KR960005218B1 - 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브의 산화방지제 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고 실리콘 함유 탄소강 슬래브의 산화방지제

제1도는 산화방지제 미도포 슬래브 시편의 가열후 단면도.

제2도는 산화방지제를 도포한 슬래브 시편의 단면도.

제3도는 산화방지제 도포 슬래브 시편의 가열후 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 슬래브 2 : 산화층

3 : 산화층이 용해하여 손실된 부분 4 : 도포층

본 발명은 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브(Slab)의 고온 가열시 슬래브 표면이 산화되는 것을 방지할 수 있는 산화방지제에 관한 것이다.

통상, 고 실리콘 함유 탄소강은 실리콘량이 중량%로 3% 이상이기 때문에 열간압연을 위하여 슬래브를 가열로(Heating furnace)내에서 1400℃로 장시간(보통 8시간) 가열하는 동안 가열로 분위기 가스중의 산소에 의하여 실리콘과 철이 반응하여 FeO-SiO₂산화물이 생성된다.

슬래브 표면 산화반응에 의해 생성된 FeO-SiO₂산화물은 용융온도가 현저히 감소하여 1300℃ 내외에서 용해하게 되며, 이 용해물은 슬래그(Slag)화하여 가열대와 균열대 하부로 흘러내려 쌓이게 되며, 대부부은 슬래그 제거장치에 의하여 제거가 되지만, 일부는 가열로 하부에 응고 상태로 잔존함에 따라 가열로내의 워킹빔(Working beam) 작동장애를 가져오게 된다.

이와 같은 워킹빔의 작동장애의 영향으로 계속 생산을 하지 못하고 불가피하게 가열로 수리를 해야 하기 때문에 생산성이 떨어지고 수리 경비가 발생하여 제조원가 상승요인이 되고 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 가열로 장입전에 슬래그 표면에 균일도포시켜 가열로내에서 산소와의 산화반응을 완전 차단함에 따라 슬래브 표면의 산화를 방지할 수 있는 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브의 산화방지제를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 중량%로, 탄화규소(SiC) : 48-65%, 메틸알미늄(Al) : 5-20%, 페로실리콘(Fe-Si) : 3-12%, 마그카본(MgO-C) : 6-14%, 점토 : 8-12%, 비소성벤토나이트 : 4-6% 및 계면활성제 : 1-3%로 조성되는 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브의 산화방지제에 관한 것이다.

이하, 상기 성분들의 선정 이유 및 성분 법위 제한 이유 등에 대하여 설명한다.

상기 탄화규소는 실리콘과 카바이드로 결합되어 있으므로 2000℃ 이상의 온도에서도 물리적 성질이나 화학적 성분상의 변화가 없는 성분으로써, 그 함량이 48% 이하인 경우에는 도포층의 치밀구조와 내화도가 부족하여 장시간 고온에 견디는 성질이 약화되기 쉬우며, 65% 이상인 경우에는 상대적으로 결합재의 중량이 감소하여 내화물조성들의 결합력과 부착력이 감소하여 산화 방지 효과가 떨어지기 때문에, 상기 탄화규소의 함량은 48-65%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 메탈 알루미늄은 산소와의 친화력이 강한 탈산제로서 하기식(1)과 같이 산소와 반응하여

2Al + 3/2O₂Al₂O₃............................................................(1)

내화물 조성을 이루는 성분으로써, 그 함량이 5% 이하에서는 로내의 산소를 제거시키는 탈산력이 부족하고, Al₂O₃함량도 감소하여 내화도에 영향을 미치며, 20% 이상에서는 탈산력은 충분하지만 Al₂O₃량이 증가하여 결합제 양이 적어지므로 슬래브 표면과의 부착력이 저하되므로 상기 메탈알루미늄 함량은 5-20%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 페로실리콘도 상기 메탈알루미늄과 같이 산소와의 친화력이 강한 탈산제로써, 하기식(2)와 같이 산소와 반응하여

Si + O₂→ SiO₂...............................................................(2)

내화물 조성을 이루는 성분으로서, 그 함량은 3-12%로 제한하는 것이 바람직한데, 그 제한 사유는 상기한 메탈 알루미늄과 동일하다.

상기 마그카본(MgO-C)은 고온의 산화성 분위기에서 침식과 균열(Crack) 그리고 화학적 반응에 강한 성질을 갖고 있어서 탄화규소와 함께 강한 결합 구조의 내화물 특성을 갖게 해주는 성분으로써, 그 함량이 6% 이하가 되면 도포층의 치밀구조와 내화도가 감소하여 장기간의 내고온성이 떨어지고 14% 이상이 되면 내화도 특성은 크게 향상되나 결합제 양이 감소해야 하므로 초기의 산화방지제 부착력과 소성, 경화과정에서의 조성물 결합력이 약해지는 결점이 있으므로, 상기 마그카본 함량은 6-14%로 제한하는 것이 바람직하다.

이와 같이 탄화규소, 메탈알미늄, 페로실리콘 그리고 마그카본은 고온에서 서로 결합하여 SiC - Al₂O₃- SiO₂- MgO -C계의 내화물 구조를 가지므로써 가열로 온도인 1400℃에서 충분히 견딜 수 있고 치밀한 결합 구조를 갖게 된다.

그러나 이들 내화물들은 점결력이 없기 때문에 슬래브 표면에 견고하게 부착되기 위해서는 초기의 신속한 부착력과 소성 및 경화 과정을 거치는 동안 충분한 결합력을 제공해 주는 점결제가 필요하다.

따라서, 본 발명에서는 점결제로서 비소성 벤토나이트를 첨가하며, 그 첨가량은 각각 8-12% 및 4-6%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 점토의 비소성 벤토나이트의 함량이 18% 이상에서는 결합력이 크게 향상되나 내화물 조성량이 감소하게 되므로 산화방지 효과가 떨어지게 되고, 12% 이하에서는 부착성과 결합력이 부족하게 되므로, 점토와 비소성 벤토나이트의 함량은 12-18%로 제한하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 점토와 비소성 벤토나이트의 첨가량은 점토/비소성 벤토나이트의 중량비가 2.0이 되도록 제한하는 것이 보다 바람직하다.

상기 계면활성제는 상기 내화물 조성과 결합제가 충분한 부착력과 결합력의 기능을 발휘할 수 있도록 촉진하는 역학을 하는 성분으로써, 그 함량은 경제적인 측면을 고려하여 1-3%로 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명의 산화 방지제가 적용될 수 있는 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브로는 3% 중량 이상의 Si를 함유하는 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브가 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예]

하기표 1과 같이 조성되는 고 실리콘 함유 탄소강을 중량이 1000g이 되도록 6개의 시편을 만들어 4개(A-D)에는 제2도와 같이 본 발명의 산화방지제를 스프레이(Spray)에 의해 1-2mm 두께가 되도록 도포하고 2개 시편(E-F)은 종래 방법대로 도포하지 않은 채로 1400℃의 고온 가열로에 넣고 8시간 유지시킨 후 냉각시켜 단면을 절단하여 표면층을 관찰하고, 그 결과를 제3도에 나타내었다.

한편, 종래 방법대로 도포하지 않은 채로 가열한 슬래브 시편을 절단하여 표면층을 관찰하고, 그 결과를 제1도에 나타내었다.

또한, 각 시편에 대한 가열후 시편무게(산화방지제 무게제외) 및 산화손실율을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2 및 제3도에 나타난 바와 같이, 본 발명의 산화방지제가 슬래브(1)의 표면에 도포된 시편 [발명재(A-D)의 경우에는 산화층(2)이 전혀 발생하지 않고 산화방지제도포층(4) 무게를 제외한 시편의 무게는 처음과 같이 1000g씩을 나타내고 있음을 알 수 있다.

한편, 산화방지제를 도포하지 않은 종래재(E-F)의 경우에는 제1도 및 상기 표 2에 나타난 바와 같이 표면의 상당부분은 산화층(2)이 용해되어 바닥으로 흘러내리고, 산화반응이 진행중에 있는 산화층(2)만이 표면에 잔존하고 있어 시편의 무게는 종래재 E 및 F의 경우 각각 972g 및 967g으로써 처음보다 2.8-3.3% 철손실을 나타내고 있음을 알 수 있다.

제1도에서, 부호 "3"은 산화층이 용해하여 손실된 부분을 나타낸다.

이와 같이, 본 발명에 의한 산화방지 도포층은 열간압연시 스케일 제거기능인 조압연 과정에서 완전제거가 되고, 슬래브는 전혀 산화가 되지 않으므로 중량의 변화가 없으며 스래그가 하부로 흘러내려 응고하는 현상도 없어서 생산성과 로수리비를 동시에 절감시킬 수 있는 효과를 가져오게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 가열로 장입전에 슬래그 표면에 균일 도포시켜 가열로내에서 산소와의 산화 반응을 완전 차단함에 따라 슬래브 표면의 산화를 방지할 수 있는 산화 방지제를 제공하여 철의 손실을 방지하고, 가열로 하부 워킹 빔의 장애를 방지함으로써, 연속생산이 가능하여 생산성을 크게 향상시키고 로수리 경비 등을 줄일 수 있게 되어 제조원가를 크게 절감할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 중량%로, 탄화규소(SiC) : 48-65%, 메틸알미늄(Al) : 5-20%, 페로실리콘(Fe-Si) : 3-12%, 마그카본(MgO-C) : 6-14%, 점토 : 8-12%, 비소성벤토나이트 : 4-6% 및 계면활성제 : 1-3%로 조성되는 것을 특징으로 하는 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브의 산화방지제.
2. 제1항에 있어서, 점토/벤토나이트의 중량비가 2 : 1인 것을 특징으로 하는 고 실리콘 함유 탄소강 슬래브의 산화방지제.