KR20100076113A - Porous refractories and - Google Patents

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KR20100076113A
KR20100076113A KR1020080134045A KR20080134045A KR20100076113A KR 20100076113 A KR20100076113 A KR 20100076113A KR 1020080134045 A KR1020080134045 A KR 1020080134045A KR 20080134045 A KR20080134045 A KR 20080134045A KR 20100076113 A KR20100076113 A KR 20100076113A
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이철규
정두화
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Abstract

PURPOSE: A porous refractory and a steel manufacturing furnace using the same are provide to improve internal shock resistance property by improving bubbling effects through the control of a fine structure according to pore size and pore adjustment. CONSTITUTION: A porous refractory comprises mullite 70~85 weight%, calcined alumina 5~10 weight%, chromium oxide 1~2 weight%, clay 2~4 weight%, and frit 1~2 weight%. The porous refractory contains zirconia. The particle diameter of the zirconia is 0.01~0.20 mm. The 3~20 weight% of zirconia is contained in the porous refractory.

Description

다공성 내화물 및 이를 이용한 철강 제조로{Porous Refractories and }Porous Refractories and}

본 발명은 용탕(熔湯)에 가스 취입을 위한 다공성(Porous) 내화물 및 이를 이용한 철강 제조로에 관한 것으로, 특히 다공성 내화물의 기공 크기와 기공율을 미세 구조로 적절히 조절하여 가열, 예열, 주조시에 열 충격에 의한 균열을 최소화하고, 물리적 및 화학적 반응에 대하여 내용손 및 내침윤성을 갖게 하는데 적합한 가스취입용 다공성 내화물 및 이를 이용한 철강 제조로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a porous refractory for blowing gas into a molten metal and a steel manufacturing furnace using the same. In particular, the pore size and porosity of the porous refractory may be appropriately adjusted to a fine structure during heating, preheating, and casting. The present invention relates to a gas blowing porous refractory and a steel fabrication furnace using the same, which are suitable for minimizing cracking due to thermal shock and providing resistance to damage and infiltration to physical and chemical reactions.

철강 제조시 턴디쉬(Tundish)나 래들(Ladle) 등 각종 정련로에서는 용강에 아르곤(Ar)이나 질소(N2) 등의 가스를 다공성(porous) 내화물(내화벽돌)을 통하여 취입하여 버블링 시킴으로써 불순물 등의 비금속 개재물을 부상시켜 제거하여 청정하고 균일한 용강을 얻는다.When manufacturing steel, various refinery furnaces such as tundish and ladle blow bubbles of argon (Ar) and nitrogen (N 2 ) into the molten steel through porous refractory (firebrick). Non-metallic inclusions, such as impurities, are floated and removed to obtain clean and uniform molten steel.

이러한 가스취입용 다공성(porous) 내화물이 갖추어야 할 기본 특성은 통기량 및 기포 발생능의 버블링 기능 이외에 사용중 용강류가 비금속 개재물에 의한 화학적, 물리적 침식에 견디어야 하고 사용전 예열이나 주조시 열 충격에 의한 균열이 없어야 하며 용강부착, 침윤이 이루어지지 않아야 한다. 상기 기본 특성 중에서 가장 중요한 버블링 기능 향상은 기공 크기에 의존한다.In addition to the bubbling function of air flow rate and bubble generation ability, the molten steel must withstand chemical and physical erosion by non-metallic inclusions, and thermal shock during preheating or casting. There should be no cracking and no molten steel adhesion or infiltration. The most important bubbling enhancement among the basic properties depends on the pore size.

도 1 내지 도 3을 참조하여 종래 기술에 따른 가스취입용 다공성(porous) 내화물을 이용한 턴디쉬를 설명하면, 턴디쉬는 바닥부에 다공성 내화벽돌(10)이 축조되고, 용강이 배출되도록 바닥부에 설치된 내화벽돌 사이에 톱 노즐(top nozzle)(11)이 설치된다. 상기 톱 노즐(11) 하부에는 슬라이드 노즐(slide nozzle)(12)이 설치되며, 톱 노즐(11) 상부에는 받침 연와(13)에 의해 받쳐지는 스타트 튜브(start tube)(14)가 바닥부 위로 노출되게 설치됨으로써 턴디쉬 내부의 용강이 하부로 배출될 수 있게 형성된다. 미설명 부호 15은 바닥부 내화벽돌(11)을 감싸는 턴디쉬 철피이다. Referring to Figures 1 to 3 to describe the tundish using a porous refractory for gas blowing in accordance with the prior art, the tundish is the bottom portion such that the porous refractory brick 10 is built on the bottom, molten steel is discharged The top nozzle 11 is installed between the firebricks installed in the wall. A slide nozzle 12 is installed below the top nozzle 11, and a start tube 14 supported by the supporting edge 13 is positioned on the bottom of the top nozzle 11. By being exposed, the molten steel inside the tundish is formed to be discharged downward. Reference numeral 15 is a tundish shell covering the bottom refractory brick 11.

또한, 도 4를 참조하여 종래 기술에 따른 가스취입용 다공성(porous) 내화물을 이용한 래들을 설명하면, 래들(21)의 최외측은 철피(22)로 이루어지며, 바닥에는 내화물로 다져진 바닥재(24)가 마련되며, 그 내측은 내화물(23)로 축조(축로)된다. 상기 내측의 내화물(23)은 가스취입용 다공성 내화물로 이루어진다. 또한 상기 내화물(23)은 단열보드, 제1 내화벽돌 및 제2 내화벽돌이 순차적으로 형성될 수도 있다.In addition, referring to the ladle using a porous refractory for gas blowing in accordance with the prior art with reference to Figure 4, the outermost side of the ladle 21 is made of a shell (22), the bottom is a refractory chopped to the bottom 24 ) Is provided, and the inside thereof is constructed (reflected) by the refractory material 23. The inner refractory 23 is made of a porous refractory for gas blowing. In addition, the refractory 23 may be formed of a thermal insulation board, a first refractory brick and a second refractory brick in sequence.

한편, 상기 내화물의 기공을 통과한 가스에 의해 발생하는 버블은 그 크기가 클수록 개재물의 포집능은 저하되나 부상 분리능은 높아지므로 이에 대한 최적 크기의 내화물의 미세 구조, 즉 적정한 기공 크기와 기공율이 요구된다.On the other hand, the bubbles generated by the gas passing through the pores of the refractory, the larger the size of the inclusions of the inclusion is reduced, but the floating resolution is higher, so the fine structure of the refractory of the optimum size, that is, the appropriate pore size and porosity is required do.

기공 크기는 제조되는 다공성(Porous) 내화물의 입자 크기에 의해 결정되고, 소결제, 소성온도, 가압력 등에 따라서도 변화된다. 균일한 기공경의 분포는 형성되는 버블의 크기를 균일하게 하여 부상시 버블이 합체되는 문제를 최소화 할 수 있다.The pore size is determined by the particle size of the porous refractory to be produced and also changes depending on the sintering agent, the firing temperature, the pressing force, and the like. Uniform pore diameter distribution can minimize the problem that the bubble is coalesced when the bubble is formed uniformly.

다공체의 수명을 향상시키기 위해서는 용강에 대한 내용성을 높여야 하고 이를 위해서는 낮은 기공율과 적당한 크기의 기공경이 요구된다. 한편, 물리적인 요소 이외 용강에 대한 화학적 반응에 의한 용손을 개선하기 위해서는 화학조성의 제어가 필요하다. 특히, 용강의 침윤과 산화에 의한 Fe산화물과 개재물에 의한 침윤은 내화물의 구성 성분과 저융물의 형성 및 침윤에 따른 통기성의 저하를 초래한다. 따라서, 이에 대한 성분 조절이 필요하다.In order to improve the lifetime of porous bodies, the contents of molten steel should be increased, and this requires low porosity and appropriate pore size. On the other hand, in order to improve the melt damage caused by chemical reactions on molten steel other than physical elements, it is necessary to control the chemical composition. In particular, infiltration of Fe oxide and inclusions by infiltration and oxidation of molten steel results in lowering of breathability due to formation and infiltration of constituents and low melt of the refractory material. Therefore, there is a need for component control for this.

한편, 수회 사용시 또는 주조 중 산소에 의한 개공이나 부착된 잔탕의 제거시 온도가 급격히 상승되고 내화물의 용손이 급속히 이루어지므로 산소세척에 대해 높은 용융점을 갖는 성분이 필요하다.On the other hand, a component having a high melting point for oxygen washing is necessary because the temperature is rapidly increased and the melting of the refractory is made rapidly when used for several times or when the pores are removed by oxygen during the casting or removal of the residue.

마지막으로 열 스폴링에 의한 균열은 주입되는 가스의 누기와 용강의 침윤 및 유출의 문제가 발생되므로 입자 형상의 개선과 미세 조직의 개선, 저 팽창성 광물에 의한 열 충격 문제의 개선이 이루어져야 한다.Finally, cracks due to heat spalling cause problems of leakage of injected gas, infiltration and leakage of molten steel, and improvement of particle shape, microstructure, and thermal shock by low expandable minerals.

이와 관련한 종래의 내화물은 내열 충격성이 부족하여 용강을 받을 때 초기에 균열이 발생하며, 발생된 균열은 용강 주조 동안 계속하여 커지게 되어 가스 취입이 균열로 집중되면서 균일한 가스 취입이 어려워지는 문제점이 있다.In this regard, the conventional refractory material lacks thermal shock resistance, so that cracks are initially generated when receiving molten steel, and the generated cracks continue to increase during molten steel casting, so that the concentration of gas is concentrated into cracks, making uniform gas blowing difficult. have.

또한, 이처럼 가스 취입이 불균일하게 되면 용강 중에 존재하는 알루미나성 개재물이 주조 중에 각종 철강 제조로에 있는 밸브용 노즐 및 플레이트에 부착되고, 이로 인해 플레이트 및 노즐공이 폐쇄되어 주조가 중단되는 문제점이 있다.In addition, such uneven injection of gas causes alumina inclusions present in molten steel to be attached to valves and plates for valves in various steel making furnaces during casting, which causes the plate and nozzle holes to be closed and casting is stopped.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 다공체의 내스폴링성, 내열충격성 등이 향상된 새로운 화학 조성물로 이루어진 다공성 내화물 및 이를 이용한 철강 제조로를 제공한다.In order to solve the problems as described above, it provides a porous refractory made of a new chemical composition and improved the spalling resistance, thermal shock resistance and the like of the porous body and a steel manufacturing furnace using the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다공성 내화물은,Porous refractory material according to the present invention for achieving the above object,

뮬라이트(3Al2O3·2SiO2), 하소알루미나(Al2O3), 산화크롬(Cr203), 점토, 그리고 프리트(fret)를 포함하는 다공성 내화물에 있어서, 입자 직경이 0.01 내지 0.20mm인 지르코니아(ZrO2)가 함유된다.In a porous refractory comprising mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), calcined alumina (Al 2 O 3 ), chromium oxide (Cr 2 0 3 ), clay, and frit, the particle diameter is 0.01 to 0.20. zirconia (ZrO 2 ) in mm.

상기 지르코니아는 3 내지 20 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 지르코니아는 10 내지 15 중량%로 함유된다.The zirconia is preferably contained in 3 to 20% by weight. More preferably the zirconia is contained in 10 to 15% by weight.

또한, 상기 뮬라이트는 0.2 내지 1.0mm의 직경을 가지며 70 내지 85 중량%, 상기 지르코니아는 0.01 내지 0.2mm의 직경을 가지며 10 내지 15 중량%, 상기 하소알루미나는 5 내지 10 중량%, 상기 산화크롬은 1 내지 2 중량%, 상기 점토는 2 내지 4 중량%, 상기 프릿트는 1 내지 2 중량%로 함유되는 것이 가장 바람직하다.In addition, the mullite has a diameter of 0.2 to 1.0mm and 70 to 85% by weight, the zirconia has a diameter of 0.01 to 0.2mm and 10 to 15% by weight, the calcined alumina is 5 to 10% by weight, the chromium oxide is Most preferably, 1 to 2% by weight, 2 to 4% by weight of clay, and 1 to 2% by weight of frit.

또한, 본 발명에 따른 철강 제조로는, 전술한 다공성 내화물을 이용하여 용강에 가스를 취입하여 버블링 시킴으로써 비금속 개재물을 제거한다.In addition, in the steel production according to the present invention, the non-metallic inclusions are removed by blowing gas into the molten steel using the aforementioned porous refractory material and bubbling.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 지르코니아를 함유하는 적절한 화학 조성의 선택 및 입자간 결합력 강화를 위해 입자 직경 등을 적절히 조절함으로써, 기공 크기 및 기공율 조절에 따른 미세 구조의 제어로 버블링 효과를 향상시킴과 함께 내용성 및 내스폴링성, 내열충격성 등이 향상된 다공성 내화물 및 철강 제조로를 얻게 된다.According to the present invention as described above, by appropriately adjusting the particle diameter and the like to select the appropriate chemical composition containing zirconia and to strengthen the inter-particle bonding strength, the bubbling effect is improved by controlling the microstructure according to the pore size and porosity control In addition to this, a porous refractory and steel manufacturing furnace having improved solvent resistance, spalling resistance, and thermal shock resistance is obtained.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the gist of the present invention.

본 발명에 따른 다공성 내화물은 뮬라이트(3Al2O3·2SiO2), 하소알루미나(Al2O3), 산화크롬(Cr203), 점토, 프리트(Frit), 그리고 지르코니아(ZrO2)를 함유한다.The porous refractory according to the present invention contains mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ), calcined alumina (Al 2 O 3 ), chromium oxide (Cr 2 0 3 ), clay, frit, and zirconia (ZrO 2). do.

뮬라이트는 천연에서 드물게 발견되는 알루미늄 규산염 광물(3Al2O3·2SiO2)로 알루미늄 규산염으로된 원재료를 구울때 생성되며 요업제품, 도자기, 고온 절연 체, 내화물의 가장 중요한 구성 성분이다. 본 발명에서 상기 뮬라이트는 입자 직경이 0.2 내지 1.0mm인 것이 바람직하다. 왜냐하면, 다공성 내화물의 전체 입도 구성상, 기공의 크기, 기공율, 취급 강도를 확보하기 위해서이다.Mullite is an aluminum silicate mineral (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 ) rarely found in nature and is produced when baking raw materials of aluminum silicate and is the most important component of ceramic products, ceramics, high temperature insulators and refractory materials. In the present invention, the mullite preferably has a particle diameter of 0.2 to 1.0 mm. This is to ensure the pore size, porosity, and handling strength in terms of the overall particle size of the porous refractory.

또한, 그 조성 중량비는 지르코니아의 사용량에 의해 조절되어지나, 후술하는 지르코니아의 사용량에 대비하여 상기 뮬라이트는 70 내지 85 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 이는 부원료로 첨가되는 알루미나, 점토, 크롬, 지르코니아를 제외한 나머지 중량%을 나타낸 것이다.The composition weight ratio is controlled by the amount of zirconia used, but the mullite is preferably contained in an amount of 70 to 85% by weight in comparison with the amount of zirconia described later. This represents the remaining weight percentage except for alumina, clay, chromium and zirconia added as an auxiliary material.

지르코니아는 화학식이 ZrO2이며, 산화 지르코늄(zirconium oxide)이라고도 한다. 지르콘 광상에서 산출되는 은백색의 단단한 희유금속 원소이다. 지르코니아는 굴절률이 크고 녹는점이 높으므로 내식성이 크다. 물에 녹지 않고, 황산·플루오르화수소산에 녹는다. 온도의 급변에 견디므로 내열 재료로 사용된다. 본 발명에서 상기 지르코니아는 내열 충격성 증진을 위해 사용되는 것으로, 상기 뮬라이트의 입도 크기보다 작은 크기로 기공 크기, 기공율, 기계적 물성을 고려하여 입자 직경이 0.01 내지 0.2 mm인 입자를 사용한다. 상기 지르코니아의 사용량이 많을수록 내열충격성에 유리하나, 다공체의 기계적인 물성인 강도를 고려하여 10 내지 15 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 10 중량% 미만이면 내열충격성의 증진효과가 없으며, 15 중량%를 초과하면 강도가 저하되기 때문이다.Zirconia has a chemical formula of ZrO 2 and is also called zirconium oxide. It is a silvery white hard rare metal element produced from zircon deposits. Zirconia has a high refractive index and a high melting point, and thus has high corrosion resistance. It is insoluble in water and soluble in sulfuric acid and hydrofluoric acid. It is used as a heat-resistant material because it withstands sudden changes in temperature. In the present invention, the zirconia is used to improve the thermal shock resistance, the particle size of 0.01 to 0.2 mm in consideration of the pore size, porosity, mechanical properties to a size smaller than the particle size of the mullite is used. The greater the amount of the zirconia used, the better the thermal shock resistance, but preferably 10 to 15% by weight in consideration of the mechanical strength of the porous body. If it is less than 10% by weight, there is no enhancement effect of heat shock resistance, and if it exceeds 15% by weight, the strength is lowered.

하소알루미나(calcined alumina)(Al2O3)는 큰 비표면적을 가지면서 우수한 소결성, 반응성을 나타내는 초미분 알루미나로써, 수산화알루미늄을 하소하여 만든 알루미나이다. 본 발명에서 상기 하소알루미나는 다공체의 기지부를 강화하기 위해 사용되는 것으로 입자 직경이 10㎛ 이하인 입자가 5 내지 10 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 이는 다공체의 소결성을 강화하기 위한 것으로 5 중량% 미만이면, 그 효과가 미약하고 10 중량%를 초과하면 입도 구성에 문제가 발생한다.Calcined alumina (calcined alumina) (Al 2 O 3 ) is an ultra-fine alumina having a large specific surface area and showing excellent sinterability and reactivity, and is alumina made by calcining aluminum hydroxide. In the present invention, the calcined alumina is used to reinforce the matrix of the porous body, and preferably contains 5 to 10 wt% of particles having a particle diameter of 10 μm or less. This is to enhance the sinterability of the porous body, if less than 5% by weight, the effect is weak, if more than 10% by weight problems in the composition of the particle size.

산화크롬(Cr2O3)은 내용선 개선을 위하여 첨가되는 것으로 이는 Fe산화물과 비금속 개재물과의 반응에 의해 저융물 형성을 억제하여 고융점, 고점도의 화합물을 형성하고, 산소 세척시 고온에 의한 국부 용손을 억제시킨다.Chromium oxide (Cr 2 O 3 ) is added to improve the content line, which inhibits the formation of low melt by the reaction of Fe oxide and non-metallic inclusions to form compounds of high melting point and high viscosity, Suppresses local loss.

점토는 다공체의 성형성과 소결성 증진을 위해 첨가되며, 그 직경이 44um 이하인 점토 입자가 2 내지 4 중량%로 함유되는 것이 바람직하다. 2 중량% 미만이면 소결성이 부족하고, 4 중량%를 초과하면 과도한 소결에 의해 내열충격성이 저하된다.Clay is added to enhance the formability and sinterability of the porous body, it is preferable that the clay particles having a diameter of 44um or less is contained in 2 to 4% by weight. If it is less than 2% by weight, the sinterability is insufficient, and if it exceeds 4% by weight, the thermal shock resistance is lowered due to excessive sintering.

프리트(Fret)는, 예를 들면, 도자기의 유리질 잿물과 같은 용해한 유리 원료를 의미하는 것으로 본 발명의 다공성 내화물의 주 성분인 뮬라이트 및 지르코니아와 비교적 저온에서 소결이 이루어지므로 제품의 강도 발현은 물론이고 용강류 마모에 의한 내용성이 현저히 개선되도록 한다.Fret refers to a molten glass raw material such as, for example, glassy lye of porcelain, and is sintered at a relatively low temperature with mullite and zirconia, which are the main components of the porous refractory material of the present invention. Its resistance to molten steel wear is significantly improved.

다음으로 전술한 중량% 범위로 함유된 본 발명에 따른 다공성 내화물의 구체적인 실시예를 설명한다.Next will be described a specific embodiment of the porous refractory according to the present invention contained in the above weight% range.

이하의 실시예에 대한 설명에서 '강도 열화율(%)'은 일정 크기의 시편을 전 기로를 이용하여 1400℃ 온도에서의 가열과 상온에서의 냉각을 반복한 후, 그 꺾임강도를 측정하여 강도 열화의 정도를 비교하여 백분율로 나타낸 것으로, 아래의 식에 의해 산출된다.In the following description of the embodiment, the 'strength degradation rate (%)' is a strength of the specimen by measuring the bending strength after repeated heating at 1400 ° C. and cooling at room temperature using a specimen of a certain size. The degree of deterioration is compared and expressed as a percentage, and is calculated by the following equation.

식 : 강도 열화율(%) = (열충격 후 꺾임강도 값/초기 꺾임강도 값 ) × 100Equation: Strength deterioration rate (%) = (Bending Strength Value after Thermal Shock / Initial Bending Strength Value) × 100

여기서, 강도 열화율이 높으면 내열스폴링성이 낮은 것을 의미하며, 이 경우 균열의 진전이 빨라 가스취입의 균일성을 떨어지게 한다. Here, when the strength degradation rate is high, it means that the heat spalling resistance is low, and in this case, the crack progresses rapidly, thereby deteriorating the uniformity of gas injection.

또한, 실제 로(爐)적용 후의 침지 노즐에 부착된 개재물 두께(용강 180분 주조)를 '개재물 부착두께(mm)'라 한다.Incidentally, the thickness of the inclusions (molten steel 180 minutes casting) attached to the immersion nozzle after the application of the furnace is referred to as 'inclusion thickness (mm)'.

또한, 아래의 실시예들에서 하소알루미나는 입자 직경이 0.2mm 이하이며, 5 중량%로 함유되고, 산화크롬은 입자 직경이 44um 이하이며 1 중량%로 함유된다. 또한, 점토는 입자 직경이 44um 이하이며 3 중량%로 함유되고, 프리트는 입자 직경이 44um 이하이며 1 중량%로 함유된다.In addition, in the following examples, the calcined alumina has a particle diameter of 0.2 mm or less and is contained in 5 wt%, and chromium oxide is 44 μm or less and contains 1 wt%. In addition, clay has a particle diameter of 44 um or less and is contained at 3% by weight, and frit has a particle diameter of 44 um or less and is contained at 1% by weight.

한편, 지르코니아는 입자 직경이 0.2mm 이하이며, 그 함유량은 각각 3 중량%(실시예1), 20 중량%(실시예2), 10 중량%(실시예3), 15 중량%(실시예4)로 변화시켰으며, 이에 따라 입자 직경이 0.2 내지 1.0mm인 뮬라이트의 함유량도 각각 87 중량%(실시예1), 70 중량%(실시예2), 80 중량%(실시예3), 75 중량%(실시예4)로 변화시켰다.On the other hand, the zirconia has a particle diameter of 0.2 mm or less, and the content thereof is 3% by weight (Example 1), 20% by weight (Example 2), 10% by weight (Example 3), 15% by weight (Example 4). ), And the content of mullite having a particle diameter of 0.2 to 1.0 mm was also 87% by weight (Example 1), 70% by weight (Example 2), 80% by weight (Example 3), 75% by weight. It was changed to% (Example 4).

또한, 상기 실시예들과 비교하기 위해 지르코니아가 함유되지 않은 비교 샘 플을 제조하였는데, 그 입자의 직경들은 상기 실시예들과 동일하며, 그 조성비는 뮬랴이트 90 중량%, 하소알루미나 5 중량%, 산화크롬 1 중량%, 점토 3 중량%, 프리트 1 중량%로 하였다.In addition, a comparative sample containing no zirconia was prepared for comparison with the above examples, wherein the diameters of the particles were the same as the above examples, and the composition ratio was 90% by weight of mullite and 5% by weight of calcined alumina. , 1% by weight of chromium oxide, 3% by weight of clay, and 1% by weight of frit.

아래의 [표 1]은 상기와 같은 실시예들에 의해 제조된 다공성 내화물과, 비교 샘플의 내화 조성물의 물성 및 특성을 비교한 표이다.Table 1 below is a table comparing the physical properties and properties of the refractory composition of the porous refractory prepared by the above embodiments and the comparative sample.

[표 1]TABLE 1

Figure 112008089079869-PAT00001
Figure 112008089079869-PAT00001

상기 [표 1]에서 강도 열화율을 분석하면, 지르코니아가 함유되지 않은 비교 샘플에 비해 지르코니아가 함유된 각각의 실시예들에서 지르코니아의 함유량에 따라 다소간이 차이는 있으나, 강도 열화율이 더 감소되어 내화 특성이 향상된 것을 확인할 수 있다. 특히, 지르코니아 함유량이 10 중량%인 경우, 강도 열화율이 가장 작은 것을 확인할 수 있다.When analyzing the strength deterioration rate in [Table 1], compared to the comparative sample does not contain zirconia, there is a slight difference depending on the content of zirconia in each of the embodiments containing zirconia, but the strength deterioration rate is further reduced It can be seen that the fire resistance is improved. In particular, when the zirconia content is 10% by weight, it can be confirmed that the strength deterioration rate is the smallest.

또한, 상기 [표 1]에서 내열스폴링성을 분석하면, 실시예1에서 지르코니아가 10 중량% 미만으로 함유된 경우, 내열스폴링성이 없으며, 또한 실시예2에서 지르코니아가 15 중량% 초과하여 함유된 경우, 내열스폴링성이 없음을 확인할 수 있다. 실시예3 및 실시예4에서와 같이 지르코니아가 10 내지 15 중량%로 함유된 경우, 내열스폴링성이 있음을 확인할 수 있다. 여기서, 내열스폴링성 유무는 강도 열화율에 의존하며, 강도 열화율이 10% 이하이면 내열스폴링성이 있는 것으로 판단한다.In addition, when analyzing the heat spalling resistance in [Table 1], when the zirconia is contained in less than 10% by weight in Example 1, there is no heat spalling resistance, and also in Example 2 more than 15% by weight of zirconia If contained, it can be confirmed that there is no heat spalling resistance. When the zirconia is contained in 10 to 15% by weight, as in Example 3 and Example 4, it can be confirmed that the heat-span resistance. Here, the presence or absence of heat spalling resistance depends on the strength deterioration rate, and if the strength deterioration rate is 10% or less, it is determined that there is heat spalling resistance.

또한, 상기 [표 1]에서 개재물 부착두께를 분석하면, 실시예1 및 실시예2에서는 비교 샘플에 비해 그 두께가 작아진 것을 확인할 수 있으나, 상기 실시예1,2의 경우, 내열스폴링성이 없어서 그 효과가 현저하지는 않다. 그러나, 실시예3 및 실시예4는 비교 샘플에 비해 그 두께가 현저히 작아져서 내화 특성이 크게 향상된 것을 확인할 수 있다.In addition, when analyzing the thickness of inclusion inclusions in [Table 1], in Example 1 and Example 2 it can be confirmed that the thickness is smaller than the comparative sample, in the case of Examples 1 and 2, heat spalling resistance Without this, the effect is not remarkable. However, it can be confirmed that in Example 3 and Example 4, the thickness thereof is significantly smaller than that of the comparative sample, thereby greatly improving the fire resistance characteristics.

상기 내화 특성들을 비교하면, 실시예1 및 실시예2는 내열스폴링성이 없어서 개재물 부착두께가 크게 개선된 것은 아니나, 강도 열화율이 15 내지 30 %로 크게 개선되어서, 지르코니아가 함유된 본 발명 내화 조성물의 내화 특성이 향상되었으며, 특히, 실시예3 및 실시예4에 나타난 바와 같이, 지르코니아의 함유량이 10 내지 15 중량%인 경우, 내열스폴링성이 있어서 개재물 부착두께가 8 내지 10mm로 현 저히 개선됨과 동시에 강도 열화율도 5 내지 10 %로 현저히 개선되었음을 확인할 수 있다.Comparing the above fire resistance characteristics, Example 1 and Example 2 does not significantly improve the adhesion thickness of the inclusions due to the lack of heat-span resistance, the strength degradation rate is greatly improved to 15 to 30%, the present invention containing zirconia The fire resistance properties of the fire resistant composition were improved, and in particular, as shown in Examples 3 and 4, when the content of zirconia was 10 to 15% by weight, the inclusion thickness was 8 to 10 mm due to heat spalling resistance. At the same time it can be confirmed that the strength degradation rate is also significantly improved to 5 to 10%.

따라서, 상기 실시예에 나타난 바와 같이 본 발명은 종래에 비해 지르코니아를 적절한 크기, 적절한 중량%로 함유하여 강도 열화율이 우수하거나, 강도 열화율 및 내열 스폴링성이 우수하여 장시간 주조시에도 균일한 가스취입이 가능케 하여 노즐에 개재물 부착을 억제할 수 있다.Therefore, as shown in the above embodiment, the present invention contains zirconia in an appropriate size and an appropriate weight percent, so that the strength deterioration rate is excellent, or the strength deterioration rate and heat spalling resistance are excellent, so that it is uniform even during long time casting. The gas can be blown and the adhesion of inclusions to a nozzle can be suppressed.

상기한 바와 같은 다공성 내화물은, 예를 들면 턴디쉬나 래들과 같은 각종 철강 제조로의 내화물로 이용될 수 있다. 도 1 내지 도 3에서 종래의 내화물(내화벽돌)(10) 대신에 본 발명에 따른 다공성 내화물을 사용하여 턴디쉬를 제조할 수 있고, 또한 도 4에서 종래의 내화물(23) 대신 본 발명에 따른 다공성 내화물을 사용하여 래들을 제조할 수 있다. 물론, 이는 예시일 뿐 이에 한정되지 않고 다공성 내화물을 이용하여 축조되는 철강 제조를 위한 모든 로에 본 발명에 따른 다공성 내화물을 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 다공성 내화물을 이용한 철강 제조로는 강도 열화율이 우수하거나, 강도 열화율 및 내열 스폴링성이 우수하여 장시간 철강 주조시에도 균일한 가스취입이 가능하다.Porous refractory materials as described above can be used as refractory materials in various steel fabrications, for example, tundishes or ladles. 1 to 3 can be used to manufacture a tundish using the porous refractory according to the present invention instead of the conventional refractory (firebrick) 10, and also in accordance with the present invention instead of the conventional refractory 23 in Figure 4 Porous refractory can be used to prepare ladles. Of course, this is only an example, and the porous refractory according to the present invention may be used in all furnaces for steel fabrication using porous refractory. Steel fabrication using the porous refractory according to the present invention is excellent in the strength degradation rate, or excellent strength degradation rate and heat-span resistance, it is possible to uniform gas blowing even during long time steel casting.

이상과 같이 본 발명에 따른 다공성 내화물 및 이를 이용한 철강 제조로를 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니 며, 본 발명의 기술사상 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.As described above, the porous refractory and the steel production furnace using the same have been described, but the present invention is not limited by the embodiments disclosed herein, and various modifications are made by those skilled in the art within the technical scope of the present invention. Of course it can be done.

도 1은 종래의 가스취입용 다공성 내화물을 이용한 턴디쉬를 도시한 도시한 부분 확대도,1 is a partially enlarged view showing a tundish using a conventional gas blowing porous refractory,

도 2는 종래의 턴디쉬 내부 내화물 전체를 도시한 일부 절개 단면도,Figure 2 is a partial cutaway cross-sectional view showing the entire interior of the conventional tundish refractory,

도 3은 도 2의 A-A에서 바라본 단면을 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing a cross section viewed from A-A of FIG.

도 4는 종래의 가스취입용 다공성 내화물을 이용한 래들을 도시한 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a ladle using a porous gas for refractory gas of the prior art.

Claims (5)

뮬라이트(3Al2O3·2SiO2), 하소알루미나(Al2O3), 산화크롬(Cr203), 점토, 그리고 프리트를 포함하는 다공성 내화물에 있어서,In a porous refractory including mullite (3Al 2 O 3 · 2SiO 2), calcined alumina (Al 2 O 3 ), chromium oxide (Cr 2 0 3 ), clay, and frit, 입자 직경이 0.01 내지 0.20mm인 지르코니아(ZrO2)가 함유된 다공성 내화물.Porous refractory containing zirconia (ZrO2) having a particle diameter of 0.01 to 0.20 mm. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 지르코니아가 3 내지 20 중량%로 함유된 다공성 내화물.Porous refractory containing 3 to 20% by weight of the zirconia. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 지르코니아가 10 내지 15 중량%로 함유된 다공성 내화물.Porous refractory containing 10 to 15% by weight of the zirconia. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 뮬라이트는 0.2 내지 1.0mm의 직경을 가지며 70 내지 85 중량%, 상기 지르코니아는 0.01 내지 0.2mm의 직경을 가지며 10 내지 15 중량%, 상기 하소알루미나는 5 내지 10 중량%, 상기 산화크롬은 1 내지 2 중량%, 상기 점토는 2 내지 4 중량%, 상기 프릿트는 1 내지 2 중량%로 함유된 다공성 내화물.The mullite has a diameter of 0.2 to 1.0mm and 70 to 85% by weight, the zirconia has a diameter of 0.01 to 0.2mm and 10 to 15% by weight, the calcined alumina is 5 to 10% by weight, the chromium oxide is 1 to Porous refractory containing 2% by weight, 2 to 4% by weight of clay, and 1 to 2% by weight of frit. 다공성 내화물을 통해 용강에 가스를 취입하여 버블링 시킴으로써 비금속 개재물을 제거하는 철강 제조로에 있어서,In the steel manufacturing furnace to remove non-metallic inclusions by blowing gas into the molten steel through the porous refractory, bubbling, 상기 다공성 내화물은 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 다공성 내화물을 이용하는 철강 제조로.The porous refractory is to steel production using the porous refractory of any one of claims 1 to 4.
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