안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
철광석을 용광로에서 제련할 때 나오는 주요 불순물은 이산화규소와 알루미나이며, 이를 제거하기 위해 석회석을 넣어 슬래그라는 부산물 형태로 분리, 배출합니다.
용광로에 철광석, 코크스, 석회석을 함께 넣고 고온으로 가열하면 화학 반응을 통해 불순물이 제거됩니다. 먼저, 고온의 용광로 안에서 석회석이 분해되어 생석회가 생성되며, 생성된 생석회가 불순물인 이산화규소와 반응하여 유기 액체 상태인 규산칼슘 슬래그를 만듭니다. 이 슬래그는 녹은 쇠물보다 밀도가 가벼워 쇠물 위에 떠오릅니다. 용광로 위쪽 유출구로는 슬래그만 흘려보내 제거하고, 아래쪽 유출구로는 깨끗해진 쇠물을 배출합니다.
용광로를 나온 선철에는 탄소와 황, 인이 여전히 남아있어 단단하지만 잘 깨집니다. 이를 전로로 옮긴 후 고순도 산소 기체를 강하게 불어넣어 탄소를 이산화탄소 기체로 날려 보내고, 황과 인은 반응제를 통해 슬래그로 띄워 제거하여 단단하면서도 질긴 강철을 완성합니다.