KR100409021B1 - Heat-emissive paint for inner surface of industrial furnace - Google Patents
Heat-emissive paint for inner surface of industrial furnace Download PDFInfo
- Publication number
- KR100409021B1 KR100409021B1 KR10-2002-0068176A KR20020068176A KR100409021B1 KR 100409021 B1 KR100409021 B1 KR 100409021B1 KR 20020068176 A KR20020068176 A KR 20020068176A KR 100409021 B1 KR100409021 B1 KR 100409021B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coating
- furnace
- wall
- furnaces
- heat
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
본 발명은 열분해로, 열처리로, 소둔로 또는 가열로 등의 각종 공업로 내벽면에 도포되어 연료의 사용효율을 높이기 위한 열방사성 도료에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a thermal radiation coating for coating on the inner wall surfaces of various industrial furnaces, such as pyrolysis furnaces, heat treatment furnaces, annealing furnaces, or heating furnaces, to improve fuel use efficiency.
본 발명 공업로의 내벽면 도포용 열방사성 도료는, 중량%로 주성분인 150메쉬 이하인 티탄철석 96 ∼ 98.9%에 결합제로서 점토 1 ∼ 4% 및 분산제로서 인산소다 0.1%가 혼합되어 조성되고, 상기 조성물은 물과 혼합됨에 있어 전체 중량에 대해 조성물이 40 ∼ 60%, 물이 40 ∼ 60%의 혼합비로 혼합되어 슬러리를 이룸에 기술적 특징이 있다.The heat-resistant coating material for coating the inner wall of the present invention is composed of 96 to 98.9% of titanium pyrite, which is 150% or less of the main component by weight, in a mixture of 1% to 4% of clay as a binder and 0.1% of sodium phosphate as a dispersant, and the composition The silver is mixed with water, and the composition is 40 to 60% with respect to the total weight, and the water is mixed at a mixing ratio of 40 to 60%.
본 발명의 티탄철석을 기재로 하는 공업로의 노내벽 도포용 열방사성 도료는 통상의 내화재에 비해 높은 복사율을 나타내고, 특히 1000℃ 이상의 산화분위기에서 가동되는 공업로의 노내벽에 적용시에도 장시간에 걸쳐 복사율의 저하가 발생됨이 없이 안정된 상태를 유지함으로써 피가열물의 승온시간 단축은 물론 상대적으로 많은 에너지의 흡수 및 방출을 통한 피가열물의 에너지 흡수량 증대를 가져옴으로써 사용연료의 절감을 도모할 수 있게되는 장점이 있다.The thermal radiation coating material for the furnace wall coating of the industrial furnace based on the titanium iron stone of the present invention exhibits a high emissivity compared to a conventional fireproof material, and especially when applied to the furnace wall of an industrial furnace operating in an oxidation atmosphere of 1000 ° C. or higher. By maintaining a stable state without lowering the emissivity, it is possible to shorten the heating time of the heated object and increase the energy absorption of the heated object by absorbing and releasing a large amount of energy, thereby reducing the fuel used. There is this.
Description
본 발명은 열분해로, 열처리로, 소둔로 및 가열로 등의 각종 공업로 내벽면에 도포되어 연료의 사용효율을 높이기 위한 열방사성 도료에 관한 것으로, 보다 자세하게는 고온의 산화분위기에서 안정하며 흑도가 높은 티탄철석을 주성분으로 하는 고복사능의 세라믹 도료에 관한 것이다.The present invention relates to a thermal radiation coating to be applied to the inner wall surface of various industrial furnaces, such as pyrolysis furnace, heat treatment furnace, annealing furnace and heating furnace, more specifically, stable in a high temperature oxidation atmosphere and black The present invention relates to a high-radiation ceramic paint mainly composed of high titanium pyrite.
일반적으로 석유화학 분야에서 사용되는 열분해로나 요업분야에서 사용되는 소성로 및 가열로를 비롯한 철강분야에서 사용되는 열처리로 및 소둔로 등의 각종 공업로에서 가열원으로서의 연료로부터 발생되는 에너지의 총량은 노 내부에 위치하는 피가열물이 흡수하는 에너지와 공업로를 구성하는 내화재가 흡수하는 에너지 그리고 기타 예열 및 방산되는 에너지의 총합으로 구성되며, 그 중에서 연료로부터 발생되는 에너지의 대부분이 내화재가 흡수하는 에너지로 소비되는 것으로 알려져 있다.In general, the total amount of energy generated from fuel as a heating source in various industrial furnaces, such as pyrolysis furnaces used in the petrochemical field or calcining furnaces and heating furnaces used in the ceramics field, and heat treatment furnaces and annealing furnaces used in the steel field, is used in the furnace. It consists of the sum of the energy absorbed by the heated object located in the building, the energy absorbed by the refractory material constituting the industrial furnace, and other preheated and dissipated energy, and most of the energy generated from the fuel is energy absorbed by the refractory material. It is known to be consumed.
이와 같이 공업로의 내화재로 흡수되는 에너지는 키르히호프(Kirichoff)의법칙에 따라 다시 피가열물에로 복사열로 작용하게 된다.In this way, the energy absorbed into the refractory material of the industrial furnace acts as radiant heat back to the heated object in accordance with Kirchoff's law.
키르히호프의 법칙에 의하면 에너지를 흡수하는 물질이 완전 흑체인 경우, 방사율을 ε라고 하고 흡수율을 α라고 할 때 ε= α 로 표시된다.According to Kirchhoff's law, when the material that absorbs energy is a completely black body, the emissivity is expressed as ε and the absorption rate is expressed as ε = α.
그런데 현실적으로 완전 흑체는 존재하지 않으므로 이에 대한 상대적인 비율로 각 물질의 복사율을 피시하게 되는 데 지구상에 존재하는 각 물질을 그 고유한 성질에 따라 저마다의 다른 고유의 복사율을 지니게 된다.However, in reality, there is no perfect black body, so the relative rate of each of them is to look at the emissivity of each material, each of the materials on the earth has its own unique emissivity according to its unique properties.
한편, 공업로에 있어서 열방사에너지의 크기는 온도의 상승과 함께 급격히 중대되고, 특히 고온 영역에서는 열방사에 의한 전열이 지배적으로 된다. 공업로에서 노내 온도가 800℃ 부근일 때에는 근적외선과 원적외선의 비율이 동등한 수준으로 되나, 1000 ∼ 1300℃ 로 상승하면 근적외선(0.8 ∼ 4㎛)이 점하는 비율이 90%이상이고 그 외 5%가량의 광성분(가시광)이 발생하게 된다. 따라서, 근적외선을 흡수하는 물질이 아니면 복사열에 의한 열효과는 기대할 수 없다.On the other hand, in industrial furnaces, the magnitude of the thermal radiation energy increases rapidly with temperature rise, and in particular, in the high temperature region, heat transfer by thermal radiation becomes dominant. When the furnace temperature is around 800 ℃ in industrial furnaces, the ratio of near-infrared and far-infrared is equal.However, when it rises to 1000 ~ 1300 ℃, the ratio of near-infrared (0.8 ~ 4㎛) is over 90% and other 5% Light components (visible light) are generated. Therefore, the heat effect by radiant heat cannot be expected unless it is a substance which absorbs near infrared rays.
그런데, 문제는 근적외선을 효과적으로 흡수할 수 있는 물질을 극히 드물고, 그나마 있다고 하더라도 열 산화가 일어나고, 장기적으로 열충격(Thermal Shock)에 견디지 못한다는 한계가 있다.However, the problem is that there are very few materials capable of absorbing near-infrared rays, and even if not, thermal oxidation occurs, and there is a limit in that it does not endure thermal shock in the long term.
예로부터 공업로의 노내벽 구성재로 널리 사용되어 오고 있는 재질로는 크게 내화연와와 세라믹화이버의 두 종류를 들 수 있는 바, 이들 두 종류의 노 내벽 구성재 역시 근적외선을 흡수하지는 못하는 물질이고 그에 따라 높은 복사열을 기대할 수 없다.The materials that have been widely used as the furnace wall components of industrial furnaces since ancient times include fireproof lead and ceramic fiber, and these two types of furnace inner wall components also do not absorb near infrared rays Can't expect radiant heat.
내화연와의 경우 사용 초기에서는 방사열 에너지의 흡수율은 75 ∼ 80%(즉,복사율 0.75 ∼ 0.80) 부근이나 노내 온도가 1000℃를 넘으면 그 흡수율은 급격하게 저하하게 된다. 이에 더하여 내화연와는 경년쇠화가 급격하게 진행되고 이에 수반하여 방사열에너지의 흡수가 점차적으로 저하되는 특성을 나타내게 된다.In the case of refractory lead, in the initial stage of use, the absorption rate of the radiant heat energy is around 75 to 80% (i.e., the radiation rate is 0.75 to 0.80), but when the furnace temperature exceeds 1000 ° C, the absorption rate is drastically decreased. In addition, with the refractory lead, the deterioration of the secular age is rapidly progressed and the absorption of the radiant heat energy is gradually reduced.
그리고, 세라믹화이버 노내벽재는 열에 의해서 그 표면이 글라스화(유리질 화)되는 결점을 지니고 있다. 이와 같이 세라믹화이버가 글라스화하면 그 표면은 광택성을 띠게 되고 방사열에너지의 흡수율은 30% 전후로 저하하여 복사열 효과를 기대할 수 없게 된다.In addition, the ceramic fiber furnace inner wall material has the drawback that the surface is vitrified by vitrification. As such, when the ceramic fiber becomes glass, the surface becomes gloss and the absorption rate of the radiant heat energy decreases to around 30%, so that the radiant heat effect cannot be expected.
결론적으로 종래의 공업로 노내벽재로서의 내화연와나 세라믹화이버는 복사율이 0.75 ∼ 0.80로서 사용초기에는 어느 정도의 복사열 효과를 기대할 수 있으나 특히 고온에서 조업이 이루어지는 고온로의 경우에는 급격하게 복사율이 저하되고 또한 사용시간이 경과함에 따라 내화재 표면의 글라스화 및 내화재 자체의 경년쇠화 등의 요인에 의해 흑도가 서서히 떨어져서 복사율의 감소가 초래되므로 사용연료의 효율 저하가 초래됨을 피할 수 없다는 문제점을 지니고 있다.As a result, fire retardant and ceramic fiber as conventional industrial furnace furnace wall materials have radiation rate of 0.75 to 0.80, and some radiant heat effect can be expected at the beginning of use. In addition, as the use time elapses, the blackness is gradually dropped due to factors such as glassization of the refractory surface and aging of the refractory material itself, resulting in a decrease in the emissivity.
이에 따라 종래의 공업로 노내벽 구성재의 복사율을 증대시켜 에너지 효율을 향상시킴과 아울러 내화재의 사용수명 연장을 위한 방편으로 노내벽에 복사율이 높은 재질의 도료를 코팅하는 기술이 개발되어 시도되고 있다.Accordingly, a technique for coating a coating material of high radiation rate on the furnace inner wall has been developed as a means for increasing energy efficiency by increasing the radiation rate of the furnace inner wall component of the conventional industrial furnace and extending the service life of the refractory material.
이와 같은 노내벽 코팅재로서는 고유의 색상 및 고복사율을 고려할 때 흑연과 탄화규소가 적합한 것으로 알려져 있는 바, 흑연의 경우에는 모든 물질중에서 가장 복사율이 높으나 공기중의 산소와 쉽게 반을하여 탄화됨으로써 노내벽 코팅재로서는 사용이 불가능한 것으로 판명되었다.Graphite and silicon carbide are known to be suitable for the coating of the inner wall, considering the intrinsic color and high radiation rate. Graphite has the highest emissivity among all materials, but is easily carbonized by half the oxygen in the air. It was found to be impossible to use as a coating material.
한편, 탄화규소(SiC)를 주성분으로 하는 노내벽 코팅용 도료의 경우에는 상용화되어 일부 공업로에 적용되고 있다.On the other hand, in the case of the coating material for the inner wall coating containing silicon carbide (SiC) as a main component is commercialized and applied to some industrial furnaces.
상기 탄화규소 노내벽 코팅용 도료는 200메쉬 이하의 입도를 갖는 분말상 탄화수소를 기재로 하여 소량의 결합제와 첨가제가 첨가된 조성으로서 이를 물과 혼합하여 슬러리화 한 후 스프레이건을 이용하여 노내벽면상에 0.5 ∼ 1.0mm 두께로 도포하게 된다.The coating material for silicon carbide furnace inner wall coating is based on powdered hydrocarbons having a particle size of 200 mesh or less, and a small amount of binder and additive are added. The slurry is mixed with water and slurryed, and then sprayed on the furnace wall using a spray gun. 0.5 to 1.0 mm thick.
이와 같이 탄화규소계 열방사성 도료로 코팅된 공업로의 경우 코팅이 행해지지 않은 노내벽으로 이루어진 공업로에 비해서 승온시간이 단축되고 피가열물로의 방사전열량이 증대되며 노외부로 방산되는 열량이 감소되어 결과적으로 연료의 사용량 절감을 가져오는 것으로 알려지고 있다.In the case of the industrial furnace coated with the silicon carbide thermal radiation coating as described above, the temperature rise time is shortened, the amount of heat radiation to the heated object is increased, and the amount of heat dissipated to the outside of the furnace is higher than that of the industrial furnace consisting of the furnace inner wall which is not coated. This decrease is known to result in a reduction in fuel usage.
연료의 절감율은 공업로의 종류나 조업조건 등의 요인에 의해 차이가 있긴 하나 대략 2 ∼ 20% 정도의 효과가 있는 것으로 보고되고 있다.Although the fuel saving rate varies depending on the type of industrial furnace and operating conditions, it is reported to have an effect of about 2 to 20%.
이와 같이 탄화규소계 열방사성 도료를 사용하는 때에 상기와 같이 현저한 효과가 나타나게 하는 주된 원인은 열방사율(복사율)의 증대에 있다.As described above, the main cause of the remarkable effect when using the silicon carbide-based heat-radiating paint is to increase the heat radiation rate (radiation rate).
그러나, 탄화규소는 800℃이상으로 노내 온도가 높아지게 되면 산화분위기중에서 산화되기 쉽다는 결점을 지니고 있다. 탄화규소의 산화가 발생되면 탄화규소 (SiC)가 규산(SiO2)으로 되어 백색으로 변색이 일어나서 흑도(복사율)가 저하되므로 열방사성 도포제에서 기대되는 상기의 효과가 상실된다. 따라서, 탄화규소계 열방사성 도료는 800℃ 이상의 공업로에서는 효과를 지속하는 것이 불가능하게 된다.However, silicon carbide has a drawback that it is easy to oxidize in an oxidizing atmosphere when the furnace temperature becomes higher than 800 degreeC. When oxidation of silicon carbide occurs, silicon carbide (SiC) becomes silicic acid (SiO 2 ), which causes discoloration to white, which lowers the blackness (copying rate), thus losing the above-described effect expected from the thermal radiation coating agent. Therefore, it becomes impossible for the silicon carbide thermal radiation coating to maintain its effect in an industrial furnace of 800 deg.
일예로, 1200 ∼ 1250℃ 노내 온도를 갖는 철강용 뱃치식 단조가열로의 노벽에 탄화규소계 도료가 시공되는 경우 72시간의 조업시간 경과 후 탄화규소가 완전히 산화되어 백색화되므로 상기 효과를 전혀 기대할 수 없게 된다.For example, when silicon carbide-based paint is applied to the furnace wall of a batch type forging furnace for steel having a furnace temperature of 1200 to 1250 ° C., the silicon carbide is completely oxidized and whitened after 72 hours of operation. It becomes impossible.
본 발명은 종래의 공업로 노내벽에 코팅되는 열방사성 도료에서 지적되고 있는 상기의 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 공업로의 노내벽을 구성하는 내화재보다 높은 복사율을 지니며 고온의 산화분위기에서 물리,화학적으로 안정성이 높고 또한 노내벽면에 견고하게 부착되어 내구성이 우수한 고복사능의 열방사성 도료를 제공함에 발명의 목적을 두고 있다.The present invention has been made in view of the above problems pointed out in the conventional thermal radiation coatings coated on the furnace inner wall, and has a higher emissivity than the refractory materials constituting the furnace inner wall of the furnace, and is physically resistant to high temperature oxidation atmosphere. The object of the present invention is to provide a highly radiative heat-radiating paint that is chemically stable and is firmly attached to the inner wall of the furnace.
본 발명의 공업로 내벽코팅용 열방사성 도료는 티탄철석(FeTiO2)을 기재로 하여 여기에 결합제로 소량의 점토와 분산제로서 미량의 인산소다가 첨가된 조성물로 이루어진다.The thermal radiation coating material for the inner wall coating of the industrial furnace of the present invention is composed of titanium iron (FeTiO 2 ) based on a composition in which a small amount of clay is added as a binder and a small amount of sodium phosphate as a dispersant.
본 발명의 공업로 내벽코팅용 열방사성 도료 조성은 중량%로 150메쉬 이하인 티탄철석 96 ∼ 98.9%와 점토 1 ∼ 4% 및 인산소다 0.1%로 이루어지고, 이와 같은 도료 조성물은 물과 혼합됨에 있어 전체 중량에 대해 도료 조성물이 40 ∼ 60%, 물 40 ∼ 60%의 혼합비로 혼합되어 슬러리를 이룸에 기술적 특징이 있다.The thermal radiation coating composition for the inner wall coating of the industrial furnace of the present invention is composed of 96 to 98.9% of titanium pyrite, 1 to 4% of clay, and 0.1% of sodium phosphate, which is 150 mesh or less by weight, and such a coating composition is mixed with water. The paint composition is mixed at a mixing ratio of 40 to 60% and water 40 to 60% by weight, and has a technical characteristic in forming a slurry.
상기 본 발명의 열방사성 도료 조성물을 구성하고 있는 각 조성 성분의 특성과 성분에 대한 수치한정 이유를 구체적으로 밝히면 아래와 같다.The specific characteristics of each of the components constituting the heat-radiative coating composition of the present invention and the reason for numerical limitation for the components will be described below.
먼저, 본 발명의 도료 조성물에서 주성분을 이루고 있는 티탄철석(FeTiO2)은 별도의 처리를 거치지 않은 자연상태의 광석으로서, 산지(광산)에 따라 다소의 차이를 보이고 있긴 하나 티탄철석의 성분은 통상적으로 TiO2와 Fe2O3가 거의 유사한 비율을 이루며 주성분을 구성하고 있으며, 나머지 각종 무기물 소량 포함되어 있는 것으로 알려져 있다.First, titanium iron (FeTiO 2 ) as a main component in the coating composition of the present invention is a natural ore without undergoing a separate treatment, although showing a slight difference depending on the place of production (mining), the component of titanium iron is usually TiO It is known that 2 and Fe 2 O 3 make up the main component in a similar ratio and contain a small amount of the remaining various inorganic substances.
상기 티탄철석은 그 주성분을 이루고 Fe2O3의 존재에 의해서 특히 고온에서는 흑색을 나타내며, 복사율이 기존의 내화재에 비해서는 휠씬 높은 물질로서, 특히 1000℃ 이상의 고온에서 물리적, 화학적으로 안정하다는 특성을 나타내므로 고온용 공업로의 노내벽 코팅재로서 적합한 것으로 밝혀졌다.The titanium iron is a main component, and due to the presence of Fe 2 O 3 is particularly black at high temperatures, the emissivity is much higher than conventional refractory materials, especially physical and chemically stable at high temperatures above 1000 ℃. Therefore, it has been found to be suitable as a furnace wall coating material of a high temperature industrial furnace.
한편, 티탄철석을 화학제련하거나 티탄슬래그를 정제하여 그 주성분중의 하나인 이산화티탄(TiO2)을 추출해내어 이를 주성분으로 하는 방사성 도료의 개발이 시도된 바 있는 것으로 알려지고 있으나, 이러한 이산화티탄계 방사성 도료는 고온 분위기하에서 화학적으로 불안정한 특성에 기인하여 도료 피막의 백화현상 발생과 아울러 새로운 화합물의 생성 및 금속성분의 석출 등의 요인 등으로 방사율이 급격하게 떨어지는 문제점으로 인해서 상용화되지 못하고 있는 실정이다.On the other hand, it has been known that there has been attempted to develop a radioactive coating containing titanium dioxide (TiO 2 ), which is one of its main components, by chemically smelting titanium iron or by refining titanium slag. Due to chemically unstable characteristics under high temperature atmosphere, the paint is not commercialized due to the problem of whitening of the coating film and a sudden drop in emissivity due to factors such as formation of new compounds and precipitation of metal components.
상기 이산화티탄계 방사성 도료가 고온분위기중에서 화학적으로 불안정한 이유는 티탄철석으로부터 이산화티탄을 얻기까지의 화학제련과정에서 거치게 되는 여러 공정의 화학반응의 결과 성분원소들간의 결합력 내지 물리.화학적 안정성이 약화되었기 때문일 것으로 보여진다.The reason why the titanium dioxide-based radioactive paint is chemically unstable in a high temperature atmosphere is that the binding force between the elements and the physical and chemical stability are weakened as a result of the chemical reaction of the various processes that occur during the smelting process from the titanium pyrite to the titanium dioxide. It is shown.
그러나, 본 발명의 방사성 도료에서 주성분을 이루고 있는 티탄철석은 아무런 화학적인 공정을 거치지 않고 자연상태에서 얻어진 티탄철석 광석 자체를 단순히 물리적으로 분쇄하여 미분말화한 것이기에 물리,화학적으로 안정된 상태를 그대로 유지하여 고온 분위기하에서도 높은 방사율을 지속적으로 나타내는 것으로 고려되고 있다.However, titanium iron ore, which is a main component in the radioactive paint of the present invention, is simply physically pulverized and finely pulverized titanium ore itself obtained in a natural state without any chemical process, thereby maintaining a physical and chemically stable state in a high temperature atmosphere. It is considered to continue to exhibit high emissivity even under
이에 더하여 상기 티탄철석은 150메쉬 이하의 입자크기를 갖는 분말상으로 분쇄해서 이에 결합제와 분산제를 첨가하여 물과 혼합하는 경우 티탄철석 입자가 슬리리중에서 균일하게 분산이 이루어지고 또한 노 내벽면에의 분사도포시 양호한 부착성을 나타낸다.In addition, when the titanium pyrite is pulverized into a powder having a particle size of 150 mesh or less, and when mixed with water by adding a binder and a dispersing agent, the titanium iron particles are uniformly dispersed in the slurry and also sprayed onto the furnace inner wall. It shows good adhesion.
다음, 결합제로서 사용되는 점토는 혼합 슬러리에 점착력을 부여하여 공업로의 노내벽에 도포하였을 때 분사도포된 슬러리가 노내벽으로부터 흘러내리거나 떨어져 이탈됨이 없이 안정하게 부착될 수 있도록 하는 점결제 역할과 함께 분산제의 역할을 겸하는 것으로서, 그 함량이 1% 미만으로 되는 때에는 슬러리의 충분한 부착성 확보가 불가능하게 되고, 4%를 초과하는 때에는 상대적으로 주성분인 티탄철석의 함량 저하가 초래되어 복사율 증대를 통한 연료 사용량 절감이라는 방사성 도료 도포효과의 감소가 초래되므로 점토의 함량은 1 ∼ 4% 범위로 유지하는 것이 바람직하다.Next, the clay used as a binder provides a cohesive force to the mixed slurry so that when applied to the furnace inner wall of the industrial furnace, the spray-coated slurry can be stably attached without flowing down or falling off from the furnace inner wall. In addition, it serves as a dispersant, and when the content is less than 1%, it is impossible to secure sufficient adhesion of the slurry, and when it exceeds 4%, the content of titanium iron, which is a relatively main component, is lowered, thereby increasing the emissivity. It is preferable to keep the content of clay in the range of 1 to 4% since the reduction of the application of radioactive coatings such as the reduction of fuel usage is caused.
그리고, 분산제로서의 인산소다는 분말상의 티탄철석과 점토가 혼합 슬러리수용매중에서 고르게 분산되도록 하는 역할을 하는 것으로서, 기존에 알려진 여러 종류의 분산제에 대하여 시험을 행해 본 결과 인산소다가 본 발명의 도료 조성물에서는 가장 적합한 것으로 밝혀졌으며, 그 함량은 0.1%일 때가 만족할 만한 분산성을 나타냄과 아울러 경제적으로도 적합한 것으로 드러났다.In addition, the sodium phosphate as a dispersant plays a role of uniformly dispersing the powdered titanium iron and clay in the mixed slurry aqueous solvent, and as a result of testing a variety of known dispersants, sodium phosphate in the coating composition of the present invention It was found to be the most suitable, and the content was found to be economically suitable as well as satisfactory dispersibility when the 0.1%.
다음, 본 발명의 도료 조성물을 물과 혼합하여 혼합 슬러리를 제조함에 있어서는 이후에 스프레이건을 사용하여 공업로의 천정면을 포함한 노내벽에 분사도포 하였을 때 원활하게 도포가 이루어짐과 아울러 노벽면에 부착된 슬러리가 부착된 상태 그래도 건조될 수 있는 조건의 점도를 유지하는 범위로서 혼합 슬러리 전체 중량에 대해 도료 조성물이 40 ∼ 60%, 물이 40 ∼ 60%의 비율로 혼합하는 것이 적정한 것으로 시험결과 밝혀졌다.Next, in the preparation of the mixed slurry by mixing the coating composition of the present invention with water, when the spray coating is applied to the inner wall including the ceiling surface of the industrial furnace using a spray gun, the coating is smoothly applied and attached to the furnace wall surface. The test result shows that it is appropriate to mix the paint composition at a ratio of 40 to 60% and water at a ratio of 40 to 60% based on the total weight of the mixed slurry as a range that maintains the viscosity of the dry slurry even if the slurry is still attached. lost.
본 발명의 열방사성 도료의 분산 도포시 코팅층의 두께는 1 ∼ 2mm 가 바람직하다.As for the thickness of a coating layer at the time of dispersion | distribution coating of the thermal radiation coating of this invention, 1-2 mm is preferable.
상기 본 발명의 열방사성 도료 조성물은 복사율 측정결과 통상의 내화재 복사율에 비해서 훨씬 높은 0.85 ∼ 0.95에 달하는 복사율을 나타낸다.The heat-radiative coating composition of the present invention shows an emissivity of 0.85 to 0.95, which is much higher than that of a conventional refractory material, as a result of measuring emissivity.
이와 같이 본 발명의 열방사성 도료는 높은 복사율을 나타내기 때문에 공업로의 노내벽에 도포되었을 때 도포 전에 비해서 더 많은 에너지를 방출하게 되고 그에 따라 피가열물이 흡수하는 에너지도 증대되어 피가열물이 요구하는 온도에 빠르게 도달하므로써 연료의 사용량을 절감할 수 있게 된다.Thus, since the thermally radiative paint of the present invention exhibits a high emissivity, when applied to the furnace inner wall of an industrial furnace, more energy is released than before application, and accordingly, the energy absorbed by the heated object is increased, thereby increasing the amount of the heated object. By quickly reaching the required temperature, the amount of fuel used can be reduced.
본 발명의 상기 목적과 도료 조성물의 특성 및 구체적인 작용효과는 아래의 실시예에 의해 보다 명확하게 이해될 것이며, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는것은 아니다.The above object of the present invention and the properties and specific effects of the coating composition will be more clearly understood by the following examples, and the present invention is not limited by the examples.
실시예Example
아래의 표1과 같은 조성으로 150메쉬 이하의 티탄철석 분말과 점토 및 인산소다를 혼합하여 도료 조성물을 얻고, 이 도료 조성물과 동일한 중량비로 물을 혼합하여(도료 조성물 : 물 = 1 : 1) 실시예 및 비교예 혼합슬러리를 얻었다.Titanium iron powder of 150 mesh or less, clay and sodium phosphate were mixed with the composition shown in Table 1 below to obtain a coating composition, and water was mixed in the same weight ratio as the coating composition (paint composition: water = 1: 1). And Comparative Example The mixed slurry was obtained.
이때, 상기 점토는 SiO2와 Al2O3가 주성분을 이루며, 여기에 TiO2, Fe2O3, CuO, MgO 등이 소량 포함되어 이루어진 미국 Kentucky-Tennessee Clay사의 점토가 사용되었다.At this time, the clay is composed of SiO 2 and Al 2 O 3 as a main component, TiO 2 , Fe 2 O 3 , CuO, MgO and the like made in the United States Kentucky-Tennessee Clay Clay was used.
상기 실시예 및 비교예의 혼합슬러리와 종래의 탄화수소계 열방사성 도료(종래예)를 칸탈가열체를 열원으로 하는 고온 박스로에 장입하고 각 온도 영역별로 가열한 후 일정시간이 경과한 시점에서 방사율을 측정하였다.The mixture slurry of the above examples and comparative examples and the conventional hydrocarbon-based heat-radiating paint (conventional example) were charged into a high-temperature box furnace using a canal heating element as a heat source, and heated for each temperature region. Measured.
즉, 65mm x 50mm x 10mm(t)의 크기를 갖는 연와시편에 상기 도료 슬러리를 도포한 후 노내부에 장입해서 10℃/mm의 승온속도로 600℃까지 가열하여 30분간 유지한 후 방사율을 측정하고, 이후 매 100℃씩 승온시켜 30분간 유지하는 식으로 해서 1200℃까지 가열하였다.That is, after coating the coating slurry on the soft swatch specimen having a size of 65mm x 50mm x 10mm (t), charged into the furnace, heated to 600 ℃ at a temperature increase rate of 10 ℃ / mm and maintained for 30 minutes and then measured emissivity Then, it heated up to 1200 degreeC by heating up every 100 degreeC and maintaining for 30 minutes.
노 내부의 온도는 연와시편 표면으로부터 수평거리로 2m 전방에 설치된 방사온도계로 측정하였다. 그리고, 매 측정온도에서의 방사율은 내부온도가 안정된 후 로의 전면에 구비된 투시창을 통하여 미국 Micron사의 Pyrometer(MQ1310C-3B)를 사용하여 측정하였다.The temperature inside the furnace was measured with a radiometer installed 2 meters forward at a horizontal distance from the surface of the flue specimen. The emissivity at each measurement temperature was measured using a Micron Pyrometer (MQ1310C-3B) through a sight glass provided on the front of the furnace after the internal temperature was stabilized.
각 온도별 시편들의 방사율(ε: %) 측정결과는 아래의 표2와 같다.The measurement results of the emissivity (ε:%) of the specimens at each temperature are shown in Table 2 below.
1200℃에서 50시간 경과 후의 방사율을 보면, 전번에 본 발명 실시예의 경우 초기에 비해 50시간이 경과된 후에도 온도의 변화가 없었음에 비해 탄화규소계 도료 도포면(종래예)의 방사율이 약간 떨어졌는 바, 이는 고온의 산화성 분위기에 노출된 탄화규소계 코팅층의 표면부에서 탄화규소의 산화가 발생되어 흑도(복사율)이 떨어짐에 기인하는 것으로 보여진다.When the emissivity after 50 hours at 1200 ℃, the emissivity of the silicon carbide-based paint coating surface (conventional example) slightly dropped compared to the initial embodiment of the present invention even after 50 hours elapsed compared to the initial time This is believed to be due to the occurrence of oxidation of silicon carbide in the surface portion of the silicon carbide-based coating layer exposed to the high temperature oxidizing atmosphere, resulting in a decrease in blackness (copying rate).
이어서, 로의 가동을 정지하고 노내부의 냉각이 이루어진 후 유관을 통해서 각 시편의 표면을 관찰해 본 결과, 본 발명의 실시예 시편들은 최초 도료 도포시 색상인 흑색 그대로를 유지하고 있었으나, 탄화규소계 도료 도포면(종래예)은 원래의 색상에 비해 흑도가 상당히 떨어지고 표면부가 유리질화되어 있음이 확인되었다.Subsequently, after the operation of the furnace was stopped and the inside of the furnace was cooled, the surface of each specimen was observed through the conduit. As a result, the specimens of the present invention maintained the black color as the color was applied when the initial coating was applied. It was confirmed that the coating surface (conventional example) had a considerably lower blackness and vitrified surface compared with the original color.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 티탄철석을 기재로 하는 공업로 노내벽 도포용 열방사성 도료는 통상의 내화재에 비해 높은 복사율을 나타내고, 특히 1000℃ 이상의 산화분위기에서 가동되는 공업로의 노내벽에 적용시에도 장시간에 걸쳐 복사율의 저하가 발생됨이 없이 안정된 상태를 유지함으로써 피가열물의 승온시간 단축은 물론 상대적으로 많은 에너지의 흡수 및 방출을 통한 피가열물의 에너지 흡수량 증대를 가져옴으로써 사용연료의 절감을 도모할 수 있게되는 장점이 있다.As described above, the thermal radiation coating material for coating the furnace wall of the industrial furnace based on the titanium iron of the present invention exhibits a higher emissivity than the conventional refractory material, and is particularly applicable to the furnace wall of an industrial furnace operating in an oxidizing atmosphere of 1000 ° C. or higher. In this case, it is possible to reduce fuel consumption by reducing the temperature rise time of the heated object and increasing the energy absorption of the heated object by absorbing and releasing a large amount of energy. It has the advantage of being able to.
상기 본 발명의 도료 조성물 사용에 의한 구체적인 연료 사용량 절감 효과는, 철강 및 비철금속 가열로의 경우에는 비도포시에 비해 8 ∼ 10% 가량, 석유정제 및 석유화학 가열로의 경우에는 2 ∼ 3%의 연료절감이 기대된다.The specific fuel usage saving effect by using the coating composition of the present invention is about 8 to 10% in the case of steel and nonferrous metal heating furnace, and 2 to 3% in the case of petroleum refining and petrochemical heating furnace. Savings are expected.
한편, 본 발명의 열방사성 도료는 상기의 효과 이외에도 공업로의 내화재 표면에 코팅층을 형성함으로써 내화재의 침식억제 및 열차폐 효과를 낳음으로써 내화재의 수명연장을 통한 공업로의 내구성 증진 효과도 아울러 지니고 있다.On the other hand, in addition to the above effects, the heat-radiating paint of the present invention has the effect of improving the durability of the industrial furnace by extending the life of the refractory material by forming a coating layer on the surface of the refractory material of the industrial furnace to produce erosion control and heat shielding effect of the refractory material. .
그리고, 본 발명의 열방사성 도료는 적절하게 점도가 조절된 슬러리상으로서 스프레이건을 이용하여 손쉽게 공업로의 천정면을 포함한 전체 내벽면을 도포할 수 있고 일단 내벽면에 분사된 슬러리는 결합제로 첨가된 점토의 점결성으로 인해서 견고하게 부착된 상태를 지속하게 됨으로써 도료의 도포시공 작업성이 우수하다는장점이 있다.In addition, the thermal radiation coating of the present invention can be applied to the entire inner wall surface including the ceiling surface of the industrial furnace easily by using a spray gun as an appropriate viscosity-controlled slurry phase, and the slurry sprayed on the inner wall surface is added as a binder. Due to the cohesiveness of the clay, it remains firmly adhered, so that the coating workability of the paint is excellent.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20020005930 | 2002-02-01 | ||
| KR1020020005930 | 2002-02-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030066300A KR20030066300A (en) | 2003-08-09 |
| KR100409021B1 true KR100409021B1 (en) | 2003-12-11 |
Family
ID=27656363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0068176A KR100409021B1 (en) | 2002-02-01 | 2002-11-05 | Heat-emissive paint for inner surface of industrial furnace |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100409021B1 (en) |
| CN (1) | CN1617910A (en) |
| TW (1) | TWI241323B (en) |
| WO (1) | WO2003064545A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115677348B (en) * | 2022-09-29 | 2023-06-09 | 包头市安德窑炉科技有限公司 | Infrared radiation material prepared by using failure cerium-zirconium catalyst and preparation method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970006419A (en) * | 1995-07-18 | 1997-02-19 | 추병철 | Water-based fireproof coating composition |
| JP2001348526A (en) * | 2000-06-08 | 2001-12-18 | Meiji Natl Ind Co Ltd | Powder coating for reflecting visible radiation and reflecting plate using the same coating |
| KR20020058174A (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-12 | 이구택 | Inorganic refractory paint having good heat emissivity |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55164004A (en) * | 1979-06-06 | 1980-12-20 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Prevention of furnace bottom of blast furnace from corrosion |
| JPS57109868A (en) * | 1980-12-27 | 1982-07-08 | Tatsuo Miyake | Heat radiation paint |
| ES2332203T3 (en) * | 1996-05-31 | 2010-01-28 | Toto Ltd. | ANTIINCRUSTANT ELEMENT AND ANTIINCRUSTANT COATING COMPOSITION. |
| US6221145B1 (en) * | 1998-12-23 | 2001-04-24 | Coating Management Systems, Inc. | Method of producing and aqueous paint composition from a plurality of premixed components |
-
2002
- 2002-11-04 CN CNA028277228A patent/CN1617910A/en active Pending
- 2002-11-04 WO PCT/KR2002/002049 patent/WO2003064545A1/en active Search and Examination
- 2002-11-05 KR KR10-2002-0068176A patent/KR100409021B1/en not_active IP Right Cessation
- 2002-11-29 TW TW091134800A patent/TWI241323B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970006419A (en) * | 1995-07-18 | 1997-02-19 | 추병철 | Water-based fireproof coating composition |
| JP2001348526A (en) * | 2000-06-08 | 2001-12-18 | Meiji Natl Ind Co Ltd | Powder coating for reflecting visible radiation and reflecting plate using the same coating |
| KR20020058174A (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-12 | 이구택 | Inorganic refractory paint having good heat emissivity |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003064545A1 (en) | 2003-08-07 |
| CN1617910A (en) | 2005-05-18 |
| TW200302855A (en) | 2003-08-16 |
| KR20030066300A (en) | 2003-08-09 |
| TWI241323B (en) | 2005-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1051067C (en) | Glazing layer forming composition for hot coating of oven refractory and method of forming glazing layer | |
| CN111621175A (en) | Ceramic fiber coating containing nano-alumina | |
| Ovčačíková et al. | Metallurgy dusts as a pigment for glazes and engobes | |
| US6228160B1 (en) | Stains which bake to a red-brown color, process for their preparation and their methods of use | |
| Çöpoğlu et al. | Abrasion resistant glass-ceramic coatings reinforced with WC-nanoparticles | |
| KR100409021B1 (en) | Heat-emissive paint for inner surface of industrial furnace | |
| CN101830732B (en) | Antioxidant coating for surface of aluminum oxide-silicon carbidee-carbon brick | |
| KR100383101B1 (en) | Inorganic refractory paint having good heat emissivity | |
| CN102604466A (en) | Black-increasing agent for high-temperature infrared-radiation energy-saving coating and preparation method of black-increasing agent | |
| KR100415329B1 (en) | Method for manufacturing a brick and bottom materials with fly ash | |
| CN109384462A (en) | A kind of coating suitable for sulphur coal | |
| KR100658569B1 (en) | Titanium oxide based heat radiating coating material | |
| CN104557088A (en) | High-radiation wear-resistant energy-saving coating and preparation method thereof | |
| KR100526835B1 (en) | Heat-emissive paint for the inner surfaces of industrial furnaces | |
| KR100529010B1 (en) | Fe compound based heat radiating coating material having good heat emissivity and coating method thereof | |
| WO1998046539A1 (en) | High-radiation glass base covering material, high-radiation glass film, and process for the production of high-radiation glass film | |
| CN106278293A (en) | Far infrared high-temperature wearable energy-saving coatings and preparation method thereof | |
| JP2004225027A (en) | Heat radiating coating for use in industrial heating furnace and manufacturing method thereof | |
| RU2716065C2 (en) | Method of producing refractory material for use in upper structure of vanished glass furnaces, as well as method of increasing spectral radiation coefficient of molded refractory articles | |
| JPS6329712B2 (en) | ||
| CN115849868B (en) | Self-cleaning dry-hanging silicon porcelain plate curtain wall | |
| CN112979166B (en) | High-temperature-resistant low-expansion glaze coating, glaze high-temperature-resistant material and preparation method thereof | |
| SU1331846A1 (en) | Coating composition | |
| US3526523A (en) | Refractory furnace wall coating | |
| KR101115023B1 (en) | Inorganic binder composition comprising aluminium-hydroxide sludge, and thermal-resistance inorganic pigments comprising the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| A302 | Request for accelerated examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| O035 | Opposition [patent]: request for opposition | ||
| O132 | Decision on opposition [patent] | ||
| O074 | Maintenance of registration after opposition [patent]: final registration of opposition | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20061115 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |