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admin

2017-01-16 09:36:12

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인젝션메탈러지[injection metallurgy]

용철이나 용강 등 용융금속 속에 가스만 또는 분말을 가스와 함께 불어넣는 정련법의 총칭. 처음에 스웨덴에서 제창된 프로세스. 일반적으로 고온의 정련반응은 용융금속과 가스, 고체 또는 슬래그가 관여하는 반응으로, 불균일반응으로 불리우고 있다. 이 반응은 용융금속과 다른 상과의 계면에서 일어나므로, 그 계면적을 넓게 하면 반응은 촉진된다. 다시 가스 또는 분말을 불어넣으면 용융금속상은 교반되어 물질이동도 촉진되고 전체가 균일하게 되는 효과도 있다. 이러한 효과를 목적으로 한 것이 인젝션메탈러지이다. 반면 다량의 가스를 필요로 하고 열손출이 증가하는 금속의 비말손실(飛沫損失)이라는 결점도 있다.

가스만을 불어넣는 것에는 ①구리전로 ②제강용전로 ③용융알루미늄의 탈가스 ④각종가스 교반장치 등이 있다. ①에서는 원통형전로의 측벽에 설치된 송풍구에서 공기를 불어넣고 산화에 의해 매트에서 조동(粗銅)을 얻는 것이다. 그 후 CO가스를 불어넣어 과잉으로 용해한 산소를 제거한다. ②제강로에서는 Q-BOP라는 순산소저취전로(純酸素底吹轉爐), 스테인리스강제련용 Ar-O2 혼합가스를 저취하는 AOD전로, 동일한 스테인리스제련용에 수증기와 O2를 불어넣는 CLU전로, 교반용에 Ar, N2, CO를 저취하는 상저취전로(上底吹轉爐)가 있다. 그림1에는 Q-BOP와 각종 상저취전로에 대해 균일혼합시간과 저취가스유량의 관계를 나타내었다. 저취가스유량이 증가함에 따라 균일혼합시간은 짧아짐을 알 수 있다. ③은 용융알루미늄 중에 염소나 비활성가스를 랜스를 통해 불어넣고, 응고시의 원인이 되는 수소를 제거하는 것이다. ④는 레이들 밑에 고정된 폴라스프래그에서 비활성가스를 불어넣고, 레이들 안 용융금속의 균일화나 슬래그-메탈 사이의 반응촉진을 하므로, LF, VAD 등 각종 노외정련에서 빈번히 이루어지고 있다. 그리고 제강의 연속주조기의 탠디시에 있어서 미세한 기포를 불어넣고 비금속개재물의 저감을 꾀한 시도도 있다. 연속노즐에 Ar을 불어넣어 개재물에 의한 폐쇄를 막는 것도 있다. RH탈가스장치에서는 침지관 한쪽에 Ar을 불어넣고 기포리프트펌프의 원리로 용강을 순환시키고 있다.

분말을 가스와 함께 불어넣는 정련은 주로 철강정련에 있어서 용선처리 또는 레이들정련으로 이루어지고 있다. 전자에서는 고로(高爐)의 출선통(出銑樋), 레이들, 토피도에 있어서 철광석분말과 석회분말을 질소 또는 질소와 산소의 혼합가스로 불어넣는 탈규소․탈린 및 석회분말이나 탄산소다분말을 질소로 불어넣는 탈황 등이 이루어지고 있다. 후자에서는 전로정련에서 제거할 수 없었던 불순물을 다시 극저농도에 까지 떨어뜨리는 것을 꾀하고 있다. 극저인강(極低燐鋼)을 얻기 위해서는 철광석분말과 석회분말을 질소 또는 질소와 산소의 혼합가스로 불어넣고, 극저황강(極低黃鋼)을 얻기 위해서는 석회분말 또는 탄산소다분말을 질소로 불어넣고 있다. 최근 개발이 진행되고 있는 HI-smelt, 로멜트, CGS, CIG 등의 용융환원제철법에서는 분광석, 석탄, 석회석 등이 가스와 함께 불어넣고 있다.

구리제련에 의한 미쓰비시(三菱)연속제동법(☞연속제동)에서는 용련로에서 정광(精鑛)과 플럭스를, 또 제동로(製銅爐)에서는 플럭스만을 상부 랜스에서 불어넣고 있는데, 이러한 분말은 고속으로 매트 속으로 때리고 들어가 반응이 촉진되고 있다.