KR19980084475A - 용선의 동시탈류, 탈규제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로에서 출탕된 용선을 탈류처리함과 동시에 효율적으로 탈규처리할 수 있는 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, CaO를 71-75%함유한 CaO계 탈류계:60-70% 및 전로폐슬래그:40-30%로 구성되는 용선의 동시 탈류, 탈규제를 제공하는 것을 그 요지로 한다.

Description

용선의 동시 탈류, 탈규제

본 발명은 고로에서 출탕된 용선을 탈류처리함과 동시에 효율적으로 탈규처리할 수 있는 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 용선의 탈규, 탈류처리는 고로에서 용선을 토페도 래들 카(Topedo Leddle Car; 이하, 'TLC'라 한다)로 출선하는 도중에 용선중의 Si 상태가 불안정한 경우 출선류에 밀스케일, 소결반광 등의 탈균제를 첨가하여 용선탈규를 실시한 후 TLC를 예비처리장으로 이송하고, 이어서 TLC내의 랜스를 통해 탈류제를 취입하여 용선탈류를 실시한다. 탈규 및 탈류처리된 용선을 장입래들에 장입한 후 출선하여 슬래그 배재장에서 슬래그 배재처리를 실시한 다음 전로에 장입한다.

전로에 장입된 용선은 정련처리하는데, 이때 용선의 염기도가 3-4일 때 탈린이 가장 효과적으로 일어나므로 CaO/SiO₂로 표기되는 용선의 염기도를 3-4로 조절하기 위해 노내에 생석회(CaO)를 첨가한다. 예를들면 전로정련시 280톤 용선중 Si 성분이 0.4%일 때 노내 존재하게 되는 용선중의 Si의 중량이 1120Kg으로 노내 정련을 거쳐 용선으로부터 생성되는 SiO₂의 중량은 2.4통이 되고, 이를 염기도 4로 조정하기 위해서 생성회를 약 9.6톤 가량 전로내로 투입하게 된다.

상기한 바와 같이 고로에서 출선되는 용선은 특수한 경우를 제외하고는 탈규처리를 하지 않고 전로에 장입되기 때문에 용선중의 Si 함량이 높아 생성회를 과다 투입하여 비경제적인 제강처리를 실시하고 있는 실정이다. 더욱이 생석회의 투입량이 증가하면 노내에 존재하는 총 슬래그의 양이 많게 되어 정련과정에서 생성된 기포들이 슬래그 층을 통과하지 못하여 기포와 함께 슬래그가 전로 바깥쪽으로 거대하게 흘러나오는 슬로핑이라는 슬래그의 넘침현상이 발생하게 되어 조업안정성에도 큰 문제를 발생시키게 된다.

한편, 예비처리공정에서 탈류처리할 때 사용하는 탈류제로는 CaC₂계, Mg계, CaO계 등이 있는데 이중 CaO계 탈류제가 주로 사용되고 있다. 현재 이러한 탈류제의 과다한 투입으로 인한 제조원가 상승을 억제하기 위해 그 사용량을 저감하거나 대체할 수 있는 저렴한 탈류제가 요구되고 있다.

이에, 본 발명은 상기 종래문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 종래 탈류제의 일부를 전로페슬래그로 대체함으로써 보다 경제적으로 종래의 탈류제와 동등 이상의 탈류능을 가지고, 동시에 탈규능도 가지는 용선의 동시 탈류, 탈규제를 제공함에 있다.

도 1은 탈류제의 첨가량에 따른 탈류능을 나타내는 그래프

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용선 동시 탈류, 탈규제는 중량%로, CaO를 71-75%함유한 CaO계 탈규제:60-70% 및 전로폐슬래그:40-30%로 구성된다.

이러한 본 발명은 종래의 탈류제에 다성분계로서 탈규반응 원소인 FeO, MnO를 함유한 전로폐슬래그를 일정량 첨가하고, 그 혼합비를 제어하는데 그 특징이 있으며, 이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 용선에 CaO계 탈류제를 첨가할 때 주된 탈류반응은 CaO가 유도하며, 그 반응식은 하기식(1)와 같다.

CaO+[S]=CaO+[O]…………(1)

이와같이 CaO계 탈류제를 첨가할 때 중요한 것은 CaO 함량으로, 통상 예비처리공정에서 사용되는 CaO계 탈류제는 CaO가 71-75% 함유한 탈류제이다.

본 발명은 이러한 통상의 탈류제로서 CaO가 71-75% 함유한 탈류제이면 가능하며 그 외의 성분은 본 발명에 극히 영향이 적으므로 특별히 한정하지 않는다. 이러한 탈류제의 대표적인 것으로는 CaO:71-75%, CaF₂:2.1-4.3%, C:6.3-9.0% 및 기타 불가피한 성분으로 조성되는 CaO계 탈류계를 예로 들 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기와 같이 조성되는 CaO계 탈류제에 다성분계인 전로폐 슬래그를 일정비로 배합하면 유황 캐퍼시티(Capacity)가 증가되어 종래의 탈류제에 비교하여 동등 이상의 탈류능을 갖는다. 또한, 상기 전로폐슬래그는 FeO와 MnO을 함유하고 있어, 하기(2)와 같이 FeO(MnO)와 Si와의 0에 대한 치환반응으로 종래의 탈류제가 탈규능을 동시에 갖도록 한다.

2FeO(MnO)+[Si]=SiO₂+2Fe(Mn)………(2)

이러한 본 발명에 적합한 전로폐슬래그는 전로에서 발생되는 폐슬래그이면 가능하며, 그 대표적인 성분으로는 CaO:41-42%, SiO₂:11-13%, Al₂O₃:3-3.5%, MgO:7-8%, MnO:4-5%, T.Fe:20-22%, P₂O₅:2-3, TiO₂:1-2를 함유한 것을 예로 들 수 있다.

상기와 같은 CaO계 탈류제와 전로폐슬래그의 혼합은 중량비로 7:3-6:4 정도로 함이 바람직하다. 그 이유는 상기 CaO계 탈류제가 70%를 넘어서면 상대적으로 전로폐슬로그 함량이 적어져 탈규 효과가 미미하며, 상기 CaO계 탈류제가 60% 미만이면, 즉, 전로폐슬래그가 40%를 넘어서면 상대적으로 CaO계 탈류제가 적어 탈류효과가 떨어지기 때문이다.

이와같이 조성된 용선의 동시 탈류, 탈규제는 종래의 탈류제와 동등이상의 탈류능이 확보되고 또한, 전로정련시 생석회 투입량을 저감할 수 있다. 예를들면 종래, 노내 정련을 거쳐 용선으로부터 생성되는 SiO₂의 중량은 2.4톤이 되고, 이를 염기도 4로 조정하기 위해서 생석회를 약 9.6톤 가량 전로내로 투입하였는데, 본 발명에 의하면 용선중 Si량이 저감되어 매 차지(Charge)당 350Kg의 생석회를 저감할 수 있게 된다. 이에 따라 전로에서 발생되는 슬로핑 현상까지도 국부적으로 저감하여 종래보다 안정된 조업을 할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

[실시예]

100Kg 유도로에서 하기 표 1과 같은 조성을 갖는 종래의 CaO계 탈류제 및 CaO계 탈류제와 전로폐슬래그를 여러가지 비로 혼합한 동시 탈류, 탈규제를 분체 취입랜스를 통하여 첨가하는 경우 각각의 탈류능 및 탈규능을 비교하는 실험을 하였다. 이때 사용된 용선은 Si:0.25-0.45%, Mn:0.25-0.36%, P:0.95-0.12%, S:0.025-0.045%의 조성을 갖고 있는 것이었고, 탈류전 슬래그는 CaO:40-45%, SiO₂:30-40%, Al₂O₃:7-10%로 이루어진 것을 1Kg장입하였다. 용선은 50Kg이었다.

실험은 약 1400℃로 반응온도를 조정하였으며 실험온도에 이르렀을 때, 상기에서 같이 준비된 종류별 탈류제를 투입한 후 탈류능 및 탈규등을 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 그리고, 탈류제의 첨가량에 따른 탈류능을 도 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, CaO를 단독 사용한 종래예의 경우 탈류효율을 80%이상이었고, 탈규반응은 거의 진행되지 않음을 알 수 있었다. 또한, CaO계 탈류제의 함유량의 적은 비교예(1,2)의 경우 탈류가 제대로 안됨을 알 수 있었다. 또한, 전로폐슬래그가 적게 함유된 비교예(3)의 경우 전로 폐슬래그의 함유량이 적어 전로폐슬래그내에 존재하는 T.Fe의 환원에 의한 탈규효과를 없으며, 또한 전로폐슬래그의 재활용 측면과 종래 CaO계 탈류제의 원단위 저감을 특징으로 하는 본 발명의 목적에도 상반되는 것을 알 수 있었다. 또한, 전로폐슬래그를 단독 사용한 비교예(4)의 경우 탈규반응은 진행되었음을 알 수 있었으나, 탈류반응에 있어서는 종래의 CaO계 탈류제에 비해 탈류율이 훨씬 낮은 60%의 수준을 보이고 있음을 알 수 있었다.

반면, 본 발명 조건에 부합되는 발명예(1-2)의 경우 종래의 CaO계 탈류제와 동등수준의 탈류효과와 더불어 탈규효과까지도 얻음을 알 수 있었다.

한편, 도 1에 나타난 바와 같이 종래예의 경우 탈류제를 원단위, 3, 6, 7Kg/Ton으로 각각 투입하면 탈류율이 급격히 증가하다가 원단위 7-8Kg/Ton으로 각각 투입하면 탈류율이 거의 증가하지 않음을 알 수 있다. 이때의 최대 탈류율은 83-88%를 나타내고 있었다. 한편, 전로슬래그를 단독으로 첨가한 비교예(4)의 경우 종래예와 비교하여 원단위 증가에 따라 매우 완만한 탈류율의 증가를 보이고 있으며, 원단위 10Kg/Ton에서도 탈류율이 60% 정도밖에 안되었다. 반면, CaO계 탈류제와 전로폐슬로그가 60:40의 배합비로 된 발명예(2)의 경우 8Kg/Ton 이상에서 종래의 CaO계 탈류제와 거의 동등 수준의 탈류율을 가짐을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 CaO계 탈류제에 전로폐슬래그를 일정량 함유하여 종래 탈류제와 비교하여 동등 이상의 탈류능과 더불어 탈규능을 가지는 용선의 동시 탈류, 탈규제를 제공함으로써 전로정련시 생석회를 절감하고, 이에 따라 슬로핑을 방지하는 효과가 있는 것이다.

또한, 제철소에서 자기 발생되어 버려지는 전로폐슬래그를 재활용 함으로써 환경친화적인 탈류, 탈규제를 제공하고, 용선제조원가 측면에서도 유리한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 중량%로, CaO를 71-75% 함유한 CaO계 탈류제:60-70% 및 전로폐슬래그:40-30%로 조성되어 이루어지는 용선 동시 탈류, 탈규제.