백색 용융 알루미나(WFA)는 고성능 내화재로서 주로 내화벽돌 및 기능성 부품에 사용되어 가혹한 작동 조건을 견뎌내는 데 중요한 역할을 하는 제강 레이들로(SLF)의 핵심 기능입니다. WFA의 주요 기능은 용광로 구조 보호, 강재 품질 보장, 수명 연장이며, 구체적인 역할은 아래에 자세히 설명되어 있습니다.
1. 용광로 중요 구역용 내화 라이닝
WFA는 제강용 레이들로 라이닝에 사용되는 내화벽돌/캐스터블 제조의 핵심 원료이며, 특히 마모와 부식이 심한 부위에 사용됩니다.
- 레이들 쉘 라이닝 : 다른 내화 재료(예: 보크사이트, 스피넬)와 혼합하여 고알루미나 내화 벽돌/캐스터블을 생산하며, 강철 쉘과 용융강/슬래그 사이에 단열 및 침식 방지 장벽을 형성합니다.
- 슬래그 라인 영역 : 슬래그 라인은 용융 슬래그(CaO, SiO₂ 함량 높음)에 의한 심각한 화학적 침식과 기계적 마모에 노출됩니다. WFA는 높은 Al₂O₃ 함량(≥98%)과 치밀한 구조로 슬래그 침투 및 용해를 방지하여 라이닝 마모를 줄입니다.
- 바닥 및 노즐 영역 : 용융강의 충격을 견디고 구조적 손상을 방지하기 위해 높은 기계적 강도를 활용하여 레이들 바닥 및 수중 진입 노즐(SEN)과 같은 내화 부품에 사용됩니다.
2. 기능성 내화 성분
WFA는 용광로 작동에 직접 참여하는 특수 기능 부품으로 가공됩니다.
- 레이들(레이들 다공성 플러그) : WFA는 용강을 교반하기 위해 레이들에 아르곤을 주입하는 다공성 플러그의 주요 골재로 사용됩니다. WFA는 고온 안정성과 내식성이 뛰어나 용강/슬래그로 인한 플러그 막힘이나 손상을 방지하여 균일한 교반을 보장합니다.
- 보수용 내화 캐스터블 : WFA 기반 캐스터블(저시멘트 또는 초저시멘트)은 마모된 라이닝의 현장 보수에 사용됩니다. 유동성이 좋고 경화 속도가 빨라 신속한 유지보수가 가능하며, 이를 통해 레이들의 사용 수명을 연장할 수 있습니다.
3. 강철 품질 향상 및 용광로 운영 안정성 강화
- 불순물 오염 최소화 : WFA는 불순물 함량이 매우 낮아(Fe₂O₃, SiO₂ ≤1.5%), 사용 중 용융강에 유해 원소(예: Fe, Si)가 유입되지 않아 특수강(예: 합금강, 스테인리스강)의 순도를 보장합니다.
- 열충격 및 구조 변형 저항성 : 제강로는 상온에서 1600°C 이상까지 빈번한 온도 변화에 노출됩니다. WFA는 적절한 열충격 저항성과 낮은 열팽창 계수를 통해 내벽의 균열이나 박리를 방지하여 구조적 안정성을 유지하고 용강 누출 위험을 줄입니다.
- 수명 연장 : 기존 내화 재료(예: 갈색 코런덤)에 비해 WFA는 우수한 내식성 및 내마모성을 통해 레이들 라이닝 및 구성품의 수명을 20~50% 연장하여 라이닝 교체로 인한 가동 중단 시간을 줄이고 생산 비용을 절감합니다.
4. 복합 조성물을 통한 내화물 성능 최적화
실제 적용에서 WFA는 성능 균형을 맞추기 위해 다른 재료와 혼합되는 경우가 많습니다.
- 스피넬(MgAl₂O₄)과 혼합하여 열충격 저항성을 향상시켰으며, 잦은 온도 변화가 있는 용탕 주입구에 적합합니다.
- 탄소질 재료(예: 흑연)와 혼합하여 슬래그 저항성을 향상시키고, 부식이 심한 슬래그 라인 영역을 대상으로 합니다.
- 내화 캐스터블에 미세 분말 첨가제로 사용되어 밀도를 높이고 다공성을 줄여 재료의 전반적인 내식성을 향상시킵니다.
