KR101471364B1 - 제철 압연 스카핑분진을 이용한 주물용 구상 산화철 첨가제 제조방법 - Google Patents
제철 압연 스카핑분진을 이용한 주물용 구상 산화철 첨가제 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 제철 압연 스카핑분진을 이용한 주물용 첨가제 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 통상 제철연주공정에서 생산되는 슬라브의 표면처리시의 연삭 스카핑공정에서 발생하는 분진을 원료를 이용하여 베이닝, 소착현상, 기공, 번인 및 가스로 인한 결함을 줄일 수 있는 주물용의 구상의 산화철 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 제철 부산물인 스카핑 분진을 이용한 주물용 산화철 첨가제를 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열연압연공정과 냉연 공정에서의 스카핑공정에서 발생하는 분진을 이용하여 베이닝, 소착, 기공 등의 결함을 줄이는 주물용 산화철 제조방법에 관한 것이다.
통상 연주 공정에서 생산되는 강재인 슬라브는 대략 두께 230mm, 폭 850 내지 2,000mm 및 길이 5,500 내지 12,000mm의 치수로 절단된다. 양질의 슬라브는 생산 즉시 열연 가열로(hot strip mill furnace)에 의해 열연 코일 및 냉연 코일로 압연된다. 하지만 슬라브에 홈 등의 표면 결함이 있으면 압연된 코일 제품은 질이 떨어지게 된다. 따라서 스카핑(scarfing) 작업을 통해 슬라브의 껍질을 벗겨 표면에 있는 결함을 제거한 후 열연 가열로에 장입하게 된다. 이러한 강괴, 강편 등의 표면 스카핑에는 토치 스카핑, 핫 스카핑, 파우더 스카핑 및 그라인딩 스카핑 등이 있다.
한편, 주물용 첨가제로 사용되는 산화철분은 주로 순수산화철을 용융시켜 분사하여 냉각시켜 구형의 주물용 첨가제로 제조하고 있다. 그러나, 상기한 원료의 사용하는 경우, 고가의 품질 좋은 구상의 산화철 분말을 얻을 수 있지만, 일반적으로 사용되는 원료로 사용하는 경우에는 고가의 원료이기 때문에 비경제적이고, 전량 수입에 의존하기 때문에 문제가 되고 있다.
상기 종래 산화철원을 사용하는 조성물로 사용되는 종래의 대표적인 구상 산화철의 제조방법을 자세히 설명하면 예로 들면, 산화철 함량이 높은 철광석을 용융하고 이를 분사한 후 냉각과정에서 증가된 경도를 이완 시켜주기 위하여 650℃ 내외의 온도에서 소둔 처리함으로서 제조하는 방법을 들 수 있다. 그러나, 상기 방법은 원료로서 고가의 철광석 및 코크스를 이용하고 있을 뿐만 아니라 용해 공정이 필요로 하기 때문에 경제적이지 못하다.
또다른 주물사 첨가제 대한 제조방법으로는 고순도의 산화철을 분쇄하여 이를 회전로에서 구상의 분진을 얻을 수 있다. 이 또한 경제적이기는 하나 균일하고 순수한 구상의 산화철을 제조할 수 없다는 단점이 있다.
일반적으로 산화철의 주물에서의 기능은 다음과 같이 적용된다.
FeO +CO → Fe₂O₃+C
상기반응에 의하여 발생가스의 양을 줄이고 표면에 탄소량을 증가시키는 역할을 한다. 주물사를 가열시 주물사의 팽창을 허용하고, 팽창된 샌드의 입자를 유지하기 위해 용해하고 금속이 아직도 용해되어 있을 때 크래킹으로부터 코아를 유지하고 코아나 몰드에서 일어나는 보이드를 방지하여 침투 결함을 줄이거나 없애는 기능을 하는 것은 구형의 FeO의 주요기능이 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 고가의 철재료로 환원공정과 구상화를 위한 용융공정을 이용하는 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 제철 스카핑 분진을 이용하여 구상의 산화철 분말을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 발명자가 스카핑분진의 경우, 분진의 형태가 구상임과 산화철임을 착안하여 구상의 원료를 이용하여 건조 체질 및 열처리 적절한 제어분급을 통해 최종 생성물의 표면 조직이 매끄러운 조직을 갖도록 하는 구상의 산화철 주물사 첨가제를 제조방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
본 발명은 열연 및 냉연 스카핑 공정에서 발생하는 분진을 이용하여 구상의 주물사용 산화철을 제조하는 방법에 관한 것이다.
이하, 발명의 주물사용 산화철 첨가제 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 구상의 산화철은 <도면1a>와 같이 다른 구상의 산화철을 제조하는 공정보다도 경제적인 측면에서 보다 바람직하다.
이때, 사용되는 분진은 제철공정에서 부산물로 발생되는 스카핑분진를 이용하는 것이 바람직한데, 제철소의 열연공정 집진기에서 얻어지는 스카핑분진의 조성은 통상 하기 <표1>과 같으며, 그 물리적 성질은 하기 <표2>와 같다.
| 성분 | 전철분 | C | S | P |
| 함량 | 73~76 | 0.001~0.18 | 0.001~0.015 | 0.006~0.015 |
| 성분 | Si | Mn | S-Al | Nb |
| 함량 | 0.2~0.5 | 0.1~1.6 | 0.015~0.045 | 0.005~0.02 |
| 겉보기밀도(g/㎤) | 진밀도(g/㎤) | 가공율(%) | 입자크기(mm) |
| 2.8 ~ 3.8 | 3.0 ~ 4.2 | 60 ~ 80 | 0.01 ~ 2.8 |
또한, 상기 <표1>과 같은 조성을 갖는 스카핑분진의 전철분 중에서는 FeO가 95~97중량%, Fe가 1~7중량% 정도로 존재한다.
먼저, 본 발명에서는 상기한 스카핑분진을 발생상태로 보면 편상과 구상의 구조를 지니고 있고 습기가 있는 상태이기 때문에 우선 건조하는 것이 필요하다. 일반적으로 스카핑분진은 제철소의 집진과정에서 다량의 수분을 함유하게 되고, 상기한 바와 같이, 상당량의 구상이 아닌 편상철분이 들어 있기 때문에 본 발명에서는 건조와 체질을 통해 구상의 산화철 원료를 얻게 된다.
상기 또한 예열과정을 통해 스카핑분진 내의 산화철 FeO는 육방정계 격자구조를 갖고 환원이 진행되는 과정에서 결정격자가 심하게 파괴되어 생성된 FeO가 다공질 층이 됨으로서 결국 예열조건에서 긴밀도가 높게 되는 장점이 있다.
또한, 상기 예열단계에서 세라믹 또는 스틸볼, 바람직하게는 직경 50㎜ 이하의 세라믹 또는 스틸볼을 로내에 투입하면 구상산화철과 함께 회전하는 동안 산화철의 분말 입자가 소결현상도 방지할 수 있고 보다 바람직한 구상의 형태를 가질 수 있다. 또한, 세라믹 또는 강구볼의 투입으로 분급후의 산화철의 입자크기는 약간 미세하게 되며 미세편상의 입자는 사라지고 최종 입도 분포는 400㎛~3mm의 범위가 85~98%를 차지하여 구상 산화철로서의 효과적인 입자를 가질 수 있다.
본 발명의 구상산화철 입자는, 주물사의 물성을 개선하여 내식성, 내소착성이 우수하고, 더불어 강도 및 표면 평활성이 우수하여, 이들 특성이 우수한 주조용 주형이 얻어진다.
한편, 본 발명에 따라 제조된 산화철인 발명재(1)에 대하여 주사현미경으로 관찰하고 그 결과를 <도면 2b>에 나타내었다. <도면 2b>에서도 알 수 있듯이, 본 발명에 따라 제조된 산화철은 구형 형태의 매우 치밀한 조직이 나타남을 알 수 있다. 또한 이러한 열연스카핑분진 원료를 이용하여 구상 산화철을 용이하게 제조할 수 있는 방법이 제공되어 자원재활용도의 극대화를 하는 유용한 효과가 있다.
제1a도는 기존 구상 산화철에 대한 개략적인 제조공정도.
제1b도는 본 발명에 의한 제조공정도.
제2a도는 구상 산화철의 주사전자현미경사진(SEM)으로서, 제 2a도는 종래방법에 따라 제조된 간화철의 경우이고, 제 2b도는 본 발명에 따라 제조된 구상 산화철을 나타냄.
제1b도는 본 발명에 의한 제조공정도.
제2a도는 구상 산화철의 주사전자현미경사진(SEM)으로서, 제 2a도는 종래방법에 따라 제조된 간화철의 경우이고, 제 2b도는 본 발명에 따라 제조된 구상 산화철을 나타냄.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.
<표3>과 <표4>는 통상 제철소에서 생산되는 2가지 주요 강종으로 후판과 자동차 강판의 여러 가지 물성을 나타내었다. 따라 스카핑분진의 전원료이며 스카핑공정에서 산화된다.
제철소 스카핑 집진기에서 발생된 3종류의 스카핑분진을 수집하여 분석하고, 그 결과를 하기
<표5>에 나타내었다.
| C | Si | Mn | P | S | S-Al | Nb | V | B | Ti | Cu | Cr | |
| A | 136 | 0.25 | 1.1 | 0.020 | - | 0.015 | 0.005 | - | - | - | - | - |
| B | 0.170 | 0.40 | 1.5 | - | 0.005 | 0.045 | 0.020 | 0.040 | - | - | - | - |
| C | 0.090 | 0.35 | 1.6 | - | 0.003 | 0.045 | 0.025 | - | 0.008 | 0.013 | - | - |
| D | 0.0190 | 0.40 | 1.2 | - | 0.003 | 0.050 | 0.020 | - | - | - | 0.20 | 0.15 |
| E | 0.163 | 0.50 | 1.15 | - | 0.005 | 0.045 | 0.015 | - | 0.015 | - | - |
*S-Al은 용해알루미늄
| C | Si | Mn | P | S | S-Al | Cu | Nb | Ti | |
| E | 0.0013 | 0.010 | 0.10 | 0.010 | 0.0070 | 0.020 | 0.080 | - | - |
| F | 0.0024 | - | 0.150 | 0.015 | 0.012 | 0.050 | - | 0.015 | 0.040 |
| G | 0.000 | - | 0.10 | 0.006 | 0.012 | 0.020 | - | 0.010 | 0.020 |
| H | 0.000 | - | 0.10 | 0.015 | 0.015 | 0.020 | - | - | 0.037 |
| I | 0.050 | 0.30 | 0.015 | 0.015 | 0.040 |
상기 <표5>와 같은 조성 및 물성을 갖는 스카핑분진을 원료로 하고 200℃에서 건조한 후 이를 체질하여 조대 밀스케일 입자를 제거하였다. 이후 분코크스 또는 미분탄을 투입하여 450~600℃에서 60분동안 예열하면서 처리하고 냉각 후 분급 처리하여 이를 발명재로 하였다.
또한, 상기 원료 (A)와 (B)를 이용하여 예열처리를 하지 않고 처리하여 구상산화철을 제조하고 이를 종래재로 하였다.
또한, 비교를 위하여 실시예2의 조건과 같이 예열처리하고 냉각하여 발명재와 동일한 처리공정을 거쳐 산화철을 제조하였다.
상기한 방법으로 제조된 각 산화철에 대하여 잔류 고정 탄소함량 및 기공율을 측정하고, 그 결과를 하기 <표6>에 나타내었다.
| 실시예 처리조건 |
실시예 2 | 실시예 3 | 비교예(종래) | ||||
| 1 | 2 | 3 | 9 | 10 | 3 | 4 | |
| 예열로내온도 (℃) |
500 | 450 | 600 | 550 | 500 | 없음 | 없음 |
| 예열시간(분) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 없음 | 없음 |
| 예열후 소결현상 | 무 | 무 | 무 | 무 | 무 | 무 | 무 |
| 구상산화철의 탄소함량 (중량 %) |
1.2 | 0.7 | 0.3 | 2.1 | 1.5 | 2.4 | 2.3 |
| 기공율(%) | 0.1 | 0.4 | 0.5 | 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.7 |
상기 <표6>에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 예열 조건 등을 만족한 상태에서 제조된 발명재(1~3)의 경우에는 산화철내에 최초 탄소량에 비해 증가하고 거의 그대로 보존되어 0.1~0.9% 정도로 함유되어 있으며 기공율도 산화 집진분진의 원료의 기공율보다도 1%정도 감소되었음을 알 수 있다.
이상의 방법에 의해, 본 발명에서 원하는 구상 주물사를 얻을 수 있다. 당해 주물사는 유동성이 매우 우수한 것이다. 또한, 상기한 바와 같이, 본 발명의 구상 주물사가 소정 비율로 함유되도록, 그 주물사와 공지된 주물사를 적절히 혼합함으로써, 본 발명의 구상 주물사와 동등한 효과를 발휘할 수 있는 주물사를 얻을 수 있다. 주형의 제조에 있어서 이들 주물사를 사용하면, 사용하는 바인더의 양을 적게 할 수 있는 점에서, 그들 주물사는 주물사로서 효율적으로 재생할 수 있다.
본 발명의 구상 주물사 및 그 주물사와 공지된 주물사의 혼합물로 이루어지는 주물사는 주강, 주철 등의 주형 용도에 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 주물사는 단독으로 또는 규사 등의 그 밖의 공지된 주물사나 내화성 골재와 조합하고, 점토, 물유리, 실리카졸 등의 무기질 바인더, 또는 푸란 수지, 페놀 수지 등의 유기질 바인더와 혼합되어, 소망의 주조용 주형을 사용하여 공지의 방법에 따라 조형될 수 있다. 고강도의 주조용 주형을 얻는 관점에서, 바인더의 사용량으로서는, 주물사 100중량%에 대하여, 바인더를 0.05~5중량% 사용하는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 얻어지는 주형은 고강도이고, 더구나 그 표면이 평활하다. 따라서, 이 주조용 주형으로 주조하면 표면 거칠음이 작고, 후공정인 연마 공정에 대한 부하가 작은 주물이 얻어진다.
주조용 주형의 제조에 사용하는 관점에서, 본 발명의 주물사의 입자 밀도(g/㎤)로서는 2.5~3.5g/㎤의 범위가 바람직하다. 이 범위의 것은 MgO-SiO2계, SiO2-Al2O3 및 SiO2이며 치밀하여 고강도의 주형이 얻어진다. 입자 밀도는, KS로 입자 밀도 측정법에 따라 측정할 수 있다.
MgO와 SiO2를 합계량으로 97중량% 함유하는, MgO/SiO₂중량 비율이 1.4, 함수율이 0.3중량%, 평균 입경이 0.29mm, 장축 직경/단축 직경비가 1.5인 시판 중인 포스테라이트 분말을 출발원료로 하고, 당해 분말에 3%의 구상산화철 분말을 혼합하여 사용하였다.
출발원료의 평균 입경을 0.5mm, 장축 직경/단축 직경비를 1.3으로 한 것 이외에는, 실시예1과 동일한 조작으로 주물사를 얻었다. 얻어진 주물사는, MgO와 SiO2를 합계량으로 95중량% 함유하고 있고, 흡수율이 0.9중량%이었다.
주물사는 MgO와 SiO2를 합계량으로 92중량%, 산화철구상5% 함유하고 있고, MgO/SiO₂중량 비율이 1.08, 평균 입경이 0.21mm 흡수율이 0.4중량%이었다.
MgO와 SiO2를 합계량으로 92중량% 함유하는, MgO/SiO2중량 비율이 1.0, 평균 입경이 0.45mm, 함수율이 0.2중량% 페로니켈슬래그를 출발원료로 한 것 이외에는, 실시예1과 동일한 조작으로 주물사를 얻었다. 얻어진 주물사는, MgO와 SiO2를 합계량으로 95중량% 함유하고 있고, MgO/SiO2중량 비율이 1.0 평균 입경이 0.35mm 흡수율이 0.5중량%이었다.
[시험예 1]
실시예 4~8과 비교예 1~4에서 얻어진 주물사의 유동성 및 당해 주물사로부터 얻어진 주형의 강도 및 표면 표피의 상태를 조사하였다.
(1) 주물사의 유동성
JIS K6721의 깔때기를 사용하여 유동 시간(초)을 구하였다. 유동 시간이 짧은 쪽이 유동성이 우수하다.
(2) 주형의 강도
주물사를 74~250㎲로 분급한 후, 성형 바인더로서 주물사 100중량%에 대하여 1.2중량% 첨가하고, 자경성 주조 조형법에 따라서 성형(직경 50mm×높이 50mm)하여 주형을 얻었다. 이어서, 24시간, 실온에서 양생한 후, 압축 시험기를 사용하여, 주형의 압축 강도(Mpa)를 측정하였다. (25℃, 습도 55%)
(3)주형의 표면 표피
이하의 평가 기준에 따라서 주형으로부터 탈형 후의 주물 표면을 육안으로 관찰하여 평가하고, 당해 평가 결과를 주형의 표면 표피의 평가 결과로 사용하였다. 즉, 주물 표면의 상태가 평활하면, 주형의 표면 표피도 평활하다. 또, 주물은 주철FC-250을 고주파로에 의해 1400℃에서 용융하여, 50×50×400mm의 직육면체의 형상의 것을 제작하였다.
[평가 기준]
○: 주물사 흔적이 없고, 평활한 면을 나타냄
△: 주물사 흔적이 조금 관찰되고, 약간 평활한 면을 나타냄
×: 주물사 흔적이 명확하고, 거친 면을 나타냄
이상의 각 평가 결과를 후술하는 <표7>에 나타낸다. <표7>의 결과를 통해, 비교예의 주물사에 비교하여, 실시예의 주물사는 우수한 유동성을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 얻어진 주형에 관해서도 비교예의 것과 비교하여, 실시예의 것은 강도가 우수하고, 또한 표면 표피가 평활한 것을 알 수 있다. 실시예의 주물사로 제조된 주형으로 주조된 주물은 후공정인 연마 공정을 충분히 경감할 수 있을 정도로 표면이 평활하였다.
[시험예 2]
시험예1의 (3)에서 사용한 것과 동일한 주형에 강, 구리(Cu), 페로니켈슬래그의 용탕을 따라 넣고, 주물을 탈형한 후, 그 주형의 단면에서 용탕 접촉부의 상태를 관찰하여, 이하의 평가 기준에 따라서 그 주형의 내식성, 내소착성을 평가하였다. 또, 주형은 실질적으로 주물사 자체로 형성되는 것이기 때문에, 주형의 내식성, 내소착성의 평가 결과는 주물사의 내식성, 내소착성의 평가 결과도 나타낸다고 할 수 있다.
[평가 기준]
◎: 표면 변질, 소착 거의 없음
○: 가벼운 표면의 변질, 소착이 관찰됨
△: 중 정도의 표면이 변질, 소착이 관찰됨
×: 심한 표면의 변질, 소착이 관찰됨
이상의 평가 결과를 후술하는 <표7>에 나타낸다. <표7>의 결과를 통해, 실시예의 주물사에 의해 얻어진 주형은 실시예의 구상 산화철 투입 주물사에 의해 얻어진 주형에 비하여, 우수한 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 실시예의 주물사에 의해 얻어진 주형에서는 표면의 변질이나 소착이 실질적으로 없고, 따라서 이러한 주형은 내식성 및 내소착성이 우수하고, 본 발명의 범위에 있는 구상 산화철 투입 주물사는, 특히 내식성, 내소착성이 우수 한 것을 알 수 있다.
[시험예 3]
실시예1의 주물사 50중량%와 비교예2의 주물사 50중량%로 이루어지는 주물사 및 실시예2의 주물사 80중량%와 비교예2의 주물사 20중량%로 이루어지는 주물사를 각각 얻고, 시험예1에 준하여 시험한 바, 그들 주물사는 우수한 유동성을 갖고 있고, 또한 그 주물사로부터 얻어진 주형은 강도가 우수하고, 표면 표피가 평활하였다.
이상의 실시예가 나타내는 바와 같이, 본 발명의 구상 산화철 투입 주물사는, 주물사에 요구되는 여러 가지 특성, 특히 내식성 및 내소착성이 우수하고, 또한 흡수율이 낮고, 재생도 용이하기 때문에 산업상 유용하다.
제1a도는 기존 구상 산화철에 대한 개략적인 제조공정도.
제1b도는 본 발명에 의한 제조공정도.
제2a도는 구상 산화철의 주사전자현미경사진(SEM)으로서, 제 2a도는 종래방법에 따라 제조된 산화철의 경우이고, 제 2b도는 본 발명에 따라 제조된 구상 산화철을 나타냄.
제1b도는 본 발명에 의한 제조공정도.
제2a도는 구상 산화철의 주사전자현미경사진(SEM)으로서, 제 2a도는 종래방법에 따라 제조된 산화철의 경우이고, 제 2b도는 본 발명에 따라 제조된 구상 산화철을 나타냄.
Claims (4)
- 철강제조 공정에서 부산물로 스카핑공정에서 발생되는 분진을 원료로 하여 이 원료를 건조 및 체질, 예열하여 직접 사용하는 1단계; 열처리하는 2단계; 분급하는 3단계를 포함하여 구성되되,
상기 원료를 200℃이하에서 건조하고 체질하여 3mm이상의 밀스케일은 제거하고 분코크스 또는 미분탄을 투입한 후, 450~600℃의 온도범위에서 예열한 후, 열처리하고,
상기 스카핑분진 원료조성이 중량%로, 전철분 73 내지 76중량%, 탄소 0.001 내지 0.18중량%, 규소 0.2 내지 0.5중량%, 망간 0.1 내지 1.6중량%, 유황 0.001 내지 0.015중량%, 인 0.006 내지 0.02중량%, 용해알루미늄 0.015 내지 0.045중량%, 니오븀 0.005 내지 0.02중량%을 포함하며,
상기 예열단계에서 원료를 구형의 세라믹 또는 스틸볼을 투입하여 원료와 함께 회전시키면서 예열함을 특징으로 하는 제철 압연 스카핑분진을 이용한 주물용 구상 산화철 첨가제 제조방법. - 삭제
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| US3751241A (en) * | 1970-12-28 | 1973-08-07 | Bethlehem Steel Corp | Method for producing weather-resistant superfluxed metallized pellets from iron-bearing fines and a superfluxed metallized pellet produced thereby |
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2012
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| US3751241A (en) * | 1970-12-28 | 1973-08-07 | Bethlehem Steel Corp | Method for producing weather-resistant superfluxed metallized pellets from iron-bearing fines and a superfluxed metallized pellet produced thereby |
| US4190422A (en) * | 1977-05-24 | 1980-02-26 | Bethlehem Steel Corporation | Metallic abrasive produced from a steel mill waste material |
| JPS5751222A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-26 | Nippon Steel Corp | Manufacture of spherical scale from hot rolling scale |
| US20100193972A1 (en) * | 2006-06-06 | 2010-08-05 | Nitto Denko Corporation | Spherical sintered ferrite particles, resin composition for semiconductor encapsulation comprising them and semiconductor devices produced by using the same |
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