KR100522347B1 - 돌로마이트와 슬래그를 이용한 잔존 유입재의 재활용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돌로마이트와 슬래그를 이용한 레이들(ladle)용 잔존 유입재의 재활용 방법에 관한 것으로, 그 목적은 잔존 유입재를 재활용하고 신규 유입재의 시공시간을 단축하는 데 있다. 이를 위해, 본 발명에서는 용강 배제 후에 발생되는 레이들 슬래그와 돌로마이트 원료가 중량비로 70:1 ~ 90:1 이 되도록 돌로마이트 원료를 상기 레이들 내에 투입하여 상기 레이들 슬래그와 혼합한 후, 레이들을 경동시켜 레이들 내벽의 잔존 유입재의 표면에 슬래그 코팅층을 3 ~ 10 mm 두께로 형성하는 단계, 레이들을 상온으로 냉각시키고, 슬래그 코팅층 상에 신규유입재를 50 ~ 70 mm 의 두께로 시공하는 단계, 레이들을 1000℃ ~ 1200℃로 예열하는 단계를 순차적으로 수행함으로써, 돌로마이트와 슬래그를 이용하여 잔존 유입재를 재활용하는 것을 특징으로 한다.

Description

돌로마이트와 슬래그를 이용한 잔존 유입재의 재활용 방법 {Recycling method of residual castables using dolomite and slag}

본 발명은 레이들(ladle)용 잔존 유입재의 재활용 방법에 관한 것이며, 구체적으로는 레이들 슬래그(slag)에 돌로마이트(dolomite) 원료를 혼합하여 슬래그를 고염기도로 개질한 후 잔존 유입재의 표면에 코팅(coating)하여 신규 유입재를 시공함으로써 잔존 유입재를 재활용하는 방법에 관한 것이다.

레이들용 유입재는 사용후 두께 50 mm 이상이 잔존 유입재로 발생되는데, 종래에는 주로 브레이커(breaker)를 사용하여 이들 잔존 유입재를 전량 폐기하여 왔으나, 이와 같이 사용 후 발생되는 잔존 유입재를 전량 폐기하는 방법은 폐기물의 발생량 및 신유입재의 시공량을 증가시키는 단점이 있다.

한편, 일본특허공개공보 9280746호에서는 슬래그가 부착된 용융 금속용기의 내장 내화물을 보수하는 방법에 있어서 부착 슬래그의 융점을 저하시키는 슬래그 개질재를 미리 내장 내화물의 표면에 도포한 후 부정형 내화물을 시공하는 것을 특징으로 하는 용융 금속용기 내장 내화물의 보수방법을 개시하고 있다.

그러나, 이 방법은 개질재를 필요로 할 뿐만 아니라 개질재를 도포하는데 시간이 소요되므로 단가상승 및 시공시간 증가라는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 잔존 유입재를 재활용하고 신규 유입재의 시공시간을 단축하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 용강 배제 후에 발생되는 레이들 슬래그와 돌로마이트 원료가 중량비로 70:1 ~ 90:1 이 되도록 돌로마이트 원료를 상기 레이들 내에 투입하여 상기 레이들 슬래그와 혼합한 후, 레이들을 경동시켜 레이들 내벽의 잔존 유입재의 표면에 슬래그 코팅층을 3 ~ 10 mm 두께로 형성하는 단계, 레이들을 상온으로 냉각시키고, 슬래그 코팅층 상에 신규유입재를 50 ~ 70 mm 의 두께로 시공하는 단계, 레이들을 1000℃ ~ 1200℃로 예열하는 단계를 순차적으로 수행함으로써, 돌로마이트와 슬래그를 이용하여 잔존 유입재를 재활용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 돌로마이트와 슬래그를 이용한 잔존 유입재의 재활용 방법에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에서는 용강 배제 후에 발생되는 레이들 슬래그를 고염기도로 개질하기 위해, 레이드 슬래그와 돌로마이트 원료가 중량비로 70:1 ~ 90:1 이 되도록 돌로마이트 원료를 레이들 내에 투입하여 레이들 슬래그와 혼합한 후, 레이들을 경동시켜 레이들 내벽의 잔존 유입재의 표면에 슬래그 코팅층을 3 ~ 10 mm 두께로 형성한다.

본 발명에서는 유입재 및 레이들 슬래그의 조성으로서 특별히 한정하는 것은 없으며, 통상의 레이들용 유입재 및 레이들 슬래그를 사용하여도 무방하다. 또한, 레이들 슬래그와 혼합되는 돌로마이트 원료로서는 특별히 한정하는 것은 없으나 순도가 90% 이상이고 평균입자크기가 5 mm인 것이 바람직하다.

본 발명에서 레이들 슬래그와 혼합되는 돌로마이트는 레이들 슬래그와 돌로마이트의 비가 중량비로 70:1 ~ 90:1 이어야 한다. 만약, 혼합비가 70:1 미만이면 슬래그 코팅제의 점도가 증가되어 유동성이 저하되므로 잔존 유입재의 표면에 슬래그 코팅층의 형성이 곤란한 문제를 야기시킨다. 또한, 혼합비가 90:1 을 초과하면 슬래그 코팅층의 두께가 10 mm 이하인 영역에서는 잔존 유입재와 신규 유입재의 접착계면력이 저하되어 사용시 접착면으로 지금이 침투하여 신규 유입재의 탈락을 유발시키며, 슬래그 코팅층의 두께를 10 mm 이상으로 하더라도 잔존 유입재와 신규 유입재의 경계면에 생성되는 접착층의 내화도가 미약하여 경계면이 용강에 노출시 급격한 내용성의 저하를 초래한다.

본 발명에서 잔존 유입재의 표면에 형성되는 슬래그 코팅층의 두께는 3 ~ 10 mm 이어야 한다. 만약, 슬래그 코팅층의 두께가 3 mm 미만이면 잔존 유입재와 신규 유입재의 접착계면력이 미약하여 사용시에 잔존 유입재와 신규 유입재의 접촉면을 통하여 지금이 침투되어 신규 유입재가 탈락을 초래한다. 또한, 슬래그 코팅층의 두께가 10 mm 를 초과하면 잔존 유입재와 신규 유입재의 경계면에 생성되는 접착층의 접착력이 미약하여 경계면이 용강에 노출시 급격한 내용성의 저하를 초래한다.

다음, 레이들을 상온으로 냉각시키고, 슬래그 코팅층 상에 신규유입재를 50 ~ 70 mm 의 두께로 시공한다. 이 때, 신규 유입재의 시공두께가 50 mm 미만이면 슬래그 코팅층에 의한 신규 유입재의 변질층 두께의 증가로 내용성이 저하되며, 70 mm 를 초과하면 예열시 열전달의 미약으로 잔존 유입재와 신규 유입재의 접착계면력이 저하되므로 잔존 유입재와 신규 유입재의 계면으로 지금이 침투되어 신규 유입재의 탈락을 초래한다.

다음, 레이들을 1000℃ ~ 1200℃로 예열한다.

본 발명에서는 예열조건으로 특별히 한정하는 것은 없으며, 용강수강시 열적 스폴링(spalling)의 발생을 방지하기 위하여 통상적으로 사용하는 예열조건인 1000℃ ~ 1200℃ 정도이면 충분하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

실시예 1 내지 4

실시예 1 내지 4에서는 표 1에 나타낸 바와 같이, 260ch 사용 후 잔존 유입재의 두께가 평균 50 mm인 300톤 용량의 레이들에서 용강 출강 직후에 잔존하는 유입재에 돌로마이트를 투입하여 잔존 유입재와 돌로마이트가 중량비로 70:1 ~ 90:1 이 되도록 한 후 레이들을 17회 경동시켜 잔존 유입재 표면에 슬래그 코팅층을 3 ~ 10 mm 두께로 형성시킨 다음, 잔류 슬래그를 배제시키고 레이들을 상온으로 냉각시켰다.

레이들의 냉각이 완료된 후에는 통상의 알루미나-마그네시아질 유입재를 50 ~ 70 mm의 두께로 시공하고 1100℃로 예열한 다음, 다시 120ch까지 사용하였다.

이 때, 슬래그 코팅층의 형성 양상을 관찰하고, 60ch 사용 후 잔존 유입재와 신규 유입재 계면으로의 지금 침투 현상을 관찰하였으며, 120ch 사용 후에는 신규 유입재의 잔존 두께를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.

또한, 본 발명의 범위에서 벗어난 범위에서 실시예와 동일한 방법을 수행하여 비교예 16을 얻었으며, 코팅층 형성 양상, 60ch 사용 후 잔존 유입재와 신규 유입재 계면으로의 지금 침투 현상, 및 120ch 사용 후 신규 유입재의 잔존 두께를 측정하고 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다.

	실시예				비교예
	1	2	3	4	1	2	3	4	5	6
슬래그:돌로마이트(중량비)	70:1	90:1	75:1	80:1	60:1	100:1	70:1	90:1	80:1	85:1
슬래그 코팅층의 두께(mm)	6	7	3	10	-	3	12	1	3	10
신규 유입재의 시공두께(mm)	50	70	60	50	-	70	70	70	80	40
코팅층 형성	양호	양호	양호	양호	곤란	양호	양호	양호	양호	양호
60ch 사용후 지금침투	없음	없음	없음	없음	-	발생	없음	발생	없음	없음
120cm 사용후 신규유입재의 잔존두께(mm)	14	12	25	16	-	없음	없음	없음	없음	없음

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 4에서는 본 발명의 목적이 달성되었으나, 반면에, 비교예 1 내지 9에서는 신규유입재의 내용성 저하 및 지금침투로 인한 탈락 등이 발생되었다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 돌로마이트와 레이들 슬래그를 이용한 잔존 유입재 재활용 방법은 잔존 유입재를 재활용하므로 폐기물 저감에 기여할 뿐만 아니라 노체 경동에 의한 단순 작업만으로도 잔존 유입재와 신규 유입재의 접착 계면력을 증진시켜 시공비 및 시공시간을 단축하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 용강 배제 후에 발생되는 레이들 슬래그와 돌로마이트 원료가 중량비로 70:1 ~ 90:1 이 되도록 돌로마이트 원료를 상기 레이들 내에 투입하여 상기 레이들 슬래그와 혼합한 후, 상기 레이들을 경동시켜 상기 레이들 내벽의 잔존 유입재의 표면에 슬래그 코팅층을 3 ~ 10 mm 두께로 형성하는 단계;

   상기 레이들을 상온으로 냉각시키고, 상기 슬래그 코팅층 상에 신규유입재를 50 ~ 70 mm 의 두께로 시공하는 단계;

   상기 레이들을 1000℃ ~ 1200℃로 예열하는 단계

   를 포함하는 돌로마이트와 슬래그를 이용한 잔존 유입재의 재활용 방법.