KR100520325B1 - 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물에 관한 것으로서, 알루미나를 포함한다.
본 발명의 내화물은 우수한 열충격성과 내침식성을 가지므로 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구에 적용할 수 있다.

Description

코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물{REFRACTORY FOR TAP HOLE OF MELTING GASFIER USED IN COREX PROCESS}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우수한 열충격성 및 내침식성을 갖아 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물에 관한 것이다.
[종래 기술]
현재까지의 제철법은 고로에 의한 방식이 대부분이었으나 환경오염 및 자원고갈에 대한 대비책으로 새로운 제철법인 용융환원법에 대하여 최근 많은 관심과 연구가 집중되고 있다. 현재 개발되고 있는 용융환원 제철법 중 유일하게 상업화에 성공한 공법은 코렉스(COREX) 공정법이다.
고로에서는 반응온도가 배선관(raceway) 연소온도와 융착대 및 적하대(코크스 충진층) 온도로 제어되며 연소온도 변화도 작고 또 풍구 전 연소온도 변화를 흡수할 수 있는 용액 손실(solution loss) 반응이 많이 일어나므로 융착대와 적하대 열량변화가 크게 없고 또한 융착대의 존재로 순간적인 노열 변화에 따른 광석 용융위치변화가 작다.
그러나 코렉스 공정법에서는 이러한 융착재도 없고 풍구 전 열변화를 흡수할 수 있는 용액 손실 반응이 작게 일어나므로 상부의 장입물이 풍구 전 열변화를 그대로 받게 되어 용융적하위치가 변화하고 연소온도도 변하기 쉽다. 따라서, 코렉스 공정법에서 출선속도 및 내화물 침식양상이 고로와는 크게 다르다. 이로 인하여 코렉스 공정법을 사용하는 경우 종래 출선구를 구성하는 내화 벽돌을 사용하게 되면, 심하게 침식되어 공정의 안정적인 운용에 심각한 장애요인으로 작용하고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 열충격성이 우수하고, 내침식성이 우수하여 코렉스 공정을 사용하는 용융로의 출선구에 사용할 수 있는 코렉스 공정에 사용되는 용융로의 출선구용 내화물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알루미나를 포함하는 코렉스 출선구용 내화물을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 코렉스 출선구용 내화물은 알루미나를 포함한다. 바람직하게는 알루미나를 85 내지 99 중량%의 양으로 포함하며, 알루미나의 함량이 85 중량% 미만인 경우에는 열충격에 대한 내열충격성이 저하되어 바람직하지 않다. 알루미나의 함량이 99 중량%면 최적의 효과를 얻을 수 있으므로 더 이상 고순도를 사용하는 것은 경제적으로 바람직하지 않다.
알루미나를 85 내지 99 중량%의 양으로 포함할 경우, 나머지 1 내지 15 중량%는 CaO, MgO, Fe2O3 또는 SiO2 등의 불순물이 하나 이상 포함될 수 있다.
이와 같은 조성의 본 발명의 내화물로 제조된 내화 벽돌은 높은 열 충격 저항성을 가지므로 출선 전, 후에 열 충격에 의한 탈락을 방지할 수 있고, 슬래그와의 반응성이 낮아 출선 시 슬래그와 출선구 내화물이 화학적으로 반응하여 침식되지 않는다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
Al2O3 99 중량% 및 불순물 1 중량%를 혼합하고, 이 혼합물을 소성하여 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물을 제조하였다. 상기 불순물은 CaO, MgO, Fe2O3 및 SiO2 등으로서, 불순물 성분 전체의 함량이 중요하며, 성분 각각의 함량은 중요하지 않으며 극히 미량이므로 본 명세서에는 기재하지 않았다.
(실시예 2)
Al2O3 91 중량% 및 불순물 9 중량%를 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(실시예 3)
Al2O3 85 중량% 및 불순물 15 중량%를 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(비교예 1)
Al2O3 83 중량% 및 불순물 17 중량%를 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(비교예 2)
Al2O3 74 중량% 및 불순물 26 중량%를 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(비교예 3)
Al2O3 65 중량% 및 불순물 35 중량%를 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(비교예 4)
Al2O3 57 중량% 및 불순물 43 중량%를 혼합한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
* 열충격성 측정
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 내화물에 △T=700℃의 열충격을 가한 후, 곡강도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Al2O3 함량(중량%) 곡강도
실시예 1 99 152
실시예 2 91 120
실시예 3 85 86
비교예 1 83 79
비교예 2 74 81
비교예 3 65 72
비교예 4 57 80
상기 표 1에 나타낸 것과 같이 알루미나의 함량이 85 내지 99 중량%인 경우 곡강도가 매우 우수함을 알 수 있다.
* 침식성 측정
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4의 방법으로 제조된 내화물을 하기 표 2에 나타낸 조성의 코렉스 공정에 사용되는 용융로 슬래그 10g에 침적한 후, 1600℃로 가열하여 1시간 동안 유지한 후, 냉각하여 침식량을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
CaO MgO Al2O3 SiO2
32.5 중량% 12.5 중량% 10.0 중량% 45.0 중량%
Al2O3 함량(중량%) 내화물의 침식량(침식 면적%)
실시예 1 99 5
실시예 2 91 5
실시예 3 85 20
비교예 1 83 80
비교예 2 74 90
상기 표 3에 나타낸 것과 같이, 알루미나 함량이 85 내지 99 중량%인 실시예 1 내지 3의 내화물은 용융로 슬래그에 대한 침식 저항성이 우수하여 침식량이 매우 적은데 반하여 알루미나 함량이 85 중량% 미만인 비교예 1 내지 2는 거의 모두 침식됨을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 내화물은 우수한 열충격성과 내침식성을 가지므로 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구에 적용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 알루미나 85 내지 99 중량%; 및
    CaO, MgO, Fe2O3 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 불순물 1 내지 15 중량%
    를 포함하는 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 코렉스 출선구용 내화물은 알루미나를 91 내지 99 중량%로 포함하고, CaO, MgO, Fe2O3 및 SiO2를 포함하는 불순물을 1 내지 9 중량%의 양으로 더욱 포함하는 것인 코렉스 공정에 사용되는 용융로 출선구용 내화물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101538805B1 (ko) * 2008-12-26 2015-07-23 주식회사 포스코 고로 출선구 충전용 블록

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