KR100419067B1 - 혼선차 내장 내화물의 목지부 코팅재 - Google Patents

Abstract

용선 운반 및 용선 예비 처리 설비인 혼선차 노벽 내화물의 장수명화를 위한 내화 벽돌 이음부인 목지부의 손상 억제를 위한 코팅재에 관한 것으로, 혼선차에서 사용되는 알시카질 내화 벽돌의 표면에, 마그네시아계 분말 30 ~ 50wt%에 카본 블랙 50 ~ 70wt%로 구성되고, 결합제로는 노볼락형 페놀 수지를 외삽으로 10wt% 첨가하여 물에 혼련하며, 두께가 약 100μm인 코팅층을 형성함으로써, 내장 내화물의 목지 손상을 억제시켜 혼선차 내화물의 수명을 길게 한다.

Description

혼선차 내장 내화물의 목지부 코팅재

본 발명은 혼선차 내장 내화물의 목지부 코팅재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용선 운반 및 용선 예비 처리 설비인 혼선차 노벽 내화물의 장수명화를 위한 내화 벽돌 이음부인 목지부의 손상 억제를 위한 코팅재에 관한 것이다.

혼선차(Torpedo Ladle Car)는 60년대 초에는 단지 용선 운반의 목적으로만 사용되었으나, 최근에는 강품질의 고급화, 생산의 능률화 및 합리화의 요구로 혼선차 내부에서 탈규, 탈인, 탈황 등 용선 예비 처리를 행하고 있다. 용선 예비 처리는 고로에서 제조된 용선내의 성분 중 실리카(Si), 인(P), 황(S)을 전로 취련전에 사전 제거함으로써 실수율 향상, 전로의 부하 경감, 극저 실리카, 인강 등의 고급 청정강 제조 및 활용성이 낮은 제강 슬래그의 발생량을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

이에 따라, 각종 플럭스(flux) 첨가, 산소 취입, 용선 교반 등으로 인하여 혼선차의 조업 조건이 가혹화 되어 그에 적합한 내장 내화물의 개발 및 사용은 필수 불가결하게 되었다.

혼선차에 사용하는 내화물은 알루미나-실리콘카본-카본(Al₂O₃-SiC-C)질 불소성 내화 벽돌(이하, 알시카 내화 벽돌이라 함)이 주류를 이루고 있다. 이러한 알시카질 내화물로 혼선차의 기능이 용선 운반 기능 뿐만 아니라 용선 예비 처리 기능이 추가되면서 점점 고급화되고 있는 추세이다.

혼선차의 용선 예비 처리 공정은 일반적으로 탈규 → 탈류, 또는 탈규 → 탈인 → 탈류 순으로 진행되는 데, 탈류 처리제로는 밀 스케일(mill scale : FeO계), 탈류 및 탈인 처리제로는 FeO-CaO-CaF₂계, Na₂CO₃계 등이 사용되고 있다. 용선 예비 처리제는 혼선차 내화물과 격렬한 반응을 하기 때문에 용선 예비 처리율이 높아질수록 내화물의 수명이 감소하게 된다.

특히, 혼선차용 내장 내화물은 내화 벽돌을 축조하여 사용하는 데, 축조지 내화 모르타르(mortar)에 의해 형성되는 내화 벽돌의 이음부(이하, 목지부라 함)는 다른 부위보다 슬래그나 용선의 침투 및 침식 작용에 취약하다. 혼선차 중간 수리나 대수리시 내장 내화물을 점검해보면 목지부가 심하게 손상되어 도 1에 도시한 것과 같은 형상으로 내화벽을 형성한다. 즉, 혼선차의 철피(1) 위에 영구장 내화물(2)을 형성한 후, 알시카질 내화 벽돌(3)을 축조한 것으로, 목지부(5)에 목지 손상부(4)가 발생되어 있음을 나타내고 있다.

이렇게 형성된 내화 벽돌을 재가동시 내화 벽돌의 뾰족한 부위는 쉽게 탈락되어 버리고, 다시 이러한 형태로 목지부가 손상되어 내화물의 수명을 더욱 감소시키는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 혼선차에 사용되는 알시카질 내화 벽돌의 목지부 손상을 억제하여 혼선차 내화물의 수명을 길게 하는 코팅재를 제공하는 것이다.

도 1은 혼선차 알시카 내장 내화물의 목지부 손상에 관한 개략도.

도 2는 알시카 내화 벽돌에 마그네시아-카본계 혼합물을 코팅 후 혼선차에 사용했을 때의 목지 손상이 억제되는 것을 나타낸 개략도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 혼선차에서 사용되는 알시카질 내화 벽돌의 표면에, 마그네시아(MgO)계 분말과 카본 블랙(carbon black)으로 구성된 혼합 물질을 코팅하는 것을 특징으로 한다.

상기 코팅 물질은 마그네시아계 분말 30 ~ 50wt%에 카본 블랙 50 ~ 70wt%로 구성하고, 결합제로는 노볼락(novorac)형 페놀 수지를 외삽으로 10wt% 첨가하여 물에 혼련하며, 코팅층의 두께는 약 100μm로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 마그네시아계 분말의 원료는 수산화마그네슘(Mg(OH)₂) 분말이나 마그네시아 분말을 사용하고, 이들의 입자 크기는 약 5μm 이하로 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 혼선차에서 사용되는 알시카질 내화 벽돌의 표면에 수산화마그네슘 분말과 카본 블랙 분말로 구성된 불질을 코팅하여 사용함으로써 내장 내화물의 목지부 손상을 억제시키는 것을 특징으로 한다.

혼선차의 내장 내화물은 알시카질 내화 벽돌을 축조하여 벽을 형성시키는 데, 이때 내화 벽돌과 내화 벽돌 사이에는 알루미나-실리콘카본-카본질 모르타르가 2 ~ 3mm 두께로 사용된다. 혼선차에 용선을 수선하면 내화 벽돌사이의 목지부는 내화 벽돌보다 약하기 때문에 용선이나 슬래그에 의해 쉽게 침식되며, 이 부위를 통하여 내화 벽돌의 손상이 가속화된다. 따라서, 목지부의 손상을 억제시키면 내장 내화물의 수명을 더욱 연장시킬 수 있다.

혼선차의 알시카질 내화 벽돌을 제조시 내화 벽돌 성형 후에 마그네시아-카본계 혼합 물질을 코팅한 후 축조하여 사용하면, 혼선차 예열 단계 또는 용선 수선시 이 코팅층에 함유된 마그네시아계 원료는 내화 벽돌이나 모르타르에 함유된 알루미나와 반응하여 스피넬(MgO·Al₂O₃)층을 형성하게 된다. 이렇게 생성된 스피넬층은 혼선차의 슬래그(CaO-SiO₂-FeO)에 대해 아주 강하기 때문에 목지부의 선행 용손을 막을 수 있다. 또한, 카본 블랙은 카본이 슬래그에 대한 젖음성이 나쁘기 때문에 슬래그에 대한 침윤이나 침식성을 강하게 한다.

그리고, 마그네시아계 분말의 함량을 30 ~ 50wt%로 한정하는 것은 마그네시아계 물질이 50wt%를 초과하는 경우에는 스피넬의 생성량이 과도하여 오히려 목지부의 팽창을 야기시켜 슬래그의 침투를 막을 수 없으며, 30wt% 미만인 경우에는 코팅층으로부터 생성된 스피넬층이 너무 취약하여 본 발명의 효과를 발휘할 수 없기때문이다.

한편, 상기 마그네시아계 분말은 소결 마그네시아 클링커나 수산화마그네슘 분말을 사용할 수 있는 데, 바람직하게는 입자 크기가 미세하여 알루미나와의 반응성이 우수한 입경 5μm 이하의 수산화마그네슘 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 카본 블랙은 통상의 것으로 마그네시아계 분말의 효과적인 작용을 위해 첨가되는 것으로, 첨가량은 마그네시아 분말의 사용량에 따라 결정되어 진다.

그리고, 마그네시아-카본계 혼합물에 대해 노볼락형 페놀 수지를 외삽으로 10wt% 첨가한 것은 알시카 내화 벽돌에 대해 코팅성을 부여하기 위한 것으로, 첨가량이 10wt% 미만인 경우 코팅층의 두께나 부착성이 약하여 바람직하지 않으며, 10wt%를 초과하는 경우 상대적으로 스피넬의 생성량이 적어 바람직하지 않기 때문이다. 또한, 코팅층의 두께가 너무 얇거나 두꺼우면 쉽게 벗겨지기 때문에 부분적으로 코팅층이 손상을 입게 되어 바람직하지 않으며, 너무 두꺼우면 이 부위를 통하여 침식이 가속화될 수 있다. 따라서, 코팅층의 두께는 100μm가 적합하다.`

도 2는 본 발명에 의해 혼선차의 철피(21) 위에 영구장 내화물(22)이 형성한 후, 알시카 내화 벽돌(23)을 축조하고, 그 위에 마그네시아-카본계 혼합물(24)을 코팅하였을 때, 목지 손상(25)이 억제되는 것을 나타내었다.

이와 같이 본 발명은 혼선차에서 사용되는 알시카질 내화 벽돌의 표면에 마그네시아계 분말과 카본 블랙으로 구성된 혼합 물질을 코팅함으로써, 내장 내화물의 목지 손상을 억제시켜 혼선차 내화물의 수명을 길게 한다.

Claims (3)

1. 혼선차에서 사용되는 알시카질 내화 벽돌의 표면에,

   마그네시아계 분말 30 내지 50 중량% 및 카본 블랙 50 내지 70 중량%로 구성된 혼합 물질을 코팅하는 것을 특징으로 하는 혼선차 내장 내화물의 목지부 코팅재.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 물질은 결합제로 노볼락형 페놀 수지를 외삽으로 10 중량% 첨가하여 물에 혼련하며, 코팅층의 두께는 100㎛인 혼선차 내장 내화물의 목지부 코팅재.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 마그네시아계 분말의 원료는 수산화마그네슘 분말이나 마그네시아 분말을 사용하고, 이들의 입자 크기는 약 5㎛보다 작거나 같은것을 특징으로 하는 혼선차 내장 내화물의 목지부 코팅재.