KR101067488B1 - Non-explosive air-setting refractory mortar for probe measuring high temperature molten metal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온에서 수증기와 가스의 압력에 의한 폭발에 의해 모르타르의 표면에 나타나는 기포를 억제하여 내화력을 향상시키고, 주변 오염을 감소시킴으로 인해 정밀 측정 등 제품의 기능을 극대화하기 위한 것으로서, 무기물질로 이루어진 내화 골재와, 무기바인더로서 소듐 실리케이트를 함유하는 내화모르타르에 있어서, 핀홀형성제로서 유기섬유 0.001 ~ 5 중량 %를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르에 관한 것이며, 고온에서 유기섬유가 용융되어 핀홀(Pin Hole)을 형성함에 의해 인위적으로 수증기 및 가스의 배출통로를 확보하여 주어 모르타르의 내부로부터 발생하는 수증기 및 가스를 효과적으로 제어함에 의해 모르타르 표면의 손실을 방지하여 내화력을 향상시키고 모르타르 표면의 폭발에 의한 표층부의 기포 발생과 주변의 오염 방지할 수 있으며 보다 정밀하고 안정적인 측정이 가능한 효과를 제공한다.The present invention is to maximize the function of the product, such as precision measurement by suppressing the bubbles appearing on the surface of the mortar by explosion of the pressure of water vapor and gas at high temperature to improve the fire resistance, and reduce the ambient pollution, Explosion proof equipment used for high temperature molten metal measurement probes, characterized in that the refractory aggregate consisting of: and refractory mortar containing sodium silicate as an inorganic binder, which further contains 0.001 to 5% by weight of organic fibers as a pinhole forming agent. The present invention relates to a hard refractory mortar, and by discharging organic fibers at high temperature to form a pin hole, artificially securing a discharge path of water vapor and gas, thereby effectively controlling water vapor and gas generated from the inside of the mortar. Improves fire resistance and prevents loss of surfaces To prevent explosion and contamination of the vicinity of the bubble generating surface layer due to the surface and provides an effect capable of more precise and reliable measurement.
모르타르, 유기섬유, 핀홀, 방폭, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 내화, 기경성 Mortar, Organic Fiber, Pinhole, Explosion Proof, Polypropylene, Polyethylene, Fire Resistant, Hardening
Description
본 발명은 고온에서 사용되는 내화모르타르에 관한 것으로서, 높은 정밀도를 요하는 센서의 소재로 사용되는 열충격에 강하고 수증기 및 가스의 발생을 효과적으로 제어할 수 있는 내화모르타르에 관한 것이다.The present invention relates to a refractory mortar used at a high temperature, and to a refractory mortar that is resistant to thermal shock used as a material of a sensor requiring high precision and that can effectively control the generation of water vapor and gas.
금속의 정, 제련 산업에서는 고온의 용융금속의 온도와 성분 조절 등이 품질에 영향을 미치는 주된 요건으로서 이들의 확인을 위한 측온, 샘플링 등의 측정작업은 신속, 정확하고 안정성이 확보되어야 한다.In the metal refining and smelting industry, temperature and component control of hot molten metals are the main requirements that affect quality. Measurements such as temperature measurement and sampling for their verification must be fast, accurate and stable.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 이러한 용융금속의 온도와 성분은 다중의 외피보호관으로 보호되는 장축의 원통관(2), 상기 원통관의 선단에 위치하여 용융금속을 침지하는 침지 유니트(1), 상기 원통관의 후단에는 용융금속에 침지시키는 수동 홀더(4) 또는 자동장치로 구성되는 프로브(Probe)에 의해 측정된다.As shown in Figure 1 and 2, the temperature and components of the molten metal is a cylindrical tube (2) of the long axis protected by a plurality of outer shell protective tube, an immersion unit for immersing the molten metal at the tip of the cylindrical tube ( 1), the rear end of the cylindrical tube is measured by a probe (Probe) consisting of a manual holder (4) or an automatic device immersed in molten metal.
상기 침지 유니트(1)는 사용하는 온도의 범위나 산화 또는 환원 분위기의 환경에 따라 다양한 타입을 가지는 열전대의 측온센서, 전기화학적 원리로 산소준위 를 측정하게 되는 측산센서, 용융금속의 액위를 측정하는 레벨 센서, 용융금속의 성분을 대표하는 샘플을 채취하는 샘플링 유입구 또는 이들의 조합으로 구성이 가능하다.The
프로브는 수초 이내의 짧은 시간 안에 온도, 산소준위, 액위 등의 측정 및 샘플링을 끝낸 후 회수해서 폐기하는 소모형 센서인데, 프로브의 침지 유니트(1)를 1000℃ 이상의 용융금속의 고열로부터 보호하고, 용융금속의 비적 발생으로부터 보호하기 위하여 단열의 내화재를 형성하게 되며, 그 내화재로서 보통 시멘트, 모르타르 등이 사용된다. The probe is a consumable sensor that collects and discards after measuring and sampling the temperature, oxygen level, liquid level, etc. within a few seconds, and protects the
그 중 모르타르는 산화알루미늄 또는 산화규소를 함유한 내화 골재와 무기바인더인 소듐 실리케이트를 혼련하여 건조시켜 제조되며 이를 단열의 내화재로 사용해 왔는데, 이러한 내화모르타르는 조직이 치밀하고 내구성이 우수하나, 박락, 팝아웃(POP-OUT), 폭렬 등에 의해 표면의 손실이 발생하기 쉽고, 특히, 갑작스럽게 고온에 노출될 경우에는 표층부의 온도가 급격히 상승하여 모르타르 내부에서 수증기와 가스가 발생하게 되고, 이렇게 발생된 수증기나 가스가 응축, 집중되어 표층부에 수증기압 또는 가스압이 형성되어 압축, 열응력에 의해 폭음과 함께 모르타르의 표면이 비산하여 표면이 박락하며 구조내력을 현저하게 저하시킨다.Among them, mortar is manufactured by kneading and drying the refractory aggregate containing aluminum oxide or silicon oxide and sodium silicate, which is an inorganic binder, and using it as a fireproofing material for insulation. Surface loss is easy to occur due to pop-out or explosion, and especially when exposed to high temperature suddenly, the temperature of the surface layer rises rapidly and water vapor and gas are generated inside the mortar. Water vapor or gas is condensed and concentrated, and water vapor pressure or gas pressure is formed in the surface layer, and the surface of the mortar is scattered by the compression and thermal stress and the surface of the mortar is scattered and the structural strength is significantly reduced.
따라서 모르타르를 프로브의 내화재로 사용하는 경우에, 상온에 위치하고 있던 프로브를 고온의 용융금속 내로 갑자기 침지하게 되면 그 급격한 온도차로 인하여 모르타르 내부에 존재하는 수분, 유기물, 무기물의 일부가 수증기 및 가스로 발생되어 모르타르의 표층부에 압력을 가하지만, 모르타르 내의 산화규소 및 소듐 성 분으로 인해 모르타르의 표면으로부터 연화 용융이 발생하여 유리질 층으로 된 코팅층(Coating layer)이 형성되고, 이러한 유리질 층은 기공이 전혀 없어 그 내부에 수증기 및 가스가 갇히게 되므로 어느 순간 폭발이 발생하는 현상이 일어나게 된다.Therefore, when mortar is used as a refractory material of a probe, when a probe located at room temperature is suddenly immersed in a molten metal of high temperature, a part of water, organic matter, and inorganic matter present in the mortar is generated by steam and gas due to the sudden temperature difference. Pressure is applied to the surface of the mortar, but softening and melting occurs from the surface of the mortar due to the silicon oxide and sodium component in the mortar, forming a coating layer of glassy layer, and the glass layer has no pores at all. Water vapor and gas are trapped inside it, so an explosion occurs at any moment.
실험결과, 도 3의 사진에서와 같이, 종래의 모르타르에 의한 내화재를 사용한 후에는 다수의 폭발 흔적(사진상의 기포)이 발생하며, 도 4의 사진에서와 같이 프로브의 침지 유니트 주변의 오염이 심한 것을 알 수 있다.As a result of the experiment, as shown in the photograph of Figure 3, after using the conventional fire retardant by mortar a number of explosion traces (bubble in the photo) occurs, as shown in the photograph of Figure 4 severe contamination around the immersion unit of the probe It can be seen that.
따라서 이러한 종래의 모르타르를 내화재로 프로브에 사용시에는 모르타르의 표면이 손실되어 내화성이 저하될 뿐만 아니라, 온도, 산소준위, 액위 등의 측정과 샘플링에 악영향을 미치게 되어 측정치나 성분의 이상으로 인하여 재측정을 해야 하고, 더 나아가서는 조업실패의 원인이 되며, 비용 증가를 초래하게 된다.Therefore, when the conventional mortar is used as a refractory material for the probe, the surface of the mortar is not only lost and the fire resistance is lowered, but also adversely affects the measurement and sampling of temperature, oxygen level, liquid level, and the like. And, furthermore, cause failures and increase costs.
본 발명은 상술한 종래 기술상의 제반 문제점들을 해결하고자 창출한 것으로서, 고온에서 수증기와 가스의 압력에 의한 폭발에 의해 모르타르의 표면에 나타나는 기포를 억제하여 내화력을 향상시키고, 주변 오염을 감소시킴으로 인해 정밀 측정 등 제품의 기능을 극대화하여 정확한 조업정보를 확인하고, 비용을 절감하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, by suppressing the air bubbles appearing on the surface of the mortar by the explosion due to the pressure of water vapor and gas at a high temperature to improve the fire resistance and reduce the ambient pollution It aims to check the accurate operation information by maximizing the function of the product such as precise measurement and reduce the cost.
상기 목적을 달성하기 위하여, 무기물질로 이루어진 내화 골재와, 무기바인더로서 소듐 실리케이트를 함유하는 내화모르타르에 있어서, 상기 내화골재는 산화알루미늄, 산화규소로부터 선택된 1종 이상의 무기물질이 포함된 것으로서 50 ~ 70 중량%를 함유하고, 상기 소듐실리케이트는 5 ~ 40 중량%로 함유하며, 핀홀형성제로서 유기섬유 0.001 ~ 5 중량 %를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르를 제공한다.In order to achieve the above object, in the refractory aggregate made of inorganic materials and refractory mortar containing sodium silicate as an inorganic binder, the refractory aggregate includes at least one inorganic material selected from aluminum oxide and silicon oxide, Explosion-proof used for high temperature molten metal measurement probes containing 70% by weight, the sodium silicate is contained 5 to 40% by weight, and further contains 0.001 to 5% by weight of organic fibers as a pinhole forming agent. Provides pneumatic refractory mortar.
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또한, 상기 핀홀형성용 유기섬유는 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르를 제공한다.In addition, the pinhole forming organic fiber provides an explosion-proof hard-resistant refractory mortar used for high temperature molten metal measurement probe, characterized in that made of polypropylene or polyethylene.
또한, 상기 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 유기섬유의 길이는 1mm 이상이고 최대 10mm 로서 바늘형상인 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르를 제공한다. In addition, the polypropylene or polyethylene organic fiber has a length of at least 1mm and provides a explosion-proof hard-resistant refractory mortar used for high temperature molten metal measurement probe, characterized in that the needle shape as a maximum of 10mm.
또한, 상기 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 유기섬유는 100㎛ 미만의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르를 제공한다.In addition, the organic fibers of the polypropylene or polyethylene provides an explosion-proof hard-resistant refractory mortar used in the probe for measuring hot molten metal, characterized in that the diameter of less than 100㎛.
또한, 하소내화점토 5 ~ 40 중량%를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르를 제공한다.In addition, the present invention provides an explosion-proof hardened refractory mortar used for high temperature molten metal measurement probes, which further comprises 5 to 40 wt% of calcined refractory clay.
또한, 해교제 0.001 ~ 3 중량%, 방부제 0.001 ~ 3 중량%를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르를 제공한다.In addition, the present invention provides an explosion-proof hardened refractory mortar for use in high temperature molten metal measurement probes, further comprising 0.001 to 3% by weight of a peptizing agent and 0.001 to 3% by weight of a preservative.
상술한 바와 같이, 본 발명은 핀홀형성용 유기섬유를 모르타르 내에 분산, 투입시켜, 고온에 프로브가 노출시 상기 모르타르 내의 유기섬유가 용융되어 핀홀(Pin Hole)을 형성함에 의해 인위적으로 수증기 및 가스의 배출통로를 확보하여 주기 때문에 모르타르의 내부로부터 발생하는 수증기 및 가스를 효과적으로 제어할 수 있고, 이로 인하여 모르타르 표면의 손실을 방지하여 내화력을 향상시키고, 모르타르 표면의 폭발에 의한 표층부의 기포 발생과 주변의 오염 방지할 수 있으며, 보다 정밀하고 안정적인 측정이 가능하고, 정확한 조업정보를 확인할 수 있는 효과를 갖게 되며, 종래의 골재와 무기바인더를 사용하면서도 이에 유기섬유를 부가함에 의해 비용을 절감시키는 효과도 갖게 된다.As described above, the present invention disperses and inserts the pinhole-forming organic fibers in the mortar, and when the probe is exposed to high temperature, the organic fibers in the mortar are melted to form a pinhole, thereby artificially forming water vapor and gas. By securing the discharge passage, it is possible to effectively control the water vapor and gas generated from the inside of the mortar, thereby preventing the loss of the mortar surface to improve the fire resistance, and to generate bubbles and surroundings of the surface layer caused by the explosion of the mortar surface. It is possible to prevent pollution, to make more accurate and stable measurement, and to have the effect of confirming accurate operation information, and to reduce costs by adding organic fibers to the conventional aggregate and inorganic binder. Will have
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.
도 1은 프로브의 정면 단면도, 도 2는 프로브를 수동으로 용융금속내로 침지하는 사용상태도, 도 3은 종래의 모르타르에 의한 내화재 사용 후 사진, 도 4는 종래의 모르타르에 의한 내화재를 사용한 프로브의 사진, 도 5는 본 발명에 따른 모르타르 내화재 사용 후 사진, 도 6은 본 발명에 따른 내화재를 사용한 프로브 사진이다.Figure 1 is a front cross-sectional view of the probe, Figure 2 is a state of use to manually immerse the probe into the molten metal, Figure 3 is a photograph after using the refractory material using a conventional mortar, Figure 4 is a probe of a conventional fire retardant using a mortar Photo, Figure 5 is a photograph after using the mortar refractory material according to the invention, Figure 6 is a probe photograph using the refractory material according to the present invention.
본 발명은 무기물질로 이루어진 내화 골재와, 무기바인더로서 소듐 실리케이트를 함유하는 내화모르타르에 있어서, 핀홀형성제로서 유기섬유 0.001 ~ 5 중량 %를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르에 관한 것이다.The present invention is a probe for measuring hot molten metal, wherein the refractory aggregate made of an inorganic material and refractory mortar containing sodium silicate as an inorganic binder further contain 0.001 to 5% by weight of organic fibers as a pinhole forming agent. Explosion-proof plowing resistant mortar used in.
본 발명의 조성물에는 무기물질로 이루어진 내화골재가 포함되는데, 상기 내화골재는 내화성이 뛰어나서 고온의 용융금속내에서 프로브의 침지 유니트를 충분히 보호할 수 있고, 무기바인더 사이를 충전하는 역할을 한다.The composition of the present invention includes a refractory aggregate made of an inorganic material, the refractory aggregate is excellent in fire resistance to sufficiently protect the immersion unit of the probe in the hot molten metal, and serves to fill between the inorganic binder.
본 발명의 조성물에는 무기바인더로서 소듐실리케이트(Na2SiO3)가 포함되는데, 내화모르타르에 포함된 골재를 결합시키고 고온에서도 고강도와 내화성을 유지할 수 있게 한다. The composition of the present invention includes sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) as an inorganic binder, it is possible to combine the aggregate contained in the refractory mortar and maintain high strength and fire resistance even at high temperatures.
한편, 고온의 용융금속에 침지할 때 발생하는 수증기 및 가스의 주원인은 상기 소듐실리케이트가 가장 큰 비중을 차지하고 있는데, 내화재인 모르타르 내부에 존재하던 수분, 유기물, 무기물의 일부가 수증기 및 가스로 발생되어 외부로 배출되려 하지만, 모르타르의 표면층에 존재하는 무기물이 용융 또는 연화되어 표면기공이 없는 코팅층이 형성되어 내부의 수증기 및 가스가 외부로 배출되지 못함으로 인해 고압이 발생하여 작은 폭발을 일으킨다. 이러한 폭발을 막기 위하여, 본 발명은 핀홀형성제로서 유기섬유를 내화모르타르의 재료로 분산, 투입시킴에 의해서, 고온의 용융금속에 내화모르타르가 노출될 때 상기 핀홀형성제가 순식간에 용융되어 섬유상에 핀홀(Pin hole)이라는 공간을 형성시켜 인위적으로 수증기 및 가스의 배출통로를 확보하여 폭발을 방지하고, 이로 인해 주변 오염을 방지하여 보다 정밀한 측정이 가능하게 된다. On the other hand, the main cause of the water vapor and gas generated when immersed in the hot molten metal is sodium silicate is the largest proportion, water, organics, minerals that existed in the mortar of the refractory material is generated as water vapor and gas Although to be discharged to the outside, the inorganic material present in the surface layer of the mortar is melted or softened to form a coating layer having no surface pores, and high pressure is generated due to the internal vapor and gas not being discharged to the outside, causing a small explosion. In order to prevent such an explosion, the present invention disperses and injects an organic fiber as a material of refractory mortar as a pinhole forming agent, so that the pinhole forming agent is melted in an instant when the refractory mortar is exposed to hot molten metal to pinhole on the fiber. (Pin hole) is formed to artificially secure the discharge passage of water vapor and gas to prevent explosion, thereby preventing the surrounding pollution, thereby enabling more accurate measurement.
상기 핀홀형성용 유기섬유는 0.001 ~ 5 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직한데, 0.001 중량% 미만으로 사용할 경우에는 고온에 노출시 유기섬유의 용융으로 인한 공간확보가 부족하여 수증기 및 가스의 배출이 원활하지 못해 폭발 방지에 효과적이지 못하고, 5 중량% 초과하여 사용하는 경우에는 유기섬유 자체에서 발생되는 가스로 인해 침지 유니트의 성분오염원으로 작용할 수 있기 때문이다.The pinhole-forming organic fibers are preferably contained in a range of 0.001 to 5% by weight, when using less than 0.001% by weight is insufficient space to secure due to the melting of the organic fibers when exposed to high temperatures, the discharge of water vapor and gas smoothly This is because it is not effective in preventing explosion, and when used in excess of 5% by weight, gas generated from the organic fiber itself may act as a component pollution source of the immersion unit.
본 발명은 상기 내화골재는 산화알루미늄, 산화규소로부터 선택된 1종 이상의 무기물질이 포함된 것으로서 50 ~ 70 중량%를 함유하고, 상기 소듐실리케이트는 5 ~ 40 중량%로 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 기경성 내화모르타르를 포함한다.The present invention is characterized in that the refractory aggregate contains 50 to 70% by weight as one containing at least one inorganic material selected from aluminum oxide and silicon oxide, and the sodium silicate is contained at 5 to 40% by weight. Explosion-proof light-resistant refractory mortar used for the molten metal measurement probe.
본 발명중 내화골재에는 산화알루미늄(Al2O3), 산화규소(SiO2)로부터 선택된 1종 이상의 무기물질이 포함되는데, 이 성분들은 내화성이 뛰어나서 고온의 용융금속내에서 프로브의 침지 유니트를 충분히 보호할 수 있고, 무기바인더 사이를 충전하는 역할을 한다.In the present invention, the refractory aggregate includes at least one inorganic material selected from aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ), and these components are excellent in fire resistance to sufficiently immerse the probe immersion unit in a hot molten metal. It protects and plays a role in charging between the weapon binders.
다만, 산화알루미늄(Al2O3), 산화규소(SiO2)로부터 선택된 1종이상의 무기물질로 이루어진 내화골재는 50 ~ 70 중량%로 함유되는데, 50 중량% 미만으로 사용하면 무기 바인더의 양이 많아지게 되어 작업성이 저하되고, 70 중량%을 초과하여 사용하면 강도 및 시공성이 저하되기 때문이다.However, refractory aggregate composed of at least one inorganic material selected from aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is contained in 50 to 70% by weight. This is because the workability decreases and the workability decreases, and when it exceeds 70% by weight, the strength and workability decrease.
골재의 함량은 잔골재로서 비중 1.5 이하, 지름 0.5 mm 이하의 규사나 경량잔골재, 비중 1.5이상, 지름 1mm 이상의 규사나 중량잔골재 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있는데, 경량잔골재는 조성물의 밀도를 조정하는데 효과적이며 조성물의 중량을 줄일 수 있는 장점이 있고, 특히 유리슬러지를 소성하여 발포한 경량잔골재를 사용하는 경우에는 골재 표면이 코팅되어 흡수율이 작기 때문에 수분의 함유량이 적어 고온의 용융금속에 프로브를 침지할 때에 수증기의 발생량이 감소한다.Aggregate content may be used as fine aggregates, such as silica or light fine aggregates having a specific gravity of 1.5 or less, diameter 0.5 mm or less, specific gravity 1.5 or more, silica or heavy fine aggregates having a diameter of 1 mm or more, or mixtures thereof. It has the advantage of reducing the weight of the composition, especially in the case of using the light weight aggregate aggregated by firing glass sludge, since the surface of the aggregate is coated and the water absorption is low, the moisture content is low, so that the probe may be immersed in the hot molten metal. At this time, the amount of steam generated decreases.
상기 소듐실리케이트 무기바인더는 5 ~ 40 중량% 범위로 함유되는데, 5 중량% 미만이면 조기강도 발현이 어렵고, 40 중량%를 초과하면 작업성이 저하되기 때문이다.The sodium silicate inorganic binder is contained in the range of 5 to 40% by weight, it is difficult to express the early strength when less than 5% by weight, the workability is lowered when it exceeds 40% by weight.
상기 핀홀형성용 유기섬유는 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE)으로 이루어지는 것이 바람직한데, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌은 융해점이 낮기 때문에 저온에서도 쉽게 용융되어 공간을 형성하며 모르타르 내부에서 발생하는 수증기 및 가스의 배출을 용이하게 하여 폭발을 방지할 수 있는 효과가 크기 때문이다.The pinhole-forming organic fiber is preferably made of polypropylene (PP) or polyethylene (PE). Since polypropylene or polyethylene has a low melting point, it is easily melted even at low temperatures to form a space. This is because the effect of preventing the explosion by facilitating the discharge is large.
상기 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 유기섬유의 길이는 1mm 이상이고, 최대 10mm의 길이를 갖는 바늘형상인 것이 바람직한데, 길이가 1mm 미만이면 수증기 및 가스의 배출이 용이하지 않고, 길이가 10mm를 초과하게 되면 본 발명의 내화기능을 떨어뜨리기 때문이다.The length of the organic fiber of the polypropylene or polyethylene is 1mm or more, preferably a needle shape having a maximum length of 10mm, if the length is less than 1mm is not easy to discharge steam and gas, if the length exceeds 10mm This is because the fire resistance of the present invention is impaired.
상기 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 핀홀형성용 유기섬유는 100㎛ 미만의 직경을 갖는 것이 바람직한데, 직경이 100㎛ 이상이 되면 모르타르 내부로부터 과도한 수증기 및 가스의 배출로 인하여 오히려 정밀 측정에 장애가 되고, 발명의 내화 기능을 떨어뜨리기 때문이다.The pinhole-forming organic fiber of polypropylene or polyethylene preferably has a diameter of less than 100 μm, but when the diameter is 100 μm or more, it becomes an obstacle to precision measurement due to excessive water vapor and gas discharge from the inside of the mortar. This is because it reduces the fire resistance.
본 발명은 하소내화점토 더 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 내화모르타르를 포함하는데, 하소내화점토란 점토를 가열하여 그 휘발성분의 일부 또는 전부를 제거하여 형성된 내화점토이고, 이러한 하소내화점토를 사용하게 되면 내화기능을 유지하면서도, 내화모르타르 내에서 발생하는 수증기 및 가스의 발생량을 줄여 본 발명의 방폭의 효과를 극대화할 수 있다.The present invention includes an explosion-proof refractory mortar used in a probe for measuring molten metal at high temperature, characterized in that it further comprises calcined refractory clay, and calcined refractory clay is a refractory formed by heating a clay to remove some or all of its volatile components. If the clay, and using the calcined refractory clay, while maintaining the fire resistance, it is possible to maximize the effect of the explosion-proof by reducing the amount of water vapor and gas generated in the refractory mortar.
다만, 하소내화점토는 5 ~ 40 중량% 범위로 사용하는 것이 효과적인데, 5 중량% 미만으로 사용하면 방폭가능성이 증가할 수 있고, 40 중량%을 초과하여 사용하면 모르타르의 내화도를 약화시켜 본 발명의 내화기능을 저하시킬 수 있기 때문이다.However, calcined refractory clay is effective to use in the range of 5 to 40% by weight, the use of less than 5% by weight may increase the possibility of explosion-proof, when used in excess of 40% by weight of the present invention by weakening the fire resistance of mortar This is because the fire resistance of the can be lowered.
본 발명은 해교제와 방부제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 고온의 용융 금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 내화모르타르를 포함하는데, 해교제를 사용하여 내화모르타르에 사용되는 각 성분을 용이하게 분산시키고, 방부제를 사용하여 유기물의 부패를 방지하여 발명의 효과를 극대화시키기 위함이다. 다만, 해교제와 방부제는 모두 0.001 ~ 3 중량%의 범위에서 사용하는 것이 효과적인데, 0.001 중량% 미만으로 사용시 내화모르타르의 각 원료가 용이하게 분산되지 못하여 방폭 효과 감소 및 부패가 발생할 수 있으며, 3 중량%를 초과하여 사용시 수증기 및 가스의 발생의 원인이 되고, 내화재로서의 발명의 효과가 저하되기 때문이다.The present invention includes an explosion-proof refractory mortar used for high temperature molten metal measurement probes, further comprising a peptizing agent and a preservative, wherein each of the components used in the refractory mortar is easily dispersed using a peptizing agent, This is to maximize the effect of the invention by preventing the decay of organic matter using a preservative. However, it is effective to use both peptizers and preservatives in the range of 0.001 ~ 3% by weight, when less than 0.001% by weight of each material of refractory mortar is not easily dispersed, explosion-proof effect and corruption may occur. This is because when used in excess of the weight%, it causes the generation of water vapor and gas, and the effect of the invention as a refractory material is lowered.
한편, 본 발명인 고온의 용융금속 측정용 프로브에 사용되는 방폭 내화모르타르는 시공후 상온에서 경화되는 기경성(氣硬性)을 갖게 되므로 조기강도를 필요로 하는 본 발명에 적합하다.On the other hand, explosion-proof refractory mortar used in the high temperature molten metal measuring probe of the present invention is suitable for the present invention requiring early strength since it has a hardening property at room temperature after construction.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하고자 하며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
내화골재, 무기바인더, 핀홀형성용 유기섬유의 함량, 길이, 직경 등에 따른 다양한 실시예를 표 1에 나타내었다.Table 1 shows various examples according to the content, length, diameter, etc. of the refractory aggregate, the inorganic binder, and the pinhole forming organic fibers.
[표1]Table 1
실시
예
practice
Yes
(%)Fireproof aggregate
(%)
(%)bookbinder
(%)
내화
점토calcination
Fireproof
clay
기타
Etc
비고
Remarks
Al 2 O 3
SiO 2
Na 2 SiO 3
해교제
Discourse
분산제
Dispersant
(%)content
(%)
(mm)Length
(mm)
(㎛)diameter
(Μm)
(%)content
(%)
(mm)Length
(mm)
(㎛)diameter
(Μm)
실험은 각 실시예의 성분조성을 갖는 내화모르타르가 부설된 고온용융금속 측정용 프로브를 500 내지 600 mm 깊이로 용강에 약 5 ~ 10초 동안 침지하여 실시하였다.The experiment was carried out by immersing the probe for measuring the hot molten metal with refractory mortar having the composition of each example in a molten steel at a depth of 500 to 600 mm for about 5 to 10 seconds.
표 2는 상기 표 1의 실시예에 따른 결과에 대한 평가를 나타낸 것이다.Table 2 shows the evaluation of the results according to the Example of Table 1 above.
표 2에 나타난 가스폭발흔적은 내화재의 표면에 나타나는 기포형성의 흔적을 육안으로 관찰하여 평가한 것으로서, 실시예1의 핀홀형성제가 없는 내화모르타르의 가스폭발흔적을 '매우불량'으로 평가하고 이를 기준으로 하여 각 실험재를 비교, 평가한 것이다. 표 2에서 프로브 오염도는 회수된 내화모르타르에 대하여 연소분석([C]가스분석)을 통해 평가한 것인데, 연소분석이란 채취된 시료를 산소, 염소 등 연소를 돕는 가스에 통과시키거나 그것들과 접촉시키면서 시료를 가열하여 태운 후 이때 생긴 가스(CO, CO2 등)를 여러 가지 방법으로 정량하는 분석법이다. 실시예1의 핀홀형성제가 없는 내화모르타르가 부설된 프로브의 오염도(종래예)를 '매우불량'으로 평가하고, 이를 기준으로 하여 상기 연소분석을 통하여 오염도에 대해 각 실험재를 비교, 평가하였다.The gas explosion traces shown in Table 2 were evaluated by visually observing traces of bubble formation on the surface of the refractory material. The gas explosion traces of the refractory mortar without the pinhole formers of Example 1 were evaluated as 'very poor' and based on this. Each test material was compared and evaluated. In Table 2, the probe contamination was evaluated by the combustion analysis ([C] gas analysis) on the recovered refractory mortar. The combustion analysis was performed by passing the sample taken through or in contact with a combustion assisting gas such as oxygen or chlorine. It is an analysis method that quantifies gas (CO, CO 2, etc.) generated at this time by heating and burning the sample. The pollution degree (prior example) of the probe in which the refractory mortar without the pinhole former of Example 1 was placed was evaluated as 'very poor', and the test materials were compared and evaluated for the pollution degree through the combustion analysis.
[표2][Table 2]
(물성판정 ◎ : 우수, ● : 양호, ○ : 보통, △ : 불량, × : 매우 불량)(Physical property determination ◎: Excellent, ●: Good, ○: Normal, △: Bad, ×: Very bad)
표 2의 결과를 통하여 알 수 있듯이, 핀홀형성용 유기섬유를 본 발명의 범위 내의 함량(0.001 ~ 5 %), 길이(1 ~ 10 mm), 직경(100 ㎛ 미만)으로 혼합한 경우에 가스폭발흔적과 프로브 오염도가 우수하였으나, 실시예6 및 실시예8과 같이 핀홀형성용 유기섬유가 본 발명의 범위보다 작게 되면 수증기 및 가스의 배출이 원활하지 못해 폭발이 발생하여 가스폭발흔적과 프로브오염도가 불량함을 확인할 수 있었다.As can be seen from the results in Table 2, when the organic fiber for pinhole formation is mixed in the content (0.001 ~ 5%), length (1 ~ 10 mm), diameter (less than 100 ㎛) within the scope of the present invention Although traces and probe contamination were excellent, as in Examples 6 and 8, when the organic fiber for pinhole formation was smaller than the scope of the present invention, the vapor and trace contamination were not generated because the vapor and gas were not discharged smoothly. It was confirmed that the poor.
반면에, 실시예7, 실시예9, 실시예10과 같이 핀홀형성용 유기섬유가 본 발명의 범위보다 크게 되면 수증기 및 가스의 배출이 증가하기 때문에 가스폭발흔적은 양호하였지만, 가스가 오염원으로 작용하여 프로브 오염도는 보통 이하임을 알 수 있었다.On the other hand, if the organic fiber for pinhole formation is larger than the scope of the present invention as in Example 7, Example 9 and Example 10, the gas explosion trace was good because the discharge of water vapor and gas was increased, but the gas acted as a pollution source. The probe contamination was found to be less than normal.
따라서, 핀홀형성용 유기섬유를 본 발명의 범위내로 혼합한 경우에 효과가 우수하였고, 특히, 실시예4의 하소내화점토를 적정량 혼합한 경우와 실시예5의 해교제 및 방부제를 적정량 혼합한 경우에 본 발명의 효과가 가장 우수하였음을 확인할 수 있었다.Therefore, the effect was excellent when the organic fibers for pinhole formation were mixed within the scope of the present invention, in particular, when the appropriate amount of calcined refractory clay of Example 4 was mixed with the appropriate amount of the peptizing agent and the preservative of Example 5. It was confirmed that the effect of the present invention in the most excellent.
즉, 도 4의 사진을 보면 알 수 있듯이, 도 3의 종래의 모르타르를 사용한 경우에 비하여 수증기 및 가스의 폭발 흔적이 거의 발견되지 않으며, 도 6의 사진을 보면 알 수 있듯이, 프로브의 침지 유니트 주변의 오염이 거의 없음을 확인할 수 있었다. That is, as can be seen from the photograph of FIG. 4, almost no traces of vapor and gas explosion are found compared to the case of using the conventional mortar of FIG. 3. As can be seen from the photograph of FIG. It was confirmed that almost no contamination of.
도 1은 프로브의 정면 단면도1 is a front cross-sectional view of a probe
도 2는 프로브를 수동으로 용융금속내로 침지하는 사용상태도2 is a state diagram used to manually immerse the probe into the molten metal
도 3은 종래의 모르타르에 의한 내화재 사용 후 사진.Figure 3 is a photograph after using the refractory material by the conventional mortar.
도 4는 본 발명에 따른 모르타르 내화재 사용 후 사진.Figure 4 is a photograph after using the mortar refractory material according to the present invention.
도 5는 종래의 모르타르에 의한 내화재를 사용한 프로브의 사진 5 is a photograph of a probe using a refractory material of the conventional mortar
도 6은 본 발명에 따른 내화재를 사용한 프로브 사진Figure 6 is a probe photograph using the refractory material according to the present invention
♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧♧ description of the symbols for the main parts of the drawing ♧
1. 침지 유니트1. Immersion unit
2. 원통관2. Cylinder tube
3. 내화 모르타르3. Fireproof mortar
4. 홀더4. Holder
10. 용탕10. Melt
11. 용융금속11. Molten metal
도 3 및 도 5의 기포....가스 폭발 흔적Bubbles of FIGS. 3 and 5 .. No gas explosion sign
Claims (7)
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KR1020080115076A KR101067488B1 (en) | 2008-11-19 | 2008-11-19 | Non-explosive air-setting refractory mortar for probe measuring high temperature molten metal |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020080115076A KR101067488B1 (en) | 2008-11-19 | 2008-11-19 | Non-explosive air-setting refractory mortar for probe measuring high temperature molten metal |
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KR1020080115076A KR101067488B1 (en) | 2008-11-19 | 2008-11-19 | Non-explosive air-setting refractory mortar for probe measuring high temperature molten metal |
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KR100723132B1 (en) | 2001-08-24 | 2007-05-30 | 주식회사 포스코 | Gunning refractories for trough of blast furnace |
-
2008
- 2008-11-19 KR KR1020080115076A patent/KR101067488B1/en active IP Right Grant
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JP2003226583A (en) | 2002-02-01 | 2003-08-12 | Kurosaki Harima Corp | Unshaped refractory for hot metal |
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