KR101532672B1 - Refractory composition and slide gate plate for steel casting by using it - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트에 관한 것으로서, 복수의 성분을 포함하고 기본 조성을 이루는 주성분을 포함하고, 주성분은 중량%로, CaO 안정화 지르코니아 : 75wt% 이상 내지 90wt% 이하, 카본 : 5wt% 이상 내지 15wt% 이하를 포함하고, 카본은 내화 조성물 전체 중량에 대하여, 인상흑연 : 4wt% 이상 내지 13wt% 이하 및 카본블랙 : 1.0wt% 이상 내지 2.0wt% 이하로 구성되어, 소성에 의해 성형되는 내화물을 갖는 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트를 제작함으로써, 내식성 및 내스폴링성이 증가 된 내화 조성물을 획득할 수 있어, Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강의 주조용으로써 화학적 용선에 대한 저항성을 증가시킬 수 있다. 따라서, 슬라이드 게이트 플레이트 내화물의 유지보수에 따른 비용 및 시간을 절감할 수 있다. 또한, 불필요한 보수에 따른 주조 조업 지연을 억제하여 생산성을 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a refractory composition and a slide gate plate for a steel casting made therefrom, which comprises a main component including a plurality of components and constituting a basic composition, wherein the main component is CaO stabilized zirconia in an amount of not less than 75 wt% and not more than 90 wt% And carbon: 5 wt% or more to 15 wt% or less, and the carbon is composed of 4 wt% or more and 13 wt% or less of graphite impression and 1.0 wt% or more and 2.0 wt% or less of carbon black based on the total weight of the refractory composition, A refractory composition having increased corrosion resistance and resulfolability can be obtained by producing a slide gate plate for a steel casting having a refractory formed by firing, and is useful for casting special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr It is possible to increase the resistance to chemical charring. Therefore, it is possible to save time and cost due to the maintenance of the slide gate plate refractory. In addition, productivity can be improved by suppressing the delay in casting operation due to unnecessary maintenance.

Description

내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트 {Refractory composition and slide gate plate for steel casting by using it}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refractory composition and a slide gate plate for steel casting,

본 발명은 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강의 주조시 고내용손성을 제공할 수 있는 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a refractory composition and a slide gate plate for steel casting manufactured from the refractory composition. More particularly, the present invention relates to a refractory composition and a refractory composition capable of providing a high content of property during casting of a special steel such as Nb, Mn, The present invention relates to a slide gate plate for casting steel.

일반적으로 연속주조공정(Continuous casting process)은 일정한 형상의 주형(mold)에 용강을 연속적으로 주입하고, 주형 내에서 반응고된 주편을 연속적으로 주형의 하측으로 인발하여 슬래브(slab), 블룸(bloom), 빌릿(billet) 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 공정이다. 이때, 래들에 수용된 용강이나 턴디쉬에 유입된 용강은 각각의 하부에 구비되는 슬라이드 게이트를 이용하여 그 이동경로가 개방되거나 차단된다. In a continuous casting process, molten steel is continuously injected into a mold having a predetermined shape, and the molten steel is continuously drawn into the lower side of the mold to form slabs, blooms, , Billet, and the like. At this time, the molten steel received in the ladle or molten steel introduced into the tundish is opened or blocked by the slide gate provided at the lower portion of the molten steel.

슬라이드 게이트는 래들 및/또는 턴디쉬의 하부에 위치하는 복수의 플레이트를 포함하고, 복수의 플레이트에 형성된 통공의 연통에 의해서 용강을 이동시킬 수 있다. 이러한 슬라이드 게이트는 일반적으로 알루미나(Al2O3)-카본(C)질 또는 스피넬(MgAl2O4)-카본(C)질을 사용되고 있다.The slide gate includes a plurality of plates located under the ladle and / or the tundish, and the molten steel can be moved by the communication of the through holes formed in the plurality of plates. These slide gates are generally made of alumina (Al 2 O 3 ) -carbon (C) or spinel (MgAl 2 O 4 ) -carbon (C)

그러나, 슬라이드 게이트는 용강류 및 비금속산화물에 의한 용손과, 산화 및 황폐화 및 지금 부착에 의해 그 사용 수명이 제한된다. 이때, 균열은 주조 초기 열충격, 카세트 변형, 면압 유지 불량, 플레이트의 지지방식 및 형상 등에 의해 발생한다. 이에, 상기의 문제점을 해결하기 위해 내화 재질의 열팽창 계수를 낮추고, 열전도율을 증가시키는 방안과 미세조직 제어, 카세트 관리강화, 플레이트의 금속밴드 체결 상태 등의 개선이 요구된다. However, the slide gate is limited in its service life due to the loss of molten metal, oxidation and degradation by the molten steel and the nonmetal oxide, and nowadays. At this time, cracks are caused by heat shock at the initial stage of casting, deformation of the cassette, defective holding of surface pressure, support type and shape of the plate. In order to solve the above problems, it is required to reduce the coefficient of thermal expansion of the refractory material, to increase the thermal conductivity, to control the microstructure, to reinforce cassette management, and to improve the metal band fastening state of the plate.

이때, 용강류에 의한 마모나 비금속 산화물에 의한 내용성 개선을 위해서는 용강류 마모에 대한 저항성이 높은 탄소(Carbon)의 첨가와 미세조직의 제어로 해결할 수 있으나, 내용성 향상을 위해 첨가한 탄소가 슬라이드 게이트 사용 중 산화에 의해 탈탄한다. 따라서, 이들 성분에 의한 조직 결합력이 약화되고, 이에 따른 공극현상과 비금속 산화물에 의한 부착이 용이하게 이루어져 슬라이딩되는 플레이트의 부위의 내화재 구성 부분의 일부가 손상된다. At this time, in order to improve the wear resistance due to the molten steel or the non-metal oxide, it is possible to solve the problem by adding the carbon having high resistance to the wear of the molten steel and controlling the microstructure. However, Decarburize by oxidation during use of slide gate. Therefore, the tissue binding force due to these components is weakened, and accordingly, the pore phenomenon and the adhesion due to the non-metal oxide are easily performed, and a part of the refractory constituent part of the sliding plate is damaged.

또한, Mn, Cr, Nb첨가의 고산소강의 경우 MnO와 NbO가 내화물의 카본 및 산화물과 반응하여 저융점물질을 형성하여 용손을 유발하는 문제점을 야기한다.Further, in the case of high-acid steel containing Mn, Cr and Nb, MnO and NbO react with the carbon and the oxide of the refractory material to form a low melting point material, thereby causing a problem of causing the melting loss.

이러한 알루미나-카본질 또는 스피넬-카본질의 빠른 침식으로 인해 슬라이드 게이트 내화물은 몇 회 사용 후 유지보수를 통해 교체되며, 폐기된 슬라이드 게이트 내화물은 대부분 매립장에 매립하여 처리된다. 이에, 잦은 유지보수로 인한 폐내화물의 매립으로 환경오염 문제가 수반되며, 소모되는 비용도 증가하는 문제점이 있다. Due to the rapid erosion of these alumina-carnitic or spinel-carbonaceous materials, the slide gate refractory is replaced several times after maintenance and the spent slide gate refractories are mostly buried in the landfill. Therefore, there is a problem in that environmental burden is incurred due to frequent maintenance and burial of waste refractory, and the cost to be consumed is increased.

KRKR 2002-00370152002-0037015 A1A1 JPJP 1999-3020731999-302073 A1A1

본 발명은 Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강의 주조시, 용손에 대한 내식성 및 내스폴링성을 향상시킬 수 있는 지르코니아-카본질계로 구성된 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트를 제공한다.The present invention relates to a refractory composition composed of a zirconia-carbonaceous system capable of improving corrosion resistance and resistance to spalling during casting of special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr, and a slide gate plate Lt; / RTI >

본 발명은 슬라이드 게이트의 수명을 향상시켜, 유지보수 횟수를 절감시킬 수 있는 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트를 제공한다.The present invention provides a refractory composition capable of improving the lifetime of a slide gate and reducing the number of maintenance operations, and a slide gate plate for a steel casting manufactured thereby.

본 발명은 연속 주조 조업의 지연을 억제하거나 방지하여, 조업의 생산성 및 효율성을 증가시킬 수 있는 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트를 제공한다.The present invention provides a refractory composition and a slide gate plate for steel casting produced therefrom that can suppress or prevent the delay of continuous casting operation and increase the productivity and efficiency of the operation.

본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물은 복수의 성분을 포함하고 기본 조성을 이루는 주성분을 포함하고, 상기 주성분은 중량%로, CaO 안정화 지르코니아 : 75wt% 이상 내지 90wt% 이하, 카본 : 5wt% 이상 내지 15wt% 이하를 포함하고, 상기 카본은 상기 내화 조성물 전체 중량에 대하여, 인상흑연 : 4wt% 이상 내지 13wt% 이하 및 카본블랙 : 1.0wt% 이상 내지 2.0wt% 이하로 구성된다. The refractory composition according to the embodiment of the present invention comprises a main component containing a plurality of components and constituting a basic composition, wherein the main component is CaO stabilized zirconia in an amount of 75 wt% or more to 90 wt% or less, carbon: 5 wt% or more to 15 wt % Of carbon black; and 1.0 wt% or more and 2.0 wt% or less of carbon black, based on the total weight of the refractory composition, of graphite: 4 wt% or more to 13 wt% or less.

첨가제로 강도보강제 및 산화방지제 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. The additive may further include at least one of an intensifier and an antioxidant.

상기 강도보강제 및 산화방지제는 마그네슘-알루미늄 파우더 및 보론 카바이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. The strength reinforcing agent and the antioxidant may include at least one of magnesium-aluminum powder and boron carbide.

상기 마그네슘-알루미늄 파우더는 상기 내화 조성물 전체 중량에 대하여 4wt% 이상 내지 8wt% 이하가 포함되고, 상기 보론 카바이드는 상기 내화 조성물 전체 중량에 대하여 1wt% 이상 내지 2wt% 이하가 포함될 수 있다. The magnesium-aluminum powder may include not less than 4 wt% and not more than 8 wt% of the total weight of the refractory composition, and the boron carbide may include not less than 1 wt% and not more than 2 wt% of the total weight of the refractory composition.

상기 내화 조성물의 열간 꺾임 강도가 250 내지 310 ㎏/㎠, 침식깊이가 0.1 ㎜ 이하일 수 있다. The refractory composition may have a hot bending strength of 250 to 310 kg / cm 2 and an erosion depth of 0.1 mm or less.

상기 내화 조성물은 연속 주조 설비의 슬라이드 게이트 플레이트용 소성재로 사용될 수 있다.
The refractory composition may be used as a firing material for a slide gate plate of a continuous casting facility.

본 발명의 실시 형태에 따른 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트는 주조 설비의 슬라이드 게이트 플레이트로서, 소성에 의해 성형되는 내화물을 포함하고, 상기 내화물은 지르코니아-탄소질계로 조성되며, 중량%로 CaO 안정화 지르코니아 : 75wt% 이상 내지 90wt% 이하, 카본 : 5wt% 이상 내지 15wt% 이하를 포함하며, 상기 카본은 상기 내화물의 전체 중량에 대하여, 인상흑연 : 4wt% 이상 내지 13wt% 이하 및 카본블랙 : 1.0wt% 이상 내지 2.0wt% 이하로 구성된다. A slide gate plate for steel casting according to an embodiment of the present invention is a slide gate plate of a casting facility, which comprises a refractory formed by firing, the refractory being constituted by a zirconia-carbonaceous system and containing CaO stabilized zirconia: At least 15 wt% and not more than 90 wt% of carbon, and not less than 5 wt% and not more than 15 wt% of carbon, and the carbon is not less than 4 wt% and not more than 13 wt% To 2.0 wt% or less.

상기 내화물 전체 중량에 대하여 4 내지 8 이하 중량%의 마그네슘-알루미늄 파우더를 더 포함할 수 있다. And may further comprise 4 to 8% by weight of magnesium-aluminum powder based on the total weight of the refractory.

상기 내화물 전체 중량에 대하여 1 내지 2 이하 중량%의 보론 카바이드를 더 포함할 수 있다. And 1 to 2% by weight of boron carbide based on the total weight of the refractory.

상기 내화물의 열간 꺾임 강도가 250 내지 310 ㎏/㎠, 침식깊이가 0.1 ㎜ 이하일 수 있다. The hot bending strength of the refractory may be 250 to 310 kg / cm 2, and the erosion depth may be 0.1 mm or less.

상기 강은 Nb, Mn, Cr첨가의 고 산소강을 포함하는 특수강일 수 있다. The steel may be a special steel containing high oxygen steel added with Nb, Mn and Cr.

본 발명의 실시형태에 따른 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트에 의하면, 연속 주조 설비에 구비되는 슬라이드 게이트 플레이트에 사용되는 내화 조성물의 주성분을 지르코니아-카본질로 구성하고, 강도보강제 및 산화방지제 중 적어도 어느 하나를 첨가하여 구성한다. 이에, 내식성 및 내스폴링성이 증가 된 내화 조성물을 획득할 수 있어, Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강의 주조용으로써 화학적 용선에 대한 저항성을 증가시킬 수 있다.According to the refractory composition of the present invention and the slide gate plate for steel casting manufactured by the method of the present invention, the main component of the refractory composition used in the slide gate plate included in the continuous casting facility is constituted of zirconia- And an antioxidant. Accordingly, it is possible to obtain a refractory composition having increased corrosion resistance and resulfolability, and can be used for casting special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr to increase the resistance to chemical charcoal.

따라서, 슬라이드 게이트 플레이트 내화물의 수명을 연장시켜 유지보수 횟수를 감소시킬 수 있고, 보수에 소요되는 시간과 비용을 절감하여, 불필요한 보수에 따른 주조 조업 지연을 억제하여 조업 생산성을 향상시킬 수 있다. Therefore, the lifetime of the slide gate plate refractory can be prolonged to reduce the number of maintenance operations, and the time and cost required for maintenance can be reduced, and the delay in casting operation due to unnecessary maintenance can be suppressed, thereby improving the productivity of operation.

그리고 슬라이드 게이트 내화물 교체 시 발생하는 폐기 내화물의 총량을 감소시킬 수 있어, 매립처분에 의해 발생할 수 있는 환경 오염을 감소시킬 수 있고, 새 내화물을 구성하기 위해 소요되는 비용도 절감할 수 있다. It is also possible to reduce the total amount of waste refractories generated when replacing the slide gate refractory, thereby reducing the environmental pollution that may occur due to landfill disposal, and reducing the cost of constructing new refractories.

도 1은 일반적인 연속 주조 설비 및 연속 주조 설비에 구비되는 노즐부를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 내화 조성물을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래 및 본 발명의 실시 예에 따른 내화 조성물을 이용하여 제작된 슬라이드 게이트 플레이트의 용강 접촉에 의한 변화를 나타내는 사진이다.
1 is a view showing a nozzle unit provided in a general continuous casting facility and a continuous casting facility.
2 is a view showing a refractory composition according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph showing the change of the slide gate plate manufactured by using the refractory composition according to the conventional and the present invention by the molten steel contact.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물의 설명 이전에, 연속 주조 설비에 대해 간략하게 설명하고, 상기 내화 조성물이 사용되는 노즐부(100, 300)에 대해서 간략하게 설명하기로 한다. Before describing the refractory composition according to the embodiment of the present invention, the continuous casting equipment will be briefly described, and the nozzle units 100 and 300 in which the refractory composition is used will be briefly described.

도 1은 일반적인 연속 주조 설비 및 연속 주조 설비에 구비되는 노즐부(100, 300)를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing nozzle units 100 and 300 provided in a general continuous casting facility and a continuous casting facility.

도 1을 참조하면, 연속 주조 설비는 전로(미도시)로부터 이송된 용강(molten steel; M)이 저장되는 래들(10)과, 래들(10)로부터 용강(M)을 공급받는 턴디쉬(200), 턴디쉬(200) 하부에 배치되는 주형(400) 및 래들(10) 내의 용강을 턴디쉬(200)에 공급하고, 턴디쉬(200) 내의 용강을 주형(400)에 공급하는 노즐부(100, 300)를 포함한다.1, the continuous casting facility includes a ladle 10 for storing molten steel M transferred from a converter (not shown), a tundish 200 for supplying molten steel M from the ladle 10, A molten steel in the ladle 10 is supplied to the tundish 200 and a molten steel in the ladle 10 is supplied to the nozzle 400 for supplying the molten steel in the tundish 200 to the mold 400 100, 300).

이와 같은 연속 주조 설비는, 용강의 연속 주조가 행해지는 설비로서, 래들(10)에 수용된 용강(M)이 턴디쉬(200)로 공급된 후, 턴디쉬(200) 내에서 용강(M) 내 개재물의 분리부상이 이루어진다. 이후, 주형(400)으로 용강(M)을 주입하여 용강(M)을 냉각하며 일정한 형상의 주편으로 생산하는 설비이다.This continuous casting facility is a facility for continuous casting of molten steel. The molten steel M contained in the ladle 10 is supplied to the tundish 200 and then supplied to the molten steel M in the tundish 200 Separation of the inclusions is carried out. Thereafter, the molten steel M is injected into the mold 400 to cool the molten steel M to produce a cast steel having a predetermined shape.

이때, 래들(10) 및 턴디쉬(200)는 내부에 용강을 수용할 수 있는 중공의 용기 형상으로 제작되고, 래들(100)의 하부와 턴디쉬(200) 하부에는 래들 노즐부(100)와 턴디쉬 노즐부(300)가 각각 구비되어 상기 래들(10) 및 턴디쉬(200)로 부터의 용강(M)의 흐름을 제어할 수 있다. The ladle 10 and the tundish 200 are manufactured in the shape of a hollow container capable of accommodating molten steel therein and the lower portion of the ladle 100 and the lower portion of the tundish 200 are provided with the ladle nozzle portion 100 And a tundish nozzle unit 300 are respectively provided to control the flow of the molten steel M from the ladle 10 and the tundish 200. [

래들 노즐부(100)는 래들(10)에서 턴디쉬(200)로 유입되는 용강의 이동 경로를 차단하거나 개방하기 위한 슬라이드 게이트(150, 350) 및 슬라이드 게이트(150, 350)의 하부에 연결되는 쉬라우드 노즐(170)을 포함한다. The ladle nozzle unit 100 is connected to the lower part of the slide gates 150 and 350 and the slide gates 150 and 350 for blocking or opening the moving path of molten steel flowing into the tundish 200 from the ladle 10 And a shroud nozzle 170.

또한, 턴디쉬 노즐부(300)는 턴디쉬(200)에서 주형(400)으로 주입되는 용강의 이동 경로를 차단하거나 개방하기 위해 구비되며, 턴디쉬(200)의 배출구에 배치되는 상부노즐(미도시), 상부노즐의 하부에 배치되는 슬라이드 게이트(350) 및 슬라이드 게이트(350)의 하부에 배치되는 침지노즐(370)을 포함한다. The tundish nozzle unit 300 is provided to cut off or open the moving path of the molten steel injected into the mold 400 from the tundish 200 and is provided with an upper nozzle A slide gate 350 disposed at the lower portion of the upper nozzle, and an immersion nozzle 370 disposed at the lower portion of the slide gate 350.

이때, 용강의 흐름을 제어하기 위한 직접적인 장치인 슬라이드 게이트(150, 350)는 래들(10)과 턴디쉬(200) 사이 및/또는 턴디쉬(200)와 주형(400) 사이를 개방 및 폐쇄하여, 래들(10)과 턴디쉬(200) 및/또는 턴디쉬(200)와 주형(400) 사이의 연통을 제어하고, 래들(10)에서 턴디쉬(200)로의 및/또는 턴디쉬(200)에서 주형(400)으로의 용강의 주입 여부 및 주입유량을 조절하는 수단이다. 이때, 슬라이드 게이트(150, 350)는 상부 플레이트(151, 351), 중간 플레이트(153, 353) 및 하부 플레이트(155, 355)로 구성되며, 각각의 플레이트(151, 351, 153, 353, 155, 355)에 형성된 통공(151a, 351a, 153a, 353a, 155a, 355a)의 연통에 의해 래들(10)과 턴디쉬(200) 사이 및/또는 턴디쉬(200)와 주형(400) 사이의 연통을 제어할 수 있다. 즉, 슬라이드 게이트(150, 350)는 상부 플레이트(151, 351)와 하부 플레이트(155, 355)의 사이에서 중간 플레이트(153, 353)의 슬라이딩 동작에 의해서 상부 통공(151a, 351a) 및 하부 통공(155a, 355a)을 연통시키거나 차단시킴으로써 용강(M)을 턴디쉬(200) 또는 주형(400)으로 주입시킬 수 있다. At this time, the slide gates 150 and 350, which are direct devices for controlling the flow of molten steel, open and close between the ladle 10 and the tundish 200 and / or between the tundish 200 and the mold 400 The ladle 10 and the tundish 200 and / or the tundish 200 and the mold 400 to control the communication between the ladle 10 and the tundish 200 and / The amount of molten steel injected into the mold 400 and the injection flow rate. The slide gates 150 and 350 are formed of upper plates 151 and 351, middle plates 153 and 353 and lower plates 155 and 355, and the plates 151, 351, 153, 353 and 155 The communication between the ladle 10 and the tundish 200 and / or the communication between the tundish 200 and the mold 400 by the communication of the through holes 151a, 351a, 153a, 353a, 155a, Can be controlled. That is, the slide gates 150 and 350 are formed by the sliding operation of the intermediate plates 153 and 353 between the upper plates 151 and 351 and the lower plates 155 and 355, The molten steel M can be injected into the tundish 200 or the mold 400 by communicating or shutting off the molten steel 155a or 355a.

이처럼, 슬라이드 게이트(150, 350)는 고온에 의한 손상을 억제할 수 있고, 강도를 충분히 유지하며, 화학적 작용 등에도 견딜 수 있는 재료인 내화물로 제작될 수 있다. Thus, the slide gates 150 and 350 can be made of a refractory material that can suppress damage due to high temperature, maintain sufficient strength, and withstand chemical effects and the like.

이에, 본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물은 각각 노즐부의 슬라이드 게이트용 플레이트를 제작하기 위해 사용되는 것으로서, 고온의 용강에 의해 내식성 및 내스폴링성을 향상시킬 수 있도록 구성된다.
Accordingly, the refractory composition according to the embodiment of the present invention is used for manufacturing the slide gate plate of the nozzle part, and is constructed so as to improve the corrosion resistance and the anti-spalling property by the high-temperature molten steel.

이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, refractory compositions according to embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물의 구성성분을 나타내는 도면이다.2 is a view showing constituent components of a refractory composition according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물은 Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강의 연속 주조 시, 용강의 흐름을 제어하는 슬라이드 게이트를 구성하는 플레이트를 제작함에 있어, 플레이트를 구성하는 내화물로 사용될 수 있다. 즉, 내화 조성물은 내화 성분으로 구성되며, 복수의 성분을 포함하고 기본 조성을 이루는 주성분을 포함하고, 주성분은 중량%로 CaO 안정화 지르코니아(CaO stabilized zirconia) 75wt% 이상 내지 90wt%이하, 카본(Carbon) 5wt% 이상 내지 15wt% 이하를 포함한다. 이때, 카본은 내화 조성물 전체 중량에 대하여, 인상흑연(flaky graphite) 4wt% 이상 내지 13wt% 이하 및 카본블랙(carbon black) 1wt% 이상 내지 2wt% 이하로 구성될 수 있다. The refractory composition according to the embodiment of the present invention is a refractory composition constituting a plate constituting a slide gate for controlling the flow of molten steel during continuous casting of special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr Can be used. That is, the refractory composition is composed of a refractory component and includes a main component containing a plurality of components and constituting a basic composition. The main component is CaO stabilized zirconia in an amount of 75 wt% or more to 90 wt% or less, And not less than 5 wt% and not more than 15 wt%. At this time, the carbon may be composed of 4 wt% or more and 13 wt% or less of flaky graphite and 1 wt% or more and 2 wt% or less of carbon black based on the total weight of the refractory composition.

여기서, 상기에 기재된 성분을 포함하는 것은, 하나의 구성(내화조성물)을 위해 구성을 이루는 요소(주성분, 첨가제)를 포함하는 것으로서, 내화 조성물에 포함되는 복수의 성분들로 이루어지는 것과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
Here, the inclusion of the above-mentioned components includes elements constituting a constituent (main component, additive) for one constituent (refractory composition), and is used in the same meaning as that composed of a plurality of constituents contained in the refractory composition .

통상, 종래의 알루미나-카본질계 및 스피넬-카본질계 내화 조성물은 Nb, Cr, Mn, Ca 을 포함하는 고 산소강(특히, Mn 또는 Nb) 함유 고 산소 강종의 경우 내화물의 구성이 하기 화학식과 같은 화학적 반응에 의해 저융물을 형성한다. Typically, conventional alumina-carbonaceous and spinel-carbonaceous refractory compositions are characterized in that, in the case of a high-oxygen steel (especially Mn or Nb) -containing high oxygen steel containing Nb, Cr, Mn and Ca, To form a low-melting substance.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013116051776-pat00001
Figure 112013116051776-pat00001

[화학식 2](2)

Figure 112013116051776-pat00002
Figure 112013116051776-pat00002

이와 같이 형성되는 저융점화합물은 열충격에 약하고, 표면 균열이나 개재물 등이 있는 곳에 하중이 가해져 표면이 서서히 박리되는 현상, 즉 구조적 스폴링(spalling)을 야기한다. 이러한 단점을 보강하기 위해 본 발명에서는 종래의 용강의 성분 중 Mn에 의해 반응이 용이한 SiO2 성분을 가능한 배재하고, MnO와 Nb 산화물과의 반응에 의해 저융물이 형성되는 Al2O3 성분 또한 가능한 배재되어 구성되어, 내식성 및 내스폴링성을 향상시킬 수 있는 내화 조성물 및 이로 제작된 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트를 제공한다.
The low melting point compound thus formed is weak against thermal shock and causes a phenomenon in which a surface is slowly peeled off due to a load applied to a surface crack or an inclusion, that is, structural spalling. In order to reinforce this disadvantage, in the present invention, an Al 2 O 3 component in which a SiO 2 component, which is easily reacted with Mn, is discharged as much as possible and a low-melting product is formed by reaction between MnO and an Nb oxide A refractory composition capable of improving the corrosion resistance and the anti-scrubbing property, and a slide gate plate for steel casting manufactured thereby.

본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물에 포함되는 각 성분을 살펴보면 다음의 표 1과 같다. Each component contained in the refractory composition according to the embodiment of the present invention is shown in Table 1 below.

구분division 성분ingredient 중량%weight%
주성분

chief ingredient
지르코니아Zirconia CaO 안정화 지르코니아 CaO stabilized zirconia 75 ~ 9075 to 90
카본Carbon 인상흑연Impression graphite 5 ~ 155 to 15 4 ~ 134 to 13 카본블랙Carbon black 1 ~ 21-2 첨가제
additive
강도보강제 및 산화방지제Strengthening agents and antioxidants Mg-Al파우더Mg-Al powder 4 ~ 84 to 8
보론카바이드Boron carbide 1 ~ 21-2

주성분은 내화 조성물의 복수의 성분을 포함하고 기본 조성을 이루며, 주성분은 지르코니아와, 카본을 포함할 수 있다. 즉, 주성분은 내화 조성물의 100중량%를 기준으로 80중량% 이상을 구성하는 성분이다.
The main component contains a plurality of components of the refractory composition and forms the basic composition, and the main component may include zirconia and carbon. That is, the main component is a component constituting at least 80% by weight based on 100% by weight of the refractory composition.

[지르코니아] : 75 ~ 90 중량%[Zirconia]: 75 to 90 wt%

지르코니아(zirconia, zirconium oxide)는 내식성을 증가시키기 위한 내화 재료로서, 일반적으로 높은 융점(2677℃)과 낮은 열전도율을 가져, 내열 재료로 사용되고 있다. 이때, 지르코니아는 부분 안정화 지르코니아(PSZ; partially stabilized zirconia)를 사용할 수 있다. 즉, CaO를 3중량% 포함한 CaO 안정화 지르코니아와 MgO 안정화 지르코니아 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 고온에서도 안정한 입방정 구조를 갖는 CaO 부분안정화 전융 지르코니아를 사용할 수 있다. 이와 같은 안정화 지르코니아는 CaO, MgO 및 Y2O3 등을 고용시켜 고온상인 형성형 입방정을 실온에 이르기까지 안정화시킨 것으로서, 내열성, 화학적 안정성을 증가시킬 수 있다. 이에, 내화물과 내열부품에 사용될 수 있다. Zirconia (zirconium oxide) is a refractory material for increasing corrosion resistance, and generally has a high melting point (2677 ° C) and low thermal conductivity, and is used as a heat-resistant material. At this time, zirconia can use partially stabilized zirconia (PSZ). That is, any one of CaO-stabilized zirconia and MgO-stabilized zirconia containing 3% by weight of CaO may be used. More preferably, CaO partially stabilized fused zirconia having a stable cubic structure at a high temperature can be used. Such stabilized zirconia stabilizes the cubic shaping mold, which is a high temperature phase, to room temperature by employing CaO, MgO and Y 2 O 3 , and can increase heat resistance and chemical stability. Therefore, it can be used for refractory and heat-resistant parts.

여기서, CaO 안정화 지르코니아는 내화 조성물에 포함되는 함량이 75wt% 이상 내지 90wt% 이하일 수 있다. CaO 안정화 지르코니아의 함량이 용강에 대한 내용손성을 증가시키기 위해 내화 조성물의 구성 범위 내에서 높을수록 유리하나, 그 함량이 90wt%를 초과하면 내열충격성이 저하될 수 있다. 또한, CaO 안정화 지르코니아의 함량이 75wt% 미만이면 내식성이 저하될 수 있다. 따라서, CaO 안정화 지르코니아는 상기 범위의 함량으로 포함될 수 있다. The content of CaO stabilized zirconia in the refractory composition may be 75 wt% or more and 90 wt% or less. The higher the content of CaO stabilized zirconia in the composition range of the refractory composition is, the more the content of the CaO stabilized zirconia increases to increase the content of the molten steel. However, if the content exceeds 90 wt%, the thermal shock resistance may be deteriorated. If the content of CaO stabilized zirconia is less than 75 wt%, the corrosion resistance may be deteriorated. Therefore, CaO stabilized zirconia may be included in the above range.

[카본] : 5 ~ 15 중량% [Carbon]: 5 to 15 wt%

카본(carbon)은 플레이트를 구성하는 내화물이 용강에 대한 내침윤성(내침투성)을 향상시키고, 열충격손상을 감소시키기 위한 것으로, 내화 조성물에 포함되는 함량이 5wt% 이상 내지 15wt% 이하일 수 있다. 이때, 카본은 지르코니아-탄소질계 내화물의 내열충격성을 증가시키기 위한 인상흑연(flaky graphite) 및 강도보강을 위한 카본블랙(carbon black)으로 구성될 수 있다. The carbon is used for improving the resistance to infiltration (resistance to permeation) of molten steel and reducing the thermal shock damage of the refractory constituting the plate, and the content of the refractory composition may be 5 wt% or more and 15 wt% or less. At this time, carbon may be composed of flaky graphite for increasing the thermal shock resistance of the zirconia-carbonaceous refractory and carbon black for strength reinforcement.

인상흑연은 용강의 침투를 억제하여 내스폴링성을 향상시키기 위한 것으로서, 내화 조성물 전체 중량에 대하여, 4wt% 이상 내지 13wt% 이하로 구성될 수 있다. 이때, 인상흑연의 함량이 4wt% 미만이면 내산화성 및 용강에 의한 손상이 증가하며, 13wt% 초과하면 강도 증가 효과가 미비하여 용강에 의한 마모 및 반응 손상이 증가하게 된다. The impression graphite is intended to suppress penetration of molten steel to improve the anti-scrubbing property, and may be constituted by 4 wt% or more and 13 wt% or less with respect to the total weight of the refractory composition. If the content of graphite is less than 4 wt%, oxidation resistance and damage caused by molten steel increase. If the graphite content exceeds 13 wt%, the effect of increasing strength is insufficient, thereby increasing wear and damage caused by molten steel.

카본블랙은 내화 조성물의 강도를 증가시키기 위한 것으로서, 내화물을 소성하기 위한 유기 바인더의 탄화에 의해 형성되는 3차원적인 카본 매트릭스에 받아들여지기 쉬워져, 3차원적인 카본 매트릭스의 형성이 보다 촉진될 수 있다. 이에, 저팽창화, 저탄성화, 고강도화 및 고인성화 등에 유리하게 된다. 이때, 카본블랙의 함량이 1wt% 미만이면 강도 보강 효과가 미비하고, 2wt%를 초과하면 탄성율이 높아져 내열충격성이 감소될 수 있다. Carbon black is intended to increase the strength of the refractory composition, and is easily incorporated into a three-dimensional carbon matrix formed by carbonization of an organic binder for firing refractories, so that formation of a three-dimensional carbon matrix can be further promoted have. Thus, it is advantageous in terms of low expansion, low carbonization, high strength and high humanization. At this time, if the content of carbon black is less than 1 wt%, the strength reinforcing effect is insufficient. If the content is more than 2 wt%, the modulus of elasticity is increased and the thermal shock resistance may be reduced.

따라서, 인상흑연 및 카본블랙은 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써, 즉, 인상흑연과 카본블랙을 적정 함량으로 조합하여 카본질로 사용함으로써, 인상흑연을 사용함으로써 얻는 내산화성 및 손상억제의 효과를 얻을 수 있고, 카본블랙을 사용함으로써 저팽창화, 저탄성화, 고강도화 및 고인성화를 얻을 수 있다.
Therefore, by using graphite and carbon black in the above-mentioned amounts, that is, by combining graphite with carbon black in an appropriate amount and using them as a carbonaceous material, the effects of oxidation resistance and damage inhibition obtained by using graphite impression are obtained By using carbon black, it is possible to obtain low expansion, low carbonization, high strength, and high toughening.

한편, 상기 표 1에 제시된 주성분 외에 내화 조성물의 산화를 방지하고, 강도를 증가시키기 위해 첨가제로 강도보강제 및 산화방지제 중 적어도 어느 하나가 첨가될 수 있다. 즉, 첨가제는 내화 조성물의 카본이 내화재의 사용 중 산화에 의한 문제가 발생하는 것을 억제하기 위해 강도를 증가시키고, 산화를 억제 및 방지하는 역할을 할 수 있다. 따라서, 첨가제로는 하기의 금속 분말인 Mg-Al 파우더 및 보론 카바이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. In addition to the main components shown in Table 1, at least one of the strength reinforcing agent and the antioxidant may be added as an additive in order to prevent oxidation of the refractory composition and to increase the strength. That is, the additive may increase the strength and inhibit and prevent oxidation of the carbon of the refractory composition in order to suppress the occurrence of problems due to oxidation during use of the refractory material. Accordingly, the additive may include at least one of the following metal powders, Mg-Al powder and boron carbide.

[첨가제, 금속 분말] : 4 ~ 8 중량%[Additive, metal powder]: 4 to 8 wt%

금속 분말(metal powder)은 Al 파우더나 Mg-Al 파우더를 포함하며, Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 강 주조용으로는 Al의 함량을 최대한 배재 하기 위해서, Mg-Al 파우더를 사용할 수 있다. 즉, Al 분말을 사용할 경우 Al은 용강과 반응하여 Al4O3를 형성한 뒤, Al2O3로 전이되어 내식성을 저하하는 문제점을 야기할 수 있어, Mg-Al 파우더를 사용하여 내화 조성물 내 포함되는 Al의 총량을 감소시키는 것이 바람직하다. Mg-Al 파우더는 내화 조성물의 전체 중량에 대하여 4wt% 이상 내지 8wt% 이하가 포함될 수 있다. 이때, Mg-Al 파우더의 함량이 4wt% 미만이면 강도보강 및 산화방지 역할이 미비하고, 8wt% 초과하면 탄성율이 증가하여 내열충격성이 저하될 수 있다. 따라서, Mg-Al 파우더는 상기 범위의 함량이 포함될 수 있다. The metal powder includes Al powder and Mg-Al powder. For the steel casting such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr, Mg-Al powder can be used have. That is, when Al powder is used, Al may react with molten steel to form Al 4 O 3 and then transition to Al 2 O 3 , which may cause deterioration in corrosion resistance. Therefore, when Mg powder is used, It is preferable to reduce the total amount of Al contained. The Mg-Al powder may include not less than 4 wt% and not more than 8 wt% of the total weight of the refractory composition. If the content of the Mg-Al powder is less than 4 wt%, the strength reinforcement and the prevention of oxidation are insufficient. If the content of Mg-Al powder is more than 8 wt%, the elastic modulus may increase and the thermal shock resistance may be deteriorated. Therefore, the content of the Mg-Al powder may be included in the above range.

[첨가제, 보론 카바이드] : 1 ~ 2 중량%[Additive, boron carbide]: 1 to 2 wt%

보론 카바이드(B4C; boron carbide)는 일반적으로 붕소와 탄소의 화합물을 2800℃로 가열하여 만들어지며, 경도가 높으며, 열팽창율이 적고 화학적으로 안정하다. 이에, 보론 카바이드는 내화 조성물에 포함됨으로써 용강에 의한 내화물의 산화를 억제하거나 방지하기 위한 것으로서, 내화 조성물의 전체 중량에 대하여 1wt% 이상 내지 2wt% 이하가 포함될 수 있다. 이때, 보론 카바이드의 함량이 1wt% 미만이면 카본의 산화 방지 효과가 미비하며, 2wt%를 초과하면 용강과 반응하여 저융점 물질이 생성되어 침식저항성이 저하될 수 있다. 따라서, 보론 카바이드는 상기 범위의 함량이 포함될 수 있다.
Boron carbide (B4C) is generally made by heating a compound of boron and carbon at 2800 ° C, has a high hardness, a low coefficient of thermal expansion, and is chemically stable. Boron carbide is contained in the refractory composition to inhibit or prevent oxidation of refractory by molten steel. The boron carbide may include 1 wt% or more to 2 wt% or less based on the total weight of the refractory composition. If the content of boron carbide is less than 1 wt%, the effect of preventing the oxidation of carbon is insufficient. If the content of boron carbide is more than 2 wt%, a low melting point material may be generated due to reaction with molten steel. Therefore, the content of boron carbide in the above range may be included.

상기의 성분으로 이루어지는 내화 조성물에 유기 바인더를 첨가하여 혼련한다. 혼련시에 첨가하는 유기 바인더로서는, 피치, 타르, 실리콘 수지, 푸란 수지 및 페놀 수지가 사용될 수 있고, 열처리에 의해 잔류 탄소를 나타내는 것을 사용할 수 있다. 또한, 이들의 어느 하나 혹은 이들의 임의로 조합한 혼합물 등을 사용할 수 있다. 탄소의 결합 형성을 많게 하기 위해서, 유기 바인더는 가능한 한 잔류 탄소의 비율이 높은 것을 사용할 수 있다. An organic binder is added to the refractory composition comprising the above components and kneaded. As the organic binder to be added at the time of kneading, pitch, tar, silicone resin, furan resin and phenol resin may be used, and those showing residual carbon by heat treatment may be used. Any one of them or a mixture of any of them may be used. In order to increase the bond formation of carbon, it is possible to use an organic binder having a high proportion of residual carbon as much as possible.

이와 같이 내화 조성물에 유기 바인더를 첨가하여 얻어진 혼련물을 저온(1000℃ 이하)에서 소성하거나, 고온(1400℃ 이상)에서 산화 또는 환원분위기에서 소성한 뒤, 압연 공정을 거쳐 내화물 플레이트로 제조할 수 있다.
As described above, the kneaded product obtained by adding the organic binder to the refractory composition can be produced as a refractory plate through calcining at a low temperature (1000 DEG C or less) or calcining in an oxidizing or reducing atmosphere at a high temperature (1400 DEG C or more) have.

이하, 본 발명의 실시 형태에 따른 내화 조성물이 고온의 공정 환경 및 고산소함유강의 연속주조 시 슬라이드 게이트의 플레이트로서의 적합 여부를 확인하기 위한 실험 결과를 실시예와 비교예를 통해 상세히 살펴본다. Hereinafter, experimental results for confirming whether a refractory composition according to an embodiment of the present invention is compatible with a slide gate plate during continuous casting of a high-temperature process environment and a high oxygen-containing steel will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples.

하기의 표 2와 같은 내화 조성물을 마련한다. 이후, 각각의 내화 조성물의 전체 중량의 5.0%의 페놀수지를 첨가하여 혼련한 뒤, 소성 후 압연을 통해 25×25×125㎜ 크기의 판 상의 시편을 제작하였다. A refractory composition as shown in Table 2 below is prepared. Thereafter, 5.0% of phenol resin as the total weight of each refractory composition was added and kneaded, and a plate-like specimen of 25x25x125mm size was produced through firing and rolling.

통상, 내화 조성물의 특성 평가를 함게 있어서 중요한 물성은 내화 조성물을 슬라이드 게이트의 플레이트에 사용 시, 고온의 용강 및 산소의 함량이 많은 특수강에 견딜 수 있는 내마모성 및 내침식성을 평가할 수 있는 곡강도, 열충격 저항성, 내침식성 및 내산화성이다. 이에, 제조된 시편을 이용하여 내화물의 열간 꺾임강도와, 열충격 저항성 및 침식/산화 깊이 시험을 실시하였다. In general, when the refractory composition is applied to a plate of a slide gate, important properties for evaluating the characteristics of the refractory composition include brittleness and thermal shock resistance which can be evaluated with respect to abrasion resistance and erosion resistance that can withstand high temperature molten steel and special steel having high oxygen content , Erosion resistance and oxidation resistance. The hot bending strength, thermal shock resistance and erosion / oxidation depth of the refractory were tested using the prepared specimens.

여기서, 시편을 이용하여 열간 꺾임 강도를 측정하였으며, 열간 꺾임 강도는 1400℃의 온도에서 3점 꺾임 강도 시험법을 이용하여 실시되었다. Here, the hot bending strength was measured using the specimen, and the hot bending strength was measured at a temperature of 1400 ° C. using the three point bending strength test method.

또한, 열충격 저항성 시험을 실시하였다. 열충격 저항성은 내스폴링성을 나타내는 것으로, 열충격에 대한 저항성을 전기로 내 온도를 1400℃로 유지하고, 시편을 전기로 내에 넣고 30분 유지한 뒤, 상온으로 꺼내 냉각하는 과정을 반복하여 균열이 발생되는 지점의 횟수를 나타내었다. Further, a thermal shock resistance test was conducted. Thermal shock resistance indicates resistance to thermal shock. The resistance to thermal shock is maintained at 1400 ° C in an electric furnace. The specimen is held in an electric furnace for 30 minutes, then cooled to room temperature and cooled. And the number of points at which the

그리고, 내화 조성물의 내식성 정도를 확인하기 위해 침식시험 및 침윤실험을 진행하였다. 침식시험은 전기로의 도가니 내에 내화물 시편을 판상으로 설치한 다음 Nb-Mn-Fe계 고산소 용강을 투입한다. 그리고 1580℃에서 3시간 반응시킨 후, 고산소 용강을 배출하고, 침식된 시편의 중앙을 절단하여 침식된 길이를 측정하였다. In order to confirm the degree of corrosion resistance of the refractory composition, the erosion test and the penetration test were carried out. In the erosion test, the refractory specimen is placed in a plate form in the crucible of the electric furnace, and Nb-Mn-Fe type high oxygen molten steel is introduced. After reacting at 1580 ° C for 3 hours, high oxygen molten steel was discharged, and the center of the eroded specimen was cut to measure the eroded length.

그리고 최종적으로 평가를 (○/X)를 통해 적합/부적합을 나타내었다. 이때, 실시예 및 비교예 각각에 대한 평가 내용은 이하에서 자세하게 기재하기로 한다. Finally, evaluation (○ / X) showed fit / nonconformity. The evaluation contents of each of the examples and the comparative examples will be described in detail below.

구분division 실시예Example 비교예Comparative Example 1One 22 1One 22 33 44 55




(중

%)
of mine
anger
article
castle
water
(medium
Amount
%)
CaO 안정화 지르코니아CaO stabilized zirconia 7575 9090 -- -- 9191 7474 7575
알루미나Alumina -- -- 8888 -- -- -- 1515 마그네시아magnesia -- -- -- 9090 -- -- -- 인상흑연Impression graphite 1313 44 33 55 44 1616 44 카본블랙Carbon black 22 1One 33 -- -- -- 1One Al 파우더Al Powder -- -- 55 55 44 -- -- Mg-Al 파우더Mg-Al powder 88 44 -- -- -- 99 55 보론카바이드Boron carbide 22 1One 1One -- 1One 1One 00 유기 바인더 (페놀레진)Organic binders (phenolic resin) +5+5 +5+5 +5+5 +5+5 +5+5 +5+5 +5+5 열간 꺾임 강도
(㎏/㎠)
Hot bending strength
(Kg / cm2)
1400℃×3hr1400 ° C × 3 hr 310310 250250 280280 220220 110110 120120 250250
열충격저항성
(number)
Thermal shock resistance
(number)
최초 균열 발생Initial crack initiation 66 55 33 22 33 33 33
침식깊이 (㎜)Erosion depth (mm) 0.10.1 0.410.41 2.52.5 0.10.1 22 22 22 산화깊이 (㎜)Oxidation depth (mm) 00 00 2.52.5 33 1.51.5 00 00 평가 (○/X)Evaluation (○ / X) XX XX XX XX XX

여기서, 표 2의 실시예 1 및 실시예 2는 본 발명이 제시하는 내화 조성물을 구성하는 재료를 포함하여 구성되어 있다. 즉, CaO 안정화 지르코니아, 카본을 구성하는 인상흑연 카본블랙으로 구성된 주성분과, 주성분에 포함되는 Mg-Al 파우더 및 보론 카바이드로 구성된 첨가제로 구성된다. 반면, 비교예 1 내지 비교예 5는 본 발명에서 제시하는 내화 조성물의 주성분이 사용되지 않거나, 주성분의 함량 범위를 벗어나며 포함한 내화 조성물의 예시이다. 즉, 비교예 1은 CaO 안정화 지르코니아 대신 알루미나(Al2O3)를 사용하였고, 비교예 2는 CaO 안정화 지르코니아 대신 마그네시아(MgO)를 사용하였다. 또한, 비교예 3 및 비교예 4는 주성분의 함량이 본 발명이 제시하는 범위를 벗어나며 함유되었다. 그리고 비교예 5는 본 발명에서 제시하는 주성분 외에 알루미나를 추가로 사용하였다. Here, Examples 1 and 2 of Table 2 are made up of materials constituting the refractory composition proposed by the present invention. That is, it is composed of a main component composed of CaO stabilized zirconia and impression graphite carbon black constituting carbon, and an additive composed of Mg-Al powder and boron carbide contained in the main component. On the other hand, Comparative Examples 1 to 5 are examples of the refractory composition which does not use the main component of the refractory composition proposed in the present invention, or which is out of the content range of the main component. That is, in Comparative Example 1, alumina (Al 2 O 3 ) was used instead of CaO-stabilized zirconia, and in Comparative Example 2, magnesia (MgO) was used in place of CaO-stabilized zirconia. In Comparative Example 3 and Comparative Example 4, the content of the main component was outside the range suggested by the present invention. In Comparative Example 5, alumina was further used in addition to the main component of the present invention.

[실시예1][Example 1]

실시예 1은 표 2에 제시된 바와 같이, 내화 조성물이 제시된 범위 내의 함량으로 이루어졌다. 즉, 본 발명에서 제시하는 주성분 및 첨가제를 구성하는 구성 성분이 포함되며, 표 1에 제시된 주성분 및 첨가제의 함량 범위 내의 중량%를 포함한다. 이와 같은 함량을 포함하여 제작된 시편은 열간 꺾임 강도가 310 ㎏/㎠, 최초 균열이 발생되는 열충격 횟수 시점이 6, 침식깊이가 0.1㎜ 및 산화깊이가 0㎜를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강 주조용 슬라이드 게이트의 플레이트로 적합한 평가를 얻을 수 있다. 이는 도 3의 (c)를 참조하여 자세하게 설명할 수 있다. Example 1 consisted of the contents of the refractory composition within the ranges given in Table 2. That is, the main constituents and additives constituting the present invention are included in the present invention, and include% by weight within the content range of the main component and the additive shown in Table 1. It was confirmed that the specimens including these contents had a thermal bending strength of 310 kg / cm 2, a time point of the first thermal shock at which cracks occurred, a erosion depth of 0.1 mm and an oxidation depth of 0 mm. In addition, a suitable evaluation can be obtained with a slide gate plate for casting special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr. This can be explained in detail with reference to FIG. 3 (c).

도 3의 (c)를 참조하면, 실시예 1과 같이 제작된 시편의 침식시험 결과를 나타낸다. 이때, 본 발명의 실시형태의 내화 조성물로 제작된 실시예 1의 시편은 용강과 접촉한 반응면과 근접한 부분에서 Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강을 구성하는 용강에 다량함유되는 원소에 따른 산화 손상부위가 발생하지 않은 것을 확인할 수 있으며, 시편이 전체적으로 내화물 건전층을 나타내는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3 (c), the erosion test result of the specimen prepared as in Example 1 is shown. At this time, the specimen of Example 1 made of the refractory composition of the embodiment of the present invention was oxidized by oxidation of the elements contained in the molten steel constituting the high-acid steel containing Nb, Mn and Cr in the vicinity of the reaction surface in contact with molten steel It can be confirmed that the damaged part does not occur, and it can be confirmed that the specimen shows the entire refractory sound layer.

[실시예2][Example 2]

실시예 2는 실시예 1과 마찬가지로 주성분 및 첨가제를 구성하는 구성 성분이 표 1에 제시된 함량 범위 내의 중량%로 포함한다. 이때, 실시예 2의 조성에 의해 제작된 시편은 열간 꺾임 강도가 250㎏/㎠, 최초 균열이 발생되는 열충격 횟수 시점이 5, 침식깊이가 0.1㎜ 및 산화깊이가 0㎜를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 또한, 특수강 주조용 슬라이드 게이트의 플레이트로 적합한 평가를 얻을 수 있다. 한편, 실시예 2는 상대적으로 실시예 1에 비해 카본 및 Mg-Al 파우더의 함량이 적은 값을 포함하여 실시예 1에 대해서 낮은 열간 꺾임 강도를 나타내고, 열충격 횟수 시점이 단축된 것을 알 수 있다. In Example 2, as in Example 1, the main constituents and the constituents constituting the additive are included in the weight percentages within the content ranges shown in Table 1. At this time, it can be confirmed that the specimen produced according to the composition of Example 2 had a hot bending strength of 250 kg / cm 2, a time point of the number of thermal shocks at which cracks occurred at the beginning, 5, an erosion depth of 0.1 mm and an oxidation depth of 0 mm . In addition, a suitable evaluation can be obtained with a slide gate plate for casting a special steel. On the other hand, in Example 2, the content of carbon and Mg-Al powder was relatively low compared to Example 1, and the low bending strength was low in Example 1 and the number of times of heat shock was shortened.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따라 제작된 실시예 1 및 실시예 2는 내화 조성물 내의 SiO2 및 Al2O3를 가능한 배재함으로써, 고산소강 및 Nb, Mn,Cr 등이 첨가되는 특수강의 주조시 용강과의 반응에 의해 생성되는 저융점 물질의 형성을 억제하거나 방지함으로써 내화 조성물의 특성(내침식성, 내침윤성 및 내열충격성)이 우수한 것을 확인할 수 있다.
As described above, in Examples 1 and 2 produced according to the embodiment of the present invention, SiO 2 and Al 2 O 3 in the refractory composition can be discharged as much as possible, and the casting of the high-acid steel and the special steel to which Nb, Mn, It is confirmed that the refractory composition has excellent properties (erosion resistance, invasiveness and thermal shock resistance) by suppressing or preventing the formation of a low melting point material produced by the reaction with cast steel.

[비교예1 및 비교예2][Comparative Example 1 and Comparative Example 2]

비교예 1은 표 2에 제시된 바와 같이, 본 발명의 내화 조성물의 주성분 중 CaO 안정화 지르코니아 대신 알루미나를 사용하였다. 이때, 비교예 1의 조성에 의해 제작된 시편은 열간 꺾임 강도가 280㎏/㎠, 최초 균열이 발생되는 열충격 횟수 시점이 3, 침식깊이가 2.5㎜ 및 산화깊이가 2.5㎜를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 즉, 내화 조성물 중 알루미나의 함량이 증가함으로써 내식성이 저하되는 것을 알 수 있다. 즉, 비교예 1은 종래의 알루미나-카본질계 내화 조성물로 Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강에 대해서는 용강이 Al2O3와 반응함으로써 내식성이 저하되어 산화 손상이 증가됨으로써 특수강 주조용 슬라이드 게이트의 플레이트로 부적합한 평가를 얻을 수 있다. 이는 도 3의 (a)를 통해 자세하게 설명할 수 있다. 즉, 도 3의 (a)에 도시된 것처럼, 비교예1에 의해 제작된 시편은 용강과 접촉한 반응 면으로부터 소정 깊이 산화손상이 발생하여 침식된 것을 확인할 수 있다. In Comparative Example 1, as shown in Table 2, alumina was used as a main component of the refractory composition of the present invention in place of CaO stabilized zirconia. At this time, it can be confirmed that the specimen produced according to the composition of Comparative Example 1 exhibited a hot bending strength of 280 kg / cm 2, a time point of the number of thermal shocks at which cracks occurred at the beginning, 3, an erosion depth of 2.5 mm and an oxidation depth of 2.5 mm . That is, it can be seen that the corrosion resistance is lowered by increasing the content of alumina in the refractory composition. That is, in Comparative Example 1, for a special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr as a conventional alumina-cementum refractory composition, molten steel reacts with Al 2 O 3 to decrease corrosion resistance, An inadequate evaluation can be obtained for the plate of the sliding gate. This can be explained in detail with reference to FIG. 3 (a). That is, as shown in FIG. 3 (a), it can be seen that the specimen manufactured in Comparative Example 1 was eroded due to oxidation damage at a predetermined depth from the reaction surface in contact with molten steel.

비교예 2는 표 2에 제시된 바와 같이, 본 발명의 내화 조성물의 주성분 중 CaO 안정화 지르코니아 대신 마그네시아를 사용하였다. 이때, 비교예 2의 조성에 의해 제작된 시편은 열간 꺾임 강도가 220㎏/㎠, 최초 균열이 발생되는 열충격 횟수 시점이 2, 침식깊이가 0.1㎜ 및 산화깊이가 3㎜를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 즉, 비교예 2는 종래의 스피넬-카본질계 내화 조성물로 Nb, Mn, Cr 첨가의 고산소강과 같은 특수강에 대해서는 용강이 MgO와 반응함으로써 내열충격성이 저하되고, 표면 배면부가 산화되어 시편이 용이하게 손상될 수 있어 특수강 주조용 슬라이드 게이트의 플레이트로 부적합한 평가를 얻을 수 있다. 이는 도 3의 (b)를 통해 자세하게 설명할 수 있다. 즉, 도 3의 (a)에 도시된 것처럼, 비교예 2에 의해 제작된 시편은 용강과 접촉한 반응 면으로부터 Mg 가스가 용강 중 산소와 반응하여 용강 접촉부에 MgO 층을 형성한다. 이와 같이 스피넬-카본질계 내화물은 Mg의 반응에 의해 내화물 조직이 변형됨으로써 산화깊이 값이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이때, 스피넬-카본질계 내화물 사진에서 산화손상부로 표시된 영역은 비교예 1과는 달리 Mg의 반응에 의해 조직이 물러지는 현상에 의한 영역을 나타낸다. In Comparative Example 2, as shown in Table 2, magnesia was used as a main component of the refractory composition of the present invention in place of CaO-stabilized zirconia. At this time, it can be confirmed that the specimen produced according to the composition of Comparative Example 2 had a bending strength of 220 kg / cm 2, a time point of the number of thermal shocks at which cracks occurred at first, 2, an erosion depth of 0.1 mm and an oxidation depth of 3 mm . That is, in Comparative Example 2, for a special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn, and Cr with a conventional spinel-carbon based refractory composition, molten steel reacts with MgO to lower thermal shock resistance, It is possible to obtain an inadequate evaluation of the slide gate plate for a special steel casting. This can be described in detail with reference to FIG. 3 (b). That is, as shown in FIG. 3A, the specimen manufactured in Comparative Example 2 reacts with oxygen in the molten steel from the reaction surface in contact with the molten steel to form the MgO layer in the molten steel contact portion. In this way, it can be seen that the oxidation depth of the spinel-carbonaceous refractory is increased by the transformation of the refractory structure due to the reaction of Mg. At this time, in the spinel-carbonaceous refractory photograph, the region indicated by the oxidized damage region is a region due to the phenomenon of the structure being broken due to the reaction of Mg, unlike Comparative Example 1. [

[비교예3 및 비교예4][Comparative Example 3 and Comparative Example 4]

비교예 3 및 비교예 4는 CaO 안정화 지르코니아의 함량이 본 발명에서 제안하는 CaO 안정화 지르코니아의 함량 범위를 벗어나며 함유되고, 카본의 함량을 함량 범위 내로 함유하나, 카본질로써 인상흑연만은 사용하여 내화 조성물을 구성하였다. In Comparative Example 3 and Comparative Example 4, the content of CaO stabilized zirconia was outside the content range of CaO stabilized zirconia proposed in the present invention and contained the content of carbon within the content range, but only impression graphite was used as a kaolin, The composition was constructed.

즉, 비교예 3은 CaO 안정화 지르코니아의 함량이 제안 함량 범위를 초과하여 과도한 양이 함유되어, 내열충격성이 저하될 수 있다. 또한, 비교예 4는 CaO 안정화 지르코니아의 함량이 제안 함량 범위를 못 미치도록 함유됨으로써, 내식성 및 내마모성이 저하될 수 있다. 여기서 비교예 3의 조성에 의해 제작된 시편은 열간 꺾임 강도가 110㎏/㎠, 최초 균열이 발생되는 열충격 횟수 시점이 3, 침식깊이가 2㎜ 및 산화깊이가 1.5㎜를 나타내고, 비교예 4의 조성에 의해 제작된 시편은 열간 꺾임 강도가 120㎏/㎠, 최초 균열이 발생되는 열충격 횟수 시점이 3, 침식깊이가 2㎜ 및 산화깊이가 0㎜를 나타내는 것을 확인할 수 있다. That is, in Comparative Example 3, the content of CaO-stabilized zirconia exceeds the range of the content of the proposal, and an excessive amount of the CaO-stabilized zirconia is contained, which may deteriorate the thermal shock resistance. Further, in Comparative Example 4, the content of CaO-stabilized zirconia is contained so as to be less than the content of the proposed content, so that corrosion resistance and wear resistance may be deteriorated. Here, the specimen produced according to the composition of Comparative Example 3 had a hot bending strength of 110 kg / cm 2, a time point of the number of thermal shocks at which cracks were initially generated at 3, an erosion depth of 2 mm and an oxidation depth of 1.5 mm, The specimens produced by this method showed that the hot bending strength was 120 kg / ㎠, the number of heat shocks at the time of initial cracking was 3, the erosion depth was 2 mm and the oxidation depth was 0 mm.

이때, 상대적으로 비교예 3에 비해 비교예 4의 산화깊이 값이 낮은 이유는 첨가제로 Mg-Al 파우더를 사용하여 내화 조성물 내 포함되는 Al의 양을 감소시킴으로써 얻을 수 있다. Here, the reason why the oxidation depth value of Comparative Example 4 is relatively low as compared with Comparative Example 3 can be obtained by reducing the amount of Al contained in the refractory composition by using Mg-Al powder as an additive.

[비교예5][Comparative Example 5]

비교예 5는 본 발명의 내화 조성물을 구성하는 주성분인 CaO 안정화 지르코니아 및 카본을 함유하나, 추가적으로 알루미나(Al2O3)가 첨가된 내화 조성물을 제공한다. 이에 따라 제작된 내화물은 알루미나와 용강 내 원소의 반응에 의해 내식성이 저하되어 특수강 주조용 슬라이드 게이트의 플레이트에 적합하지 않은 것을 알 수 있다.
Comparative Example 5 provides a refractory composition containing CaO stabilized zirconia and carbon, which are the main constituents of the refractory composition of the present invention, but additionally alumina (Al 2 O 3 ) added. Thus, it can be seen that the refractory fabricated according to the present invention is not suitable for the slide gate plate for special steel casting because the corrosion resistance is reduced by the reaction of the elements in the molten steel with alumina.

이와 같이, 본 발명의 제안 구성 성분 및 제안 함량 범위를 충족한 실시예 1 및 실시예 2는 Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강의 내화 조성물로 사용되는 것이 적합하며, 이의 범위를 벗어나거나 Nb, Mn, Cr를 함유하는 고산소 강중의 산화물과의 반응에 의해 저융점 물질을 형성하는 Al2O3 및 MgAl2O4 함유 내화 조성물은 표 2에 제시된 내화물의 특성 중 적어도 어느 하나가 실시예 1 및 실시예 2에 대해 낮은 특성을 가짐으로써 Nb, Mn, Cr첨가의 고산소강과 같은 특수강의 주조용 슬라이드 게이트의 플레이트로 적합하지 않은 것을 알 수 있다.
As described above, Examples 1 and 2 satisfying the proposed constituent components and the proposed content range of the present invention are suitable to be used as a refractory composition for a special steel such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr, Or a refractory composition containing Al 2 O 3 and MgAl 2 O 4 which forms a low melting point material by reaction with an oxide in a high oxygen steel containing Nb, Mn and Cr, is characterized in that at least one of the characteristics of refractories shown in Table 2 It can be understood that it is not suitable as a slide gate plate for casting special steels such as high-acid steel containing Nb, Mn and Cr because of low characteristics in Examples 1 and 2.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.

M : 용강 10 : 래들
200 : 턴디쉬 100, 300 : 노즐부
150, 350 : 슬라이드 게이트 151, 351 : 상부 플레이트
151a, 351a : 상부 통공 153, 353 : 중간 플레이트
153a, 353a : 중간 통공 155, 355 : 하부 플레이트
155a, 355a : 하부 통공 170 : 쉬라우드 노즐
370 : 침지노즐 400 : 주형
M: molten steel 10: ladle
200: tundish 100, 300: nozzle part
150, 350: slide gate 151, 351: upper plate
151a, 351a: upper through-holes 153, 353: intermediate plate
153a, 353a: intermediate passage 155, 355: lower plate
155a, 355a: lower through hole 170: shroud nozzle
370: immersion nozzle 400: mold

Claims (11)

Nb, Mn, Cr 첨가의 고산소강을 포함하는 특수강의 연속 주조 설비의 슬라이드 게이트 플레이트용 소성재로 사용되는 내화조성물로서,
복수의 성분을 포함하고 기본 조성을 이루는 주성분 및 첨가제로 강도보강제 및 산화방지제 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고,
상기 주성분은 중량%로, CaO 안정화 지르코니아 : 75wt% 이상 내지 90wt% 이하, 카본 : 5wt% 이상 내지 15wt% 이하를 포함하고,
상기 카본은 상기 내화 조성물 전체 중량에 대하여, 인상흑연 : 4wt% 이상 내지 13wt% 이하 및 카본블랙 : 1.0wt% 이상 내지 2.0wt% 이하로 구성되며,
상기 강도보강제는 상기 내화 조성물 전체 중량에 대하여 4wt% 이상 내지 8w% 이하의 마그네슘-알루미늄 파우더를 포함하는 내화 조성물.
1. A refractory composition for use as a sintering material for a slide gate plate in a continuous casting facility of a special steel containing high-acid steel containing Nb, Mn and Cr,
And further comprising at least one of an intensifier and an antioxidant as main components and additives which comprise a plurality of components and constitute a basic composition,
Wherein the main component is CaO stabilized zirconia in an amount of 75 wt% or more and 90 wt% or less, carbon: 5 wt% or more and 15 wt% or less,
The carbon is composed of 4 wt% to 13 wt% of impression graphite and 1.0 wt% to 2.0 wt% of carbon black based on the total weight of the refractory composition,
Wherein the strength reinforcing agent comprises 4 wt% or more to 8 wt% or less of magnesium-aluminum powder based on the total weight of the refractory composition.
삭제delete 청구항 1 에 있어서,
상기 강도보강제 및 산화방지제는 보론 카바이드를 포함하는 내화 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the strength reinforcing agent and the antioxidant comprise boron carbide.
청구항 3 에 있어서,
상기 보론 카바이드는 상기 내화 조성물 전체 중량에 대하여 1wt% 이상 내지 2wt% 이하가 포함되는 내화 조성물.
The method of claim 3,
Wherein the boron carbide includes 1 wt% or more to 2 wt% or less based on the total weight of the refractory composition.
청구항 1, 청구항 3 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내화 조성물의 열간 꺾임 강도가 250 내지 310 ㎏/㎠, 침식깊이가 0.1 ㎜ 이하인 내화 조성물.
The method of claim 1, 3, or 4,
Wherein the refractory composition has a hot bending strength of 250 to 310 kg / cm 2 and an erosion depth of 0.1 mm or less.
삭제delete Nb, Mn, Cr 첨가의 고산소강을 포함하는 특수강 주조용 주조 설비의 슬라이드 게이트 플레이트로서,
소성에 의해 성형되는 내화물;을 포함하고,
상기 내화물은 지르코니아-탄소질계로 조성되며, 중량%로 CaO 안정화 지르코니아 : 75wt% 이상 내지 90wt% 이하, 카본 : 5wt% 이상 내지 15wt% 및 마그네슘-알루미늄 파우더 : 4wt% 이상 내지 8wt% 이하를 포함하며,
상기 카본은 상기 내화물의 전체 중량에 대하여, 인상흑연 : 4wt% 이상 내지 13wt% 이하 및 카본블랙 : 1.0wt% 이상 내지 2.0wt% 이하로 구성되는 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트.
A sliding gate plate for casting equipment for casting special steel containing high-acid steel containing Nb, Mn and Cr,
And a refractory molded by firing,
The refractory is composed of a zirconia-carbonaceous material and contains CaO stabilized zirconia in an amount of 75 wt% or more to 90 wt% or less, carbon 5 wt% or more to 15 wt%, and magnesium-aluminum powder 4 wt% or more to 8 wt% ,
Wherein the carbon is composed of 4 wt% or more and 13 wt% or less of graphite, and 1.0 wt% or more and 2.0 wt% or less of carbon black, based on the total weight of the refractory.
삭제delete 청구항 7 에 있어서,
상기 내화물 전체 중량에 대하여 1 내지 2 이하 중량%의 보론 카바이드를 더 포함하는 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트.
The method of claim 7,
Further comprising 1 to 2% by weight of boron carbide based on the total weight of the refractory.
청구항 7 또는 청구항 9 에 있어서,
상기 내화물의 열간 꺾임 강도가 250 내지 310 ㎏/㎠, 침식깊이가 0.1 ㎜ 이하인 강 주조용 슬라이드 게이트 플레이트.
The method according to claim 7 or 9,
Wherein the refractory has a hot bending strength of 250 to 310 kg / cm 2 and an erosion depth of 0.1 mm or less.
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