KR20110124661A - Method for regenerating waste mgo-c refractories - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폐 마그카본 내화물의 재생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제강공정의 전로, 전기로, 래들 등의 내장벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본(Mg-O) 내화물을 사용 전과 같이 안정되고 순도 높은 마그네시아(MgO) 내화물로 재생시키는 폐 마그카본 내화물의 재생방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for regenerating waste magcarbon refractories, and more particularly, the waste magcarbon (Mg-O) refractories that have been used as internal bricks, such as converters, electric furnaces, ladles, etc., in the steelmaking process are stabilized as before use. The present invention relates to a method for regenerating waste magnesium carbon refractories which are recycled with high purity magnesia (MgO) refractories.
제강공정에서 사용되는 전로, 전기로, 래들 등은 높은 내화성이 요구되기 때문에, 그 내장벽돌로서 내화성이 우수한 마그카본(MgO-C) 내화물을 주로 사용하여 왔다.
Since converters, electric furnaces, ladles, and the like used in the steelmaking process require high fire resistance, the magnesium (MgO-C) refractories having excellent fire resistance have been mainly used as the built-in bricks.
그러나, 이러한 내화벽돌을 일정기간 제강공정에 사용하고 나면 내화벽돌의 가동면에 슬래그(slag) 및 이물질이 부착되어 변질이 일어나게 되므로, 내화기능을 정상적으로 발휘하지 못하게 된다. 따라서, 일정기간이 지나면 새로운 내화벽돌로 교체를 하게 되는데, 이에 따라 생기는 폐 내화벽돌이 매년 1만톤 이상의 엄청난 양에 이른다.
However, after the refractory brick is used in the steelmaking process for a certain period of time, slag and foreign matter adhere to the movable surface of the refractory brick, and thus deterioration occurs, thereby preventing the refractory function from performing normally. Therefore, after a certain period of time, the replacement with a new refractory brick, resulting in a huge amount of waste refractory brick of more than 10,000 tons per year.
종래에는 이러한 엄청난 양의 폐 내화물을 공장의 처리장에서 매립처분하는 것이 일반적이었는데, 이를 위해서는 매우 많은 비용으로 매립처리장을 건설하고 유지할 수밖에 없으며, 에너지 소비 및 환경오염의 측면에서도 매우 좋지 못한 문제가 있었다.
In the past, such a large amount of waste refractories were generally disposed of at landfills, but for this purpose, construction and maintenance of landfills was very expensive, and there were problems in terms of energy consumption and environmental pollution.
상기 폐 내화물을 그대로 전로 등의 내화벽돌의 원료로 재활용하는 것이 상기 문제점을 해결하기 위한 가장 좋은 방법이 될 수 있으나, 마그카본 내화물을 사전처리 없이 그대로 사용할 경우 내화물 제조중 크랙 발생 및 파쇄 등의 문제가 발생하여 매우 소량만이 재활용될 수 있었고, 일부는 그 외 다른 용도로만 사용될 수 있었다.Recycling the waste refractories as raw materials of refractory bricks such as converters may be the best way to solve the above problems. However, if the magcarbon refractory is used as it is without pretreatment, problems such as cracking and crushing during refractories are produced. Very small quantities could be recycled and some could only be used for other purposes.
그 예로, 종래에 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 내화물을 제강공정시 슬래그에 포함시켜 사용하거나 노체의 압입보수재용 부정형 조성물에 포함시켜 사용하기도 하였으나, 이러한 사용은 매우 제한적일 수밖에 없었고 여전히 별도의 비용을 투입하여 새로운 원료를 가지고 내화벽돌을 다시 제조하여야 하는 부담이 있었다.
For example, waste refractory materials, which have been used as refractory bricks in the past, have been used in slag during the steelmaking process or in an amorphous composition for press-fitting and repairing of a furnace, but such use has been very limited and still incurs additional costs. Therefore, there was a burden of remanufacturing the firebrick with new raw materials.
따라서, 환경개선 및 비용절감이 매우 중요시되는 현대사회에 있어서, 사용이 끝난 폐 내화물을 다시 내화벽돌 등의 원료로 재활용하는 기술에 대한 요구가 급증하고 있는 실정이다.
Therefore, in the modern society where environmental improvement and cost reduction are very important, the demand for technology for recycling used waste refractories back into raw materials such as refractory bricks is rapidly increasing.
본 발명은 제강공정의 전로, 전기로, 래들 등의 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 내화물을 재생시켜 다시 내화벽돌 등의 원료로 재활용할 수 있도록 함으로써, 비용적 손실, 에너지 소비 및 환경오염을 방지하고, 종래의 제한적이었던 적용범위를 다양화시키는 폐 마그카본 재생방법을 제공한다.
The present invention enables to recycle waste materials used in refractory bricks, such as converters, electric furnaces, ladles, etc., of steelmaking processes, and to recycle them back into raw materials such as refractory bricks, thereby preventing cost loss, energy consumption, and environmental pollution. In addition, the present invention provides a method for regenerating waste magcarbon, which diversifies the scope of application of the conventional limitation.
본 발명은 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물의 가동면의 변질층을 제거하는 단계; 상기 변질층이 제거된 폐 마그카본 내화물을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물을 탈탄처리하는 단계를 포함하는 폐 마그카본 내화물의 재생방법을 제공한다.
The present invention comprises the steps of removing the deterioration layer of the movable surface of the waste magcarbon refractory used as a refractory brick; Pulverizing the waste magcarbon refractories from which the altered layer is removed; And decarburizing the pulverized waste carbon carbide refractory material.
이때, 상기 분쇄하는 단계는 상기 변질층이 제거된 폐 마그카본 내화물이 40mm이하의 입도를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
At this time, the pulverizing step is such that the waste mag carbon refractory from which the deterioration layer is removed has a particle size of 40 mm or less.
또한, 상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물 중 1~25mm의 입도를 갖는 폐 마그카본 내화물을 선별하는 단계를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
In addition, it is more preferable to further include the step of sorting the waste magcarbon refractory having a particle size of 1 ~ 25mm in the pulverized waste carbon carbon refractory.
또한, 상기 탈탄처리하는 단계는 상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물을 산화분위기에서 1100℃ 이상의 온도로 승온시키고, 상기 온도에서 1시간 이상 유지하는 것이 효과적이다.
In addition, the step of decarburizing is effective to increase the temperature of the pulverized waste carbon refractories in an oxidizing atmosphere at a temperature of 1100 ° C. or more, and to maintain at least 1 hour at the temperature.
본 발명은 제강공정의 전로, 전기로, 래들 등의 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 내화물을 재생시켜 다시 내화벽돌 등의 원료로 재활용할 수 있도록 함으로써 내화벽돌 제조비용 및 에너지 소비를 저감시키고 환경개선에 기여할 수 있으며, 재생된 내화물을 입도별로 분급 선별함으로써 적용범위를 다양하게 하여 고부가가치의 내화원료를 제공할 수 있다.
The present invention is to reduce the production cost and energy consumption of refractory bricks and to improve the environment by recycling the waste refractories used as refractory bricks, such as converters, electric furnaces, ladles, etc. It is possible to contribute, and to provide a high value-added refractory raw material by varying the scope of application by classifying the recycled refractory by particle size.
도 1은 탈탄처리하지 않은 폐 마그카본 내화물의 일례를 나타낸 사진이다.
도 2는 불완전 탈탄처리된 폐 마그카본 내화물의 일례를 나타낸 사진이다.
도 3은 완전 탈탄처리된 폐 마그카본 내화물의 일례를 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing an example of waste magcarbon refractories not decarburized.
2 is a photograph showing an example of incomplete decarburization of waste magcarbon refractories.
Figure 3 is a photograph showing an example of the waste carbon refractories completely decarburized.
일반적으로 제강공정의 전로, 전기로, 래들 등의 내장벽돌로 사용되는 마그카본 내화벽돌은 마그네시아(MgO)와 흑연(C)을 주재료로 하고, 흑연의 산화를 방지하기 위해 Al, Mg-Al, Si 등의 금속을 첨가하여 제조된다. 이러한 내화물이 전로, 전기로, 래들 등의 내장벽돌로 사용이 끝나면 마그네시아와 흑연 뿐만 아니라 금속산화물과 미반응 금속 등이 남게 된다.
Magnesium refractory bricks, which are generally used as built-in bricks, such as converters, electric furnaces and ladles, are mainly made of magnesia (MgO) and graphite (C), and Al, Mg-Al, It is manufactured by adding metals such as Si. When the refractory is used as a built-in brick, such as a converter, an electric furnace, ladles, not only magnesia and graphite, but also metal oxides and unreacted metals remain.
이러한 내화벽돌로서의 사용이 끝난 내화물을 그대로 다시 전로 등의 내장벽돌로 재사용할 경우 크랙이 발생하여 용강 침투 및 외관품질 불량 등을 발생시키고, 또한 벽돌 자체의 강도가 약하여 혼합 및 혼련시 쉽게 부서져 미립화됨으로써 내화벽돌로서 요구되는 최밀충진성을 충족시키지 못하는 문제가 있었다. 따라서, 종래에는 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물을 그대로 내화벽돌로 재활용하기는 어렵고, 재활용하더라도 그 사용량 및 적용처에 한계가 있어, 나머지는 매립하거나 슬래그 등으로만 사용하였던 것이다.
If the refractory used as a firebrick is reused again as a built-in brick such as a converter, cracks may occur, causing infiltration of molten steel and poor appearance quality. Also, the strength of the brick itself is so weak that it is easily broken and atomized during mixing and kneading. There was a problem in that it did not meet the closest packing required as a firebrick. Therefore, in the prior art, it is difficult to recycle the used waste carbon carbon refractories as it is, and even if it is recycled, there is a limit in the amount and application of the waste bricks, and the rest is used only as landfill or slag.
이에 본 발명자들은 연구한 결과, 상기의 문제가 발생되는 메커니즘을 찾아내고, 그에 대한 해결책을 제시하기에 이른 것이다.
As a result, the present inventors have found a mechanism in which the above problem occurs and suggest a solution to the problem.
즉, 전로 등의 내장벽돌로 사용이 끝난 내화물은 상기의 마그네시아, 흑연, 금속산화물, 미반응 금속 뿐만 아니라 Al류의 금속과 흑연(C)이 반응하여 생기는 Al4C3가 다량 생성되는데, 이러한 Al4C3는 대기중의 수분과 만나면 하기 화학식 1과 같이 수화반응을 하여 Al(OH)3를 생성시켜 부피를 팽창시키는 성질이 있다.In other words, the refractory material used as a built-in brick, such as a converter, a large amount of Al 4 C 3 generated by the reaction of the metals of Al and graphite (C) as well as the magnesia, graphite, metal oxides, unreacted metals. Al 4 C 3 has a property of expanding the volume by generating Al (OH) 3 by hydration reaction as shown in the following formula (1) when it meets the moisture in the atmosphere.
[화학식 1][Formula 1]
Al4C3(s) + 12H2O(l) -> 4Al(OH)3(S) + 3CH4(g)Al 4 C 3 (s) + 12H 2 O (l)-> 4Al (OH) 3 (S) + 3CH 4 (g)
따라서, 이러한 Al4C3가 포함된 내화물을 그대로 내화벽돌로 재사용할 경우 대기중의 수분과 만나 부피가 팽창됨에 의해 외관 크랙이 발생하고, 쉽게 부서져 미립화됨으로써 상기의 문제점을 발생시켰던 것이다.
Therefore, when the refractory material containing Al 4 C 3 is reused as a refractory brick as it is, the exterior crack is generated by expanding the volume when it meets the moisture in the air, and is easily broken and atomized, causing the above problems.
이에 본 발명자들은 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물을 사용 전과 같이 안정한 상태로 재생시켜 그대로 재생벽돌 등의 원료로 사용할 수 있는 새로운 기술을 본 발명에서 제시하고자 하는 것이다.
The present inventors intend to present in the present invention a new technique that can be used as a raw material such as recycled bricks by reusing the used waste magcarbon refractories in a stable state as before use.
이하, 본 발명의 폐 마그카본 내화물의 재생방법에 대해서 상세히 설명한다.
Hereinafter, the regeneration method of the waste magcarbon refractory material of this invention is demonstrated in detail.
상기 폐 마그카본 내화물의 재생방법은 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물의 가동면의 변질층을 제거하는 단계; 상기 변질층이 제거된 폐 마그카본 내화물을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물을 탈탄하는 단계를 포함한다.
The recycling method of the waste magcarbon refractory includes removing a deteriorated layer of the movable surface of the waste magcarbon refractory used as a firebrick; Pulverizing the waste magcarbon refractories from which the altered layer is removed; And decarburizing the pulverized waste carbon carbon refractory.
먼저, 마그카본 내화물이 전로 등의 내장벽돌로 사용이 끝나면 제강공정 중의 슬래그 및 기타 이물질의 부착에 의해 변질이 발생하게 된다. 이렇게 변질된 부분은 다시 사용하기 어렵기 때문에, 상기 마그카본 내화물의 가동면의 변질층을 제거하는 공정이 선행되어야 하는 것이다.
First, when the mag carbon refractory is used as a built-in brick, such as a converter, the deterioration occurs due to the adhesion of slag and other foreign substances during the steelmaking process. Since the deteriorated portion is difficult to use again, the step of removing the deteriorated layer of the movable surface of the mag carbon refractory should be preceded.
다음으로, 상기 변질층이 제거된 폐 마그카본 내화물은 분쇄하는 과정을 거치게 되는데, 이는 상기 내화물의 표면적을 넓혀 이후 거치게 되는 탈탄단계에서 반응성을 높이고 내화재료로 재활용될 때 그 혼합이 잘 이루어지도록 하는 것이다.
Next, the waste magcarbon refractory material from which the deteriorated layer is removed is subjected to a pulverization process, which increases the surface area of the refractory material, thereby increasing reactivity in the decarburization step, which is then passed through, and when the recycled material is recycled into the refractory material, the mixing is performed well. will be.
상기 분쇄는 폐 마그카본 내화물의 평균입도가 40mm 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 입도가 40mm를 초과하면 탈탄시에 반응성이 떨어져 내부에는 미탈탄 내화물이 존재하게 되고, 내화원료로 첨가될 때 성분조절이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 있을 수 있기 때문에, 입도를 40mm 이하로 제어하는 것이 바람직하다.
The grinding is preferably such that the average particle size of the waste magcarbon refractory becomes 40 mm or less. When the particle size exceeds 40mm, the reactivity is reduced during decarburization, and thus the mithalant refractory is present therein, and when it is added as a refractory material, there may be a problem in that the component is not smoothly controlled, so the particle size is controlled to 40mm or less. It is desirable to.
보다 바람직하게는, 폐 마그카본 내화물의 평균입도가 1~25mm로 되도록 하는 것이 효과적이다. 상기 입도를 25mm 이하로 제어함으로써 탈탄반응을 극대화시킬 수 있고, 상기 입도를 1mm 이상으로 제어함으로써 분집을 방지하고 작업성을 더욱 우수하게 할 수 있기 때문이다.
More preferably, it is effective to make the average particle size of the waste magcarbon refractory to 1-25 mm. This is because the decarburization reaction can be maximized by controlling the particle size to 25 mm or less, and by controlling the particle size to 1 mm or more, it is possible to prevent the separation and further improve workability.
한편, 상기 폐 마그카본 내화물의 재생방법은 상기 분쇄단계 후에 철분을 제거하는 탈철처리하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이는 상기에서 슬래그와 이물질이 부착된 변질층을 제거했다고 하더라도 제강공정에서 첨가되었던 철분들이 내화물에 섞여 남아있을 수 있으므로 자석 등을 이용하여 상기 내화물로부터 철분을 완전히 제거하여 재생 내화물의 순도를 더욱 향상시키기 위한 과정이다.
On the other hand, the waste magcarbon refractories regenerating method preferably further comprises a step of de-ironing to remove the iron powder after the grinding step. This is because even though the deterioration layer to which the slag and foreign matter adhered is removed, the iron added in the steelmaking process may remain mixed with the refractory, so that the iron is completely removed from the refractory using a magnet or the like to further improve the purity of the regenerated refractory. It is a process for.
다음으로, 상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물을 탈탄처리하는 과정을 거치게 되는데, 본 발명의 탈탄처리 과정은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 핵심적인 과정으로서 Al4C3를 제거하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명자들은 Al4C3는 대기중의 수분과 만나 수화반응을 하여 부피를 팽창시키고, 이에 따라 내화벽돌의 크랙발생 및 미립화 등의 문제를 인지하고, 폐 마그카본 내화물에 포함되어 있는 Al4C3를 제거하기 위해 탈탄처리하는 과정을 부가한 것이다.
Next, there is a process of decarburizing the pulverized waste carbon refractories, the decarburization process of the present invention aims to remove Al 4 C 3 as a key process for solving the problems of the prior art. That is, the present inventors Al 4 C 3 is hydrated by meeting the moisture in the air to expand the volume, thereby recognizing problems such as cracking and atomization of the refractory brick, Al contained in the waste magcarbon refractory The decarburization process was added to remove 4 C 3 .
상기 탈탄과정을 구체적으로 살펴보면, 먼저 하기 화학식 2와 같이 흑연(C)이 산소와 만나 CO가스를 발생시키는데, 상기 CO가스 중 일부는 대기로 사라지고, 나머지 일부는 하기 화학식 3과 같이 상기 폐 마그카본 내화물에 포함되어 있는 Al4C3와 반응하여 Al2O3를 생성하고 C를 다시 남기게 되는데, 남은 C는 다시 산소와 반응하여 CO가스를 생성하게 된다. Looking at the decarburization process in detail, first, the graphite (C) meets the oxygen as shown in the following formula (2) to generate a CO gas, some of the CO gas disappears into the atmosphere, and the remaining part of the waste magcarbon as shown in the following formula (3) Reaction with Al 4 C 3 included in the refractory produces Al 2 O 3 and leaves C again. The remaining C reacts with oxygen again to produce CO gas.
[화학식 2][Formula 2]
C(s) + 1/2O2(g) -> CO(g)C (s) + 1 / 2O 2 (g)-> CO (g)
[화학식 3](3)
Al4C3(s) + 6CO(g) -> 2Al2O3(s) + 9C(s)
Al 4 C 3 (s) + 6CO (g)-> 2Al 2 O 3 (s) + 9C (s)
상기의 과정을 거치면 결국 Al4C3 및 C는 제거되고, Al2O3가 생성되어 상기 내화물에 포함되게 되는데, 생성된 Al2O3는 내화물의 마그네시아(MgO)와 반응하여 하기 화학식 4와 같이 MgO·Al2O3의 안정한 스피넬(spinel)을 형성하게 된다.After the above process, Al 4 C 3 And C is removed and Al 2 O 3 is generated to be included in the refractory. The produced Al 2 O 3 reacts with the magnesia (MgO) of the refractory to form a stable spinel of MgO · Al 2 O 3 as shown in the following Chemical Formula 4 will form a spike.
[화학식 4][Formula 4]
MgO(s) + Al2O3(s) -> MgO·Al2O3(s)
MgO (s) + Al 2 O 3 (s)-> MgOAl 2 O 3 (s)
따라서, 상기 탈탄과정을 거친 내화물은 Al4C3 및 C가 제거되었으므로 대기중의 수분을 만나더라도 부피팽창에 의한 크랙발생 및 미립화의 문제를 해결할 수 있고, 내화물에 있어서 MgO의 비율이 높아져 내화벽돌로 사용되기 이전과 같은 순도가 매우 높은 MgO 내화물 원료를 얻을 수 있어, 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물을 사용 이전과 같이 재생시킬 수 있는 것이다.
Therefore, the refractory is subjected to the decarburization process Al 4 C 3 Since C and C have been removed, it is possible to solve the problem of cracking and atomization due to volume expansion even if it meets moisture in the air, and the MgO refractory raw material with high purity as before being used as a refractory brick due to the high MgO ratio in the refractory material. The waste magcarbon refractory material used as a firebrick can be regenerated as before use.
상기 탈탄처리는 분쇄된 폐 마그카본 내화물을 산화분위기에서 1100℃ 이상으로 승온시키고, 상기 승온된 온도에서 1시간 이상 유지시켜 행하는 것이 바람직하다. 상기 온도가 1100℃ 미만이면 탈탄이 완전하게 일어나지 못해 불완전 탈탄이 되게 되고, 상기 유지시간이 1시간 미만이면 완전한 탈탄반응이 일어나기에 충분한 시간을 확보할 수 없으므로 1시간 이상으로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 온도나 유지시간의 상한은 탈탄의 완전성과 관련하여 기술적으로 제한할 필요가 없고, 다만 에너지 소비 또는 제조비용의 경제적인 측면에서 적절히 제한될 수는 있다.
The decarburization treatment is preferably carried out by raising the pulverized waste carbon carbide refractory to 1100 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere and maintaining the temperature at the elevated temperature for 1 hour or more. If the temperature is less than 1100 ℃ decarburization does not occur completely to be incomplete decarburization, if the holding time is less than 1 hour it is preferable to maintain more than 1 hour because it is not possible to secure sufficient time to occur a complete decarburization reaction. The upper limit of the temperature or holding time need not be technically limited in terms of completeness of decarburization, but may be appropriately limited in terms of energy consumption or economical cost of manufacturing.
한편, 상기 탈탄처리된 내화물을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 내화물을 입도별로 분급 선별하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the step of grinding the decarburized refractory; And classifying and sorting the pulverized refractory by particle size.
상기 탈탄처리된 내화물을 바로 정형 또는 부정형의 내화원료로 첨가하여 사용할 수도 있으나, 이를 임펠라브레이카나 볼밀 등을 이용하여 다시 약하게 분쇄하고, 분쇄된 내화물을 입도별로 적절히 분급 선별하여 원하는 내화원료의 크기에 맞게 다양한 사용처에 적용할 수 있도록 한다. 예를 들어, 분쇄 후 체거름을 통하여 0.0075~1mm, 1~3mm, 3~5mm 등과 같이 입도별로 분급 선별하여 매우 미세한 내화물 원료가 필요한 사용처, 상대적으로 큰 입도의 내화물 원료가 필요한 사용처 등에 다르게 적용시켜 상기 내화물의 적용범위를 다양화할 수 있는 것이다.
The decarburized refractory material may be used as a refractory raw material of a fixed form or an amorphous form, but it is crushed lightly again using an impeller brake or a ball mill, and the pulverized refractory is classified and sorted according to particle size to the desired refractory raw material size. It can be adapted to various applications. For example, after crushing, sifting and sorting by particle size, such as 0.0075 ~ 1mm, 1 ~ 3mm, 3 ~ 5mm, apply differently to the place where very fine refractory material is needed and the place where relatively large particle size refractory material is needed. It is possible to diversify the application range of the refractory.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하지만, 이는 본 발명의 보다 완전한 설명을 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 개별실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, which are intended for a more complete description of the present invention but are not intended to limit the scope of the present invention to individual embodiments.
(실시예)(Example)
이하에서는 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물의 일례를 가지고, ⅰ) 탈탄처리를 하지 않은 경우 ⅱ) 불완전 탈탄처리한 경우 ⅲ) 완전 탈탄처리한 경우로 나누어 비교 실험한 결과를 나타내었다.
The following shows an example of the waste magcarbon refractories used as refractory bricks, i) without decarburization, ii) with incomplete decarburization and i) with complete decarburization.
먼저, 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물의 일례의 조성비를 표 1에서 나타내고, 도 1-(a)는 그 내화물의 사진을 찍은 것이고, 도 1-(b)는 이를 현미경 사진으로 찍어 각 성분의 분포를 알 수 있도록 한 것이다.
First, the composition ratio of an example of the waste magcarbon refractory material used as a firebrick is shown in Table 1, and FIG. 1- (a) is a photograph of the refractory material, and FIG. The distribution of the components is known.
또한, 상기 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물을 산화분위기에서 1050℃로 승온시켜 3시간을 회전침식기에서 탈탄한 후 그 조성비를 표 2에서 나타내고, 도 2-(a)는 그 내화물의 사진을 찍은 것이고, 도 2-(b)는 이를 현미경 사진으로 찍어 각 성분의 분포를 알 수 있도록 한 것이다.
In addition, the waste magcarbon refractories used as the refractory bricks were heated to 1050 ° C. in an oxidizing atmosphere, and degassed in a rotary erosion machine for 3 hours. The composition ratios are shown in Table 2, and FIG. Photographs were taken, and Fig. 2- (b) was taken with a micrograph to see the distribution of each component.
또한, 상기 내화벽돌로 사용이 끝난 폐 마그카본 내화물을 산화분위기에서 1530℃로 승온시켜 1시간 30분을 회전침식기에서 탈탄한 후 그 조성비를 표 3에서 나타내고, 도 3-(a)는 그 내화물의 사진을 찍은 것이고, 도 3-(b)는 이를 현미경 사진으로 찍어 각 성분의 분포를 알 수 있도록 한 것이다.
In addition, the waste magcarbon refractories used as the refractory bricks were heated to 1530 ° C. in an oxidizing atmosphere, and degassed for 1 hour and 30 minutes in a rotary eroder. The composition ratios are shown in Table 3, and FIG. Photograph of the refractory was taken, and Fig. 3- (b) was taken with a micrograph so that the distribution of each component could be known.
먼저, 탈탄처리를 전혀 거치지 않은 경우를 나타낸 표 1을 보면, MgO의 비중이 낮고 고정탄소의 비중이 높아, 이 성분으로 제조된 내화벽돌은 대기중의 수분과 만날 경우 부피팽창으로 인해 크랙발생 및 미립화 등의 문제가 생길 수 있다. 또한, 도 1-(a)를 보면 다량의 흑연에 의해 내화물이 흑색화되어 있음을 알 수 있고, 도 1-(b)를 보면 ①은 MgO 크링커를 나타낸 부분이고, ②는 흑연을 나타낸 부분이며, ③은 미반응된 금속을 나타낸 부분이고, ④는 Al4C3, MgO·Al2O3와 같은 금속과 반응한 생성물을 나타낸 부분인데, MgO의 순도가 낮고 상대적으로 흑연의 비율이 높은 것을 확인할 수 있다.
First, in Table 1, which shows a case where no decarburization is performed, the specific gravity of MgO is low and the ratio of fixed carbon is high, and the refractory brick manufactured with this component is cracked due to volume expansion when it encounters moisture in the air. Problems such as atomization can occur. In addition, in Fig. 1- (a), it can be seen that the refractory is blackened by a large amount of graphite. In Fig. 1- (b), ① is a portion showing MgO clinker, and ② is a portion showing graphite. , ③ is a portion showing the unreacted metal, ④ the Al 4 C 3, inde section showing the same metal and reacting the product with MgO · Al 2 O 3, that the purity of MgO is low a high relative rate of graphite You can check it.
그리고, 탈탄처리를 하였으나 완전한 탈탄처리에는 부족한 온도인 1050℃에서 탈탄한 경우를 나타낸 표 2를 보면, MgO의 비율이 90wt%를 넘어 높게 나타났고 고정탄소의 비중도 상당히 낮게 나왔음을 알 수 있다. 이는 탈탄처리를 하지 않은 경우보다 내화벽돌의 크랙발생이나 미립화 문제가 크지 않으므로, 내화물로서의 활용가치가 상대적으로 매우 커졌음을 뜻한다. 또한, 도 2-(a)를 보면 내화물이 흑색보다는 연해져 회색화되어 있음을 알 수 있어 흑연이 상당부분 제거되었음을 알 수 있으며, 도 2-(b)를 보더라도 MgO의 순도가 많이 높아졌고 흑연띠가 상당히 사라졌음을 확인할 수 있다.
In addition, the decarburization process was performed, but the decarburization at 1050 ° C., which is insufficient for complete decarburization, showed that the MgO ratio was higher than 90 wt% and the ratio of fixed carbon was significantly low. This means that the cracking and atomization problem of the refractory brick is not much greater than that of the case without the decarburization treatment, and thus, the value of the refractory brick is relatively high. In addition, it can be seen from Fig. 2- (a) that the refractory is lighter than black, which is grayed out, and thus, the graphite is substantially removed. You can see that the band has disappeared considerably.
마지막으로, 1530℃에서 완전한 탈탄을 한 경우를 나타낸 표 3을 보면, MgO의 비율이 95wt%를 넘어 거의 사용되기 이전의 순도를 가짐을 확인할 수 있고, 고정탄소는 완전히 제거되어 내화벽돌의 원료로 사용되더라도 부피팽창으로 인한 크랙발생 및 미립화의 문제가 생기지 않는 것으로서, 고부가가치의 내화원료로 재생되었음을 알 수 있다. 또한, 도 3-(a)를 보면 내화물이 흑색 또는 회색의 짙은 부분이 나타나지 않아 흑연이 완전히 제거되었음을 알 수 있으며, 도 3-(b)를 보더라도 MgO의 순도가 매우 높고 흑연띠는 완전히 사라졌음을 확인할 수 있다. 추가적으로, 탈탄이 완전해질수록 Al2O3의 비율이 더 낮아지고 있는데, 이는 승온온도가 높아짐에 따라 탈탄 중 휘발량이 증가했기 때문인 것으로 판단된다.
Finally, in Table 3, which shows the complete decarburization at 1530 ° C, it can be seen that MgO has a purity before it is almost used beyond 95 wt%, and fixed carbon is completely removed as a raw material of refractory brick. Even if used, it does not cause a problem of cracking and atomization due to volume expansion, it can be seen that it was recycled as a high value-added refractory raw material. In addition, it can be seen from FIG. 3- (a) that the refractory is not black or gray, and that graphite is completely removed. In FIG. 3- (b), the purity of MgO is very high and the graphite band is completely disappeared. can confirm. In addition, as the decarburization is completed, the ratio of Al 2 O 3 is lowered, which may be due to the increase in volatilization rate during decarburization as the temperature rises.
표 4에서는 현재 시중에서 사용되고 있는 95%급 MgO 소결 크링커의 일례의 성분계를 나타내었는데, 이는 상기 내화벽돌로 사용이 끝난 후 완전 탈탄을 거친 내화물과 MgO 순도가 거의 같고 흑연이 완전히 없다는 점도 같으므로, 본 발명은 폐 마그카본 내화벽돌을 거의 사용 이전과 같은 수준으로 재생하고 있음을 알 수 있다.
Table 4 shows an exemplary component system of a 95% grade MgO sintered clinker currently used on the market, which is almost the same in terms of MgO purity and completely free of graphite after refractory after complete decarburization after use as the refractory brick. It can be seen that the present invention recycles the waste magcarbon refractory brick to the same level as before use.
① : MgO 크링커 ② : 흑연
③ : 미반응 금속 ④ : 금속생성물①: MgO Clinker ②: Graphite
③: unreacted metal ④: metal product
Claims (4)
상기 변질층이 제거된 폐 마그카본 내화물을 분쇄하는 단계; 및
상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물을 탈탄처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 마그카본 내화물의 재생방법.
Removing the deteriorated layer of the movable surface of the waste magcarbon refractory used as a firebrick;
Pulverizing the waste magcarbon refractories from which the altered layer is removed; And
And decarburizing the pulverized waste carbon carbon refractories.
상기 분쇄하는 단계는 상기 변질층이 제거된 폐 마그카본 내화물이 40mm이하의 입도를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 폐 마그카본 내화물의 재생방법.
The method according to claim 1,
The pulverizing step is a waste magcarbon refractories regeneration method, characterized in that to have a particle size of 40mm or less of the waste magcarbon refractories from which the altered layer is removed.
상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물 중 1~25mm의 입도를 갖는 폐 마그카본 내화물을 선별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 마그카본 내화물의 재생방법.
The method according to claim 2,
The method of reclaiming the waste magcarbon refractory further comprising the step of selecting the waste magcarbon refractory having a particle size of 1 ~ 25mm in the crushed waste magcarbon refractory.
상기 탈탄처리하는 단계는 상기 분쇄된 폐 마그카본 내화물을 산화분위기에서 1100℃ 이상의 온도로 승온시키고, 상기 온도에서 1시간 이상 유지하는 것을 특징으로 하는 폐 마그카본 내화물의 재생방법. The method according to any one of claims 1 to 3,
The decarburizing may be performed by heating the pulverized waste carbon carbide to an temperature of 1100 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere, and maintaining the powder at least 1 hour.
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