KR20110076590A - 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a) 철립이 라이닝 내화물의 표면에 분사되어, 상기 표면에 요철부가 형성되는 단계; 및 (b) 보수재가 상기 요철부로 분사되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법을 개시한다. 상기와 같은 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법은 내구성의 저하없이 보수재의 부착성을 향상시킬 수 있으며, 신속한 보수 작업을 구현한다.

철립, 보수재, 분사, 열간 보수

Description

노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법{METHOD FOR HOT-REFAIRING LINING REFRACTORIES IN A BLAST FURNANCE}

본 발명은 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법에 관한 것으로서, 특히, 내화물의 보수 작업을 원활하게 하면서 보수재의 부착성을 향상시키는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법에 관한 것이다.

노체는 제철제강설비에서 레이들, 전로, 턴디쉬 등과 같은 철 구조물을 의미한다. 이러한 노체의 내부에는 라이닝 내화물이 시공된다. 노체 라이닝 내화물은 노체를 고온의 용융물로부터 보호한다.

한편, 조업이 진행됨에 따라, 이러한 노체 라이닝 내화물은 마모 손상되어, 그 두께가 점점 감소하게 된다. 아울러, 조업 조건에 따라, 노체 라이닝 내화물은 국부적으로 손상될 수 있다. 이로 인해, 국부적으로 손상된 부분이 안전치 이하의 두께를 갖게 되면, 다른 부분이 정상적인 두께를 갖더라도 노체 라이닝 내화물의 교체가 이루져야 한다. 이를 대신하여, 일반적으로 보수재를 이용하여 국부적으로 손상된 부분을 수시로 보수한다.

상기와 같은 보수재를 이용하여 보수된 노체 라이닝 내화물은 사용 수명이 향상된다. 일반적으로 보수재는 습식 보수재, 건식 보수재, 용사 보수재, 압입재 등 다양한 형태일 수 있다. 이러한 보수재의 사용 수명은 보수재 자체의 내구성 및 초기 시공 시점에서의 부착성에 의해 결정된다. 일반적으로 보수재는 저융점 바인더나 수분을 다량 사용함으로써 부착성을 향상될 수 있나, 내구성이 크게 감소한다. 반면에, 보수재는 노체 라이닝 내화물의 사용 수명을 향상시킬 수 있으나, 부착성의 저하가 이루어지기도 한다. 따라서, 보수재는 부착성 또는 내구성 중 어느 하나가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 내구성의 저하 없이 보수재의 부착성을 향상시킬 수 있는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법을 제공하고자 한다.

아울러, 본 발명은 내화물의 보수를 신속하게 구현할 수 있는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 (a) 철립이 라이닝 내화물의 표면에 분사되어, 상기 표면에 요철부가 형성되는 단계; 및 (b) 보수재가 상기 요철부로 분사되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법을 개시한다.

아울러, 상기 (a) 단계는, 상기 철립이 5분 내지 10분 동안 5㎏f/㎠ 내지 10㎏f/㎠의 압력으로 상기 라이닝 내화물의 표면에 분사되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법을 개시한다.

또한, 상기 철립은 3㎜ 내지 10㎜의 크기를 갖는 선철, 주철, 강 또는 스테인리스 스틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법을 개시한다.

본 발명에 따른 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법은 철립의 분사 및 보수재의 분사를 통하여 손상된 라이닝 내화물을 보수한다.

철립은 3㎜ 내지 10㎜의 크기로 5분 내지 10분 동안 5㎏f/㎠ 내지 10㎏f/㎠ 의 압력으로 노체 라이닝 내화물에 분사되어 요철부를 형성하고, 이러한 요철부에는 보수재가 분사된다. 이로 인해, 내구성의 저하없이 보수재의 부착성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 철립의 분사가 종료된 동시에 보수재의 분사가 이루어짐에 따라, 신속한 라이닝 내화물의 보수 작업이 이루어질 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법은 철립 및 보수재를 연속적으로 분사함에 따라 구현된다.

우선, 철립이 분사되는 단계가 이루어진다(S101). 이때 분사된 철립은 라이닝 내화물의 표면에 분산되고, 요철부가 라이닝 내화물의 표면에 형성된다. 이로 인해, 라이닝 내화물의 표면이 거칠어지는 효과를 갖는다.

S101 단계에서 분사되는 철립은 바람직하게는 선철, 주철, 강 또는 스테인리스스틸 등을 포함한다. 이러한 철립은 분사되어 노체의 내부에 잔류하기에, 노체에서 처리되는 용융물에 따라 그 종류를 선택하는 것이 바람직하다.

여기에서 철립의 크기는 보수재의 부착성에 영향을 미친다. 철립으로 형성된 요철부에 분사되는 보수재는 일반적으로 최대 3㎜의 크기를 갖는다. 이러한 보수재가 요철부에 효과적으로 충전되기 위하여 철립의 크기는 3㎜보다 큰 것이 바람직하다. 아울러, 철립의 크기가 10㎜보다 크게 되면, 형성되는 요철부의 전체 단면적이 작아져, 이러한 요철부에 대한 보수재의 물리적 부착성이 저하된다. 따라서, 철립은 3㎜ 내지 10㎜의 크기를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 철립은 압축공기에 의해 분사된다. 이때, 압축 공기에 의한 철립의 분사 시간 및 분사 압력은 요철부의 형성에 영향을 미친다.

이를 살펴보면, 철립의 분사 시간이 5분보다 작은 경우, 철립에 의해 요철부의 형성이 제대로 이루어지지 않는다. 아울러, 철립의 분사 시간이 10분보다 큰 경우, 초반에는 요철부의 형성이 원활하게 이루어지나, 후반에 분사되는 철립에 의해 이미 형성된 요철부의 파괴가 이루어진다. 따라서, 철립의 분사 시간은 5분 내지 10분인 것이 바람직하다.

또한, 철립의 분사 압력이 5㎏f/㎠보다 낮은 경우 라이닝 내화물의 표면에는 철립에 의해 요철부가 제대로 형성되지 않는다. 아울러, 철립의 분사 압력이 10㎏f/㎠보다 높은 경우 분사된 철립이 라이닝 내화물의 표면에 박히거나 기계적 충격을 가하여, 나중에 분사되는 보수재로 인해 생성된 층이 벗겨지게 된다. 따라서, 철립의 분사 압력은 5㎏f/㎠ 내지 10㎏f/㎠인 것이 바람직하다.

이어서, 보수재가 분사되는 단계가 이루어진다(S102). 이때 분사되는 보수재는 압축공기에 의해 요철부에 분사된다. 이러한 보수재에는 경화재가 포함되어 있 다. 따라서, 보수재는 요철부에 분사되면서 경화작용이 이루어져 요철부의 표면 상에 부착된다. 아울러, 요철부도 보수재에 의해 안정적으로 라이닝 내화물의 표면에 위치될 수 있다.

한편, 본 발명의 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법은 이중관을 통해 이루어진다. 보수재는 내부관을 통해 분사되고, 철립은 내부관을 둘러싸는 외부관을 통해 분사된다. 아울러, 외부관을 통해 철립의 분사가 종료되는 동시에, 내부관을 통하여 보수재의 분사가 이루어질 수 있다. 이로 인해, 라이닝 내화물은 손상되더라도 신속하게 보수될 수 있다.

실험예

본 발명의 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법에 따른 보수재의 부착성 및 내구성을 평가하기 위하여 실험이 수행되었다. 여기에서는 분사되는 철립의 크기, 분사 시간 및 분사 압력이 상이하게 적용되었다.

실험예 1 및 실험예 2는 본 발명에 따른 철립의 크기, 분사 시간 및 분사 압력을 적용한 예시들이었고, 비교예 1 내지 비교예 6은 철립의 크기, 분사 시간 및 분사 압력 중 적어도 하나가 본 발명의 범위를 벗어난 예시들이었다.

실험을 위한 내화물은 조업에서 사용한 내화물을 300㎜×300㎜의 크기로 가공하여 1000도까지 가열한 것이었다. 이러한 내화물에 철립이 적용된 예시에 따라 분사되었다. 아울러, 철립의 분사가 완료된 다음에 보수재가 분사되었다.

보수재의 부착성을 평가하기 위하여, 2분간 보수재를 분사한 다음에, 분사 노즐을 통해 분사된 보수재의 총량과 부착되지 못한 보수재의 총량을 확인하여 백분율로 환산하였다. 아울러, 철립의 분사에 따른 부착성을 비교하기 위하여 비교예 7은 철립의 분사없이 보수재만이 분사되었다.

또한, 내구성을 평가하기 위하여, 보수재를 경화시켜 100℃에 건조시켰다. 이때, 회전침식 시험기를 이용하여 제강 슬래그(45 중량%의 CaO, 40 중량%의 Al₂O₃ 및 기타 15 중량%)에 대한 침식 내식성을 측정하였다.

표 1은 본 실험에 따른 보수재의 부착성 및 슬래그에 대한 침식 내식성을 나타낸다. 여기에서, 보수재의 부착성 및 슬래그에 대한 침식 저항성은 비교예 1의 측정값을 100으로 하였다.

		철립에 대한 조건			실험 결과
		크기 (㎜)	분사 압력 (㎏f/㎠)	분사 시간 (분)	부착성	침식 저항성
비교예	1	20	5	10	100	100
	2	1	5	10	105	100
	3	5	1	10	85	100
	4	5	20	10	90	100
	5	5	5	1	100	100
	6	5	5	20	95	100
	7	-	-	-	140	60
실험예	1	5	7	7	170	100
	2	5	5	10	180	100

표 1에 도시된 바와 같이, 실험예들은 비교예들과 비교하여 볼 때, 본 발명의 방법에 따라 방법은 상대적으로 우수한 보수재의 부착성을 나타내었으며, 보수재만을 분사한 경우보다도 우수한 것으로 나타났다. 이때, 슬래그에 대한 침식 저항성은 저하되지 아니하였다. 따라서, 본 발명에 따른 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법은 종래의 방법에 비하여 침식 저항성의 저하없이 보수재의 부착성을 향상시킬 수 있다.

이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법를 나타내는 흐름도이다.

Claims (3)

1. (a) 철립이 라이닝 내화물의 표면에 분사되어, 상기 표면에 요철부가 형성되는 단계; 및

   (b) 보수재가 상기 요철부로 분사되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 (a) 단계는,

   상기 철립이 5분 내지 10분 동안 5㎏f/㎠ 내지 10㎏f/㎠의 압력으로 상기 라이닝 내화물의 표면에 분사되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 철립은 3㎜ 내지 10㎜의 크기를 갖는 선철, 주철, 강 또는 스테인리스 스틸을 포함하는 것을 특징으로 하는 노체 라이닝 내화물의 열간 보수 방법.

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