KR101132751B1

KR101132751B1 - 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법

Info

Publication number: KR101132751B1
Application number: KR1020110116593A
Authority: KR
Inventors: 김승용
Original assignee: 인베스트세라믹(주)
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-04-06

Abstract

본 발명은 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법에 관한 것으로서, 즉 본 발명은 산화알루미늄(Al₂O₃) 98.5~99.7%, 이산화규소(SiO₂) 0.1~0.5%, 산화지르코늄(ZrO₂) 0.2~0.8%, 산화마그네슘(MgO) 0.0~0.2%의 중량비를 갖는 성분비로서 이루어지도록 하여 볼 형상으로 구비하는 단계와; 상기의 단계에서 구비한 세라믹 볼들을 볼 밀링에 의해 일정 시간동안 분쇄시켜 세라믹 파우더를 형성하는 단계와; 상기의 세라믹 파우더는 스프레이 드라이에 의해 수분이 0.5% 이하가 되도록 건조시키는 단계와; 상기 단계에서 건조된 세라믹 파우더는 고무몰드를 사용하여 정수압 성형기에 의해서 일정 압력으로 압축시켜 일정 형상으로 성형되도록 하는 단계와; 상기의 단계에서 압축 성형한 성형물을 자동형상 가공기에 의해 롤러 형상으로 가공하는 단계와; 롤러 형상으로 가공한 상기 세라믹 롤러는 1,620~1,650℃에서 2~6시간동안 홀딩을 유지하여 산화분위기에서 1차 소결하는 단계와; 소결한 상기 세라믹 롤러는 다이아몬드 공구를 이용해서 표면 가공하는 단계와; 상기 세라믹 롤러는 1,100~1,200℃에서 10~12시간동안 열처리하여 2차 소결하는 단계를 통해 성형되는 세라믹 롤러에 의해 마찰마모의 저감에 의해 내마모성 증가와 수명연장의 특징이 있다.

Description

보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법{Methos for manufacturing ceramic roller of soot blower for boiler}

본 발명은 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주된 재질은 세라믹으로 이루어지도록 하면서 윤활성과 기계적 강도를 증대시켜 사용수명이 대폭적으로 연장되도록 하므로서 교체 비용을 절감시키도록 하는 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 무연탄을 연료로 사용하는 화력 발전소의 발전용 대형 보일러는 그 보일러 내에서 연료를 연소시켜 발생되는 고온/고압의 증기에너지에 의해 터빈 발전기를 구동하게 된다.

이때 보일러의 내부에서 연료가 연소되면서 연소재인 애쉬(Ash)가 다수 열의 증기발생 튜브(lance tube) 외면에 축적되게 되며, 이러한 축적물은 증기발생 튜브의 열전달을 방해하기 때문에 증기발생 튜브 외면의 축적물인 보일러에서 연료의 연소에 의해 형성되는 회(ash)를 제거하기 위한 슈트 블로워(Soot Blower, 제매기)가 설치되고 있고, 이러한 슈트 블로워는 주기적으로 운전되도록 하고 있다.

이러한 슈트 블로워는 좌우로 운전되도록 하기 위해서 서포트와 가이드 롤러를 구비하게 되는데 이때의 가이드 롤러는 통상 탄소강으로 이루어지도록 하고 있다.

하지만 가이드 롤러는 고온에서 장시간 사용하다보면 롤러 표면에 편마모가 발생하게 되고, 증기발생 튜브와의 접촉으로 가이드 롤러의 회전이 제대로 이루어지지 않기도 하며, 대개 12개월 정도의 주기로 교체가 이루어져야만 하는 단점이 있다.

또한 고온에서는 가이드 롤러의 내부 베어링이 쉽게 손상되면서 정기적인 교체작업을 반복해야 하므로 유지 관리가 용이치 않은 문제점이 있다.

이에 상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 순도가 높은 세라믹을 이용하면서 윤활성과 기계적 강도를 높일 수 있는 재질을 동시에 포함되도록 하여 견고하고 오랜 수명을 갖는 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법을 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 증기발생 튜브와의 접촉 마모를 저감시키므로서 교체 주기를 최대한 연장되도록 하여 보다 경제적인 유지 관리가 가능하도록 하는 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법은, 산화알루미늄(Al₂O₃) 98.5~99.7%, 이산화규소(SiO₂) 0.1~0.5%, 산화지르코늄(ZrO₂) 0.2~0.8%, 산화마그네슘(MgO) 0.0~0.2%의 중량비를 갖는 성분비로서 이루어지도록 하여 볼 형상으로 구비하는 단계와; 상기의 단계에서 구비한 세라믹 볼들을 볼 밀링에 의해 일정 시간동안 분쇄시켜 세라믹 파우더를 형성하는 단계와; 상기의 세라믹 파우더는 스프레이 드라이에 의해 수분이 0.5% 이하가 되도록 건조시키는 단계와; 상기 단계에서 건조된 세라믹 파우더는 고무몰드를 사용하여 정수압 성형기에 의해서 일정 압력으로 압축시켜 일정 형상으로 성형되도록 하는 단계와; 상기의 단계에서 압축 성형한 성형물을 자동형상 가공기에 의해 롤러 형상으로 가공하는 단계와; 롤러 형상으로 가공한 상기 세라믹 롤러는 1,620~1,650℃에서 2~6시간동안 홀딩을 유지하여 산화분위기에서 1차 소결하는 단계와; 소결한 상기 세라믹 롤러는 다이아몬드 공구를 이용해서 표면 가공하는 단계와; 상기 세라믹 롤러는 1,100~1,200℃에서 10~12시간동안 열처리하여 2차 소결하는 단계로서 이루어지는 과정에 의하여 수행된다.

상기에서 상기 세라믹 볼들은 24~30시간동안 분쇄되도록 하여 파우더가 되도록 하며, 상기 세라믹 파우더는 상기 정수압 성형기에 의해 1,200~1,400Kg/Cm²의 압력으로 압축되도록 하는 것이 보다 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 다이아몬드 공구를 이용한 상기 세라믹 롤러의 표면 가공에 의한 표면 조도가 1.6Ra 이하가 되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

상기한 본 발명에 따른 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법에 의해 가이드 롤러를 세라믹으로 성형되도록 하여 좀더 기계적 강도를 증대시킴과 동시에 윤활성을 높여 마찰 마모가 저감되도록 하므로서 사용 수명이 대폭적으로 연장되도록 하며, 교체 비용을 대폭적으로 절감할 수 있도록 하여 경제적인 유지 관리가 가능하도록 하는 이점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 보일러용 슈트 블로워의 요부 구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법을 순차적으로 표시한 순서도.

이하 본 발명에 따른 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 보일러용 슈트 블로워의 요부 구성을 도시한 사시도로서, 본 발명은 증기발생 튜브 외면에 축적되는 연료의 연소 결과물인 회(ash)를 제거하기 위한 슈트 블로워(100)의 구성에서 란스 튜브(lance tube, 10)에 접촉되는 가이드 롤러(20)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법을 순차적으로 표시한 순서도이다.

도시한 바와 같이 본 발명은 우선 가이드 롤러를 형성하기 위한 재료를 구비해야만 한다.

이를 위해 본 발명은 산화알루미늄(Al₂O₃)과 미량의 이산화규소(SiO₂), 산화지르코늄(ZrO₂), 산화마그네슘(MgO)의 혼합으로 이루어지는 세라믹 볼로서 구비되도록 한다.

즉 본 발명은 산화알루미늄 98.5~99.7%, 이산화규소 0.1~0.5%, 산화지르코늄 0.2~0.8%, 산화마그네슘 0.0~0.2%의 중량비로 이루어지는 성분비로서 이루어지는 볼 형상으로 구비되도록 한다.(제1 단계)

이들 세라믹 볼들을 볼 밀링에 의해 24~30시간 분쇄시키도록 하며(제2 단계), 분쇄된 세라믹 파우더는 스프레이 드라이에 의해 수분이 0.5% 이하가 되도록 건조되게 한다.(제3 단계)

건조시킨 파우더 원료는 정수압 성형기에 의해 고무몰드를 이용하여 일정 압력으로 압축시키므로서 일정 형상으로 성형이 이루어지도록 하며(제4 단계), 이때의 가압 압력은 1,200~1,400Kg/Cm²로서 수행되도록 하는 것이 가장 바람직하다.

이렇게 고무몰드에 의해 일정 형상으로 성형된 성형물은 자동형상 가공기에 의해서 롤러 형상으로 가공되도록 한다.(제5 단계)

이러한 세라믹 롤러는 1,620~1,650℃에서 2~6시간동안 홀딩을 유지하여 산화분위기에서 1차 소결하도록 하고(제6 단계), 소결한 세라믹 롤러는 다이아몬드 공구를 이용해 2차 정밀가공을 하도록 하며(제7 단계), 이때의 가공은 다이아몬드 공구를 이용하여 표면조도가 1.6Ra 이하가 되도록 하는 표면 마무리가 수행되도록 한다.

표면 마무리가 수행된 세라믹 롤러는 재차 1,100~1,200℃에서 10~12시간을 열처리하여 2차 소결이 수행되도록 한다.

이와 같이 순도가 높은 산화알루미늄에 미량의 이산화규소와 산화지르코늄과 산화마그네슘을 혼합시키게 되면 윤활성과 함께 기계적 강도를 보다 높일 수가 있어 란스 튜브와의 접촉으로 인한 마모를 최대한 저감시킬 수가 있게 된다.

특히 일정 압력을 압축시켜 고온에서 2차에 걸친 소결 열처리에 의하여 내마모성을 대폭적으로 증가시키도록 하는 동시에 수명 연장을 통해 보다 경제적인 유지 관리가 될 수 있도록 한다.

10 : 란스 튜브
20 : 가이드 롤러
100 : 슈트 블로워

Claims

산화알루미늄(Al₂O₃) 98.5~99.7%, 이산화규소(SiO₂) 0.1~0.5%, 산화지르코늄(ZrO₂) 0.2~0.8%, 산화마그네슘(MgO) 0.0~0.2%의 중량비를 갖는 성분비로서 이루어지도록 하여 볼 형상으로 구비하는 단계와;
상기의 단계에서 구비한 세라믹 볼들을 볼 밀링에 의해 일정 시간동안 분쇄시켜 세라믹 파우더를 형성하는 단계와;
상기의 세라믹 파우더는 스프레이 드라이에 의해 수분이 0.5% 이하가 되도록 건조시키는 단계와;
상기 단계에서 건조된 세라믹 파우더는 고무몰드를 사용하여 정수압 성형기에 의해서 일정 압력으로 압축시켜 일정 형상으로 성형되도록 하는 단계와;
상기의 단계에서 압축 성형한 성형물을 자동형상 가공기에 의해 롤러 형상으로 가공하는 단계와;
롤러 형상으로 가공한 상기 세라믹 롤러는 1,620~1,650℃에서 2~6시간동안 홀딩을 유지하여 산화분위기에서 1차 소결하는 단계와;
소결한 상기 세라믹 롤러는 다이아몬드 공구를 이용해서 표면 가공하는 단계와;
상기 세라믹 롤러는 1,100~1,200℃에서 10~12시간동안 열처리하여 2차 소결하는 단계;
에 의해서 수행되는 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 세라믹 볼들은 24~30시간동안 분쇄되도록 하여 파우더가 되도록 하는 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 세라믹 파우더는 상기 정수압 성형기에 의해 1,200~1,400Kg/Cm²의 압력으로 압축되도록 하는 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다이아몬드 공구를 이용한 상기 세라믹 롤러의 표면 가공에 의한 표면 조도는 1.6Ra 이하가 되도록 하는 보일러용 슈트 블로워의 세라믹 롤러 제조방법.