제강 설비의 단열체 적용을 위한 경량 골재 제조 방법
Lightweight aggregate for the application of insulation in steelmaking facilities and the manufacturing method thereof
특허 요약
본 발명의 일 실시예는 레들 및 턴디시 등의 제강 설비의 내화물로 사용할 수 있도록, 낮은 열팽창률 및 낮은 열전도율의 우수한 열적 특성과 낮은 밀도 및 높은 강도를 가지는 제강 설비의 단열체 적용을 위한 부정형 경량 골재를 1회의 열처리를 통하여 제조할 수 있도록 하는 경량 골재 제조 방법을 제공한다.
청구항
번호청구항
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제1항에 있어서,상기 원료물질을 제조하는 단계의 상기 시멘트는 CA(CaOㆍAl2O3), CA2(CaOㆍ2Al2O3), 또는 C12A7(12CaOㆍ7Al2O3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 첨가하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서,상기 원료물질을 제조하는 단계의 상기 칼슘 전구체는 CaO, CaCO3, Ca(OH)2, 또는 Ca(NO3)2・4H2O로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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칼슘 전구체, 알루미늄 전구체 및 시멘트를 포함하는 시작물질을 혼합하여 원료물질을 제조하는 단계;상기 원료물질을 수화반응시켜 수화물을 생성하는 수화 단계; 및상기 수화물을 수득하여 판상 구조의 CA6(CaOㆍ6Al2O3)로 전환되는 온도에서 열처리하는 열처리 단계를 포함하여 구성되고,상기 열처리 단계는, CA6로 전환되는 CA2(CaOㆍ2Al2O3)의 양을 늘리기 위해, 1,050 ℃ 내지 1,150℃에서 1.5 내지 2.5 시간 유지한 후, 5 내지 15℃/min의 승온 속도로 승온을 시작하여 1,500℃ 이상의 온도에서 15 시간 이상 유지하는 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서,상기 원료물질을 제조하는 단계의 상기 알루미늄 전구체는 Al2O3, Al(OH)3, AlO(OH), 또는 Al(NO3)3・9H2O로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서,상기 원료물질의 혼합비율은 칼슘 전구체, 알루미늄 전구체 및 시멘트에 함유된 칼슘 대 알루미늄 비율을 1: 4 내지 8로 함으로써 열처리 후 함유된 CA6의 분율을 최대화하는 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서,상기 원료물질을 제조하는 단계의 상기 시작물질들의 서로의 크기는 0.5㎛ 내지 30㎛ 범위 이내인 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서,상기 원료물질을 제조하는 단계에서 상기 시작물질은, 녹는점을 낮추어 상기 판상 구조의 CA6의 전환을 촉진시키기 위한 촉매로서 AlF3를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서,상기 수화 단계 이전에 상기 원료물질을 건식 밀링하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 열처리 단계는,1,500℃ 이상의 온도에서 15시간 이상 수행되는 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서, 상기 열처리 단계는,상기 승온 중 소결(sintering)을 방지하기 위해 소결이 일어나는 1,350℃ 에서 1,450 ℃에 머무는 시간을 10분 미만이 되도록 승온을 수행하는 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.

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제1항에 있어서,상기 열처리 단계 이전에 상기 수화 단계에서 생성된 수화물을 회수한 후 100 내지 120 ℃에서 20 내지 28 시간 건조하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 경량 골재 제조 방법.