KR900007663B1 - 용선용 탈인제 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용선용 탈인제

본 발명은 용선용 탈인제에 관한 것이며, 보다 상세히는 용선용 탈인제를 조성하는 물질중 첨가물인 매용제에 관한 것이다. 일반적으로 탈인제는 용선의 [P]를 산화시킬 수 있는 산화제와 산화반응에 의해 생성된 산화물(P₂O₅)을 안정한 화합물로 만드는 소위 조재제(造滓劑)로 구분되며, 산화제로는 주로 기체산소 또는 고체산화철이 탈인제로 쓰이고 있다. 한편 조재제로는 염기성 성분으로써 슬래그중 P₂O₅와 친화력이 비교적 강한 CaO 또는 Na₂O 성분을 다량 함유한 석회석, 생석회, Na₂CO₃등의 원료를 사용하고 있다. 특히 제강과정에서 제반반응들은 물질이동에 의해 일어나기때문에, 효과적인 반응을 진행시키기 위해서는 반응계의 조건이 물질이동속도가 빠른 액체상태이어야 한다.

그러나, 상기의 염기성 성분들은 고융점의 물질이므로 산화제와의 혼합물만으로는 조기에 액상화(液狀化)되기가 어렵다.

따라서 탈인제의 경우, 조기에 액상화시키기 위하여 별도의 물질인 매용제가 첨가되고 있다. 탈인제로서 매용제의 기본요건은 저융점물질, 높은 탈인능(脫燐能) 그리고 작업성이 좋아야 한다. 상기와 같은 기본물질로 구성된 종래의 탈인제는 산화제의 함유율이 절대적으로 많은 것이 특징이다. 그러나 고체산화철의 비율이 많을수록 설비의 마모가 극심할 뿐만아니라 산화철 자체가 경(硬)하기 때문에 분체화할 경우 파쇄비용이 상승되는 단점을 안고 있다.

또한 매용제로서는 대부분 CaF₂, Na₂CO₃그리고 CaCl₂를 단독 또는 혼합하여 사용하고 있다. 이와 같은 매용제들의 특징을 살펴보면 다음과 같다.

즉, Na₃CO₃와 CaCl₂는 각각 약 850℃와 약 770℃의 융점을 갖고 또한 우수한 탈인능뿐만 아니라 탈황능을 갖고 있다.

그러나, Na₂CO₃는 낮은 증기압을 가지고 있기 때문에 반응이전에 손실되는 양이 많고 또 다량의 발생가스로 작업성이 극히 나쁘다.

또한 CaCl₂는 일반적으로 흡습제(吸濕劑)로 사용될 만큼 강한 흡습성을 지니고 있음으로써, 상온 상태에서의 탈인제 취급에 있어 각별한 주의가 요구되며, 흡습된 CaCl₂를 그대로 사용할 시에 배관의 막힘현상을 초래하는 등의 문제점을 안고 있다.

한편 CaF₂는 비교적 높은 탈인능 및 탈황능을 갖고 있지만 1420℃의 높은 온도의 융점을 갖고 있기 때문에 탈인제의 조기용융에는 다른 매용제에 비하여 큰 역할을 못한다. 이외에 종래의 CaO계 탈인제는 특성상 탈황능이 거의 없으므로 CaO계 탈인제를 이용할 경우에는 탈황처리를 별도로 실시해야하는 문제점을 안고 있는 것이다.

이에 본 발명의 목적은 탈인제중 매용제의 역활을 확대시킴으로써 상기의 문제점을 해결할 용선용 탈인제를 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 용선용 탈인제는 CaO 32-38중량% 및 산화철(Mill Scale) 50-61중량%를 주성분으로 하고, 9-11중량%의 매용제를 함유한 탈인제에 있어서, 매용제로서 CaF₂에 회붕석(2CaO.2B₂O₃.5H₂O)또는 빙정석을 각각 첨가한 것을 특징으로 한다.

상기에서 CaF₂에 회붕석을 첨가하는 경우 CaF₂: 회붕석의 함량비는 중량부로 25-50% : 75-50%가 바람직하며, CaF₂에 빙정석을 첨가하는 경우 CaF₂: 빙정석의 함량은 중량부로 50-75% : 50-25%가 바람직하다.

본 발명에서 매용제로서 CaF₂에 회붕석 또는 빙정석을 첨가한 이유는 다음과 같다.

회붕석은 융점이 약 1,100℃인 저융점 물질로써 2CaO.3B₂O_3.5H₂O의 화학구조식으로 되어있다. 상기의 물질이 저융점의 특성을 나타내는 것은 산성산화물인 B₂O₃가 SiO₂와 같은 망상구조형성제(networkformer)역할을 하며, 또 CaO는 이들 구조를 파괴하는 망상구조 완화제(network modifier)역할을 분담함으로써 회붕석자체가 낮은 융점을 갖고 있을 뿐만아니라, 점도가 저하함으로써 유동성을 저하시킨다.

특히 이와같은 물질은 CaO를 일부 함유하고 있기 때문에 CaO계를 주축으로 하는 탈인제의 경우에 원료조합과정에서 회붕석에 함유된 CaO양 만큼 CaO원(源)이 절감된다. 또한 CaO 성분이 단독산화물로 존재하는 것보다 화합물 형태로 존재하는 것이 탈[P]반응에 유리하다는 기지의 사실을 미루어 볼때, 상기의 물질은 반응에 효과적인 것이다.

본 발명에서 회붕석의 첨가량을 전체 매용제의 50-75중량%로 한것은 50중량%이하인 경우 CaF₂함량이 크게되어 CaF₂의 높은 융점으로 인해 매용제로서 큰 역활을 못하게 되며 75%이상인 경우 탈인능 및 탈황능에 나쁜 영향을 미치기 때문이다.

빙정석은 약 1,000℃의 융점을 갖는 물질로서 상기의 온도이상에서 NaF와 AlF₃로 분해된다. 이처럼 분해된 각각의 불화물은 CaF₂보다도 상호간 융점강화를 촉진할 뿐만아니라 반응측면에서도 Al성분은 탈산반응과 슬래그 형성에, 그리고 Na 성분은 탈황반응에 직접적으로 참여하며 또 탈인반응에는 슬래그 형성을 촉진함으로써 탈인반응과 동시에 탈황반응의 효과가 큰 것이다.

본 발명에서 빙정석의 첨가량을 전체 매용제의 25-50중량%로 한 것은 25중량% 이하인 경우 CaF₂함량이 크게되어 CaF₂의 높은 융점으로 인해 매용제로서의 큰 역활을 못하게 되며 75중량%이상인 경우 탈인능 및 탈황능에 나쁜 영향을 미치게 되기 때문이다.

본 발명에 있어서, 산화철의 성분조성은 본 발명의 산화철 함량범위인 50-61중량%내에서 다양하게 선택될 수 있다.

일반적으로, 제철소의 일 조업에서 사용되는 산화철 즉, 밀 스케일(Mill Scale)의 성분조성을 참고로 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

이하, 본 발명의 용선용 탈황제를 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다.

실시예

탈인제의 조성을 달리하여 시료를 제조하였다.

하기 표 2는 각 시료별 조성을 나타낸 것이다. 상기 각 시료별 용융온도를 비교한 후 이를 표 3에 나타내었다. 각 시료별로 조성된 탈인제에 대하여 탈인 및 탈황효과를 조사하였다. 이때의 사용용선은 하기표 4에 게시된 성분의 것을 사용하였다. 탈인 및 탈황의 반응온도는 1350℃이었으며, 각 탈인제에 미치는 교반의 효과를 배제하기 위하여 정체상태에서 용선상부에 상온상태의 탈인제를 투입하여 반응을 조작시켰다.

상기 조건하에서 얻어진 각 시료별 탈인제의 탈인 및 탈황율을 표 5에 나타내었다.

[표 2]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

상기 표 3에 의하면 본 발명에 따른 시료 C 및 D는 종래의 것에 따른 시료 A 및 B에 비하여 용융온도가 약 60℃가량 낮았다. 특히 용선예비처리가 통상 1300-1400℃의 온도에서 이루어지는 것을 감안하면 본 발명의 탈인제는 용융측면에서 효과적인 것을 알 수 있다.

또한 표 5에 의하면 본 발명에 따른 탈인제(시료 C-D)는 종래의 탈인제에 비하여 탈인, 탈황률이 뛰어남을 알 수 있다.

즉, 시료 D의 경우 탈인율에 있어서는 종래의 것 즉, 시료 B와 거의 유사함을 보이고 있으나 탈황율에 있어서는 월등이 우수함을 알 수 있으며, 시료 C의 경우 탈인효과가 종래의 탈인제보다 훨씬 뛰어난 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 탈인제는 융점이 낮으며 그 탈인효과가 뛰어날 뿐만 아니라 탈황의 효과도 있으며 종래의 탈인제와 같은 흡습성이 없으므로 작업성도 훨씬 양호한 것이다.

Claims (1)

1. 32-38중량%의 CaO 및 50-61중량%의 산화철(Mill Scale)을 주성분으로하고, 9-11중량%의 매용제를 함유한 용선용 탈인제에 있어서, 상기 매용제는 중량부로 CaF₂25-50%와 회붕석(2CaO.3B₂O₃.5H₂O)75-50% 또는 CaF₂50-75%와 빙정석 50-25%로 조성됨을 특징으로 하는 용선용 탈인제.