KR880001260B1 - 취입용 Cao계 용선탈황제 - Google Patents

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내용 없음.

Description

취입용 Cao계 용선탈황제

제1도는 본 발명 탈황제에 의하여 탈황시 처리시간과 용선중의 황 함량의 관계를 나타낸 도표.

본 발명은 용광로로 부터 혼선차(torpedo) 또는 레이들(ladle)에 수선(受銑)된 취입법으로 로외정련(爐外精鍊)하는데 사용하는 용선탈황제에 관한 것이다.

종래 제철소의 용선예비처리 에서는 탈황제로서 칼시움 카바이트(CaC₂)가 주로 사용되어 왔는데 칼시움 카바이트의 제조에는 많은 전력이 소모되므로 오일 파동 이후에 시판 가격이 크게 상승하여 탈황처리 비용의 상승요인이 되고 있다.

따라서 최근에는 가격이 저렴한 생석회(CaO)를 주체로 하여 여기게 칼시움카바이트 또는 석회석과 탄소분을 배합한 CaO계 탈황제로 대체되는 추세에 있다.

CaO는 열학적으로는 높은 탈황능(脫黃能)을 갖고 있으나 반응속도가 매우 느리기 때문에 탈황작업에서는 분말상태의 혼합체를 질소 또는 알곤 가스로 용선내에 취입하여 용융펄과 순간적으로 반응이 일어나게 하는 가스 분말 취입법으로 처리하는 것이 보통이다.

그러나 CaO는 융점이 2570℃로 매우 높기 때문에 통상의 탈황작업 온도인 1350℃전후에서는 고체상태이므로 탈황 효율이 낮을뿐만 아니라, 분체의 유동성이 불량하고 응집성이 크기 때문에 용선내에 취입할때 취입관(injection lance)의 막힘현상(clogging)이 빈번히 발생하는 등의 결점은 탈황작업의 큰 문제점이 되어 왔다.

본 발명은 CaO를 주성분으로 하여 1-10%의 할로겐화합물(예, CaF₂또는 Na₃ALF₆), 1-5%의 알카리 금속산화물(예, Na₂O 및 K₂O), 2-10의 카본, 2-20%의 석회석, 0.2-0.8%의 실리콘오일(디메틸폴리실옥산)로 조성되고, 입도가 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 분말 탈황제로서, 반응효율과 반응속도의 현저한 향상은 물론이고 취입시에 취입관의 막힘을 방지할수 있는 성능을 갖고 있으므로 종래의 탈황제가 갖는 제반 문제점을 일거에 해결한 것이다.

본 발명에 의한 탈황제의 작용효과는 다음의 원리에 의한 것이다. 즉, 소량 첨가된 할로겐 화합물이나 알카리 금속산화물은 CaO의 융점을 낮추어 주므로 용선내에 취입된 탈황제는 처리온도인 1350℃ 전후에서 용융 또는 반용융 상태로 쉽게 제화(滓化)된다. 따라서 CaO 단독 취입시의 고체반응에 비하여 이 경우에는 액체/액체 반응이 되므로 탈황효율은 증가하며 또한 탈황생성물인 CaO는 용융 또는 반응융상의 CaO-CaF₂계 슬라그에 함유되어 용철 표면으로 부상되므로 분리가 용이하며, 할로겐 화합물이나 알카리 금속산화물은 단독적으로 첨가해도 무방하나 동시에 복합적으로 첨가하면 더욱 양호한 탈황효과를 얻을 수 있다. 또, 탈황제 중의 탄소는(1) 및 (2)식에서 보는 바와 같이 탈황반응에서 생성된 산소를 연속적으로 제거하므로 탈황반응 효율과 속도를 증대시키며, 동시에 유가성분인 용선중의 탄소가 생성된 산소와 반응하는 것을 억제하므로 용선탈탄의 방지 효과를 겸하게 된다. 카본으로는 기공율이 높은 코-크스를 사용하면 높은 탈황효율을 얻을수 있는데 회분 함유량은 가급적 적은 것을 선택해야 한다.

CaO(탈황제중)+S=CaS+O……(1)

C(탈황제중)+O=CO(gas)……(2)

한편, 취입 탈황법에서는 반응영역의 확대를 위하여 취입된 분말 탈황제를 용선내에서 신속하게 분산시켜 용선과 균일한 혼합상태를 만들어 주어야 한다.

종래의 방법에서는 임펠라에 의한 기계적 교반법 또는 여분의 가스 취입에 의한 가스거품법 등을 채용하고 있는데 본 발명의 탈황제에는 석회석(CaCO₃)이 함유되어 있어 여분의 가스취입이 없이도 충분한 교반상태가 유지된다.

즉, (3)식에서 보는 바와 같이 탈황제중의 CaCO₃는 용선내에서 CaO와 CO₂로 분해되며 이때 생성된 CO₂가스로 인하여 용선은 가스거품에 의하여 교반상태로 되며, 이에따라 취입된 분말탈황제는 용선과 신속하게 균일 혼합된다. 또한 분해반응에서 생성된 CaO는 탈황반응에 기여하게 된다.

CaCO→CaO+CO₂(gas)……(3)

석회석의 배합비는 크게 할수록 거품 효과도 증대하나 분해시 흡열 반응으로 인하여 열량 소모가 크기 때문에 실용면에서는 탈황중의 온도 저하를 고려하여 배합비의 허용치는 최대 20%로 제한함이 바람직하다. 또, 탈황제에 소량 첨가된 실리콘 오일은 분체의 표면에 일종의 윤활성 막을 형성하여 CaO분체의 유동성을 개선시키고 응집성을 억제하므로 CaO계 탈황제의 취입시에 흔히 발생하는 취입관의 막힘 현상을 방지한다.

본 발명에서 중시해야할 사항은 각 구성물질의 배합량인데, 특히 알카리 금속 산화물과 할로겐 화합물의 첨가량은 용선의 조성, 생성슬라그의 조성, 처리온도 등을 감안하여 조절할 필요가 있으며, 이들의 첨가에 의한 내화물의 용손을 억제하기 위해서는 이들의 배합 허용치를 알카리 금속산화물(Na₂O 및 K₂O)은 최대 5%로, 할로겐화합물(CaF₂또는 Na₃ALF₆)은 최대 10%로 제한함이 바람직하다. 한편 카본(코-크스)의 배합비는 크게할수록 탈황 반응효율과 속도를 증대시키나 코-크스에 함유되어 있는 회분의 함유량을 고려하여 배합비의 허용치는 최대 10%로 제한함이 바람직하다. 또, 탈황시간 탈황정도 등의 조건이 달라지는 경우에는 탈황제의 원단위를 조절함으로써 적정의 탈황효율을 얻을 수 잇다. 본 발명의 CaO계 탈황제를 사용하여 몇가지 조건에서 탈황 시험한 결과는 제1도 및 실시예와 같았다.

[실시예]

표1과 같은 조성의 본 발명 탈황제를 사용하여 용선을 탈황 처리한 결과는 표2와 같았다.

[표 1]

탈황제의 성분 배합 비율

[표 2]

각시료의 탈황 효과

* 탈황조건

1) 탈황온도 : 1350℃

2) 탈황시간 : 20분

3) 용 선 량 : 30kg

Claims (1)

1. CaO : 70-80%, 할로겐화합물(Na₃ALF₆또는 CaF₂) : 1-10%알카리금속산화물(Na₂O 및 K₂O) : 1-5% 카본(코-크스) : 2-10%, 석회석(CaCO₃) : 10-20% 실리콘오일 : 0.2-0.8%로 조성되고 입도가 1mm이하인 취입용 CaO 계용선 탈황제.

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