KR101230580B1 - 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버미큘라이트, 소석회 및 벤토나이트로 이루어지며, 버미큘라이트를 분쇄하는 분쇄단계, 상기 분쇄단계를 거친 버미큘라이트에 소석회를 첨가하여 혼합물을 제조하는 소석회첨가단계, 상기 소석회첨가단계를 통해 제조된 혼합물에 벤토나이트를 첨가하는 벤토나이트첨가단계 및 상기 벤토나이트첨가단계를 통해 벤토나이트가 첨가된 혼합물을 교반하는 교반단계를 통해 제조된다.
상기의 조성물로 이루어진 제강 플럭스용 바인더 조성물은 최적의 입도로 가공된 버미큘라이트가 첨가되어 바인더의 공극이 최소화되며, 플럭스의 사용량을 줄여 줄 뿐만 아니라, 첨가물을 더욱 강하게 결속시켜주는 효과를 나타낸다.
상기의 조성물로 이루어진 제강 플럭스용 바인더 조성물은 최적의 입도로 가공된 버미큘라이트가 첨가되어 바인더의 공극이 최소화되며, 플럭스의 사용량을 줄여 줄 뿐만 아니라, 첨가물을 더욱 강하게 결속시켜주는 효과를 나타낸다.
Description
본 발명은 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최적의 입도로 가공된 버미큘라이트가 첨가되어 바인더의 공극이 최소화되며, 플럭스의 사용량을 줄여 줄 뿐만 아니라, 첨가물을 더욱 강하게 결속시켜주는 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 최적의 입도로 가공된 버미큘라이트가 첨가되어 바인더의 공극이 최소화되며, 플럭스의 사용량을 줄여 줄 뿐만 아니라, 첨가물을 더욱 강하게 결속시켜주는 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 슬래그는 제강 공정에서 강의 불순물인 인 및 황 등을 제거하고 대기와의 막을 형성하여 열손실을 줄이며, 정련된 강이 대기중의 산소, 질소 및 수소 등과 재결합하는 것을 차단하여 순도가 높은 고품질의 강을 생산하는데 중요한 역할을 수행한다.
플럭스(flux)는 상기에 나타낸 슬래그의 물성을 변화시키기 위해 사용되며, 일반적으로 플럭스제와 플럭스용 바인더로 이루어지는데, 가격이 저렴하고 탈류한계가 우수한 소석회가 가장 보편적인 플럭스용 바인더로 사용되고 있다.
그러나, 상기 소석회는 높은 융점(2,570℃)으로 인해 반응속도가 느리고 탈류 시간이 증가하며, 유동성 확보를 위해 노(爐)의 온도를 강의 용융온도인 1,400℃ 이상으로 유지해야하는 문제점이 있으며, 벤토나이트와 결합시 공극이 커 플럭스의 강도가 저하되고, 부피가 커져 플럭스의 순도가 떨어지게 되며, 바인더를 구성하는 조성물의 조성이 부적절할 경우 황이나 인과 같은 불순물이 강으로 재유입되고, 조업시간이 증가되며, 강의 필요성분인 알루미늄, 규소, 티타늄 및 망간 등이 슬래그로 흡수되어 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 제강 플럭스용 바인더 조성물에 버미큘라이트를 사용하여 조성비를 변화시킴으로써 플럭스를 경량화하고, 바인더간 공극이 최소화되어 결합력이 형상된 플럭스를 제공하는 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 고순도의 플럭스를 제공하여 슬래그의 융점을 낮추고 반응성을 향상시키며, 슬래그의 유동성 증가와 함께 탈류 및 불순물 제거 능력을 향상시켜 고순도 및 고품질의 강을 제조하는 플럭스를 제공하는 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 버미큘라이트, 소석회 및 벤토나이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강 플럭스용 바인더 조성물을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제강 플럭스용 바인더 조성물은 버미큘라이트 100 중량부, 소석회 10 내지 12 중량부 및 벤토나이트 20 내지 25 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 제강 플럭스용 바인더 조성물은 버미큘라이트 100 중량부, 소석회 11 중량부 및 벤토나이트 22.2 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 버미큘라이트를 분쇄하는 분쇄단계, 상기 분쇄단계를 거친 버미큘라이트에 소석회를 첨가하여 혼합물을 제조하는 소석회첨가단계, 상기 소석회첨가단계를 통해 제조된 혼합물에 벤토나이트를 첨가하는 벤토나이트첨가단계 및 상기 벤토나이트첨가단계를 통해 벤토나이트가 첨가된 혼합물을 교반하는 교반단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강 플럭스용 바인더 조성물의 제조방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 분쇄단계는 분쇄기를 이용하여 버미큘라이트의 입도가 5 밀리미터 이하가 되도록 분쇄하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 소석회첨가단계는 상기 분쇄단계를 거친 버미큘라이트 100 중량부에 소석회 10 내지 12 중량부를 첨가하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 벤토나이트첨가단계는 상기 소석회첨가단계를 통해 제조된 혼합물 100 중량부에 벤토나이트 15 내지 25 중량부를 투입하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법은 제강 플럭스용 바인더 조성물에 버미큘라이트를 사용하여 조성비를 변화시킴으로써 플럭스를 경량화하고, 바인더간 공극이 최소화되어 결합력이 형상된 플럭스를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 고순도의 플럭스를 제공하여 슬래그의 융점을 낮추고 반응성을 향상시키며, 슬래그의 유동성 증가와 함께 탈류 및 불순물 제거 능력을 향상시켜 고순도 및 고품질의 강을 제조하는 플럭스를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물은 버미큘라이트(vermiculite), 소석회 및 벤토나이트(bentonite)로 이루어지며, 버미큘라이트 100 중량부, 소석회 10 내지 12 중량부 및 벤토나이트 20 내지 25 중량부로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
상기 버미큘라이트는 100 중량부가 첨가되며, 버미큘라이트는 바인더의 공극을 최소화하며, 플럭스제의 사용량을 줄여주고 슬래그의 유동성과 탈류율을 증가시키는 역할을 한다.
상기 버미큘라이트는 100 중량부가 첨가되며, 소석회 10 내지 12 중량부 및 벤토나이트 20 내지 25 중량부와 혼합되면, 버미큘라이트의 함량이 약 75% 내외가 되는데, 버미큘라이트의 함량이 75% 내외인 바인더가 적용된 플럭스를 사용하게 되면 슬래그의 유동성 및 탈류율이 향상된다.
이때, 버미큘라이트는 분쇄기를 이용하여 입도가 5 밀리미터 이하인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 5 밀리미터 이하의 입도를 갖는 버미큘라이트는 상기 소석회 및 벤토나이트와의 혼합성능이 향상된다.
상기 소석회는 10 내지 12 중량부가 첨가되며, 본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물이 함유된 플럭스로 슬래그를 제조할 때, 슬래그의 유동성 및 탈류율을 증가시키는 역할을 한다.
상기 소석회의 함량은 10 내지 12 중량부가 바람직하며, 상기 버미큘라이트와의 혼합비율을 고려했을때, 11 중량부가 가장 바람직한데, 소석회의 함량이 10 중량부 미만이면, 상기 벤토나이트가 더 첨가되어야 하기 때문에, 제조비용이 증가하며, 소석회의 함량이 12 중량부를 초과하게 되면, 본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물의 공극이 커지고, 강도가 저하되며 순도가 낮아질 뿐만 아니라, 반응속도가 더뎌지게 된다.
상기 벤토나이트는 20 내지 25 중량부가 첨가되며, 본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물이 함유된 플럭스로 슬래그를 제조할 때, 슬래그의 유동성 및 탈류율을 조절하는 역할을 한다.
상기 벤토나이트의 함량은 20 내지 25 중량부가 바람직하며, 상기 버미큘라이트와의 혼합비율을 고려했을 때, 22.2 중량부가 가장 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 플럭스용 바인더 조성물의 제조방법은 버미큘라이트를 분쇄하는 분쇄단계(S101), 상기 분쇄단계(S101)를 거친 버미큘라이트에 소석회를 첨가하여 혼합물을 제조하는 소석회첨가단계(S103), 상기 소석회첨가단계(S103)를 통해 제조된 혼합물에 벤토나이트를 첨가하는 벤토나이트첨가단계(S105) 및 상기 벤토나이트첨가단계(S105)를 통해 벤토나이트가 첨가된 혼합물을 교반하는 교반단계(S107)로 이루어진다.
상기 분쇄단계(S101)는 버미큘라이트를 분쇄하는 단계로, 분쇄기를 이용하여 버미큘라이트의 입도가 5 밀리미터 이하가 되도록 분쇄하여 이루어지는데, 입도가 5 밀리미터 이하로 분쇄된 버미큘라이트는 상기 소석회 및 벤토나이트와의 혼합성능이 향상된다.
이때, 상기 분쇄기는 버미큘라이트가 5 밀리미터 이하의 입도를 갖도록 분쇄할 수 있는 것이면 어떠한 것이든 사용가능하며, 특별히 한정되지 않는다.
상기 소석회첨가단계(S103)는 상기 분쇄단계(S101)를 거친 버미큘라이트에 소석회를 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계로, 상기 분쇄단계(S101)를 거쳐 분쇄된 버미큘라이트가 투입되어 있는 교반장치에 분급기를 이용하여 소석회를 첨가하는데, 상기 분쇄단계(S101)를 거친 버미큘라이트 100 중량부에 소석회 10 내지 12 중량부를 첨가하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 소석회의 함량범위에 따라 나타나는 효과에 대한 설명은 상기 제강 플럭스용 바인더 조성물에 기재한 내용과 동일함으로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 벤토나이트첨가단계(S105)는 상기 소석회첨가단계(S103)를 통해 제조된 혼합물에 벤토나이트를 첨가하는 단계로, 상기 소석회첨가단계(S103)를 거쳐 버미큘라이트와 소석회가 투입된 교반장치에 벤토나이트를 첨가하여 이루어지는데, 상기 소석회첨가단계(S103)를 통해 제조된 혼합물 100 중량부에 벤토나이트 15 내지 25 중량부를 투입하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 교반단계(S107)는 상기 벤토나이트첨가단계(S105)를 통해 벤토나이트가 첨가된 혼합물을 교반하는 단계로, 상기 벤토나이트첨가단계(S105)를 통해 벤토나이트가 첨가된 혼합물이 투입되어 있는 교반장치를 50 내지 100rpm의 속도로 1 내지 2시간 동안 가동하여 이루어진다.
상기와 같은 조건으로 이루어지는 교반단계(S107)를 소석회를 투입하는 소석회투입단계(S103)에서 진행하지 않고, 벤토나이트첨가단계(S105) 이후에 진행하게 되면, 결속력이 더욱 향상된 바인더 조성물이 제조된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물의 제조방법 및 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
분쇄기를 이용하여 버미큘라이트의 입도가 5 밀리미터 이하가 되도록 분쇄하고, 분쇄된 버미큘라이트 100 중량부와 소석회 11 중량부를 교반장치에 투입하고, 교반장치에 투입된 버미큘라이트 및 소석회 혼합물 100 중량부 대비 벤토나이트 22.2 중량부를 투입한 후에 교반장치를 이용하여 75rpm의 속도로 90분 동안 교반하여 버미큘라이트의 함량이 75%인 제강 플럭스용 바인더 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 버미큘라이트를 78 중량부 투입하여 버미큘라이트의 함량이 70%인 제강 플럭스용 바인더 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 버미큘라이트를 50 중량부 투입하여 버미큘라이트의 함량이 60%인 제강 플럭스용 바인더 조성물을 제조하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 버미큘라이트를 33 중량부 투입하여 버미큘라이트의 함량이 50%인 제강 플럭스용 바인더 조성물을 제조하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 버미큘라이트가 투입되지 않은 제강 플럭스용 바인더 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3을 통해 제조된 제강 플럭스용 바인더 조성물이 적용된 플럭스의 회전강도 지수, 마모강도 지수, 낙하강도 지수 및 관능치를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
(단, 회전강도와 마모강도는 KS E ISO 3271 철광석 회전강도 측정방법 의해 측정하였으며, 낙하강도는 KS E 3714 철광석 소결광의 낙하강도 시험방법에 의해 측정했다.
또한, 플럭스의 조성은 미니밀 슬래그 3.55 중량부, 형석 0.48 중량부, 알루미늄 0.3 중량부 및 바인더 조성물 0.52 중량부를 혼합하여 이루어진 것을 사용하였으며, 형석(CaF2)은 CaF2성분이 85중량% 이상인 입도 3 밀리미터 이하의 분말상이며, 알루미늄은 주성분이 Metal Aluminum인 입도 3 밀리미터 이하의 분말상이다.)
<표 1>
위에 표 1에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 제강 플럭스용 바인더 조성물이 적용된 플럭스의 강도가 월등하게 향상되며, 시편의 표면이 매끄럽게 형성되어 우수한 상품성을 나타내는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4를 통해 제조된 제강 플럭스용 바인더 조성물이 적용된 플럭스가 혼합된 슬래그 혼합물을 압축 성형한 후에 성형품의 융점, 유동성 및 탈류율을 측정하여 아래 표 2에 나타내었다.
(단, 슬래그 혼합물과 플럭스의 혼합비는 슬래그 혼합물 1000t에 플럭스 4.1킬로그램을 혼합하여 이루어졌으며, 융점은 각 성형체를 슈퍼칸탈(Super Kanthal)을 사용한 Chanber식 전기로에 넣고 1,000℃ 이후부터 2℃/min±1℃/min의 속도로 승온하면서 실측한 융점이다.
또한, 슬래그의 유동성과 탈류율은 각 성형체를 슈퍼칸탈을 사용한 챔버식 전기로에 넣고 1,500℃까지 5℃/min±1℃/min의 속도로 승온한 후, 1500℃에서 30분 소성한 후에 측정하였으며, 슬래그의 유동성은 노에서 슬래그 배제시 슬래그내 철성분 혼입 비율(wt%)이며, 탈류율은 ([%S]o-[%S])÷[%S]o×100(%)로 [%S]o는 조업 전 원재료내 황의 wt%, [%S]는 조업 후 용강내 황의 wt% 이다.)
<표 2>
위에 표 2에 나타낸 것처럼 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 4를 통해 제조된 제강 플럭스용 바인더 조성물이 적용된 플럭스가 혼합된 슬래그 혼합물로 성형된 성형품은 융점이 낮고, 슬래그의 유동성이나 탈류율이 월등하게 향상된 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 제강 플럭스용 바인더 조성물 및 그 제조방법은 제강 플럭스용 바인더 조성물에 버미큘라이트를 사용하여 조성비를 변화시킴으로써 플럭스를 경량화하고, 바인더간 공극이 최소화되어 결합력이 형상된 플럭스를 제공하며, 고순도의 플럭스를 제공하여 슬래그의 융점을 낮추고 반응성을 향상시키며, 슬래그의 유동성 증가와 함께 탈류 및 불순물 제거 능력을 향상시켜 고순도 및 고품질의 강을 제조하는 플럭스를 제공한다.
S101 ; 분쇄단계
S103 ; 소석회첨가단계
S105 ; 벤토나이트첨가단계
S107 ; 교반단계
S103 ; 소석회첨가단계
S105 ; 벤토나이트첨가단계
S107 ; 교반단계
Claims (7)
- 버미큘라이트 100 중량부, 소석회 10 내지 12 중량부 및 벤토나이트 20 내지 25 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강 플럭스용 바인더 조성물.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제강 플럭스용 바인더 조성물은 버미큘라이트 100 중량부, 소석회 11 중량부 및 벤토나이트 22.2 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강 플럭스용 바인더 조성물.
- 버미큘라이트를 분쇄하는 분쇄단계;
상기 분쇄단계를 거친 버미큘라이트에 소석회를 첨가하여 혼합물을 제조하는 소석회첨가단계;
상기 소석회첨가단계를 통해 제조된 혼합물에 벤토나이트를 첨가하는 벤토나이트첨가단계; 및
상기 벤토나이트첨가단계를 통해 벤토나이트가 첨가된 혼합물을 교반하는 교반단계;로 이루어지며,
상기 벤토나이트첨가단계는 상기 소석회첨가단계를 통해 제조된 혼합물 100 중량부에 벤토나이트 15 내지 25 중량부를 투입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강 플럭스용 바인더 조성물의 제조방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 분쇄단계는 분쇄기를 이용하여 버미큘라이트의 입도가 5 밀리미터 이하가 되도록 분쇄하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강 플럭스용 바인더 조성물의 제조방법.
- 청구항 4에 있어서,
상기 소석회첨가단계는 상기 분쇄단계를 거친 버미큘라이트 100 중량부에 소석회 10 내지 12 중량부를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강 플럭스용 바인더 조성물의 제조방법.
- 삭제
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