KR20090028305A

KR20090028305A - 제강용 쇼트분진 브리켓 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20090028305A
Application number: KR20070093798A
Authority: KR
Inventors: 김윤수; 박성수
Original assignee: 주식회사 디에스아이
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2007-09-14
Publication date: 2009-03-18

Abstract

본 발명은, 제강용 쇼트분진(shot dust) 브리켓(briquet)에 관한 것으로서, 75 내지 93중량%의 쇼트분진과, 2 내지 12중량%의 유기바인더와, 2 내지 12중량%의 무기바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 제강용 로에 용이하게 투입하여 재활용할 수 있도록 쇼트분진을 고형화시킬 수 있다.

쇼트분진(shot dust), 유기바인더, 무기바인더

Description

제강용 쇼트분진 브리켓 및 그 제조방법{SHOT DUST BRIQUET FOR STEEL MANUFACTURING AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은, 제강용 쇼트분진 브리켓 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 쇼트블라스팅(shot blasting) 공정 중에 발생된 쇼트분진(shot dust)을 재활용할 수 있도록 고형화한 제강용 쇼트분진 브리켓 및 그 제조방법에 관한 것이다.

철강 제품 등을 표면처리하는 데 널리 이용되는 방법 중 하나인 쇼트블라스팅은 일반적으로 미세한 금속볼을 대상물에 분사하여 대상물의 표면에 부착된 이물질을 제거하거나 표면상태를 변화시킨다.

이러한 쇼트블라스팅 과정에서는 대상물에 분사된 금속볼과 표면에서 제거된 이물질을 포함한 쇼트분진(shot dust)이 다량으로 발생한다. 이러한 쇼트분진은 상당한 고함량의 철계성분을 포함하고 있기는 하지만, 이를 제강용 로에 그대로 투입할 경우 비산하여 용탕에 합류되지 못하고 주위를 오염시킬 우려가 크다. 그래서, 쇼트분진은 주로 매립 등의 방식으로 폐기처리되고 있다.

따라서, 본 발명의 주 목적은, 제강용 로에 용이하게 투입하여 재활용할 수 있도록 쇼트분진을 고형화한 제강용 쇼트분진 브리켓 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 철 성분의 함량이 적절하고 저렴하게 제조 가능하며 충분한 결합강도를 가진 제강용 쇼트분진 브리켓 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제의 해결 수단은, 제강용 쇼트분진(shot dust) 브리켓(briquet)에 있어서, 75 내지 93중량%의 쇼트분진과, 2 내지 12중량%의 유기바인더와, 2 내지 12중량%의 무기바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓에 의해 달성된다.

1 내지 15중량%의 철계금속의 입자를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 철계금속의 입자는 절삭, 연삭 및 선삭공정 중 적어도 어느 하나로부터 발생된 칩 부산물인 것이 바람직하다.

상기 유기바인더는 감자전분, 옥수수전분, 당밀 및 야자왁스 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 무기바인더는 규산소다, 콜로이달 실리카, 인산알루미늄, 벤토나이트, 제올라이트, 형석분말, 소석회, 시멘트 및 아스팔트유제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

1 내지 3중량%의 수분을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 과제의 해결 수단은, 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조 방법에 있어서, 75 내지 93중량%의 쇼트분진에 2 내지 12중량%의 유기바인더와 2 내지 12중량%의 무기바인더를 첨가하여 혼합물을 얻는 단계와; 상기 혼합물이 소정의 체적을 갖는 브리켓 덩어리로 성형하는 단계와; 상기 브리켓 덩어리를 양생 및 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조방법에 의해 달성된다.

여기서, 상기 쇼트분진에 1 내지 15중량%의 철계금속의 입자를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 쇼트분진에 1 내지 3중량%의 수분을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 과제의 해결 수단에 따르면, 폐기 처리되던 쇼트분진을 고형화함으로써 제강용 로에 용이하게 투입하여 재활용할 수 있는 제강용 쇼트분진 브리켓이 제공되며, 특히 본 발명에 따른 브리켓은 철 성분의 함량이 적절하고 저렴하게 제조 가능하며 충분한 결합강도를 가진다.

본 발명에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓은 75 내지 93중량%의 쇼트분진과, 2 내지 12중량%의 유기바인더와, 2 내지 12중량%의 무기바인더를 포함한다.

쇼트분진은 철강 제품 등의 표면처리 공정인 쇼트블라스팅 공정에 의해 발생 되는 부산물이다. 쇼트분진에는 표면처리 대상물에 분사되는 다량의 금속볼과 대상물의 표면에 부착된 금속 입자와 같은 이물질을 포함한다. 여기서, 쇼트분진의 주성분 구성은 T-Fe이며, 미량의 P, Si, Mn 및 C 등의 금속이나 광물질 혹은 다양한 유기 불순물을 포함하고 있다.

본 발명에 따른 브리켓의 결합재료로서는 유기바인더와 무기바인더가 동시에 사용된다. 유기바인더는 대체로 비용이 저렴하고 입수가 용이하며, 용탕 내에서 고열에 의해 대부분 제거되어 최종 강재 제품의 성분으로서 잔존하지 않는다. 본 발명에서 적용가능한 유기바인더의 예로서는 감자전분, 옥수수전분, 당밀, 야자왁스 등이 있다. 이들 유기바인더는 단독으로 혹은 둘 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.

무기바인더는 유기바인더와 함께 결합재료로서 사용된다. 무기바인더는 본 발명에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓 성형 시 보다 높은 결합력을 제공하여 브리켓의 결합강도를 증대시킨다. 무기바인더는 본 발명의 일예로서, 규산소다, 콜로이달 실리카, 인산알루미늄, 벤토나이트, 제올라이트, 형석분말, 소석회, 시멘트 및 아스팔트유제 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 무기바인더는 전술한 재료 중에 1개 또는 2개 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 브리켓에는 1 내지 15중량%의 철계금속의 입자가 포함된다. 본 발명에 따른 브리켓에 함유되는 철계금속의 입자는 쇼트분진에 비해 비교적 큰 체적을 가지며, 주위의 쇼트분진을 상호 결합하는 결합핵의 역할을 한다.또한 쇼트분진으로만 제조될 경우 부족할 수도 있는 철성분의 함량을 높여 경제성을 높여주는 역할을 한다.

이러한 철계금속의 입자로서는 바람직하게는 밀링, 선반, 머시닝센터, 드릴링 머신 등 공작기계에 의한 절삭, 연삭, 선삭 등 가공과정에서 부산물로 발생되는 금속 칩이 이용될 있다.

그리고, 본 발명에 따른 브리켓의 제조과정 시 수분이 첨가될 수 있다. 본 발명에 따르면 1 내지 3중량%의 수분이 첨가된다. 수분은 브리켓 성형 시 브리켓의 고형화를 촉진시킨다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조과정을 도시한 흐름도이고, 도 2는 철계금속의 입자를 첨가하여 제조되는 본 발명의 제2실시예에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조과정을 도시한 흐름도이다.

우선, 본 발명의 제1실시예에 따른 브리켓의 제조과정은 쇼트블라스팅 공정 후 발생된 쇼트분진을 집진한다(S1). 그리고, 집진된 쇼트분진 중 제강용 쇼트분진 브리켓으로 적합한 입자 크기를 가진 쇼트분진을 선별하고, 선별된 쇼트분진에 포함된 수분 및 유분 등을 제거하기 위해 건조한다(S3).

쇼트분진을 고형화시키는 결합재료로서 유기바인더 및 무기바인더를 첨가한다(S5). 수분을 첨가한다(S7). 여기서, 수분의 첨가는 쇼트분진의 습기함유 상태에 따라 수행되지 않을 수도 있다. 쇼트분진, 유기바인더 및 무기바인더를 배합한다(S9),

쇼트분진, 유기바인더 및 무기바인더의 배합된 혼합물 공지된 성형장치 등을 이용하여 브리켓 덩어리로 성형한다(S11). 그리고, 성형된 브리켓 덩어리를 보관 및 운반이 용이하도록 양생 및 건조한다.(S13).

반면, 본 발명의 제2실시예에 따른 브리켓의 제조과정은 쇼트분진을 집진한다(S100). 그리고, 집진된 쇼트분진 중 제강용 쇼트분진 브리켓으로 적합한 입자 크기를 가진 쇼트분진을 선별하고, 선별된 쇼트분진에 포함된 수분 및 유분 등을 제거하기 위해 건조한다(S120).

선별 및 건조된 쇼트분진에 철계금속의 입자를 첨가한다(S140). 그리고, 쇼트분진과 철계금속의 입자를 고형화시키는 결합재료로서 유기바인더 및 무기바인더를 첨가한다(S160). 수분을 첨가한다(S180). 여기서, 수분의 첨가는 쇼트분진의 습기함유 상태에 따라 수행되지 않을 수도 있다. 쇼트분진, 유기바인더 및 무기바인더를 배합한다(S200),

쇼트분진, 철계금속의 입자, 유기바인더 및 무기바인더의 배합된 혼합물 공지된 성형장치 등을 이용하여 브리켓 덩어리로 성형한다(S220). 그리고, 성형된 브리켓 덩어리를 보관 및 운반이 용이하도록 양생 및 건조한다.(S240).

한편, 도 3 및 도 4는 성분비의 변화에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓의 실험데이터이다.

′실험 1′부터 ′실험 17′까지의 표본데이터는 유기바인더 2중량%, 무기바인더A 3중량% 및 무기바인더B 4중량%를 기준으로 쇼트분진 76 내지 92중량%에 따른 철계금속 0 내지 15중량%의 변경 데이터이다. 여기서, ′실험 1′의 수분은 1중량%이고 ′실험 2′부터 ′실험 17′까지의 수분은 2중량%이다.

본 발명의 실험데이터에서 무기바인더A는 규산소다를 사용하고, 무기바인더B는 벤토나이트를 사용하였다. 그리고, 유기바인더는 당밀을 사용하였다.

′실험 1′부터 ′실험 17′까지의 데이터를 살펴보면 제강용 쇼트분진 브리켓에 함유된 ′T-Fe′의 변화량은 81.5부터 92.5까지로 나타났다.

본 발명에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓은 철계금속의 입자 첨가에 관계없이 80%를 초과하는′T-Fe′의 함량을 나타내고 있다.

그런데, 브리켓의 제조과정 시 철계금속의 입자를 첨가하면 보다 함량이 높은 고함량의 ′T-Fe′가 함유된 브리켓을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조과정을 도시한 흐름도,

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조과정을 도시한 흐름도,

도 3 및 도 4는 본 발명의 성분비 변화량에 따른 제강용 쇼트분진 브리켓의 실험데이터이다.

Claims

제강용 쇼트분진(shot dust) 브리켓(briquet)에 있어서,

75 내지 93중량%의 쇼트분진과,

2 내지 12중량%의 유기바인더와,

2 내지 12중량%의 무기바인더를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓.
제1항에 있어서,

1 내지 15중량%의 철계금속의 입자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓.
제2항에 있어서,

상기 철계금속의 입자는 절삭, 연삭 및 선삭공정 중 적어도 어느 하나로부터 발생된 칩 부산물인 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유기바인더는 감자전분, 옥수수전분, 당밀 및 야자왁스 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 무기바인더는 규산소다, 콜로이달 실리카, 인산알루미늄, 벤토나이트, 제올라이트, 형석분말, 소석회, 시멘트 및 아스팔트유제 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

1 내지 3중량%의 수분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓.
제강용 쇼트분진 브리켓의 제조 방법에 있어서,

75 내지 93중량%의 쇼트분진에 2 내지 12중량%의 유기바인더와 2 내지 12중량%의 무기바인더를 첨가하여 혼합물을 얻는 단계와;

상기 혼합물이 소정의 체적을 갖는 브리켓 덩어리로 성형하는 단계와;

상기 브리켓 덩어리를 양생 및 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 쇼트분진에 1 내지 15중량%의 철계금속의 입자를 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 쇼트분진에 1 내지 3중량%의 수분을 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제강용 쇼트분진 브리켓의 제조방법.