KR20110028364A - 크로미아-알루미나 내화물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화학적 분석에 의해 측정할 때 50중량% 이상의 산화 크롬을 함유한 내화 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 용합된 크로미아-알루미나 알갱이와, 분말화된 산화 크롬과, 소결된 크로미아-알루미나 알갱이를 포함한다. 상기 융함된 크로미아를 함유한 알갱이와 상기 소결된 크로미아를 함유한 알갱이는 화학적 분석으로 측정할 때 50중량% 이상의 산화 크롬을 포함한다.
Description
본 발명은 내화물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크로미아를 함유한 내화 물에 관한 것이다.
크로미아-알루미나(chormia-alumina) 벽돌(brick)과 같이 크로미아를 함유한 내화물은 응집 저항과 유체 슬래그가 중요한 석탄 가스발생장치, 지방 소각로 등의 응용 분야에서 유리하게 사용될 수 있다. 크로미아-알루미나 내화물은 색소 등급의 산화크롬(pigment-grade chromic oxide)과 용합된 크로미아-알루미나 알갱이(fused chromia-alumina grain)로 이루어진다. 색소 등급의 산화 크롬과 크로미아-알루미나 입자는 혼합되어 벽돌(brick)의 외형이 되도록 가압된 후, 굽는 공정을 거쳐 제작된다. 역사적으로 살펴보면, 높은 산화 크롬 함량을 갖는 크로미아-알루미나 내화물은 실내 온도와 작동 온도에서 모두 상대적으로 낮은 강도를 갖는다. 내화물 내의 크로미아 함량이 증가할 수록 크로미아를 함유한 내화물의 강도는 낮아지는 경향이 있다. 이와 같은 측면에서, 화학적 분석에 의해 측정한 바에 따르면 크로미아를 함유한 내화물의 강도 저하는 산화 크롬이 80중량%를 초과하는 경우에 특히 심해진다. 낮은 강도를 갖는 주된 원인 중 하나는 용합된 크로미아-알루미나 알갱이들과 분말 형태의 색소 등급의 산화 크롬 간의 결합력이 저하되기 때문이다.
더욱이, 크로미아-알루미나 내화물은 작동 중에 슬래그가 침투하기 쉽다. 침투되는 면적 비율은 변하며, 열에 의한 결괴(thermal spalling)에 의해 정해진다. 따라서, 크로미아-알루미나 내화물의 강도를 향상시키고, 이 내화물의 투과성을 줄여 슬래그가 침투하는 것을 방지하는 것이 필요하다.
이 물질의 강도를 향상시키고 투과성을 줄이고자 하는 연구가 그동안 진행되어 왔다. 굽는 온도를 높이는 것에 의하여 용합된 크로미아-알루미나 알갱이와 색소 등급의 산화 크롬 간의 결합력을 향상시키고자 하는 시도는 일반적으로 굽는 온도 이상의 온도에서 발생되는 크롬의 기화로 인하여 제품성을 향상시키지 못하였다. 이 조성물의 각 구성 요소들의 각 성분의 입자 크기 분포를 조절하는 것은 이론적으로 투과성을 감소시킬 수도 있겠지만, 색소 등급의 산화 크롬이 몇가지 크기에서만 상업적으로 구할 수 있으므로 적용이 어렵다. 또한, 크로미아-알루미나 내화물의 조성물을 매우 높은 밀도가 되도록 가압하는 것은 물리적 특성을 향상시키는 데 도움이 되지만, 크로미아를 높은 비율로 함유한 내화물은 고압의 성형 공정하에서 '압력 균열(pressure cracking)'이라는 용어로 알려진 현상에 매우 민감한 문제가 있다.
본 발명은 그 동안 알려진 크로미아를 함유한 내화물과 비교할 때, 보다 높은 강도와 보다 낮은 투과성을 가지면서, 슬래그가 침투하기가 보다 어려운 크로미아를 함유한 내화물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 화학적 분석으로 측정할 때에, 50%이상의 산화 크롬 함량을 가지며, 대략 35중량% 내지 대략 95중량%의 용합된 크로미아를 함유한 알갱이(fused chromina-containing grain); 대략 1중량% 내지 대략 35중량%의 미세한 산화 크롬 알갱이(fine grain chromic oxide); 및 화학적 분석으로 측정할 때에, 50% 이상의 산화 크롬 함량을 가지며, 대략 5중량% 내지 대략 50중량%의 소결된 크로미아를 함유한 알갱이(sintered chromia-containing grain)를 포함하여 구성된 크롬 벽돌을 성형하는 내화 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 화학적 분석으로 측정할 때에, 50% 이상의 산화 크롬(Cr2O3)의 함량을 가지며, 대략 35중량% 내지 대략 95중량%의 용합된 크로미아를 함유한 알갱이(fused chromina-containing grain); 대략 1중량% 내지 대략 35중량%의 미세한 산화 크롬 알갱이(fine grain chromic oxide); 및 화학적 분석으로 측정할 때에, 50% 이상의 산화 크롬 함량을 가지며, 대략 5중량% 내지 대략 50중량%의 소결된 크로미아를 함유한 알갱이(sintered chromia-containing grain)로 이루어진 크로미아-알루미나 내화물을 제공한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 화학적 분석으로 측정할 때에 50중량% 이상의 산화 크롬(Cr2O3)을 포함하는 내화 조성물을 제공한다. 상기 내화 조성물은 용합된 크로미아를 함유한 알갱이, 산화 크롬 분말 및 소결된 크로미아를 함유한 알갱이를 포함한다. 상기 용합된 크로미아를 함유한 알갱이와 상기 소결된 크로미아를 함유한 알갱이는 화학적 분석으로 측정할 때에 50중량% 이상의 산화 크롬을 포함한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따르면, 대략 1중량% 내지 대략 35중량%의 미세한 분말의 산화 크롬(finely powdered chromic oxide) 및 소결된 크로미아 알갱이와 용합된 크로미아 알갱이의 혼합물로 이루어진 내화 조성물(refractory composition)을 제공한다. 여기서, 상기 혼합물은 50중량%까지 소결된 크로미아 알갱이를 구비하고, 상기 소결된 크로미아 알갱이와 상기 용합된 크로미아 알갱이는 화학적 분석에 의해 50% 이상의 산화 크롬(Cr2O3)을 함유한다.
한편, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, -4+10 타일러 메쉬 입자로 이루어진 거친 알갱이 부분(coarse grain fraction)과, -10+28 타일러 메쉬 입자로 이루어진 중간 알갱이 부분(intermediate grain fraction)과, -28 타일러 메쉬 입자로 이루어진 미세한 알갱이 부분(fine grain fraction)을 포함하여 크기로 구분된 1회분 배치(batch)의 용합된 크로미아-알루미나를 제공하는 단계; 상기 미세한 알갱이 부분의 10% 내지 100%가 미세한 산화 크롬 알갱이로 이루어지도록 미세한 산화 크롬 알갱이를 상기 배치에 첨가하는 단계; 상기 크로미아-알루미나 성분의 대략 5% 내지 50%가 소결된 크로미아-알루미나로 이루어지도록 상기 배치에 소결된 크로미아-알루미나를 첨가하는 단계; 결합제를 상기 배치에 첨가하여 형성력이 있는 혼합물(mix)로 혼합하는 단계; 벽돌 외형을 형성하도록 상기 혼합물을 가압하는 단계; 및 상기 벽돌 외형을 건조하고 굽는 단계를; 포함하는 내화 벽돌을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 유리한 효과는 고온에서 향상된 강도를 갖는 크로미아를 함유한 내화물(refractory)을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 유리한 효과는 보다 낮은 투과성을 갖는 크로미아를 함유한 내화물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 유리한 효과는 슬래그가 침투하는 데 향상된 저항을 갖는 크로미아를 함유한 내화물을 제공하는 것이다.
본 발명의 잇점은 크로미아-알루미나 내화물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 잇점은 소결된 크로미아를 함유한 알갱이를 구비한 크로미아를 함유한 전술한 내화물을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 장점들과 그 밖의 장점들은 이하의 첨부된 도면, 바람직한 실시예 및 특허청구범위의 기재 내용로부터 보다 명료하게 파악될 것이다.
본 발명은 일반적으로 크로미아에 기초한 내화 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 화학적 분석에 의하여 측정할 때 50중량% 이상의 산화 크롬(Cr2O3) 함량을 갖는 크로미아에 기초한 내화 조성물(chromia-based refractory composition)에 관한 것이다. 바람직한 실시예에서는, 크로미아에 기초한 내화 조성물은 용합된 크로미아를 함유한 알갱이와, 소결된 크로미아를 함유한 알갱이와, 색소 등급의 산화 크롬(pigment-grade chromium oxide)으로 이루어진다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 "용합된 알갱이(fused grain)"이라는 용어는 '시작 물질을 가열하여 용해된 상태로 한 후에 이 물질이 굳어져 얻어진 제품'으로 정의한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 "소결된 알갱이(sintered grain)"이라는 용어는 '분말을 가압하여 덩어리를 형성하거나 다른 수단으로 덩어리를 만든 후, 이 덩어리를 녹지 않게 가열하여 서로 응집된 덩어리를 형성하는 것에 의해 얻어진 제품'으로 정의한다. 그리고, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 "산화 크롬(chromium oxide, chromic oxide)" 및 "크로미아(chromia)"라는 용어는 화학식 Cr2O3로 주어지는 크롬의 산화체로 정의한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 "미세한 분말의 산화 크롬"과 "산화 크롬의 미세한 알갱이" 및 이와 유사한 용어는 화학적 분석으로 측정할 때 85%이상의 산화 크롬(Cr2O3)의 함량을 가지며 325 타일러 메시(Tyler mesh)보다 작은 크기를 갖는 미세한 미립자의 산화 크롬을 의미한다.
본 발명에 따른 내화물은 일부분은 거친 알갱이로 이루어지고, 일부분은 미세한 알갱이로 이루어지는 서로 다른 크기의 입자들이 분포되어 이루어진다. 상기 미세한 알갱이들로 이루어진 부분은 내화물의 모체를 형성하며, 거친 알갱이들로 이루어진 부분은 밀도가 높고 다공성이 낮은 내화물의 일부분을 형성한다.
내화물의 거친 부분은 용합된 크로미아를 함유한 알갱이들로 이루어지고 소결된 크로미아를 함유한 알갱이들을 포함할 수도 있다. 내화물의 미세한 부분은 미세한 분말의 산화 크롬과 소결된 크로미아를 함유한 알갱이들로 이루어지며, 용합된 미세한 크로미아를 함유한 알갱이들을 포함할 수도 있다.
다른 한편으로는, 본 발명에 따른 내화물은 일반적으로 용합된 크로미아를 함유한 알갱이들로 형성된 거친 미립자로 이루어지며, 미세한 알갱이의 산화 크롬(Cr2O3)과 미세한 미립자의 소결된 크로미아를 함유한 알갱이들로 이루어진 미세한 미립자의 모체 내에 소결된 크로미아를 함유한 입자들의 거친 미립자를 포함할 수도 있다. 또한, 미세한 미립자는 용합된 크로미아를 함유한 알갱이들의 미세한 미립자를 포함할 수도 있다.
또한 상기 내화물은 중간 크기의 용합된 알갱이들과 소결된 알갱이들을 포함하여 알갱이들을 빽빽히 채우는 것을 가능하게 하는 것을 고려해볼 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 내화물은, 화학적 분석으로 측정할 때 50중량% 이상의 산화 크롬 함량을 가지며 대략 35중량% 내지 대략 95중량%의 용합된 크로미아를 함유한 알갱이들과, 대략 1중량% 내지 대략 35중량%의 미세한 알갱이의 산화 크롬과, 화학적 분석으로 측정할 때 50중량% 이상의 산화 크롬 함량을 가지며 대략 5중량% 내지 대략 50중량%의 소결된 크로미아를 함유한 알갱이들로 이루어진다.
본 발명에 따른 내화물은 액체 슬래그 환경에서 사용되는 벽돌을 성형하는 데 사용되면 유리하다. 밀도가 높은 벽돌을 성형하기 위하여, 내화물의 거친 부분을 형성하는 용합된 크로미아를 함유한 입자들은 4 타일러 메쉬(Tyler mesh)이거나 그보다 더 미세한 입자들로 이루어진다. 상기 소결된, 크로미아를 함유한 알갱이도 4 타일러 메쉬(Tyler mesh)이거나 그보다 더 미세한 입자들로 이루어진다. 상기 미세한 알갱이의 산화 크롬은 325 타일러 메쉬(Tyler mesh)보다 작은 입자 크기를 갖는 색소 등급(pigment-grade)의 산화 크롬인 것이 바람직하다.
본 명세서 및 특허청구범위에서 "크로미아를 함유한 알갱이"라는 용어는 주로 산화 크롬(Cr2O3)과 알루미나(Al2O3)로 이루어진 내화 입자로서, 대표적으로 크로미아-알루미나 입자를 말한다. 내화 입자의 50중량% 이상은 화학적 분석으로 측정할 때에 산화 크롬(Cr2O3)으로 이루어진다. 보다 바람직하게는, 본 발명의 크로미아를 함유한 알갱이들은 화학적 분석으로 측정할 때에 대략 75중량% 내지 대략 95중량%의 산화 크롬(Cr2O3)을 포함한다.
여기서 언급된 크로미아-알루미나 알갱이와 내화 조성물들은, 열거되는 것에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 산화마그네슘(MgO), 실리카(SiO2), 티타니아(TiO2), 산화철(Fe2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 석회(CaO), 산화 망간(MnO), 오산화바나듐(V2O3), 소다(Na2O), 산화칼륨(K2O) 및 오산화인(P2O5) 등의 다른 내화물을 훨씬 더 적은 양으로 포함할 수도 있다.
내화 벽돌을 제조하는 방법은 용합된 크로니아-알루미나가 -4+10 타일러 메시 입자들로 이루어진 거친 알갱이 부분과, -10+28 타일러 메시 입자들로 이루어진 중간 알갱이 부분과, -28 타일러 메시 입자로 이루어진 미세한 알갱이 부분을 포함하도록 크기로 구분된 1회분 배치(batch)를 준비한다. 그리고 미세한 분말의 산화 크롬을 상기 배치에 첨가한다. 이 때, 미세한 알갱이의 10% 내지 100%가 미세한 알갱이의 산화 크롬으로 이루어지는 것이 바람직하다. 소결된 크로미아-알루미나를 상기 배치에 첨가하여, 크로미아-알루미나 성분의 대략 5% 내지 50%는 소결된 크로미아-알루미나로 이루어지도록 한다. 결합제를 상기 배치에 첨가하여, 상기 배치는 혼합되고 이로부터 형성력이 있는 혼합물을 얻게된다. 그 동안 알려진 종래 기술을 이용하여 상기 혼합물을 가압하여 벽돌 외형을 만든다. 이 벽돌 외형은 건조되고 구워져 벽돌로 성형된다.
이하, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라 실시 형태를 예시로 나타낸 실시예들을 상술한다. 실시예에서 언급되는 모든 메시 크기는 타일러 스크린 표준(Tyler Screen Standards)를 기준으로 설명하기로 한다. 예를 들어, "-4+10 메시"라는 표현은 4 타일러 메시보다는 입자 크기가 작지만, 10 타일러 메시보다는 입자 크기가 큰 것을 의미한다. 그리고, "-28 메시"라는 표현은 28 타일러 메시보다 입자 크기가 작은 것을 의미한다.
표1에 나타난 혼합물로부터 동일한 몰딩 압력과 굽는 온도하에서 4종류의 벽돌을 제조하였다. 그리고 나서, 이 벽돌들에 대하여 용적 밀도, 외관상 다공도, 외관상 비중 및 파열 계수(modulus of rupture)를 시험하였다. 그 결과도 역시 표1에 나타나 있다.
| 시료 번호 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 혼합물(Mix) | ||||
| CA-95 용합된 알갱이 | ||||
| -4+10 메시 | 23% | 23% | 23% | 18.75% |
| -10+28 메시 | 19 | 19 | 14.5 | -- |
| -28 메시 | 33 | 14.25 | -- | -- |
| CA-95 소결된 알갱이 | ||||
| -4+10 메시 | -- | -- | -- | 4.25 |
| -10+28 메시 | -- | -- | 2.5 | 17 |
| -28 메시 | -- | 18.75 | 35 | 35 |
| 색소 등급의 산화 크롬 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| 첨가물 | ||||
| 리그노술폰산염 (lignosulfonate) |
2.1 | 2.1 | 2.1 | 2.1 |
| 물(water) | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 2.3 |
| 가압 압력(psi) | 15,000 | 15,000 | 15,000 | 15,000 |
| 굽는 온도 (burning temp. ℉) |
2630 | 2630 | 2630 | 2630 |
| 용적 밀도 (Bulk density, pcf) |
265 | 259 | 252 | 243 |
| 외관상 다공도 (Apparant Porosity, %) |
17.4 | 19.1 | 21.0 | 23.6 |
| 외관상 비중 (Apparant specific gravity) |
5.15 | 5.13 | 5.12 | 5.10 |
| 실내온도에서의 파열 계수 (Modulus of Rupture, psi) |
1380 | 3030 | 3160 | 3660 |
| Calculated Chemistry (Calcined Basis) |
||||
| SiO2 | 0.32% | 0.53% | 0.75% | 0.97% |
| Al2O3 | 3.46 | 2.67 | 1.88 | 1.09 |
| TiO2 | 0.02 | 0.34 | 0.65 | 0.96 |
| Fe2O3 | 0.16 | 0.15 | 0.14 | 0.14 |
| Cr2O3 | 95.77 | 95.94 | 96.12 | 96.29 |
| CaO | 0.13 | 0.16 | 0.07 | 0.1 |
| MgO | <0.01 | 0.03 | 0.07 | 0.1 |
| MnO | 0.06 | 0.05 | 0.03 | 0.02 |
| Na2O | 0.01 | 0.05 | 0.09 | 0.14 |
| K2O | 0.02 | 0.04 | 0.06 | 0.07 |
| P2O5 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.02 |
| 합계 | 100.0% | 100.0% | 100.0% | 100.0% |
여기서, CA-95 용합된 알갱이는 산화 크롬을 대략 95%만큼 함유한 용합된 크로미아-알루미나 알갱이를 말한다. 그리고, CA-95 소결된 알갱이는 산화 크롬을 대략 95%만큼 함유한 소결된 크로미아-알루미나 알갱이를 말한다.
표1을 통해, 대략적으로 95%의 산화 크롬(Cr2O3)과 5%의 산화알루미늄(Al2O3)을 함유한 용합된 알갱이를 비슷한 성분을 갖는 소결된 알갱이로 단계적으로 대체하는 효과를 확인할 수 있다. 용합된 크로미아-알루미나 알갱이가 소결된 크로미아-알루미나 알갱이로 대체될수록, 실내 온도에서의 파열 계수와 다공성이 점진적으로 증가하였다.
표2에 나타난 혼합물로부터 동일한 몰딩 압력과 굽는 온도하에서 2종류의 벽돌을 제조하였다. 그리고 나서, 이 벽돌들에 대하여 용적 밀도, 외관상 다공도, 외관상 비중 및 파열 계수(modulus of rupture)를 시험하였다. 그 결과도 역시 표2에 나타나 있다.
| 시료 번호 | 5 | 6 |
| 혼합물(Mix) | ||
| CA-95 용합된 알갱이 | ||
| -4+10 메시 | 29% | 29% |
| -10+28 메시 | 21 | 11 |
| -28 메시 | 26 | 15 |
| CA-95 소결된 알갱이 | ||
| -14 메시 | -- | 20 |
| 색소 등급의 산화 크롬 | 20 | 21 |
| 표에서 계산된 알루미나 (Tabular Alumina), -325메시 | 4 | 4 |
| 첨가물 | ||
| 리그노술폰산염 (lignosulfonate) |
2.3 | |
| Dextrin | 1.1 | |
| 물(water) | 0.92 | 1.1 |
| 굽는 온도 (burning temp. ℉) |
2630 |
2630 |
| 용적 밀도 (Bulk density, pcf) |
263 | 258 |
| 외관상 다공도 (Apparant Porosity, %) |
16.4 | 16.5 |
| 외관상 비중 (Apparant specific gravity) |
5.05 | 5.01 |
| 실내온도에서의 파열 계수 (Modulus of Rupture, psi) |
1690 | 3240 |
| 투과성(centidarcies) | 42.3 | 11.0 |
| 유도로를 이용한 3000℉에서의 가스 발생 장치의 슬래그 시험, 5시간 지속 | ||
| 침투된 면적 비율 | 15.2 | 10.1 |
| Calculated Chemistry (Calcined Basis) |
||
| SiO2 | 0.32% | 0.55% |
| Al2O3 | 7.49 | 6.6 |
| TiO2 | 0.02 | 0.36 |
| Fe2O3 | 0.16 | 0.15 |
| Cr2O3 | 91.81 | 91.98 |
| CaO | 0.04 | 0.15 |
| MgO | <0.1 | 0.04 |
| MnO | 0.06 | 0.05 |
| Na2O | 0.02 | 0.07 |
| K2O | 0.02 | 0.04 |
| P2O5 | 0.05 | 0.04 |
| 합계 | 100.0% | 100.0% |
표2를 통해, 대략적으로 95%의 산화 크롬(Cr2O3)과 5%의 산화알루미늄(Al2O3)으로 이루어진 20%의 용합된 알갱이를 비슷한 성분을 갖는 소결된 알갱이로 대체하는 효과를 확인할 수 있다. 소결된 알갱이를 첨가함으로써, 실내 온도에서의 파열 계수가 1690psi로부터 3240psi로 증가하였다. 동시에, 투과성은 centidarcies로 측정하였을 때 42.3으로부터 11.0으로 감소하였다. 더욱이, 3000℉에서의 석탄 가스발생장치의 슬래그 시험에서는, 소결된 알갱이를 첨가하는 것에 의하여 침투된 면적 비율이 15.2%에서 10.1%로 감소되었다. 내화물의 침투 영역은 작동 중에 열적 충격 또는 "결괴(spalling)"에 의해 결정되고 내화물의 작동 수명을 감소시키므로, 침투성을 줄이는 것은 중요하다.
이로부터 용합된 크로미아-알루미나 알갱이와 색소 등급의 산화 크롬에 기초한 조성물에 소결된 크로미아-알루미나 알갱이를 추가함으로써 결합력을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 소결된 크로미아-알루미나 알갱이는 용합된 입자에 비하여 표면적이 매우 크고 외관상의 다공도도 훨씬 크다. 예를 들어, 95%의 산화 크롬을 함유한 용합된 크로미아-알루미나 알갱이는 대략 4% 내지 6%의 다공도(calcuated porosity)를 갖는데 반하여, 95%의 산화 크롬을 함유한 소결된 크로미아-알루미나 알갱이는 대략 15% 내지 21%의 다공도(calcuated porosity)를 갖는다. 소결된 알갱이가 보다 울퉁불퉁한 표면에 의해 높은 다공도를 가짐에 따라, 미세한 알갱이의 산화 크롬 입자들이 내화물의 모체를 형성하여 상기 알갱이들과 보다 잘 결합할 수 있게 된다. 이는 소결에 의해 향상되며, 그 결과 침투성도 낮추게 된다.
전술한 발명의 상세한 설명은 본 발명의 특별한 실시 형태를 기재한 것이다. 본 실시예는 예시를 위한 목적으로 기재된 것이며, 본 발명의 명세서를 읽고 이해한 바로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의하여 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 수많은 형태로 다양하게 변경하거나 변형될 수 있을 것이다. 본 발명의 특허청구범위에 기재되거나 그 균등 범위 내에서 행해지는 이와 같은 모든 변경과 변형은 모두 본 발명의 범주에 속한다.
Claims (18)
- 화학적 분석으로 측정할 때에, 50% 이상의 산화 크롬 함량을 가지며, 대략 35중량% 내지 대략 95중량%의 용합된 크로미아를 함유한 알갱이(fused chromina-containing grain);
대략 1중량% 내지 대략 35중량%의 미세한 산화 크롬 알갱이(fine grain chromic oxide); 및
화학적 분석으로 측정할 때에, 50% 이상의 산화 크롬 함량을 가지며, 대략 5중량% 내지 대략 50중량%의 소결된 크로미아를 함유한 알갱이(sintered chromia-containing grain);
를 포함하여 구성된 크롬 벽돌을 성형하는 내화 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 용합된 크로미아를 함유한 알갱이와 상기 소결된 크로미아를 함유한 알갱이가 크로미아-알루미나 알갱이의 주성분을 이루는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 내화물질은 화학적 분석으로 측정할 때 50중량% 이상의 산화 크롬으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제1항에 있어서
상기 용합된 크로미아를 함유한 알갱이는 4 타일러 메쉬(Tyler mesh)의 입자 크기 영역을 갖거나 이보다 더 미세한 크기인 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제 1항에 있어서,
상기 소결된 크로미아를 함유한 알갱이는, 소결된 알갱이의 80% 이상이 10 타일러 메쉬(Tyler mesh) 보다 작은 크기로 이루어지도록 입자 크기가 분포된 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 화학적 분석으로 측정할 때에, 50% 이상의 산화 크롬(Cr2O3)의 함량을 가지며, 대략 35중량% 내지 대략 95중량%의 용합된 크로미아를 함유한 알갱이(fused chromina-containing grain);
대략 1중량% 내지 대략 35중량%의 미세한 산화 크롬 알갱이(fine grain chromic oxide); 및
화학적 분석으로 측정할 때에, 50% 이상의 산화 크롬 함량을 가지며, 대략 5중량% 내지 대략 50중량%의 소결된 크로미아를 함유한 알갱이(sintered chromia-containing grain);
로 이루어진 크로미아-알루미나 내화물. - 제 6항에 있어서,
상기 크로미아-알루미나 내화물은 화학적 분석으로 측정할 때에 75중량% 이상의 산화 크롬 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 크로미아-알루미나 내화물. - 제 6항에 있어서,
상기 크로미아-알루미나 내화물은 화학적 분석으로 측정할 때에 90중량% 이상의 산화 크롬 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 크로미아-알루미나 내화물. - 제 7항 또는 제8항에 있어서,
상기 용합된 크로미아-알루미나 알갱이는 4 타일러 메쉬(Tyler mesh)의 크기나 이보다 미세한 크기로 형성되고, 상기 소결된 크로미아-알루미나 알갱이는 4 타일러 메쉬(Tyler mesh)의 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 크로미아-알루미나 내화물. - 화학적 분석으로 측정할 때에 50중량% 이상의 산화 크롬(chromic oxide, Cr2O3)을 포함하는 내화 조성물로서,
상기 내화 조성물은 용합된 크로미아를 함유한 알갱이, 미세 분말의 산화 크롬 및 소결된 크로미아를 함유한 알갱이를 포함하고,
상기 용합된 크로미아를 함유한 알갱이와 상기 소결된 크로미아를 함유한 알갱이는 화학적 분석으로 측정할 때에 50중량% 이상의 산화 크롬(chromium oxide)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제 10항에 있어서,
상기 내화 조성물은 화학적 분석으로 측정할 때에 75중량% 이상의 산화 크롬(Cr2O3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제 10항에 있어서,
상기 내화 조성물은 화학적 분석으로 측정할 때에 90중량% 이상의 산화 크롬(Cr2O3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제10항에 있어서,
상기 용합된 크로미아를 함유한 알갱이와 상기 소결된 크로미아를 함유한 알갱이는 크로미아-알루미나의 주성분을 이루는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제 13항에 있어서,
상기 용합된 크로미아-알루미나 알갱이는 상기 내화 조성물의 대략 35중량% 내지 95중량%를 차지하고, 상기 소결된 크로미아-알루미나 알갱이는 상기 내화 조성물의 대략 5중량% 내지 50중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제 14항에 있어서,
상기 미세 분말의 산화 크롬은 상기 내화 조성물의 대략 1중량% 내지 대략 35중량%를 차지하는 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 제 15항에 있어서,
상기 소결된 크로미아-알루미나 알갱이는 4 타일러 메쉬(Tyler mesh)보다 작은 크기를 갖도록 구성되고, 상기 소결된 크로미아-알루미나 알갱이의 80%는 10타일러 메쉬(Tyler mesh)보다 작은 크기인 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - 대략 1중량% 내지 대략 35중량%의 미세한 분말의 산화 크롬(finely powdered chromic oxide); 및
소결된 크로미아 알갱이와 용합된 크로미아 알갱이의 혼합물;
로 이루어지고, 상기 혼합물은 50중량%까지 소결된 크로미아 알갱이를 구비하고, 상기 소결된 크로미아 알갱이와 상기 용합된 크로미아 알갱이는 화학적 분석에 의해 50% 이상의 산화 크롬(Cr2O3)을 함유한 것을 특징으로 하는 내화 조성물. - -4+10 타일러 메쉬 입자로 이루어진 거친 알갱이 부분(coarse grain fraction)과, -10+28 타일러 메쉬 입자로 이루어진 중간 알갱이 부분(intermediate grain fraction)과, -28 타일러 메쉬 입자로 이루어진 미세한 알갱이 부분(fine grain fraction)을 포함하여 크기로 구분된 1회분 배치의 용합된 크로미아-알루미나를 제공하는 단계;
상기 미세한 알갱이 부분의 10% 내지 100%가 미세한 산화 크롬 알갱이로 이루어지도록 미세한 산화 크롬 알갱이를 상기 배치에 첨가하는 단계;
상기 크로미아-알루미나 성분의 대략 5% 내지 50%가 소결된 크로미아-알루미나로 이루어지도록 상기 배치에 소결된 크로미아-알루미나를 첨가하는 단계;
결합제를 상기 배치에 첨가하여 형성력이 있는 혼합물(mix)로 혼합하는 단계;
벽돌 외형을 형성하도록 상기 혼합물을 가압하는 단계; 및
상기 벽돌 외형을 건조하고 굽는 단계를;
포함하는 내화 벽돌을 제조하는 방법.
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