KR20030055535A

KR20030055535A - 수소가스를 이용한 레이들 슬래그 산화도 저감 방법

Info

Publication number: KR20030055535A
Application number: KR1020010085550A
Authority: KR
Inventors: 심상철; 김정식; 서성모; 서정도
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-04

Abstract

본 발명은 제강공정 중 LF를 이용한 정련조업 시에 청정강을 제조하기 위해서 필요한 용강의 탈황 및 용강 중 전산소농도 저감을 위한 필수 불가결한 조건인 슬래그의 산화도 저감하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명의 수소가스를 이용한 레이들 산화도 저감방법은 전로에서 출강된 용강을 LF(ladle furnace)에서 정렬처리시 레이들 슬래그 산화도 저감방법에 있어서, LF조업 초기에 레이들 슬리그에 수소가스를 취입하여 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도를 저하시킨다.

Description

수소가스를 이용한 레이들 슬래그 산화도 저감 방법{ A Method of Reducing Ladle Slag Oxidation Rate using Hydrogen Gas}

본 발명은 수소가스를 이용한 레이들 슬래그 산화도 저감 방법에 관한 것으로, 특히 제강공정 중 LF(Ladle furnace, 이하, "LF"라 칭함) 를 이용한 정련조업 시에 청정강을 제조하기 위해서 필요한 용강의 탈황 및 용강 중 전산소농도 저감을 위한 필수 불가결한 조건인 슬래그의 산화도 저감하기 위한 방법에 관한 것이다.

LF를 이용한 정련조업에서. 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 높으면 이들 슬래그로부터 지속적으로 용강에의 산소 공급이 일어나기 때문에 슬래그와 용강 간의 탈황효율이 저하되며 또한 용강의 재산화로 용강 청정도가 급격히 저하한다.

일반적으로, 슬래그 중의 FeO와 MnO를 저감 시키는 방법으로 레이들로 용강 출강 시 다트(Dart)를 이용하여 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 높은 전로 슬래그의 유출량 자체를 저감 시키는 방법이 있다.

또한, 레이들로 출강 시 금속의 알루미늄을 첨가하여 용강의 탈산과 동시에 슬래그도 탈산하여 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)을 저감 시키는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 다트를 이용한 슬래그 유출량 저감법은 전로에서 발생된 슬래그를 완전히 차단할수 없다는 문제점이 있다.

또한, 알루미늄을 이용하는 방법은 고가인 알루미늄을 다량 첨가 해야 하기 때문에 제조원가 측면에서도 불리하며, 슬래그 중에 알루미나의 농도가 높아지면 정련능도 크게 저하한다는 문제점이다.

실제 조업에서는 강 종에 따라 다소 상이하나 탈황 및 용강의 청정도를 고려하여 FeO+MnO의 농도를 약 5 중량 퍼센트 이내로 제한하고 있으며, 실제 공정에서도 가능한 한 슬래그의 중의 FeO+MnO의 농도는 1중량 퍼센트 이하로 하는 것이 정련능에도 크게 유리한 것으로 알려져 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고 개선점을 제공하기 위해서 안출된 것이다.

본 발명의 목적은 슬래그의 산화도(중량퍼센트 FeO+MnO)를 저감시키기 위해 슬래그와 용강의 반응계에 수소가스를 취입하여 용강의 승온효과를 높이고 공해를 방지하는 수소가스를 이용한 레이들 슬래그 산화도 저감방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 레이들 슬래그 중 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 수소가스의 취입 유량에 따른 레이들 슬래그 중 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도변화를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 수소가스를 이용한 레이들 산화도 저감방법은 전로에서 출강된 용강을 LF(ladle furnace)에서 정렬처리시 레이들 슬래그 산화도 저감방법에 있어서, LF조업 초기에 레이들 슬래그에 수소가스를 취입하여 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도를 저하시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 순도 99.9% 이상의 수소가스를 다음의 표 1에 나타낸 조성의 레이들 슬래그에 취입한다.

수소가스를 투입하고 난 후의 슬래그 중의 FeO와 MnO의 농도변화를 조사한 결과 수소가스 사용에 의해 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도를 상당량 저감할 수 있음을 확인하였다.

이하, 본 발명에 의한 수소가스를 이용한 레이들 슬래그 산화도 저감방법의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

수소가스 취입에 의한 레이들 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도변화를 측정하기 위하여 다음과 같은 실험을 실시하였다.

우선 고순도 산화마그네슘(MgO) 도가니에 상기 표1의 레이들 슬래그 약 150그람(g)을 1600도의 반응로 내에 장입한 다음 분당 0.5리터(ℓ)의 수소가스를 알루미나관을 통하여 반응용기 내로 취입하였다.

슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 정확한 농도변화를 확인하기 위하여 노내에 장입된 슬래그가 완전히 용융된 상태임을 확인한 이후 수소가스를 취입하였으며, 이때 채취된 슬래그의 조성을 초기 슬래그 조성으로 하였다.

수소가스 취입 후의 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도변화를 도출하기 위하여 약 10분 간격으로 슬래그 시료를 채취하여 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도를 분석하였다.

하기의 표 2 와 도 1은 상기 표1의 레이들 슬래그에 수소가스를 취입한 경우에 있어서 반응시간에 따른 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도변화를 도시한다.

도1에 도시된 바와 같이 수소가스 취입 후 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 각각 낮아지고 있음을 알 수 있다.

수소가스 취입 후 반응시간 약 40분까지 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 급격히 낮아지고 있으며, 60분간 유지시킨 경우에는 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 각각 1중량 퍼센트까지 낮아져 있음을 알 수 있다. 한편 반응시간 70분까지는 다소 낮아지는 경향을 보이나 거의 일정한 변화를 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 2에서는 수소가스 유량에 따르는 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도변화를 조사하였다. 수소가스의 취입유량은 분당 0.2~0.7리터(ℓ)로 하였으며, 취입시간은 실시예 1의 결과에 따라 60분간 취입하였다.

실험 결과를 하기의 표 3과 도 2에 도시된 바와 같이, 수소가스의 유량이 분당 0.4리터(ℓ) 이하인 경우에는 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 각각 0.75, 0.71중량퍼센트로 다소 높게 나타났다.

그러나 0.5 리터(ℓ) 이상에서는 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 감소효과가 증가하였으며, 이때의 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도는 각각 0.56, 0.58 중량퍼센트로 나타났다.

수소가스의 취입유량을 이보다 높은 0.6~0.7리터(ℓ) 로 증가 시켰을 경우 0.5 리터(ℓ)를 취입한 경우에 비해 다소 낮아지나 크게 감소되지는 않았다. 즉 수소가스 취입량 0.5 리터(ℓ) 이상에서는 취입되는 수소가스의 유량에 관계없이 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 감소효과가 더 이상 증가하지 않았다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 수소가스를 취입함으로써 레이들 슬래그 중의 저급 산화물인 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도를 크게 감소시켜, 전로에서 출강된 용강을 LF에서 처리할 경우 LF 처리조업 초기에 수소가스를 취입하여 처리함으로써 LF처리 초기의 슬래그를 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 낮은 슬래그 조성으로 유도할 수 있다.

이와 같이 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도가 낮으면 슬래그의 탈황능 뿐만 아니라 용강의 청정도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서와 같이, 수소가스를 이용하여 슬래그의 산화도 (FeO+MnO의 농도)를 저감하는 방법은 유출되는 슬래그의 양과 조성에 상관없이 적용할 수 있는 방법이며, 슬래그 탈산에 사용되는 알루미늄의 사용량을 크게 줄일 수 있기 때문에 원가절감을 시킬 수 있는 유익한 효과가 있다.

Claims

전로에서 출강된 용강을 LF(ladle furnace)에서 정렬처리시 레이들 슬래그 산화도 저감방법에 있어서,

LF조업 초기에 레이들 슬리그에 수소가스를 취입하여 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도를 저하시키는 것을 특징으로 하는 수소가스를 이용한 레이들 산화도 저감방법.
제 1항에 있어서,

다음의 조성으로 되어 있는 레이들 슬래그 약 150g에 분당 0.5~0.7 리터(ℓ)의 수소가스를 50~60분간 취입하여, 레이들 슬래그 중의 산화철(FeO)과 산화망간(MnO)의 농도를 1중량퍼센트 수준으로 저감시키는 것을 특징으로 하는 수소가스를 이용한 레이들 산화도 저감방법.