KR100735593B1 - 냉각부재의 제조 방법 및 냉각부재 - Google Patents

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Abstract

냉각부재를 제조하는 방법은 하우징부와 이 하우징부의 표면상에 배열된 세라믹 라이닝 부재를 포함한다. 세라믹 라이닝 부재 (2) 는 라이닝 부재와 하우징부 사이의 연결부에서 연납땜제/경납땜제를 사용하여 부재 하우징부 (1) 에 연결되고, 적어도 연결 영역은 연납땜제/경납땜제의 용융 온도이상 가열되어서, 부재 하우징부 (1) 와 세라믹 라이닝 부재 (2) 사이에서 양호하게 열접촉하는 연결부를 형성하게 된다. 또한, 본 발명은 냉각부재에 관한 것이다.
냉각부재

Description

냉각부재의 제조 방법 및 냉각부재 {METHOD FOR MANUFACTURING A COOLING ELEMENT AND A COOLING ELEMENT}
본 발명은 첨부된 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 냉각부재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 냉각부재에 관한 것이다.
금속 제조에 사용되는 플래시 제련로 (flash smelting furnaces), 고로 (blast furnaces), 및 전기로와 같은 산업상의 노와 관련해서는, 또는 다른 야금적 반응기와 관련해서는, 통상적으로 주로 구리로 제조된 냉각부재가 사용된다. 냉각부재의 표면상에는 예컨대 내화 벽돌로 구성된 세라믹 라이닝이 종종 배열된다. 냉각부재는 통상적으로 수냉되고, 따라서 냉각수 채널 시스템을 구비하여, 내화 벽돌로부터 냉각부재의 하우징을 통하여 냉각수로 열전달이 이루어진다. 냉각부재는, 노의 분위기로 인한 강한 부식과 침식 변형 또는 용융재와 접촉하게 되는 극단적인 작업 환경에 사용된다. 냉각부재의 효율적인 작동을 위해서, 내화 벽돌과 냉각부재 사이의 연결부가 양호한 것이 중요하고, 이 경우에 있어서 효과적으로 열전달 접촉이 달성된다. 공지된 냉각부재의 제조시 단점은 세라믹/내화 라이닝을 부착하는 제조방법이 복잡하고 세라믹 라이닝과 냉각부재간의 양호한 접촉을 달성하는 것이 어렵다는 것이다. 따라서, 냉각부재의 냉각 특성이 완전히 활용될 수 없다. 이로 인해 라이닝의 마모를 가속화시킨다.
본 발명의 목적은 냉각부재를 제조하는 방법을 실현하는 것이고, 이 방법으로 종래 기술의 단점을 피할 수 있다. 본 발명의 다른 목적은 세라믹 라이닝과 냉각부재의 하우징 사이에서 양호하게 접촉하는 냉각부재를 실현하는 것이다.
본 발명은 첨부된 청구항에서 설명된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 구성은 여러 가지 주목할 만한 장점을 가진다. 본 발명의 방법에 따르면, 세라믹 라이닝 부재와 냉각부재의 하우징간의 매우 양호한 접촉이 달성된다. 이에 의해, 냉각부재의 노측 및 내화벽돌과 같은 세라믹 부분의 온도가 충분히 낮게 유지되며, 냉각부재의 표면상에는 특히 산화 용융물 및/또는 황화 용융물을 포함하는 소위 자가 발생 라이닝 (autogenous lining) 이 형성된다. 특히, 벽돌의 마모는 실질적으로 둔화되고, 냉각부재의 작동 수명은 증가하게 된다. 본 발명에 따른 방법은 제조기술에 있어서도 유리하다.
본 발명은 첨부된 도면에 따라서 이후에 자세히 설명된다.
도 1 은 본 발명에 따른 냉각부재의 단면도.
본 발명에 따른 냉각부재는, 냉각수 순환용 채널 시스템 (4) 을 구비한 하우징부 (1) 와 이 하우징부의 표면 중 적어도 일부분에 도포되는 세라믹 라이닝 부재 (2) 로 형성된 라이닝을 포함한다. 세라믹 라이닝 부재 (2) 는 세라믹부와 하우징부 사이의 양호한 열접촉으로 인해 연납땜제/경납땜제에 의해서 하우징부 (1) 에 부착된다. 냉각부재의 하우징부 (1) 는 통상적으로 예컨대 구리로 제조된다. 냉각부재의 하우징부 (1) 는 예컨대 인발 주조와 같은 주조로 형성되는 것이 유리하다. 하우징부에는 냉각수 순환용 채널 시스템 (4) 이 제공된다. 통상적으로 채널 시스템 (4) 은 예컨대 드릴링 작업에 의해 또는 주조와 관련된 작업에 의해 형성된다. 하우징부 (1) 의 표면 중 적어도 일부분에는 그루브 (3) 가 제공되고, 이 그루브에는 세라믹 라이닝, 통상적으로 내화 벽돌 부재 (2) 가 배열된다. 냉각부재의 하우징부 (1) 와 세라믹 라이닝 부재 (2) 사이에는 연납땜제/경납땜제에 의해서 양호하게 열접촉할 수 있는 연결부가 형성된다. 그루브가 하방으로 개방하는 위치에 세라믹 라이닝 부재가 위치될 때, 이 세라믹 라이닝 부재 (2) 는 형상-고정식으로 그루브내에 유지되도록 배열된다. 예컨대, 그루브 (3) 는 그루브 바닥부에서 부재 표면쪽으로 좁아질 수 있고, 이 경우에 그루브 바닥부에서의 그루브 폭 (W1) 은 표면 위치에서의 그루브 폭 (W2) 보다 크다. 통상적인 실시형태에 있어서, 하우징부 표면 위치에서의 그루브 폭 (W2) 은 그루브 바닥부에서의 그루브 폭 (W1) 보다 2-10 mm 좁다. 그루브 (3) 와 세라믹 라이닝 부재 (2) 사이의 치수 공차는 세라믹 라이닝 부재 (2) 의 단부가 부재 하우징부의 측면으로부터 그루브 (3) 에 삽입될 수 있도록 결정된다. 세라믹 라이닝 부재 (2) 와 하우징부 (1) 사이에 있어서, 적어도 연결 표면에서 연납땜제/경납땜제의 중간층에, 연결된 피스의 용융 온도보다 낮은 용융 온도를 가하게 된다. 연납땜제/경납땜제는 예컨대 호일이나 파우다로서 연결부에 제공될 수 있다. 또한 연납땜제/경납땜제는 서로 연결된 부분 중 적어도 일부분에 함께 제공될 수 있다. 예컨대, 세라믹 라이닝 부재는 연결 표면상에서 연납땜제/경납땜제 층을 포함할 수 있고, 이 경우에 있어서, 상기 부재는 하우징부의 그루브내에 설치되기 전에 용융된 연납땜제/경납땜제로 침지된다. 상기 경우에, 연납땜제/경납땜제 층은 세라믹 라이닝 부재의 표면에 흡수된다. 예컨대, 연납땜제/경납땜제는 400-700℃ 범위의 용융온도를 가진 구리-기재의 합금일 수 있다.
세라믹 라이닝 부재 (2), 예컨대 내화 벽돌, 및 연납땜제/경납땜제가 그루브내에 배열될 때, 서로 연결된 피스 중 적어도 연결 영역은 연납땜제/경납땜제가 용융되는 온도까지 가열되고 내화 벽돌과 하우징부 사이에 양호한 열접촉을 형성한다. 또한 가열시, 더 많은 연납땜제/경납땜제를 연결 영역으로 넣을 수 있다. 냉각 채널의 가능한 차단 연결부를 형성할 시 동일한 단계로 가열될 수 있다.
본 발명에 따른 냉각부재는 여러 가지 응용형태로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 냉각부재의 통상적인 사용 대상은 예컨대 플래시 제련로에서 하부 노의 천장이다. 라이닝면이 하부로 향하게 냉각부재가 설치되더라도, 냉각부재에 형성된 그루브의 형상은 세라믹 라이닝 부재가 그루브로부터 분리되는 것을 방지한다. 노측에 있는 부재의 온도가 노와 떨어져 있는 측의 온도보다 높아 노측에 위치한 표면상에 열팽창으로 인해 압력 인장이 유발되기 때문에, 그루브는 매우 좁지 않아도 된다. 본 발명에 따른 냉각부재를 위한 일반적인 치수에 있어서는, 폭은 0.25-1m, 길이는 1-2 m, 하우징부의 두께는 100-200 mm 이고, 그루브 부분의 두께는 대략 하우징부 두께의 절반으로 구성된다.

Claims (10)

  1. 하우징부와 이 하우징부의 표면상에 배열된 세라믹 라이닝 부재를 포함하는 냉각부재를 제조하는 방법에 있어서,
    세라믹 라이닝 부재 (2) 는, 세라믹 라이닝 부재와 하우징부 사이의 연결부에서 연납땜제를 사용하여 구리로 제조된 냉각부재의 하우징부 (1) 에 연결되고, 연결 영역은 연납땜제의 용융 온도이상으로 가열되어서, 냉각부재의 하우징부 (1) 와 세라믹 라이닝 부재 (2) 가 양호하게 열접촉하게 되는 연결부를 형성하고, 냉각부재의 하우징부 (1) 의 표면에는 세라믹 라이닝 부재 (2) 가 끼워맞춰지는 그루브 (3) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각부재의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 라이닝 부재 (2) 는 내화 벽돌인 것을 특징으로 하는 냉각부재의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연납땜제는 파우다 또는 호일 등으로서 상기 연결 영역에 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각부재의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 연납땜제는 서로 연결된 피스로 상기 연결 영역에 함께 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각부재의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 세라믹 라이닝 부재 (2) 의 연결 표면 또는 전체 표면 상에는, 세라믹 라이닝 부재를 연결 영역에 제공하기 전에, 금속층이나 연납땜제층과 같은 1 이상의 중간제 층이 적용되는 것을 특징으로 하는 냉각부재의 제조 방법.
  6. 냉각수 순환용 채널 시스템을 갖춘 하우징부 (1) 와, 이 하우징부 표면의 일부 또는 전부에 세라믹 라이닝 부재 (2) 를 포함하는 냉각부재에 있어서,
    세라믹 라이닝 부재 (2) 는, 세라믹 라이닝 부재와 하우징부 사이에서 양호한 열접촉이 이루어지도록 연납땜제에 의해서 구리로 구성된 하우징부 (1) 에 연결되고, 냉각부재의 하우징부 (1) 의 표면에는 세라믹 라이닝 부재 (2) 가 끼워맞춰지도록 배열된 그루브 (3) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 냉각부재.
  7. 제 6 항에 있어서, 세라믹 라이닝 부재 (2) 는, 세라믹 라이닝 부재가 그루브의 하방 개방위치에 위치될 때 그 그루브 (3) 내에 형상에 의한 고정 방식으로 유지되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 냉각부재.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 하우징부의 그루브 (3) 의 마주보는 벽들 사이의 거리 (W1, W2) 는 그루브의 바닥부로부터 하우징부의 표면으로 갈수록 감소되는 것을 특징으로 하는 냉각부재.
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