KR101392720B1 - 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물 - Google Patents

우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물 Download PDF

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Abstract

1000℃ 이상의 고온 조업 중 특히 침적관 내외벽을 구성하고 있는 불소성 내화 벽돌에 대하여, 내화벽돌과 결합을 유도하여 탈락을 방지함으로써 원활한 조업을 가능하게 하기 위한 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물을 제공하고자 한다.

Description

우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물{COMPOSITION FOR HIGH-TEMPERATURE ADHESIVE THE REFRACTORY BRICK HAVING EXECELLENT BONDING STRENGTH}
본 발명은 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물에 관한 것이다.
마그네시아-카본질 내화벽돌, 마그네시아-알루미나-카본질 내화벽돌, 알루미나-마그네시아-카본질 내화벽돌, 알루미나-카본질 내화벽돌, 알루미나-탄화규소-카본질 내화벽돌, 돌로마이트-카본질 내화벽돌 등의 불소성 내화벽돌은 카본의 슬래그에 대한 낮은 젖음성 및 고열전도율로 인한 우수한 열충격저항성 등의 장점으로 제철, 제강 설비의 내장 내화물로 널리 사용되고 있다.
그러나 최근 고급강 증산에 따른 조업 가혹화로 불소성 내화벽돌의 고온 열간 팽창/수축 및 열 응력 등으로 인한 균열 발생으로 사용 도중 벽돌이 탈락되거나, 용융 날림재가 클링커로써 노벽에 대량으로 부착하여 요구된 수명을 사용하지 못하고 조업을 중지하는 일이 자주 발생되고 있다.
이를 해결하기 위하여, 금속판을 소각로 내부에 위치하고 있는 내화벽돌 표면에 볼트와 같은 고정수단을 부착하는 방안이 제시되었다. 또한, 수냉 재킷을 설치하고 냉각수를 순환시켜 클링커와 내화벽돌의 온도차를 발생시켜 클링커가 내화벽돌 표면에 일체화되는 것을 방지하고, 일정 크기가 되면 클링커 자체의 하중에 의해 탈락되도록 하는 방안이 제시되었다.
그러나 상기와 같은 방법 중 금속판을 내화벽돌에 부착하는 방법은 850~1200℃에 달하는 로의 고온에 견디지 못하고 변형되기 쉬우며, 이 경우 폐기물 또는 화격자의 이동에 방해가 될 수 있는 문제가 있다. 또 다른 제안된 방안인 수냉 재킷을 사용하는 방법은 시설비용이 과도하고 부식에 의해 수냉 재킷이 파손될 수 있으며 이 경우 로를 정지하고 보수해야 하는데 따른 보수유지가 어려운 문제가 있다.
1000℃ 이상의 고온 조업 중 특히 침적관 내외벽을 구성하고 있는 불소성 내화 벽돌에 대하여, 내화벽돌과 결합을 유도하여 탈락을 방지함으로써 원활한 조업을 가능하게 하기 위한 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물을 제공하고자 한다. 본 발명에서 의미하는 침적관은 RH 나 DH 등과 같이 용강에 침적시켜 이를 통하여 용강 중 불순물을 제거하는 정련로를 의미한다.
본 발명의 일측면인 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물은 금속분말 및 구형 카본 분말을 중량비로 20:80~65:35로 포함하는 혼합물 및 상기 혼합물 100 중량부 당 45~60중량부의 액상 유기물을 추가로 포함한다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태을 참조하여 더욱 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명이 제안한 조성물로 내화벽돌을 부착하는 경우에는 내화벽돌 내부에 고온 부식 가스가 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 클링커의 퇴적량을 감소시킴으로써, 고온 분위기하에서 유용하게 내화벽돌을 사용할 수 있는 효과가 있다. 또한, 사용 도중 벽돌이 탈락 되지 않아 요구된 수명까지 사용이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 발명자들은 종래의 문제를 해결하기 위하여 연구를 행한 결과, 금속분말 및 구상 카본 분말을 적절한 비율로 혼합함으로써, 간단하면서 고온에서 우수한 부착성을 확보할 수 있는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물을 제공할 수 있음을 확인하고 본 발명에 이르게 되었다.
이하, 본 발명의 일측면인 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일측면인 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물은 금속분말 및 구형 카본 분말을 중량비로 20:80~65:35로 포함하는 혼합물과, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 45~60중량부의 액상 유기물을 추가로 포함한다.
먼저, 금속분말 및 구형 카본분말을 혼합하여 혼합물을 제조한다. 상기 금속 분말 및 카본분말을 혼합하여 혼합물을 제조함으로써, 내화 벽돌의 열간 탈락을 방지하는 역할을 한다.
즉, 고온에서 금속분말과 카본분말의 상호 반응으로 인하여 금속분말을 구성하는 원소와 C의 화합물로 이루어지는 새로운 상을 형성하여 내화벽돌과 유사한 재질로 구성되어 내화 벽돌 간 강한 부착력을 확보할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속분말이 Al을 포함할 경우에는 Al4C3와 같은 화합물 상을 형성할 수 있다.
상기 금속분말의 종류는 특별히 한정하는 것은 아니다. 다만, 보다 바람직한 부착력을 발현하기 위하여 Si, Mg-Al 및 Al 중 1종 이상의 금속 분말을 이용한다.
상기 Si, Mg-Al 및 Al 중 1종 이상의 금속 분말을 이용하는 경우에는 고온 소성 후 잔류된 액상 유기물로부터의 카본(Fixed Carbon, 잔류카본)과 구형 카본 분말이 자체로 부착강도를 발현할 수 있다.
특히, 금속분말 및 구형 카본분말을 20:80~65:35로 제어함으로써, 보다 우수한 효과가 발현된다. 상기 금속분말의 비가 20 이상인 경우에는 Al4C3와 같은 새로운 상이 형성량이 부족하여 고온 강도에서 우수한 부착력이 발현되지 못한다. 반면에, 65를 초과하는 경우에는 용융점의 저하로 인해 금속분말이 미반응 잔류하여 조성물의 고온 강도가 저하한다.
보다 바람직한 부착 강도를 확보하기 위해서는 Al 금속 분말을 이용한다. Al 금속 분말을 이용하는 경우에는 카본과 고온 반응 시 Al4C3가 다량 형성되어 열간 강도를 더욱 향상시킨다.
또한, 상기 금속분말의 평균 입자 크기는 75㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 금속분말의 평균 입자 크기가 75㎛를 초과하는 경우에는 내화 벽돌 사이 코팅(coating) 시 작업성이 저하된다.
더불어, 상기 구형 카본 분말의 평균 입자 크기는 20㎛ 이하인 것이 바람직하다. 상기 구형 카본 분말의 평균 입자 크기가 20㎛를 초과하는 경우에는 상기 금속분말과 같이 내화 벽돌 사이 코팅(coating)시 작업성이 저하되며, 큰 입자 특성에 따른 고온 열간 반응성이 지연되어 부착 강도 특성이 저하된다.
본 발명에서는 상기 금속분말 및 구형 카본분말이 혼합된 혼합물에 추가적으로 액상 유기물을 포함하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 추가적으로 액상 유기물을 포함함으로써, 상기 혼합물의 시공을 용이하게 해준다.
다시 말하면, 상기 혼합물은 분말 상태이므로, 분말 그 자체로는 코팅이 불가능하기 때문에 내화 벽돌에 코팅을 하기 위해서는 액상 유기물이 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제안하는 상기 액상 유기물은 액상 페놀 수지(Resol-type, Novolac-type), 폴리푸르푸릴 알코올(Polyfurfuryl alcohol) 중 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는 보관 및 건조 시 자체 형상을 보다 우수하게 유지하는 폴리푸르푸릴 알코올(Polyfurfuryl alcohol)을 이용한다.
상기 액상 유기물은 상기 금속분말과 구형 카본 분말의 혼합물 100중량부에 대하여 45~60중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 액상 유기물이 45중량부 미만인 경우에는 액상량이 부족하여 부착 조성물 시공이 용이하지 않다. 반면에, 60중량부를 초과하는 경우에는 시공 후 내화 벽돌 틈새로 부착물이 흘러내려 시공상 어려운 점이 발생한다. 보다 바람직하게는 47~57중량부로 포함한다.
또한, 상기와 같이 제조된 내화 벽돌 고온 부착용 조성물의 열간 부착강도(환원분위기에서 N2 또는 Ar 가스를 취입한 뒤, 1350℃에서 1시간 동안 환원소성 유지한 후 강도)는 58kg/㎠ 이상인 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하여 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것이 아니라는 점에 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
(실시예)
Al 금속분말, 구형 카본분말 및 폴리푸르푸릴 알코올을 준비하였다.
상기 준비된 Al 금속분말 및 구형 카본분말을 하기 표 1에 나타나 있는 비율로 혼합하여 혼합체를 제조하였다. 상기 제조된 혼합체에 하기 표 1에 나타난 비율로 폴리푸르푸릴 알코올을 추가로 배합하여 내화 벽돌 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조된 내화 벽돌 조성물의 열간 부착강도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
이때, 열간부착강도는 환원분위기에서 N2 또는 Ar 가스를 취입한 뒤, 1350℃에서 1시간 동안 환원 소성 유지 한 후 강도를 측정하였다.
구분 Al 금속분말
(중량부)		 구형 카본분말
(중량부)		 폴리푸르푸릴 알코올
(중량부)		 열간부착강도
(kg/㎠)
발명예1 20 80 60 58
발명예2 50 50 53 88
발명예3 65 35 45 65
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명이 제안한 범위를 모두 만족하는 발명예 1 내지 3의 경우 우수한 열간 부착강도를 갖는 것을 확인할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 금속분말 및 구형 카본 분말을 중량비로 20:80~65:35로 포함하는 혼합물 및 상기 혼합물 100중량부 당 45~60중량부의 액상 유기물을 추가로 포함하는 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 금속분말은 Si, Mg-Al, Al 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 액상 유기물은 액상 페놀 수지, 폴리푸르푸릴 알코올(Polyfurfuryl alcohol) 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 액상 유기물은 47~57중량부로 포함하는 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금속 분말의 입자 크기는 75㎛ 이하인 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 카본 분말의 입자 크기는 20㎛인 우수한 부착 강도를 갖는 내화 벽돌 고온 부착용 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 내화 벽돌 고온 부착용 조성물의 열간 부착 강도는 58kg/㎠이상인 내화 벽돌 고온 부착용 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115583838A (zh) * 2022-10-25 2023-01-10 昆山思创耐火材料有限公司 高温退火炉用耐火砖及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06100378A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Lignyte Co Ltd ボロン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物
JPH06100356A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Lignyte Co Ltd キシレン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物
KR20000055447A (ko) * 1999-02-06 2000-09-05 한종웅 내화성 및 내식성 카본 벽돌의 제조방법
KR100308402B1 (ko) 1999-03-17 2001-09-24 한종웅 고온 접착강도를 갖는 보수 또는 접합용 내화재

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06100378A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Lignyte Co Ltd ボロン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物
JPH06100356A (ja) * 1992-09-18 1994-04-12 Lignyte Co Ltd キシレン変性フェノール樹脂バインダー配合カーボン含有耐火物組成物
KR20000055447A (ko) * 1999-02-06 2000-09-05 한종웅 내화성 및 내식성 카본 벽돌의 제조방법
KR100308402B1 (ko) 1999-03-17 2001-09-24 한종웅 고온 접착강도를 갖는 보수 또는 접합용 내화재

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115583838A (zh) * 2022-10-25 2023-01-10 昆山思创耐火材料有限公司 高温退火炉用耐火砖及其制造方法

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