KR101818031B1 - 용선의 탈황 방법 및 탈황제 - Google Patents
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Abstract
불소를 이용하지 않고 소정의 탈황능을 얻으면서도 탈황 처리에 드는 비용을 저감하는 것이 가능한 용선의 탈황 방법 및 탈황제를 제공하는 것이다. 용선(16)을 교반 시키고 탈황 처리할 때에, 용선(16)에, 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비(比) Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0.01 이상 0.20 이하, 또한 탈황제(18) 중의 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 혼합시킨 탈황제(18)를 첨가한다.
Description
본 개시는, 용선(molten iron)의 탈황 방법 및 탈황제에 관한 것이다.
고로(blast furnace)로부터 출선된 용선 중에는, 코크스 등의 고로에서 이용되는 원료에 기인하여, 고농도의 황(S)이 포함된다. 황은, 기본적으로 강(steel)의 품질에 악영향을 주는 성분이다. 이 때문에, 제강 공정에서는, 요구되는 강의 품질에 따라서, 용선 탈황 및 용강 탈황이 행해진다. 이 중, 용선 탈황에서는, 염가의 생석회(CaO)를 주체로 하는 탈황제를 첨가하고, 교반·혼합하는 방법이 이용되고 있다.
이러한 탈황 처리에 있어서는, 첨가하는 탈황제의 찌꺼기화(slag formation)를 촉진시키기 위해 조재제(slag making agent)가 이용된다. 탈황제의 찌꺼기화 촉진이 우수한 조재제로서는, 형석(CaF2)계 조재제가 알려져 있다. 그러나, 형석에 포함되는 불소(F)는, 환경이나 인체에 악영향을 줄 우려가 있어, 배출 기준이 만들어져 있는 원소이다. 이 때문에, 형석을 이용한 탈황 처리 후의 슬래그를 리사이클할 때에, 리사이클 제품으로부터의 불소의 용출(elution)이 문제가 되는 점에서, 탈황능이 높고, 불소 성분을 포함하지 않는 탈황제가 요구되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 탈황시에 이용하는 불소 성분을 포함하지 않는 탈황제로서, 융점이 낮은 CaO·Al2O3계 광물(칼슘알루미네이트)을 함유하는 철강 첨가제가 개시되어 있다.
또한, 예를 들면, 특허문헌 2에는, 불소를 함유하지 않는 탈황제로서, 화학 성분이 질량비로 CaO: 40∼60％, Al2O3: 60∼40％인 칼슘알루미네이트 및, 상기 칼슘알루미네이트와 생석회(CaO)를 혼합시킨 탈황제가 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 철강 첨가제는, 제조 비용이 비싼 칼슘알루미네이트의 탈황제 중의 혼합 비율이 100％로 높기 때문에, 탈황 처리에 드는 비용의 증대를 초래하고 있었다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 철강 첨가제는, 제조 비용이 비싼 칼슘알루미네이트의 탈황제 중의 혼합 비율이 77％∼100％로 높기 때문에, 특허문헌 1과 동일하게, 탈황 처리에 드는 비용의 증대를 초래하고 있었다.
그래서, 본 발명은, 상기의 과제에 착안하여 이루어진 것으로, 불소를 이용하지 않고 소정의 탈황능을 얻으면서도 탈황 처리에 드는 비용을 저감하는 것이 가능한 용선의 탈황 방법 및 탈황제를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 용선을 교반시켜 탈황 처리할 때에, 용선에, 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비(比) Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.20 이하, 또한 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 혼합시킨 탈황제를 용선에 첨가하는 탈황 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.20 이하, 또한 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 혼합시킨 혼합물인 탈황제가 제공된다.
본 발명에 따른 용선의 탈황 방법 및 탈황제에 의하면, 불소를 이용하지 않고 소정의 탈황능을 얻으면서도 탈황 처리에 드는 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
도 1은 슬래그(slag) 중의 알루미나 비율과 슬래그 중의 S 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에서 이용하는 기계 교반식 탈황 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에서 이용하는 기계 교반식 탈황 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에서 이용하는 기계 교반식 탈황 장치를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에서 이용하는 기계 교반식 탈황 장치를 나타내는 개략도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태라고 함)를, 상세하게 설명한다. 이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 실시 형태의 완전한 이해를 제공하도록 많은 특정의 세부에 대해서 기재된다. 그러나, 이러한 특정의 세부가 없더라도 1개 이상의 실시 형태를 실시할 수 있는 것은 분명할 것이다. 그 밖에도, 도면을 간결하게 하기 위해, 주지의 구조 및 장치가 개략도로 나타나 있다.
본 발명에 앞서, 본 발명자들은, 탈황제 중의 칼슘알루미네이트에 포함되는 알루미나의 비율이 탈황능에 주는 영향에 주목하여, 생석회(CaO)와 칼슘알루미네이트를 여러 가지 혼합비로 혼합시켜 작성한 탈황제를 용선 중에 투입하고, 생성한 슬래그에 대해서 슬래그 중의 알루미나 비율과 슬래그 중의 S 농도(mass％)에 대해서 각각 조사했다. 또한, 알루미나 비율은, (1)식으로 나타내는 슬래그 중의 CaO와 Al2O3의 mass％로부터 산출되는 비율이다. (1)식에 있어서의, (％Al2O3)는 슬래그 중의 Al2O3의 mass％, (％CaO)는 슬래그 중의 CaO의 mass％를 각각 나타낸다.
또한, 본 조사에서는, 질량 농도비로 CaO/Al2O3＝1/2이 되도록, 생석회와 알루미나를 혼합시킨 후, 혼합시킨 생석회와 알루미나를 프리멜트(premelting)시켜 제조한 칼슘알루미네이트를 사용했다. 또한, 상기의 방법으로 제조한 칼슘알루미네이트를 분쇄하고, 분쇄한 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.46 이하의 범위의 소정의 질량 농도비가 되도록 혼합시켜 제조한 탈황제를 사용했다. 또한, 이러한 방법으로 제조되는 탈황제에는, 불소는 함유되어 있지 않다.
도 1에, 상기의 탈황제로부터 생성되는 슬래그 중의 알루미나 비율과 슬래그 중의 S 농도에 대한 조사 결과를 나타낸다. 조사의 결과, 슬래그 중의 알루미나 비율이 0％ 초과 20％ 이하인 영역에서는, 슬래그 중의 S 농도가 2％ 이상으로 높아지는 것이 밝혀졌다. 이 결과는, 알루미나 비율이 0％ 초과 20％ 이하로 낮은 경우에 있어서, 칼슘알루미네이트와 생석회가 사전에 균일하게 혼합됨으로써, 칼슘알루미네이트의 편재(uneven distribution)가 방지되고, 칼슘알루미네이트가 생석회 입자의 주위에 불균일 없이 존재함으로써, 석회의 탈황능을 개선하는 효과가 효율 좋게 얻어졌기 때문이라고 추론되었다. 여기에서, 본 조사의 탈황제에 있어서의 알루미나 비율 0％ 초과 20％ 이하의 영역은, 탈황제 중의 칼슘알루미네이트의 비율 0％ 초과 30％ 이하의 영역에 상당한다. 즉, 본 발명자들은, 탈황제 중의 칼슘알루미네이트의 비율이 낮은 영역에 있어서, 칼슘알루미네이트의 작용인 알루미나에 의한 탈황제의 저융점화 효과 및, 칼슘알루미네이트의 용융에 의해 생성된 액상에 의한 탈황제의 용해 속도 향상 효과가 얻어지고, 탈황제의 석회의 용융이 효과적으로 촉진되는 것을 생각하게 되었다.
한편, 슬래그 중의 알루미나 비율이 20％ 초과인 영역에서는, 슬래그 중의 S 농도가 급격하게 저하하고, 슬래그 중의 S 농도가 2％ 미만이 되는 것이 밝혀졌다. 이는, 알루미나가 첨가된 탈황제의 저융점화에 의한 액상률 향상 효과에 비해, 알루미나가 슬래그 중의 S 분배비(용선 중의 S 농도에 대한 슬래그 중의 S 농도의 비)를 저하시키는 효과가 큰 것이 영향을 주고 있다고 추론되었다.
이상의 조사 결과로부터, 본 발명자들은, 알루미나 비율 및 칼슘알루미네이트의 비율이 낮은 탈황제에 대해서, 정성적으로는 알루미나 비율이 높은 탈황제에 비해 액상률이 저하하기는 하지만, 슬래그 중의 S 분배비가 높아지기 때문에, 알루미나를 균일하게 분산시킴으로써 석회의 용융을 효과적으로 촉진시킬 수 있는 것을 밝혔다. 이에 따라, 본 발명자들은, 탈황제의 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)를 0 초과 0.20 이하로 함으로써, 칼슘알루미네이트의 혼합비가 낮고, 액상률 향상 효과가 낮은 탈황제에 있어서도, 소정의 탈황능을 얻을 수 있는 것을 생각하게 되었고, 본 발명을 이루기에 이르렀다. 또한, 소정의 탈황능은, 형석을 이용한 탈황제나 칼슘알루미네이트의 혼합률이 높은 탈황제 등과 적어도 동등의 탈황능이다.
<제1 실시 형태>
[기계 교반식 탈황 장치의 구성]
다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법에 대해서 설명한다. 제1 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법은, 기계 교반식 탈황 장치(20a)를 이용한 기계 교반식 탈황 방법이다. 우선, 제1 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법에서 이용되는 기계 교반식 탈황 장치(20a)의 구성에 대해서 설명한다.
기계 교반식 탈황 장치(20a)는, 임펠러축(211)의 일단에 설치된 내화물(refractory)로 이루어지는 임펠러(21)와, 탈황제(18)를 저장하고 용선(16)에 첨가하는 탈황제 첨가부(24)와, 집진 후드(22)와, 배기 덕트(23)를 구비한다.
임펠러(21)는, 대차(truck;12)에 적재된 용선 래들(molten iron ladle;14)에 수용되는 용선(16)에 침지·매몰하고(immersed and buried), 회전함으로써 용선(16)을 교반하는 교반 날개이다. 또한, 임펠러(21)는, 임펠러축(211)의 타단측에 설치되는 도시하지 않는 승강 장치 및 회전 장치에 의해, 연직 방향으로 승강 가능하도록, 또한 임펠러축(211)을 회전축으로 하여 회전 가능하도록 구성된다.
탈황제 첨가부(24)는, 탈황제(18)를 용선(16)에 상첨가하고(top-adding), 탈황제(18)를 저장하는 호퍼(241)와, 호퍼(241)로부터 탈황제(18)를 잘라내는 절출 장치(cut-out-device;242)와, 잘라내어진 탈황제(18)를 용선(16)에 투입하는 투입 슈트(243)을 갖는다.
탈황제(18)는, 탈황제(18) 중의 알루미나의 비율을 나타내는 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.20 이하, 또한 탈황제(18) 중의 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록, 칼슘알루미네이트와 생석회가 균일하게 혼합됨으로써 제조된다. 여기에서, 상기의 조사에 있어서, 본원 발명자들은, 탈황제(18)의 알루미나 비율을 20％ 이하 또한, 탈황제(18) 중의 칼슘알루미네이트의 혼합률을 0mass％ 초과 30mass％ 이하로 함으로써 슬래그 중의 S 분배비를 향상시킬 수 있는 것을 밝혔다. 또한, 후술의 실시예에서 설명하는 바와 같이, 본 발명자들은, 탈황제(18)의 알루미나 비율을 20％ 이하로 함으로써, 탈황제(18) 중의 칼슘알루미네이트의 혼합률이 30mass％ 초과 75mass％ 이하인 범위에 대해서도, 소정의 탈황능이 얻어지는 것을 확인했다.
칼슘알루미네이트는, 소정의 질량비로 생석회와 알루미나를 혼합시킨 후, 프리멜트시키고, 분쇄함으로써 제조된다. 여기에서, 칼슘알루미네이트의 생석회와 알루미나의 소정의 질량비란, 탈황제(18) 중의 알루미나의 비율 및 칼슘알루미네이트의 혼합률이 상기의 조건을 모두 충족시키도록 산출되는 질량비이고, 질량비 CaO/Al2O3로 나타난다. 예를 들면, 탈황제(18) 중의 알루미나의 비율이 20％, 또한 칼슘알루미네이트의 혼합률이 50％인 경우, 칼슘알루미네이트의 질량비 CaO/Al2O3는, 3/2로 산출된다.
집진 후드(22)는, 용선 래들(14)의 상부를 덮도록 설치된다. 배기 덕트(23)는, 집진 후드(22)에 부착된다. 기계 교반식 탈황 장치(20a)는, 배기 덕트(23)를 통하여, 처리 중에 발생하는 배기(exhaust)나 더스트(dust)를 배기 덕트(23)에 접속되는 집진기(도시하지 않음)로 흡인시킨다.
또한, 제1 실시 형태의 용선(16)에는, 어떠한 용선이 이용되어도 좋다. 즉, 용선(16)에는, 고로로부터 출선한 상태의 용선이나, 출선한 후에 탈규(desiliconization) 또는 탈린(dephosphorization)의 적어도 한쪽의 처리가 미리 행해진 용선 등이 이용된다.
[용선의 탈황 방법]
다음으로, 제1 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법에 대해서 설명한다. 우선, 임펠러(21)의 위치가 용선 래들(14)의 거의 중심이 되도록, 용선 래들(14)을 적재한 대차(12)를 이동한다. 이어서, 임펠러(21)를 하강시키고 용선(16)에 침지시켜, 임펠러(21)를 회전시킨다. 또한, 호퍼(241)에 수용된 탈황제(18)를 절출 장치(242)로 필요량만 잘라내고, 투입 슈트(243)을 통하여 용선(16)에 상첨가한다. 탈황제(18)의 첨가량은, 탈황제(18)의 탈황능, 용선(16)의 성분·온도, 목표로 하는 처리 후의 S 농도, 처리 시간 등의 여러 가지의 조건으로부터 결정된다. 그 후, 소정 시간의 교반이 행해지면, 임펠러(21)의 회전을 정지하고, 임펠러(21)를 상승시키고, 탈황 처리가 종료한다.
이상과 같이, 제1 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법은, 탈황제(18)를 상첨가하는 기계 교반식 탈황 장치(20a)를 이용한 탈황 방법에 있어서, 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.20 이하, 또한 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 혼합시킨 혼합물을 탈황제(18)로서 이용한다. 이 때문에, 알루미나에 의한 탈황제(18)의 저융점화 및 칼슘알루미네이트의 용융에 의해 생성된 액상에 의한 탈황제(18)의 용해 속도 향상 효과를 효율 좋게 얻는 것이 가능해진다. 이에 따라, 칼슘알루미네이트의 혼합률이 75％ 초과로 높은 탈황제나, 불소를 함유하는 탈황제 등을 이용한 경우와 적어도 동등이 되는 소정의 탈황능을 얻는 것이 가능해진다. 따라서, 칼슘알루미네이트의 혼합률이 75％ 초과로 높은 탈황제를 이용하는 경우와 비교해, 고가인 칼슘알루미네이트의 사용량을 삭감할 수 있어, 탈황 처리에 드는 비용을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 불소를 함유하는 탈황제를 이용하는 경우와 비교해, 처리 후의 슬래그 중의 불소 함유량을 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0인 경우, 알루미나에 의한 액상률 향상 효과가 얻어지지 않게 되기 때문에, 높은 탈황능은 얻어지지 않는다.
<제2 실시 형태>
[기계 교반식 탈황 장치의 구성]
다음으로, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법에 대해서 설명한다. 우선, 제2 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법에서 이용되는 기계 교반식 탈황 장치(20b)의 구성에 대해서 설명한다.
제2 실시 형태의 기계 교반식 탈황 장치(20b)는, 제1 실시 형태의 기계 교반식 탈황 장치(20a)에 대하여, 탈황제 첨가부(25)의 구성이 상이하지만, 그 이외의 구성에 대해서는 제1 실시 형태와 동일하다. 즉, 기계 교반식 탈황 장치(20b)는, 제1 실시 형태와 동일하게, 임펠러(21)와, 집진 후드(22)와, 배기 덕트(23)를 구비한다. 또한, 기계 교반식 탈황 장치(20b)는, 탈황제(18)를 저장하고, 상취(top blowing) 첨가하는 탈황제 첨가부(25)를 구비한다. 탈황제 첨가부(25)는, 탈황제(18)를 저장하는 디스펜서(251)와, 디스펜서(251)로부터 탈황제(18)를 잘라내는 절출 장치(252)와, 잘라내어진 탈황제(18)와 반송용 가스(G)를 공급하는 분체 공급관(253)과, 분체 공급관(253)의 선단에 접속되어 반송용 가스(G)와 함께 탈황제(18)를 용선(16)에 분사하는 상취 랜스(top blowing lance;254)를 갖는다.
반송용 가스(G)는, 불활성 가스, 비산화성 가스 및 환원성 가스 중 어느 1종류 이상으로 할 수 있고, 예를 들면 질소나 아르곤 등이라도 좋다.
탈황제(18)는, 제1 실시 형태에 따른 탈황제(18)와 동일하다.
[용선의 탈황 방법]
다음으로, 제2 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법에 대해서 설명한다. 우선, 임펠러(21)의 위치가 용선 래들(14)의 거의 중심이 되도록, 용선 래들(14)를 적재한 대차(12)를 이동한다. 이어서, 임펠러(21)를 하강시키고 용선(16)에 침지시키고, 임펠러(21)를 회전시킨다. 또한, 디스펜서(251)에 수용된 탈황제(18)를 절출 장치(252)로 필요량만 잘라내고, 잘라낸 탈황제(18)를 분체 공급관(253) 및 상취 랜스(254)를 통하여 반송용 가스(G)와 함께 용선(16)에 분사하고, 상취 첨가한다. 탈황제(18)의 첨가량은, 탈황제(18)의 탈황능, 용선(16)의 성분·온도, 목표로 하는 처리 후의 S 농도, 처리 시간 등의 여러 가지의 조건으로부터 결정된다. 그 후, 소정 시간의 교반이 행해지면, 임펠러(21)의 회전을 정지하고, 임펠러(21)를 상승시키고, 탈황 처리가 종료한다.
이상과 같이, 제2 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법은, 탈황제(18)를 상취 첨가하는 기계 교반식 탈황 장치(20b)를 이용한 탈황 방법에 있어서, 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.20 이하, 또한 탈황제(18) 중의 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 균일하게 혼합시킨 탈황제(18)를 이용한다. 이 때문에, 제1 실시 형태와 동일하게, 알루미나에 의한 탈황제의 저융점화 및 칼슘알루미네이트의 용융에 의해 생성된 액상에 의한 탈황제의 용해 속도 향상 효과를 효율 좋게 얻는 것이 가능해진다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법은, 탈황제(18)를 상취 첨가함으로써, 탈황제(18)를 상첨가하는 경우에 대하여, 입도(grain size)가 작은 탈황제(18)를 효율 좋게 첨가할 수 있다. 이 때문에, 제2 실시 형태에 따른 용선(16)의 탈황 방법은, 제1 실시 형태에 비해, 입도가 작은 탈황제(18)를 이용함으로써 반응계 면적을 향상시킬 수 있고, 높은 탈황능을 얻을 수 있다.
<변형예>
이상으로, 특정의 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명했지만, 이들 설명에 따라 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 발명의 설명을 참조함으로써, 통상의 기술자에게는, 개시된 실시 형태의 여러 가지의 변형예와 함께 본 발명의 다른 실시 형태도 분명하다. 따라서, 특허 청구의 범위는, 본 발명 및 요지에 포함되는 이들 변형예 또는 실시 형태도 망라한다고 이해해야 한다.
예를 들면, 본 발명에 따른 용선의 탈황 방법에서는, 탈황 처리 중에 탈황제(18)에 더하여, 금속 알루미늄, 알루미늄재(aluminum ash), 실리콘 등의 산화제를 첨가해도 좋다. 이때, 산화제는, 기계 교반식 탈황 장치(20a, 20b)에 설치된, 호퍼(241)나 디스펜서(251)와는 다른 용기에 저장되고, 탈황제(18)와 동일하게 소정량이 잘라내어짐으로써 첨가되어도 좋다.
또한, 예를 들면, 본 발명에 따른 기계 교반식 탈황 장치는, 2개의 탈황제 첨가부(24, 25)를 구비해도 좋다. 이때, 탈황제(18)는, 합계의 첨가량이 소정의 첨가량이 되도록, 2개의 탈황제 첨가부(24, 25)로부터 각각 첨가된다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 디스펜서(251)에 생석회와 칼슘알루미네이트를 혼합한 탈황제(18)를 저장하고, 용선(16)에 첨가하는 구성으로 했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 디스펜서(251)를 적어도 2개 설치하고, 상이한 디스펜서(251)에 생석회와 칼슘알루미네이트를 각각 따로 저장하고, 생석회와 칼슘알루미네이트를 소정량 잘라내고, 반송용 가스(G)와 함께 용선(16)에 상취 첨가해도 좋다. 이때, 첨가하는 생석회와 칼슘알루미네이트는, 총 첨가량에 대한 칼슘알루미네이트에 포함되는 알루미나의 비율이 0％ 초과 20％ 이하, 또한 총 첨가량에 대한 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 잘라내어진다. 또한, 생석회와 칼슘알루미네이트는, 동시에 잘라내어지고, 반송용 가스(G)에 의해, 분체 공급관(253) 및 상취 랜스(254)를 반송될 때에 균일하게 혼합된다. 이와 같이 탈황제(18)를 분사의 직전에 혼합시킴으로써, 제2 실시 형태에 따른 탈황제 첨가부(25)에 비해, 탈황제(18)의 알루미나를 보다 균일하게 분산시키는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 용선 래들(14) 중의 용선(16)을, 임펠러(21)를 이용하여 교반·혼합하는 기계 교반식 탈황 장치(20a, 20b)를 이용했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 용선(16)의 교반에 임펠러(21) 등의 기계 교반식의 탈황 장치를 이용하지 않고, 상취 랜스로부터 분사되는 가스, 또는 용선(16) 중에 침지되는 랜스나 용선 래들(14)의 저부에 설치된 송풍구(tuyere)로부터 분사되는 가스에 의해 교반되는 가스 교반식의 탈황 장치를 이용해도 좋다. 이때, 탈황제(18)는, 제1 실시 형태와 같이 상첨가되어도 좋고, 교반 가스를 분사하는 랜스로부터 교반 가스와 함께 분사되어도 좋다. 또한, 이러한 가스 교반식의 탈황 장치에서는, 용선 래들(14) 대신에, 전로(converter)나 토페도(torpedo) 등의 용선(16)을 수용 가능한 기타 용기가 이용되어도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 생석회와 알루미나를 혼합시킨 후, 프리멜트시킴으로써, 칼슘알루미네이트를 제조했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 칼슘알루미네이트는, 주요 성분이 CaO 및 Al2O3로 이루어지는 복수 종류의 광물(3CaO·Al2O3, 12CaO·7Al2O3, CaO·Al2O3, CaO·2Al2O3 등), 생석회 및 알루미나로부터, CaO/Al2O3가 상기 실시 형태와 동일한 소정의 질량비가 되도록, 복수의 원재료가 선택 및 혼합되고, 또한 프리멜트된 것이 이용되어도 좋다.
실시예
다음으로, 본 발명자가 행한 실험과 그 결과를, 실시예로서 설명한다.
본 실시예에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 실시 형태에 상당하는 2 수준의 실시예 및, 3 수준의 비교예에 대해서 실험을 행했다. 실험에서는, 표 1에 나타내는 각종 조건으로 200t의 용선(16)에 대하여 탈황 처리를 행하고, 처리 전 및 처리 후의 용선 중의 S 농도에 대해서 조사했다.
실시예 1, 3, 4에서는, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0.20, 또한 칼슘알루미네이트의 혼합률이 30mass％, 75mass％, 50mass％인 탈황제를 이용하고, 제1 실시 형태에 따른 탈황 방법으로 각각 처리를 행했다. 또한, 실시예 2에서는, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0.20, 또한 칼슘알루미네이트의 혼합률이 30mass％인 탈황제를 이용하고, 제2 실시 형태에 따른 탈황 방법으로 처리를 행했다. 또한, 비교예 1에서는, 탈황제로서 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0.50, 또한 칼슘알루미네이트의 배합률이 75mass％인 생석회와 칼슘알루미네이트의 혼합물을 이용하고, 제1 실시 형태와 동일하게 상첨가하고 처리를 행했다. 또한, 비교예 2에서는, 형석을 이용한 탈황제로서, 생석회를 97mass％, 형석을 3mass％ 혼합시킨 혼합물을 이용하고, 제1 실시 형태와 동일하게 상첨가하고 처리를 행했다. 또한, 비교예 3에서는, 탈황제로서 생석회만을 이용하고, 제1 실시 형태와 동일하게 탈황제를 상첨가하고 처리를 행했다. 또한, 임펠러(21)의 회전수나, 처리 시간 등의 기타 조건은, 모든 수준에서 동일하다.
실험의 결과, 실시예 1∼4에서는, 비교예 3의 탈황제로서 생석회만을 이용한 경우에 비해, 탈황률이 향상하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1∼4에서는, 비교예 1∼2와 동등의 탈황률로 되어 있고, 비교예 1∼2와 동등의 탈황능이 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 본 실시예에 있어서의 탈황 방법 및 탈황제에 따르면, 불소를 이용하지 않고 소정의 탈황능을 얻으면서도 탈황 처리에 드는 비용을 저감하는 것이 가능해지는 것을 확인할 수 있었다.
12 : 대차
14 : 용선 래들(molten iron ladle)
16 : 용선(molten iron)
18 : 탈황제
20a, 20b : 기계 교반식 탈황 장치
21 : 임펠러
211 : 임펠러축
24 : 탈황제 첨가부(상첨가(top addition))
241 : 호퍼
242 : 절출 장치(cutout device)
243 : 투입 슈트(input chute)
25 : 탈황제 첨가부(상취 첨가)
251 : 디스펜서
252 : 절출 장치
253 : 분체 공급관
254 : 상취 랜스(top blowing lance)
G : 반송용 가스
14 : 용선 래들(molten iron ladle)
16 : 용선(molten iron)
18 : 탈황제
20a, 20b : 기계 교반식 탈황 장치
21 : 임펠러
211 : 임펠러축
24 : 탈황제 첨가부(상첨가(top addition))
241 : 호퍼
242 : 절출 장치(cutout device)
243 : 투입 슈트(input chute)
25 : 탈황제 첨가부(상취 첨가)
251 : 디스펜서
252 : 절출 장치
253 : 분체 공급관
254 : 상취 랜스(top blowing lance)
G : 반송용 가스
Claims (6)
- 용선을 교반시키고 탈황 처리할 때에,
상기 용선에, 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비(比) Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.20 이하, 또한 상기 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 혼합시킨 탈황제를 상기 용선에 첨가하는 것을 특징으로 하는 용선의 탈황 방법. - 제1항에 있어서,
상기 용선을 탈황할 때에, 기계 교반식 탈황 장치를 이용하는 용선의 탈황 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탈황제를 상기 용선에 첨가할 때에, 상기 탈황제를 상첨가(top addition)하는 것을 특징으로 하는 용선의 탈황 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탈황제를 상기 용선에 첨가할 때에, 상기 탈황제를 상취 랜스를 통하여, 상기 탈황제의 반송용 가스와 함께 상취(top blowing) 첨가하는 것을 특징으로 하는 용선의 탈황 방법. - 제4항에 있어서,
상기 칼슘알루미네이트와 상기 생석회를 상기 상취 랜스로의 반송 중에 혼합시키는 것을 특징으로 하는 용선의 탈황 방법. - 칼슘알루미네이트와 생석회를, 질량 농도비 Al2O3/(Al2O3＋CaO)가 0 초과 0.20 이하, 또한 상기 칼슘알루미네이트의 혼합률이 0mass％ 초과 75mass％ 이하가 되도록 혼합시킨 혼합물인 것을 특징으로 하는 탈황제.
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2015
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