KR20100065987A - 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물을 이용한 슬래그 다트 및 그 제조방법 - Google Patents

회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물을 이용한 슬래그 다트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전로 출강시 슬래그 혼입을 차단하는 슬래그 다트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 슬래그 다트는 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정에서 사용 후 폐기되는 마그네시아 크롬 폐내화물을 회수 재생함으로써, 마그네시아 크롬 내화물이 가지는 슬래그, 용융금속, 용융시멘트 클링커 등에 대하여 우수한 내침식성, 내열성 및 내화학성을 확보하고, 특히 본 발명의 제조방법에 의해 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물의 우수한 내화성 및 높은 압축강도를 보임으로써, 슬래그 다트로서 요구되는 물성을 향상시킨다. 아울러, 폐내화물을 회수 재생하므로, 종래 고가의 알루미늄계 보크사이트로 제조된 슬래그 다트 대비 원가절감, 에너지 절약, 특히 탄소배출량 감소로 인한 환경개선효과를 구현할 수 있다.
슬래그다트, 마그네시아크롬, 폐내화물

Description

회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물을 이용한 슬래그 다트 및 그 제조방법{SLAG CUTTING DART CONTAINING RECYCLED MAGNESIA-CHROMIUM REFRACTORY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 전로 출강시 슬래그 혼입을 차단하는 슬래그 다트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정에서 사용 후 폐기되는 마그네시아 크롬 폐내화물을 회수 재생하여, 전로 출강시 슬래그 혼입을 차단하는 슬래그 다트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 제강공정은 용선예비정련-전로정련-2차정련공정으로 구성되며, 이 과정을 통해 얻어진 용강은 연속주조공정을 거쳐 수요자가 원하는 주편을 제조한다. 상기의 제강공정에서 전로 및 레이들(Ladle) 내 용강 상부에는 반드시 슬래그 층이 있다.
상기와 같은 정련과정을 거친 용강은 최종품질의 규격을 만족하고자 2차 정련과정을 거치게 되는데, 이때 전로에서 2차 정련을 실시하기 위해 운반 및 정련용기인 수강 레이들에 용강이 출탕된다.
전로 등의 제강로에서 제강시 용탕 상부에는 용융금속 보다 비중이 작은 슬래그가 부유하며 용융금속을 레이들(Ladle)에 출탕하기 위하여 제강로를 경사시킴에 따라 경사각이 커지면서 슬래그가 용융금속과 함께 출탕구를 통해 레이들(Ladle)에 넘쳐흘러 혼입하여 철강의 품질을 저하시킨다.
도 1은 전로에서 출강유로를 통해 출강 작업이 진행되는 상태를 도시한 상태도로서, 전로(C) 내부에서 제련된 용강(M)은 전로(C)가 기울여짐에 따라, 전로(C)의 측부에 형성된 출강유로(F)를 통해 배출되는데, 용강(M)이 일정 정도 배출된 후, 안내부(220)가 출강유로(F)에 삽입되도록 별도의 다트 공급 유닛(미도시)에 의해 파지부(210)가 파지된 상태로 슬래그 차단 다트가 공급 위치된다. 이때, 차단헤드(100)는 용강(M)보다 작은 비중의 물질로 이루어지므로 용강(M)의 상부에 떠 있게 된다. 따라서, 차단헤드(100)는 계속해서 용강(M)이 출강유로(F)로 배출됨에 따라 용강(M)의 상부면을 따라 하측으로 이동된다. 이때, 차단헤드(100)는 출강유로(F)에 삽입 설치된 안내부(220)에 의해 그 하측 이동이 안내된다. 또한, 용강(M)보다 작은 비중을 갖는 슬래그(S)도 용강(M)의 상부에 떠 있게 되고, 용강(M)이 배출되면 용강(M)의 상부면을 따라 하측으로 이동된다.
이후, 도 2에 도시된 바와 같이 용강(M)이 모두 출강유로(F)를 통해 배출되면, 차단헤드(100)가 출강유로(F)를 폐쇄하면서 슬래그(S)는 전로(C)의 내부에 남게 된다. 그 후, 전로(C)는 다시 바로 세워지면서, 출강유로(F)로부터 이탈되는 슬래그 차단 다트와 슬래그(S)는 전로(C)의 바닥부에 위치되고, 후속 공정을 통해 전로(C)에서 제거된다. 상기 출탕하는 과정에서는 지구의 자전에 의해 생기는 볼텍스(Vortex) 현상 때문에 용강과 슬래그에 와류현상이 발생되며, 이러한 와류현상에 의해 상대적으로 비중이 작은 용탕 상부의 슬래그가 용탕 하부에 존재하는 출탕구를 통하여 수강레이들로 유출된다.
이러한 현상은 제강공정에서 단지 수강 레이들에서 뿐만 아니라, 각종 비철제조 및 전기로 조업시에도 마찬가지로 출탕을 포함하는 모든 공정에서 발생하는 현상이다.
상기의 일련의 출탕과정에서 불가피하게 발생되는 와류에 따른 슬래그 또는 저비중의 상부물질의 혼입과정을 억제하기 위하여 다양한 방법이 시도되고 있다. 종래 슬래그 유출 방지를 위한 기술들을 살펴보면, 슬래그와 용강의 계면에 위치하고 있다가 슬래그가 유출되기 전에 출탕구를 폐쇄할 수 있도록 한 것으로서, 슬래그 체크볼(Slag Check Ball), 슬래그 컷팅 디스크(Slag Cutting Disc) 또는 테이퍼드 후로우팅 플러그(Tapered Floating Plug) 등이 있다.
그러나, 이러한 것들은 출탕구 폐쇄 시 잔류용탕량이 많아서 용탕회수율이 저하된다. 따라서, 이를 해소하기 위해 종래에는 출탕구 형상을 타원형으로 해서 출탕구가 폐쇄되더라도 잔류용탕을 줄이기 위한 슬래그 커팅 다트(Slag Cutting Dart, 이하 "슬래그 다트"라 한다)가 사용되고 있다.
상기 슬래그 다트는 깔대기 모양의 내부에 철심을 삽입하고 여기에 비중조정용으로써 고 비중의 크롬산화물과 철산화물을 적정비율로 배합하여 노내에 투입 시, 슬래그와 용강의 사이에서 부유하고 있다가 적정 시점에서 출탕구를 폐쇄한다.
상기한 슬래그 다트는 배재-장입-취련-출탕으로 이루어지는 일련의 제강공정을 한 주기로 하여 매주기마다 출탕말기에 투입하여 슬래그 유출을 방지하고 있다.
종래에는 슬래그 유출 방지를 극대화하기 위하여, 슬래그 다트 내부에 홈을 만들어 출탕구를 폐쇄하더라도 상기 홈을 통하여 잔탕이 배출되도록 고안하거나[대한민국 특허출원 제1999-4406호], 슬래그 다트 헤드부인 내화재 내부에 홀을 내어 잔류용탕을 줄이고자 시도되어 왔다[대한민국 실용신안 등록번호 제1990-2443호].
그러나, 작은 홈을 통해 흘러나오게 함으로써 출탕시간이 길어짐과 동시에 용탕의 온도가 떨어지는 문제가 있고, 출탕구 상부로 투입 시, 낙하되면서 슬래그와 용탕 계면을 한번 들어갔다가 떠오를 때 내화재 내부 홀에 슬래그가 혼입되어 굳어버려 제기능을 상실하게 되어 실용화가 불가능하다는 문제점을 안고 있다.
이에, 잔류용탕을 최소화하기 위해서는 출탕구 형상을 원형이 아닌 타원형으로 만들어 출탕구가 폐쇄되더라도 용탕이 나가도록 별도의 설계가 지속적으로 요구되고 있다.
상기에서 기술한 바와 같이, 종래에는 슬래그 유출 방지를 극대화하기 위한 슬래그 다트 구조 개량에 많은 연구가 집중되어 왔으나, 슬래그 다트를 구성하는 조성에 의한 보고는 상대적으로 적은 상황이다.
일반적으로 슬래그 다트는 하기 조건을 만족해야 한다.
1) 비중이 용강(약7.0)보다 작고, 슬래그(2.5∼3.0)보다 커야 한다.
2) 고온의 용강 및 슬래그가 존재하는 조건에서 용융되지 않고 견뎌야 하므로 내화재의 융점이 높아야 한다(1700℃ 이상).
3) 운반이나 취급이 용이하도록 강도가 높고 상온상태에서 순식간에 고온영역으로 투입되어야 하므로 열충격이 강해야 한다.
4) 고온의 슬래그와 접촉하고 있으므로 내화재 자체가 내침식성이 우수하여야 한 다.
종래 슬래그 다트는 내부에 철이나 강이 내장되고 외부가 고가의 알루미늄계 보크사이트로 이루어진 내화재료로 구성된 것으로 비중이 슬래그와 용강의 중간정도(3.0-5.5)를 가지면서 내부는 내화성이 강한 산화물과 비중 조정용 철분으로 구성되어 있다.
한편, 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정 이후, 마그네시아 크롬계 폐내화물이 배출되는데, 마그네시아 크롬계 폐내화물 중에는 소량이긴 하지만 크롬 성분의 일부가 6가 크롬 형태로 함유되어 있기 때문에 폐기시 심각한 환경 문제를 야기하고 있다.
따라서, 일부 선진국에서는 이러한 환경 문제를 방지하는 측면에서 상기 폐내화물을 재활용하려는 노력을 기울이고 있으나, 대부분은 매립에 의존하고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정에서 내화물로 사용되는 마그네시아 크롬 내화물의 주성분이 마그네시아로 구성되어 있으며 일정기간 제철소 용광로에서 사용된 후 폐기되어도 마그네시아 함량의 변화가 없음을 확인하고,
상기 마그네시아 크롬계 폐내화물이 슬래그, 용융금속, 용융시멘트 클링커 등에 대하여 우수한 내침식성, 내열성 및 내화학성을 발휘할 수 있음에 착안하여, 상기 마그네시아 크롬계 폐내화물을 주성분으로 함유한 슬래그 다트를 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정에서 생성된 폐내화물을 회수 재생한 마그네시아 크롬 내화물을 함유한 슬래그 다트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마그네시아 크롬 내화물을 주원료로 함유한 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물을 함유한 조성물로 이루어진 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트를 제공한다.
본 발명의 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물은 MgO 55 내지 65 중량%, Cr2O3 15 내지 25 중량% 및 2종 이상의 플럭스 성분 20중량% 이하로 이루어지며, 상기 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물 내, MgO/Cr2O3 비가 2.5 내지 3.5인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트를 제조하기 위한 조성물은 주원료인 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물 60∼85 중량%, 강섬유로 이루어진 강도보강제 0.5∼1.0 중량%, 고령토 0.5∼1.0 중량% 및 회수된 융융 알루미나 0.5∼1.0 중량%로 이루어진 충진제, 회수된 스틸 쇼트로 이루어진 비중 보강용 첨가제 7∼15 중량% 및 실리케이트 바인더로 이루어진 결합제 3∼12 중량%가 물 3.5∼10 중량%에 조액된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 마그네시아 크롬계 폐내화물 브릭을 회수하여 입자크기별로 분쇄하여 주원료를 준비하는 제1공정,
상기 입자 크기별로 선별된 마그네시아 크롬 내화물 주원료에 강도보강제, 충진제, 비중보강제 및 결합제를 투입하여 원료 배합하는 제2공정,
상기 투입된 원료가 프레스 또는 램밍 믹스(Ramming Mix)에 의해 성형하는 제3공정 및
상기 공정에서 1차 성형된 성형품을 최종 목표로 하는 냉간강도를 얻기 위하여 수분과 점결제의 반응온도로 열처리시키는 제4공정으로 이루어진 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법에서, 제1공정은 마그네시아 크롬계 폐내화물 브릭을 회수하여 브릭 표면상에 침적된 슬래그를 제거한 후, 20∼50mm 입자크기로 1차 분쇄하고, 상기 브릭 표면상에 침적된 불순물을 추가 제거한 후, 2차 분쇄하여 1∼5mm 입자크기로 제조한다.
상기에서 2차 분쇄된 입자는 미립(1mm 미만), 중립(1∼3mm 미만) 및 조립(3∼5mm)의 크기별로 선별된다.
본 발명의 제조방법 중, 제2공정에서 마그네시아 크롬 내화물 주원료가 비중이 낮은 입자크기별로 투입된 후, 강도보강제, 충진제, 비중보강제 및 결합제가 투입되어 배합된다.
본 발명의 제조방법 중, 제3공정에서 성형공정은 25∼40MPa의 성형압력으로 수행된 다.
또한, 제4공정에서 점결제로서, 액상규산나트륨(Liquid Sodium Silicate, Na2OㆍSiO2ㆍnH2O 일명 물유리)을 사용하며, 제4공정에서 열처리공정은 상기 점결제 내 수분이 95% 이상 충분히 제거되며, 목표 냉간강도를 얻을 수 있도록 250∼300℃에서 수행된다.
본 발명은 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정에서 생성되는 마그네시아 크롬 폐내화물을 회수 재생하여 슬래그 다트를 제조함으로써, 슬래그, 용융금속, 용융시멘트 클링커 등에 대하여 우수한 내침식성, 내열성 및 내화학성을 발휘함으로써, 슬래그 다트로서 요구되는 조건을 충족하는 동시에, 폐내화물을 회수 재생하므로, 종래 고가의 알루미늄계 보크사이트로 제조된 슬래그 다트 대비 원가절감, 에너지 절약, 특히 탄소배출량 감소로 인한 환경개선효과를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정에서 사용 후 폐기되는 마그네시아 크롬 폐내화물을 회수 재생하고 이를 이용한 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트를 제공한다.
본 발명의 슬래그 다트는 용강 상에 뜰 수 있도록 작은 비중을 가지고 슬래그 비중(2.5∼3.0)보다는 큰 비중을 가지는 차단헤드(10)의 상측과 하측으로 각각 파지 부(20) 및 안내부(30)로 이루어진다[도 3]. 본 발명의 슬래그 다트에 사용되는 염기성계 마그네시아 크롬 내화물은 차단헤드(10) 제조 또는 차단헤드(10), 파지부(20) 및 안내부(30) 제조에 모두 포함될 수 있다. 상기 차단헤드(10)는 그 형태에 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 원형, 타원형 또는 팽이 형태이다.
더욱 구체적으로는, 본 발명은 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물을 주원료로 함유한 조성물로 이루어진 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트로서, 그 조성이 MgO 55 내지 65 중량%, Cr2O3 15 내지 25 중량% 및 2종 이상의 플럭스 성분 20중량% 이하로 이루어진 것이다.
상기 플럭스 성분은 Al2O3, Fe2O3, SiO2, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5 및 ZnO2으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 공지된 플럭스로 사용되는 금속산화물 내에서 선택될 수 있다.
본 발명의 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물 내, MgO/Cr2O3 비는 2.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하며, 상기 MgO/Cr2O3 비율이 2.5 미만이면, 용적 안정성이 떨어지며, MgO/Cr2O3 비율이 3.5를 초과하면, 내식성 및 열간특성의 저하로 바람직하지 않다.
본 발명의 슬래그 다트는 상기 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물을 주원료로 함유한 조성물로 이루어진다.
더욱 구체적으로는 본 발명의 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트 제조용 조성물은 주원료인 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물 60∼85 중량%, 강섬유(steel fiber)로 이루어진 강도보강제 0.5∼1.0 중량%, 고령토(kaolin) 0.5∼1.0 중량% 및 회수된 융융 알루미나(Fused Alumina) 0.5∼1.0 중량%로 이루어진 충진제, 회수된 스틸 쇼트(Steel Short)로 이루어진 비중 보강용 첨가제 7∼15 중량% 및 실리케이트 바인더로 이루어진 결합제 3∼12 중량%가 물에 조액된 것이다.
상기 조성물에서, 강도 보강제는 건조 후, 냉간 강도를 향상시키고 최종 목표로 하는 제품의 비중을 얻기 위하여 강섬유(steel fiber) 0.5∼1.0 중량%를 투입한다. 이때, 0.5 중량% 미만으로 함유되면, 냉간강도 향상에 미흡하고, 1.0 중량%로 초과 사용되면, 내화도를 저하시키는 문제점이 발생한다.
상기 조성물 중, 충진제로 사용되는 고령토 및 회수된 융융 알루미나(Fused Alumina) 분말은 성형 시, 성형 압력방향으로 균일한 압력이 가해지도록 하며 각각 다른 치수의 입자들이 성형방향에 따라 유동성을 갖도록 하여 충진이 원활하도록 한다. 이때, 고령토 및 회수된 융융 알루미나(Fused Alumina)는 각각 0.5∼1.0 중량%를 함유하는데, 상기 0.5 중량% 미만이면, 성형성이 떨어지고, 1.0 중량%를 초과하면, 내화도를 저하시켜 바람직하지 않다.
회수된 스틸 쇼트(Steel Short)는 최종 목표 제품의 비중을 얻기 위하여 함량을 산출하여 투입되는 것으로서, 비중 보강용 첨가제로서, 바람직하게는 7∼15 중량%를 함유하는 것이다. 이때, 7 중량%미만이면, 목표로 하는 최종제품 비중 3.1이상을 얻기가 힘들며, 15 중량%를 초과 사용하면, 내화도 및 성형성에 문제가 수반된다.
상기 조성물에서 결합제로 사용된 실리케이트 바인더는 소듐 실리케이트 또는 메타 소듐 실리케이트에서 선택되며, 제조하거나 상용제품을 이용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 실리케이트 바인더는 상기 250℃ 이상에서 결합수를 분해하면서 입자들간 결합되도록 작용하며, 바람직하게는 3∼12 중량%가 함유되는 것이다. 이때, 실리케이트 바인더 함량이 3 중량% 미만이면, 성형성 및 제품냉간 결합강도가 떨어지고, 12 중량%를 초과하면, 건조시간이 상승되며, 내화도가 떨어지게 되어 바람직하지 않다.
본 발명의 조성물에 사용되는 물은 성형과정에서 입자들이 성형방향에 원활하게 충진되도록 하는 작용을 하며, 성형이후에는 금형과 충진물의 마찰력을 감소시켜 탈형을 용이하게 한다.
본 발명은 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법을 제공한다.
이에, 본 발명의 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법은 마그네시아 크롬계 폐내화물 브릭을 회수하여 입자크기별로 분쇄하여 주원료를 준비하는 제1공정, 상기 입자 크기별로 선별된 마그네시아 크롬계 내화물 주원료에 강도보강제, 충진제, 비중보강제 및 결합제를 투입하여 원료 배합하는 제2공정, 상기 투입된 원료가 프레스 또는 램밍 믹스(Ramming Mix)에 의해 성형하는 제3공정 및 상기 공정에 점결제를 투입한 후 열처리하는 제4공정으로 이루어진다.
이하, 각 공정별로 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 제1공정은 마그네시아 크롬계 폐내화물 브릭(brick)을 회수하여 재생하는 단계로서, 제철소, 동 제련소, 시멘트 공장에서 일정기간 사용한 후 잔존 두께 가 얼마 남지 않아 해체된 브릭에 붙어있는 슬래그를 1차 수작업으로 제거한 후, 분쇄기(죠크라셔)를 이용하여 20∼50mm 입자크기로 1차 분쇄한다. 이후, 상기 브릭 표면상에 침적된 불순물을 마그네트 또는 비중 차에 따라 추가 제거한 후, 샌드 밀, 볼 밀 등의 통상의 분쇄기를 이용하여 2차 분쇄하여 1∼5mm 입자크기의 주원료를 준비한다.
상기 2차 분쇄된 1∼5mm 입자는 다시 미립(1mm 미만), 중립(1∼3mm 미만) 및 조립(3∼5mm)의 크기별로 선별하여 성형을 위한 최종 치수별로 분리하여 호퍼에 저장한다.
이때, 회수 마그네시아 크롬 브릭의 파쇄 전후의 성상을 비교하면, 파쇄 전 성상은 갈색을 띤 정방향 형태이나, 파쇄 이후에는 흑갈색의 분체임을 육안 판별할 수 있다.
본 발명의 제조방법에서, 제2공정은 입자 크기별로 선별된 마그네시아 크롬계 내화물 주원료에 강도보강제, 충진제, 비중보강용 첨가제 및 결합제를 투입하여 원료를 배합하는 공정이다.
제1공정에서 마그네시아 크롬 브릭을 입자 크기별로 선별함으로써, 성형이후 건조과정에서 수분의 증발, 입자간의 수축 팽창, 사용하는 결합제의 화학반응, 탈수반응 등으로 발생하는 간격을 채워, 건조 균열을 최대한 억제하여 크랙을 방지할 수 있다.
제2공정의 원료배합공정에서, 입자 크기별로 선별된 마그네시아 크롬계 내화물은 비중이 낮은 입자크기별로 투입되도록, 조립(3∼5mm)→중립(1∼3mm 미만)→미 립(1mm 미만) 순서로 투입한다.
이후, 상기 투입된 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물의 주원료에, 고령토 및 회수된 융융 알루미나로 이루어진 충진제, 강섬유 등의 강도보강제, 비중 보강용 첨가제로서 회수된 스틸 쇼트, 실리케이트 바인더 등의 결합제 및 물 순서로 원료 배합한다.
본 발명의 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물을 입자크기별 투입함으로써, 성형이후 탈형을 최적화시킬 수 있으며, 건조 시 균열이 발생하지 않도록 한다. 이때, 입자크기별 마그네시아 크롬계 내화물의 혼합비율은 요구되는 강도 및 성형성에 따라 달라질 수 있으며, 바람직하게는 조립(3∼5mm) 20∼40 중량%, 중립(1∼3mm 미만) 30 내지 70 중량% 및 미립(1mm 미만) 10 내지 20 중량%가 투입되는 것이 바람직하다. 원료를 혼련기에 투입순서는 골재의 크기가 큰 것부터 비중이 큰 순서부터 수행되고, 배합물의 혼련시간은 20분 이내로 하며, 사용하는 점결제와 수분은 최종적 투입한다.
본 발명의 제조방법에서, 제3공정은 원료 배합된 조성물을 프레스 또는 램밍 믹스(Ramming Mix)법에 의해 성형하는 것이다.
상기 성형공정은 통상의 믹싱 브레이드(mixing blade)에 물러 휠(muller wheel), 가압 로터(rotor)를 추가하여, 성형 겉보기 비중을 향상시켜 압축강도를 증가시킬 수 있다.
이때, 성형공정은 프레스 성형시, 25∼40MPa의 성형압력으로 수행되는 것이 바람직하며, 25MPa 미만이면, 성형자체의 어려움이 있고, 40MPa를 초과하면, 탈형이 잘되 지 않아 바람직하지 않다.
상기 성형공정은 성형압력이 불충분하게 도달하는 하부영역에 혼합원료의 비중이 높은 것을 충진한 후, 램밍 방식으로 다진 후, 나머지 부분을 이미 혼합된 원료를 충진하여 프레스 또는 램밍하여 수행된다.
제4공정은 상기에서 성형이 완료된 제품을 탈형하여 24 시간 정도 자연 건조시킨 후, 건조로에 투입하여 건조로에서 상온에서 200℃까지 승온하여, 4∼6시간, 이후 성형품 내에 수분이 95% 이상 빠져나갈 수 있도록 250∼300℃에서 4∼8 시간, 이후 4∼8시간동안 상온으로 수행되는 냉각공정을 거쳐, 제품의 승온, 냉각으로 인한 균열이 발생치 않도록 하여, 제품 내의 수분을 95%이상 제거하여 최종 용강 과정에 사용 시, 폭열이 발생하지 않도록 한다. 상기 과정에서 사용되는 점결제는 액상규산나트륨(물유리)을 사용한다.
본 발명의 회수 재생된 마그네시아 크롬계 내화물은 슬래그, 용융금속, 용융시멘트 클링커 등에 대하여 우수한 내침식성, 내열성 및 내화학성을 가지는 고유한 물성에 더불어, 우수한 내화성 및 높은 압축강도를 구현함으로써, 슬래그 다트로 요구되는 물성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 마그네시아 크롬계 폐내화물을 회수 재생하면서도 물성이 향상된 슬래그 다트를 제공함에 따라, 종래 고가의 알루미늄계 보크사이트로 제조된 슬래그 다트 대비 원가절감, 에너지 절약, 특히 탄소배출량 감소로 인한 환경개선효과를 구현할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
갈색의 마그네시아 크롬계 폐내화물 브릭을 회수하고, 브릭에 붙어있는 지금, 슬래그 등을 수작업으로 1차 제거한 후, 죠크라셔 분쇄시를 이용하여 20 내지 50mm 입자크기로 파쇄하였다. 상기 파쇄물은 콘베어 최종 끝에서 마그네트 분리기 또는 비중차를 이용하여 브릭에 부착되어 파쇄된 지금 및 슬래그 등의 불순물을 추가 분리하고, 계속해서 샌드 밀을 이용하여 파쇄하였다. 이때, 파쇄된 분체는 흑갈색이였으며, 파쇄 후, 치수선별기를 거쳐 1mm 이하의 미분, 1∼3mm 및 3∼5mm 치수별로 분리하여 호퍼에 저장하였다. 상기 방법에 의해 준비된 마그네시아 크롬계 내화물의 조성은 하기 표 1과 같다.
상기 입자 크기별로 선별된 마그네시아 크롬계 내화물을 믹싱브레이드(mixing blade)에 가압로터(rotor)를 추가한 성형기에, 비중이 낮은 입자크기별로 투입되도록, 조립(3∼5mm), 중립(1∼3mm 미만) 및 미립(1mm 미만) 순서로 충진한 후, 램밍 방식으로 다졌다. 이후, 고령토, 회수된 융융 알루미나, 강섬유, 회수된 스틸 쇼트, 실리케이트 바인더 및 물 순서로 원료 배합하였다. 원료배합비는 하기 표 2에 기재하였다.
상기 배합된 원료에 30 MPa 압력을 가하여 성형한 후, 300℃에서 건조하여 도 3의 헤드부 형상을 가진 슬래그 다트를 제조하였다.
Figure 112008084682729-PAT00001
Figure 112008084682729-PAT00002
실시예에서 사용된 용강은 전로정련후와 유사한 성분범위를 갖는 용강으로서, C:0.03∼0.06%, Mn:0.08∼0.15%, P:0.012∼0.015%, S:0.010∼0.015%였으며, 용강온도 1660∼1700℃였다. 상기 제조된 슬래그 다트를 투입기를 이용하여 출탕구 상부로부터 낙하시켜 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 슬래그와 용강을 통과하도록 하였고, 이때의 슬래그 다트의 투입시점은 출탕 개시후, 60∼75% 출강된 시점이다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 제강공정, 비철금속 야금 및 시멘트 제조 공정에서 생성되는 마그네시아 크롬 폐내화물을 회수 재생하여 슬래그 다트를 제조하였다.
본 발명의 슬래그 다트의 주원료인 마그네시아 크롬 내화물 자체가 슬래그, 용융금속, 용융시멘트 클링커 등에 대하여 우수한 내침식성, 내열성 및 내화학성을 발휘하고, 특히 본 발명에서 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물의 내화성이 36 이상, 압축강도가 41 N/㎟의 물성을 보임으로써, 슬래그 다트로서 요구되는 물성을 향상한다.
또한, 본 발명은 폐내화물을 회수 재생하므로, 원가절감, 에너지 절약, 특히 탄소배출량 감소로 인한 환경개선효과를 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 전로에서 출강유로를 통해 출강 작업이 진행되는 상태를 도시한 상태도이고,
도 2는 본 발명에 따른 슬래그 차단 다트에 의해 출강유로가 폐쇄된 상태를 도시한 상태도이고,
도 3은 슬래그 다트의 사시도를 나타낸 것이다.

Claims (11)

  1. 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물을 함유한 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물이 MgO 55 내지 65 중량%, Cr2O3 15 내지 25 중량% 및 2종 이상의 플럭스 성분 20중량% 이하로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물 내, MgO/Cr2O3 비가 2.5 내지 3.5인 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조성물이
    주원료인 회수 재생된 마그네시아 크롬 내화물 60∼85 중량%,
    강섬유로 이루어진 강도보강제 0.5∼1.0 중량%,
    고령토 0.5∼1.0 중량% 및 회수된 융융 알루미나 0.5∼1.0 중량%로 이루어진 충진제,
    회수된 스틸 쇼트로 이루어진 비중 보강용 첨가제 7∼15 중량% 및
    실리케이트 바인더로 이루어진 결합제 3∼12 중량%가 물 3.5∼10 중량%에 조액된 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트.
  5. 마그네시아 크롬계 폐내화물 브릭을 회수하여 입자크기별로 분쇄하여 주원료를 준비하는 제1공정,
    상기 입자 크기별로 선별된 마그네시아 크롬 내화물 주원료를 투입한 후, 강도보강제, 충진제, 비중 보강용 첨가제 및 결합제를 투입하여 원료 배합하는 제2공정,
    상기 투입된 원료가 프레스 또는 램밍 믹스(Ramming Mix)에 의해 성형하는 제3공정 및
    상기 성형제품을 탈형하여 열처리하는 제4공정으로 이루어진 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1공정이 마그네시아 크롬계 폐내화물 브릭을 회수하여 브릭 표면상에 침적된 슬래그를 제거한 후, 20∼50mm 입자크기로 1차 분쇄하고, 상기 브릭 표면상에 침적된 불순물을 추가 제거한 후, 2차 분쇄하여 1∼5mm 입자크기로 제조하는 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 2차 분쇄된 입자가 미립(1mm 미만), 중립(1∼3mm 미만) 및 조립(3∼5mm)의 크기별로 선별되는 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제2공정에서 입자 크기별로 선별된 마그네시아 크롬 내화물 주원료가 조립(3∼5mm) 20∼40 중량%, 중립(1∼3mm 미만) 30∼70 중량% 및 미립(1mm 미만) 10∼20 중량%가 투입되는 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제2공정에서, 마그네시아 크롬 내화물 주원료 60∼85 중량%에 강도보강제 0.5∼1.0 중량%, 충진제 0.5∼1.0 중량%, 비중 보강용 첨가제 7∼15 중량%, 결합제 3∼12 중량% 및 물 0.5∼10 중량% 순서로 투입하여 원료 배합하는 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 제3공정에서 성형공정이 25∼40MPa의 성형압력으로 수행되는 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 제4공정에서 열처리공정이 성형제품을 탈형하여 자연 건조한 후, 상온∼200℃에서 4∼6시간, 250∼300℃에서 4∼8 시간 및 상온에서 4∼8시간동안 수행되어 승온 및 냉각으로 인하여 균열을 발생하는 것을 특징으로 하는 상기 염기성계 마그네시아 크롬 함유 슬래그 다트의 제조방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101378300B1 (ko) * 2012-02-28 2014-03-27 (주)포스코켐텍 고비중 및 고강도 Ｍｇ―Ｃｒ계 내화재 및 그 제조방법
KR20160076343A (ko) * 2014-12-22 2016-06-30 주식회사 인텍 슬래그 다트
KR20160097790A (ko) 2015-02-10 2016-08-18 포항세라믹(주) 슬래그 다트 헤드의 제조방법
CN110331242A (zh) * 2019-06-04 2019-10-15 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种添加铬铁渣配制转炉用挡渣锥的方法
KR20190132146A (ko) * 2018-05-18 2019-11-27 주식회사 인텍 슬래그 커팅용 다트의 내화 조성물, 이를 포함하는 슬래그 커팅용 다트 및 슬래그 커팅용 다트의 제조방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101482510B1 (ko) 2013-08-07 2015-01-19 주식회사 우진 슬래그 유출 방지 장치 및 여기에 사용되는 고압가스 분사 랜스
KR101678157B1 (ko) * 2014-12-22 2016-11-22 주식회사 인텍 슬래그 다트 조성용 내화물 및 이를 포함하는 슬래그 다트

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100272310B1 (ko) 1998-04-22 2000-11-15 이한구 액상 1-데아미노-8-d-아르기닌 바소프레신 아세테이트 합성법
JP2000169248A (ja) * 1998-12-02 2000-06-20 Nippon Koshuha Steel Co Ltd 底出鋼式電気炉の煉瓦製出鋼口用詰物

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101378300B1 (ko) * 2012-02-28 2014-03-27 (주)포스코켐텍 고비중 및 고강도 Ｍｇ―Ｃｒ계 내화재 및 그 제조방법
KR20160076343A (ko) * 2014-12-22 2016-06-30 주식회사 인텍 슬래그 다트
KR20160097790A (ko) 2015-02-10 2016-08-18 포항세라믹(주) 슬래그 다트 헤드의 제조방법
KR20190132146A (ko) * 2018-05-18 2019-11-27 주식회사 인텍 슬래그 커팅용 다트의 내화 조성물, 이를 포함하는 슬래그 커팅용 다트 및 슬래그 커팅용 다트의 제조방법
CN110331242A (zh) * 2019-06-04 2019-10-15 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 一种添加铬铁渣配制转炉用挡渣锥的方法

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