KR101552142B1 - Agent for dephosphorization and treatment method of molten metal using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용철 처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 용철을 처리하는 방법으로서, Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 마련하는 과정; 상기 탈린재를 용기에 투입하는 과정; 상기 용기에 용철을 장입하는 과정; 및 상기 용기에 산소를 취입하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하고, 용선, 용강 등과 같은 용철 중에 함유된 인(P) 성분을 신속하게 제거할 수 있다. The present invention relates to a method and apparatus for processing molten iron, comprising the steps of: preparing a talline material containing Mg-smelting slag; Introducing the talline material into a container; Charging molten iron into the vessel; And a step of blowing oxygen into the vessel, wherein phosphorus (P) contained in molten iron such as molten iron, molten steel and the like can be quickly removed.

Description

탈린재 및 이를 이용한 용철 처리 방법{Agent for dephosphorization and treatment method of molten metal using the same}[0001] The present invention relates to a method for treating molten metal,

본 발명은 탈린재 및 이를 이용한 용철 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용선, 용강 등과 같은 용철 중에 함유된 인(P) 성분을 신속하게 제거할 수 있는 탈린재 및 이를 이용한 용철 처리 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a talline material and a molten iron treatment method using the same, and more particularly, to a talline material capable of rapidly removing phosphorus (P) contained in molten iron such as molten iron, molten steel, will be.

일반적으로 용강 중의 함유되는 인(P) 성분은 연속 주조 중 주편 내부에 편석되어 품질 불량을 야기하며, 특히 극한 환경하에서 소재의 균열을 유발하여 제품에 악영향을 미치게 된다. 이에 따라 극한 환경하에서 압력 용기나 라인 파이프 등의 소재로는 수소 유기 균열이나 황화물에 의한 응력 부식 균열 특성에 강한 극저린강을 주로 사용하고 있다.In general, the phosphorus (P) component contained in molten steel is segregated in the cast steel during continuous casting, causing quality defects, and particularly cracking of the material under extreme environments, adversely affecting the product. As a result, under extreme conditions, materials such as pressure vessels and line pipes are mainly used for ultra-low-strength steels that are resistant to stress cracking and cracking due to hydrogen organic cracking and sulfides.

한편, 제강 공정은 용선 예비처리 공정, 전로 정련 공정, 이차 정련 공정 및 연속 주조 공정 순으로 진행된다.On the other hand, the steelmaking process proceeds in the order of the iron pre-treatment process, the converter refining process, the secondary refining process, and the continuous casting process.

전로 정련 공정은 용선(hot metal)과 고철(scrap)을 전로에 장입하여 랜스를 통해 고순도의 산소(O2) 가스를 취입(blowing)함으로써 용선 중 탄소와 불순 원소를 CO 가스 또는 슬래그 중 산화물 형태로 제거하는데, 이러한 과정을 통해 불순물이 제거된 용선을 용강이라고 한다.In the converter refining process, hot metal and scrap are charged into the converter and high-purity oxygen (O 2 ) gas is blown through the lance to convert the carbon and impurities in the charcoal into CO The molten steel from which the impurities are removed through this process is called molten steel.

전로의 취련 작업시 용선 내 불순 원소는 취입되는 순 산소 가스와 하기 반응식 1 내지 5와 같은 산화 반응이 일어난다.The impure elements in the wire are subjected to the oxidation reaction as shown in the following reaction formulas 1 to 5 with pure oxygen gas to be blown.

(반응식 1)(Scheme 1)

[C] + 1/2 O2 = CO(g) [C] + 1/2 O 2 = CO (g)

(반응식 2)(Scheme 2)

[Si] + O2 = SiO2 [Si] + O 2 = SiO 2

(반응식 3)(Scheme 3)

[Mn] + 1/2 O2 = MnO [Mn] + 1/2 O 2 = MnO

(반응식 4)(Scheme 4)

[Fe] + 1/2 O2 = FeO [Fe] + 1/2 O 2 = FeO

(반응식 5)(Scheme 5)

2[P] + 5/2 O2 = P2O5 2 [P] + 5/2 O 2 = P 2 O 5

상기 반응식 1에 의하여 탄소는 일산화탄소(CO)로 산화되어 가스상으로 제거고, 반응식 2 내지 5는 전로 조업시 투입되는 부원료들이 재화되면서 슬래그 층에 존재하는 것이다. 이렇게 형성된 슬래그 층은 저취 가스(N2, Ar)와 순 산소의 충돌 에너지에 의해 교반 작용으로 용선과 활발히 반응하여 용선 내 불순 원소들을 안정적으로 제거하고, 특히 인(P) 성분을 제거 및 안정화시키는 매우 중요한 역할을 한다.In the reaction scheme 1, carbon is oxidized into carbon monoxide (CO) to be removed in a gaseous state, and the reaction formulas 2 to 5 are present in the slag layer as the additives to be added during the conversion operation are consumed. The slag layer thus formed actively reacts with the molten iron by stirring action by the impact energy of the off gas (N 2 , Ar) and pure oxygen to stably remove the impurities in the molten iron, and in particular to remove and stabilize phosphorus It plays a very important role.

한편, 현재 고로에서 출선되는 용선 중 인(P) 함량은 약 0.1 ~ 0.2% 수준이며, 통상적인 제품의 인 함량은 0.015%이고, 극저린강의 인 함량은 0.008% 이하이다. 그러나 저원가 원료의 사용이 확대되면서 용선 중의 인 함량은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 인(P)은 산화성 분위기에서 생석회 등의 염기성 플럭스를 사용하여 제거하기 때문에 주로 전로 혹은 전로형 탈린로에서 제거하고 있다. 그런데 염기성 플럭스를 이용한 탈린 효율은 충분하지 않아 공정 중 일정 구간에서 슬래그의 물성을 변화시키는 등의 부가적인 노력이 필요한 실정이다. 그런데 저가 원료 사용 확대 시 용선 중 인 농도가 증가하는 경우에는 전로 및 탈린로의 처리 시간이 증가하여 생산성이 저하되고, 탈린 효율을 높이기 위한 생석회 등의 부원료 사용이 증가하여 처리 비용도 증가하는 문제점이 있다. 게다가 전로에서는 열역학 특성상 제거된 인이 용선 중에 복린되는 현상이 발생하는 문제점도 있다. On the other hand, the content of phosphorus (P) in the blast furnace currently being discharged from the blast furnace is about 0.1 ~ 0.2%, the phosphorus content of the usual product is 0.015% and the content of phosphorus is 0.008% or less. However, as the use of low - cost raw materials is expanded, phosphorus content in charcoal is expected to increase further. Phosphorus (P) is mainly removed from converter or converter tallin because it is removed by using basic flux such as burnt lime in an oxidizing atmosphere. However, since the talline efficiency using the basic flux is not sufficient, additional efforts such as changing the physical properties of the slag in a certain period of time are required. However, when the concentration of phosphorus is increased when the raw material is used at a low cost, the processing time of the converter and talline is increased, resulting in a decrease in productivity and an increase in the processing cost due to an increase in the use of raw materials such as quicklime have. In addition, there is also a problem that the phenomenon that phosphorus is removed from charcoal by the characteristic of thermodynamics occurs in the converter.

KR 2012-0070675AKR 2012-0070675A KR 2010-97905AKR 2010-97905A

본 발명은 용철 중에 함유된 인(P) 성분을 신속하게 제거할 수 있는 탈린재 및 이를 이용한 용철 처리 방법을 제공한다. The present invention provides a talline material capable of rapidly removing phosphorus (P) components contained in molten iron and a method for treating molten iron using the same.

본 발명은 용철의 처리시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있는 탈린재 및 이를 이용한 용철 처리 방법을 제공한다. The present invention provides a talline material capable of shortening the processing time of molten iron and improving productivity, and a method for treating molten iron using the same.

본 발명의 실시 예에 따른 탈린재는, 용철 중에 함유된 인 성분을 제거하는 탈린재로서, 돌로마이트 광석 분체와 규소(SiO2)를 포함하는 단광을 가열하여 Mg를 환원시키고 남은 부산물을 포함하고, 상기 부산물은 디칼슘실리케이트(2CaOSiO2, C2S)를 포함할 수 있다. The talline material according to an embodiment of the present invention is a talline material that removes phosphorus contained in molten iron and includes a by-product which is produced by heating a single light including dolomite ore powder and silicon (SiO 2 ) to reduce Mg, by-products can include di-calcium silicate (2CaOSiO 2, C2S).

상기 부산물은, 파쇄된 후 괴상으로 형성될 수 있다. The by-product can be formed into a lump after being crushed.

상기 탈린재는 생석회를 더 포함할 수 있다. The talline material may further include quicklime.

상기 부산물과 상기 생석회는 1: 2~3의 중량비를 가질 수 있다.The by-product and the quicklime may have a weight ratio of 1: 2 to 3.

본 발명의 실시 예에 따른 용철 처리 방법은, 용철을 처리하는 방법으로서, Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 마련하는 과정; 상기 탈린재를 용기에 투입하는 과정; 상기 용기에 용철을 장입하는 과정; 및 상기 용기에 산소를 취입하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for treating molten iron according to an embodiment of the present invention is a method for treating molten iron, comprising the steps of: preparing a talline material containing Mg-smelting slag; Introducing the talline material into a container; Charging molten iron into the vessel; And injecting oxygen into the vessel.

상기 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 마련하는 과정은, 돌로마이트 광석에서 Mg를 환원시키는 과정에서 발생하는 Mg 제련 슬래그를 마련하는 과정; 상기 Mg 제련 슬래그를 파쇄하는 과정; 및 상기 파쇄된 Mg 제련 슬래그를 괴상으로 제조하는 과정;을 포함할 수 있다. The process of preparing the tallin material including the Mg-smelting slag may include the steps of preparing Mg-smelting slag generated in the process of reducing Mg in the dolomite ore; Crushing the Mg-smelting slag; And a process of making the crushed Mg-smelting slag into a mass.

상기 Mg 제련 슬래그는 디칼슘실리케이트(2CaOSiO2)를 포함할 수 있다. The Mg-smelting slag may comprise a dicalcium silicate (2CaOSiO 2 ).

상기 탈린재는 생석회를 더 포함할 수 있다.The talline material may further include quicklime.

상기 Mg 제련 슬래그는 상기 용철의 중량에 대해서 0.1 내지 0.5중량% 투입될 수 있다.The Mg-smelting slag may be added in an amount of 0.1 to 0.5 wt% based on the weight of the molten iron.

상기 Mg 제련 슬래그와 상기 생석회의 중량비는 1: 2~3일 수 있다.The weight ratio of the Mg smelting slag and the quicklime may be 1: 2 to 3.

상기 용철 중의 인 성분은 상기 용철에 함유된 SiO2와 CaO가 반응하여 형성되는 트리칼슘 포스페이트(3CaOP2O5)와, 상기 Mg 제련 슬래그에 함유된 상기 디칼슘 실리케이트의 반응으로 고용체를 형성하여 제거될 수 있다. The phosphorus component in the molten iron is formed by reacting tricalcium phosphate (3CaOP 2 O 5 ) formed by the reaction of SiO 2 and CaO contained in the molten iron and a solid solution by reaction of the di-calcium silicate contained in the Mg- .

상기 용철은 용선 또는 용강일 수 있다.The molten iron may be molten iron or molten steel.

본 발명의 실시 예에 따른 탈린재 및 이를 이용한 용철 처리 방법은, 용선이나 용강 등과 같은 용철 중에 함유된 인(P) 성분을 신속하게 제거할 수 있다. 즉, 탈린 반응에서 생성되는 2CaO-SiO2(C2S) 성분을 포함하는 제강 부산물을 용철 중에 직접 투입함으로써 탈린 반응을 가속화하는 동시에 복린 현상을 억제할 수 있다. 따라서 용철의 처리 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 고급 제품의 생산 부담도 경감시킬 수 있다. 또한, 제강공정에서 발생하는 부산물을 탈린재로 재활용하기 때문에 기존에 탈린재로 사용되는 생석회를 대체하여 생산비용을 절감할 수 있고, 부산물을 처리하는데 소요되는 비용도 절감할 수 있다. The talline material and the method for treating molten iron using the same according to the embodiment of the present invention can quickly remove phosphorus (P) contained in molten iron such as molten iron or molten steel. That is, by directly feeding steelmaking by-products containing 2CaO-SiO 2 (C2S) component generated in the talline reaction into the molten iron, the talline reaction can be accelerated and the bouillon phenomenon can be suppressed. Therefore, the processing time of the molten iron can be shortened to improve the productivity, and the production burden of high-grade products can be reduced. In addition, since the by-products generated in the steelmaking process are recycled as tallin materials, it is possible to reduce the production cost and the cost of processing the by-products, by replacing the existing quick lime used as tallin material.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용철 처리 방법을 이용하여 용철을 처리하는 과정을 보여주는 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용철 처리 방법에 적용되는 Mg 제련 슬래그의 상태를 보여주는 사진
도 3은 Mg 제련 슬래그를 XRD(X-ray Diffraction)로 분석한 결과를 보여주는 그래프.
도 4는 탈린재의 종류에 따른 취련 종료 후 용선 중 규소(Si) 및 인(P) 농도의 변화를 보여주는 그래프.
도 5는 탈린재의 종류에 따른 용선 중 인 농도와 송산량 간의 관계를 보여주는 그래프.
도 6은 탈린재의 종류에 따른 용선 중 인 농도와 탄소 농도 간의 관계를 보여주는 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flowchart showing a process of processing molten iron using a molten iron processing method according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a photograph showing the state of the Mg-smelting slag applied to the molten iron treatment method according to the embodiment of the present invention
3 is a graph showing the results of X-ray diffraction (XRD) analysis of Mg-smelting slag.
FIG. 4 is a graph showing changes in silicon (Si) and phosphorus (P) concentrations in molten iron after the completion of culling according to the type of talline material.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the concentration of phosphorus in the molten iron and the amount of phosphorus emission according to the type of tallane.
6 is a graph showing the relationship between the concentration of carbon in the molten iron and the carbon concentration according to the type of talline material.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

통상 용선이나 용강 등과 같은 용철 중의 인 성분이 제거되는 원리는 다음과 같다. 여기에서는 용선 중의 인을 제거하는 예에 대해서 설명한다.The principle of removing phosphorus components in molten iron such as molten iron or molten steel is as follows. Here, an example of removing phosphorus in the charcoal is described.

인은 용선으로 취입되는 산화성 가스와 하기의 반응식 1과 같은 반응을 거쳐 P2O5를 생성한다. 이렇게 생성된 P2O5는 용선으로 투입되는 생석회(CaO)와 하기의 반응식 2와 같은 반응을 거쳐 트리칼슘 포스페이트(3CaOP2O5, 이하 C3P라 함)를 생성한다. 그리고 용선 중의 SiO2는 용선으로 투입되는 생석회와 하기의 반응식 3과 같은 반응을 거쳐 디칼슘 실리케이트(2CaOSiO2,이하 C2S라 함)를 생성한다. 이때, C2S는 슬래그 중에 함유된 CaO의 농도가 증가할수록, 즉 용선 중에 투입되는 CaO의 양을 증가시킬수록 원활하게 생성된다. 이렇게 생성된 C3P와 C2S는 서로 반응하여 고용체(Solid Soution, SS)를 형성함으로써 용선 중의 인을 제거할 수 있다. Phosphorus produces P 2 O 5 through an oxidative gas blown into the molten iron through the reaction shown in the following reaction formula (1). The P 2 O 5 thus produced produces tricalcium phosphate (3CaOP 2 O 5 , hereinafter referred to as "C3P") through the reaction of calcium oxide (CaO) introduced into the molten iron with the following reaction formula ( 2 ). SiO 2 in the molten iron produces di-calcium silicate (2CaOSiO 2 , hereinafter referred to as "C2S") through the reaction of the quicklime charged with molten iron and the reaction formula 3 shown below. At this time, C2S is produced smoothly as the concentration of CaO contained in the slag increases, that is, as the amount of CaO injected into the charcoal is increased. The C3P and C2S thus generated react with each other to form a solid solution (SS), thereby removing phosphorus in the charcoal.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

2[P] + 5/2 O2 = P2O5 2 [P] + 5/2 O 2 = P 2 O 5

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

P2O5 + 3CaO = 3CaOP2O5_C3PP 2 O 5 + 3CaO = 3CaOP 2 O 5 _C3P

[반응식 3][Reaction Scheme 3]

SiO2 + 2CaO = 2CaOSiO2(C2S) SiO 2 + 2CaO = 2CaOSiO 2 ( C2S)

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

3CaOP2O5 + 2CaOSiO2 = 3CaOP2O5 -2CaOSiO2(고용체(Solid Solution, SS))3CaOP 2 O 5 + 2CaOSiO 2 = 3CaOP 2 O 5 -2CaOSiO 2 (Solid Solution, SS)

본 발명에서는 이와 같은 원리를 이용하여 용선 중에 C2P를 포함하는 물질을 투입하여 인이 산화성 가스와 반응하여 P2O5이 생성되는 시간과, 생석회의 투입량을 증가시키지 않고 P2O5가 생석회와 반응하여 C2P가 생성되는 시간을 단축시킴으로써 용선 중의 인 성분을 신속하게 제거할 수 있다.
In the present invention, by using such a principle, P 2 O 5 is added to the burnt lime without increasing the time for producing P 2 O 5 and the amount of burnt lime reacted with the oxidizing gas, The phosphorus component in the molten iron can be quickly removed by shortening the time during which the C2P is produced by the reaction.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 용철 처리 방법을 이용하여 용철을 처리하는 과정을 보여주는 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용철 처리 방법에 적용되는 Mg 제련 슬래그의 상태를 보여주는 사진이고, 도 3은 Mg 제련 슬래그를 XRD(X-ray Diffraction)로 분석한 결과를 보여주는 그래프이다. FIG. 1 is a flowchart showing a process of processing molten iron using a molten iron processing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing a state of a Mg smelting slag applied to a molten iron processing method according to an embodiment of the present invention. And FIG. 3 is a graph showing the results of XRD (X-ray diffraction) analysis of Mg-smelting slag.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용철 처리 방법은, Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 마련하는 과정(S100)과, 탈린재를 용기, 예컨대 전로에 투입하는 과정(S110)과, 용선을 마련하는 과정(S120)과, 용선을 전로에 장입하는 과정(S130)과, 전로에 산소를 취입하는 과정(S140) 및 제조된 용강을 출강하는 과정(S150)을 포함한다. Referring to FIG. 1, a method for treating molten iron according to an embodiment of the present invention includes a step (S100) of preparing a tallin material containing Mg-smelting slag, a step (S110) of putting the tallin material into a container, A process of installing a charcoal (S120), a process of charging a charcoal into a converter (S130), a process of injecting oxygen into a converter (S140), and a process of opening a manufactured molten steel (S150).

Mg 제련 슬래그는 돌로마이트광석에서 Mg를 환원하는 공정에서 1차 부산물로 발생하는 물질이다. 돌로마이트광석를 파쇄한 후 규소 산화물(SiO2)을 혼합하여 단광을 제조하고, 단광을 1200℃ 정도로 가열하면, 단광 내 Mg가 기화하여 단광 외부로 배출되고 부산물이 남게 된다. Mg 제련 슬래그는 기화된 Mg를 회수하고 남는 부산물로서 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 단광 형태를 유지할 수도 있고, 용융되어 괴상을 이룰 수도 있고 분체를 이룰 수도 있다. 이와 같이 Mg 제련 슬래그는 다양한 형태로 존재하기 때문에 이들을 분쇄하여 브릭(brick) 형태와 같은 괴상으로 가공하여 본 발명의 탈린재로 사용할 수 있다. 탈린재가 분체 상으로 존재한다면 용선과의 반응 효율이 높아질 수는 있으나, 용선의 장입, 산소 취입 등으로 인해 비산하여 공정 효율이 낮아지기 때문에 브릭 형태 등과 같은 괴상으로 제조하여 투입하는 것이 좋다. Mg smelting slag is a primary byproduct in the process of reducing Mg in dolomite ore. When dolomite ore is crushed and mixed with silicon oxide (SiO 2 ) to produce monochromate. When mono-chrome is heated to about 1200 ° C, Mg in mono-chrome is vaporized and discharged to the outside of monochromatic light. The Mg-smelting slag may be a by-product in the form of a by-product as shown in FIG. 2 (a) as a by-product after recovering the vaporized Mg, and may be melted to form a mass or powder. Since the Mg-smelting slag exists in various forms as described above, it can be used as the tallin material of the present invention by crushing the Mg-smelting slag and processing it into a mass like a brick shape. If the talline ash exists in powder form, the reaction efficiency with the molten iron may be increased. However, since the process efficiency is lowered due to the charging of charcoal and the blowing of oxygen, it is preferable to manufacture the material as bricks or the like.

Mg 제련 슬래그는 하기의 표1과 같은 조성비(중량%)를 갖는다. The Mg-smelting slag has a composition ratio (% by weight) as shown in Table 1 below.

SiO2 SiO 2 CaOCaO MgOMgO MnOMnO P2O5 P 2 O 5 TiO2 TiO 2 T-FeT-Fe CC SS 21.521.5 48.248.2 25.525.5 <0.05&Lt; 0.05 <0.05&Lt; 0.05 <0.05&Lt; 0.05 2.732.73 0.070.07 0.090.09

표 1을 참조하면, Mg 제련 슬래그는 25.5중량% 이상의 MgO를 포함하고, SiO2는 21.5중량%와, CaO는 48.2중량%를 포함한다. Mg 제련 슬래그를 XRD 방법으로 분석한 결과 도 3에 도시된 바와 같이 SiO2와 CaO는 Mg 제련 슬래그 내에 2CaOSiO2(C2S) 상태로 존재하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 전로 조업 중 C2S가 포함된 Mg 제련 슬래그를 탈린재로서 용선 중에 투입하면, C2S를 생성하는 반응 시간을 단축할 수 있어 탈린 반응을 가속화할 수 있다. 또한, 용선 중 인(P)이 취입되는 산소와 반응하여 생성되는 P2O5를 C2S와 신속하게 반응하여 슬래그 중에서 3CaOP2O5 -2CaOSiO2 고용체를 생성함으로써 슬래그 중의 인산화물(P2O5)이 환원되어 복린되는 현상을 억제 혹은 방지할 수 있다. Referring to Table 1, the Mg smelting slag contains 25.5 wt% or more of MgO, 21.5 wt% of SiO 2 , and 48.2 wt% of CaO. As a result of analyzing the Mg smelting slag by the XRD method, it was found that SiO 2 and CaO exist in the 2SaOSiO 2 (C2S) state in the Mg smelting slag as shown in FIG. Therefore, when the Mg smelting slag containing C2S is fed into the molten iron as a tallin material during the converter operation, the reaction time for generating C2S can be shortened and the talline reaction can be accelerated. In addition, P 2 O 5 produced by reacting with phosphorus (P) in the charcoal rapidly reacts with C 2 S to produce 3CaOP 2 O 5 -2CaOSiO 2 Generation of a solid solution can suppress or prevent the phenomenon that the phosphorus oxide (P 2 O 5 ) in the slag is reduced and reverted.

또한, Mg 제련 슬래그는 함유되어 있는 C2S에 의해 탈린 반응을 유도하는 동시에, 전로 내화물 성분인 MgO가 다량 함유되어 있어 전로의 내화물을 보호해주는 역할도 할 수 있다. The Mg smelting slag induces a talline reaction by the contained C2S, and also contains a large amount of MgO, which is a converter refractory component, and can also serve to protect refractories of the converter.

Mg 제련 슬래그의 투입량은 전로에 투입되는 용선의 중량에 대하여 0.1 내지 0.5중량% 정도 투입될 수 있다. Mg 제련 슬래그의 투입량이 제시된 범위보다 적은 경우에는 원하는 탈린 효과를 얻을 수 없고, 제시된 범위보다 많은 경우에는 신속한 탈린 효과를 나타낼 수는 있지만, Mg 제련 슬래그에 함유된 SiO2에 의해 슬래그의 염기도 조절이 어려워지는 문제점이 있다. 또한, 용선에 함유된 규소(Si)가 산소에 의해 SiO2로 재화되면서 슬래그의 양이 증가하는 문제점도 있다. The input amount of the Mg smelting slag may be about 0.1 to 0.5 wt% based on the weight of the molten iron charged in the converter. If the input amount of Mg-smelting slag is less than the suggested range, the desired talline effect can not be obtained. If the amount of Mg-smelting slag is larger than the suggested range, the slag can be controlled rapidly by the SiO 2 contained in the Mg- There is a problem that it becomes difficult. Also, there is a problem that the amount of slag increases as silicon (Si) contained in the molten iron is consumed as SiO 2 by oxygen.

이와 같은 이유로 전로에 투입되는 탈린재는 Mg 제련 슬래그와 함께 생석회(CaO)를 혼합하여 투입될 수 있다. 이때, Mg 제련 슬래그와 생석회는 1: 2~3의 중량을 갖도록 투입하여, 탈린 효과 증대는 물론 슬래그의 염기도를 효과적으로 조절할 수 있다. For this reason, the talline material introduced into the converter can be mixed with calcium oxide (CaO) together with the Mg-smelting slag. At this time, the Mg smelting slag and the quicklime are added so as to have a weight of 1: 2 ~ 3, whereby the basicity of the slag can be effectively controlled as well as the increase of the talline effect.

이와 같이 탈린재가 마련되면, 전로 내부에 Mg 제련 슬래그와 생석회를 포함하는 탈린재를 투입한다. 이때, 탈린재와 함께 경소백운석, 소결광, 형석 등의 부원료를 투입할 수 있다. When the talline material is prepared as described above, talline material including Mg smelting slag and quicklime is introduced into the converter. At this time, it is possible to add subsidiary materials such as light dolomite, sintered ore and fluorite together with Tallinn material.

전로 내부에 탈린재가 투입되면, 고로, 전기로 등에서 제조된 용선을 마련하여 전로에 장입한다. 이때, 용선은 예비처리된 용선일 수도 있다. When Tallin ash is charged into the converter, charcoal produced from a blast furnace, an electric furnace, etc. is provided and charged into the converter. At this time, the charcoal may be a pre-processed charcoal.

용선이 장입되면, 전로 상부에 배치된 랜스를 하강시킨 후 랜스를 통해 산소를 취입하여 용선을 정련한다. When the charcoal is charged, the lance placed on the upper part of the converter is lowered, and oxygen is supplied through the lance to refine the charcoal.

산소가 취입되면, 용선 중의 규소(Si)는 산소와 반응하여 SiO2를 생성하고, 탈린재에 함유된 생석회(CaO)와 반응하여 C2S를 생성하게 된다. 또한, 탈린재에 함유된 Mg 제련 슬래그 중 C2S는 용선 중의 인이 산소와 반응하여 생성되는 인산화물(P2O5)과 생석회(CaO)의 반응에 의해 생성된 C3P와 반응하여 C2S-C3P 고용체를 생성하여 슬래그를 형성한다. 일반적으로 생석회(CaO)를 탈린재로 사용하는 경우 산소 취입으로 용선 중의 규소가 산소와 반응하여 SiO2를 생성하게 되고, SiO2는 다시 탈린재인 생석회와 반응하여 C2S를 생성하게 되는데, 본원발명에서는 C2S를 포함하는 Mg 제련 슬래그를 탈린재로 투입함으로써 C2S가 생성되는데 소요되는 시간을 단축할 수 있으므로 취련 초기 탈린 효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 또한, Mg 제련 슬래그와 함께 CaO를 투입함으로써 용선 중의 규소와 취입되는 산소와의 반응으로 생성되는SiO2를 지속적으로 반응시켜 C2S를 생성하여 취련 과정에서 용선 중의 인을 지속적으로 제거할 수 있는 것이다. 이러한 반응에 의해 용선 중의 인 성분을 효율적으로 제거할 수 있다. When oxygen is blown, silicon (Si) in the molten iron is to generate the SiO 2 reacts with oxygen and generates C2S reacts with the calcium oxide (CaO) contained in Tallinn material. Among the Mg smelting slag contained in the talline material, C2S reacts with C3P generated by the reaction of phosphorus (P 2 O 5 ) produced by phosphorus in the molten iron with oxygen and calcium oxide (CaO) to form a C2S-C3P solid solution To form slag. Generally, when calcium oxide (CaO) is used as a talline material, silicon in the charcoal reacts with oxygen to produce SiO 2 by oxygen injection, and SiO 2 reacts with calcium oxide, which is again talline, to form C 2 S, It is possible to shorten the time required for generating C2S by introducing Mg smelting slag containing C2S into the tallin material, thereby improving the initial talline efficiency of the smelting. In addition, by adding CaO together with the Mg smelting slag, it is possible to continuously remove phosphorus in the molten iron during the refining process by continuously reacting SiO 2 generated by the reaction between silicon in the molten iron and the blowing oxygen. By this reaction, the phosphorus component in the molten iron can be efficiently removed.

이후, 산소의 취입을 중단하고 전로를 경동시켜 제조된 용강을 출강한 다음, 후속 공정을 위한 장소로 이동시킨다.
Thereafter, the blowing of oxygen is stopped, the molten steel produced by tilting the converter is introduced, and then moved to a place for a subsequent process.

이하에서는 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재의 정련능을 확인하기 위해 1차 취련 후 용선의 성분을 분석한 결과에 대해서 설명한다. Hereinafter, the results of analyzing the components of the molten iron after the primary smelting to confirm the refining ability of the talline material including the Mg smelting slag will be described.

도 4는 탈린재의 종류에 따른 1차 취련 후 용선 중 규소(Si) 및 인(P) 농도의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 5는 탈린재의 종류에 따라 공정 조건(송산량)에 따른 용선 중 인 농도의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 6은 용선 중 인 농도와 탄소 농도 간의 관계를 보여주는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing changes in silicon (Si) and phosphorus (P) concentrations in the molten iron after primary firing according to the type of talline material, and FIG. 5 is a graph showing changes in the concentration of silicon FIG. 6 is a graph showing the relationship between phosphorus concentration and carbon concentration. FIG.

도 4 내지 도 6은 Mg 제련 슬래그를 포함한 탈린재를 사용하여 전로조업을 실시한 경우와, 생석회(CaO) 단독으로 탈린재로 사용하여 전로조업을 실시한 경우 용선 내 성분을 분석한 결과를 보여준다. ●는 생석회를 단독으로 탈린재로 사용한 경우를 나타내고, ■는 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 사용한 경우를 나타낸다. Figs. 4 to 6 show the results of analysis of the components in the charcoal when the converter was operated using a tallinn material containing Mg-smelting slag and when the converter was used as tallin material alone with calcium oxide (CaO). Indicates the case where the quicklime is used as a tallin material alone, and (2) shows a case where a talline material containing Mg-smelting slag is used.

도 4는 정해진 시간마다 용선을 채취하여 용선 중 인 농도와 규소 농도의 변화를 살펴본 것이다. 그래프에서 우측에서 좌측으로 갈수록 취련 시간이 증가함을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 취련 시간이 진행됨에 따라 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 사용한 경우와 생석회만을 사용한 경우 용선 중 인 농도와 규소 농도가 감소하는 것을 알 수 있다. 그런데 비슷한 시간에 채취된 용선에서 생석회를 사용한 용선의 경우 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 이용한 용선에 비해 인 농도가 더 높게 측정된 것을 알 수 있다. 이는 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 사용한 경우, Mg 제련 슬래그 중 C2S가 생성되는 시간이 단축되어 인 성분이 효과적으로 제거되었음을 증명해주는 것이다. 이때, 규소는 산소 취입에 의해 SiO2로 생성되어 그 농도가 감소하는 것이다. FIG. 4 is a graph showing changes in phosphorus concentration and silicon concentration in the charcoal by collecting charcoal at predetermined time intervals. From the right to the left in the graph, it is shown that the winding time increases. Referring to FIG. 4, it can be seen that, in the case of using the talline material including Mg-smelting slag and the activated lime alone, the phosphorus concentration and the silicon concentration decrease with the progress of the curing time. However, it can be seen that the phosphorus concentration of the quicklime in the charcoal sampled at a similar time was higher than that of the charcoal using the talline material containing Mg-smelting slag. This shows that when the talline material containing Mg-smelting slag is used, the generation time of C 2 S in the Mg-smelting slag is shortened and the phosphorus component is effectively removed. At this time, silicon is produced as SiO 2 by the blowing of oxygen and its concentration is decreased.

도 5를 참조하면, 유사한 조건, 예컨대 유량의 산소를 취입하여 전로 조업을 실시한 경우 Mg 제련 슬래그를 포함한 탈린재를 투입한 용선의 경우 생석회만을 투입한 용선에 비해 용선 중 인 농도가 낮게 측정된 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that, in the case where oxygen is blown into the furnace under similar conditions, for example, at a flow rate, the molten iron content in the molten iron is lower than that in the case of molten iron charged with talline material containing Mg smelting slag Able to know.

또한, 도 6을 참조하면, 1차 취련 종료 후 탈린재로 생석회를 단독으로 사용한 경우보다 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 사용한 경우 더 낮은 인 농도가 측정되었다. 여기에서 용선 중의 탄소 농도는 취련 중기부터 본격적으로 제거되므로 탄소 농도가 비교적 높게 나타나는데 비해 Mg 제련 슬래그를 포함하는 탈린재를 사용한 경우 인 농도가 낮게 측정되고 있어 취련 초기에 인 성분이 효율적으로 제거되었음을 알려주는 것이다. Also, referring to FIG. 6, lower phosphorus concentration was measured in the case of using talline material containing Mg-smelting slag than when using activated lime alone as talline material after completion of the primary smelting. Here, the carbon concentration in the molten iron is removed from the mid-tune period, so that the carbon concentration is relatively high. On the other hand, when the talline material containing Mg-smelting slag is used, the phosphorus concentration is measured to be low. .

이와 같이 탈린재로서 디칼슘실리케이트(C2S)를 함유하는 Mg 제련 슬래그를 사용하는 경우, 용선의 취련 초기에 탈린 반응을 가속화할 수 있고, 인을 안정상인 C2S-C3P 형태로 재화시켜 인 성분이 용선으로 환원되는 복린 현상도 억제할 수 있다.
Thus, when Mg smelting slag containing dicalcium silicate (C2S) is used as the tallin material, the talline reaction can be accelerated at the beginning of the molten iron shunting, and phosphorus is converted into the stable C2S-C3P form, Can also be suppressed.

여기에서는 고로나 전기로에서 출강된 용선 중의 인 성분을 제거하는 내용에 대해서 설명하였으나, 전로 정련을 거친 용강 중의 인 성분을 제거하는데도 전술한 장치 및 방법이 동일하게 적용될 수 있다.
Herein, the contents of removing the phosphorus component from the molten iron introduced from the blast furnace or the electric furnace have been described, but the above-described apparatus and method can be similarly applied to remove the phosphorus component in the molten steel subjected to the refining of the converter.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

Claims (12)

용철 중에 함유된 인 성분을 제거하는 탈린재로서,
돌로마이트 광석 분체와 규소 산화물(SiO2)을 포함하는 단광을 가열하여 Mg를 환원시킨 디칼슘실리케이트(2CaOSiO2, C2S)를 포함하는 부산물; 및
생석회;를 포함하고,
상기 부산물과 상기 생석회는 1: 2~3의 중량비를 갖는 탈린재.
A talline material for removing phosphorus contained in molten iron,
By-products containing dolomite ore powder and a silicon oxide (SiO 2) was dicalcium silicate (2CaOSiO 2, C2S) by heating reduction of the Mg Briquetting, including; And
Quicklime;
Wherein the by-product and the quicklime have a weight ratio of 1: 2 to 3.
청구항 1에 있어서,
상기 부산물은, 파쇄된 후 괴상으로 형성되는 탈린재.
The method according to claim 1,
Wherein the by-product is formed into a mass after being crushed.
삭제delete 삭제delete 용철을 처리하는 방법으로서,
돌로마이트 광석과 규소 산화물을 혼합하여 단광을 제조하고, 상기 단광을 가열하여 Mg 상기 단광 내의 Mg를 기화시켜 디칼슘실리케이트(2CaOSiO2)를 포함하는 Mg 제련 슬래그를 마련하는 과정;
상기 Mg 제련 슬래그를 분쇄하여 브릭 형태의 탈린재를 마련하는 과정;
상기 탈린재를 용기에 투입하는 과정;
상기 용기에 용철을 장입하는 과정; 및
상기 용기에 산소를 취입하는 과정;
을 포함하고,
상기 용철 중의 인 성분은 상기 용철에 함유된 SiO2와 CaO가 반응하여 형성되는 트리칼슘 포스페이트(3CaOP2O5)와, 상기 Mg 제련 슬래그에 함유된 상기 디칼슘 실리케이트의 반응으로 고용체를 형성하며 제거되는 용철 처리방법.
As a method for treating molten iron,
Preparing dolomite ore and silicon oxide to produce mono-chrome, and heating the mono-chrome to vaporize Mg in mono-Mg to prepare Mg-smelting slag containing di-calcium silicate (2CaOSiO 2 );
Crushing the Mg-smelting slag to prepare a brick-shaped talline material;
Introducing the talline material into a container;
Charging molten iron into the vessel; And
Injecting oxygen into the vessel;
/ RTI &gt;
The components in the molten iron forms a solid solution with tricalcium phosphate (3CaOP 2 O 5), and a reaction of the dicalcium silicate contained in the Mg Slag formed by the reaction of the SiO 2 and CaO contained in the molten iron to remove &Lt; / RTI &gt;
삭제delete 삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기 탈린재는 생석회를 더 포함하는 용철 처리 방법.
The method of claim 5,
Wherein the talline material further comprises quicklime.
청구항 8에 있어서,
상기 Mg 제련 슬래그는 상기 용철의 중량에 대해서 0.1 내지 0.5중량% 투입되는 용철 처리 방법.
The method of claim 8,
Wherein the Mg smelting slag is charged in an amount of 0.1 to 0.5 wt% based on the weight of the molten iron.
청구항 9에 있어서,
상기 Mg 제련 슬래그와 상기 생석회의 중량비는 1: 2~3인 용철 처리방법.
The method of claim 9,
Wherein the weight ratio of the Mg smelting slag to the quicklime is 1: 2 to 3.
삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기 용철은 용선 또는 용강인 용철 처리방법.
The method of claim 5,
Wherein the molten iron is molten iron or molten steel.
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