KR101224971B1

KR101224971B1 - 몰드의 엔드커버용 내구사

Info

Publication number: KR101224971B1
Application number: KR1020110098050A
Authority: KR
Inventors: 최인석; 박준욱; 김선홍
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-01-22

Abstract

본 발명은 SiO₂와,Al₂O₃와, 중인산 알루미늄과, 인산 및 불순물을 각각 중량%의 단위로 일정비율을 갖도록 혼합하는 내구사를 형성하여 기존의 캐스타블을 대체하며 열전도율과 생산비용이 기존의 캐스타블에 비해 낮은 몰드의 엔드커버용 내구사에 관한 것으로 상세하게는, 중량 %로, SiO₂ 43 ~ 49%와, Al₂O₃ 34 ~ 40%와, 중인산 알루미늄 4 ~ 10%와, 인산 3 ~ 9%와, 나머지는 불가피한 불순물을 포함한다.

Description

몰드의 엔드커버용 내구사{ENDURABLE SAND FOR ENDCOVER IN THE MOLD}

본 발명은 몰드의 엔드커버에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 열전도율이 기존의 캐스타블에 비해 낮고, 생산비용이 기존의 캐스타블에 비해 경제적인 내구사를 형성하는 몰드의 엔드커버용 내구사에 관한 것이다.

일반적으로 내화물은 고온 가열용 장치의 재료로서 잘 녹지 않고 화학적으로 안정한 무기화합물로 보통은 내화도 SK26(1,580℃ 에 해당) 이상의 것을 가리킨다.

이러한 내화물은 알루미나(Al₂O₃)-실리카(SiO₂) 계열이 가장 흔하며 그 밖에 산화광물계열, 탄화물계열, 질화물계열도 있다.

산성내화물에는 규석벽돌, 샤모트벽돌, 납석벽돌, 고알루미나질 내화물 등이 있고, 중성내화물에는 알루미나질 내화물, 크롬마그네시아벽돌, 크롬벽돌 등이 있으며, 염기성 내화물에는 마그네시아벽돌, 돌로마이트벽돌 등이 있다.

흑연벽돌, 탄화규소벽돌, 질화물계열 내화물 등은 중성이지만 환원 기류 속에만 사용할 수 있다.

내화물의 성질로는 내화도, 하중연화점, 스폴링, 슬랙에 대한 내식성 등이 중요하다.

이러한 내화물은 1500℃ 이상의 고온에 견디는 무기재료, 금속재료나 유기재료와 비교하여 내화성이 훨씬 높다. 이러한 특성으로 인해 제철 등의 금속 제련용이나 유리의 용융로, 도자기의 소성로, 벽돌, 도가니 등에 많이 쓰이고 있다.

관련 선행기술로는 한국등록특허공보 10-0858125호가 있다.

본 발명은 SiO₂와,Al₂O₃와, 중인산 알루미늄과, 인산 및 불순물을 각각 중량%의 단위로 일정비율을 갖도록 혼합하는 내구사를 형성하여 기존의 캐스타블 내화물(이하 '캐스타블')을 대체하며 열전도율이 기존의 캐스타블에 비해 낮고, 생산비용이 기존의 캐스타블에 비해 경제적인 몰드의 엔드커버용 내구사를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몰드의 엔드커버용 내구사는, 중량 %로, SiO₂ 43 ~ 49%와, Al₂O₃ 34 ~ 40%와, 중인산 알루미늄 4 ~ 10%와, 인산 3 ~ 9%와, 나머지는 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 인산은 인산의 농도가 65 ~ 85 부피%, 물의 농도가 15 ~ 35 부피%로 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 몰드의 엔드커버용 내구사의 성분을 SiO₂와 Al₂O₃와 중인산 알루미늄과 인산 및 불순물을 혼합하여 형성하므로 기존의 캐스타블 보다 생산비용과 열전도율이 낮은 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 몰드의 엔드커버용 내구사를 형성하여 엔드커버를 형성하는 것을 나타낸 순서도이다.
도 2는 캐스타블과 내구사의 고온을 견디는 내열성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 캐스타블과 내구사의 열전도율을 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 몰드의 엔드커버용 내구사를 나타낸 도면으로서, 원심주조용 몰드의 양단에 결합되어 몰드내로 주입되는 용강의 유출을 막는 엔드커버(2)의 재질인 내구사(10)는 중량 %로 SiO₂ 43 ~ 49%와 Al₂O₃ 34 ~ 40%와 중인산 알루미늄 4 ~ 10%와 인산 3 ~ 9%와 나머지는 불가피한 불순물을 포함한다.

여기서, 상기 인산은 상기의 구성물로 이루어지는 내구사가 일정 시간동안 건조되어 응고되도록 사용하게 된다.

이때 상기 SiO₂의 함량이 43% 미만으로 함유되면, 내열성이 용강의 온도를 견디지 못할 정도로 하락하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.

그리고, SiO₂의 함량이 49% 초과되어 함유될 경우 내열성에서의 차이가 거의 없는 상태로 제조비가 상승되는 문제점이 발생할 수 있다.

상기 Al₂O₃의 함량이 34% 미만으로 함유되면, 열전도율이 하락하여 기준치에 미치치 못하게 되는 문제점이 발생될 수 있으며, Al₂O₃의 함량이 40%를 초과하여 함유되면, 필요이상으로 열전도율이 상승되며, 이로 인한 제조단가가 증가될 수 있는 문제점이 발생될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 이러한 내구사(10)는 엔드커버(2)의 형상으로 이루어지는 금형(1)에 주입하고, 외압으로 다진후 건조시켜 형성한다.

상기 내구사(10)의 성분인 SiO₂의 더욱 바람직한 함유량은 45 ~ 47%이고, 상기 Al₂O₃의 더욱 바람직한 함유량은 36 ~ 38%으로 이루어진다.

그리고, 상기 중인산 알루미늄의 더욱 바람직한 함유량은 6 ~ 8%이고, 인산의 더욱 바람직한 함유량은 5 ~ 7%이다.

이때, 상기 인산은 물과 희석하여 인산 65 ~ 85 부피%와 물 15 ~ 35 부피%가 혼합된 상태로 사용된다. 이러한 이유는 85 부피%를 초과한 농도로 이루어지는 인산을 사용하게 되면 안전상의 문제가 있을 수 있기 때문이다.

상기 인산의 더욱 바람직한 농도는 70 ~ 80%로 이루어진다.

이러한 상기 내구사(10)와 기존의 캐스터블을 비교한 것을 도 2 내지 도 4의 그래프로 나타내었다.

도 2에 도시된 바와 같이 캐스타블은 1750℃까지 견디며, 내구사(10)는 1670℃까지 견디는 것으로 나타난다.

이러한 결과에서 보듯 내열성에서는 내구사(10)가 캐스타블과 비교하여 떨어지나 일반적으로 몰드에 주입되는 용강의 온도는 1300 ~ 1600℃정도임을 고려할 때 엔드커버로 형성되는 내구사가 내열성을 충분히 감당할 수 있음을 알 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 캐스타블의 열전도율을 100%로 설정하면, 내구사(10)는 캐스타블에 비해 80%에 해당하는 열전도율을 보이며, 이를 통해 내구사(10)가 열전도율에서 열을 덜 전달하므로 단열성이 우수한 것을 알 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은 몰드의 엔드커버용 내구사의 성분을 SiO₂와,Al₂O₃와, 중인산 알루미늄과, 인산 및 불순물을 혼합하여 형성하므로 기존의 캐스타블 보다 생산비용과 열전도율이 낮은 이점이 있다.

상기와 같은 몰드의 엔드커버용 내구사는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

1 : 금형 2 : 엔드커버
10 : 내구사

Claims

중량 %로,
SiO₂ 43 ~ 49%;
Al₂O₃ 34 ~ 40%;
중인산 알루미늄 4 ~ 10%;
인산 3 ~ 9%; 및
나머지는 불가피한 불순물을 포함하는 몰드의 엔드커버용 내구사.
청구항 1에 있어서,
상기 인산은 인산의 농도가 65 ~ 85 부피%, 물의 농도가 15 ~ 35 부피%로 이루어지는 몰드의 엔드커버용 내구사.