KR101672471B1 - Refractory for slag dart and slag dart including the same - Google Patents
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Abstract
크로마이트 샌드 및 전이금속 산화물을 포함하고, 상기 크로마이트 샌드는 그 표면이 상기 전이금속 산화물로 코팅된 슬래그 다트 조성용 내화물 및 상기 내화물을 포함하는 슬래그 다트가 제공된다.A chromate sand and a transition metal oxide, wherein the chromite sand has a surface coated with the transition metal oxide, and a refractory for slag dart composition, and a slag dart including the refractory.
Description
본 기재는 슬래그 다트 조성용 내화물 및 상기 슬래그 다트 조성용 내화물을 포함하는 슬래그 다트에 관한 것이다.
The present invention relates to a refractory for slag dart composition and a slag dart including the refractory for slag dart composition.
철강을 제조하는 공정 중에 선철에서 강을 제조하는 제강공정이 있다. 제강공정에서는 선철과 생석회 및 합금철 등의 부자재를 전로에 장입하고 산소취련을 하여 용강을 제조하는데, 이때 용융슬래그도 용강과 동시에 생성되게 된다. There is a steelmaking process for manufacturing steel from pig iron during a steel making process. In the steelmaking process, molten steel is produced at the same time as molten steel by charging subsidiary materials such as pig iron, quicklime and ferro-alloy into the converter and oxygen-blowing.
이 용강을 래들에 장입하여야 후속공정이 진행되는데, 래들에 장입할 때 전로내의 용강뿐만 아니라 용융슬래그도 함께 배출되므로 이를 분리하여야 한다.When the molten steel is charged into the ladle, the subsequent process proceeds. When the molten steel is charged into the ladle, molten slag as well as molten steel in the converter are discharged together.
따라서 전로에서 용강을 배출할 때 용강과 용융슬래그를 분리하기 위하여 슬래그 다트라는 내화물을 사용하고 있다. Therefore, refractory materials such as slag darts are used to separate molten steel and molten slag when discharging molten steel from the converter.
이 슬래그 다트는 비중을 용강보다는 가볍고 용융슬래그보다는 무겁게 제작하여, 전로내의 용강과 용융슬래그가 공존하는 융액 속에 장입하면 배출 말기에 전로 출강구를 막아서 용강과 용융슬래그를 분리하는 작용을 한다. This slag dart has a specific gravity that is lighter than molten steel and heavier than molten slag. When it is charged into a melt in which molten steel and molten slag exist in the converter, molten slag and molten steel are separated by closing the converter lances at the end of discharge.
따라서 슬래그 다트는 용강의 온도인 1600℃ 내지 1800℃ 사이에서 잘 견디어야 하므로 내화물이 사용되고 있다. 또 이 슬래그 다트는 슬리브(sleeve)와 헤드(head)로 구성된 것으로, 중심에는 철근 또는 철봉이 들어있고 그 주위를 내화물이 감싸고 있는 형태이다.Therefore, the refractory is used because the slag dart has to withstand the temperature of the molten steel between 1600 ° C and 1800 ° C. The slag dart is made up of a sleeve and a head. The center of the slat dart contains reinforcing bars or steel bars and surrounds the refractory.
그러므로 이 내화물은 장입순간 급열되게 되므로 열충격에도 대단히 잘 견디어야 하고, 용융슬래그 및 용강과 반응하여 침식되거나 변질되지 않아야 한다.Therefore, this refractory will be rapidly heated at the time of charging, so it must be very resistant to thermal shock and react with molten slag and molten steel to prevent erosion or deterioration.
내화물 재질로는 여러 종류의 내화물이 사용될 수 있는데, 일본 특개평11-006007을 보면 크로마이트 샌드(chromite sand)와 규사를 혼합하여 슬래그 다트용 내화물로 사용하고 있는데, 일본 공개특허공보 2005-113192에서는 크로마이트 샌드(chromite sand)와 규사를 사용한 내화물이 고온부식성과 고온강도가 충분하지 않아 절손사고가 빈발한다는 문제점을 지적하면서, 상기 내화물 재질을 Al2O3-SiO2 계로 바꿀 것을 제안하고 있다.
Various refractory materials can be used as refractory materials. In Japanese Laid-Open Patent Application No. 11-006007, chromite sand and silica sand are mixed to be used as a refractory for slag darts. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-113192 It has been proposed to replace the refractory material with an Al 2 O 3 -SiO 2 system, pointing out the problem that refractories using chromite sand and silica sand are frequently incurred due to insufficient high temperature corrosion resistance and high temperature strength.
본 발명의 일 구현예는 소결온도가 높고 열충격 저항성도 우수한 슬래그 다트 조성용 내화물을 제공하기 위한 것이다.One embodiment of the present invention is to provide a refractory for slag dart composition having high sintering temperature and excellent thermal shock resistance.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 슬래그 다트 조성용 내화물을 포함하는 슬래그 다트를 제공하기 위한 것이다.
Another embodiment of the present invention is to provide a slag dart including the refractory for slag dart composition.
본 발명의 일 구현예는 크로마이트 샌드 및 전이금속 산화물을 포함하고, 상기 크로마이트 샌드는 그 표면이 상기 전이금속 산화물로 코팅된 슬래그 다트 조성용 내화물을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a refractory for slag dart composition comprising a chromite sand and a transition metal oxide, the chromate sand having a surface coated with the transition metal oxide.
상기 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 70 중량% 내지 99 중량% 및 전이금속 산화물 1 중량% 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.The refractory material for the slag dart composition may comprise from 70% to 99% by weight of the chromite sand and from 1% to 30% by weight of the transition metal oxide.
상기 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 70 중량% 내지 90 중량% 및 전이금속 산화물 10 중량% 내지 30 중량%를 포함할 수 있다.The refractory material for the slag dart composition may comprise from 70% to 90% by weight of the chromite sand and from 10% to 30% by weight of the transition metal oxide.
상기 크로마이트 샌드는 4.0 내지 4.8의 비중을 가질 수 있다.The chromite sand may have a specific gravity of 4.0 to 4.8.
상기 전이금속 산화물은 5.1 내지 6.1의 비중을 가질 수 있다.The transition metal oxide may have a specific gravity of 5.1 to 6.1.
상기 전이금속 산화물은 5.1 내지 5.3 및 5.9 내지 6.1의 비중을 가질 수 있다.The transition metal oxide may have a specific gravity of 5.1 to 5.3 and 5.9 to 6.1.
상기 전이금속 산화물은 98% 이상의 순도를 가질 수 있다.The transition metal oxide may have a purity of 98% or more.
상기 전이금속 산화물은 Cr2O3, ZrO2 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The transition metal oxide may include Cr 2 O 3 , ZrO 2, or combinations thereof.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 슬래그 다트 조성용 내화물을 포함하는 슬래그 다트를 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a slag dart comprising the refractory for slag dart composition.
상기 슬래그 다트는 슬리브 및 헤드를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 내화물을 포함할 수 있다.The slag dart includes a sleeve and a head, and the sleeve may comprise the refractory.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
Other details of the embodiments of the present invention are included in the following detailed description.
일 구현예에 따른 슬래그 다트 조성용 내화물은 고온 내구성이 우수한 슬래그 다트를 제공할 수 있다.
The refractory for slag dart composition according to one embodiment can provide a slag dart excellent in high temperature durability.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.
일 구현예에 따른 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 및 전이금속 산화물을 포함하고, 상기 크로마이트 샌드는 그 표면이 상기 전이금속 산화물로 코팅되어 있다.The refractory for slag dart composition according to an embodiment includes a chromite sand and a transition metal oxide, and the surface of the chromite sand is coated with the transition metal oxide.
종래 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 및 규사의 혼합물을 포함하였는데, 이 경우 1300℃ 이상에서 비교적 쉽게 소결되고, 고비중의 제품을 제조하기 어렵다는 문제가 있었다.Conventionally, the refractory for slag dart composition includes a mixture of chromite sand and silica sand. In this case, there is a problem that it is relatively easy to sinter at 1300 ° C or higher and it is difficult to produce a product having a high boiling point.
그러나, 일 구현에에 따르면, 규사 대신에 전이금속 산화물을 사용하되, 단순혼합이 아닌 크로마이트 샌드 표면에 전이금속 산화물이 코팅된 형태(pseudo particle 형태)로 사용하여, 고온 내구성이 크게 향상시킬 수 있다. However, according to one embodiment, a transition metal oxide is used instead of silica sand, but the transition metal oxide is coated on the surface of the chromate sand instead of the simple mixture (pseudo particle form), thereby improving the high temperature durability have.
상기 크로마이트 샌드의 입도는 제강 래들 필러로 사용하는 입도와 동일하다. 예컨대 상기 크로마이트 샌드의 입도는 0.1 mm 내지 1 mm 일 수 있다.The particle size of the chromite sand is the same as the particle size used for the steel ladle filler. For example, the particle size of the chromite sand may be 0.1 mm to 1 mm.
상기 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 70 중량% 내지 99 중량% 및 전이금속 산화물 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대 크로마이트 샌드 70 중량% 내지 90 중량% 및 전이금속 산화물 10 중량% 내지 30 중량%를 포함할 수 있다. 크로마이트 샌드 및 전이금속 산화물이 상기 범위 내로 포함될 경우, 열충격 저항성이 우수한 슬래그 다트를 경제적으로 제조할 수 있다. (전이금속 산화물이 슬래그 다트 조성용 내화물 총량에 대해 1 중량% 미만으로 포함되면 열충격 저항성 향상 효과가 없으며, 30 중량% 초과로 포함되면 비경제적이다.)Wherein the refractory material for slag dart composition comprises from 70% to 99% by weight of a chromite sand and from 1% to 30% by weight of a transition metal oxide, such as from 70% to 90% by weight of a chromite sand and from 10% . ≪ / RTI > When the chromate sand and the transition metal oxide are contained in the above range, the slag dart excellent in thermal shock resistance can be economically produced. (If the transition metal oxide is contained in an amount of less than 1% by weight based on the total amount of the refractory for slag dart composition, there is no effect of improving the thermal shock resistance. If the transition metal oxide is contained in an amount exceeding 30% by weight,
상기 크로마이트 샌드는 4.0 내지 4.8의 비중, 예컨대 4.3 내지 4.5의 비중을 가질 수 있다.The chromite sand may have a specific gravity of 4.0 to 4.8, such as 4.3 to 4.5.
상기 전이금속 산화물은 5.1 내지 6.1의 비중, 예컨대 5.1 내지 5.3 및 5.9 내지 6.1의 비중을 가질 수 있다.The transition metal oxide may have a specific gravity of 5.1 to 6.1, such as 5.1 to 5.3 and 5.9 to 6.1.
일반적으로 슬래그 다트의 비중은 용강의 비중 및 용융 슬래그의 비중 사이의 값을 가져야 하므로, 슬래그 다트 제조 시 철분말 또는 철편을 장입하기도 한다. 그러나, 철의 열팽창계수는 크로마이트 샌드의 열팽창계수보다 훨씬 크기 때문에, Generally, the specific gravity of the slag dart has to be a value between the specific gravity of the molten steel and the specific gravity of the molten slag. Therefore, iron powder or iron pieces may be charged during the manufacture of the slag dart. However, since the thermal expansion coefficient of iron is much larger than the thermal expansion coefficient of the chromite sand,
철을 포함하는 슬래그 다트 조성용 내화물은 열충격 저항성이 저하되는 문제가 있다.The refractory for slag dart composition containing iron has a problem that thermal shock resistance is deteriorated.
그러나, 일 구현예에 따라 비중이 5.1 내지 6.1, 예컨대 5.1 내지 5.3 및 5.9 내지 6.1인 전이금속 산화물이 표면에 코팅된 크로마이트 샌드를 포함하는 내화물을 이용하면, 열충격 저항성이 매우 우수한 슬래그 다트를 제조할 수 있다. However, according to one embodiment, when a refractory material including a chromite sand having a surface coated with a transition metal oxide having a specific gravity of 5.1 to 6.1, for example, 5.1 to 5.3 and 5.9 to 6.1 is used, a slag dart excellent in thermal shock resistance can do.
또한, 전이금속 산화물은 크로마이트 샌드보다 소결 온도도 훨씬 높기 때문에, 소결 수축감소는 물론, 고온 내식성도 매우 우수해, 결과적으로 슬래그 다트 조성용 내화물은 열간 고온 물성이 매우 우수해지게 된다.In addition, since the transition metal oxide is much higher in sintering temperature than the chromite sand, the sintering shrinkage is reduced as well as the high temperature corrosion resistance is extremely high. As a result, the refractory material for slag dart composition has excellent hot high temperature properties.
상기 전이금속 산화물은 98% 이상, 예컨대 98% 이상 99.9% 이하의 순도를 가질 수 있다. 이 경우, 비중이 크고(높고), 소결온도가 높아지는 효과가 있다. 전이금속 산화물의 순도가 98% 이하일 경우, 열충격 저항성이 저하되게 된다.The transition metal oxide may have a purity of 98% or more, for example, 98% or more and 99.9% or less. In this case, there is an effect that the specific gravity is large (high) and the sintering temperature is high. When the purity of the transition metal oxide is 98% or less, the thermal shock resistance is lowered.
상기 전이금속 산화물의 입도는, 예컨대 44 ㎛ 이하일 수 있다. 이 경우, 적은 양의 전이금속 산화물을 사용하여 입도가 큰 크로마이트 입자의 표면 코팅이 가능하다.The particle size of the transition metal oxide may be, for example, 44 m or less. In this case, it is possible to coat the surface of chromite particles having a large particle size using a small amount of transition metal oxide.
상기 전이금속 산화물은 Cr2O3, ZrO2 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 상기 전이금속 산화물로서 HfO2도 사용 가능하나, 고가로 구입이 용이하지 않아, 실용성이 떨어지며 비경제적이다.The transition metal oxide may include, but is not limited to, Cr 2 O 3 , ZrO 2, or combinations thereof. On the other hand, although HfO 2 can be used as the transition metal oxide, it is not easy to purchase at a high price, and practicality is low and it is uneconomical.
상기 Cr2O3는 비중이 5.2 내지 5.3, 예컨대 5.22일 수 있고, ZrO2는 비중이 6.0 내지 6.1, 예컨대 6.02일 수 있다.
The Cr 2 O 3 may have a specific gravity of 5.2 to 5.3, such as 5.22, and ZrO 2 may have a specific gravity of 6.0 to 6.1, such as 6.02.
다른 일 구현예에 따른 슬래그 다트는 상기 슬래그 다트 조성용 내화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The slag dart according to another embodiment includes the refractory for slag dart composition.
상기 슬래그 다트는 슬리브(sleeve) 및 헤드(head)를 포함하고, 상기 슬리브는 상기 내화물을 포함할 수 있다.The slag dart includes a sleeve and a head, and the sleeve may comprise the refractory.
상기 슬래그 다트 조성용 내화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 다른 일 구현예에 따른 슬래그 다트는 고온 내구성이 우수하여, 용강과 용융슬래그를 용이하게 분리할 수 있다.
The slag dart according to another embodiment, which is characterized by including the refractory for slag dart composition, is excellent in high temperature durability and can easily separate molten steel and molten slag.
또 다른 일 구현예는 상기 슬래그 다트 조성용 내화물을 몰드에 유입하는 단계; 및 상기 몰드에 진동을 가하여 성형하는 단계를 포함하는 슬래그 다트의 제조방법을 제공할 수 있다.
In another embodiment, the refractory for slag dart composition is introduced into a mold; And a step of applying vibration to the mold to form a slag dart.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following embodiments are merely preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
(( 실시예Example ))
(( 슬래그Slag 다트 조성용 내화물 제조) Dart composition refractory)
실시예Example 1 내지 1 to 실시예Example 6 6
알콜 용액 속에 페놀수지를 첨가하여 용액 교반을 실시하였다. 이 혼합 용액에 하기 표 1의 조성으로 Cr2O3 또는 ZrO2를 첨가하고 다시 교반을 실시하였다.A phenol resin was added to the alcohol solution to perform solution stirring. To this mixed solution, Cr 2 O 3 or ZrO 2 was added in the composition shown in Table 1, followed by stirring again.
상기 Cr2O3 또는 ZrO2가 현탁된 용액을 크로마이트 샌드(chromite sand)에 코팅하여, 슬래그 다트 조성용 내화물을 제조하였다. A solution in which Cr 2 O 3 or ZrO 2 was suspended was coated on a chromite sand to prepare a refractory for slag dart composition.
비교예Comparative Example 1 및 1 and 비교예Comparative Example 2 2
Cr2O3 또는 ZrO2를 코팅하지 않고, 크로마이트 샌드 및 규사를 하기 표 1의 조성으로 혼합하여, 슬래그 다트 조성용 내화물을 제조하였다.
Cr 2 O 3 or ZrO 2 was not coated, chromate sand and silica sand were mixed in the composition shown in Table 1 to prepare a refractory for slag dart composition.
평가evaluation
실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 슬래그 다트 조성용 내화물을 실리카 졸(silica sol)에 첨가한 후, 성형하여 슬래그 다트를 제조하였다. 한편, 슬리브 및 헤드를 가지는 슬래그 다트 형태로는 물성비교가 어렵기 때문에, 4×4×4cm의 시편을 제조하여, 열충격 실험 및 소결실험을 실시하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The refractory for slag dart composition according to Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was added to silica sol and then molded to prepare a slag dart. On the other hand, since comparison of physical properties is difficult in the form of a slag dart having a sleeve and a head, a specimen of 4 x 4 x 4 cm was manufactured, and a thermal shock test and a sintering test were carried out, and the results are shown in Table 2 below.
열충격 실험은 1500℃로 유지된 전기로 내에 제작된 시편을 넣고 15분간 유지시킨 후 끄집어내서 찬 물 속에 급속 냉각시킨 후 다시 같은 방법으로 반복하여 몇 회에서 크랙(crack)이 발생되는지를 조사하였다.
In the thermal shock test, the specimens prepared in an electric furnace maintained at 1500 ° C were put into the furnace, and the specimens were held for 15 minutes, cooled rapidly in cold water, and repeatedly repeated in the same manner to investigate how many cracks were generated.
(회)스 spalling test
(time)
상기 표 1 및 표 2를 통하여, 일 구현예에 따라 표면에 Cr2O3 또는 ZrO2 등의 전이금속 산화물이 코팅된 크로마이트 샌드(pseudo particle)를 포함하는 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 및 규사를 포함하는 슬래그 다트 조성용 내화물보다 소결온도가 높고 열충격 저항성도 현저하게 우수한 것을 확인할 수 있다.
Through the above Tables 1 and 2, according to one embodiment, the refractory for slag dart composition including a chromite pseudo particle whose surface is coated with a transition metal oxide such as Cr 2 O 3 or ZrO 2 , It can be confirmed that the sintering temperature is higher than that of the refractory for slag dart composition including silica sand and the thermal shock resistance is remarkably excellent.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (10)
상기 크로마이트 샌드는 그 표면이 상기 전이금속 산화물로 코팅된
슬래그 다트 조성용 내화물.
Chromite sand and transition metal oxide,
The chromite sand has a surface coated with the transition metal oxide
Refractory for slag dart composition.
상기 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 70 중량% 내지 99 중량% 및 전이금속 산화물 1 중량% 내지 30 중량%를 포함하는 슬래그 다트 조성용 내화물.
The method of claim 1,
Wherein the refractory material for slag dart composition comprises 70 wt% to 99 wt% of a chromite sand and 1 wt% to 30 wt% of a transition metal oxide.
상기 슬래그 다트 조성용 내화물은 크로마이트 샌드 70 중량% 내지 90 중량% 및 전이금속 산화물 10 중량% 내지 30 중량%를 포함하는 슬래그 다트 조성용 내화물.
The method of claim 1,
Wherein the refractory material for slag dart composition comprises 70 wt% to 90 wt% of a chromite sand and 10 wt% to 30 wt% of a transition metal oxide.
상기 크로마이트 샌드는 4.0 내지 4.8의 비중을 가지는 슬래그 다트 조성용 내화물.
The method of claim 1,
Wherein the chromite sand has a specific gravity of 4.0 to 4.8.
상기 전이금속 산화물은 5.1 내지 6.1의 비중을 가지는 슬래그 다트 조성용 내화물.
The method of claim 1,
Wherein the transition metal oxide has a specific gravity of 5.1 to 6.1.
상기 전이금속 산화물은 5.1 내지 5.3 및 5.9 내지 6.1의 비중을 가지는 슬래그 다트 조성용 내화물.
The method of claim 1,
Wherein the transition metal oxide has a specific gravity of 5.1 to 5.3 and 5.9 to 6.1.
상기 전이금속 산화물은 98% 이상의 순도를 가지는 슬래그 다트 조성용 내화물.
The method of claim 1,
Wherein the transition metal oxide has a purity of 98% or more.
상기 전이금속 산화물은 Cr2O3, ZrO2 또는 이들의 조합을 포함하는 슬래그 다트 조성용 내화물.
The method of claim 1,
Wherein the transition metal oxide comprises Cr 2 O 3 , ZrO 2, or a combination thereof.
A slag dart comprising the refractory of any one of claims 1 to 8.
상기 슬래그 다트는 슬리브 및 헤드를 포함하고,
상기 슬리브는 상기 내화물을 포함하는 슬래그 다트.The method of claim 9,
Wherein the slag dart includes a sleeve and a head,
Wherein the sleeve comprises the refractory.
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