KR20130046694A - 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법 - Google Patents

망간 회수율 향상을 위한 제강 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130046694A
KR20130046694A KR1020110111225A KR20110111225A KR20130046694A KR 20130046694 A KR20130046694 A KR 20130046694A KR 1020110111225 A KR1020110111225 A KR 1020110111225A KR 20110111225 A KR20110111225 A KR 20110111225A KR 20130046694 A KR20130046694 A KR 20130046694A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
manganese
ferro
converter
steel
slag
Prior art date
Application number
KR1020110111225A
Other languages
English (en)
Inventor
태순재
이창오
Original Assignee
현대제철 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대제철 주식회사 filed Critical 현대제철 주식회사
Priority to KR1020110111225A priority Critical patent/KR20130046694A/ko
Publication of KR20130046694A publication Critical patent/KR20130046694A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/30—Regulating or controlling the blowing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/068—Decarburising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

본 발명은 페로 망간 슬래그를 재활용하여 고망간강을 제조하는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법에 관한 것으로, 회수된 페로망간슬래그를 고망간강 제조를 위한 전로 내로 투입하는 단계와, 상기 페로망간슬래그를 투입하면서 상기 전로 내로 탈탄을 위한 산소 가스를 취입하여 용탕을 생성하는 단계를 포함하는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법을 제공한다.

Description

망간 회수율 향상을 위한 제강 방법{MANUFACTURING METHOD OF Fe-Mn STEEL WITH IMPROVEMENT OF MANGAN RECOVERY}
본 발명은 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 페로 망간 슬래그를 재활용하여 고망간강을 제조하기 위한 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법에 관한 것이다.
국내에서 합금철의 생산이 매년 증가하고 있다. 특히 페로 망간(Fe-Mn)의 경우, TMCP(Thermo Mechanical Controlled Process)강, 고급 API(American Petroleum Institute: 미국석유협회)강 및 자동차용 고기능 냉연 강판 등 고급강의 수요가 최근에 증대됨에 따라, 사용량이 매년 증가되고 있다. 또한, 페로 망간은 향후 TWIP(Twinning Induced Plasticity)강과 같은 고망간 합금강 등의 상용화에 따라, 사용량이 더 증대될 것으로 예상된다.
망간은 철과 유사한 회색 광택을 가지는 금속으로서, 제강 공정에서 탈산제 또는 탈황 등의 목적으로 사용된다. 망간은 단독으로는 거의 사용되지 않고 합금의 형태로 쓰인다. 가장 중요한 용도는 강재의 탈산 · 탈황용이며, 페로 망간이나 경철(鏡鐵)의 형태로서 많이 사용된다. 망간은 크게 철과 합금 형태로 만들어지는 페로 망간과 망간 금속, 이산화망간 또는 망간 산화물 등의 형태가 있으며, 철강 공정에서는 주로 페로 망간의 형태로 사용된다. 제강용 합금철로 사용되는 페로 망간은 탄소함량에 따라서 고탄, 중탄 및 저탄으로 구분되며, 망간 함량이 약 70 ~ 85% 정도의 범위를 가진다. 페로 망간은 생산과 동시에 연간 약 20,000톤 정도의 페로 망간슬래그가 발생되고 있다.
관련 선행기술로는 한국등록특허 제10-1064991호(등록일: 2011.9.7.)가 있다.
본 발명은 고망간강의 제조 비용을 절감하면서도 용강 내 망간 회수율을 향상시킬 수 있는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법은, 회수된 페로망간슬래그를 고망간강 제조를 위한 전로 내로 투입하는 단계와, 상기 페로망간슬래그를 투입하면서 상기 전로 내로 탈탄을 위한 산소 가스를 취입하여 용탕을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 투입하는 단계에서, 상기 페로망간슬래그를 분쇄하여 투입할 수 있다.
상기 페로망간슬래그는 입자 크기가 5~25mm로 분쇄될 수 있다.
상기 페로망간슬래그는 MnOx, CaO, 및 SiO2를 필수적으로 함유할 수 있다.
상기 용탕을 생성하는 단계에서, 상기 전로 내에서 탈탄 반응에 의하여 생성된 일산화탄소(CO)와 상기 페로망간슬래그 내의 망간산화물이 반응하여 MnO가 생성될 수 있다.
상기 생성된 MnO는 용탕 내의 탄소(C)에 의해 금속 Mn으로 환원될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 고망간강을 제조하는데 소요되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 폐기물인 페로 망간 슬래그를 재활용함으로써 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 별도의 장비를 사용하지 않고도 페로 망간 슬래그 내의 망간을 용강 내 망간으로 회수할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법을 순서에 따라 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1의 방법에 의해 제조된 용강 내 망간 회수율을 측정하여 결과를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법을 순서에 따라 나타낸 순서도로서, 페로 망간 제조 시 발생되는 페로망간슬래그를 회수하는 것으로 시작한다.
페로 망간의 제조는 페로 망간은 주원료인 망간 광석과 코크스를 전극봉이 원료 내부에 매몰된 상태로 조업이 진행되는 서브머지드 아크 노(submerged arc furnace)에 장입시켜 생산된다. 이와 같이 아크로에서 페로 망간이 제조되는 동안 발생하는 페로망간슬래그의 성분은 MnOx, CaO, SiO2, Fe 등이다. 이 중 본 발명에 사용되는 페로망간슬래그는 MnOx, CaO, SiO2를 필수적으로 함유하고 있는 것이 바람직하다. 이는 후술할 페로망간슬래그와 용탕 내 성분이 반응하여 망간을 금속으로 환원시켜 회수하기 위해서 필요한 성분이기 때문이다. 고가의 금속인 망간을 회수하기 위하여 페로망간슬래그에서 망간 성분만을 추출하여 사용하기도 하나, 이러한 방법은 경제성이 떨어지기 때문에 거의 사용되지 않고 있다. 이러한 문제로 인해 대부분의 페로망간슬래그는 폐기되고 있다.
회수된 페로망간슬래그를 전로 내로 투입한다(S10). 이때 전로는 고망간강을 제조하기 위한 용탕을 제조하는 전로로서, 전로 취련을 통해 탈탄을 실시한다. 회수된 페로망간슬래그는 전로 취련 초기에 투입되는 것으로서, 전로 상부를 통해 전로 내부로 투입되는 것일 수 있다. 페로망간슬래그는 호퍼를 이용하여 전로 내로 투입될 수 있다.
도한, 페로망간슬래그를 전로 내로 투입하기 전에 페로망간슬래그를 분쇄하여 분말로 만들 수 있다. 이때 페로망간슬래그를 입자 크기가 5~25mm인 분말로 분쇄하여 호퍼를 통해 전로 내로 투입할 수 있다. 페로망간슬래그를 전술한 바와 같이 분쇄하는 이유는 용탕 내에서 쉽게 용해되어 용탕 내의 물질과 반응성을 좋게하고 반응시간을 줄이기 위해서이다.
페로망간슬래그의 입자 크기가 25mm를 초과하는 경우에는 용해 속도가 늦고 반응속도가 느려 조업 효율이 떨어질 수 있다. 또한, 5mm 미만의 입자로 분쇄하는 것은 반응 효율 및 속도 대비 입자 분쇄를 위한 시간과 장비 등이 과다하게 소요될 수 있다.
페로망간슬래그를 전로 내로 투입하면서 전로 내로 탈탄을 위한 산소 가스를 취입하여 용탕을 생성한다(S20). 전로에서는 고망간강을 제조하기 위해 용탕의 탈탄을 수행한다. 탈탄을 위해서는 용탕 내에 있는 탄소와 반응하여 산소를 가스상태로 변화시켜 제거할 수 있도록 전로 내로 강력한 산소 취입을 실시한다. 이와 같이 페로망간슬래그를 투입하면서 전로 내로 산소를 취입하게 되면 전로 내로 취입된 산소(O)와 원래 용탕 내에 존재하던 탄소(C)반응하여 반응식 1과 같이, 일산화탄소(CO)가 생성된다.
반응식 1
C(in molten metal) + O(in slag) → CO(g)
이러한 반응에 의해 전로 내에 생성된 일산화탄소는 전로 내에 투입된 페로망간슬래그를 구성하는 성분인 망간산화물(MnOx)과 아래 반응식 2 부터 반응식 4까지 순차적으로 반응하여 최종적으로 망간산화물인 MnO을 형성하게 된다.
반응식 2
2MnO2(in Fe-Mn slag) + CO(g) → Mn2O3 + CO2(g)
반응식 3
3Mn2O3 + CO(g) → 2Mn3O4 + CO2(g)
반응식 4
Mn3O4 + CO(g) → 3MnO + CO2(g)
위 반응식 2부터 반응식 4까지 순차적인 반응에 의해 최종적으로 용탕 내에는 망간산화물인 MnO가 생성된다.
이와 같이 최종적으로 생성된 MnO는 용탕 내에 존재하는 원소인 탄소에 의하여 아래 반응식 5와 같이 환원되어 금속 Mn으로 된다.
반응식 5
(MnO) + C(in molten metal) → Mn + CO(g)↑
반응식 5와 같이 최종적으로 환원되어 생성된 금속 Mn은 다시 용탕 내로 들어가게 되고, 결과적으로 페로망간슬래그 내에 존재하던 망간산화물의 망간 성분이 용탕 내로 회수되면서 용탕 내의 망간(Mn) 함량이 상승하게 된다.
이러한 용탕 내 망간 함량 상승은 도 2에 도시한 그래프를 통하여 확인할 수 있다. 전로 취련 시 투입한 페로망간슬래그의 사용량이 증가함에 따라 전로 취련 종점에서 측정한 용탕 내 망간 함량이 증가되는 것을 알 수 있다. 이는 페로망간슬래그에서 망간이 금속으로 환원되어 용탕 내로 효과적으로 회수되었음을 의미하는 것이다.
이와 같이 본 발명에 의한 페로망간슬래그를 이용하여 고망간강을 제조하게 되면 최종적으로 전로 취련 종점에 용탕 내 망간 함량이 상승되므로 별도로 구입하여 사용하여야 하는 망간의 사용량이 줄어 경제적으로 비용 절감효과를 얻을 수 있다. 또한, 폐기되는 페로망간슬래그를 재활용할 수 있음에 따라 환경 오염을 감소시킬 수 있다.
상기와 같은 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

Claims (6)

  1. 회수된 페로망간슬래그를 고망간강 제조를 위한 전로 내로 투입하는 단계; 및
    상기 페로망간슬래그를 투입하면서 상기 전로 내로 탈탄을 위한 산소 가스를 취입하여 용탕을 생성하는 단계;를 포함하는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투입하는 단계에서,
    상기 페로망간슬래그를 분쇄하여 투입하는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 페로망간슬래그는 입자 크기가 5~25mm로 분쇄되는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 페로망간슬래그는 MnOx, CaO, 및 SiO2를 필수적으로 함유하는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 용탕을 생성하는 단계에서,
    상기 전로 내에서 탈탄 반응에 의하여 생성된 일산화탄소(CO)와 상기 페로망간슬래그 내의 망간산화물이 반응하여 MnO가 생성되는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 생성된 MnO는 용탕 내의 탄소(C)에 의해 금속 Mn으로 환원되는 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법.
KR1020110111225A 2011-10-28 2011-10-28 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법 KR20130046694A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110111225A KR20130046694A (ko) 2011-10-28 2011-10-28 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110111225A KR20130046694A (ko) 2011-10-28 2011-10-28 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130046694A true KR20130046694A (ko) 2013-05-08

Family

ID=48658307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110111225A KR20130046694A (ko) 2011-10-28 2011-10-28 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130046694A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101460661B1 (ko) * 2013-06-28 2014-11-20 주식회사 포스코 슬래그 내 유가금속 회수 방법
CN111074037A (zh) * 2019-12-27 2020-04-28 宁夏晟晏实业集团能源循环经济有限公司 一种升级富锰渣冶炼产品结构的新工艺
CN115354110A (zh) * 2022-08-08 2022-11-18 山东莱钢永锋钢铁有限公司 一种提高转炉合金回收率的终点压枪方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101460661B1 (ko) * 2013-06-28 2014-11-20 주식회사 포스코 슬래그 내 유가금속 회수 방법
CN111074037A (zh) * 2019-12-27 2020-04-28 宁夏晟晏实业集团能源循环经济有限公司 一种升级富锰渣冶炼产品结构的新工艺
CN111074037B (zh) * 2019-12-27 2021-11-02 宁夏晟晏实业集团能源循环经济有限公司 一种升级富锰渣冶炼产品结构的工艺方法
CN115354110A (zh) * 2022-08-08 2022-11-18 山东莱钢永锋钢铁有限公司 一种提高转炉合金回收率的终点压枪方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101176658B1 (ko) 합금된 용융 금속을 제조하기 위한 방법 및 이와 관련된제조 설비
US20080156144A1 (en) Method for reducing to metallic chromium the chromium oxide in slag from stainless steel processing
EP2816125B1 (en) Process for producing low-cost clean steel
CN105039648A (zh) 一种用氩氧脱碳炉冶炼低碳高锰含量钢水的方法
KR20150106661A (ko) 페로실리콘 제조 방법
CN103993134A (zh) 一种炼钢用化渣剂及其使用方法
KR20130047559A (ko) 강의 제조 방법
KR20130046694A (ko) 망간 회수율 향상을 위한 제강 방법
JP2006206957A (ja) マンガン系合金鉄製造時に発生するスラグからのマンガン回収方法
KR101209710B1 (ko) 실리콘망간 합금철 제조시 발생된 슬래그를 재활용하는 제강방법
JP2009149984A (ja) ニッケル鉱石とステンレス副生物成形体とを利用したニッケル冷銑の製造方法
Arh et al. Reduction of chromium oxides with calcium carbide during thestainless steelmaking process
AU772799B2 (en) Method for removing chrome and/or nickel from liquid slags
KR101692938B1 (ko) 제강용 탈산제 및 이를 이용한 제강 정련방법
US20140060251A1 (en) Process of the production and refining of low-carbon dri (direct reduced iron)
KR100382311B1 (ko) 분체탄소취입에의한스테인레스강슬래그중의유가금속회수방법
JP3511808B2 (ja) ステンレス鋼の溶製方法
KR20110010484A (ko) 전기로를 이용한 페로망간슬래그의 처리방법
KR101586741B1 (ko) 금속 산화물 회수방법
Ye et al. Overview of the VILD-project, Vanadium Recovery from BOF-slag, a Long Term Slag Project for the Swedish Steel Industry
Dashevskii et al. Improved manganese extraction in the production of manganese ferroalloys
KR101460661B1 (ko) 슬래그 내 유가금속 회수 방법
JP3063537B2 (ja) ステンレス鋼の製造方法
JP6435026B2 (ja) ステンレス鋼精錬時の還元剤低減方法
CN103642992B (zh) 一种炼钢用造渣剂

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application