KR950010714B1

KR950010714B1 - 턴디쉬에서의 규소 탈산용강의 정련방법

Info

Publication number: KR950010714B1
Application number: KR1019930028501A
Authority: KR
Inventors: 허완욱; 유병돈; 이만수
Original assignee: 포항종합제철주식회사; 조말수; 재단법인산업과학기술연구소; 백덕현
Priority date: 1993-12-18
Filing date: 1993-12-18
Publication date: 1995-09-22
Also published as: KR950018516A

Abstract

내용 없음.

Description

턴디쉬에서의 규소 탈산용강의 정련방법

본 발명은 타이어의 보강재용등에 사용되는 규소탈산용강의 정련방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는, 마그네시아질 내화물로 이루어진 턴디쉬에서 규소탈산 용강을 정련하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전로 중심의 정련공정에 있어서 실리콘 탈산강은 출강직후 훼로실리콘(Fe-Si)과 같은 합금철을 투입, 강중의 산소 농도를 제어하여 제조되며, 대표적인 강종은 타이어의 보강로 사용되는 가느다란 선재이다. 이러한 용강은 훼로 실리콘으로 탈산을 하였음에도 불구하고 강중에 경도가 높은 알루미나(Al₂O₃)가 미량 함유되어 있다. 강중의 알루미나는 연성이 없기 때문에 가공시 비틀림 값 및 내피로성을 저하시켜 강재의 품질을 열화시키며, 용량 제조시에도 노즐과 반응하여 노즐의 막힘현상을 초래하기도 한다.

실리콘 탈산강에 알루미나가 존재하는 요인은 이미 널리 알려지 바와 같이 첫째 용강내에 첨가되는 합금철로써 합금철에 미량 함유된 알루미늄이 산화된것, 둘재로 레이들 내화물이나 노즐로 부터 기계적 또는 화학적 침식에 의해 떨어져 나온것 등에 기인한다. 이와 같은 강중에 존재하고 있는 알루미나는 일반적으로 알루미나의 포집능이 큰 슬래그를 조성하여 용강을 교반시켜 줌으로써 분리 부상하여 제거되게 된다.

통상, 실리콘 탈상강은 일련의 용강정련을 한 후, 턴디쉬→몰드를 거쳐 주조되게 되는데 통상 턴디쉬에 탄화 왕겨를 사용하여 왔다. 이와 같은 것을 사용하는 이유는 턴디쉬 공정에 있어서, 용강의 재산화 방지와 열방산 방지에 따른 온도 강하폭 감소, 그리고 강중에 잔류된 기재물, 특히, 알루미나 개재물을 포집하기 위함이다. 즉, 탄화왕겨는 하기 표1에 나타낸 바와같이 주로 SiO₂와 탄소 성분으로 되어 있는데, 이중 탄소는 산화되어 기체상으로 없어지는 성분으로서 주로 용강의 열방산 방지 기능을 하며, SiO₂는 교반에 의해 부상되는 알루미나를 포집하는 역할을 한다. 한편 실리콘 탈산강의 턴디쉬 슬래그는 하기표 2에 나타낸 바와같이 조업 여건에 따라 다소 차이가 있으나, 대체적으로 탄화 왕겨로 부터의 SiO₂성분과 레이들로 부터 유입되는 이전(以前)공정의 슬래그 성분, 그리고 노즐 성분등으로 이루어진 것이다.

[표1]

탄화 왕겨의 화학조성

[표 2]

턴디쉬 슬래그의 화학조성

이들 중 턴디쉬 슬래그의 제반 물성을 좌우하는 것을 탄화 왕겨로서 탄화왕겨의 투입량이 많을수록 슬래그의 알루미나 흡수능이 높은 슬래그가 된다.

그러나 이러한 슬래그는 마그네시아가 주성분이고 불소성의 부정형으로 되어 있는 턴디쉬 내화물을 가혹히 침식시키는 단점을 가지고 있다. 즉 턴디쉬 슬래그는 MgO의 포화 농도가 높은 특징을 갖고 있기 때문에 MgO 성분을 인위적으로 과포화 상태로 만들어 주지 않는 한, 내화물로 부터의 MgO 용출은 불가피한 현상이다. 특히 턴디쉬를 상기와 같이 탄화왕겨만을 사용하는 상태에서 장시간 지속적으로 사용할 경우에는 용강과 접촉하고 있는 마그네시아질 내화물층 뿐만 아니라 인접된 비접촉성의 알루미나질 내화물까지도 침식을 시켜 용강 오염을 유발 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 제반된 것으로서, MgO 성분을 과포화 상태로 만들어 내화물의 침식을 방지하고, 동시에 알루미나 흡수능을 확보할 수 있는 턴디쉬에서의 규소 탈산용강의 정련방법을 제공하고자하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 마그네시아질 내화물로 이루어진 턴디쉬내에 규소탈산용강을 수강한 후 42중량% 이상의 SiO₂를 함유하는 탄화왕겨를 투입하여 규소 탈산용강을 정련하는 방법에 있어서, 상기 탄화왕겨 투입후, SiO₂: 40-44중량%, 및 MgO : 35-38중량%를 포함하는 사문암을 정련제(탄화왕겨＋사문암) 중량에 대하여 10-15중량% 첨가하는 턴디쉬에서의 규소탈산 용강의 정련방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명에서는 턴디쉬 내화물의 침식을 억제하기 위하여 정련제에 MgO성분을 부가하여 슬래그중 MgO성분을 포화상태로 유지하기 위해 상기의 MgO원(源)으로서 사문암을 활용한 것이 주 특징이다. 또한, 사문암에는 MgO 이외에 SiO₂성분을 함유하고 있기 때문에 종래의 탄화 왕겨에 대한 대체 효과도 있다. 사문암은 국내에서 산출되는 광물로서 산지에 따라 다소 성분의 차이는 있으나 대부분 SiO₂: 40-44%, MgO : 35-38%, 그리고 CaO, Al₂O₃, T. Fe가 10% 이하, 그외 1g. Loss가 15% 이하로 구성되어 있다. 특히 사문암은 SiO₂와 MgO가 화합물상으로 존재하고 있기 때문에 용융속도가 SiO₂와 MgO의 혼합물에 비하여 빠른 잇점을 갖고 있다. 따라서 본 발명의 조성물은 탄화 왕겨 단독에 비하여 정련 효율이 높을 뿐만 아니라 경제적인 것이다.

한편 야금학적인 측면에서 볼때, 사문암의 첨가량이 증가하게 되면 슬래그중 MgO 성분이 포화농도에 근접하기 때문에 내화물의 침식은 거의 없으나, 슬래그의 유동도가 악화될 뿐만 아니라 알루미나의 흡수능이 저하한다. 따라서 탄화 왕겨 단독 사용했을 때의 유동도와 알루미나 흡수능이 대등한 수준에서 MgO 내화물의 침식을 억제하기 위해서는 사문암의 첨가량을 정련제(탄화왕겨＋사문암)의 중량에 대하여 15% 이하로 제한하는 것이 바람직하다.

그러나, 사문암의 첨가량이 10% 이하인 경우에는 그 첨가 효과가 미약하여 MgO의 침식을 억제하지 못한다.

따라서, 상기 사분암의 첨가량은 정련제 중량에 대하여 10-15%로 제한하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

상기한 바와같이 턴디쉬내의 슬래그는 레이들로 부터 유입되는 이전공정의 슬래그와 턴디쉬 정련제가 주종을 이루고 있다.

따라서, 본 실시예에서는 하기 표 3과 같은 실제의 레이들 슬래그에 탄화 왕겨와 사문암의 혼합물을 첨가하며 정련제의 조성을 도출하였다. 즉 하기 표 3의 레이들 슬래그에 상기 표 1의 탄화 왕겨와 하기 표 4의 사문암을 하기 표 5와 같은 조성으로 각각의 원료를 칭량한 다음, 기계적으로 혼합하였다. 여기서 레이들 슬래그와 정련제(탄화왕겨＋사문암)의 중량 비율은 실조업과 유사하게 1 : 1로 고정하였다. 혼합된 시료중 20g을 채취하여 99% 이상의 마그네시아 도가니에 넣고 1500℃에서 30분간 유지시켜 도가니로 부터 용해되어 나온 MgO양을 추정하고, 이에 근거하여 MgO의 침식정도를 조사하였다.

슬래그의 유동도는 육안으로 관찰하고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

그리고 본 실시예에 있어서 시료에 대한 가열 또는 냉각의 영향을 최소화하기 위하여 급열 및 급냉시켰다. 한편 MgO의 용해도는 실험기간동안 화학성분중 CaO는 증기압이 낮기 때문에 CaO의 중량은 불변한다는 전제하에서 응용물중 MgO가 혼합상태의 MgO 농도 보다 증가된 양을 계산하였다.

하기 표 5의 슬래그 유동성에 있어 "양호"라는 판정은 야금학 및 조업상에 문제가 없다는 것을 의미한다.

[표 3]

레이들 슬래그의 화학 조성

[표 4]

사문암의 화학조성

[표 5]

혼합비별 MgO 침식량 및 유동도

상기 표 5에 나타난 바와같이, 종래의 것인 탄화왕겨 만을 사용한 종래예(A)의 경우가 MgO 용출량이 가장 크며, 사문암의 비율이 증가할 수록 감소하는 경향을 보이고 있으나, 슬래그의 유동성은 악화되는 경향이 있음을 알 수 있다.

한편, 사문암 첨가에 따른 알루미나 흡수능은 화학분석결과 종래의 것인 종래예(A)와 유사한 수준이었다.

따라서, 본 발명에 부합되는 것은 발명예(D~F)임을 알 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명은 MgO 성분을 인위적으로 첨가하여 마그네시아질 내화물의 침식을 방지하고, 동시에 알루미나 흡수능을 확보할 수 있는 턴디쉬에서의 규소 탈산용강의 정련방법을 제공하는 것으로서, 혼합물상인 사문암을 탄화왕겨와 복합 사용하기 때문에 정련 효율이 높을 뿐만 아니라 경제적인 효과가 있다.

Claims

마그네사아질 내화물로 이루어진 턴디쉬내에 규소탈산용강을 수강한 후 42중량% 이상의 SiO₂를 함유하는 탄화왕겨를 투입하여 규소탈산용강을 정련하는 방법에 있어서, 상기 탄화왕겨 투입후, SiO₂: 40-44중량%, 및 MgO : 35-38중량%를 포함하는 사문암을 정련제(탄화왕겨＋사문암) 중량에 대하여 10-15중량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬에서의 규소탈산용강의 정련방법.