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KR100264989B1 - 대형지금 발생방지용 슬래그 분화재 - Google Patents

대형지금 발생방지용 슬래그 분화재 Download PDF

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KR100264989B1
KR100264989B1 KR1019960067565A KR19960067565A KR100264989B1 KR 100264989 B1 KR100264989 B1 KR 100264989B1 KR 1019960067565 A KR1019960067565 A KR 1019960067565A KR 19960067565 A KR19960067565 A KR 19960067565A KR 100264989 B1 KR100264989 B1 KR 100264989B1
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sio
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이구택
포항종합제철주식회사
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Abstract

본 발명은 래들내의 잔탕과 슬래그가 유출되어 발생되는 지금(地金) 가운데 대형지금발생을 방지하기 위한 슬래그 분화재를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 중량%로, SiO2:65-70%, CaO:10-12%, Al2O3:9-10%, 전철(T.Fe):2-3%, MgO:2-2.5%, MnO:0.1-0.3% 및 나머지는 기타 불가피한 불순물로 조성됨을 특징으로 하는 대형지금발생방지용 슬래그 분화재에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

대형지금 발생방지용 슬래그 분화재
본 발명은 래들(ladle)내의 잔탕과 슬래그가 유출되어 발생되는 지금(地金)중 대형지금발생을 방지하기 위한 슬래그 분화재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철소에서 생기는 부산물을 이용하여 대형지금발생을 방지하는 슬래그 분화재에 관한 것이다.
일반적으로 각 제철소의 제강공정에서는 여러 가지 부산물이 얻어지는데, 그 대표적인 예로서 슬래그, 지금(地金), 더스트(DUST), 슬러지(SLUDGE), 스케일(SCALE) 등이 있다.
이중 슬래그, 더스트, 슬러지 등은 폐기물로서 매립되거나 다른 용도로 사용되는 경우가 간혹 있지만, 제강공정에서 발생되는 지금의 경우에는 선별 및 파쇄공정을 거쳐 전량 제강공정에서 철원대체로 재활용되고 있는 현실에 있다.
제강공정에서 지금발생량의 대부분을 차지하고 있는 지금중 래들에서 발생되는 대형지금은 다음과 같은 과정에서 발생된다.
일반적으로 용광로로부터 제강공정에 공급되는 불순물이 다량 함유된 용선은 예비처리, 전로의 1차 정렬공정을 거친 다음, 성분의 미세조정 및 청정도 향상을 위한 탈가스 등의 2차 정련공정을 거친다.
그 다음 슬라브로 주조하기 위한 연주공정을 거치게 되는데, 연주공정중 래들에서 턴디쉬(TUNDISH)로의 용강을 주입하게 될 때 슬라브의 품질을 향상시키기 위해 래들 상부 슬래그의 혼입방지를 목적으로 다각적인 방법을 실시하고 있다.
그 방법들 중 하나가 래들내부에 용강을 잔류시켜 주조를 완료시키는 방법이다.
이같이 용강을 남기는 이유는 래들에 잔류하는 슬래그가 턴디쉬의 내부로 혼입되는 것을 방지하여 슬래그 결함발생을 방지하기 위함이며, 구체적으로 용강을 래들내에 잔류시킨 채 용강공급을 중단하는 것이다.
따라서, 용강을 슬래브로 주조한 후에는 래들내부에 잔류용강 및 슬래그가 남게된다.
상기 잔류된 용강(또는 잔탕)은 슬래그 포트(POT)에 약 3-6 차지(Charge) 정도만큼 배재(Deslagging) 되어 지금과 더불어 슬래그 포트내에서 여러개의 층을 이루어 존재하게 된다. 이후 상기 슬래그 포트는 1-2시간이 경과된 후 이송대차에 의해 슬래그 집적창(Slag Yard)으로 이송하게 되므로 그 동안 잔류용강이 슬래그를 사이에 두고 여러층으로 응고되어 대형지금을 만들며, 심지어는 그 무게가 약 30톤까지 이르는 경우가 있다.
이런 대형지금은 제강공정에 재활용하기 위한 지금의 분리 및 파쇄, 운송에서도 상당한 작업량의 증대를 가져오고 있으며, 지금 파쇄설비에서도 치명적인 결과를 초래하고 있다.
따라서, 발생되는 지금의 크기를 줄이는 것이 작업량의 감소와 설비의 안정적유지에 꼭 필요한 조건이다. 이를 위해 종래에는 슬래그와 지금이 엉긴 대형지금을 단순 패쇄 또는 자선분리(magnetic separating)에 의해 재활용하고는 있지만 이런 방법은 상당한 작업부하를 가져오며, 현재까지 대형지금에 대한 용이한 처리방법이 전무한 실정이다.
이에 본 발명은 상기한 대형지금의 발생을 억제하여 지금 재활용을 위한 파쇄, 선별 등의 가공 및 운반을 원활히 할 수 있는 슬래그 분화재를 제공하는데, 그 목적이 있다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 래들에서 유출되어 발생되는 지금중 대형지금발생을 방지하기 위한 슬래그 분화재에 있어서, 중량%로, SiO2:65-70%, CaO:10-12%, Al2O3:9-10%, 전철(T.Fe):2-3%, MgO:2-2.5%, MnO:0.1-0.3% 및 나머지는 기타 불가피한 불순물로 조성되는 대형지금발생방지용 슬래그 분화재에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 슬래그 분화재는 슬래그 포트내의 슬래그가 용강사이에서 응고된 후 슬래그 집적장에 적재될 때 슬래그의 분화율을 향상시켜 응고된 지금들이 쉽게 분리되도록 하는 역할을 한다.
즉, 본 발명에 의한 분화재는 지금들을 분리시키는 역할을 하며 래들대형지금발생을 억제하므로서 지금파쇄, 선별, 운송 등을 용이하게 하는 것이다.
이러한 역할을 위해 본 발명에서는 래들내의 잔탕과 슬래그가 슬래그 집적장에 배재될 때 SiO2의 유리결정질화를 유도, 슬래그를 분쇄하기 쉬운 성분조성으로 만드는 것이 중요하다.
일반적으로 래들의 슬래그는 다음 표 1과 같은 조성을 갖는데, 슬래그내에는 SiO2가 약 7% 정도밖에 함유되어 있지 않기 때문에 슬래그 배재시 원하는 슬래그 분화 효과를 얻기 힘들다.
이에 본 발명에서는 표 1과 같은 래들슬래그에 SiO2를 가하여 SiO2함량을 높여 분화 역할을 할 수 있도록 한 슬래그 분화재를 제조한 것이다.
이때, 본 발명에 의한 슬래그 분화재의 주성분인 SiO2함량을 65-70% 범위가 바람직한데, 그 이유는 SiO2함량이 65% 미만인 경우에는 기존 래이들 대형지금의 박리에 유리한 결정질량이 부족하고, 70% 보다 많은 경우에는 SiO2결정질량이 과다하여 박리에 오히려 불리하기 때문이다.
한편, 본 발명의 분화재에 있어서, CaO는 시간경과에 따른 자체 수화 및 분화의 진행으로 분화재의 강도 및 결합력에 영향을 미치는데, 그 함량이 10% 미만인 경우에는 CaO 분화에 따른 입자의 조대화를 유도하여 적절하지 못하고, 그 함량이 12%를 넘는 경우에는 분화량이 과대하여 분 발생량이 많아 입도에 영향을 미친다. 따라서, 상기 CaO의 함량은 10~12%로 설정하는 것이 바람직하다.
Al2O3는 9~10%로 첨가하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 범위가 제강공정에서 생산시 용강의 탈산을 위해 투입하는 적정량의 알루미늄 투입에 의해 발생하는 물리적 범위이기 때문이다. 즉, 상기 Al2O3의 함량이 10%보다 많은 경우에는 기타 원소에 있어서 탈산에 영향을 미쳐 성분의 조성값을 바꿔버리기 때문에, 상기 Al2O3의 함량은 슬래그중에서 상평형을 유지할 수 있는 범위인 9~10%가 바람직하다.
MgO와 MnO는 슬래그중에 포함되는 미량성분으로, 기타 성분에 영향을 미치지 않고 독립적으로 안정할 수 있는 함량은 각각 MgO는 2.0~2.5%, MnO는 0.1~0.3%의 범위인 것이 바람직하다. 나머지는 P2O5, S등이 불가피한 불순물로 혼입된다.
이와 같은 조성을 갖는 본 발명의 슬래그 분화재는 물리적 입도가 1~5mm인 것이 95% 이상 차지하도록 파쇄되는 것이 바람직하다. 상기 슬래그 분화재의 입도가 1mm 미만이면 결정질 형상이 미세하여 용강과의 박리층을 형성하는데 미흡하므로 용강층의 박리에 효과적이지 못하기 때문이다. 또한, 그 입도가 5mm 보다 큰 경우에는 입자간 공극이 다량 발생하여 입자사이에 용강이 침투해 용강이 서로 응고하는 결과를 초래하기 때문이다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명한다.
[실시예]
제강에서 발생하는 래들슬래그를 채취하여 그 조성을 분석한 다음, 여기에 SiO2를 첨가하여 1500℃ 이상에서 용해하여 성분의 균일화를 유도하고 질량비로 성분을 조성하여 냉각시킨 후 일정한 크기로 파쇄하였다. 그 결과, 하기 표 2와 같은 조성을 갖는 슬래그 분화재를 조제하였다.
이와 같은 조성을 갖는 슬래그 분화재를 이용, 현장적용시험을 실시하게 되었다.
시험방법은 기존 래들 슬래그 배재 포트(pot) 하나를 지정, 운용하여 포트당 래들내 잔탕 및 슬래그를 5회 배재한 후, 상기 포트를 1시간 경과 후 슬래그 집적장에 다시 배재하여 발생되는 래들 대형지금의 분리형태 및 중량을 측정하였다.
총 시험횟수는 기존의 처리방법과 각 분화재를 투입하여 슬래그 집적장으로 배재하는 횟수를 기준으로 60회씩을 각각 실시하고, 발생지금의 분리형태 및 중량을 조사하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
이때 분화재별 투입량은 슬래그 두께 측정장치에 의한 래들내 슬래그량을 환산하여 래들 슬래그 1톤당 500kg를 투입하였다. 상기 슬래그 두께 측정장치는 이미 현장에 설치되어 적용되는 것이며, 참고적으로 슬래그 두께 측정원리는 용강과 슬래그 사이의 전자기력을 이용하여 두께를 측정한 다음 래들 상부 넓이로 환산하여 계산하는데 통상 약 2톤/회 정도 발생된다.
상기 표 3에 나타낸 발생량은 슬래그 집적장 배재된 래들 대형지금을 다시 가공을 하기 위한 운송트럭에 상차한 후 가공업체에서 측정한 량으로, 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 발명재(1),(2)는 대형지금의 발생분포가 15톤 이하에 편중되어 있음을 알 수 있다.
위의 결과는 슬래그 포트에서 슬래그 집적장에 배재시 지금사이에서 슬래그의 분쇄에 의한 지금사이로부터의 슬래그가 제거되고 지금들이 서로 박리되는 결과로 이루어져 발생량 자체를 감소시킬 수 있는 것이다.
즉, 일정지금의 경우 분화가 용이하여 재실될 수 있는 슬래그양이 크게 감소하기 때문이다.
따라서, 위의 결과로부터 본 발명에 따른 분화재가 래들 대형지금의 발생량을 줄이는데 가장 효과적인 조성으로 판단된다.
위의 결과에 의해 각각의 분화재를 비교해 본 결과 본 발명에 대한 분화재가 대형지금의 발생량을 현격히 줄일 수 있으며 평균단중도 월등히 적게 함을 나타내고 있다.
따라서, 본 발명에 의한 분화재를 사용하면 작업부하의 감소와 운송, 파쇄설비의 안정적운용을 가져올 수 있었다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 래들 슬래그에 적절한 양이 SiO2를 첨가하여 유리결정질을 높인 슬래그 분화재를 얻을 수 있으며, 이러한 슬래그 분화재는 래들의 슬래그 및 잔탕 유출시 발생되는 대형지금 발생을 크게 억제할 수 있어 이에 따라 지금처리 작업등이 용이하고 지금 재활용을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 래들에서 유출되어 발생되는 지금중 대형지금발생을 방지하기 위한 슬래그 분화재에 있어서, 중량%로, SiO2:65-70%, CaO:10-12%, Al2O3:9-10%, 전철(T.Fe):2-3%, MgO:2-2.5%, MnO:0.1-0.3% 및 나머지는 기타 불가피한 불순물로 조성됨을 특징으로 하는 대형지금발생방지용 슬래그 분화재.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100392421B1 (ko) * 1996-12-24 2003-11-01 주식회사 포스코 전로 취련 방법
KR101295067B1 (ko) 2011-09-05 2013-08-08 주식회사 포스코 저강도 강지금 제조방법

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