KR20100049386A - 친환경의 무수 부정형 라이닝재 - Google Patents

친환경의 무수 부정형 라이닝재 Download PDF

Info

Publication number
KR20100049386A
KR20100049386A KR1020080108518A KR20080108518A KR20100049386A KR 20100049386 A KR20100049386 A KR 20100049386A KR 1020080108518 A KR1020080108518 A KR 1020080108518A KR 20080108518 A KR20080108518 A KR 20080108518A KR 20100049386 A KR20100049386 A KR 20100049386A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lining material
steelmaking
weight
material composition
inorganic
Prior art date
Application number
KR1020080108518A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101044809B1 (ko
Inventor
허재녕
Original Assignee
(주)원진월드와이드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)원진월드와이드 filed Critical (주)원진월드와이드
Priority to KR1020080108518A priority Critical patent/KR101044809B1/ko
Publication of KR20100049386A publication Critical patent/KR20100049386A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101044809B1 publication Critical patent/KR101044809B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/02Linings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/03Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite
    • C04B35/04Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on magnesium oxide, calcium oxide or oxide mixtures derived from dolomite based on magnesium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives
    • C04B35/6316Binders based on silicon compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418Silicon oxide, silicic acids, or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3436Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
    • C04B2235/3445Magnesium silicates, e.g. forsterite

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

본 발명은 응용 금속 주조법에 사용되는 턴디쉬(tundish) 또는 래들(ladle)의 내화물을 피복하기 위한 일회성 라이닝재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 융점이 높은 제철이나, 제강을 취급하고 주조하는데 필요한 연속 주조 설비인 턴디쉬와 용강 수강용 래들의 벽체 또는 바닥 보호를 위하여, 마그네시아(MgO, magnesia), 감람석(Olivine, (Mg,Fe)2SiO4) 및 포르스테라이트 (2MgO·SiO)로부터 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 원료와 분말상 무기물 결합제 및 초미분 실리카(SiO2) 분말을 포함하는 무기계 라이닝재를 시공함으로써, 유기 결합제를 포함하는 라이닝재의 단점인 작업 환경 오염 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 고온 영역에서 턴디쉬 또는 래들의 내화물 안정성을 확보할 수 있다.

Description

친환경의 무수 부정형 라이닝재{Environmentally-friendly Waterless-Monolithic Lining Material}
본 발명은 턴디쉬(tundish) 또는 래들(ladle)의 내화물을 피복하기 위한 일회성 라이닝재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유기 결합제에서 발생했던 환경적인 문제와 고온 영역에서의 취약성을 개선한 무기 결합제를 포함하는 친환경 라이닝재 조성물에 관한 것이다.
최근 전 세계적으로 급속한 도시화 건설과 이에 따른 기계 설비의 증가로 인하여 고품질의 철강재에 대한 수요량은 점차 증가하고 있다. 이에 반하여, 지난 몇 년간 각국의 제철 제강에 대한 투자가 저하되면서, 이에 따른 철강 제품의 생산 능력 속도 하락으로 공급량이 수요량에 크게 미치지 못하여 철강 제품의 가격이 나날이 상승하고 있다.
즉, 철강 공급량은 용광로 등 주조 설비 건설 증가에 의존한다. 하지만, 현재 높은 투자 비용과, 긴 건설 주기 등의 문제로 각국에서 새로운 주조 설비 건설을 주저하고 있다. 특히, 생활 수준 향상에 따라 환경 문제에 많은 관심을 가지면서, 철강 제품 제조 시에 유발되는 여러 가지 환경 오염 등은 제철 및 제강용 주조 설비 건설을 더욱 회피하는 이유가 되고 있다.
이에, 전 세계적인 철강 공급 부족에 따른 문제점을 개선하기 위하여 품질 개선에 따른 생산 수율 증가와 함께 제철 및 제강 공정의 각 단계에서 유발되는 환경 오염을 개선할 수 있는 새로운 기술 개발에 대한 연구가 필요하다.
한편, 철강 제품을 제조하기 위한 연속 주조법은 전로 또는 전기로에서 출강 된 용강을 래들에 수강한 다음, 대형 중간 수용기인 턴디쉬로 옮겨 주형에 주입하고, 주형 내에서 일정한 폭으로 응고된 강을 연속적으로 뽑아내어 강편으로 제조하는 방법이다.
상기 턴디쉬는 내화물(영구장)과 가동층의 바닥부 및 벽체부 그리고 댐(dam) 등으로 구성된다. 상기 내화물은 설비의 형태를 유지하면서 용강 유출을 방지하기 위하여, 고규산질 및 고알루미나질 재질로 형성된다. 또한, 상기 래들의 벽체 및 바닥부도 고온의 용강에 견딜 수 있도록 고 알루미나계 내화물이 내장된다. 이때, 상기 턴디쉬 및 래들의 내화물은 용강에 직접 노출되는 경우, 열손실에 따른 용강의 온도 저하와, 조업 후 부착된 지금(地金) 제거 시에 기계적 충격에 의해 내화물 손상을 초래한다. 따라서, 상기 문제점을 방지할 목적으로 내화물 표면은 일회성 라이닝재로 피복된다.
종래 턴디쉬 및 래들에 사용되는 라이닝재는 1,500℃ 이상의 용강에 잘 견딜 수 있도록 마그네시아(MgO, magnesia)를 내화성 응결체 주성분으로 포함하면서, 페놀성 수지와 같은 저온 유기 결합체 및 점토 등을 포함한다.
상기 라이닝재는 슬러리 타입, 드라이 타입 또는 무수 타입의 형태로 시공된 다. 이때, 상기 슬러리 타입의 경우, 라이닝재 내에 다량의 수분을 포함하기 때문에 분말 가루 등의 날림이 적고, 단열성은 우수하다. 반면, 양생 시간이 길고, 부원료의 사용량이 많아 내식성이 낮으며, 시공 시 첨가된 수분은 수강 전에 턴디쉬에 대한 예열 작업을 수행하여도, 증발하지 않고 라이닝재에 내에 잔류한다. 이에 따라, 첫 수강 된 용강에서 수소(H2) 가스 픽업(pick-up) 현상이 유발되면서, 폭열 및 박리 현상이 발생하고 강의 불량을 초래한다.
상기 드라이 타입의 경우, 고급 마그네시아 클링커(clinker) 및 조립 입자를 사용하기 때문에 내식성은 증가하는 반면, 분말 가루 등의 날림 효과가 크고, 혼합물에 물이 소량 첨가되어 있기 때문에, 건조를 위한 양생 시간이 길며, 여전히 폭열 및 박리 현상 발생 가능성이 있다.
상기 무수 타입의 라이닝재의 경우, 건조 후 양생 기간 없이 바로 적용할 수 있고, 수소 픽업 현상 및 불량을 감소할 수 있어 강 품질 개선 및 생산성 향상에 효과가 있다. 반면, 상기 무수 타입 라이닝재의 경우, 분말 페놀 수지를 유기 결합제로 포함하기 때문에, 라이닝재 경화를 위해서는 헥사메틸렌테트라아민 같은 포름알데히드를 생성하는 화합물을 더 첨가해야 한다. 그 영향으로, 라이닝재 건조 및 경화를 위한 열풍 가열 공정과 수강 되기 직전에 1200℃까지 내화물을 가열하는 예비 가열 공정 시에 하기 반응식 1에 도시한 바와 같이 암모니아(NH3)와 같은 인체에 유해한 가스와 악취가 발생하여 작업 환경이 오염된다.
[반응식 1]
Figure 112008076237164-PAT00001
더욱이, 500∼1200℃의 고온 영역에서 수행되는 상기 내화물 예열 공정 시에 상기 라이닝재에 포함된 유기 결합제의 탄소-탄소 결합이 분해되면서 열간 강도가 취약하게 된다. 그 결과, 라이닝재에 포함된 골재와 미분말이 분리되어, 분진 날림 현상이 발생할 뿐만 아니라, 라이닝재가 박리하는 단점이 유발된다.
이에, 종래 라이닝재에서 발생하는 문제점 들을 해결함과 동시에, 작업 환경을 개선할 수 있는 새로운 라이닝재 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 친환경적이면서 고온 영역에서의 안정성을 확보한 무기 결합제를 포함하는 일회성 라이닝재 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 마그네시아(MgO, magnesia), 감람석(Olivine, (Mg,Fe)2SiO4) 및 포르스테라이트 (2MgO·SiO)로부터 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 원료를 주성분으로 포함하고, 분말상 무기 결합제와 초미분 실리카 분말을 포함하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물을 제공한다. 상기 라이닝재 조성물은 턴디쉬 및 래들의 내벽을 피복하기 위한 일회성 라이닝재로 사용할 수 있다.
이때, 상기 분말상 무기 결합제는 메타규산소다 수화물(Sodium metasilicate hydrate, 2Na2O.SiO2.xH2O, x는 5∼12의 정수)로서 시중에서 구입 가능한 것이면 특별히 제한하지 않으며, 예컨대 메타규산소다 9 수화물(Sodium metasilicate nonahydrate, Na2SiO3·9H2O) 또는 메타규산소다 5 수화물(Sodium metasilicate pentahydrate, Na2SiO3·5H2O)을 들 수 있다.
본 발명의 라이닝재 조성물에 무기 결합제로 상기 메타규산소다를 사용하는 경우, 수소 가스 픽업 현상에 의한 불량 가능성을 확인하기 위하여 시차열분 석(DTA) 및 열중량분석(TGA)을 실시하였다. 이때, 상기 메타규산소다는 50∼60℃ 부근에서 액상 형태를 가지다가, 200℃ 이상의 온도 영역에서 완전 탈수되어 강한 무기 결합을 형성하는 무수 메타규산소다로 변화한다. 즉, 도 1에 도시한 바와 같이 붉은색 그래프를 살펴보면 200℃ 부근에서 메타규산소다의 질량이 50%이상 감소하면서 완선 탈수 되므로, 1300∼1600℃부근에서는 수분에 의한 수소 가스 픽업 현상이 발생하지 않는다. 또한, 도 1에서 초록색 그래프는 시차 열분석에 의한 반응 온도의 흡열 및 발열반응을 나타낸 것으로, 200℃ 이전에 탈수되면서 흡열 및 발열 현상이 나타나고, 200℃ 이후의 고온영역에서는 반응이 없는 것을 알 수 있다. 이때, 1100℃ 부근의 흡열 피크는 메타규산소다의 상 전이가 이루어진 것을 나타낸다. 따라서, 본 발명에서 분말상 무기 결합제로 메타규산소다 수화물을 사용하는 경우, 고온 열 공정 후에도 라이닝재로 사용할 수 있는 충분한 열간 강도를 얻을 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는 마그네시아, 감람석 및 포르스테라이트로부터 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 원료 85∼98중량%, 분말상 무기 결합제 1~10중량% 및 초미분 실리카 분말 1~5중량%를 포함하는 부정형으로 혼련 된 친환경 라이닝재 조성물을 제공한다. 이때, 상기 마그네시아 : 감람석 : 포르스테라이트의 함량 비율은 0∼100중량% : 0∼100중량% : 0∼100중량%로서, 세 가지 원료 성분을 혼합하여 적용할 수 있으며, 이때 상기 세 가지 원료 성분의 함량이 동시에 0은 아니다. 바람직하게, 상기 마그네시아:감람석:포르스테라이트의 함량 비율은 20~30중량%:0중량%:60~70중량%이다.
한편, 상기 수화물을 함유한 메타규산소다 총 함량이 1중량% 미만인 경우, 무기 결합제의 응축 반응이 감소하므로 최급 강도가 발현되지 않는 단점이 있으며, 10중량%를 초과하는 경우 무기 결합제의 탈수 반응에 의해 고온 영역에서 과도한 수축에 의한 물성 저하가 발생하는 단점이 있다. 또한, 상기 초미분 실리카 분말의 총 함량이 1중량% 미만인 경우, 무기 결합제의 유동성 및 무기 결합이 취약해져서 시공 후 취급 강도가 약해지는 단점이 있으며, 5중량%를 초과하는 경우 실리카 초미분에 의해 고온 물성의 저하가 발생해는 단점이 있다.
또한, 본 발명의 라이닝재 조성물은 시공 시 높은 건조 강도 특성을 제공하기 위하여, 분말상 무기 결합제와 초미분 실리카 분말을 5:5∼9:1 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 라이닝재 조성물에 있어서, 상기 마그네시아는 전융(fused) 마그네시아, 탄산마그네슘(MgCO3, magnesite), 해수 마그네시아(seawater magnesia), 소결 마그네시아, 사소(dead burned) 마그네시아 및 경소(輕燒) 마그네시아(light burned magnesia)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 마그네시아를 들 수 있다. 상기 마그네시아는 1.0mm 초과 입자 5∼15중량%, 1.0∼0.074mm 크기 입자 50∼90중량% 및 0.074mm 미만 입도 5∼35중량%로 이루어진 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 해수 마그네시아는 해수에 용해되어 있는 마그네슘 이온을 가성소다, 소석회 및 하소한 돌로마이트 등을 작용시켜서 수산화 마그네슘으로 침전시켜서 얻은 것이다. 상기 사소 마그네시아는 탄산마그네슘이나 해수 마그네시아 를 1500℃ 이상의 높은 온도에서 사소하여 만든 마그네시아 덩어리이다. 상기 경소 마그네시아는 낮은 온도에서 하소(calcination)하여 페리클레이스(periclase) 결정으로 만든 마그네시아 덩어리이다.
또한, 상기 초미분 실리카 분말은 라이닝재의 적절한 분사 효과를 부여하는 분산재 역활과 동시에, 무기 결합제인 메타규산소다와 무기 결합을 형성하는 반응 활성제로서, 100nm∼1000nm 직경을 가지는 것이면 특별히 제한하지 않는다(도 2 참조).
또한, 본 발명에서는
제철 또는 제강 설비의 내화물을 설치하는 단계;
상기 내화물 표면으로부터 소정 간격을 두고 주 철형(mold)을 설치하는 단계(도 3a 참조);
상기 내화물과 주 철형 사이 간격 내부로 본 발명의 무수 라이닝재 조성물을 투입하여 충전하는 단계(도 3b 참조);
충전된 라이닝재 조성물을 열풍 건조하는 단계(도 3c 참조); 및
상기 주 철형을 탈형하는 단계(도 3d 참조)를 포함하는 라이닝재 시공 방법을 제공한다.
이때, 본 발명의 라이닝재 시공 방법은 수분 또는 물을 첨가하지 않고 수행되는 것이 가장 큰 특징이다.
상기 건조 단계는 200∼400℃ 온도의 열풍 건조로 수행될 수 있다.
상기 라이닝재 충진 단계는 라이닝재를 투입하면서, 진동 충전하여 실시한 다.
또한, 본 발명의 라이닝재 시공 후, 수강 되기 직전에 라이닝재가 피복된 내화물을 예열(preheating)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 내화물 예열 단계는 1000∼1200℃에서 2∼5시간 동안 실시한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 분말상 무기 결합제를 포함하는 라이닝재의 경우, 건조 및 경화를 위하여 종래 유기 결합제를 포함하는 라이닝재와 같이 헥사메틸렌테트라아민 화합물을 추가할 필요성이 없다. 따라서, 상기 열풍 건조 공정 및 예열 공정 시에 종래 유기 결합제 사용 시 발생 되었던 암모니아와 같은 환경 유해 가스 및 악취 발생을 방지할 수 있어, 취급 안정성 및 작업환경 오염을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 라이닝재는 상기 열풍 건조 단계에서 무기 결합제의 가수 분해 반응에 의한 응축으로 라이닝재의 수축이 유도되기 때문에, 주 철형과 반응하지 않아, 철형이 쉽게 탈형된다.
더욱이, 본 발명의 라이닝재는 300℃ 이상이 온도에서 결합이 취약해지는 유기 결합제 대신 고온에서 결합 강도가 더욱 강해지는 무기 결합제를 포함함으로써, 예열 공정과 같은 고온 영역에서 마그네슘-실리카 간의 무기 결합(SiO2-MgO-O)이 더욱 강하게 형성되어, 내화제에 필요한 물성 예를 들면 압축 강도(cold crushing strength), 내침식성, 내열스폴리성, 라이닝재 분리, 붕괴 및 마모와, 분진 날림 현상 등을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에서는 무기 결합제를 포함함으로써, 내식성 및 압축 강도가 우수하고, 환경 유해 가스 발생을 방지할 수 있는 친환경 무기계 무수 라이닝재를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 한정하지는 않는다.
I. 라이닝재 조성물 제조 방법
실시예 1.
사소 마그네시아를 분쇄, 분급하여 1.0mm 이상의 입자(100g), 1.0∼0.074mm의 입자(780g), 0.074mm 이하 입도(50g)을 포함하는 미분상의 소결 마그네시아를 얻었다. 상기 미분상의 사소 마그네시아(930g)와 수화물을 함유한 메타규산소다 결합제(50g) 및 초미분 실리카 분말(20g)을 배합하여, 부정형으로 혼련 된 본 발명의 무수 라이닝재 조성물을 제공하였다.
실시예 2
포르스테라이트(2MgO·SiO2)를 분쇄, 분급하여 1.0mm 이상의 입자(100g), 1.0∼0.074mm의 입자(780g), 0.074mm 이하 입도(50g)를 포함하는 미분상의 포르스테라이트를 얻었다. 상기 미분상의 포르스테라이트(930g)와 수화물을 함유한 메타규산 소다 결합제(50g) 및 초미분 실리카 분말(20g)을 배합하여, 부정형으로 혼련 된 본 발명의 무수 라이닝재 조성물을 제공하였다.
실시예 3
감람석((Mg,Fe)2SiO4)을 분쇄, 분급하여 1.0mm 이상의 입자(100g), 1.0∼0.074mm의 입자(780g), 0.074mm 이하 입도(50g)를 포함하는 미분상의 감람석을 얻었다. 상기 미분상의 감람석(930g)와 수화물을 함유한 메타규산소다 결합제(50g) 및 초미분 실리카 분말(20g)을 배합하여, 부정형으로 혼련 된 본 발명의 무수 라이닝재 조성물을 제공하였다.
실시예 4
사소 마그네시아와 포르스테라이트를 각각 분쇄, 분급하여 (i) 1.0mm 이상의 입자의 포르스테라이트(100g), 1.0∼0.074mm 입자의 포르스테라이트(580g), 1.0∼0.074mm의 입자의 분급된 사소 마그네시아(200g), 0.074mm 이하 입도의 사소 마그네시아(50g)를 포함하는 미분상 원료 혼합물을 얻었다. 상기 분말상의 혼합물(930g)에 수화물을 함유한 메타규산소다 결합제(50g) 및 초미분 실리카 분말(20g)을 배합하여, 부정형으로 혼련 된 본 발명의 무수 라이닝재 조성물을 제공하였다.
비교예 1.
사소 마그네시아를 분쇄, 분급하여 마그네시아를 얻었다. 상기 미분상의 사소 마그네시아(95g)와 유기 결합제인 페놀계 열경화성 수지(50g)를 배합하여, 종래 무수 라이닝재 조성물을 제공하였다.
II. 라이닝재 조성물의 품질 평가
실험예.
1) 시편 제작
160 x 40 x 40mm 크기의 몰드에 상기 실시예 1 내지 4의 본 발명의 라이닝재 조성물과 상기 비교예 1의 종래 라이닝재 조성물 들을 각각 충진 시공하고, 100℃∼500℃ 각 온도 구간에서 3시간 열풍을 가하여 건조된 시편 제작하였다.
2) 온도별 물성 측정.
250℃ 3시간 건조된 시편을 600℃에서 1500℃까지 각 온도에서 3시간 유지 후 각 온도 변화에 따른 시편의 표면 강도 및 시공 강도 평가 등을 측정하여 하기 표에 나타내었다.
3) 압축 강도 (kg/cm2)
제조된 시편을 KS L 3115 방법에 따라 유압 압축강도 시험기를 이용하여 측정하여 하기 표에 나타내었다.
4) 내침식성
제조된 시편을 회전식 침식성 시험기에서 장치하고, 산소와 LPG를 연료로 사용하는 버너를 이용하여, 상기 시편을 1,650∼1,700℃로 가열하고 강(steel) 및 침식제로서의 제강 슬래그(slag)의 1:1 중량비의 혼합물을 사용하여 내침식성을 측정하여 하기 표에 나타내었다. 이때, 내침식성은 기준 시편에 대한 상대적인 침식지수 값으로 나타내었으며, 침식지수 값이 낮을수록 내침식성이 우수하다.
[표]
Figure 112008076237164-PAT00002
이때, 실시예 1 내지 4의 본 발명의 라이닝재 조성물을 피복한 소형 턴디쉬의 경우, 무기 결합제의 가수 분해 반응에 의한 응축으로 수축이 유도되어 철형이 용이하게 탈형된다.
한편, 도 4에 도시한 바와 같이 종래 라이닝재의 경우 500℃ 이하에서는 강 도가 우수하였으나, 고온으로 소성 할수록 수지 분해가 유발되어 열간 강도가 취약해 지는 것을 알 수 있었다. 반면, 본 발명의 라이닝재 조성물의 경우, 저온 및 고온 소성 시에 강도 변화가 거의 없음을 알 수 있었다. 또한, 상기 표에서 알 수 있는 바와 같이, 고온에서의 압축 강도가 월등하게 증가하는 것을 알 수 있었으며, 이와 같은 결합 강도에 의해 침식 지수가 낮아, 박리 현상 및 미분 날림 현상이 유발되지 않아 약 4.0∼5.0cm 두께의 라이닝재로 피복된 턴디쉬가 얻어지는 것을 알 수 있었다(도 5의 a 및 도 6의 C 참조). 특히, 상기 건조 및 예열 공정 시에 유해 가스 발생이 거의 없었다. 반면, 비교예 1의 라이닝재 조성물을 피복한 소형 턴디쉬의 경우, 건조 및 예열 공정 시에 유해 가스가 다량 발생할 뿐만 아니라, 본원발명이 라이닝재 조성물을 도포한 경우에 비하여, 압축 강도가 낮고, 이에 따른 침식 지수가 높아, 약 2.5∼2.8cm 두께로 라이닝재 두께가 손실된 턴디쉬가 얻어지는 것을 알 수 있었다(도 5의 b 및 도 6의 D 참조).
도 1은 메타규산소다 화합물의 열시차 및 열중량 분석 그래프.
도 2는 초미분 실리카 분말에 대한 SEM 사진.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 라이닝재 조성물 시공 방법을 도시한 공정 절차 사진.
도 4는 실험예의 결과를 도시한 그래프.
도 5 및 6은 실험예의 침식 결과를 도시한 시편 단면 및 전면 사진.

Claims (20)

  1. 마그네시아(MgO, magnesia), 감람석(Olivine, (Mg,Fe)2SiO4) 및 포르스테라이트 (2MgO·SiO)로부터 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 원료와,
    분말상 무기 결합제 및 초미분 실리카 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제철 또는 제강용 설비는 턴디쉬 또는 래들인 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    마그네시아, 분말상 무기 결합제 및 초미분 실리카 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    감람석, 분말상 무기 결합제 및 초미분 실리카 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    포르스테라이트, 분말상 무기 결합제 및 초미분 실리카 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서.
    마그네시아 및 포르스테라이트를 포함하는 원료와, 분말상 무기 결합제 및 초미분 실리카 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 라이닝재 조성물은 일회성 라이닝재인 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 분말상 무기 결합제는 메타규산소다 수화물(2Na2O.SiO2.xH2O, x는 5~12의 정수)인 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 메타규산소다 수화물은 메타규산소다 9 수화물(Na2SiO3·H2O) 또는 메타 규산소다 5 수화물(Na2SiO3·H2O)인 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 라이닝재 조성물은 마그네시아, 감람석 및 포르스테라이트로부터 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 원료 85~98중량%, 분말상 무기 결합제 1~10중량% 및 초미분 실리카 분말 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 마그네시아:감람석:포르스테라이트의 함량 비율은 0~100중량%:0~100중량%:0~100중량%이며, 이때 상기 세 가지 원료 성분의 함량 비율은 동시에 0이 아닌 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 라이닝재 조성물은 마그네시아 85~98중량%, 분말상 무기 결합제 1~10중량% 및 초미분 실리카 분말 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 라이닝재 조성물은 감람석 85~98중량%, 분말상 무기 결합제 1~10중량% 및 초미분 실리카 분말 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 라이닝재 조성물은 포르스테라이트 85~98중량%, 분말상 무기 결합제 1~10중량% 및 초미분 실리카 분말 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 라이닝재 조성물은 마그네시아 및 포르스테라이트를 포함하는 원료 85~98중량%, 분말상 무기 결합제 1~10중량% 및 초미분 실리카 분말 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 마그네시아:포르스테라이트의 함량 비율은 20~30중량%:60~70중량%인 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  17. 청구항 10에 있어서,
    상기 분말상 무기 결합제와 초미분 실리카 분말은 5:5 내지 9:1 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 마그네시아는 전융 마그네시아, 탄산마그네슘(MgCO3), 해수 마그네시아, 소결 마그네시아, 사소 마그네시아 및 경소 마그네시아로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 마그네시아는 1.0mm 초과 입자 5~15중량%, 1.0~0.074mm 입자 50~90중량% 및 0.074mm 미만 입도 5~35중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 초미분 실리카 분말은 100nm~1000nm 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 제철 또는 제강 설비용 무기계 라이닝재 조성물.
KR1020080108518A 2008-11-03 2008-11-03 친환경의 무수 부정형 라이닝재 KR101044809B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080108518A KR101044809B1 (ko) 2008-11-03 2008-11-03 친환경의 무수 부정형 라이닝재

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080108518A KR101044809B1 (ko) 2008-11-03 2008-11-03 친환경의 무수 부정형 라이닝재

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100049386A true KR20100049386A (ko) 2010-05-12
KR101044809B1 KR101044809B1 (ko) 2011-06-29

Family

ID=42275847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080108518A KR101044809B1 (ko) 2008-11-03 2008-11-03 친환경의 무수 부정형 라이닝재

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101044809B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110183219A (zh) * 2019-04-30 2019-08-30 浙江攀盛冶金材料有限公司 一种耐火性较高的镁橄榄石涂抹料
CN110642604A (zh) * 2019-11-07 2020-01-03 湖北安耐捷炉衬材料有限公司 铸造用钢包防渣涂抹料及其制备方法
CN111004025A (zh) * 2019-12-14 2020-04-14 青岛尊龙耐火材料有限公司 一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法
KR20210047598A (ko) * 2019-10-22 2021-04-30 (주)포스코케미칼 제강용 무수 염기성 보수재

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940000131B1 (ko) * 1991-06-19 1994-01-07 일진전자산업 주식회사 스크롤 유체기계의 급유장치
KR100332904B1 (ko) * 1997-10-10 2002-06-20 신현준 카본함유 부정형 내화조성물
JP2000351675A (ja) * 1999-06-11 2000-12-19 Kurosaki Harima Corp 湿式吹付け施工用耐火物
KR100499360B1 (ko) * 2002-11-08 2005-07-04 주식회사 원진 로벽 보수용 포스테라이트계 스프레이재

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110183219A (zh) * 2019-04-30 2019-08-30 浙江攀盛冶金材料有限公司 一种耐火性较高的镁橄榄石涂抹料
KR20210047598A (ko) * 2019-10-22 2021-04-30 (주)포스코케미칼 제강용 무수 염기성 보수재
CN110642604A (zh) * 2019-11-07 2020-01-03 湖北安耐捷炉衬材料有限公司 铸造用钢包防渣涂抹料及其制备方法
CN111004025A (zh) * 2019-12-14 2020-04-14 青岛尊龙耐火材料有限公司 一种铁水包衬用抗挂渣涂料的成分及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101044809B1 (ko) 2011-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101832945B1 (ko) 대용량 공업용 로의 라이닝으로서 비소성 내화물의 이용 및 비소성 내화물로 라이닝된 공업용 로
CN102133632B (zh) 一种连铸中间包综合工作衬及制备工艺
JP6411469B2 (ja) スピネル形成性耐火組成物、その製造方法およびその使用
CN100590098C (zh) 环保型干式振动料及其制备方法
CN101293779B (zh) 一种环保型中间包干式振动料结合剂
CA2912297A1 (en) Refractory batch and use thereof
CN110563476A (zh) 纤维增强耐火砖及其制备方法
CA2907910C (en) Batch composition for producing an unshaped refractory ceramic product, method for producing a fired refractory ceramic product, fired refractory ceramic product, and use of an unshaped refractory ceramic product
CN104446390A (zh) 一种含镁改性刚玉复相材料制备方法
CN114180954B (zh) 一种环保型低碳铝镁尖晶石砖及其制备方法
KR101044809B1 (ko) 친환경의 무수 부정형 라이닝재
CN109111235A (zh) 一种铝尖晶石浇注料
CN105130473A (zh) 含合成镁橄榄石的永久层浇注料
CN102898168B (zh) 铜冶炼中间包用复合镁铝铬耐火浇注料
CN1050591C (zh) 烧成微孔铝炭砖及其制作方法
CN104972103B (zh) 复合式钢包永久层浇注体
Garbers-Craig Presidential address: How cool are refractory materials?
CN103508740A (zh) 一种用于套筒石灰窑过桥镁铝尖晶石砖修补的捣打料
CN109020574A (zh) 一种环保型镁橄榄石质浇注料
CN110734272A (zh) 一种新型镁钙质喷补捣打料及其制备方法
TW202041480A (zh) 鑄模助熔劑用礦物產品、鑄模助熔劑、合成矽灰石替代物、其製造方法及水合矽酸鈣的用途
CN103833388A (zh) 高耐磨镁铁尖晶石砖及其制备方法
CN114276124A (zh) Rh精炼炉用含钙方镁石-镁铝尖晶石耐火材料制备方法
CN115340370A (zh) 基于用后耐火材料的高铝质自流浇注料及其制备方法
CN108395262A (zh) 一种橄榄石结合镁铝尖晶石空心球浇注料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140611

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160620

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170622

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180620

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190619

Year of fee payment: 9