KR20230165945A - Reducing recarburizing agent for steel manufacturing - Google Patents

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KR20230165945A
KR20230165945A KR1020220064730A KR20220064730A KR20230165945A KR 20230165945 A KR20230165945 A KR 20230165945A KR 1020220064730 A KR1020220064730 A KR 1020220064730A KR 20220064730 A KR20220064730 A KR 20220064730A KR 20230165945 A KR20230165945 A KR 20230165945A
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정유진
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에이디알 주식회사
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Abstract

본 발명은 환원성 제강용 가탄제에 관한 것으로서, 탄소재료; 및 금속 알루미늄(Al)과 알루미나(Al2O3)를 포함하는 알루미늄 드로스와, 금속마그네슘(Mg)과 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 마그네슘 드로스와, 실리콘(Si) 중 선택되는 어느 하나 이상의 환원제를 포함하며, 상기 탄소재료 100 중량부 대비 상기 환원제는 10중량부 내지 150중량부이며, 분말상의 가탄제인 것을 특징으로 하는 환원성 제강용 가탄제에 관한 것이다.The present invention relates to a recarburizing agent for reducing steelmaking, comprising: a carbon material; and at least one reducing agent selected from aluminum dross containing metal aluminum (Al) and alumina (Al 2 O 3 ), magnesium dross containing metal magnesium (Mg) and magnesium oxide (MgO), and silicon (Si). It relates to a reducing recarburizing agent for steelmaking, wherein the reducing agent is 10 to 150 parts by weight relative to 100 parts by weight of the carbon material, and is a powder-like recarburizing agent.

Description

환원성 제강용 가탄제{REDUCING RECARBURIZING AGENT FOR STEEL MANUFACTURING}{REDUCING RECARBURIZING AGENT FOR STEEL MANUFACTURING}

본 발명은 제강용 가탄제에 관한 것이다.The present invention relates to a recarburizer for steelmaking.

전기로 제강 분야에서는 원료로서 철 스크랩을 이용하고 있다. 철 스크랩을 용융시킨 용강은 탄소량이 부족할 경우가 많아 탄소량을 보충하는 가탄작업이 필요하다.In the field of electric furnace steelmaking, iron scrap is used as a raw material. Molten steel obtained by melting iron scrap often lacks carbon content, so recharging is necessary to supplement the carbon content.

일본특허공보 특공평4-042452 공보Japanese Patent Publication No. 4-042452

위 가탄작업시에 탄소재료를 용강에 투입할 때, 산소 분위기에서 탄소재료가 산화 연소하는 경우가 많다. 그 때문에 가탄에 필요한 소정량 이상의 탄소재료가 필요하게 되고 이에 가탄효율이 좋지 않게 된다. 또 작업의 안정성의 기준으로 되는 스크랩의 용락시의 탄소량이 안정되지 않는다.When carbon materials are added to molten steel during the above recharging process, the carbon materials often oxidize and burn in an oxygen atmosphere. Therefore, more than a certain amount of carbon material required for recharging is required, and thus the recharging efficiency is poor. In addition, the amount of carbon at the time of melting of scrap, which is a standard for the stability of work, is not stable.

본 발명은 가탄효율을 높이고, 저렴하고 경제적이며, 조업을 안정화 할 수 있는 제강용 가탄제를 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a recarburizing agent for steelmaking that increases recharging efficiency, is inexpensive and economical, and can stabilize operations.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 탄소재료; 및 금속 알루미늄(Al)과 알루미나(Al2O3)를 포함하는 알루미늄 드로스와, 금속마그네슘(Mg)과 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 마그네슘 드로스와, 실리콘(Si) 중 선택되는 어느 하나 이상의 환원제;를 포함하며, 상기 탄소재료와 상기 환원재의 혼합비는 상기 탄소재료 40 내지 90 중량% 에 대하여 상기 환원제는 10 내지 60 중량%이며, 분말상의 가탄제인 것을 특징으로 하는 환원성 제강용 가탄제를 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a carbon material; and at least one reducing agent selected from aluminum dross containing metal aluminum (Al) and alumina (Al 2 O 3 ), magnesium dross containing metal magnesium (Mg) and magnesium oxide (MgO), and silicon (Si). It includes; and the mixing ratio of the carbon material and the reducing material is 10 to 60% by weight of the reducing agent relative to 40 to 90% by weight of the carbon material, and the technical gist of the reducing recarburizing agent for steelmaking, characterized in that it is a powdered recarburizing agent. Do this.

여기서, 상기 탄소재료는 석탄, 흑연, 코크스 또는 탄화 화로유래의 탄소함유 물질인 것이 바람직하다.Here, the carbon material is preferably a carbon-containing material derived from coal, graphite, coke, or a carbonization furnace.

본 발명은 본 발명에 따른 환원성 제강용 가탄제에 일정량 함유되는 Al, Si 또는 Mg 금속들이 탄소재료보다도 먼저 산소와 반응함에 의해 탄소재료의 산화연소반응을 억제하여, 가탄 효율 향상에 기여하며 CO2 발생을 감소 시키는 이점이 있다.The present invention suppresses the oxidation combustion reaction of carbon materials by allowing Al, Si or Mg metals contained in a certain amount in the recarburizing agent for reducing steelmaking according to the present invention to react with oxygen before the carbon materials, thereby contributing to improving recarbonization efficiency and CO 2 There is an advantage in reducing the occurrence.

본 발명에 따른 가탄제에 의하면, 탄소재료를 적게 사용하더라도 100% 탄소재료만 사용하는 경우와 동일한 효과를 나타낸다.According to the recarburizer according to the present invention, even if a small amount of carbon material is used, the same effect is achieved as when only 100% carbon material is used.

탄소재료와 산소의 결합, 즉 연소를 억제하여 이산화탄소의 발생량을 억제할 수 있다는 이점이 있다.There is an advantage that the amount of carbon dioxide generated can be suppressed by suppressing the combination of carbon materials and oxygen, that is, combustion.

가탄제를 성형체로 제작함이 없이 분말상태의 가탄제가 제공되어, 바인더 비용 및 건조 비용 등의 비용이 없어도 되는 등 성형비용이 절감되어 저비용으로 제강을 할 수 있어 경제적인 이점이 있다.There is an economic advantage in that the powdered recarburizer is provided without manufacturing the recarburizer into a molded body, and the molding cost is reduced, such as eliminating costs such as binder cost and drying cost, and steel making can be performed at low cost.

또한, 본 발명에 따른 분말상의 가탄제의 경우, 장기간 보관이 용이하다는 이점이 있다.Additionally, the powdered recarburizer according to the present invention has the advantage of being easy to store for a long period of time.

이하, 본 발명에 대하여 실시예와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail together with examples. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of the functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definitions should be made based on the content throughout the specification explaining the present invention.

본 실시 형태의 환원성 제강용 가탄제는 용강의 탄소량을 높이기 위하여 용강 중에 투입되는 분말혼합체이다. 현재 실용화 되고 있는 가탄제는 그 입도가 2mm정도이며 전기로 노상 벙커로부터 슈트에서 화로 내에 삽입되는 것이 일반적이다.The reducing recarburizing agent for steelmaking of this embodiment is a powder mixture added into molten steel to increase the carbon content of molten steel. The recarburizer currently being put into practical use has a particle size of about 2 mm and is generally inserted into the furnace through a chute from the electric furnace hearth bunker.

상기 가탄제를 분말상태가 아니라 펠릿이나 브리켓 상의 성형물로 제작하여 삽입하게 되면 이상적이겠만 성형 가공비용이 높기에 원가가 높아져서 제강현장에서는 성형물 상태로 사용하는 것에 관심이 높지 않다. 이러한 현실에서 전기로 내에 삽입하는 방법은 종래 방식 대로하되 가탄제에 환원성 기능을 부여하도록 한다. 상기 가탄제를 톤마대에 넣어 철 스크랩과 함께 투입하고 조정량은 슈터에서 삽입하는 것이 합리적이고 현실적이다.It would be ideal if the recarburizing agent were manufactured and inserted as a molded product in the form of pellets or briquettes rather than in a powder state, but the cost of molding and processing is high, so there is little interest in using it in the form of a molded product in steelmaking sites. In this reality, the insertion method into the electric furnace is the conventional method, but the recarburizing agent is given a reducing function. It is reasonable and realistic to put the recarburizing agent into the tonnage bag and add it along with the iron scrap, and insert the adjustment amount from the shooter.

1. 실시형태1. Embodiment

1-1. 구성1-1. composition

본 발명에 따른 분말상의 환원성 제강용 가탄제는 탄소재료와 환원제로 구성된다. 그리고, 상기 탄소재료 40 내지 90 중량%와 환원제 10 내지 60 중량%의 비율로 혼합된다.The powdery reducing recarburizing agent for steelmaking according to the present invention consists of a carbon material and a reducing agent. Then, 40 to 90% by weight of the carbon material and 10 to 60% by weight of the reducing agent are mixed.

<탄소재료><Carbon materials>

상기 탄소재료는 탄소를 주성분으로 하는 재료이다. 즉, 탄소를 70질량% 이상 포함하는 재료를 의미한다.The carbon material is a material containing carbon as a main component. In other words, it means a material containing 70% by mass or more of carbon.

상기 탄소재료로서는 석탄, 흑연, 콕스 또는 탄화화로유래의 탄소함유 물질이 바람직하다. 또한, 목재를 탄화시킨 탄화팁도 사용할 수 있다. 석탄, 흑연 및 콕스는 천연자원이며 제강 분야에서 종래부터 사용되고 있는 탄소재료다. 탄화화로유래의 탄소함유 물질은 폐기물의 감용화 수단인 유기물의 탄화화로로부터 생성되는 탄화 물질이다. 탄화화로유래의 탄소함유 물질을 사용하면 천연자원의 소비를 억제할 수 있다. As the carbon material, carbon-containing materials derived from coal, graphite, Cox, or carbonization furnaces are preferable. Additionally, carbonized tips made by carbonizing wood can also be used. Coal, graphite, and cox are natural resources and carbon materials that have been conventionally used in the steelmaking field. Carbon-containing materials derived from carbonization furnaces are carbonization materials produced from carbonization furnaces of organic materials, which are a means of reducing the volume of waste. Using carbon-containing materials derived from carbonization furnaces can reduce the consumption of natural resources.

상기 환원성 제강용 가탄제에 있어서의 탄소재료의 함유량의 하한으로서는 약 40질량%가 바람직하다. 한편 탄소재료의 함유량의 상한으로서는 약 90질량%까지 가능하겠으나 60질량%가 보다 바람직하다.The lower limit of the content of the carbon material in the reducing recarburizing agent for steelmaking is preferably about 40% by mass. Meanwhile, the upper limit of the content of the carbon material can be up to about 90% by mass, but 60% by mass is more preferable.

제강용 가탄제에 있어서의 고정탄소의 함유량의 하한으로서는 30질량%가 바람직하고 35질량%가 보다 바람직하다. 한편 고정탄소의 함유량의 상한으로서는 65질량%가 바람직하고 55질량%가 보다 바람직하다.The lower limit of the content of fixed carbon in the recarburizer for steelmaking is preferably 30% by mass and more preferably 35% by mass. On the other hand, the upper limit of the fixed carbon content is preferably 65% by mass and more preferably 55% by mass.

상기 환원성 제강용 가탄제에 있어서의 탄소재료 또는 고정탄소의 함유량이 상기 하한보다도 작으면 가탄효율이 불충분하게 되는 우려가 있다. 반대로 탄소재료 또는 고정탄소의 함유량이 상기 상한보다도 크면 환원제의 함유량이 작아지기 때문에 이 경우도 가탄효율이 충분히 얻을 수 없게 될 우려가 있다.If the content of carbon material or fixed carbon in the recarburizing agent for reducing steelmaking is less than the above lower limit, there is a risk that the recarburization efficiency may become insufficient. Conversely, if the content of carbon material or fixed carbon is greater than the above upper limit, the content of reducing agent becomes small, so there is a risk that sufficient recharging efficiency may not be obtained in this case as well.

<환원제><Reducing agent>

상기 환원제는 알루미늄 드로스, 마그네슘 드로스 및 실리콘 중 어느 하나 이상을 선택하여 이용할 수 있다. 상기 환원제는 Al, Si, Mg 등에서 선택되는 어느 하나 이상의 환원성 금속으로 구성된 것을 특징으로 한다.The reducing agent may be selected from any one or more of aluminum dross, magnesium dross, and silicon. The reducing agent is characterized in that it consists of one or more reducible metals selected from Al, Si, Mg, etc.

상기 환원성 금속들은 금속의 가공공정 에서 발생하는 절분(切粉, 칩)、절삭분(切削粉, 연마분)등의 부산물을 이용하는 것이 합리적이며 가장 현실적이다. 그 중 실용적인 재료의 하나는 알루미늄 드로스이다. 본 발명에 사용되는 알루미늄 드로스는 금속 알루미늄의 함유량은 하한으로서는 10질량%가 바람직하고 상한으로서는 50질량%가지 사용할수 있다.For the above reducible metals, it is reasonable and most realistic to use by-products such as chips and grinding powder generated during the metal processing process. One of the practical materials is aluminum dross. The aluminum dross used in the present invention preferably has a metal aluminum content of 10% by mass as a lower limit and 50% by mass as an upper limit.

상기 알루미늄 드로스는 알루미늄을 용해 때에 발생하는 부생물이다. 그 조성으로는 금속 알루미늄(Al) 및 그 산화물인 알루미나(Alumina, Al2O3) (AD10)가 대표성분이다.The aluminum dross is a by-product generated when dissolving aluminum. Its representative components include metallic aluminum (Al) and its oxide, alumina (Al 2 O 3 ) (AD10).

금속 알루미늄은 활성이 높기 때문에 고온산화 분위기에서는 탄소재료 보다도 먼저 산소와 반응한다. 그 때문에 금속 알루미늄을 함유하는 알루미늄 드로스의 존재에 의해 탄소재료의 산화 연소가 억제된다.Because metallic aluminum is highly active, it reacts with oxygen before carbon materials in a high-temperature oxidizing atmosphere. Therefore, oxidative combustion of the carbon material is suppressed by the presence of aluminum dross containing metallic aluminum.

이하, 이 효과를 확인하기 위한 시험예를 설명한다.Below, a test example to confirm this effect will be described.

먼저, 고정탄소 76.32%의 토상흑연 단체 A와 이 토상흑연에 금속 알루미늄을 10질량% 포함한 알루미늄 드로스분말을 혼합한 혼합물 B를 준비하였다. 상기 혼합물 B는 토상흑연과 AD10과의 혼합 질량비를 7:3으로 하였다.First, a mixture B of earthen graphite simple substance A containing 76.32% fixed carbon and aluminum dross powder containing 10% by mass of metallic aluminum was mixed with this earthen graphite. The mixture B had a mass ratio of earthen graphite and AD10 mixed at 7:3.

그 다음에 산화철(Fe2O3)의 순도 95%의 일급 시약을 반응량 이상의 140g 넣은 흑연 도가니를 2개 준비하여, 상기 각 흑연 도가니에 흑연단체 A와 드로스분말 혼합물 B를 각각 10g씩 넣어 실험용 전기로에서 1400℃에서 40분 가열을 하고 열환원 반응을 비교 하였다.Next, prepare two graphite crucibles containing 140 g or more of the reaction amount of a first-class reagent of 95% purity of iron oxide (Fe 2 O 3 ), and add 10 g each of graphite raw material A and dross powder mixture B to each graphite crucible. It was heated at 1400°C for 40 minutes in an experimental electric furnace and the heat reduction reaction was compared.

상기 열반응에 의해 얻을 수 있었던 환원철을 Fe(철)의 형태분석으로 얻었다. 구체적으로는 상기 도가니의 내용물의 전량을 메탄올, 염산, 왕수의 순서로 용해하고 Fe의 형태 분석을 하였다.Reduced iron obtained through the above thermal reaction was obtained through morphological analysis of Fe (iron). Specifically, the entire contents of the crucible were dissolved in methanol, hydrochloric acid, and aqua regia in that order, and the form of Fe was analyzed.

그 결과를 아래 표 1에 나타내었다. The results are shown in Table 1 below.

시료명Sample name M-Fe
브로민메탄올
용해분 [a]
M-Fe
Brominemethanol
Dissolved content [a]
Fe0
염산용해분
[b]
Fe0
Hydrochloric acid dissolved
[b]
Fe203
왕수요해분
[c]
Fe 2 0 3
Wangsuyao Sea Basin
[c]
T-Fe
A,b,c중의
Fe의합계
T-Fe
A,b,c
Sum of Fe
불순물
100-(a+b+c)
impurities
100-(a+b+c)
AA 61.761.7 10.410.4 0.40.4 70.370.3 27.527.5 BB 61.161.1 12.012.0 0.30.3 70.770.7 26.626.6

상기 표 1에 나타난 바와 같이 A와 B의 환원력은 동등했다. 즉 이 시험에 의해 탄소재료에 3질량%의 금속 알루미늄을 함유시켜도 탄소재료 100질량%의 재료와 같은 환원력이 발휘되는 것이 나타나고 있다. 환원성 가탄제의 특징적인 기능이 증명된다. 즉 환원력을 유지한 채 탄소재료를 금속 알루미늄의 중량분만 줄일 수 있다는 것을 확인하였다. 동시에 탄소량에 의해 발생하는 이산화탄소의 량도 절감된다. 또한, 알루미늄 드로스에 포함되는 알루미나(Al2O3)는 형석CaF2 없이 CaO의 재화(슬라그) 촉진 효과도 있고 슬라그에는 불소 F가 없게 되어 환경보존에 크게 기여한다.As shown in Table 1 above, the reducing power of A and B was equal. In other words, this test shows that even if the carbon material contains 3% by mass of metallic aluminum, the same reducing power is exhibited as that of a material containing 100% by mass of the carbon material. The characteristic functions of reductive recarburizers are demonstrated. In other words, it was confirmed that the carbon material could be reduced to only the weight of metal aluminum while maintaining the reducing power. At the same time, the amount of carbon dioxide generated by carbon dioxide is also reduced. In addition, alumina (Al 2 O 3 ) included in aluminum dross has the effect of promoting the conversion of CaO (slag) without fluorite CaF 2 and the slag is free of fluorine F, greatly contributing to environmental preservation.

상기 환원성 제강용 가탄제에 있어서의 알루미늄 드로스의 함유량은 가탄제에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량이 일정 범위가 되게 결정된다. 상기 환원성 제강용 가탄제에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량의 하한으로서는 2질량%이며 4질량%가 보다 바람직하다. 한편 상기 환원성 가탄제에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량의 상한으로서는 10질량%이며 8질량%가 보다 바람직하다.The content of aluminum dross in the recarburizing agent for reducing steelmaking is determined so that the content of metallic aluminum in the recarburizing agent is within a certain range. The lower limit of the content of metallic aluminum in the reductive recarburizing agent for steelmaking is 2% by mass, with 4% by mass being more preferable. On the other hand, the upper limit of the content of metallic aluminum in the reducing recarburizing agent is 10% by mass, and 8% by mass is more preferable.

상기 환원성 제강용 가탄제에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량이 상기 하한보다도 작으면 탄소 재료의 산화 연소의 억제가 불충분하게 될 수 있으며, 반대로 가탄제에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량이 상기 상한보다도 크면 탄소재료의 함유량이 상대적으로 작아지므로 가탄효율을 충분히 얻을수 없게 될 우려가 있다.If the content of metallic aluminum in the recarburizing agent for reducing steelmaking is less than the above lower limit, suppression of oxidative combustion of the carbon material may become insufficient. Conversely, if the content of metallic aluminum in the recarburizing agent is greater than the above upper limit, the carbon material may become insufficient. Since the content of is relatively small, there is a risk that sufficient recharging efficiency may not be obtained.

상기 알루미늄 드로스에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량은 일정하지 않지만 공지의 분석방법에 의해 신속히 분석할수 있다. 이에 따라 금속 알루미늄의 함유량을 용이하게 조정할수 있다.Although the content of metallic aluminum in the aluminum dross is not constant, it can be quickly analyzed using a known analysis method. Accordingly, the content of metallic aluminum can be easily adjusted.

상기 알루미늄 드로스에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량의 하한으로서는 10질량%가 바람직하고 20질량%가 보다 바람직하다. 한편, 상기 알루미늄 드로스에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량의 상한으로서는 함유량의 50질량%가 바람직하고 40질량%가 보다 바람직하다.The lower limit of the content of metallic aluminum in the aluminum dross is preferably 10% by mass and more preferably 20% by mass. On the other hand, the upper limit of the content of metallic aluminum in the aluminum dross is preferably 50% by mass and more preferably 40% by mass.

상기 알루미늄 드로스에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량을 상기 상한 이하로 하는 것으로, 알루미늄의 회수가 곤란하고 제강분야에서의 이용이 한정되고 있는 저품질의 알루미늄 드로스를 유효하게 활용할 수 있다. 한편, 상기 알루미늄 드로스에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량이 상기 하한보다도 작으면 제강용 가탄제에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량을 일정량 이상으로 하기 위한 알루미늄 드로스의 양이 증대하고 탄소재료의 함유량이 상대적으로 감소될 우려가 있다. 이러한 경우 금속 Al, Mg의 절분(切粉, 칩)、절삭분(切削粉, 연마분) 등과 규소철을 이용할 수 있다. 상기 가탄제에 사용되는 드로스의 입도로서는 20메쉬 이하가 바람직하다.By setting the content of metallic aluminum in the aluminum dross below the above upper limit, low-quality aluminum dross, for which recovery of aluminum is difficult and use in the steelmaking field is limited, can be effectively utilized. On the other hand, if the content of metallic aluminum in the aluminum dross is less than the above lower limit, the amount of aluminum dross to increase the content of metallic aluminum in the recarburizer for steelmaking to a certain amount or more increases, and the content of the carbon material increases relative to the above lower limit. There is a risk that it will decrease. In this case, metal Al, Mg chips, cutting powder, etc., and silicon iron can be used. The particle size of the dross used in the above recarburizer is preferably 20 mesh or less.

상기 금속 알루미늄의 경우, 금속 단독으로 사용시보다 금속 알루미늄을 포함하는 알루미늄 드로스의 이용이 보다 합리적이다. 이 경우 양이 많고 가격도 저렴하다. 또한, 대표성분인 Al2O3는 CaO와 융합하여 제강 제련에 유리한 유동성 좋은 CaO-Al2O3 슬라그를 형성한다.In the case of the metal aluminum, it is more reasonable to use aluminum dross containing metal aluminum than to use the metal alone. In this case, the quantity is large and the price is low. In addition, Al 2 O 3 , a representative component, fuses with CaO to form CaO-Al 2 O 3 slag with good fluidity, which is advantageous for steelmaking and smelting.

상기 환원제로서, 상기 알루미늄 드로스 뿐만 아니라, 실리콘(Si) 또는 마그네슘 드로스를 이용할 수도 있다.As the reducing agent, in addition to the aluminum dross, silicon (Si) or magnesium dross may be used.

실리콘(Si)의 경우, 주로는 규소철(Ferro Silicon)이 대상이 되는데, 산화되어 생성되는 SiO2는 슬라그 염기도를 낮추는 악영향이 우려되기에 사용시는 그 양을 제한하는 것이 좋다.In the case of silicon (Si), the target is mainly ferro silicon. SiO 2 produced through oxidation is concerned about its adverse effect in lowering the basicity of slag, so it is better to limit the amount when using it.

마그네슘(Mg)의 경우, 상기 알루미늄 드로스와 마찬가지로, 금속 마그네슘(Mg) 및 산화마그네슘(MgO)를 포함하는 마그네슘 드로스가 이용될 수 있다. 마그네슘 드로스 단독으로 이용될 수도 있으며, 상기 알루미늄 드로스의 보조 환원제로 이용할 수도 있다.In the case of magnesium (Mg), like the aluminum dross, magnesium dross containing metallic magnesium (Mg) and magnesium oxide (MgO) can be used. Magnesium dross may be used alone or as an auxiliary reducing agent for the aluminum dross.

참고로, 상기 환원성 금속 1g과 반응하는 산소량은 다음과 같다.For reference, the amount of oxygen reacting with 1g of the reducible metal is as follows.

AlAl MgMg SiSi 0.89g0.89g 0.69g0.69g 1.14g1.14g

1-2. 제강방법1-2. Steel making method

이하 본 발명의 환원성 제강용 가탄제를 사용한 제강 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 제강방법은 탄소를 용강에 첨가하는 공정을 갖춘다.Hereinafter, a steelmaking method using the reducing recarburizing agent for steelmaking of the present invention will be described. The steelmaking method of this embodiment includes a step of adding carbon to molten steel.

탄소를 용강에 첨가하는 공정은 정련 공정의 일부이다. 탄소는 환원성 가탄제를 화로에 투입하여 첨가된다. 한편 용강철에는 생석회와 CaF2도 조재(造滓)재료로 장입되는데, 본 발명에서는 CaF2는 필요하지 않다. 그 이유는 환원성 가탄제에 사용되는 알루미늄 드로스의 주성분의 하나인 알루미나(Al2O3)가 CaO를 융합하여 슬라그를 형성 하기 때문이다.The process of adding carbon to molten steel is part of the refining process. Carbon is added by adding a reducing recarburizer to the furnace. Meanwhile, quicklime and CaF 2 are also charged into molten steel as crude materials, but CaF 2 is not required in the present invention. The reason is that alumina (Al 2 O 3 ), one of the main components of aluminum dross used in reducing recarburizers, fuses CaO to form slag.

상기 탄소재료와 혼합된 상기 환원성 제강용 가탄제는 상기 알루미늄 드로스에 포함되는 금속 알루미늄에 의해 환원 분위기 하에서 가탄제에 포함되는 탄소재료의 산화 연소가 억제되어 효율적으로 용강에 가탄된다.The reducing recarburizing agent for steelmaking mixed with the carbon material is efficiently recarbonized into molten steel by suppressing oxidative combustion of the carbon material included in the recarburizing agent under a reducing atmosphere by the metal aluminum contained in the aluminum dross.

이상에서 기술한 실시형태에 의하여 아래의 효과를 얻을 수 있다.The following effects can be obtained by the embodiment described above.

상기 환원성 제강용 가탄제 중에서 일정량 함유되는 알루미늄 드로스에서 유래되는 금속 알루미늄이 탄소재료보다 우선하여 산소와 반응한다. 또한, 알루미늄 드로스가 포함하는 알루미나 슬라그 형성에 기여하면서, 탄소재료가 대기와 접족하는 것을 막아 탄소재료의 산화 연소가 억제된다. 따라서 본 발명의 환원성 제강용 가탄제에 의하면 용강철에 대한 가탄 효율을 높일 수 있고 전기로 조업의 안정성이 향상된다.Metal aluminum derived from aluminum dross contained in a certain amount among the above-mentioned reducing recarburizers for steelmaking reacts with oxygen in preference to carbon materials. Additionally, while contributing to the formation of alumina slag contained in aluminum dross, oxidative combustion of the carbon material is suppressed by preventing the carbon material from coming into contact with the atmosphere. Therefore, according to the reducing recarburizing agent for steelmaking of the present invention, the recarburizing efficiency of molten steel can be increased and the stability of electric furnace operation is improved.

또한, 상기 환원성 제강용 가탄제는 석탄 등의 탄소재료와 알루미늄 드로스의 혼합물이며 배합에서 탄소재료가 30%정도 감소되고 불필요한 탄소재료의 연소 억제에 의해 이산화탄소의 발생량을 억제할 수 있다. 게다가 알루미늄 드로스를 원료로 이용 하는 것으로 가탄제의 비용 나아가서는 제강 비용을 절감할 수 있다.In addition, the reductive recarburizing agent for steelmaking is a mixture of carbon materials such as coal and aluminum dross, and the amount of carbon materials in the mixture is reduced by about 30%, and the amount of carbon dioxide generated can be suppressed by suppressing combustion of unnecessary carbon materials. In addition, by using aluminum dross as a raw material, the cost of recarburizer and, ultimately, steelmaking costs can be reduced.

2. 시험예2. Test example

이하, 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 실시한 시험의 내용과 그 평가에 대해서 설명한다.Hereinafter, the details and evaluation of the test conducted to confirm the effect of the present invention will be described.

<시험예 1><Test Example 1>

먼저 탄소재료로서 평균 입도 3mm, 고정탄소 78.2%의 무연탄과 입경 1mm이하의 금속 알루미늄 드로스 분말(AD30)을 혼합 하여 환원성 가탄제를 제조하였다. 상기 환원성 제강용 가탄제에 있어서의 금속 알루미늄의 함유량은 6질량%이다.First, a reductive recarburizer was prepared by mixing anthracite with an average particle size of 3 mm and 78.2% fixed carbon as a carbon material and metallic aluminum dross powder (AD30) with a particle size of 1 mm or less. The content of metallic aluminum in the reducing recarburizing agent for steelmaking is 6% by mass.

마대에 상기 환원성 제강용 가탄제를 넣어 철 스크랩 추가 장입시 전기로에 상기 철 스크랩과 동시에 장입하였다.The reductive recarburizing agent for steelmaking was placed in a gunny bag, and when additional iron scrap was charged, it was charged simultaneously with the iron scrap into the electric furnace.

시험에 있어서의 용락탄소(MDC)의 목표치를 0.3%로 설정하고 상기 철 스크랩의 장입량은 평균 88톤으로 했다. 상기 철 스크랩을 원료로 하는 용강에 종래의 가탄제인 무연탄과 시험예 1의 환원성 가탄제를 원단위를 바꾸면서 차지(charge)마다 투입하고 MDC를 측정했다 이 결과를 아래 표 3에 나타내었다. The target value of molten carbon (MDC) in the test was set at 0.3%, and the average amount of iron scrap charged was 88 tons. Anthracite, which is a conventional recarburizing agent, and the reducing recarburizing agent of Test Example 1 were added to the molten steel using the iron scrap as a raw material for each charge while changing the basic units, and the MDC was measured. The results are shown in Table 3 below.

가탄제recarburizer 가탄제 원단위
(kg/t)
Recarburization unit
(kg/t)
MDC(용락탄소)
(%)
MDC (dissolved carbon)
(%)
무연탄hard coal 8.88.8 0.120.12 11.1511.15 0.230.23 (7ch 평균)(7ch average) 9.159.15 0.1950.195 시험예 1Test example 1 1111 0.570.57 99 0.440.44

상기 표 3에 나타난 바와 같이 시험예 1의 환원성 제강용 가탄제에서는 원단위를 무연탄에 비교하여 약 2kg/t 줄였을 경우라도, 목표치 0.3%을 넘는 0.43%의 MDC로 할 수 있었다. 이 실제 전기로 시험에서는 시험예 1의 환원성 제강용 가탄제의 원단위는 7~9kg/t으로 0.3%의 MDC를 달성할 수 있다.As shown in Table 3 above, in the reducing recarburizer for steelmaking of Test Example 1, even when the basic unit was reduced by about 2 kg/t compared to anthracite, an MDC of 0.43% was achieved, exceeding the target value of 0.3%. In this actual electric furnace test, the basic unit of the reducing recarburizing agent for steelmaking in Test Example 1 is 7 to 9 kg/t, which can achieve an MDC of 0.3%.

<시험예 2><Test Example 2>

시험예 1과 같은 무연탄과 금속 알루미늄 15질량%의 알루미늄 드로스를 7:3으로 혼합하여 환원성 제강용 가탄제를 시험예 1과 동일하게 제조하였다. 이 환원성 제강용 가탄제의 원단위를 8.5kg/t 로 조업한바 MDC는 0.33%이며 시험예 1과 거의 같았다.A reducing recarburizing agent for steelmaking was prepared in the same manner as in Test Example 1 by mixing anthracite and aluminum dross containing 15% by mass of metallic aluminum in a ratio of 7:3. When the basic unit of this reducing recarburizing agent for steelmaking was operated at 8.5 kg/t, the MDC was 0.33%, which was almost the same as Test Example 1.

<시험예 3><Test Example 3>

무연탄에 입도 1mm이하의 금속 알루미늄 함유량이 10.1 질량%의 알루미늄 드로스 분말(AD10)을 10질량%와 규소철인 Ferro Silicon 75(Si 75%함유 합금철)를 3질량%, 그리고 함량이 10질량%인 마그네슘 드로스를 10질량% 혼합하여, 환원성 제강용 가탄제를 제작하여 원단위 9kg/t로 조업한 결과, MDC는 0.33%을 얻었다.Anthracite is mixed with 10% by mass of aluminum dross powder (AD10) containing 10.1% by mass of metallic aluminum with a particle size of 1mm or less, 3% by mass of Ferro Silicon 75 (ferroalloy containing 75% Si), and 10% by mass of iron silicon. A reducing recarburizer for steelmaking was produced by mixing 10% by mass of magnesium phosphorus dross and operated at a basic unit rate of 9kg/t, resulting in an MDC of 0.33%.

상기 환원성 제강용 가탄제의 환원금속의 합은 Al+Si+Mg = (10/100×10.1%)+(3/100×75%)+(10/100×10%) = 4.26 질량%이다. The sum of the reduced metals in the reducing recarburizing agent for steelmaking is Al+Si+Mg = (10/100×10.1%)+(3/100×75%)+(10/100×10%) = 4.26 mass%.

상기 시험예 1 내지 3을 통하여 상기 환원성 제강용 가탄제의 기능과 효과를 명백히 보여주고 있다.Through the above Test Examples 1 to 3, the function and effect of the reducing recarburizing agent for steelmaking are clearly shown.

<비교 예1><Comparison example 1>

가탄제로서 탄소를 4~5% 포함하는 선철 및 코크스를 이용하고 철 스크랩 총량 88톤중 4.6kg을 가탄제로서의 선철로 보고 코크스 원단위 6.6kg/t으로 조업을 했다. 그 결과 MDC는 0.25%로서 목표치 0.3%에 이르지 못했다.Pig iron and coke containing 4-5% of carbon were used as recarburizers, and 4.6kg of the total amount of 88 tons of iron scrap was regarded as pig iron as a recarburizer, and the operation was performed at a coke basic unit of 6.6kg/t. As a result, the MDC was 0.25%, failing to reach the target of 0.3%.

<비교 예2><Comparison example 2>

가탄제로서 코크스를 이용하고 코크스 원단위 9.09kg/t 탄소가루 취입 3.82kg/t로 조업을 했다. 그 결과 MDC는 0.21%로서 목표치 0.3%에 이르지 못했다.Coke was used as a recarburizing agent, and the operation was carried out with a coke intensity of 9.09 kg/t and carbon powder blowing of 3.82 kg/t. As a result, the MDC was 0.21%, failing to reach the target of 0.3%.

이상 본 발명의 일 실시예에 한정하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 내용에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시되거나, 상기 실시형태의 구성의 적어도 일부를 다른 상기 실시 형태의 구성에 대하여 부가 치환 등을 하여도 될 수 있음은 자명하다 할 것이다. Although the description of the present invention has been limited to one embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified and implemented in various ways. Furthermore, additional technical features may be added based on the disclosed technical content. Alternatively, it is obvious that at least part of the configuration of the above embodiment may be added or substituted for the configuration of another embodiment.

Claims (2)

탄소재료; 및
금속 알루미늄(Al)과 알루미나(Al2O3)를 포함하는 알루미늄 드로스와, 금속마그네슘(Mg)과 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 마그네슘 드로스와, 실리콘(Si) 중 선택되는 어느 하나 이상의 환원제;
를 포함하며,
상기 탄소재료와 상기 환원재의 혼합비는, 상기 탄소재료 40 내지 90 중량% 에 대하여 상기 환원제는 10 내지 60 중량%이며, 분말상의 가탄제인 것을 특징으로 하는 환원성 제강용 가탄제.
carbon materials; and
At least one reducing agent selected from aluminum dross containing metal aluminum (Al) and alumina (Al 2 O 3 ), magnesium dross containing metal magnesium (Mg) and magnesium oxide (MgO), and silicon (Si);
Includes,
The mixing ratio of the carbon material and the reducing agent is 10 to 60% by weight of the reducing agent relative to 40 to 90% by weight of the carbon material, and the reducing recarburizing agent for steelmaking is characterized in that it is a powdered recarburizing agent.
제1항에 있어서,
상기 탄소재료는 석탄, 흑연, 코크스 또는 탄화 화로유래의 탄소함유 물질인 것을 특징으로 하는 환원성 제강용 가탄제.
According to paragraph 1,
A reducing recarburizing agent for steelmaking, wherein the carbon material is a carbon-containing material derived from coal, graphite, coke, or a carbonization furnace.
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