KR810000249B1

KR810000249B1 - 제강로 슬랙에서 수화경화성(水和硬化性)물질을 제조하는 방법

Info

Publication number: KR810000249B1
Application number: KR740000604A
Authority: KR
Inventors: 가미 게이 이찌 무라; 고우이찌 후꾸로; 도시 스께 마쓰므루
Original assignee: 요시자와 헤이자; 요시자와 섹가이 고오교오 가부시기 가이샤
Priority date: 1974-01-01
Filing date: 1974-01-01
Publication date: 1981-03-25

Abstract

내용 없음.

Description

제강로 슬랙에서 수화경화성(水和硬化性)물질을 제조하는 방법

본 발명은 전기로, 평로, 전로(轉爐)등과 같은 제강로에 의한 제강에 있어서 슬랙형성제로서 합성법에 의한 염기성 슬랙형성제 또는 용융 슬랙형성제를 사용하여 분리되는 슬랙을 원료로하여 여기에 합성법에 의해 얻어진 염기성 슬랙형성제나 용융염기성 슬랙형성제 혹은 건조된 분말상의 적니(赤泥), 점토, 알루미나혈암(頁岩), 보오크사이트등의 알루미늄 및 규소를 함유한 원료를 첨가하여 슬랙의 성분을 CaO45-60％, SiO₂10-25％, Al₂O₃1-15％, Fe₃O₃10-20％, Mn₂O₃5％이하로 조절하고 이를 급냉시켜 석고와 같은 응결시간 조절제 혹은 수산화 칼슘과 같은 수화경화 자극제(水和硬化刺戟材) 10％ 이하를 배합하여 미분쇄하는 것을 구성요소로 하는 제강로 슬랙으로부터 수화경화성물질(水和硬化性物質)을 제조하는 새로운 방법에 관한 것이다.

따라서 본 발명의 공정에 있어서 합성법에 의해 얻어지는 염기성 슬랙형성제는 종래에 사용된어 왔던 생석회와는 달리 석회석 등과같이 산화칼슘을 함유한 원료와 전로재와 같이 철을 함유하는 원료를 혼합, 분쇄하고 이것을 조립(造粒)하여 로에서 소성시켜 얻어지는 아철산 2석회산 산화칼슘의 미세결정이 응집한 입상의 물질로서 제강로내에서는 약 1400°에서 용융하여 분산하는 특성을 가지며 선철중의 규소와 같은 불순물과 용이하게 반응하여 슬랙을 형성한다. 따라서 슬랙형성제를 사용하여 제강시 형성된 슬랙은 그 조성이 균일한 뿐만 아니라 미반응의 산화칼슘이 남아있지 않고 규산칼슘, 칼슘페라이프 등의 광물 활성성분을 함유한다.

또 합성법에 의해 얻어진 용융염기성 슬랙형성제는 선철제조시에 발생하는 슬랙에 생석회와 같이 칼슘을 포함한 물질 및 적니(赤泥)같은 알루미늄을 함유하는 물질을 첨가하여 가열하고 탈황시키여 얻어진다. 따라서 이 슬랙형성제는 주로 완전 용융상태의 철알민산 4석회로 구성되어 있으며 탈황된 용융상태로 제강로에 투입되므로 투입시 산화칼슘의 단체는 존재하지 않는다. 제강로 내에서 이것은 다시 산철중의 규소와 같은 불순물과 급격히 반응하여 균질한 슬랙을 형성하여 규산칼슘, 알루미늄산칼슘 칼슘페라이트 및 기타 광물조성으로 구성되어 수화경화성(水和硬化性)을 갖는다. 종래부터 선철제조시에 생성되는 용광로 슬랙은 수화경화성 및 기타의 특성으로 인하여 혼합 시멘트의 원료로서 사용되어 왔으나, 제강시에 발생하는 슬랙은 주로 용해되지 않고 균일한지 않은 유리석회가 많아서 예를들면 수화경화설 조성물질로서는 결여되었으며 대부분 폐기되어 왔다. 또한 제강로에서 생성되는 슬랙의 양은 10-18％에 달하고 슬랙자체의 특성으로 인하여 그 가공이 곤란한 것이이서 대단히 비경제적이므로 항상 문제시되어 왔다. 따라서 본 발명자들은 이미 개발된 합성법에 의한 염기성 슬랙형성제 및 용융 염기성슬랙 형성제를 사용한 제강로에 의하여 제련할때 생성되는 슬랙의 특성을 조사하였는데 그 결과 슬랙은 유리석회를 전혀 포함하지 않으며 어느 정도의 수화경화성(水和硬化性)을 나타냄을 확인하였고 또 수화경화성물질(水和硬化性物質)의 생성 성량을 제련시 또는 제련 후 배출직후의 슬랙처리에 의해 조절한 후 이것을 급냉시키고 석고와 같은 응결시간 조절제를 가하여 미분쇄한 수화경화성(水和硬化性)물질은 안정된 실용성을 가지며, 또한 포트랜드 시멘트와 같은 다른 종류의 수화경화성(水和硬化性)물질과 혼합할 수 있다는 것을 확인했다.

이와 같은 합성법에 의한 염기성 슬랙형성제 또는 용융염기성 슬랙형성제를 사용하여 제련시에 생성되는 슬랙의 성분을 산화물 조성으로 표시하면 CaO 40-60％, STO₂14-23％, Al₂O₃2-9％, Fe₂O₃13-17％이며 더우기 CaO는 모두 다른 산화물과 염을 형성하고 있고 유리상태인 것은 없다.

본 발명은 이와 같은 슬랙에CaO.SiO₂, Al₂O₃등과 같은 성분을 강화시키는 것을 기본으로 해서 합성법에 의한 염기성 슬랙형성제 또는 용융염기성 슬랙형성제 분말생석회, 전조된 분말적니, 점토, 알루미나혈암, 보오크사이트등을 첨가하여 개질(改質)시큼으로서 달성되었다.

상술한 첨가 및 개질(改質)을 수행하는 방법은 여러가지가 있겠으나 첨가하는 물질과 슬랙이 완전히 반응하여 수화경화성(水和硬化性)을 강화시키기 위해서는 슬랙을 첨가물질과 같이 혼합하여 분쇄하고 다시 재소성하는 방법을 취하면(종래부터 제강시에 슬랙형성제로 사용되고 있는 석회석을 사용한 슬랙으로서 그 속에 유리석회가 포함되어 있더라도)원하는 수화경화성(水和硬化性)물질이 얻어진다. 그러자 본 발명에 그러나 본 발명에 있어서는 이와 같은 비경제적인 분쇄 및 제가열을 피하여 제강로에서 제련시에 유지되는 약 1600℃의 슬랙이 가지는 열량을 이용하여 제견의 말기 또는 배출 직후에 첨가물질과 슬랙과의 반응을 일으키도록 하는 것을 특징으로 한다. 즉 제련완료전 약 5분간에 제련효과를 손상시키지 않도록 첨가물질을 투입하여 슬랙의 개질(改質)을 꾀하던가 혹은 용융되거나 용이하게 용해될 수 있는 첨가물질을 미리 투입해 둔 슬랙래들(Slag ladle)에 제강로 내에서 제겅된 슬랙을 봇는것을 특징으로하는 방법이다.

따라서 본 발명에 있어서 슬랙의 성분을 CaO45-60％로 한것은 CaO함량이 45％ 이하에서는 경화후에 만족할만한 강도를 보이지 않기 때문이며, 상한을 60％로 한것은 본 발명의 효과를 얻기에 충분한 양이기 때문이다. 또 SiO₂함량을 10-25％로 한것은 10％ 이하에서는 수경화성(水硬化性)이 저하되기 때문이며, 상한을 25％로 한 것은 전기한 칼슘에 대한 비율이 1/3보다 크도록 유지하는 것이 본 발명의 효과를 얻기 위해서 유리하기 때문이다. 또 Al₂O₃의 하한 1％는 이런 종류의 슬랙에는 필연적으로 함유되는 양이며, 상한을 5％로 한것은 급경성을 부여하기 위한 것이다. 또 Fe₂O₃을 10-20％로 한 것은 10보다 적으며 반응온도를 유지할 수 없기 때문이며 20％ 보다 많으면 경화후의 강도가 낮아 지기 때문이다. 또 Mn₂O₃는 특히 첨가하지 않더라도 슬랙중에는 항상 함유되어 있는 것으로 그 상한을 5％로 한것은 그보다 많으면 안정성이 결여되기 때문이다. 또 석고와 같은 음결속도 조절제와 수산화칼슘과 같은 수화경화자극제(水和硬化刺戟材)의 상한을 10％로 한 것은 그 보다 많으면 경화후의 강도가 낮아지기 때문이며 또 유리 석회가 많아지는 등의 지장이 일어나기 때문이다.

다음에 본 발명을 실시예에 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

합성법에 의한 염기성슬랙 형성제를 사용한 산소상취전로(酸素上취轉爐)에서의 제련 말기에 있어서, 예를들면 CaO74％, SiO₂3％, Fe₂O₃20％를 함유하는 합성염기성 슬랙형성제를 슬랙발생 예정량에 대해 30％정도 첨가하고 3분간 제련을 계속한 경우에 얻어진 슬랙을 물로 급냉 시키고 석고 5％를 가해서 미분쇄 한다. 그 성분은 CaO 55.4％, SiO₂17.6％, Al₂O₃3.1％, Fe₂O₃18.9％, Mn₂O₃18.9％, Mn₂O₃2.8％로 이러한 페이스트의 응결이 시작되는 것은 420분만에, 성형물의 압축강도는 3일 후에 32㎏/㎠, 4주후 250㎏/㎠이었다. 또한 수중에서 양생시키는 동안에 팽창 및 균열은 일어나지 않았다.

[실시예 2]

합성법에 의한 염기성 조재재를 사용한 산소상취전로에서의 제련말기에 있어서 CaO 4％, SiO₂17％, Al₂O₃21％를 함유하는 건조적니와 CaO 45％, SiO₂35％, Al₂O₃10％를 함유하는 용광로 슬랙 및 CaO 94％를 함유하는 생석회를 4:1:5의 중량비로 혼합분쇄한 것을 슬랙 형성 예정량에 대해 50％ 첨가하고 3분간 제련을 계속한 경우 얻어진 슬랙을 물로 급냉시키고 석고 3％, 소석회 1％를 가하여 미분쇄했다.

그 성분은 CaO 51.8％, SiO₂21.9％, Al₂O₃8.2％, Re₂O₃14.0％ Mn₂O₃1.6％로서 이 물질의 페이스트의 응결이 시작된 것은 180분후, 성형물의 압축강도는 3일후 50㎏/㎠, 1주후에 113㎏/㎠, 4주후에 272㎏/㎠이며, 양생중 균열은 없었다.

[실시예 3]

실시예 1에 의해 얻어진 수화경화성물질(水和硬化性物質)을 시판되는 보통의 포트랜드 시멘트와 중량비로 3:1로 혼합한 뒤 JIS(일본산업 표준) R 5201에 의한 강도시험을 하였는데, 예를들면 압축강도는 3일후 124㎏/㎠, 1주호 214㎏/㎠, 4주후 398㎏㎡라는 결과가 얻어졌으며, 이는 시판되고 있는 포트랜드 시멘트 단독에 의한 압축강도시험 결과와 큰 차이가 없었고 생성된 제품의 안전성도 좋았다.

[실시예 4]

합성법에 의한 염기성 슬랙형성제를 써서 산소상취전로에서 제련할 때, 슬랙래들중에 예정배출슬랙량에 대해 20％의 CaO 80％, SiO₂5％, Fe₂O₃10％를 함유하는 0.5㎜ 이하의 입도로 분쇄한 비중 1.7의 합성 염기성 슬랙형성제를 미리 투입해 두고 그 위에 산소상취전로로부터 제거된 슬랙을 1400℃ 이상의 온도로 투입하여 개질(改質)시킨 다음 물로 급냉하고 석고 5％를 가하여 미분쇄 했다. 그 성분은 CaO 56.2％, SiO₂16.3％, Al₂O₃3.3％, Fe₂O₃17.4％, Mn₂O₃3.8％로서 TISR 5201이 의한 시험에서 응결이 시작된 것은 200분 후였으며, 압축강도는 3일 후 73㎏/㎠, 1주후 128㎏/㎠, 4주후 273㎏/㎠라는 결과를 얻었고 안전성은 양호했다.

[실시예 5]

합성법에 의한 염기성 슬랙형성제를 사용하여 산소상취전로에서 제련했을 때, 슬랙래들중에 용광로슬랙, 적니(赤泥) 및 생석회에 의해 합성한 CaO 58％, SiO₂17％, Al₂O₃9％, Fe₂O₃10％를 함유하는 용융염기성 슬랙형성제를 슬랙의 예정배출랴에 대해 2배의 양으로 용융상태로 유지하며, 미리 투입해두고 여기에 슬랙을 가하여 개질하고 물로 급냉시킨 다음 석고 5％를 가하여 미분쇄했다. 성분은 CaO 55.3％, SiO₂17.0％, Al₂O₃7.3％, Fe₂O₃15.6％, Mn₂O₃21％로, TISR 5201에 의한 시험에서 응결이 시작된 것은 1802분 후였으며, 압축강도는 3일 후 110㎏/㎠, 1주후 188㎏/㎠, 4주후 321㎏/㎠라는 결과를 얻었고 안전성은 양호했다. 이상과 같이 본 발명에서는 제강로에서 선철을 제련할 때 생성되는 슬랙에 합성법에 의한 염기성 슬랙형성제, 좋기로는 용융염기성 슬랙형성제를 사용한 경우에 종래 방법에 의거한 것과는 광물조성상 판이하며 또한 이들이 보유하는 잠재적인 수화경화성(水和硬化性)을 자극하고 향상시킴으로써 특히 용광로 슬랙을 기본 성분으로 하는 합성용윰염기성 슬랙 형성제 혹은 용융온도를 저하시키는 합성, 염기성 슬랙 형성제의 안정한 물질로서 이용될 수 있음을 특징으로 하는 방법을 제공하는 것이다.

Claims

염기성 슬랙형성제로서 합성법에 의한 염기성 슬랙형성제 또는 용융 염기성슬랙형성제를 사용하여 전기로, 평로, 전로등과 같은 제강로에서 제강할 때 제련과정의 말기 또는 배출직후의 슬랙에 합성법에 의한 염기성슬랙형성제나 용융염기성슬랙형성제 혹은 건조된 분말적니, 점토, 알루미나혈암, 보오크사이트등과 같이 알루미늄 및 규소를 함유한 원료를 첨가하고 슬랙의 성분을 CaO 45-60％, SiO₂10-25％, Al₂O₃1-15％, FeO₃10-20％, Mn₂O₃5％ 이하로 조절한 후 급냉시키고 석고등 응결시간 조절제 혹은 수산화칼슘등과 같은 수화경화자극제 10％ 이하를 배항하여 미분쇄하는 것을 특징으로 하는 제강로 슬랙으로부터 수화경화물질을 제조하는 방법.