KR100203460B1 - A brick - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동제련 전로 송풍구용 벽돌에 관한 것으로, 이 송풍구 벽돌의 요구특성에 부응하도록 슬래그 배제 및 푸셔충격에 의한 열적, 구조적 스폴링성을 향상시킬 수 있도록 열응력 흡수 첨가제를 배합하고, 성분상의 플럭스 함량 억제를 위한 저플럭스 크롬광을 적용하며, 융체(SiO2)투입시 슬래그 침투에 의한 내식성을 향상시킬 수 있도록 입도의 중, 미립화를 구성하고, 마그네슘/산화크롬의 함량비를 감소시키며, 열간선 팽창율을 억제하도록 하되, 본 발명에 따른 동제련 전로 송풍기용 벽돌은 입도 3-1mm 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 23-26wt%, 입도 1mm 이하순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 14-16wt%, 미립의 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 19-21wt%, 1mm이하 순도 98% 소결마그네시아 클링커류 14-16wt%, 미립의 순도 98% 소결 마그네시아 클링커류 24-26wt%로 이루어진 원료 100wt%와, 입도 3-1mm 고크롬광 1종 14-16wt%, 입도 1mm이하 고크롬광 1종 24-26wt%, 지르코니아 뮬라이트 4-6wt%, 산화크롬 1-3wt%, 펄프폐액 1-2wt%, 고즙 2-4wt%로 이루어진 결합체로 구성되어 슬래그배제 및 푸셔충격에 의한 열적, 구조적 스폴링성을 향상시키고, 융체(SiO2)투입시 슬래그 침투에 의한 내식성을 향상시킬 수 있도록 한 효과가 있는 것이다.The present invention relates to a copper for smelting converter tuyere brick, and to meet the required characteristics of the tuyere brick, a thermal stress absorbing additive is formulated to improve the thermal and structural spalling by slag exclusion and pusher impact, Low flux chromium light is applied to suppress the flux content, and it is composed of medium and fine particles of particle size to improve corrosion resistance by slag penetration when melt (SiO 2 ) is injected, and reduces the content ratio of magnesium / chromium oxide, To suppress the hot line expansion rate, the brick for copper smelting converter blower according to the present invention is 3-1mm purity 99% sintered magnesia clinker 23-26wt%, particle size 1mm or less purity 99% sintered magnesia clinker 14-16wt%, Fine-purified 99% sintered magnesia clinker 19-21wt%, below 1mm purity 98% sintered magnesia clinker 14-16wt%, fine-grained 98% sintered magnesia clinker 24 100wt% of raw material consisting of -26wt%, 14-16wt% particle size of 3-1mm high chromium ore, 24-26wt% high grade chromium ore of less than 1mm particle size, 4-6wt% of zirconia mullite, 1-3wt% of chromium oxide , Consisting of a combination of 1-2wt% pulp waste, 2-4wt% juice, improves thermal and structural spalling by slag exclusion and pusher impact, and improves corrosion resistance by slag penetration when molten (SiO 2 ) is injected. The effect is to make it possible.
Description
본 발명은 동제련 전로 송풍구용 벽돌에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내식성 및 내열충격성은 우수하면서 내스폴링성은 그대로 유지되도록 한 동제련 전로 송풍구용 벽돌에 관한 것이다.The present invention relates to a copper for smelting converter tuyere, and more particularly to a copper for smelting tuyere tuyere so that the corrosion resistance and thermal shock resistance while maintaining the spalling resistance.
일반적으로 동제련 과정은 평균 30%정도의 건조로에서 혼련물을 건조시킨 후, 자용로에서 산화와 분해반응으로 구리 60%의 매트를 제조하여 전조에서 98.5%의 구리블리스터(Blister)를 제조한 후, 각 공정에서 발생하는 전기분해 반응으로 99.99%의 전기동을 생산하고, 슬래그는 전로에서 매트로 만든 후, 전로에 재투입하여 공정화하는 일련의 과정으로 이루어지게 된다.In general, the copper smelting process is to dry the kneaded material in an average of 30% drying furnace, and then to manufacture a copper 60% mat by oxidation and decomposition reaction in a self-furnace furnace to produce 98.5% copper blister (Blister) in the precursor. Afterwards, 99.99% of the copper is produced by the electrolysis reaction generated in each process, and the slag is made of a mat from a converter, and then is introduced into a converter and processed into a series of processes.
이때, 전로에서의 반응 공정시에 내화물 손모와 관련하여 화학적인 반응은 융체(SiO2) 투입에 따른 슬래그 침투성 증가로 저융점 물질 생성 및 산화반응시 SO2발생 가스에 의한 화학적 침식과, 푸셔(Pusher) 펀칭시 열충격으로 인해 발생되는 기계적 스폴링성에 의한 조직탈락 등이 주요인으로 작용하게 된다.At this time, the chemical reactions related to the refractory wear during the reaction process in the converter is increased slag permeability due to the injection of molten silicon (SiO 2 ) to form a low melting point material and chemical erosion by the SO 2 generating gas and the pusher ( Pusher) Tissue dropping due to mechanical spalling caused by thermal shock during punching is the main factor.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 슬래그 배제 및 푸셔충격에 의한 열적, 구조적 스폴링성을 향상시키고, 융제(SiO2)투입시 슬래그 침투에 의한 내식성을 향상시킬 수 있도록 한 동제련 전로 송풍기용 벽돌을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve the above problems, and can improve thermal and structural spalling due to slag exclusion and pusher impact, and improve corrosion resistance by slag penetration during flux (SiO 2 ) injection. The purpose is to provide a brick for the copper smelting converter blower.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 그 요구 특성에 부응하도록 열응력 흡수 첨가제를 배합하고, 성분상의 플럭스 함량 억제를 위한 저플럭스 크롬광을 적용하며, 융체(SiO2)투입시 슬래그 침투에 의한 내식성을 향상시킬 수 있도록 입도의중, 미립화를 구성하고, 마그네슘/산화크롬의 함량비를 감소시키며, 열간선 팽창율을 억제하도록 하되, 입도 3-1mm 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 23-26wt%, 입도 1mm 이하 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 14-16wt%, 미립의 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 19-21wt%, 1mm이하 순도 98% 소결 마그네시아 클링커류 19-21wt%, 1mm이하 순도 98% 소결마그네시아 클링커류 14-16wt%, 미립의 순도 98% 소결 마그네시아 클링커류 24-26wt%로 이루어진 원료 100wt%와, 입도 3-1mm 고크롬광 1종 14-16wt%, 입도 1mm이하 고크롬광 1종 24-26wt%, 지르코니아 뮬라이트 4-6wt%, 산화크롬 1-3wt%, 펄프폐액 1-2wt%, 고즙 2-4wt%로 이루어진 결합체로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is formulated with a thermal stress absorbing additive to meet the required characteristics, applying a low flux chromium light for suppressing the flux content of the component, to the slag penetration during melt (SiO 2 ) injection In order to improve the corrosion resistance by the particle size, to make up the atomization, to reduce the magnesium / chromium oxide content ratio, to suppress the hot line expansion rate, the particle size of 3-1mm 99% sintered magnesia clinker 23-26wt% , Particle size less than 1mm purity 99% sintered magnesia clinker 14-16wt%, fineness 99% sintered magnesia clinker 19-21wt%, less than 1mm 98% sintered magnesia clinker 19-21wt%, less than 1mm 98% sintered Magnesia clinker 14-16wt%, fine purity 98% Sintered magnesia clinker 100-26% raw material consisting of 24-26wt%, one particle size 3-1mm high chrome ore 14-16wt%, one particle size 1mm or less high chromium 24-26 wt%, It characterized by consisting of a combination consisting of a zirconia mullite 4-6wt%, 1-3wt% chromium oxide, the pulp waste solution 1-2wt%, gojeup 2-4wt%.
제1도는 지르코니아 뮬라이트 화합물과 마그네시아-크롬벽돌과의 열팽창율을 도식화한 비교도.1 is a comparative diagram illustrating the thermal expansion rate of zirconia mullite compound and magnesia-chromium brick.
제2도는 지르코니아 뮬라이트 첨가량에 따른 각 시험편의 탄성율 및 내스폴링성을 도시화한 비교도.2 is a comparative diagram showing the elastic modulus and spalling resistance of each test piece according to the amount of zirconia mullite added.
제3도는 본 발명에 따른 실시예와 두 비교예의 온도별 탄성계수를 도식화한 비교도.Figure 3 is a comparison diagram illustrating the elastic modulus of the temperature according to the embodiment and two comparative examples according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
먼저, 플럭스 성분에 의한 저융점 물질 생성에 의한 내식성 저하와 열간 플럭스 성분이 적은 고크롬광 2종을 입수하여 기존품과 특성 비교를 실시한 후, 적정한 크롬광을 선정하여 개발품에 적용하고자 각 크롬광의 일반 물성 및 성분분석을 비교 실시한 결과, 고크롬과 1종이 부피피중이 높고, 기공율이 낮은 고크롬광 원료를 사용하되, 특히 전로에 융체(SiO2) 투입에 의한 저점도 슬래그의 침투성과 관련하여 기공율이 낮은 원료가 사용실적이 우수하였다.First of all, two types of high chromium ore having low melting point and low hot flux are obtained and the characteristics are compared with the existing product. After selecting the appropriate chromium ore, the appropriate chromium ore is applied to the developed product. As a result of comparing general physical properties and component analysis, high chromium and one species use high chromium ore raw materials with high volumetric volume and low porosity, but especially related to the penetration of low viscosity slag by fusion (SiO 2 ) into converter. As a result, raw materials with low porosity had excellent performance.
화학 성분 분석 결과, 크롬광의 품질을 저하시키는 맥석(Gangue) 재료의 주성분인 실리케이트는 저융점 액상 생성(2차 입계 스피넬)으로 내식성 저하 요인의 성분으로서 고크롬광 1종이 가장 적고, 또한, 크롬광의 조성중 내식성에 가장 크게 영향을 미치는 산화크롬 성분은 고크롬광 1종이 가장 많이 함유되어 있어 결과적으로 종합하여 보면, 슬래그에 대한 저항성 및 내식성면에서 우수한 고크롬광 1종을 선정하여 비교 실시하였다.As a result of chemical component analysis, silicate, which is the main component of gangue material, which degrades the quality of chromium ore, has low melting liquid phase generation (secondary grain boundary spinel). The chromium oxide component that has the greatest effect on the corrosion resistance in the composition contains one of the highest chromium ores, and as a result, one of the high chromium ores having excellent resistance to slag and corrosion resistance was selected and compared.
또한 열충격 저항성 첨가제의 함량을 선정하기 위하여 전로 송풍기부의 최대 요구 조건인 열간에서의 편치 하중에 의한 충격저항성을 향상시키기 위해 열간의 팽창율이 낮은 알루미나/지르코니아(Al203/ZrO2)원료를 검토하였다. 이때, 지르코니아 뮬라이트를 3∼7%까지 증가시키면서 그 특징을 측정한 결과, 상기 지르코니아 뮬라이트의 증가에 따라 전체적으로는 부피비중이 감소하여 기공율이 증가하는 경향이며, 5% 증가시까지는 부피비중, 기공율 및 열간곡강도가 무첨가 대비 변폭이 작으나, 7% 첨가시 급격한 부피비중 저하 및 기공율의 상승이 나타났다.In addition, in order to select the content of the thermal shock resistance additive, the alumina / zirconia (Al 2 0 3 / ZrO 2 ) material having low thermal expansion ratio was reviewed to improve the impact resistance caused by the eccentric load in the hot air, which is the maximum requirement of the converter blower. It was. At this time, as a result of measuring the characteristics while increasing the zirconia mullite up to 3-7%, as the increase of the zirconia mullite tends to increase the porosity as a whole decrease the volume specific gravity, until the 5% increase the volume specific gravity, porosity and Although the hot bending strength was small compared to no addition, the addition of 7% showed a sharp decrease in the volume specific gravity and an increase in porosity.
도 1은 전로 송풍구의 지르코니아 뮬라이트화합물의 특성을 파악하기 위한 현행품인 비교예 1을 기준으로 하여 배합비 외로 3∼7%까지 증가시킴에 따른 지르코니아 뮬라이트화합물과 현행품인 마그네시아 크롬 벽돌과의 열팽창율을 비교한 결과, 지르코니아 뮬라이트를 첨가한 화합물의 경우가 열간선팽창율이 낮게 나타났다.1 is a thermal expansion rate of the zirconia mullite compound and the current magnesia chromium brick according to the increase of 3 to 7% in addition to the blending ratio based on the current comparative example 1 to determine the characteristics of the zirconia mullite compound of the converter tuyere As a result of comparison, the zirconia mullite added compound showed a low hot line expansion rate.
도 2는 지르코니아 뮬라이트 화합물의 주요 첨가요인인 열충격 저항성을 판단하기 위해 탄성율 및 상온∼1200℃ 사이클 반복에 의한 내스폴링성을 측정한 결과, 탄성율 및 내스폴링성은 지르코니아 뮬라이트의 증가에 따라 탄성계수는 작아지는 경향이고, 열충격 저항성은 향상되고, 5% 이상 사용할 때에는 내스폴링성이 저하하게 되므로 지르코니아 뮬라이트 화합물의 적정 첨가량은 5%로 선정하였다.FIG. 2 is a result of measuring the elastic modulus and spalling resistance by cycle repetition at room temperature to 1200 ° C. to determine thermal shock resistance, which is a main addition factor of the zirconia mullite compound, and the elastic modulus and spalling resistance are small as the zirconia mullite increases. The thermal shock resistance is improved, and when used at 5% or more, the spalling resistance is lowered, so the appropriate amount of zirconia mullite compound is selected to be 5%.
(단위 : wt%)(Unit: wt%)
이하에서 본 발명의 보다 구체적인 실시예와 비교예를 설명한다.Hereinafter, more specific examples and comparative examples of the present invention will be described.
실시예Example
입도 3-1mm 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 23-26wt%, 입도 1mm 이하 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 14-16wt%, 미립의 순도 99% 소결 마그네시아 클링커류 19-21wt%, 1mm이하 순도 98% 소결 마그네시아 클링커류 14-16wt%, 미립의 순도 98% 소결 마그네시아 클링커류 24-26wt%로 이루어진 원료 100wt%와, 입도 3-1mm 고크롬광 1종 14-16wt%, 입도 1mm이하 고크롬광 1종 24-26wt%, 지르코니아 뮬라이트 4-6wt%, 산화크롬 1-3wt%, 펄프폐액 1-2wt%, 고즙 2-4wt%로 이루어진 결합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 동제련 전로 송풍구용 벽돌.Particle Size 3-1mm Purity 99% Sintered Magnesia Clinker 23-26wt%, Particle Size 1mm or Less Purity 99% Sintered Magnesia Clinker 14-16wt%, Fineness 99% Sintered Magnesia Clinker 19-21wt%, Purity 1mm or Less 98% 100wt% of raw material consisting of sintered magnesia clinker 14-16wt%, fine purity 98% sintered magnesia clinker 24-26wt%, 1 size of 3-1mm high chrome ore 14-16wt%, 1mm or less high chromium 1 Specimen 24-26wt%, zirconia mullite 4-6wt%, chromium oxide 1-3wt%, pulp waste liquid 1-2wt%, smelting converter brick for smelting converter, characterized in that consisting of a combination of 2-4wt%.
비교예 1Comparative Example 1
입도 1mm 이하의 순도 98% 전융 마그네시아 클링커류 10wt%, 입도 5-3mm 전융 마그네슘-크롬 클링커 20wt%, 입도 3-1mm 전융 마그네슘-크롬 클링커 32wt%, 미립의 전융 마그네슘-크롬 클링커 28wt%, 입도 1mm 이하의 고크롭광 2종 10wt%로 이루어진 원료 100wt%와, 펄프폐액 1.5wt%, 고즙 3wt%로 이루어진 결합제로 구성되는 것을 특징으로 하는 동제련 전로 송풍구용 벽돌.Purity 98% Electrolytic Magnesia Clinker with a particle size less than 1mm 10wt%, particle size 5-3mm Electrolytic Magnesium-Chromium Clinker 20wt%, particle size 3-1mm Electrolytic Magnesium-Chromium Clinker 32wt%, Fine Electrolytic Magnesium-Chrome Clinker 28wt%, Particle Size 1mm Copper for smelting converter tuyere, characterized in that consisting of a binder consisting of 100wt% of the raw material consisting of 10wt% of two high-crop light, pulp waste solution 1.5wt%, juice 3wt%.
비교예 2Comparative Example 2
입도 1mm 이하의 순도 98% 소결 마그네시아 클링커류 20wt%, 입도 1mm 이하 전융 마그네슘-크롬 클링커 10wt%, 입도 3-1mm 고크롬광 2종 70wt%로 이루어진 원료 100wt%와, 펄프폐액 1.5wt%, 고즙 3wt%로 이루어진 결합제로 구성되는 것을 특징으로 하는 동제련 전로 송풍구용 벽돌.100wt% of raw material consisting of 20wt% of purity 98% sintered magnesia clinker with particle size of less than 1mm, 10wt% of molten magnesium-chromium clinker with particle size of less than 1mm, 70wt% of two kinds of 3-1mm high chromium ore, pulp waste solution 1.5wt%, juice Copper smelting converter tuyere brick, characterized in that consisting of a binder consisting of 3wt%.
표 2는 표 1의 배합에 따른 일반 물성 및 화학성분을 비교한 것으로서, 비교예 2의 경우 산화크롬함량이 30%인 저 플럭스의 크롬광을 70% 정도 사용함으로써 부피비중이 높으나 열간곡강도는 낮게 나타나며, 실시예의 경우에는 저 플럭스의 고크롬광을 적용하였으나 열충격저항성 향상 관련 첨가제인 지르코니아 뮬라이트화합물의 열간 팽창에 따라 부피비중이 적고 기공율이 높게 나타난 반면, 내용성 및 내스폴링성면에서 두 비교예에 대비 우수하게 나타났는데, 이는 벽돌내의 저 플럭스화로 실리케이트결합의 억제와 지르코니아 뮬라이트화합물의 첨가로 인한 폐기공의 생성 및 응력 흡수효과에 기인한 것이다.Table 2 compares the general physical properties and chemical components according to the formulations of Table 1. In Comparative Example 2, the low specific gravity and low hot bending strength were obtained by using about 70% of low flux chromium with chromium oxide content of 30%. In the case of Example, a low flux high chromium light was applied, but the volume specific gravity was low and the porosity was high due to the thermal expansion of the zirconia mullite compound, which is an additive related to the improvement of the thermal shock resistance, but in terms of the resistance and the spalling resistance, This is due to the low flux in the brick, which is due to the inhibition of silicate bonds and the formation of waste holes and stress absorption due to the addition of zirconia mullite compounds.
도 3은 각 시험편의 온도별 탄성계수를 나타낸 것으로, 개발품인 실시예의 경우 지르코니아 뮬라이트 화합물의 첨가효과로 전 온도영역에서 탄성계수가 작게 나타남으로써 열충격저항성은 향상되었으며, 내식성 시험에서 1300℃에서 회전침식기를 이용하여 열간에서 충격을 가하면서 침식시험을 진행한 결과, 실시예의 경우 내식성면에서 10% 향상되었다.Figure 3 shows the elastic modulus according to the temperature of each test piece, in the case of the example of the development product by the addition effect of the zirconia mullite compound showed a small modulus of elasticity in the entire temperature range, the thermal shock resistance was improved, and the corrosion erosion at 1300 ℃ in the corrosion resistance test As a result of the erosion test while applying a hot impact using a machine, in the case of the embodiment was improved by 10% in terms of corrosion resistance.
이상으로 개발품의 품질 분석결과, 저 플럭스의 고크롬광 1종 사용으로 현행품에 대비 20%의 내스폴링성 향상 및 10%정도의 내식성 증가 효과를 나타내었고, 적정함량 5%의 지르코니아 뮬라이트를 첨가함으로써, 열충격 저항성이 향상된 효과가 있는 것이다.As a result of the quality analysis of the developed product, it showed 20% spalling resistance improvement and 10% corrosion resistance increase effect compared to the current product by using one kind of low flux high chromium light, and added the appropriate content 5% zirconia mullite As a result, the thermal shock resistance is improved.
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|---|---|---|---|---|
| KR20200025790A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | (주)포스코케미칼 | The Bottom Gas Bubbling MgO Refractory composition to Relieve Thermal Stress and the product manufacturing Method |
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1996
- 1996-12-24 KR KR1019960071578A patent/KR100203460B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| KR20200025790A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | (주)포스코케미칼 | The Bottom Gas Bubbling MgO Refractory composition to Relieve Thermal Stress and the product manufacturing Method |
| KR102102820B1 (en) | 2018-08-31 | 2020-04-22 | (주)포스코케미칼 | The Bottom Gas Bubbling MgO Refractory composition to Relieve Thermal Stress and the product manufacturing Method |
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