KR910009494B1 - 제강정련용 플럭스(Flux)의 제조방법 - Google Patents

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내용 없음.

Description

제강정련용 플럭스(Flux)의 제조방법

본 발명은 제강공정에서 사용되는 정련용 블록스(Flux)의 제조방법에 관한 것이다. 보다상세하게는, 본 발명은 제강공정에서 강중의 불순물인 인(P), 황(S) 및 개재물(Inclusion)을 제거하기 위하여 사용되는 CaO-Fe₂O₃-CaCl₂계, CaO-Fe₂O₃-CaCl₂-Na₂O 계, BaO-Fe₂O₃-BaCl₂계, BaO-Fe₂O₃-BaCl₂-Na₂O 계, CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-BaCl₂계 및 CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-BaCl₂-Na₂O 계 등의 정련용 플럭스를 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래에 제강정련용 플럭스를 제조하는 방법으로는 CaO를 기본으로하고 여기에 CaF₂, Al₂O₃, SiO₂, Fe₂O₃, Na₂CO₃, CaCl₂등의 성분을 1 또는 2종이상 선택 추가하여 덩어리 형태 그대로 혼합하든가 또는 이들을 분쇄하여 혼합한 형태로하고 이들을 산화기와 환원기 정련공정에서 사용하는 방법이 주류를 이루었다.

그러나 이들 종래의 방법은 사용되는 개개의 성분이 상당히 높은 융점을 가지고 있어 제강공정에 투입후 용융이 쉽지 않을 뿐만아니라 고체상태에서 상호혼합하는 것이 어렵기 때문에 플러스로써의 역할을 충분히 하지못하는 결점이 있었다. 따라서, 본 발명은 종래의 결점을 완벽하게 개선하기 위하여 안출된 것으로 그 내용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폐산용액(Fe 50-500g 용액/ℓ : HCl 농도 2-10%)을 CaO, Ca(OH)₂, CaCO₃, Na₂CO₃, BaCO₃등의 중화제를 이용하여 소정의 화학양론적으로 중화반응 시키고, 반응액을 증발농축하고, 농축물을 200 내지 1000℃로 배소(Calcination)시키는 것을 특징으로하여 CaO-Fe₂O₃-CaCl₂계, CaO-Fe₂O₃-CaCl₂-Na₂O 계, BaO-Fe₂O₃-BaCl₂계, BaO-Fe₂O₃-BaCl₂-Na₂O 계, CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-BaCl₂계 및 CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-BaCl₂-Na₂O 계 화합물인 제강용 탈인, 탈황용 플럭스를 제조하는 방법이다.

즉, 본 발명은 제강공정에서 요구되는 정련용 플럭스를 제조함에 있어 염가의 폐산용액을 활용하는 점과 폐산중에 존재하는 FeCl₂성분을 소정의 중화제로 수용액내에서 중화반응시켜 수득하는 반응화합물을 이용하기 때문에 목적하는 특정의 플럭스를 정확하고 손쉽게 제조사용 할 수 있다는 점에 그 목적이 있다.

본 발명에서 사용되는 폐산이란 강판 공장, 신선공장, 표면처리 공장등의 제조공정에서 흔하게 폐출되는 산세폐액으로써 통상 용액 1ℓ당 Fe 성분 50 내지 500g을 포용하고 HCl의 농도가 2 내지 10%선이다.

폐산용액 성분중에는 상기 Fe 및 HCl의 타성분도 미량으로 존재하나 본 발명에서는 이들 성분의 존부유무에 무관하다. 폐산용액을 중화제로 중화반응시키는 단계는 통상의 중화하학 반응조건에 따라 수행되는 것으로 특별한 것은 아니나 여기에서 중화제의 선택은 목적하는 최종 플럭스의 설계에 따라 적절히 선택되어야 하고, 중화제의 투입량은 산세폐액의 성분 함유량을 정확히 분석한후 화학양론 계산적으로 맞도록 적정량으로 첨가하여야 한다. 생성된 반응물용액은 여과하지 않고 그대로 증발, 건조시킨 후 200 내지 1000℃ 반응로에서 배소반응시켜 최종적으로 본 발명의 플럭스를 제조하게 된다.

본 발명에 의한 플럭스는 화합물 형태로 존재하게되는데 이는 폐산용액에 CaO, Ca(OH)₂, CaCO₃, Na₂CO₃, BaCO₃등의 중화제를 첨가시킨 다음, 증발 농축, 배소함에 따라 화합물형태의 플럭스가 제조되게 된다. 이러한 화합물형태의 플럭스는 용융점이 상대적으로 낮게 된다. 즉, CaO 자체의 용융점은 2000℃ 정도이나 본 발명의 화합물형태로 제조되면 다음에 제조방법이 설명될 CaO-Fe₂O₃-CaCl₂계 화합물의 경우 1100 내지 1200℃ 용융되기 때문에 제강정련 공정에서 쉽게 용융되고, 이에 따라 다음에 설명될 결과표에서와 같이 탈인, 탈황율도 높아지게 되는 것이다.

이하에 본 발명 플럭스의 몇가지 주요 제조방법을 반응식을 들어 설명한다.

CaO -Fe₂O₃-CaCl₂계

제(1)식과 같이 산세폐액(50-500g Fe/ℓ : HCl 2-10%)을 정확히 분석한 후 양론 계산적으로 맞게, 즉 FeCl₂2몰(Mole)에 해당하는 산세폐액에 CaO를 3몰의 비율로 첨가하여 잘 교반하고, 균일 반응시킨다. 생성된 Ca(OH)₂ㆍ 2Fe(OH)₂와 2CaCl₂를 여과하지 않고 그대로 증발, 건고시킨후 반응로에서 200 내지 1000℃로 배소반응시키면 제(2)식과 같이 CaO-Fe₂O₃-CaCl₂계 플럭스를 수득한다.

중화제를 화학양론적으로 잘맞추어 반응시키면 3CaOㆍ5FeOㆍ5CaCl₂, 4CaOㆍ5FeOㆍ5CaCl₂및 9CaOㆍ5Fe₂O₃ㆍ10CaCl₂등의 플럭스도 수득할 수 있다.

BaO-Fe₂O₃-BaCl₂계

중화제로 BaCO₃를 사용하는 외 상기 (1), (2)식과 같은 방법으로 반응시켜 BaO-Fe₂O₃-BaCl₂계 플럭스를 수득한다. 마찬가지로 중화제의 몰수를 변화시켜 3BaOㆍ5FeOㆍ5BaCl₂, 4BaOㆍ5FeOㆍ5BaCl₂및 9BaOㆍ5Fe₂O₃ㆍ10BaCl₂등의 플럭스도 수득할 수 있다.

CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-BaCl₂계

제(1)식과 (3)식의 합반응이라 할 수 있는 상기 식으로부터 CaOㆍBaOㆍ2Fe₂O₃ㆍ2CaCl₂ㆍ2BaCl₂의 플럭스를 수득할 수 있다.

기타

상기에 기술한 플럭스 제조방법에서 반응식 제(1), (3) 및 (5)식이 반응완료된 단계의 액중에 Na₂CO₃를 첨가하고 완전용해시켜 증발건조 한 다음 800 내지 900℃에서 반응로에서 배소시켜 각각 CaO-Fe₂O₃-CaCl₂-Na₂O 계, BaO-Fe₂O₃-BaCl₂-Na₂O 계 및 CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-Na₂O계 플럭스를 제조할 수 있다.

본 발명에 따라 제조되는 플럭스는 그 융점이 1100 내지 15000℃로서 매우 낮고 입도와 입자분포도 매우 미세하고 균일하기 때문에 제강공정에서 완전한 혼합사용이 용이하고 쉽게 용융되어 탈인, 탈황등의 효과가 높다.

[실시예]

상술한 바와 같이 준비한 CaO-Fe₂O₃-2CaCl₂계, CaO-BaO-2Fe₂O₃-2CaCl₂-2BaCl₂계 및 CaO-BaO-2Fe₂O₃-2CaCl₂-2BaCl₂-Na₂O 계의 플럭스를 0.2% C 강중에 존재하는 150ppm의 인과 250ppm의 황을 탈인, 탈황시키기 위해 10kg/t, 15kg/t 및 20kg/t의 율로 제강공정에 투입처리하고 그 효과를 시험한 결과 하기 결과표에서 보는 바와 같이 80 내지 82%의 높은 탈인율, 75 내지 80%의 높은 탈황율을 보였다.

[결과표]

Claims (1)

1. 폐산용액(Fe 50-500g 용액/ℓ : HCl 농도 2-10%)을 CaO, Ca(OH)₂, CaCO₃, Na₂CO₃, BaCO₃등의 중화제를 이용하여 소정의 화학양론적으로 중화반응 시키고, 반응액을 증발농축하고, 농축물을 200 내지 1000℃로 배소(Calcination)시키는 것을 특징으로하여 CaO-Fe₂O₃-CaCl₂계, CaO-Fe₂O₃-CaCl₂-Na₂O 계, BaO-Fe₂O₃-BaCl₂계, BaO-Fe₂O₃-BaCl₂-Na₂O 계, CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-BaCl₂계 및 CaO-BaO-Fe₂O₃-CaCl₂-BaCl₂-Na₂O 계 화합물인 제강용 탈인, 탈황용 플럭스를 제조하는 방법.