KR920003026B1 - 턴디쉬용 경량 단열성 피복 물질 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

턴디쉬용 경량 단열성 피복 물질
제1도는 본 발명에 의하여 만족할만한 결과가 나오도록 사용할 수 있는 경량 마그네샤의 사용범위를 설명하는 도표.
제2도는 본 발명에 의한 피복 조성물의 침식 저항성을 시험하는 횡형 로타리 침식 시험기의 개략 단면도.
제3도는 피복 조성물의 슬래그 침식에 대한 저항성을 시험하는 고주파 노의 개략 단면도이다.
본 발명은 연속 주조용 턴디쉬(Tundish)의 기초 내화 내장재 내면에 분사 처리하게 된 피복 조성물에 관한 것으로서, 더 상세하게 설명하면 무게가 가볍고 우수한 단열특성을 갖고 있으며 슬래그에 의한 열침식, 슬래그와 용융강의 침투 및 기초 내화내장재에 대한 고착을 방지하는 능력이 우수한 경량 단열 피복 조성물에 관한 것이다.
연속 주조용 턴디쉬의 기초 내화재 내면에는 슬래그에 의한 열침식을 방지하고 스컬의 분리를 촉진시키며 깨끗한 철강을 생산할 수 있도록 하기 위하여 염기성 내화재를 피복하여 왔다.
철강 생산 업계에서는 연속 주조량이 증가함에 따라 철강의 품질을 향상시키고 턴디쉬의 내화재 수명을 연장시킬 필요가 증대되고 있다. 그에 따라 피복물질(이하 턴디쉬의 기초 내화재 내면에 분사시키는 내화재를 피복 물질이라 부른다)에 대한 필요성도 더욱 요구되어 왔다.
이러한 요구를 충족시키기 위하여 무게가 더 가볍고 보다 우수한 단열성을 나타내는 피복 물질을 개발하는 노력이 계속되고 있다. 피복물질의 경량화와 단열성의 향상은 기초 내화재에 대한 피복물질의 점착을 방지하고 턴디쉬의 내부 기초 내화재에 부과되는 열부하를 감소시키므로서 피복 물질과 기초 내화재의 수명이 연장되도록 하여 턴디쉬의 전체 비용을 절감시키는 결과를 가져온다.
피복 물질의 경량화에는 다음과 같은 통상적인 두가지 방법이 이용된다. 첫째 방법은 물과 흔날하는 중에 매트릭스속에 기포를 형성하므로서 부피 밀도를 감소시키는 것이다. 이러한 형태의 물질들은 흙손 등으로 도장하거나 또는 습식 분사 도장한다. 두번째 방법은 매트릭스중에 유기 섬유나 무기 섬유를 분산시키므로서 부피 밀도를 감소시키는 것이다. 이러한 형태의 피복물질은 주로 건식 분사 처리된다. 전술한 두 방법은 기포 형성과 섬유물질의 첨가에 의하여 매트릭스중에 공극이 나 기공을 형성하므로서 전체 피복 조성물의 부피 밀도를 감소시키는 것이다. 원래의 매트릭스는 결합제와 기타의 첨가제의 사용에 의하여 기초 내화재보다 더 약하게 만들어져 있는바, 여기에 공극이나 기공을 형성하면 매트릭스가 더 약하여지므로 슬래그에 의한 침식과 슬래그 및 용융강의 침투가 더 쉽게 일어난다.
이러한 결점을 개선하기 위하여 기포 조절제를 사용하여 기포의 크기를 줄이거나 더 짧은 섬유를 사용하는 방법이 제안되고 있다. 이러한 개선 방법에 의하면 기포나 공극의 크기가 작아지는 것은 사실이지만 매트릭스중에 기포나 공극를 형성하여야 하는 점에서는 변함이 없으며 또한 비록 크기가 작지만 공극이나 기포가 형성되어 있어서 슬래그와 용융강의 침투를 완전히 방지하지는 못하였다. 따라서 매트릭스중에 공극이나 기포를 최소한으로 형성되게 하여도 슬래그에 의한 침식과 슬래그 및 용융강의 침투를 완전히 방지하지는 못하였다. 따라서 매트릭스중에 공극이나 기포를 최소한으로 형성되게 하므로서 슬래그에 의한 침식과 슬래그 및 용융강의 침투를 방지하는 능력이 향상된 피복 물질을 개발할 필요성이 절실히 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 경량이고 단열성이 우수하며 슬래그에 의한 열침식, 슬래그와 용융강의 침투 및 기초 내화재에 대한 점착을 방지하는 능력이 우수한 피복 물질을 제공하므로서 전술한 종래 피복 물질의 문제점을 해결하는 것이다.
본 발명에 의하면 피복 조성물을 구성하는 통상적인 기본 아그레게이트중의 일부를 2.0 또는 그 이하의 부피 밀도를 갖는 경량 마그네샤아그레게이트 5-60중량%로 교체하므로서 전체 아그레게이트의 부피 밀도를 감소시키고 매트릭스 구조의 조밀성을 증가시켜 단열성을 향상시킬 수 있다. 즉 본 발명은 종래 방법과는 전혀 다른 방법으로 경량화와 단열의 향상을 달성하는 것이다.
더 상세하게 설명하면 본 발명에서 요구하는 경량화, 단열성의 향상, 기초 내화재에 대한 저점착 방비 및 기초 내화재의 수명 연장의 목적을 달성하기 위하여 통상적으로 사용하는 2.5 내지 3 또는 그 이상의 부피 밀도를 갖는 마그네샤, 스피낼 및 돌로마이트 클링커와 같은 아그레게이트의 전부 또는 일부를 부피 밀도 2.0 또는 그 이하의 부피 밀도를 갖는 경량 마그네샤 아그레게이트로 대치시킨다.
본 발명에 의하면 기포제를 사용할 필요가 없고 섬유는 효과적인 도장 및 분사를 달성하고 고열하에서 불필요한 돌출을 방지하는데 충분한 응력을 나타내는 양까지 그 사용량을 감소시킬 수 있다.
이와 같이 하면 치밀한 밀도를 유지하는데 필요한 최저한도까지 매트릭스중의 공극 또는 기공을 감소시킬 수 있다. 또한 슬래그와 용융강의 침투가 방지될 뿐만 아니라 기초 내화재에 대한 점착 감소 및 경량화와 단열성의 향상에 따른 기초 내화재에 부여되는 열부하의 감소에 의하여 기초 내화재의 수명이 연장된다.
이하 본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
각종 방법으로 제조된 경량 마그네샤 아그레게이트들이 본 발명의 목적에 사용될 수 있다. 그러나 큰 부피 밀도를 갖는 아그레게이트들은 만족할만한 경량화를 가져오지 못하므로 아그레게이트의 부피밀도는 2.0 또는 그 이하인 것이 바람직하다.
배합비는 사용되는 경량 마그네샤의 부피 밀도에 의하여 변경될 수 있다. 제1도에서 알 수 있는 바와 같이 가장 적당한 경량 마그네샤 아그레게이트의 사용 범위는 부피 밀도 1.0인 경우 5-40중량%이고 부피밀도 1 : 5인 경우 10-60중량%이다. 배합량이 적으면 경량화를 달성할 수 없고 배합량이 너무 많으면 분사할때 피복층으로부터 튕겨나가는 것이 많으며 강도가 약하질 수 있다.
제1도에 의하면 A 지역은 만족할만한 결과가 얻어지는 범위를 나타내고 있고, B 지역은 강도가 약하여지는 범위를 나타내며 C 지역은 경량화는 이루어지지만 작업성이 좋지 아니한 범위를 나타내고 D 지역은 부피 밀도가 너무 낮은 범위를 나타낸다.
본 발명에 의하면 결합제로서 인산 나트륨, 인산칼슘, 인산 마그네슘, 인삼칼륨 및 인산 알미늄 같은 하나 또는 그 이상의 인산염과 규산나트륨, 규산 칼륨 및 규산 리티움같은 하나 또는 그 이상의 규산염들이 사용된다. 본 발명에는 경화제로서 수산화 칼슘, 탄산칼슘, 석고포트란드 세멘트, 알루미나세멘트, 마그네샤 슬래그, 규산 2칼슘 및 각종 인산 칼슘염들중에서 선택한 일종 또는 그 이상의 물질이 사용된다. 본 발명에 사용되는 섬유질 물질로는 면섬유, 합성섬유, 펄프 및 종이와 같은 유기 섬유류와 세라믹 섬유, 유리 섬유 및 석면섬유와 같은 무기섬유들중에서 선택한 일종 또는 그 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 피복물질에 대하여 시행한 실험 결과를 다음에 기재한다. 표 2는 표 1에 도시된 크기가 조정된 상이한 경량 마그네샤(a)(b)(c) 및 (d)와 크기가 조정된 해수 클링커로 구성된 아그레게이트에 동일한 종류의 결합제와 경화제를 동일량 첨가하고 우수한 작업성을 얻는데 필요한 최소량의 유기 섬유를 배합하여 제조한 혼합물 A 내지 K를 기재하였다(혼합물 K는 비교용으로 제조한 섬유배합 경량 물질이다). 혼합물은 분사기로 분사하여 비폭한 다음 110℃의 온도로 24시간 동안 건조시킨다. 실험(1)에서는 각개 혼합물의 시료를 제2도에 도시한 형태의 링형 로타리 침식 시험노에 넣고 C/S 배율 1(C/S=1)을 갖는 슬래그와 함께 1550℃에서 3시간 동안 유지한다음 슬래그의 침투 깊이를 측정한다. 제2도의 부호 1는 피복 물질 시료이고, 2는 슬래그이다.
실험(2)에서는 피복물질 A 내지 G를 실험(1)에서와 같이 처리하고 제3도에 도시된 바와 같은 대형 고주파 노에 넣는다. C/S 비율1(C/S=1)을 갖는 슬래그를 사용하여 210Kg의 철을 1550℃에서 용융시키고 용융상태에서 5시간 동안 유지시킨다음 슬래그 라인의 부식 비율과 용융강의 침식을 조사한다. 제3도에서 부호 3은 대형 고주파 노를 나타내고, 4는 피복물질로 구성된 20mm 두께의 내부 피복층을 나타내며, 5는 선철, 6은 내부 기초 단열 내장재 7은 MgO로된 사형물질, 8은 가열 코일을 나타낸다.
경량 마그네샤 아그레게이트(a)의 비율이 3.2%인 (B)에서는 적당한 경량화가 나타나지 않았다. 그러나 경량 마그네샤를 높은 비율로 포함하고 있는 나머지 시료에서는 효과적인 경량화가 나타났다. 경량 마그네샤가 60% 이상으로 증가된 시료(E)와 (I)에서는 우수한 작업성을 유지하는데 필요한 해수 마그네샤가 감소되지 않은채로 유지되었는데도 현저한 강도의 약화가 관찰되었다. 또한 부피 밀도가 2.54인 아그레게이트가 사용된 시료(J)에서는 경량화가 충분하게 나타나지 않았다. 비교용으로 제조한 섬유 경량형 시료(K)와 비교하여 보면(C), (D), (F), (G) 및 (H)는 작은 슬래그 침식 깊이와 낮은 슬래그 침식율을 나타내고 있는 바, 이는 매트릭스의 강도 증진에 따른 내구성 향상의 효과를 나타내는 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 경량 단열 턴디쉬 피복 물질은 단열 효과가 우수할 뿐 아니라 슬래그와 용융강의 침식을 방지하는 능력이 크고 열슬래그 침식에 대한 높은 저항을 갖고 있으며 기초 내화재에 대한 점착을 방지하여 기초 내화재의 수명을 연장시키는데 기여하는 효과를 갖고 있다.
[표 1]
경량마그네샤 아그레게이트의 특성
Figure kpo00001
[표 2]
Figure kpo00002

Claims (1)

  1. 아그레게이트, 결합제 경화제 및 섬유물질의 혼합물로 조성된 연속 캐스터 턴디쉬용 내부피복 물질에 있어서, 아그레게이트가 부피밀도 2.0 또는 그 이하를 갖는 경량 마그네샤 아그레게이트 5-60중량%와 전기 용융 마그네샤 클링커, 해수 마그네샤클링커, 천연마그네사이트로부터 제조한 소결클링커, 돌로마이트클링커, 스피낼클링커 및 이들의 혼합물중에서 선택된 것 40-95%로 된 혼합물임을 특징으로 하는 연속 캐스터 턴디쉬용 경량 단열성 내부 피복 물질.
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