KR20140021853A - Method for abrasion resistive pipe of slag - Google Patents
Method for abrasion resistive pipe of slag Download PDFInfo
- Publication number
- KR20140021853A KR20140021853A KR1020120088158A KR20120088158A KR20140021853A KR 20140021853 A KR20140021853 A KR 20140021853A KR 1020120088158 A KR1020120088158 A KR 1020120088158A KR 20120088158 A KR20120088158 A KR 20120088158A KR 20140021853 A KR20140021853 A KR 20140021853A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- slag
- pipe
- temperature
- oxide
- weight
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L9/00—Rigid pipes
- F16L9/14—Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/003—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor characterised by the choice of material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 강 제조 공정에서 부생되는 슬래그 및 폐 내화물을 원료로 하여 각종 건축재료에 사용되는 파이프를 제조하는 것에 관한 것이다.The present invention relates to the production of pipes used in various building materials using slag and waste refractories produced in the steel manufacturing process as raw materials.
제철산업은 대량의 원료와 에너지를 소비하여 철강을 생산하는 것과 더불어 원료, 제선, 제강, 압연 등의 복잡한 연결생산체제를 거치면서, 여러 가지 종류의 부산물과 폐기물을 다량 발생시키고 있다. 이들 부산물과 폐기물은 양적으로 주제품인 철강의 65%에 이르고 있다. 이중 고체상태의 부산물과 폐기물의 약 80% 정도가 슬래그(Slag)이고, 나머지는 폐 내화물, 더스트, 슬러지 등의 형태로 발생하는데 유용한 철분함량이 높아 대부분 자원으로서의 활용이 가능하다. 통상적으로, 철강재 1톤을 생산하는 과정에서 100 내지 500kg의 제강 슬래그(slag)가 발생된다. 예컨대 페로니켈(Fe-Ni) 슬래그(Slag)는 년간 100만 톤이 넘게 발생한다. 발생 된 슬래그(slag)는 야드에 덤핑되어, 대량의 방수와 함께 대기 중에서 냉각되어 응고되고, 응고된 슬래그 덩어리는 시멘트 원료 등으로 재활용된다. 하지만, 시장상황에 따라 매립되기도 하며, 고부가화 또는 소재로서의 용도창출이 잘 되지 않는 실정이다.The steel industry consumes a large amount of raw materials and energy to produce steel and goes through complex connection production systems such as raw materials, steelmaking, steelmaking, and rolling. These by-products and waste account for 65% of the main product steel. About 80% of the solid by-products and waste are slag, and the remaining iron is high in iron, dust, and sludge. Typically, steel slag of 100 to 500 kg is generated in the process of producing one ton of steel. Ferronickel slag, for example, generates more than 1 million tonnes per year. The generated slag is dumped into the yard, cooled in the atmosphere with a large amount of waterproofing and solidified, and the solidified slag mass is recycled as raw material for cement. However, depending on the market situation, the landfill may be difficult, and it is difficult to create high added value or use as a material.
한편, 내마모성 파이프는 고온에서 현무암을 녹여 만든 바잘트(Basalt) 제품이 통상적으로 사용된다. 현무암을 1280도의 용융로에서 완전용융하고, 1200도 상태에서 원심주조 방법으로 파이프 형상 제품으로 성형한 후, 열처리 과정을 거쳐 재결정화하여 파이프를 제작한다. 이와 같은 바잘트(Basalt) 제품은 내마모성 및 내식성 특성이 우수하여 제철소, 발전소, Gas 공장 등과 같은 산업체에서 기압, 수압 등의 이송 파이프 라인에 사용된다. 현재 국내에서 사용 중인 바잘트 제품은 고가의 제품이지만 대부분 체코, 중국 등으로부터 수입되는 상황이다. 이러한 고가의 제품을 대체하기 위해 강 제조 공정에서 부생되는 슬래그를 활용하여 파이프를 제조하는 방법에 대한 연구는 미미한 실정이다.On the other hand, the wear-resistant pipe is a Basalt product made by melting basalt at a high temperature is commonly used. The basalt is completely melted in a melting furnace at 1280 degrees, molded into a pipe-shaped product by centrifugal casting at 1200 degrees, and then recrystallized through a heat treatment to produce a pipe. Such Basalt products are used in transport pipelines such as air pressure and water pressure in industries such as steel mills, power plants, and gas plants because of their excellent wear and corrosion resistance characteristics. At present, the bazaar products used in Korea are expensive products, but most of them are imported from Czech Republic and China. In order to replace such expensive products, there is little research on how to manufacture pipes using slag by-produced in the steel manufacturing process.
본 발명은 각종 슬래그 및 폐 내화물을 원료로 하여 기존 바잘트 파이프와 유사한 내마모성의 파이프 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a wear-resistant pipe similar to a conventional basalt pipe and a method for producing the same, using various slag and waste refractories as raw materials.
본 발명은 휘석 계통의 결정상 즉, 오우가이트(augite) 결정상을 갖는 내마모성 파이프 및 이의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a wear resistant pipe having a crystalline phase of a fluorine system, that is, an augite crystal phase and a method of manufacturing the same.
본 발명의 실시 형태에 따른 파이프는, 파이프로서, 파이프 몸체는 강의 제조 공정 중 발생된 슬래그와 폐 내화물이 배합되어 제조되며, 상기 파이프 몸체는 40 내지 50 중량%의 이산화규소(SiO2), 7 내지 15 중량%의 철 산화물(Fe2O3), 7 내지 15 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 7 내지 15 중량%의 칼슘 산화물(CaO) 및 7 내지 15 중량%의 마그네슘 산화물(MgO)을 함유한다.Pipe according to an embodiment of the present invention, the pipe, the pipe body is produced by mixing the slag and waste refractory generated during the steel manufacturing process, the pipe body is 40 to 50% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), 7 To 15 wt% iron oxide (Fe 2 O 3 ), 7 to 15 wt% aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 7 to 15 wt% calcium oxide (CaO) and 7 to 15 wt% magnesium oxide ( MgO).
또한, 상기 슬래그는 페로니켈 슬래그, 전로 슬래그, 탈린로 슬래그, 고로 슬래그 중 적어도 어느 하나를 포함한다.Also, the slag includes at least one of ferronickel slag, converter slag, talline slag, and blast furnace slag.
또한, 상기 폐 내화물은 이산화규소(SiO2) 및 알루미늄 산화물(Al2O3) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The waste refractory material may include at least one of silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
또한, 상기 파이프 몸체는 상기 슬래그의 량이 전체 량에 대하여 70 중량% 이상인 것을 포함한다.In addition, the pipe body includes that the amount of the slag is 70% by weight or more based on the total amount.
또한, 상기 파이프 몸체는 결정 핵 생성을 촉진하는 접종제를 더 포함한다.In addition, the pipe body further includes an inoculum to promote crystal nucleation.
또한, 상기 접종제는 티타늄 산화물(TiO2), 철 산화물(Fe2O3), 나트륨 산화물(Na2O) 및 칼륨 산화물(K2O) 중 적어도 어느 하나를 포함한다.The inoculant includes at least one of titanium oxide (TiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), and potassium oxide (K 2 O).
또한, 상기 파이프 몸체는 휘석 계통의 결정질 상을 포함한다.In addition, the pipe body comprises a crystalline phase of the stone system.
또한, 상기 파이프 몸체는 오우가이트(augite) 결정질 상을 포함한다.The pipe body also includes an augite crystalline phase.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 파이프 제조 방법으로서, 파이프 제조 방법으로서, 강의 제조 공정 중 발생된 슬래그 및 폐 내화물을 마련하는 과정과 상기 슬래그와 상기 폐 내화물을 측량하고 조성비를 제어하는 과정과 상기 슬래그와 상기 폐 내화물을 배합하는 과정과 배합물을 용융시키는 과정과 용융물을 파이프 형상으로 주조하는 과정 및 성형물을 열처리하는 과정을 포함한다.In addition, as a pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a pipe manufacturing method comprising the steps of providing a slag and waste refractories generated during the steel manufacturing process, the step of measuring the slag and the waste refractory and controlling the composition ratio and the And a process of blending the slag with the waste refractory, melting the compound, casting the melt into a pipe shape, and heat treating the molding.
또한, 상기 슬래그는 페로니켈 슬래그, 전로 슬래그, 탈린로 슬래그 및 고로 슬래그를 준비하고, 이들 중 적어도 2가지 이상의 슬래그를 배합하여 사용하는 것을 포함한다.Also, the slag includes preparing ferronickel slag, converter slag, tallin slag and blast furnace slag, and mixing and using at least two or more of the slag.
또한, 상기 조성비를 제어하는 과정은 40 내지 50 중량%의 이산화규소(SiO2), 7 내지 15 중량%의 철 산화물(Fe2O3), 7 내지 15 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 7 내지 15 중량%의 칼슘 산화물(CaO), 7 내지 15 중량%의 마그네슘 산화물(MgO)을 가지도록 제어하는 것을 포함한다.Also, the process of controlling the composition ratio may include controlling the composition ratio of silicon dioxide (SiO 2 ) to 40 to 50 wt%, iron oxide (Fe 2 O 3 ) to 7 to 15 wt%, aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 7 to 15% by weight of calcium oxide (CaO), and 7 to 15% by weight of magnesium oxide (MgO).
또한, 상기 배합물에 접종제를 추가로 배합하는 과정을 포함하는 것을 포함한다.In addition, it comprises the step of further comprising the formulation of the inoculant to the formulation.
또한, 상기 주조 과정은 몰드에 상기 용융물을 주입하는 과정을 포함하며, 상기 융융물 주입 전에 상기 몰드를 예열하는 것을 포함한다.In addition, the casting process includes injecting the melt into a mold, and preheating the mold before injecting the melt.
또한, 상기 주조 과정은 주조 진행 중에 상기 몰드 내부를 냉각하는 단계를 포함한다.In addition, the casting process includes cooling the inside of the mold during the casting process.
또한, 상기 주조 과정은 상기 성형물을 600 내지 700도 부근 온도에서 주조기로부터 분리하는 단계를 포함한다.The casting process also includes separating the molding from the casting machine at a temperature near 600 to 700 degrees.
또한, 상기 성형물을 열처리하는 과정은 상기 성형물을 결정화 온도 부근 온도에서 유지하는 어닐링 단계를 포함한다.In addition, the step of heat-treating the molded article includes an annealing step of holding the molded article at a temperature near the crystallization temperature.
또한, 상기 열처리 과정은 어닐링 단계 전에 상기 성형물을 유리 천이 온도 이하의 온도에서 유지하는 서브 어닐링 단계를 포함한다.In addition, the heat treatment process includes a sub-annealing step of keeping the molded article at a temperature lower than the glass transition temperature before the annealing step.
또한, 상기 열처리 과정은 상기 성형물의 두께에 비례하여 유지 시간을 제어하며, 상기 열처리 후 분당 1도 이하의 속도로 냉각하는 것을 포함한다.In addition, the heat treatment process controls the holding time in proportion to the thickness of the molding, and includes cooling at a rate of less than 1 degree per minute after the heat treatment.
또한, 상기 어닐링 온도는 상기 결정화 온도보다 100도 낮은 온도에서부터 상기 결정화 온도보다 50도 높은 온도까지의 범위 내이며, 상기 서브 어닐링 온도는 상기 유리 천이 온도보다 100도 낮은 온도에서부터 상기 유리 천이 온도까지의 범위 내인 것을 포함한다.In addition, the annealing temperature is in the range from 100 degrees lower than the crystallization temperature to 50 degrees higher than the crystallization temperature, the sub annealing temperature is from 100 degrees lower than the glass transition temperature to the glass transition temperature It includes what is in range.
또한, 상기 열처리 온도를 제어하여 파이프의 색상을 조절하는 것을 포함한다.In addition, controlling the heat treatment temperature includes adjusting the color of the pipe.
본 발명의 실시 예들에 의하면, 각종 슬래그 및 폐 내화물을 원료로하는 조성물을 이용하여 각종 건축재료에 사용되는 내마모성 파이프를 제조한다. 이러한 조성물로 만들어진 파이프는 바잘트 파이프의 조성과 유사한 휘석 계통의 결정상 즉, 오우가이트(augite) 결정상을 갖는다. 이에, 각종 슬래그 및 폐 내화물을 원료로하는 조성물을 이용하여 제작된 파이프는 종래의 현무암으로 만들어진 고가의 바잘트 파이프를 대체할 수 있다. 따라서, 천연광석인 현무암을 보호할 수 있으며, 수입되는 내마모성 파이프의 부담도 줄일 수 있다.According to embodiments of the present invention, wear resistant pipes used in various building materials are manufactured by using various slag and waste refractory compositions as raw materials. Pipes made of this composition have a crystalline system of fluorine system, ie augite crystal phase, similar to the composition of the basalt pipe. Accordingly, the pipe manufactured by using various slag and waste refractories as a raw material can replace the expensive basalt pipe made of conventional basalt. Therefore, it is possible to protect the basalt which is a natural ore, and to reduce the burden of imported wear-resistant pipes.
또한, 슬래그 및 폐 내화물을 종래와 같이 매립 용도, 시멘트 원료 등으로 사용되는 것 이외에 각종 건축 재료로 사용되는 파이프로 확대 적용될 수 있다. 따라서, 년간 100만 톤 이상 매립되는 각종 슬래그와 폐 내화물을 활용하여 부가가치가 높은 고 수익성의 신규 용도 창출이 가능하다.In addition, the slag and waste refractories may be extended to pipes used as various building materials in addition to being used as landfill applications, cement raw materials, and the like. Therefore, it is possible to create high value-added, highly profitable new uses by utilizing various slag and waste refractories that are buried more than 1 million tons per year.
또한, 각종 슬래그 및 폐 내화물을 폐기 또는 매립하기 위한 비용을 절약할 수 있으며, 각종 슬래그 생산량이 풍부하기 때문에 낮은 가격에 내마모성 파이프의 대량생산이 가능하다. 또한, 유해 물질을 방출하지 않아 인체에 무해하며, 휘발성의 물질이 없어, 친환경적인 장점이 있다.In addition, it is possible to save the cost for the disposal or landfill of various slag and waste refractories, and the mass production of wear-resistant pipes at a low price is possible because the various slag production is abundant. In addition, it does not emit harmful substances, harmless to the human body, there is no volatile substance, there is an environmentally friendly advantage.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파이프 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프 조성물의 TG-DTA 패턴을 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 패턴을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프의 마모성을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프의 사진이다.1 is a flowchart illustrating a pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing the TG-DTA pattern of the pipe composition according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a heat treatment pattern according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a graph showing the wear of the pipe according to an embodiment of the present invention.
5 is a photograph of a pipe according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시 예에 따른 파이프는 각종 슬래그 및 폐 내화물을 함유하는 조성물로 제작되며, 각종 건축물의 내 외장재로 사용되기 위한 파이프로 제작된다. 여기서, 조성물은 각종 슬래그 및 폐 내화물을 분말 형태로 만들고, 설정된 성분비로 원료를 배합하여 제작한다. 이는 조성물의 조성비를 제조되는 파이프가 휘석 계통의 결정질의 상 즉, 오우가이트(augite) 결정질의 상을 갖도록 설정하기 때문이다. 또한, 실시 예에 따른 조성물은 핵 생성을 위해 접종제가 추가로 첨가될 수 있다. 여기서 휘석 계통은 화학조성이 다양한 규산염의 주요 조암광물을 의미하며 오우가이트는 단사정계에 속하는 광물로 조흔색은 백색이며 색은 암속색 또는 흑색을 띤다. 화학조성은 (Ca, Mg, Fe2 +, Ti, Al)2 (Si, Al)2O6 로, 단주상이다.Pipe according to an embodiment of the present invention is made of a composition containing a variety of slag and waste refractory, it is made of a pipe for use as the interior facing material of various buildings. Here, the composition is produced by making various kinds of slag and pulverized refractory into a powder form, and blending raw materials in a predetermined component ratio. This is because the composition ratio of the composition is set so that the pipe to be manufactured has a crystalline phase of the fluorine system, that is, an augite crystalline phase. In addition, the compositions according to the embodiments may further include an inoculum for nucleation. The pyroxene system refers to the main rocky minerals of silicates with various chemical compositions. Ogwite is a mineral belonging to monoclinic system. Streak color is white and color is dark or black. The chemical composition is (Ca, Mg, Fe 2 + , Ti, Al) 2 (Si, Al) 2 O 6 It is a monolith.
슬래그는 철광석, 석탄, 석회석 등의 천연자원으로부터 철강 제품을 제조하면서 부산물로 생성된 물질이다. Slag is a by-product of steel products produced from natural resources such as iron ore, coal and limestone.
본 발명의 실시 예에 사용되는 각종 슬래그는 다음과 같다. The various slags used in the examples of the present invention are as follows.
철과 니켈의 합금 제조 공정에서 부생되는 페로니켈 슬래그, 전로에 쇳물을 강철로 정련하는 제강공정에서 부생되는 전로 슬래그, 고급강의 일종인 극저탄소강을 제조하기 위해 탈인 및 탈탄 기능을 수행하는 탈린로 제조 공정에서 부생되는 탈린로 슬래그, 고로, 파이넥스(Finex) 융용로 등 용광로에 쇳물을 제조하면서 부생되는 고로 슬래그이다. Ferronickel slag as a byproduct in the iron and nickel alloy manufacturing process, converter slag as a by-product in the steelmaking process for refining tungsten in the converter, and Tallin, which performs detoxification and decarburization to produce ultra-low carbon steel, It is a blast furnace slag produced as a by-product in the blast furnace such as talline slag, blast furnace, Finex melting furnace, which is a by-product in the manufacturing process.
다음은 표 1을 참조하여 각종 슬래그와 바잘트 제품의 주요 화학 조성을 예시적으로 설명한다.The following is an exemplary description of the main chemical composition of the various slags and the bazaart product with reference to Table 1.
슬래그Ferronickel
Slag
슬래그converter
Slag
슬래그Tallinn
Slag
슬래그blast furnace
Slag
제품Basalts
product
표 1에 표현된 바와 같이 각종 슬래그의 주요 화학 조성과 바잘트 제품의 화학 조성은 각 성분의 함유량에 차이가 있을 뿐 각 구성 성분이 유사한 것을 확인할 수 있다. 즉, 각 슬래그 모두 바잘트 제품이 다른 성분에 비해서 다량 함유하고 있는 주요 성분 이산화규소(SiO2), 철 산화물(Fe2O3), 알루미늄 산화물(Al2O3), 칼슘 산화물(CaO), 마그네슘 산화물(MgO)의 5가지 주요 성분을 포함하며, 슬래그에 따라 각 주요 성분의 함유량에 차이가 있다.As shown in Table 1, the main chemical composition of various slags and the chemical composition of the Vasart products can be confirmed to be similar to each other only in content of each component. That is, in each of the slags, the main component silicon dioxide (SiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), calcium oxide (CaO) Magnesium oxide (MgO), and the content of each major component varies depending on the slag.
각종 슬래그 화학 조성이 중요한 이유는 바잘트 제품의 조성과 유사한 휘석 계통의 결정질 상 즉, 오우가이트 결정질 상을 갖는 파이프가 제조되도록 조성물의 조성비를 설정하여 각종 슬래그와 하기 설명될 폐 내화물을 배합하여야하기 때문이다. 조성비에 대해서는 하기에 자세히 설명한다. 각종 슬래그의 주요 화학 조성은 다음과 같은 범위를 갖는다. The reason why the various slag chemistry is important is that the composition ratio of the composition should be set so that the various slag and waste refractories, which will be described below, are formulated so that a pipe having a crystalline phase, i.e., an ouite crystalline phase, similar to that of the Basalt product is produced. Because. The composition ratio will be described in detail below. The main chemical composition of various slag has the following range.
일반적으로 페로니켈 슬래그의 성분은 이산화규소(SiO2)가 45 내지 55 중량%, 철 산화물(Fe2O3)이 7 내지 15 중량%, 알루미늄 산화물(Al2O3)이 1 내지 5 중량%, 칼슘 산화물(CaO)이 0 내지 5 중량%, 마그네슘 산화물(MgO) 25 내지 35 중량%을 포함한다. 전로 슬래그의 성분은 이산화규소(SiO2)가 5 내지 15 중량%, 철 산화물(Fe2O3)이 25 내지 35 중량%, 산화알루미늄(Al2O3)이 0 내지 5 중량%, 칼슘 산화물(CaO)이 40 내지 50 중량%, 마그네슘 산화물(MgO) 5 내지 15 중량%을 포함한다. 탈린로 슬래그의 성분은 이산화규소(SiO2)가 15 내지 25 중량%, 철 산화물(Fe2O3)이 45 내지 55 중량%, 알루미늄 산화물(Al2O3)이 0 내지 10 중량%, 칼슘 산화물(CaO)이 5 내지 20 중량%, 마그네슘 산화물(MgO) 1 내지 5 중량%을 포함한다. 고로 슬래그의 성분은 이산화규소(SiO2)가 30 내지 40 중량%, 철 산화물(Fe2O3)이 1 내지 5 중량%, 알루미늄 산화물(Al2O3)이 10 내지 20 중량%, 칼슘산화물(CaO)이 5 내지 20 중량%, 마그네슘 산화물(MgO) 5 내지 20 중량%을 포함한다.In general, the components of the ferronickel slag include 45 to 55 wt% of silicon dioxide (SiO 2 ), 7 to 15 wt% of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 1 to 5 wt% of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 0 to 5% by weight of calcium oxide (CaO), and 25 to 35% by weight of magnesium oxide (MgO). The components of the converter slag are 5 to 15% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), 25 to 35% by weight of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 0 to 5% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) (CaO) of 40 to 50% by weight, and magnesium oxide (MgO) of 5 to 15% by weight. The talline furnace slag contains 15 to 25% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), 45 to 55% by weight of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 0 to 10% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 5 to 20% by weight of an oxide (CaO), and 1 to 5% by weight of magnesium oxide (MgO). The blast furnace slag contains 30 to 40% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), 1 to 5% by weight of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 10 to 20% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) (CaO) of 5 to 20% by weight, and magnesium oxide (MgO) of 5 to 20% by weight.
또한, 각종 슬래그는 주요 성분 이외에 기타 성분 혹은 불순물 등 불가피하게 함유되는 성분으로 플루오르(F), 오산화인(P2O5), 크롬오커(Cr2O3), 산화니켈(NiO), 산화구리(CuO), 산화아연(ZnO), 산화스트론튬(SrO), 산화지르코늄(ZrO2),오산화니오(Nb2O5), 황(P), 탄소(C) 등을 포함할 수 있다. In addition, various slags as component inevitably contained and other components or impurities in addition to the main ingredient fluorine (F), phosphorus pentoxide (P 2 O 5), chromium ocher (Cr 2 O 3), nickel (NiO), copper oxide oxidation (CuO), zinc oxide (ZnO), strontium oxide (SrO), zirconium oxide (ZrO 2 ), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), sulfur (P), carbon (C) and the like.
다음은 폐 내화물의 화학 조성을 설명한다. 폐 내화물은 제강공정, 연주공정 및 기타 공정에서 발생하는 폐 내화물을 의미한다. 예컨대 폐 내화물은 소각로 및 각종 내화벽돌 및 석탄재, 소각로의 잔재, 기타 소각 잔사 등을 모두 포함한다. The following describes the chemical composition of the refractory waste. Waste refractory refers to the waste refractory from the steelmaking process, casting process and other processes. For example, waste refractories include incinerators and various refractory bricks and coal ash, residues of incinerators, and other incineration residues.
본 발명의 실시 예에서 각종 슬래그와 배합되는 폐 내화물은 화학 조성으로 이산화규소(SiO2), 알루미늄 산화물(Al2O3)을 갖는다. 배합 시에는 이산화규소(SiO2) , 알루미늄 산화물 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있고, 두 가지를 배합하여 사용할 수 있다. 예를 들어 내화벽돌로 사용되는 실리카벽돌의 경우 전체 함량 중 이산화규소의 함량은 95% 이상이며, 알루미늄 산화물의 함량은 1% 이하이다. 점토질 벽돌의 경우 전체 함량 중 알루미늄 산화물의 함량은 25 내지 40%이다.In the embodiment of the present invention, the waste refractory compounded with various slags has silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as chemical compositions. At the time of blending, at least one of silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide may be used, and two kinds of these may be used in combination. For example, in the case of silica brick used as a refractory brick, the content of silicon dioxide in the total content is 95% or more, and the content of aluminum oxide is 1% or less. In the case of clay bricks, the content of aluminum oxide in the total content is 25 to 40%.
다음은 각종 슬래그 및 폐 내화물을 배합하여 제조되는 조성물에 관해 설명한다. The following describes a composition prepared by blending various slags and waste refractories.
본 발명의 파이프 제조에 사용되는 조성물의 중량비는 페로니켈 슬래그, 전로 슬래그, 탈린로 슬래그, 고로 슬래그 중 적어도 어느 하나가 70 중량% 이상, 폐 내화물로 이산화규소(SiO2) 및 알루미늄 산화물(Al2O3) 중 적어도 어느 하나를 30 중량% 이하로 가진다. The weight ratio of the composition used in the manufacture of the pipe of the present invention is at least one of ferronickel slag, converter slag, Tallinn furnace slag, blast furnace slag 70% by weight or more, silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 At least one of O 3 ) is 30% by weight or less.
또한, 위에 설명된 각종 슬래그 중 적어도 두 가지 이상의 슬래그를 혼합하여 조성물의 총 중량의 70 중량% 이상으로 사용할 수 있다.In addition, at least two or more slags of the various slags described above may be mixed and used at 70% by weight or more of the total weight of the composition.
또한, 각종 슬래그 및 폐 내화물을 혼합한 조성물 이외에도 필요에 따라 핵 생성물질인 접종제가 추가로 혼합하여 조성물을 제조할 수 있다. In addition to the composition in which the various slags and waste refractory are mixed, the inoculating agent, which is a nucleation material, may be further mixed as necessary to prepare the composition.
접종제는 핵 생성 물질로 용융되어있는 물질이 냉각되어서 결정을 형성할 때에 결정 핵 생성을 촉진한다. 접종제로 티타늄 산화물(TiO2), 철 산화물(Fe2O3), 나트륨 산화물(Na2O), 칼륨 산화물(K2O) 중 적어도 어느 하나를 추가할 수 있다. 여기서 접종제가 추가되는 조성물의 중량비는 각종 슬래그가 70 중량% 이상, 폐 내화물이 25 내지 28 중량%, 접종제가 2 내지 5 중량%를 가진다. 접종제가 2 내지 5 중량%의 범위를 가지는 이유는 제품의 강도와 관련이 깊다. 2 중량% 미만으로 포함되면, 핵 생성이 미미하고, 5 중량% 초과하여 포함되면, 제조 과정 중 제품에 크랙이 발생한다. 따라서 바람직하게는 조성물의 전체 조성 중 접종제는 2 내지 5 중량%를 함유하는 것이 좋다.The inoculum promotes crystal nucleation when the molten material cools down to form crystals. At least one of titanium oxide (TiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O) and potassium oxide (K 2 O) may be added as the inoculum. Here, the weight ratio of the composition to which the inoculant is added is 70 wt% or more of various slags, 25 to 28 wt% of the waste refractory, and 2 to 5 wt% of the inoculant. The reason that the inoculum is in the range of 2 to 5% by weight is related to the strength of the product. If it is contained in an amount less than 2% by weight, nucleation is insignificant, and if it is contained in an amount exceeding 5% by weight, cracks occur in the product during the manufacturing process. Therefore, it is preferable that the inoculant in the entire composition of the composition contains 2 to 5% by weight.
각 원료가 배합된 조성물의 성분비는 이산화규소(SiO2)가 40 내지 50 중량%, 철 산화물(Fe2O3)이 7 내지 15 중량%, 산화알루미늄(Al2O3)이 7 내지 15 중량%, 칼슘 산화물(CaO)이 7 내지 15 중량%, 마그네슘 산화물(MgO) 7 내지 15 중량%을 가진다. The composition ratio of the composition containing each raw material is 40 to 50% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), 7 to 15% by weight of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 7 to 15% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) 7 to 15% by weight of calcium oxide (CaO), and 7 to 15% by weight of magnesium oxide (MgO).
조성물의 각 성분은 소정 범위를 가진다. 각 성분 범위의 의미는 다음과 같다. 이산화규소(SiO2)가 40 중량% 미만으로 포함되면, 열처리 과정 혹은 후 제품에 크랙이 발생하고, 50 중량%를 초과하여 포함되면, 제품에 유리질이 다량 함유되어 강도가 저하된다. 따라서 바람직하게는 40 내지 50 중량%를 함유하는 것이 좋다. Each component of the composition has a predetermined range. The meaning of each component range is as follows. If the amount of silicon dioxide (SiO 2 ) is less than 40% by weight, cracks are generated in the heat treatment or after-product, and if it exceeds 50% by weight, the product contains a large amount of glassy material and the strength is lowered. Therefore, it is preferable that it contains 40 to 50% by weight.
산화알루미늄(Al2O3)은 조성물의 용융점을 저감하는 기능과 조성물이 융용 상태일 때 점도와 관련이 깊다. 7 중량% 미만으로 포함되면, 조성물의 융용점을 저감시키기 어려워 조성물 용융이 어려워지고, 15 중량% 초과하여 포함되면, 점도가 상승하여 제품에 변형이 발생한다. 따라서 바람직하게는 조성물의 전체 조성 중 산화알루미늄(Al2O3)은 7 내지 15 중량%를 함유하는 것이 좋다.Aluminum oxide (Al 2 O 3 ) has a function of reducing the melting point of the composition and is highly related to viscosity when the composition is in a fused state. If it is contained in an amount of less than 7% by weight, it is difficult to reduce the melting point of the composition, thereby making it difficult to melt the composition, and if it exceeds 15% by weight, viscosity increases and deformation occurs in the product. Therefore, it is preferable that aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the whole composition of the composition contains 7 to 15% by weight.
칼슘 산화물(CaO)과 마그네슘 산화물(MgO)의 중량의 범위는 조성물의 산도를 제어한다. 산도 SiO2/(CaO+MgO)가 0.5 내지 0.6 범위인 것이 바람직하다. 산도 값이 0.5의 미만 값을 가지면 즉, 15 중량%를 초과하여 다량 함유되면 제조 공정 혹은 후에 제품에 크랙이 발생하거나 파괴되고, 0.6의 초과 값을 가지면 즉, 7 중량% 미만으로 함유되면 제품에 변형을 초래한다. 따라서 바람직하게는 조성물의 전체 조성 중 칼슘 산화물(CaO)은 7 내지 15 중량%, 마그네슘 산화물(MgO)은 7 내지 15 중량%를 함유하는 것이 좋다.The range of weight of calcium oxide (CaO) and magnesium oxide (MgO) controls the acidity of the composition. It is preferable that the acidity SiO2 / (CaO + MgO) is in the range of 0.5 to 0.6. If the acid value is less than 0.5, that is, if it is contained in an amount exceeding 15% by weight, cracks are generated or destroyed in the manufacturing process or later, and when the acid value exceeds 0.6, that is, Resulting in deformation. Therefore, it is preferable that 7 to 15% by weight of calcium oxide (CaO) and 7 to 15% by weight of magnesium oxide (MgO) are contained in the whole composition of the composition.
철 산화물(Fe2O3)은 핵 생성을 위한 접종제로서 기능을 하며, 제품의 강도와 관련이 깊다. 7 중량% 미만으로 포함되면, 핵 생성이 미미하고, 15 중량% 초과하여 포함되면, 제조 과정 혹은 후 제품에 크랙이 발생한다. 따라서 바람직하게는 조성물의 전체 조성 중 철 산화물(Fe2O3)은 7 내지 15 중량%를 함유하는 것이 좋다. Iron oxide (Fe 2 O 3 ) functions as an inoculum for nucleation and is closely related to the strength of the product. If it is contained in an amount of less than 7% by weight, nucleation is insignificant, and when it is contained in an amount exceeding 15% by weight, cracks occur in the production process or the after-product. Therefore, it is preferable that the iron oxide (Fe 2 O 3 ) in the whole composition of the composition contains 7 to 15% by weight.
조성물은 강 제조 공정에서 부생되는 각종 슬래그 및 폐 내화물을 분말 형태로 만들어 설정된 중량비 및 조성비가 되도록 배합되어 제작되고, 최종적으로 제작되는 파이프는 현무암 조성과 유사한 휘석 계통의 결정질 상 즉, 오우가이트 결정질 상을 나타낸다.The composition is prepared by mixing the various slag and waste refractories by-produced in the steel manufacturing process to a set weight ratio and composition ratio, and finally, the pipe to be manufactured is a crystalline phase of fluorite system, that is, an ouite crystalline phase similar to basalt composition. Indicates.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 파이프 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프 조성물의 TG-DTA 패턴을 도시한 그래프이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 열처리 패턴을 도시한 그래프이다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프의 압축강도를 도시한 그래프이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 파이프의 사진이다.1 is a flowchart illustrating a pipe manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 2 is a graph showing the TG-DTA pattern of the pipe composition according to an embodiment of the present invention. 3 is a graph showing a heat treatment pattern according to an embodiment of the present invention. 4 is a graph showing the compressive strength of a pipe according to an embodiment of the present invention. 5 is a photograph of a pipe according to an embodiment of the present invention.
다음은 도 1을 참조하여 파이프제조 방법을 설명한다.Next, a pipe manufacturing method will be described with reference to FIG. 1.
먼저, 강의 제조 공정 중 발생 된 슬래그 및 폐 내화물을 100도 이상에서 충분히 건조한 후 분쇄기를 사용하여 각각 분말 형태로 분쇄하여 각종 원료를 마련한다(S100). 예컨대 각종 슬래그, 폐 내화물을 자기질볼밀(Ball mill)에서 소정 입도(예: 5m/m 이내)까지 분쇄하여 각각 분말 형태를 가지도록 마련할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 핵 생성 물질인 접종제(TiO2, Fe2O3, Na2O, K2O)도 소정 입도(예: 5m/m)까지 분쇄하여 분말 형태로 마련할 수 있다.First, the slag and the waste refractory generated during the steel manufacturing process are sufficiently dried at a temperature of 100 ° C or higher, and then pulverized into powders using a crusher to prepare various raw materials (S100). For example, various slag and waste refractories may be prepared to have a powder form by grinding them in a ball mill to a predetermined particle size (eg, within 5 m / m). If necessary, the seeding agent (TiO 2 , Fe 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O) which is a nucleating agent may be pulverized to a predetermined particle size (for example, 5 m / m)
그 후, 분말 형태로 마련된 각종 원료를 측정하고 조성비를 제어한다(S200). 예컨대 전체 조성물의 중량비 중 각종 슬래그의 분말이 70% 이상, 폐 내화물 분말이 30% 이하를 갖도록 준비하며, 동시에 위에 자세히 설명된 조성비를 갖도록 각 원료를 제어한다. Thereafter, various raw materials prepared in powder form are measured and the composition ratio is controlled (S200). For example, each of the raw materials is controlled so as to have 70% or more of powders of various slags and 30% or less of pulverized refractory powders in the weight ratio of the whole composition, and at the same time, have the composition ratio described in detail above.
그 후, 조성비 제어가 완료된 각종 원료를 배합한다(S300). 예컨대 분말 형태로 각각 마련된 각종 슬래그와 폐 내화물을 함께 혼련기 내부로 투입하여 위에서 설명된 기본적인 배합 비율로 배합할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 분말 형태로 마련된 각종 슬래그, 폐 내화물, 접종제를 함께 혼련기 내부로 투입하여 배합할 수 있다.Thereafter, various raw materials whose composition control is completed are compounded (S300). For example, various slags and waste refractories respectively provided in powder form may be put into the kneader and blended at the basic blending ratio described above. In addition, various slags, pulverized refractories, and inoculants provided in the form of powder may be put into the kneader together with mixing if necessary.
배합된 조성물이 마련되면, 조성물을 용해로에 장입하고, 조성물의 완전 융용 온도까지 용해로를 승온하여 완전 용융시킨다(S400). 예컨대 본 발명의 실시 예에 따른 조성물의 융용점은 1200도 내지 1400도이며, 완전 융용을 위한 온도는 조성물의 융용점보다 50 내지 300도의 높으면 된다. 여기서 완전 융용 온도를 결정하기 위해 조성물의 구성을 이루는 각종 슬래그의 융용점 기반으로 유출할 수 있다. 예컨대 페로니켈 슬래그의 용융점은 1412도, 전로 슬래그의 용융점은 1382도, 고로 슬래그의 용융점은 1364도이다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 완전 용융 온도로 1250 내지 1600도가 사용되었다. When the compounded composition is prepared, the composition is charged into a melting furnace, and the melting furnace is heated up to the complete melting temperature of the composition (S400). For example, the melting point of the composition according to an embodiment of the present invention is 1200 to 1400 degrees, and the temperature for complete melting is higher than the melting point of the composition by 50 to 300 degrees. Where it can be released on the basis of the melting point of the various slags constituting the composition to determine the complete melting temperature. For example, the melting point of the ferronickel slag is 1412 degrees, the melting point of the converter slag is 1382 degrees, and the melting point of the blast furnace slag is 1364 degrees. Thus, in embodiments of the present invention, a full melting temperature of 1250 to 1600 is used.
조성물이 완전 용융되면, 제조하고자 하는 형상의 성형 틀인 각종 형상의 몰드(mold) 내로 유입시켜 파이프를 주조한다(S500). 예컨대 몰드는 파이프를 주조하기 위한 튜브 형상의 몰드이며, 내부는 내화물로 이루어지고 외부는 주철과 같은 재질로 마련될 수 있다. 또한, 주조 방법으로 진원주조법, 반원심주조법, 센트리퓨징 등과 같은 원심주조법으로 압출하여 파이프 형상으로 제작할 수 있다. 사용되는 원심주조법의 회전 속도는 파이프의 두께에 따라 열변형이 일어나지 않도록 400 내지 1000 rpm 범위를 갖는다. 주조시 완전 용융된 조성물의 온도는 1250 내지 1400도 범위이며 소정의 시간(예: 1시간) 동안 주조과정이 진행된다. When the composition is completely melted, the pipe is cast (S500) by flowing into a mold (mold) of various shapes, which is a mold of the shape to be manufactured. For example, the mold is a tube-shaped mold for casting a pipe, the inside may be made of a refractory material, and the outside may be made of a material such as cast iron. In addition, it can be produced in a pipe shape by extruding by centrifugal casting method such as a round casting method, a semi-centrifugal casting method, centrifugal fusing by a casting method. The rotational speed of the centrifugal casting method used ranges from 400 to 1000 rpm so that thermal deformation does not occur depending on the thickness of the pipe. The temperature of the fully melted composition during casting ranges from 1250 to 1400 degrees and the casting process is carried out for a predetermined time (eg 1 hour).
또한, 몰드 내로 완전 용융된 조성물을 유입하기 전에 소정의 시간(예: 20분) 동안 가스 청정 과정 즉 가스 배출을 시키는 단계가 포함될 수 있다. In addition, a step of gas cleaning may be included for a predetermined time (eg, 20 minutes) prior to introducing the completely melted composition into the mold.
또한, 몰드에 의해 성형되는 파이프의 형상은 한정되지 않고 파이프의 몸체는 소정 길이를 가지는 다양한 다각형 또는 원형으로 제작될 수 있다. In addition, the shape of the pipe to be formed by the mold is not limited and the body of the pipe may be manufactured in a variety of polygons or circles having a predetermined length.
또한, 파이프를 주조하는 과정에서 몰드 내로 완전 용융된 조성물을 유입하기 전에 각종 형상의 몰드를 소정 온도(예: 250 내지 1000도)로 예열하여 마련하는 단계가 포함될 수 있다. 이는 각종 형상의 몰드 내로 유입되는 완전 용융된 조성물의 온도와 각종 형상의 몰드의 표면 온도의 차이에 의해 각종 형상의 몰드에서 성형되는 파이프가 급냉되어 크랙 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.In addition, during the casting of the pipe, a step of preheating a mold having various shapes may be provided at a predetermined temperature (for example, 250 ° C to 1000 ° C) before introducing the completely melted composition into the mold. This can prevent a pipe from being quenched by cracks in molds of various shapes due to the difference between the temperature of the completely melted composition flowing into the molds of various shapes and the surface temperature of the molds of various shapes.
또한, 파이프를 주조하는 과정에 유입되는 완전 용융된 조성물의 온도와 몰드 자체의 온도 차이로 인한 제품의 크랙 및 내외부 표면의 흘러내림을 방지하기 위해 튜브형상의 몰드 내부를 냉각하는 단계가 포함될 수 있다. 예컨대 튜브 형상의 몰드 내부로 공기를 주입하는 방법을 사용할 수 있다.In addition, a step of cooling the inside of the tubular mold may be included to prevent the product from cracking and the flow of the inner and outer surfaces due to the difference between the temperature of the fully melted composition introduced into the pipe casting process and the temperature of the mold itself. For example, a method of injecting air into a tubular mold may be used.
또한, 파이프를 주조하는 과정 중에 성형물이 원하는 형상에 도달하면 원심주조 성형 틀로부터 성형물을 600 내지 700도 온도 범위에서 분리하여 제품의 크랙을 방지하는 단계가 포함될 수 있다.In addition, if the molding reaches the desired shape during the process of casting the pipe may include the step of separating the molding from the centrifugal casting molding frame in the temperature range of 600 to 700 degrees to prevent cracking of the product.
그 후, 성형물은 열처리로에서 열처리 과정이 진행된다(S600). 여기서 열처리 과정은 성형물을 결정화 온도 이상의 온도에서 유지하는 어닐링 단계를 포함할 수 있다. 또한, 어닐링 단계 전에 성형물을 유리 천이 온도 이하의 온도에서 유지하는 서브 어닐링 단계를 포함할 수 있다. 여기서 유지 시간은 성형물의 두께에 비례하며, 열처리 후 분당 1도 이하의 속도로 냉각된다.Thereafter, a heat treatment process is performed in the heat treatment furnace of the molded product (S600). Here, the heat treatment process may include an annealing step of maintaining the molding at a temperature above the crystallization temperature. It may also include a sub annealing step that maintains the molding at a temperature below the glass transition temperature before the annealing step. The holding time here is proportional to the thickness of the molding and is cooled at a rate of 1 degree per minute or less after the heat treatment.
어닐링 온도는 결정화 온도보다 100도 낮은 온도에서부터 상기 결정화 온도보다 50도 높은 온도까지의 범위 내이며, 서브 어닐링 온도는 상기 유리 천이 온도보다 100도 낮은 온도에서부터 상기 유리 천이 온도까지의 범위 내이다. 예를 들어 어닐링 단계의 열처리 방법으로 Fusion-CAST 방법이 사용될 수 있고, 서브 어닐링 단계와 어닐링 단계의 열처리 방법으로 Glass ceramics 방법이 사용될 수 있다.The annealing temperature is in a range from a
한편, 파이프 제조 조성물로 열분석을 도 2와 같이 실험하였다. 열분석법으로 TG(thermorgravimetre)와 DTA(differential thermeral analylsis)을 진행하였다. 즉, 조성물에 온도를 측정하면서 온도의 시간적인 변화를 관찰하며 도 2에 도시된 바와 같은 유리 천이 온도와 결정화 온도를 관찰할 수 있었다.Meanwhile, the thermal analysis was performed as shown in FIG. 2 using the pipe manufacturing composition. Thermal analysis was performed on TG (thermorgravimetre) and DTA (differential thermeral analylsis). That is, it was possible to observe the glass transition temperature and the crystallization temperature as shown in FIG. 2 by observing the temporal change of the temperature while measuring the temperature of the composition.
도 2를 참조하면, 예시적으로 조성물의 유리 천이 온도는 700도 부근이며, 결정화 온도는 863도 부근이다. 유리 천이 온도(유리 전이 온도)는 비정질의 고체가 유리와 같은 무른 상태에서 점성이 있는 상태로 변화하는 온도 영역의 중심을 의미하며, 결정화 온도(Tc)는 결정이 생성되는 속도가 최대가 되는 피크의 극점에서의 온도를 의미한다. Referring to FIG. 2, illustratively, the glass transition temperature of the composition is about 700 degrees Celsius and the crystallization temperature is about 863 degrees. The glass transition temperature (glass transition temperature) refers to the center of the temperature range where an amorphous solid changes from a soft state, such as glass, to a viscous state, and the crystallization temperature (Tc) is the peak at which the rate at which crystals are formed is maximum. It means the temperature at the pole.
열처리 과정은 도 3과 도 4를 참조하여 자세히 설명한다. 도 3을 참조하면, Glass ceramics 방법과 Fusion-CAST 방법의 각각의 그래프가 도시되어있다. The heat treatment process will be described in detail with reference to FIG. 3 and FIG. Referring to Figure 3, graphs of the Glass ceramics method and the Fusion-CAST method are shown, respectively.
Fusion-CAST 방법은 완전 용융된 조성물과 각종 형상의 몰드는 함께 열처리로에서 결정화 온도 부근의 온도로 1 내지 6시간 동안 유지한 후, 1분당 1도 이하로 200도까지 냉각되는 열처리 과정으로 진행된다. 예를 들어 열처리로에서 750 내지 800도 온도로 1 내지 6시간 동안 유지한 후, 1분당 1도 이하로 200도까지 냉각되는 열처리 과정으로 진행할 수 있다. 즉, 서브 어닐링 온도는 없고 어닐링 온도만으로 열처리 과정이 진행된다.In the Fusion-CAST method, the completely melted composition and molds of various shapes are held together for 1 to 6 hours at a temperature near the crystallization temperature in a heat treatment furnace, and then subjected to a heat treatment process in which the mold is cooled down to 1 degree or less per minute . For example, after maintaining for 1 to 6 hours at a temperature of 750 to 800 degrees in the heat treatment furnace, it can proceed to the heat treatment process is cooled to 200 degrees to less than 1 degree per minute. That is, there is no sub-annealing temperature and the annealing process proceeds only at the annealing temperature.
Glass ceramics 방법은 완전 용융된 조성물과 각종 형상의 몰드는 함께 열처리로에서 유리 천이 온도 이하에서 1시간을 유지한 후 다시 결정화 온도 부근의 온도로 승온하여 1 내지 6시간 유지 후, 1분당 1도 이하로 200도까지 냉각되는 열처리 과정으로 진행된다. 예를 들어 600도에서 1시간을 유지한 후 다시 750 내지 800도의 온도로 승온하여 1 내지 6시간 유지 후, 1분당 1도 이하로 200도까지 냉각되는 열처리 과정으로 진행할 수 있다. 즉, 서브 어닐링 온도와 어닐링 온도로 열처리 과정이 진행된다.In the glass ceramics method, the completely melted composition and molds of various shapes are heated at a temperature not higher than the glass transition temperature for 1 hour and then raised to the temperature near the crystallization temperature, maintained for 1 to 6 hours, And the heat treatment process is continued until the temperature reaches 200 deg. For example, after maintaining for 1 hour at 600 degrees, the temperature is again elevated to a temperature of 750 to 800 degrees, and then maintained for 1 to 6 hours. That is, the heat treatment process proceeds to the sub annealing temperature and the annealing temperature.
또한, 결정화 온도 부근 온도에서 유지되는 시간은 제작되는 파이프의 두께에 따라 비례한다. 예컨대 20mm의 두께의 경우 약 3시간으로 유지 시간을 결정할 수 있다. Further, the time at which the temperature is maintained at a temperature near the crystallization temperature is proportional to the thickness of the pipe to be manufactured. For example, if the thickness is 20 mm, the holding time can be determined to be about 3 hours.
또한, 도 5에 도시된 바와 열처리 온도에 따라 다양한 색상의 파이프를 얻을 수 있다. 880도 온도에서 열처리한 파이프(a)는 밝은 청색 색상을 나타내며, 950도 온도에서 열처리한 파이프(b)는 짙은 청색 색상을 나타낸다.In addition, it is possible to obtain a pipe of various colors according to the heat treatment temperature as shown in FIG. The pipe (a) heat-treated at a temperature of 880 degrees shows a light blue color, and the pipe (b) heat-treated at a temperature of 950 degrees shows a dark blue color.
열처리가 완료되면 다이아몬드 연마기로 표면가공 한다. 도 4를 참조하면, 최종 생산된 파이프의 내마모성을 비교한 그래프를 볼 수 있는데, 통상적으로 바잘트 내마모성 파이프는 1% 미만의 마모성을 가진다. 본 발명의 실시 예에 따른 파이프는 Fusion-CAST 방법과 Glass ceramics 방법으로 제작된 파이프 두 가지의 마모성을 살펴보면, 1% 미만의 마모성을 보여주고 있으며, Fusion-CAST 방법으로 제작된 파이프가 마모성 면에서 Glass ceramics 방법을 사용한 파이프보다 우수한 것을 알 수 있다.When the heat treatment is completed, surface with diamond grinder. Referring to FIG. 4, it can be seen a graph comparing the wear resistance of the final produced pipe, where typically the Bazaal wear resistant pipe has less than 1% wear. The pipe according to the embodiment of the present invention shows the wearability of two pipes manufactured by the Fusion-CAST method and the glass ceramics method, and shows wearability of less than 1%, and the pipe manufactured by the Fusion-CAST method is in terms of wearability. It can be seen that it is superior to pipe using glass ceramics method.
이상 설명된 실시 예와 실시 방법은 파이프 외에 다양한 파이프 변형에 적용이 가능하다. 이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예, 변형 예, 실시 방법 및 변형 방법들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예, 변형 예, 실시 방법 및 변형 방법들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 실시 예 및 변형 예들 간의 다양한 조합이 가능하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
Embodiments and methods described above can be applied to various pipe variants in addition to the pipe. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims and their equivalents. It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (20)
파이프 몸체는 강의 제조 공정 중 발생된 슬래그와 폐 내화물이 배합되어 제조되며,
상기 파이프 몸체는 40 내지 50 중량%의 이산화규소(SiO2), 7 내지 15 중량%의 철 산화물(Fe2O3), 7 내지 15 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 7 내지 15 중량%의 칼슘 산화물(CaO) 및 7 내지 15 중량%의 마그네슘 산화물(MgO)을 함유하는 파이프.As a pipe,
The pipe body is made of a combination of slag and waste refractories generated during the steel manufacturing process,
The pipe body is 40 to 50% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), 7 to 15% by weight of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 7 to 15% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 7 to 15 A pipe containing wt% calcium oxide (CaO) and 7-15 wt% magnesium oxide (MgO).
상기 슬래그는 페로니켈 슬래그, 전로 슬래그, 탈린로 슬래그, 고로 슬래그 중 적어도 어느 하나를 포함하는 파이프.The method according to claim 1,
The slag comprises at least one of ferronickel slag, converter slag, Tallinn furnace slag, blast furnace slag.
상기 폐 내화물은 이산화규소(SiO2) 및 알루미늄 산화물(Al2O3) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 파이프.The method according to claim 1,
The waste refractory includes at least one of silicon dioxide (SiO 2 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
상기 파이프 몸체는 상기 슬래그의 량이 전체 량에 대하여 70 중량% 이상인 파이프.The method according to claim 1,
The pipe body is a pipe in which the amount of the slag is 70% by weight or more based on the total amount.
상기 파이프 몸체는 결정 핵 생성을 촉진하는 접종제를 더 포함하는 파이프.The method according to claim 1,
Wherein said pipe body further comprises an inoculant to promote crystal nucleation.
상기 접종제는 티타늄 산화물(TiO2), 철 산화물(Fe2O3), 나트륨 산화물(Na2O) 및 칼륨 산화물(K2O) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 파이프.The method according to claim 5,
The inoculator comprises at least one of titanium oxide (TiO 2 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), sodium oxide (Na 2 O), and potassium oxide (K 2 O).
상기 파이프 몸체는 휘석 계통의 결정질 상을 포함하는 파이프.The method according to any one of claims 1 to 6,
Said pipe body comprises a crystalline phase of a fluorine system.
상기 파이프 몸체는 오우가이트(augite) 결정질 상을 포함하는 파이프.The method of claim 7,
Said pipe body comprising an augite crystalline phase.
강의 제조 공정 중 발생된 슬래그 및 폐 내화물을 마련하는 과정;
상기 슬래그와 상기 폐 내화물을 측량하고 조성비를 제어하는 과정;
상기 슬래그와 상기 폐 내화물을 배합하는 과정;
배합물을 용융시키는 과정;
용융물을 파이프 형상으로 주조하는 과정; 및
성형물을 열처리하는 과정; 을 포함하는 파이프 제조 방법. As a pipe manufacturing method,
A process of preparing slag and a waste refractory material generated during a steel manufacturing process;
Measuring the slag and the waste refractory and controlling the composition ratio;
Mixing the slag and the waste refractory;
Melting the combination;
Casting the melt into a pipe shape; And
Heat-treating the molding; ≪ / RTI >
상기 슬래그는 페로니켈 슬래그, 전로 슬래그, 탈린로 슬래그 및 고로 슬래그를 준비하고, 이들 중 적어도 2가지 이상의 슬래그를 배합하여 사용하는 파이프 제조 방법.The method of claim 9,
The slag is a pipe manufacturing method for preparing ferronickel slag, converter slag, Tallinn furnace slag and blast furnace slag, at least two of them are used in combination.
상기 조성비를 제어하는 과정은 40 내지 50 중량%의 이산화규소(SiO2), 7 내지 15 중량%의 철 산화물(Fe2O3), 7 내지 15 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 7 내지 15 중량%의 칼슘 산화물(CaO), 7 내지 15 중량%의 마그네슘 산화물(MgO)을 가지도록 제어하는 파이프 제조 방법.The method according to claim 9 or 10,
The process of controlling the composition ratio is 40 to 50% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ), 7 to 15% by weight of iron oxide (Fe 2 O 3 ), 7 to 15% by weight of aluminum oxide (Al 2 O 3 ), A method for producing a pipe controlled to have 7 to 15 wt% calcium oxide (CaO) and 7 to 15 wt% magnesium oxide (MgO).
상기 배합물에 접종제를 추가로 배합하는 과정을 포함하는 파이프 제조 방법.The method according to claim 9 or 10,
Pipe manufacturing method comprising the step of further blending the inoculant to the formulation.
상기 주조 과정은 몰드에 상기 용융물을 주입하는 과정을 포함하며, 상기 융융물 주입 전에 상기 몰드를 예열하는 파이프 제조 방법.The method according to claim 9 or 10,
The casting process includes injecting the melt into a mold, and preheating the mold before injecting the melt.
상기 주조 과정은 주조 진행 중에 상기 몰드 내부를 냉각하는 단계를 포함하는 파이프 제조 방법.The method according to claim 9 or 10,
The casting process includes cooling the inside of the mold while casting is in progress.
상기 주조 과정은 상기 성형물을 600 내지 700도 부근 온도에서 주조기로부터 분리하는 단계를 포함하는 파이프 제조 방법.The method according to claim 9 or 10,
The casting process includes the step of separating the molding from the casting machine at a temperature near 600 to 700 degrees.
상기 성형물을 열처리하는 과정은 상기 성형물을 결정화 온도 부근 온도에서 유지하는 어닐링 단계를 포함하는 파이프 제조 방법.The method of claim 9,
The heat treatment of the molding includes an annealing step of maintaining the molding at a temperature near a crystallization temperature.
상기 열처리 과정은 어닐링 단계 전에 상기 성형물을 유리 천이 온도 이하의 온도에서 유지하는 서브 어닐링 단계를 포함하는 파이프 제조 방법.18. The method of claim 16,
The heat treatment process includes a sub annealing step of maintaining the molding at a temperature below the glass transition temperature before the annealing step.
상기 열처리 과정은 상기 성형물의 두께에 비례하여 유지 시간을 제어하며,
상기 열처리 후 분당 1도 이하의 속도로 냉각하는 파이프 제조 방법.The method according to claim 16 or 17,
The heat treatment process controls the holding time in proportion to the thickness of the molding,
A pipe manufacturing method for cooling at a rate of less than 1 degree per minute after the heat treatment.
상기 어닐링 온도는 상기 결정화 온도보다 100도 낮은 온도에서부터 상기 결정화 온도보다 50도 높은 온도까지의 범위 내이며,
상기 서브 어닐링 온도는 상기 유리 천이 온도보다 100도 낮은 온도에서부터 상기 유리 천이 온도까지의 범위 내인 파이프 제조 방법.The method according to claim 16 or 17,
Wherein the annealing temperature is in a range from a temperature 100 degrees lower than the crystallization temperature to a temperature 50 degrees higher than the crystallization temperature,
And the sub annealing temperature is in a range from a temperature 100 degrees lower than the glass transition temperature to the glass transition temperature.
상기 열처리 온도를 제어하여 파이프의 색상을 조절하는 파이프 제조 방법.The method according to claim 17 or 18,
Pipe manufacturing method for adjusting the color of the pipe by controlling the heat treatment temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120088158A KR101382380B1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Method for abrasion resistive pipe of slag |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120088158A KR101382380B1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Method for abrasion resistive pipe of slag |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140021853A true KR20140021853A (en) | 2014-02-21 |
| KR101382380B1 KR101382380B1 (en) | 2014-04-08 |
Family
ID=50268075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120088158A KR101382380B1 (en) | 2012-08-13 | 2012-08-13 | Method for abrasion resistive pipe of slag |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101382380B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101485914B1 (en) * | 2013-06-18 | 2015-01-26 | 주식회사 포스코 | Method for abrasion resistive pipe of by-product |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416881B1 (en) * | 2000-10-30 | 2004-02-05 | 주식회사 파이팍스환경공학 | Spiral Pipes and Apparatus for Producing the Same |
| KR100441496B1 (en) * | 2002-01-22 | 2004-07-23 | 김광수 | Ceramic coated pipe in inner surface |
| KR101163671B1 (en) * | 2012-03-22 | 2012-07-09 | 주식회사 태광수지 | Fill-in wall pipe for classification mark with industrial waste and plastic and that produsing method |
-
2012
- 2012-08-13 KR KR1020120088158A patent/KR101382380B1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101485914B1 (en) * | 2013-06-18 | 2015-01-26 | 주식회사 포스코 | Method for abrasion resistive pipe of by-product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101382380B1 (en) | 2014-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| El-Mahllawy | Characteristics of acid resisting bricks made from quarry residues and waste steel slag | |
| KR101382377B1 (en) | Method for heat resisting property metal fiber of slag | |
| Mostafa et al. | Sintering mechanism of blast furnace slag–kaolin ceramics | |
| CN106277781A (en) | Utilize the method that high-temperature liquid state industrial slag produces pottery glaze | |
| CN105152536B (en) | A kind of method that microcrystal glass material is synthesized using ferrochrome slag | |
| KR101419403B1 (en) | Method for producing high strength tile of slag | |
| JP6427456B2 (en) | Unshaped refractory composition and unshaped refractory | |
| KR101597708B1 (en) | Method for producing tile of by-product | |
| JPH054864A (en) | Production of silica rock brick | |
| KR101382380B1 (en) | Method for abrasion resistive pipe of slag | |
| CN105347684B (en) | A kind of blast furnace slag glass ceramics and preparation method thereof | |
| KR101526442B1 (en) | Method for abrasion resistive pipe of by-product | |
| KR101485914B1 (en) | Method for abrasion resistive pipe of by-product | |
| JP2968166B2 (en) | Method of manufacturing silica brick | |
| CN102731127B (en) | Manufacture technology of electrically molten magnesium-zirconium eutectic crystal material | |
| EP1328490B1 (en) | Refractory article | |
| WO2017030308A1 (en) | Wear-resistant material and method for preparing same | |
| CN107324824A (en) | A kind of BOF Hood tar combination magnesia-alumina brick and preparation method thereof | |
| CN107417209A (en) | A kind of high-strength heat-resisting concrete | |
| WO2017043733A1 (en) | Process for manufacturing cast basalt product, and system for manufacturing same | |
| KR101532667B1 (en) | Method for producing tile of by-product | |
| WO2017204379A1 (en) | Pipe and method for manufacturing same | |
| CN101905315A (en) | Preparation method of continuous casting tundish dry-type working lining | |
| JPS6218498B2 (en) | ||
| JP4843414B2 (en) | Raw material composition for chrome-based amorphous refractory material and refractory material using the same |
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: 20170404 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190402 Year of fee payment: 6 |