탄소열환원 반응에 의한 동제련슬래그로부터 주철용 선철 제조 연구
Fabrication of Casting Pig Iron from Copper Smelting Slag by Carbothermic Reduction
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초록
본 연구는 동제련슬래그 내에 존재하는 Fe와 Cu의 동시 환원을 통해 주물용 선철을 제조하고, 선철 제조 시 황 함량 저감에 대한 실험을 진행하였다. Roasting 실험은 실험온도 500 °C, 700 °C, 900 °C 온도 조건에서 1시간에서 9시간까지 2시간 간격으로 시간을 변화시키면서 실험을 진행 하였다. 산소분압에 따른 실험은 산소분압 0.5, 0.8, 1.0, 실험 온도는 900 °C, 유지시간 30분으로 설정하여 실험을 진행하였다. 실험 결과 Roasting 및 산소분압에 따른 황 저감의 영향은 없는 것으로 확인되었다. 첨가제로 CaO를 사용하여 첨가량 15% 이상부터 S 성분 함량은 0.001 wt% 이하로 확인되었다. 반응온도에 따른 선철 및 슬래그 분리 실험의 조건은1300 °C~ 1600 °C까지의 온도조건에서 유지시간 30분, Ar 가스 분위기에서 진행하였으며, 반응시간에 따른 선철 및 슬래그 분리 실험의 조건은 유지시간 5 ~ 25분까지 5분 간격, 반응온도 1600 °C, Ar가스분위기에서 실험을 진행하였다. 실험 결과 1600 °C, 30분유지 환원 조건에서 선철의 회수율이 가장 높았다.
Abstract
This study was conducted to fabrication pig iron containing copper and to reduce sulfur content pig iron. Roasting test was conducted for 1 ~ 9 hours at each temperature of 500 °C, 700 °C, and 900 °C. In addition, the effect of oxygen partial pressure with 0.5, 0.8, and 1 atm was carried out for 30 minutes at 900 °C. It was found that there is no effect to reduce sulfure in pig iron through roasting and oxygen partial pressures. The addition of CaO with 15 wt.% was found to reduce sulfur content up to 0.001 wt.%. The suitable temperature and reactive time for carbothermic reduction were 1600 °C and 30 minutes which shows the highest recovery rate of iron from the copper slag.
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