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FIA시스템에 의한 철강화학 분석법의 개발

전문가 제언: ○ 철강재료의 특성은 미량의 불순물 농도와 첨가하는 합금원소의 농도에 따라 민감하게 변화하므로 제철공정의 관리와 품질관리에는 신속하고 정확한 화학분석 기술이 요구되고 있다. 철광석이나 스크랩과 같은 철강원료의 품질평가에도 화학분석은 불가결한 수단이 되고 있다. 또한 제철소에서 배출되는 유해가스나 유해원소를 실시간으로 모니터링하는 분석기술도 제철환경의 보전 차원에서 중요시되고 있다.

○ 철강재료에 함유된 미량성분의 분석에는 흡광광도법, 원자흡광법, ICP-MX법, 형광X선법 등과 같은 각종 기기분석법이 유용하게 활용되고 있다. 그러나 철강 중에 함유된 많은 종류의 미량성분을 Fe로부터 분리한 후 분석대상 성분을 추출, 농축하여 기기분석용 검출시료를 조제하는 전처리 과정은 매우 복잡하여 인력에 의한 많은 시간과 노력이 필요하므로 분석기술자의 숙련도에 따라 분석의 정확성이 좌우된다. 이에 대한 대책으로서 FIA분석법의 유용성이 보고되고 있다.

○ FIA분석법은 1970년대 초에 유럽과 미국에서 개발되어 보급된 방법으로서 세관 내에 주입한 시료와 시약용액의 흐름과정에서 반응조작을 행하여 목적 성분의 검출강도로부터 농도를 산출한다. 세관 내에서 용액의 혼합은 불완전하지만 측정조건이 일정하면 혼합상황은 완전한 재현성이 실현되기 때문에 정량분석이 가능하다. 신속한 응답과 분석정밀도를 높이기 위해서는 세관 내에서 시료영역의 분산도를 제어하기 위한 측정조건의 설정이 필요하다. 또 크로마토그래피와 같은 분리기능이 없기 때문에 검출기의 선택도 중요하다.

○ 국내의 경우 철강분석법으로 스파크방전 원자방출 분광분석법(KS D1652), 발광분광 분석법(KS D1653), 형광X선 분석법(KS D1654) 등 각종 분석방법이 규정되어 철강공정관리, 철강품질평가, 신강종 개발 등에 활용되고 있다. 그러나 철강분석을 위한 FIA분석법의 응용이나 연구사례는 보고되지 않고 있다. FIA분석법은 자동화가 가능하여 제철소의 공정관리 뿐 만 아니라 산업현장에서 배출되는 유해물질의 모니터링에도 유효하므로 환경관리에도 널리 활용될 것으로 전망된다.

저자: Takeshi Yamane
자료유형: 학술정보