Jack Xing, YK Chanshine 기술 영업 이사 · 게시일: 2026년 10월 29일 · 읽는 시간 12분
간단히 답하면: 고순도 MgO 건식 진동 충전재(MgO 85%~92%)는 용존 알루미늄 및 망간과 접촉해도 안정성을 유지합니다. 실리카 보드는 그렇지 않습니다. SiO2가 Al 및 Mn에 의해 환원되면서 강철에 산소와 실리콘이 추가되고, 알루미늄 페이드와 알루미나 개재물이 발생합니다. 철근 및 봉강에는 실리카 보드가 여전히 합리적이고 저렴한 선택일 수 있습니다. 청정강, 자동차용 강종, 베어링강, 타이어 코드강 및 내산성 라인파이프에는 마그네시아가 필수입니다.
턴디시 라이닝이 청정강의 품질을 좌우하는 이유
청정강은 래들에서 정련됩니다. 하지만 래들과 몰드 사이에서 액체 강철은 15~40분 동안 턴디시 내부에 머뭅니다. 이 시간 동안 강철은 작업 라이닝과 직접 접촉합니다. 이 접촉은 불활성이거나 반응성입니다.
라이닝이 불활성이면 개재물이 위로 떠올라 탕면 피복제에 흡수되고, 총산소(T.O.)가 감소하며, 강철은 래들을 떠날 때보다 더 깨끗한 상태로 몰드에 도달합니다. 라이닝이 반응성이면 용존 탈산제가 내화 산화물과 반응해 새로운 개재물이 계속 생성되고, 강철의 산소 함량이 증가합니다. 2차 정련에 용강 한 차지당 수천 달러를 투자하는 제철소도 20분간의 턴디시 주조 공정에서 그 투자를 전부 잃을 수 있습니다.
강철 내 총산소는 턴디시 내부의 네 가지 원인에서 비롯됩니다.
- 화학 반응: 용존 탈산제(Al, Mn, Si)가 라이닝의 산화물을 환원합니다.
- 수분과 결합제: 물이나 유기 결합제는 가열 중 수소, 일산화탄소, 산소를 방출합니다.
- 공기 유입: 열린 이음부나 헐거운 보드가 있으면 음압 구역을 통해 공기가 유입됩니다.
- 물리적 침식: 액체 강철이 약한 내화 입자를 씻어 내어 흐름 속으로 끌고 가고, 이 입자들은 거대 개재물이 됩니다.
핵심 화학 반응: 강철은 어떻게 실리카를 환원하는가
실리카(SiO2)는 연속 주조 온도(1520°C~1580°C)에서 알루미나(Al2O3)나 마그네시아(MgO)보다 열역학적으로 덜 안정적입니다. 용존 알루미늄이 포함된 액체 강철이 실리카 보드와 접촉하면 환원 반응이 자발적으로 일어납니다.
이 반응은 현장에서 세 가지 뚜렷한 문제를 일으킵니다:
- 알루미늄 페이드: 강 중의 용존 알루미늄은 라이닝에 의해 소모됩니다. 제강업체는 장시간 연속 주조 중 최소 [Al] 규격 미달 위험을 감수하거나 래들에 고가의 알루미늄을 과잉 합금해야 합니다.
- 실리콘 흡수: 환원된 실리콘이 용강에 유입됩니다. 저실리콘 강종의 경우, 이 실리콘 흡수로 화학 성분이 고객 규격을 벗어날 수 있습니다.
- 내생 알루미나 개재물: 내화물 고온면에서 형성된 Al2O3는 벽면에 붙어 있지 않습니다. 난류 강류가 미세한 알루미나 클러스터(2~20 μm)를 주편 내부로 쓸어 보내며, 이로 인해 노즐 막힘, 표면 슬리버 및 초음파 검사 불합격이 발생합니다.
MgO가 안정성을 유지하는 이유
산화마그네슘(MgO)은 엘링엄 도표에서 SiO2보다 아래에 위치합니다. 용강 온도에서 용존 알루미늄과 망간은 순수한 MgO를 환원할 수 없습니다. 대신 MgO와 접촉하는 알루미늄은 얇고 치밀한 마그네슘 알루미네이트 스피넬(MgAl2O4)층을 형성합니다:
이 스피넬층은 견고한 확산 방지막 역할을 합니다. 추가 반응과 용강 침투를 막으며, 개재물을 용강에 떨어뜨리지 않습니다.
항목별 나란히 비교
| 특성 | MgO 건식 진동 충전 믹스(MgO 85%~92%) | 실리카 기반 턴디시 보드 |
|---|---|---|
| 주요 화학 조성 | MgO 85–92%, SiO2 ≤ 3.5%, CaO ≤ 2.5%, Fe2O3 ≤ 1.5% | SiO2 75–88%, Al2O3 5–12%, Fe2O3 1.5–3.0% |
| 시공 방법 | 가열된 포머 주위에 건식 재료를 진동 충전하고 220–280°C에서 경화 | 미리 경화한 보드를 손으로 배치하고 모르타르 처리하거나 끼워 넣음 |
| 물 첨가 | 0%(엄격한 건식 시공) | 0%(공장에서 건조하지만 유기 바인더가 수분을 함유) |
| 총산소 영향 | 안정적: 청정 강종에서 일반적으로 T.O. 8~18 ppm | 반응성 높음: 일반적으로 T.O. 25~55 ppm; 심각한 [Al] 페이드 |
| 수소 흡수 | 무기 바인더 사용 시 매우 낮음(< 0.5 ppm [H]) | 중간~높음(1.0~2.5 ppm [H]), 수지 휘발에 기인 |
| 연속 주조 횟수 | 적절한 슬래그 조정 시 16~24회 이상 용강 처리 가능 | 보드 열화 전 최대 1~4회 용강 처리 |
| 스컬 제거 성능 | 냉각 후 영구 라이닝에서 깨끗하게 분리 | 영구 라이닝에 자주 들러붙어 스컬 제거 작업량이 많음 |
강종에 맞는 라이닝 선택
| 강종 | 청정도에 대한 주요 위험 | 실리카 보드 성능 | MgO 건식 믹스 성능 |
|---|---|---|---|
| 알루미늄 킬드 딥드로잉강(LCAK / IF) | [Al]이 실리카를 환원시킴; 노출 패널에 알루미나 클러스터 조각 발생 | 심각한 품질 저하, 빈번한 불합격 | 우수함; 불활성 고온면이 용존 [Al]을 유지함 |
| 軸受鋼（100Cr6 / 52100） | 15 μm를 초과하는 거대 개재물이 접촉 피로 파손을 유발함 | 사용 불가; 현미경적 청정도 등급을 충족하지 못함 | 표준 선택; 낮은 산소 농도와 높은 피로 수명을 제공함 |
| 고망간강 | [Mn]이 SiO2를 환원해 저융점 로도나이트/스페사르타이트를 형성함 | 보드가 빠르게 침식되고 슬래그가 발포함 | 내성이 높음; 염기성 MgO가 고MnO 슬래그를 견딤 |
| 철근 및 구조용 탄소강 | 톤당 비용; 시퀀스 턴어라운드 속도 | 사용 가능; 짧은 시퀀스에 경제적 | 장시간 시퀀스(8회 초과 용해)를 운전할 때만 경제적 |
턴디시 유동 제어 부재 통합 구성
작업 라이닝만으로는 충분하지 않습니다. 총산소를 제어하려면 고순도 MgO 건식 믹스를 프리캐스트 유동 조절 부재와 함께 사용해야 합니다.
- 터보스톱 / 충돌 패드: 유입되는 래들 용강 흐름의 에너지를 분산시켜 슬래그 아이 형성과 공기 혼입을 방지합니다.
- 위어 및 댐: 용강을 위쪽의 커버링 플럭스층으로 유도해 비금속 개재물이 노즐에 도달하기 전에 떠오르게 합니다.
- 웰 블록: 계량 노즐을 고정하고 래들 교체 중 퍼널 와류를 방지합니다.
턴디시 라이닝 시험 수행 방법
카탈로그의 약속만 믿고 공급업체나 소재를 바꾸지 마세요. 다음 4단계 절차를 사용해 자체 작업장에서 차이를 측정하세요:
- 기준값을 설정하세요: 현재 라이닝을 사용해 연속 10회 용해에서 턴디시의 총산소(T.O.)를 샘플링하세요.
- 알루미늄 페이드를 기록하세요: 용강 중간 시점에 래들 시험과 턴디시 시험에서 측정한 가용 [Al]을 기록하세요.
- 스컬 제거 상태를 확인하세요: 턴디시 스컬 제거 후 턴어라운드 시간과 영구 라이닝 보수 깊이를 측정하세요.
- 순비용을 계산하세요: 소재 가격과 시퀀스 길이 연장, 탈산제 사용량 감소, 강등 비율 감소에 따른 절감액을 비교하세요.
자주 묻는 질문(FAQ): 턴디시 내화물 라이닝 및 총산소
실리카 보드는 항상 청정강에 악영향을 주나요?
아니요. 산소 제한이 엄격하지 않은 일반 탄소강 및 저합금강에는 실리카 보드를 사용해도 대체로 무방하며 비용도 더 저렴합니다. 하지만 SiO2가 Al과 Mn에 의해 환원되는 Al 탈산강, Ca 처리강, 고망간강 및 저T.O. 강종에서는 문제가 됩니다.
규산은 턴디시에서 왜 알루미늄과 반응하나요?
알루미늄은 실리콘보다 산소와 더 강한 친화력을 가집니다. 용존 Al은 라이닝의 SiO2에서 산소를 가져와 Al2O3를 형성하고 실리콘을 강에 방출합니다. 그 결과 Al 페이드, 실리콘 혼입, 새로운 알루미나 개재물이 발생합니다.
마그네시아 라이닝이 개재물을 늘릴 수 있나요?
라이닝이 젖어 있거나 다공성이거나 소결이 불량한 경우, 또는 믹스에 탄소가 너무 많이 함유된 경우에는 그럴 수 있습니다. 고온면이 약해 입자가 떨어져 나오면 개재물이 될 수 있고, 마그네시아와 탄소는 Mg 혼입을 일으킬 수 있습니다. 조밀하고 건조하며 소결이 잘된 저탄소 고온면은 대부분의 문제를 방지합니다.
턴디시 건식 믹스의 MgO 함량은 어느 정도여야 하나요?
청정강용 대부분의 강종은 약 85~92% 범위입니다. 불순물은 MgO 함량만큼 중요합니다. 낮은 SiO2와 CaO 함량, 우수한 입자 구조가 불순물 관리가 나쁜 고MgO 제품보다 나은 경우가 많습니다.
라이닝으로 총산소를 얼마나 낮출 수 있나요?
정해진 수치는 없습니다. 라이닝은 여러 조절 요소 중 하나입니다. 실드, 유동 제어, 커버 플럭스, 래들 조업 방식도 모두 영향을 줍니다. 변경 전후에 같은 강종을 대상으로 히트별로 측정하세요.
어떤 강종에 실리카 대신 마그네시아가 필요한가요?
알루미늄 탈산 저탄소강, IF강, Ca 처리강, 고망간강, 베어링강이 일반적인 대상입니다. 이 강종들은 엄격한 청정도가 필요하거나 실리카를 직접 침식합니다.
건식 믹스는 보드보다 수소 혼입을 줄이나요?
가능합니다. 건식 진동 믹스는 물을 사용하지 않고 시공하므로 제거할 물이 없습니다. 바인더도 여전히 중요하므로, 저수소 및 저탄소 강종에는 무기 바인더나 저탄소 바인더를 선택합니다.
프리캐스트 충돌 패드와 웨어는 총산소 저감에 어떻게 도움이 되나요?
강이 떨어지는 위치와 흐름을 제어합니다. 조밀한 프리캐스트 충돌 패드는 난류가 가장 심한 지점의 침식을 방지하고, 웨어와 댐은 개재물이 플럭스까지 떠오를 시간을 줍니다. 이 구조물은 라이닝을 대체하는 것이 아니라 함께 작동합니다.
라이닝 변경 효과는 어떻게 측정하나요?
같은 강종에서 히트별 총산소(T.O.)를 변경 전후로 ppm 단위로 비교하세요. 같은 샘플링 지점에서 Al 페이드, Si 및 Mn 혼입량, 개재물 등급을 추적하세요. 사용 후 라이닝의 침식 및 소결 깊이를 확인하세요.
맞춤형 턴디시 라이닝을 설계하려면 어떤 데이터가 필요한가요?
강종과 시퀀스 길이, 총산소(T.O.) 및 개재물 목표치, 턴디시 크기와 도면, 현재 라이닝 및 수명, 커버 플럭스 종류, 현재 발생하는 막힘 또는 Al 페이드 문제
턴디시 조업 데이터 및 청정도 목표를 보내주세요
강종, 연속 주조 시퀀스 길이, 총산소 목표치, 현재 작업 라이닝 수명을 알려주세요. 엔지니어링 기반 라이닝 설계, TDS 및 견적을 24~48시간 내에 제공하며, 무료 시험 샘플 배송도 지원합니다.