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연소 적외선 흡수법을 이용한 SiC계 내화물의 Total 및 Free Carbon 분석을 통한 SiC 정량분석
한홍현,김소영,정세훈 한국분석과학회 2021 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
제철 공정서 사용되는 내화물은 산성, 염기성, 중성 등 다양하게 사용되고 있다. 그 중 SiC(Silicon Carbide, 탄화규소)계 내화물의 사용처는 제선 공정의 고로 및 제강 공정의 Ladle, 전로 등에 널리 사용되는 핵심 소재이다. SiC계 내화물의 장점으로 고온 및 Gas로 인하여 내화물이 침식 및 부식 방지로 내화물의 내구성이 향상된다. 이에 조업 조건에 맞는 SiC계 내화물 사용이 점차 늘어나고 있다. 이러한 SiC계 내화물의 SiC 성분은 사용 목적에 따라 6 % ~ 12 % 로써 엄격히 관리하고 있으며 이들의 신속하고 정확한 농도 분석은 매우 중요하다. 본 연구에서는 연소 적외선 흡수법을 이용하여 SiC 내화물 중 시료 전체 탄소량(Total Carbon)과 SiC 화합물 외에 존재하는 탄소량(Free Carbon)을 선택적으로 각각 분석하여 SiC의 Carbon양을 정량하여 SiC의 농도를 분석했다. 기존의 SiC 농도 분석은 연소용량법을 이용하여 샘플 내 Carbon을 CO₂로 산화시키고 포집하여 분석을 했다. 이런 산화 과정은 결과의 오차가 발생하고 샘플 당 분석 소요시간이 오래 걸리는 단점이 있었다. 본 기술에서는 고주파 가열로를 이용한 연소 적외선 흡수방법은 Free Carbon과 Total Carbon을 850도씨와 1800 도씨에서 각각 분석하고 그 차이를 통하여 SiC를 정량화 했다. NBS 112b 등 Carbon 표준물질을 이용하여 Carbon 농도를 정량화 하였다. SiC계 내화물 시료 분석결과 1% 이내 높은 반복 재현성을 확보하였다. 본 분석기술은 향후 제철 공정에서 신속한 내화물 중 SiC 화합물 정량 분석 기술로 활용될 예정이다.