KR20110064392A - Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking - Google Patents
Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110064392A KR20110064392A KR1020090120979A KR20090120979A KR20110064392A KR 20110064392 A KR20110064392 A KR 20110064392A KR 1020090120979 A KR1020090120979 A KR 1020090120979A KR 20090120979 A KR20090120979 A KR 20090120979A KR 20110064392 A KR20110064392 A KR 20110064392A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- alkali
- flux
- mixture
- steelmaking
- calcium ferrite
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Description
본 발명은 철강의 제조와 관련된 제철제강용 플럭스에 관한 것이다. 특히 알카리 성분을 함유한 칼슘페라이트 플럭스에 관한 것이다.The present invention relates to a steelmaking flux associated with the manufacture of steel. In particular, it relates to a calcium ferrite flux containing an alkaline component.
제철 및 제강공정에서 슬래그는 강(鋼)중 불순물을 제거하고, 용강(鎔鋼)과 대기 사이에 막을 형성시켜 열 손실을 줄이며 정련된 강이 대기중의 O, N, H 등과 재결합하는 것을 막아주는 역할을 한다. In steelmaking and steelmaking processes, slag removes impurities from steel, forms a film between molten steel and the atmosphere, reduces heat loss, and prevents refined steel from recombining with O, N, and H in the atmosphere. Role.
강에 함유된 비금속 개재물(O, S, P 등)은 강의 성질을 저하시키는데, 특히 산화물과 황화물은 강의 성질을 크게 저하시키므로 전기로 및 전로 등의 제철 및 제강공정에서 이러한 불순물을 제거하는 공정은 필수적이고, 이를 위하여 플럭스(flux)가 사용되고 있다. 생석회(CaO)는 열역학적 탈류한계가 우수하고, 가격이 저렴하여 불순물을 제거하는 탈류제로 가장 많이 사용되고 있으나, 융점(融點)이 높아(2,570℃) 반응속도가 늦고 탈류처리시간이 증가하며, 슬래그 유동성을 위해 노(爐)온도를 강(鋼)의 융점(1,400℃)이상으로 유지해야 하는 등의 문제가 있다. Non-metallic inclusions (O, S, P, etc.) contained in steel deteriorate the properties of the steel. In particular, oxides and sulfides greatly deteriorate the properties of the steel. Essential, and flux is used for this. Quicklime (CaO) is most commonly used as a degassing agent to remove impurities due to its excellent thermodynamic dehydration limit and low price, but its high melting point (2,570 ℃) slows down the reaction rate and increases degassing time, slag For fluidity, there are problems such as maintaining the furnace temperature above the melting point of steel (1,400 ° C).
이렇게 생석회 등과 비금속 개재물 기원의 슬래그는 융점이 높고 산화성도 높아, 조성이 부적절하면 O, S, P 과 같은 불순물이 슬래그에서 다시 강으로 녹아 들어가고, 융점이 높으면 노 내 온도가 높아야함에 따라 조업시간 증가와 강에 필요한 Al, Si, Ti, Mn, V 등이 슬래그로 과잉 용출 될 수 있다. As such, slag originated from quicklime and non-metallic inclusions has a high melting point and high oxidative properties.If the composition is inappropriate, impurities such as O, S, and P melt into the steel again from the slag, and if the melting point is high, the operating time increases due to the high temperature in the furnace. Al, Si, Ti, Mn, V, etc. required for the vortex steel may be excessively eluted with slag.
슬래그 유동성과 탈류능력을 높이기 위해서는 첫째, 탑슬래그에 CaF2를 첨가하는 방법이 있다. CaF2는 슬래그 유동성을 단시간에 확실하게 향상시키지만, 슬래그의 CaO-Al2O3-SiO2 결합을 물론 내화물의 CaO-Al2O3의 결합에 영향을 주어 내화물 용손(溶損), HF Gas 발생과 슬래그 재활용시 불소 용출과 같은 문제를 야기한다. In order to improve slag fluidity and outflow capacity, first, CaF2 is added to top slag. CaF2 reliably improves slag fluidity in a short time, but affects not only the CaO-Al2O3-SiO2 bonds of slag but also the CaO-Al2O3 bonds of the refractory, resulting in refractory loss, HF gas generation and fluorine leaching during slag recycling. Cause the same problem.
두번째 방법은 탑슬래그의 조성을 융점이 낮은 영역으로 조정하는 것으로, 이를 위해 칼슘페라이트계(CaO-Fe2O3계), 칼슘알루미네이트계(CaO-Al2O3계) 등이 사용되고 있다. 칼슘알루미네이트계는 저융점 형성에는 효과적이나, 투입된 Al2O3와 산화칼슘(CaO)과의 복합화합물 생성에 의해 종래의 조업보다 산화칼슘의 인산화물 안정화 역할이 부족하여 탈린반응에 악영향을 미칠 가능성이 높은 문제점이 내포되어 있다. 더불어 전로슬래그를 소결원료로 사용하거나 다음 차아지(charge)에서 지속적으로 재활용 하고자 할 때 제약을 받게 되는 문제점도 있다.The second method is to adjust the composition of the top slag to a region having a low melting point. For this, calcium ferrite (CaO-Fe2O3), calcium aluminate (CaO-Al2O3), and the like are used. Calcium aluminate system is effective in forming low melting point, but due to the formation of complex compound of Al2O3 and calcium oxide (CaO) added, calcium phosphate stabilization role of calcium oxide is less than that of conventional operation, which has a high possibility of adversely affecting the Tallinn reaction. The problem is implied. In addition, there is a problem in that when the converter slag is used as a sintering material or continuously recycled in the next charge (charge).
또한 한국공개특허 제2003-0013727호(명칭: 전로 정련용 슬래그 진정효과 및 탈린능을 가진 저융점매용제 조성물)에는, 슬래그 진정효과를 제공하기 위해서 입자크기 0.1 ~ 1.0 mm의 석회석과 탈린능 및 저융점 제공을 위해 입자크기 0.1 ~ 1.0 mm의 철산화물을 혼합하여 펠렛으로 제조하여 융점을 1100 ~ 1300 ℃로 구성한 전로 정련용 슬래그 진정효과 및 탈린능을 가진 저융점매용제 조성물을 제안하고 있으나, 펠렛에 석회석과 함철원료가 단순 혼합된 것으로 노내 슬래그와의 반응시간이 증가되는 단점이 있고, 석회석과 함철원료를 각각 첨가했을 때와 달리 1300 ℃ 이하의 저융점 효과를 달성할 수 있는지도 불확실하다.In addition, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2003-0013727 (name: low melting point solvent composition having a slag calming effect and delinquency for refining converter), in order to provide a slag calming effect of limestone with a particle size of 0.1 ~ 1.0 mm and delinquency and low In order to provide a melting point, it is proposed to prepare a low melting point solvent composition having a slag soothing effect and delinquency, which is made of pellets by mixing iron oxide having a particle size of 0.1 to 1.0 mm and having a melting point of 1100 to 1300 ° C. The simple mixing of limestone and iron-containing raw materials has the disadvantage of increasing the reaction time with the slag in the furnace, and it is also uncertain whether a low melting point effect of 1300 ° C. or less can be achieved unlike when limestone and iron-containing raw materials are added.
또한 제강공정의 래들에서 발생하는 슬래그(Slag)를 이용한 저가의 플럭스를 제조하기 위한 시도가 있었으며, 대표적으로 한국공개특허 제2005-0084699호(명칭: 미니밀 정련슬래그로 조성된 플럭스 대체제)에는, 미니밀 제강공정 중 정련로에서 정련 후 배제되는 정련슬래그를 회수하여 종래의 전기로 제강 공정에서 사용되는 제철제강용 플럭스를 대체할 수 있는 미니밀 정련슬래그로 조성된 플럭스 대체제를 제안하고 있으나, 상기 플럭스 대체제에 사용되는 미니밀 정련슬래그는 미니밀 정련슬래그 중 입도가 5~50mm인 정련슬래그를 선별하여 사용하는 것으로서, 입도 5mm이하의 정련슬래그는 활용하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, there has been an attempt to manufacture a low-cost flux using slag generated in the ladle of the steelmaking process, and in Korea Patent Publication No. 2005-0084699 (name: flux replacement agent composed of mini-mill refined slag), mini mill In the steelmaking process, it is proposed a flux replacement agent composed of mini-mill refined slag that can replace the steelmaking flux used in the electric furnace steelmaking process by recovering the refined slag that is excluded after refining in the refining furnace. Mini mill refining slag used is to use the refined slag of the particle size of 5 ~ 50mm among the mini mill refining slag, there was a problem that can not utilize the refining slag of particle size less than 5mm.
본 발명은 제철 및 제강공정에서 탑슬래그의 화학조성을 융점이 낮은 영역으로 조정함과 동시에 용강 내에 존재하는 황 및 인 등을 제거할 수 있는 알카리 성분을 함유한 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention provides a method for producing a calcium ferrite flux containing an alkali component that can remove sulfur, phosphorus, etc. present in molten steel while simultaneously adjusting the chemical composition of the top slag in a steelmaking and steelmaking process. There is a purpose.
본 발명의 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법은 석회석 및 철산화물을 CaO와 Fe2O3 몰비 3:1 ~ 1:3으로 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 시멘트 소성로에 투입하여 1120 ~ 1280 ℃에서 소성시키는 단계; 및 상기 혼합물을 시멘트 소성로 내부에서 클링커로 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 혼합물 중에 알카리금속 산화물, 알카리금속 수산화물, 알카리금속 탄산염 및 황산나트륨 중의 어느 하나 이상으로 이루어진 알카리 성분을 0.5 중량% 이상 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for producing an alkaline calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention comprises the steps of mixing limestone and iron oxide with CaO and Fe 2 O 3 molar ratio 3: 1 to 1: 3; Injecting the mixture into a cement kiln and baking at 1120 to 1280 ° C .; And preparing the mixture as a clinker in a cement kiln; wherein the mixture comprises at least 0.5% by weight of an alkali component consisting of at least one of an alkali metal oxide, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and sodium sulfate. Characterized in that.
본 발명의 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법에서 상기 혼합물 중의 알카리 성분 함량은 1 ~ 20 중량% 인 것을 특징으로 한다.In the manufacturing method of the alkali calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention, the alkali component content in the mixture is characterized in that 1 to 20% by weight.
본 발명의 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법에서 상기 알카리 성분은 산화나트륨, 산화칼륨 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다.In the method for producing alkaline calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention, the alkali component is characterized in that sodium oxide, potassium oxide or a mixture thereof.
본 발명의 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법에서 상기 석회석은 산화나트륨 및 산화칼륨의 혼합물이 1 중량% 이상인 것을 특징으로 한다.In the method for producing alkaline calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention, the limestone is characterized in that the mixture of sodium oxide and potassium oxide is 1% by weight or more.
본 발명의 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법에서 상기 용융온도는 1160 ~ 1260 ℃인 것을 특징으로 한다.In the manufacturing method of the alkali calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention, the melting temperature is characterized in that 1160 ~ 1260 ℃.
본 발명의 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법에서 상기 제철제강용 칼슘페라이트 플럭스는 입자크기 0.5 ~ 200 mm 인 것을 특징으로 한다.In the method for producing alkaline calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention, the steelmaking calcium ferrite flux is characterized by having a particle size of 0.5 to 200 mm.
본 발명은 칼슘페라이트 플럭스 제조를 위해 석회석 및 함철원료를 미세분쇄하거나 덩어리 형태로 성형하는 공정을 생략하고, 시멘트 소성로를 이용해 칼슘페라이트 플럭스를 클링커로 로출하여 제조하는 방법을 제공함으로 인하여 기존 공정을 획기적으로 단축하여 제철제강용 칼슘페라이트 플럭스의 제조비용을 절감함과 동시에 알카리 성분을 함유한 원재료로 칼슘페라이트 플럭스를 제조함으로써 용강 내의 황 및 인 등을 효과적으로 제거할 수 있다.The present invention omits the process of finely grinding limestone and iron-containing raw materials in the form of agglomerates or agglomerates for the manufacture of calcium ferrite fluxes, and provides a method for producing calcium ferrite fluxes by clinker using a cement kiln to break down existing processes. It is possible to effectively remove sulfur and phosphorus in the molten steel by reducing the production cost and reducing the manufacturing cost of the steel ferrous flux for ferrous steel and manufacturing the calcium ferrite flux with a raw material containing alkali.
본 발명의 제철제강용 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법은 석회석 및 철산화물을 CaO와 Fe2O3 몰비 3:1 ~ 1:3으로 혼합하는 단계; 상기 혼합물을 시멘트 소성로에 투입하여 1120 ~ 1280 ℃에서 소성시키는 단계; 및 상기 혼합물을 시멘트 소성로 내부에서 클링커로 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 혼합물 중에 알카리금속 산화물, 알카리금속 수산화물, 알카리금속 탄산염 및 황산나트륨 중의 어느 하나 이상으로 이루어진 알카리 성분을 0.5 중량% 이상 포함하여 이루어진다.The method for producing an alkaline calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention comprises the steps of mixing limestone and iron oxide with CaO and Fe 2 O 3 molar ratio 3: 1 to 1: 3; Injecting the mixture into a cement kiln and baking at 1120 to 1280 ° C .; And preparing the mixture as a clinker in a cement kiln; wherein the mixture comprises at least 0.5% by weight of an alkali component comprising at least one of an alkali metal oxide, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and sodium sulfate. It is done by
본 발명에서 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 원재료는 석회석 및 철산화물이고, 필요에 따라 CaO와 Fe2O3 몰비 3:1 ~ 1:3의 범위 내에서 플라이애쉬, 슬래그, 규암, 혈암, 점토, 폐주물사 등이 부가적으로 사용될 수 있으며, 별도로 알카리금 속 산화물, 알카리금속 수산화물, 알카리금속 탄산염 및 황산나트륨 중의 어느 하나 이상으로 이루어진 알카리 성분을 포함하는 알카리 원재료가 추가될 수도 있다.In the present invention, the raw materials of the alkali calcium ferrite flux are limestone and iron oxide, and fly ash, slag, quartzite, shale, clay, waste casting sand, etc., in the range of 3: 1 to 1: 3 of CaO and Fe 2 O 3 , as necessary. This may additionally be used, and an additional alkali raw material including an alkali component consisting of at least one of an alkali metal oxide, an alkali metal hydroxide, an alkali metal carbonate and sodium sulfate may be added.
본 발명에서 원재료로 사용될 수 있는 원재료들의 성분분석 결과를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the results of component analysis of raw materials that can be used as raw materials in the present invention.
석회석(1), 석회석(2) 및 석회석(3)은 알카리 성분의 함량에 따라 석회석을 구분한 것이고, 규암(저)는 저품위 규암을 의미한다.Limestone (1), limestone (2) and limestone (3) are the limestone is classified according to the content of the alkaline component, quartzite (low) means low-grade quartzite.
알카리 성분의 함량이 1 중량% 미만인 석회석(1)은 CaO의 공급원으로만 이용되지만, 알카리 성분의 함량이 1 중량% 이상인 석회석(2) 및 석회석(3)은 CaO 및 알카리 성분의 공급원으로, 규암(저), 폐주물사, 혈암, 플라이애쉬 등은 알카리 성분 공급원으로, 밀스케일은 Fe2O3 공급원으로 사용될 수 있다.Limestone (1) with an alkali content of less than 1% by weight is used only as a source of CaO, while limestone (2) and limestone (3) with an alkali content of 1% or more by weight are sources of CaO and alkali content, quartzite (Low), waste foundry sand, shale, fly ash and the like can be used as an alkaline component source, millscale as a Fe 2 O 3 source.
알카리 성분의 함량이 1 중량% 미만인 석회석이 CaO 공급원으로 사용되는 경우에는 별도로 알카리금속 산화물, 알카리금속 수산화물, 알카리금속 탄산염 및 황산나트륨 중의 어느 하나 이상의 알카리 성분을 포함하는 원재료가 사용될 수 있다. 그 알카리 성분의 첨가량은 석회석 및 철산화물의 혼합물에 포함된 알카리 성분의 함량이 0.5 중량% 이상, 바람직하게는 1 ~ 20 중량%, 더욱 바람직하게는 4 ~ 10 중량%가 되도록 조정할 수 있다. 상기 혼합물에서 알카리 성분의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 탈류 및 탈인 효율이 낮고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 탈류 및 탈인 효율은 더 이상 증대되지 않으면서 용융물의 점도가 높아지는 문제가 있다.When limestone having an alkali content of less than 1% by weight is used as the CaO source, a raw material including any one or more alkali components of alkali metal oxides, alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates and sodium sulfate may be used separately. The addition amount of the alkali component can be adjusted so that the content of the alkali component contained in the mixture of limestone and iron oxide is 0.5% by weight or more, preferably 1-20% by weight, more preferably 4-10% by weight. When the content of the alkali component in the mixture is less than the lower limit, the dehydration and dephosphorization efficiency is low, and when it exceeds the upper limit, there is a problem that the viscosity of the melt is increased without further increasing the dehydration and dephosphorization efficiency.
상기 알카리 원재료로는 산화나트륨, 산화칼륨, 산화리튬과 같은 알카리금속 산화물, 수산화나트륨(가성소다), 수산화칼륨(가성칼리)와 같은 알카리금속 수산화물, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소칼륨과 같은 탄산염, 황산나트륨(망초) 등이 사용될 수 있다.The alkali raw materials include alkali metal oxides such as sodium oxide, potassium oxide, lithium oxide, alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide (caustic soda), potassium hydroxide (caustic caustic), sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate Carbonate, such as sodium sulfate (forget) and the like can be used.
본 발명의 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 원재료인 석회석 및 철산화물의 혼합물에서 알카리 성분의 함량을 한정하는 이유는 용강 내에서 황 및 인과 빠르게 반응할 수 있는 화합물이기 때문이다. 알카리 성분 중 석회석에 풍부한 산화나트륨 및 산화칼륨을 예를 들어 설명하면, 산화나트륨과 산화칼륨은 CaO보다 황 및 인과 빠르게 반응하여 반응식 1 및 2와 같은 화합물을 형성할 수 있다.The reason for limiting the content of the alkali component in the mixture of limestone and iron oxide which are the raw materials of the alkali calcium ferrite flux of the present invention is that it is a compound capable of rapidly reacting with sulfur and phosphorus in molten steel. For example, sodium oxide and potassium oxide, which are rich in limestone among alkali components, may be reacted with sulfur and phosphorus faster than CaO to form compounds such as
또한 석회석의 주성분인 CaO도 황 및 인과 반응식 3 및 4와 같이 반응할 수 있으나, 활성도가 낮아 알카리보다 느리게 반응하는 특징을 갖는다. 즉 황 및 인은 1차적으로 Na 및 K와 반응하고, 이후 CaO와 반응하는 것이다In addition, CaO, which is a main component of limestone, may react with sulfur and phosphorus as in
이는 알카리 함량이 상대적으로 높은 석회석, 플라이애쉬, 점토류 등에서 더욱 효과적이며, 황 및 인을 제거할 수 있는 xCaOyFe2O3z(Na2O & K2O)를 기본으로 하는 제철제강용 플럭스를 제조할 수 있다(x, y, z : 몰수). 위와 같이 알카리 성분이 포함되어 있을 경우, 플럭스의 용융온도를 낮추어 줄 수 있는 특징도 갖는다.This is more effective in limestone, fly ash, clay, etc., which have a relatively high alkali content, and is based on xCaOyFe 2 O 3 z (Na 2 O & K 2 O), which can remove sulfur and phosphorus. (X, y, z: moles). When the alkali component is included as described above, it also has a feature that can lower the melting temperature of the flux.
본 발명의 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 원재료인 석회석 및 철산화물, 그리고 부가적으로 포함될 수 있는 플라이애쉬, 슬래그, 규암, 혈암, 점토, 폐주물사 등은 시멘트 소성로에서 함께 용융되므로 입자크기를 특별히 한정할 필요는 없으나, 원하는 비율로 고루 혼합될 수 있도록 평균 입자크기가 0.01 ~ 3 mm, 바람직하게는 0.1 ~ 1 mm 범위의 것을 사용하고, 소성로에 투입하기 전에 미리 혼합, 또는 혼합 및 분쇄과정을 거치는 것이 바람직하다.Limestone and iron oxide, which are the raw materials of the alkali calcium ferrite flux of the present invention, and fly ash, slag, quartzite, shale, clay, waste casting sand, etc., which may be additionally included, are melted together in a cement kiln, so the particle size need not be particularly limited. However, it is preferable to use an average particle size in the range of 0.01 to 3 mm, preferably 0.1 to 1 mm so as to be evenly mixed at a desired ratio, and to mix or grind and grind in advance before entering the kiln. .
본 발명의 소성로는 시멘트 소성에 사용하는 통상의 OPC (Ordinary Portland Cement; 보통 포틀랜드 시멘트) 제조용 로터리 킬른(Rotary Kiln)과 하소설비(Pre-heater)와 클링커 냉각기(Clinker cooler) 등으로 구성된 부대설비를 사용하되, 필요한 경우에는 EAF 등의 전기로 역시 사용이 가능하다. The kiln of the present invention is a secondary equipment consisting of a rotary kiln (Pre-heater), a clinker cooler, etc., for manufacturing ordinary OPC (Ordinary Portland Cement), which is used for cement firing. If necessary, an electric furnace such as EAF may also be used.
본 발명의 제철제강용 칼슘페라이트 플럭스의 제조방법에서 용융온도는 1120 ~ 1280 ℃, 바람직하게는 1160 ~ 1260 ℃, 더욱 바람직하게는 1200 ~ 1250℃이다. 용융온도가 상기 하한치 미만일 경우에는 탈탄산이 완료된 후 반응에 참여하지 못하고 남아있는 유리 CaO가 다량 존재하여 칼슘페라이트의 형성이 충분하지 못하게 되고, 상기 상한치를 초과할 경우 클링커의 로출 후 냉각되는 과정에서 분화(dusting)되거나 로내에서 용융되므로 분화되거나 용융되어 로출되는 칼슘페라이트는 제강공정에 투입될 때 정량적으로 투입되기 어렵고 투입되더라도 탑슬래그 위에 분리되어 떠버리는 단점이 있다. In the manufacturing method of the calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention, the melting temperature is 1120 ~ 1280 ℃, preferably 1160 ~ 1260 ℃, more preferably 1200 ~ 1250 ℃. If the melting temperature is less than the lower limit, after decarbonation is completed, a large amount of free CaO remaining is not present and the formation of calcium ferrite becomes insufficient, and if the upper limit is exceeded, in the process of cooling after loading of the clinker Calcium ferrite, which is differentiated or melted and discharged due to dusting or melting in a furnace, is difficult to be quantitatively introduced into a steelmaking process and has a disadvantage in that it is separated and floated on top slag even if it is added.
본 발명의 제철제강용 칼슘페라이트 플럭스는 입자크기가 0.5 ~ 200 mm, 바람직하게는 3 ~ 100 mm, 더욱 바람직하게는 20 ~ 80 mm가 되도록 필요에 따라 입도는 파쇄, 선별하는 공정을 포함할 수 있다. 입자크기가 상기 하한치 미만인 경우에는 로출되는 칼슘페라이트에서 분화가 일부 발생하더라도 정량 투입과 탑슬래그 층에 투입되었을 때 가라앉게 하는 것이 어렵고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 용강 내에서 칼슘페라이트 플럭스가 고루 혼합되기 어렵다.Calcium ferrite flux for steelmaking of the present invention may include a step of crushing and sorting the particle size as necessary so that the particle size is 0.5 to 200 mm, preferably 3 to 100 mm, more preferably 20 to 80 mm. have. If the particle size is less than the lower limit, even if some differentiation occurs in the extracted calcium ferrite, it is difficult to settle in the metered dose and the top slag layer, and if the upper limit is exceeded, the calcium ferrite flux is evenly mixed in the molten steel. It's hard to be.
제강공정의 탑슬래그의 화학조성을 융점이 낮은 영역으로 조정하기 위해서 CaO와 Fe2O3를 적절히 첨가해야 하는데, 이들을 각각 또는 혼합된 형태로 첨가하는 경우에는 CaO(융점 2,570℃)와 Fe2O3(융점 1,565℃)의 융점이 높아 슬래그 조성 변화에 많은 시간이 필요하다. CaO-Fe2O3-SiO2계 슬래그에서 융점이 가장 낮은 영역은 도 1에서 보는바와 같이 칼슘페라이트 광물상 (2CaOFe2O3, CaOFe2O3 또는 CaO2Fe2O3 등) 일 때로서, 탑슬래그에 융점이 낮은 칼슘페라이트계 플럭스를 첨가하는 것이 바람직하고, 따라서 본 발명의 칼슘페라이트 플럭스에서 CaO와 Fe2O3의 몰비는 3:1 ~ 1:3 인 것이 바람직하다.To be properly added to CaO and Fe 2 O 3 in order to adjust the chemical composition having a melting point lower region of the top slag in the steel making process, the case of adding them to the each or a mixture of, the CaO (melting point 2,570 ℃) and Fe 2 O 3 The melting point of (melting point 1,565 ° C.) is high, and much time is required for changing the slag composition. The lowest melting point in the CaO-Fe 2 O 3 -SiO 2 -based slag is the calcium ferrite mineral phase (2CaOFe2O3, CaOFe2O3 or CaO2Fe2O3, etc.) as shown in FIG. It is preferable to add, and therefore, the molar ratio of CaO and Fe 2
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the present invention, but the content of the present invention is not limited thereto.
제조예 Manufacturing example
표 1의 석회석(1)과 밀스케일을 0.615:0.385 중량비로 혼합하여 Fe2O3와 CaO의 배합비는 몰비를 기준으로 1.35가 되도록 혼합하여 제조예 1의 혼합물을 제조하였다. 각각 원재료의 입도는 90㎛ 잔사 12% 수준으로 평균 입자크기는 61㎛이었고, 그 배합한 혼합물의 성분과 LOI(Loss of Ignition 제외하여 계산한 값)을 표 2에 나타내었다.Limestone (1) and mill scale of Table 1 were mixed in a weight ratio of 0.615: 0.385, and the mixture ratio of Fe 2
표 1의 석회석(2)과 밀스케일을 0.64:0.36 중량비로 혼합하여 Fe2O3와 CaO의 배합비는 몰비를 기준으로 1.35가 되도록 혼합하여 제조예 2의 혼합물을 제조하였다. 각각 원재료의 입도는 제조예 1과 동일하였다.Limestone (2) and mill scale of Table 1 were mixed in a weight ratio of 0.64: 0.36, and the mixing ratio of Fe 2
표 1의 석회석(3)과 밀스케일을 0.712:0.288 중량비로 혼합하여 Fe2O3와 CaO의 배합비는 몰비를 기준으로 1.35가 되도록 혼합하여 제조예 3의 혼합물을 제조하 였다. 각각 원재료의 입도는 제조예 1과 동일하였다.Limestone (3) and the mill scale of Table 1 were mixed in a weight ratio of 0.712: 0.288, and the mixture ratio of Fe2O3 and CaO was mixed to 1.35 based on the molar ratio to prepare a mixture of Preparation Example 3. The particle size of each raw material was the same as that of the manufacture example 1.
표 1의 석회석(1), 밀스케일, 망초를 0.64:0.36:0.05 중량비로 혼합하여 Fe2O3와 CaO의 배합비는 몰비를 기준으로 1.35가 되도록 혼합하여 제조예 4의 혼합물을 제조하였다. 각각 원재료의 입도는 제조예 1과 동일하였다.Limestone (1), mill scale, and forget-me-not of Table 1 were mixed in a weight ratio of 0.64: 0.36: 0.05, and the mixture ratio of Fe 2
상기 제조예 1 내지 4의 혼합분말의 알카리 함량은 각각 0.41 중량%, 1.24 중량%, 4.66 중량% 및 5.22 중량%이었다. 최종적으로 제조되는 각각의 알카리 칼슘페라이트 플럭스의 CaO 및 Fe2O3의 중량비는 39.29:53.17, 38.00:51.31, 31.80:43.03, 및 31.75:42.99 이었다. 즉 알카리 함량이 증가할수록 CaO와 Fe2O3 함량은 약간씩 감소하는 경향을 나타내었다.The alkali contents of the mixed powders of Preparation Examples 1 to 4 were 0.41% by weight, 1.24% by weight, 4.66% by weight and 5.22% by weight, respectively. The weight ratios of CaO and Fe 2
상기 혼합분말에 혼합수(혼합수/혼합분말=0.2)를 넣고 혼합한 후 약 10g의 소형 성형체로 제조하였다. 제조된 성형체는 100℃ 건조기에서 24시간 동안 건조하였다. 건조된 성형체는 전기로에서 소성하였으며, 소성 조건은 분당 10℃로 최고 소성온도까지 승온시킨 후 최고 소성온도에서 30분간 유지하였다. 최고 소성온도에서 소성이 끝나는 즉시 소성된 클링커를 로출하였다. 소성온도는 석회석의 탈탄산이 완료될 수 있는 온도범위에서 각각 1000℃, 1100℃, 1200℃, 1250℃ 및 1300℃로 하였다. Mixed water (mixed water / mixed powder = 0.2) was added to the mixed powder, followed by mixing, to prepare a compact molded product of about 10 g. The molded article was dried for 24 hours in a 100 ℃ dryer. The dried compacts were fired in an electric furnace, and the firing conditions were raised to the highest firing temperature at 10 ° C. per minute and then maintained at the highest firing temperature for 30 minutes. At the highest firing temperature, the fired clinker was unloaded immediately after the firing. The firing temperatures were set at 1000 ° C., 1100 ° C., 1200 ° C., 1250 ° C., and 1300 ° C., respectively, in the temperature range in which decarbonated limestone could be completed.
제조예 1 내지 4의 혼합분말로부터 성형한 성형체를 온도별로 소성하여 제조한 클링커에서 각각 반응하지 않고 남았있는 CaO 함량(중량%)을 분석하여 표 3에 나타내었다.Table 3 shows the CaO content (% by weight) remaining in the clinker prepared by calcining the molded product from the mixed powders of Preparation Examples 1 to 4, respectively, without reaction.
1000℃ 및 1100℃ 소성 조건에서는 탈탄산이 완료된 후 반응에 참여하지 못하고 남아 있는 free-CaO가 다량 존재함을 확인할 수 있었다. 그러나 1200℃ 이후에서는 free-CaO를 소량밖에 관찰할 수 없었으며, 이는 free-CaO가 밀스케일의 Fe2O3 성분과 반응하여 칼슘페라이트를 생성하기 때문이다. 1250℃에서 소성한 경우 클링커로 로출한 후에도 덩어리 형태(평균지름 50 mm)를 유지하였으나, 1300℃ 소성조건에서는 소성된 클링커가 로출 후 냉각되는 과정에서 분화(dusting) 되는 현상이 관찰되었으며, 이는 냉각과정 중 칼슘페라이트로부터 CaO가 분해되어 광물의 팽창이 동반되기 때문으로 판단된다. At 1000 ° C. and 1100 ° C. firing conditions, it was confirmed that a large amount of free-CaO remaining after decarbonation was not participated in the reaction. However, after 1200 ° C., only a small amount of free-CaO could be observed because free-CaO reacted with the Fe2O3 component of mill scale to produce calcium ferrite. In the case of firing at 1250 ℃, the lump form (average diameter 50mm) was maintained even after being extracted with clinker.However, in 1300 ℃ firing condition, the fired clinker was dusted during the cooling after extraction. It is believed that CaO is decomposed from calcium ferrite during the process, followed by expansion of minerals.
상기 제조예에서 표 1의 성분의 석회석 및 밀스케일을 표 2와 같이 배합한 혼합분말을 전기로에서 소성한 예를 기준으로 한 것으로, 실제 시멘트 소성로에서 역시 표 1의 성분의 석회석과 밀스케일을 표 2의 배합비로 원료를 시멘트 소성로에 장입하여 실시예의 소성조건에 따라 소성로를 운전할 경우 동일한 클링커를 제조할 수 있음은 주지의 사실이며, 제조예와 같이 전기로에서의 소성조건을 시멘트 소성로의 소성조건으로 확인하거나 시제품 등을 제조하는 것은 널리 쓰이는 통상의 방법이다. In the above preparation example, limestone and mill scale of the components of Table 1 are mixed based on the example of firing in the electric furnace mixed powder as shown in Table 2, in the actual cement kiln also limestone and mill scale of the components of Table 1 It is well known that the same clinker can be produced when the raw material is charged to a cement kiln at a compounding ratio of 2 and the kiln is operated according to the firing conditions of the embodiment. Identification or production of prototypes is a common practice.
실험예: 용선으로부터 황과 인의 제거 특성 확인Experimental Example: Confirmation of removal characteristics of sulfur and phosphorus from molten iron
제강공정에서의 용선으로부터 황 및 인을 제거하는 특성을 검토하기 위해 본 실험에서는 상기에서 제조된 클링커와 용선으로 사용될 수 있는 함철분말을 사용하여 시험하였다. 우선 도가니에 함철분말을 500g 넣은 후 여기에 상기 제조예 1 내지 4 중에서 1200 ℃에서 소성시켜 제조한 클링커를 각각 200g씩 넣어 로내에서 완전 용융하였다. 용융물은 로 내 온도를 1600℃로 30분간 유지하여 제조하였다. 이후 상온까지 냉각시킨 후 로출하였다. 용융이 끝난 용융물 중 비중이 큰 철용융물은 도가니 아래쪽에 가라앉고 상대적으로 비중이 낮은 슬래그는 상부에 존재한다. 이때 슬래그는 주로 알카리 칼슘페라이트 클링커로부터 발생한다. 따라서 상부 슬래그의 황 및 인 성분을 분석하여 알카리 칼슘페라이트 클링커와의 반응성을 검토하였다.In order to examine the characteristics of removing sulfur and phosphorus from the molten iron in the steelmaking process, this experiment was conducted using the clinker prepared above and iron powder which can be used as molten iron. First, 500 g of iron-containing powder was put in a crucible, and 200 g of each clinker prepared by firing at 1200 ° C. in Preparation Examples 1 to 4 was completely melted in a furnace. The melt was prepared by maintaining the furnace temperature at 1600 ° C. for 30 minutes. After cooling to room temperature it was extracted. The molten iron melt, which has a high specific gravity, is settled under the crucible, and a relatively low specific gravity slag is present at the top. Slag at this time is mainly generated from alkaline calcium ferrite clinker. Therefore, the sulfur and phosphorus components of the upper slag were analyzed to examine their reactivity with alkali calcium ferrite clinker.
먼저 실험에 사용한 클링커와 함철 분말의 황 및 인 함량을 측정하여 표 4에 나타내었다.First, sulfur and phosphorus contents of the clinker and the iron powder used in the experiment were measured and shown in Table 4.
전기로에서 각각의 클링커와 함철 분말을 완전 용융시킨 후 용융물 전체에서 계산된 황 및 인의 함량을 표 5에 나타내었다.Table 5 shows the calculated contents of sulfur and phosphorus in the melt after complete melting of each clinker and iron-containing powder in the electric furnace.
용융물을 냉각시킨 후 상부에 있는 슬래그를 따로 분리하여 슬래그에 존재하는 황 및 인의 함량을 분석하여 표 6에 나타내었다.After cooling the melt, the slag in the upper portion was separated separately, and the sulfur and phosphorus contents in the slag were analyzed and shown in Table 6.
표 4 내지 6의 결과를 바탕으로 함철 분말에 존재하는 황 및 인을 기준으로 탈류 및 탈인율을 계산하여 표 7에 나타내었다.Based on the results of Tables 4 to 6, the dehydration and dephosphorization rates were calculated based on sulfur and phosphorus present in the iron-containing powder, and are shown in Table 7.
표 7에서와 같이 알카리 함량이 높을수록 탈류율이 증가하였으며, 또한 탈인율도 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 제조예 3 및 4의 1200℃소성한 클링커는 함철분말의 황 및 인을 기준으로 90% 이상의 탈류 및 탈인율을 나타내어 매우 효과적임을 확인할 수 있었다. As shown in Table 7, the higher the alkali content, the higher the deflow rate, and the higher the dephosphorization rate. Particularly, the clinker calcined at 1200 ° C. of Preparation Examples 3 and 4 exhibited a dehydration rate and a dephosphorization rate of 90% or more based on sulfur and phosphorus in the iron powder, and thus it was confirmed that it was very effective.
또한 제조예 1 내지 3에서 알카리 함량(Na2O+K2O)과 탈류율과의 상관계수는 0.97, 상관관계방정식은 y=50.24+7.75x 이다. 여기서 y는 탈류율이며, x는 알카리 함량이다. 탈인율과의 상관계수는 0.98, 상관관계방정식은 y=46.42+7.68x 이다. 따라서 알카리 함량과 탈류율 및 탈인율은 매우 밀접한 상관성이 있음을 확인할 수 있었다.In addition, in Preparation Examples 1 to 3, the correlation coefficient between alkali content (Na 2 O + K 2 O) and the discharge rate is 0.97, and the correlation equation is y = 50.24 + 7.75x. Where y is the deflow rate and x is the alkali content. The correlation coefficient with debonding rate is 0.98, and the correlation equation is y = 46.42 + 7.68x. Therefore, it could be confirmed that the alkali content, the discharge rate and the dephosphorization rate were closely related.
도 1은 CaO-Fe2O3-SiO2 상태도를 나타낸 것이다. Figure 1 shows a CaO-Fe2O3-SiO2 state diagram.
도 2는 칼슘페라이트 플럭스 원재료의 알카리 성분 함량과 탈류율의 상관성을 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the correlation between the alkali component content and the dehydration rate of the calcium ferrite flux raw material.
도 3은 칼슘페라이트 플럭스 원재료의 알카리 성분 함량과 탈인율의 상관성을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the correlation between the alkali component content and the dephosphorization rate of the calcium ferrite flux raw material.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090120979A KR101153887B1 (en) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090120979A KR101153887B1 (en) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110064392A true KR20110064392A (en) | 2011-06-15 |
| KR101153887B1 KR101153887B1 (en) | 2012-06-18 |
Family
ID=44397841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020090120979A KR101153887B1 (en) | 2009-12-08 | 2009-12-08 | Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101153887B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190027606A (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 주식회사 포스코 | Flux and method for refining molten steel using the same |
| KR20190027605A (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 주식회사 포스코 | Flux |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11209817A (en) | 1998-01-28 | 1999-08-03 | Mitsuo Hanada | Flux for steelmaking, production thereof and steelmaking method using it |
| JP2000256731A (en) | 1999-03-09 | 2000-09-19 | Nkk Corp | Production of calcium ferrite for refining molten iron |
| JP4788013B2 (en) | 1999-12-21 | 2011-10-05 | Ｊｆｅスチール株式会社 | Method for producing low phosphorus hot metal |
| JP2003268432A (en) | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Nippon Steel Corp | Process for manufacturing steelmaking slag |
-
2009
- 2009-12-08 KR KR1020090120979A patent/KR101153887B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190027606A (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 주식회사 포스코 | Flux and method for refining molten steel using the same |
| KR20190027605A (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-15 | 주식회사 포스코 | Flux |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101153887B1 (en) | 2012-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2132090C (en) | Process for producing cement from metallurgical slag | |
| EP0994196B1 (en) | Method of solidifying steel-making slag and material produced by the method | |
| US8834625B2 (en) | Ultra-rapid hardening hydraulic binder using reduced slag powder, and method of preparing the same | |
| CN101736131B (en) | Pre-melted desulfurizing agent for refining molten steel and preparation method thereof | |
| CN101984080A (en) | Process and device for separating iron and aluminum silica slag from red mud and removing alkali metal | |
| EA024653B1 (en) | Method for processing laterite nickel ore with direct production of ferronickel | |
| CN101353177A (en) | Method for producing calcium hexaluminate with waste aluminum ash | |
| AU2016205965A1 (en) | Process for dephosphorization of molten metal during a refining process | |
| US10703675B2 (en) | Method for processing steel slag and hydraulic mineral binder | |
| US4396422A (en) | Process for producing iron and refractory material | |
| EP3670678B1 (en) | Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization | |
| KR101153887B1 (en) | Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking | |
| JP2001089135A (en) | Calcium aluminate excellent in homogeneity | |
| KR101465753B1 (en) | Calcium Aluminate Based Clinker Composition using Ladle Furnace Slag and Manufacturing Method Thereof | |
| KR101179189B1 (en) | Preparation method for C12A7 mineral using rotary kiln | |
| RU2441927C2 (en) | Method for alumina industry slag treatment | |
| RU2524878C2 (en) | Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) | |
| RU2313491C1 (en) | Method of processing aluminum-containing raw material | |
| KR101099792B1 (en) | Preparation method for calciumferrite flux for steelmaking | |
| JPH11323424A (en) | Slag component conditioner for slag-coating converter lining refractory, its production and protection method of converter lining refractory by the same | |
| JP2003328022A (en) | Desulfurizing agent for molten steel and manufacturing method therefor | |
| JP3674365B2 (en) | Method for stabilizing steelmaking slag containing fluorine | |
| TWI840473B (en) | Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization, slag conditioning agent, and use thereof | |
| CN108220521A (en) | A kind of desiliconization of hot metal agent and its application method using iron red mud as matrix | |
| JP2003003206A (en) | Dephosphorizing agent, dephosphorization method and method for using slag produced by dephosphorization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150507 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160513 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170523 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180530 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |