KR102142081B1 - 용선 예비 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

전로 슬래그를, 용선 예비 처리용 정련제로서 재이용하는 용선 예비 처리 방법이며, 상기 전로 슬래그의 입경이 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위가 되고, 상기 전로 슬래그 중, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이 상기 전로 슬래그의 전량에 대하여 10질량％ 이상 15질량％ 미만이 되도록 상기 전로 슬래그를 정립하는 제1 공정과; 정립 후의 상기 전로 슬래그를 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제2 공정과; 상기 제1 공정보다 후이고 또한 상기 제2 공정보다 전에, 또는 상기 제2 공정과 동시에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 1.0질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 Al2O3을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제3 공정과; 상기 용선 예비 처리 용기 내에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 0.3질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 MnO를 투입하는 제4 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 용선 예비 처리 방법을 제공한다.

Description

용선 예비 처리 방법
본 발명은 용선 예비 처리 방법에 관한 것이다.
본원은 2016년 3월 17일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2016-053234호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래, 용선 예비 처리 공정에서는, CaO를 필수 성분으로서 포함하는 정련제(탈인제나 탈황제)를 사용하여, 용선 예비 처리(탈P이나 탈S)가 행해진다. 여기서, CaO의 융점은 2625℃로 높기 때문에, 종래, CaO를 분체화시켜 용강 중에서의 반응 재화를 촉진하는 방법이나, CaF2, Al2O3 혹은 MgO을 첨가하여 융점을 저하시키고, 슬래그와 용철의 반응을 촉진하는 방법이 널리 채용되고 있다.
또한, 제강 공정(용선 예비 처리 공정~전로 정련 공정~이차 정련 공정)에 있어서 발생하는 슬래그를 재이용하는 기술로서, 용선 예비 처리 공정에 이어지는 전로 정련(탈C) 공정에서 발생하는 전로 슬래그를 냉각 후에 분쇄하고, 세립화하여 재화 속도를 높인 후에, 용선 예비 처리 공정에 있어서의 정련제로서 사용하는 기술(특허문헌 1)이나, 이차 정련 공정에서 발생하는 레이들 슬래그를 정련제로서 사용하는 기술(특허문헌 2)이 개시되어 있다.
상기와 같은 종래 기술 중, 특허문헌 1의 발명은 전로 정련(탈C) 공정에서 발생하는 전로 슬래그에는 CaO가 많이 함유되어 있고 염기도도 높은 점에 착안하여 이루어진 발명이며, 리사이클에 의해 전로 슬래그의 배출량 삭감이 도모된다는 점에서는 의의가 있다. 그러나, 본 발명자들의 실험 조사에 의하면, 전로 슬래그 단독으로는, 재화율은 50％ 정도에 머물기 때문에, 별도로 대량의 생석회(전로 슬래그 유래가 아닌 CaO)를 추가 사용할 필요가 있어, 특허문헌 1의 발명에서는 정련제 비용의 삭감 효과를 기대할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 2의 발명은 이차 정련 공정에서 발생하는 레이들 슬래그에는 CaO와 함께, Al2O3이 많이 함유되어 있다는 점에 착안하여 이루어진 발명이다. 특허문헌 2의 발명에서는 슬래그의 융점을 저하시키는 작용을 갖는 Al2O3에 의한 재화 촉진 효과를 향수할 수 있기는 하지만, 동시에 슬래그의 점도가 상승한다. 슬래그의 점도가 높은 경우, 슬래그에 거품이 일기 쉽고, 전로나 토페도 카 등의 반응 용기로부터 슬래그가 넘쳐 흘러 조업을 저해하는 슬로핑의 발생 리스크가 높아진다는 문제가 있다.
일본 특허 공개 평4-120209호 공보 일본 특허 공개 제2006-274349호 공보
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 슬래그의 계외 배출량의 삭감을 도모함과 함께, 슬로핑의 발생을 회피하여, 정련제로서 사용하는 생석회의 사용량을 삭감할 수 있는 용선 예비 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 일 형태에 관한 용선 예비 처리 방법은, 용선 예비 처리 공정을 거친 용선을 전로 정련할 때에 얻어지는 전로 슬래그를, 용선 예비 처리용 정련제로서 재이용하는 용선 예비 처리 방법이며, 상기 전로 슬래그의 입경이 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위가 되고, 상기 전로 슬래그 중, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이 상기 전로 슬래그의 전량에 대하여 10질량％ 이상 15질량％ 미만이 되도록 상기 전로 슬래그를 정립하는 제1 공정과; 정립 후의 상기 전로 슬래그를 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제2 공정과; 상기 제1 공정보다 후이고 또한 상기 제2 공정보다 전에, 또는 상기 제2 공정과 동시에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 1.0질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 Al2O3을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제3 공정과; 상기 용선 예비 처리 용기 내에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 0.3질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 MnO를 투입하는 제4 공정을 갖는다.
상기 구성으로 이루어지는 용선 예비 처리 방법에 의하면, 슬래그의 계외 배출량의 삭감을 도모함과 함께, 슬로핑의 발생을 회피하여, 정련제로서 사용하는 생석회의 사용량을 삭감할 수 있다.
(2) 상기 (1)에 기재된 용선 예비 처리 방법에 있어서, 상기 Al2O3이, 전로 정련 공정을 거친 용강을 이차 정련할 때에 얻어지는 이차 정련 슬래그에 포함되는 Al2O3이어도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 용선 예비 처리 방법에 있어서, 상기 제1 공정보다 후이고 또한 상기 제2 공정보다 전에, 또는 상기 제2 공정과 동시에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여, FeO 환산으로 1.0질량％ 이상 20.0질량％ 미만의 산화철을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 더 투입하는 제5 공정을 가져도 된다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 용선 예비 처리 방법에 있어서, 상기 제3 공정과 동시에, 상기 용선 예비 처리 용기 내에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여, K2O, Li2O, Na2O, CaF2, MgO, SrO 중 1종 또는 2종 이상을 각각 0.3질량％ 이상 5.0질량％ 미만 더 투입하는 제6 공정을 가져도 된다.
본 발명의 상기 형태에 관한 용선 예비 처리 방법에 의하면, 용선 예비 처리 용기 내의 슬래그의 점도를 상승시키지 않고 전로 슬래그의 재화를 촉진할 수 있기 때문에, 슬래그의 계외 배출량의 삭감을 도모함과 함께, 슬로핑의 발생을 회피하여, 정련제로서 사용하는 생석회의 사용량을 삭감할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 전로 슬래그 중, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이, 전로 슬래그의 재화율 및 투입 호퍼의 막힘 발생률에 끼치는 영향을 도시하는 그래프이다.
도 3은 전로 슬래그 투입 시각을 기준(0초)으로 한 Al2O3의 투입 타이밍(투입 시각)과 전로 슬래그 재화율의 관계를 도시하는 그래프이다.
이하에 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시 형태에만 한정되지 않는다.
용선 예비 처리 공정을 거친 용선을 전로에서 탈탄 정련할 때에 얻어지는 전로 슬래그는 함유 P(인) 농도가 낮고, 또한 탈P이나 탈S(질소)에 필요한 염기성 슬래그를 만드는 주성분이 되는 CaO를 많이 함유하고 있다.
본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법에서는, 도 1에 도시한 바와 같이 고로 용선의 용선 예비 처리, 전로 정련, 이차 정련을 순차 행한다. 본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법에서는, 전로 정련에서 얻어지는 전로 슬래그를 용선 예비 처리 공정에 있어서의 정련제로서 재이용함으로써, 용선 예비 처리 공정에서 정련제로서 사용되는 생석회(전로 슬래그 유래가 아닌 CaO)의 양을 삭감함과 함께, 전로 슬래그의 계외 배출량의 삭감을 도모하고 있다.
여기서, 전로 슬래그의 융점은 1400℃ 정도이고, 용선 예비 처리 온도인 1300℃ 내지 1350℃ 정도에서는, 전로 슬래그의 덩어리 자체는 용해되지 않는다.
본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법에서는, 전로 슬래그의 저융점화를 촉진시키는 물질로서, Al2O3, MnO, FeO, K2O, Li2O, Na2O, CaF2, MgO, SrO의 각 성분을 전로 슬래그와 함께 첨가하고, 전로 슬래그의 입경을 작게 정립한다. 이에 의해, 전로 슬래그를 빠르게 용융시켜 재화율을 향상시킴과 함께, 정련 효율의 향상, 즉 정련제로서 추가 이용하는 생석회량의 삭감과 탈P율의 향상을 도모할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법에서는, 전로 정련(탈C) 시에 얻어진 전로 슬래그를 배재(排滓)하고, 냉각한 후, 세립화한 것을 체로 걸러, 입경(구상당 직경)으로 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위로 한 후, 전로 슬래그 중, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이 전로 슬래그의 전량에 대하여 10질량％ 이상 15질량％ 미만이 되도록 선별한다(제1 공정).
그리고, 이와 같이 정립한 후의 전로 슬래그를 상술한 정련제로서 재이용하기 위해, 용선 예비 처리 용기 내에 투입한다(제2 공정).
전로 슬래그의 입경을 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위로 함으로써, 반응계 면적이 증대되고, 전열이 촉진되기 때문에, 전로 슬래그를 빠르게 용융시킬 수 있다.
전로 슬래그의 입경을 입경 3㎜ 이상으로 함으로써, 집진에 의해 투입한 전로 슬래그의 일부 또는 전부가 반응 용기 밖으로 흩어지는 것을 억제하여, 충분히 반응에 기여시킬 수 있다. 그로 인해, 추가로 사용하는 생석회량을 억제할 수 있다. 전로 슬래그의 입경을 25㎜ 미만으로 함으로써, 전로 슬래그의 비표면적을 크게 확보할 수 있고, 슬래그의 용융 시간을 단축할 수 있기 때문에, 재화율이 상승한다. 이에 의해 정련 효율이 상승하기 때문에, 추가로 사용하는 생석회량을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명자들은 상기와 같이 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위로 정립한 전로 슬래그 중에서도, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만인 것의 비율을 다양하게 변화시켜 실기 조업으로 시험을 행하여, 도 2와 같은 결과를 얻었다.
도 2의 결과에 의하면, 입경 20㎜ 이상(또한 25㎜ 미만)의 전로 슬래그의 비율이 전로 슬래그의 전량에 대하여 10질량％ 이상인 경우, 투입 호퍼의 막힘이 발생하는 비율이 낮아, 조업을 현저하게 저해하는 경우가 없다. 또한, 입경 20㎜ 이상(또한 25㎜ 미만)의 전로 슬래그의 비율이 전로 슬래그의 전량에 대하여 15질량％ 미만인 경우, 전로 슬래그의 재화율이 상승한다.
따라서, 전로 슬래그의 전량에 대하여, 입경 20㎜ 이상(또한 25㎜ 미만)의 전로 슬래그의 비율이 그래프 중의 화살표로 나타난 범위에 있을 것, 즉 상술한 바와 같은 전로 슬래그의 입경 조건을 만족시킴으로써, 조업을 저해하지 않고, 정련제로서 효율적으로 전로 슬래그를 재이용할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법에서는, 용선 예비 처리 용기 내에, 상기한 전로 슬래그 100질량％(전량)에 대하여, 1.0질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 Al2O3을 상기 전로 슬래그 투입보다 전, 혹은 동시에, 즉, 제1 공정보다 후이고 또한 제2 공정보다 전에, 또는 제2 공정과 동시에 투입함과 함께(제3 공정), 0.3질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 MnO를 투입한다(제4 공정). 이에 의해, 슬래그의 점도 상승을 회피하면서, 전로 슬래그의 재화를 촉진할 수 있다.
Al2O3의 첨가량이 1.0질량％ 이상인 경우, 슬래그의 융점을 저하시키는 효과가 충분히 얻어지고, 슬래그의 융점은 용선 온도인 1250℃ 이하가 되어, 재화율이 향상된다. 그 결과, 추가로 사용하는 생석회량을 억제할 수 있다.
Al2O3의 첨가량이 10.0질량％ 미만인 경우, 슬래그 점도의 증가가 억제되고, 슬래그의 거품 발생이 억제되기 때문에, 슬래그가 반응 용기로부터 흘러넘치는 슬로핑 발생의 확률을 낮게 할 수 있다.
MnO의 첨가량이 0.3질량％ 이상인 경우, 슬래그 점도의 상승을 억제하는 효과가 얻어진다. 그 결과, 슬로핑 발생의 확률을 낮게 할 수 있다.
MnO의 첨가량에 대해서는, 10.0질량％를 초과하여 첨가해도, 효과의 면에서 큰 변화는 보이지 않는다. 따라서, 비용을 억제하기 위해, 바람직하게는 MnO의 첨가량을 10.0질량％ 이내로 한다. MnO원으로서는, 예를 들어 망간 광석을 30㎜ 정도로 분쇄한 것을 사용할 수 있다. MnO를 투입하는 제4 공정은 Al2O3을 투입하는 제3 공정과 동시, 제3 공정 전, 혹은 제3 공정의 후의 어느 때라도 된다.
또한, 본 발명자들은 시험 실험 연구의 결과로서 도 3의 관계를 밝혔다. 도 3의 결과에 의하면, 재화 촉진제로서 투입하는 Al2O3의 투입 시각이, 전로 슬래그 투입보다 전, 혹은 동시인 경우에 전로 슬래그의 재화율이 높은 것을 알 수 있다(그래프 중의 화살표로 나타난 범위). 한편, 전로 슬래그 투입 후에 Al2O3을 투입한 경우에는, 재화 촉진 효과가 낮은 것을 알 수 있었다.
Al2O3원으로서는, 전로 정련 공정을 거친 용강을 이차 정련할 때에 얻어지는 이차 정련 슬래그를 재이용하는 것이 바람직하다. 통상, 이차 정련 슬래그에는 Al2O3이 20.0질량％ 내지 40.0질량％ 정도 포함되어 있다. 따라서, 이차 정련 슬래그의 화학 조성을 미리 분석하여 투입량을 결정하면, 이차 정련 슬래그의 투입만으로 원하는 Al2O3 농도를 달성할 수 있다.
이와 같이, Al2O3원으로서 이차 정련 슬래그를 재이용하는 것은, 제강 공정(용선 예비 처리 공정~전로 정련 공정~이차 정련 공정)에 있어서 발생하는 슬래그의 계외 배출량 삭감과 등가여서, 슬래그 폐기에 수반하는 비용이나 환경 부하를 저감시킬 수 있다. 즉, 이차 정련 슬래그 사용량이 슬래그 계외 배출 삭감량과 일치하기 때문에, 이차 정련 슬래그 사용량만큼, 슬래그 폐기에 수반하는 비용이나 환경 부하를 저감시킬 수 있다.
또한, Al2O3원으로서 이차 정련 슬래그를 사용하지 않는 경우는, 보크사이트, 깁사이트 등의 Al2O3 함유 광물이나 폐알루미나 벽돌 등을 사용할 수 있다.
상술한 FeO는 용선 예비 처리 시의 고체 산소원으로서 사용된다. 상술한 전로 슬래그 100질량％에 대하여, FeO 환산으로 1.0질량％ 이상 20.0질량％ 미만의 산화철을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제5 공정을 갖는 것이 바람직하다.
이에 의해, 정련 효율의 향상을 실현할 수 있다. 산화철원으로서는, 철광석 외에, 분광석을 소결하여 괴상으로 한 것이나, 스케일분이나 더스트를 성형한 펠릿 등을 사용할 수 있다.
제5 공정은 제1 공정보다 후이고 또한 제2 공정보다 전에, 또는 제2 공정과 동시인 것이 바람직하다.
상술한 K2O, Li2O, Na2O, CaF2, MgO, SrO은 슬래그의 융점을 저하시키기 위한 재화 촉진제로서 사용된다. 상술한 전로 슬래그 100질량％에 대하여, 이들 재화 촉진제 중에서, 1종 또는 2종 이상을 각각 0.3 내지 5.0질량％ 미만을, 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제6 공정을 갖는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전로 슬래그의 재화율을 증대시켜 정련 효율을 향상시킬 수 있다.
상기한 재화 촉진제의 투입량이 0.3질량％ 이상인 경우, 정련 효율이 더 향상된다. 또한, 상기한 재화 촉진제의 투입량이 5.0질량％ 미만인 경우, 정련 효율의 향상 효과와 함께, 제조 비용을 억제하는 것도 가능해진다.
또한, 이들 재화 촉진제의 성분은 Al2O3과 동일한 타이밍에 투입함으로써, 전로 슬래그의 재화 촉진 효과를 향수할 수 있다. 이들 성분의 투입 시의 형태로서는, 상기 화합물을 주성분으로 하여 정제한 화학 물질 외에, 상기 성분을 함유하는 화합물, 예를 들어 K2CO3, Li2CO3, Na2CO3, MgCO3, SrCO3 등의 탄산염, 혹은 형석, 장석, 돌로마이트 등의 광석, 광물을 20㎜ 정도로 분쇄한 것 등, 모두 적합하게 사용할 수 있다.
상기한 전로 슬래그와 Al2O3, MnO, FeO, K2O, Li2O, Na2O, CaF2, MgO, SrO 등의 재화 촉진제의 투입 방법은 특별히 한정되지 않고, 용선 예비 처리 시에 용선 예비 처리 용기 내에 첨가되어 있으면 된다.
전로 정련과 용선 예비 처리를 각각의 정련 용기에서 행하는 조업 형태 외에, 전로 정련과 용선 예비 처리를 동일한 전로를 교대로 사용하여 행하는 조업 형태에도 적용할 수 있다.
전로 정련과 용선 예비 처리를 동일한 전로를 교대로 사용하여 행하는 조업 형태에서는, 전로 정련 처리 후에, 일부의 전로 슬래그를 남기고 배재를 행하고, 거기에, 용선 예비 처리를 행할 용선과, 상기한 전로 슬래그의 세립과 Al2O3 등의 재화 촉진제를 투입하고, 용선 예비 처리를 행할 수도 있다.
상기와 같이, 본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법은, 용선 예비 처리 공정을 거친 용선을 전로 정련할 때에 얻어지는 전로 슬래그를, 용선 예비 처리용 정련제로서 재이용하는 용선 예비 처리 방법이다.
본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법은 상기 전로 슬래그의 입경이 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위가 되고, 상기 전로 슬래그 중, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이 상기 전로 슬래그의 전량에 대하여 10질량％ 이상 15질량％ 미만이 되도록 상기 전로 슬래그를 정립하는 제1 공정을 갖는다.
또한, 본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법은 정립 후의 상기 전로 슬래그를 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제2 공정을 갖는다.
또한, 본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법은 상기 제1 공정보다 후이고 또한 상기 제2 공정보다 전에, 또는 상기 제2 공정과 동시에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 1.0질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 Al2O3을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제3 공정을 갖는다.
또한, 본 실시 형태에 관한 용선 예비 처리 방법은 상기 용선 예비 처리 용기 내에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 0.3질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 MnO를 투입하는 제4 공정을 갖는다.
이에 의해, 용선 예비 처리 용기 내의 슬래그의 점도를 상승시키지 않고 전로 슬래그의 재화를 촉진할 수 있기 때문에, 슬래그의 계외 배출량의 삭감을 도모함과 함께, 슬로핑의 발생을 회피하여, 정련제로서 사용하는 생석회의 사용량을 삭감할 수 있다.
[실시예]
이하에, 본 발명에 관한 용선 예비 처리 방법의 효과를 확인하기 위해, 실시한 실험예의 결과 등에 대하여 설명한다.
먼저, 용선 예비 처리 공정을 거친 용선을 전로 정련할 때에 얻어지는 전로 슬래그를, 냉각한 후, 세립화한 것을 체로 걸러, 하기의 표 1에 나타내는 입경으로 한 전로 슬래그의 세립을 얻었다.
이 전로 슬래그의 세립 100질량％(전량)에 대하여, 하기의 표 1에 나타내는 비율의 Al2O3과 MnO, 그리고 그 밖의 부원료를 용선 예비 처리 용기에 투입했다. 그리고, 다른 정련 조건을 동일하게 한 조건 하에서 탈P 처리를 행하였다.
또한, 표 1 중에서, 「이차 정련 슬래그 비율(질량％)」이라는 란에 값의 기재가 있는 실험예에서는, 투입되는 Al2O3은 이차 정련 슬래그 중에 포함되는 Al2O3에 유래하는 것이다.
표 1에는 각 실험예에 관한, Al2O3 투입 후의 전로 슬래그 투입 시각, 탈P율(＝([％P]초기－[％P]종료 후)/[％P]초기), 용선 예비 처리에서 투입한 전로 슬래그 100질량％에 대한 탈탄로에서의 추가 생석회 비율, 전로 슬래그에 Al2O3과 MnO, 그리고 그 밖의 부원료를 넣었을 때의 전로 슬래그의 융점, 슬로핑의 유무, 이차 정련 슬래그 리사이클에 의한 슬래그 계외 배출량 삭감 원단위, 부원료 호퍼 막힘 발생률, 전로 슬래그 재화율 등을 나타냈다. 슬로핑의 유무는 용선 예비 처리 시의 슬로핑의 발생 상황을 눈으로 확인함으로써 판단했다.
또한, 탈P율은 제품에 허용되는 P 농도를 만족시키기 위해, 80％ 이상이 필수이다. 탈탄로에서의 추가 생석회는, 80％ 이상의 탈P율을 달성하기 위해 첨가량이 조정된다. 본 발명을 실시하지 않는 경우의 추가 생석회 비율은 60 내지 90％이기 때문에, 이것이 60％ 미만이라면 정련 효율의 개선이라고 간주할 수 있다.
또한, 전로 슬래그의 융점은, 본 발명을 실시하지 않는 경우는 1400℃ 정도였다. 전로 슬래그의 융점을 용선 온도인 1350℃ 이하로 저하시키면, 재화율이 향상되어 정련 효율의 개선을 기대할 수 있다.
슬래그 계외 배출량 삭감 원단위는, 본래는 계외로 배출되어야 할 이차 정련 슬래그를 리사이클 이용하는 것이기 때문에, Al2O3원으로서 투입한 이차 정련 슬래그양의 원단위와 일치한다.
부원료 투입 호퍼 막힘의 발생률이 10％를 초과하는 경우는 조업이 크게 저해되기 때문에, 부원료 투입 호퍼 막힘의 발생률이 10％ 미만인 것이 필수이다.
전로 슬래그의 재화율은, (정련 종료 후의 슬래그 중 CaO 농도)/(전로 슬래그가 모두 용해되었을 때의 CaO 농도)×100(％)로서 정의되고, 이것이 40(％)를 초과하는 값이라면 정련재로서의 생석회 사용량을 삭감할 수 있기 때문에, 정련 효율이 개선되었다고 판단했다.
Figure 112018040601666-pct00001
Figure 112018040601666-pct00002
실시예 1 내지 30에 나타낸 바와 같이, 입경 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위가 되고, 또한 전로 슬래그 중, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이 전로 슬래그의 전량에 대하여 10질량％ 이상 15질량％ 미만이 되도록 정립한 전로 슬래그를, 1.0질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 Al2O3과, 0.3질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 MnO와 함께 사용한 경우, 비교예 1 내지 41과 비교하여, 생석회(전로 슬래그 유래가 아닌 CaO)의 사용량을 삭감하면서, 높은 탈P율을 유지할 수 있음이 확인되었다. 또한, Al2O3원으로서 이차 정련 슬래그를 재이용한 경우는, 계외 배출 슬래그양을 삭감할 수 있었다.
의도적으로 Al2O3을 첨가하지 않은 비교예 1에서는 전로 슬래그의 용융이 진행되지 않고, 탈P율이 저하되었다. 탈P율 80％를 확보하기 위해, 추가 생석회량을 증대시킨 결과, 추가 생석회 비율이 66질량％에 달했다.
전로 슬래그의 최대 입경을 51㎜로 한 비교예 2에서도 전로 슬래그가 용융되기 어렵고, 탈P율 82％를 확보하기 위해, 생석회(전로 슬래그 유래가 아닌 CaO)의 사용량을 90질량％까지 증가시킬 필요가 있었다.
MnO를 첨가하지 않은 비교예 3에서는 Al2O3에 의해 슬래그의 점도가 크게 상승하고, 슬래그에 거품이 일기 쉬워졌기 때문에, 슬로핑의 발생이 확인되었다.
전로 슬래그의 최소 입경을 0.8㎜로 한 비교예 4에서는 전로 슬래그가 집진기에 의해 흡인되어 손실되었기 때문에, 용선 예비 처리로 내에 충분히 투입하지 못하고, 탈P율을 유지하기 위해 대량의 생석회를 사용하게 되었다.
Al2O3 투입량이 12.0질량％였던 비교예 5에서는 슬래그의 점도 상승이 현저하여, 슬로핑이 발생했다.
MnO 투입량이 17.0질량％였던 비교예 6에서는 생석회 사용량, 탈P율 모두 양호했지만, 망간 광석을 다량으로 사용했기 때문에, 비용이 증대되어 손실이 발생했다.
입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 비율이 각각 17질량％, 50질량％로 높은 비교예 30, 31에서는, 전로 슬래그의 재화율이 낮아, 탈P율을 유지하기 위해 대량의 생석회가 필요했다.
Al2O3의 첨가량이 0.2질량％로 낮은 비교예 32에서는 전로 슬래그의 재화율이 낮아, 탈P율을 유지하기 위해 대량의 생석회가 필요했다.
Al2O3의 첨가량이 20.0질량％로 높은 비교예 33에서는 슬래그의 점도가 상승했기 때문에 현저한 슬로핑이 발생하여, 조업이 저해되었다.
MnO를 첨가하지 않은 비교예 34에서는 MnO에 의한 슬래그 점도 저하의 효과가 없기 때문에, 슬로핑이 발생하여 조업이 저해되었다.
MnO의 첨가량이 17.0질량％로 많은 비교예 35는 생석회 사용량, 탈P율 모두 양호했지만, 망간 광석을 다량으로 사용했기 때문에, 비용이 증대되어 손실이 발생했다.
재화 촉진제인 Al2O3을 전로 슬래그 투입으로부터 78 내지 257초 후에 투입한 비교예 36 내지 41에서는 전로 슬래그의 재화율이 11 내지 25％로 낮은 값이고, 탈P율을 향상시키기 위해 탈탄 공정에서 추가의 생석회를 사용하게 되어, 비용이 증대되었다.
전로 슬래그 중에서 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이 낮은 비교예 7 내지 29에서는 모두, 생석회 사용량, 탈P율 모두 양호했지만, 부원료 호퍼 막힘의 발생 비율이 높아, 조업이 저해되었다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 용선 예비 처리 방법에 의하면, 용선 예비 처리 용기 내의 슬래그의 점도를 상승시키지 않고 전로 슬래그의 재화를 촉진할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 용선 예비 처리에 방법에 의하면, 투입 호퍼의 폐색이라는 조업 저해 요인을 피할 수 있다.
본 발명에 관한 용선 예비 처리 방법은 제강 공정에서 발생하는 슬래그를 정련제로서 재이용하여 슬래그의 계외 배출량의 삭감을 도모함과 함께, 정련제의 사용에 의한 슬로핑의 발생을 회피하고, 또한 고순도강의 제강 공정에 있어서, 정련제로서 사용하는 생석회(전로 슬래그 유래가 아닌 CaO)의 사용량을 삭감할 수 있어 산업계에 있어서의 가치는 매우 높다.

Claims (5)

  1. 용선 예비 처리 공정을 거친 용선을 전로 정련할 때에 얻어지는 전로 슬래그를, 용선 예비 처리용 정련제로서 재이용하는 용선 예비 처리 방법이며,
    상기 전로 슬래그의 입경이 3㎜ 이상 25㎜ 미만의 범위가 되고, 상기 전로 슬래그 중, 입경 20㎜ 이상 25㎜ 미만의 전로 슬래그의 비율이 상기 전로 슬래그의 전량에 대하여 10질량％ 이상 15질량％ 미만이 되도록 상기 전로 슬래그를 정립하는 제1 공정과;
    정립 후의 상기 전로 슬래그를 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제2 공정과;
    상기 제1 공정보다 후이고 또한 상기 제2 공정보다 전에, 또는 상기 제2 공정과 동시에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 1.0질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 Al2O3을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제3 공정과;
    상기 용선 예비 처리 용기 내에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여 0.3질량％ 이상 10.0질량％ 미만의 MnO를 투입하는 제4 공정;
    을 갖는 것을 특징으로 하는 용선 예비 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 Al2O3이, 전로 정련 공정을 거친 용강을 이차 정련할 때에 얻어지는 이차 정련 슬래그에 포함되는 Al2O3인 것을 특징으로 하는 용선 예비 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서, 추가로, 상기 제1 공정보다 후이고 또한 상기 제2 공정보다 전에, 또는 상기 제2 공정과 동시에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여, FeO 환산으로 1.0질량％ 이상 20.0질량％ 미만의 산화철을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제5 공정을 갖는
    것을 특징으로 하는 용선 예비 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서, 추가로, 상기 제1 공정보다 후이고 또한 상기 제2 공정보다 전에, 또는 상기 제2 공정과 동시에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여, FeO 환산으로 1.0질량％ 이상 20.0질량％ 미만의 산화철을 상기 용선 예비 처리 용기 내에 투입하는 제5 공정을 갖는
    것을 특징으로 하는 용선 예비 처리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 상기 제3 공정과 동시에, 상기 용선 예비 처리 용기 내에, 상기 전로 슬래그 100질량％에 대하여, K2O, Li2O, Na2O, MgO, CaF2, SrO 중 1종 또는 2종 이상을 각각 0.3질량 ％ 이상 5.0질량％ 미만 투입하는 제6 공정을 갖는
    것을 특징으로 하는 용선 예비 처리 방법.
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