KR920004938B1

KR920004938B1 - 슬래그 포밍 진정제

Info

Publication number: KR920004938B1
Application number: KR1019890019988A
Authority: KR
Inventors: 손재웅
Original assignee: 포항종합제철 주식회사; 정명식; 재단법인 산업과학기술연구소; 박태준
Priority date: 1989-12-28
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1992-06-22
Also published as: KR910012272A

Abstract

내용 없음.

Description

슬래그 포밍 진정제

본 발명은 용선틀규처리공정과 제강전로취련중 발생되는 슬래그 포밍현상을 신속제거시키는 슬래그 포밍진정제에 관한 것이다.

철강제품의 고급화와 다양화에 따라서 용강중의 불순물인 인, 유황의 요구수준이 더욱 저농도화 추세에 있고, 에너지와 제조원가절감을 위한 수단으로 공정의 단축 또는 혼합기능부여에 의한 용선과 용강의 정련패턴도 개선이 되고 있다.

이와 같이 제조원가절감과 용강의 품질향상을 가져오는 반면 정련과정에서는 조압안정성과 작업성을 저해하는 경우도 발생하게 되는데 먼저 용선예비처리공정에서는 탈인전의 탈규처리시 순간적으로 많은 양의 산화규소(SiO₂)가 발생하므로써 슬래그의 점도가 높아져서 취입된 가스와 반응가스의 방출이 어려워짐에 따라 슬래그가 거품(foam)처럼 형성되어(포밍현상), 래들(ladle)이나 토페도래들(torpedo ladle)밖으로 흘러넘치게 된다.

또한 예비처리된 용선을 스크랩(scrap)과 함께 전로에 장입하여 산소송풍에 의해 취련하는 과정에서도 강중의 규소가 산화되어 산화규소량이 높아짐에 따라 슬래그 점도가 증가하여 산소와 반응하여 제거되는 탄소가스(CO,CO₂)가 원활하게 방출되지 못하고 슬래그중에 포집되어 있기 때문에 거품을 이루면서 전로입구 밖으로 흘러넘치게 된다.

이러한 슬래그 포밍현상을 방지하기 위하여 자동차폐타이어, 신발공장의 폐고무찌꺼기, 나무등의 투입방법으로 부터 제지공장에서 폐기물로 발생하는 펄프 슬러지와 전로슬래그를 혼합하고 압착하여 만든 슬래그 포밍 진정제류가 사용되고 있으며, 이러한 진정제의 대표적인 것이 일본특허공보(소) 59-48925호 및 일본특허공보(소) 62-52004호에 제시되어 있다.

상기 일본특허공보(소) 59-48925호에 제시된 슬래그 포밍 진정제는 50-90%의 펄프 슬러지와 5-25%의 전로슬래그에 벤토나이트, 시멘트단미등을 5-25% 혼합압착하므로서 제조되며, 상기 일본특허공보(소) 62-52004호에 제시된 슬래그 포밍 진정제는 20-50% 알루민산 칼시움(12CaO·7Al₂O₃,5CaO·3Al₂O₃) 10-3-%의 알루미늄(Al), 및 10-20%의 탄소(C)로 조성된다.

그러나, 일본특허공보(소) 59-48925에 제시된 진정제를 용선에 투입할 경우에는 투입초기에 심한 화염과 분진을 동반하며 투입시기가 맞지 않는 경우 진정속도가 느려서 상당량이 그대로 흘러 넘친후에 진정이 되는 결점이 있다. 반면에, 일본특허공보(소) 62-52004호에 제시된 진정제는 용선에 투입될 경우 진정속도도 빠르고 효과도 좋지만, 가격이 높은 알루미늄을 10-30%, 탄소를 10-20% 첨가하기 때문에 작업성 개선효과에 비하여 제조원가를 상승시키는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 제철소내의 부산물인 래들 슬래그, 분코크스, 전로더스트, 석회소성더스트, 고로백필터더스트와 펄프 슬러지 및 벤토나이트를 적절하게 조성함으로서 용선예비처리 및 전로취련시 발생하는 슬래그 포밍현상을 빠르고 경제적으로 진정시킬 수 있는 포밍진정제를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은, 중량%로, 염기도(CaO/SiO₂)가 4 이상인 래들 슬래그 : 15-30%, 고정탄소함량이 80% 이상인 분코크스 : 5-15%, T. Fe가 60% 이상인 전로더스트 : 10-25%, CaO 45% 이상의 석회소성더스트 : 5-15%, 탄소를 25% 이상 함유한 고로벡필터더스트 : 10-25%, 펄프 슬러지 : 5-20% 및 벤토나이트 : 5-15%로 조성되는 슬래그 포밍 진정제에 관한 것이다.

상기 성분중 래들 슬래그는 산화칼슘(CaO)과 산화알루미늄(Al₂O₃)이 대부분이고 산화규소가 소량 존재하므로 슬래그의 용융점과 유동점을 낮추어 점도를 낮아지게 하는 성분으로서, 그 첨가량이 15% 이하가 되는 경우에는 슬래그 점도를 저하시키는 효과가 미흡하여 30% 이상이 되는 경우에는 슬래그가 굳어지는 현상이 일어나서 오히려 가스방출을 나쁘게 하므로, 래들 슬래그의 첨가량은 15-30%가 바람직하다.

코크스제조공정에서 부생되는 상기 분코크스는 고정탄소가 80% 이상으로써 슬래그 표면으로부터 연소에 의한 거품의 파괴는 물론 슬래그의 유동성을 증가시켜 점도를 낮게 해주는 성분으로서, 그 함량이 5% 이하일 경우 산소공급원에 비하여 연소 물질량이 적어 거품을 깨주고 가스방출을 촉진하는 작용이 약해지고, 15% 이상일 경우에는 슬래그 진정효과는 우수하나 투입시 화명과 분진의 발생이 심해지므로 분코크스의 첨가량은 5-15%가 바람직하다.

또한, T.Fe가 60% 이상인 전로더스트는 분코크스가 연소될때 필요한 산소를 공급해줌은 물론 유동점을 낮게 해주며 환원된 철분은 비중이 높아져 슬래그포밍(거품)층을 뚫고 용강층으로 강하할려는 효과가 있기때문에 거품을 진정하는데에 큰 역할을 하는 성분으로서, 그 첨가량이 10% 이하인 경우에는 분코크스등의 연소물질량보다 산소공급원이 적어지므로 가스방출이 약해지고, 슬래그 점도가 증가되며, 25%이상인 경우에는 과도한 산소공급으로 인해 오히려 가스를 슬래그내에 발생시키는 반대적용을 하게 되므로, 전로더스트의 첨가량은 10-25%가 바람직하다.

또한, 산화칼슘과 산화마그네슘(MgO)이 대부분인 석회소성더스트는 슬래그 유동성을 좋게 하는 성분으로서, 그 첨가량이 5% 이하인 경우에는 점도가 떨어지지 않고, 15% 이상인 경우에는 슬래그 포밍을 경화시킴으로써 가스방출이 오히려 억제되므로, 석회소성더스트의 첨가량은 5-15%가 바람직하다.

또한, 상기 고로벡필터더스트는 탄소를 25% 이상, 철분을 50% 이상 함유하고 있어 연소물질과 산소공급원을 동시에 갖고 있으므로 슬래그중의 가스방출과 거품을 깨주는 역할을 하는 것으로서, 그 첨가량이 10%이하인 경우에는 연소물질과 산소공급원의 물질 밸런스가 맞지 않아 거품을 깨어주는 작용이 약하게 되고, 25% 이상인 경우도 동일한 영향을 주게 되므로, 고로벡필터더스트의 첨가량은 10-25%가 바람직하다.

또한, 상기 펄프 슬러지는 투입초기 슬래그 거품표면층부에서 연소하므로서 거품을 약화시키는 초기단계에서 특히 효과적이며, 그 첨가량이 5% 이하인 경우에는 투입초기의 슬래그 거품진정효과가 현저하게 낮아져 전체진정효과가 떨어지고, 25% 이상인 경우에는 초기 진정이후의 작용이 적어짐에 따른 진정효과가 낮아지고 회염과 분진발생량이 크게 많아지므로, 펄프 슬러지의 첨가량은 5-20%가 바람직하다.

또한, 상기 벤토나이트는 점결재 작용을 하여 압착시강도를 주기 위하여 첨가되는 성분으로서, 그 바람직한 첨가범위는 5-15%이며, 벤토나이트를 첨가하고 성형 압착하여 사용하면 투입시 투입속도가 빠르고 화염과 분진의 발생이 없으므로 슬래그 포밍 진정효과를 한층 더 높여줄 수 있게 되며 분체취입랜스가 있는 경우에는 분체상태로 취입하는 것이 더욱 효과적일 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

하기 표 1 의 화학성분을 갖는 래들 슬래그, 석회소성더스트, 고로벡필터더스트, 전로더스트, 및 분코크스와 펄프 슬러지 및 벤토나이트를 하기 표 2의 조성비로 조성한 슬래그 포밍 진정제(본 발명제(A,B,C)와 종래재)를 제조하였다.

[표 1]

[표 2]

100kg 고주파 유도용해로에서 주물선을 용해한 후 1425±10℃의 온도를 유지시키면서 소결광을 일정량 투입하여 슬래그 포밍(거품)을 발생시키고 거품의 높이가 20cm가 되는 시점에서 상기 표 2 와 같이 조성된 슬래그 포밍 진정제를 하기 표 3 과 같은 양으로 투입하여 거품이 완전히 진정될때까지의 소요시간(초)를 측정하고 이때의 분진과 화염상태를 육안판정하였으며, 이 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 진정제투입후에 슬래그를 채취하여 슬래그 포밍의 진정효과를 뒷받침할 수 있는 슬래그중의 산화규소(SiO₂) 함량 및 탈인율을 측정하고 그 결과를 하기 표 3 에 타나내었다.

[표 3]

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명제(A,B,C)는 탈인율이 21-30% 정도인 반면에, 종래제는 5%로서 매우 낮으며, 슬래그의 포밍현상의 진정이 완료되는 시간에 있어서도 본 발명제(A,B,C)의 경우에는 23-28초 정도이지만, 종래제는 48초로서 거의 2배의 시간이 소요됨을 알 수 있다.

또한, 진정제 투입량에 있어서는 본 발명제(A,B,C)는 20kg/t.s 투입시 진정이 완료되나 종래제는 2배인 양인 40kg/t.s를 투입할때 진정이 48초만에 완료되었으며, 투입시의 화명과 분진도 본 발명제(A,B,C)의 경우에는 거의 무시할 정도이나 종래제의 경우에는 매우 심한 상태로 나타나서 작업성과 환경오염에도 좋지 않다는 것을 알 수 있다.

상술한 바와 같이,본 발명은 슬래그 포밍의 진정소요시간이 짧으므로 슬로핑(slopping) 예지시스템의 제어적중율을 향상시키게 되고, 진정제 투입량을 절반수준으로 낮출 수 있으므로 전로조업원단위를 절감하게 되며, 부수적인 효과로써 용철의 탈인율이 20-30%이므로 저인강조업시 종점인 함량이 종래보다 크게 낮아질 것이 예상되고, 투입시 화염과 분진발생등의 작업성 개선은 물론 부산물을 활용함으로써 환경오염방지와 원료의 안전공급, 그리고 저렴한 제조원가를 제공하는 효과가 있는 것이다.

Claims

중량%로, 염기도가 4 이상인 래들 슬래그 : 15-30%, 고정탄소 함량이 80% 이상인 분코크스 : 5-15%, T. Fe가 60% 이상인 전로더스트 : 10-25%, CaO 45% 이상의 석회소성더스트 : 5-15%, 탄소를 25% 이상 함유한 고로벡필터더스트 : 10-25%, 펄프 슬러지 : 5-20% 및 벤토나이트 : 5-15%로 조성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 포밍 진정제.