KR101517210B1 - High heat-resistant ceramic joint - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 제강연주공정에 있어서 내화물간의 연결조립부 사이에 개재되어 용강의 유출방지를 목적으로 사용되는 고내열성 세라믹 조인트에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high heat-resisting ceramic joint which is interposed between connection assemblies between refractories in a steelmaking performance process and is used for preventing molten steel from leaking out.
일반적으로 제강연주공정에 있어서 래들, 침지노즐, 턴디쉬 및 주형 사이에는 용강의 유출을 방지하기 위한 씰링재로서 고내열성 세라믹 조인트 개재된다.Generally, a high heat-resistant ceramic joint is interposed between the ladle, the immersion nozzle, the tundish and the mold in the steelmaking performance process as a sealing material for preventing molten steel from flowing out.
도 1에 도시된 바와 같이, 래들(1) 내부의 용강(9)은 래들 하부의 카세트(2)를 유압으로 열고 닫는 동작을 반복적으로 수행함으로써 턴디쉬(4)로 용강을 충전한다. 이때, 상기 카세트(2)의 하부에는 쉬라우드노즐(3)을 결합하여 쉬라우드노즐(3)이 턴디쉬(4) 내부로 침적된 상태에서 주입되도록 하여 용강이 공기와 접촉되는 것을 막는다. 턴디쉬(4) 내로 주입된 용강(9)은 턴디쉬 하부의 카세트 슬라이딩노즐(5)과 침지노즐(6)에 형성된 토출구를 통하여 주형(7)에 주입되어 일정한 크기의 제품(슬라브(SLAB))를 생산하게 된다.As shown in Fig. 1, the
이때, 상기 래들(1)과 래들(1) 하부의 쉬라우드노즐(3) 사이의 내화물들간의 조립부, 그리고 상기 턴디쉬(4)와 침지노즐(6) 사이의 내화물들간의 조립부에는 각각 고내열성 조인트(12)가 개재되어 이들 사이로 용강이 유출되지 못하도록 실링하게 된다.At this time, in the assembly part between the refractories between the ladle 1 and the
상기 고내열성 조인트(12)는 내화물에 영향을 주지 않으면서 내열성과 내식성이 우수하도록 주로 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 카본을 주성분으로 글래스 울(glass wool)이나 페이퍼(paper) 형태로 제조된 세라믹 내화물로서, 결합시 접착력 및 열경화성을 향상시키기 위해 액상의 페놀레진(합성수지) 성분을 포함하고 있다. 상기 페놀레진은 조인트의 취급에 용이하도록 상온에서는 조인트를 소프트하게 하는 반면 사용 중인 고온에서는 녹아 흘러내리면서 조인트로부터 제거됨으로써 조인트를 하드하게 변화시켜 씰링기능을 수행할 수 있도록 한다.The high heat-resisting
그러나, 상기와 같은 종래의 고내열성 세라믹 조인트는 취급이 가능한 형태를 유지할 수 있는 특성온도구간이 비교적 짧기 때문에 취급 및 작업성이 불량하고 실링성능이 떨어지는 문제를 가진다.However, such a conventional high-temperature-resistant ceramic joint has a problem that handling and workability are poor and sealing performance deteriorates because a characteristic temperature section capable of maintaining a handleable form is relatively short.
즉, 종래의 고내열성 세라믹 조인트는 소프트한 특성이 유지되는 온도구간이 5℃도 내지 60℃로 매우 짧기 때문에 기온이 낮은 동절기에는 페놀레진이 액상으로서 취급이 어려울 정도로 소프트해지고 하절기나 실제 부착부위의 온도를 높여가면서 성형이 이루어지도록 하는 작업환경 하에서는 페널레진이 지나치게 빨리 녹아 제거되면서 원활한 성형작업을 수행하기 어려울 정도로 빠르게 하드해지는 것이다.That is, in the conventional high-temperature-resistant ceramic joint, since the temperature range in which the soft characteristics are maintained is very short, from 5 ° C. to 60 ° C., phenol resin becomes soft enough to be difficult to handle as a liquid phase during the low temperature season, Under a working environment in which molding is carried out while raising the temperature, the phenolic resin melts and is removed too quickly, which makes it difficult to perform a smooth molding operation quickly.
특히 종래의 고내열성 세라믹 조인트는 페놀레진 성분이 고온에서 녹아 흘러내리면서 조인트의 두께 변화를 유발시키고 조인트 내부에 큰 기공을 형성시키게 되는데, 이 기공은 조인트의 씰링기능을 현저하게 떨어뜨리게 하고 심할 경우 조인트를 파손시켜 주조중 외부공기가 용강 내로 침투하거나 용강이 외부로 유출되는 사고를 일으켜 막대한 손실을 초래할 뿐만 아니라 생산지연 및 품질저하 등의 심각한 문제를 유발시키게 된다.Particularly, in the conventional high heat-resistant ceramic joint, the phenol resin component melts and flows at high temperature, causing a change in the thickness of the joint and forming a large pore inside the joint. This pore significantly decreases the sealing function of the joint, The joint is broken and the outside air penetrates into the molten steel during casting or the molten steel is leaked to the outside, which causes massive loss, and causes serious problems such as production delay and quality deterioration.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 소프트한 특성이 유지되는 특성온도구간이 확대되면서 페놀레진 성분으로 인한 씰링기능 저하, 외부공기 침투 및 용강 유출 사고의 위험을 억제할 수 있는 고내열성 세라믹 조인트를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and a device for controlling the temperature of a mold, which can suppress the risk of sealing function deterioration due to a phenol resin component, Heat-resistant ceramic joint.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 점토 및 규석이 혼합된 세라믹 분말이 10 내지 25 중량부 함유되고, 알루미나가 45 내지 60 중량부 함유되며, 결합재로서의 에틸렌비닐아세테이트가 15 내지 30 중량부 함유된 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the present invention provides a method for producing a ceramic material, which comprises 10 to 25 parts by weight of ceramic powder mixed with clay and silica, 45 to 60 parts by weight of alumina, 15 to 30 parts by weight of ethylene vinyl acetate as a binder .
또한, 상기 알루미나와 세라믹 분말은 0.03 내지 0.09mm의 입도를 가진 것이 바람직하다.The alumina and the ceramic powder preferably have a particle size of 0.03 to 0.09 mm.
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상기와 같이 구성된 본 발명은 페놀레진 대신 에틸렌비닐아세테이트 성분이 함유되어 있기 때문에 종래에 비하여 취급이 가능한 특성이 유지되는 특성유지 온도구간이 상온에서 현저하게 길어져 동절기나 하절기 등 계절에 상관없이 취급 및 작업성이 크게 향상되는 효과가 있다.Since the ethylene vinyl acetate component is contained in place of the phenol resin in the present invention as described above, the characteristic maintenance temperature range in which characteristics that can be handled are maintained compared with the conventional one is remarkably extended at room temperature. Thus, regardless of the season such as the winter season or the summer season, The effect is greatly improved.
뿐만 아니라, 본 발명은 주성분의 입도가 0.03 내지 0.09mm이므로 조직이 치밀하고 열간변화가 적을 뿐만 아니라, 페놀레진 대신 에틸렌비닐아세테이트를 사용하므로 기공발생을 최소화할 수 있어서 종래에 비하여 실링성능이 크게 향상되는 효과가 있다.In addition, since the main component has a particle size of 0.03 to 0.09 mm in the present invention, the structure is dense and the thermal change is small. In addition, since ethylene vinyl acetate is used instead of phenol resin, pore generation can be minimized, .
도 1은 종래 고내열성 세라믹 조인트의 사용상태도.FIG. 1 is a view showing the state of use of a conventional high-heat-resistant ceramic joint. FIG.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It must be interpreted in terms of meaning and concept.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명함에 있어, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 명료성을 위하여 가능한 중복되지 않게 상이한 부분만을 주로 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals are used for the same components, and only the different portions are described for the sake of clarity.
본 발명의 고내열성 세라믹 조인트는 용강의 유출방지를 위하여 내화물간 연결부 사이에 개재되는 씰링부재로서, 점토와 규석이 혼합된 세라믹 분말과, 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 한다.The high heat-resisting ceramic joint of the present invention is a sealing member interposed between the refractory connecting portions to prevent molten steel from leaking out, and comprises ceramic powder mixed with clay and silica, and alumina (Al 2 O 3 ) as a main component.
그리고 상기 알루미나와 세라믹 분말 0.03 내지 0.09mm의 입도를 갖도록 한다.And the alumina and the ceramic powder have a particle size of 0.03 to 0.09 mm.
이와 같이 주성분의 입도를 제한하는 이유는 조인트가 씰링재로서 내화물 사이에 연결조립시 영향을 최대한 미치지 않도록 두께가 얇을수록 유리한 것을 감안할 때, 두께가 얇아도 충분한 치밀성을 갖게 하기 위함이다.The reason for limiting the particle size of the main component as described above is that the thinner the thickness is, the more advantageous the joint is as a sealing material so that the influence of the joint between the refractories is minimized.
만일 주성분들의 입도가 0.03mm 이하이면 특수가공을 해야 하므로 생산성 측면에서 경제성이 현저하게 떨어지게 되고 0.09mm 이상의 입도를 갖게 되면 기준두께 1mm 이하에서 조인트의 치밀성이 현저하게 낮아지게 된다.If the particle size of the main components is less than 0.03 mm, the economical efficiency is considerably lowered in terms of productivity because special processing is required. If the particle size is larger than 0.09 mm, the compactness of the joint is remarkably lowered at a reference thickness of 1 mm or less.
한편, 상기 알루미나는 45 내지 60 중량부가 함유되고, 상기 세라믹 분말은 10 내지 25 중량부가 함유되며, 결합제로서 에틸렌비닐아세테이트(EVAㆍEthylene Vinyl Acetate) 15 내지 30 중량부가 함유되도록 하는 것이 바람직하다. 이 조성범위를 만족하면 내열성과 내식성이 우수하면서 상온에서의 성형성 또한 우수한 조인트를 얻게 됨과 동시에 양호한 취급성을 갖게 된다.It is preferable that the alumina is contained in an amount of 45 to 60 parts by weight, the ceramic powder is contained in an amount of 10 to 25 parts by weight, and the binder is contained in an amount of 15 to 30 parts by weight of ethylene vinyl acetate (EVA · Ethylene Vinyl Acetate). When satisfying the composition range, a joint having excellent heat resistance and corrosion resistance and excellent moldability at room temperature can be obtained and at the same time, good handling property can be obtained.
이는 다수 회의 실험을 거쳐 얻어진 결과로서, 알루미나 및 세라믹 분말은 상기 범위를 벗어날 경우 내열성과 내식성이 현저하게 떨어졌다. 그리고, 상기 에틸렌비닐아세테이트가 30 중량부를 초과하여 함유되면 현저하게 소프트해지면서 상온에서의 취급이 어렵게 되며, 15 중량부 미만으로 함유되면 온도가 상승할수록 빠르게 하드해지면서 취급이 가능한 형태를 유지할 수 있는 특성유지 온도구간이 현저하게 짧아지게 된다. 상기 조성비율로 에틸렌비닐아세테이트가 함유되면 5℃ ~ 160℃의 특성유지 온도구간을 갖게 되므로 계절에 관계없이 항상 양호한 취급성을 갖게 된다.(표 2 참조)This is a result obtained through a plurality of experiments, and when the alumina and ceramic powders are out of the above range, the heat resistance and the corrosion resistance are remarkably decreased. When ethylene vinyl acetate is contained in an amount of more than 30 parts by weight, it becomes remarkably soft and difficult to handle at room temperature. When the amount of ethylene vinyl acetate is less than 15 parts by weight, The characteristic holding temperature range is remarkably shortened. If ethylene vinyl acetate is contained in the above composition ratio, it will have a property maintaining temperature range of 5 ° C to 160 ° C, so that it always has good handling properties regardless of the season (see Table 2).
즉, 상기 비닐 아세테이트 아틸렌은 저온에서는 고체상태였다가 5℃ 내지 상온에서는 액상상태로 취급에 적당한 상태를 유지하다가 30℃ 부근에서 기화가 시작되어 160℃까지 취급과 성형이 가능한 상태를 유지할 수 있는 것이다. 아울러, 상기 비닐 아세테이트 아틸렌은 온도가 상승하면서 기화하여 제거되므로 조인트에 남겨지는 기공을 최소화할 수 있다.That is, the vinyl acetate acetylene is in a solid state at a low temperature, while it is in a liquid state at a temperature of 5 ° C to room temperature and is maintained in an appropriate state for handling, and vaporization starts at about 30 ° C, will be. In addition, since the vinyl acetate acetylene is vaporized and removed while the temperature is elevated, pores remaining in the joint can be minimized.
<실시예><Examples>
먼저 0.09mm의 입도를 가진 알루미나(Al2O3) 6kg과, 0.05mm의 입도를 가진 점토 및 규석를 혼합하여 세라믹 분말 2kg과, 에틸렌비닐아세테이트 2kg을 골고루 배합하였다.First, 6 kg of alumina (Al 2 O 3 ) having a particle size of 0.09 mm and clay and silica having a particle size of 0.05 mm were mixed and 2 kg of ceramic powder and 2 kg of ethylene vinyl acetate were mixed evenly.
그리고 상온 25℃에서 배합이 완료된 반죽상태의 조인트를 컵(cup), 콘(cone), 플레이트(plate) 및 디스크(disk) 등 설치환경에 맞는 다양한 형상으로 성형하였다. 본 실시예에서는 턴디쉬의 카세트 슬라이딩 노즐 하부측 하부노즐과 침지노즐에 개재될 수 있도록 디스크 형태로 성형하였다.Then, the kneaded joint in which the mixing was completed at room temperature of 25 占 폚 was molded into various shapes suitable for the installation environment such as cup, cone, plate and disk. In this embodiment, the lower die of the lower portion of the cassette sliding nozzle of the tundish and the lower die of the tundish are formed into a disc shape so as to be interposed in the immersion nozzle.
그리고 1000℃로 예열이 완료된 침지노즐 상부에 디스크 형태로 성형된 조인트를 올려놓은 다음 턴디쉬의 카세트 슬라이딩 노즐 하부측 하부노즐과 침지노즐을 조립하였다.Then, a disk shaped joint was placed on the upper part of the immersion nozzle preheated at 1000 ° C, and the lower nozzle and the immersion nozzle were assembled on the lower side of the cassette sliding nozzle of the tundish.
이렇게 하면 침지노즐의 온도가 상승함에 따라 조인트의 온도가 상승하면서 에틸렌비닐아세테이트는 증발하게 되고 그 결과 조인트가 점차로 하드해지기 시작하는데, 조인트의 온도가 160℃에 도달하게 되면 완전히 경화된 상태로 하부노즐과 침지노즐 사이에서 견고하게 부착된다. 상기 조인트는 경화전과 후의 두께차이나 내부기공이 거의 발생되지 않으며 조직이 치밀하므로 외부공기의 침입과 용강의 외부유출을 완벽하게 차단할 수 있다.As the temperature of the immersion nozzle increases, the temperature of the joint rises and the ethylene vinyl acetate evaporates. As a result, the joint gradually becomes harder. When the temperature of the joint reaches 160 ° C., And is firmly attached between the nozzle and the immersion nozzle. The joint has a thickness difference before and after curing and hardly generates internal pores. Since the structure is dense, penetration of outside air and leakage of molten steel can be completely blocked.
<실험예 1><Experimental Example 1>
아래의 표 1은 상기 실시예 1에 따라 제조된 조인트와 종래의 조인트에 대한 냉간(200℃)과 열간(800℃)에서의 외부공기 차단 성능을 비교 테스트한 결과로서, 관의 일측단을 1mm 두께의 조인트로 밀폐시킨 다음 관 내부에 2기압의 공기를 주입하고 관의 타측단을 밀폐시킨 상태에서 100시간 동안의 압력저하를 테스트하였다.Table 1 below shows the results of a comparison test of the external air blocking performance between cold (200 ° C) and hot (800 ° C) for joints manufactured according to Example 1 and conventional joints, And the pressure drop for 100 hours was tested under the condition that the other side of the tube was sealed.
표 1에서 알 수 있듯이 실시예 1이 종래에 비하여 입도가 작아 조직이 치밀하고 에틸렌비닐아세테이트의 사용에 따라 기공발생이 적기 때문에 기압변화량이 작았다. 따라서, 실시예 1이 종래에 비하여 씰링성능이 우수하다는 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 1, since the granularity of Example 1 is smaller than that of the prior art, and the pore generation is less depending on the use of ethylene vinyl acetate, the change in atmospheric pressure is small. Therefore, it can be seen that the sealing performance of Example 1 is superior to that of the prior art.
<실험예 2><Experimental Example 2>
표 2는 실시예 1에 따라 제조된 조인트와 종래의 조인트의 온도변화에 따른 물성변화를 비교한 결과이다.Table 2 shows the results of comparing the physical properties of the joint prepared according to Example 1 and the conventional joint according to the temperature change.
표 2에서 알 수 있듯이 실시예 1은 에틸렌비닐아세테이트의 사용에 따라 종래에 비하여 취급이 가능한 상태를 유지할 수 있는 특성유지 온도구간이 5℃에서 160℃로서 종래의 5℃에서 30℃ 보다 현저하게 길다. 따라서, 실시예 1이 취급성 측면에서 종래보다 우수함을 알 수 있다.As can be seen from Table 2, in Example 1, the characteristic holding temperature range in which the state where the ethylene vinyl acetate is used can be maintained as compared with the conventional case is 160 ° C at 5 ° C, which is significantly longer than 30 ° C at 5 ° C . Therefore, it can be seen that Example 1 is superior to the conventional one in view of handleability.
S : 소프트 상태로서 취급가능한 상태, SS : 지나치게 소프트하여 취급이 불가능한 상태, H : 하드한 상태로서 취급이 불가능한 상태S: a state in which it can be handled as a soft state, SS: a state in which it can not be handled by being too soft, and H: a state in which it can not be handled as a hard state
<실험예 3><Experimental Example 3>
표 3은 실시예 1에 따라 제조된 조인트와 종래의 조인트에 대한 열간하중에 따른 두께변화를 비교 테스트한 결과로서, 두께 50mm 시편을 준비하고 5℃에서 800℃의 온도구간에서 두께변화를 테스트하였다.Table 3 is a result of comparing the thickness variation according to the hot load to the joint prepared according to Example 1 and the conventional joint. A 50 mm thick specimen was prepared and the thickness change was tested at a temperature range of 5 ° C to 800 ° C .
표 3에서 알 수 있듯이, 실시예 1이 종래에 비하여 입도가 작아 조직이 치밀하고 에틸렌비닐아세테이트의 사용에 따라 기공발생이 적기 때문에 두께감소량이 작았다. 따라서, 실시예 1이 종래에 비하여 열간변화가 현저하게 적어 씰링성능이 우수하다는 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 3, in Example 1, the particle size was small, the texture was compact, and the generation of pores was small in accordance with the use of ethylene vinyl acetate. Thus, it can be seen that the sealing performance of Example 1 is remarkably lowered compared to the prior art, and the sealing performance is excellent.
이와 같이, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상술하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 변형 가능하며, 이러한 변형은 본 발명의 권리범위에 속할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be takeners of ordinary skill in the art, And such variations are within the scope of the present invention.
1...래들 2...카세트
3...쉬라우드노즐 4...턴디쉬
7...주형 9...용강
12...고내열성 조인트1 ...
3 ...
7 ...
12 ... High heat resistant joint
Claims (3)
알루미나가 45 내지 60 중량부 함유되며,
결합재로서의 에틸렌비닐아세테이트가 15 내지 30 중량부 함유된 것을 특징으로 하는 고내열성 세라믹 조인트.10 to 25 parts by weight of a ceramic powder mixed with clay and silica is contained,
45 to 60 parts by weight of alumina is contained,
And 15 to 30 parts by weight of ethylene vinyl acetate as a binder.
상기 알루미나와 세라믹 분말은 0.03 내지 0.09mm의 입도를 가진 것을 특징으로 하는 고내열성 세라믹 조인트.The method according to claim 1,
Wherein the alumina and the ceramic powder have a particle size of 0.03 to 0.09 mm.
Priority Applications (1)
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| KR1020130153575A KR101517210B1 (en) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | High heat-resistant ceramic joint |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101517210B1 true KR101517210B1 (en) | 2015-05-04 |
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ID=53393754
Family Applications (1)
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| KR1020130153575A KR101517210B1 (en) | 2013-12-11 | 2013-12-11 | High heat-resistant ceramic joint |
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