KR101659437B1 - 개선된 내열성 및 내화성을 갖는 세라믹 블록 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 개선된 내열성 및 내화성을 갖는 세라믹 블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화알루미늄 및 산화규소를 포함하는 제 1 세라믹 분말과 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 제 2 세라믹 분말을 1:0.25 내지 1의 혼합비로 혼합하여 제조되는 혼합 세라믹 분말을 성형하여 제조됨으로써 열 안정성을 증대시킨 로 소재용 내열 및 내화 세라믹 블록에 관한 것이다.
Description
본 발명은 개선된 내열성 및 내화성을 갖는 세라믹 블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열팽창을 저감시키고 열 안정성을 증대시킨 내열 및 내화 세라믹 블록 및 그 제조방법에 관한 것이다.
현대 국가들의 대표적인 장례 풍습은 크게 매장과 화장으로 나눌 수 있는데, 매장은 사망자의 시신을 관에 담아 산 등 매립지에 매립하여 이루어지고, 화장은 사망자의 시신을 불로 태우고 남은 재를 작은 항아리에 담아 보관하거나 강 등에 뿌리는 것으로 이루어지는 장례 방식이다. 우리 나라에서는 전통적으로 매장 방식의 장례 풍습을 선호하여 왔으나, 최근에는 한정된 부지 문제, 장례 비용 문제 및 토질의 환경오염 문제 등으로 인해 화장을 택하는 사례가 늘고 있다.
화장을 위하여는 통상 1,000℃ 이상의 고열에서 2시간 정도 시신을 태운 뒤 남은 뼈의 잔해를 곱게 갈아내는 방식이 많이 이용되고 있다. 화장로 내부는 시신을 태우기 위한 고온에 노출되므로, 화장로의 자재로는 고열에 대한 내구도가 높은 내화벽돌이 선택되고 있다. 그러나, 내화성이 우수한 내화벽돌이더라도 화장로 내부는 반복적으로 고온에 노출되게 되므로 내화벽돌의 마모가 진행되어 잦은 수리가 불가피한 문제가 있다. 내화벽돌의 손상도를 저감시키고 화장로의 보수 주기를 늘리기 위하여, 최근은 화장로의 내화벽돌에 대한 보호재로 세라믹 블록을 시공하고 있다.
세라믹은 다양한 산업분야에서 광범위하게 사용되는 중요한 소재로서, 건축물용 벽돌, 바닥재, 설비 또는 그 모재의 보호를 위한 도장재 등으로 널리 사용되고 있다. 또한, 세라믹은 전기를 거의 통하지 않아 절연재료로 이용되고 있으며, 반도체 분야에서는 고전도성 금속 재료와 결합하여 금속과 절연체의 중간 정도의 전도성을 갖는 반도체로 제작되어 이용되고 있다.
이러한 세라믹은 비금속 또는 무기질의 재료를 고온 가공하여 제조될 수 있으며, 재료로 사용된 무기질의 종류에 따라 다양한 특성을 부여받는다. 세라믹은 구성원자간 강한 결합으로 고경도, 고융점 및 고강도 특성을 가지며, 특히 금속 및 플라스틱에 비해 상대적으로 매우 우수한 고온 안정성을 갖는다.
본 발명은 개선된 내화성 및 내열성을 갖는 로 소재용 내화 세라믹 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 우수한 열충격성을 가져 열에 의한 변형이 저감되어 열안정성이 우수한 로 소재용 내화 세라믹 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 혼합 세라믹 분말을 성형하여 제조되는 세라믹 블록에 있어서, 혼합 세라믹 분말은 산화알루미늄 및 산화규소를 포함하는 제 1 세라믹 분말과 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 제 2 세라믹 분말을 1:0.25 내지 1의 혼합비로 혼합하여 제조되는 것이고, 제 1 세라믹 분말은 산화알루미늄 30 내지 70wt% 및 산화규소 30 내지 70wt%를 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조되는 것이고, 제 2 세라믹 분말은 산화지르코늄 20 내지 70wt%, 산화마그네슘 1 내지 40wt% 및 산화티탄 1 내지 40wt%를 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조되는 것을 특징으로 하는 로 소재용 내화 세라믹 블록이 제공된다.
또한, 제 1 세라믹 분말은 평균입경 0.1 내지 1㎛이고, 제 2 세라믹 분말은 평균입경 1 내지 10㎛일 수 있다.
또한, 상기 혼합 세라믹 분말이 산화철을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합 세라믹 분말이 산화리튬을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 혼합 세라믹 분말 85 내지 95wt%에 바인더 5 내지 15wt%로 첨가되어 제조될 수 있다.
또한, 상기 바인더는 실리카 졸, 알루미나 졸 및 알루미늄 실리케이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다.
본 발명에서 제공하는 세라믹 조성물은 우수한 내화성 및 내열성을 가지므로, 고열 및 고온에 노출되는 화장로, 소각로 등의 고온 구조물의 자재로 사용되기 적합하다.
또한, 본 발명에서 제공하는 세라믹 조성물은 낮은 열팽창률을 가지므로, 잦은 고열에 노출됨으로써 발생하는 열변형에 의한 노화가 저감되고 수명이 향상되어, 자재의 보수 및 교체 횟수를 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 자재의 보수 및 교체로 인한 비용의 발생을 저감시킬 수 있다.
본 발명은 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 혼합 세라믹 분말을 성형하여 제조되는 세라믹 블록에 있어서, 혼합 세라믹 분말은 산화알루미늄 및 산화규소를 포함하는 제 1 세라믹 분말과 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 제 2 세라믹 분말을 1:0.25 내지 1의 혼합비로 혼합하여 제조되는 것이고, 제 1 세라믹 분말은 산화알루미늄 30 내지 70wt% 및 산화규소 30 내지 70wt%를 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조되는 것이고, 제 2 세라믹 분말은 산화지르코늄 20 내지 70wt%, 산화마그네슘 1 내지 40wt% 및 산화티탄 1 내지 40wt%를 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조되는 것을 특징으로 하는 로 소재용 내화 세라믹 블록에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 대해 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 로 소재용 내화 세라믹 블록이 제공된다.
본 발명의 세라믹 블록은 혼합 세라믹 분말을 포함한다. 상기 혼합 세라믹 분말은 산화알루미늄 및 산화규소를 포함하는 제 1 세라믹 분말과 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 제 2 세라믹 분말을 1:0.25 내지 1의 혼합비로 혼합하여 제조될 수 있다.
상기 제 1 세라믹 분말은 제조되는 내화 세라믹의 베이스 성분으로 산화알루미늄 및 산화규소를 포함한다. 산화알루미늄 및 산화규소는 내열성을 갖는 세라믹 제조시 당업계에서 중요한 원료로 사용된다. 상기 산화알루미늄은 β-석영 고용체의 성분으로서, 고경도 및 고내화성을 갖는 세라믹의 제조에 사용되는 소재로 포함될 수 있다. 또한, 소성전 세라믹 슬래그의 점성을 조절하여 금형으로부터의 박리성을 용이하게 할 수 있다. 상기 산화규소는 소성전 세라믹 슬래그의 유동성을 조절할 수 있다.
상기 제 1 세라믹 분말은 분말상의 산화알루미늄 및 산화규소를 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조된다. 상세하게는, 제 1 세라믹 분말 총 100wt%에 대하여, 분말상의 산화알루미늄 30 내지 70wt% 및 산화규소 30 내지 70wt%로 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조된다. 상기 산화알루미늄의 함량이 30 내지 70wt% 범위에 속할 때 제조되는 세라믹의 내열성이 극대화되며 열화현상이 저감될 수 있다. 상기 산화규소의 함량이 30 내지 70wt% 범위에 속할 때 제조되는 세라믹의 내열성이 극대화될 수 있다. 상기 혼합 방법으로는 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 볼 밀을 이용하여 혼합할 수 있다. 상기 소결은 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 1400 내지 1600℃ 온도범위내에서 2 내지 5시간동안 이루어질 수 있다. 제조된 제 1 세라믹 분말의 평균입경은 0.1 내지 1㎛일 수 있다.
상기 제 2 세라믹 분말은 제조되는 세라믹의 내화성, 내열성 및 열충격성을 향상시키기 위한 성분으로 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함한다. 상기 산화지르코늄은 제조되는 세라믹의 인성 및 고온에서의 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 산화마그네슘은 산화알루미늄과 더불어 제조되는 세라믹의 내화성을 향상시킬 수 있는 주요한 성분이며, 소성전 세라믹 슬래그의 점성을 조절하여 금형으로부터의 박리성을 용이하게 할 수 있다. 또한, 산화지르코늄의 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 산화티탄은 열팽창계수를 조절하고 핵 형성제로 작용해 결정상을 형성시킴으로써, 제조되는 세라믹의 열변형을 저감시키고 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 제 2 세라믹 분말은 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함함으로써, 제조되는 세라믹이 개선된 내화성 및 열충격성을 가지면서 우수한 인성을 가질 수 있도록 한다.
상기 제 2 세라믹 분말은 분말상의 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조된다. 상세하게는, 제 2 세라믹 분말 총 100wt%에 대하여, 분말상의 산화지르코늄 20 내지 70wt%, 산화마그네슘 1 내지 40wt% 및 산화티탄 1 내지 40wt%로 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조된다. 상기 산화지르코늄의 함량이 20 내지 70wt% 범위에 속할 때 제조되는 세라믹의 열내구성을 저하시키지 않으면서 인성을 향상시킬 수 있다. 상기 산화지르코늄의 함량이 20wt% 미만이면 제조되는 세라믹의 인성이 크게 저하될 수 있고, 70wt% 초과이면 열내구성이 저하될 수 있다. 상기 산화마그네슘의 함량이 1 내지 40wt% 범위에 속할 때 제조되는 세라믹의 강도를 저하시키지 않으면서 내열성 향상 효과를 극대화시킬 수 있다. 상기 산화마그네슘의 함량이 1wt% 미만이면 내열성 향상 효과를 나타내기 어렵고, 40wt% 초과이면 제조되는 세라믹의 강도가 저하될 수 있다. 상기 산화티탄의 함량이 1 내지 40wt% 범위에 속할 때 제조되는 세라믹의 열내구성 및 인성을 저하시키지 않으면서 열에 의한 변형을 저감시키는 효과가 극대화될 수 있다. 상기 산화티탄의 함량이 1wt% 미만이면 열변형 저감 효과를 나타내기 어렵고, 40wt% 초과이면 제조되는 세라믹의 열내구성 및 인성이 저하될 수 있다. 상기 혼합 방법으로는 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 볼 밀을 이용하여 혼합할 수 있다. 상기 소결은 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 1400 내지 1600℃ 온도범위내에서 2 내지 5시간동안 이루어질 수 있다. 제조된 제 2 세라믹 분말의 평균입경은 1 내지 10㎛일 수 있다.
본 발명에서 상기 혼합 세라믹 분말은 상기 제 1 세라믹 분말과 제 2 세라믹 분말이 혼합되어 제조된다. 본 발명에서 제조되는 세라믹은 0.1 내지 1㎛로 작은 평균입경을 갖는 제 1 세라믹 분말이 세라믹 베이스를 형성하고, 그 사이로 1 내지 10㎛로 큰 평균입경을 갖는 제 2 세라믹 분말이 분산되는 혼합 세라믹 분말을 이용함으로써 소결 전 밀도를 향상시켜 제조되는 세라믹의 내열충격성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제조되는 세라믹이 균일하게 우수한 내열성 및 내화성을 가질 수 있도록 한다. 보다 상세하게는, 상기 제 1 세라믹 분말과 제 2 세라믹 분말은 1:0.25 내지 1의 혼합비로 혼합된다. 제 1 세라믹 분말과 제 2 세라믹 분말이 상기 혼합비로 혼합되는 경우에 제조되는 세라믹이 높은 밀도를 가져 우수한 파괴인성을 가지며 내화성 및 내열성이 극대화되고 열에 의한 변형이 최소화될 수 있다. 제 1 세라믹 분말과 제 2 세라믹 분말의 혼합비가 1:0.25 미만으로 제 1 세라믹 분말이 많은 경우에는 제조되는 세라믹의 열변형을 충분히 저감시킬 수 없는 문제가 발생할 수 있고, 1:1 초과로 제 2 세라믹 분말이 많은 경우에는 제조되는 세라믹의 밀도가 저하되어 인성 및 안정성이 저감되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 본 발명에서 제 1 세라믹 분말과 제 2 세라믹 분말이 별도 준비되고 최종 세라믹 제조 전에 혼합됨으로써, 산화알루미늄이 열적으로 안정화되어 제조되는 세라믹의 내열 효과를 극대화시킬 수 있다.
필요에 따라, 상기 혼합 세라믹 분말은 산화철을 더 포함할 수 있다. 상기 산화철은 소성 등의 고온 조건에서 산화알루미늄의 반응성을 저감시켜 산화알루미늄의 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 산화철은 혼합 세라믹 분말 총 100wt%에 대하여, 1 내지 10wt%의 함량으로 첨가될 수 있다.
필요에 따라, 상기 혼합 세라믹 분말은 산화리튬을 더 포함할 수 있다. 상기 산화리튬은 열팽창계수를 조절하여 제조되는 세라믹의 열변형을 보다 저감시킬 수 있다. 상기 산화리튬은 혼합 세라믹 분말 총 100wt%에 대하여, 1 내지 10wt%의 함량으로 첨가될 수 있다.
필요에 따라, 본 발명의 세라믹 블록은 바인더를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 세라믹 블록을 제조하기 위한 바인더로는 당업계에 공지된 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 고온에서 사용가능한 무기바인더 또는 실리콘 화합물 바인더를 사용하는 것이 좋다. 예를 들면, 실리카 졸, 알루미나 졸 및 알루미늄 실리케이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 혼합 세라믹 분말 및 상기 바인더를 혼합하고 성형한 후 소결하여 본 발명의 세라믹 블록을 제조할 수 있다. 상기 혼합 세라믹 분말 및 상기 바인더의 함량은 각각 85 내지 95wt%, 5 내지 15wt%인 것이 좋다. 필요에 따라, 상기 혼합 세라믹 분말 및 상기 바인더를 혼합할 때 분산제를 더 첨가할 수 있다. 상기 분산제로는 아크릴산계, 지방산계, 술폰산계, 인산에스테르계, 황산에스테르계, 폴리아르킬렌글리콜계 및 아민계 분산제 중 적어도 하나가 선택될 수 있다. 상기 소결은 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 1400 내지 1600℃ 온도범위내에서 2 내지 5시간동안 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 로 소재용 내화 세라믹 블록의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 먼저, 산화알루미늄 및 산화규소를 포함하는 제 1 세라믹 분말과 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 제 2 세라믹 분말을 1:0.25 내지 1의 혼합비로 혼합하여 혼합 세라믹 분말을 제조한다.
상기 제 1 세라믹 분말은 제 1 세라믹 분말 총 100wt%에 대하여, 분말상의 산화알루미늄 30 내지 70wt% 및 산화규소 30 내지 70wt%로 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조된다. 상기 제 2 세라믹 분말은 제 2 세라믹 분말 총 100wt%에 대하여, 분말상의 산화지르코늄 20 내지 70wt%, 산화마그네슘 1 내지 40wt% 및 산화티탄 1 내지 40wt%로 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조된다. 상기 혼합 방법으로는 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면 볼 밀을 이용하여 혼합할 수 있다. 상기 소결은 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 1400 내지 1600℃ 온도범위내에서 2 내지 5시간동안 이루어질 수 있다. 제조된 제 1 세라믹 분말의 평균입경은 0.1 내지 1㎛이고, 제 2 세라믹 분말의 평균입경은 1 내지 10㎛일 수 있다. 필요에 따라, 상기 혼합 세라믹 분말의 제조시 산화철을 더 첨가할 수 있다. 필요에 따라, 상기 혼합 세라믹 분말의 제조시 산화리튬을 더 첨가할 수 있다.
다음으로, 상기 혼합 세라믹 분말을 성형 및 소결하여 본 발명의 세라믹 블록을 제조할 수 있다.
필요에 따라, 바인더를 첨가할 수 있다. 상세하게는, 상기 혼합 세라믹 분말 85 내지 95wt% 및 바인더 5 내지 15wt%로 혼합하고 성형한 후 소결하여 본 발명의 세라믹 블록을 제조할 수 있다. 상기 바인더로는 실리카 졸, 알루미나 졸 및 알루미늄 실리케이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다. 필요에 따라, 상기 혼합 세라믹 분말 및 상기 바인더를 혼합할 때 분산제를 더 첨가할 수 있다. 상기 소결은 당업계에 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 1400 내지 1600℃ 온도범위내에서 2 내지 5시간동안 이루어질 수 있다.
필요에 따라, 바인더를 첨가하지 않고 상기 혼합 세라믹 분말을 성형 및 소결한 후 제조된 브랑켓 타입의 세라믹을 핀턱(pin tuck)으로 봉제하여 본 발명의 세라믹 블록을 제조할 수 있다. 본 발명의 세라믹 블록이 바인더를 첨가하지 않고 제조되는 경우에, 브랑켓 타입의 베니어링재로 밀착성이 우수하여 로 내벽에 시공시 시공성이 향상될 수 있다. 상세하게는, 고르지 않고 울퉁불퉁한 로 내벽에도 시공할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
[실시예 1]
제 1 세라믹 분말의 제조를 위하여 산화알루미늄 50wt% 및 산화규소 50wt%의 혼합비로 10시간동안 볼밀에서 혼합하고 150MPa로 성형후 1400℃에서 3시간 열처리하였다. 유성 볼밀에서 20시간동안 산화알루미늄-산화규소 분말을 파쇄하여 평균 입경이 1㎛인 분말을 준비하였다. 다음으로, 제 2 세라믹 분말의 제조를 위하여 산화지르코늄 60wt%, 산화마그네슘 20wt% 및 산화티탄 20wt%의 혼합비로 10시간동안 볼밀에서 혼합하고 1400℃에서 4시간 열처리하였다. 유성 볼밀에서 5시간동안 산화지르코늄-산화마그네슘-산화티탄 분말을 파쇄하여 평균 입경이 5㎛인 분말을 준비하였다. 다음으로, 제 1 세라믹 분말(산화알루미늄-산화규소 분말) 및 제 2 세라믹 분말(산화지르코늄-산화마그네슘-산화티탄 분말)을 1:0.5의 혼합비로 혼합하여 혼합 세라믹 분말을 제조하고 실리콘계 바인더(S11301, 건설화학공업)를 첨가하여 교반시켰다. 혼합 세라믹 분말 90wt%, 바인더 10wt%로 혼합하였으며, 100∼200N/㎟로 일축 가압 성형하였다. 이 성형된 성형체를 1600℃에서 2시간 동안 소결하여 세라믹 블록을 제조하였다.
[실시예 2]
산화알루미늄-산화규소 분말 및 산화지르코늄-산화마그네슘-산화티탄 분말을 1:0.3의 혼합비로 혼합한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[실시예 3]
산화알루미늄-산화규소 분말 및 산화지르코늄-산화마그네슘-산화티탄 분말을 1:1의 혼합비로 혼합한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[실시예 4]
산화알루미늄-산화규소 분말의 평균 입경이 2㎛인 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[실시예 5]
제 2 세라믹 분말을 산화지르코늄 20wt%, 산화마그네슘 40wt% 및 산화티탄 40wt%의 혼합비로 제조한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[실시예 6]
바인더를 첨가하기 전, 바인더와 혼합되는 세라믹 소재로 제 1 세라믹 분말(산화알루미늄-산화규소 분말)과 제 2 세라믹 분말(산화지르코늄-산화마그네슘-산화티탄 분말)을 1:0.5의 혼합비로 혼합하여 제조된 혼합 세라믹 분말 및 평균 입경이 5㎛인 산화리튬을 9:1의 중량비로 혼합하여 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[비교예 1]
바인더와 혼합하는 세라믹 분말로 산화알루미늄 50wt% 및 산화규소 50wt%의 혼합비로 혼합하여 제조된 평균입경 1㎛인 산화알루미늄-산화규소 분말을 이용한 것을 제외하면 실시예 1 과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[비교예 2]
제 2 세라믹 분말을 산화지르코늄 60wt% 및 산화마그네슘 40wt%의 혼합비로 제조한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[비교예 3]
제 2 세라믹 분말을 산화지르코늄 60wt% 및 산화티탄 40wt%의 혼합비로 제조한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[비교예 4]
제 2 세라믹 분말을 산화지르코늄 40wt%, 산화마그네슘 50wt% 및 산화티탄 10wt%의 혼합비로 제조한 것을 제외하면 실시예1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[비교예 5]
제 2 세라믹 분말을 산화지르코늄 80wt%, 산화마그네슘 10wt% 및 산화티탄 10wt%의 혼합비로 제조한 것을 제외하면 실시예1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[비교예 6]
산화알루미늄-산화규소 분말 및 산화지르코늄-산화마그네슘-산화티탄 분말을 1:1.5의 혼합비로 혼합한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
[비교예 7]
산화알루미늄-산화규소 분말 및 산화지르코늄-산화마그네슘-산화티탄 분말을 1:0.2의 혼합비로 혼합한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 세라믹 블록을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 세라믹 블록의 밀도, 열전도율, 가열수축률(1200℃, 8시간), 열팽창계수 및 강도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 상기 열전도율은 800℃에서 측정한 값이고, 상기 열팽창계수는 열팽창계(dilatometer)를 사용하여 승온 및 냉각속도 10℃/min으로 상온에서부터 1350℃까지 측정하여 얻은 값이다. 강도는 당업계에 공지된 방법(KS L1591, KS L1601)을 이용하여 측정하였다.
| 밀도(㎏/㎥) | 열전도율 (W/m.k) |
가열수축률(%) | 압축강도 (MPa) |
열팽창계수 (×10-6/℃) |
|
| 실시예1 | 200 | 0.22 | 1.9 | 0.40 | 2.6 |
| 실시예2 | 215 | 0.20 | 2.1 | 0.38 | 2.8 |
| 실시예3 | 190 | 0.22 | 1.8 | 0.32 | 2.5 |
| 실시예4 | 150 | 0.21 | 2.2 | 0.38 | 2.6 |
| 실시예5 | 200 | 0.21 | 2.0 | 0.37 | 2.7 |
| 실시예6 | 200 | 0.22 | 2.0 | 0.40 | 2.7 |
| 비교예1 | 235 | 0.16 | 3.0 | 0.30 | 4.8 |
| 비교예2 | 200 | 0.16 | 2.8 | 0.40 | 4.6 |
| 비교예3 | 195 | 0.17 | 2.6 | 0.40 | 3.2 |
| 비교예4 | 200 | 0.18 | 2.5 | 0.38 | 3.0 |
| 비교예5 | 200 | 0.17 | 2.6 | 0.40 | 3.2 |
| 비교예6 | 180 | 0.18 | 2.4 | 0.42 | 3.0 |
| 비교예7 | 225 | 0.17 | 2.5 | 0.37 | 3.1 |
표 1의 내용을 참고하면, 본 발명의 세라믹 블록인 실시예 1 내지 6는 비교예1 내지 7에 비하여 매우 우수한 열전도율, 가열수축률 및 열팽창계수를 가지는 것을 확인할 수 있다. 본 발명의 세라믹 블록은 우수한 내열성 및 열충격성을 가지므로 고온환경에 자주 노출되는 화장로, 소각로 등의 로 내부 소재로 사용되기 적합하다.
Claims (7)
- 산화알루미늄, 산화규소, 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 혼합 세라믹 분말을 성형하여 제조되는 세라믹 블록에 있어서,
혼합 세라믹 분말은 산화알루미늄 및 산화규소를 포함하는 제 1 세라믹 분말과 산화지르코늄, 산화마그네슘 및 산화티탄을 포함하는 제 2 세라믹 분말을 1:0.25 내지 0.5의 혼합비로 혼합하여 제조되는 것이고,
제 1 세라믹 분말은 산화알루미늄 30 내지 70wt% 및 산화규소 30 내지 70wt%를 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조되는 것이고,
제 2 세라믹 분말은 산화지르코늄 20 내지 70wt%, 산화마그네슘 1 내지 40wt% 및 산화티탄 1 내지 40wt%를 혼합하고 성형, 소결 및 분쇄하여 제조되는 것이고,
제 1 세라믹 분말은 평균입경 0.1 내지 1㎛로 제 2 세라믹 분말의 평균입경보다 작고, 제 2 세라믹 분말은 평균입경 1 내지 10㎛로 제 1 세라믹 분말의 평균입경보다 큰 것이고,
상기 혼합 세라믹 분말 85 내지 90wt%에 바인더 10 내지 15wt%로 첨가되어 제조되는 것을 특징으로 하는 로 소재용 내화 세라믹 블록.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 혼합 세라믹 분말이 산화철을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로 소재용 내화 세라믹 블록.
- 제 1항에 있어서,
상기 혼합 세라믹 분말이 산화리튬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로 소재용 내화 세라믹 블록.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 바인더는 실리카 졸, 알루미나 졸 및 알루미늄 실리케이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 로 소재용 내화 세라믹 블록.
- 제 1항에 있어서,
핀턱(pin tuck)으로 봉제하여 제조되는 것을 특징으로 하는 로 소재용 내화 세라믹 블록.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150175891A KR101659437B1 (ko) | 2015-12-10 | 2015-12-10 | 개선된 내열성 및 내화성을 갖는 세라믹 블록 |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101659437B1 true KR101659437B1 (ko) | 2016-09-26 |
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ID=57068359
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| KR (1) | KR101659437B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102088034B1 (ko) * | 2019-05-14 | 2020-03-11 | 장근수 | 내열성이 강화된 버너 타일 |
| CN115849889A (zh) * | 2021-09-23 | 2023-03-28 | 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 | 陶瓷材料及其制备方法、加热组件和烹饪器具 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR910001112A (ko) | 1989-06-08 | 1991-01-30 | 첸젠푸 | 동조식 실 이송장치 |
| KR20080058353A (ko) * | 2005-09-26 | 2008-06-25 | 생-고뱅 생트레 드 레체르체 에 데투드 유로삐엔 | 향상된 내열충격성을 나타내는 소결 내화성 제품 |
| JP2012031026A (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-16 | Shinagawa Refractories Co Ltd | アルミナ−マグネシア質耐火れんが及びその製造方法 |
| JP2015531736A (ja) * | 2012-08-24 | 2015-11-05 | リフラクトリー・インテレクチュアル・プロパティー・ゲー・エム・ベー・ハー・ウント・コ・カーゲー | 酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム及び二酸化ケイ素をベースとする溶融鋳造耐火物並びに当該耐火物の使用 |
-
2015
- 2015-12-10 KR KR1020150175891A patent/KR101659437B1/ko active IP Right Grant
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