KR20050111300A - 질석보드 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강로에서 용강을 주조설비까지 운반하는 반송용기인 래들(Laddle) 또는 턴디쉬에 적용 가능한 단열재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 래들이나 턴디쉬의 철피에 부착되어 철피와 영구장 내화물의 손상을 방지하고, 용융물의 온도 드롭을 방지할 수 있도록 한 질석 보드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은 박리팽창현상을 나타내어 비중이 매우 낮고 우수한 단열성을 가지고 있는 팽창 버미큘라이트(expanded vermiculite)를 활용하였다. 먼저 운모석 원석을 채취 후 이를 18mesh 이하로Fine grinding mill을 사용하여 분쇄시키는 단계와, 상기 분쇄된 분말을 최밀충진을 위해 입도별로 배합, Silica sol(SiO₂·XH₂O)와 Alumina sol(Al₂O₂·XH₂O)등의 바인더와 혼련하여 약 30분동안 95℃의 온도에서 유지하며 1차 소성 가공하고; 상기 소성 가공된 제품을 5 ~ 8kgf/㎠의 압력으로 프레스에 의해 압착하며; 상기 압착된 제품을 110℃의 온도에서 18시간 ~ 24시간 동안 건조하고; 상기 건조된 제품을 500℃의 온도에서 2차 소성 시켜서 질석 보드를 제조하되, 질석 보드에는 소정 두께의 폴리아크릴레이트가 코팅 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

질석보드 및 그의 제조방법{Vermiculite board and method for manufacturing it}

본 발명은 제강로에서 용강을 주조설비까지 운반하는 반송용기인 래들(Laddle) 또는 턴디쉬에 적용 가능한 단열재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 래들이나 턴디쉬의 철피에 부착되어 철피와 영구장 내화물의 손상을 방지하고, 용융물의 온도 드롭을 방지할 수 있도록 한 질석 보드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 제강공정에 이용되는 래들이나 턴디쉬는 강철로 된 철피를 구비하고, 그의 내부에는 내화벽돌을 쌓아서 쇳물을 담아 운반을 하고 있다.

그러나, 최근 탈가스처리, 용강 가열등의 2차 정련처리, 연속주조의 보급 확대에 따라 고온 수강, 장기간 보존 등으로 그 사용조건이 가혹화 됨으로 인해 내화벽돌이 손상될 경우에는 철피로부터 내화벽돌을 제거하고 신품으로 보수해야 하지만 손상된 내화벽돌의 제거가 용이하지 않게 되어 작업시간이 상당히 소요되는 문제점이 있었다.

한편 질석의 원광인 운모는 그 성분이 SiO₂(60-65%), Al₂O₃(14-17%), K₂O₃(5.5-6.5%), Fe₂O₃(0.8-1.5%)등으로 구성되고, 게르마늄(Ge)이 2.82ppm정도 함유되어 있어 인체에 유익한 원적외선의 분광분포가 높아 원적외선의 방사도가 높고, 탈취성과 항균성이 우수하며 내화성이 뛰어나 건축용 자재 또는 전자 제품의 부품 등으로서 사용되며, 특히 분말은 여러 종류의 입자크기로 분쇄하여 석고보드와 플라스터의 충전재나 시멘트 모르타르 등으로 쓰인다. 이를 좀더 상세하게 설명하면, 질석은 변성질 금운모 혹은, 백운모를 900 ~ 1000℃로 가열하면 층 사이에 있던 수분이 증기로 변하며 격자층이 부풀어 오르거나 벌레모양으로 분리된다. 부피는 상업적인 품질일 경우 8 ~ 20배가 증가하나 개별 편들은 최대 30배 까지도 늘어날 수 있다. 팽창시킬 경우 저밀도에 최적의 절연 성질을 지니며 이온교환 능력도 좋다. 또한 화학적으로는 독성이 없으며 안정되어 있다.

아래 표는 팽창 질석의 물리적 성질을 나타내었다.

종류	밀도(kg/㎤)	수분손실(110℃)	산도	인화성	하소온도(℃)	용융점(℃)	이온교환능(g/meq)	비열(kj/kg·K)
값	64~160	4~10%	6~9	없음	1150~1250	1200~1320	50~150	0.84~1.08

본 발명은 상기와 같은 물성을 활용한 것으로서, 본 발명의 목적은 래들이나 턴디쉬에서 내화벽돌의 해체시 중장비의 충격등으로 인한 철피손상의 문제점과 부정형 내화물이나 유입재를 사용할 때 보드에 수분이 침투하는등의 단점을 해소하기 위한 질석 보드 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 질석 보드 제조방법은, 먼저 운모석 원석을 채취 후 이를 18mesh 이하로 Fine grinding mill을 사용하여 분쇄시키는 단계와, 상기 분쇄된 분말을 최밀충진을 위해 입도별로 배합, Silica sol(SiO_2˙XH₂O)와 Alumina sol(Al₂O_2˙XH₂O)등의 바인더와 혼련하여 약 30분동안 95℃의 온도에서 유지시키는 1차 소성 가공하고; 상기 소성 가공된 제품을 5 ~ 8kgf/㎠의 압력으로 프레스에 의해 압착하며 상기 압착된 제품을 110℃의 온도에서 18시간 ~ 24시간 동안 건조하여 변형과 수축을 방지하고, 층간수의 증발을 유도하였으며 상기 건조된 제품을 500℃의 온도에서 모든 층간수를 탈수시키는 2차 소성 단계를 포함한다.

본 발명의 질석 보드에는 실온 방치시 다시 수화되는 것을 방지하며 래들이나 턴디쉬에 부정형 내화물 유입재 사용시 수분유입으로 인한 폭열 현상을 방지하기 위해 소정 두께의 폴리아크릴레이트가 코팅되는 것이 바람직하다.

질석은 근본적인 성질이 절연효과와 단열효과가 일반 시멘트와 비교하면 10배 이상, 경량화에서도 10배 이상 줄일 수 있고, 안전사용 온도도 1150℃, 질석의 무수한 기공들은 소음을 흡수하여 방음효과를 얻을 수 있는 소재로 알려져 있다.

본 발명에 있어서 상기와 같은 질석의 장점을 더욱 증가시키며 부가적인 복합기능을 갖는 소재를 창출하기 위하여 바인더를 혼련하고 프레스로 압축, 건조 및 소성 시킴으로써 질석 자체의 단점인 다기공을 막아 주고, 특유한 내화성을 발휘함으로써 가열로 등의 내화재 대용으로 사용할 수 있는바, 또한, 벽돌 또는 블럭으로서 사용하는 경우, 기존의 시멘트 벽돌 등에 비해 중량이 1/3이하를 갖게 되어 작업성 및 시공성이 향상된다.

이와 같이 본 발명의 질석 보드는 Silica sol(SiO₂·XH₂O)와 Alumina sol(Al₂O_2˙XH₂O)등의 바인더를 첨가함으로써 단열 보온효과를 증대 시키며 완전 불연이고 1150℃에도 안정성을 갖는 성형품으로 턴디쉬나 래들의 단열벽돌 대용으로 적합하며 폐기 시에도 질석은 농업분야에서 토양조절재, 토양에 경화방지, 토질 개량제, 함수 활성용으로 사용되는 친환경적인 소재로서 매우 유용한 것이다.

Claims (3)

1. 운모석 원석을 채취 후 이를 18mesh 이하로 Fine grinding mill을 사용하여 분쇄시키는 단계와;

   상기 분쇄된 분말을 최밀충진을 위해 입도별로 배합, Silica sol(SiO₂·XH₂O)와 Alumina sol(Al₂O_2˙XH₂O)등의 바인더와 혼련하여 약 30분동안 95℃의 온도에서 유지시키는 1차 소성 가공하는 단계와;

   상기 소성 가공된 제품을 5 ~ 8kgf/㎠의 압력으로 프레스에 의해 압착하는 단계와;

   상기 압착된 제품을 110℃의 온도에서 18시간 ~ 24시간 동안 건조하여 변형과 수축을 방지하고, 층간수의 증발을 유도하였으며 상기 건조된 제품을 500℃의 온도에서 모든 층간수를 탈수시키는 2차 소성 단계를 포함함을 특징으로 하는 질석보드의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기의 질석 보드에는 실온 방치시 다시 수화되는 것을 방지하며 래들이나 턴디쉬에 부정형 내화물 유입재 사용시 수분유입으로 인한 폭열 현상을 방지하기 위해 소정 두께의 폴리아크릴레이트가 코팅됨을 특징으로 하는 질석 보드의 제조방법.
3. 제1항의 방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 질석보드.