KR101458376B1 - Grate bar with thermally sprayed tungsten carbide and fabricating method thereof - Google Patents

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KR101458376B1
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조희근
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Abstract

Disclosed are a grate bar on which tungsten carbide (WC) is thermally sprayed and a method for manufacturing the same. The grate bar has enhanced heat resistance, corrosion resistance, abrasion resistance, and impact resistance, and thus has enhanced durability. The grate bar includes: a base formed by a casting process; and a tungsten carbide layer formed by laminating thermally sprayed tungsten carbide (WC) on at least a portion of the base.

Description

탄화텅스텐이 용사된 그레이트바 및 이의 제조 방법{Grate bar with thermally sprayed tungsten carbide and fabricating method thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tungsten carbide tungsten carbide tungsten carbide and fabricating method,

본 발명은 제철소의 소결 공정에서 사용되는 소결로에 장착되는 그레이트바(grate bar)와 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a grate bar mounted on a sintering furnace used in a sintering process of a steel mill and a method of manufacturing the same.

제철소에서 철강을 생산하기 위해 사용되는 원재료인 철광석은, 30 내지 70%의 철분(Fe)을 함유한 광석으로서 철분(Fe)이 풍부하고 황(S), 인(P), 구리(Cu)와 같은 유해성분이 적고 크기가 일정한 것이 이상적이나, 이러한 철광석은 흔하지 않으며, 원산지에 따라 품질, 성분, 형상이 각기 다르기 때문에 철광석 원석 그대로 고로에 투입하기는 어렵다. 따라서 고로에 투입하기 전에 철광석의 품질을 고르게 하기 위해 일정 크기의 가루로 만드는 공정을 거치며, 이를 소결 공정이라고 한다. Iron ore, a raw material used to produce steel in steel mills, is an ore containing 30 to 70% iron (Fe) and is rich in iron (Fe) and contains sulfur (S), phosphorus (P), copper Although it is ideal that the same harmful components are small and the size is constant, these iron ores are not common and it is difficult to input them into the blast furnace as they are different in quality, composition and shape depending on their origin. Therefore, to make the iron ore quality uniform before putting it in the blast furnace, it is called a sintering process.

도 1은 소결로를 이용한 소결광 제조 공정을 나타내는 도면이고, 도 2 및 도 3은 소결로의 구조를 도시한 측단면도 및 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 다수가 직렬 연결되어서 이동하는 소결로(9)의 그레이트바(20)의 상측에 상부 호퍼(4)와 서지 호퍼(3)를 통하여 철광석 원석(1)이 장입된다. 철광석 원석(1)이 장입된 소결로(9)는 레일(13)을 따라서 이동한다. 이 때 점화로(7)가 작동되어 소결로(9)에 적재된 철광석 원석이 점화로(7)를 통과하면서 착화된다. 착화된 철광석 원석은 배풍기(5)에 의하여 발생되는 하방 흡입력에 의하여 상부로부터 하부로 점차 소결이 이루어진다. 하방 흡입에 의한 공기는 윈드 박스(wind box)(6)를 통하여 배출된다. 소결이 완료된 소결광은 냉각기(8)로 이송된다. 소결광이 투하되어 빈 상태로 된 소결로(9)는 무한궤도를 회전하여 호퍼(3, 4) 측으로 복귀하며, 다시 철광석 원료가 장입되고, 소결이 진행된다.FIG. 1 is a view showing a sintered light producing process using a sintering furnace, and FIGS. 2 and 3 are a side sectional view and a perspective view showing the structure of a sintering furnace. 1 to 3, an iron ore ore 1 is charged through an upper hopper 4 and a surge hopper 3 on the upper side of a Great Bar 20 of a sintering furnace 9, do. The sintering furnace 9 loaded with the iron ore Ore 1 moves along the rail 13. At this time, the ignition furnace 7 is operated, and the iron ore ore loaded in the sintering furnace 9 is ignited while passing through the ignition furnace 7. The ignited ore is gradually sintered from the upper part to the lower part by the downward suction force generated by the fan 5. The air by downward sucking is discharged through a wind box 6. The sintered ores that have been sintered are transferred to the cooler 8. The sintering furnace 9, in which the sintered ores are released and becomes empty, rotates the endless track and returns to the side of the hoppers 3 and 4. The iron ore raw material is charged again and the sintering proceeds.

소결로(9)의 보디(10) 표면에는 다수의 그레이트바(20)가 가로방향으로 배열되며, 그레이트바(20)의 상측면에는 철광석 원석(1)이 적재된다. 그레이트바(20)는 통상 3열로 배열된다. 소결로(9)의 양 측 단부에는 록킹 핀(locking pin)(14)에 의해 고정된 측벽(11)이 구비된다. 소결 공정 중에 소결로(9)는 레일(13)의 표면과 접촉되는 휠(wheel)(12)에 의하여 이동된다.A number of great bars 20 are arranged in the lateral direction on the surface of the body 10 of the sintering furnace 9 and an iron ore ore 1 is loaded on the upper side of the great bar 20. The great bars 20 are typically arranged in three rows. Side walls 11 fixed by locking pins 14 are provided at both side ends of the sintering furnace 9. During the sintering process the sintering furnace 9 is moved by means of a wheel 12 in contact with the surface of the rail 13.

상술한 소결 공정에서 소결로(9) 내부는 1000℃ 이상으로 온도가 상승되고, 그레이트바(20)는 이러한 고온 환경에 지속적으로 노출된다. 또한, 무거운 철광석 원료를 지지하여야 하며, 배풍기(5)의 흡입력에 의해 형성된, 많은 미세 입자가 포함된 고온 고압의 바람에 노출된다. 이로 인해 그레이트바(20)의 표면에 크랙(crack)이 발생하고 표면이 산화되는 등 내구성이 떨어진다. 내구성이 떨어지는 그레이트바(20)는 짧은 교체 주기가 요구되므로, 소결 공정, 나아가 제철 공정의 비용 상승을 야기한다. In the sintering process described above, the temperature inside the sintering furnace 9 is raised to 1000 ° C or higher, and the Great Bar 20 is continuously exposed to such a high temperature environment. It is also required to support heavy iron ore feedstock and is exposed to high temperature, high pressure wind containing many fine particles formed by the suction force of the fan 5. As a result, cracks are generated on the surface of the Great Bar 20 and the surface is oxidized, resulting in poor durability. Since the durability of the Great Bar 20 requires a short replacement cycle, it causes an increase in the cost of the sintering process and further the steel making process.

대한민국 등록특허공보 제10-0833007호Korean Patent Registration No. 10-0833007 대한민국 등록특허공보 제10-1131100호Korean Registered Patent No. 10-1131100

본 발명은, 내열성, 내부식성, 내마모성, 및 내충격성이 개선되어 내구성이 향상되는 탄화텅스텐(WC)이 용사된 그레이트바와, 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a Great Bar having a tungsten carbide (WC) sprayed with improved durability with improved heat resistance, corrosion resistance, abrasion resistance, and impact resistance, and a method for producing the same.

또한 본 발명은 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅으로 표면 처리하여 가혹한 환경에서 더 오래 견딜 수 있도록 표면 성질이 개선된 그레이트바와, 이의 제조 방법을 제공한다. The present invention also provides a Great Bar having improved surface properties for surface treatment with a tungsten carbide (WC) spray coating so as to withstand longer conditions in harsh environments, and a method for manufacturing the same.

본 발명은, 소결로 내에 배치되어 소결용 원료를 지지하는 것으로, 주조(鑄造)에 의해 형성된 베이스(base), 및 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에, 용사(溶射)된 탄화텅스텐(WC)이 적층되어 형성된 탄화텅스텐층을 구비하는 그레이트바(grate bar)를 제공한다. The present invention relates to a sintering furnace, which is disposed in a sintering furnace to support a raw material for sintering, comprises a base formed by casting, and tungsten carbide (WC) sprayed on the surface of at least a part of the base There is provided a grate bar having a layered tungsten carbide layer.

상기 탄화텅스텐층의 두께는 0.06 내지 0.3mm 일 수 있다.The thickness of the tungsten carbide layer may be 0.06 to 0.3 mm.

본 발명의 그레이트바는, 상기 베이스와 상기 탄화텅스텐층 사이에 용사된 Ni5Al 이 적층되어 형성된 버퍼층(buffer layer)을 더 구비할 수 있다.The Great Bar of the present invention may further comprise a buffer layer formed by laminating Ni 5 Al sprayed between the base and the tungsten carbide layer.

상기 버퍼층의 두께는 30 내지 50㎛ 일 수 있다.The thickness of the buffer layer may be 30 to 50 탆.

또한 본 발명은, 주물용 강(鑄物用 鋼)을 주조(鑄造)하여 베이스(base)를 형성하는 베이스 형성 단계, 및 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 탄화텅스텐(WC)을 용사(溶射)하여 탄화텅스텐층을 형성하는 탄화텅스텐층 형성 단계를 구비하는, 그레이트바 제조 방법을 제공한다. The present invention also relates to a method of manufacturing a cast steel comprising the steps of forming a base by casting steel for casting and spraying tungsten carbide (WC) on the surface of at least a part of the base, And forming a tungsten carbide layer to form a tungsten carbide layer.

상기 탄화텅스텐층 형성 단계는, 탄화텅스텐(WC) 분말을 플라즈마(plasma)에 실어 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 분사하는 탄화텅스텐 플라즈마 용사 단계를 포함할 수 있다.The tungsten carbide layer forming step may include a tungsten carbide plasma spraying step in which tungsten carbide (WC) powder is sprayed onto a surface of at least a part of the base by plasma.

본 발명의 그레이트바 제조 방법은, 상기 베이스 형성 단계와 상기 탄화텅스텐층 형성 단계 사이에, 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 Ni5Al 을 용사(溶射)하여 버퍼층(buffer layer)을 형성하는 버퍼층 형성 단계를 더 구비할 수 있다.The method of manufacturing a Great Bar according to the present invention is characterized in that a buffer layer is formed between the base forming step and the tungsten carbide layer forming step by spraying Ni 5 Al on the surface of at least a part of the base to form a buffer layer Step may be further included.

상기 버퍼층 형성 단계는, Ni5Al 분말을 플라즈마(plasma)에 실어 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 분사하는 Ni5Al 플라즈마 용사 단계를 포함할 수 있다. The buffer layer forming step may include a Ni 5 Al plasma spraying step of spraying Ni 5 Al powder onto a surface of at least a part of the base.

본 발명의 그레이트바는, 주물(鑄物)인 베이스의 표면에 탄화텅스텐(WC)이 용사되어 형성된 탄화텅스텐층을 구비하여, 주물로만 형성된 그레이트바에 비하여 내열성, 내부식성, 내마모성, 및 내충격성이 크게 개선되고, 내구성이 향상된다. 또한, 이로 인해 그레이트바의 교체 주기가 길어져 소결 작업의 비용이 절감된다. The Great Bar of the present invention has a tungsten carbide layer formed by spraying tungsten carbide (WC) on the surface of a base which is a cast product, and is excellent in heat resistance, corrosion resistance, abrasion resistance, and impact resistance And the durability is improved. In addition, this results in a longer replacement cycle of the Great Bar, thereby reducing the cost of the sintering operation.

도 1은 소결로를 이용한 소결광 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 소결로의 구조를 도시한 측단면도 및 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그레이트바의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 그레이트바 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 그레이트바의 표면을 확대 도시한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 그레이트바 시편을 이용한 내마모성 시험 결과를 나타내는 사진으로, 도 7a는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅하지 않은 시편의 시험 결과를, 도 7b는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅한 시편의 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 8a 및 도 8b는 그레이트바 시편을 이용한 염수 분무 시험 결과를 나타내는 사진으로, 도 8a는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅하지 않은 시편의 시험 결과를, 도 8b는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅한 시편의 시험 결과를 나타내는 사진이다.
도 9a 및 도 9b는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅한 그레이트바의 샌드블라스트(sandblast) 시험 전과 시험 후 결과를 각각 나타내는 현미경 사진이다.Fig. 1 is a view showing a sintered light producing process using a sintering furnace.
2 and 3 are a side sectional view and a perspective view showing the structure of the sintering furnace.
4 is a perspective view of a Great Bar according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a method of manufacturing a Great Bar according to an embodiment of the present invention.
6 is an enlarged cross-sectional view of a surface of a Great Bar according to an embodiment of the present invention.
7A and 7B are photographs showing the results of the abrasion resistance test using the Great Bar specimen. Fig. 7A shows the results of the test of the specimen not coated with tungsten carbide (WC) and Fig. 7B shows the specimen coated with tungsten carbide (WC) This is a photograph showing the test result.
8A and 8B are photographs showing the result of a brine spray test using the Great Bar specimen. FIG. 8A shows the test results of the specimen not coated with tungsten carbide (WC), FIG. 8B shows the specimen coated with tungsten carbide (WC) Fig.
9A and 9B are photomicrographs showing the results before and after the sandblast test of the tungsten carbide (WC) spray coated Great Bar.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 탄화텅스텐이 용사된 그레이트바 및 이의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a tungsten carbide sprayed Great Bar according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terminology used herein is a term used to properly express the preferred embodiment of the present invention, which may vary depending on the intention of the user or operator or the custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 그레이트바의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 그레이트바 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 그레이트바의 표면을 확대 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 그레이트바(100)는 그리스문자 π형태의 부재로서, 철광석 원료를 지지하는 수평 연장된 빔(beam)(101)과, 소결로(9)(도 1 참조) 내부에 끼워 고정하기 위한 양 측 단부의 고정턱(103)과, 인접한 그레이트바(100) 사이가 밀착되지 않도록 돌출된 스페이서(spacer)(107)를 구비한다. 상기 스페이서(107)에 의해 형성된, 인접한 그레이트바(100) 사이의 유로를 통해 고온의 열풍이 유동한다. FIG. 4 is a perspective view of a Great Bar according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view for explaining a method of manufacturing a Great Bar according to an embodiment of the present invention, And FIG. Referring to FIG. 4, the Great Bar 100 is a member in the form of a Greek letter π, which is inserted horizontally into a beam 101 supporting the iron ore raw material and inside the sintering furnace 9 (see FIG. 1) And a spacer 107 protruded so as not to be in close contact with the adjoining great bar 100. Hot hot wind flows through the flow path between the adjacent great bars 100 formed by the spacer 107. [

도 4 및 도 6을 함께 참조하면, 그레이트바(100)는 베이스(110)와, 버퍼층(buffer layer)(112)과, 탄화텅스텐층(114)을 구비한다. 한편, 상기 그레이트바(100)의 제조 방법은 상기 베이스(110)의 형성 단계, 상기 버퍼층(112)의 형성 단계, 및 상기 탄화텅스텐층(114)의 형성 단계를 구비한다. 상기 베이스(110) 형성 단계는, 주물용 강(鑄物用 鋼)을 주조(鑄造)하여 베이스(110)를 형성하는 단계이다. 상기 주물용 강은, 크롬(Cr)이 적어도 28 wt% 포함된 고크롬 내열강일 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 6 together, the Great Bar 100 includes a base 110, a buffer layer 112, and a tungsten carbide layer 114. The method for manufacturing the Great Bar 100 includes the steps of forming the base 110, forming the buffer layer 112, and forming the tungsten carbide layer 114. The step of forming the base 110 is a step of forming a base 110 by casting steel for casting. The cast steel may be a high-chromium heat-resistant steel containing at least 28 wt% of chromium (Cr).

상기 버퍼층(112) 형성 단계는, 상기 베이스(110)의 표면에 Ni5Al을 용사(溶射)하여 버퍼층(112)을 형성하는 단계이다. 버퍼층(112)은 베이스(110)의 전(全) 부분의 표면에 형성될 수도 있고, 예를 들어, 빔(101)과 같이 일부분의 표면에만 형성될 수도 있다. 버퍼층(112)은 베이스(110)와 탄화텅스텐층(114) 사이의 열팽창율 차이로 인한 탄화텅스텐층(114)의 벗겨짐이나 뒤틀림을 방지하고, 탄화텅스텐층(114)의 밀착력을 향상시켜준다. The buffer layer 112 is formed by spraying Ni 5 Al on the surface of the base 110 to form the buffer layer 112. The buffer layer 112 may be formed on the surface of the entire portion of the base 110 and may be formed on only a part of the surface such as the beam 101, for example. The buffer layer 112 prevents peeling or distortion of the tungsten carbide layer 114 due to the difference in thermal expansion coefficient between the base 110 and the tungsten carbide layer 114 and improves the adhesion of the tungsten carbide layer 114.

버퍼층(112)의 두께(L2)가 너무 얇으면 탄화텅스텐층(114)의 밀착력을 높이는 효과를 거둘 수 없고, 너무 두꺼우면 버퍼층(112) 형성 비용이 증대되고, 버퍼층(112) 형성 시간이 길어져 생산성도 저하된다. 따라서, 버퍼층(112)의 두께(L2)는 30 내지 50㎛ 일 수 있다. If the thickness L2 of the buffer layer 112 is too small, the adhesion of the tungsten carbide layer 114 can not be enhanced. If the thickness L2 is too large, the formation cost of the buffer layer 112 is increased and the formation time of the buffer layer 112 becomes long Productivity also deteriorates. Therefore, the thickness L2 of the buffer layer 112 may be 30 to 50 mu m.

상기 탄화텅스텐층(114) 형성 단계는, 상기 버퍼층(112)이 형성된 베이스(110)의 표면에 탄화텅스텐(WC)을 용사(溶射)하여 탄화텅스텐층(114)을 형성하는 단계이다. 탄화텅스텐층(114)은 버퍼층(112)이 형성된 영역과 동일한 영역에 형성되며, 베이스(110)의 전(全) 부분의 표면에 형성될 수도 있고, 예를 들어, 빔(101)과 같이 일부분의 표면에만 형성될 수도 있다. 탄화텅스텐층(114)의 두께(L1)가 너무 얇으면 내마모성, 내부식성, 내열성 등의 향상 효과가 미미하다. 한편, 너무 두꺼우면 용사에 의한 탄화텅스텐층(114) 형성이 어려울 뿐 아니라 형성 비용이 증대되고, 생산성도 저하된다. 따라서, 탄화텅스텐층(114)의 두께는 0.06 내지 0.3mm 일 수 있다.The step of forming the tungsten carbide layer 114 is a step of forming a tungsten carbide layer 114 by spraying tungsten carbide (WC) on the surface of the base 110 on which the buffer layer 112 is formed. The tungsten carbide layer 114 may be formed on the same area as the region where the buffer layer 112 is formed and may be formed on the surface of the entire portion of the base 110 and may be formed, As shown in Fig. If the thickness L1 of the tungsten carbide layer 114 is too thin, the effect of improving the abrasion resistance, corrosion resistance, heat resistance and the like is insignificant. On the other hand, if it is too thick, it is difficult to form the tungsten carbide layer 114 by spraying, and the formation cost is increased and the productivity is also lowered. Therefore, the thickness of the tungsten carbide layer 114 may be 0.06 to 0.3 mm.

상기 탄화텅스텐층(114) 형성 단계는 탄화텅스텐(WC) 플라즈마 용사 단계를 포함하고, 상기 버퍼층(112) 형성 단계는 Ni5Al 플라즈마 용사 단계를 포함할 수 있다. 탄화텅스텐(WC) 플라즈마 용사, 및 Ni5Al 플라즈마 용사는, 예컨대 도 5에 도시된 플라즈마 토치(torch)(50)를 이용하여 수행될 수 있다. The step of forming the tungsten carbide layer 114 may include a tungsten carbide (WC) plasma spraying step, and the step of forming the buffer layer 112 may include a step of Ni 5 Al plasma spraying. Tungsten carbide (WC) plasma spray, and Ni 5 Al plasma spray can be performed, for example, using the plasma torch 50 shown in FIG.

플라즈마 토치(50)는 중앙부에 핀(pin) 형태로 돌출된 음극 전극(cathode)(51)과, 음극 전극(51) 주변을 감싸며 음극 전극(51)의 전방에 노즐(nozzle)(56)이 형성된 양극 전극(anode)(54)을 구비한다. 아르곤, 수소, 질소, 헬륨과 같은 불활성 가스가 음극 전극(51) 주변의 가스 공급부(61)를 통해 공급되어 음극 전극(51)과 양극 전극(54) 사이에서 플라즈마화되고, 노즐(56)을 통해 플라즈마 제트(plasma jet)(65)로 전방으로 분사된다. 한편, 노즐(54)을 비롯한 토치(50)의 과열을 방지하기 위해 양극 전극(54)의 주변부로는 냉각수 공급부(62)를 통해 냉각수가 공급된다. The plasma torch 50 has a cathode 51 protruding in the form of a pin and a nozzle 56 surrounding the cathode 51 and in front of the cathode 51 And an anode 54 formed thereon. An inert gas such as argon, hydrogen, nitrogen or helium is supplied through the gas supply unit 61 around the cathode electrode 51 to be plasmaized between the cathode electrode 51 and the anode electrode 54, And is forwardly injected into a plasma jet 65 through the nozzle. On the other hand, cooling water is supplied to the peripheral portion of the anode electrode 54 through the cooling water supply portion 62 to prevent the torch 50 including the nozzle 54 from overheating.

토치(50) 전면의 분말 투입부(58)를 통해 Ni5Al 분말이 투입되면 상기 플라즈마 제트(65)에 실려 베이스(110) 표면에 용사되어 Ni5Al 피막이 형성되고, 상기 분말 투입부(58)를 통해 탄화텅스텐(WC) 분말이 투입되면 상기 플라즈마 제트(65)에 실려 베이스(110) 표면에 용사되어 탄화텅스텐(WC) 피막이 형성된다. Torch (50) when through the front powder input portion (58) Ni 5 Al powder is turned carried on the plasma jet 65 is sprayed on the base 110 surface Ni 5 Al film is formed, and the powder turned portion (58 The tungsten carbide (WC) powder is sprayed onto the surface of the base 110 by being loaded on the plasma jet 65 to form a tungsten carbide (WC) coating.

이와 같은 플라즈마 용사는 노즐(56)에서 플라즈마 제트(65)의 온도가 16,500℃ 의 초고온까지 상승 가능하여, 모든 종류의 금속성 분말을 이용하여 용사 코팅(coating)이 가능하고, 용사에 의해 형성된 피막의 접착력이 우수하고, 코팅 조직이 매우 치밀한 특성을 구비한다. 다만, 본 발명 그레이트바(100)의 탄화텅스텐층(114)과 버퍼층(112)은 플라즈마 용사에 의해 형성되는 것에 한정되지는 않으며, 예를 들어 화염 분말 용사, 고속 용사 등 금속성 분말을 이용한 다른 용사 방법에 의해서도 형성될 수 있다. The plasma spray can raise the temperature of the plasma jet 65 to an extremely high temperature of 16,500 DEG C in the nozzle 56, so that it is possible to coat the coating by using all kinds of metallic powders, Has excellent adhesion, and has a very dense coating structure. However, the tungsten carbide layer 114 and the buffer layer 112 of the present invention are not limited to those formed by plasma spraying. For example, the tungsten carbide layer 114 and the buffer layer 112 may be formed by plasma spraying, Method. ≪ / RTI >

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 그레이트바(100)의 성능을 항목별로 비교 설명한다. 이하의 성능 시험은, 고크롬 내열강 소재의 주물로 이루어지고 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅하지 않은 통상의 그레이트바 시편과, 도 6을 참조하여 설명한 것과 같은 베이스(110), 버퍼층(112), 및 탄화텅스텐층(114)을 구비한 본 발명의 그레이트바 시편을 이용하여 실행되었다.Hereinafter, the performance of the Great Bar 100 according to the embodiment of the present invention will be described in terms of items. The following performance tests were conducted on a conventional Great Bar specimen made of a casting of a high chrome heat resistant steel material and not coated with a tungsten carbide (WC) spray coating, a base 110, a buffer layer 112, Was carried out using the Great Bar specimen of the present invention having the tungsten carbide layer (114).

<경도(硬度)>&Lt; Hardness >

사각뿔 형상의 다이아몬드 압입자를 이용하여, 20kgf 하중으로 15초간 통상의 그레이트바 시편과 본 발명의 그레이트바 시편에 대고 눌러 생긴 압입 자국의 표면적을 이용하여 비커스 경도(Vicker? hardness)를 측정하는 실험을 시행한 결과, 통상의 그레이트바 시편의 비커스 경도(HV)는 380, 본 발명의 그레이트바 시편의 비커스 경도(HV)는 1457.8로 측정되어, 경도의 확연한 향상이 확인된다. An experiment to measure Vicker? Hardness using the surface area of the indentation mark pressed against the normal Great Bar specimen and the Great Bar specimen of the present invention for 15 seconds at a load of 20 kgf using a diamond indentator with a quadrangular pyramid shape Vickers hardness (H V) of the result, the conventional bar Great specimen 380, the Vickers hardness (H V) of the Great bar specimen of the present invention is measured with a 1457.8 is viewed noticeable improvement in the hardness.

<내마모 시험><Abrasion resistance test>

도 7a 및 도 7b는 그레이트바 시편을 이용한 내마모성 시험 결과를 나타내는 사진으로, 도 7a는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅하지 않은 시편의 시험 결과를, 도 7b는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅한 시편의 시험 결과를 나타내는 사진이다. 디스크 형태의 통상의 그레이트바 시편과 본 발명의 그레이트바 시편을 각각 150℃로 가열하고, 크로마이징(chromizing) 처리한 핀(pin)을 이용하여 선속도 236mm/sec, 하중 90N, 마찰시간 12600sec 조건으로 그레이트바 시편을 마찰하여 마모 시험을 진행하였다. 통상의 그레이트바 시편에 대한 내마모 시험에서는 도 7a에 도시된 바와 같은 마모 패턴(pattern)이 형성되었으며, 마모량 2.55g, 마모 두께 0.83mm 의 결과가 측정되었다. 반면, 본 발명의 그레이트바 시편에 대한 내마모 시험에서는 도 7b에 도시된 바와 같은 마모 패턴이 형성되었으며, 마모량 0.07g, 마로 두께 0.04mm 의 결과가 측정되어, 내마모 특성의 확연한 향상이 확인된다. 7A and 7B are photographs showing the results of the abrasion resistance test using the Great Bar specimen. Fig. 7A shows the results of the test of the specimen not coated with tungsten carbide (WC) and Fig. 7B shows the specimen coated with tungsten carbide (WC) This is a photograph showing the test result. The normal Great Bar specimen in the form of a disk and the Great Bar specimen of the present invention were heated to 150 DEG C and subjected to chromizing treatment at a linear velocity of 236 mm / sec, a load of 90 N, and a friction time of 12600 seconds And the abrasion test was carried out. In the abrasion resistance test for a normal Great Bar specimen, a wear pattern as shown in FIG. 7A was formed, and a result of a wear amount of 2.55 g and a wear thickness of 0.83 mm was measured. On the other hand, in the abrasion resistance test of the Great Bar specimen of the present invention, a wear pattern as shown in FIG. 7B was formed, and a result of the wear amount of 0.07 g and the marrow thickness of 0.04 mm was measured, .

<염수 분무 시험><Salt spray test>

도 8a 및 도 8b는 그레이트바 시편을 이용한 염수 분무 시험 결과를 나타내는 사진으로, 도 8a는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅하지 않은 시편의 시험 결과를, 도 8b는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅한 시편의 시험 결과를 나타내는 사진이다. 그레이트바가 사용되는 실제 환경은 고온 산화로 인한 부식 위험이 높은 극한 환경이다. 염수 분무 시험은 그레이트바에 염수를 분무하여 부식 정도를 시각적으로 확인하는 시험이다. 염수 분무 시간은 288시간이었으며, 12일 동안 연속적으로 진행하였다. 통상의 그레이트바 시편에 대한 염수 분무 시험에서는 도 8a에 도시된 바와 같이 그레이트바 시편의 전(全) 표면에 걸쳐 녹, 즉 부식이 발생하였다. 반면, 본 발명의 그레이트바 시편에 대한 염수 분무 시험에서는 도 8b에 도시된 바와 같이 소규모의 녹, 즉 부식이 발생하여, 내식성 향상을 확인할 수 있다.8A and 8B are photographs showing the result of a brine spray test using the Great Bar specimen. FIG. 8A shows the test results of the specimen not coated with tungsten carbide (WC), FIG. 8B shows the specimen coated with tungsten carbide (WC) Fig. The actual environment in which the Great Bar is used is an extreme environment where there is a high risk of corrosion due to high temperature oxidation. The salt spray test is a test that visually confirms the degree of corrosion by spraying salt water on the Great Bar. The saline spray time was 288 hours and continued for 12 days. In the salt spray test of a normal Great Bar specimen, rust, or corrosion, occurred over the entire surface of the Great Bar specimen as shown in FIG. 8A. On the other hand, in the salt spray test of the Great Bar specimen of the present invention, as shown in FIG. 8B, the rust of small scale, that is, corrosion is generated, and the corrosion resistance is improved.

<샌드블라스트(sandblast) 시험>&Lt; Sandblast Test >

도 9a 및 도 9b는 탄화텅스텐(WC) 용사 코팅한 그레이트바의 샌드블라스트(sandblast) 시험 전과 시험 후 결과를 각각 나타내는 현미경 사진이다. 그레이트바가 사용되는 실제 환경은 많은 양의 금속 파편이 발생하고 강한 압력으로 그레이트바에 충돌하는 극한 환경이다. 샌드블라스트 시험은 미세한 모래입자를 고압으로 그레이트바의 표면에 분사하여 그레이트바가 가진 내성을 확인하는 시험으로, 120초 동안 고압 모래에 노출하여 시험하였다. 시험 결과, 통상의 그레이트바 시편의 표면 손실률은 100% 로 측정된다. 그러나, 본 발명의 그레이트바 시편은 도 9a 및 도 9b에 나타나는 바와 같이 샌드블라스트 시험 전과 시험 후의 현미경 사진 결과 차이가 거의 없다. 즉, 표면 손실률이 0% 로서, 고압의 금속 파편에 대한 내성의 확연한 향상이 확인된다.9A and 9B are photomicrographs showing the results before and after the sandblast test of the tungsten carbide (WC) spray coated Great Bar. The actual environment in which the Great Bar is used is an extreme environment where large amounts of metal debris are generated and hit the Great Bar with strong pressure. The sandblast test was conducted by spraying fine sand particles at high pressure onto the surface of the Great Bar to confirm the tolerance of the Great Bar. The test was conducted by exposing it to high pressure sand for 120 seconds. As a result of the test, the surface loss ratio of a normal Great Bar specimen is measured at 100%. However, as shown in Figs. 9A and 9B, the Great Bar test piece of the present invention shows almost no difference in microscopic photograph results before and after the sandblast test. That is, it is confirmed that the surface loss rate is 0%, and the resistance to high-temperature metal fragments is remarkably improved.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

50: 플라즈마 용사 토치 100: 그레이트바
101: 빔(beam) 103: 고정턱
107: 스페이서 110: 베이스
112: 버퍼층 114: 탄화텅스텐층50: Plasma spray torch 100: Great bar
101: beam 103: fixed jaw
107: spacer 110: base
112: buffer layer 114: tungsten carbide layer

Claims (8)

소결로 내에 배치되어 소결용 원료를 지지하는 것으로,
주조(鑄造)에 의해 형성된 베이스(base);
상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에, 용사(溶射)된 탄화텅스텐(WC)이 적층되어 형성된 탄화텅스텐층; 및
상기 베이스와 상기 탄화텅스텐층 사이에 용사된 Ni5Al 이 적층되어 형성된 버퍼층(buffer layer);
을 구비하는 것을 특징으로 하는 그레이트바(grate bar). And disposed in the sintering furnace to support the raw material for sintering,
A base formed by casting;
A tungsten carbide layer formed on the surface of at least a part of the base, the tungsten carbide (WC) layer being formed by laminating the tungsten carbide (WC); And
A buffer layer formed by laminating Ni 5 Al sprayed between the base and the tungsten carbide layer;
Wherein the grate bar comprises a plurality of grate bars. 제1 항에 있어서,
상기 탄화텅스텐층의 두께는 0.06 내지 0.3mm 인 것을 특징으로 하는 그레이트바. The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the tungsten carbide layer is 0.06 to 0.3 mm. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 버퍼층의 두께는 30 내지 50㎛ 인 것을 특징으로 하는 그레이트바. The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the buffer layer is 30 to 50 占 퐉. 주물용 강(鑄物用 鋼)을 주조(鑄造)하여 베이스(base)를 형성하는 베이스 형성 단계;
상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 탄화텅스텐(WC)을 용사(溶射)하여 탄화텅스텐층을 형성하는 탄화텅스텐층 형성 단계; 및
상기 베이스 형성 단계와 상기 탄화텅스텐층 형성 단계 사이에, 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 Ni5Al 을 용사(溶射)하여 버퍼층(buffer layer)을 형성하는 버퍼층 형성 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 그레이트바 제조 방법. A base forming step of casting a steel for casting to form a base;
A tungsten carbide layer forming step of forming a tungsten carbide layer by spraying tungsten carbide (WC) on the surface of at least a part of the base; And
Forming a buffer layer between the base forming step and the tungsten carbide layer forming step by spraying Ni 5 Al on the surface of at least a part of the base;
Wherein the method comprises the steps of: 제5 항에 있어서,
상기 탄화텅스텐층 형성 단계는, 탄화텅스텐(WC) 분말을 플라즈마(plasma)에 실어 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 분사하는 탄화텅스텐 플라즈마 용사 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이트바 제조 방법. 6. The method of claim 5,
Wherein the tungsten carbide layer forming step includes a tungsten carbide plasma spraying step in which tungsten carbide (WC) powder is sprayed onto a surface of at least a part of the base in a plasma. 삭제delete 제5 항에 있어서,
상기 버퍼층 형성 단계는, Ni5Al 분말을 플라즈마(plasma)에 실어 상기 베이스의 적어도 일부분의 표면에 분사하는 Ni5Al 플라즈마 용사 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그레이트바 제조 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the buffer layer forming step includes a Ni 5 Al plasma spraying step of spraying Ni 5 Al powder onto a surface of at least a part of the base by placing the Ni 5 Al powder on a plasma.
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