KR101166569B1 - 머드재 - Google Patents

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Abstract

재료에 최대한 과부족이 생기지 않도록 SiC본드를 생성할 수 있고, 또한 개공 용이성이 양호한 머드재를 제공한다. 입경 75㎛ 이하의 미립 영역을 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석(pyrophillite)의 삼자로 구성하거나 또는 이 삼자와 알루미나질 원료, 탄화 규소질 원료, 희토류 원소의 산화물질 원료, 점토, SiO2 함유량이 80질량% 이상인 고순도 실리카질 원료, 상기 질화규소질 원료 100질량%에 대해 0.3질량% 미만의 양의 붕소화합물질 원료 및 상기 탄소질 원료 100질량%에 대해 10질량% 미만의 양의 금속분에서 선택되는 1종 이상으로 구성한다. 또 미립 영역에서 상기 삼자의 합량 100질량%를 질화규소질 원료 51～74질량%, 탄소질 원료 15～35질량% 및 납석 10～30질량%로 구성한다.

Description

머드재{Mud material}
본 발명은 입경 75㎛ 이하의 미립 영역을 갖도록 입도 조정된 내화성 분체를 바인더로 이겨넣어 이루어진 머드재에 관한 것이다.
고로의 조업을 예로 들어 머드재의 사용 형태를 설명한다. 머드재는 출선(出銑) 종료 후의 출선구에 압입 충전되어 이것을 폐색한다. 그 출선구에 의한 다음번 출선 시기가 도래하면 그때까지의 기간에 노열(爐熱)로 소성된 머드재를 드릴로 개공하여 탕도(湯道)를 형성한다. 이 탕도를 통해 노(爐) 안의 용선(溶銑) 및 슬래그가 노밖으로 배출된다. 출선 중에 탕도의 구경 확대가 진행되는 것을 억제하여 장시간의 안정적인 출선을 달성하기 위해서는 머드재가 용선 및 슬래그에 대해 우수한 내침식성을 가질 필요가 있다.
종래, 머드재의 내침식성을 향상시키기 위해서는 하기 특허문헌 1이 개시한 것처럼 머드재에 질화규소질 원료 및 탄소질 원료를 첨가하는 것이 유효하다고 알려져 있다.
특허문헌 1은, 머드재가 질화규소질 원료 및 탄소질 원료를 포함할 경우 1400℃ 부근부터 하기 반응식(1) 및 (2)에 따라 SiC본드가 생성된다고 설명하고 있다. SiC본드는 머드재의 조직을 치밀화하여 매트릭스를 강화하기 때문에 머드재의 내침식성을 향상시킨다.
Si3N4→3Si+2N2 …(1)
Si+C→SiC …(2)
특허문헌 1은 구체적으로는 질화규소질 원료로서 입경 75㎛ 이하의 질화규소철, 탄소질 원료로서의 피치 펠렛 및 입경 0.3㎜ 이하의 코크스 및 입경 0.3㎜ 이하의 납석을, 이들 삼자의 합량 100질량%가 질화규소질 원료 약 42질량%, 탄소질 원료 약 26질량% 및 납석 약 32질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재를 개시하고 있다(특허문헌 1의 실시예 1 및 단락0025 참조).
그밖에 질화규소질 원료 및 탄소질 원료를 포함한 머드재로서는 이하의 것도 알려져 있다.
특허문헌 2는 입경 74㎛ 이하의 질화규소철, 입경 1㎛ 미만의 카본블랙 및 입경 1㎛ 미만의 마이크로실리카를, 이들 삼자의 합량 100질량%가 질화규소철 약 42.8질량%, 카본블랙 약 28.5질량% 및 마이크로실리카 약 28.5질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재를 개시하고 있다(특허문헌 2의 발명예 3 참조).
특허문헌 2는 또 입경 74㎛ 이하의 질화규소철, 입경 1㎛ 미만의 카본블랙 및 실리카질 원료인 점토 및 입경 1㎛ 미만의 마이크로실리카를, 이들 삼자의 합량 100질량%가 질화규소철 약 43질량%, 카본블랙 약 14질량% 및 실리카질 원료 약 43질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재도 개시하고 있다(특허문헌 2의 비교예 1의 5 참조).
특허문헌 3은 입경 0.5㎜ 이하의 질화규소철, 입경 2㎜ 이하의 코크스 및 평 균 입경 4㎛인 납석 초미립분을, 이들 삼자의 합계 100질량%가 질화규소철 40질량%, 코크스 40질량% 및 납석 초미립분20질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재를 개시하고 있다(특허문헌 3의 실시예4 참조).
특허문헌 4는 200메쉬 이하의 입도, 즉 입경 약 75㎛ 이하로 조정된 질화규소철, 마찬가지로 200메쉬 이하의 입도로 조정된 흑연 및 입경 0.1㎜ 이하의 납석을, 이들 삼자의 합량 100질량%가 질화규소철 50질량%, 흑연 17질량% 및 납석 33.5질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재를 개시하고 있다(특허문헌 4의 실시예 D 참조).
특허문헌 5는 입경 45㎛ 이하의 질화규소철, 카본블랙 및 입경 0.1㎜ 이하의 납석을, 이들 삼자의 합량 100질량%가 질화규소철 55.5질량%, 카본블랙 11.1질량% 및 납석 33.3질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재를 개시하고 있다(특허문헌 5의 실시예 1～3 참조).
특허문헌 6은 입경 0.1㎜ 이하의 질화규소철, 카본블랙 및 입경 0.1㎜ 이하의 납석을, 이들 삼자의 합량 100질량%가 질화규소철 71.4질량%, 카본블랙 4질량% 및 납석 23.8질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재를 개시하고 있다(특허문헌 6의 비교예 3～7 참조).
특허문헌 7은 입경 75㎛ 이하의 질화규소철, 카본블랙 및 입경 0.1㎜ 이하의 납석을, 이들 삼자의 합량 100질량%가 질화규소철 50질량%, 카본블랙 27.8질량% 및 납석 22.2질량%로 이루어지는 조건으로 포함한 머드재를 개시하고 있다(특허문헌 7의 표 1의 시료번호 7 참조).
[특허문헌 1] 일본특허 제2831311호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허공개 2002-60820호 공보
[특허문헌 3] 일본 특허공개 2000-319711호 공보
[특허문헌 4] 일본 특허공개 평08-231278호 공보
[특허문헌 5] 일본 특허공개 2004-10379호 공보
[특허문헌 6] 일본 특허공개 2001-335374호 공보
[특허문헌 7] 일본 특허공개 평11-199337호 공보
특허문헌 1에 기재된 상기 반응식(1) 및 (2)는 이론적으로는 맞지만 본원 발명자의 연구에 의하면 머드재의 매트릭스를 구성하는 입경 75㎛ 이하의 미립 영역 중에 질화규소질 원료 및 탄소질 원료 뿐만 아니라 실리카 성분도 존재하지 않으면 SiC본드가 생성되기 어렵다는 것을 알 수 있었다. 또 이 실리카 성분원이 되는 원료의 종별 및 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 실리카 성분원이 되는 원료의 입도(粒度)와 이들 삼자간의 상대 비율이 SiC본드를 생성시킴에 있어서 중요한 인자가 된다는 것을 알 수 있었다.
특허문헌 2의 발명예 3에 의한 머드재는 미립 영역 중에 실리카 성분원이 되는 원료를 포함하지만, 그것이 마이크로실리카 뿐이다. 마이크로실리카는 1400℃ 정도의 온도 영역에서 SiO 가스가 되어 머드재의 조직 중을 내부에서 표층부로 향하는 방향으로 퍼지기 때문에 머드재의 내부에 충분한 분량의 SiC본드를 형성할 수 없다. 이 문제는 마이크로실리카 뿐 아니라 용융실리카, 실리카플라워, 화이트카본 등의 무수 또는 함수 비정질 실리카 또는 규석이라는 SiO2 함유량이 80질량% 이상인 고순도 실리카질 원료를 사용하는 경우에 일어날 수 있다.
특허문헌 2의 비교예 1의 5에 의한 머드재는 미립 영역 중에 실리카 성분원이 되는 원료를 포함하지만 그것이 마이크로실리카 및 점토 뿐이다. 점토는 상기 고순도 실리카질 원료에 비하면 가스화하기 어렵지만 결정수를 비교적 많이 포함하기 때문에 소성시에 수축하는 특성을 가진다. 이 때문에 머드재의 조직 열화를 초래하기 쉽다. 따라서 SiC본드를 생성할 수 있다 해도 SiC본드에 의한 조직 강화의 효과가 충분히 발휘되기 어렵다.
본원 발명자에 의한 연구 결과 적절하게 SiC본드를 생성할 수 있고 또한 SiC본드의 생성에 의한 조직 강화 효과를 유감없이 발휘할 수 있으려면 실리카 성분원이 되는 원료로서 납석을 사용할 필요가 있다고 판명하였다.
특허문헌 1의 머드재는 실리카 성분원이 되는 원료로서 납석을 포함한다. 납석의 사용에 의해 고순도 실리카질 원료 및 점토를 사용하는 경우의 상기 각 문제는 완화된다. 그러나 특허문헌 1에서는 납석 및 탄소질 원료(코크스)의 입도가 적절하지 않기 때문에 효율적으로 SiC본드를 생성할 수 없다. 또 탄소질 원료 및 납석에 대한 질화규소철의 상대 비율이 지나치게 작기 때문에 탄소질 원료 및 납석 중 적어도 어느 한 쪽에 SiC본드의 생성에 기여하지 않는 손실이 발생하게 된다.
특허문헌 3의 머드재도 실리카 성분원이 되는 원료로서 납석을 포함하지만, 질화규소철 및 코크스의 입도가 적절하지 않기 때문에 효율적으로 SiC본드를 생성할 수 없다. 또 탄소질 원료 및 납석에 대한 질화규소철의 상대 비율이 지나치게 작기 때문에 탄소질 원료 및 납석 중 적어도 어느 한 쪽에 SiC본드의 생성에 기여하지 않는 손실이 발생하게 된다.
본원 발명자의 연구에 의하면 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석 삼자는 서로 반응하여 SiC본드를 생성하기 때문에 이상과 같이 상기 삼자간의 상대 비율 및 입도가 적절하지 않은 경우에는 상기 삼자에 과부족이 생겨 효율적으로 SiC본드를 생성할 수 없게 된다.
상기 삼자에 최대한 과부족이 생기지 않게 SiC본드를 생성할 수 있다면 상기 삼자의 합량이 같더라도 종래보다도 많은 SiC본드를 생성할 수 있기 때문에 머드재의 내침식성을 향상시킬 수 있다. 또 목표량의 SiC본드를 얻을 때 상기 삼자의 사용량을 억제할 수 있게 되어 머드재 가격의 상승을 방지함과 동시에 머드재에서의 상기 삼자 이외의 부분의 배합 설계에 유연성을 부여할 수 있게 되는 이점이 있다.
그러나 종래 재료에 최대한 과부족이 생기지 않게 SiC본드를 생성시키는 것은 검토되지 않았다. 상기 삼자를 배합한 머드재는 알려져 있지만, 상기 삼자에 의해 비로소 SiC본드가 생성된다는 식견에는 도달하지 않았기 때문인지 상기 삼자의 상대 비율 및 입도를 적절하게 조합한 주지예는 존재하지 않는다.
그런데 머드재에는 개공(開孔) 용이성도 요구된다. 개공 용이성이란, 노열로 소성된 머드재를 드릴로 굴착하여 구멍을 뚫을 때의 굴착 용이성을 말한다. SiC본드 등의 본드는 머드재의 내침식성을 향상시키는 반면, 드릴로 구멍을 뚫을 때에 이미 본드가 생성되어 있으면 머드재의 개공 용이성이 손상된다. 이 때문에 본드는 머드재가 출선구를 막고 있는 상태일 때, 즉 머드재의 온도가 약 1200℃ 이하인 경우는 거의 생성되지 않고 드릴로 구멍을 뚫은 후에 용선 및 슬래그와 접촉하여 머드재의 온도가 1400℃ 이상에 달하는 타이밍으로 생성되는 것이 바람직하다.
이 점에서 특허문헌 4～7의 머드재는 이하에 설명하는 바와 같이 효율적인 SiC본드의 생성 뿐만 아니라 개공 용이성에 관해서도 개선의 여지가 있다.
특허문헌 4의 머드재는 납석의 입도 및 상기 삼자간의 상대 비율이 적절하지 않기 때문에 효율적으로 SiC본드를 생성할 수 없을 뿐만 아니라 미립 영역 중에 탄화붕소를 포함하기 때문에 탄화붕소가 상기 삼자에 의한 SiC본드의 생성 반응에 우선하여 질화규소철과 반응하여 1200℃ 이하의 저온 영역에서 질화붕소 본드를 생성하여 버린다. 이 때문에 개공 용이성이 손상된다. 이것은 붕소화합물을 사용하는 경우에 공통적으로 일어날 수 있는 문제이다.
특허문헌 5 및 6의 머드재는 납석의 입도가 적절하지 않기 때문에 효율적으로 SiC본드를 생성할 수 없을 뿐만 아니라 탄소질 원료의 상대 비율이 작기 때문에 양호한 개공 용이성을 얻을 수 없다. 즉 탄소질 원료는 SiC본드를 생성하기 위한 C성분원으로서의 역할 뿐만 아니라 약 1200℃ 이하의 저온 영역에서 납석과 질화규소질 원료에 의한 산질화규소 본드의 생성 반응을 억제하는 역할도 담당한다. 이 때문에 탄소질 원료의 상대 비율이 작으면 약 1200℃ 이하의 저온 영역에서 산질화규소 본드의 생성이 시작되기 때문에 개공 용이성이 손상된다.
특허문헌 7의 머드재는 납석의 입도가 적절하지 않기 때문에 효율적으로 SiC본드를 생성할 수 없을 뿐만 아니라 미립 영역 중에 금속 실리콘을 포함하기 때문에 금속 실리콘이 상기 삼자에 의한 SiC본드의 생성 반응에 우선하여 탄소질 원료와 반응하여 약 1200℃ 이하의 저온 영역에서 탄화물 본드(이 경우에는 SiC본드)를 생성하여 버린다. 이 때문에 개공 용이성이 손상된다. 이것은 금속분을 사용하는 경우에 공통적으로 일어날 수 있는 문제이다.
본 발명의 목적은, 재료에 최대한 과부족 없이 SiC본드를 생성할 수 있고 또한 개공 용이성이 양호한 머드재를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일관점에 의하면, 입경 75㎛ 이하의 미립 영역을 갖도록 입도 조정된 내화성 분체를 바인더로 이겨넣어 이루어진 머드재에서 상기 미립 영역이 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석의 삼자로 이루어지거나, 또는 이 삼자와 알루미나질 원료, 탄화 규소질 원료, 희토류 원소의 산화물질 원료, 점토, SiO2 함유량이 80질량% 이상인 고순도 실리카질 원료, 상기 질화규소질 원료 100질량%에 대해 0.3질량% 미만의 양의 붕소화합물질 원료 및 상기 탄소질 원료 100질량%에 대해 10질량% 미만의 양의 금속분에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지고, 또한 해당 미립 영역에서의 상기 삼자의 합량 100질량%가 상기 질화규소질 원료 51～74질량%, 상기 탄소질 원료 15～35질량% 및 상기 납석 10～30질량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 머드재가 제공된다.
본 명세서에서 Si3N4, C와 같이 화학식으로 표기한 것은 화학 성분을 나타내고, 질화규소질 원료, 탄소질 원료와 같이 「～질 원료」라고 표기한 것은 불가피한 불순물을 함유할 가능성이 있는 현실의 내화 원료를 나타내는 것으로 한다. 또 본 명세서에서 수치 범위를 나타내는 「～」의 기호는 양 끝점을 포함하는 의미로 사용하는 것으로 한다.
질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석을 배합하는 입도 영역 및 이들 삼자간의 상대 비율을 상기와 같이 규정하면 SiC본드의 생성 반응에서 상기 삼자에 과부족이 생기는 것을 억제할 수 있다. 사용하는 상기 삼자의 합량이 같더라도 종래보다도 많은 SiC본드를 생성할 수 있기 때문에 내침식성이 우수한 머드재를 얻을 수 있다. 또 상기 삼자 중 탄소질 원료의 상대 비율의 하한을 상기와 같이 규정함으로써 드릴에 의한 개공전에 납석과 질화규소질 원료에 의해 산질화규소 본드가 생성되는 것도 억제할 수 있어 개공 용이성의 저하를 방지할 수 있다.
알루미나질 원료, 탄화 규소질 원료 및 희토류 원소의 산화물질 원료는 상기 삼자에 의한 SiC본드의 생성 반응에 거의 관여하지 않아 상기 삼자와 병용하더라도 개공 용이성을 저해하는 본드를 형성하기 어렵다. 점토 및 고순도 실리카질 원료도 상기 삼자와 병용하더라도 개공 용이성을 저해하는 본드를 형성하기 어려운 머드재를 실현할 수 있다. 또한 점토 또는 고순도 실리카질 원료를 사용하는 경우의 이미 설명한 문제는 납석의 사용에 의해 완화된다. 붕소화합물질 원료 및 금속분을 사용하는 경우라 해도 그 배합량을 각각 상기와 같이 억제하면 개공 용이성을 저해하는 본드의 생성을 방지할 수 있다. 이 때문에 양호한 개공 용이성을 함께 갖춘 머드재를 얻을 수 있다.
도 1은 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석으로 이루어진 혼합 분체의 배합 비율을 플롯한 삼각 다이어그램이다.
이하, 본 발명의 일실시형태에 대해서 설명한다.
머드재를 구성하는 내화성 분체는, 최밀도 충전 구조에 근접하도록 하는 것 및 양호한 작업성을 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 하여 JIS-Z8801에서 규정하는 표준 체를 사용한 측정으로, 예를 들면 입경 75㎛ 이하의 미립 영역이 45～75질량%를, 입경 1㎜를 초과한 조립(粗粒) 영역이 5～25질량%를, 입경이 75㎛ 초과 1㎜ 이하인 중립(中粒) 영역이 나머지 부분을 구성하도록 입도 조정된다.
이 중에서 입경 75㎛ 이하의 미립 영역은 적어도 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석을 포함하여 구성된다. 미립 영역을 구성하는 이들 삼자가 서로 반응하여 SiC본드를 형성한다.
또한 미립 영역 뿐만 아니라 입경 75㎛를 초과한 중립 영역 또는 조립 영역에도 질화규소질 원료, 탄소질 원료 또는 납석을 배합해도 되지만, 입경 75㎛를 초과한 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석은 입도가 거칠기 때문에 본드의 생성에 거의 관여하지 않는다.
이하의 설명 중, 「질화규소질 원료」, 「탄소질 원료」, 「납석」이라고 할 때에는 특별히 예고가 없는 한 모두 미립 영역을 구성한 것을 가리킨다. 또 「상기 삼자」라고 할 때에는 미립 영역을 구성한 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석의 삼자를 가리킨다.
SiC본드의 생성 반응을 일어나기 쉽도록 하여 SiC본드의 생성량을 한층 더 늘리기 위해서는 상기 삼자 각각은 평균 입경이 20㎛ 이하이고 또한 85질량% 이상 이 JIS-Z8801에서 규정하는 표준 체를 사용한 측정으로 입경 45㎛ 이하인 입도 영역에 속하도록 입도 조정되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는 미립 영역 중 입경이 45㎛ 초과 75㎛ 이하인 입도 영역에는 상기 삼자가 거의 존재하지 않게 된다. 상기 삼자 각각의 평균 입경은 15㎛ 이하인 것이 더 바람직하다.
본 명세서에서 평균 입경이란, 레이저 회절 산란식 입도 분포계로 측정된 누적 곡선(횡축을 입경, 종축을 누적 빈도로 하여 그려진 그래프)의 중앙 누적치에 해당하는 부피 평균 입경을 말한다.
또 SiC본드의 생성 반응에서 상기 삼자에게 과부족이 생기는 것을 억제하기 위해서는 상기 삼자의 합량 100질량%를 질화규소질 원료 51～74질량%, 탄소질 원료 15～35질량% 및 납석 10～30질량%로 구성할 필요가 있다.
질화규소질 원료의 상대 비율이 74질량%를 넘으면 질화규소질 원료에 SiC본드의 생성 반응에 기여하지 않는 손실이 생긴다. 반면 질화규소질 원료의 상대 비율이 51질량% 미만이면 탄소질 원료 및 납석 중 적어도 어느 한 쪽에 SiC본드의 생성 반응에 기여하지 않는 손실이 생긴다.
탄소질 원료의 상대 비율이 35질량%를 넘으면 탄소질 원료에 SiC본드의 생성 반응에 기여하지 않는 손실이 생길 뿐만 아니라 C성분 과잉으로 인해 머드재의 강도가 저하되어 머드재의 내침식성이 손상되기 쉽다. 반면 탄소질 원료의 상대 비율이 15질량% 미만이면 질화규소질 원료 및 납석 중 적어도 어느 한 쪽에 SiC본드의 생성 반응에 기여하지 않는 손실이 생길 뿐만 아니라 드릴에 의한 개공전의, 출선구를 폐색한 상태의 머드재 온도(예를 들면, 1200℃ 정도)에서 하기 반응식(3)에 의한 산질화규소 본드의 생성량이 증대되기 때문에 드릴에 의한 머드재의 개공 용이성이 손상된다.
Si3N4+SiO2→2Si2ON2 …(3)
납석의 상대 비율이 30질량%를 넘으면 납석에 SiC본드의 생성 반응에 기여하지 않는 손실이 생길 뿐만 아니라 SiO2성분이 과잉이 되어 머드재의 내침식성이 저하되기 쉽다. 반면 납석의 상대 비율이 10질량% 미만이면 질화규소질 원료 및 탄소질 원료 중 적어도 어느 한 쪽에 SiC본드의 생성 반응에 기여하지 않는 손실이 생긴다.
질화규소질 원료로서는, 예를 들면 질화규소 및 질화규소철에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 그 중에서도 질화규소철이 바람직하다. 질화규소철 중의 Fe성분이 SiC본드의 생성 반응을 촉진하기 때문이다. 단 질화규소철 중의 Fe성분 함유량이 지나치게 많으면 반응 촉진 효과가 과잉이 되어 도리어 SiC생성량이 저하되는 경우가 있다. 이 때문에 질화규소철은 70질량% 이상을 Si3N4가 차지하고 나머지 부분이 주로 Fe로 이루어지는 것이 바람직하다.
탄소질 원료로서는, 예를 들면 서멀블랙, 아세틸렌블랙, 채널블랙, 램프블랙, 퍼니스(furnace)블랙, 케첸블랙 등의 카본블랙, 토상(土狀) 흑연이나 인상(鱗狀)) 흑연 등의 흑연, 석유코크스, 석탄코크스 및 무연탄 등에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 그 중에서도 C의 순도가 80질량% 이상인 것이 바람직하다. 또 SiC본드의 생성 반응이 일어나기 쉽고 또한 원하는 작업성을 얻기 위한 바인더 의 첨가량을 억제할 수 있다는 점에서는 카본블랙이 바람직하다.
납석(roseki)은 비교적 연질에 랍상(蠟狀) 지방감이 풍부한 광석으로서, 엽랍석(pyrophyllite)을 주성분으로 하고 그밖에 석영(quarts), 고령토(kaolin), 견운모(sericite), 다이어스포어(diaspore) 등이 수반된 광물 조성을 가진다. 또 납석은 Al2O3 및 SiO2를 주성분으로 하고 그밖에 K2O 및 Na2O의 알카리 성분, TiO2, Fe2O3 등을 함유한 화학성분 구성을 갖는다. 납석은 중국에서는 동석(凍石)이나 청전석(靑田石) 등으로 불리는 경우가 있으며, 구미에서는 아갈마토라이트(agalmatolite)라고 불리는 경우가 있다.
납석을 사용한 경우에 왜 SiC본드를 적절하게 생성할 수 있는지 구체적인 메카니즘은 명확하지 않지만, 적어도 납석이 적당히 Al2O3를 함유하기 때문에 실리카플라워 등의 고순도 실리카질 원료에 비해 퍼지기 힘들다는 것은 적절한 SiC본드의 생성에 공헌한다고 생각된다. 단, Al2O3 및 SiO2를 주성분으로 한 알루미나?실리카질 원료에는 납석 이외에도 뮬라이트나 샤모트 등이 있는데 그 중에서도 특히 납석을 사용한 경우에 적절하게 SiC본드를 생성할 수 있다는 것을 알고 있다. 이 때문에 본 발명에서는 미립 영역을 구성하는 알루미나-실리카질 원료에 납석을 사용한다.
또한 납석은 고령토 점토 등의 다른 점토 광물과는 달리 열간에 팽창성을 나타내기 때문에 수축으로 인한 조직 열화를 초래하지 않고 SiC본드의 생성에 의한 조직 강화 효과를 유감없이 발휘할 수 있다. 또 납석은 점토 광물이기 때문에 머드 재의 가소성을 향상시킨다는 상승 효과도 얻을 수 있다.
납석은 JIS-R2216에서 규정하는 형광 X선 분석법에 의한 측정으로 Al2O3 함유량이 8～17질량%이고 나머지 부분이 SiO2를 주체로 하는 것이 바람직하다.
표 1에 납석의 화학 성분 구성을 예시한다.
Figure 112009023138673-pct00001
또한 머드재의 매트릭스 중에 어느 정도 양의 SiC본드를 생성시킬지는, 머드재의 사용 환경에 따라 달라진다. 적량의 SiC본드를 생성시키려면 미립 영역을 구성하는 질화규소질 원료의 배합량을 내화성 분체에서 차지하는 비율로, 예를 들면 20～50질량% 정도로 하는 것이 바람직하다. 이 경우 미립 영역을 구성하는 상기 삼자의 합량은 내화성 분체에서 차지하는 비율로, 예를 들면 27～68질량% 정도가 된다.
본 실시형태에 의하면, 상기 삼자간의 상대 비율을 규정함으로써 상기 삼자에 낭비 없이 SiC본드를 생성할 수 있기 때문에 목표량의 SiC본드를 얻기 위해 필요한 상기 삼자의 합량을 종래보다도 줄일 수 있게 된다. 이 때문에 미립 영역에서의 상기 삼자 이외의 나머지 부분의 배합 설계의 유연성이 향상된다.
단, 미립 영역에서의 상기 삼자 이외의 나머지 부분을 구성하는 재료는 알루미나질 원료, 탄화 규소질 원료, 희토류 원소의 산화물질 원료, 점토, 고순도 실리카질 원료, 질화규소질 원료 100질량%에 대해 0.3질량% 미만의 양의 붕소화합물질 원료 및 탄소질 원료 100질량%에 대해 10질량% 미만의 양의 금속분에서 선택되는 1종 이상으로 제한된다.
알루미나질 원료로서는 Al2O3함유량이 50질량% 이상인 것, 예를 들면 보크사이트, 가소(假燒) 알루미나, 소결 알루미나 및 전융(電融) 알루미나 등에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
희토류 원소의 산화물질 원료로서는, 예를 들면 산화이트륨질 원료, 산화란타늄질 원료 및 산화세륨질 원료 등에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
고순도 실리카질 원료로서는 예를 들면 마이크로실리카, 용융실리카, 실리카플라워, 화이트카본 및 규석에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
붕소화합물질 원료로서는 예를 들면 탄화붕소질 원료 및 질화붕소질 원료에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
금속분으로서는 예를 들면 알루미늄분, 금속실리콘분 및 페로실리콘분에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
알루미나질 원료, 탄화 규소질 원료 및 희토류 원소의 산화물질 원료는 상기 삼자에 의한 SiC본드의 생성 반응에 거의 관여하지 않아 상기 삼자와 병용하더라도 개공 용이성을 저해하는 본드를 형성하기 어렵다.
점토 및 고순도 실리카질 원료도 상기 삼자와 병용하더라도 개공 용이성을 저해하는 본드를 형성하기 힘든 머드재를 실현할 수 있다. 점토는 열간에 수축 특성을 나타내지만, 납석이 열간에 팽창 특성을 나타내기 때문에 점토를 사용하는 경우라 해도 납석과의 병용시에는 점토의 수축에 의한 머드재의 조직 열화를 억제할 수 있어 머드재의 조직을 열화시키지 않고 점토 첨가 효과, 즉 머드재의 가소성을 양호하게 할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 점토의 수축에 기인한 상기 폐해를 보다 확실히 방지하기 위해서는 점토의 배합량은 납석 100질량%에 대해 60질량% 미만인 것이 바람직하고 40질량% 미만인 것이 보다 바람직하고 0질량%인 것이 가장 바람직하다. 또 머드재의 개공 용이성을 한층 더 높이기 위해서는 고순도 실리카질 원료의 배합량은 질화규소질 원료 100질량%에 대해 7질량% 미만인 것이 바람직하고 0질량%인 것이 보다 바람직하다.
붕소화합물질 원료 및 금속분을 사용하는 경우라 해도 그 배합량을 각각 상기와 같이 억제하면 개공 용이성을 저해하는 본드의 생성을 방지할 수 있다. 이 때문에 양호한 개공 용이성을 함께 갖춘 머드재를 얻을 수 있다.
내화성 분체의 중립 영역와 조립 영역은 관용의 재료, 예를 들면 납석, 뮬라이트, 고령토, 샤모트, 견운모, 규선석, 남정석, 홍주석 등의 알루미나-실리카질 원료, 보크사이트, 다이어스포어, 명반석 혈암(shale), 전융 알루미나, 소결 알루미나, 가소 알루미나, 소결 첨정석(spinel), 전융 첨정석 등의 알루미나질 원료, 규석, 지르콘, 지르코니아, 마그네시아, 크롬광(鑛), 백운석 클링커, 석회 및 펠렛 등에서 선택되는 1종 이상의 재료로 구성할 수 있다.
머드재는 이상과 같이 구성된 내화성 분체를 바인더로 이겨넣음으로써 얻어진다. 바인더로서는 타르류나 레진 등을 들 수 있다. 타르류로서는 콜타르, 석유타르, 목(木)타르, 혈암타르, 아스팔트 및 피치 등을 들 수 있다. 레진으로서는 노볼락형 또는 레졸형 페놀레진이나 퓨란레진 등을 들 수 있다. 레진, 특히 열가소성을 가진 노볼락형 페놀레진을 사용할 경우에는 헥사메틸렌테트라민 등의 경화제를 병용하는 것이 바람직하다. 또 타르류와 레진을 병용해도 좋다.
바인더의 첨가량은 내화성 분체 100질량%에 대하여 추가적인 함량으로 예를 들면 10～20질량%인 것이 바람직하고 12～17질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한 바인더에 포함되는 잔탄 성분의 양은 예를 들면 20～30% 질량 정도이고, 바인더의 잔탄은 SiC본드의 생성에 거의 기여하지 않는다.
본 명세서에서 내화성 분체를 바인더로 이겨넣어 이루어진 머드재란, 내화성 분체에 필요에 따라 기능 조정용 첨가물을 추가한 것을 바인더로 이겨넣어 이루어진 머드재를 포함한 개념으로 한다. 첨가물로서는, 예를 들면 분산제나 강도 개선재를 사용할 수 있다. 분산제로서는, 예를 들면 음이온계 술폰산염, 구체적으로는 β나프탈렌술폰산, 음이온계 알킬?알릴술폰산염, 음이온계 변성 리그닌술폰산염 등을 들 수 있으며 이것을 사용함으로써 미립 영역의 분산성을 촉진할 수 있다. 강도 개선재로서는 카본섬유나 유리섬유 등의 무기섬유를 들 수 있으며 이것을 사용함으로써 머드재의 강도를 개선할 수 있다.
본 실시형태의 머드재의 작용은 다음과 같다.
우선, 본 실시형태의 머드재는 머드건에 의해 출선 종료 후의 고로 출선구에 압입 충전되고 이 상태에서 그 출선구에서의 다음번 출선까지의 동안에 로열로 소성된다. 출선구를 폐색하고 있는 상태일 때 머드재의 노 안쪽 부분의 온도는 약 1000～1200℃정도로 유지된다. 상기 삼자간의 상대 비율을 규정하고 또한 미립 영역에서의 상기 삼자 이외의 구성 원료를 제한함으로써 이 온도 영역에서는 산질화규소 본드 등의 본드가 생성되는 것을 억제할 수 있다. 따라서 출선구를 폐색하고 있는 상태일 때에 머드재의 조직이 지나치게 강고해지는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 그 출선구에 의한 다음번 출선 시기가 도래하면 출선구 안에서 고화된 상태의 머드재는 드릴로 개공되어 탕도를 형성한다. 상술한 바와 같이 충전 상태에서 머드재가 지나치게 딱딱해지는 것을 방지할 수 있기 때문에 드릴에 의한 개공 용이성은 양호하다. 또 충전 상태에서 머드재의 조직이 지나치게 강고해져서 깨지는 것을 방지할 수 있기 때문에 드릴로 개공시에 머드재에 균열이 발생하는 것도 방지할 수 있어 개공 작업 용이화를 꾀할 수 있다.
다음으로 머드재로 구성된 탕도에 용선 및 용융 슬래그가 흐르면 머드재의 온도는 약 1450～1550℃에 달한다. 1400℃ 이상의 온도 영역에서는 질화규소질 원료가 N2를 방출하면서 분해되어 탄소질 원료에서 공급되는 C 및 납석에서 공급되는 SiO2와 반응하여 SiC본드를 생성하기 때문에 머드재의 내침식성이 향상되어 출선시간의 연장이나 노벽 보호 효과의 향상등을 꾀할 수 있다. 이와 같이 본 실시형태의 머드재는 개공 전에는 과도한 강도를 나타내지 않고 개공 후에 충분한 강도를 나타내는 것이다.
실시예
질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석의 삼자간의 상대 비율과 SiC본드의 생성율 및 내침식성과의 관계를 조사하기 위해 다음 실험을 실시하였다.
우선 질화규소철, 카본블랙 및 납석(표 1에 나타낸 Al2O3 함유량 15질량% 이상의 납석A)로 이루어진 혼합 분체를 준비하였다. 질화규소철에는 평균 입경이 8～10㎛이고 또한 90질량%가 입경 45㎛ 이하인 입도 영역에 속한 것을 사용하였다. 카본블랙에는 평균 입경이 0.1㎛ 이하이고 또한 전량이 입경 45㎛ 이하의 입도 영역에 속한 것을 사용하였다. 납석에는 평균 입경이 6～14㎛이고, 또한 90질량% 이상이 입경 45㎛ 이하의 입도 영역에 속한 것을 사용하였다.
다음으로 이 혼합 분체 100질량%를, 이에 대한 추가적인 함량으로 15질량%의 아라비아 고무 수용액(농도10%)으로 이겨넣어 이루어진 것을 7MPa로 가압 성형한 후 110℃에서 24시간 건조시켜 건조 성형체를 얻고, 얻어진 건조 성형체를 실제 고로 출선구 안의 분위기를 모방한 환원 분위기 중에서 1500℃에서 3시간 소성하여 소성체를 얻었다. 이 소성체를 시료로 한다.
이 경우에 혼합 분체를 구성하는 상기 삼자간의 상대 비율을 여러가지로 변경함으로써 여러 종류의 시료를 얻고, 이들 시료 각각에 대해서 SiC생성율과 내침식성을 측정하였다.
표 2～표 4에 그 실험 결과 중 대표적인 것을 나타낸다.
SiC생성율이란, 시료의 질량에 대한 그 시료 중의 SiC성분의 질량 비율로서, 이 값은 JIS-R2216에서 규정하는 형광 X선 분석법으로 측정하였다.
용손 지수란, 침식제로서 고로 슬래그를 사용하고 회전식 침식 시험 장치에 의해 각 시료를 1500℃에서 6시간 침식시켰을 때의 각 시료의 최대 용손 칫수를 시료 A의 최대 용손 칫수로 나누어 100배한 값이다. 용손 지수는 그 값이 작을수록 내식성이 우수하다는 것을 나타낸다.
Figure 112009023138673-pct00002
Figure 112009023138673-pct00003
Figure 112009023138673-pct00004
표 2의 시료A～Q에서는 모두 SiC생성율이 35% 이상, 용손 지수가 100 이하로 되어 있어, 표 3의 시료R～AH 및 표 4의 시료AI～AW에 비하면 SiC생성율 및 내침식성이 우수하다. 이로부터 시료A～Q의 배합 비율의 조건은 바람직한 것으로 생각된다.
도 1은, 시료 A～AW의 배합 비율을 플롯(plot)한 삼각 다이어그램을 도시한다. 이 삼각 다이어그램의 밑변은 카본블랙의 배합 비율을 나타내고, 왼쪽의 경사변은 질화규소철의 배합 비율을 나타내고, 오른쪽의 경사변은 납석의 배합 비율을 나타낸다. 각 플롯에 붙인 부호A～AW는 표 2～4의 부호A～AW와 대응한다. 시료A～Q에 관해서는 흰색 동그라미로 플롯하고 시료R～AW에 관해서는 검은 동그라미로 플롯하였다.
도 1 중 사선을 붙인 영역 내에 양호한 특성을 나타낸 표 2의 시료A～Q의 플롯이 분포되어 있다. 이로부터, 적어도 이 영역내, 즉 상기 혼합 분체 100질량%가 질화규소철 51～74질량%, 카본블랙 15～35질량% 및 납석 10～30질량%로 이루어진 것을 나타내는 영역 내에서는 양호한 SiC생성율 및 내침식성을 얻을 수 있다고 생각된다.
또 시료A～Q 중에서도 특히 시료G,H,J,L～P가 SiC생성율이 우수하기 때문에 도 1의 사선을 붙인 영역 중에서도 특히 플롯G,H,J,L～P에 의해 획정되는 영역, 즉 상기 혼합 분체 100질량%가 질화규소질 원료 59～72질량%, 탄소질 원료 17～25질량% 및 납석 12～22질량%로 이루어진 것을 나타내는 영역이 바람직한 것으로 생각된다. 또 상기 혼합 분체 100질량%가 질화규소질 원료 65～70질량%, 탄소질 원료 17～20질량% 및 납석 13～15질량%로 이루어진 것을 나타내는 영역이 보다 바람직한 것으로 생각된다.
또한 도 1의 삼각 다이어그램의 밑변 상에 플롯된 시료Z,AV 및 AW에서는 SiC생성율이 거의 제로이다. 종래 당업자의 기술상식에 의하면 특허문헌 1이 개시한 상기 반응식(1) 및 (2)에 따라 질화규소질 원료 및 탄소질 원료만으로도 SiC본드가 생성된다고 생각되었으나, 실제로는 상기 당업자의 기술상식에 반하여 납석이 존재하지 않으면 SiC본드가 생성되기 어렵다는 것을 알 수 있었다.
표 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 머드재의 배합을 나타낸다. 미립 영역을 구성하는 납석으로는 표 1의 납석B를 사용하였다. 또 표 5에 미립 영역을 구성하는 질화규소철, 카본블랙 및 납석의 입도 구성은 각각 표 2～4에 사용한 것의 입도 구성과 같다. 또한 토상 흑연으로는 평균 입경이 20㎛ 이하이고 또한 85질량% 이상이 입경 45㎛ 이하의 입도 영역에 속하도록 입도 조정된 것을 사용하였다.
Figure 112010028966286-pct00010
표 5의 시험 항목에 대해서 설명한다.
용손 지수는 다음과 같이 구하였다. 7MPa로 가압 성형한 머드재를 환원 분위기 중에서 400℃에서 소성하여 이것을 시험편으로 한다. 그리고 회전식 침식 시험 장치에서 침식제로서 고로 슬래그를 사용하여 각 시험편을 1500℃(출선중인 머드재의 온도에 상당하는 온도)에서 6시간 침식시켰을 때의 각 시험편의 최대 용손 칫수를 측정한다. 각 시험편의 최대 용손 칫수를 실시예 1의 머드재의 시험편의 최대 용손 칫수로 나누어 100배한 값이 용손 지수이다.
개공 용이성은 다음과 같이 하여 평가하였다. 머드재를 φ50㎜×높이 50㎜의 원주 형상으로 7MPa로 가압 성형한 후 환원 분위기 중에서 1200℃(출선구 폐색 상태의 머드재의 온도에 상당하는 온도)에서 소성하여 이것을 시험편으로 하였다. 시험편의 각각을 φ10㎜의 드릴로 높이 방향으로 도려내고 도려내는 과정에서 시험편으로의 드릴의 평균 진입 속도를 구하였다. 이 값이 클수록 개공 용이성이 우수하다. 드릴의 평균 진입 속도가 100㎜/분을 초과한 경우를 ◎, 70㎜/분 초과 100㎜/분 이하인 경우를 ○, 50㎜/분 초과 70㎜/분 이하인 경우를 △, 50㎜/분 미만인 경우를 ×로 하였다. 개공 용이성의 평가가 △ 또는 ×인 머드재는 개공 작업에 시간이 너무 많이 걸리기 때문에 실물 기계에서의 사용에 적합하지 않다.
실시예 1～6의 머드재는 미립 영역에서의 질화규소질 재료, 탄소질 재료 및 납석의 상대 비율이 본 발명의 규정을 충족하여 모두 양호한 내침식성을 나타내었다. 또 실시예 1～6의 머드재는 개공 용이성도 양호하다.
실시예 6의 머드재는 내침식성은 충분히 우수하지만, 다른 실시예 1～5에 비해 용손 지수가 약간 높다. 이것은 주로 내화성 분체에서 차지하는 질화규소철의 비율이 14질량%로 상대적으로 적었기 때문이라고 생각된다. 내화성 분체에서 차지하는 질화규소철의 양을 20질량% 이상으로 한 실시예 1～5가 내침식성에 관하여 실시예 6보다도 우수한 것을 고려하면, 내화성 분체에서 차지하는 질화규소철의 비율은 20질량% 이상인 것이 바람직한다고 볼 수 있다. 단 머드재의 작업성이나 개공 용이성 등을 고려하면 내화성 분체에서 차지하는 질화규소철의 비율은 50질량% 이하인 것이 바람직하다.
내화성 분체에서 차지하는 입경 75㎛ 이하의 질화규소철의 비율이 20～50질량%인 경우, 표 2에서 가장 SiC생성율이 높았던 시료O에서의 상기 삼자간의 상대 비율을 채용하면, 내화성 분체에서 차지하는 입경 75㎛ 이하의 탄소질 원료의 비율은 저절로 약 4.5～12.5질량%, 보다 특정하면 4.8～12.2질량%가 되고, 내화성 분체에서 차지하는 입경 75㎛ 이하의 납석의 비율은 저절로 약 3.5～9.5질량%, 보다 특정하면 3.7～9.3질량%가 된다.
비교예 1의 머드재는 탄소질 재료의 상대 비율이 8질량%로 지나치게 작다. 이 때문에 효율적으로 SiC본드를 생성할 수 없을 뿐만 아니라 약 1200℃ 이하의 저온 영역에서 상기 반응식(3)에 의한 산질화규소 본드의 생성이 촉진되었기 때문에 내침식성에 관해서는 겉보기에 양호한 특성을 나타내고는 있지만 개공 용이성이 현저하게 뒤떨어진다. 즉, 비교예 1의 머드재의 내침식성은 SiC본드가 아닌 주로 산질화규소 본드에 의해 발휘되었으며, 이와 같은 머드재는 개공 용이성이 나쁘기 때문에 실물 기계에서의 사용에 적합하지 않다.
표 6은 다른 실시예 및 비교예에 의한 머드재의 배합을 나타낸다. 미립 영역을 구성하는 납석으로는 표 1의 납석C를 사용하였다. 또 표 6에서 미립 영역을 구성하는 질화규소철, 카본블랙 및 납석의 입도 구성은 각각 표 2～4에서 사용한 것의 입도 구성과 같다. 또 시험 항목의 평가 방법은 표 5의 경우와 같다. 단, 용손 지수는 실시예 9의 머드재의 용손 지수를 100으로 한 경우의 상대값으로 나타내었다.
Figure 112010028966286-pct00011
표 6에 나타낸 바와 같이 카본블랙의 상대 비율이 작아짐에 따라 개공 용이성이 저하된다. 이것은 카본블랙의 상대 비율이 작으면 약 1200℃ 이하의 저온 영역에서 주로 납석과 질화규소철의 반응에 의해 산질화규소 본드가 생성되어 버리기 때문이다. 표 6의 결과에 의하면 양호한 개공 용이성을 달성하기 위해서는 탄소질 원료의 상대 비율은 15질량% 이상이어야 할 필요가 있다. 의외로 이 15질량%라는 수치는 효율적으로 SiC본드를 생성하기 위해 필요한 탄소질 원료의 상대 비율의 하한치와 정합된다. 즉, 탄소질 원료의 상대 비율을 규정하는 것은 SiC본드의 효율적인 생성 뿐만 아니라 양호한 개공 용이성의 달성에 기여한다.
표 7은 또다른 실시예 및 비교예에 의한 머드재의 배합을 나타낸다. 미립 영역을 구성하는 납석으로는 표 1의 납석D를 사용하였다. 또 표 7에서 미립 영역을 구성하는 질화규소철, 카본블랙 및 납석의 입도 구성은 각각 표 2～4에 사용한 것의 입도 구성과 동일하다. 또 시험 항목의 평가 방법은 표 5의 경우와 동일하다. 단, 용손 지수는 실시예 10의 머드재의 용손 지수를 100으로 한 경우의 상대값으로 나타내었다.
Figure 112010028966286-pct00012
표 7에 나타낸 바와 같이 탄화붕소의 배합량이 증가함에 따라 개공 용이성이 저하된다. 이것은, 탄화붕소가 상기 삼자에 의한 SiC본드의 생성 반응에 우선하여 질화규소철과 반응하여 약 1200℃ 이하의 저온 영역에서 질화붕소본드(BN)를 생성하여 버리기 때문이다. 표 7에 나타낸 바와 같이 탄화붕소는 극히 소량의 첨가로도 개공 용이성에 영향을 준다. 질화붕소 본드의 생성은 탄화붕소 이외의 붕소화합물질 원료를 첨가하는 경우에도 일어날 수 있다. 표 7의 결과로 붕소화합물질 원료의 배합량은 질화규소질 원료 100질량%에 대해 0.3질량% 미만으로 억제할 필요가 있다. 또 붕소화합물질 원료의 배합량은 0질량%인 것이 가장 바람직하다.
표 8은 또다른 실시예 및 비교예에 의한 머드재의 배합을 나타낸다. 미립 영역을 구성하는 납석으로는 표 1의 납석E를 사용하였다. 또 표 8에서 미립 영역을 구성하는 질화규소철, 카본블랙 및 납석의 입도 구성은 각각 표 2～4에서 사용한 것의 입도 구성과 같다. 또 시험 항목의 평가 방법은 표 5의 경우와 동일하다. 단, 용손 지수는 실시예 12의 머드재의 용손 지수를 100으로 한 경우의 상대값으로 나타내었다.
Figure 112010028966286-pct00013
표 8에 나타낸 바와 같이 금속 실리콘의 배합량이 증가합에 따라 개공 용이성이 저하된다. 이것은, 금속 실리콘이 상기 삼자에 의한 SiC본드의 생성 반응에 우선하여 카본블랙과 반응하여 약 1200℃ 이하의 저온 영역에서 예를 들면 금속 탄화물 본드(이 경우는 SiC본드)를 형성하여 버리기 때문이다. 금속 탄화물 본드의 생성은 금속 실리콘 이외의 금속분을 첨가하는 경우에도 일어날 수 있다. 표 8의 결과로부터 금속분의 배합량은 탄소질 원료 100질량%에 대해 10질량% 미만으로 억제할 필요가 있다. 금속분의 배합량은 탄소질 원료 100질량%에 대해 8질량% 이하로 억제하는 것이 바람직하다.
이상, 실시예를 따라서 본 발명을 설명하였으나 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 예를 들면 여러가지 변경, 개량 및 조합 등이 가능하다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명의 머드재는 고로 출선구의 폐색에 바람직하게 이용된다. 또 본 발명의 머드재는 고로 출선구의 폐색 뿐 아니라 전기로, 폐기물 용융로, 기타 간헐 출탕 방식의 용해로에서 용탕의 출탕구(出湯口) 폐색에 널리 이용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 입경 75㎛ 이하의 미립 영역을 갖도록 입도 조정된 내화성 분체를 바인더로 이겨넣어 이루어진 머드재로서, 상기 미립 영역이 질화규소질 원료, 탄소질 원료 및 납석의 삼자로 이루어지거나, 또는 이 삼자와 알루미나질 원료, 탄화 규소질 원료, 희토류 원소의 산화물질 원료, 점토, SiO2 함유량이 80질량% 이상인 고순도 실리카질 원료, 상기 질화규소질 원료 100질량%에 대해 0.3질량% 미만의 양의 붕소화합물질 원료 및 상기 탄소질 원료 100질량%에 대해 10질량% 미만의 양의 금속분에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지고, 또한 상기 미립 영역에서 상기 삼자의 합량 100질량%가, 상기 질화규소질 원료 51～74질량%, 상기 탄소질 원료 15～35질량% 및 상기 납석 10～30질량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 머드재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 삼자 각각이 평균 입경이 20㎛ 이하이고, 또한 85질량% 이상이 입경 45㎛ 이하의 입도 영역에 속하도록 입도 조정되어 있는 머드재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 질화규소질 원료가 질화규소철이고, 상기 탄소질 원료가 카본블랙인 머드재.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내화성 분체에서 차지하는 상기 질화규소질 원료의 비율이 20～50질량%인 머드재.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내화성 분체에서 차지하는 상기 미립 영역의 비율이 45～75질량%인 머드재.
KR1020097007848A 2006-10-20 2007-10-18 머드재 KR101166569B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

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