KR20070071889A

KR20070071889A - 고청정강 제조용 탈산 내화조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20070071889A
Application number: KR1020050135712A
Authority: KR
Inventors: 최두영; 김인술
Original assignee: 주식회사 인텍
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2007-07-04
Also published as: KR100741491B1

Abstract

본 발명은 고청정강 제조용 탈산 내화조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 탈산 내화조성물은 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암 및 Li 함유 플럭스를 포함하고, 상기 표면처리층은 CaO를 포함한다.

본 발명에 따른 탈산 내화조성물은 용강 및 슬래그와 신속히 반응하여 분진이나 백연의 발생없이 산소 취련 전로 제강법에 의해 생성된 용강 및 슬래그에 존재하는 산소 및 강중에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 상기 탈산 내화조성물을 사용함으로써 고청정강을 제조할 수 있다.

탈산 내화조성물, 제조방법, 코어물질, 표면처리, 알루미늄, CaO.

Description

고청정강 제조용 탈산 내화조성물 및 그 제조방법{DEOXIDIZING REFRACTORY COMPOSITION FOR PREPARING STEEL WITH HIGH PURITY AND PREPARING METHOD THEREOF}

[기술분야]

본 발명은 고청정강 제조용 탈산 내화조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용강 및 슬래그와 신속히 반응하여 분진이나 백연의 발생없이 산소 취련 전로 제강법에 의해 생성된 용강 및 슬래그에 존재하는 산소 및 강중에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 고청정강 제조용 탈산 내화조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

[종래기술]

통상적으로 고로에서 생산된 용선 중에는 C, Si, Mn, P, S와 같은 불순물 성분이 6 내지 8% 정도 포함되어 있다. 이러한 불순물 성분들을 제거하기 위해 순산소를 취입하여 불순물을 제거하는 순산소 취련에 의한 정련 제강법이 사용되고 있다. 상기 순산소 취련에 의한 제련 제강공정시 순산소가 공급이 되면 용선중의 불 순물들이 산소와 반응하여 CO, SiO₂, MnO, P₂O₅등의 산화물 형태로 상부 슬래그층으로 부상하게 된다. 따라서 부상된 산화물을 분리함으로써 불순물을 제거할 수 있다.

그러나, 상기 순산소 취입 정련 제강법에 의한 정련작업시, 과잉의 산소 공급으로 인하여 슬래그층 및 용강 내부에는 높은 분압의 산소가 잔존하게 되는데, 이러한 잔존 산소는 원하는 강을 만들기 위해 투입되는 금속 성분들과 반응하여 제품에 치명적인 결함을 일으키는 불순물을 형성한다. 따라서, 청정강을 얻기 위한 정련공정에서는 과잉산소의 제거를 위한 공정이 필수적이다.

이에 따라 전로나 전기로에서 생성된 용강은 래이들로 옮겨져 2차 정련 공정을 거치게 되는데, 이때 용강의 고청정화 및 원하는 강의 성분 조정을 위해 탈산제나 합금물질 등을 투입하여 용강이나 슬래그 중에 존재하는 산소 및 강중에 잔존하는 불순물을 제거한다.

이와 같이 용강의 고청정화를 위한 방법으로 한국특허 제1997-0004987호에는 알루미늄 금속 30 내지 60중량%, CaCO₃ 20 내지 50중량%, Al₂O₃ 10중량% 이하, SiO₂ 10중량% 이하, 기타 첨가제로 Na+K, N, Cl+F 등을 포함하는 슬래그 조재제를 사용하는 것이 개시되어 있다. 또한 한국특허 제264994호에는 금속 마그네슘, 백운석 및 규산소다를 포함하며, 20 내지 40mm의 평균 입자 직경을 갖는 고청정강용 마그네슘계 래들 슬래그 조재제가 개시되어 있으며, 한국특허 제361932호에는 알루미늄(Al 칩 또는 Al드로스), 생석회, 철, 산화알미늄, 산화규소, 및 소맥분을 포함하는 제강 슬래그 조재제가 개시되어 있다.

한국특허 제387933호에는 알루미늄의 제조과정에서 발생하는 용해제, 즉 Al 폐 드로스를 이용한 탈산제의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국특허 제446469호에는 금속재료의 제조 및 사용과정에서 발생하는 금속 부산물로서 Al, Mg, Si, Ca 중에서 선택된 금속, 칼슘실리케이트 또는 칼슘알루미네이트의 용매제 및 물유리, 전분, 수지 등의 바인더를 사용하여 제조된 합금강 제조용 탈산제가 개시되어 있다.

상기 방법들은 모두 공통적으로 산화력이 좋은 알루미늄 금속을 포함하는 물질을 사용하고 있으며, 특히 비철금속인 알루미늄의 용해로 발생하는 재, 일명 드로스를 사용하고 있다. 그러나 상기 드로스 중에서 블랙 드로스와 솔트 케이크(salt cake)의 경우 드로스 생성시 대기 중의 질소와 반응하여 질화알루미늄 화합물(AlN)이 상당량 포함되어 있기 때문에 사용시 심한 악취와 백연을 발생시킨다는 문제점이 있다.

또한 용강 중의 산화물 개재물, 황, 인 등의 불순물을 제거하기 위해 석회석, 소석회 등의 CaO계 원료를 사용한다. 황의 경우 첨가된 CaO에 의해 CaS 황화물로 형태로 제거된다. 그러나 CaO는 높은 용융점을 갖기 때문에 슬래그층내에서 용융되기 어려우며, 또한 슬래그와 반응시 흡열반응을 하므로 대기와 접촉하고 있는 슬래그층의 온도가 낮아져 반응이 완전하게 일어나지 않을 우려가 있다. 이에 따라 산화력 및 개재물(inclusion) 흡수 효율이 떨어지는 문제가 있다.

또한 용강 중의 산화물 개재물, 황, 인 등의 불순물을 제거하기 위해, 시멘트 제조시 발생하는 칼슘실리케이트, 칼슘알루미네이트를 원료로 사용하기도 하는 데, 이 경우 상기 칼슘 실리케이트나 칼륨 알루미네이트속에 포함된 다량의 황 성분으로 인해 청정강 제조가 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 용강 및 슬래그와 신속히 반응하여 분진이나 백연의 발생없이 산소 취련 전로 제강법에 의해 생성된 용강 및 슬래그에 존재하는 산소 및 강중에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있는 고청정강 제조용 탈산 내화조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 코어물질, 및 상기 코어물질을 둘러싸는 표면처리층을 포함하는 고청정강 제조용 탈산 내화조성물을 제공한다. 상기 코어물질은 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암 및 Li 함유 플럭스를 포함하고, 상기 표면처리층은 CaO를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암, 및 Li 함유 플럭스를 포함하는 코어물질 형성용 조성물을 이용하여 코어물질을 제조하고, 상기 코어물질에 CaO, 분산매, 결합제, 해교제, 및 소포제를 포함하는 표면처리층 형성용 조성물을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 단계를 포함하는 고청정강 제조용 탈산 내화조성물의 제조방법을 제공한다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명은 고청정강 제조용 탈산 내화조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으 로, 본 발명에서는 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암 및 Li 함유 플럭스를 포함하는 코어물질 및 이를 둘러싸며 CaO를 포함하는 표면처리층을 갖는 탈산 내화 조성물을 사용함으로써, 순산소 취련에 의한 제강 정련 조업에서 형성된 슬래그와 용강중의 과잉 산소의 탈산 및 용강내 잔존하는 불순물, 즉 산화물 형태의 개재물, 황, 인 등을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한 이를 이용하여 분진 및 백연의 발생이 없이 고청정강을 제조할 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 고청정강 제조용 탈산 내화조성물은 코어물질, 및 상기 코어물질을 둘러싸는 표면처리층을 포함한다. 이때 상기 코어물질은 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암 및 Li 함유 플럭스를 포함하고, 상기 표면처리층은 CaO를 포함한다.

보다 바람직하게는 상기 코어물질은 코어물질 총 중량에 대하여 Al 함유 물질 20 내지 50중량%, Ca 함유 물질 5 내지 40중량%, 실리카플라워 3 내지 5중량%, 진주암 5 내지 10중량% 및 Li 함유 플럭스 5 내지 10중량%를 포함한다.

이하 상기 탈산 내화 조성물의 제조방법을 들어 설명하면, 상기와 같은 구조를 갖는 탈산 내화 조성물은 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암 및 Li 함유 플럭스를 포함하는 코어물질 형성용 조성물을 이용하여 코어물질을 제조한 후, 상기 코어물질에 CaO, 분산매, 결합제, 해교제, 및 소포제를 포함하는 표면처리층 형성용 조성물을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

이하 보다 상세히 설명하면, 먼저 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라 워, 진주암, 및 Li 함유 플럭스를 혼합하여 코어물질 형성용 조성물을 제조한다. 보다 바람직하게는 탈산 내화 조성물 총 중량에 대하여 Al 함유 물질 20 내지 50중량%, Ca 함유 물질 5 내지 40중량%, 실리카플라워 3 내지 5중량%, 진주암 5 내지 10중량% 및 Li 함유 플럭스 5 내지 10중량%를 포함하는 것이 좋다. 상기 함량 범위은 구성성분간의 함량비를 최적화한 것으로 우수한 탈산 효과를 나타낸다.

상기 Al 함유 물질은 내화 조성물중에 Al을 공급하기 위한 것으로, 상기 Al은 용강중의 산소와 반응하여 산화물의 형태로 용강중의 산소를 제거하는 역할을 한다.

상기 Al 함유 물질으로는 금속 알루미늄 분말, 알루미늄 칩, 알루미늄 드로스 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 알루미늄 분말의 경우 과량으로 사용시 급격한 반응으로 인해 폭발의 위험이 있으므로, 알루미늄 칩(chip)과 알루미늄 드로스(dross)를 함께 혼합하여 사용하는 것이 바람직한데, 구체적으로는 금속 알루미늄 5 내지 10중량%, Al 칩(chip) 15 내지 25 중량% 및 Al 드로스(dross) 15 내지 30중량%로 혼합하여 사용하는 것이 좋다.

또한 알루미늄 분말은 미분화할수록 표면 활성도가 높아져 대기중의 산소와 쉽게 반응하여 금속 입자 표면에 산화물 피막을 형성하게 된다. 이에 따라 산화물 피막의 형성에 따라 금속 입자와 산소와의 반응이 느려지는 것을 방지하기 위해 금속 알루미늄 분말 표면에 경유, 등유, 식물유, 윤활유 등의 오일로 코팅한 것을 사용할 수 있다.

상기 알루미늄 드로스로는 화이트 드로스(White Dross), 블랙 드로스(Black Dross) 및 Salt Cake를 사용할 수 있다. 화이트 드로스(White Dross)는 순수 알루미늄의 용해시 공기와의 접촉에 의해 발생되는 것으로 알루미늄을 약 70%를 함유하고 있으며, 나머지 대부분은 알루미나이다. 블랙 드로스(Black Dross)는 알루미늄의 용해시 표면 산화를 방지하기 위해 플럭스로 처리한 것으로 알루미늄을 25 내지 40% 함유하고 있으며, 나머지 알루미나 외에 다소 많은 양의 불소를 함유하고 있다. 또한 솔트 케이크은 상기 드로스를 각종 염류와 혼합 용융시키고 남은 것으로 알루미늄을 25% 이하로 포함하고 있으며 상당량의 염류를 함유하고 있다. 상기 알루미늄 드로스중에서는 순도가 높아 백연 및 악취 발생을 방지할 수 있는 화이트 드로스를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

칼슘(Ca) 함유 물질은 CaO를 제공하기 위한 것으로, 상기 CaO는 내화 조성물중에서 상기 Al과 함께 용강중의 산화물 및 황을 제거하는 역할을 한다.

상기 Ca 함유 물질로는 CaO, Ca(OH)₂, CaCO₃ 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 이들은 순도가 높고 반응성이 좋아 용이하게 CaO를 공급할 수 있다.

상기 진주암은 결정 구조속에 수분을 함유하고 있으며, 이 같은 수분은 고온에서 급속히 휘발하여 발포작용을 일으킨다. 이에 따라 탈산 내화조성물이 슬래그층 전면에 투입되지 않아도 진주암의 발포작용에 의해 신속히 슬래그층 전면으로 확산될 수 있다.

실리카 플라워는 코어물질 형성용 조성물의 구성 물질들간의 결합력을 증가시켜 사용중 탈산 내화조성물이 부스러지는 현상을 방지하는 역할을 한다.

탈산 내화 조성물에 포함되는 CaO는 높은 융점을 갖기 때문에 반응속도가 저하되고 반응이 완전히 일어나지 않을 우려가 있다. 이에 대해 리튬 함유 플럭스를 사용함으로써 CaO의 용융 온도를 저하시켜 반응 속도를 증가시킬 수 있다. 이와 같은 리튬 함유 플럭스로는 스포듀민(spodumene), 페탈라이트(petalite), 레피돌라이트(Lithia mica) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.

상기 코어물질 형성용 조성물은 탈산 내화 조성물의 성형 공정을 용이하게 하기 위하여 결합제를 더 포함할 수도 있다.

상기 결합제로는 규산소다, 규산칼리를 포함하는 무기 결합제; 및 소맥분, 당밀, 전분, 수지 등을 포함하는 유기 결합제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 규산소다가 상온의 대기중 수분과의 반응에 의해 백화 현상으로 부서지는 현상을 방지하기 위하여 규산소다와 규산칼리를 2:1 내지 2:1.5의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 결합제는 코어물질 형성용 총 중량에 대하여 5 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 코어물질 형성용 조성물로부터 성형 공정을 통해 코어물질을 제조한다.

상기 성형공정은 통상의 성형 방법을 사용하여 실시될 수 있으며, 바람직하 게는 브리켓 또는 펠렛타이징의 성형 공정을 실시하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 성형 공정을 통해 제조된 코어물질은 브리켓 또는 펠렛의 형태를 가지며, 10 내지 30mm의 평균 입자 직경을 갖는 것이 바람직하다. 코어물질의 평균 입자 직경이 10mm 미만이면 입자가 지나치게 작아 용강 또는 슬래그에 첨가시 비산될 우려가 있어 바람직하지 않고, 30mm를 초과할 경우 입자가 지나치게 커 투입이 곤란하다.

이후 제조된 코어물질에 대해 CaO, 분산매, 결합제, 해교제, 및 소포제를 포함하는 표면처리층 형성용 조성물을 도포하고 건조하여 표면처리층을 형성한다.

상기 표면처리층 형성용 조성물은 CaO 슬립(slip)으로 이루어진 것으로, 기본적으로 CaO 및 분산매를 포함하고, 이와 더불어 표면처리 효과를 높이기 위한 해교제, 결합제, 및 소포제를 더 포함한다.

상기 CaO는 앞서 설명한 바와 동일하다. 다만 표면처리층에 포함되는 CaO는 입자의 크기가 작을수록 코어물질 표면으로의 표면처리가 매끄럽게 되어 바람직한데, 본 발명에서는 0.45㎛ 이하의 평균 입자 직경을 갖는 것이 바람직하다.

상기 분산매로는 물을 사용할 수 있다.

바람직하게는 상기 CaO와 분산매는 CaO 15:85 내지 35:65의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며, 20:80 내지 30:70의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기 함량비 범위 내에서는 CaO 미분말의 슬립 안정성이 좋으므로 교반이나 분무 시 작업성이 좋으며 코어 물질 표면에 적정 두께로의 피복형성이 좋다. 상기 함량 범위를 벗어날 경우 소량의 CaO분말의 경우 피복층이 얇아져 결합력이 떨어지며, 과 량의 CaO 분말의 경우 두껍고 거친 피복층을 형성하여 실제 사용시 반응이 불안정하게 된다.

상기 해교제는 CaO 슬립으로 수분 중에 CaO 미분말이 분산된 상태로 침강 및 응집을 방지하는 역할을 하는 것으로, 대표적으로는 트리폴리인산소다, 헥사메타인산소다 등을 사용할 수 있다. 상기 해교제는 표면처리층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 1.5중량%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5중량%로 포함될 수 있다. 해교제의 함량이 0.1중량% 미만이거나 1.5중량% 초과하면 CaO 미분말의 입자들이 응집하여 안정된 현탁 상태의 슬립을 얻을 수 없으며, 시간의 경과에 따라 침강에 의한 층분리 현상이 발생하게 되므로 바람직하지 않다.

상기 결합제는 슬립의 안정성과 결합력을 증진시키는 역할을 하는 것으로, 대표적으로는 폴리비닐알콜(PVA), 폴리비닐아세테이트(PVAS) 등을 사용할 수 있다. 상기 결합제는 온수를 사용하여 분산매중에 완전히 용융하여 사용하는 것이 바람직한데, 이 경우 분산매중 상기 결합제는 2 내지 4중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 결합제의 함량이 2중량% 미만이면 결합력을 얻기 어려워 피복층이 쉽게 부서지며, 4중량%를 초과하면 완전 용융이 어렵고 안정한 슬립을 구현하기가 어려우므로 바람직하지 않다.

상기 소포제는 상기 표면처리층 형성용 조성물을 교반하는 과정에서 발생하는 기포를 제거하는 역할을 하는 것으로, 대표적으로는 소듐나프탈렌설파이트를 사용할 수 있다. 상기 소포제는 표면처리층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 1.5중량%로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 0.1내지 0.5중량%로 포함될 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 표면처리층 형성용 조성물은 코어물질을 펠레타이징과 같은 성형 공정에서 일정 크기로의 성형이 완료되는 시점에 분사 등의 표면처리 방법을 사용하여 코어물질에 표면처리한다.

이와 같이 코어물질이 원하는 크기로 성형이 완료되는 시점에 CaO 슬립을 분사하여 코어물질 표면에 코팅 부착이 되므로 견고하고 일정한 두께의 표면 부착층을 형성할 수 있다. 이때 표면처리 방법으로는 통상의 코팅방법을 사용하여 실시할 수 있으며, 보다 바람직하게는 분사방법을 이용하는 것이 좋다.

코어물질의 성형 및 표면처리가 끝나면 건조로에 투입하여 탈수 건조하여 표면처리층이 형성된 코어물질을 포함하는 탈산 내화조성물을 얻을 수 있다.

상기 표면처리층은 코어물질을 둘러싸 코어물질의 부스러짐이나 이에 따른 먼지 발생을 억제한다. 또한 표면처리층에 포함된 CaO는 순차적인 용융 반응을 유도하여 슬래그 포밍(slag forming)이나 미반응 CaO 발생을 방지하는 역할을 한다. 이때 최종적으로 생성된 표면처리층은 1mm 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1mm의 두께를 가질 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제조된 탈산 내화조성물은 용강 및 슬래그와 신속히 반응하여 분진이나 백연의 발생없이 산소 취련 전료 제강법에 의해 생성된 용강 및 슬래그에 존재하는 산소 및 강중에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 상기 탈산 내화 조성물을 사용함으로써 고청정강을 제조할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실 시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 12. 탈산 내화조성물의 제조

하기 표 1이 기재된 구성 및 함량에 따라 혼합하여 코어물질 형성용 조성물을 제조하였다.

제조된 코어물질 형성용 조성물을 이용하여 펠렛형의 코어물질을 성형하였다. 펠렛타이징 성형의 경우 회전 디스크 상의 코어물질들이 결합하여 구형으로 만들어지면서 입자크기가 성장하게 되는 것으로, 상기 펠렛타이징에 의한 성형으로 평균 입자 직경이 10 내지 30mm인 것이 95% 이상이 되도록 성형을 하였다.

성형이 완료되는 시점에서 CaO를 포함하는 표면처리층 형성용 조성물을 분사 코팅을 하였다. 상기 표면처리층 형성용 조성물은 0.45㎛의 초미분 CaO 30중량%, 트리폴리인산소다 0.5중량%, 소듐나프탈렌설파이트 0.5중량%, PVA 2% 수용액 69%를 혼합 후 강력 교반기로 응집입자가 생기지 않도록 교반하여 CaO 슬립을 제조하였다.

	실시예(단위: 중량%)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Al 분말	5	5	5	5	5	5	10	10	10	10	10	10
Al 칩	15	15	15	20	20	20	20	20	20	25	25	25
Al 드로스	30	30	30	25	25	25	20	20	20	15	15	15
CaO	20	-	-	20	-	-	20	-	-	20	-	-
CaCO₃	-	20	-	-	20	-	-	20	-	-	20	-
Ca(OH)₂	-	-	20	-	-	20	-	-	20	-	-	20
실리카플라워	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
진주암	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4
규산소다	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6
규산칼리	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
스포듀먼	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
소맥분	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4

하기 표 2는 상기 실시예의 배합에 따라 제조된 코어물질에서의 구성 성분을 백분율로 표시한 것이다.

	실시예(단위: 중량%)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Al금속	46.2	50.4	49.1	46.4	50.6	49.3	47.2	51.4	50.0	48.5	52.7	51.3
CaO	23.1	16.1	18.4	23.0	16.1	18.3	22.7	15.8	18.1	22.1	15.4	17.6
SiO₂	16.8	18.3	17.8	16.7	18.2	17.7	16.5	17.9	17.5	16.1	17.4	17.0
Al₂O₃	8.32	9.08	8.83	8.29	9.05	8.8	8.18	8.91	8.67	7.97	8.66	8.44
Li	0.52	0.57	0.55	0.52	0.57	0.55	0.51	0.56	0.54	0.50	0.54	0.53
기타	4.97	5.42	5.28	4.95	5.40	5.26	4.89	5.32	5.18	4.76	5.17	5.04

비교예 1. 탈산 내화조성물의 제조

금속 알루미늄 40중량%, CaO 40중량%, Al₂O₃ 10중량%, SiO₂ 8중량% 및 기타 성분 2중량%를 포함하는 탈산 내화 조성물을 준비하였다.

비교예 2. 탈산 내화조성물의 제조

금속 알루미늄 50중량%, CaO 30중량%, Al₂O₃ 9중량%, SiO₂ 9중량% 및 기타 성분 2중량%를 포함하는 탈산 내화 조성물을 준비하였다.

상기 실시예에서 제조된 탈산 내화조성물에 대하여 성형강도, 백연, 분진의 발생 유무 및 용융온도를 측정하였다. 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

하기 표 3에서 ◎=우수, ○=양호, △=보통, ×=불량을 의미한다.

실시예

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

코팅전 성형강도

△

○

×

코팅후 성형강도

○

◎

△

백연발생

△

◎

용융온도(℃)

1547

1545

1561

1463

1471

1489

1453

1467

1492

1416

1425

1445

상기 실험결과, 실시예 1~12중 실시예 4~8의 탈산 내화조성물이 우수한 성형강도를 가지고, 백연발생이 없으며 용융온도가 1450~1470℃의 우수한 결과를 나타내었다.

이와 같은 결과로부터 탈산 내화조성물의 성형강도 및 백연의 발생은 Al 드로스의 함량과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 CaO 슬립에 의한 코팅에 의해 탈산 내화조성물의 성형강도가 증가하게 됨을 확인할 수 있었다.

상기 실시예 4~8및 비교예 1,2의 탈산 내화조성물을 각각 2차 정련을 위해 래이들에 수강한 용강의 슬래그층에 투입하여 탈산효율과 불순물의 흡수능, 반응성 및 개재물 흡수능을 평가하였다.

통상적으로 100톤 래이들의 경우, 용강 100톤당 400~500kg의 슬래그가 형성되며, 그 중 산화된 MnO의 함량은 5~8%이다. 따라서 슬래그 양에 따른 본 발명의 탈산 내화조성물의 투입량을 최소 40kg/회로 하고 투입 전 후의 슬래그 중 MnO 조성의 변화를 통하여 슬래그의 탈산 효율을 평가하였다.

또한, 개재물 흡수능은 주조 및 압연한 탄소 강재를 열간 소둔 산세(HAP)한 다음 탄소 강재의 표면 품질을 평가하고 열연 코일당 개재물의 평균개수를 비교하였다. 측정결과를 하기 표 4에 나타내었다.

	MnO 조성(%)		탈산효율(%)	반응성	개재물의 개수
	탈산 내화조성물 투입 전	탈산 내화조성물 투입 후	탈산효율(%)	반응성	개재물의 개수
실시예4	6.9	2.1	69.6	◎	0.07
실시예5	6.4	1.9	70.3	◎	0.06
실시예7	7.3	2.6	64.4	○	0.09
실시예8	7.5	2.9	61.3	○	0.11
비교예1	6.8	3.6	47.1	×	0.16
비교예2	7.5	3.7	50.7	△	0.15

표 4에 나타난 바와 같이 실시예 4 및 5의 탈산 내화조성물이 가장 우수한 슬래그 탈산효율, 반응성 및 개재물 흡수능을 나타내었다.

본 발명에 따른 탈산 내화조성물은 용강 및 슬래그와 신속히 반응하여 분진이나 백연의 발생없이 산소 취련 전료 제강법에 의해 생성된 용강 및 슬래그에 존재하는 산소 및 강중에 존재하는 불순물을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 상기 탈산 내화조성물을 사용함으로써 고청정강을 제조할 수 있다.

Claims

코어물질; 및

상기 코어물질을 둘러싸는 표면처리층을 포함하며,

상기 코어물질은 Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암 및 Li 함유 플럭스를 포함하고,

상기 표면처리층은 CaO를 포함하는 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 코어물질은 코어물질 총 중량에 대하여 Al 함유 물질 20 내지 50중량%, Ca 함유 물질 5 내지 40중량%, 실리카플라워 3 내지 5중량%, 진주암 5 내지 10중량% 및 Li 함유 플럭스 5 내지 10중량%를 포함하는 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 Al 함유 물질은 알루미늄 분말, 알루미늄 칩 및 알루미늄 드로스로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 Ca 함유 물질은 CaO, Ca(OH)₂ 및 CaCO₃로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 Li 함유 플럭스는 스포듀민(spodumene), 페탈라이트(petalite) 및 레피돌라이트(Lithia mica)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 코어물질 형성용 조성물은 결합제를 더 포함하는 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 결합제는 규산소다, 규산칼리 및 점토를 포함하는 무기 결합제; 및 소맥분, 당밀, 전분 및 수지를 포함하는 유기 결합제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 코어물질은 브리켓 또는 펠렛의 형태를 갖는 것인 고청정강 제조용 탈 산 내화조성물.
제1항에 있어서,

상기 표면처리층은 1mm 이하의 두께로 코어물질 표면에 형성되는 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물.
Al 함유 물질, Ca 함유 물질, 실리카플라워, 진주암 및 Li 함유 플럭스를 포함하는 코어물질 형성용 조성물을 이용하여 코어물질을 제조하고,

상기 코어물질에 CaO, 분산매, 결합제, 해교제, 및 소포제를 포함하는 표면처리층 형성용 조성물을 표면처리하여 표면처리층을 형성하는 단계를 포함하는 고청정강 제조용 탈산 내화조성물의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 결합제는 폴리비닐 알코올 및 폴리비닐아세테이드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것인 고청정강 제조용 탈산 내화조성물의 제조방법.