KR19980037663A - 망간 회수율을 향상시킬 수 있는 망간 광석의 환원방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고망간강 제조를 위한 제강공정에서의 망간 광석의 환원 방법에 관한 것으로, 유효 원소인 망간의 회수율을 향상시킬 수 있는 망간의 환원 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 제강로에서 망간 광석을 환원시키는 방법에 있어서, 망간광석에 중량%로 산화규소(SiO₂)가 30%이내, 알루미나(Al₂O₃)가 5% 이내로 함유된 조성물의 분체를 단광처리하여 제강로에 투입하는 것을 특징으로 하는 망간광석의 환원방법을 제공한다.

Description

망간 회수율을 향상시킬 수 있는 망간 광석의 환원방법

본 발명은 고망간강제조를 위한 제강공정에서의 망간광석의 환원방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 망간광석의 슬래그화를 촉진시키면서 유효원소인 망간의 회수율을 향상시킬 수 있는 제강공정에서의 망간회수율 향상 방법에 관한 것이다.

망간은 철강의 강도를 향상시키는 유효한 원소이기 때문에 산화공정인 제강공정에서 최대한 망간의 산화를 억제시킬 뿐만아니라 용도에 맞춰 고가의 합금철인 페로망간을 첨가하여 망간의 성분을 조정하고 있다. 따라서 합금철의 사용량을 감소시키는 것이 제강생산 원가를 낮추는 주요한 요인으로 작용하며, 최근에는 망간 광석을 용선을 정련하는 제강로에 첨가하여 이를 환원시킴으로써 함금철의 사용량을 감소시키는 기술이 시도되고 있다.

이와같은 망간광석의 환원 방법으로는, 정광의 망간광석을 제강로에 투입하는 방법이 가장 널리 사용되고 있다. 이러한 방법은 망간광석 투입량이 적은 경우에는 망간광석이 쉽게 슬래그중에 용해되어 충분하게 반응이 이루어지나, 그 투입량이 많아짐에 따라 슬래그중에 용해되는 비율이 감소하게 되고 이에 따라 망간회수율도 감소하게 되는 문제점이 있다. 망간광석의 용해를 촉진시키는 방법으로서 망간광석분체를 제강로에 취입하는 방법이 있으나, 분체를 취입하는 설비를 건설하고 유지해야하는 경제적 부담이 클 뿐만아니라 먼지가 많이 발생하여 조업환경을 나쁘게 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 제강공정에서의 망간광석 환원방법의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 망간광석을 함유하는 조성물로 구성된 단광을 제강로에 투입함으로써 망간광석이 슬래그중에 쉽게 용해되어 망간회수율을 증가시킬 수 있는 환원 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

표1은 망간광석단광중 산화규소의 함량과 용해시간의 관계를 나타내는 그래프

표2는 망간광석단광중 산화규소의 함량과 망간회수율의 관계를 나타내는 그래프

표3은 망간광석단광중 알루미나의 함량과 망간회수율의 관계를 나타내는 그래프이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제강로에서 망간광석을 환원시키는 방법에 있어서, 망간광석에 중량%로 산화규소(SiO₂)가 30%이내, 알루미늄(Al₂O₃)가 5% 이내로 함유된 조성물의 분체를 단광처리 (브리케트 또는 펠리트) 하여 제강로에 투입하는 것을 특징으로 하는 망간광석의 환원방법을 제공한다.

제강로에 망간광석이 투입되면, 우선 제강슬래그에 함유되어 있는 철산화물이 광석입자의 표층에 침투하여 망가노뷔스타이트(Mangano-wustite)를 형성시킨다. 이 망가노뷔스타이트는 융점이 높을 뿐만 아니라 제강조업온도에서 점성이 크기 때문에 망간광석입자들은 서로 응집되어 큰 괴상으로 성장하여 조업이 진행되는 동안에 슬래그중으로 충분히 용해되지 못한다. 따라서, 망간광석을 정광 상태로 투입하는 것은 망간회수율을 충분히 얻기가 어렵다. 반면에 산화규소와 알루미나를 혼합한 단광은 망가노뷔스타이트의 융점을 낮추어 망간광석이 슬래그중으로 쉽게 용해되도록 하여 망간회수율을 향상시키는 것이다. 그러나, 산화규소는 상술한 바와 같이 망가노뷔스타이트의 용해를 촉진시키는 작용을 하는 반면에 평형론적으로는 망간산화물의 환원을 억제시키는 역할을 하는 양면성을 가지고 있다. 따라서, 산화규소가 과량으로 오히려 망간회수율을 감소시키는 역할을 하기 때문에 적정량이 함유되어야 하는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 조성물의 수치한정 이유에 대하여 설명한다. 산화규소가 30%이상인 경우에는 슬래그의 염기도를 저하시켜 망간회수율을 떨어뜨리는 작용을 하므로 30%이내가 바람직하다. 또한 알루미나가 5%이상에서는 단광의 융점을 상승시킬 뿐만아니라 산화규소의 경우와 마찬가지로 슬래그의 염기도를 저하시킴으로써 망간회수율을 감소시키는 문제점이 있으므로 5%이내가 적절하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

(실시예 1)

50kg 고주파유도로에서 탄소 : 4.3-4.5%, 망간 : 0.2-0.25%의 조성을 갖는 선철 40kg을 용해한 후, CaO:55%, SiO₂:15%, FeO:20%, MnO:5%, MgO:5%의 조성을 갖는 제강슬래그 1.2kg을 용해시킨 후, 용강온도를 1500±10℃로 유지하면서 하기 표1의 조성을 갖는 입자 크기가 10±1㎚인 단광 400g을 슬래그중에 투입하였다. 단광을 투입한 후 단광이 슬래그중으로 용해되는 것을 육안관찰하고 용해 시간을 측정하였으며, 투입 후 10분이 경과한 후에 용강 시료를 채취하여 시료중의 망간함량을 화학분석하여 망간회수율을 산정하였다.

표 1

상기 방법으로 얻어진 산화규소의 함유량에 따른 단광의 용해시간의 변화를 표와 도1에, 망간환원회수율의 변화를 표1과 도2에 나타내었다. 도1 및 도2에서 P는 종래방법, A는 본 발명 방법A, B는 본 발명방법B, C는 본 발명방법C, D는 본 발명방법D, A+는 비교방법A, B+는 비교방법B, 그리고 C+는 비교방법C를 나타낸다. 여기에서, 망간회수율은 다음식과 같이 단광이 함유하고 있는 망간중에 환원되어 용선으로 혼입된 양의 비를 나타낸 것을 의미하며 값이 클수록 망간회수율이 우수함을 의미한다.

도1을 참조하면, 용해시간은 산화규소의 함량이 증가함에 따라 급격히 감소하여, 산화규소 함량이 40%이상이 되면 다시 급격히 증가하는 현상을 보이고 있다. 그리고, 도2을 참조하면, 망간회수율은 산화규소 함량이 20%일 때까지(본 발명방법 A, B, C)는 용해시간이 감소함에 따라 증가하나, 20% 이후에는 오히려 감소하며, 30%일 때 (본 발명방법 D)는 산화규소가 함유되지 않는 망간광석만을 투입한 종래방법과 유사하게 나타나며 30%이상 (비교방법 A, B, C)에서는 종래방법보다도 낮은 값을 나타냈음을 알 수 있다. 이와 같이 본 발명방법이 종래방법 및 비교방법보다 망간회수율이 높은 망간광석환원처리방법인 것이다.

(실시예 2)

상기 실시예 1에서 산화규소를 30% 이내로 함유된 단광을 투입하는 것이 정광을 첨가하는 것보다 우수한 방법임을 알 수 있었다. 본 실시예에서는 알루미나가 망간회수율에 미치는 영향을 구하기 위하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 하기 표2의 조성물들을 취입하여 얻은 처리후의 망간회수율을 표2와 도3에 함께 나타내었다.

표 2

도 3에서, P는 종래방법, C는 본 발명방법C, E는 본 발명방법E, F는 본 발명방법 F, D+는 종래방법D, 그리고 E+는 종래방법 E를 나타낸다.

상기 표2와 도3에 나타난 바와 같이, 알루미나가 5% 이내로 함유된 경우(본 발명방법 E, F, G)가 종래방법과 알루미나가 5%이상 함유된 경우 (비교방법 D, E)보다 높은 망간회수율을 나타내고 있다. 따라서, 망간광석과 산화규소의 배합에 5%이내의 알루미나를 첨가하는 것은 망간회수율을 향상시키는 방법임을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 제강로에서 투입된 망간광석의 환원실수율을 향상시킴에 의해 용강망간의 함량을 증가시킴으로써 고가의 페로망간 합금철의 투입량을 절감하여 용강 제조원가를 낮출 수 있는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 제강로에서 망간 광석을 환원시키는 방법에 있어서, 망간광석에 중량%로 산화규소(SiO₂)가 30%이내, 알루미나(Al₂O₃)가 5% 이내로 함유된 조성물의 분체를 단광처리하여 제강로에 투입하는 것을 특징으로 하는 망간광석의 환원방법