KR20000004093U - 잔존두께 측정이 가능한 내화벽돌 - Google Patents

Abstract

본 고안은 용융금속의 운반 또는 정련용 노체의 내장에 사용되는 내화벽돌에 관한 것으로, 내화벽돌의 내부 소정위치, 예컨데 내화벽돌의 가동면으로부터 수리가 요구되는 안전 잔존면보다 조금 앞쪽에 위치한 곳에 내화성 세라믹볼을 내부에 삽입함으로써, 내화물의 침식이 진행되어 상기 삽입된 세라믹볼이 노출되게 하여 내화벽돌의 잔존두께 현황 또는 수리시점 판단이 가능하도록하여 노체의 사용수명을 연장시킬 수 있고, 이로 인한 비용절감 효과를 극대화하고 안정적으로 조업이 가능하도록 한다.

Description

잔존두께 측정이 가능한 내화벽돌

본 고안은 잔존두께의 측정이 가능한 내화벽돌에 관한 것으로, 특히 용융 금속 또는 슬래그와 접촉되는 내화벽돌의 내부 소정위치에 내화성 세라믹볼(Ceramic Ball)을 삽입함에 의해 내화물의 침식이 진행되었을 경우, 상기 세라믹볼의 노출상태를 관찰하여 내화벽돌의 잔존두께를 판단하여 최적의 보수 및 수리시점을 결정할 수 있는 잔존두께의 측정이 가능한 내화벽돌에 관한 것이다.

일반적으로 제철산업에 있어서의 제강공정에는 고온의 용선 또는 용강을 운반, 정련하기 위하여 내부가 내화물로 시공된 다양한 노체가 사용된다.

상기 노체 내부의 내화물 시공방법은 일반적으로 정형의 내화벽돌을 몰타르(Mortar)와 같은 내화접착제를 이용하여 축조하는 방법과, 케스타블(Castable)과 같은 결합제가 첨가된 부정형 내화물을 이용하여 시공하는 방법이 주로 사용되고 있다.

도 1은 용강 정련용 레이들의 내화물 축조의 일 예를 도시한 도면이다.

일반적으로 용강 운반 및 정련에 사용되는 레이들의 내화물 축조(15)는 상기 도면에 도시한 예에서와 같이, 구성상 크게 슬래그 라인용 내화물(11), 벽체 내화물(12) 및 바닥 내화물(13)등으로 구분할 수 있다.

특히 상기 레이들의 내화물 축조(15)에 있어서, 슬래그 라인부(11) 근처는 고온의 침식성 슬래그(14)와 접촉되어 내화물의 손상이 매우 크다. 일반적으로 슬래그 라인(11)에는 고내식성의 마그네시아 카본(MgO-C)질 내화벽돌이 적용되고, 벽체(12)와 바닥부(13)에는 알루미나(Al₂O₃)계, 돌로마이트(MgO-CaO)계 등의 내화벽돌이 적용되고 있는데, 상기 벽체(12)와 바닥부(13)에는 알루미나-마그네시아(Al₂O₃-MgO)계등의 부정형 케스타블 내화물을 사용한 시공방법도 개발, 적용되고 있다.

일반적으로 용융금속을 처리하는 노체는 열처리로와 같은 분위기로에 비해 용강이나 슬래그에 의한 물리적, 화학적 침식을 매우 심하게 받게되는데, 용강이나 슬래그가 접촉하는 가동면은 용융금속을 처리하는 횟수가 증가함에 따라 침식, 손상이 진행되므로 내화물의 두께는 용융금속의 유출사고를 예방하기 위하여 설정된 최소 안전 잔존두께에 도달한 시점에서 결정되는데, 열간에서 노체의 잔존두께의 판단은 경험에 의존할 뿐, 정확한 잔존두께의 측정은 불가능한 실정이다.

한편 기기에 의한 노체의 열간 잔존두께 측정 방법은 레이저를 이용하여 측정하는 방법이 일부 개발, 사용되고 있으나, 투자비가 크고 벽체부위등에 대해 정밀도가 미흡하여 측정편차가 크게 발생하는 문제점을 가지고 있다.

이와 같이 노체의 열간에서의 잔존두께를 측정하기 위한 종래의 육안에 의한 방법은 두께를 보다 정확히 파악하기가 곤란하여 관찰자에 따라 판정차이가 크고, 또한 기기에 의한 측정방법도 신뢰성이 미흡할 뿐 아니라 설비투자비가 막대하게 소요되어 노체의 최적 보수 및 수리시점의 선정과 효율적 운영이 이루어질 수 없는 문제점을 가지고 있다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 제 문제점들을 해소시키기 위하여 창안된 것으로, 노체 사용수명을 극대화하여 비용 절감과 안정적인 조업 실시가 가능하도록 보수, 수리가 필요한 최적의 시점을 정확시 판단할 수 있는 잔존두께의 측정이 가능한 내화벽돌을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 용강 정련용 레이들의 내화물 축조의 일 예를 도시한 도면

도 2는 본 고안의 세라믹볼이 삽입된, 잔존두께 측정이 가능한 내화벽돌의 사시도

도 3의 (a),(b),(c) 는 본 고안의 잔존두께 측정이 가능한 내화벽돌의 평면도, 정면도, 측면도

도 4는 본 고안의 잔존두께 측정이 가능한 내화벽돌이 침식된 상태의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 용강 11 : 슬래그 라인용 내화물

12 : 벽체 내화물 13 : 바닥 내화물

14 : 슬래그 15 : 레이들의 내화물 축조

21 : 벽돌의 배면 22 : 벽돌의 가동면

23 : 세라믹 볼 24 : 내화벽돌

31 : 안전 잔존면 41 : 침식면

상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 용융금속의 운반 또는 정련용 노체의 내장에 사용되는 본 고안의 내화벽돌은,

상기 내화벽돌의 가동면으로부터 수리가 요구되는 안전 잔존면의 전위에 내화성 세라믹볼을 내부 소정 위치에 내화성 볼을 삽입함에 의해 내화벽돌의 잔존두께 현황 및 내화벽돌의 수리시점 판단이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 세라믹볼이 삽입된, 잔존두께 측정이 가능한 내화벽돌 사시도이고,

도 3의 (a),(b),(c) 는 본 고안의 잔존두께 측정이 가능한 내화벽돌의 평면도, 정면도, 측면도이다.

본 고안의 내화벽돌(24)은 상기 도 2 와 도 3 에 도시된 바와 같이, 가동면(22)으로부터 안전 잔존면(31) 조금 앞쪽의 중앙부위에 내화성을 가진 세라믹볼(23)을 삽입하여 제조된다.

이때 상기 내화벽돌(24)의 형상은 가동면(22)과 배면(21)의 구별이 가능한 것이어야 하는데, 가동면(22)과 배면(21)의 구별이 곤란한 형상의 것일 경우에는 표시를 하여야한다. 예컨데, 레이들에서와 같이 원주형으로 축조되는 내화벽돌의 경우, 일반적으로 가동면(22)의 폭이 좁고 배면(21)의 폭이 넓기 때문에 세라믹볼(23)은 일반적으로 내화벽돌의 폭이 넓은 쪽에 위치하게 된다.

한편, 상기한 본 고안의 내화벽돌(24)을 제조할 시, 세라믹볼(23)은 연와의 중심축 중앙에 위치하는 것이 바람직하나 내화벽돌(24)의 배면(21)으로부터 안전 잔존면(31) 앞쪽으로 설정된 세라믹볼(23)의 위치가 정확해야 하는 데, 이는 사용중 세라믹볼(23)이 노출되었을 때 내화벽돌(24)의 잔존두께를 정확히 파악할 수 있기 때문이다.

내화벽돌(24)중에 삽입된 상기 세라믹볼(23)은 그 재질이 알루미나, 지르코니아 등과 같이 고온 내용성을 가진 것이 바람직하나 특별히 제한은 없다. 또한 벽돌의 크기도 특별한 제한은 없으나 열간에서 육안 파악이 가능하고 일정시간동안 침식되지 않는 것이 바람직하므로 내화벽돌(24)의 두께가 100mm 내외인 경우, 세라믹볼(23)의 직경크기는 20∼50mm로 하는 것이 가 적당하다.

한편, 도 4 는 세라믹볼이 삽입된 잔존두께 측정용 내화벽돌의 침식상태의 일 예를 나타낸 단면도이다.

즉, 상기 도면에 도시된 바와 같이, 세라믹 볼(23) 주변에 위치한 내화벽돌(24)의 침식이 선행되어 침식면(41)에 세라믹 볼(23)이 노출된 상황을 보여주고 있다.

따라서 열간에서의 육안관찰을 통해 상기 세라믹 볼(23)의 노출과 그 시점에서 내화벽돌(24)의 잔존두께를 파악하는 것이 가능하게 된다.

이상 상술한 바와 같이, 용융금속의 운반 또는 정련용 노체의 내장에 사용되는 내화벽돌의 내부에 구형이나 각형의 세라믹볼 또는 금속, 유기재질의 볼을 삽입한 본 고안의 내화벽돌은, 침식이 진행된 취약부위에서 상기 삽입된 세라믹볼이 노출되게 함으로써, 열간 관찰을 통해 내화벽돌의 잔존두께 현황을 정확히 파악하고, 최적의 수리시점을 판단할 수 있게 됨에 따라 노체의 사용수명 연장으로 비용절감 효과를 극대화하고, 보다 안정적인 조업이 이루어질 수 있도록 한다.

Claims (1)

1. 용융금속의 운반 또는 정련용 노체의 내장에 사용되는 내화벽돌에 있어서,

   상기 내화벽돌의 가동면으로부터 수리가 요구되는 안전 잔존면의 전위에 내화성 세라믹볼을 삽입함에 의해, 내화벽돌의 잔존두께 현황 및 내화벽돌의 수리시점 판단이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 내화벽돌.