KR0146792B1 - Thermal insulator for molten metal - Google Patents
Thermal insulator for molten metalInfo
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Abstract
본 발명은 알루미늄 탈산처리된 래들내 용강의 단열보온재에 관한 것으로, 단열보온재의 성분 및 그 함량을 조정하므로서 보온력은 물론 알루미늄 탈산강 슬래그의 알루미나 흡수능 및 마그네시아질 내화물에 대한 내침식성이 동등이상의 효과를 갖을 수 있는 알루미늄 탈산처리된 래들내 용강의 단열보온재를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.The present invention relates to an insulating heat insulating material of molten steel in an aluminum deoxidized ladle, by adjusting the components and the content of the insulating heat insulating material, as well as the thermal insulation power, the ability of the aluminum deoxidized steel slag to absorb the alumina and the erosion resistance to magnesia refractory. An object of the present invention is to provide a thermal insulation of molten steel in an aluminum deoxidized ladle that may have.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중량%로, CaO : 35-45%, Al2O3: 10-20%, MgO : 3-8%, SiO2: 5.5% 이하, 고정탄소 : 5-15% 및 나머지 : 휘발분으로 조성되며, 상기 CaO/Al2O3: 1.75-4.5 염기도(CaO/SiO2) : 7 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄 탈산처리된 래들내 용강의 단열 보온재를 제공함을 그 요지로 한다.The present invention for achieving the above object by weight, CaO: 35-45%, Al 2 O 3 : 10-20%, MgO: 3-8%, SiO 2 : 5.5% or less, Fixed carbon: 5- 15% and the remainder: is composed of volatile matter, the CaO / Al 2 O 3 : 1.75-4.5 basicity (CaO / SiO 2 ): characterized in that to provide an insulating thermal insulation of molten steel in aluminum deoxidized ladle characterized in that more than 7. Shall be.
Description
제1도는 본 발명이 적용된 발명예의 고정탄소의 함량 변화에 따른 보온력 지수의 변화를 나타낸 그래프.1 is a graph showing the change in the thermal insulation index according to the change in the content of the fixed carbon of the invention example applied.
본 발명은 알루미늄 탈산처리된 래들내 용강의 단열 보온재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로에서 출강된 후 알루미늄 탈산처리된 용강의 온도가 연속주조 전 래들내에서 강하하는 것을 방지하기 위하여 래들내 용강의 슬래그 상부에 투입되는 단열 보온재에 관한 것이다.The present invention relates to an insulating heat insulating material of molten steel in an aluminum deoxidized ladle, and more particularly, to prevent the temperature of aluminum deoxidized molten steel from dropping in a ladle prior to continuous casting after being pulled out of the converter. The present invention relates to a thermal insulation insulating material injected into the upper slag.
일반적으로 전로 중심의 정련공정에 있어서 알루미늄 탈산강은 출강직후 알루미늄(Al)을 투입, 강중의 산소 농도를 제어하며 제조되며, 대표적인 강종은 스틸캔으로 사용되는 냉연재이다. 이와같은 강재는 가공시 비금속 개재물에 의한 결함이 없어야 하므로 청정(淸淨)한 용강 제조가 선행되어야 하며, 이러한 용강을 제조하기 위해서는 다양한 정련공정을 거쳐야 하기 때문에 용강온도 강하는 필연적이다. 특히 노외정련이 끝난 용강은 연속주조완료까지 래들내에서 1시간 이상 체류하게 되므로 용강의 온도강하가 심하다. 그러므로 통상 노외 정련이 끝난 직후 슬래그층 상부에 단열 보온재를 투입하여 용강의 온도강하를 저감하고 있다.In general, in the refining process centered on the converter, aluminum deoxidized steel is manufactured by adding aluminum (Al) immediately after tapping to control the oxygen concentration in the steel, and representative steel grades are cold rolled materials used as steel cans. Such steels should be free of defects caused by non-metallic inclusions during processing, and thus, clean molten steel should be manufactured first. In order to manufacture such molten steel, molten steel temperature drop is inevitable. In particular, the molten steel after out-of-furnace refining stays in the ladle for more than one hour until the completion of continuous casting, so the temperature drop of the molten steel is severe. Therefore, the temperature drop of molten steel is generally reduced by insulating a heat insulating heat insulating material in the upper part of a slag layer immediately after completion | finish of outside furnace refining.
이와같은 단열 보온재가 갖추어야 할 기본조건은 첫째, 고체상(固體狀)으로서 단열층을 장시간 형성하여 열방산(熱放散)을 가능한 한 적게 하여야 하며 둘째, 슬래그와 반응을 하더라도 슬래그 고유의 특성, 즉 개재물을 흡수능 및 내화물에 대한 내침식성을 저해하여서는 안된다는 것이다.The basic condition that such thermal insulation thermal insulation material should be equipped is first, solid phase (固體 狀) to form a thermal insulation layer for a long time to dissipate heat dissipation as little as possible. Second, even if it reacts with slag, its characteristics, namely inclusion It should not impair the absorption capacity and erosion resistance to the refractory.
종래에 알루미늄 탈산강에 주로 사용되던 단열 보온재는 Al 정련시 부산되는 Al 드로스(Dross)와 왕겨류를 단독 또는 복합한 것으로서, 그 화학조성은 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.Conventionally, the thermal insulation insulating material mainly used for aluminum deoxidation steel is Al dross and chaff produced by Al refining, alone or in combination, and its chemical composition is shown in Table 1 below.
이러한 단열 보온재는 융점이 1,400℃ 이상으로 그 자체로서는 비교적 고체상태의 단열층을 형성하나, 단열 보온재 직하에 있는 알루미늄 탈산강의 슬래그와 반응을 하여 알루미늄 탈산강 슬래그 고유의 특성을 잃어 버리게 하는 단점을 안고 있다.The heat insulating material has a melting point of more than 1,400 ℃ itself forms a relatively solid heat insulating layer, but it has a disadvantage of losing the characteristics of the aluminum deoxidized steel slag by reacting with the slag of aluminum deoxidized steel directly under the heat insulating insulating material. .
다시말하면, 하기표 2와 같이 조성되는 알루미늄 탈산강의 슬래그는 상기 표 1과 같은 종래의 단열보온재에 비하여 염기도가 4-7로 높기 때문에, 용강보온을 위하여 알루미늄 탈산강 슬래그 상부에 단열보온재를 투입하게 되면, 이들간에 화학반응이 일어나 알루미늄 탈산강 슬래그의 물성이 변화하게 되는 문제점이 있다.In other words, since the slag of aluminum deoxidized steel, as shown in Table 2, has a high basicity of 4-7 as compared to the conventional thermal insulator, as shown in Table 1, the thermal insulator is placed on top of the aluminum deoxidized steel slag for thermal insulation. If there is a chemical reaction between them, there is a problem that the physical properties of the aluminum deoxidized steel slag is changed.
즉, 알루미늄 탈산강 슬래그의 융점이 낮아지고, 알루미나 흡수능이 저하될 뿐만 아니라, 슬래그 단독으로 있을 때보다 슬래그와 접촉하는 부위인 마그네시아질 래들내화물의 침식이 가중되는 문제점이 있다.That is, the melting point of the aluminum deoxidized steel slag is lowered, the alumina absorbing ability is lowered, and the erosion of the magnesia ladle refractories, which are in contact with the slag than when the slag alone, is aggravated.
또한, 종래에는 단열보온재의 발열성을 확보하기 위하여 그 성분중 하나인 AlO의 원료로 알루미늄 드로스(Dross)를 사용하였는데, 이러한 알루미늄 드로스는 금속알루미늄(Al), 알루미나(AlO) 및 알루미늄 나이트라이드(AlN)의 상으로 존재하며 고온에서 백연(白煙)을 다량 발생한다. 따라서 종래의 단열보온재는 알루미늄 탈산강 슬래그 상부에 투입한 직후부터 다량의 백연이 발생하기 때문에 작업성이 나쁠 뿐만 아니라, 환경을 오염시키는 문제점이 있다.In addition, conventionally, aluminum dross is used as a raw material of AlO, which is one of its components, in order to secure heat generation of the thermal insulating material. Such aluminum dross is made of metal aluminum (Al), alumina (AlO), and aluminum nitride. It exists as a phase of (AlN) and produces a lot of white lead at high temperature. Therefore, the conventional heat insulating insulation has a problem that not only bad workability, but also pollute the environment because a large amount of white smoke is generated immediately after the top of the aluminum deoxidation steel slag.
이에, 본 발명자는 상기와 같은 종래 단열 보온재의 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 단열보온재의 성분 및 그 함량을 조정하므로서 보온력은 물론, 알루미늄 탈산강 슬래그의 알루미나 흡수능 및 마그네시아질 내화물에 대한 내침식성이 동등 이상의 효과를 갖을 수 있는 알루미늄 탈산처리된 래들내 용강의 단열보온재를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.Thus, the present inventors have conducted research and experiments to solve the problems of the conventional thermal insulation thermal insulation as described above, and the present invention is proposed based on the results, and the present invention adjusts the components and the content of the thermal insulation thermal insulation by Of course, it is an object of the present invention to provide a thermal insulation insulating material of molten steel in aluminum deoxidized ladle that can have an effect of equal or more than the alumina absorption capacity of aluminum deoxidized steel slag and erosion resistance to magnesia refractory.
이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.
본 발명은 중량%로, CaO : 35-45%, AlO: 10-20%, MgO : 3-8%, SiO: 5.5% 이하, 고정탄소 : 5-15% 및 나머지 : 휘발분으로 조성되며, 상기 CaO/AlO: 1.75-4.5이고 염기도(CaO/SiO) : 7 이상인 알루미늄 탈산처리된 래들내 용강의 단열 보온재에 관한 것이다.The present invention is composed of wt%, CaO: 35-45%, AlO: 10-20%, MgO: 3-8%, SiO: 5.5% or less, fixed carbon: 5-15% and the rest: volatiles, A thermal insulation insulating material of molten steel in an aluminum deoxidized ladle having a CaO / AlO of 1.75-4.5 and a basicity (CaO / SiO) of 7 or more.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 알루미늄 탈산처리된 래들내 용강의 단열 보온재를 상기와 같이 조성함이 바람직한데, 그 이유는 다음과 같다.In order to achieve the above object, in the present invention, it is preferable to form the thermal insulation insulating material of the molten steel in the aluminum deoxidation treatment ladle as described above.
CaO 및 AlO는 보온재가 장시간 고체상으로 존재하는데 주로 영향을 미치는 성분으로서, CaO의 함량이 35%중량(이하, '%'라 한다) 이하(AlO: 20% 이상)일 경우 즉, CaO/AlO: 1.75 이하일 경우에는 상기 두 성분중 상대적으로 CaO의 양이 감소하여 장시간 고상으로 존재하기 어렵다. 또한, CaO의 함량이 45% 이상(AlO: 10% 이하)일 경우 즉, CaO/AlO: 4.5 이상일 경우에는 상기 두 성분중 상대적으로 CaO의 양이 증가하여 보온재의 융점은 높으나, 보온재의 열함량이 높아 보온재로서의 기능이 상실될 뿐만 아니라 슬래그에 악영향을 끼칠 우려가 있으므로 본 발명에서는 CaO 및 AlO함량을 각각 35-45% 및 10-20%로 제한하고 동시에 CaO/AlO를 1.75-4.5로 제한함이 바람직하다.CaO and AlO are the components that mainly affect the long-term presence of the insulation in the solid phase, CaO content is less than 35% by weight (hereinafter referred to as '%') (AlO: 20% or more), that is, CaO / AlO: If it is less than 1.75, the amount of CaO of the two components is relatively decreased, and thus it is difficult to exist in solid phase for a long time. In addition, when the content of CaO is 45% or more (AlO: 10% or less), that is, when CaO / AlO: 4.5 or more, the amount of CaO increases among the two components, so that the melting point of the insulation is high, but the heat content of the insulation is high. This high thermal insulation material not only loses its function, but also may adversely affect slag, so the present invention limits CaO and AlO content to 35-45% and 10-20%, respectively, and simultaneously limits CaO / AlO to 1.75-4.5. This is preferred.
또한, 본 발명에서는 보온재의 염기도(CaO/SiO)를 7 이상으로 제한함이 바람직한데, 그 이유는 상기 염기도가 7 이하일 경우에는 알루미늄 탈산강 슬래그와 염기도가 비슷하여 보온재와 슬래그가 서로 반응을 하여 보온재 및 슬래그의 특성을 열화시키기 때문이다.In addition, in the present invention, it is preferable to limit the basicity (CaO / SiO) of the heat insulating material to 7 or more. The reason is that when the basicity is 7 or less, the aluminum deoxidized steel slag and the basicity are similar, so that the heat insulating material and the slag react with each other. This is because the properties of the heat insulating material and slag are deteriorated.
MgO는 알루미늄 탈산강 슬래그와 접하는 부분의 래들내화물(마그네시아계)의 침식을 줄이는 역할을 하는 성분으로, 그 함량이 3% 이하이면 알루미늄 탈산강 슬래그에 의한 래들 내화물의 침식을 방지할 수 없으며, 8% 이상일 경우에는 보온재의 열함량이 증가하여 보온재로서의 기능을 상실하게 되므로 MgO의 함량은 3-8%로 제한함이 바람직하다.MgO is a component that reduces the erosion of ladle refractories (magnesia-based) in the portion in contact with aluminum deoxidized steel slag, if the content is 3% or less can not prevent erosion of the ladle refractory by aluminum deoxidized steel slag, 8 If it is more than%, the heat content of the insulation is increased, so that the function of the insulation is lost, so the content of MgO is preferably limited to 3-8%.
SiO는 알루미나(AlO) 흡수능에 주로 영향을 미치는 성분으로서 그 함량은 가급적 적을수록 좋으며, 원료수급적 측면에서 불가피하게 함유되므로 그 상한을 5.5%로 하였다.SiO is a component mainly affecting the absorption ability of alumina (AlO), the smaller the content is, the better it is. It is inevitably contained in terms of supply and demand, so the upper limit is 5.5%.
또한 보온재에는 그 자체의 열함량으로 인한 온도강하를 보상하기 위해서 탄소류, Al 등을 첨가하는데, 종래에는 주로 Al을 사용하였다. 그러나 본 발명에서는 Al 보다 경제성 및 작업성이 우수한 탄소류가 바람직하다. 이러한 탄소류는 고정탄소와 휘발탄소로 분류되며, 휘발탄소는 1000℃ 부근에서 가스로 제거된다. 반면에 고정탄소는 1000℃ 이상의 온도에서 산화발열을 하여 보온재의 보온력을 좌우하는 성분으로서, 그 함량이 5% 이하일 경우에는 종전보다 동등이상의 보온력을 얻을 수 없으며, 15% 이상일 경우에는 CsO, MgO, AlO, SiO등의 첨가량에 제한을 주게 되므로 상기 고정탄소의 함량은 5-15%로 제한함이 바람직하다.In addition, in order to compensate for the temperature drop due to its own heat content, carbons, Al, and the like are added to the thermal insulation material. In the past, Al was mainly used. However, in the present invention, carbons which are more economical and workable than Al are preferable. These carbons are classified into fixed carbon and volatile carbon, and the volatile carbon is removed by gas at around 1000 ° C. On the other hand, fixed carbon is a component that influences the thermal insulation of the thermal insulation material by oxidative heating at a temperature of 1000 ° C. or higher, and when the content is 5% or less, it is impossible to obtain thermal insulation power equal to or greater than before, and when 15% or more, CsO, MgO, Since the addition of AlO, SiO, etc. is limited, the content of the fixed carbon is preferably limited to 5-15%.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
일반적으로, 보온재를 포함한 후락스(Flux)류 들은 순수시약을 사용하지 않는 한, CaO, MgO, AlO, SiO, 이외에 여러 가지의 성분을 함유하고 있으며, 그 함량은 원료선택에 따라 다르다. 예를들면 CaO 성분의 원료로는 생석회(CaO)외에도 석회석(CaCO), 소석회(Ca(OH))등이 있으며, 이러한 원료의 선택에 따라 CaO 성분 기준의 함량은 달라지게 된다. 이러한 관점에서 본 발명에서는 실용성을 감안하여 산화물 기준의 CaO, MgO, AlO, SiO총합이 65중량%를 기준으로 하여 실험을 하였다. 본 실시예들은 상기 4성분 이외의 성분들은 35중량%의 휘발성분 및 탄소성분으로서 이들은 보온재의 용융점, 알루미나 흡수능, 마그네시아 내침식성등에 영향이 없음을 예비시험을 통해 알 수 있었다.In general, the fluxes including the thermal insulation materials contain various components in addition to CaO, MgO, AlO, and SiO, unless the pure reagent is used, and the content varies depending on the raw material selection. For example, in addition to quicklime (CaO), CaO ingredients include limestone (CaCO) and slaked lime (Ca (OH)), and the content of the CaO component standard varies depending on the selection of such raw materials. In view of practicality, the present invention was conducted on the basis of 65% by weight of the total CaO, MgO, AlO, and SiO based on the basis of practicality. In the present examples, the components other than the four components were 35% by weight of volatile components and carbon components, and they were found to have no effect on the melting point, the alumina absorption ability, and the magnesia erosion resistance of the insulation.
[실시예 1]Example 1
단열보온재가 장시간 고체상으로 존재하여야만 한다는 조건을 만족하는 단열보온재의 조성을 도출하기 위하여, 다른 성분들의 함량을 고정시킨 채 단열 보온재의 고상화에 가장 큰 영향을 미치는 CaO/AlO의 비율을 하기표 3과 같이 변화시키고 이에 따른 용융점의 변화를 측정하고 그 결과를 하기표 3에 나타내었다.In order to derive the composition of the insulation insulation which satisfies the condition that the insulation insulation must exist in solid state for a long time, the ratio of CaO / AlO which has the greatest effect on the solidification of insulation insulation with the content of other components fixed is shown in Table 3 below. As described above, the change of melting point was measured and the results are shown in Table 3 below.
상기 표 3에서와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(a-c)의 경우에는 용융점이 모두 알루미늄 탄산강 슬래그의 용융온도인 1400℃ 보다 높음을 알 수 있다. 반면에 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예(1)의 경우에는 용융점이 1400℃로 장시간 고상으로 존재할 수 없으며, 비교예(2)의 경우에는 용융점이 1600℃ 이상으로 높으나 이때에는 액상의 알루미늄 탈산강 슬래그를 고화시키므로서 슬래그의 야금특성을 저하시킴을 알 수 있다.As shown in Table 3, in the case of Inventive Example (a-c), which satisfies the scope of the present invention, it can be seen that the melting points are all higher than 1400 ° C., the melting temperature of the aluminum carbonate steel slag. On the other hand, in the case of Comparative Example (1) outside the scope of the present invention the melting point can not exist as a solid state for a long time at 1400 ℃, in the case of Comparative Example (2) the melting point is higher than 1600 ℃ but in this case liquid aluminum deoxidized steel It can be seen that the slag solidification lowers the metallurgical properties of the slag.
[실시예 2]Example 2
단열보온재에 대한 래들내 MgO 내화물의 내침식성을 확인하기 위해 하기표 4와 같이 MgO의 함량을 0-10%까지 변화시키고 이에 따른 래들내 MgO 내화물의 내침식성을 평가하고 그 결과를 하기표 4에 나타내었다.In order to confirm the erosion resistance of the MgO refractories in the ladle for the insulating insulation, the MgO content is changed to 0-10% as shown in Table 4 below, and the corrosion resistance of the MgO refractories in the ladle is evaluated accordingly, and the results are shown in Table 4 below. Indicated.
이때, 양호는 야금학 및 조업상에 문제가 없음을 의미하며, 보통은 종래재보다 상회하는 특성을 갖으므로 실용상에 문제가 없음을 의미한다.At this time, good means that there is no problem in metallurgy and operation, and usually means that there is no problem in practical use because it has characteristics that are higher than those of conventional materials.
상기 표 4에서와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(d-f)의 경우에는 본 발명의 범위를 만족하지 못하는 비교예(3-4) 및 종래예에 비하여 알루미늄 탈산강 슬래그에 대한 래들내 MgO 내화물의 내침식능이 동등이상으로 나타남을 알 수 있다.As shown in Table 4, in the case of the invention example (df) that satisfies the scope of the present invention in the ladle for aluminum deoxidized steel slag compared to the comparative example (3-4) and the conventional example that do not satisfy the scope of the present invention. It can be seen that the erosion resistance of the MgO refractories is equal or greater.
[실시예 Ⅲ]Example III
단열보온재의 AlO흡수능을 확인하기 위하여 AlO흡수능에 가장 큰 영향을 미치는 성분인 SiO의 함량을 하기표 5와 같이 0-10%까지 변화시켜가면서 이에 따른 AlO흡수능을 평가하고 그 결과를 하기표 5에 나타내었다.In order to confirm the AlO absorption capacity of the thermal insulation insulation, the content of SiO, which has the greatest influence on the AlO absorption capacity, was changed to 0-10% as shown in Table 5, and the AlO absorption capacity was evaluated according to the results. Indicated.
이때, 평가기준은 상기 실시예 2와 동일하다.At this time, the evaluation criteria are the same as in Example 2.
상기 표 5에서와 같이, 본 발명의 SiO함량범위를 만족하는 발명예(g-i)의 경우에는 본 발명의 SiO함량범위를 만족하지 못하는 비교예(5,6) 및 종래예에 비하여 AlO흡수능이 동등이상으로 우수하게 나타남을 알 수 있다.As shown in Table 5, in the case of the invention example (gi) that satisfies the SiO content range of the present invention, AlO absorption capacity is equivalent to that of Comparative Examples (5,6) and the conventional example, which do not satisfy the SiO content range of the present invention. It can be seen that the above appears excellent.
[실시예 4]Example 4
단열보온재의 보온력을 확인하기 위하여 상기 실시예Ⅰ의 발명예(a,b,c)에 보온력에 가장 큰 영향을 미치는 성분인 고정탄소의 함량을 제1도에서와 같이 0-15%까지 변화시켜 가면서 첨가한 후 이에 따른 보온력 지수를 측정하고 그 결과를 제1도에 나타내었다.In order to confirm the thermal insulation of the insulating insulation material, the content of fixed carbon, which is the component that has the greatest influence on the insulation power, is changed to 0-15% as shown in FIG. After the addition, the insulation power index was measured and the results are shown in FIG. 1.
제1도에서와 같이 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(a,b,c)의 경우 종래예에 비하여 고정탄소 함량이 5-15% 범위에서 보온력이 동등이상으로 우수하게 나타남을 알 수 있다.In the case of the invention examples (a, b, c) satisfying the scope of the present invention as shown in Figure 1 it can be seen that the thermal insulation power is equal or better than the conventional example in the fixed carbon content 5-15% range .
상술한 바와 같이, 본 발명은 단열보온재의 성분 및 그 함량을 조절하고 동시에 성분간의 비를 적절히 제어하므로서, 장시간 고체상으로의 유지가 가능할 뿐만 아니라 MgO 내침식성, 알루미나(AlO) 흡수능 및 보온력이 종래 단열보온재 보다 동등 이상으로 우수한 효과가 있다.As described above, the present invention is not only possible to maintain the solid phase for a long time by controlling the components and the content of the thermal insulating material and at the same time appropriately control the ratio between the components, MgO erosion resistance, alumina (AlO) absorption ability and thermal insulation power conventional insulation It is more excellent than the heat insulating material equivalent.
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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