KR100426720B1 - 턴디쉬노즐보호용캐스타블 - Google Patents

Abstract

턴디쉬 노즐 보호용 내화 벽돌의 주변을 충진하여 용강의 유출을 방지하기 위하여 턴디쉬 노즐 보호용 내화 벽돌의 주변 충진용 내화물로 사용되는 캐스타블에 관한 것으로, 입자 크기를 7mm 이하로 분쇄된 산성 및 중성의 폐유입재의 분쇄물에 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염 중에서 1종 또는 2종을 외삽으로 1 ~ 6 중량%를 함유하는 것을 특징으로 함으로써, 내용성, 해체성 및 보관성을 향상시킬 뿐만 아니라 환경 오염 방지의 측면에서 폐내화물을 재활용하는 우수한 특징을 가진 턴디쉬 노즐 보호용 캐스타블을 제공한다.

Description

턴디쉬 노즐 보호용 캐스타블

본 발명은 노즐 보호용 내화 벽돌의 주변 충진용 내화물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 턴디쉬(tundish) 노즐 보호용 내화 벽돌의 주변을 충진하여 용강의 유출을 방지하기 위하여 턴디쉬 노즐 보호용 내화 벽돌의 주변 충진용 내화물로 사용되는 캐스타블(castable)에 관한 것이다.

최근 널리 사용되고 있는 제강 공정 중에 하나인 연속 주조 공정에 있어서 용강의 유량 조절용 내화물은 설비의 규모와 용량 그리고 조업 조건 등에 따라 종류와 형태가 다양하며 거의 1회 또는 수회 사용 후 교체하여야 하므로 일반적인 내화물과는 별도로 관리되고 있으나 조업의 안정 및 강품질 유지 측면에서는 매우 중요한 내화물이다.

유량 조절형 내화물은 래들(ladle)에서 턴디쉬 그리고 턴디쉬에서 주형으로 용강을 이동시킬 때 용강의 유량을 조절하거나 또는 용강의 흐름을 차단하여 주조 속도를 제어하기 위한 목적으로 래들 및 턴디쉬에 부착시켜 사용한다.

한편, 유량 조절형 내화물로 사용되는 노즐을 보호하기 위해 내화 벽돌인 웰 블록(well block)을 사용하는 데, 웰 블록 시공시 웰 블록과 그 주변부 내화물의사이에 틈이 통상적으로 발생되어 용강이 유출되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 방지하기 위한 충진용 부정형 내화물(unshaped refractory)로 래밍재(ramming material)나 캐스타블을 사용한다. 이중 래밍재는 입도 조정된 내화 골재에 화학 결합제를 첨가하여 제조되며, 결합제로 점토계 재질에는 점토, 물유리, 염기성계 재질에는 황산마그네슘(MgSO₄), 고즙, 타르, 수지 등이 사용된다. 그리고, 캐스타블 내화물은 분말상 재료로서 사용 현장에서 물을 가하여 유입 성형이 가능하므로 다용도로 널리 사용되고 있는 부정형재로써, 열적 스폴링(spalling)에 강하고 열팽창율이 작으며 냉간 강도가 큰 특징이 있다.

그러나, 래밍재는 충진성이 미약하여 사용 중에 슬래그나 용강의 침입이 용이하므로 사용 후 해체성이 미약한 단점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 래들 및 턴디쉬의 내장 내화물로 사용 후 발생되는 폐유입재를 이용하여 자원을 재활용함으로써, 공해 문제를 해결함과 동시에 제품의 원가저감을 가져오고 충진성이 높은 턴디쉬 노즐 보호용 캐스타블을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미분으로 분쇄된 산성 및 중성의 폐유입재의 분쇄물에 알루미늄(Al) 금속염 및 마그네슘(Mg)의 금속염 중 1종 또는 2종이 100 : 1 내지 6의 중량비로 포함된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 노즐보호용 캐스타블에 관한 것이다.

상기 폐유입재의 분쇄물의 입자 크기는 7mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

일반적으로 래들용 유입재는 알루미나(Al₂O₃)질, 알루미나-스피넬(Al₂O₃-spinel)질 및 알루미나-마그네시아(Al₂O₃-MgO)질로서 통상적으로 알루미나의 함유량은 80 중량% 이상이다. 또한, 턴디쉬용 유입재는 알루미나-실리카(Al₂O₃-Si)질로서 통상적으로 알루미나의 함유량은 60 중량% 이상을 함유하고 있다.

본 발명에서는 산성 및 중성의 폐유입재로서 특별히 한정하는 것은 없으며, 래들에서 사용된 후 회수되는 폐유입재의 표면에는 통상적으로 슬래그나 지금(metal)이 부착되어 있을 뿐만 아니라 가동면으로부터 20mm 부근까지 슬래그 및 지금의 침입에 의한 변질층이 생성되어 있으므로 이를 제거하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 산성 및 중성의 폐유입재 분쇄물의 입자 크기는 7mm 이하이어야 한다. 이는 폐유입재 분쇄물의 입자 크기가 7mm를 초과하게 되면 시공체의 충진성이 저하되어 사용시 용강이 침투되어 용강 유출의 위험성이 증대될 뿐만 아니라 해체성이 저하되기 때문이다.

한편, 본 발명에서는 폐유입재의 분쇄물에 대한 결합제로서는 폐유입재가 산성 및 중성인 점을 고려하여 알루미늄의 금속염을 사용하며, 알루미나와의 반응에 의한 자체 소결을 유도하기 위하여 마그네슘의 금속염을 사용한다. 또한, 본 발명에서는 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염으로서 특별히 한정하는 것은 없으며, 반응성을 극대화하기 위해서는 순도가 95% 이상인 것이 바람직하다.

그리고, 폐유입재에 첨가되는 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염은 1종 또는 2종이 상기 폐유입재의 분쇄물에 대해 100 : 1 내지 6의 중량비로 포함되어야 한다.

이는 폐유입재의 분쇄물에 대한 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염의 1종 또는 2종의 중량비가 100:1 미만이 되면 결합력이 저하되어 강도 저하 및 용강에 의한 소실 및 용강 침투 등의 문제가 발생되고, 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염의 1종 또는 2종의 중량비가 100:6을 초과하게 되면 캐스타블의 경시 변화가 급격하여 보관성이 저하되는 문제점이 있다.

이하, 실험 데이터를 참조로 하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

실시예

래들에서 회수된 알루미나-스피넬질 폐유입재를 여러 가지 입자 크기로 분쇄한 후, 분쇄물과 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염의 1종 또는 2종의 중량비를 100:1내지6으로 첨가된 캐스타블에 수분을 또한 100:5 중량비로 첨가하여 턴디쉬의 웰 블록 주위에 시공한 후, 1550℃에서 조업을 실시하였다.

하기 표 1은 본 실험에 의한 여러 가지 캐스타블의 물성을 비교하기 위하여 제시하였다. 먼저, 시편 1 과 2는 본 발명에 따라 알루미나-스피넬질 폐유입재 분쇄물의 입자 크기를 7mm 이하로 하였고, 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염의 첨가량을 각각 100:1 중량비와 100:6 중량비로 하였다. 그리고, 비교예 3은 알루미나-스피넬질 폐유입재 분쇄물의 입자 크기를 8 ~ 12mm로 하였다. 또한, 비교예 4와 5는 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염의 첨가량을 각각 100:0.2 중량비와, 100:7 중량비로 하였다.

[표 1]

* 비교예

주1) 해체성은 실로 사용 후 브레이커(breaker)의 사용 유무를 기준

브레이커 미사용 : 양호, 브레이커 사용 : 불량

주2) 보관성은 40kg 용량의 포대를 한달간 방치한 후, 내화물의 굳음

유무로 평가

상기 표 1에 개시된 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 시편 1과 2는 용강의 침투가 발생하지 않았고, 해체성과 보관성 모두 양호하였다. 그러나, 비교예 3과 4는 모두 용강 침투가 발생하고 해체성이 불량하였고, 비교예 5는 보관성이 불량하였다.

이와 같이 본 발명은 폐내화물을 이용하여 캐스타블을 제조함으로써, 내용성, 해체성 및 보관성을 향상시킬 뿐만 아니라 환경 오염 방지의 측면에서 폐내화물을 재활용하는 우수한 특징을 가진 턴디쉬 노즐 보호용 캐스타블을 제공한다.

Claims (2)

1. 노즐 보호용 내화벽돌의 주변 충진용 내화물에 있어서,

   래들 및 턴디쉬의 내장 내화물로 사용후 미분으로 분쇄된 산성 및 중성의 폐유입재의 분쇄물에 알루미늄 금속염 및 마그네슘 금속염 중 1종 또는 2종이 100 : 1 내지 6의 중량비로 포함된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 노즐 보호용 캐스타블.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 폐유입재의 분쇄물의 입자 크기를 7mm 이하로 하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 노즐 보호용 캐스타블.