KR20030018817A - 카본함유 내화 몰탈 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제철 및 제강용 요로에서 각종 카본함유 내화벽돌의 줄눈부와 배면의 산화를 방지하기 위하여 사용되는 카본함유 내화 몰탈(mortar) 조성물에 관한 것으로, 그 목적은 카본함유 내화벽돌의 줄눈부와 배면의 산화를 방지함과 아울러 사용 후 카본함유 내화벽돌의 해체성이 우수한 카본함유 내화 몰탈 조성물을 제공하는 것이다. 이를 위해 본 발명에서는 입자크기가 1 mm 이하인 마그네시아 분말과 비정질 카본이 20:80 ∼ 70:30 의 중량비로 혼합되고, 여기에 붕산이 외삽으로 1∼10 중량% 포함되고 오일이 외삽으로 10∼40 중량% 포함된 카본함유 내화 몰탈을 제공한다.
Description
본 발명은 카본함유 내화 몰탈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제철 및 제강용 요로에서 각종 카본함유 내화벽돌의 줄눈부와 배면의 산화를 방지하기 위하여 사용되는 카본함유 내화 몰탈(mortar) 조성물에 관한 것이다.
제철 및 제강 공정에서 사용되는 전로(converter) 또는 티밍 레이들(teeming ladle)과 같은 각종 요로에는 MgO-C, Al2O3-C 또는 Al2O3-MgO-C 등 카본함유 내화벽돌이 다량 사용되고 있다.
이러한 카본함유 내화벽돌은 용강이나 슬래그(slag)에 대한 내식성은 우수하나, 사용시 내화벽돌의 줄눈부와 배면에 산화가 수반되어 내화벽돌의 열화로 인한 노체수명 저하를 초래하는 문제점이 있었다.
또한 카본함유 내화벽돌에 사용되는 수계 몰탈(mortar)은 예열시 수증기의 발생으로 인하여 내화벽돌의 특성을 저하시키고 특히 배면에 사용될 경우에 가동면에 사용되는 카본함유 내화벽돌과 영구장(Permanent Lining)이나 준영구장 내화벽돌과의 반응융착을 초래하여, 사용 후 해체성이 불량한 문제점이 있었다.
이를 방지하기 위하여 카본함유 내화벽돌의 배면산화를 방지하는 내화재로서, 타르, 클레오지트유, 탄소 및 염기성 골재를 주체로 하는 열간보수용 스프레이(spray)재를 사용하기도 하였으나, 이 방법으로는 시공성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 카본함유 내화벽돌의 줄눈부와 배면의 산화를 방지함과 아울러 사용 후 카본함유 내화벽돌의 해체성이 우수한 카본함유 내화 몰탈 조성물을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 카본함유 내화 몰탈 조성물은 입자크기가 1 mm 이하인 마그네시아 분말과 비정질 카본이 20:80 ∼ 70:30 의 중량비로 혼합된 내화재료에 붕산이 외삽으로 1∼10 중량% 포함되고 오일이 외삽으로 10∼40 중량% 포함되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 내화 몰탈에 사용되는 마그네시아 분말은 입자크기가 1 mm 이하인 것이 바람직하다. 마그네시아 분말의 입자크기가 1 mm를 초과하면 카본함유 내화벽돌의 줄눈부의 틈새 간격이 커져 줄눈부의 손상이 증대되고 배면에서의 충진이 불량하여 배면 산화방지 효과가 저하된다.
마그네시아 분말로서는 특별히 한정하는 것은 없으며, 통상의 마그네시아 분말을 사용하여도 무방하나 불순물의 영향을 최소화하기 위하여 순도 95% 이상인 것이 바람직하다.
비정질 카본은 입자크기가 일반적으로 1 mm 이하이므로 입자크기에 대하여 특별히 한정하는 것은 없으며, 불순물의 영향을 최소화하기 위하여 순도 95% 이상인 것이 바람직하다.
카본함유 내화 몰탈 조성물에 있어서 위에서 한정한 마그네시아 분말과 비정질 카본의 혼합비는 중량비로 20:80 ∼ 70:30 인 것이 바람직하다. 마그네시아 분말의 함유량이 20 중량% 이하가 되면 마그네시아 분말이 부족하여 카본함유 내화 몰탈 조성물의 충진이 불량하여 산화방지 효과가 저하된다. 마그네시아 분말의 함유량이 70 중량%를 초과하면 마그네시아 분말의 함유량이 과다하여 카본함유 내화벽돌의 산화방지 효과가 저하된다.
카본함유 내화 몰탈 조성물에 있어서 비정질 카본의 산화방지를 목적으로 사용하는 붕산에 대하여서는 특별히 한정하는 것은 없으며 상용의 것을 사용하여도 무방하나, 불순물에 의한 반응을 억제하기 위하여 순도 95% 이상인 것이 바람직하다.
위에서 한정한 마그네시아 분말과 비정질 카본의 혼합물에 첨가되는 붕산의 첨가량은 외삽으로 1∼10 중량% 이다. 붕산의 첨가량이 외삽으로 1 중량% 미만이면 비정질 카본의 산화방지 효과가 미약하여 카본함유 내화벽돌의 줄눈부나 배면의 산화방지 효과가 저하된다. 또한, 붕산의 첨가량이 외삽으로 10 중량%를 초과하면 사용시 붕산에서 생성되는 B2O3산화물과 카본 함유 내화벽돌 중의 산화물이 반응하여 저융점 화합물을 생성하므로 카본함유 내화벽돌의 손상을 초래한다.
위에서 한정한 마그네시아 분말과 비정질 카본의 혼합물에 외삽으로 첨가되는 오일의 양은 10∼40 중량% 이다. 외삽으로 첨가되는 오일의 함유량이 10 중량% 미만이면 오일이 부족하여 카본함유 내화 몰탈 조성물이 시공이 되지 않으며, 오일의 함유량이 외삽으로 40 중량%를 초과하면 오일의 함유량이 과다하여 시공시 카본함유 내화 몰탈 조성물이 흘러내리므로 시공상의 난점이 초래된다.
본 발명에서 사용되는 오일로서는 특별히 한정하는 것은 없으나, 인화성이 비교적 작고 잔류 탄소량이 비교적 많은 등유나 중유의 석유계가 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 따른 카본함유 내화 몰탈 조성물에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1∼3에서는 입자크기가 1 mm 이하인 마그네시아 분말과 비정질 카본을 혼합비가 각각 20:80, 40:60, 70:30 중량비가 되도록 혼합하고, 여기에 붕산을 외삽으로 각각 10, 5, 1 중량% 첨가하고, 오일을 각각 10, 40, 30 중량% 첨가하여 카본함유 내화 몰탈 조성물을 제조하였으며, 각각의 조성을 표 1에 나타내었다.
상기한 바와 같이 제조된 카본함유 내화 몰탈 조성물을 티밍래들 슬래그 라인(slag line)용 MgO-C질 내화벽돌에 적용하여, 156ch 사용 후 MgO-C질 내화벽돌의 잔존량이 50 mm인 것을 기준으로 하였을 때 배면의 평균 산화층 두께를 측정하고, 줄눈부 손상지수 및 시공가능 여부를 관측하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
또한, 본 발명의 범위를 벗어난 범위에서 카본함유 내화 몰탈 조성물을 제조하여 비교예 1∼7을 얻었으며, 비교예 1∼7에 의해 제조된 카본함유 내화 몰탈 조성물을 티밍래들 슬래그 라인(slag line)용 MgO-C질 내화벽돌에 적용하여, 배면 산화층의 두께, 줄눈부 손상지수 및 시공가능 여부를 관측하고, 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다.
줄눈부 손상지수는 156ch 사용 후 비교예 2를 기준으로 한 MgO-C질 내화벽돌 줄눈부의 비교손상지수로 나타낸 것이다.
| 실시예 | 비교예 | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 마그네시아의입자크기 (mm) | 1 이하 | 1 이하 | 1 이하 | 1.5 | 1 이하 | 1 이하 | 1 이하 | 1 이하 | 1 이하 | 1 이하 |
| 마그네시아: 비정질 카본의 혼합비 (중량비) | 20:80 | 40:60 | 70:30 | 50:50 | 10:90 | 80:20 | 30:70 | 40:60 | 50:50 | 20:80 |
| 붕산 (외삽, 중량%) | 10 | 5 | 1 | 5 | 5 | 5 | 15 | 0.5 | 7 | 2 |
| 오일의 첨가량(외삽, 중량%) | 10 | 40 | 30 | 40 | 10 | 30 | 20 | 20 | 5 | 50 |
| 배면 산화층의 두께 (mm) | 1 | 3 | 5 | 25 | 18 | 17 | 15 | 30 | -- | -- |
| 줄눈부 손상지수 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 1.4 | 1.2 | 1.3 | 1.1 | 1.8 | -- | -- |
| 시공가능 여부 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 시공불가 | 시공불가 |
표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1∼3에서는 배면 산화층의 두께가 매우 얇고 줄눈부 손상지수가 매우 낮았으며 시공가능성이 양호하여 본 발명의 목적이 달성되었다. 반면에 비교예 1∼7에서는 배면 산화층의 두께가 두껍고 줄눈부 손상지수가 크며 시공이 불가능하기도 하였다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 카본함유 내화 몰탈 조성물을 사용하면 내화벽돌의 줄눈부와 배면의 산화를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 카본함유 내화 몰탈 조성물은 사용 후 해체하기가 용이한 효과가 있다.
Claims (1)
- 입자크기가 1 mm 이하인 마그네시아 분말과 비정질 카본이 20:80 ∼ 70:30 의 중량비로 혼합된 내화재료에 붕산이 외삽으로 1∼10 중량% 포함되고, 오일이 외삽으로 10∼40 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 카본함유 내화 몰탈 조성물.
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| KR1020010053385A KR20030018817A (ko) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 카본함유 내화 몰탈 조성물 |
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