CaO 코팅된 Mg 분말과 Pure Mg분말의 탈황 특성 평가

Abstract

철계 합금에서 황화물은 부식저항성을 감소시키고 편석으로 존재하여 기계적 성질을 저하시킨다. 산업적으로 송풍로(Blast fumace)에서 제조된 용선의 황 함량은 0.2~0.08% 이하 수준까지 요구되고 있다 [1-3]. Mg계 탈황제 이용시 생석회， 칼숨카바이드 탈황제에 비해 4~8배 정도 적은 슬래그 발생과 황함유량을 0.005%까지 저감 시킬 수 있다고 보고되고 있다. 또한 탈황제 이용효율도 예측할수 있어 경제적인 측면에서 유리하다고 할 수 있다 [4]. 그러나 Mg 분말만을 단독으로 분체취입법(powder injection)을 통해 취입하게 되면 ， Mg분말의 낮은 융점 및 빠른 기화속 도로 인해 분체 취입시 랜스(lance)를 통한 불안정하게 공급되어 균일한 탈황 효과를 얻기 힘들다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 랜스를 통한 Mg분말을 용선 중에 안정적으로 공급하여 급일한 탈황 효과를 얻고자 고에너지 볼밀링을 이용하 여 열적으로 안정한 표면을 지닌 Mg분말을 제조하였다. 볼밀링 조건은 300 rpm에서 지르코니아 볼을 사용하여 Mg분말과 CaO 함량비 를 9:I (wt%), 볼과 분말의 비는 20:1 (wt%)로 하여 CaO 코팅된 Mg분말을 제조하였고，제조된 Mg분말 9:1 CaO 코팅층을 SEM, EDS, XRD 분석을 통하여 CaO 코팅층거동을 고찰하였다. 볼밀링을 이용하여 형성된 CaO코팅된 Mg분말과 Pure Mg분말의 탈황 특성을 평가하기위해 FeNi 합금을 고주파 유도로 장치를 이용하여 용해직후 먼저 코팅 층에 따른 탈황 특성을 알아본 후 최적의 탈황 효과를 보이는 코팅층을 지닌 Mg분 말의 함량에 따른 탈황 능을 평가하였다. 그 후 얻어진 결과를 Pure Mg 분말 함량에 따른 탈황실험을 통해 얻은 결과와 비교 하였으며， 매 탈황 반응 동안 용선과 슬래그내의 황 함량을 CS분석법을 이용하여 탈황 능을 분석하였다.