KR840001379B1 - 슬래그 형성제 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

슬래그 형성제

본 발명은 제강용 슬래그 형성제에 관한 것으로서, 특히 산화마그네슘을 함유하는 분립상 재료의 응집체를 시멘트로 피복한 슬래그 형성제에 관한 것이다.

제강은 통상 내화물로 내장된 야금용 장비에서 행해지는데, 여기에 슬래그 형성제가 필요로하게 된다. 슬래그 형성제는 최종강의 금속특성을 결정하고 내화물 내장재의 부식에 상당한 영향을 미치는 점으로 보아 대단히 중요하다고 하겠다. 슬래그는 제강조업의 형태에 따라 두가지로 분류되는데, 첫째는 산화칼슘(CaO)을 주체로 하는 염기성 슬래그이고, 둘째는 이산화규소(SiO₂)를 주체로 하는 산성슬래그이다. 염기성슬래그는 내장재가 염기성 내화물인 경우에 사용하고, 산성슬래그는 내장재가 산성 내화물인 경우에 사용한다.

슬래그는 첨가된 슬래그 형성제, 제강시에 발생하는 불순물 및 내화물이나 보수재의 용융물로 형성된다. 슬래그 형성제는 통상의 제강조업에 있어서는 신속히 용융, 즉 신속히 슬래그화하며, 슬래그화의 속도가 빠르면 빠를수록 용탕의 불순물을 빨리 제거된다.

종래로부터 일례로 염기성 슬래그를 형성시키는 경우에 있어서 슬래그 형성제는 주로 생석회 및/또는 석회석을 일반적으로 사용하였으나, 이들의 융점이 높아서 형석등의 용융촉진제가 사용되었다. 그러나, 형석은 내화물 내장재를 격심하게 용손시키고 불소가스를 발생시켜 공해문제를 야기시킨다. 게다가 형석은 세계적으로 그 자원이 부족한 상황이므로 형석을 용융촉진제로 사용하지 않는것이 최근의 경향이다. 그래서, 형석을 사용하지 않고 활성 돌로마이트질 석회를 함유하는 슬래그 형성제가 개발되고 있다.

활성 돌로마이트질 석회는 통상 900내지 1200℃정도의 온도로 돌로마이트(칼슘, 마그네슘탄산염)를 하소하여 이산화탄소를 방출시킨 다공질 돌로마이트로서, 일반적으로 경하소 또는 경배소 돌로마이트로 불리며, 현재 염기성 내화물로 내장된 야금용 장치내의 슬래그 형성제로서 석회와 같이 다량 사용되고 있다.

그러나, 경하소 돌로마이트의 용융속도가 느리므로 슬래그 형성중에 충분히 활용된다고 볼 수 없으며, 또한 노내에 장입하는 중, 운반하는 중 또는 다른 목적으로 취급하는 중에 분쇄되어 분말로 되기쉽다. 이와같은 분말 돌로마이트는 장입중에 집진기에 흡수되어 결과적으로 장입량 전체를 슬래그 형성제로서 충분히 활용할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은 경하소 돌로마이트의 결점을 제거하고 또 슬래그화에 관련하여 형석과 동등이상의 효과를 지닌 슬래그 형성제를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 산화마그네슘을 적어도 15중량% 함유하고 또 최대입경이 3.0㎜인 분립상 재료의 응집체를 5내지 20중량%의 시멘트로 피복한 성형체인 슬래그 형성제가 제공된다. 아울러 상기 슬래그 형성제는 산화마그네슘을 적어도 15중량% 함유하고 최대입경이 3.0㎜인 분립상 재료에 물을 첨가하고 서로 혼합하여 습윤상인 응집체로 형성시킨 다음, 상기 응집체에 시멘트를 분립상 재료의 5내지 20중량%로 첨가하고 또 물을 재첨가하여 혼합함으로써 형성된다.

본 발명의 슬래그 형성제는 용융속도 또는 슬래그화 속도가 대단히 빠르고, 슬래그에서 완전히 활용되며, 또한 석회등의 다른 슬래그 형성제의 슬래그화를 촉진하는 작용도 한다. 또한 본 발명의 슬래그 형성제는 시멘트가 결합제로 작용하는 만큼 강도를 지니게 됨에 따라 노내에 장입하는 중, 운반하는 중 또는 다른 목적으로 취급하는 중에 분쇄되어 분말로 되는 경우뿐만 아니라 장입중에 집진기에 흡수되는 경우도 대단히 감소된다.

본 발명의 중요한 특징은 분립상 재료의 개개의 입자를 시멘트로 피복하는 것이 아니고 그 응집체를 시멘트로 피복하는 것이다. 따라서, 분립상 재료의 개개의 입자는 시멘트와 완전히 접촉되는 것이 방지되고, 이러한 결과로서 슬래그 형성제의 강도는 슬래그 형성제로서 적당히 필요로 하는 이상의 강도는 지니지 않게 된다. 따라서, 상기 슬래그 형성제는 노내에 장입하는 중, 운반하는 중 또는 다른 목적으로 취급하는 중에 분말화에 대한 저항능을 지니는 반면 용탕의 열에 의해서 신속히 붕괴된다.

전술한 응집체는 직경 3.0㎜이하로서 적어도 15중량%의 산화마그네슘을 함유하는 분립상 또는 분말상 재료로 구성된다. 상기분립상 재료는 산화마그네슘과 함께 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(Al₂O₃), 이산화규소(SiO₂), 삼산화이철(Fe₂O₃)등의 물질을 포함해도 좋다. 산화마그네슘을 함유하는 물질로는 해수마그네시아, 하소마그네사이트, 마그네사이트(탄산마그네슘), 돌로마이트, 하소돌로마이트, 이러한 물질을 함유한 연와, 활석, 감람암 및 사문석등이 있다. 이러한 물질중에는, 특히 경배소 마그네시이트 및 경배소 돌로마이트가 적합하다.

분립상 재료의 입경을 3.0㎜이하로 한정하는 것은 3.0㎜를 초과하게 되면 용탕에 붕괴된 슬래그 형성재에서 생기는 물질의 입자가 대단히 커져서 슬래그화가 지연되기 때문이다.

초기의 습윱 응집체를 형성시키는 장치로는 간단한 몰타르 혼합기 또는 회전접시형 입화기가 있으며, 고속회전식 혼합기 또는 기타 유사한 혼합장치도 좋다. 초기의 습윤 응집체의 제조시에 물의 첨가량은 예컨대 사용되는 분립상 재료의 종류와 입도등에 의하지만, 일반적으로 2내지 15중량%, 특히 2내지 5중량%정도로 한다. 이 다음, 습윤 응집체는 습윤상태로 있는 동안 시멘트화 혼합하여 피복되는데, 이러한 혼합공정에 있어서 물이 재첨가되지만 첨가량은 일반적으로 분립상 재료의 2내지 15중량%정도이다. 피복작업에 있어서는 초기의 습윤 응집체를 제조할 때 사용했던 것과 동일한 혼합기를 사용하는 것이 적합하다. 그러나, 필요에 따라 다른 장치를 사용해도 좋다.

사용 가능한 시멘트로 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 슬래그 시멘트, 혼합시멘트 및 마그네시아 시멘트가 포함된다. 상기 시멘트는 결합제로서 작용할 뿐만 아니라 동시에 슬래그 형성제로서도 작용한다. 또 시멘트의 분립상재료에 대한 함유량을 5내지 20중량%로 한정하는 것은, 5중량% 이하에서는 본 밭명에 따른 슬래그 형성제의 강도가 약해져서 취급시에 분쇄되기 쉽고, 20중량%를 넘어서면 상기 슬래그 형성제가 용탕의 열에도 좀처핍 붕괴되지 않기 때문이다. 시멘트로 피복된 습윤 응집체는 대기중에 방치하면 고화된다.

상기 고화된 응집체는 본 발명의 슬래그 형성제로서 그대로 사용하여도 좋지만, 습윤상태로 있는 동안의 피복된 응집체를 일정한 형태로 성형하여 제품으로서 사용하는 것이 적합하다. 성형작업에 있어서, 습윤상태의 응집체는 특히 칫수를 제한할 필요는 없지만 직경을 1내지 30㎜로 하는 것이 적합하다. 성형기는 특별한 기계일 필요는 없고 통상적인 펠릿타이저, 태블릿 성형기 및 브리켓 성형기로 충분하다.

상기 성형제품은 100내지 200㎏/㎠정도의 압력으로 성형하는 것이 특히 적합하며, 그 형태는 임의로 조정할 수 있다. 또 결합제로서 시멘트를 사용하기 때문에 대기중에 방치하면 고화된다.

본 발명의 성형된 슬래그 형성제의 칫수는 특히 한정되는 것이 아니지만 약 5내지 50㎜정도면 좋다. 압축강도는 10내지 20㎏/㎠정도로 하는데, 10㎏/㎠이하로 되면 취급시에 분쇄되어 분말로 되는 등의 손실이 발생하고, 20㎏/㎠을 넘어서면 노내에 장입한 후의 붕괴성이 나빠져서 슬래그 형성효과가 떨어진다.

그러면, 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

입경이 1㎜이하인 경하소 또는 경배소 마그네사이트를 몰타르 혼합기에 넣고 물을 약 3중량%첨가하여 혼합물을 약 15분간 반죽한다. 이렇게하여 성형된 습윤상의 응집체에 포틀랜드 시멘트를 분립상 마그네시아에 대하여 약 17중량% 정도로 첨가하고, 또 물을 약 4중량% 재첨가하여 반죽된 시멘트에 의해 피복된 응집체(입상물)를 제조하고, 상기습윤강의 응집체(입상물)의 일부를 대기중에 방치하여 성형체로 한 다음, 본 발명의 슬래그 형성제로서 시험번호(1)에 놓고 사용했다.

또 전술의 습윤상책 입상을(시멘트로 피복된 응집체)의 제2부분은 드럼형의 브리켓 성형기(다수의 30×10㎜정도의 요부가 있는 2개의 드럼이 회전하여 요부가 합치되며, 상기 요부중에 상기 입상물을 공급하여 성형하는 장치)를 사용하여 분탄상으로 성형한 다음, 상기 분탄상의 성형물을 약 4시간동안 대기중에 방치하여 고화시키고, 고화된 분탄상의 성형물은 본 발명의 성형된 슬래그 형성제로서 시험번호(2)에 놓고 사용했다.

상기와 같은 방법으로 경하소 돌로마이트를 피복하고 성형한다. 성형물은 본 발명의 성형된 슬래그 형성제로서 시험번호(3)과 (4)에 사용했다.

시험번호(5)와 (6)은 종래의 전로제강법에 의한 것으로서, (5)는 용융촉진제로서 형석을 사용한 경우의 평균치이고, (6)은 경하소 돌로마이트를 사용한 경우의 평균치이다.

[표 1]

표 1의 각 시험의 결과는 표 2에 제강장입물의 V비와 생성된 슬래그의 실제의 V비와의 비교로 표시했다. V비라고 하는것은 산화칼슘 (CaO)/이산화규소(SiO₂)의 비, 즉 장입물 또는 형성된 슬래그내의 CaO/SiO₂의 비이다.

[표 2]

각 시험의 조업조건은 표 1의 조건 이외에 있어서는 거의 동일하고, V비가 클수록 장입된 석회로부터 보다 많은 양의 슬래그가 형성된 것, 즉 슬래그 형성제의 용해도가 높은 것을 나타낸다. 표 2의 결과는 본 발명의 슬래그 형성제의 유효성을 명백히 입증하고 있다.

Claims (1)

1. 산화마그네슘을 적어도 15중량% 함유하고 또 최대입경이 3.0㎜인 분립상 재료의 응집체를 5내지 20중량%의 시멘트로 피복한 것을 특징으로 하는 슬래그 형성제.