KR20040044131A - 내화성 보수 물질 뱃치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내화성 보수 뱃치 물질에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로, 그래뉼 형태의 염기성 레지스터 성분 및 그래뉼 형태인 적어도 하나 이상의 경질 비투멘, 적어도 하나 이상의 발화성 금속 분말 및 적어도 하나 이상의 가연성 미네랄 오일을 함유하는 바인더 시스템을 포함하는 내화성 보수 뱃치 물질에 관한 것이다.
Description
본 발명은 내화물 라이닝, 좀 더 구체적으로 야금 용광로 또는 용기, 예를 들어, 변환기의 낡은 부분을 보수하기 위한 내화성 보수 물질 뱃치에 관한 것이다.
이러한 타입의 보수 물질은 또한 열간-보수(hot-repair) 물질로 알려져 있는데, 이는 가열 로(furnace) 또는 가열 용기(vessel)내로 주입되기 때문이다. 상기 보수 물질은 내화물 라이닝의 완전 제거 및 교체가 아직 요구되지 않는 파쇄(spalling) 또는 비늘화(flaking)가 일어난 내화물 라이닝 부위, 즉, 미리 낡아진 부위를 보수하기 위해 사용된다. 이와같은 용도에 있어서, 뱃치의 성질 및 구조에 따라서, 물질들은 예를 들어, 압축 분사되거나 주조되거나(cast) 붓거나 원심분리되어 주입된다. 분사법은 보수할 위치로 정확하게 조절되어 적용될 수 있으며, 결과적으로 바람직한 방법이다.
좀 더 구체적으로 물로 이루어지고 일반적으로 탄소를 함유하지 않은 염기성(basic) 라이닝을 포함하는 염기성 열간-보수 물질을 분사하는 것으로 알려져있다. 또한, 탄소를 함유한 무수(anhydrous)의 염기성 열간-보수 물질이 또한 알려져있다. 그러나. 상기 보수 물질들은 분사할 수 없다.
열간-보수 물질에 물이 존재하면 보수 위치에서 매우 심각한 열충격이 일어나게 되므로 보수의 성공에 불리한 영향을 미치는 크랙(crack)이 형성된다. 뿐만 아니라, 보수 물질 및 보수 위치간의 비교적 낮은 결합력만이 얻어지고, 결과적으로 보수 위치에서 내구성 저항(wear resistance)이 감소하게 된다. 또한, 물은 수소화에 의해 파괴될 수 있는 내화물 라이닝의 염기 물질을 공격하게 된다.
탄소-함유 열간-보수 물질이 상술한 물-함유 열간-보수 물질의 단점을 갖지않더라도, 분사할 수는 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 비-독성이고 작업시 건강 및 안정성에서 문제가 없으며 자유-유동(free-flowing) 또는 살수(trickling) 형태로 제조되어 분사, 주조, 붓기, 원심분리할 수 있으며, 매우 우수한 접착 및 내구성 저항이 보장되고 유해한 열충격을 야기하지 않는 무수 열간-보수 물질을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내화성 보수 물질은 그래뉼(granule) 형태인 염기성 레지스터(resistor) 성분인 내화물 및 바인더 시스템(binder system)을 포함하며, 상기 바인더 시스템은 그래뉼 형태인 적어도 하나의 경질 비투멘(bitumen) 성분, 적어도 하나의 발화성 금속 분말 및 적어도 하나의 가연성 미네랄 오일을 함유한다.
이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면, 열간-보수 물질은 MgO, 돌로마이트(dolomite), Al2O3, MgAl2O4, SiO2, ZrO2, 산화 크롬과 같은 내화물질 상태인 적어도 하나의 레지스터(resistor) 성분을 포함한다. 상기 내화물질은 보수할 라이닝 물질의 기능에 의해 선택되며 로 또는 용기의 라이닝 물질의 그레인(grain) 크기와 동등한 그레인 크기를 사용하는 것이 바람직하다.
일반적으로 그래뉼(granule) 형태의 자유-유동 레지스터 성분은 적어도 하나 이상의 그래뉼 형태의 경질 비투멘(bitumen)성분, 사용온도에서 발화성을 갖는 적어도 하나 이상의 금속 분말 및 사용온도에서 가연성인 적어도 하나 이상의 미네랄 오일로 구성된 다기능성(multifunctional) 바인더 시스템에 포함된다.
상기 바인더 시스템은 조절가능한 일관성으로 가공가능한 열간-보수 물질의 생산이 가능하도록 바인더 방식으로 레지스터 성분의 그레인과 함께 결합한다. 상기 일관성은 물질을 분사하거나 주조하거나 부을 수 있거나 자유롭게 흐르거나 또는 원심분리할 수 있는 방식이 가능하며; 따라서, 상기 물질은 어느정도 기술적으로 보편적으로 적용가능하다.
상기 바인더 시스템은 자기-발화되고 열간 보수 위치와 접촉되면 마지막에 발화되며; 또한, 상기 바인더 시스템은 발열 반응한다. 적용되는 동안, 상기 바인더 시스템은 낡아진 가파르고 수직이거나 또는 돌출된 벽을 보수할 수 있도록, 보수 위치에서 기공 또는 홈에 스며들어 자체로 매우 성공적으로 먼저 점착성있게 되어 부착하거나 또는 삽입된다.
또한, 비트멘의 코크스화의 결과로, 상기 바인더 시스템은 바람직한 방법으로 적용된 이후에 로 또는 용기에서 금속가공학적 물질에 대해 인 시츄(in situ)에서 보수 물질의 수분성을 제거하는 메트릭스(metrix) 탄소로 알려진 탄소 결합 기작의 방법을 통해 레지스터 성분에 결합하는 탄소 메트릭스를 형성한다.
가열 상태에서 보수 물질의 필수 이동도를 생성하는 경질 비트멘이 녹아서 코크스화되고 그에 따라서 본 발명에 따른 상술한 바람직한 특성을 갖도록 상기 바인더 시스템의 금속 분말은 500℃에서 점화되고 에너지 담체(energy carrier)로 작용하는 미네랄 오일, 좀 더 구체적으로, 예를 들어 플럭스(flux) 오일 또는 사용된(used) 오일 등의 중유가 연소된다.
세라믹 결합에 의해 매우 좋은 부착력이 역시 생성되도록 바람직하게 90중량%의 분말도가 < 45㎛인 미세하게 입자화된 상기 금속 분말은 산화되고 상기 금속 산화물은 보수 물질의 레지스터 그레인사이에서 또한 보수 물질의 레지스터 그레인과 라이닝 물질사이의 소결 반응을 유도한다.
예를 들어, 분사할 물질로 자유-유동 물질 보다 플럭스 오일을 좀 더 사용한다.
물질의 탄소 결합을 개선시키기 위해, 흑연, 예를 들어 플레이크(flake) 흑연 또는 카본 블랙과 같은 탄소 담체를 적어도 하나 이상 첨가하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 따른 보수 물질은 탄소 결합 및 세라믹 결합으로 특징되며 특히 높은 내구성 저항을 보장한다. 레지스터 성분을 선택하여 라이닝 물질과 쉽게맞출 수 있고 일관성의 선택의 이유로 보편적으로 사용할 수 있다. 열 충격이 생성되지 않는다. 본 발명에 따른 보수 물질은 표준 분사 기계를 사용하여 분사시킬 수 있다.
본 발명에 따른 열간-보수 물질은
45∼90중량%, 바람직하게 67∼80중량%의 레지스터 성분, 예를 들어, MgO 소결체,
1.5∼25중량%, 바람직하게 4∼10중량%의 금속 분말, 예를 들어, Si 분말,
3.5∼20중량%, 바람직하게 10∼15중량%의 경질 비투멘 그래뉼,
5∼10중량%, 바람직하게 6∼8중량%의 미네랄 오일, 예를 들어, 플럭스 오일의 뱃치를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 우선 레지스터 성분, 경질 비트멘, 금속 분말, 탄소 담체성분을 사용할 경우, 최대 6중량%가 첨가되는 탄소 담체 성분을 포함한 열간-보수 물질 뱃치의 건조 성분은 포지티브(positive) 믹서에서 혼합한 후 미네랄 오일을 첨가한다. 이후 상기 물질은 색(sack)에 포장하고 가공용으로 배달된다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
70중량%의 MgO 소결체, 4중량%의 플레이크 흑연, 6중량%의 Si 분말, 13중량%의 경질 비투멘 그래뉼, 및 7중량%의 플럭스 오일을 포함하는 물질을 본 발명에 따른 공정을 사용하여 포지티브 믹서에서 혼합하였다.
상기 보수 물질을 로터-스프레이 기계를 사용하여 변환기 입구의 보수할 미리 낡은 위치상의 철골 제품의 부분에 분사하였다. 상기 보수 위치는 30 뱃치 변화이후에 완전하게 유지되었다. 이와 반대로, 종래 보수 물질을 사용한 경우 최대 15 뱃치만을 견딜 수 있었다.
본 발명에 따른 보수 물질을 사용할 경우,목적은 비-독성이고 작업시 건강 및 안정성에서 문제가 없고, 작업성이 우수할 뿐만 아니라, 매우 우수한 접착 및 내구성 저항이 보장되고 유해한 열충격을 야기하지 않는 장점이 있다.
Claims (17)
- 그래뉼(granule) 형태인 염기성 레지스터(resistor) 성분인 내화물 및 바인더 시스템(binder system)을 포함하며, 상기 바인더 시스템은 그래뉼 형태인 적어도 하나 이상의 경질 비투멘(bitumen) 성분, 적어도 하나 이상의 발화성 금속 분말및 적어도 하나 이상의 가연성 미네랄 오일을 함유하는 것을 특징으로 하는 내화성 보수 뱃치 물질(refractory repair batch material).
- 제1항에 있어서, 상기 레지스터 성분은 MgO, 돌로마이트(dolomite), Al2O3, MgAl2O4, SiO2, ZrO2및/또는 산화 크롬인 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보수 물질은 보수할 라이닝(lining) 물질의 그레인(grain) 크기와 일치하는 그레인 크기로 존재하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물질은 분사, 주조, 붓기, 자유-유동 또는 원심분리할 수 있는 일관성을 갖는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보수 물질은 사용 온도에서자기-발화 방식으로 반응하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보수 물질은 사용 온도에서 발열 반응하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보수 물질은 사용 온도에서 탄소 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보수 물질은 사용 온도에서 세라믹 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 분말은 500℃에서 발화되는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미네랄 오일은 사용 온도에서 연소되며, 플럭스 오일 또는 사용한 오일의 중질유인 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경질 비투멘은 사용 온도에서 용융되고 코크스화되어 탄소 결합을 형성하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 분말은 산화되어 레지스터 그레인 사이 및 레지스터 그레인과 라이닝 물질사이에서 소결 반응하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속 분말은 90중량%의 분말도가 < 45㎛를 갖는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보수 물질은 적어도 하나 이상의 최대 6중량%의 양으로 플레이크(flake) 흑연 또는 카본 블랙의 탄소 담체를 더욱 함유하는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보수 물질은 45 내지 90중량%, 바람직하게 67 내지 80중량%의 MgO 소결체인 레지스터 성분, 1.5 내지 25중량%, 바람직하게 4 내지 10중량%의 Si 분말인 금속 분말, 3.5 내지 20중량%, 바람직하게 10 내지 15중량%의 경질 비투멘 그래뉼, 5 내지 10중량%, 바람직하게 6 내지 8중량%의 플럭스 오일의 미네랄 오일을 갖는 것을 특징으로 하는 보수 물질.
- 레지스터 성분, 경질 비투멘, 금속 분말 및 선택적으로 탄소 담체의 건조 성분을 포지티브(positive) 믹서에서 혼합시킨 다음, 미네랄 오일을 첨가하는 단계를포함하는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 내화성 보수 뱃치 물질의 제조방법.
- 제16항에 있어서, 상기 물질은 색(sack)에 포장되는 것을 특징으로 하는 방법.
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