 95중량%와 이산화철(Fe2O3) 5 ∼ 40중량%로 구성되는 흑연계 승열제 주재료 100중량부에 대하여 C 5 ∼ 71.7중량%, O 20 ∼ 86.7중량%, Mg 1 ∼ 67.7중량%, Al 1 ∼ 67.7중량%, Si 3 ∼ 69.7중량%, S 0.5 ∼ 67.2중량%, Cl 0.5 ∼ 67.2중량%, Ca 2 ∼ 68.7중량%, Ti 0.1 ∼ 66.8중량%, Mn 0.05 ∼ 66.75중량%, Fe 0.05 ∼ 66.75중량% 및 In 0.1 ∼ 66.8중량%의 원소 구성비를 갖는 광물질 분말 10 ∼ 90중량%와 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 클러스터화된 물에 투입하여 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 용출시킨 용액에 액상의 결합제 제조시 사용되는 전체 클러스터화된 물 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1중량부의 희토류 원소를 함유하는 물과 pH조절제를 혼합한 액상의 결합제 10 ∼ 90중량%로 구성되는 바인더 5 ∼ 25중량부를 첨가하고 혼합한 것으로 특징지워진다.The heat increasing agent according to the present invention is
또한, 본 발명에 따른 승열제 제조 방법은 흑연 60 ∼ 95중량%와 이산화철(Fe2O3) 5 ∼ 40중량%로 구성되는 흑연계 승열제 주재료 100중량부에 대하여 C 5 ∼ 71.7중량%, O 20 ∼ 86.7중량%, Mg 1 ∼ 67.7중량%, Al 1 ∼ 67.7중량%, Si 3 ∼ 69.7중량%, S 0.5 ∼ 67.2중량%, Cl 0.5 ∼ 67.2중량%, Ca 2 ∼ 68.7중량%, Ti 0.1 ∼ 66.8중량%, Mn 0.05 ∼ 66.75중량%, Fe 0.05 ∼ 66.75중량% 및 In 0.1 ∼ 66.8중량%의 원소 구성비를 갖는 광물질 분말 10 ∼ 90중량%와 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 클러스터화된 물에 투입하여 알칼리금속 또는 알칼리토금속을 용출시킨 용액에 액상의 결합제 제조시 사용되는 전체 클러스터화된 물 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1중량부의 희토류 원소를 함유하는 물과 pH조절제를 혼합한 액상의 결합제 10 ∼ 90중량%로 구성되는 바인더 5 ∼ 25중량부를 준비하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더를 혼합하는 단계; 상기 승열제 주재료와 바인더의 혼합물을 성형틀에 투입하고 압력을 가해 성형하는 단계; 탈형 후 열풍 건조시켜 고화시키는 단계로 구성되는 것으로 특징지워진다.In addition, the method for producing a heat increasing agent according to the present invention is
본 발명에서 사용되는 흑연에 포함된 탄소는 2C + O2 → 2CO - 228,800 J 과 같이 취련 과정에서 산소와 반응을 하여 열을 발산하고, 이 열은 용강의 온도를 높이는 역할을 하게 된다. 흑연에 포함된 탄소의 함량은 70% 이상인 것이 바람직하며, 흑연이 70% 미만의 탄소를 함유할 경우 산소와 반응하는 양이 적어져 발열량이 충분하지 못한 단점이 있고, 흑연에 포함된 황의 함량은 0.10% 이하인 것이 바람직하다. 과도한 양의 황이 용강에 투여될 경우 최종 제품의 황 함량이 높아지기 때문 에 별도의 탈황 작업이 요구되기 때문이다.The carbon contained in the graphite used in the present invention reacts with oxygen during the blowing process as 2C + O 2 → 2CO-228,800 J to emit heat, and this heat serves to raise the temperature of the molten steel. The content of carbon contained in the graphite is preferably 70% or more, and when graphite contains less than 70% of carbon, the amount of reacting with oxygen decreases, so that the calorific value is not sufficient, and the content of sulfur contained in the graphite It is preferable that it is 0.10% or less. If excessive amounts of sulfur are administered to the molten steel, the sulfur content of the final product will increase, requiring a separate desulfurization operation.
그러나, 흑연은 비중이 낮아 용강에서 반응을 하지 않고 슬래그에서 발열 반응을 일으켜 용강의 승열 효율성을 저하시킬 수 있다. 비중이 낮은 흑연을 그대로 전로에 투입할 경우 슬래그에서의 반응으로 인하여 투입량이 증가되고 취련시간이 연장되어 전로에서의 생산성을 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 승열제로서 흑연을 단독으로 사용할 시에는 강도가 약해 분말이 발생하여 작업장 환경을 저해할 수 있다.However, graphite has a low specific gravity and thus may not exert in molten steel but exothermic reaction in slag, thereby lowering the efficiency of heating up molten steel. If graphite with low specific gravity is added to the converter as it is, the input from the slag increases and the blowing time is prolonged, thereby reducing productivity in the converter. In addition, when graphite is used alone as a heat increasing agent, the strength is weak, and powder may be generated to inhibit the workplace environment.
따라서, 흑연을 포함하는 승열제의 비중을 크게 하여야 할 필요가 있다. 흑연을 포함하는 승열제의 비중 증대 방법은 여러 방법이 있으나, 본 발명에서는 전로에서 인성분을 제어하기 위해 사용하고 있는 매용제인 철 스케일 또는 이산화철(Fe2O3)을 이용한다. Fe 함유 원료로서의 철 스케일은 철분이 높아 비중이 크고, 분말 형태이어서 흑연과 혼합하기도 용이한 장점을 가지고 있다.Therefore, it is necessary to increase the specific gravity of the heat increasing agent containing graphite. There are various methods for increasing the specific gravity of the heating agent including graphite, but the present invention uses iron scale or iron dioxide (Fe 2 O 3 ), which is a solvent used to control the phosphorus component in the converter. The iron scale as the Fe-containing raw material has an advantage of high specific gravity due to the high iron content and easy mixing with graphite due to the powder form.
바인더에서 광물질 분말은 C 5 ∼ 71.7중량%, O 20 ∼ 86.7중량%, Mg 1 ∼ 67.7중량%, Al 1 ∼ 67.7중량%, Si 3 ∼ 69.7중량%, S 0.5 ∼ 67.2중량%, Cl 0.5 ∼ 67.2중량%, Ca 2 ∼ 68.7중량%, Ti 0.1 ∼ 66.8중량%, Mn 0.05 ∼ 66.75중량%, Fe 0.05 ∼ 66.75중량% 및 In 0.1 ∼ 66.8중량%의 원소 구성비를 갖는 것을 사용한다.The mineral powder in the binder is C 5-71.7 weight%, O 20-86.7 weight%, Mg 1-67.7 weight%, Al 1-67.7 weight%, Si 3-69.7 weight%, S 0.5-67.2 weight%, Cl 0.5- 67.2% by weight, Ca 2 to 68.7% by weight, Ti 0.1 to 66.8% by weight, Mn 0.05 to 66.75% by weight, Fe 0.05 to 66.75% by weight and In 0.1 to 66.8% by weight are used.
상기 광물질 분말에는 인체에 해를 끼치지 중금속이 함유되지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 성분 이외에 미량의 원소들이 함유될 수도 있고, 상기 성분들 중에서 일부가 함유되지 않거나 다른 성분들로 치환된 광물질도 사용 가능하다. 또한, 광물질 분말의 원소 구성비는 특별히 제한되는 것은 아니지만, C, O, Mg, Al, Si, S, Cl 및 Ca는 반드시 함유되어야 하며, 각각의 원소들의 기능이 명확하게 규명되지는 않았지만 상기의 원소들 각각이 함유되지 않았을 경우에는 본 발명에 의한 효과를 얻을 수 없다.
상기 광물질로는 벤토나이트, 일라이트, 제올라이트, 카올리나이트, 할로이사이트, 버미큐라이트, 몬모릴로나이트, 베이델라이트, 사포나이트, 논트로나이트 등과 같은 점토 광물이 효과적이며, 원소의 최적 함량은 사용되는 광물질의 종류, 광물질의 산지 등에 따라 광물의 원소 함량이 다르기 때문에 특정할 수 없다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 일라이트가 가장 우수한 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다.It is preferable to use a mineral powder that does not contain heavy metals that harms the human body, and may contain trace elements in addition to the above components, and some of the above components do not contain or are substituted with other components. Also available. In addition, the elemental composition ratio of the mineral powder is not particularly limited, but C, O, Mg, Al, Si, S, Cl, and Ca must be included, and although the function of each element is not clearly identified, the above elements When each of these is not contained, the effect by this invention cannot be acquired.
As the mineral, clay minerals such as bentonite, illite, zeolite, kaolinite, halosite, vermiculite, montmorillonite, baydelite, saponite, and nontronite are effective, and the optimal content of the element is the kind of mineral used. However, it cannot be specified because the element content of minerals differs depending on the origin of minerals and the like.
In addition, in the present invention it was confirmed that the illite shows the most excellent effect.
상기 광물질 분말은 200 ∼ 325메쉬(mesh)의 입도를 갖는 것을 사용하는 것이 효과적이며, 입도가 200메쉬 미만일 경우에는 제조되는 건자재의 강도가 만족스럽지 못한 문제점이 있고, 325메쉬를 초과할 경우에는 제조 원가가 상승되어 경제적이지 못하다.The mineral powder is effective to use those having a particle size of 200 ~ 325 mesh (mesh), when the particle size is less than 200 mesh, there is a problem that the strength of the construction material to be manufactured is not satisfactory, if the excess exceeds 325 mesh It is not economic because of rising costs.
한편, 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로는 Li ,Na, K, Rb, Cs, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg의 염화물을 의미하는 것으로 1종 이상이 사용되어야 하고, 클러스터화된 물에 의해서 미네랄 입자가 콜로이드 용액을 형성하고, 형성된 콜로이드 용액은 광물질 분말의 미네랄과 결합하여 바인더로서의 기능을 나타내게 된다.Meanwhile, alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides refer to chlorides of Li, Na, K, Rb, Cs, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, and Mg, and at least one of them should be used and clustered. The mineral particles form a colloidal solution by the purified water, and the formed colloidal solution combines with the minerals of the mineral powder to exhibit a function as a binder.
보통 물은 35개 내외의 물분자가 연결되어 대단히 큰 클러스터를 이루고 있으며, 아황산가스, 탄산가스, 일산화탄소, 염소 가스등이 물에 녹아 들어가면 이것들이 물분자의 클러스터 사이에 붙어 엉키게 될 뿐만 아니라 이들 가스류가 물에 용해되어 황산, 아황산, 탄산, 염산등으로 되면서 물을 산성화시키고, 수은, 납, 카드뮴, 알루미늄을 비롯한 유독중금속류도 클러스터에 엉키게 된다. 이렇게 물을 산성화시키는 가스류나 유독금속을 포함하고 있는 클러스터가 큰 물은 인체에 유해한 효과를 나타낼 뿐만 아니라 본 발명에서는 결합력의 저하 원인이 되어 본 발명에서 얻고자 하는 효과가 발현되지 않게 된다. Normally, water is composed of about 35 water molecules, forming a very large cluster. When sulfur dioxide, carbon dioxide, carbon monoxide, and chlorine gas are dissolved in water, they are not only entangled between clusters of water molecules but also entangled. As it is dissolved in water, sulfuric acid, sulfurous acid, carbonic acid, and hydrochloric acid are acidified, and toxic heavy metals such as mercury, lead, cadmium, and aluminum are entangled in clusters. Such a large water cluster containing gas streams or toxic metals to acidify the water not only has a harmful effect on the human body, but also causes a decrease in the binding force in the present invention, thereby preventing the effect to be obtained in the present invention.
따라서, 본 발명에서는 4 ∼ 14㎛대의 원적외선방사, 자화처리, 초음파처리 등을 통하여 물분자의 클러스터를 5 ∼ 6개의 분자로 세분화하여 물분자의 클러스터 사이에 엉키어있던 유독가스를 공중으로 날려보내고 중금속류는 침전시켜 상등액만을 취한 클러스터화된 물을 사용한다.Therefore, in the present invention, the clusters of water molecules are subdivided into 5-6 molecules through far-infrared radiation, magnetization, ultrasonication, etc. in the range of 4-14 μm to blow toxic gases entangled between the clusters of water molecules into the air. Heavy metals are precipitated using clustered water with supernatant only.
클러스터화된 물은 공지된 다양한 방법으로 제조 가능하고, 공지된 안정화 방법으로 안정화시킨 것을 사용하는 것이 바람직하며, 클러스터화되지 않은 물을 본 발명에서 사용할 경우에는 바인더의 결합력이 저하되는 문제점이 있다.The clustered water can be prepared by a variety of known methods, it is preferable to use a stabilized by a known stabilization method, there is a problem that the binding force of the binder is lowered when using the non-clustered water in the present invention.
클러스터화된 물에 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물을 투입하여 용해한다. 이 때 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물의 사용량은 클러스터화된 물에 대하여 1 ∼ 60중량%의 양을 사용하는 것이 효과적이며, 알칼리금속염화물 및 알칼리토금속염화물로 구성되는 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상의 화합물이 1중량% 미만으로 사용될 경우에는 광물질 분말로부터 유래되는 미네랄 성분과의 결합력이 저하되는 단점이 있고, 60중량%를 초과할 경우에는 첨가 상승 효과가 미약하다.At least one compound selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides is added to the clustered water for dissolution. At this time, the amount of the at least one compound selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides is effective to use an amount of 1 to 60% by weight based on the clustered water, alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides When at least one or more compounds selected from the group consisting of less than 1% by weight is used, there is a disadvantage in that the binding strength with the mineral component derived from the mineral powder is lowered, and when the content exceeds 60% by weight, the addition synergistic effect is weak. Do.
클러스터화된 물에 알칼리금속 또는 알칼리토금속염화물을 용해시킨 용액에 희토류 원소를 소량 함유하는 물과 pH조절제를 혼합한 액상의 결합제를 제조한다.A liquid binder is prepared in which water containing a small amount of rare earth elements and a pH adjusting agent are mixed in a solution in which an alkali metal or alkaline earth metal chloride is dissolved in clustered water.
희토류 원소로는 란탄늄, 세륨, 프라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메튬, 사마륨, 유로피움, 가돌리늄, 테르비움, 디스프로슘, 홀미움, 에르비움, 투리움, 이트븀, 루테늄, 스칸듐, 이트륨 등이 사용 가능하며, 게르마늄도 사용 가능하다. 희토류 원소를 소량 함유하는 물은 알칼리금속 및/또는 알칼리토금속염화물의 보조제로서의 기능을 수행함과 동시에 살균 및 정균 작용에 의하여 미네랄과 콜로이드 용액의 결합이 용이하게 이루어지도록 하는 기능을 한다. 희토류 원소의 함유량은 전체 클러스터화된 물 100중량부에 대하여 0.5 ∼ 1중량부 사용하는 것이 효과적이며, 희토류 원소를 함유하는 물에서도 물은 클러스터화된 물을 사용한다.Rare earth elements include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, turlium, yttbium, ruthenium, scandium, yttrium, etc. Also available. Water containing a small amount of rare earth elements functions as an adjuvant of alkali metals and / or alkaline earth metal chlorides, and at the same time, functions to easily combine minerals and colloidal solutions by sterilization and bacteriostatic action. It is effective to use 0.5-1 weight part of content of a rare earth element with respect to 100 weight part of total clustered water, and even water containing a rare earth element uses clustered water.
한편, 제조되는 액상의 결합제에 pH 조절제를 사용하여 제조되는 제품의 pH가 약알칼리성이 되도록 하며, pH 조절제의 사용량은 요구되는 pH에 따라 적절히 조절될 수 있다.On the other hand, by using a pH adjuster in the liquid binder to be prepared to make the pH of the product produced is slightly alkaline, the amount of the pH adjuster can be appropriately adjusted according to the required pH.
상기와 같이 제조되는 액상의 결합제와 광물질 분말은 각각 10 ∼ 90중량%의 양으로 혼합되어 바인더가 제조된다. 액상의 결합제가 10중량% 미만이거나 광물질 분말이 90중량%를 초과할 경우에는 경화 시간이 오래 소요되는 단점이 있으며, 액상의 결합제가 90중량%를 초과하거나 광물질 분말이 10중량% 미만일 경우에는 승열제로의 성형이 용이하지 못한 문제점이 있다.The liquid binder and the mineral powder prepared as described above are mixed in amounts of 10 to 90% by weight, respectively, to prepare a binder. If the liquid binder is less than 10% by weight or the mineral powder is more than 90% by weight, the curing time takes a long time, and if the liquid binder is more than 90% by weight or the mineral powder is less than 10% by weight of the heat rise There is a problem that the molding of zero is not easy.
액상의 결합제와 광물질 분말이 혼합되면 급격하게 응축 및 경화가 발생하게 되므로 사용하기 직전에 혼합하는 것이 바람직하다.When the liquid binder and the mineral powder are mixed, the condensation and hardening occur rapidly, so it is preferable to mix immediately before use.
본 발명에 따른 승열제 제조 방법에 있어서 승열제 주재료와 바인더의 혼합은 건식, 반건식, 습식으로 상기 설명한 조성 비율에 따라서 배합할 수 있으며, 승열재 주재료의 함수율에 따라 조성 비율을 조절할 수 있다. In the method for manufacturing a heat increasing agent according to the present invention, the heat increasing agent main material and the binder may be mixed according to the above-described composition ratio in a dry, semi-dry, and wet manner, and the composition ratio may be adjusted according to the moisture content of the main heating material.
상기 승열제 주재료와 바인더의 혼합물을 성형틀에 투입하는 단계는 승열제를 균일하게 성형할 수 있는 방법이라면, 특별히 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 방법을 선택하여 적용할 수 있다.The step of injecting the mixture of the heat increasing agent main material and the binder into the molding mold is not particularly limited as long as it is a method capable of uniformly forming the heat increasing agent, it is to be selected and applied to the method commonly used in the technical field to which the present invention belongs. Can be.
승열제로의 성형이 완료되면 탈형하고 통상의 열풍 건조 방법으로 열풍 건조를 행한다.When shaping | molding to a heat rising agent is completed, it demolds and performs hot air drying by a normal hot air drying method.
본 발명에 의한 승열제로서의 성형에 대한 작용 기전은 명확히 밝혀지지는 않았지만 광물질 분말의 무기물이 클러스터화된 물과 함께 강하게 결합되어 높은 강도를 나타낼 뿐만 아니라 종래의 승열제 제조시 사용되는 점결제의 사용없이 무기질만으로 승열제의 제조가 가능해진다..Although the mechanism of action for molding as a heat increasing agent according to the present invention is not clear, the inorganic powder of the mineral powder is strongly bound together with the clustered water to show high strength, and the use of the binder used in the manufacture of the conventional heat increasing agent It is possible to manufacture the heat-relieving agent with only minerals.
즉, 무기물이 클로스터화된 물에 용탈(dissolusion) → 아쿠아졸 형성(formation of aquasols) → 응축(condensation) → 겔 형성(gel formation) → 결정화(crystallization)하는 반응으로 강한 결합력이 발휘되어 승열제에서 요구되는 강도 100kg/㎤, 비중 2, 열량 4,000 칼로리 이상을 얻을 수 있으며, 유기 결합제의 사용으로 인한 문제점 및 합성수지재의 문제점을 해결할 수 있고, 무기물로만 이루어진 바인더를 사용함으로써 오염물의 배출이 없어 환경 오염을 유발하지 않고, 승열제가 로에 균일하게 분산되어 승열 및 탄소함량 상승 효과를 용이하게 달성할 수 있다. In other words, strong binding force is exerted by dissolving → formation of aquasols → condensation → gel formation → crystallization in the clotized water. The required strength of 100kg / cm 3, specific gravity 2, calorie of 4,000 calories or more can be obtained, and the problems caused by the use of organic binders and synthetic resin materials can be solved. Without causing, the heating agent can be uniformly dispersed in the furnace to easily achieve the heating and carbon content synergistic effect.
도 1은 본 발명에 따른 승열제의 성형 매카니즘을 설명하는 모식도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram explaining the shaping | molding mechanism of the heat riser which concerns on this invention.
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