KR890003161B1

KR890003161B1 - Methods for producing combustion tube of a briquet

Info

Publication number: KR890003161B1
Application number: KR1019860011453A
Authority: KR
Inventors: 최익수; 김영일; 김종욱; 우상국; 조항대
Original assignee: 한국동력자원연구소; 박긍식
Priority date: 1986-12-29
Filing date: 1986-12-29
Publication date: 1989-08-25
Also published as: KR880007404A

Abstract

The method comprises (i) mixing minced ceramic fiber (1-10 mm) 1-5 wt.% to the wt. of water, refractory clay 1-10 wt.%, silicasol 1-20 wt.% and water with stirring to make suspension, (ii) molding in a metal form equipped with a vacuum pump and drying, and (iii) sintering at 1200-1350 deg.C. The product improved the physical and chemical durafility for the combustion tube

Description

Manufacturing method of ceramic bullet hole

본 발명은 석탄에 의하여 제조된 가종용 연탄등을 연소시키는 연소통에 있어서 단열성, 내구성, 내열성, 내형성등의 물리적 및 화학적 특성이 개량된 새로운 연소통의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a new combustion cylinder in which physical and chemical properties such as heat insulation, durability, heat resistance, and resistance are improved in a combustion cylinder for burning coal briquettes made of coal.

종래에 개발되어 사용된 연소통은 주로 고령토와 점토를 혼합 사용한 것이였으나 이는 고온 다습 및 황산기체등에 의한 악영향으로 서서히 구조가 약해지면서 쉽게 파괴되는 단점이 있다. 더구나 단열효과가 미약하여 충분한 연소가 이루어지지 않으며 난방효과도 좋지않은 단점이 있다. 또한 시멘트, 점토, 석면을 혼합한 제품이 생산되었지만 역시 내열, 내구성이 크게 개선되지 못하였다.The conventionally developed and used combustion cylinder was mainly using a mixture of kaolin and clay, but this has a disadvantage in that the structure is gradually weakened due to adverse effects caused by high temperature, high humidity and sulfuric acid gas. Moreover, there is a disadvantage that the combustion effect is not good enough because the heat insulation effect is weak. In addition, a mixture of cement, clay, and asbestos was produced, but heat resistance and durability were not significantly improved.

한국 특허공고 제84-1884호에서는 세라믹 화이버에 콜로이드 실리카, 알무미나졸, 황산반토, 진주암, 벤토나이트의 무기질 접착제 용액을 혼합교반하여 펄프화하고 진공상태에서 성형 건조하는 방법을 공개하고 있다. 그러나, 상기한 방법에 의하여 제조된 연소통은 세라믹 화이버에 의하여 단열효과는 얻을 수 있지만 각종 무기접착제가 고온에서 연소하는 연탄에서 발생되는 황화합물에 의하여 또한 고온 다습한 주변환경에 의하여 조직의 결합력이 점차 열화되고 그결과 약한 충격에도 파손되며 단열효과도 급격하게 저하되는 단점이 있었다.Korean Patent Publication No. 84-1884 discloses a method of mixing and stirring a mixture of inorganic adhesive solutions of colloidal silica, alumina sol, alumina sulfate, pearlite, and bentonite to pulverized ceramic mold and vacuum drying. However, although the combustion cylinder manufactured by the above-described method can obtain thermal insulation effect by ceramic fibers, the bonding strength of the tissue is gradually increased by sulfur compounds generated from briquettes in which various inorganic adhesives are burned at a high temperature and also by a high temperature and high humidity environment. Deterioration, and as a result, even a weak impact is broken, the heat insulation effect is also sharply lowered.

본 발명은 세라믹 화이버, 실리카졸, 내화성점토 및 물을 혼합 교반하여 콜로이드화 한다음 진공금형에서 성형하여 고온에서 소성하므로서 종래의 연소통보다 물리적 및 화학적특성이 우수한 연소통을 제조함을 목적으로 한다.The present invention aims to produce a combustion cylinder having better physical and chemical properties than conventional combustion cylinders by mixing and stirring ceramic fibers, silica sol, refractory clay, and water to colloidally form them, and then molding them in a vacuum mold and firing them at high temperature. .

본 발명은 통상의 장섬유 세라믹 화이버를 1-10mm : 바람직하게는 2-5mm로 세절하여 사용한다. 세절하는 방법은 통상의 제지 공장에서 사용하는 펄프제조용 하이드라 펄퍼기에 의한다. 세라믹 화이버는 성형 채내에서 단열, 내구성에 기여하며 소결되는 점토와 결합하여 기공을 설정하는 골격이 되므로 그 사용이 불가피하지만 각종 충진제와 혼합 교반할때 장섬유는 점토와의 혼합이 용이하지 않으며 그 결과 섬유뭉치 형태로 성형체내에 산재하여 연소통 내구성 저하의 요인이 되어왔으나, 본 발명에서는 상기 한대로 세절하여 물에서 충분히 헤리시키면서 점토와 혼합되므로 점토내에 균일하게 산포되어 목적으로 하는 구조와 통기성, 단열 내구성이 얻어지면서도 세라믹 화이버가 조직내에 고르게 산재되는 효과를 얻을 수 있다.The present invention uses a conventional long fiber ceramic fiber in 1-10 mm: preferably 2-5 mm. The cutting method is based on a hydra pulper for pulp production used in a conventional paper mill. Ceramic fiber contributes to heat insulation and durability in the mold, and it is inevitable to use because it combines with the sintered clay to set the pores, but the long fiber is not easy to mix with clay when mixed with various fillers. It has been a factor of reducing the durability of the combustion cylinder by scattering in the molded body in the form of a bundle of fibers, but in the present invention, because it is mixed with the clay while being shredded in water as described above, it is uniformly dispersed in the clay, so that the structure, breathability, and heat insulation durability of the target are uniform. While this is obtained, it is possible to obtain the effect of evenly scattering the ceramic fibers in the structure.

본 발명의 충진결합제는 백토, 고령토, 코디어라이트와 같은 내화성 점토로서 평균입경 0.1-10㎛인 것이 사용된다. 특히 유기물 함량이 적은 것으로서, 이들 점토는 성형후에 세라믹 화이버 단섬유를 결착되도록 하면서 진공 건조후 1200℃이상의 고온으로 소성되면 고온에서 물라이트를 형성하여 자화되며 유기물이 탄화제거되는 동시에 불균질한 메트릭스를 이루면서 다공질의 일종의 조도기(組陶器)가 된다.Filling binder of the present invention is used as a refractory clay such as clay, kaolin, cordierite having an average particle diameter of 0.1-10㎛. Particularly with low organic matter content, these clays bind ceramic fiber short fibers after molding, and when dried at a high temperature of 1200 ° C or higher after vacuum drying, they form a mullite at high temperatures to magnetize and decarbonize the organic material and at the same time produce a heterogeneous matrix. As a result, it becomes a kind of roughness (器) of the porous.

따라서 종래의 세라믹 화이버와 점토간의 단순결합과 달리 강한 소결반응에 의한 치밀화 작용으로 결합력이 증가되어 고온다습, 유독기체등의 존재하에서도 성형체 조직의 해리 혹은 붕괴는 전혀 나타나지 않고 또한 다공질 조직내로 일정수준의 통기와 순환이 이루어지되 세라믹 화이버에 의한 단열로 열효율을 극대화한다. 본 발명에 의한 구체적인 연소통 제조공정은 다음과 같다.Therefore, unlike the conventional simple bonding between ceramic fiber and clay, the bonding force is increased by densification by strong sintering reaction, so there is no dissociation or collapse of the molded structure even in the presence of high temperature, high humidity and toxic gas. Aeration and circulation are achieved but thermal efficiency is maximized by insulation by ceramic fiber. Specific combustion cylinder manufacturing process according to the present invention is as follows.

물의 중량을 기준으로 하여 1-10mm로 세절시킨 세라믹 화이버 1-5중량%, 입경이 0.1-10㎛인 충진제 내화성점토 1-10중량%, 실리카졸 1-20중량%를 고속교반기에서 교반 혼합하여 모든 고형분이 완전히 현탁되도록 한다. 교반시간은 교반 현탁액이 우유와 같이 쉽게 침전되지 않는 상태에서 멈춘다.Based on the weight of water, 1-5% by weight of ceramic fiber cut into 1-10mm, 1-10% by weight of filler refractory clay with a particle size of 0.1-10㎛, and 1-20% by weight of silica sol were stirred and mixed in a high speed stirrer. Allow all solids to be completely suspended. The stirring time is stopped in the state where the stirring suspension does not easily settle like milk.

제조된 현탁액을 진공장치가 있는 내부에 공간이 있고 액추출공이 설정된 금형에 주입하여 성형하고 금형내를 진공펌프로 흡입하면서 진공압력 -400∼-700mmHg(절대압력 60∼360mmHg)를 유지한다. 이때에 감압력에 의하여 점토와 세라믹 화이버간에 결합이 이루어진다.The prepared suspension is injected into a mold having a space inside the vacuum apparatus and a liquid extraction hole is molded, and the vacuum pressure is sucked into the mold with a vacuum pump to maintain a vacuum pressure of -400 to -700 mmHg (absolute pressure of 60 to 360 mmHg). At this time, the coupling is made between the clay and the ceramic fiber by the pressure reduction force.

세라믹화이버는 잘게 세절되어 있으므로 점토내에 고르게 분산되어 고정되며 감압력에 의하여 치밀한 조직을 이룬다. 이때에 상대압이 -400mmHg이상으로 되는 경우 조직의 밀도가 낮아져서 강도가 약하게 되며 기공이 너무 확장되어져 목적으로 하는 특성을 얻을 수 없으며, -700mmHg이하로 되는 경우 기공이 적어지며 통공성이 낮아져서, 단열, 보온, 내구성에 문제가 생기므로 항상 상기한 수준으로 압력을 유지하는 것이 중요하다.Ceramic fiber is finely divided so that it is evenly distributed and fixed in clay and has a dense structure by depressurizing force. At this time, if the relative pressure is more than -400mmHg, the density of the tissue is lowered, the strength is weakened, the pores are too expanded to obtain the desired characteristics, and if it is less than -700mmHg, the pores are less and the permeability is lowered, insulation It is important to keep the pressure at the above-mentioned level at all times because of the problem of heat insulation and durability.

이상과 같이 얻어진 성형체를 고온 소성로에 넣고 1200-1350℃로 상압 소결시키면 목적으로 하는 다공질의 연소통이 얻어진다.The molded article obtained as described above is placed in a high temperature baking furnace and subjected to atmospheric pressure sintering at 1200-1350 ° C. to obtain a desired porous combustion cylinder.

[실시예]EXAMPLE

물 100Kg에 평균입경 3mm의 세라믹 화이버 5Kg, 입경이 2㎛인 코디어 라이트 8Kg, 실리카졸 15Kg을 넣고 고속 교반기로 혼합 교반하여 현탁화하고 이 현탁액속에 진공펌프가 설치된 금형을 주입하여 두께 20mm의 연소통을 성형하고 상대압 -500mmHg로 감압하여 건조한다.5Kg of ceramic fiber with an average particle diameter of 3mm, 8Kg of cordierite with a particle diameter of 2㎛, 15Kg of silica sol were added to 100Kg of water, mixed by stirring with a high speed stirrer, and suspended by injecting a mold having a vacuum pump into the suspension. The communication is molded and dried under reduced pressure to a relative pressure of -500 mmHg.

이 성형체로 고온 소성로에 넣고 1300℃로 2시간 소결한 다음 냉각후 실험을 행하였다. 그 결과는 다음 표와 같다.The molded body was put into a high temperature baking furnace and sintered at 1300 ° C. for 2 hours, and then experimented after cooling. The results are shown in the following table.

이상의 결과로 나타나듯이 본 발명에 의한 제품은 중량이 약1/7정도로 가볍고 열전도율도 약 1/5로 감소되었다. 미연분도 약 50%이상 감소되므로 우리나라 전체의 연탄 사용량을 기준으로 할때 년간 약 100만톤 정도의 손실을 방지할 수 있다. 따라서, 연탄의 연소시간이 10%이상 연장되고, 외부로 필요없은 열발산이 없어(약 20%가 절약됨) 대부분 난방열로 이용되므로 동일한 발열량을 가진 연탄일지라도 난방효과가 크게 증진될 수 있게 되었다. 또한 세라믹 화이버가 점토 소결체내에 단단하게 결합되어 있으므로 유독가스, 고온, 습기, 충격등의 제반 악조건하에서도 수명이 반영구화되고, 무게가 가벼우므로 운송이 크게 편리하여지는 장점이 있다.As a result of the above results, the product according to the present invention has a light weight of about 1/7 and a thermal conductivity of about 1/5. Unburned dust is also reduced by more than 50%, which can prevent the loss of about 1 million tons per year based on the amount of briquettes used in Korea. Therefore, the combustion time of the briquettes is extended by more than 10%, there is no heat dissipation unnecessary (about 20% is saved), so most of the heat is used as heating heat, even if the briquettes having the same calorific value, the heating effect can be greatly improved. In addition, since the ceramic fiber is firmly bonded in the clay sintered body, the service life is semi-permanent even under all adverse conditions such as toxic gas, high temperature, moisture, and impact, and the weight is light.

특히, 연탄이 연소될때 중앙부의 최고 상승온도가 1350℃이하임을 감안할때 본 발명의 제품은 이미 1350℃까지의 고온에서 수시간 소성된 것이므로 더이상의 열충격에 의한 파괴현상이 발생되지 않으므로 그 내구성은 거의 영구적임을 알 수 있다.In particular, considering that the maximum rise temperature of the central part when the briquettes are burned is 1350 ° C. or less, the product of the present invention is already calcined for several hours at a high temperature of 1350 ° C., so that the durability of the briquettes is not generated. It can be seen that it is permanent.

Claims

Complete suspension by mixing and stirring 1-5% by weight of ceramic fiber cut into 1-10mm based on the weight of water, 1-10% by weight of refractory clay having a particle size of 0.1-10㎛, and 1-20% of silica sol A method of producing an anthracite coal combustion cylinder, characterized by injecting a mold provided with a vacuum pump into the prepared suspension, molding drying under reduced pressure, and sintering at a high temperature of 1200-1350 ° C.

The method for producing an anthracite coal combustion cylinder according to claim 1, wherein cordierite, clay, or kaolin is added as refractory clay.