연속 주조 턴디쉬의 내화 라이닝

연속 주조 턴디쉬의 내화 라이닝

강철의 연속 주조(CC)에서 턴디쉬는 래들과 CC 몰드 사이에 위치한 완충 내화 라이닝 ​​용기입니다. 턴디쉬는 저수지와 배급 용기의 역할을 합니다. 수년에 걸쳐 CC 턴디쉬에는 극적인 변화가 있었습니다. 단순한 저수지 및 유통 용기에서 오늘날의 턴디시는 철강 정제 용기로 간주되며 턴디시 야금으로 알려진 철강 제조 기술 과정에서 완전히 새로운 분야가 등장했습니다. 오늘날 Tundish는 또한 액체강을 제어된 속도로 금형에 공급하고 열 및 화학적 균질화 등과 같은 특정 야금학적 기능을 수행합니다. 또한 유체 역학, 단열, 내포물과 같은 많은 품질 관련 매개변수의 지속적인 개선에 중점을 둡니다. 부상 및 제거, 수소 픽업 등

턴디쉬와 관련된 다양한 내화재에는 턴디쉬 라이닝 재료(영구 라이닝 및 작업 라이닝 모두), 댐 및 둑, 충격 패드, 흐름 제어 시스템(모노블록 스토퍼 또는 슬라이드 게이트), 턴디쉬와 금형 사이의 흐름 보호(슈라우드 또는 잠긴 진입 노즐, SEN)가 포함됩니다. ), 턴디쉬 노즐 및 시트 블록. 댐과 둑은 마그네사이트(MgO) 판 또는 알루미나(Al2O3) 벽돌로 만들어집니다. 턴디쉬에서 주형으로 액체강은 주형의 용강에 잠긴 노즐에 의해 공급됩니다. SEN은 부식 및 스폴링에 강해야 하며 노즐 막힘도 중요합니다. 알루미나 흑연 용융 실리카가 포함된 등방압 압축 SEN이 일반적으로 사용됩니다.

그림 1은 내화물과 함께 일반적인 턴디쉬를 보여줍니다.

그림 1 내화물과 함께 일반적인 턴디쉬

내화 라이닝 ​​설계 및 라이닝에 사용되는 내화물의 품질은 과열 요구 사항, 기계 속도, 초기 냉간 주행 스토퍼, 노즐 막힘, 턴디쉬 스루 등과 같은 현상과 같은 CC 기계의 작동 매개변수에 큰 영향을 미칩니다. 극한의 온도와 관련하여 턴디쉬의 내화 라이닝은 열 충격을 견디고, 열 손실을 방지하고, 산화를 방지하고, 침식 및 부식에 저항하는 동시에 액강이 원치 않는 불순물로 오염되는 것을 방지하도록 설계되어야 합니다. 긴 주조 순서, 더 빠른 턴디쉬 턴어라운드, 더 높은 캠페인 수명, 강철의 청결함, 그리고 턴디쉬 내화물이 CC 작업에서 높은 특정 비용을 구성하기 때문에 턴디쉬에 대한 내화물 선택도 중요합니다.

턴디쉬 라이닝 재료는 응고 단계에 가깝기 때문에 액강의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. Tundish 작업 라이닝은 강철과 접촉한 상태로 유지되고 침식은 액체 강철-공기 계면에서 턴디쉬의 액체 강철 레벨 변동과 함께 시작됩니다. 액체강에 존재하는 다양한 금속 산화물은 턴디쉬 내화 라이닝의 주요 부식제입니다. 주조 중 턴디시 내화물과 접촉하는 슬래그 및 턴디시 피복 분말도 침식의 원인이 됩니다. 침식의 시작점은 열 폭렬로 인해 액체 강철-공기 계면에 '머리 균열'이 형성되는 것입니다. 이러한 모발 균열을 통해 액체강 및 슬래그의 침투가 발생하고 이에 따라 침식이 발생합니다. 또한, 내화물-액체강 계면에서의 복잡한 상호작용은 개재물 형성으로 인해 강철 품질을 손상시킬 수도 있습니다. 작업 라이닝의 부식이 적어 강철에 비금속 개재물이 적게 포함됩니다.

턴디쉬의 내화 라이닝은 라이닝의 품질과 턴디쉬 슬래그의 유형에 따라 정의된 수명을 갖습니다. 내화 작업 라이닝 층과 턴디쉬 슬래그 사이의 화학 반응은 특히 높은 순서의 주조가 있는 경우에 매우 중요합니다. 턴디쉬의 내화 작업 라이닝은 열화학 부하로 인해 다양한 응력을 받습니다. 슬래그 화학물질과 슬래그 점도는 내화 라이닝의 마모에 중요한 역할을 합니다. 실제로 턴디쉬 슬래그 조성은 단일 시퀀스의 지속 시간에서도 광범위하게 변합니다. 따라서 어떤 내화성 조성물도 작업 중에 일반적으로 접하게 되는 모든 유형의 턴디쉬 슬래그에 대해 우수한 성능을 제공하지 않습니다.

턴디시 내화물 라이닝은 액강(고상선 온도가 높음)에 대한 내성, 턴디시 슬래그에 대한 내성, 낮은 열전도율(좋은 단열 특성), 우수한 안정성(주조 중 내화물의 부식 없음)을 포함하는 다양한 기능을 수행하는 것이 바람직합니다. ), 열 충격에 대한 높은 내성, 화학적 불활성, 사용 후 일회용이어야 하며 가격이 합리적입니다. 추가 턴디쉬 내화 라이닝은 낮은 산소 포텐셜, 우수한 기계적 저항, 강철에 의한 낮은 수소 픽업 및 쉬운 데스컬링을 가져야 합니다.

사용 중인 몇 가지 턴디쉬 내화 라이닝 ​​방식이 있습니다. 여기에는 (i) 벽돌 안감, (ii) 총알이 박힐 수 있는 안감, (iii) 턴디시 보드 안감, (iv) 분무 가능한 턴디쉬 안감, (v) 건식 턴디쉬 안감이 포함됩니다. 각 관행에는 작업 및 철강 품질에 미치는 영향 측면에서 장단점이 있습니다. 이러한 턴디쉬 안감 관행은 아래에 설명되어 있습니다.

벽돌 안감

  턴디쉬의 벽돌 라이닝은 1960년대 액체강 주조를 위한 CC 기술의 도입과 함께 등장했습니다. 이것은 기본적으로 턴디쉬에 대한 국자 내화 관행의 확장입니다. 이러한 유형의 안감에는 일반적으로 고알루미나 벽돌이 사용됩니다. 벽돌은 예열 후 액체 강철과 직접 접촉합니다.

이 유형의 라이닝의 장점은 액체 강철에 의한 수소 픽업 위험이 낮고, 재고가 적고, 특수 라이닝 장비에 대한 투자가 없으며, 라이닝이 씻겨 나갈 위험이 낮다는 것입니다.

벽돌 라이닝의 단점은 집중 경화, 긴 턴디쉬 준비 시간, 높은 노동 집약도, 열악한 단열, 높은 온도 손실에 기여하는 높은 열전도율, 콜드 스타트 ​​가능성 없음, 약한 조인트 존재로 인한 턴디쉬 통과 가능성, 어려운 스트리핑이 필요합니다. 사용된 안감 및 많은 수의 턴디쉬가 필요합니다.

거칠 수 있는 안감

턴디쉬의 거너블 라이닝은 벽돌 라이닝의 문제를 극복하기 위해 일본 철강 산업에서 처음 도입되었습니다. 이 방법에서는 유동화 후 올바른 조성의 건조 내화 분말을 건닝 머신을 사용하여 턴디쉬 벽에 옮기고 설치하여 모놀리식 라이닝을 얻습니다. 처음에는 알루미노 규산염 기반이었고 나중에 야금 실습을 지원하기 위해 기본 유형(마그네사이트 기반)으로 전환되었습니다. 기존의 턴디시 포격 재료는 1000도에서 1250도 사이의 낮은 강도를 갖도록 설계되었습니다.

이 기능은 백업 라이닝과 소결 영역 사이에 약한 영역을 형성하여 쉽게 디스컬링을 용이하게 합니다. Tundish gunning 재료의 많은 단점 중 하나는 gunning 재료의 성능을 저하시키는 고온에서의 수축입니다. 수축률이 높으면 작업 중 높은 응력과 그에 따른 균열 형성이 발생하는 반면 낮은 수축률은 용이한 디스컬링의 장벽이 될 수 있습니다.

이 유형의 라이닝은 모놀리식 조인트가 없는 구조와 상대적으로 향상된 데스컬링 작업을 제공하지만 건 라이닝의 고밀도 때문에 예열 시간이나 열 손실과 관련하여 얻을 수 있는 것은 거의 없습니다. 이러한 유형의 라이닝은 빠른 예열 중에 균열이 발생하고 터지는 경향이 있으므로 건성 라이닝이 있는 턴디쉬는 콜드 스타트 ​​방식을 사용할 수 없습니다.

거너블 라이닝의 장점은 액체 강철에 의한 수소 픽업의 위험이 낮고, 재고가 적으며, 조인트가 없고, 노동 집약적이며, 더 짧은 시간에 비교적 쉽게 설치하고, 제거하기가 상대적으로 덜 어렵다는 것입니다.

이러한 유형의 라이닝의 단점은 집중 경화가 필요하고,

반동 손실, 단열 불량, 콜드 스타트 ​​가능성 없음, 씻김의 높은 위험, 낮은 열 안정성, 먼지 문제, 에너지 집약도, 높은 비용, 가변 두께 적용의 어려움 및 총기 장비에 대한 투자 필요.

턴디쉬 보드 안감

연속 주조가 도입된 직후 내화물 비용을 줄이고 단열을 개선하기 위해 일부 유형의 일회용 라이닝이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 벽돌과 재래식 총포 제품은 신뢰할 수 없었고 단열재를 제공하지 않았습니다. 1970년대 중반에 저밀도, 일회용, 사전 성형 및 사전 경화 턴디쉬 보드의 도입은 우수한 단열성과 낮은 내화물 소비를 제공했습니다. 그러나 턴디시 보드 라이닝은 준비에 필요한 인력과 시간이 더 많이 소요되는 단점이 있습니다.

실리카(SiO2) 기반 보드로 된 이 라이닝은 인건비가 저렴하고 응용 기술을 쉽게 사용할 수 없는 지역에서 인기를 얻고 있습니다. 턴디쉬 보드 라이닝의 인기는 저렴한 비용, 장비 투자가 필요없고 디스컬이 용이하기 때문입니다. SiO2 기반 보드의 사용은 콜드 스타트 ​​연습만 허용합니다. 1980년대에 마그네사이트(MgO) 기반 보드는 고합금 품질 강철의 제조에서 낮은 수소 고려 사항에 필요한 핫 스타트 방식을 위한 예열 요구 사항을 충족하기 위해 도입되었습니다. SiO2계 판재는 연강재, MgO 판재는 특수강재 및 칼슘 함량이 높은 강재에 사용됩니다. 실리카가 강철에 존재하는 석회, 알루미나 및 산화철의 공격을 받는 이유입니다.

턴디쉬 보드 라이닝의 장점은 턴디시 재고 감소, 핫 스타트가 있는 보드의 경우 낮은 수소 픽업, 라이닝의 균일한 모양, 경화가 필요 없음, 우수한 절연성, 콜드 스타트 ​​가능성 및 이에 따른 에너지 절약, 용이한 디컬링, 에너지 요구량이 낮고 장비에 대한 투자가 필요 없으며 유실 위험이 적으며 작업 환경이 개선됩니다.

턴디쉬 보드 라이닝의 단점은 조인트의 존재, 모래 백킹, 콜드 스타트 ​​시 수소 픽업의 위험, 노동 집약적, 높은 재고 필요, 취급/파손 문제, 마그네사이트 기반 보드의 경우 높은 비용을 포함합니다.

스프레이 가능한 턴디쉬 안감

스프레이형 턴디쉬 라이닝은 1982년 처음 개발되어 1980년대 후반부터 널리 사용되고 있습니다. 현재 전 세계 턴디쉬의 50% 이상에서 사용되고 있습니다. 이 유형의 라이닝은 턴디쉬 보드 라이닝과 건너블 라이닝의 많은 장점을 성공적으로 결합하는 동시에 접합부, 모래 뒷면, 반발 손실, 먼지 문제 및 열악한 단열재 등과 같은 단점을 제거합니다. 라이닝의 품질은 작업자의 기술에 달려 있습니다. 스프레이 작동 및 건조 장비.

분무 가능한 턴디쉬 라이닝에서 내화 재료의 두꺼운 슬러리가 완전히 혼합되고 압축 공기로 분무한 후 턴디쉬로 운반 및 침착됩니다. 사용되는 내화 재료는 주로 MgO와 SiO2입니다. MgO 함량은 일반적으로 SiO2의 균형 백분율과 함께 70%에서 90% 범위입니다. 더 긴 연속 주조를 위해서는 더 많은 양의 MgO와 더 높은 라이닝이 필요합니다. 라이닝 작업은 로봇 적용 시스템으로 수행할 수도 있습니다.

이 라이닝은 제품을 도포하기 전에 균일한 혼합이 이루어지기 때문에 라이닝의 열 안정성 특성을 개선하고 우수한 유연성을 부여하는 데 도움이 되는 특수 화학 첨가제를 혼합할 수 있습니다. 분무된 덩어리의 화학적 결합을 위해서는 약 1000℃의 예열이 필요합니다.

스프레이 가능한 턴디쉬 라이닝은 포격 가능한 라이닝과 비교할 때 라이닝의 밀도가 낮고 라이닝 두께를 더 잘 제어할 수 있는 상당한 이점이 있습니다. 이러한 유형의 안감에서는 일반적으로 섬유 및 기타 화학 물질이 내화 물질에 추가됩니다. 라이닝은 핫 스타트 턴디쉬의 경우 예열되거나 실온으로 냉각되어 콜드 스타트 ​​턴디쉬로 사용됩니다. 라이닝 무결성은 양생하는 동안 보장되어야 하며, 이를 위해서는 온도가 100℃ 미만인 턴디쉬 영구 라이닝에 라이닝 재료의 침착이 필요합니다. 최대 30%의 물을 사용하고 호스 및 유출이 있는 습식 공정이기 때문에 -그 과정에서 산업 보건 및 안전 문제가 발생합니다.

스프레이형 턴디쉬 라이닝의 장점은 수소 따기 위험이 낮고, 조인트가 없고, 재고가 적고, 노동 집약도가 낮고, 데스컬이 용이하고, 단열 특성이 우수하고, 냉간 시동 가능성이 있고, 라이닝 두께를 제어할 수 있다는 장점이 있습니다.

라이닝의 단점은 설비투자가 필요하고 집중양생이 필요하며 물빠짐의 위험이 보통입니다.

건식 턴디쉬 안감

건식 턴디쉬 라이닝은 분무 가능한 턴디쉬 라이닝과 동시에 개발되었습니다. 그러나 페놀 수지 분말의 높은 가격과 관련 건강 및 안전 문제로 인해 소수의 철강 공장에서만 건조한 턴디쉬 라이닝이 사용되었습니다. 최근에 수지가 없는 바인더 시스템(규산나트륨 바인더 또는 포도당 바인더)은 건강 및 안전 문제를 제거했으며 2세대 건식 턴디쉬 제품이 도입되어 턴디쉬 준비 시간이 크게 단축되었습니다.

건식 턴디시 라이닝 공정은 건조 분말 형태로 적용되며 물을 첨가할 필요가 없기 때문에 다른 라이닝 공정과 다릅니다. 일반적으로 이 안감은 수지 결합을 사용합니다. 소량의 열을 가하면 첨가된 수지가 활성화됩니다. 라이닝 성형은 포머를 이용하여 퍼머넌트 라이닝과 포머 사이의 틈새에 건조분말을 투입하여 진행한다. 이 덩어리를 약 300℃에서 24시간 동안 건조하여 강도를 부여하는 수지의 중합을 발달시키려면 특별한 건조 장치가 필요합니다. 수지의 활성화를 위해서는 약 400℃의 뜨거운 공기가 필요합니다.

건조 분말의 진동 필요성은 사용되는 제품에 따라 다릅니다. 건식 턴디쉬 라이닝은 밀도가 높기 때문에 상대적으로 단열성이 낮습니다. 설치를 위해 턴디쉬 베이의 크레인 서비스가 필요합니다. 드라이 라이닝의 경우 물을 사용하지 않아 퍼머넌트 턴디쉬 라이닝에 직접 접착이 되지 않습니다. 이것은 우수한 데스컬링에 도움이 되고 턴디쉬 라이닝의 수명을 연장합니다.

건식 턴디쉬 라이닝의 한 가지 장점은 적용에 물이 필요하지 않기 때문에 강철에서 느린 수소 픽업을 보장한다는 것입니다. 스프레이 가능한 턴디쉬 라이닝의 1.8~2.4ppm에 비해 수소 픽업은 약 0.7~0.9ppm으로 보고됩니다. 건식 라이닝의 매끄러운 마감과 라이닝 형상을 일관되게 재현할 수 있는 능력은 강철 품질을 개선하고 내식성을 개선하여 시퀀스 길이를 늘릴 수 있는 가능성을 제공합니다. 이러한 유형의 제품은 자유롭게 흐르는 분말이므로 설치 장비가 비교적 간단하고 유지 관리가 쉽습니다. 건식 안감의 다른 장점은 일체형 안감, 재고 감소, 노동 집약도 감소, 턴디쉬 준비 시간 단축, 씻김 위험 감소, 영구 안감에 직접 접착이 없기 때문에 디스컬이 용이함, 환경 친화적인 적용, 긴 순서의 가능성, 쉽고 빠른 설치가 가능합니다.

라이닝의 단점은 높은 투자가 필요하고 단열이 낮고 샵 크레인에 대한 의존도가 있다는 것입니다.