KR19990052225A - 유도용해로 내장용 내화물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도용해로의 내장내화물로 사용되는 내화물에 관한 것이며; 그 목적은 유도용해로의 슬랙라인 부분에 적합한 고내식성 내화재료을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유도용해로용 내장 내화물에 있어서, 순도 95중량%이상인 지르코니아: 40-60중량%, 알루미나: 30-40중량%, 실리카 초미분: 15중량%이하로 구성되는 유도용해로 내장용 내화물에 관한 것을 그 요지로 한다.

Description

유도용해로 내장용 내화물

본 발명은 유도용해로의 내장내화물로 사용되는 내화물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유도용해로의 슬랙라인 부분에 적합한 고내식성 내화재료에 관한 것이다.

일반적으로 고철을 용해하는 1톤이상의 용해능력을 가진 대형 유도용해로의 내부는 부정형내화물로 축조되어 있고, 사용재질로는 고온에서 팽창, 수축이 적고 안정한 실리카질이 사용되고 있다. 그런데, 유도용해로의 내부에 슬래과 접촉하는 부분은 국부적으로 침식을 심하게 받으며, 이로 인하여 조업을 중단하고 수리를 해야하는 실정에 있다.

따라서, 유도용해로용 내장 내화물의 수명향상을 위해서는 슬랙라인에 적합한 재질사용이 절실히 요구되고 있으나, 아직까지 이에 해결할 수 있는 기술이 제시된 바 없어 마땅한 대책이 없는 상황이다.

본 발명은 유도용해로의 내장용 내화물로 실리카질 내화물의 단독사용에 따른 종래문제점인 슬랙라인의 국부적인 손상을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 슬랙라인에 실리카질 내화물 보다 내침식성이 우수한 내화물로 부분 시공되어 유도용해로 내장용 내화물의 수명을 향상시킬 수 있는 내화물을 제공하는데, 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 내화물은, 유도용해로용 내장 내화물에 있어서, 순도 95중량%이상인 지르코니아: 40-60중량%, 알루미나: 30-40중량%, 실리카 초미분: 15중량%이하를 함유하여 구성된다.

이하, 본발명의 유도용해로 내장용 내화물의 성분한정 이유를 설명한다.

본 발명의 내화물에 적용되는 지르코아는 그 입도가 특별히 한정되는 것은 아니나, 그 순도는 지르코니아가 95중량%이상 함유된 것이 필요하다. 이와 같은 지르코니아는 그 입자중 굵은 입자는 골재로서 작용하고, 미세한 분말은 골재를 결합시키는 결합재로서 역할을 한다. 이를 위한 지르코아는 잇트리아(Y₂O₃)로 안정화된 지르코아가 바람직하며, 지르콘(ZrSiO₄)은 입도가 미세하고 불순물이 많아 적용이 부적당하다.

본 발명에 있어, 지르코니아는 40-60중량%가 함유되는 것이 바람직한데, 그 이유는 40중량%이하가 되면 전체적으로 골재량이 적어 시공후에 균열이 발생하기 쉽고, 융점도 저하되므로 침식이 심하게 되며, 60중량%이상이 되면 골재량이 많아서 충진성이 불량하고 소결성이 불량하여 오히려 침식이 심하게 되기 때문이다.

본 발명의 내화물에 함유되는 알루미나는 지르코니아 미분과 반응하여 알루미늄지르코네이트(Aluminum Zirconate)라는 복합물질을 형성하여 치밀한 결합제로서 작용을 한다. 이를 위해 30-40중량% 함유되는 것이 바람직하다. 만일 알루미나 함유량이 30중량%미만의 경우 미분의 사용량이 적어서 복합물질형성을 못하게 되어 결합부분이 취약하여 침식이 심하게 된다. 그리고, 알루미나 함유량이 40중량%를 넘으면 알루미나 함량이 과량이 되어 복합물질을 형성하고 남은 알루미나가 다량 존재하게 되어 오히려 악영향을 미치게 된다.

본 발명의 내화물에 함유되는 실리카 초미분은 충진성을 높이고, 소결성을 좋게하여 치밀하게 하는 역할을 하므로 15중량%이하로 함유하는 것이 바람직하다. 만일 실리카 초미분의 함유량이 15중량%를 넘으면 과소결이 되어 균열이 발생하기 쉽고 다량의 실리카 사용으로 융점이 저하되어 침식이 심하게 된다.

이하, 실시예를 통하여 본발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

하기 표 1과 같은 입도를 가지는 지르코니아 및 알루미나 그리고 실리카 초미분을 표 1의 비율로 평량하고 혼련한 다음, 이를 40×40×160mm 크기의 형틀에 투입하여 110℃에서 24시간 유지한 후 표 1에 나타낸 조건으로 소성 선변화율, 곡강도, 부피비중을 측정 및 침식시험, 그리고 시공성을 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 표 1에서 종래재는 유도용해로의 내장 내화물을 나타낸 것이다.

이때, 침식시험은 산소-프로판가스를 열원으로 하는 회전침식시험기를 사용하여 1600℃의 온도에서 1시간 유지한 후 슬랙을 부어낸 후에 침식깊이를 측정하고, 침식깊이를 표 1에 나타내었다. 또한, 시공성은 혼련된 원료를 형틀에 투입하여 충진시의 충진상태에 의하여 판단하였다.

구분	실시예	비교예	종래재
	1	2	3	4	1	2	3	4	5	6	1
지르코니아	5-3(mm)	10	15	15	10	5	20	10	5	10	10	-
	3-1(mm)	20	20	15	10	10	15	15	15	10	15	-
	1-0.074mm	20	15	10	10	10	15	15	10	20	15	-
	0.074mm이하	10	10	15	15	10	20	20	10	20	10	-
소결알루미나	1-0.074mm	10	10	15	20	20	15	10	30	25	20	-
	0.074mm이하	20	15	20	20	20	15	15	20	15	10	-
실리카 초미분	0.044mm이하	10	15	10	15	25	-	15	10	-	20	-
실리카(5-0.074mm)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	100
일반물성	선변화율(1450℃×3Hr)	+0.3	+0.4	+0.35	+0.3	+1.2	+1.0	+1.0	+1.1	+1.2	+1.3	+0.35
	부피비중(1450℃×3Hr)	3.0	3.15	3.2	3.10	2.50	2.43	2.45	2.48	2.52	2.51	2.80
	곡강도(1450℃×3Hr)	80	85	82	87	60	62	65	60	62	61	57
침식깊이(mm)	3.0	2.8	3.4	4.2	6.2	7.4	7.5	6.8	7.0	7.2	6.2
시공성*	○	○	○	○	×	×	×	×	×	×	×
*시공성: ○ 양호, × 불량

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 실시예(1-4)는 선변화율, 곡강도, 부피비중, 내침식성 및 시공성이 우수하였다.

이에 반하여 지르코니아의 사용량이 본 발명의 범위보다 적은 비교예(1)은 융점이 낮고, 침식이 심하였다. 비교예(2)는 지르코니아 사용량이 본 발명의 범위보다 많은 경우로, 전체적으로 볼 때 골재량이 많으므로 시공성이 불량하고, 소결이 잘 되

지 않아 고온강도도 매우 작고 침식도 심하였다.

비교예(3)은 알루미나의 사용량이 본 발명의 범위 보다 적은 경우로, 결합강도가 작고 침식이 심하였다. 비교예(4)는 알루미나 사용량이 본 발명의 범위 보다 많은 경우로 팽창이 크고, 결합강도도 작고 침식이 심하였다.

비교예(5)는 실리카 초미분의 사용량이 본 발명의 범위보다 적은 경우로, 소결성이 불량하여 내화물조직이 치밀화되지 못하여 강도, 부피비중이 작고 침식도 심하였다. 비교예(6)은 실리카 초미분의 사용량이 본 발명의 범위 보다 많은 경우로, 과소결이 되어 내화물의 조직은 치밀하나 시편에 균열발생이 많고 침식도 심하였다.

상술한 바와같이, 본 발명은 유동용해로의 슬랙라인에 적합한 지르코니아-알루미나계의 내장용 내화물에 사용하여 유도용해로의 국부적인 손상을 억제하여 수명향상을 하는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 유도용해로용 내장 내화물에 있어서, 순도 95중량%이상인 지르코니아: 40-60중량%, 알루미나: 30-40중량%, 실리카 초미분: 15중량%이하로 구성되는 유도용해로 내장용 내화물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지르코니아는 잇트리아(Y₂O₃)로 안정화된 것임을 특징으로 하는 유도용해로 내장용 내화물.