KR101370374B1

KR101370374B1 - 소각장용 고온공기 가열기 튜브

Info

Publication number: KR101370374B1
Application number: KR1020130151202A
Authority: KR
Inventors: 김규황
Original assignee: 에스엠메탈(주)
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2014-03-05

Abstract

본 발명은 소각장용 고온공기 가열기 튜브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 C: 0.10~0.15중량%, Si: 4.0~4.5중량%, Mn: 0.10중량%, P: 0.03중량%, S: 0.02중량%, Ni: 50~60중량%, Cr: 28~33중량%, Mo: 0.4~0.9중량%, Al: 0.3~0.4중량%, Ti: 0.7~0.8중량% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금으로 가열기 튜브를 형성하고, 튜브의 외주면에 세라믹재질로 이루어진 세라믹코팅막을 형성하므로서, 튜브의 외주면에 세라믹코팅막이 형성됨에 따라 튜브의 내열성이 향상되고, 튜브를 이루는 합금의 내부식성이 향상되어 소각장에 설치 사용되는 가열기 튜브의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 소각장용 고온공기 가열기 튜브에 관한 것이다.

Description

소각장용 고온공기 가열기 튜브{Tube}

일반적으로 산업폐기물이나 일반 쓰레기와 같은 폐기물을 소각 처리하는 소각장에서는 폐기물을 고온의 열로 분해하여 처리하고 있으며, 소각로에서 배출되는 1000℃~1200℃ 온도의 고온 배기가스가 배출되는 통로상에 다수의 고온공기 가열용 튜브를 설치한 후 그 튜브를 이용하여 배기가스로 부터 열교환하여 공기를 가열하고, 가열된 공기를 소각로의 열원으로 재공급하여 사용하고 있다.

이와같이 소각로로 공급되는 고온공기를 배기가스로 부터 회수되는 열로 가열시키는 것이 고온공기 가열기 튜브이다.

도 1 은 종래의 소각장용 고온공기 가열기 튜브를 도시한 것으로서,

튜브몸체(2)의 하부 끝단에 캡(3)이 용접 결합되어 이루어지고, 소각장에서 배출되는 고온의 배기가스 배출통로에 노출되게 설치되는 튜브(1)와;

튜브몸체(2) 내부에 끼워지는 이너파이프(4); 로 구성되어 튜브(1)와 이너파이프(4) 사이로 공급 이송된 공기가 튜브(1) 하측으로 이송되는 과정에서 배기가스로 부터 열을 흡수하여 가열되고, 그 가열된 공기가 이너파이프(4) 내측을 통해 배출되어 소각로로 공급되도록 구성된다.

상기 튜브(1)는 1000℃~1200℃ 온도의 고온 배기가스가 배출되는 통로상에 설치됨에 따라 배기가스에 포함되어 있는 Hcl, SOx와 같은 부식성이 강한 성분에 그대로 노출되므로 내부식성이 강하고, 내열성이 뛰어난 금속으로 제작하여야 한다.

그러나, 종래의 튜브는 내부식성이 높지 않기 때문에 배기가스에 노출되었을때 짧은 시간에 쉽게 부식되는 문제점이 발생하였고, 또한 내열성이 뛰어나지 못하므로 쉽게 크랙이 발생하게되는 문제점이 있었다.

그리고, 튜브(1)를 이루는 캡(3)의 바닥면이 평평하게 형성되어 있기 때문에 이너파이프(4)와 튜브몸체(2) 사이로 공급되는 공기가 캡(3) 바닥에 부딪힌 후 와류를 형성하면서 이너파이프(4) 입구로 유도되므로 공기가 부딪히는 충격에 의해 캡(3) 바닥부분에서 크랙이 발생하게되는 문제점이 있었다.
◆ 선행 기술 ◆
일본 공개특허공보 특개2003-021479호

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 C: 0.10~0.15중량%, Si: 4.0~4.5중량%, Mn: 0.10중량%, P: 0.03중량%, S: 0.02중량%, Ni: 50~60중량%, Cr: 28~33중량%, Mo: 0.4~0.9중량%, Al: 0.3~0.4중량%, Ti: 0.7~0.8중량% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금으로 가열기 튜브를 형성하고, 튜브의 외주면에 세라믹재질로 이루어진 세라믹코팅막을 형성하므로서, 튜브의 외주면에 세라믹코팅막이 형성됨에 따라 튜브의 내열성이 향상되고, 튜브를 이루는 합금의 내부식성이 향상되어 소각장에 설치 사용되는 가열기 튜브의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 소각장용 고온공기 가열기 튜브를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

튜브몸체(11)의 하부 끝단에 캡(12)이 용접 결합되어 이루어지고, 소각장에서 배출되는 고온의 배기가스 배출통로에 노출되게 설치되는 튜브(10)와;

튜브몸체(11) 내부에 끼워지는 이너파이프(13); 로 구성하여 튜브(10)와 이너파이프(13) 사이로 공급 이송된 공기가 튜브(10) 하측으로 이송되는 과정에서 배기가스로 부터 열을 흡수하여 가열되고, 그 가열된 공기가 이너파이프(13) 내측을 통해 배출되도록 구성된 것을 포함하는 소각장용 고온공기 가열기 튜브에 있어서,

상기 튜브(10)는

C: 0.10~0.15중량%, Si: 4.0~4.5중량%, Mn: 0.10중량%, P: 0.03중량%, S: 0.02중량%, Ni: 50~60중량%, Cr: 28~33중량%, Mo: 0.4~0.9중량%, Al: 0.3~0.4중량%, Ti: 0.7~0.8중량% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금으로 형성되고,

튜브(10)의 외측에는 세라믹재질로 이루어진 세라믹코팅막(20)을 더 형성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 튜브의 외주면에 세라믹코팅막이 형성됨에 따라 튜브의 내열성이 향상되고, 튜브를 이루는 합금의 내부식성이 향상되어 소각장에 설치 사용되는 가열기 튜브의 수명을 연장시킬 수 있도록하는 효과를 기대할 수 있다.

도 1 은 종래 소각장용 고온공기 가열기 튜브를 보인 도면.
도 2 는 본 발명의 소각장용 고온공기 가열기 튜브를 보인 도면.

이하, 첨부된 도면 도 2 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면, 본 발명은,

상기 튜브(10)는

또한, 이너파이프(13)의 외측 공간과 튜브몸체(11) 사이로 공급된 공기가 곧바로 이너파이프(13) 끝단 입구로 유도되도록 안내하는 유도홈(14)을 캡(12)의 바닥부에 유선형으로 형성하고,

캡(12)의 중심부(15) 두께를 다른 부분에 비해 두껍게 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 설명과 같이 본 발명의 튜브(10)는 튜브몸체(11)와 캡(12)으로 이루어지며, 튜브몸체(11)의 내측에 이너파이프(13)가 삽입되어 있어서 피가열물인 공기가 튜브몸체(11)와 이너파이프(13)의 사이 공간으로 공급될 수 있게되고, 튜브몸체(11) 내측으로 이동하는 동안 공기가 배기가스로 부터 열을 흡수하여 약 500℃의 높은 온도로 가열된 후 이너파이프(13)를 통해 배출되어 소각로로 공급되는 것이다.

배기가스가 배출되는 통로상에 설치되는 튜브(10)는 내부식성과 내열성이 뛰어난 합금으로 제조해야 수명이 길어질 수 있다.

이를위해, 본 발명에서는 튜브(10)를 C: 0.10~0.15중량%, Si: 4.0~4.5중량%, Mn: 0.10중량%, P: 0.03중량%, S: 0.02중량%, Ni: 50~60중량%, Cr: 28~33중량%, Mo: 0.4~0.9중량%, Al: 0.3~0.4중량%, Ti: 0.7~0.8중량% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금으로 형성한다.

상기와 같은 조성으로 이루어지는 합금으로 튜브(10)를 형성하는 것에 의해 내부식성과 내열성이 높은 튜브(10)를 제공할 수 있게되어 배기가스에 장시간 노출되어 있어도 쉽게 부식되지 않도록 한 것이다.

조성물 중 C(카본)는 내열강으로서 필요한 고온 강도 및 내크립성(creep resistance)을 향상시키는데 유효한 원소이고, Si(규소)는 금속 표면에 산화피막을 형성하여 내부식성을 향상시키게되며, Mn(망간)은 금속의 경도를 높여주는 것이고, P(인)은 합금 제조시 금속 원소들과 안정한 화합물을 이루는 것이며, S(황)은 열전도도가 낮아 내열성을 높여주고, Ni(니켈)은 내부식성 및 내열성에 아주 유효한 원소이며, Cr(크롬)은 고온 강도를 높여주면서 금속 표면에 산화피막을 형성하여 내부식성을 향상시키고, Mo(몰리브덴)은 내부식성 및 내열성에 유효한 원소이며, Al(알루미늄)은 내부식성이 뛰어난 금속이고, Ti(티타늄)은 경도가 높으면서 내부식성이 뛰어난 금속이다.

이러한 조성으로 이루어진 합금으로 튜브(10)를 제조함에 따라 튜브(10)의 내부식성 및 내열성을 높여줄 수 있게되고, 이에따라 고온의 배기가스에 장시간 노출되어 있더라도 튜브(10)의 부식을 최대한 억제하여 수명을 연장시킬 수 있게되는 것이다.

한편, 본 발명에서는 튜브(10)의 표면에 세라믹재질로 이루어지는 세라믹코팅막(20)을 형성한다.

튜브(10) 표면에 세라믹 코팅막(20)을 형성함에 따라 튜브(10)의 내부식성을 한층 더 높여줄 수 있게된다.

그리고, 본 발명에서는 이너파이프(13)의 외측 공간과 튜브몸체(11) 사이로 공급된 공기가 곧바로 이너파이프(13) 끝단 입구로 유도되도록 안내하는 유도홈(14)을 캡(12)의 바닥부에 유선형으로 형성하므로서, 캡(12) 바닥부로 공급된 공기가 유도홈(14)에 안내되어 미끄러지듯이 이동되어 이너파이프(13)의 끝단 입구로 유도되어 이너파이프(13)의 내측으로 진입하게되므로 캡(12)의 바닥면에 과도한 충격이 가해지지 않게되고, 이로인해 캡(12)의 크랙발생 현상을 최소한으로 억제할 수 있게되는 것이다.

또한, 본 발명에서는 캡(12)의 중심부(15) 두께를 다른 부분에 비해 두껍게 형성하므로서, 캡(12) 중심부의 내구성을 높여주어 수명 연장 효과를 더 높여줄 수 있게된다.

10: 튜브, 11: 튜브몸체,
12: 캡, 13: 이너파이프,
14: 유도홈, 15: 중심부,
20: 세라믹코팅막,

Claims

튜브몸체(11)의 하부 끝단에 캡(12)이 용접 결합되어 이루어지고, 소각장에서 배출되는 고온의 배기가스 배출통로에 노출되게 설치되는 튜브(10)와;
튜브몸체(11) 내부에 끼워지는 이너파이프(13); 로 구성하여 튜브(10)와 이너파이프(13) 사이로 공급 이송된 공기가 튜브(10) 하측으로 이송되는 과정에서 배기가스로 부터 열을 흡수하여 가열되고, 그 가열된 공기가 이너파이프(13) 내측을 통해 배출되도록 구성된 것을 포함하는 소각장용 고온공기 가열기 튜브에 있어서,
상기 튜브(10)는
C: 0.10~0.15중량%, Si: 4.0~4.5중량%, Mn: 0.10중량%, P: 0.03중량%, S: 0.02중량%, Ni: 50~60중량%, Cr: 28~33중량%, Mo: 0.4~0.9중량%, Al: 0.3~0.4중량%, Ti: 0.7~0.8중량% 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 합금으로 형성되고,
튜브(10)의 외측에는 세라믹재질로 이루어진 세라믹코팅막(20)을 더 형성하며,
이너파이프(13)의 외측 공간과 튜브몸체(11) 사이로 공급된 공기가 곧바로 이너파이프(13) 끝단 입구로 유도되도록 안내하는 유도홈(14)을 캡(12)의 바닥부에 유선형으로 형성하고,
캡(12)의 중심부(15) 두께를 다른 부분에 비해 두껍게 형성한 것을 특징으로 하는 소각장용 고온공기 가열기 튜브.
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