KR100830829B1 - A composite of tundish coating material for high oxygen steel - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용강을 주조할 때에 사용되는 턴디쉬(Tundish) 노체용 내장 내화물위에 도포되어 사용되는 고산소 용강 제조용 염기성 코팅재 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강중 알루미나 함유량이 높은 고산소 용강에 대해 강중 개재물의 포집 및 제거능이 우수하여 용강의 청정성을 향상시킬 수 있는 고산소 용강 제조용 턴디쉬 고팅재 조성물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a basic coating composition for the manufacture of high oxygen molten steel, which is applied and applied on a built-in refractory for tundish furnace used in casting molten steel. The present invention relates to a tungsten gotting material composition for producing high-oxygen molten steel, which is capable of improving inclusion and removal of inclusions and improving cleanliness of molten steel.
일반적으로 용강의 청정성 확보를 위하여 주조 공정에 사용되는 턴디쉬용 내장 내화물의 표면에는 마그네시아계 코팅재(coating materials)가 주로 사용되고 있으나, 용강중 알루미나 개재물의 부상분리 및 제거 효율이 부족하여 연속 주조(continuous casting)중 노즐 막힘(nozzle clogging)현상을 유발하여 조업중 장애를 초래하거나 주편에 개재물로 혼입되어 주편 품질을 저하시키는 문제점이 있다.In general, magnesia-based coating materials are mainly used on the surface of tundish-embedded refractories used in the casting process to ensure the cleanliness of molten steel, but continuous casting due to insufficient efficiency of floating separation and removal of alumina inclusions in molten steel. Nozzle clogging occurs during the operation, which causes problems during operation, or is mixed with inclusions in the cast, thereby degrading cast quality.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 이차정련 처리나 주조 조업중에 칼슘(Ca)을 다량으로 첨가하거나, 일본공개특허공보 소화61-132568호에서 소개하는 마그네시아 외에 인공적으로 처리된 석회석이나 마그-돌로 클링커를 사용하여 코팅재에 CaO 성분을 사용하려는 방법이 있다. 그러나, 이러한 건식 시공용 턴디쉬 코팅재에서는 "CaO + H2O → Ca(OH)2"의 반응에 의한 CaO 성분의 필연적 수화발생으로 물과 먼저 혼합하여 사용하는 것이 불가능하여 노즐 선단(tip)에서 내화 조성물과 물이 혼합되어 사용되므로 첨가 수분이 제한적일 뿐만 아니라, 고가의 첨가물이 사용되는 단점이 있다.In order to solve this problem, a large amount of calcium (Ca) is added during secondary refining or casting operations, or artificially treated limestone or mag-dolo clinker other than magnesia introduced in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-132568 can be used. There is a way to use the CaO component in the coating material. However, in such dry construction tundish coating material, it is impossible to use the mixture first with water due to the inevitable hydration of CaO component by the reaction of "CaO + H 2 O → Ca (OH) 2 ". Since the refractory composition and water are mixed and used, not only the addition moisture is limited, but also expensive additives are used.
또한, 내화 조성물의 수화 발생을 방지하기 위하여 물 대신에 알코올을 사용하여 먼저 혼합하여 사용하는 습식 방법은 가격 문제로 공업적 적용에 한계를 나타내고 있다. 그리고, 일반적으로 턴디쉬용 내장재가 고규산질 내화벽돌이나 알루미나-실리카계 유입재라는 사실을 고려하면 상기 인용발명의 코팅재에 있어서는 주조중에 턴디쉬 내장재와 코팅재 사이에 반응 융착이 발생하여 조업후 코팅재를 해체할 때에 해체성이 불량한 단점이 있다.In addition, in order to prevent the occurrence of hydration of the refractory composition, the wet method of first mixing using alcohol instead of water has shown a limitation in industrial application due to a price problem. In general, considering the fact that the tundish lining material is a high siliceous refractory brick or an alumina-silica inflow material, in the coating material of the cited invention, a reaction fusion occurs between the tundish inner material and the coating material during casting, and thus the coating material is prepared after the operation. When dismantling, there is a disadvantage in that the disassembly is poor.
이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선시키기 위한 것으로 그 목적은, 용강의 청정성이 우수하고, 코팅재의 시공성 및 해체성이 우수한 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재를 제조할 수 있는 조성물을 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to improve the conventional problems as described above, the object is to provide a composition capable of producing a tundish coating material for producing high oxygen molten steel excellent in cleanliness of molten steel, excellent in workability and dismantling of the coating material To provide.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 방해석과 질화 알루미늄의 비가 몰 비로 9:1 ~ 6:4가 되도록 구성된 클링커 100 중량%에 통상의 결합제, 응집제, 가소제 및 폭열방지제로 구성된 첨가제를 첨가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, to the 100% by weight of the clinker configured to have a ratio of calcite and aluminum nitride in a molar ratio of 9: 1 to 6: 4, an additive consisting of a conventional binder, flocculant, plasticizer and anti-thermal agent Characterized in that made.
한편, 본 발명에 따른 기술적 수단으로서 상기 클링커는 1~2mm가 20 중량%, 1mm 이하가 80 중량%인 입도구성을 가지는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the technical means according to the present invention is characterized in that the clinker has a granularity of 20% by weight, 1% or less, 80% by weight of 1mm or less.
상기와 같이 착안한 본 발명의 기능 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the function and operation of the present invention, as described above.
본 발명에 따른 방해석의 화학성분으로는 특별히 한정하는 것은 없으나, 코팅재의 소결성 및 해체성 확보를 위하여 CaCO3 를 제외한 나머지 성분의 합은 10 중량% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 인공 원료인 질화 알루미늄의 제조방법 및 화학 성분으로는 특별히 한정하는 것은 없으나, 금속 알루미늄을 출발 물질로 하여 제조된 경우에는 시공 후 예열시 폭열방지를 위하여 미반응 금속 알루미늄은 1 중량% 이하인 것이 바람직하다.The chemical composition of the calcite according to the present invention is not particularly limited, but in order to secure the sinterability and dismantling property of the coating material, the sum of the remaining components except CaCO 3 is preferably 10% by weight or less. In addition, the manufacturing method and chemical composition of aluminum nitride, which is an artificial raw material, are not particularly limited. However, when metal aluminum is used as a starting material, unreacted metal aluminum is 1% by weight or less for preheating after construction. desirable.
본 발명에 따른 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 제조방법의 구성으로서 클링커의 입도는 특별히 한정하는 것은 없으나, 1~2mm 가 20 중량%, 1mm 이하가 80 중량%인 입도구성이 바람직하다.Although the particle size of the clinker is not particularly limited as a constitution of the tundish coating material manufacturing method for producing high oxygen molten steel according to the present invention, granules having 1 to 2 mm of 20 wt% and 1 mm or less of 80 wt% are preferable.
본 발명에 따른 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 조성물에 사용되는 결합제, 응집제, 가소제 그리고 폭열방지제의 종류 및 함량에 대해서는 특별히 한정하는 것은 없으며, 통상의 것을 사용하여도 무방하다. 즉, 규산 및 인산 소다계의 결합제, 소석회 및 황산마그네슘계의 응집제, 점토 및 실리카플라워(silica flower)계의 가소제, 지분이나 유기섬유 및 금속계의 폭열방지제 등 통상의 첨가제를 사용하여도 무방하다.There is no particular limitation on the type and content of the binder, flocculant, plasticizer and anti-expansion agent used in the tundish coating material composition for producing high oxygen molten steel according to the present invention, and a conventional one may be used. That is, conventional additives such as a binder of silicic acid and soda phosphate, a coagulant of slaked lime and magnesium sulfate, a plasticizer of clay and silica flower, a stake, an organic fiber, and a metal anti-heating agent may be used.
본 발명에 따른 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 조성물을 이용한 코팅재의 시공방법으로서는 특별히 한정하는 것은 없으며, "노즐 선단에서 내화 조성물과 물과 혼합되어 시공되는 건식방법" 및 "내화 조성물과 물이 혼련기에서 먼저 충분히 혼합된 후 시공되는 습식방법" 중 어느 것을 사용하여도 무방하다.The construction method of the coating material using the tundish coating material composition for producing high-oxygen molten steel according to the present invention is not particularly limited, and "a dry method in which the refractory composition is mixed with water at the nozzle end" and "the refractory composition and water kneader" It is possible to use any of the "wet method, which is sufficiently mixed in the first and then constructed".
이하, 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, look at in detail.
본 발명에서 사용되는 방해석은 가열함에 따라 다음과 같은 열분해를 일으킨다.The calcite used in the present invention causes the following pyrolysis upon heating.
CaCO3 → CaO + CO2 (약 900℃)CaCO 3 → CaO + CO 2 (about 900 ℃)
본 발명에 따른 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 조성물을 적용하여 턴디쉬 내장재의 표면에 코팅재를 코팅한 후, 주조 전에 가열할 때에는 약 800℃ ~ 1000℃ 범위에서 충분히 유지시켜 주어야 하며, 적어도 CO2 의 발생 및 배출이 용이하도록 최소한 1시간 이상 유지시켜야 한다.After coating the coating material on the surface of the tundish interior material by applying the tundish coating composition for producing high oxygen molten steel according to the present invention, when heating before casting should be sufficiently maintained in the range of about 800 ℃ to 1000 ℃, at least CO 2 It must be maintained for at least 1 hour to facilitate generation and discharge.
본 발명에 따른 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 조성물에 따른 질화 알루미늄은Aluminum nitride according to the tundish coating material composition for producing high oxygen molten steel according to the present invention
2AlN + 3[O] in steel → Al2O3 + 2[N] in steel2AlN + 3 [O] in steel → Al 2 O 3 + 2 [N] in steel
의 반응에 의하여 생성되는 Al2O3 성분으로부터 방해석 가열후 생성되는 CaO 성분과의 반응을 이용하여 턴디쉬 코팅재의 결합력을 강화시키기 위하여 사용된다.It is used to enhance the binding force of the tundish coating material by using the reaction with the CaO component generated after calcite heating from the Al 2 O 3 component produced by the reaction of.
본 발명에서 사용되는 질화 알루미늄은 알루미나 생성시 용강중의 용존 산소를 이용하므로 출발물질에 처음부터 알루미나 클링커를 사용하는 것에 비하여 다량의 저융점의 칼시움알루미네이트(nAl2O3·mCaO)를 생성시키지 않아 턴디쉬 코팅재의 내용성이 향상되는 장점이 있다.Since aluminum nitride used in the present invention uses dissolved oxygen in molten steel when producing alumina, it does not generate a large amount of low melting point calciium aluminate (nAl 2 O 3 · mCaO) as compared to using alumina clinker from the beginning as a starting material. It does not have the advantage that the contents of the tundish coating material is improved.
본 발명에 따른 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 조성물에서는 방해석과 질화 알루미늄의 비는 몰 비로 9:1 ~ 6:4 이어야 한다.In the tundish coating composition for producing high oxygen molten steel according to the present invention, the ratio of calcite and aluminum nitride should be 9: 1 to 6: 4 in molar ratio.
방해석과 질화 알루미늄의 비는 몰 비가 9:1 이상이 되면 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 조성물에서 CaO가 과량이 되어 턴디쉬용 내장 내화물과의 반응 즉, When the ratio of calcite and aluminum nitride is greater than 9: 1, the CaO is excessive in the tungsten coating material composition for producing high oxygen molten steel, resulting in a reaction with internal refractories for tundish,
nAl2O3 in refractories + mCaO in coating materials → nAl2O3·mCaO nAl 2 O 3 in refractories + mCaO in coating materials → nAl 2 O 3 · mCaO
의 반응 및Reaction and
xSiO2 in refractories + yCaO in coating materials → xSiO2·yCaO xSiO 2 in refractories + yCaO in coating materials → xSiO 2 · yCaO
의 반응에 의하여 칼시움알루미네이트(nAl2O3·mCaO) 및 칼시움실리케이트(xSiO2·yCaO)를 생성시켜 코팅재와 턴디쉬 내장재가 반응-융착되어 사용 후 해체성이 저하된다.By the reaction of calcidium aluminate (nAl 2 O 3 · mCaO) and calium silicate (xSiO 2 · yCaO) to produce a coating material and tundish interior material is reacted-fusion and decomposability after use is reduced.
한편, 방해석과 질화 알루미늄의 비는 몰 비가 6:4 이하가 되면 고산소 용강 제조용 턴디쉬 코팅재 조성물에서On the other hand, the ratio of calcite and aluminum nitride is in the tundish coating material composition for producing high oxygen molten steel when the molar ratio is 6: 4 or less
nAl2O3 in steel + mCaO in coating materials → nAl2O3·mCaO nAl 2 O 3 in steel + mCaO in coating materials → nAl 2 O 3 · mCaO
의 반응에 의하여 저융점의 칼시움알루미네이트(nAl2O3·mCaO)를 생성시킬 CaO 성분이 부족하여 용강 중 알루미나 성분의 포집 및 분리 효율이 저하되어 용강의 청정성이 저하된다. 또한, Due to the reaction, the CaO component to generate low melting point calcium aluminate (nAl 2 O 3 · mCaO) is insufficient, and the efficiency of trapping and separation of the alumina component in the molten steel is lowered, thereby degrading the cleanliness of the molten steel. Also,
2Al + 3[O] in steel → Al2O3 + 2[N] in steel2Al + 3 [O] in steel → Al 2 O 3 + 2 [N] in steel
의 반응에 의하여 생성되는 Al2O3 성분으로부터 턴디쉬 코팅재의 결합력을 강화시키기 위하여 사용되는 AlN으로부터 강중으로의 질소 pick-up이 다량으로 발생하므로 바람직하지 않다.It is not preferable because a large amount of nitrogen pick-up from AlN to steel used to enhance the binding force of the tundish coating material from the Al 2 O 3 component produced by the reaction of.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 더욱 잘 이해할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Examples are provided to help understand the present invention. However, the following examples are intended to better understand the content of the present invention, the present invention is not limited by the examples.
[실시예]EXAMPLE
[표 1]에 나타낸 방해석과 질화 알루미늄을 몰 비로 9:1 ~ 6:4가 되도록 구성된 클링커 100 중량%에, 결합제로서 인산소다, 응집제로 황산마그네슘, 가소제로서 점토, 그리고 폭열방지제로서 지분을 각각 3 중량%, 1 중량%, 4 중량%, 그리고 0.2 중량% 이하인 범위에서 외삽으로 첨가하여 혼련하였다. 그리고, 알루미나-실리카질 유입재 표면에 20mm의 두께가 되도록 60톤 용량의 턴디쉬에 스프레이로 건식 또는 습식 시공을 하였다.To 100% by weight of clinker composed of calcite and aluminum nitride shown in Table 1 in a molar ratio of 9: 1 to 6: 4, sodium phosphate as a binder, magnesium sulfate as a coagulant, clay as a plasticizer, and a stake as an antithermal agent, respectively. Kneading was carried out by extrapolation in the range of 3% by weight, 1% by weight, 4% by weight and 0.2% by weight or less. Then, dry or wet construction was sprayed on a 60-ton capacity tundish so as to have a thickness of 20 mm on the surface of the alumina-silica inlet.
건식 시공의 경우에는 노즐 선단에서 내화 조성물의 혼련물 100 중량%에 물이 외삽으로 10 중량% 첨가되도록 하였으며, 습식 시공의 경우에는 내화 조성물의 혼련물 100 중량%에 물을 외삽으로 20 중량% 첨가하여 혼련한 후 시공하였다.In case of dry construction, water was extrapolated 10% by weight to 100% by weight of the mixture of the refractory composition at the tip of the nozzle, and in the case of wet construction, water by extrapolation was added by 100% by weight of the mixture of the refractory composition. After kneading, it was constructed.
코팅재 시공 후 상온에서 양생하고, 승온 및 예열(1100℃)한 후, 저탄강을 4연연주 주조하여 실시예 1~4를 얻었다.After the coating material was cured at room temperature, heated and preheated (1100 ° C.), low carbon steel was cast in four castings to obtain Examples 1 to 4.
또한, 본 발명에 따른 청정강 제조용 염기성 코팅재 내화 조성물의 실시예의 범위를 벗어난 범위에서 염기성 코팅재 내화 조성물을 제조하여 비교예 1~2를 얻었다.In addition, the basic coating material refractory composition was prepared in a range outside the range of the examples of the basic coating material refractory composition for manufacturing clean steel according to the present invention, to obtain Comparative Examples 1 and 2.
[표 1]TABLE 1
1) 주조후 턴디쉬 슬래그 중에 함유된 알루미나의 양으로부터 판단(주조 전 후에 슬래그중 알루미나 함유량의 증가가 30 중량% 이상이면 양호, 10 중량% 이하이면 불량으로 판정).1) Judging from the amount of alumina contained in the tundish slag after casting (good if the increase of alumina content in the slag before casting is more than 30% by weight, and bad if less than 10% by weight).
[표 1]에서 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1~4를 통해서 본 발명이 목적으로 하는 효과를 얻을 수 있었으나, 본 발명의 범위를 벗어난 비교예 1~2에서는 강의 청정성 확보가 미약하거나, 턴디쉬 내장용 내화물과의 반응-융착 발생으로 해체성이 저하되는 결과를 보였다.As shown in Table 1, Examples 1 to 4 according to the present invention was able to obtain the desired effect of the present invention, Comparative Examples 1 to 2 outside the scope of the present invention to secure the cleanliness of the steel or , Dissolution property was lowered due to the reaction-fusion with the tundish-embedded refractory.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 물과의 반응에 의한 수화반응을 수반하지 않으므로 건식이나 습식 시공방법 모두에 적용가능할 뿐만 아니라, 고규산질 내화벽돌이나 알루미나-실리카계 유입재로 구성된 턴디쉬용 내장재와의 반응 융착이 거의 없어 사용후 코팅재의 해체성이 우수한 장점이 있다.As described above, according to the present invention, since it does not involve a hydration reaction by reaction with water, it is not only applicable to both dry and wet construction methods, but also a tundish interior material composed of a high siliceous refractory brick or an alumina-silica influent. There is almost no reaction fusion with and has the advantage of excellent dismantling of the coating material after use.
또한, 천연의 방해석 원료를 사용하므로 가격이 저렴하여 공업적 이용이 용이하고, 예열중 내화 조성물로 발생되는 CO2 에 의해 코팅재의 저비중화가 가능하다는 장점이 있다.In addition, since it uses a natural calcite raw material, it is inexpensive and easy to use industrially, and there is an advantage that low specific gravity of the coating material is possible by CO 2 generated by the fireproof composition during preheating.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술사상이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that the invention can be varied and modified without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
Claims (3)
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KR1020060131066A KR100830829B1 (en) | 2006-12-20 | 2006-12-20 | A composite of tundish coating material for high oxygen steel |
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2006
- 2006-12-20 KR KR1020060131066A patent/KR100830829B1/en not_active IP Right Cessation
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