철 및 강철 제련에서 산화칼슘은 주로 슬래그 형성제 역할을 합니다. 철광석의 불순물을 제거하고 철강의 순도와 품질을 향상시키는 것이 핵심 기능입니다.
1. 맥석 제거(주로 SiO2로 구성)
철광석에는 철 외에도 '맥석'이라고 불리는 이산화규소 등 비금속 불순물이 다량 함유되어 있다.
고온에서 산화칼슘은 맥석의 이산화규소와 반응하여 상대적으로 녹는점이 낮은 규산칼슘(CaSiO₃)을 형성합니다.
규산칼슘은 용선보다 밀도가 훨씬 낮기 때문에 용선 표면에 떠서 '슬래그'를 형성합니다. 마지막으로 슬래그가 분리되어 철과 불순물이 분리됩니다.
화학 반응식은 CaO + SiO2 → CaSiO₃(고온 조건에서)입니다.
2. 제련 환경 최적화를 위한 슬래그 염기성 조정
슬래그의 '염기성'(염기성 산화물과 산성 산화물의 비율)은 철 및 강철 제련의 핵심 매개변수로, 제련 효율과 강철 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.
산화칼슘은 강한 염기성 산화물이다. 첨가하면 슬래그의 염기도를 높이고 용광로 내 과잉 산성 물질을 중화할 수 있습니다.
적절한 염기도는 슬래그의 탈황 및 탈인 능력을 향상시킬 수 있습니다. 한편, 산성 슬래그가 제강로의 노 라이닝을 침식하는 것을 방지하여 노 본체의 수명을 연장시킵니다.
3. 철강 품질 향상을 위한 탈황, 탈인 보조
황과 인은 강철의 유해 원소입니다. 철강에 '열간 단락', '냉간 단락' 등의 결함을 유발할 수 있으므로 제련 시 제거해야 합니다.
탈황: 산화칼슘은 용선의 황화제1철과 반응하여 황화칼슘(CaS)을 형성할 수 있습니다. 황화칼슘은 슬래그에 용해되어 배출되어 강의 황 함량을 감소시킵니다.
탈인: 알칼리성 슬래그 환경에서 산화칼슘은 산화인과 결합하여 안정적인 인산칼슘(Ca₃(PO₄)2)을 형성할 수 있습니다. 마찬가지로 슬래그와 함께 분리되어 강의 탈인을 실현합니다.