고체탄소에 의한 용융 전기로 슬래그의 환원반응에 관한 연구

초록

전기로 제강 슬래그의 재활용성을 향상시키기 위한 방안으로서, 슬래그 중의 저급산화물(FeO, MnO, P2O5)을 환원, 제거하기 위한 기초연구를 수행하였다. 고체탄소(Graphite)를 환원제로 사용하고, 실험변수로서 온도(1400~1600℃)와 슬래그의 염기도(0.5~2.0)를 변화시켰다. 그리고 슬래그의 환원거동에 대한 도가니 재질의 영향을 관찰하기 위하여 알루미나 도가니와 마그네시아 도가니를 사용하였다. 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. 알루미나 도가니를 사용하는 경우는 도가도가니로부터 Al2O3가 용출되어 슬래그 중의 (Al2O3) 함량이 현저하게 증가한다. 슬래그 중 (Al2O3) 농도 증가와 저급 산화물의 농도저하가 상쇄되어 난환원성 산화물들(CaO, MgO 및 SiO2)의 농도는 반응 온도와 무관하게 거의 일정한 수준을 유지한다. 실험과정에서 발생되는 {CO} 및 {CO2}의 양으로부터 계산한 저급산화물의 환원율과 슬래그 성분 분석치를 이용하여 평가한 환원율이 서로 잘 일치하였다. 저급산화물의 환원율은 슬래그의 온도와염기도에 따라 증가하며, 알루미나 도가니를 사용하는 경우는 비교적 낮은 수준에 머무르지만, 마그네시아 도가니를 사용하는 경우는 현저하게 향상된다. 마그네시아 도가니를 사용하는 경우는 저급산화물의 환원반응이 촉진되고, 그 결과 난환원성 산화물들(CaO, SiO2, Al2O3, MgO)은 농축효과에 따라 농도가 증가한다.