형석 (CaF₂) — 제강과 이차 정련용 슬래그 유동화제 및 용제

형석(불화 칼슘, CaF₂)은 제강과 이차 정련에서 가장 효과적인 슬래그 유동화제로, 소량이지만 야금적으로 중요한 첨가로 슬래그의 점도·액상선·반응성을 제어합니다. 형석은 강에 금속을 기여하지 않습니다 — 그 역할은 순수 물리화학적으로 슬래그 상에서 일어납니다 — 그러나 슬래그가 황·인 제거 및 아크와의 열결합이라는 핵심 기능을 얼마나 빠르고 완전히 수행하는지에 지대한 영향을 미칩니다. 형석(fluorite) 광석을 파쇄·체질·선광하여 생산하며, 야금급 형석은 CaF₂ 함량 75% 이상에서 노내 장입 관행에 맞춰 덩어리와 자갈 입도로 공급됩니다.

형석의 결정적 특성은 매우 낮은 첨가율로 고석회 슬래그의 융점과 점도를 크게 낮추는 능력입니다. 전로·전호로·래들로에서 슬래그는 탈황·탈인에 필요한 염기도를 제공하기 위해 높은 CaO를 가져야 하지만, 고 CaO 슬래그는 점성이고 난용성이며 용해가 느립니다. 소량의 형석 — 강 톤당 수 킬로그램 — 이 슬래그의 규산 칼슘 망을 끊어 액상선을 낮추고 점도를 묽게 합니다. 유동화된 슬래그는 생석회 첨가를 빠르게 용해하고 높은 슬래그-금속 계면을 전개하며, 탈황 반응(CaO + S → CaS + O)과 탈인 반응을 느린 슬래그 물질이동으로 제한되는 대신 열역학적 한계 가까이 진행시킵니다.

EAF 제강에서 형석은 두 번째 역할, 포밍 슬래그 안정화를 합니다. 포밍 슬래그는 전호를 덮어 내화벽의 복사를 차단하고 더 많은 아크 열을 욕으로 전달합니다. 래들로(LF) 정련에서 형석은 합성 정련 슬래그의 핵심 성분으로, 석회·정제 슬래그·알루미나와 결합하여 고급 관재강과 단조강이 요구하는 황 <0.005% 수준의 깊은 탈황을 추진하는 고염기도·저점도·저 FeO 슬래그를 만듭니다.

형석의 야금적 효과는 의심의 여지가 없지만 사용에는 두 가지 단점의 규율 있는 제어가 필요합니다. 첫째, 내화물 침식입니다. 형석의 용제 작용은 비선택적이라 슬래그를 유동화함과 동시에 노와 래들의 MgO-C 및 고알루미나 내화 라이닝을 침식해 마모를 가속하고 노내 수명을 단축합니다. 과도한 형석 — 조渣不良의 지름길로서 — 은 내화 수명을 공정 이익을 상쇄할 만큼 단축할 수 있습니다. 현대 실무는 필요한 슬래그 유동성에 부합하는 최소 형석 첨가를 사용하며, 흔히 피복제와 정제 슬래그 구성성분과 결합해 CaF₂ 의존을 줄입니다. 둘째, 환경입니다. 불소 함유 슬래그는 많은 관할권에서 재사용·처분 제한에 직면하고, 가스상 불소는 배가스 시스템에서 처리되어야 하므로 형석 사용은 환경과 내화 모두의 이유로 최소화됩니다.

따라서 형석은 소량·제어된 첨가로 그 슬래그 유동화 효과가 가장 야금 가치 있는 부분을 발휘하는 정밀 도구로 이해하는 것이 가장 좋습니다. 당사의 야금급 형석은 CaF₂ ≥75%(특수 적용을 위한 산급 ≥90–97%), 저황(≤0.05%)으로 강욕으로의 황 유입을 막고, 노내 장입과 호퍼 유동에 맞춰 덩어리(10–60 mm)와 자갈(0–10 mm)로 선별됩니다. 입도의 일관성이 중요합니다: 미분은 슬래그를 너무 빨리 유동화시키고 배가스로 유실되며, 과대 덩어리는 용해가 너무 느려 조기 조渣 시기에 영향을 주지 못합니다. 출하마다 CaF₂ 함량 증명서가 최소 유효 첨가로의 배합을 가능하게 합니다. 구매에서 형석은 세 가지 매개변수로 정의됩니다. 통제된 실리카와 저황을 동반한 인증 CaF₂ 함량, 장입에 맞춘 입도, 그리고 공급 신뢰성.