KR20030053240A

KR20030053240A - Method for removing tin iron scrap

Info

Publication number: KR20030053240A
Application number: KR1020010083398A
Authority: KR
Inventors: 정선광; 김행구; 최낙준; 강흥원
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2003-06-28

Abstract

PURPOSE: To remove Sn from tin plated iron scrap before the tin plated iron scrap is used as raw material in steelmaking process. CONSTITUTION: The method is characterized in that iron scrap including tin is oxidized at 700 to 800°C for 20 to 30 min to peel off tin, wherein oxidation is conducted in such a manner that air is supplied in an amount of less than 500 mL/min.

Description

Method for removing tin iron scrap

본 발명은 고철을 제강공정에서 원료로 사용하기 전에 불순물인 주석(Sn)을 주석도금고철에서 제거하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주석을 산화시켜 고체 상태에서 제거함으로써 주석함유 고철의 사용을 용이하도록 하기 위한 것이다.The present invention relates to a method for removing tin (Sn), which is an impurity, from tin-plated iron before using it as a raw material in a steelmaking process. More particularly, the present invention relates to the use of tin-containing iron by oxidizing and removing tin in a solid state. This is to facilitate.

생활환경의 변화 및 편리성으로 스틸캔(Steel can)의 이용이 확대되어 스틸캔의 주원료인 주석도금강판의 수요량은 증가하고 있다. 따라서, 이러한 스틸캔의 사용후 발생되는 고철은 재활용하기 위하여 회수되고 있으며 스틸캔의 사용량의 증가에 따른 고철중의 주석함량도 증가하고 있다. 그러나, 스틸캔의 표면의 도금된 주석층이 제거되지 않으면 이 고철를 제강공정에서 사용하여 제조된 용강에 주석이 혼입된다. 철강제품중에 주석 함량이 0.04% 이상이면 열간가공성을 0.02% 이상이면 냉간가공성을 해치게 된다. 더욱이 고철중의 최대 불순물인 Cu와 공존하고 있을 시에는 그 경향이 더욱 심하게 나타난다. 따라서, 제강공정에 투입이전에 사전제거가 필요하다.Due to the change and convenience of living environment, the use of steel cans is expanding, and the demand for tin-plated steel, the main raw material of steel cans, is increasing. Therefore, the scrap iron generated after the use of the steel can is recovered for recycling, and the tin content in the scrap metal increases with the increase in the amount of steel can used. However, if the plated tin layer on the surface of the steel can is not removed, tin is incorporated into molten steel produced using this scrap iron in the steelmaking process. If the tin content in the steel product is more than 0.04%, the hot workability is more than 0.02% will damage the cold workability. Moreover, the tendency is more severe when coexists with Cu, the largest impurity in scrap metal. Therefore, prior removal into the steelmaking process is required.

유렵에서는 스탤캔의 표면에 존재하는 주석 도금층을 제거하기 위하여 전해법을 사용하여 제거된 주석을 회수하고 있다. 그러나, 전해법은 전력비 소모가 크고 또한 이용된 폐수의 처리공정이 별도로 필요하여 이에 따른 처리비용의 부담으로 경제성에 문제가 있다. 또 다른 방법으로, 한국 공개특허공보 1998-044910호에서는 주석을 염화가스로 제거하는 방법이 제시되어 있다. 그러나, 맹독성이고 부식성이 강한 염소가스를 사용하기 때문에 환경 및 작업환경의 위험성 및 설비의 급속한 부식으로 설비 안정성의 문제점등이 대두되고 있다.In some cases, the tin removed by electrolysis is recovered to remove the tin plating layer present on the surface of the stalcane. However, the electrolytic method consumes a lot of power and requires a separate treatment process for the wastewater used, and thus, there is a problem in economic efficiency due to the burden of the treatment cost. As another method, Korean Laid-Open Patent Publication No. 1998-044910 discloses a method of removing tin with chloride gas. However, due to the use of highly toxic and highly corrosive chlorine gas, there is a problem of equipment stability due to the danger of the environment and the working environment and the rapid corrosion of the equipment.

현재 파쇄기를 이용하여 스틸캔 등의 고철을 잘게 파쇄하여 도금층을 제거하고자 하고 있으나, 이는 도금층의 제거가 목적이라기 보다는 제강로에 장입하기 용이하게 하기 위한 사전작업이므로 실제로 주석제거 효과는 극히 미미하다.The present invention is intended to remove the plated layer by finely crushing scrap metal such as steel cans using a crusher, but the effect of removing tin is insignificant since it is a preliminary operation for easy loading into the steelmaking furnace rather than the purpose of removing the plated layer.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 고철중에 함유된 주석을 박리가 용이한 주석산화물로 산화반응시켜 제거하는 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a method for oxidizing and removing tin contained in scrap metal with tin oxide that is easy to peel off.

도 1은 주석의 산화제거에 미치는 온도의 영향을 나타낸 그래프1 is a graph showing the effect of temperature on the oxidation removal of tin

도 2는 산화처리조건에 따른 조건에 따른 더스트 발생량을 나타낸 그래프2 is a graph showing the dust generation amount according to the conditions according to the oxidation treatment conditions

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고철중 주석제거방법은, 주석도금재가 포함된 고철을 700∼800℃온도에서 20∼30분간 산화처리하여 주석을 산화박리시키는 것을 포함하여 이루어진다.The method of removing tin in scrap metal of the present invention for achieving the above object comprises oxidizing and removing tin from an iron containing a tin plating material at a temperature of 700 to 800 ° C. for 20 to 30 minutes.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명자들은 고철중에서 도금된 주석을 고체상태로 제거하기 위한 방안을 연구하던 중에 산화물은 쉽게 박리된다는 사실에 착안하여, 주석도금재에 대하여 산화처리를 해 본 결과, 융점이 232℃인 주석은 고온에서 쉽게 산화가 되는 것으로 확인되었다. 이러한 관점하에 출발한 본 발명은 고철의 산화를 크게 일으키지 않으면서 주석은 제거가 쉬운 주석산화물로 만들 수 있는 산화처리조건을 밝혀 내어 완성된 것이다.The inventors pay attention to the fact that the oxide is easily peeled off while studying a method for removing the plated tin in the solid state in the solid state. As a result of oxidizing the tin plating material, the tin having a melting point of 232 ° C. is It was found to be easily oxidized. Starting from this point of view, the present invention has been completed by revealing oxidation treatment conditions that can make tin oxide easy to remove without causing oxidation of scrap metal.

본 발명에서는 고철중의 주석을 약한 충격에도 쉽게 박리되는 주석산화물로 산화시켜 제거하는데 특징이 있으며, 본 발명에 따라 제거된 주석더스트는 주석생산의 원료로 재활용할 수 있다.The present invention is characterized in that tin in the scrap iron is oxidized and removed by tin oxide which is easily peeled off even at a low impact, and the tin dust removed according to the present invention can be recycled as a raw material for tin production.

본 발명에서 주석도금재가 포함된 고철을 산화처리한다. 물론, 주석도금재를 선별하여 산화처리하는 것도 가능하다. 그러나, 주석도금재와 다른 고철이 혼재되어 있어도 산화처리조건에 의해 고철의 산화는 피하면서 주석도금재의 주석의 집중적인 산화가 가능하므로 주석도금재를 별도로 분리할 필요는 없다.In the present invention, the scrap metal containing tin plating material is oxidized. Of course, it is also possible to screen the tin plating material and oxidize it. However, even though tin-plating material and other scrap metal are mixed, it is not necessary to separate the tin-plating material separately because the oxidation treatment conditions avoids oxidation of scrap metal and intensive oxidation of tin of the tin-plating material.

산화처리는 고온에서 행한다. 본 발명의 연구결과에 따르면 산화처리는 700~800℃에서 행하는 것이 바람직하다. 주석은 융점은 232℃이므로 700∼800℃에서 쉽게 산화되어 주석산화물이 생성된다. 산화처리온도가 700℃ 이상 되어야 주석을 효과적으로 제거가 쉬운 주석산화물로 만들 수 있다. 800℃ 보다 높으면 고철중 표면의 주석뿐만 아니라 내부의 철성분도 산화하여 철산화물로 생성되어 고철 원료의 손실을 유발한다. 특히, 800℃ 보다 높은 고온에서는 고철중의 주석은 표면에서 철산화물층 하부로 침투되어 존재하므로 제거가 곤란하고 오히려 표면에 생성된 철산화물층만 충격에 의해 박리제거되어 발생된 더스트에는 철성분이 다량 포함되어 주석 생산의 원료로 재활용하기에는 부적합하여 경제성이 저하된다. 이와 같이 고철중 철성분의 산화는 최소로 하면서 표면의 주석 도금층만을 산화 박리시켜 제거하는 산화처리온도는 700∼800℃이다. 산화처리시간은 산화처리온도가 낮으면 장시간이 필요하고 산화처리온도가 높으면 단시간에 처리가 가능하다. 바람직하게는 산화처리시간은 20~30분으로 하는 것이다.The oxidation treatment is performed at high temperature. According to the research results of the present invention, the oxidation treatment is preferably performed at 700 to 800 ° C. Since tin has a melting point of 232 ° C, tin oxide is easily oxidized at 700 to 800 ° C. When the oxidation treatment temperature is 700 ℃ or higher, tin can be easily turned into tin oxide. If the temperature is higher than 800 ° C, not only tin on the surface of iron scrap is oxidized, but iron is also formed into iron oxides, causing loss of scrap metal. Particularly, at a temperature higher than 800 ° C., tin in scrap metal penetrates into the bottom of the iron oxide layer and thus is difficult to remove. Rather, only the iron oxide layer formed on the surface is peeled off and removed by impact, so that a large amount of iron component It is not suitable to be recycled as raw material for tin production, which reduces economic efficiency. The oxidation treatment temperature for oxidizing and removing only the tin-plated layer on the surface while minimizing the oxidation of the iron component in the scrap metal is 700 to 800 ° C. The oxidation treatment time requires a long time if the oxidation treatment temperature is low, and can be treated in a short time if the oxidation treatment temperature is high. Preferably, the oxidation treatment time is 20 to 30 minutes.

본 발명에서 산화처리는 대기중 또는 산화분위기에서 행하면 된다. 인위적으로 공기를 유입하는 것도 효과적이다. 이때의 공기유량은 0∼500 ml/min을 유지하는 것이 바람직하다. 공기유량이 500ml/min을 초과하더라도 효과 증진은 크지 않다. 고철 장입전에 전기로 배가스를 이용하여 700∼800℃에서 20∼30분간 유지시키며 고철을 이동시키면 표면의 주석층은 쉽게 산화 박리하여 제거되고 이에 따라 발생되는 더스트를 포집하는 예열단계를 거치면 별도의 열원이나 가스공급 없이 고철중의 주석을 손쉽게 제거시킬 수 있을 것이다. 예를 들어 경사회전로에서 열처리하면 고철이 회전하는 과정에서 서로 간의 충돌에 의해 주석산화물이 손쉽게 고철로부터 박리된다.In the present invention, the oxidation treatment may be performed in air or in an oxidizing atmosphere. Artificially introducing air is also effective. At this time, the air flow rate is preferably maintained at 0 to 500 ml / min. Even if the air flow exceeds 500ml / min, the effect improvement is not large. If the scrap is moved, the tin layer on the surface is easily oxidized and removed, and the preheating step is collected before collecting the scrap. It would be easy to remove tin in scrap without the need for gas or gas. For example, when the heat treatment in the inclined rotary furnace, tin oxide is easily separated from the scrap iron by collision between each other in the process of rotating the scrap iron.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

[실시 예][Example]

0.22중량% 주석을 함유한 두께 0.25mm의 주석도금 강판을 5×5cm로 절단한 후 700∼950℃의 온도범위에서 공기를 0 혹은 500 ml/min로 흘러보내면서 산화시킨 후 충격실험을 행하였다. 실험후 발생한 주석도금 강판 시료의 주석함량과 발생 더스트 량의 결과를 도 1과 2에 나타내었다.A 0.25 mm thick tin-plated steel sheet containing 0.22% by weight tin was cut into 5 × 5 cm, oxidized while air was flowed at 0 or 500 ml / min in the temperature range of 700 to 950 ° C., and then subjected to an impact test. . The results of tin content and dust content of the tin-plated steel sheet samples generated after the experiment are shown in FIGS. 1 and 2.

도 1에서 보는 바와 같이, 800℃까지는 시간이 경과함에 따라 주석 함량이 감소하여 20분 이후에는 최고 54%의 주석이 제거되는 것으로 나타났다.As shown in FIG. 1, the tin content was decreased over time up to 800 ° C., indicating that up to 54% of tin was removed after 20 minutes.

이때, 더스트 발생량은 도 2에서 보는 바와 같이, 충격물질인 스테인레스 볼(SUS ball)의 첨가여부와 관계 없이 초기장입량의 최고 2.5%만이 발생하지만 850℃ 이상의 온도에서는 도 1에서 보는 바와 같이 주석함량은 오히려 시간이 경과함에 따라초기 주석함량보다 오히려 증가였다. 더스트 발생량은 도 2에서 보는 바와 같이 급증하여 950℃에서는 충격물질로 스테인레스 볼을 첨가한 경우 산화피막이 극심하게 제거되어 초기장입량의 최고 45%까지 더스트가 발생되어 주석산화물 보다는 철산화물이 다량 박리 제거된 것을 알 수 있으며 이는 X-선 회절 분석 결과에서도 철산화물인 Fe3O4와 Fe2O3만이 검출된 것으로도 확인 할 수 있다. 따라서 700∼800℃에서는 공기첨가 및 충격물질의 첨가와 관계없이 표면의 주석 도금층만이 쉽게 산화박리되는 것을 알 수 있었다.At this time, the dust generation amount, as shown in Figure 2, irrespective of the addition of the stainless steel (SUS ball) as the impact material, only a maximum of 2.5% of the initial loading occurs, but at a temperature of 850 ℃ or higher as shown in Figure 1 Rather, as time passed, it increased rather than the initial tin content. As the amount of dust generated increases rapidly as shown in FIG. 2, when the stainless ball is added as an impact material at 950 ° C., the oxide film is severely removed, and dust is generated up to 45% of the initial loading amount. The X-ray diffraction analysis showed that only iron oxides Fe3O4 and Fe2O3 were detected. Therefore, at 700 to 800 ° C, it was found that only the tin plating layer on the surface was easily oxidized and peeled regardless of the addition of air and the impact material.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 주석도금강판의 표면 주석을 고체상태에서 철성분의 산화를 최소로 하면서 주석을 산화박리시켜 제거하여 주석함유 고철의 제강사용시 주석함량을 저감시킬 수 있으며, 이러한 과정중에 박리 제거된 주석산화물 더스트는 포집하여 주석 제조의 주원료로 손쉽게 재활용될 수 있어 자원의 효과적으로 재활용 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the surface tin of the tin-plated steel sheet can be removed by oxidatively peeling tin while minimizing the oxidation of the iron component in the solid state, thereby reducing the tin content during steelmaking of tin-containing scrap steel. The tin oxide dust removed during separation can be collected and easily recycled as the main raw material for tin production, thereby effectively recycling resources.

Claims

In the method of removing the plating tin in scrap metal,

A method for removing tin in scrap metal, characterized in that the tin is oxidized and scraped from the scrap iron containing tin plating material at a temperature of 700 to 800 ° C. for 20 to 30 minutes.

The tin removal method in scrap metal according to claim 1, wherein the oxidation treatment is performed by introducing air of 500 ml / min or less.

2. The method of removing tin in scrap metal according to claim 1, wherein the deoxidized tin dust is recycled as a raw material for tin production.