KR20180127593A - 고주파 유도로용 축로재 - Google Patents

고주파 유도로용 축로재 Download PDF

Info

Publication number
KR20180127593A
KR20180127593A KR1020170062005A KR20170062005A KR20180127593A KR 20180127593 A KR20180127593 A KR 20180127593A KR 1020170062005 A KR1020170062005 A KR 1020170062005A KR 20170062005 A KR20170062005 A KR 20170062005A KR 20180127593 A KR20180127593 A KR 20180127593A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silica
prismatic
induction furnace
high frequency
frequency induction
Prior art date
Application number
KR1020170062005A
Other languages
English (en)
Inventor
김국광
손선기
Original Assignee
김국광
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김국광 filed Critical 김국광
Priority to KR1020170062005A priority Critical patent/KR20180127593A/ko
Publication of KR20180127593A publication Critical patent/KR20180127593A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/10—Crucibles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
    • F27B14/061—Induction furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06—Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat
    • F27B14/061—Induction furnaces
    • F27B2014/066—Construction of the induction furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B2014/0843—Lining or casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00—Crucible or pot furnaces
    • F27B14/08—Details peculiar to crucible or pot furnaces
    • F27B14/10—Crucibles
    • F27B2014/104—Crucible linings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

밀도가 높고 열팽창계수가 낮아 이물질이 부착되는 현상을 최소시킴과 동시에 축로재의 손상을 최소화시키면서 축로재에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 하는 고주파 유도로용 축로재가 개시된다. 상기 고주파 유도로용 축로재는 도가니의 단열재 내측에 소정 두께로 충진되는 각형의 실리카와, 상기 서로 이웃하는 각형의 실리카 사이의 공극에 채워져 다짐 작업 시 밀도를 향상시킬 수 있도록 상기 각형의 실리카와 소정비율로 혼합되어 상기 각형의 실리카와 함께 도가니 단열재 내측에 소정 두께로 충진되어 상기 각형의 실리카와 함께 다짐 작업되는 구형의 실리카와, 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카의 접착력을 향상시킬 수 있도록 혼합되어 있는 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카에 투입되는 바인더 및, 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카의 소결도와 결합력을 향상시킬 수 있도록 혼합되어 있는 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카에 투입되는 소결제를 포함할 수 있다.

Description

고주파 유도로용 축로재{RAMMING MATERIAL FOR HIGH FREQUENCY INDUCTION FURNACE}
본 발명은 고주파 유도로용 축로재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고철을 투입하기 위한 원통 철로와 직접 접촉되도록 고주파 유도로에 채워져 고주파에 의한 발열 효율을 상승시키며 용해된 금속물질의 불순물 발생률을 낮출 뿐만 아니라 고주파 유도로의 수명을 연장시킬 수 있는 고주파 유도로용 축로재에 관한 것이다.
일반적으로 고주파 유도로는 석탄, 석유 등의 화석연료를 사용하는 종래의 설비에 비해 에너지 효율이 높고 조업의 정밀 관리가 가능하므로 균질의 고품질 제품을 생산할 수 있으며, 공해를 유발하지 않는 등의 많은 장점으로 인하여 여러 산업 분야에 다양하게 응용되어 사용되고 있다.
상기와 같은 고주파 유도로는 전자유도 작용을 이용하여 코일에 고주파 전류를 흘려 고주파 자장이 발생됨으로써 고주파 자장 내에 있는 가열물에 유도 전류가 흐르도록 하는 것이다.
여기서, 상기 유도 전류는 물체 내에서 전류가 소용돌이치며 흐르는 와전류에 의해 생기는 손실과, 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생하며 매우 단시간에 발열이 이루어진다.
이렇게 발생된 열로서 가열하는 것을 유도 가열이라 하며 고주파 전류를 이용한 것을 고주파 유도가열이라 한다.
이와 같은 고주파 유도로는 주파수가 높은 고주파 전류를 사용하기 때문에 전류의 표피작용 및 근접효과에 의해서 피가열물의 표면층에 자속 및 와전류가 집중하며, 이때 발생하는 열손실이 피가열물의 표면층을 가열하게 된다.
이러한 고주파 유도로는 피가열물의 필요한 부분에 에너지를 집중시켜 효율적인 급속가열이 가능하게 때문에 생산성과 작업성이 높게 된다.
예를 들면, 상기 고주파 유도로는 통상적으로 내화벽돌을 사용하여 도가니를 형성한 후, 상기 내화벽돌 외측에 코일이 배치되고 상기 내화벽돌 내측에는 단열재가 배치하게 되며, 상기 단열재의 내측에는 축로재가 배치된다.
이와 같이 형성된 고주파 유도로의 도가니 내에는 고철이 투입된 원통 철로를 투입한 후 코일에 고주파 전류를 흘려 상기 원통 철로와 함께 고철을 용융시키게 된다.
이때, 상기 원통 철로와 함께 용융되는 고철의 경우 모래나 흙 등과 같은 이물질이 포함되어 있으며 철보다 높은 용융점을 가지는 이물질의 경우 철을 용융시키는 작업 횟수가 증가됨에 따라 서서히 상기 축로재의 내측면에 붙어 성장해 나가게 되며, 상기 축로재에 붙어 성장해 나가는 이물질이 소정크기 이상 커지게 되면 도가니에 고철이 투입된 원통 철로의 투입이 불가능하게 된다.
따라서, 상기 축로재에 붙어 있는 이물질을 강제로 제거하게 되는데 상기 이물질의 부착 강도의 경우 축로재의 밀도 및, 축로재의 열팽창계수와 밀접한 관계를 가지고 있으므로 축로재의 밀도가 낮고 축로재의 열팽창계수가 클 경우 이물질의 부착강도가 커지게 됨으로써 상기 축로재에 붙어 있는 이물질을 강제로 제거하게 되면 축로재 표면이 손상되어 고주파 유도로의 수명이 단축된다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1666125호(2016.10.07.)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 밀도가 높고 열팽창계수가 낮아 이물질이 부착되는 현상을 최소시킴과 동시에 축로재의 손상을 최소화시키면서 축로재에 부착된 이물질을 제거할 수 있도록 하는 고주파 유도로용 축로재를 제공하는 것이다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
상기 목적 달성을 위하여 본 발명은 도가니의 단열재 내측에 소정 두께로 충진되는 각형의 실리카와, 상기 서로 이웃하는 각형의 실리카 사이의 공극에 채워져 다짐 작업 시 밀도를 향상시킬 수 있도록 상기 각형의 실리카와 소정비율로 혼합되어 상기 각형의 실리카와 함께 도가니 단열재 내측에 소정 두께로 충진되어 상기 각형의 실리카와 함께 다짐 작업되는 구형의 실리카와, 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카의 접착력을 향상시킬 수 있도록 혼합되어 있는 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카에 투입되는 바인더 및, 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카의 소결도와 결합력을 향상시킬 수 있도록 혼합되어 있는 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카에 투입되는 소결제를 포함하는 고주파 유도로용 축로재를 제시한다.
일예를 들면, 상기 구형의 실리카와 각형의 실리카는 실리카를 용융시킨 후 상온에서 자연 냉각시킨 용융 실리카일 수 있다.
여기서, 상기 구형의 실리카는 각형의 실리카를 바렐 연마하여 형성될 수 있다.
일예를 들면, 상기 바인더는 보론 옥사이드와 크로믹 옥사이드일 수 있다.
일예를 들면, 상기 소결제는 알루미나질 원료와 미립 용융 실리카일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재는 밀도가 매우 높고 열팽창계수가 매우 낮음으로써 축로재 내측면에 이물질이 붙어 성장해 나가는 속도가 종래의 일반적인 고주파 유도로용 축로재에 비하여 매우 늦음으로써 축로재 내측면에 붙어 있는 이물질을 제거하는 작업기간을 대폭 연장시킬 수 있으므로 고주파 유도로의 유지/보수비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 생산효율성 까지도 대폭 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재는 내열성을 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 열전도도가 낮아 열손실 발생이 적음으로써 고주파 유도로의 생산효율성을 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재는 내측면에 이물질이 붙어 성장한다 하더라도 종래의 일반적인 고주파 유도로용 축로재에 비하여 이물질의 부착 강도가 매우 낮으므로 축로재 표면의 손상 없이 축로재로부터 이물질이 용이하게 제거할 수 있으므로 유지/보수비용의 절감은 물론 고주파 유도로의 사용수명을 대폭 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재는 고주파 유도로의 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있으며, 유지/보수비용의 절감과 더불어 고주파 유도로의 사용수명을 대폭 연장시킬 수 있으므로 궁극적으로 고주파 유도로를 설치하여 사용하여야만 하는 산업 전반에 걸쳐 설비비용과 운영비용을 대폭 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
그 외 본 발명의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 발명을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재를 설명하기 위한 도면
도 2는 구형의 실리카와 각형의 실리카가 혼합된 상태를 도시한 도면
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 구형의 실리카와 각형의 실리카가 혼합된 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 각형의 실리카(111), 구형의 실리카(112), 바인더(도시되지 않음) 및, 소결제(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
상기 각형의 실리카(111)는 분말 형태로 형성되어 고주파 전류를 공급하는 열원(120)과 인접하는 내화벽돌로 형성된 도가니(130)의 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진될 수 있다.
여기서, 상기 각형의 실리카(111)는 일반 천연 결정질 실리카를 용융시킨 후 상온에서 자연 냉각시킨 용융 실리카일 수 있다.
상기 구형의 실리카(112)는 상기 서로 이웃하는 각형의 실리카(111) 사이의 공극에 채워져 다짐 작업 시 밀도를 향상시킬 수 있도록 상기 각형의 실리카(111)와 소정비율로 혼합되어 상기 각형의 실리카(111)와 함께 도가니(130) 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진되어 상기 각형의 실리카(111)와 함께 다짐 작업될 수 있다.
여기서, 상기 구형의 실리카(112) 또한 상기 각형의 실리카(111)와 마찬가지로 일반 천연 결정질 실리카를 용융시킨 후 상온에서 자연 냉각시킨 용융 실리카일 수 있다.
한편, 상기 구형의 실리카(112)는 상기 각형의 실리카(111)를 바렐(barrel) 연마하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 천연 결정질 실리카를 용융시킨 후 상온에서 자연 냉각시킨 용융 실리카인 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)를 소정비율로 혼합하여 다짐 작업하여 형성된 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 다짐 작업 시 서로 이웃하는 각형의 실리카(111) 사이의 공극(113)에 구형의 실리카(112)가 채워짐으로써 일반 천연 결정질 실리카를 다짐 작업하여 형성된 일반적인 종래의 고주파 유도로용 축로재에 비하여 밀도가 월등히 높게 형성된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 주재로인 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)를 모두 용융 실리카를 사용함으로써 일반 천연 결정질 실리카에 비하여 열전도도와 열팽창계수를 대폭 낮출 수 있다.
즉, 일반 천연 결정질 실리카의 경우 열전도도는 0.02 cal/cmㅇsecㅇ℃이고, 열팽창계수는 11x10-6/℃이며, 상기 일반 천연 결정질 실리카를 용융시킨 후 자연 냉각시킨 비정질 구조의 용융 실리카의 경우 분자구조의 변화로 인해 열전도도는 0.0035cal/cmㅇsecㅇ℃이고, 열팽창계수는 0.5x10-6/℃이다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 일반적인 천연 결정질 실리카를 용융시킨 후 상온에서 자연 냉각시킨 비정질 구조의 용융 실리카를 도가니(130) 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진시켜 다짐 작업함으로써 형성되어 천연 결정질 실리카를 다짐 작업하여 형성된 일반적인 축로재에 비하여 열전도도가 낮아 열손실 발생이 적을 뿐만 아니라 열팽창계수도 낮으므로 철의 용융 작업 시 철에 포함되어 있는 이물질(170)이 축로재의 내측면에 붙는 부착 강도가 종래의 일반적인 축로재에 비하여 상대적으로 낮다는 장점이 있다.
여기서, 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 경우 1:1 내지 4:1의 비율로 혼합되어 도가니(130) 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진되어 다짐 작업될 수 있다.
예를 들면, 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)는 각각 1mm 내지 4mm의 용융 실리카 30 내지 50 중량부, 0.5mm 내지 1mm의 용융 실리카 8 내지 12 중량부, 0.2mm 내지 05.mm의 용융 실리카 10 내지 20 중량부, 0.1mm 내지 0.2mm의 용융 실리카 11 내지 25 중량부, 200mesh의 용융 실리카 15 내지 20 중량부를 혼합하여 형성된 후 각형의 실리카와 구형의 실리카를 1:1 내지 4:1의 비율로 혼합하여 도가니(130) 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진시켜 다짐 작업을 함으로써 축로재(110)를 형성할 수 있도록 한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 기계적 강도가 높은 각형의 실리카(111)와 각형의 실리카(111)에 비하여 유동성이 좋은 구형의 실리카(112)를 1:1 내지 4:1의 비율로 혼합하여 도가니(130) 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진시켜 다짐 작업을 함으로써 축로재(110)를 형성함으로써 종래의 일반적인 축로재에 비하여 상대적으로 높은 밀도로 다짐 작업됨으로써 철의 용융 작업 시 철에 포함되어 있는 이물질(170)이 축로재(110)의 내측면에 붙는 부착 강도가 종래의 일반적인 축로재에 비하여 상대적으로 더욱 낮다는 장점이 있다.
여기서, 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 혼합 비율이 1:1 미만으로 이루어져 각형의 실리카(111)의 투입량이 구형의 실리카(112)의 투입량 보다 적으면 다짐 작업되어 형성되는 축로재(110)의 기계적 강도가 저하되며, 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 혼합 비율이 4:1을 초과하게 되면 기계적 강도는 우수하나 유동성이 적어 다짐되는 축로재(110)의 밀도가 저하됨으로써 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)는 1:1 내지 4:1의 비율로 혼합하여 도가니(130) 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진시켜 다짐 작업을 함으로써 축로재(110)를 형성하는 것이 가장 바람직하다.
한편, 상기 바인더는 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 접착력을 향상시킬 수 있도록 상기 각형의 실리카(111) 및 구형의 실리카(112)와 함께 혼합될 수 있다.
여기서, 상기 바인더는 보론 옥사이드(B2O3)와 크로믹 옥사이드(Cr2O3) 일 수 있다.
예를 들면, 상기 보론 옥사이드는 0.5 내지 1.5 중량부가 투입될 수 있으며, 상기 크로믹 옥사이드는 0.5 내지 1.5 중량부가 투입될 수 있다.
여기서, 상기 보론 옥사이드를 0.5 중량부 미만으로 투입하면 결합력이 저하되고 1.5 중량부를 초과하도록 투입하면 과소결 현상이 발생하므로 상기 보론 옥사이드는 0.5 내지 1.5 중량부를 투입하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 크로믹 옥사이드를 0.5 중량부 미만으로 투입하면 소결성 및 열팽창 억제가 되지 않고, 1.5 중량부를 초과하도록 투입하면 과소결됨으로 상기 크로믹 옥사이드는 0.5 내지 1.5 중량부를 투입하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 소결제는 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 내화도와 결합력을 향상시킬 수 있도록 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)와 함께 혼합될 수 있다.
여기서, 상기 소결제는 알루미나(Al2O3)와 실리카(SiO2)일 수 있으며, 상기 실리카는 미립 용융 실리카일 수 있다.
한편, 상기 소결제로 투입되는 알루미나는 용융점이 2000℃가 넘는 물질로 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)의 소결도를 향상시킬 수 있는 것으로서 0.5 내지 1.5 중량부가 투입될 수 있다.
여기서, 상기 알루미나를 0.5 중량부 미만으로 투입하면 소결성이 저하하며, 1.5 중량부를 초과하도록 투입하면 과 반응성이 생김으로 상기 알루미나는 0.5내지 1.5 중량부를 투입하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 소결제로 투입되는 미립 용융 실리카는 용융 실리카인 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 결합력을 증가시키기 위해 투입되는 것으로서 10 내지 30 중량부가 투입될 수 있다.
여기서, 상기 미립 용융 실리카를 10 중량부 미만으로 투입하면 소결성이 저하되며, 30 중량부를 초과하도록 투입하면 과소결이 생김으로 상기 미립 용융 실리카는 10 내지 30 중량부를 투입하는 것이 가장 바람직하다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재의 작용 효과에 대하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 기계적 강도가 높은 각형의 실리카(111)와 유동성이 좋은 구형의 실리카(112)를 소정 비율로 혼합한 후 다짐 작업을 하여 축로재(110)를 형성함으로써 기계적 강도는 우수하게 유지하면서 서로 이웃하는 각형의 실리카(111) 사이의 공극(113)에 구형의 실리카(112)가 채워지도록 함으로써 다짐 작업 시 밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 각형의 실리카(111) 및 구형의 실리카(112)와 함께 바인더로서 보론 옥사이드와 크로믹 옥사이드를 소정비율로 투입하여 다짐 작업하여 형성됨으로써 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 접착력을 향상시킬 수 있도록 함으로써 축로재(110)의 밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 각형의 실리카(111) 및 구형의 실리카(112)와 함께 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 접착력을 향상시킬 수 있는 바인더 뿐만 아니라, 소결제로 알루미나와 미립 용융 실리카를 소정비율로 투입하여 다짐 작업하여 형성됨으로써 상기 알루미나에 의해 축로재(110)의 소결도를 대폭 향상시킴과 동시에, 상기 미립 용융 실리카에 의해 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 결합력을 증가시킬 수 있으므로 축로재(110)의 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 일반적인 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)로서 일반적인 천연 결정질 실리카를 용융시킨 후 상온에서 자연 냉각시켜 형성됨으로써 천연 결정질 실리카에 비하여 상대적으로 열전도도와 열팽창계수가 낮은 비정질 구조의 용융 실리카를 도가니(130) 단열재(140) 내측에 소정 두께로 충진시켜 다짐 작업하여 형성되어 천연 결정질 실리카를 다짐 작업하여 형성된 일반적인 축로재에 비하여 열전도도가 낮으므로 열손실 발생이 적을 뿐만 아니라 열팽창계수 또한 매우 낮음으로써 철의 용융 작업 시 철에 포함되어 있는 이물질(170)이 매우 낮은 부착 강도로 축로재(110)의 내측면에 부착됨으로써 축로재(110)의 표면손상 없이 매우 용이하게 축로재(110) 내측면에 부착된 이물질을 제거할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 고주파 유도로의 경우 원통 철로(150)와 함께 용융되는 고철(160)의 경우 모래나 흙 등과 같은 이물질이 포함되어 있다.
여기서, 철보다 높은 용융점을 가지는 이물질(170)의 경우 고주파 유도로를 사용하여 고철(160)과 원통 철로(150)를 함께 용융시킬 시 용융 작업 횟수가 증가됨에 따라 서서히 축로재(110)의 내측면에 붙어 성장해 나가게 되며, 상기 축로재(110)에 붙어 성장해 나가는 이물질(170)이 소정크기 이상으로 커지게 되면 고철(160)이 충진되어 있는 원통 철로(150)를 도가니(130) 내에 투입하는 것이 불가능하게 된다.
한편, 분말 형태로 형성된 실리카를 소정두께로 충진하여 다짐작업을 함으로써 형성되는 상기 축로재(110)의 경우 열팽창계수가 높을수록 철의 용융작업 시 축로재(110) 내측면에 이물질(170)이 손쉽게 부착될 뿐만 아니라, 다짐 작업에 의해 형성되는 축로재(110)의 열팽창계수고 높고 밀도가 낮을수록 축로재(110) 내측면에 부착되는 이물질(170)의 부착 강도가 큼으로써 상기 축로재(110)로부터 이물질(170)을 제거하는데 많은 어려움이 따른다.
즉, 축로재(110)의 열팽창계수가 높고 밀도가 낮게 되면 상기 축로재(110) 내측면에 큰 부착력으로 이물질(170)이 부착됨으로써 부착된 이물질(170)을 제거할 시 상기 축로재(110)의 표면이 손상되는 현상이 발생됨으로써 상기 축로재(110)의 사용수명이 대폭 단축됨에 따라 고주파 유도로의 사용 수명이 단축된다는 문제점이 있다.
이에 반하여, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 기계적 강도가 강한 각형의 실리카(111)와 유동성이 좋은 구형의 실리카(112)가 소정비율로 혼합되어 서로 이웃하는 각형의 실리카(111) 사이의 공극(113)에 구형의 실리카(112)가 채워지도록 다짐작업을 할 수 있으므로 일반적인 축로재에 비하여 상대적으로 기계적 강도를 대폭 향상시키면서 다짐 작업으로 형성되는 축로재(110)의 밀도까지 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 축로재(110)를 형성하는 주재료로서 천연 결정질 실리카 보다 열전도도와 열팽창계수가 대폭 낮은 각형의 용융 실리카(111)와 구형의 용융 실리카(112)를 사용함으로써 축로재(110)의 열전도도와 열팽창계수를 대폭 낮출 수 있다.
이에 더하여, 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)를 혼합하여 다짐 작업할 시 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)의 결합력을 높일 수 있는 바인더와 축열재(110)의 소결도와 결합력을 높일 수 있는 소결제를 더 투입하여 다짐작업을 함으로써 상기 각형의 실리카(111)와 구형의 실리카(112)를 혼합하여 다짐 작업함으로써 형성되는 축열재(110)의 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 종래의 일반적인 축로재에 비하여 밀도를 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 열팽창계수가 매우 낮음으로써 종래의 일반적인 축로재에 비하여 철의 용융 작업 시 축로재(110)의 내측면에 이물질이 부착되는 비율이 상대적으로 매우 낮다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 축로재(110)는 내측면에 이물질(170)이 부착된다 하더라도 종래의 일반적인 축로재에 비하여 밀도가 매우 높고 열팽창계수가 매우 낮음으로써 종래의 일반적인 축로재에 비하여 이물질(170)의 부착 강도가 매우 낮을 뿐만 아니라 기계적 강도까지도 높음으로써 상기 축로재(110)의 내측면에 부착된 이물질(170)을 상기 축로재(110)의 표면 손상 없이 매우 용이하게 상기 축로재(110)의 내측면으로부터 제거할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 밀도가 매우 높고 열팽창계수가 매우 낮음으로써 축로재(110) 내측면에 이물질이 붙어 성장해 나가는 속도가 종래의 일반적인 고주파 유도로용 축로재에 비하여 매우 늦음으로써 축로재(110) 내측면에 붙어 있는 이물질(170)을 제거하는 작업기간을 대폭 연장시킬 수 있으므로 고주파 유도로의 유지/보수비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 생산효율성 까지도 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 내열성을 대폭 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 열전도도가 낮아 열손실 발생이 적음으로써 고주파 유도로의 생산효율성을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 내측면에 이물질이 붙어 성장한다 하더라도 종래의 일반적인 고주파 유도로용 축로재에 비하여 이물질(170)의 부착 강도가 매우 낮으므로 축로재(110) 표면의 손상 없이 축로재로부터 이물질이 용이하게 제거할 수 있으므로 유지/보수비용의 절감은 물론 고주파 유도로의 사용수명을 대폭 연장시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 고주파 유도로용 축로재(110)는 고주파 유도로의 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있으며, 유지/보수비용의 절감과 더불어 고주파 유도로의 사용수명을 대폭 연장시킬 수 있으므로 궁극적으로 고주파 유도로를 설치하여 사용하여야만 하는 산업 전반에 걸쳐 설비비용과 운영비용을 대폭 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
(110) : 축로재 (111) : 각형의 실리카
(112) : 구형의 실리카 (113) : 공극
(120) : 열원 (130) : 도가니
(140) : 단열재 (150) : 원통 철로
(160) : 고철 (170) : 이물질

Claims (5)

  1. 도가니의 단열재 내측에 소정 두께로 충진되는 각형의 실리카;
    상기 서로 이웃하는 각형의 실리카 사이의 공극에 채워져 다짐 작업 시 밀도를 향상시킬 수 있도록 상기 각형의 실리카와 소정비율로 혼합되어 상기 각형의 실리카와 함께 도가니 단열재 내측에 소정 두께로 충진되어 상기 각형의 실리카와 함께 다짐 작업되는 구형의 실리카;
    상기 각형의 실리카와 구형의 실리카의 접착력을 향상시킬 수 있도록 혼합되어 있는 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카에 투입되는 바인더; 및
    상기 각형의 실리카와 구형의 실리카의 소결도와 결합력을 향상시킬 수 있도록 혼합되어 있는 상기 각형의 실리카와 구형의 실리카에 투입되는 소결제를 포함하는 고주파 유도로용 축로재.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 구형의 실리카와 각형의 실리카는,
    실리카를 용융시킨 후 자연 냉각시킨 용융 실리카인 것을 특징으로 하는 고주파 유도로용 축로재.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구형의 실리카는,
    각형의 실리카를 바렐 연마하여 형성된 것을 특징으로 하는 고주파 유도로용 축로재.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 바인더는,
    보론 옥사이드와 크로믹 옥사이드인 것을 특징으로 하는 고주파 유도로용 축로재.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 소결제는,
    알루미나와 미립 용융 실리카인 것을 특징으로 하는 고주파 유도로용 축로재.
KR1020170062005A 2017-05-19 2017-05-19 고주파 유도로용 축로재 KR20180127593A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170062005A KR20180127593A (ko) 2017-05-19 2017-05-19 고주파 유도로용 축로재

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170062005A KR20180127593A (ko) 2017-05-19 2017-05-19 고주파 유도로용 축로재

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180127593A true KR20180127593A (ko) 2018-11-29

Family

ID=64567013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170062005A KR20180127593A (ko) 2017-05-19 2017-05-19 고주파 유도로용 축로재

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180127593A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102617164B (zh) 中频感应电炉的酸性炉衬材料及其筑炉方法
CN103994663B (zh) 一种延长中频感应电炉炉衬寿命的方法
CN202613969U (zh) 中频炉炉衬
CN103575103B (zh) 用于感应炉生产矿渣棉、岩棉、微晶玻璃、铸石类产品的坩埚
CN110243185B (zh) 一种用于高硅合金矿热炉的堵眼材料
CN102659439A (zh) 一种酸性炉衬石英砂耐火材料
CN103673619A (zh) 一种高炉龄中频感应炉石英砂筑炉方法及使用方法
CN101182220B (zh) 一种冶炼炉底捣打料及制造方法
CN109708475B (zh) 一种铝合金锭熔炼用中频炉筑炉工艺
KR20180127593A (ko) 고주파 유도로용 축로재
CN210773400U (zh) 一种感应熔炼坩埚
CN103937934A (zh) 一种用于退火炉的炉辊及其制备方法
JP2006255737A (ja) 鋳物の製造方法
CN104019666A (zh) 一种中频炉炉体坩埚即时修补的方法
CN104311041A (zh) 纯铍熔炼用氧化铍坩埚及其制备方法
CN112174680B (zh) 一种防熔穿填料及其制备方法、应用和去除方法
CN113461409A (zh) 一种大型高炉用无水泥铁沟料及其制备方法
JP2000086360A (ja) 誘導炉ラミング材
CN102703642B (zh) 利用冶炼厂废料生产转炉用挡渣镖的方法
CN105801147A (zh) 一种热态修补鱼雷罐的方法
CN115231916B (zh) 一种镁铝尖晶石成型坩埚及其制造方法
CN104531929B (zh) 一种铸钢冷却壁浇铸用的固体填料的制备方法
CN101446372B (zh) 一种锌合金液输送管道及其制作工艺
Sengupta Refractories for the Cast Iron Melting
KR20220076718A (ko) 콘크리트 혼합물 및 이를 이용한 콘크리트 발열양생 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right