KR20040020160A - 용기 내부 내화물의 보수방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모재인 유입재와 부분보수재의 계면에서 접착강도가 향상되도록 하는 용기 내부 내화물의 보수방법을 제공하는 것으로, 부분적으로 탈락된 용기 내부의 유입재를 보수하는 방법에서, 부분적으로 탈락된 유입재의 표면에 잔존하는 마그네시아질 코팅재를 제거하는 단계; 물과 액상의 규산소다 용액을 혼합하여 점도가 60 내지 490 센티포아즈가 되도록 제조된 혼합액을 상기 마그네시아질 코팅재가 제거된 상기 유입재의 보수 부위에 분사하는 단계; 상기 혼합액이 분사된 위에 알루미나질 부분보수재를 시공하는 단계; 및 상기 알루미나질 부분 보수재와 유입재의 표면에 마그네시아질 코팅재를 시공하는 단계를 포함한다.

Description

용기 내부 내화물의 보수방법{Method of repairing refractory in container}

본 발명은 내화물의 보수방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 용강과 접촉되는 부분에 축조되는 용기 내부 내화물의 보수방법에 관한 것이다.

일반적으로 제선 및 제강공정에 사용되는 래들, 포트 및 턴디쉬 등의 용기는 용강과 접촉되는 내부에 내화물을 축조하여 용기에 담기는 용강의 온도를 유지함과 동시에 용강에 의해 철피가 용손되는 것을 방지한다.

이러한 용기에 사용되는 내장 내화물로서 알루미나-실리카(Al₂O₃-SiO₂)계의유입재가 사용되고, 유입재의 표면에는 용가으이 오염을 방지하기 위하여 마그네시아질 코팅재가 시공된다.

내화물의 시공이 완료되면 예열후에 조업이 진행되며, 조업이 완료된 후에는 턴디쉬를 냉각하고 잔존하는 마그네시아질 코팅재를 제거한다.

마그네시아질 코팅재를 제거할 때에 지금(metal)이나 슬래그(slag)의 유입으로 마그네시아 코팅재와 유입재가 융착된 부위는 유입재와 코팅재가 동반 탈락하게 되고 유입재 손상부위는 부분 보수를 실시하게 된다.

부분 보수하는 통상의 방법은 알루미나질 부정형 내화물을 사용하여 흙손으로 보수부위를 보수하는 데, 모재인 유입재와 부분보수재의 접착강도가 부족하여 2~3회 사용 후에는 부분보수재가 탈락하는 문제를 초래한다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 모재인 유입재와 부분보수재의 계면에서 접착강도가 향상되도록 하는 용기 내부 내화물의 보수방법를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 용기의 보수방법을 설명하기 위한 단면도.

도 2는 도 1에 이은 용기의 보수방법을 설명하기 위한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 전기로 13 : 철피

15 : 연와 17 : 스탬프재

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 보수방법은,

부분적으로 탈락된 용기 내부의 유입재를 보수하는 방법에서, 부분적으로 탈락된 유입재의 표면에 잔존하는 마그네시아질 코팅재를 제거하는 단계; 물과 액상의 규산소다 용액을 혼합하여 점도가 60 내지 490 센티포아즈가 되도록 제조된 혼합액을 상기 마그네시아질 코팅재가 제거된 상기 유입재의 보수 부위에 분사하는단계; 상기 혼합액이 분사된 위에 알루미나질 부분보수재를 시공하는 단계; 및 상기 알루미나질 부분 보수재와 유입재의 표면에 마그네시아질 코팅재를 시공하는 단계를 포함한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 용기의 보수방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 이은 용기의 보수방법을 설명하기 위한 단면도이다.

본 발명에서 사용되는 규산소다는 Na₂O 와 SiO₂로 구성되어 턴디쉬 열간 조업시에 모재와 부분보수재의 경계면 사이에 앨바이트(albite, Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂)와 같은 새로운 화합물의 생성을 촉진하여, 모재인 유입재와 부분보수재 상호간에 열간접착성을 부여하여 모재와 부분보수재 사이에 강고한 접착력을 형성하는 것이다.

규산소다 용액을 분무함으로써 부분보수 효과를 극대화 할 수 있는 메커니즘은 크게 두가지로 설명된다.

먼저 부분보수재 시공시의 접착능력 향상효과이다. 일반적으로 부분보수재는 수분을 첨가하여 혼련한 재료를 사용하기 때문에 모재에 접착시 부분보수재에 포함된 수분이 모재의 기공 사이로 모세관 현상에 의하여 빨려 들어가게 되고, 그 결과 경계면의 접착력이 저하되게 된다. 따라서 턴디쉬의 이동 및 정비작업 중 기계적인 충격에 취약하게 되고 모재와 부분보수재의 이완현상을 수반하게 된다.

그러나 규산소다 용액은 모재의 표면기공을 폐쇄함은 물론 자체의 점력(쉽게표현하면 끈적거리는 특성)을 가지고 있어 보수재의 수분이 모재로 이동함을 막고 시공시 접착력을 증가시키게 됨으로써 기계적인 충격 등에 견디는 내구성을 확보할 수 있다.

두 번째 이유는 비교적 낮은 온도에서 액상이 형성되고 이러한 액상은 모재와 부분보수재의 견고한 소결을 촉진하게 된다. 규산소다의 가열시 상(phase) 변화를 살펴보면 700℃~800℃에서 고점성의 액상이 생성되기 시작하며, 이후 경계면에서 앨바이트, 쟈데이트(Jadeite), 네퍼라인(Nepheline) 등의 새로운 화학결합물을 형성함으로써 열간접착 특성을 향상시키는 역할을 한다. 접착 경계면에 새롭게 형성된 화합물들은 용강이 용기의 내부로 투입되면 최종적으로 1500℃ 이상의 용융점(melting point)을 갖는 조성으로 전이되기 때문에 용기가 사용되는 조업 중에 녹아 흐르거나 박리되는 결함은 방지할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 규산소다 종류는 특별히 한정하는 것은 없으며, 통상의 것을 사용하여도 무방하지만 물과 규산소다를 혼합하여 된 혼합액의 점도는 60 내지 490 센티포아즈(cPs ; centi-Poise, 1Ps =0.1N.s/m2, 1cPs =1/100 Ps)이다.

이때 혼합액을 이루는 물과 규산소다의 혼합비율은 1.4 대 1 내지 1 대 4.9 이며, 이러한 혼합비율은 상기한 바와 같은 점도를 나타낸다.

규산소다 용액의 점도가 60 센티포아즈 이하가 되면 규산소다 용액의 점도가 부족하여 분사 후 흘러내리므로 규산소다 용액의 사용효과를 달성할 수 없다. 또한 규산소다 용액의 점도가 490 센티포아즈 이상이 되면 점도가 높아 분사시공을 할 수 없다.

용기 유입재의 부분보수 효과를 극대화하기 위한 방법으로, 부분적으로 탈락된 유입재(1)의 표면에 잔존하는 마그네시아질 코팅재를 제거한 후, 점도가 60 내지 490 센티포아즈가 되도록 물과 혼합된 액상의 규산소다 용액을 보수부위의 유입재 표면에 분사한 다음, 혼합재(3)가 분사된 부위에 알루미나질 부분보수재(5)를 시공한다. 그리고 알루미나질 부분보수재(5)가 시공된 전체 마그네시아질 코팅재(7)를 시공한다.

이에 따른 용기 냉각회수 기준으로 표 1에 도시한 바와 같은 실시예의 결과를 얻었다.

마그네시아질 코팅재를 제거한 후 유입재의 손상부위에 점도가 60 내지 490 센티포아즈가 되도록 물과 혼합된 액상의 규산소다 용액을 분사한 후 부분보수재를 시공한 실시예 1 내지 6의 경우에는 본 발명의 목적을 달성하였으나, 표 1에서와 같이 비교예 1 내지 4는 보수재의 시공이 곤란하거나 보수재의 시공부위가 조기탈락하는 등의 문제가 발생된다.

	액상 규산소다의 점도(센티포아즈)	용기의 사용회수(회)	액상 규산소다의 시공성	부분보수재의 시공성	비고
실시예	1	60	5	양호	양호	-
	2	100	8	양호	양호	-
	3	200	12	양호	양호	-
	4	300	14	양호	양호	-
	5	400	10	양호	양호	-
	6	490	8	양호	양호	-
비교예	1	미사용	3	없음	양호	부분보수재 조기탈락
	2	미사용	2	없음	양호	부분보수재 조기탈락
	3	50	3	불량	양호	규산소다 시공시흘러내림
	4	500	-	불량	불량	보수재 시공 불가

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 유입재의 보수회수 및 부분보수재의 물량을 저감할 수 있고, 마그네시아질 코팅재를 제거한 후 점도가 60 내지 490 센티포아즈가 되도록 물과 혼합된 액상의 규산소다 용액을 분사한 다음 부분보수재를 시공함으로써 규산소다 용액이 상온에서는 접착제 역할을 하고 열간에서는 앨바이트 등의 화합물을 형성하여 유입재와 부분보수재의 계면 결합력을 강화하므로서 보수회수 및 부분보수재의 물량을 저감할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 부분적으로 탈락된 용기 내부의 유입재를 보수하는 방법에 있어서,

   부분적으로 탈락된 유입재의 표면에 잔존하는 마그네시아질 코팅재를 제거하는 단계;

   물과 액사의 규산소다 용액을 혼합하여 점도가 60 내지 490 센티포아즈가 되도록 제조된 혼합액을 상기 마그네시아질 코팅재가 제거된 상기 유입재의 보수 부위에 분사하는 단계;

   상기 혼합액이 분사된 위에 알루미나질 부분보수재를 시공하는 단계; 및

   상기 알루미나질 부분보수재와 유입재의 표면에 마그네시아질 코팅재를 시공하는 단계를 포함하는 용기 내부 내화물의 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합액을 이루는 물과 규산소다 용액이 혼합비율은 1.4 대 1 내지 1 대 4.9 인 용기 내부 내화물의 시공방법.