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KR101382648B1 - Stopper refractory for continuous casting and manufacturing method thereof using the same - Google Patents

Stopper refractory for continuous casting and manufacturing method thereof using the same Download PDF

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KR101382648B1
KR101382648B1 KR1020120060511A KR20120060511A KR101382648B1 KR 101382648 B1 KR101382648 B1 KR 101382648B1 KR 1020120060511 A KR1020120060511 A KR 1020120060511A KR 20120060511 A KR20120060511 A KR 20120060511A KR 101382648 B1 KR101382648 B1 KR 101382648B1
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조문규
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재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 연속주조용 스토퍼 내화물 및 스토퍼 제조방법에 관한 것으로, 탄소(C): 10~20 중량 퍼센트, 지르코늄 디보라이드(ZrB2): 1~5 중량 퍼센트, 및 잔부는 지르코니아로 구성되는 연속주조용 스토퍼 내화물 및 이를 이용한 스토퍼 제조방법이 제공된다.The present invention relates to a method for producing a stopper refractory and a stopper for continuous casting, carbon (C): 10 to 20% by weight, zirconium diboride (ZrB 2 ): 1 to 5% by weight, and the balance is composed of zirconia A rough stopper refractory material and a stopper manufacturing method using the same are provided.

Description

연속주조용 스토퍼 내화물 및 스토퍼 제조방법{STOPPER REFRACTORY FOR CONTINUOUS CASTING AND MANUFACTURING METHOD THEREOF USING THE SAME}Stopper Refractory and Stopper Manufacturing Method for Continuous Casting {STOPPER REFRACTORY FOR CONTINUOUS CASTING AND MANUFACTURING METHOD THEREOF USING THE SAME}

본 발명은 연속주조용 스토퍼 내화물 및 스토퍼 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주성분이 지르코니아이고 첨가 성분의 함량을 조절하여 마모 저항성 및 화학적 침식에 대한 내식성을 향상시키는 연속주조용 스토퍼 내화물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous casting stopper refractories and stopper manufacturing method, more specifically, the main component is a zirconia and the continuous casting stopper refractory for the production and control thereof to improve the corrosion resistance to abrasion resistance and chemical erosion by adjusting the content of the additive component It is about a method.

일반적으로 연속주조 장치에 사용되는 턴디쉬(10)는 그 바닥에 형성된 용강 배출구와 연결된 침지 노즐(40)을 통해 용강(30)을 주형으로 배출시키는 역할을 수행한다. In general, the tundish 10 used in the continuous casting device serves to discharge the molten steel 30 to the mold through the immersion nozzle 40 connected to the molten steel outlet formed on the bottom.

도 1은 종래 기술에 따른 스토퍼(20) 시스템을 도시한 단면도인데, 턴디쉬(10)에서 몰드(미도시)로의 용강(30) 공급은 침지 노즐(40)을 통해 이루어지며, 스토퍼(20)가 상, 하로 이동함에 따라 몰드로 유입되는 용강(30)의 양이 조절된다. 이때, 상기 스토퍼(20)의 단부에는 헤드부(25)가 형성되어 있다. 1 is a cross-sectional view showing a stopper 20 system according to the prior art, the molten steel 30 from the tundish 10 to the mold (not shown) is made through the immersion nozzle 40, the stopper 20 The amount of molten steel 30 introduced into the mold is adjusted as it moves up and down. At this time, the head portion 25 is formed at the end of the stopper 20.

상기 스토퍼(20)는 용강(30) 유량을 정밀 제어하는 내화물로서 헤드부(25)는 고온의 용강(30)이 고속으로 흐르므로 용강(30)에 의한 마모가 심하다. 또한, Mn, Si, O 등의 농도가 높은 고산소강의 경우는 상기 Mn, Si, O등이 내화물과 반응함으로써 화학적인 손상이 진행된. 일본공개특허 제2004-17136호에서는 고산소강과 같은 특수강에 대해 충분한 내용성을 가지는 슬라이딩 노즐용 플레이트 내화물을 제시하였고, 일본공개특허 제2002-047635호에서는 산소 농도가 높은 쾌삭강 주조용에 이용할 수 있는 내용성을 가지는 내화물로서, 마그네시아와 산화 지르코늄으로 구성되는 마그네시아질 내화물을 제시하였고, 일본특허 제1996-06183호에서는 용강 중의 산소에 의한 내화물 중의 탄소 산화에 기인한 손상을 방지하기 위해서 용강과 접하는 계면에 다공질 내화물을 사용하는 것을 제시한 바 있다. The stopper 20 is a refractory for precisely controlling the flow rate of the molten steel 30, and the head portion 25 has high wear resistance by the molten steel 30 because the hot molten steel 30 flows at a high speed. In addition, in the case of high oxygen steels having high concentrations of Mn, Si, O, etc., the chemical damage is advanced by the reaction of Mn, Si, O, etc. with the refractory. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-17136 proposes a refractory plate for sliding nozzles with sufficient solvent resistance for special steels such as high-oxygen steel, and Japanese Laid-Open Patent No. 2002-047635 can be used for casting free cutting steel with high oxygen concentration. As a refractory having a solvent resistance, a magnesia refractories composed of magnesia and zirconium oxide have been proposed, and Japanese Patent No. 1996-06183 discloses an interface in contact with molten steel in order to prevent damage caused by carbon oxidation in refractory by oxygen in molten steel. The use of porous refractory has been suggested.

상기의 일본 특허들의 경우는 고산소강에 존재하는 과량의 용존 산소에 의해 내화물 중 탄소가 산화되면서 생성되는 탈탄층이 용강에 의해 마모 손상되는 것을 주요한 수명 단축 요인으로 파악하였으며, 이러한 손상을 방지하기 위해서 내화물 중의 탄소 함유량을 낮추거나 탄소의 산화를 저감하기 위한 산화 방지제를 배합하였다.    In the case of the Japanese patents described above, the decarburized layer produced by oxidizing carbon in the refractory by excessive dissolved oxygen present in high oxygen steel was identified as a major shortening factor for wear damage caused by molten steel. An antioxidant for lowering the carbon content in the refractory or reducing the oxidation of carbon was blended.

그러나, 고산소강 중에 산소함유량이 수백 ppm으로 높고, Mn, Si 등 함유량이 높은 조건에서는 내화물 표면에서 용강과 내화물 중 C와의 반응에 의해 CO(g)가 생성되거나, Ar(g)의 취입, 내화물로의 열전달 등에 의해 내화물과 용강간의 계면온도가 국부적으로 낮아지면서 MnO-FeO-SiO2 등의 조성을 가진 저융점 개재물들이 계면 근처에 다량으로 석출된다. However, under conditions of high oxygen content of several hundred ppm and high content of Mn, Si, etc. in high-oxygen steel, CO (g) is generated by reaction between molten steel and C in the refractory, or blown and refractory of Ar (g). As the interfacial temperature between the refractory and the molten steel is locally lowered due to heat transfer to the furnace, low melting point inclusions having a composition of MnO-FeO-SiO 2, etc., are precipitated in the vicinity of the interface.

탄소 함유량이 낮은 내화물의 경우 용강과의 반응에 의해 내화물 중의 탄소가 소실되면 용강과의 계면에는 다수의 기공들과 산화물 원료 입자가 잔류한다. 따라서 계면 근처에서 생성된 저융점 개재물들은 이들 산화물 원료 입자와 반응함으로써 화학적 침식이 현저하게 증가하게 되는 문제점을 발생시킨다.In the case of the refractory having a low carbon content, when carbon in the refractory is lost by the reaction with molten steel, a large number of pores and oxide raw material particles remain at the interface with the molten steel. Therefore, the low melting point inclusions generated near the interface react with these oxide raw particles, causing a problem that the chemical erosion is significantly increased.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 고산소강의 연속주조 공정에서 장시간 사용이 가능한 연속주조용 스토퍼 내화물 및 스토퍼 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention for solving the above problems is to provide a continuous casting stopper refractory and stopper manufacturing method that can be used for a long time in the continuous casting process of high oxygen steel.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 탄소(C): 10~20중량 퍼센트, 지르코늄 디보라이드(ZrB2): 1~5중량 퍼센트, 및 잔부는 지르코니아로 구성되는 연속주조용 스토퍼 내화물이 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, a continuous casting stopper refractory material comprising carbon (C): 10 to 20 weight percent, zirconium diboride (ZrB 2 ): 1 to 5 weight percent, and the balance consisting of zirconia may be provided. Can be.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서의 상기 내화물은 2 중량 퍼센트 이하의 알루미늄(Al)을 포함할 수 있으며, 상기 조성물에 의해 제조된 연속주조용 스토퍼가 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the present invention, the refractory may comprise up to 2 weight percent aluminum (Al), and a continuous casting stopper prepared by the composition may be provided.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서는 탄소(C): 10~20 중량 퍼센트, 지르코늄 디보라이드(ZrB2): 1~5 중량 퍼센트, 및 잔부는 지르코니아로 구성되는 분말을 페놀수지와 혼합하여 성형용 배토를 제조하는 단계; 상기 배토를 몰드에 함입하고 가압하여 성형체를 제조하는 단계; 상기 성형체를 건조하여 용매를 증발시키는 단계; 상기 페놀수지를 열분해하는 단계; 및 페놀수지가 열분해된 시편을 환원 분위기에서 열처리하는 단계; 를 포함하는 연속주조용 스토퍼 제조방법이 제공될 수 있다.In one or more embodiments of the invention, carbon (C): 10 to 20% by weight, zirconium diboride (ZrB 2 ): 1 to 5% by weight, and the balance is formed by mixing a powder consisting of zirconia with a phenol resin Preparing a dragon clay; Manufacturing a molded body by injecting and pressing the clay into a mold; Drying the molded body to evaporate the solvent; Pyrolyzing the phenol resin; And heat treating the phenol resin pyrolyzed in a reducing atmosphere. A continuous casting stopper manufacturing method comprising a may be provided.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시예에서 열분해는 800~1000℃의 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하고, 환원 분위기는 코크스 분말에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.In one or more embodiments of the present invention, the pyrolysis is characterized in that it is made in the range of 800 ~ 1000 ℃, the reducing atmosphere is characterized in that made by coke powder.

본 발명의 실시예에 따르면 경우 고산소강의 연속주조 공정에서 장시간 사용이 가능한 연속주조용 스토퍼 내화물을 제공함으로써 연속주조 조업의 생산성을 향상하는데 기여할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by providing a continuous casting stopper refractory that can be used for a long time in the continuous casting process of high oxygen steel can contribute to improving the productivity of the continuous casting operation.

도 1은 종래 기술에 따른 스토퍼 시스템의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내화물과 개재물을 반응시험한 시편의 단면사진이다.
도 3은 비교예에 따른 내화물과 개재물을 반응시험한 시편의 단면 사진이다.
1 is a cross-sectional view of a stopper system according to the prior art.
2 is a cross-sectional photograph of a test piece of the reaction test of the refractory and inclusions according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional photograph of a test piece of the reaction test of the refractory and inclusions according to the comparative example.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

일반적으로 Mn, Si, O 등의 농도가 높은 고산소강의 연속주조 공정에 사용되는 스토퍼(20)는 용강(30) 유속이 빠른 헤드부(25)의 손상이 사용수명을 좌우한다. 고산소강에 의한 스토퍼(20)의 손상은 용강(30)중 산소에 의한 내화물의 탄소 소실, 용강(30) 유동에 의한 마모가 주요 원인이다. 그러나, 고산소강의 산소농도가 수백 ppm으로 증가하고, 다양한 특성 부여를 위해 첨가하는 Mn, Si 등이 함유되는 조건에서는 스토퍼(20)와 용강(30)과의 계면 근처에 MnO-FeO-SiO2 등의 조성을 가진 저융점 물질이 생성될 수 있으며, 이들에 의해 내화물의 화학적 손상이 진행될 수 있다. In general, the stopper 20 used in the continuous casting process of high-oxygen steel having a high concentration of Mn, Si, O, etc., is damaged by the head 25 having a high flow rate of molten steel 30, which determines the service life. Damage of the stopper 20 due to high oxygen steel is mainly caused by carbon loss of refractory material by oxygen in the molten steel 30 and abrasion due to the flow of the molten steel 30. However, the oxygen concentration of the high oxygen steel increases to several hundred ppm, and MnO-FeO-SiO 2 near the interface between the stopper 20 and the molten steel 30 under conditions containing Mn, Si, etc. added for various properties. Low melting point materials having a composition such as can be produced, and these can cause chemical damage of the refractory.

본 발명에 따른 실시예에서는 상기 MnO-FeO-SiO2의 저융점 개재물과 내화물과의 반응을 억제하여 스토퍼(20)의 화학적 손상을 방지할 수 있는 연속주조용 스토퍼 내화물 및 이를 이용한 스토퍼(20)가 제공된다.In the embodiment according to the present invention by inhibiting the reaction between the low melting point inclusions and the refractory of the MnO-FeO-SiO 2 stopper refractory for continuous casting that can prevent chemical damage of the stopper 20 and the stopper 20 using the same Is provided.

상기 스토퍼(20)의 내화물 중에 존재하는 탄소는 국부적으로 부착되는 MnO-FeO-SiO2계 개재물과 반응하여 하기 반응식(1)에서와 같이 Fe, Mn 성분 등으로 환원시키는 작용을 한다. 따라서 상기 반응 후에 잔류하는 개재물은 SiO2함량이 높은 조성으로 변화하여 내화물에 대한 화학적 침식이 상대적으로 낮아진다.
The carbon present in the refractory of the stopper 20 reacts with locally attached MnO—FeO—SiO 2 -based inclusions to reduce the Fe, Mn component and the like as shown in the following Reaction Formula (1). Therefore, the inclusions remaining after the reaction are changed to a composition having a high SiO 2 content so that the chemical erosion of the refractory is relatively low.

(Mn, Fe, O)inclusion + Cstopper --> CO(g) + (Mn)melt + (Fe)melt ---------(1)
(Mn, Fe, O) inclusion + C stopper- > CO (g) + (Mn) melt + (Fe) melt --------- (1)

상기와 같이 화학적 침식을 억제하기 위해서는 스토퍼 내화물 중의 탄소 함유량이 10~20 중량%를 유지해야 한다. 만약, 탄소 함유량이 20 중량% 보다 많으면 용강(30) 유동에 의한 마모가 증대되므로 바람직하지 않다. 즉, 탄소는 내마모성이 약한데, 매트릭스(matrix) 내의 탄소량이 20중량%를 초과하게 되면 용강의 속도가 빠르지 않더라도 쉽게 마모가 될 수 있고, 탄소량이 10 중량%보다 작으면 저융점 개재물에 대한 환원 작용 효과가 작으므로 화학적 침식이 증대되므로 본 발명에 따른 실시예에서의 탄소 함량은 상기 범위로 제한한다.In order to suppress chemical erosion as described above, the carbon content in the stopper refractory should be maintained at 10 to 20% by weight. If the carbon content is more than 20% by weight, wear due to the flow of molten steel 30 is increased, which is not preferable. In other words, carbon is weak in wear resistance. If the carbon content in the matrix exceeds 20% by weight, it can be easily worn even if the molten steel is not fast. If the carbon content is less than 10% by weight, the reduction to low melting point inclusions is reduced. Since the effect is small, the chemical erosion is increased, so the carbon content in the embodiment according to the present invention is limited to the above range.

또한, 본 발명에 따른 실시예에서는 용강(30)유동에 의한 내화물의 마모를 저감하기 위하여 경도가 높은 지르코늄 디보라이드(ZrB2)를 첨가한다. 상기 지르코늄 디보라이드(ZrB2)는 산소분압이 높은 조건에서 분해하여 산화붕소(B2O3)를 형성하고, 상기 B2O3는 내화물 구성 원료와 반응하여 저융점화를 촉진시킨다. 이때, 상기 산화붕소의 형성을 위한 반응식은 하기 식(2)와 같다.
In addition, in the embodiment according to the present invention, zirconium diboride (ZrB 2 ) having a high hardness is added to reduce wear of the refractory due to the flow of molten steel 30. The zirconium diboride (ZrB 2 ) decomposes under high oxygen partial pressure to form boron oxide (B 2 O 3 ), and the B 2 O 3 reacts with the refractory constituent raw material to promote low melting point. At this time, the reaction formula for the formation of boron oxide is as shown in the following formula (2).

ZrB2 + 5/2O2 --> B2O3 + ZrO2 ---------------(2)
ZrB 2 + 5 / 2O 2- > B 2 O 3 + ZrO 2 --------------- (2)

이때, 상기 지르코늄 디보라이드(ZrB2)는 1~5중량%를 첨가하는데, 만약 그 함량이 1중량%보다 작으면 마모 저감 효과가 없고, 5 중량%보다 많으면 산소 분압이 높은 조건에서 생성되는 산화붕소(B2O3)에 의해 저융점 물질 생성이 활발해지므로 화학적 손상이 증대되므로 본 발명에 따른 실시예에서의 지르코늄 디보라이드의 함량은 상기 범위로 제한한다.At this time, the zirconium diboride (ZrB 2 ) is added 1 to 5% by weight, if the content is less than 1% by weight does not have a wear reduction effect, if more than 5% by weight of the oxidation produced under high oxygen partial pressure conditions Since boron (B 2 O 3 ) is active in the production of low melting point material is increased chemical damage, so the content of zirconium diboride in the embodiment according to the present invention is limited to the above range.

또한, 본 발명에 따른 실시예의 스토퍼 내화물은 알루미늄(Al)을 더 포함할 수 있는데, 이는 강의 연속주조시 용강(30) 속에 존재하는 산소를 제거하여 탄소(흑연)의 산화를 방지하기 위하여 첨가된다. 즉, 상기 알루미늄은 탈산제의 기능을 한다. 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 실시예에서는 알루미늄을 2 중량% 이하로 첨가하는데, 만약 2중량% 보다 많은 양을 첨가하면 고온에서 알루미늄이 부피가 팽창하면서 스피넬(spinel)로 변하여 내부에 균열이 발생될 수 있으므로 본 발명에 따른 실시예에서는 알루미늄의 함량을 2 중량% 이하로 제한한다.In addition, the stopper refractory of the embodiment according to the present invention may further include aluminum (Al), which is added to remove the oxygen present in the molten steel 30 during continuous casting of the steel to prevent oxidation of carbon (graphite). . In other words, the aluminum functions as a deoxidizer. In order to achieve the above object, in the embodiment according to the present invention, aluminum is added in an amount of 2% by weight or less. In this embodiment according to the present invention, so that the content of aluminum is limited to 2% by weight or less.

도 2는 본 발명에 따른 실시예로 탄소 함량이 13 중량%인 내화물(R)과 MnO-FeO-SiO2의 조성을 가진 개재물과 반응시험한 시편의 단면사진이고, 도 3은 비교예로 탄소 함량이 4 중량%인 내화물(R)과 MnO-FeO-SiO2 등의 조성을 가진 개재물과 반응시험한 시편의 단면사진이다. FIG. 2 is a cross-sectional photograph of a specimen subjected to a reaction test with inclusions having a composition of refractory (R) and MnO-FeO-SiO 2 having a carbon content of 13 wt% according to the present invention, and FIG. 3 is a carbon content as a comparative example. This is a cross-sectional photograph of the specimens tested for reaction with inclusions having a composition of 4 wt% refractory (R) and MnO-FeO-SiO 2 .

도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼 내화물 중 탄소 함량이 낮은 경우에는 개재물과의 반응층(A')이 두텁게 형성되고, 크고 작은 기포(P)가 다수 형성되며, 상기 내화물과 개재물과의 반응에 의해 금속 액적(metal droplet, M')이 상기 반응층 상에 형성되는 반면, 본 발명에 따른 실시예의 내화물(R)은 도 2에 도시된 바와 같이, 개재물이 환원되면서 생성되는 금속 액적(metal droplet)(M)이 계면에 존재하며 반응층(A)이 거의 확인되지 않았다. As shown in FIG. 3, when the carbon content of the stopper refractory is low, the reaction layer A ′ with the inclusions is thickly formed, and large and small bubbles P are formed, and the reaction between the refractory and the inclusions is performed. Whereas metal droplet (M ') is formed on the reaction layer, the refractory (R) of the embodiment according to the present invention is a metal droplet (metal droplet) generated as the inclusions are reduced, as shown in FIG. (M) is present at the interface, and the reaction layer (A) is hardly confirmed.

본 발명에 따른 실시예에서의 스토퍼 조성물은 잔류하는 개재물과 내화물 구성원료간의 반응을 고려할 때, SiO2 등과 반응성이 높은 알루미나, 스피넬, 마그네시아 보다는 반응물의 융점이 비교적 높은 지르코니아 원료가 적합하다.
The stopper composition in the embodiment according to the present invention is suitable for a zirconia raw material having a relatively higher melting point of the reactants than alumina, spinel, and magnesia, which are highly reactive with SiO 2 and the like, considering the reaction between the remaining inclusions and the refractory component.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.

먼저, CaO로 상 안정화한 순도 99%의 지르코니아, 탄소(인상 흑연), 지르코늄 디보라이드(ZrB2) 분말을 바인더(binder)인 페놀수지와 혼합하여 성형용 배토를 제조하였다. 지르코니아 원료는 1mm 이하의 크기를 가지는 것을 사용하였으며, 페놀수지는 내화물 성형에 사용하는 강남화성사의 CERABOND CB-8060을 사용하였다. 상기 성형용 배토를 몰드에 함입하고 일축 가압하여 성형체를 제조하였다. 상기 제조된 성형체를 200℃의 오븐에 넣고 12시간 건조하여 용매(solvent)를 증발시키고, 상기 페놀수지는 500~600℃에서 열분해가 일어나므로 800~1000℃에서 3시간 동안 유지하여 페놀수지를 분해한 후, 코크스(coke)분말 내로 시편을 함입하여 환원 분위기로 열처리하여 시험시편을 준비하였다.First, zirconia, carbon (phosphorite graphite), and zirconium diboride (ZrB 2 ) powder having a purity of 99% that was phase stabilized with CaO was mixed with a phenol resin as a binder to prepare a molding clay. Zirconia raw materials were used having a size of 1mm or less, and phenol resin was used CERABOND CB-8060 of Gangnam Hwaseong Fort. The molded clay was embedded in a mold and uniaxially pressurized to form a molded body. The prepared molded product was put in an oven at 200 ° C. and dried for 12 hours to evaporate the solvent. Since the phenol resin is pyrolyzed at 500 to 600 ° C., the phenol resin is maintained at 800 to 1000 ° C. for 3 hours. After that, the test specimen was prepared by incorporating the specimen into a coke powder and heat-treating it in a reducing atmosphere.

제조한 시편의 마모특성은 숏 블라스트(shot blast) 방법으로 평가하였다. 이때, 블라스트(Blast) 분말은 평균입경 2mm의 SiC를 이용하였으며, 분사압력은 4bar, 상온에서 진행하였다. 1분간 분사한 후, 마모양을 측정하였다.Wear characteristics of the prepared specimens were evaluated by a shot blast method. At this time, the blast (Blast) powder using SiC having an average particle diameter of 2mm, the injection pressure was carried out at 4bar, room temperature. After spraying for 1 minute, the amount of wear was measured.

그리고, MnO-FeO-SiO2계 개재물과의 반응시험은 회전침식시험기를 이용하였다. 시험용 시편을 가공한 후, 침식시험기 내부에 시공하였다. The reaction test with the MnO-FeO-SiO 2 -based inclusions used a rotary erosion tester. After the test specimen was processed, it was constructed inside the erosion tester.

이후, 고산소강 중에 존재하는 저융점 개재물 조성과 유사한 MnO: 60%, SiO2: 25%, FeO: 10%, MnS: 5%의 조성을 갖는 시약을 혼합하여 준비하였다. 1500℃로 유지된 침식기에 준비한 혼합 분말을 투입한 후 30분간 유지하고, 잔류물을 배제하는 과정을 5회 반복하였다. 상기 잔류물은 반응에 의해 생성되는 내부에 존재하는 혼합 분말 멜트(melt)로, 상기 잔류물의 배제 과정을 반복하는 이유는 플럭스(flux)의 성분이 변경되어 제대로 침식되지 않을 수 있으므로 새로운 플럭스를 투입하기 위함이다. 침식기를 냉각한 후, 시공한 시편들을 해체하였으며, 시편의 중앙선을 따라 절단하여 침식된 두께를 측정하였다. Thereafter, a reagent having a composition of MnO: 60%, SiO 2 : 25%, FeO: 10%, MnS: 5% similar to the low melting point inclusion composition present in the high oxygen steel was prepared by mixing. After the prepared powder was added to the erosion machine maintained at 1500 ° C. and maintained for 30 minutes, the process of excluding the residue was repeated five times. The residue is a mixed powder melt present inside the reaction, and the reason for repeating the exclusion process is to introduce a new flux because the components of the flux may be changed and may not be eroded properly. To do this. After cooling the erosion machine, the constructed specimens were dismantled and cut along the centerline of the specimen to measure the eroded thickness.

표 1에 시편 제조조건과 시험결과를 정리하였다. 비교예의 경우 마모량이나 화학적 침식량이 크게 나타났으나, 실시예의 경우 마모 저항성과 화학적 침식에 대한 내식성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 비교예 2의 경우에는 탄소(흑연)의 함량이 30중량%로 마모량 및 침식 두께가 매우 큰 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 3에서와 같이 탄소의 함량은 본 발명의 실시예와 동일하나 지르코늄 디보라이드를 첨가하지 않음으로써 마모량이 매우 커진 것을 확인할 수 있다.
Table 1 summarizes the specimen manufacturing conditions and test results. In the comparative example, the amount of wear and chemical erosion were large, but in the case of the example, it was found that the wear resistance and the corrosion resistance to chemical erosion were excellent. In particular, in the case of Comparative Example 2 it can be seen that the content of carbon (graphite) is 30% by weight, the wear amount and erosion thickness is very large. In addition, as in Comparative Example 3, the content of carbon is the same as in the embodiment of the present invention, but it can be confirmed that the amount of wear is very large by not adding zirconium diboride.

시편 제조조건 및 시험결과Specimen preparation conditions and test results 원료 배합비Raw material compounding ratio 시편 특성Specimen Characteristic 탄소 함량(%)Carbon content (%) ZrB2 함량(%)ZrB 2 content (%) 마모량(%)% Wear 침식두께 (mm)Erosion Thickness (mm) 비교예Comparative Example 1One 55 22 2121 7.57.5 22 3030 22 6565 8.98.9 33 1515 00 5252 4.34.3 44 1515 1010 1010 12.812.8 실시예Example 55 1515 22 2222 3.83.8 66 1515 33 2020 4.14.1

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.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, You will understand.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (7)

탄소(C): 10 초과~20이하 중량 퍼센트, 지르코늄 디보라이드(ZrB2): 1~5 중량 퍼센트, 및 잔부는 지르코니아로 구성되는 연속주조용 스토퍼 내화물.Carbon (C): greater than 10 to 20 weight percent, zirconium diboride (ZrB 2 ): 1 to 5 weight percent, and the remainder is a continuous casting stopper refractory consisting of zirconia. 제1항에 있어서,
상기 내화물은 2 중량 퍼센트 이하(0 중량 퍼센트를 포함하지 않음)의 알루미늄(Al)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 스토퍼 내화물.
The method of claim 1,
And the refractory includes not more than 2 weight percent (not including 0 weight percent) of aluminum (Al).
탄소(C): 10초과~20이하 중량 퍼센트, 지르코늄 디보라이드(ZrB2): 1~5 중량 퍼센트, 및 잔부는 지르코니아로 구성되는 분말을 페놀수지와 혼합하여 성형용 배토를 제조하는 단계;
상기 배토를 몰드에 함입하고 가압하여 성형체를 제조하는 단계;
상기 성형체를 건조하여 용매를 증발시키는 단계;
상기 페놀수지를 열분해하는 단계; 및
페놀수지가 열분해된 시편을 환원 분위기에서 열처리하는 단계;
를 포함하는 연속주조용 스토퍼 제조방법.
Carbon (C): more than 10 to 20 weight percent, zirconium diboride (ZrB 2 ): 1 to 5 weight percent, and the balance by mixing a powder composed of zirconia with a phenol resin to prepare a molding clay;
Manufacturing a molded body by injecting and pressing the clay into a mold;
Drying the molded body to evaporate the solvent;
Pyrolyzing the phenol resin; And
Heat-treating the phenol resin pyrolyzed in a reducing atmosphere;
Continuous casting stopper manufacturing method comprising a.
제3항에 있어서,
상기 열분해는 800~1000℃의 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속주조용 스토퍼 제조방법.
The method of claim 3,
The pyrolysis is a continuous casting stopper manufacturing method, characterized in that made in the range of 800 ~ 1000 ℃.
제3항에 있어서,
상기 환원 분위기는 코크스 분말에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 연속주조용 스토퍼 제조방법.
The method of claim 3,
The reducing atmosphere is a continuous casting stopper manufacturing method characterized in that made of coke powder.
제3항에 있어서,
상기 분말은,
2 중량 퍼센트 이하(0 중량 퍼센트를 포함하지 않음)의 알루미늄(Al)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 스토퍼 제조방법.
The method of claim 3,
The powder is,
A method for producing a continuous casting stopper, comprising aluminum (Al) of 2 weight percent or less (not including 0 weight percent).
제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 항의 조성물에 의해 제조된 연속주조용 스토퍼.A continuous casting stopper produced by the composition of claim 1.
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