KR100910452B1 - 턴디시 내화물의 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강공정의 연속주조공정에서 사용되는 턴디시의 내화물 표면의 코팅방법에 관한 것으로, 그 목적은 턴디시 내화물의 코팅작업시간을 단축하고 턴디시 내화물의 코팅물에서 발생되는 수소분을 저감하여 연속 주조시 슬라브의 청정성을 높이고 수소로 인해 연속주조 작업시 용강이 유출되는 대형사고를 미연에 방지하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 턴디시 내부의 내화물을 열간스프레이 작업 온도까지 공냉하면서 내화물의 표면에 융착지금을 제거하는 단계,

지금이 제거된 턴디시내부의 내화물의 표면에 열간스프레이하여 코팅하는 단계를 포함하여 이루어지는 턴디시의 코팅방법에 관한 것을 그 기술요지로 한다.

턴디시 내화물, 코팅, 열간스프레이, 수소픽업

Description

턴디시 내화물의 코팅방법{PROCESS FOR COATING A CONTINUOUS CASTING TUNDISH}

도 1은 종래 턴디시 내화물의 코팅작업 공정도

도 2는 종래의 턴디시 내화물의 코팅작업 순서도로서,

도 2(a) 수분재 코팅

도 2(b) 무수분재 코팅

도 3은 본 발명의 열간스프레이 코팅작업 순서도

도 4는 본 발명의 시공결과를 나타내는 사진

도 5는 종래방법과 본 발명의 코팅작업 소요시간을 나타내는 그래프

도 6은 본 발명과 종래의 코팅작업에서 수소픽업량을 나타내는 그래프

도 6(a)는 종래의 수분재 코팅

도 6(b)는 종래의 무수분재 코팅

도 6(c)는 본 발명의 열간스프레이

도 7은 종래방법과 본 발명의 코팅공정에서 수소 발생량을 비교한 그래프

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

1.... 턴디시(turndish) 2a, 2b, 2c.....살수대

3a, 3b, 3c..... 냉각수 4a, 4b..... 턴디시 댐 (turndish dam)

5..... 턴디시 내화물 6..... 코팅장치

7.... 코팅재 (coating matrial)

본 발명은 제강공정의 연속주조공정에서 사용되는 턴디시의 코팅방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코팅처리된 턴디시의 내화물에 의한 용강으로의 수소픽업을 방지하기 위한 턴디시 내화물의 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제강 공정에서는 턴디시에 수용된 용강을 연주기의 몰드로 공급하여 슬라브를 제조한다. 이러한 제강공정에서는 용강과 직접적으로 접하는 부위에서 발생된 수소가 용강으로 픽업된다. 아래 표 1에는 부위별 수소 픽업량이 나타나 있다.

구분	사용량	H2O(%)	평형농도(H2)	실측값
팩킹 샌드 (packing sand)	20kg	1.0	0.1ppm	<0.1ppm
슈라우딩 튜브 (shrouding tube)	30kg	3.0	0.5ppm	0.4~0.7ppm
턴디시 라이닝	1,800kg	0.5	5.4ppm	<0.8ppm
턴디시 플럭스	70kg	1.1	0.5ppm	<0.1ppm
몰드 플럭스	180kg	0.8	0.8ppm	0.2~0.3ppm
1998년 유럽 컨퍼런스에서 공식화된 지표임

표 1에 나타난 바와 같이, 턴디시 내화물(라이닝)에서 픽업되는 산소가 5.4ppm으로 가장 높다. 따라서, 턴디시 내화물에서의 수소픽업량을 저감하면 연속주조시 수소로 인한 품질상의 문제는 크게 줄일 수 있다.

턴디시 내화물 표면의 코팅작업은 크게 열간상태로 적열되어 있는 턴디시 내화물을 살수 장치를 이용해 급냉시키는 작업과정(도 1a)과 냉간 상태로 식어 있는 턴디시내화물 표면에 코팅재료를 코팅하는 코팅재 시공 작업(도 1b)으로 구분된다. 도1에서, 2a, 2b 및 2c는 살수대, 3a, 3b 및 3c는 냉각수, 4a 및 4b는 턴디시 댐을 나타내는 것이다. 턴디시 내화물의 코팅재는 표 2와 같다.

구분		수분재 (wet Spray)	무수분 코팅재
화학성분	MgO	76	86
	SiO2	9.1	3.8
바인더		유기기포제 MgO, 초미분 실리카	열경화성 (페놀레진 3~4%)
부피비중(건조)		1.72	1.70
첨가수분		19~22%	-
시공온도		냉간시공 (100℃이하)	냉간시공
시공장비		수분기(Wet Spray, 수동 또는 자동)	형틀, 열원공급장치(열풍기, 버너등)
특징		시공두께 조절 가능 단연연주에 유리	작업성 열위 장연연주에 유리

이들 코팅재는 100℃이하의 온도에서 시공하는 것이 일반적이다. 수분재의 경우는 7단계의 작업공정을 거치고(도 2a), 무수분재의 경우에는 더 복잡한 작업 단계를 거치게 되어 있다(도 2b).

무수분재의 코팅에서는 수분의 픽업이 적어 용강의 품질과 슬라브 품질의 청정성이 높기 때문에 많이 이용되고 있다. 무수분 코팅은 먼저, 턴디시 내화물 바닥을 시공 을 하고, 턴디시 내부에 형틀을 삽입한 다음, 그 형틀과 턴디시 내화물의 공간 틈새로 무수분 코팅재료를 채워 넣는 벽체 시공작업 후에 형틀을 제거하는 탈형 작업을 행한다. 그 다음, 턴디시 내화물 외면에 부착되어 있는 코팅물을 다시금 보열 버너를 이용하여 가열 경화 작업을 행함으로써 제반 턴디시 내화물의 코팅작업을 완료하게 된다.

이러한 무수분 코팅을 행하더라도 턴디시 내화물에 의해 용강 중으로 수소가 픽업 되어 용강의 품질저하 뿐 아니라 연속주조 작업 과정에서 용강이 유출되는 브렉 아웃의 대형 설비사고를 유발시키는 커다란 문제점을 야기시키게 된다. 즉, 수분재이던 무수분재이던 모두 열간 상태의 턴디시를 냉간상태로 강제로 냉각하여서 작업을 하기 때문에 살수하는 작업 과정에서 수분이 많이 들어가고,이를 냉각해야 하는 작업 시간도 2~3시간이 소요되어 작업의 비능률적이고 무엇보다 수소의 발생량을 증가시키는 원인을 제공하게 된다.

또한, 코팅원료를 턴디시 내화물에 코팅시켜 주는 과정에서도 수분이 20%정도 함유한 코팅물을 내화물 표면에 코팅장치를 이용해 분사시키기 때문에 필연적으로 연속주조시 용강 중에 수소가 많이 발생되는 문제를 파생 시키게 된다. 이외에도 종래의 무수분재를 이용한 코팅 방법은 작업이 복잡하고 작업 공정에 소요되는 시간도 많아 작업자의 작업 피로도를 급증 시키고, 턴디시 내화물의 코팅작업의 비능률에 따른 가동 효율의 저하를 유발시키게 된다. 또, 형틀을 삽입하는 과정에서 형틀이 부상되는 문제가 있으며, 형틀과 내화물간의 틈새에 채워 넣은 코팅 시공재가 쳐지는 문제점이 파생되게 된다.

본 발명은 종래 턴디시 내화물의 코팅방법의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 턴디시 내화물의 코팅작업시간을 단축하고 턴디시 내화물의 코팅물에서 발생되는 수소분을 저감하여 연속 주조시 슬라브의 청정성을 높이고 수소로 인해 연속 주조 작업시 용강이 유출되는 대형사고를 미연에 방지하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 턴디시 내화물 코팅방법은,

턴디시 내부의 내화물을 열간스프레이 작업 온도까지 공냉하면서 내화물의 표면에 융착지금을 제거하는 단계,

지금이 제거된 턴디시내부의 내화물의 표면에 열간스프레이 코팅하는 단계를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서는 턴디시 내부의 내화물의 표면에 열간스프레이 코팅하는데 특징이 있다. 도 3에는 본 발명에 따라 턴디시에 열간스프레이 하는 공정의 일례가 제시되어 있다. 먼저, 턴디시 내화물을 열간스프레이 작업 온도까지 공냉하면서 내화물의 표 면에 융착지금을 제거한다. 열간스프레이 작업온도는 부착효율측면에서 150~300℃가 가장 적합하다.

열간스프레이 작업온도까지 공냉하는 과정에서 작업성을 고려한 적절한 시점이 되면 턴디시 내화물에 부착되어 있는 융착지금을 제거한다.

그 다음 턴디시 내화물의 온도가 150~300℃가 되면 열간스프레이재를 코팅한다. 열간스프레이재는 공지된 통상의 것을 사용할 수 있으며, 턴디시 내화물에 적합한 것을 선택할 수 있다. 턴디시 내화물이 Mg-C계로 많이 이용되고 있으므로, 열간스프레이재 또한 MgO계를 이용할 수 있다. MgO계 열간스프레이재는 MgO를 주성분으로 하고 부성분으로 바인더로 구성되고, 기타 첨가제가 포함되기도 한다. 이러한 열간스프레이재로는 SGM-1™(제조사-포철로제)을 예로 들 수 있다.

열간스프레이재의 코팅두께는 20mm이하가 바람직하다. 코팅두께가 20mm 보다 두꺼워지면 탈락률이 높아 실효성이 떨어진다. 이때, 시공하는 코팅재의 양은 1,000kg 이하로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 코팅재의 양이 1,000kg 보다 많은 경우에는 턴디시의 내용적이 적어질 뿐아니라 내화물 보수에 들어가는 열간 보수재의 비용이 높아지기 때문이다.

열간스프레이 다음에는 공냉하여 상온까지 냉각한 다음, 웰브릭 해체와 축조공정을 거치고, 댐축조하여 공정을 종료한다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

턴디시 내화물을 공냉하면서 지금을 제거하고, 내화물의 온도가 200℃로 될 때

MgO계 열간스프레이재(SGM-1)를 코팅하면서 부착상태를 조사한 결과, 턴디시 내화물이 200℃에서도 아주 양호한 부착 상태를 보였다(도 4).

또한, 실제 종래의 코팅방법과 본 발명에 따른 코팅방법을 동일한 조건에서 3회 정도 실험하고, 수소픽업량을 조사하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.

구분	종래예1(수분재)	종래예2(무수분재)	발명예
시험횟수	1회	3회	3회
수소픽업량(ppm)	7.52	7.17	3.96

표 3에 나타난 바와 같이, 열간 스프레이한 발명예의 경우 수소의 농도가 3.96ppm으로 무수분 코팅재의 7.17ppm, 수분 코팅재의 7.52ppm 보다 상당량 적게 나타 남을 알 수가 있었다.

또한, 접착강도에 대한 조사결과를 표 4에 나타내었다.

구분	종래예1(수분재)	발명예
건조	1.72	1.84
1000℃×3Hr	1.64	1.76

접착강도면에서 열간 스프레이재인 발명예의 경우에는 수분재 코팅의 경우 보다 4 배 정도 높은 접착강도를 나타내었다.

한편, 종래의 작업 방법과 본 발명에 따른 작업 방법의 적용에 있어서, 그 작업 시간을 조사한 결과는 도 5에 나타나 있다. 도 5에서 종래의 경우 무수분 코팅재를 활용한 냉간 상태에서의 코팅작업이 40시간에 육박하는 반면, 본 발명에 따른 작업 시간은 30시간 이내가 소요됨을 알 수가 있었다.

결과적으로, 본 발명에 따른 코팅 작업 방법은 종래의 작업 방법과 비교해 작업 시간이 10시간 정도 단축되는 것을 알 수가 있었다. 수소의 픽업에 대한 부문에서도 도 7에 도시한 바와같이, 종래의 수분재나 무수분재와 비교하여 본 발명에 따른 열간스프레이 작업은 0.35ppm으로 아주 낮게 나타남을 알 수가 있었다. 종래의 방법과 본 발명에 있어 수소발생 추이를 도 6에 나타내었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 용강중 수소의 픽업량이 저감되어 용강의 품질 향상에 기여하여 연속 주조 작업에서 브렉 아웃에 따른 대형 설비사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 이외에도, 본 발명에 따른 작업방법은 연속주조 작업에서 턴디시 가동 효율을 극대화하여 작업의 안정감이 증폭되고 턴디시 내화물의 코팅 작업시간이 단축되어 작업자의 작업 부하의 경감은 물론, 작업의 능률이 향상되는 효과가 얻어지게 된다. 또한, 턴디시 내화물에 부착되는 코팅물의 접착 강도가 종래의 기술과 비교해 4배 정도 높아지므로, 턴디시 내화물의 수명 연장에 따른 내화물 사용량 저감으로 인한 내화물 비용이 단축되는 실용상의 효과도 얻어지게 된다.

Claims (4)

1. 연속주조조업에 사용되는 턴디시 내화물의 코팅방법에 있어서,

   상기 턴디시 내부의 내화물을 열간스프레이 작업 온도인 150~300℃ 범위까지 공냉하면서 내화물의 표면에 융착지금을 제거하는 단계,

   지금이 제거된 턴디시내부의 내화물의 표면에 두께 20mm이하의 코팅층을 형성하도록 1000Kg 이하의 열간스프레이 코팅재를 사용하여 열간스프레이 코팅하는 단계를 포함하여 이루어지는 턴디시의 코팅방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 턴디시 내화물은 Mg-C계로서 열간스프레이 코팅재는 MgO계임을 특징으로 하는 턴디시의 코팅방법.

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