KR20210064926A - REDUCTANT FOR MANUFACTURING Fe-Cr AND METHOD FOR MANUFACTURING Fe-Cr - Google Patents

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KR20210064926A
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김종호
이고기
정은진
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재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

The present invention relates to a reducing agent for manufacturing ferrochrome and a ferrochrome manufacturing method. According to one embodiment of the present invention, the ferrochrome manufacturing method comprises: a step of preparing a reducing agent containing Si and SiC; a step of preparing a raw material containing a chromium mineral and the reducing agent; and a step of smelting the raw material. According to one embodiment of the present invention, the reducing agent for manufacturing the ferrochrome contains the Si and the SiC.

Description

페로크롬 제조용 환원제 및 페로크롬 제조방법 {REDUCTANT FOR MANUFACTURING Fe-Cr AND METHOD FOR MANUFACTURING Fe-Cr}Reducing agent for ferrochrome manufacturing and ferrochrome manufacturing method {REDUCTANT FOR MANUFACTURING Fe-Cr AND METHOD FOR MANUFACTURING Fe-Cr}

본 발명은 페로크롬 제조용 환원제 및 페로크롬 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 Si 및 SiC를 포함하는 페로크롬 제조용 환원제를 이용하는 탄소 함량이 낮은 페로크롬 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reducing agent for producing ferrochrome and a method for producing ferrochrome. More specifically, it relates to a method for producing ferrochrome having a low carbon content using a reducing agent for producing ferrochrome including Si and SiC.

페로크롬은 철과 크롬을 주성분으로 하는 합금철로, 스테인리스 강의 주요 원료이다. 이는 스테인리스 강의 크롬 성분을 조정하기 위하여 사용한다.Ferrochrome is an iron alloy containing iron and chromium as main components, and is the main raw material for stainless steel. It is used to adjust the chromium content of stainless steel.

페로크롬은 일반적으로 크롬광, 코크스/석탄, 플럭스를 서브머지드 아크 전기로에 장입하여 용융환원하여 제조한다. 크롬 광물은 융점이 1800℃를 넘는 것이 일반적이며 난환원성 산화물이기 때문에 고온에서 환원 반응이 진행되어 페로크롬 1톤당 대략 4000kWh의 에어지가 필요하다.Ferrochrome is generally produced by smelting reduction by charging chromium ore, coke/coal, and flux in a submerged arc electric furnace. Chromium minerals generally have a melting point of more than 1800°C, and because they are non-reducing oxides, reduction reactions proceed at high temperatures, requiring approximately 4000 kWh of air paper per ton of ferrochrome.

페로크롬을 제조하기 위한 크롬 광물은 전체 생산에서 70%가 분광 형태로 발생하고 있다. 분광을 투입하면 아크 전기로 조업이 용이하지 않아, 이를 다시 브리켓화 해주어야 하며, 이를 진행하는 과정에서 추가적인 에너지가 필요하다.Chromium minerals for the production of ferrochrome are generated in the form of spectroscopy in 70% of the total production. It is not easy to operate an arc electric furnace when spectroscopy is applied, so it needs to be briquetted again, and additional energy is required in the process of doing this.

페로크롬을 제조함에 있어 에너지 비용이 높아 이를 저감하고자 코크스 대신 알루미늄, 실리콘, 마그네슘과 같은 금속을 이용한 환원을 시도하고 있으나, 환원 금속 생산 자체에 많은 에너지가 필요하여 가격이 높아 결과적으로 코크스 대비 결제적 이점이 없다.In order to reduce the high energy cost in manufacturing ferrochrome, reduction using metals such as aluminum, silicon, and magnesium is attempted instead of coke, but the production of the reduced metal itself requires a lot of energy and the price is high. As a result, it is more economical than coke. no advantage

페로크롬 제품에서 탄소의 함량이 중요하며, 탄소의 함량이 낮을수록 철강 제조 공정에서 추가적인 공정을 줄일 수 있어 선호되는 제품이다.Carbon content is important in ferrochrome products, and as the carbon content is lower, additional processes can be reduced in the steel manufacturing process, making it a preferred product.

페로크롬의 성분은 탄소 함량에 따라 차이가 나며 크게 세 종류로 분류가 된다. 고탄소 페로크롬이 가장 일반적으로 4 내지 10 중량%의 탄소를 함유하고 있고, 중탄소 페로크롬의 경우는 0.5 내지 4.0 중량%를 함유하고 있다. 저탄소 페로크롬의 경우는 0.1 중량% 이하를 함유하고 있다. 다만, 탄소 함량을 낮추기 위해서는 추가적인 정련 공정이 필요하여 제품 가격 상승의 원인이 된다. The composition of ferrochrome differs depending on the carbon content and is largely classified into three types. High carbon ferrochrome most commonly contains 4 to 10% by weight of carbon, and medium carbon ferrochrome contains 0.5 to 4.0% by weight. In the case of low-carbon ferrochrome, it contains 0.1 wt% or less. However, in order to lower the carbon content, an additional refining process is required, which causes an increase in product price.

이 때, 탄소 함량이 증가되는 원인은 환원제로 코크스나 석탄을 사용하기 때문에 발생한다. At this time, the cause of the increase in the carbon content occurs because coke or coal is used as a reducing agent.

본 발명은 페로크롬 제조용 환원제 및 페로크롬 제조방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로 Si 및 SiC를 포함하는 페로크롬 제조용 환원제를 이용하는 탄소 함량이 낮은 페로크롬 제조방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a reducing agent for producing ferrochrome and a method for producing ferrochrome. More specifically, an object of the present invention is to provide a method for producing ferrochrome having a low carbon content using a reducing agent for producing ferrochrome including Si and SiC.

본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법은, Si 및 SiC를 포함하는 환원제를 준비하는 단계; 크롬광물 및 상기 환원제를 포함하는 원료 준비 단계; 및 원료를 제련하는 단계;를 포함한다.Ferrochrome manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a reducing agent containing Si and SiC; A raw material preparation step comprising a chromium mineral and the reducing agent; and smelting raw materials.

환원제를 준비하는 단계;에서, 환원제는 실리콘 슬러지를 포함하는 것일 수 있다.In the step of preparing a reducing agent; in, the reducing agent may be one comprising silicon sludge.

실리콘 슬러지의 SiC의 함량은 20 내지 80 중량%일 수 있다.The content of SiC in the silicon sludge may be 20 to 80% by weight.

실리콘 슬러지에서, [Si]/[SiC] 는 0.25 내지 4.0 일 수 있다.In silicon sludge, [Si]/[SiC] may be 0.25 to 4.0.

여기서 [Si]는 Si의 중량%를 의미하고, [SiC]는 SiC의 중량%를 의미한다.Here, [Si] means the weight % of Si, and [SiC] means the weight % of SiC.

원료 준비 단계;는, 크롬광물, 환원제, 전분 및 물유리를 포함할 수 있다.The raw material preparation step; may include a chromium mineral, a reducing agent, starch and water glass.

크롬광물 및 상기 환원제를 포함하는 원료 준비 단계;에서, 환원제의 양은, 상기 크롬광물에 존재하는 크롬 산화물 및 철 산화물의 양을 측정하여 이에 따라 결정하는 것일 수 있다.In the step of preparing a raw material comprising a chromium mineral and the reducing agent, the amount of the reducing agent may be determined by measuring the amounts of chromium oxide and iron oxide present in the chromium mineral.

크롬광물 및 상기 환원제를 포함하는 원료 준비 단계;에서, 환원제의 양은, 상기 크롬광물에 존재하는 크롬 산화물 및 철 산화물의 양을 측정하고, 하기 식 1 내지 식 4에 대입하여 당량을 계산하여 준비하는 것일 수 있다.In the step of preparing a raw material comprising a chromium mineral and the reducing agent; in the amount of the reducing agent, the amount of chromium oxide and iron oxide present in the chromium mineral is measured, and the equivalent is calculated and prepared by substituting into the following Equations 1 to 4 it could be

[식 1] Cr2O3 + 1.5Si = 2Cr + 1.5SiO2 [Formula 1] Cr 2 O 3 + 1.5Si = 2Cr + 1.5SiO 2

[식 2] Cr2O3 + SiC = 2Cr + SiO2 + CO[Formula 2] Cr 2 O 3 + SiC = 2Cr + SiO 2 + CO

[식 3] Fe2O3 + 1.5Si = 2Fe + 1.5SiO2 [Equation 3] Fe 2 O 3 + 1.5Si = 2Fe + 1.5SiO 2

[식 4] Fe2O3 + SiC = 2Fe + SiO2 + CO[Equation 4] Fe 2 O 3 + SiC = 2Fe + SiO 2 + CO

환원제의 양은, 상기 크롬광물에 존재하는 크롬 산화물 및 철 산화물의 양을 측정하고, 상기 식 1 내지 식 4에 대입하여 당량을 계산한 후, 당량 1 기준으로 0.8 내지 1.2로 준비하는 것일 수 있다.The amount of the reducing agent may be prepared by measuring the amounts of chromium oxide and iron oxide present in the chromium mineral, calculating the equivalent by substituting it in Equations 1 to 4, and then preparing 0.8 to 1.2 based on the equivalent weight of 1.

원료 준비 단계; 이후, 원료를 브리켓으로 제조하는 브리켓화 단계;를 더 포함할 수 있다.raw material preparation stage; Thereafter, a briquetting step of preparing the raw material as a briquette; may further include.

원료를 제련하는 단계;는, 원료를 아크로에서 반응시키는 환원 반응 단계를 포함하는 것일 수 있다.Refining the raw material; may include a reduction reaction step of reacting the raw material in an arc furnace.

원료를 제련하는 단계; 이후, 환원된 금속을 출탕하고 성분을 조절하는 정련 단계; 조절된 금속을 주조하는 주조 단계; 및 주조된 금속을 파쇄하여 제품화하는 제품화 단계;를 더 포함할 수 있다.smelting raw materials; Then, a refining step of tapping the reduced metal and adjusting the composition; a casting step of casting the conditioned metal; and crushing the cast metal to commercialize the product.

본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조용 환원제는, Si 및 SiC를 포함한다.The reducing agent for producing ferrochrome according to an embodiment of the present invention includes Si and SiC.

환원제의 Si 및 SiC는 실리콘 슬러지로부터 기인하는 것일 수 있다.The Si and SiC of the reducing agent may be from silicon sludge.

실리콘 슬러지의 SiC 함량은 20 내지 80 중량%일 수 있다.The SiC content of the silicon sludge may be 20 to 80% by weight.

본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법은, 페로크롬을 제조함에 있어 에너지 저감이 가능하다. 즉, 제품 1kg 당 소비 전력을 감소할 수 있다. 이는 에너지 저감이 가능한 대체 환원제를 이용하기 때문이다.In the ferrochrome manufacturing method according to an embodiment of the present invention, energy can be reduced in manufacturing ferrochrome. That is, power consumption per 1 kg of product can be reduced. This is because an alternative reducing agent capable of reducing energy is used.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법은, 대체 환원제와 크롬광을 혼합하여 기존 서브머지드 아크 전기 조업을 이용할 수 있다.In addition, the method for manufacturing ferrochrome according to an embodiment of the present invention may use an existing submerged arc electric operation by mixing an alternative reducing agent and chromium ore.

본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법은, 페로크롬의 환원제를 탄소가 아닌 다른 원소로 대체함에 따라 탄소가 유입되는 것을 막아 탄소 함량이 낮은 페로크롬 제품을 제조할 수 있다.Ferrochrome manufacturing method according to an embodiment of the present invention, by replacing the reducing agent of ferrochrome with an element other than carbon prevents the inflow of carbon, it is possible to manufacture a ferrochrome product with a low carbon content.

본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법은, 투입 대비 회수된 제품의 비율이 기존 탄소 환원제를 이용한 경우보다 높다.In the method for manufacturing ferrochrome according to an embodiment of the present invention, the ratio of the recovered product to the input is higher than when the conventional carbon reducing agent is used.

본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법은, 브리켓화 과정에서 반응이 빠르고 균일하게 일어남에 따라 반응열에 의한 에너지 저감이 가능하다.In the ferrochrome manufacturing method according to an embodiment of the present invention, energy can be reduced by the heat of reaction as the reaction occurs quickly and uniformly in the briquetting process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법의 개략적인 전체 공정 순서를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예의 원료 및 이를 브리켓화 한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 환원 반응 후 회수한 시료의 사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예의 원료 및 이를 브리켓화 한 사진이다.
도 5는 본 발명의 비교예의 최종적으로 생성된 제품의 사진이다.
1 shows a schematic overall process sequence of a ferrochrome manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a photo of the raw material and briquettes of the embodiment of the present invention.
3 is a photograph of a sample recovered after the reduction reaction of an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a raw material of the comparative example of the present invention and a photograph of briquetting it.
5 is a photograph of the finally produced product of Comparative Example of the present invention.

본 명세서에서, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In this specification, in order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are given to the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서, 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.In this specification, the terminology used is for the purpose of referring to specific embodiments only, and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising," as used herein, specifies a particular characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component, and includes the presence or absence of another characteristic, region, integer, step, operation, element and/or component. It does not exclude additions.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined otherwise, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Commonly used terms defined in the dictionary are additionally interpreted as having a meaning consistent with the related technical literature and the presently disclosed content, and unless defined, they are not interpreted in an ideal or very formal meaning.

또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.In addition, unless otherwise specified, % means weight %, and 1 ppm is 0.0001 weight %.

본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법은, Si 및 SiC를 포함하는 환원제를 준비하는 단계; 크롬광물 및 환원제를 포함하는 원료 준비 단계; 및 원료를 제련하는 단계;를 포함한다.Ferrochrome manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a reducing agent containing Si and SiC; A raw material preparation step comprising a chromium mineral and a reducing agent; and smelting raw materials.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬 제조방법의 개략적인 전체 공정 순서를 나타내었다.1 shows a schematic overall process sequence of the ferrochrome manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하여 각 단계에 대하여 설명한다.Each step will be described with reference to FIG. 1 .

먼저, Si 및 SiC를 포함하는 환원제를 준비한다.First, a reducing agent containing Si and SiC is prepared.

환원제를 준비하는 단계에서, 환원제는 실리콘 슬러지를 포함하는 것일 수 있다.In the step of preparing the reducing agent, the reducing agent may include silicon sludge.

보다 구체적으로는, 환원제를 준비하는 단계는, 태양광 또는 반도체용 실리콘 웨이퍼를 가공하면서 발생하는 실리콘 슬러지를 준비하는 단계; 및 실리콘 슬러지에서 수분 및 오일을 제거하여 슬러지 분말을 분리하는 단계;를 포함하고, 상기 슬러지 분말을 환원제로 이용하는 것일 수 있다.More specifically, the step of preparing the reducing agent, preparing a silicon sludge generated while processing a silicon wafer for solar or semiconductor; and separating the sludge powder by removing moisture and oil from the silicone sludge, and using the sludge powder as a reducing agent.

태양광 또는 반도체용 실리콘 웨이퍼를 가공하면서 발생하는 실리콘 슬러지를 이용하는 이유는 다음과 같다. 페로크롬을 환원함에 있어 알루미늄, 실리콘, 마그네슘 금속을 이용하면 에너지가 저감되는 것이 일반적이다. 다만 위의 금속들은 고가이므로 저가의 원료를 대체하고자 하였다. 따라서 본 발명에서는 태양광 및 반도체용 실리콘 웨이퍼를 가공하면서 발생하는 다량의 실리콘 슬러지를 활용하여 코크스와 같은 기존 탄화 환원제를 대체하고자 한다.The reason for using silicon sludge generated while processing silicon wafers for sunlight or semiconductors is as follows. In reducing ferrochrome, it is common to reduce energy when aluminum, silicon, and magnesium metals are used. However, since the above metals are expensive, it was intended to replace low-cost raw materials. Therefore, in the present invention, a large amount of silicon sludge generated while processing silicon wafers for solar light and semiconductors is used to replace existing carbonization reducing agents such as coke.

실리콘 슬러지는 수분, 오일, 탄화규소 연마제, 실리콘 절삭분 등을 함유하고 있어, 분리 공정을 거쳐 수분과 오일을 제거한 분말을 이용할 수 있다.Silicon sludge contains moisture, oil, silicon carbide abrasive, silicon cutting powder, etc., so a powder from which moisture and oil have been removed through a separation process can be used.

한편, 실리콘 슬러지의 SiC 함량은 20 내지 80 중량%로 다양하게 변화될 수 있다. 보다 구체적으로는 40 내지 60 중량%일 수 있다. 더욱 구체적으로는 45 내지 55 중량%일 수 있다. 실리콘 슬러지에서 SiC의 함량이 너무 적으면 제품내 Si가 유입되는 단점이 있고, SiC 함량이 너무 많으면 반응성이 저하되는 단점이 있다.On the other hand, the SiC content of the silicon sludge can be variously changed from 20 to 80% by weight. More specifically, it may be 40 to 60% by weight. More specifically, it may be 45 to 55% by weight. If the content of SiC in the silicon sludge is too small, there is a disadvantage that Si is introduced into the product, and if the content of SiC is too large, the reactivity decreases.

또한, 실리콘 슬러지에서, [Si]/[SiC]는 0.25 내지 4.0 일 수 있다. 여기서 [Si]는 Si의 중량%를 의미하고, [SiC]는 SiC의 중량%를 의미한다.Also, in the silicon sludge, [Si]/[SiC] may be 0.25 to 4.0. Here, [Si] means the weight % of Si, and [SiC] means the weight % of SiC.

또한, 실리콘 슬러지의 수분 함량은 20 중량% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로는 10 중량% 이하일 수 있다. 더욱 구체적으로는 5 중량% 이하일 수 있다. 실리콘 슬러지의 수분 함량이 너무 많으면 반응에 소모되는 에너지가 증가하는 단점이 있다.Further, the moisture content of the silicone sludge may be 20% by weight or less. More specifically, it may be 10 wt% or less. More specifically, it may be 5 wt% or less. If the moisture content of the silicon sludge is too high, there is a disadvantage in that the energy consumed in the reaction increases.

한편, 실리콘 슬러지 분말은 실리콘(Si)과 탄화규소(SiC)를 동시에 함유하고 있다. 1500℃ 이상의 고온에서는 실리콘과 탄화규소가 모두 환원제로 동작이 가능하므로, 슬러지 분말에서 실리콘 및 탄화규소 모두 환원제로 활용할 수 있다.On the other hand, silicon sludge powder contains silicon (Si) and silicon carbide (SiC) at the same time. At a high temperature of 1500° C. or higher, both silicon and silicon carbide can be used as reducing agents, so both silicon and silicon carbide can be used as reducing agents in the sludge powder.

다음으로, 크롬광물 및 환원제를 포함하는 원료를 준비한다. 이때, 원료는 크롬광물, 환원제, 전분 및 물유리를 포함할 수 있다.Next, a raw material containing a chromium mineral and a reducing agent is prepared. In this case, the raw material may include a chromium mineral, a reducing agent, starch, and water glass.

크롬광물의 경우, 페로크롬 1톤을 제조하기 위해서는 크롬광물을 사용하며, 크롬광물의 양은 성분에 따라 조정이 필요하나, 대략 2.0 내지 2.4 톤을 사용한다. 크롬광물은 가장 일반적인 분광을 바로 적용할 수 있다.In the case of chromium minerals, chromium minerals are used to manufacture 1 ton of ferrochrome, and the amount of chromium minerals needs to be adjusted depending on the component, but approximately 2.0 to 2.4 tons are used. For chromium minerals, the most common spectroscopy can be directly applied.

환원제의 경우, 광물의 크롬 산화물과 철 산화물의 양을 측정하여 이에 따라 결 맞게 결정할 수 있다. 즉, 광물의 크롬 산화물과 철 산화물의 양을 측정하여 당량에 계산하여 투입한다. 본 발명의 일 실시예에서는 Si와 SiC를 환원제로 사용하며, 아래 반응식에 기초하여 양을 계산한다.In the case of a reducing agent, it can be determined coherently by measuring the amounts of chromium oxide and iron oxide in the mineral. That is, the amount of chromium oxide and iron oxide of the mineral is measured and calculated and added to the equivalent. In an embodiment of the present invention, Si and SiC are used as reducing agents, and the amount is calculated based on the following reaction equation.

[식 1] Cr2O3 + 1.5Si = 2Cr + 1.5SiO2 [Formula 1] Cr 2 O 3 + 1.5Si = 2Cr + 1.5SiO 2

[식 2] Cr2O3 + SiC = 2Cr + SiO2 + CO[Formula 2] Cr 2 O 3 + SiC = 2Cr + SiO 2 + CO

[식 3] Fe2O3 + 1.5Si = 2Fe + 1.5SiO2 [Equation 3] Fe 2 O 3 + 1.5Si = 2Fe + 1.5SiO 2

[식 4] Fe2O3 + SiC = 2Fe + SiO2 + CO[Equation 4] Fe 2 O 3 + SiC = 2Fe + SiO 2 + CO

상기 식 1 내지 식 4에 기초하여 양을 계산할 때, 크롬 산화물 및 철 산화물의 양에 맞는 Si 및 SiC 당량을 계산한 후, 당량 1 기준으로 0.8 내지 1.2로 준비할 수 있다. 보다 구체적으로는 0.9 내지 1.1 로 준비할 수 있다. 당량 1 기준으로 Si 및 SiC의 양이 너무 적을 경우에는 크롬의 회수율이 저하되는 단점이 있고, 너무 많을 경우에는 제품내 실리콘 불순물 함량이 증가하는 단점이 있다.When calculating the amount based on Equations 1 to 4, after calculating the Si and SiC equivalents corresponding to the amounts of chromium oxide and iron oxide, 0.8 to 1.2 may be prepared based on equivalent 1. More specifically, it can be prepared in 0.9 to 1.1. When the amount of Si and SiC based on equivalent 1 is too small, there is a disadvantage in that the recovery rate of chromium is lowered, and when the amount of Si and SiC is too large, there is a disadvantage in that the content of silicon impurities in the product increases.

보다 구체적으로는 당량 1 기준으로 Si 및 SiC의 양을 1로 준비할 수도 있다.More specifically, the amount of Si and SiC may be prepared as 1 based on the equivalent weight of 1.

이의 계산법은 예를 들어 하기와 같다.Its calculation method is as follows, for example.

100g의 Cr2O3 당 Si의 양은 27.6g이 필요하고, SiC로는 26.4g이 필요하다. 100g Fe2O3 당 필요한 Si는 26.3g이며, SiC의 양은 25.0g이다. 27.6 g of Si per 100 g of Cr 2 O 3 is required, and 26.4 g of SiC is required. The amount of Si required per 100 g Fe 2 O 3 is 26.3 g, and the amount of SiC is 25.0 g.

광물에 존재하는 Cr2O3와 Fe2O3의 양을 XRF나 ICP 분석을 통해서 측정하고 위의 식을 통해서 양을 계산하여 투입할 수 있다. The amount of Cr 2 O 3 and Fe 2 O 3 present in the mineral can be measured through XRF or ICP analysis, and the amount can be calculated and added through the above formula.

슬러지에는 Si와 SiC가 혼합되어 있으며, SiC의 함량이 20 내지 80 중량%로 다양하게 변화되므로, 공급되는 슬러지의 성분에 맞추어서 위의 계산식을 적용하여 환원제의 양을 결정한다.Since Si and SiC are mixed in the sludge, and the content of SiC is varied from 20 to 80 wt%, the amount of the reducing agent is determined by applying the above formula according to the components of the sludge to be supplied.

위의 계산을 통해 크롬광과 슬러지 환원제를 배합하고, 5 내지 10 중량%의 전분 및 물유리를 추가 배합하여 다음 공정인 브리켓화 공정에서 강도를 높여줄 수 있다. Through the above calculation, it is possible to increase the strength in the briquetting process, which is the next process, by mixing the chromium ore and the sludge reducing agent, and adding 5 to 10% by weight of starch and water glass.

다음으로, 배합된 원료를 브리켓으로 제조하는 브리켓화 단계를 더 포함할 수 있다.Next, it may further include a briquetting step of preparing the blended raw material into a briquette.

먼저 크롬광물, 환원제, 전분 및 물유리를 혼합하는데, 이때 혼합기를 이용하여 균일하게 혼합될 수 있도록 할 수 있다. 혼합된 원료는 브리켓화 장비를 이용하여 압력을 가해주어 괴광화한다. 브리켓화된 브리켓은 직경이 5 내지 10 cm 일 수 있다.First, a chromium mineral, a reducing agent, starch and water glass are mixed, and at this time, it can be uniformly mixed by using a mixer. The mixed raw materials are made into lumps by applying pressure using briquetting equipment. The briquettes may be 5-10 cm in diameter.

이때, 브리켓에 수분이 포함되어 있는 경우에는 건조기를 통해 건조 시키고, 최종 브리켓화된 원료는 수분 함량이 10 중량% 이하가 될 수 있도록 건조시킬 수 있다. 즉, 브리켓의 수분 함량은 10 중량% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로는 5 중량% 이하일 수 있다. 브리켓의 수분 함량이 너무 많으면 소비되는 에너지가 증가하는 단점이 있다.At this time, if the briquette contains moisture, it is dried through a dryer, and the final briquetteted raw material can be dried so that the moisture content is 10% by weight or less. That is, the moisture content of the briquettes may be 10% by weight or less. More specifically, it may be 5 wt% or less. If the moisture content of the briquettes is too high, the energy consumed increases.

브리켓화하는 과정은 크롬광이 분말 형태로 대부분 존재하기 때문에 필요한 공정인데, 이 때 실리콘 슬러지 분말을 혼합하여 브리켓화를 실시하면 환원제와 균일한 혼합이 가능하다. 또한, 브리켓의 강도를 증가시킬 수 있으며, 반응이 빠르고 균일하게 일어남에 따라 에너지 저감이 가능하다.The process of briquetting is a necessary process because most of the chromium ore is present in the form of powder. At this time, if the silicon sludge powder is mixed and briquette is performed, uniform mixing with the reducing agent is possible. In addition, it is possible to increase the strength of the briquette, it is possible to reduce energy as the reaction occurs quickly and uniformly.

다음으로, 원료를 제련하는 단계를 포함한다.Next, it includes the step of smelting the raw material.

이때, 제련(smelting)은 원료를 아크로에서 반응시키는 환원 반응 단계를 포함할 수 있다. In this case, the smelting may include a reduction reaction step of reacting the raw material in an arc furnace.

이 단계에서는 일반적으로 합금철 조업에서 실시하는 초기 아크 발생 조업을 할 수 있다. 초기 아크 조업을 위해서는 철 스크랩이나 코크스와 같은 통전 물질을 넣고 예열 및 초기 아크를 발생시키고 충분한 열과 아크가 확보되면 그 이후부터 위 과정에서 준비한 혼합 괴광 원료를 투입한다. 원료가 반응하면서 금속 및 슬래그 용융물이 생성되며 아크를 충분히 유지하여 두 물질이 밀도차에 의하여 분리되도록 해준다. 이러한 금속 슬래그 분리가 이루어지도록 수 시간 아크 유지를 해준다.In this stage, the initial arc generating operation, which is generally performed in the ferroalloy operation, can be performed. For the initial arc operation, a conductive material such as iron scrap or coke is put in, preheating and initial arc are generated, and when sufficient heat and arc are secured, the mixed ore raw material prepared in the above process is added thereafter. As the raw materials react, a metal and slag melt are generated, and the arc is sufficiently maintained to separate the two materials by the density difference. The arc is maintained for several hours to achieve this metal slag separation.

이때, 용융된 슬래그의 유동성을 확보하기 위하여 CaO 또는 CaF2 성분을 투입할 수 있으며, 10 내지 30 중량%는 브리켓화 단계에 투입할 수 있으며, 제련 공정 중에 추가 투입하는 것도 가능하다.At this time, CaO or CaF2 component may be added to ensure fluidity of the molten slag, and 10 to 30 wt% may be added to the briquetting step, and may be additionally added during the smelting process.

실리콘 슬러지 분말을 사용하여 환원 반응을 진행하면 되면 크롬광에 SiO2의 성분이 증가되어 슬래그의 용융온도가 낮아지고 반응시간을 단축할 수 있으며 에너지 저감이 가능하다. 실리콘 슬러지 환원제를 사용함에 따라 일반적인 페로크롬에 함유되어 있는 높은 탄소 함량을 낮출 수 있어 저탄소 페로크롬 제조가 가능하다. 탄소 함량이 낮을수록 스테인리스 제조 공정에서 탄소 조절이 유리하여 중요성이 높으나 탄소 함량을 낮추기 위한 추가 정련 공정을 진행해야 하므로 가격이 상승하는 문제가 있다. 실리콘 슬러지 분말을 사용하면 별도의 정련 공정이 없이 적용이 가능하고 탄소 함량이 낮은 제품을 만들 수 있다.When the reduction reaction is carried out using silicon sludge powder, the SiO2 component is increased in the chrome ore, and the melting temperature of the slag is lowered, the reaction time can be shortened, and energy can be reduced. By using the silicon sludge reducing agent, it is possible to lower the high carbon content contained in general ferrochrome, thereby making it possible to manufacture low-carbon ferrochrome. The lower the carbon content, the higher the importance is because carbon control is advantageous in the stainless steel manufacturing process, but there is a problem in that the price increases because an additional refining process to lower the carbon content must be performed. Silicon sludge powder can be applied without a separate refining process and can produce products with low carbon content.

다음으로, 환원된 금속을 출탕하고 성분을 조절하는 정련 단계; 조절된 금속을 주조하는 주조 단계; 및 주조된 금속을 파쇄하여 제품화하는 제품화 단계;를 더 포함할 수 있다.Next, a refining step of tapping the reduced metal and adjusting the composition; a casting step of casting the conditioned metal; and crushing the cast metal to commercialize the product.

상기 아크 공정에서 금속 슬래그 분리가 이루어지도록 수 시간 아크를 유지하는데, 그 후 슬래그 성분 추적을 통해서 충분한 분리가 되면 슬래그 및 금속을 래들에 출탕한다. 출탕한 성분은 파악안 후 필요에 따라 정련 공정을 추가할 수 있다. 정련 공정에서는 산소 취입을 통해 실리콘 성분을 낮추거나 탄소 성분을 조정할 수 있다. 또한 탄화칼슘이나 생석회를 투입하여 황 성분을 저감하는 공정을 추가할 수 있다. 제품의 성분이 원하는 성분에 도달하면 주조 몰드에 부어 제품화할 수 있다.In the arc process, the arc is maintained for several hours so that the metal slag is separated, and then, when sufficient separation is achieved through tracing the slag component, the slag and the metal are tapped into the ladle. A refining process may be added if necessary after identifying the tapped components. In the refining process, the silicon content can be lowered or the carbon content can be adjusted by blowing oxygen. In addition, a step of reducing the sulfur component by adding calcium carbide or quicklime may be added. When the composition of the product reaches the desired composition, it can be poured into a casting mold and commercialized.

또한, 제조된 제품은 일정 크기로 파쇄하여 제품화할 수 있다. 이때 만들어지는 제품은 탄소 함량이 낮은 페로크롬으로 스페인리스 공정에서 낮은 탄소가 요구되는 공정 및 제품에 적용할 수 있다.In addition, the manufactured product can be crushed to a certain size and commercialized. The product made at this time is ferrochrome with a low carbon content, and it can be applied to processes and products requiring low carbon in the Spanish lease process.

한편, 본 발명의 일 실시예에 의한 페로크롬용 환원제는 Si 및 SiC를 포함한다. On the other hand, the reducing agent for ferrochrome according to an embodiment of the present invention includes Si and SiC.

환원제의 Si 및 Sic는 실리콘 슬러지로부터 기인하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로는 태양광 또는 반도체용 실리콘 웨이퍼를 가공하면서 발생하는 실리콘 슬러지로부터 기인하는 것일 수 있다.The Si and Sic of the reducing agent may be from silicon sludge. More specifically, it may be caused by silicon sludge generated while processing a silicon wafer for solar or semiconductor.

한편, 실리콘 슬러지의 SiC 함량은 20 내지 80 중량%로 다양하게 변화될 수 있다. 보다 구체적으로는 40 내지 60 중량%일 수 있다. 더욱 구체적으로는 45 내지 55 중량%일 수 있다. 실리콘 슬러지에서 SiC의 함량이 너무 적으면 크롬의 회수율이 감소하는 단점이 있고, SiC 함량이 너무 많으면 제품내 실리콘 함량이 증가하는 단점이 있다.On the other hand, the SiC content of the silicon sludge can be variously changed from 20 to 80% by weight. More specifically, it may be 40 to 60% by weight. More specifically, it may be 45 to 55% by weight. If the SiC content in the silicon sludge is too small, there is a disadvantage in that the recovery rate of chromium decreases, and if the SiC content is too large, there is a disadvantage in that the silicon content in the product increases.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it is necessary to note that the following examples are only intended to illustrate the present invention in more detail and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.

[실험예][Experimental example]

실시예 1 내지 7Examples 1 to 7

원료 제품은 아래 표 1과 같은 성분의 크롬광물을 사용하였다.As the raw material product, chromium minerals with the components shown in Table 1 below were used.

광물에서 당량 계산을 실시하였다. 광물 총 1톤을 투입하면, 당량으로 필요한 Si의 양은 200kg이고, SiC의 양은 190kg이다. Si슬러지는 둘의 혼합으로 되어 있어 손실을 유의하여 광물 1톤, 슬러지 건조기준 200kg, 전분 및 물유리 100kg을 혼합하여 원료를 준비하였다. Equivalent calculations were performed on minerals. When a total of 1 ton of minerals is input, the amount of Si required as an equivalent is 200 kg and the amount of SiC is 190 kg. Since Si sludge is a mixture of both, 1 ton of mineral, 200 kg of dry sludge, and 100 kg of starch and water glass were mixed to prepare the raw material with consideration for the loss.

Cr2O3 Cr 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 MgOMgO 함량(중량%)content (wt%) 49.449.4 23.523.5 3.43.4 14.314.3 9.49.4

상기 실리콘 슬러리 내 Si 및 SiC의 함량은 다음 표 2와 같다.Contents of Si and SiC in the silicon slurry are shown in Table 2 below.

SiC (중량%)SiC (wt%) Si (중량%)Si (wt%) [Si]/[SiC] (중량비)[Si]/[SiC] (weight ratio) 실시예1Example 1 1919 8181 4.264.26 실시예2Example 2 2020 8080 4.04.0 실시예3Example 3 4040 6060 1.51.5 실시예4Example 4 6060 4040 0.670.67 실시예5Example 5 8080 2020 0.250.25 실시예6Example 6 8181 1919 0.230.23 실시예7Example 7 100100 00 00

준비한 원료는 일부 물을 혼합하여 균일하게 혼합하고 이후 브리켓화 장비에 투입하여 브리켓 형태로 제조하였다. 제조된 브리켓은 상온 또는 오븐에 투입하여 수분을 제거하고자 하였으며 수분 함량이 10% 이하가 되도록 하였다. 실시예 3에서의 원료 사진은 도 2에 나타내었다.The prepared raw material was prepared in the form of a briquette by mixing some water and mixing it uniformly, and then putting it into a briquetting equipment. The prepared briquettes were placed at room temperature or in an oven to remove moisture, and the moisture content was set to 10% or less. A photograph of the raw material in Example 3 is shown in FIG. 2 .

그 후, 전원 장치 280kW급 직류 아크로를 이용하여 환원 반응을 진행하였다. 원료 장입량은 브리켓 기준으로 160kg을 투입하였다. 투입 전압은 40~60V로 유지되었으며 투입 전류는 대략 1200A 전후로 조정되었다. 평균 투입 전력은 66kW이며 총 반응시간은 4.3시간이다. 실시예 3에서의 반응 후 회수한 시료는 도 3에 나타내었다.After that, the reduction reaction was performed using a 280kW class direct current arc furnace with a power supply. The raw material loading amount was 160 kg based on the briquette. The input voltage was maintained at 40~60V and the input current was adjusted around 1200A. The average input power is 66kW and the total reaction time is 4.3 hours. A sample recovered after the reaction in Example 3 is shown in FIG. 3 .

실시예 3의 결과를 보면, 생성된 페로크롬 제품의 양은 46kg이었으며 슬래그 생성량은 92kg이었다. 제품 1kg 생산에 사용된 전력비는 6.1kWh/kg으로 나타났다. 조업결과 미반응 잔재물이 거의 없고 조업이 안정적으로 진행되었다. 제조된 제품의 성분은 크롬 함량 61.3%, 탄소함량 1.90%의 제품이 생성되었음을 확인하였다.Looking at the results of Example 3, the amount of ferrochrome product produced was 46kg, and the amount of slag produced was 92kg. The power ratio used to produce 1 kg of product was 6.1 kWh/kg. As a result of the operation, there were almost no unreacted residues and the operation proceeded stably. As for the components of the manufactured product, it was confirmed that a product having a chromium content of 61.3% and a carbon content of 1.90% was produced.

비교예comparative example

실리콘 슬러지 환원과 비교를 실시하기 위하여 동일한 광물을 석유코크스를 이용하여 환원 실험을 실시하였다. In order to perform comparison with silicon sludge reduction, a reduction experiment was conducted for the same mineral using petroleum coke.

크롬광물 1톤을 사용할 때 동일하게 성분의 전분과 물유리 바인더 100kg을 사용하여 원료를 혼합하였다. 동일하게 수분을 일부 투입하여 균일 혼합하였으며 브리켓으로 제조하였다. 최종적으로 건조과정을 거쳐 10%이하의 수분 함량이 되도록 조절하였다. 환원제로 사용하는 원료는 저회분탄을 사용하였으며 고정탄소 함량 기준으로 200kg을 사용하였다. 또한 슬래그 성분에 융점을 낮추기 위하여 기존 상업 공정과 동일하게 규석을 80kg 사용하였다. 석탄과 규석은 브리켓에 혼합하지 않고 별도로 공정에 투입하여 사용하였다. 준비된 원료의 사진은 도 4에 나타내었다.When using 1 ton of chromium mineral, the raw materials were mixed using 100 kg of starch and water glass binder in the same way. In the same way, some moisture was added and uniformly mixed, and a briquette was prepared. Finally, through a drying process, the moisture content was adjusted to 10% or less. The raw material used as the reducing agent was low ash coal, and 200 kg was used based on the fixed carbon content. In addition, in order to lower the melting point of the slag component, 80 kg of silica was used in the same manner as in the existing commercial process. Coal and silica were not mixed in the briquettes, but were separately put into the process. A photograph of the prepared raw material is shown in FIG. 4 .

실시예 3과 동일한 설비를 사용하여 조업을 실시하였다. 투입 전압은 30 ~ 50V이고 투입 전류는 1500A 내외이다. 평균 투입전력은 67kW이며 총 반응시간은 5.9시간이다. 최종적으로 생성된 제품의 사진은 도 5에 나타내었다. 제조된 페로크롬의 생성량은 29.2kg이었으며 제품 1kg당 소비전력은 13.6kWh/kg으로 나타났다. 전체적으로 미반응 원료가 다수 생성되었으며 원료면이 불안정하고 용탕이 비산되는 현상이 자주 발생하였다. 최종 생성된 제품의 성분함량에서 크롬 58.8%, 탄소함량 1.87%임을 확인하였다.The operation was carried out using the same equipment as in Example 3. The input voltage is 30 ~ 50V and the input current is around 1500A. The average input power is 67kW and the total reaction time is 5.9 hours. A photograph of the finally produced product is shown in FIG. 5 . The amount of produced ferrochrome was 29.2 kg, and the power consumption per 1 kg of product was 13.6 kWh/kg. In general, a large number of unreacted raw materials were generated, and the raw material surface was unstable and the molten metal was scattered frequently. In the component content of the final product, it was confirmed that the chromium was 58.8% and the carbon content was 1.87%.

[결과][result]

실시예에 의해 제조된 제품은 탄소 함량은 4%이하인 제품을 제조할 수 있으며 실리콘 슬러지 브리켓을 사용하는 경우 기존 석탄을 사용하는 경우 대비 제품 1kg당 소비 전력을 절감할 수 있다. 그 내용은 표 3에 나타내었다. 또한 표 4에 나타낸 바와 같이 투입대비 회수된 제품의 비율을 비교해보면 실리콘 슬러지를 사용하는 경우 실시예 3에서 79%로 석탄을 사용하는 54% 대비 우수하게 나타난다. 수 MW이상의 아크로에서 사용하는 경우 실수율은 80% 이상으로 유사하게 나타날 수 있으나 소비 에너지는 현저하게 감소하여 원가절감에 기여할 수 있다.The product manufactured according to the embodiment may produce a product having a carbon content of 4% or less, and when using a silicon sludge briquette, power consumption per 1 kg of product can be reduced compared to when using conventional coal. The contents are shown in Table 3. In addition, as shown in Table 4, when comparing the ratio of the recovered product to the input, when silicon sludge is used, 79% in Example 3 is superior to 54% using coal. When used in an arc furnace of several MW or more, the error rate may appear similar to 80% or more, but energy consumption is significantly reduced, which can contribute to cost reduction.

또한, 실시예 2 내지 실시예 5와 실시예 1 및 실시예 6를 비교하여 보면, 실리콘 슬러지 내 SiC의 함량이 너무 적으면 제품내 실리콘 함량이 증가하여 불순물의 성분이 증가하는 단점이 있고, 너무 많으면 에너지 소비가 증가하는 단점이 있다.In addition, when comparing Examples 2 to 5 with Examples 1 and 6, if the content of SiC in the silicon sludge is too small, the silicon content in the product increases and the components of impurities increase. If there are too many, there is a disadvantage in that energy consumption increases.

한편, 실시예 2 내지 실시예 5와 실시예 7을 비교하여 보면, 실리콘 슬러지 내에 SiC만 존재하는 경우보다 Si와 적절히 혼합되어 있는 경우는 에너지가 절감되면서 제품 성분도 양호하게 제조되는 장점이 있었다.On the other hand, when comparing Examples 2 to 5 and Example 7, when SiC is properly mixed with Si than when only SiC is present in the silicon sludge, energy is saved and the product components are well manufactured.

실리콘 슬러지 브리켓 공정Silicon sludge briquetting process 석탄 환원-상용 공정Coal reduction - a commercial process 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예 5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 비교예comparative example 전력변수power variable 전압Voltage 40~60 V40 to 60 V 40~60 V40 to 60 V 40~60 V40 to 60 V 40~60 V40 to 60 V 40~60 V40 to 60 V 40~60 V40 to 60 V 40~60 V40 to 60 V 30~50 V30-50 V 전류electric current ~1200 A~1200 A ~1200 A~1200 A ~1200 A~1200 A ~1200 A~1200 A ~1200 A~1200 A ~1200 A~1200 A ~1200 A~1200 A ~1500 A~1500 A 평균출력
(예열
시간
제외)
average power
(Preheat
time
except)
66 kW66 kW 66 kW66 kW 66 kW66 kW 66 kW66 kW 66 kW66 kW 66 kW66 kW 66 kW66 kW 67 kW67 kW
반응
시간
(예열
시간
제외)
reaction
time
(Preheat
time
except)
4.2 h4.2 h 4.3 h4.3 h 4.4 h4.4 h 4.5 h4.5 h 4.6 h4.6 h 4.7 h4.7 h 4.8 h4.8 h 5.9 h5.9 h
최종투입
전력
final input
power
277 kWh277 kWh 281 kWh281 kWh 290 kWh290 kWh 297 kWh297 kWh 303 kWh303 kWh 310 kWh310 kWh 317 kWh317 kWh 397 kWh397 kWh
물질수지material balance FeCr
생성량
FeCr
amount of production
46 kg46 kg 46 kg46 kg 46 kg46 kg 46 kg46 kg 46 kg46 kg 46 kg46 kg 46 kg46 kg 29.2 kg29.2 kg
Slag
생성량
Slag
amount of production
92 kg92 kg 92 kg92 kg 92 kg92 kg 92 kg92 kg 92 kg92 kg 92 kg92 kg 92 kg92 kg 26 kg26 kg
미반응원료unreacted raw material 0 kg0 kg 0 kg0 kg 0 kg0 kg 0 kg0 kg 0 kg0 kg 0 kg0 kg 0 kg0 kg 32 kg32 kg Dust발생량Dust generation 1.08 kg1.08 kg 1.08 kg1.08 kg 1.08 kg1.08 kg 1.08 kg1.08 kg 1.08 kg1.08 kg 1.08 kg1.08 kg 1.08 kg1.08 kg 0.36 kg0.36 kg 제품당전력비Power cost per product 6.02 kWh/kg6.02 kWh/kg 6.08 kWh/kg6.08 kWh/kg 6.31 kWh/kg6.31 kWh/kg 6.45 kWh/kg6.45 kWh/kg 6.60 kWh/kg6.60 kWh/kg 6.74 kWh/kg6.74 kWh/kg 6.88 kWh/kg6.88 kWh/kg 13.6 kWh/kg13.6 kWh/kg

시료NOsample NO 회수율 계산Calculation of recovery 크롬광
(kg)
chrome ore
(kg)
100% 회수시 페로크롬 (kg)Ferrochrome at 100% recovery (kg) 실제 회수 페로크롬
(kg)
Actual recovered ferrochrome
(kg)
회수율
(%)
recovery rate
(%)
실시예1Example 1 123.0123.0 58.258.2 46.046.0 79.179.1 실시예2Example 2 123.0123.0 58.258.2 46.046.0 79.179.1 실시예3Example 3 123.0123.0 58.258.2 46.046.0 79.179.1 실시예4Example 4 123.0123.0 58.258.2 46.046.0 79.179.1 실시예5Example 5 123.0123.0 58.258.2 46.046.0 79.179.1 실시예6Example 6 123.0123.0 58.258.2 46.046.0 79.179.1 실시예7Example 7 123.0123.0 58.258.2 46.046.0 79.179.1 비교예comparative example 113.5113.5 53.853.8 29.229.2 54.454.4

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will have other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention It will be understood that it can be implemented as Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (14)

Si 및 SiC를 포함하는 환원제를 준비하는 단계;
크롬광물 및 상기 환원제를 포함하는 원료 준비 단계; 및
상기 원료를 제련하는 단계;
를 포함하는 페로크롬 제조 방법.
Preparing a reducing agent containing Si and SiC;
A raw material preparation step comprising a chromium mineral and the reducing agent; and
smelting the raw material;
A method for producing ferrochrome comprising a.
제1항에 있어서,
상기 환원제를 준비하는 단계;에서,
상기 환원제는 실리콘 슬러지를 포함하는 것인 페로크롬 제조방법.
According to claim 1,
In the step of preparing the reducing agent;
The reducing agent is a method for producing ferrochrome comprising silicon sludge.
제2항에 있어서,
상기 실리콘 슬러지의 SiC의 함량은 20 내지 80 중량%인 페로크롬 제조방법.
3. The method of claim 2,
The content of SiC in the silicon sludge is 20 to 80% by weight of ferrochrome manufacturing method.
제2항에 있어서,
상기 실리콘 슬러지에서, [Si]/[SiC] 는 0.25 내지 4.0 인 페로크롬 제조방법.
(여기서 [Si]는 Si의 중량%를 의미하고, [SiC]는 SiC의 중량%를 의미한다.)
3. The method of claim 2,
In the silicon sludge, [Si] / [SiC] is 0.25 to 4.0 ferrochrome manufacturing method.
(Here, [Si] means the weight % of Si, and [SiC] means the weight % of SiC.)
제1항에 있어서,
상기 원료 준비 단계;는,
크롬광물, 환원제, 전분 및 물유리를 포함하는 페로크롬 제조방법.
According to claim 1,
The raw material preparation step;
A method for producing ferrochrome comprising a chromium mineral, a reducing agent, starch and water glass.
제1항에 있어서,
상기 크롬광물 및 상기 환원제를 포함하는 원료 준비 단계;에서,
상기 환원제의 양은, 상기 크롬광물에 존재하는 크롬 산화물 및 철 산화물의 양을 측정하여 이에 따라 결정하는 것인 페로크롬 제조방법.
According to claim 1,
In the raw material preparation step comprising the chromium mineral and the reducing agent;
The amount of the reducing agent, the method for producing ferrochrome is determined by measuring the amounts of chromium oxide and iron oxide present in the chromium mineral.
제6항에 있어서,
상기 크롬광물 및 상기 환원제를 포함하는 원료 준비 단계;에서,
상기 환원제의 양은, 상기 크롬광물에 존재하는 크롬 산화물 및 철 산화물의 양을 측정하고, 하기 식 1 내지 식 4에 대입하여 당량을 계산하여 준비하는 것인 페로크롬 제조방법.
[식 1] Cr2O3 + 1.5Si = 2Cr + 1.5SiO2
[식 2] Cr2O3 + SiC = 2Cr + SiO2 + CO
[식 3] Fe2O3 + 1.5Si = 2Fe + 1.5SiO2
[식 4] Fe2O3 + SiC = 2Fe + SiO2 + CO
7. The method of claim 6,
In the raw material preparation step comprising the chromium mineral and the reducing agent;
The amount of the reducing agent is prepared by measuring the amounts of chromium oxide and iron oxide present in the chromium mineral, and calculating the equivalent by substituting the formulas 1 to 4 below.
[Formula 1] Cr 2 O 3 + 1.5Si = 2Cr + 1.5SiO 2
[Formula 2] Cr 2 O 3 + SiC = 2Cr + SiO 2 + CO
[Equation 3] Fe 2 O 3 + 1.5Si = 2Fe + 1.5SiO 2
[Equation 4] Fe 2 O 3 + SiC = 2Fe + SiO 2 + CO
제7항에 있어서,
상기 환원제의 양은, 상기 크롬광물에 존재하는 크롬 산화물 및 철 산화물의 양을 측정하고, 상기 식 1 내지 식 4에 대입하여 당량을 계산한 후, 당량 1 기준으로 0.8 내지 1.2로 준비하는 것인 페로크롬 제조방법.
8. The method of claim 7,
The amount of the reducing agent is prepared by measuring the amounts of chromium oxide and iron oxide present in the chromium mineral, calculating the equivalent by substituting it in Equations 1 to 4, and preparing it as 0.8 to 1.2 based on equivalent 1 How to make chromium.
제1항에 있어서,
상기 원료 준비 단계; 이후,
상기 원료를 브리켓으로 제조하는 브리켓화 단계;
를 더 포함하는 페로크롬 제조방법.
According to claim 1,
the raw material preparation step; after,
a briquetting step of preparing the raw material into briquettes;
Ferrochrome manufacturing method further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 원료를 제련하는 단계;는,
상기 원료를 아크로에서 반응시키는 환원 반응 단계를 포함하는 것인 페로크롬 제조방법.
According to claim 1,
smelting the raw material;
A method for producing ferrochrome comprising a reduction reaction step of reacting the raw material in an arc furnace.
제1항에 있어서,
상기 원료를 제련하는 단계; 이후,
환원된 금속을 출탕하고 성분을 조절하는 정련 단계;
상기 조절된 금속을 주조하는 주조 단계; 및
상기 주조된 금속을 파쇄하여 제품화하는 제품화 단계;
를 더 포함하는 페로크롬 제조방법.
According to claim 1,
smelting the raw material; after,
A refining step of tapping the reduced metal and controlling the composition;
a casting step of casting the conditioned metal; and
A commercialization step of crushing the cast metal into a product;
Ferrochrome manufacturing method further comprising a.
Si 및 SiC를 포함하는 페로크롬 제조용 환원제.
A reducing agent for producing ferrochrome containing Si and SiC.
제12항에 있어서,
상기 환원제의 Si 및 SiC는 실리콘 슬러지로부터 기인하는 것인 페로크롬 제조용 환원제.
13. The method of claim 12,
Si and SiC of the reducing agent is a reducing agent for ferrochrome production resulting from silicon sludge.
제12항에 있어서,
상기 실리콘 슬러지의 SiC 함량은 20 내지 80 중량%인 페로크롬 제조용 환원제.
13. The method of claim 12,
The SiC content of the silicon sludge is 20 to 80% by weight of a reducing agent for producing ferrochrome.
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