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알루미늄 드로스와 래들 슬래그를 활용한 무형석 용선 탈황제 개발

Development of Fluorite-free Desulfurizing Agent for Molten Iron using Al-dross and Ladle Slag

資源리싸이클링 = Journal of the Korean Institute of Resources Recycling, v.27 no.5, 2018년, pp.49 - 53  

이창현 (목포대학교 공과대학 신소재공학과) ,  구연수 (광양보건대학교 제철금속과) ,  이만승 (목포대학교 공과대학 신소재공학과)

초록
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제철기술은 고순도, 친환경화와 더불어 공정능력 및 제조원가를 고려한 최적의 공정개발이 요구되고 있다. 전로조업의 전 공정인 용선예비처리 단계에서 탈황처리가 실시된다. 탈황제로 CaO와 $CaCO_3$에 반응촉진제로 형석이 첨가되어 사용되지만, 슬래그 중 불소농도의 규제로 인하여 사용이 제한되고 있다. 본 연구에서는 형석을 대체하기 위해 CaO에 알루미늄 드로스와 알루미나를 함유한 래들 슬래그를 배합하여 첨가하는 방안을 제시하였다. 알루미늄 드로스와 알루미나 함유 래들 슬래그를 CaO에 배합하여 제조한 탈황제의 온도에 따른 물성과 KR(Kanvara Reactor)에서 탈황능을 비교하는 시험을 하였다. 본 연구에서 개발한 탈황제는 형석을 기반으로 제조한 종전의 탈황제와 탈황능이 동일하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In developing an optimum steelmaking process, the purity of the product, environmental impact, capability and cost of the process should be considered. Desulfurization of molten iron is conducted during preliminary treatment stage before converter operation. Although fluorite is added as a desulfuri...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 그러나 토양환경보전법에 의해 슬래그중 불소농도의 규제치가 설정된 이후, 조업 현장에서는 용선탈황제에 함유된 형석을 제거하는 기술 개발이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 용선 탈황제로 알루미나 함유 폐기물을 이용하여 최적의 조업조건을 확보하면서 탈황 능력을 확인하는 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 알루미나가 종전의 탈황제로 사용된 CaO와 칼슘알루미네이트(calcium aluminate)의 원료로 황화물 용량(sulphide capacity)을 증진시키는 효과를 이용하였으며, CaO에 알루미늄 드로스 및 알루미나를 함유한 래들 슬래그을 배합하여 탈황제로 사용시 온도에 따른 물성변화와 탈황효율을 측정하여 종전 형석을 함유한 탈황제를 대체할 수 있는 가능성을 평가하였다.
  • 본 연구에서는 CaO에 알루미늄 드로스와 알루미나 함유 래들 슬래그를 배합한 탈황제를 사용하여 용선예비처리시 탈황효율을 조사하였다. CaO에 알루미늄 드로스만 배합한 시료(CaO 90 wt/%, Al-Dross 10 wt.
  • 따라서 본 연구에서는 용선 탈황제로 알루미나 함유 폐기물을 이용하여 최적의 조업조건을 확보하면서 탈황 능력을 확인하는 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 알루미나가 종전의 탈황제로 사용된 CaO와 칼슘알루미네이트(calcium aluminate)의 원료로 황화물 용량(sulphide capacity)을 증진시키는 효과를 이용하였으며, CaO에 알루미늄 드로스 및 알루미나를 함유한 래들 슬래그을 배합하여 탈황제로 사용시 온도에 따른 물성변화와 탈황효율을 측정하여 종전 형석을 함유한 탈황제를 대체할 수 있는 가능성을 평가하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
용선 예비처리공정에서 용선 탈황제은 무엇을 첨가하는가? 용선 예비처리공정에서 사용하는 용선 탈황제는 주로 생석회(CaO)를 기반으로 탈황 반응을 촉진하기 위해 형석을 첨가한다. 그러나 토양환경보전법에 의해 슬래그중 불소농도의 규제치가 설정된 이후, 조업 현장에서는 용선탈황제에 함유된 형석을 제거하는 기술 개발이 시급하다.
탈황 방법은 무엇이 있는가? 탈황 방법으로는 각종 탈황제를 사용하여 탈황하는 방법에 CaCO3계를 주성분으로 하는 Flux1,2), C 및 MgO를 첨가한 CaO계 Flux3) 및 Na2CO3-CaCO3계 Flux4) 등이 있으며, N2, Ar과 같은 중성가스나 Ar+CH4 혼합가스5)를 사용하여 용선 중에 취입하는 방법이 보고되고 있다.
본 논문에서 용선 탈황제의 탈황 능력을 연구하는 이유는 무엇인가? 용선 예비처리공정에서 사용하는 용선 탈황제는 주로 생석회(CaO)를 기반으로 탈황 반응을 촉진하기 위해 형석을 첨가한다. 그러나 토양환경보전법에 의해 슬래그중 불소농도의 규제치가 설정된 이후, 조업 현장에서는 용선탈황제에 함유된 형석을 제거하는 기술 개발이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 용선 탈황제로 알루미나 함유 폐기물을 이용하여 최적의 조업조건을 확보하면서 탈황 능력을 확인하는 연구를 진행하였다.
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참고문헌 (5)

  1. B. J. Min, 1985 : Study on the Desulfurization of Molten Pig Iron by $CaCO_3$ Based Flux Injection, Advanced Materials Metals and Materials International, 23(3), pp. 209-218. 

  2. J. J. Kim, 1985 : Study on desulfurization of molten pig iron by injection of a domestic $CaCO_3$ , Advanced Materials Metals and Materials International, 23(3), pp.335-335. 

  3. K. B. Lee, 1986 : Desulfurization of Liquid Iron by Carbon and Magnesia Added CaO-base flux, Advanced Materials Metals and Materials International, 150(1), pp.23-28. 

  4. W. S. Jung, 1984 : Study of simultaneous Dephosphorization and Desulfurization of hot metal by $Na_2CO_3-CaCO_3$ flux, Advanced Materials Metals and Materials International, 22(9), pp.937-937. 

  5. H. S. Sohn and W. G. Jung, 2004 : Desulfurization Behavior of Hot Metal by $Ar+CH_4$ Gas Bubbling, Advanced Materials Metals and Materials International, 42(6), pp.514-520. 

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