KR20130068342A - 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전로에서 출강된 용강에 대한 정련 과정에서, 탄산나트륨 40 내지 55 중량부 및 탄산수소나트륨 25 내지 45 중량부를 포함하는 소다회 물질을 투입하는 공정을 포함하는 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법을 제공하며, 이를 통해 용강에 함유된 인과 황을 함께 효율적으로 제거할 수 있으며, 인과 황을 처리하기 위한 별도 처리 공정을 줄일 수 있다.

Description

용강에 대한 탈린 및 탈황 방법{REFINING METHOD OF PHOSPHORUS AND SULFUR IN MOLTEN STEEL}
본 발명은 전로에서 출강된 용강에 대해 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법을 제공한다.
용선중에 들어있는 인과 황은 제강공정에서 최종제품이 요구하는 성분 이하로 제거되지 않으면 강(Steel)의 가공 과정에서 크랙을 유발하고, 최종 사용처에서 강의 수명이 지속되지 못하는 원인으로 작용할 수가 있다. 따라서 제강의 정련에서는 용선예비처리공정과 전로 공정을 통해 이러한 인과 황을 제거하는데 집중을 하고 있다.
통상적으로 인은 제강공정에서 산소원에 의한 산화 정련 반응으로 제거되는데 주로 산소가 공급되는 용선예비처리와 전로 공정에서더 잘 진행된다. 반면, 황은 강중 산소가 거의 없는 환원분위기에서 CaO와 같은 플럭스를 이용해 제거되는데, 용선 혹은 용강중 산소가 낮을수록 반응이 더 잘 진행된다. 이러한 인과 황의 제거되는 특성이 다른 이유로 종래의 제강공정에서는 인 제거공정과 황 제거공정을 따로 운영하기도 한다.
전로에서 용강을 출강한 이후 산소가 거의 없는 탈산강의 경우는 특히 황의 제거가 더 용이하고 인의 제거는 상대적으로 곤란하며, 전로 이후 산소가 유지된 미탈산강의 경우 황의 제거가 상대적으로 곤란하고 인의 제거가 더 용이하다.
또한, 각각의 경우에 있어서도 인 혹은 황을 제거하기 위해 플럭스인 CaO를 종래 조업대비 더 투입을 해야 하며 이렇게 추가로 투입된 CaO는 잘 용해되지 않으므로 CaF2와 같은 용해가 잘되고 유동성을 좋게 하는 매용제를 일정 비율로 같이 투입한다.
다만, 이는 최종 제강 정련 공정에서 슬래그의 양을 증대시켜 슬래그 처리 부담을 가중시킬 수 있고, CaF2는 토양오염과 같은 환경 문제를 야기시킬 수 있다. 또한 인과 황을 동시에 제거해야 하는 경우에는 용선예비처리 혹은 전로 공정으로 보내 처음부터 다시 두 원소를 제거하는 각각의 조업을 실시해야 하는 등의 방법으로 인해 공정 부하가 크게 걸리면서 생산 등의 효율저하를 야기할 수 있다.
전로에서 출강된 용강에 대한 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법을 제공한다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 전로에서 출강된 용강에 대한 정련 과정에서, 탄산나트륨 40 내지 55 중량부 및 탄산수소나트륨 25 내지 45 중량부를 포함하는 소다회 물질을 투입하는 공정을 포함하는 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법은, 용강에 함유된 인과 황을 함께 효율적으로 제거할 수 있으며, 인과 황을 처리하기 위한 별도 처리 공정을 줄일 수 있다.
도 1은 이차정련공정에서 소다회 물질을 투입하는 공정 예시도이다;
도 2는 소다회 물질을 투입한 경우와 그렇지 않은 경우에 대해 시간에 따른 용강 중 알루미늄 함량 변화를 나타낸 그래프이다;
도 3은 탈산강에 소다회 물질을 투입한 경우에 그렇지 않은 경우에 대해 시간에 따른 인 분배비를 측정한 그래프이다;
도 4는 탈산강에 소다회 물질을 투입한 경우에 그렇지 않은 경우에 대해 시간에 따른 황 분배비를 측정한 그래프이다;
도 5는 미탈산강에 소다회 물질을 투입한 경우에 그렇지 않은 경우에 대해 시간에 따른 인 분배비를 측정한 그래프이다;
도 6은 미탈산강에 소다회 물질을 투입한 경우에 그렇지 않은 경우에 대해 시간에 따른 황 분배비를 측정한 그래프이다.
본 발명은 전로에서 출강된 용강에 대한 정련 과정에서 소다회 물질을 투입하여 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법을 제공한다.
하나의 실시예에서, 상기 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법은, 전로에서 출강된 용강에 대한 정련 과정에서, 탄산나트륨 40 내지 55 중량부 및 탄산수소나트륨 25 내지 45 중량부를 포함하는 소다회 물질을 투입하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 소다회 물질은 자연상태에서 존재하는 광물 혹은 인위적으로 합성한 물질일 수 있으며, 탄산나트륨과(Na2CO3)과 탄산수소나트륨(NaHCO3)이 혼합된 조성일 수 있다. 상기 소다회 물질의 종류는 특별한 제한은 없으며, 탄산나트륨만으로 구성된 것을 사용할 수도 있다. 그러나, 탄산수소나트륨만 사용하는 경우에 비해, 탄산나트륨과 탄산수소나트륨을 함께 사용하는 경우에는 H2O 및 CO2 등의 가스발생량이 많아 슬래그의 겉보기 양을 증대시킬 수 있고, 이는 슬래그의 유동성을 증대시켜 용강과의 반응계면적을 크게 하는 효과가 있다. 특히, 이러한 혼합 조성의 소다회 물질을 용강 중에 직접 투입하는 경우에는, 이러한 가스가 격렬히 발생되면서 용강 터뷸런스(Turbulence)가 급격히 증가되면서 반응성을 크게 증대시킬 수 있다. 하나의 실시예에서, 상기 소다회 물질은 탄산나트륨을 40 내지 54 중량부 및 탄산수소 나트륨 25 내지 45 중량부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소다회 물질은 탄산나트륨을 40 내지 54 중량%, 탄산수소 나트륨 25 내지 45 중량%를 포함하고, 나머지는 수분 및 불순물로 이루어진 조성이다.
상기 불순물은, 소다회 물질 전체 중량을 기준으로, 0.1 중량% 이하의 황 및 0.1 중량% 이하의 인을 포함할 수 있다. 이는 투입되는 소다회 물질의 양을 감안하여, 용강 중으로 픽업되는 인과 황의 양을 0.0001 중량% 이내로 한정하기 위한 것이다.
또한, 상기 소다회 물질에 함유된 나트륨 성분의 함량은, 소다회 물질 전체 100 중량부를 기준으로, 20 내지 40 중량부, 25 내지 35 중량부, 또는 30 내지 35 중량부일 수 있다. 상기 소다회 물질에 함유된 나트륨 성분의 함량은 소다회 물질 내의 함유된 나트륨의 총량을 의미하며, 단독 혹은 산화나트륨 등의 형태로 존재하는 경우를 포함한다.
본 발명에 따른 소다회 물질의 입자 크기 내지 제형은 특별히 제한되지 않으나, 그에 따라 투입경로가 달라질 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 소다회 물질은 평균 입자 크기가 1 내지 50 mm, 또는 5 내지 40 mm인 럼프 제형일 수 있다. 상기 소다회 물질은 슬래그가 용강을 덮고 있는 상태에서는 슬래그 상부에 투입하고, 용강이 환류되는 상태에서는 용강이 하강하는 하강관의 상부 용강에 투입할 수 있다. 일정한 입경을 갖는 소다회 물질을 슬래그 상부에 투입하면, 슬래그에 신속하게 용해되고, 용해된 소다회 물질은 슬래그 유동을 향상시켜 반응 효율을 높일 수 있다. 소다회 물질을 용강이 하강하는 하강관의 상부 용강에 투입하면, 투입된 소다회 물질이 신속하게 용강에 용해될 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 소다회 물질은 입자 크기가 1 mm 미만인 분말 제형일 수 있다. 예를 들어, 상기 소다회 물질의 입자 크기는 0.001 mm 또는 0.01 mm 이상일 수 있다. 상기 분말 제형의 소다회 물질은 아르곤 가스를 캐리어 가스로 사용하여 랜스를 통해 용강 중에 취입할 수 있다. 입자가 작은 소다회 물질을 슬래그 상부로 투입하는 경우에는 날림으로 인한 투입량 손실 또는 화재의 위험성이 있다. 랜스를 통해 투입되는 소다회 물질은 입자 크기가 작을수록 용강과 접하는 표면적 증가로 인해 반응성이 높아진다. 또한, 랜스를 통해 소다회 물질이 투입되는 시간은 2 분 이내, 혹은 10 초 내지 2 분 범위일 수 있다. 아르곤 가스의 주입 시간이 길어지면 용강 온도가 떨어질 수 있다.
본 발명에서 소다회 물질의 투입량은, 예를 들어, 용강 1 톤당, 0.5 내지 1 kg 범위일 수 있다. 이는 슬래그 중 나트륨산화물(Na2O)의 초기 농도가 5~10 중량%가 되는 양이다. 나트륨산화물(Na2O)의 함량은 시간이 지날수록 나트륨(Na) 성분의 휘발로 인한 손실이 발생한다. 나트륨산화물의 함량이 1 중량% 이상일 때 탈린 및/또는 탈황이 일어나는 반응의 반응성이 상대적으로 높게 유지된다. 본 발명에서는, 나트륨산화물의 초기 농도를 5~10 중량% 범위에서 조절함으로써, 시간 경과에 따른 나트륨 성분의 감소를 보완할 수 있다. 또한, 소다회 물질의 투입량이 지나치게 높은 경우에는 용강을 담고 있는 레이들 내화물에 영향을 줄 수 있다. 레이들 내의 MgO계 내화물 재질이 Na2O에 의해 침식이 가속화될 수 있으며, 이로 인해 레이들의 수명을 단축시키게 된다.
본 발명에서 소다회 물질은 용강 또는 슬래그에 투입할 수 있다. 소다회 물질을 용강에 직접 투입하는 경우에는 용강 내 함유된 인과 황을 제거하는 효과가 있다. 또한, 소다회 물질을 슬래그에 투입하는 경우에는, 용강에 함유된 인과 황을 제거하는 효과 외에도, 슬래그의 융점을 낮추고 유동성을 향상시킬 수 있다. 제강 정련 과정에서 슬래그의 용해속도가 빠르고, 유동성이 좋을수록 불순원소를 제거하는 효율이 증가된다.
본 발명에서는 전로에서 출강된 용강에 소다회 물질을 투입하여 인과 황을 함께 제거하며, 예를 들어, 다음과 같은 일련의 연속적인 반응에 의해 진행될 수 있다.
[반응식 1]
5Na2CO3 + 2P → 2Na3PO4 + 2Na2O + 5CO(g)
[반응식 2]
3Na2CO3 + (P2O5) → 2Na3PO4 + 3CO2(g)
[반응식 3]
4Na2O + P → Na3PO4 + 5Na
[반응식 4]
2Na + S → (Na2S)
[반응식 5]
Na2O + S → Na2S + 1/2O2(g)
상기 반응식 1 내지 5에서 P, S, Na는 용강중 인(P), 황(S), 나트륨(Na)을 의미하며, 인산화물(P2O5)은 슬래그중 인(P)을 나타내고, 황화나트륨(Na2S)은 슬래그 중 황(S)을 의미한다. 또한, 나트륨산화물(Na2O)은 슬래그 중에 존재하거나 혹은 용강과 직접 접하는 소다회 물질에 포함되어 있는 나트륨산화물을 의미한다.
소다회 물질 투입에 의한 탈린 반응은 반응식 1과 같이 탄산나트륨(Na2CO3)이 강 중 인(P)과의 반응에 의해 일어날 수 있다. 또한, 탈린 반응은 반응식 2와 같이 슬래그 중 인산화물(P2O5)이 나트륨인산화물(Na3PO4)을 형성하는 반응, 혹은 반응식 1에서 생성된 나트륨산화물(Na2O)이 반응식 3과 같이 강 중 인(P)과의 반응에 의해 일어날 수 있다.
소다회 물질 투입에 의한 탈황 반응은 반응식 3에서 생성된 나트륨화합물 혹은 나트륨이 용강 중 황(S)과 반응하여 반응식 4와 같이 진행될 수 있다. 또한, 반응식 1에서 생성된 나트륨산화물(Na2O)이 반응식 5와 같이 용강 중 황(S)과 반응하여 진행될 수 있다.
본 발명에서 전로에서 출강된 용강은, 용강 중 산소를 제거하는 과정을 거친 탈산 용강, 혹은 산소를 제거하는 과정을 거치지 않은 미탈산 용강을 포함한다. 탈산 용강은 용강 중 산소성분의 함량이 0.01 중량% 미만, 또는 0.005 중량% 이하일 수 있다. 예를 들어, 탈산 용강에 함유된 산소성분의 함량은 0.0001 중량% 이상, 또는 0.001 중량% 이상일 수 있다. 또한, 미탈산 용강은 용강 중 산소성분의 함량이 0.01 중량% 이상일 수 있다. 예를 들어, 미탈산 용강에 함유된 산소성분의 함량은 0.1 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하일 수 있다.
하나의 실시예에서, 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법은,
전로에서 출강된 용강은 탈산 용강, 예를 들어 용강 중 산소성분이 0.01 중량% 미만인 용강이고,
탈산 용강에 알루미늄을 공급하는 공정; 및
정련을 종료하고 용강을 턴디쉬에 공급하기 40 분 이내의 시간에 소다회 물질을 투입하는 공정을 포함할 수 있다.
상기 탈산 용강에 알루미늄을 공급하는 양은, 알루미늄이 공급된 용강 전체 100 중량부를 기준으로, 0.05 내지 0.1 중량부, 또는 0.06 내지 0.08 중량부일 수 있다. 이는 기존 방식에 의한 알루미늄 투입량의 약 2 배에 해당되는 양이다. 정련 과정 중에 손실되는 알루미늄의 양을 고려한 것이다. 예를 들어, 도 2는 소다회 물질에서 공급되는 산소에 의해 알루미늄이 손실되는 기초 실험데이터를 보여준다. 소다회를 투입하게 되면 상대적으로 알루미늄 성분의 손실량이 증가하는 것을 알 수 있다. 이를 보완하기 위해 상대적으로 많은 양의 알루미늄을 공급하게 된다.
탈산 용강은 전로에서 출강된 용강에 대해 산소와 친화력이 강한 탈산제 투입하여 산소 함량을 낮추는 과정을 거치게 된다. 산소가 제거된 탈산 용강에 소다회 물질을 투입할 경우에는, 앞서 언급된 반응식 1에서 형성된 나트륨산화물(Na2O)로부터 공급된 산소와 강에 함유된 알루미늄이 반응하여 시간이 지남에 따라 알루미늄이 손실된다. 특히, 알루미늄을 투입한 후 바로 소다회 물질을 투입하면 용강이 주조되는 과정이 길어지고, 그로 인해 알루미늄 성분의 손실량이 증가될 수 있다. 알루미늄 성분의 손실량이 증가하면, 알루미늄 성분을 재차 투입하여 알루미늄 성분을 다시 제어해야 하는 문제가 발생할 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법은,
전로에서 출강된 용강은 미탈산 용강, 예를 들어 용강 중 산소성분이 0.01 중량% 이상인 용강이고,
미탈산 용강에 소다회 물질을 투입하는 공정; 및
소다회 물질을 투입하고 30 내지 60 분이 경과된 시점에 알루미늄을 공급하는 공정을 포함할 수 있다.
전로에서 출강되는 용강에 대해 산소를 제거하지 않으면 통상 0.01 중량% 이상의 산소가 용강에 남아 있게 된다. 이러한 용강 조건에서는 높은 산소 함량으로 인해 황 성분이 쉽게 제거되지 않는 문제가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 소다회 물질을 투입하면 반응식 1 내지 5의 과정을 통해 인과 황을 함께 제거할 수 있다. 구체적으로는, 소다회 물질이 투입되면, 인과 황은 각각 나트륨인산화물(Na3PO4) 및 황화나트륨(Na2S)의 형태로 존재하게 된다. 나트륨인산화물 및/또는 황화나트륨은 슬래그 중에서 다른 성분들과 충분히 균질하게 용융되어 안정한 형태로 존재하게 되고, 이를 통해 인 내지 황이 다시 용강 중으로 픽업되는 현상을 방지하거나 줄일 수 있다.
또한, 용강을 턴디쉬로 보내기 전에 용강 중 산소 함량을 낮추기 위해 알루미늄을 투입할 수 있다. 이 과정에서, 투입된 알루미늄에 의해 슬래그 중에 존재하는 인이 용강으로 픽업되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 용강에 알루미늄을 투입하기 일정 시간 전에 소다회 물질을 투입하고, 이를 통해 인을 나트륨인산화물(Na3PO4)으로 변환시켜 안정화를 유도할 필요가 있다. 예를 들어, 소다회 물질을 투입하고 30 내지 60분, 혹은 40 내지 50 분이 경과된 시점에 알루미늄을 공급할 수 있다.
본 발명에서 투입 또는 공급되는 ‘알루미늄’ 또는 ‘알루미늄 성분’은 단일 금속 형태일 수 있고, 경우에 따라서는 다른 금속과의 합금 또는 혼합물의 상태를 모두 포함한다.
또한, 본 발명에서 중량부는 각 성분이 포함된 중량 비율을 의미한다.
이하, 도면을 통한 설명은 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1은 전로에서 출강된 용강에 대해 인과 황을 제거하기 위해 소다회 물질을 투입하는 공정의 예시도이다.
예를 들어, 탈산강은 이차정련공정 중 턴디쉬에 도착하기 전 40 분 이내의 시점에서 소다회 물질을 투입할 수 있다.
하나의 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강이 버블링 스테이션(20)을 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 공정을 거치게 되고, 이 경우에는 버블링 스테이션(20) 과정에서 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 1).
또 다른 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강이 버블링 스테이션(20)과 승온로(30)를 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 과정에서는 승온로(30)에서 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 2).
또 다른 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강이 버블링 스테이션(20), 승온로(30) 및 진공정련로(40)를 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 진공정련로(40)를 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 3).
또 다른 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강이 버블링 스테이션(20) 및 진공정련로(40)를 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 진공정련로(40)를 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 4).
또 다른 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강이 버블링 스테이션(20)과 진공정련로(40)를 거치고, 다시 승온로(30)를 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 승온로(30)를 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 5).
반면, 미탈산강의 경우에는 상대적으로 이차정련공정의 초반 혹은 중간 공정에서 소다회 물질을 투입할 수 있으며, 그 이후 30 내지 60 분이 경과된 시점이 되는 공정에서 알루미늄을 공급할 수 있다.
하나의 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강은 버블링 스테이션(20)을 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 버블링 스테이션(20)을 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 6).
또 다른 하나의 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강은 버블링 스테이션(20)과 승온로(30)를 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 버블링 스테이션(20)을 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 7).
또 다른 하나의 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강은 버블링 스테이션(20), 승온로(30) 및 진공정련로(40)를 거쳐 턴디쉬에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 버블링 스테이션(20) 혹은 승온로(30)를 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 8).
또 다른 하나의 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강은 버블링 스테이션(20)과 진공정련로(40)를 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 버블링 스테이션(20)을 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 9).
또 다른 하나의 예로서, 전로(10)에서 출강된 용강은 버블링 스테이션(20)과 진공정련로(40)를 거치고 다시 승온로(30)를 거쳐 턴디쉬(50)에 도착하는 과정을 거칠 수 있으며, 이 경우에는 버블링 스테이션(20) 혹은 진공정련로(40)을 거치는 동안 소다회 물질을 투입할 수 있다(경로 10).
이하, 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
1 kg급 유도용해로를 이용하여 아르곤 분위기하에서 탈산 용강 500 g을 MgO 도가니에 넣고 1600℃에서 용해하고, 알루미늄 0.3 g을 투입하였다. 상기 탈산 용강으로는 산소 농도가 0.005 중량% 이하로 처리된 용강을 사용하였다. 탈산 용강에 레이들 슬래그 50 g을 투입하여 용해되는 것을 확인하고, 소다회 물질 11 g을 슬래그 상부에 투입하였다. 상기 소다회 물질은 탄산나트륨 50 중량% 및 탄산수소나트륨 35 중량%를 포함하며, 평균 입경은 10 mm 내외로 조절하였다.
실시예 2
1 kg급 유도용해로를 이용하여 아르곤 분위기하에서 미탈산 용강 500 g을 MgO 도가니에 넣고 1600℃에서 용해하였다. 상기 미탈산 용강으로는 산소 농도가 0.01 중량% 이상으로 처리된 용강을 사용하였다. 미탈산 용강에 레이들 슬래그 50 g을 투입하여 용해되는 것을 확인하고, 소다회 물질 11 g을 슬래그 상부에 투입하였다. 상기 소다회 물질은 탄산나트륨 50 중량% 및 탄산수소나트륨 35 중량%를 포함하며, 평균 입경은 10 mm 내외로 조절하였다. 소다회 물질을 투입하고 35 분이 경과된 시점에서 알루미늄 0.3 g을 투입하였다.
비교예 1
1 kg급 유도용해로를 이용하여 아르곤 분위기하에서 탈산 용강 500 g을 MgO 도가니에 넣고 1600℃에서 용해하고, 알루미늄 0.3 g을 투입하였다. 상기 탈산 용강으로는 산소 농도가 0.005 중량% 이하로 처리된 용강을 사용하였다. 탈산 용강에 레이들 슬래그 50 g을 투입하여 용해되는 것을 확인하였다. 소다회 물질은 투입하지 않았다.
비교예 2
1 kg급 유도용해로를 이용하여 아르곤 분위기하에서 미탈산 용강 500 g을 MgO 도가니에 넣고 1600℃에서 용해하였다. 상기 미탈산 용강으로는 산소 농도가 0.01 중량% 이상으로 처리된 용강을 사용하였다. 미탈산 용강에 레이들 슬래그 50 g을 투입하여 용해되는 것을 확인하였다. 35 분이 경과된 시점에서 알루미늄 0.3 g을 투입하였고, 소다회 물질은 투입하지 않았다.
실험예 1: 탈산강의 P 및 S의 함량 측정
실시예 1 및 비교예 1에 대해서, 인(P)과 황(S)의 함량 변화를 확인하였다. 각 용강의 초기 인 농도는 0.015 중량%이고, 초기 황농도는 0.005 중량% 수준인 것으로 확인하였다. 실시예 1에서 소다회 물질이 투입된 시간을 기준으로, 20 분, 40 분 및 60 분이 경과한 시점에서 용강과 슬래그를 샘플링하여 인과 황 성분의 함량을 측정하였다. 비교예 1도 동일한 시점에서 인과 황 성분의 함량을 측정하였다.
측정된 인과 황의 함량을 기준으로, 용강과 슬래그간 분배비를 산출하였다. 도 3은 인(P) 성분의 분배비(슬래그중 P 중량%/용강중 P 중량%) 변화를 측정한 것이다. 도 4는 황(S) 성분의 분배비(슬래그중 S 중량%/용강중 S 중량%) 변화를 측정한 것이다.
도 3을 참조하면, 실시예 1의 P 분배비는 급격히 상승하는 것을 알 수 있다. 이는 용강에 있던 인 성분이 슬래그로 이동하였음을 보여주는 것이다. 또한, 도 4에서도 실시예 1의 S 분배비가 상대적으로 높은 것을 알 수 있다. 이는 용강에 있던 황 성분이 슬래그로 보다 많이 이동하였음을 보여주는 것이다.
실험예 2: 미탈산강의 P 및 S의 함량 측정
실시예 2 및 비교예 2에 대해서, 인(P)과 황(S)의 함량 변화를 확인하였다. 실시예 2에서 소다회 물질이 투입된 시간을 기준으로, 20 분, 40 분 및 60 분이 경과한 시점에서 용강과 슬래그를 샘플링하여 인과 황 성분의 함량을 측정하였다. 비교예 2도 동일한 시점에서 인과 황 성분의 함량을 측정하였다.
측정된 인과 황의 함량을 기준으로, 용강과 슬래그간 분배비를 산출하였다. 도 5는 인(P) 성분의 분배비(슬래그중 P 중량%/용강중 P 중량%) 변화를 측정한 것이다. 도 6은 황(S) 성분의 분배비(슬래그중 S 중량%/용강중 S 중량%) 변화를 측정한 것이다.
도 5를 참조하면, 실시예 2의 P 분배비는 비교예 2에 비해 현저히 높게 나타나는 것을 알 수 있다. 이는 용강에 있던 인 성분이 슬래그로 보다 많이 이동하였음을 보여주는 것이다. 또한, 도 6에서도 실시예 2의 S 분배비가 상대적으로 높은 것을 알 수 있다. 이는 용강에 있던 황 성분이 슬래그로 보다 많이 이동하였음을 보여주는 것이다.
10: 전로 40: 진공 정련로(RH 등)
20: 버블링 스테이션 50: 턴디쉬
30: 승온로(LF 등)

Claims (10)

  1. 전로에서 출강된 용강에 대한 정련 과정에서,
    탄산나트륨 40 내지 55 중량부 및 탄산수소나트륨 25 내지 45 중량부를 포함하는 소다회 물질을 투입하는 공정을 포함하는 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    소다회 물질은 나트륨 성분의 함량이, 소다회 물질 전체 100 중량부를 기준으로, 20 내지 40 중량부인 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    소다회 물질은 입자 크기가 1 내지 50 mm인 럼프 제형인 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    소다회 물질은,
    슬래그가 용강을 덮고 있는 상태에서는 슬래그 상부에 투입하고,
    용강이 환류되는 상태에서는 용강이 하강하는 하강관의 상부 용강에 투입하는 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    소다회 물질은 입자 크기가 1 mm 미만인 분말 제형인 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    소다회 물질은 아르곤 가스를 캐리어 가스로 사용하여 랜스를 통해 용강 중에 취입하는 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    투입되는 소다회 물질의 양은, 용강 1 톤당, 0.5 내지 1 kg인 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    전로에서 출강된 용강은 탈산 용강이고,
    탈산 용강에 알루미늄을 공급하는 공정; 및
    정련을 종료하고 용강을 턴디쉬에 공급하기 40 분 이내의 시간에 소다회 물질을 투입하는 공정을 포함하는 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    탈산 용강에 알루미늄을 공급하는 양은, 알루미늄이 공급된 용강 전체 100 중량부를 기준으로, 0.05 내지 0.1 중량부인 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    전로에서 출강된 용강은 미탈산 용강이고,
    미탈산 용강에 소다회 물질을 투입하는 공정; 및
    소다회 물질을 투입하고 30 내지 60 분이 경과된 시점에 알루미늄을 공급하는 공정을 포함하는 용강에 대한 탈린 및 탈황 방법.
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