KR101469678B1

KR101469678B1 - 연속 테르밋 반응을 이용한 저탄소메탈망간 또는 저탄소페로망간 제조방법

Info

Publication number: KR101469678B1
Application number: KR1020090017677A
Authority: KR
Inventors: 이두찬
Original assignee: 신화메탈 주식회사
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2014-12-05
Also published as: KR20100098952A

Abstract

본 발명은 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 고철, 메탈망간 또는 페로망간을 전기로에 투입하여 용탕을 제조하는 단계와; 망간광석분말 또는 망간더스트와 탄소가 함유되지 않은 환원제 분말을 혼합압축하여 단광을 제조하는 단계와; 상기 단광을 상기 용탕에 투입하여 테르밋반응에 의해 환원된 메탈망간 또는 페로망간 용탕을 제조하는 단계와; 상기 테르밋반응에 의해 생성된 슬래그를 제거하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법에 관한 것인데,

본 발명은 저가의 알루미늄 드로스, 알루미늄 연마분 등을 활용하고 전기로에 연속 주입함으로서 일정한 질량, 일정한 함량을 가지는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간을 제조할 수 있는 효과를 제공한다.

테르밋 반응, 브리켓트(Briquette), 알루미늄 절삭설, 알루미늄 연마분

Description

연속 테르밋 반응을 이용한 저탄소메탈망간 또는 저탄소페로망간 제조방법{LOW CARBON-METAL MANGANESE AND LOW CARBON-FERROMANGANESE MANUFACTURING METHOD BY USING CONTINUOUS THERMIT REACTION}

본 발명은 연속 테르밋 반응을 이용한 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히 망간광석분말과 환원제로써 알루미늄 절삭설, 알루미늄 드로스, 알루미늄 연마분, 마그네슘 절삭설, 페로실리콘분말 등과 혼합하여 압축기로 압축함으로써 단광으로 만들어 전기로의 메탈망간, 페로망간 용탕에 단광을 연속 투입하여 Fe, Mn의 환원에 의해 저탄소메탈망간, 저탄소페로망간을 제조하는 방법에 관한 것이다.

금속화합물을 광석이라고 칭하고 이 광석들로부터 필요한 금속을 추출하는 작업을 제련이라고 한다. 제련기술은 금속광물에 따라 수많은 방법이 개발되어 있다. Mn은 융점이 1,240℃로 비교적 낮고 거의 모든 철강에 들어가는 합금원소인데, Mn을 제련하는 방법에는 크게 습식공법과 건식공법이 있으며 약 90%이상이 건식공법으로 제련된다. 이는 전기에너지를 이용하여 광석을 용해하고 여기에 코크스를 투입하여 코크스속의 탄소를 환원제로 사용하는 방법이다. 상기 방법에 의하면 선 광된 망간광석분말을 전기로에 장입하고 환원제로 코크스분말을 이용하여 전기에너지로 용해하면 Mn, Fe가 합금된 Fe-Mn 상태로 제조되는데 여기에는 반드시 잉여의 C가 환원제로 사용되어 코크스로 들어가기 때문에 전기로에서 제조된 Fe-Cr에는 탄소성분이 6-8%인 고탄소페로망간이 된다. 그러나 고탄소페로망간은 스테인레스강이나 특수강 등에는 탄소성분이 높아 사용량이 제한적이어서 이들 강종에는 저탄소페로망간이나 저탄소메탈망간을 사용해야 한다.

상기의 반응식은 하기와 같다.

MnO₂ + C = Mn + CO₂ --------------------(1)

2Fe₂O₃ + 3C = 4Fe + 3CO₂ ---------------(2)

상기 고탄소페로망간을 저탄소페로망간으로 만들기 위해서는 별도의 공정, 즉 고탄소페로망간에 산소가스 취입에 의한 탈탄 공정을 수행해야만 했다. 즉, 고탄소페로망간을 전기로나 콘버터에서 용융한 후 산소를 용해된 고탄소페로망간 속으로 불어넣어 산소에 의해 탄소를 태워 없애는 탈탄공법으로 생산하였으며 메탈망간은 전기분해에 의해 생산하였다. 이러한 이유로 종래의 생산방식에는 대단위 시설투자가 필수적이었으며 전기에너지가 많이 들어가는 문제점을 안고 있었다.

또한, 기존의 테르밋 반응에 의한 제련기술은 고가의 순알루미늄분말을 사용하여 경제적 부담으로 작용하였고, 매번 광석분말과 알루미늄 혼합물을 한통에 한번씩 반응시키고 반응이 끝난 반응로를 냉각시킨 후에 환원된 금속을 회수하는 방법이었는데 이는 반응로에 연속적으로 투입하지 못하여 노동 생산성이 낮은 문제점 이 있었으며 전기로에서의 제련 작업시에는 많은 전기에너지가 소모되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 전기로제련법이 가지고 있는 전기에너지 다소비 문제와 코크스를 환원제로 사용함에 따른 고탄소 함유문제를 해결하고, 종래 테르밋 제련법이 안고 있는 고가의 알루미늄 분말 사용에 따른 비용문제와, 종래 바나듐, 몰리브데늄 등의 제련에 이용되는 배치(Batch)식 테르밋 제련법이 갖고 있는 노동 생산성이 낮고 환원회수율이 낮다는 문제점을 해결하기 위하여, 망간광석분말 또는 망간더스트와 알루미늄 절삭설, 알루미늄 드로스, 알루미늄 연마분, 마그네슘 연마분, 페로실리콘 분말 등을 환원제로 하여 혼합압축하여 단광을 만든 후 미리 만들어둔 메탈망간 또는 페로망간 용탕에 상기 단광을 하나씩 연속 투입하여 연속적으로 테르밋 반응을 일으켜 저가의 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간을 제조하는 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

고철, 메탈망간 또는 페로망간을 전기로에 투입하여 용탕을 제조하는 단계와; 망간광석분말 또는 망간더스트와 탄소가 함유되지 않은 환원제 분말을 혼합압축하여 단광을 제조하는 단계와; 상기 단광을 상기 용탕에 투입하여 테르밋반응에 의해 환원된 메탈망간 또는 페로망간 용탕을 제조하는 단계와; 상기 테르밋반응에 의해 생성된 슬래그를 제거하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망 간 및 저탄소페로망간의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 망간광석분말 또는 망간더스트는 Mn의 함량이 30중량%이상이고, 200메쉬 크기 이하의 미세한 분말이고, 상기 환원제는 Al 함량이 50중량%이상인 알루미늄 드로스, 알루미늄 절삭설, 알루미늄 연마분, 마그네슘 절삭설, Si 함량이 60중량%이상인 페로실리콘 분말 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법을 제공한다.

나아가, 본 발명은 상기 단광을 제조하는 단계에서 생성된 슬래그의 유동성 확보를 위하여 형석(CaF₂), 폐유리(Na₂SiO₂, K₂SiO₂), 규산나트륨 중에서 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 망간광석분말 또는 망간더스트량의 5~10중량%정도 투입하는 것에 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 상기 단광을 연속적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법을 제공하고, 상기 메탈망간 또는 페로망간 용탕이 전기로에 가득차면 75~85%정도 출탕하고 단광을 연속 투입하여 공정을 계속 진행하는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로크롬의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 메탈망간 또는 페로망간 용탕을 연속주조기에 연속적으로 주입하여 일정한 함량을 가지는 정형화된 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법을 제공하고, 본 발명은 상기 저탄소메탈망간 또는 저탄소페로망간은 탄소 함유량 이 중량%로 0.1%이하인 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 환원제로 코크스를 사용하는 대신 알루미늄 용해로에서 발생하는 폐기물인 알루미늄 드로스와, 마그네슘 절삭설, 페로실리콘분말 등을 환원제로 사용하기 때문에 별도의 공정을 거치지 않고 저탄소페로망간을 제조할 수 있고, 폐기물 또는 부산물들을 사용하기 때문에 비용을 절감할 수 있으며, 미리 전기로내에 용탕을 만들어 놓고 단광을 연속 투입함으로써 가열비용이 절감되며, 용융상태의 메탈망간 또는 페로망간을 금형에 바로 주입하여 성분 함량이 일정하고 정형화된 저탄소의 메탈망간 또는 페로망간을 만들 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 버려지는 폐기물인 알루미늄 절삭설 등을 활용하여 전기로에서 연속적 테르밋반응을 도모하는 것이 핵심이다.

테르밋반응이란 용접기술로 개발한 기술로 금속산화물 파우더(Powder)와 알루미늄 파우더를 적정비율로 혼합하여 점화시키면 폭발적인 반응을 일으키며, 이 때 3,000℃에 이르는 고열이 발생한다. 이러한 화학반응을 테르밋 반응이라고 한다. 상기의 고열을 이용하여 용접을 하기도 하고 제련기술에 이용되기도 한다.

본 발명에 사용되는 망간광석분말은 200메쉬 크기 이하의 미세한 분말이 좋은데 그 이유는 미세한 분말일수록 테르밋 반응이 쉽게 일어나기 때문이다.

또한, 고탄소페로망간을 가지고 저탄소페로망간을 제조하는 과정에서 산소취 련에 의해 집진기에 포집되는 망간더스트를 원료로 사용하는데 백필터 집진기에서 포집된 분진이므로 분쇄할 필요가 없는 분말이며 최적의 테르밋반응용 분말이다. 이 경우 메탈망간 또는 페로망간의 제조를 위해 망간광석분말은 메탈망간 또는 페로망간 용탕을 제조하기 위한 것이므로 Mn의 함량이 30%이상인 것을 사용한다.

또한, 환원제로 사용하는 알루미늄 드로스, 알루미늄 절삭설, 알루미늄 연마분, 마그네슘 절삭설, 페로실리콘분말의 크기도 광석분말의 크기와 비슷할수록 좋다. 그 이유는 망간광석분말 또는 망간더스트와 환원제 혼합시 편재없는 혼합이 될 수 있고 반응이 잘 일어나기 때문이다.

본 발명에서 알루미늄 드로스는 알루미늄 용해로에서 발생되는 폐기물이며 정제과정을 거쳐 Al 함량이 중량 %로 50%이상인 것이어야 하는데, 50중량%이상이어야 하는 이유는 알루미늄 함량이 그 이하이면 반응이 잘 일어나지 않을 뿐만 아니라 발생되는 슬래그의 양이 많아 열량손실이 많게 되어 환원효율이 떨어지기 때문이고, 알루미늄 드로스를 사용하는 가장 큰 이유는 폐기물이기 때문에 값이 싸고 입자크기가 반응하기에 적당하기 때문이다.

알루미늄 절삭설은 입자 크기가 커서 테르밋 반응을 일으키는데 효율적이지는 못하나 상기 알루미늄 드로스와 마찬가지로 값이 싸고 Al함량이 중량 %로 90%이상으로 높기 때문에 반드시 알루미늄 드로스 분말 또는 알루미늄 연마분과 함께 사용해야 한다. 또한 알루미늄 절삭설은 가능한 한 입자크기가 작은 것일수록 바람직하다.

알루미늄 연마분은 자동차 휠 등의 아노다이징, 도장 등을 하기 전에 표면을 연마할 때 발생하는 폐기물이며, 미세한 분말인데 알루미늄 드로스에 비해 Al 함량이 높고 입자크기가 미세하여 테르밋 반응을 일으키는 재료로는 가장 좋다.

망간광석분말 또는 망간더스트와 알루미늄 드로스, 알루미늄 절삭설, 알루미늄 연마분과 같은 환원제는 망간광석분말 또는 망간더스트 내의 주성분인 산화망간과 불순물인 산화철이 환원제 내의 알루미늄과 테르밋 반응을 일으키는데 그 반응식은 하기와 같다.

3MnO₂+ 4Al → 3Mn + 2Al₂O₃ + △H --------(3)

3MnO + 2Al → 3Mn +AL₂O₃ + △H ---------(4)

3Mn₃O₄ + 8Al → 9Mn + 4Al₂O₃ + △H --------(5)

Fe₂O₃ + 2Al → 2Fe + Al₂O₃ + △H --------(6)

위 반응에서 Al₂O₃ 는 슬래그로써 페로망간 용탕의 상부에 떠 있게 된다. 상기 식에서 MnO₂ 는 망간광석의 주성분이고, MnO 및 Mn₃O₄ 는 망간더스트의 주성분이다. Fe₂O₃ 는 망간광석 또는 망간더스트 속에 불순물로 들어있는 산화철이다.

이 때 망간산화물과 산화철의 당량비율로 환원제를 혼합한다. 즉,3MnO₂ 의 분자량은 260.82{[(54.94)+16×2]×3=260.82}이고 4Al의 분자량은 107.92(26.98×4=107.92)이므로 망간광석 1kg에 필요한 Al은 0.414(107.92/260.82=0.414)kg이 된다. 동일한 방법으로 하면 MnO의 경우에는 MnO 1kg당 Al이 0.2535kg이 필요하고, Mn₃O₄ 의 경우에는 0.3144kg의 Al이 필요하며, Fe₂O₃인 경우에는 0.339kg의 Al이 필요하다.

또한, 페로실리콘 분말은 Si 함량이 60중량%이상인 것을 사용해야 반응이 잘 일어나고, 이는 Fe-Si 합금철을 제조하는 공정에서 발생하는 부산물이며 값이 저렴하며 Si의 테르밋 반응은 아래와 같다.

MnO₂ + Si → Mn + SiO₂ + △H --------(7)

2Fe₂O₃ + 3Si → 4Fe + 3SiO₂ + △H --------(8)

상기 반응식에서 MnO₂ 1kg에 필요한 실리콘(Si)의 소요량 역시 산화망간과 산화철의 화학당량에 의해 계산되는데 상기와 같은 방법으로 계산하면 0.322kg의 Si가 필요하고, Fe₂O₃ 1kg에 대해서는 0.263kg의 Si가 필요하다. 상기 반응식과 같이 Si는 훌륭한 환원제이나 반응열이 알루미늄에 비해 적으며 금속실리콘이 환원제인데, Fe-Si를 사용하는 것은 Fe-Si이 부산물로 값이 싸기 때문이다. 그러나 Fe가 들어가기 때문에 망간의 함량이 낮아져 단독 환원제로 사용하기보다는 알루미늄 드로스나 연마분과 함께 사용함이 바람직하다.

마그네슘 절삭설은 마그네슘 다이캐스팅을 가공하는 공정에서 발생하는 폐기물이며 환원능력은 우수하나 저온에서 증발하여 환원효율은 낮다. 그 반응식은 하기와 같다.

MnO₂ + 2Mg → Mn + 2MgO --------(9)

Fe₂O₃ + 3Mg → 2Fe + 3MgO --------(10)

상기 반응식에서 MnO₂ 와 Fe₂O₃ 1kg당 필요한 Mg의 양은 화학당량에 의해 상기와 같은 방법으로 계산된다. 마그네슘 절삭설은 반응성이 높기 때문에 혼합하여 사용하면 점화력을 높여줄 수 있을 뿐만 아니라 광석 속에 유황성분이 들어있을 경우 탈황반응도 일어나므로 유황함량을 낮추는 효과도 있다. 그 반응식은 하기와 같다.

FeS + Mg → Fe + MgS ------------(11)

이 때 환원제의 사용량은 산화망간과 산화철의 함량에 따라 당량비로 계산하여 혼합하되 여유분을 감안하여 5%이내로 추가 사용하면 더욱 바람직하다.

상기의 알루미늄 절삭설, 알루미늄 드로스, 알루미늄 연마분, 마그네슘 절삭설, 페로실리콘 분말 중에서 1가지 이상의 분말과 망간광석 또는 망간더스트를 혼합기로 잘 혼합한 후 압축기로 직경이 5~15cm이내의 크기로 연탄처럼 단광을 만들고 이들 단광을 전기로에 연속적으로 투입한다.

이 때, 전기로에는 미리 고철이나 메탈망간 또는 페로망간을 녹여 바닥에 용탕을 만들어 두는데 이 용융금속은 1300℃이상의 온도를 유지하고 있다. 미리 용탕을 만들어 두는 이유는 첫째, 기존의 테르밋 반응을 이용한 제련에서는 고가의 점화제를 사용하여 점화시켜줘야 했는데 미리 용탕을 만들어 놓고 여기에 단광을 투입하면 용탕의 열이 점화제가 되어 기존의 점화제를 생략할 수 있다. 즉, 테르밋 반응을 연속적으로 일으켜 반응 생산성 효율을 높이고 미반응에 의한 회수율이 낮 아지는 것을 방지하기 위함이다. 둘째, 페로망간은 융점이 매우 높기 때문에 테르밋 반응 후 바로 굳어버려 환원된 페로망간이 슬래그와 분리되지 않을 수가 있는데 이는 반응열량이 부족하기 때문이므로 전기로에서 계속 반응시키면 열량이 축적되어 상기 열량부족의 문제를 해소할 수 있기 때문이다.

전기로는 유도전기로든 아크전기로든 무관하나 유도전기로의 경우 테르밋반응열이 지속되어 온도가 고온으로 상승되면, 이 온도상승에 의해 로 내화물이 용손되어 냉각수파이프가 터질 가능성이 있고, 전기로의 상부에 단광 투입구가 설치되고, 전면에는 출탕구가 후면에는 슬래그 배출구가 설치되어야 하는 구조상 아크전기로가 더 바람직하다. 이 때 전기로의 역할은 초기에 용탕을 만들어 주어 그 용탕열에 의해 점화가 일어나도록 하는 것이며 초기에 전기를 투입하며 추가로 전기를 투입할 필요가 없어 초기용탕을 준비하는 전기만 필요하므로 전기에너지의 사용량이 기존의 전기로 제련법을 사용하는 경우에 비하여 5~10%미만이다.

상기 단광들을 연속적으로 투입하면 테르밋 반응이 연속적으로 일어나 크롬과 철성분은 환원되어 로바닥에 고이게 되고 슬래그는 용탕위에 뜨게 된다. 여기서 생성된 슬래그는 Al₂O₃ 가 주성분이며 융점이 2050℃가 넘는 고융점 슬래그이므로 유동성이 나쁘다. 슬래그의 유동성이 나쁘면 환원된 페로망간이 슬래그 속에 혼입되어 유출될 가능성이 있기 때문에 유동성을 높이는 것이 중요하다. 따라서, 단광을 제조하는 단계에서 슬래그의 유동성을 향상시키기 위하여 폐유리, 형석, 규산나트륨 중에서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 망간광석 또는 망간더스트량의 5~10%의 비율로 투입한다. 5%이하로 투입할 경우에는 유동성의 향상이 미약하고 10%정도로 충분한 유동성을 확보할 수 있으므로 10%이상으로 투입하는 경우에는 비용상의 문제가 발생할 수 있다. 유동성이 향상되는 이유는 형석과 폐유리 또는 규산나트륨이 테르밋반응에 의해 생긴 Al₂O₃ 와 이원공정 또는 삼원공정을 이루어 슬래그의 융점이 내려가기 때문이다.

상기와 같은 공정으로 환원된 페로망간은 출탕구에서 레이들(Ladle)에 출탕되고, 다시 레이들 속의 용탕을 연속주조기에 주입하면 완제품이 된다. 종래의 단속적 테르밋 반응에 의해 생산되는 합금철에서는 반드시 반응로 바닥을 뒤집에 합금철과 슬래그를 분리한 후 합금철을 크라샤(Crusher)에 투입, 분쇄하여야 하는데, 이 때 분말이 발생하여 손실(loss)이 발생된다. 그러나, 본 발명에서는 연속주조기에 주입할 수 있기 때문에 정형화되고 손실이 없는 깨끗한 제품을 만들 수 있을 뿐 아니라 일정한 무게의 제품이기 때문에 제강공장에서 전기로에 투입하기가 매우 편리하며 연속적 테르밋제련에서는 반응 후 용탕이 전기로에 가득찰 때까지 제련을 지속할 수 있어 원하는 함량의 페로망간을 생산할 수 있다. 즉, 화학성분상 Mn이 80%이고, Fe가 20%였다면 고철을 추가로 투입하여 Mn이 75%, Fe가 25%인 규격으로 만들 수도 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 전기로 제련에서 전기를 에너지원으로 사용하는데 반해 테르밋 반응열을 에너지원으로 사용함으로써 에너지를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 수전시설에 대한 막대한 투자가 필요 없다.

또한, 종래의 테르밋 제련법에서는 광석분말의 건조 상태가 양호하지 않거나 알루미늄분말의 순도가 떨어질 경우 반응효율이 나빠지고, 이 경우 환원회수율이 떨어지는 경우가 있었다. 그러나 본 발명에서는 그러한 경우는 없으며, 광석의 건조 상태나 환원제의 품위가 다소 떨어진다 하더라도 전기로 용탕내에서 테르밋 반응을 하므로 충분한 열량을 보충받기 때문에 열량부족에 의해 환원금속의 회수율이 저하되는 경우는 드물다. 단위 단광에서 환원반응이 미흡하여 미반응 광석분말이 남아있다 하더라도 용탕속에 남아있는 환원제들과 추가 반응을 일으키므로 거의 100%환원된다. 메탈망간 또는 페로망간 용탕이 전기로에 가득차면 계속하여 반응이 일어날 수 있도록 75~85%정도 출탕하고 단광을 연속 투입하여 공정을 계속 진행한다.

상기 과정에 의해 탄소성분이 거의 없거나 0.1중량%이하인 메탈망간 또는 페로망간을 제조할 수 있다.

본 발명을 아래의 실시예에 따라 구체적으로 설명한다.

<실시예 >

먼저 전기로에 고철을 장입한 후 전기에너지로 용해하여 용탕을 만든 다음, 용탕에 <표1>에 나타난 바와 같은 조건으로 망간광석분말 또는 망간더스트, 알루미늄드로스, 알루미늄 절삭설, 알루미늄 연마분, 마그네슘 절삭설, 페로실리콘 분말을 혼합기로 혼합하여 10㎝정도의 단광을 만들었다.

<표1> Mn광석분말과 환원제의 혼합비율 단위:kg

	Mn광석분말	Al 드로스	Al 절삭설	Al 연마분	Mg 절삭설	Fe-Si분말	비고
1	100	25	25	10	2	0	본발명1
2	100	30	20	10	2	5	본발명2
3	100	15	30	10	1	10	본발명3
4	100	15	20	10	1	15	본발명4
5	100	20	15	10	1	15	본발명5
6	100	20	15	15	1	10	본발명6
7	100	15	15	5	1	10	비교예1
8	100	30	25	10	2	15	비교예2

상기와 같이 단광을 만든 후 고철을 녹인 용탕에 연속적으로 단광을 투입한 후에 용탕 상부에 떠 있는 슬래그를 제거한 후의 페로망간의 성분 함량은 아래 <표2>와 같았다.

<표2> Mn광석분말과 환원제의 혼합비율에 따른 성분변화 단위:%

	Mn	Fe	C	Al	Mg	Si	비고
1	85.0	14.1	0.06	1.0	0.02	0.03	본발명1
2	84.0	14.2	0.08	1.2	0.02	0.5	본발명2
3	82.0	15.54	0.05	1.5	0.01	0.9	본발명3
4	80.4	16.69	0.1	1.2	0.01	1.6	본발명4
5	80.2	16.9	0.1	1.09	0.01	1.7	본발명5
6	87	16.89	0.1	1.4	0.01	0.9	본발명6
7	70.8	28.5	0.1	0.29	0.01	0.3	비교예1
8	80.2	13.2	0.12	4.36	0.02	2.1	비교예2

본발명의 실시예에서 보듯이 탄소의 함유량은 0.1중량%이하가 되었으나 비교예2의 경우에는 0.12중량%로 다소 높았다. 또한, 상기 비교예 1에서 환원제의 양이 산화망간 당량에 비해 적을 경우 Mn의 환원비율이 낮고, Fe-Si 속의 Fe가 상대적으로 많게 되었음을 알 수 있다.

또한, 비교예 2에서 과잉의 환원제를 사용해도 Al, Si가 지나치게 높아져 문제가 될 수 있음을 알 수 있다.

*본 도1은 발명에 따른 공정도이다.

Claims

고철, 메탈망간 또는 페로망간을 전기로에 투입하여 용탕을 제조하는 단계와;

망간광석분말 또는 망간더스트와 탄소가 함유되지 않은 환원제 분말을 혼합압축하여 단광을 제조하는 단계와;

상기 단광을 상기 용탕에 투입하여 테르밋반응에 의해 환원된 메탈망간 또는 페로망간 용탕을 제조하는 단계와;

상기 테르밋반응에 의해 생성된 슬래그를 제거하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 망간광석분말 또는 망간더스트는 Mn의 함량이 30중량%이상이고, 200메쉬 크기 이하의 미세한 분말이고,

상기 환원제는 Al 함량이 50중량%이상인 알루미늄 드로스, 알루미늄 절삭설, 알루미늄 연마분, 마그네슘 절삭설, Si 함량이 60중량%이상인 페로실리콘 분말 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 단광을 제조하는 단계에서, 생성된 슬래그의 유동성 확보를 위하여 형석(CaF₂), 폐유리(Na₂SiO₂, K₂SiO₂), 규산나트륨 중에서 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 망간광석분말 또는 망간더스트량의 5~10중량%정도 투입하는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 단광을 연속적으로 투입하는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 메탈망간 또는 페로망간 용탕이 전기로에 가득차면 75~85%정도 출탕하고 단광을 연속 투입하여 공정을 계속 진행하는 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로크롬의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 메탈망간 또는 페로망간 용탕을 연속주조기에 연속적으로 주입하여 일정한 함량을 가지는 정형화된 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 저탄소메탈망간 또는 저탄소페로망간은 탄소 함유량이 중량%로 0.1%이하인 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 환원제는 상기 망간광석분말 또는 상기 망간더스트에 대하여 중량%로 61~67% 인 것을 특징으로 하는 저탄소메탈망간 및 저탄소페로망간의 제조방법.