KR910005004B1 - Heat exchange brick - Google Patents

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김두하
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열교환용 벽돌Heat exchange brick

제1도는 유리 용해로의 축열실에서 폐열이 축열소재에 저장되고 축열된 열이 버어너에 보내지는 것을 설명하는 흐름도.1 is a flow chart illustrating that waste heat is stored in the heat storage material and the heat stored in the heat storage chamber of the glass melting furnace is sent to the burner.

제2도는 현열 축열기기에서 잉여 전력시간대의 전력을 축열소재에 저장하고 저장된 축열소재의 열을 활용하는 것을 설명하는 그래프.Figure 2 is a graph illustrating the use of the stored heat storage material in the heat storage material to store the power of the surplus power time in the sensible heat storage device.

제3도는 실시예 1에서 제조한 마그네시아를 주제로 한 종래의 열교환용 벽돌에서 겉보기 기공율에 대한 열전도도의 관계를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the relationship of thermal conductivity to apparent porosity in the conventional heat exchange brick based on magnesia prepared in Example 1.

제4도는 실시예 2에서 제조한 열교환용 벽돌의 MgO 변화량에 대한 비열의 변화를 나타낸 그래프.4 is a graph showing a change in specific heat with respect to the MgO change amount of the heat exchange brick prepared in Example 2.

제5도는 실시예 3에서 제조한 열교환용 벽돌의(Al2O3+Fe2O3)조성 및 SiO2조성의 변화에 따른 열전도도의 변화를 나타낸 그래프.5 is a graph showing a change in thermal conductivity according to the composition of (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) and SiO 2 composition of the heat exchange brick prepared in Example 3.

제6도는 실시예 4에서 제조한 열교환용 벽돌에서 Fe2O3성분의 변화에 따른 비열과 열전도도의 변화를 나타낸 그래프.6 is a graph showing the change in specific heat and thermal conductivity according to the change of Fe 2 O 3 component in the heat exchange brick prepared in Example 4.

본 발명은 산업용 로 및 요에서 발생하는 폐열을 활용하는데 사용하기 위한 것으로 비열과 열전도성이 우수하며 마그네시아를 주성분으로 한 열교환용 벽돌에 관한 것이다. 산업용 로 및 요에서 발생되는 폐열을 활용하기 위한 방법으로 열교환기(Recuperator)를 이용하여 숭열된 2차공기열원에 공급하거나 열교환성이 우수한 소재를 이용해 폐열이 보유한 열량을 소재에 저장하고 필요시 활용하는 방법이 있다. 최근에는 잉여전력을 활용하여 현열축열하는 방식이 개발되었는데, 여기서는 축열소재로서, 물, 유매체 또는 고체물질을 사용하고 있지만 이들중 물이나 유매체는 비열은 비교적 우수하나 고체물질에 비하여 비중이 상대적으로 낮고 온도범위가 작기 때문에 축열조가 커지는 단점이 있다.The present invention is to use to use the waste heat generated in industrial furnaces and yaw and relates to a heat exchange brick having a high specific heat and thermal conductivity and magnesia as a main component. As a method for utilizing waste heat generated in industrial furnaces and urine, it is supplied to secondary heat sources heated by using a heat exchanger (Recuperator), or the heat of waste heat is stored in the material and used when necessary using a material having excellent heat exchangeability. There is a way. Recently, sensible heat storage has been developed by using surplus power. Here, water, medium, or solid materials are used as heat storage materials. Among them, water or medium has a relatively high specific heat but a relatively high specific gravity. Because of the low temperature range is small, there is a disadvantage that the heat storage tank is large.

한편, 고체물질에서도 무기 고체물질인 산화물은 비열은 비교적 낮으나 비중이 높고 온도범위가 높기 때문에 각종 요의 축열실 또는 현열축열기기의 축열조 등에 다양하게 적용되고 있다. 이와같은 무기 고체물질중에서 축열효과를 얻기위한 기본조건으로서는 비열 및 열전도도가 높은 물질이 우수한 효과를 거두는 것으로 나타나 있다.On the other hand, in the solid material, the oxide, which is an inorganic solid material, has a relatively low specific heat but has a high specific gravity and a high temperature range, and thus has been applied to various heat storage chambers or heat storage tanks of sensible heat storage equipment. Among the inorganic solid materials, materials having high specific heat and thermal conductivity are shown to have excellent effects as a basic condition for obtaining the heat storage effect.

일반적으로 비열이 높은 물질은 마그네시아(Magnesia), 포스터라이트(Forsterite), 코런덤(Corundum), 뮬라이트(Mullite), 돌로마이트(Dolomite), 마그네시아 크롬(Magnesia Chrome) 등이 있으며 또한 열전도도가 높은 물질은 흑연을 함유한 것이 높은데 이는 흑연의 특성에 의하여 효과가 있는 것으로 알려져 있다.In general, materials with high specific heat include magnesia, forsterite, corundum, mullite, dolomite and magnesia chrome. It contains high graphite, which is known to be effective by the characteristics of graphite.

이러한 특성에 의하여 열교환용 벽돌에 대한 종래의 기술을 살펴보면 일본 내화물지인 38-387호(1986.No.6)의 23-27쪽에 실린 "축열실용 내화물에 대하여"에서와 같이 축열실용 벽돌은 고순도 및 중순도의 마그네시아 벽돌, 마그네시아 크롬 벽돌, 마그네시아-알루미나(Spinel) 벽돌 등이 사용되고 있다. 또한, 현열축열 방식인 전열기기 등에는 물, 유매체 및 고체물질 등이 다양하게 사용되고 있으며, 이중 고체물질은 마그네시아, 포스터라이트, 마그네트(Magnet) 등이 주류를 이루고 있다.Based on these characteristics, the prior art for heat exchange bricks is similar to that for heat storage chamber refractory materials shown in pages 23-27 of Japanese Refractory No. 38-387 (1986.No. 6). Medium purity magnesia brick, magnesia chromium brick, magnesia-alumina (Spinel) brick and the like are used. In addition, water, an oil medium, and a solid material are variously used in the heat storage device of the sensible heat storage method, and magnesia, poster light, and magnet are the main solid materials.

앞서와 같이 종래의 열교환 기술은 주로 일반의 소재 특성에 따라 각각의 장단점을 보유한 상태에서 종류별, 특성별 또는 부위별로 사용하고 있다. 특히, 마그네시아의 경우는 매우 우수한 소재로서 고내화도(MP : 2830℃), 열적인 구조적 안정성, 일정한 선팽창성, 열간에서의 내화학성 및 고비열 등의 특성을 지니고 있어 열교환용 소재로 각광을 받고 있다. 그러나, 최근의 열교환 기술은 새로운 로의 개발, 축열구조의 향상 및 잉여전력의 활용 등에 의하여 마그네시아의 고비열 특성에 열저장의 효율을 높이는 고열전도 특성이 복합적으로 필요하게 되었다.As described above, the conventional heat exchange technology is mainly used for each type, characteristic or part in a state having advantages and disadvantages according to general material characteristics. In particular, magnesia is a very excellent material, and has high spot resistance (MP: 2830 ℃), thermal structural stability, constant linear expandability, hot chemical resistance, and high specific heat. . However, recent heat exchange technologies require a combination of high specific heat characteristics of magnesia and high thermal conductivity to increase heat storage efficiency due to the development of a new furnace, improvement of heat storage structure, and utilization of surplus power.

자세히 설명하면 유리 용해로의 축열실 경우 폐열이 축열소재에 저장되고 축열된 열은 버너에 2차 공기로 보내져서 원료의 절감을 기하고 있으며 그의 공정은 제1도와 같다. 여기서는 축열효과가 높을 경우(단시간에 열을 저장하였을 경우) 고열의 2차공기를 버너에 공급하여 로 내부의 조업온도를 높임과 동시에 연료를 절감할 수 있다. 이때에 현사용 재질인 마그네시아는 고비열특성은 보유하나 현 공정시간 절약을 위해서는(축열시간을 줄이기 위해서) 고열전도도의 특성을 지닌 소재가 필요하다.In detail, in the heat storage chamber of the glass melting furnace, waste heat is stored in the heat storage material, and the heat stored in the heat storage material is sent to the burner as secondary air to save raw materials. In this case, when the heat storage effect is high (if heat is stored for a short time), the secondary air of high heat can be supplied to the burner to increase the operating temperature inside the furnace and save fuel. At this time, magnesia, which is currently used, has high specific heat characteristics, but a material having high thermal conductivity is needed to save the current process time (reduce heat storage time).

현열축열기기의 경우 잉여전력시간대의 전력을 축열소재에 저장하고 필요시 축열소재의 열을 활용하는데 그의 공정 및 방법은 제2도에 나타난 바와 같다. 여기에서 잉여전력 사용시간이 짧은 경우에는 고열전도도의 소재가 필요하게 된다.In the case of the sensible heat storage device, the power of the surplus power time is stored in the heat storage material and the heat of the heat storage material is utilized if necessary. The process and method thereof are shown in FIG. If the surplus power use time is short here, a material of high thermal conductivity is required.

현재 주로 사용되고 있는 열교환용 벽돌은 MgO 95.0-98.0중량%, CaO 0.5-0.8중량%, Al2O30.4-0.6중량%, Fe2O30.3-0.7중량% 및 SiO21.6-2.0중량%로 구성되어 있다. 이를 다시 정리하면 MO(MgO+CaO) 95.5-98.8중량%, M2O3(Al2O3+Fe2O3) 0.7-1.3중량%, MO2(SiO2) 1.6-2.0중량%로 이루어져 있다. 그런데 이러한 조성을 지닌 마그네시아를 주재로 한 종래의 열교환용 벽돌은 비열은 높으나 열전도도가 떨어지기 때문에 만족스럽지 못한 단점이 있어 이에 대한 해결책이 연구되고 있다. 따라서 본 발명은 열교환용 소재중 마그네시아를 주성분으로 하여 고비열을 유지하고 열전도도를 향상시키는 열교환용 벽돌을 제공하는데 그 목적이 있다.Currently used heat exchange bricks are MgO 95.0-98.0%, CaO 0.5-0.8%, Al 2 O 3 0.4-0.6%, Fe 2 O 3 0.3-0.7% and SiO 2 1.6-2.0% Consists of. In summary, it consists of 95.5-98.8% by weight of MO (MgO + CaO), 0.7-1.3% by weight of M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ), and 1.6-2.0% by weight of MO 2 (SiO 2 ) have. However, conventional heat exchange bricks based on magnesia having such a composition have a high specific heat but have a poor thermal conductivity, which is not satisfactory. Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat exchange brick that maintains high specific heat and improves thermal conductivity, using magnesia as a main component of heat exchange materials.

본 발명은 이러한 목적에 주안점을 두어 소재를 연구 및 개발한 결과 본 발명에 도달하였다.The present invention has reached the present invention as a result of research and development of the material with a focus on this purpose.

본 발명에 따른 마그네시아질의 열교환용 소재는 전체 산화물 조성 100중량부당 MgO 80-95중량%, CaO 5.0중량% 이하, Al2O31중량% 이하, Fe2O31.0-10중량%, SiO210중량% 이하로 이루어져 있다. 이를다시 정리하면 MO(MgO+CaO) 80-95중량%, M2O2(Al2O3+Fe2O3)가 2-11중량% 그리고 MO2(SiO2)가 10중량% 이하인 조성으로 이루어져 있다.Magnesia heat exchange material according to the present invention is MgO 80-95% by weight, CaO 5.0% by weight or less, Al 2 O 3 1% by weight, Fe 2 O 3 1.0-10% by weight, SiO 2 per 100 parts by weight of the total oxide composition It consists of up to 10% by weight. To sum it up, 80-95% by weight of MO (MgO + CaO), 2-11% by weight of M 2 O 2 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) and 10% by weight of MO 2 (SiO 2 ) Consists of

위의 조성을 지닌 본 발명의 열교환용 벽돌은 일반벽돌의 제조방법과는 달리 건식 성형법에 의하여 성형한 다음 이를 1200℃ 이상의 고온에서 소성하여 제조한다.The heat exchange brick of the present invention having the above composition is manufactured by molding by dry molding, unlike the general brick manufacturing method, and then firing it at a high temperature of 1200 ° C. or higher.

MgO를 주제로 하는 열교환용 벽돌에서는 일반적으로 MgO의 첨가량에 따라 비열이 변화하는데 이러한 MgO가 산화물 전중량의 80% 이하일 경우 비열이 큰폭으로 급격히 저하하게 된다. 이는 열교환용 벽돌의 열축적 효과가 좋지 않음을 의미하게 된다.In MgO-based heat exchange bricks, the specific heat generally varies depending on the amount of MgO added. If the MgO is 80% or less of the total weight of the oxide, the specific heat is drastically reduced. This means that the heat accumulation effect of the heat exchange brick is not good.

Fe2O3성분 또한 마그네시아질 열교환용 벽돌에서 고비열 및 고열전도도 특성에 결정적 역할을 하는데, 산화물 전중량의 10% 이상일 경우 열전도도는 높으나 비열은 상대적으로 저하하게 된다. 따라서 Fe2O3성분은 산화물 전중량의 1.0-10%가 바람직하다.Fe 2 O 3 also plays a decisive role in the high specific heat and high thermal conductivity properties of the magnesia heat exchange brick, the thermal conductivity is high, but the specific heat is relatively reduced when more than 10% of the total weight of the oxide. Therefore, the Fe 2 O 3 component is preferably 1.0-10% of the total weight of the oxide.

또한, M2O3(Al2O3+Fe2O3) 함량이 산화물 전중량의 11% 이상이고 MO2(SiO2)가 10% 이상일 때 비열은 현저하게 떨어져 열교환용 소재로 가치를 잃게 된다. 따라서, 비열의 특성은 산화물 전중량을 기준하여 MgO가 80% 이상이고, M2O3(Al2O3+Fe2O3)가 11%이하 MO2(SiO2)가 10% 이하일 때 가장 우수하게 나타난다.In addition, when the M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) content is 11% or more of the total weight of the oxide and MO 2 (SiO 2 ) is 10% or more, the specific heat is remarkably dropped and loses its value as a heat exchange material. do. Therefore, the specific heat characteristics are best when MgO is 80% or more based on the total weight of oxide and M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) is 11% or less and MO 2 (SiO 2 ) is 10% or less. Excellent.

실시예를 통하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following Examples.

[실시예 1]Example 1

본 실시예에서는 종래의 범주에 속하는 원료를 이용해 열교환용 벽돌을 제조하고 그의 물성을 측정한다.In this embodiment, using a raw material belonging to the conventional category to produce a heat exchange brick and to measure its physical properties.

먼저, 마그네시아 클링커를 MgO 95.9중량%, CaO 1.2중량%, Al2O30.3중량%, Fe2O30.4중량% 및 SiO22.2중량%인 원료를 사용해 임펠러(Impeller) 분쇄기 및 볼밀(Ball mill) 분쇄기를 이용하여 분쇄한 다음, 다음의 표 1에 따라 혼련물을 제조하고 1000kg/cm2의 압력하에 표준벽돌(230×114×65mm)로 성형한 후, 터널킬른(tunnel kiln)에서 1500℃×3B×16대/일로 제조한다.First, an impeller grinder and a ball mill were prepared using a raw material of magnesia clinker containing 95.9 wt% MgO, 1.2 wt% CaO, 0.3 wt% Al 2 O 3 , 0.4 wt% Fe 2 O 3, and 2.2 wt% SiO 2. Pulverized using a grinder, and then kneaded according to the following Table 1 and molded into a standard brick (230 x 114 x 65 mm) under a pressure of 1000 kg / cm 2 , and then 1500 ℃ in the tunnel kiln (tunnel kiln) It manufactures by x3Bx16 units / day.

[표 1]TABLE 1

Figure kpo00001
Figure kpo00001

실시예 1에서 표 1에 따른 배합비율로 벽돌을 제조하였을 경우 열전도도 변화는 제3도에 나타나 있다. 제3도에 나타난 바와같이 기공의 변화에 따른 열전도도(kcal/m.hr.℃)는 표 1의 시료 4 및 5번이 급격한 저하를 보이는 반면 시료 1,2 및 3은 4.2-4.5kcal/m.hr.℃로서 대동소이함을 알 수 있다. 이는 시료 4 및 5는 Andreasen의 분체에 대한 최밀충진이론에 의해 미분량의 증가에 따라 비표면적이 증가하여 최밀충진 상태의 저하가 주요인으로서 열전도도가 저하된 것이다. 즉, 실시예 1에서는 시료 1,2 및 3에서와 같이 통상적인 제조방법으로 제조할 시 물성에 의해서는 열전도도의 변화가 한계를 나타내며 이는 열교환용 마그네시아 벽돌의 열전도도 향상은 조성변화로 개발해야 함을 실험적으로 보여준다.In Example 1, when the brick was manufactured at the mixing ratio according to Table 1, the thermal conductivity change is shown in FIG. 3. As shown in FIG. 3, the thermal conductivity (kcal / m.hr. ° C.) according to the pore change shows a sharp drop in samples 4 and 5 of Table 1, while samples 1,2 and 3 are 4.2-4.5 kcal /. It can be seen that it is about the same as m.hr. ° C. This is because samples 4 and 5 have a specific surface area with increasing amount of fine powder by Andreasen's closest packing theory. That is, in Example 1, when manufactured by the conventional manufacturing method as shown in Samples 1, 2 and 3, the change in thermal conductivity is limited by physical properties, which means that the thermal conductivity improvement of the magnesia brick for heat exchange should be developed as a composition change. Experimentally.

[실시예 2]Example 2

실시예 2는 본 발명에 따른 열교환용 벽돌에서 MgO성분의 혼합비율에 따른 비열의 변화를 측정하는 실시예에 관한 것이다.Example 2 relates to an example of measuring the change in specific heat according to the mixing ratio of the MgO component in the heat exchange brick according to the present invention.

제4도의 표에 따라 Al2O3, Fe2O3, SiO2및 CaO성분을 배합하고 여기에 고순도의 MgO성분을 이론적으로 첨가하여 혼련물을 제조하고 실시예 1의 방법에 따라 열교환용 벽돌을 제조한다.According to the table of FIG. 4, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , SiO 2 and CaO components are blended and theoretically added high purity MgO components to the mixture to prepare a kneaded material, according to the method of Example 1 To prepare.

[표 2]TABLE 2

Figure kpo00002
Figure kpo00002

MgO성분의 첨가변화에 따른 비열의 변화는 제4도에 나타나 있다. 제4도로부터는 MgO조성이 중량비로 80이상(표 2에서 시료 4-7)일 때 비열의 변화폭이 작음을 알 수 있는데 이는 열축적 효과면에서 양호함을 입증해준다. 그러나 MgO조성이 중량비로 80미만일 경우(표 2에서 시료 1-3) 비열이 급격히 저하함을 알 수 있는데 이는 MgO성분 특성인 고비열의 비율이 최소한 80중량% 이상이 되어야 함을 보여주는 것이다.The change of specific heat according to the addition of MgO component is shown in FIG. From Figure 4 it can be seen that the change in specific heat is small when the MgO composition is more than 80 by weight ratio (sample 4-7 in Table 2), which proves good in terms of thermal accumulation effect. However, if the MgO composition is less than 80 by weight ratio (sample 1-3 in Table 2), it can be seen that the specific heat rapidly decreases, indicating that the ratio of the high specific heat, which is the MgO component, should be at least 80% by weight.

[실시예 3]Example 3

실시예 3은 본 발명에 따른 열교환용 벽돌에서 M2O3(Al2O3+Fe2O3)조성 및 MO2(SiO2)조성의 변화에 따른 비열의 변화를 측정하는 실시예에 관한 것이다.Example 3 relates to an example of measuring the change in specific heat according to the change of M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) composition and MO 2 (SiO 2 ) composition in the heat exchange brick according to the present invention will be.

다음의 표 3에 따라 각 성분을 배합하여 혼련물을 제조하고 실시예 1의 방법에 따라 열교환용 벽돌을 제조한다. 여기서 M2O3(Al2O3+Fe2O3)조성의 변화를 나타낸 시료 1-7은 MO(MgO+CaO)조성 및 MO2(SiO2)조성을 제5도의 표에 따른 비율료 배합하여 Al2O3및 Fe2O3성분을 1 : 1중량비의 비율로 조합하였고, 시료 8-13은 MO(MgO+CaO)조성 및 M2O3(Al2O3+Fe2O3)조성을 표 3의 비율로 배합하여 SiO2성분을 이론적으로 첨가해 제5도의 표에 따른 조성으로 조합한 후 비열을 측정한다.Each component is blended according to the following Table 3 to prepare a kneaded product, and a brick for heat exchange is prepared according to the method of Example 1. Here, Sample 1-7 showing the change of M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) composition shows the ratio of MO (MgO + CaO) composition and MO 2 (SiO 2 ) composition according to the table of FIG. Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 components were combined in a ratio of 1: 1 by weight, and Samples 8-13 consisted of MO (MgO + CaO) composition and M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ). The composition is formulated in the ratio of Table 3, and the SiO 2 component is theoretically added and combined in the composition according to the table of FIG.

[표 3]TABLE 3

Figure kpo00003
Figure kpo00003

비열변화의 결과는 제5도에 나타나 있으며, 이로부터는 마그네시아 재질에서 M2O3(Al2O3+Fe2O3)조성물은 중량비로 11이상(시료6,7), MO2(SiO2)조성은 중량비로 10이상(시료 12,13)일 때 비열이 현저하게 떨어져 열교환용 소재로는 부적합함을 알 수 있다. 즉, 마그네시아 재질에서 비열의 특성은 MgO성분 80중량% 이상, CaO성분 5중량% 이하, M2O3(Al2O3+Fe2O3)성분 11중량% 이하, 그리고 SiO2성분 10중량% 이하일 때 열교환용 소재로서 적합함을 알 수 있다.The results of the specific heat change are shown in Figure 5, from which the M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) composition of magnesia is 11 or more (samples 6,7) and MO 2 (SiO 2 ) by weight ratio. When the composition is 10 or more (samples 12 and 13) by weight, the specific heat is remarkably low, and thus it is not suitable as a heat exchange material. That is, the specific heat characteristics of the magnesia material is 80% by weight or more of the MgO component, 5% by weight or less of the CaO component, 11% by weight or less of the M 2 O 3 (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) component, and 10 weight of the SiO 2 component. It can be seen that when the% or less, it is suitable as a material for heat exchange.

실시예 3으로부터 MgO성분이 높은 공지의 마그네시아질 소재가 열교환용 벽돌에 우수하다는 기존의 기술에서 MgO성분이 80중량% 이상이고 기타의 성분이 20중량% 이하인 마그네시아질 소재가 열교환용으로서 우수한 결과를 얻을 수 있다는 것은 이 분야에서 현저한 기술의 진보를 의미한다.According to the conventional technique that the known magnesia material having a high MgO component is excellent in heat exchange bricks from Example 3, the magnesia material having an MgO component of at least 80% by weight and other components at 20% by weight or less has excellent results for heat exchange. Achievable means significant advances in the field.

[실시예 4]Example 4

실시예 4는 본 발명에 따른 열교환용 벽돌에서 Fe2O3성분의 증가에 따른 열전도도 및 비열의 변화를 측정하는 실시예에 관한 것이다.Example 4 relates to an example of measuring the change in thermal conductivity and specific heat according to the increase of the Fe 2 O 3 component in the heat exchange brick according to the present invention.

시험의 시료는 표1에서 사용한 마그네시아 원료를 사용하여 여기에 고순도의Samples of the test were prepared using the magnesia raw materials used in Table 1.

시험의 시료는 표 1에서 사용한 마그네시아 원료를 사용하여 여기에 고순도의 Fe2O3성분을 다음의 표 4와 같이 조합해 혼련물을 제조하고, 1000kg/cm2의 압력하에(230×114×65MM)로 성형한 다음, 턴널킬른에서 1500℃×3B×16대/일로 제조한다.The test sample was prepared using a magnesia raw material used in Table 1, whereby a high purity Fe 2 O 3 component was combined as shown in Table 4 below to prepare a kneaded material, under a pressure of 1000 kg / cm 2 (230 × 114 × 65MM). ) And then produced in a tunnel kiln at 1500 ° C. × 3B × 16 units / day.

[표 4]TABLE 4

Figure kpo00004
Figure kpo00004

본 실시예에서 Fe2O3성분의 증가에 따른 연전도도 및 비열의 변화는 그 결과가 제6도에 나타나 있다. 제6도로부터는 공지의 시료 1의 경우 비열은 매우 우수하나 열전도도는 다소 저하함을 알수 있고, 여기에서 Fe2O3성분을 조합한 시료 2-8의 경우는 열전도도가 현저히 증가함을 알수 있다. 한편, Fe2O3성분이 10중량% 이상인 시료 7,9의 경우는 열전도도가 높으나 비열은 상대적으로 저하되는 결과로써 시료 1,7,8은 본 발명의 고비열, 고열전도도 특성에 부적합함을 알 수 있다. 따라서 Fe2O3의 성분이 마그네시아 열교환용 벽돌에서 고비열, 고열전도도 특성에 결정적 역할을 함이 명백히 증명되었고, 이에따라 Fe2O3성분의 함량은 1-10중량%의 범위가 적당하다.In this embodiment, the change in the conductivity and specific heat according to the increase of the Fe 2 O 3 component is shown in FIG. From FIG. 6, it can be seen that in the case of the known sample 1, the specific heat is very good, but the thermal conductivity is somewhat lowered, and in the case of the sample 2-8 in which the Fe 2 O 3 component is combined, the thermal conductivity is significantly increased. have. On the other hand, in the case of Sample 7,9 having a Fe 2 O 3 component of 10% by weight or more, the thermal conductivity is high, but the specific heat is relatively lowered. As a result, the samples 1, 7, and 8 are not suitable for the high specific heat and high thermal conductivity of the present invention. It can be seen. Therefore, the components of Fe 2 O 3 was also demonstrated clearly is a key role in high-boiling heat, high thermal conductivity characteristics at the magnesia brick for heat exchangers, yiettara content of Fe 2 O 3 component is suitably in the range of 1-10% by weight.

[실시예 5, 6 및 7][Examples 5, 6 and 7]

본 실시예에서는 다음의 표 5에 나타난 바와같이 원료를 조합하여 혼련한 다음, 1000kg/cm2의 압력하에 성형하여 110℃에서 24시간 건조하고 1460℃×3B×16대/일로 소성하였으며 표 5와 같이 열교환용 벽돌에 대하여 현장 제조 가능성과 제반성질을 측정하였다. 이때에도 상기의 본 발명에 따른 실시예와 같은 결과를 얻었으며 특히 현장 적용상 문제가 없었다.In this example, the raw materials were combined and kneaded as shown in Table 5 below, and then molded under a pressure of 1000 kg / cm 2 , dried at 110 ° C. for 24 hours, and fired at 1460 ° C. × 3B × 16 units / day. Likewise, on-site manufacturability and general properties of the heat exchange brick were measured. At this time, the same result as in the embodiment according to the present invention was obtained and in particular, there was no problem in the field application.

실시예 5 및 6은 본 발명에 따른 열교환용 벽돌에 관한 것이고, 실시예 7은 종래의 열교환용 벽돌에 관한 것인데, 표 5에 나타난 바와같이 실시예 5 및 6에서는 제반성질이 전반적으로 향상되었음을 확인할 수 있다. 이는 벽돌의 소성과정에서 저융점 물질(Flux)의 변동이 제품품질이 향상되는 측면으로 작용한 결과이다. 즉, 원료에서 저융점 물질의 게재에 의한 유리상 결합이 소성효과를 향상시켜 결합력의 증대 및 내부조직의 연속구조를 형성한 것이다. 이러한 사실은 본 발명에 따른 열교환용 벽돌에 고비열 및 고열전도성을 제공하는 명백한 증명이다.Examples 5 and 6 relates to a heat exchange brick according to the present invention, and Example 7 relates to a conventional heat exchange brick. As shown in Table 5, it is confirmed that the general properties are improved in Examples 5 and 6 as shown in Table 5. Can be. This is the result of fluctuation of low melting point material (Flux) during the firing process of the brick to improve the product quality. In other words, the glassy bonding by the low melting point material in the raw material improves the plasticity effect to increase the bonding force and form a continuous structure of the internal structure. This is a clear proof of providing high specific heat and high thermal conductivity to the heat exchange brick according to the invention.

한편 실시예 7의 종래의 열교환용 벽돌은 표 5에 나타난 바와같이 제반성질이 본 발명에 따른 실시예 5 및 6의 것과 차이가 남을 확인할 수 있다.Meanwhile, as shown in Table 5, the conventional heat exchange brick of Example 7 can be confirmed that the general properties remain different from those of Examples 5 and 6 according to the present invention.

[표 5]TABLE 5

Figure kpo00005
Figure kpo00005

이상과 같은 본 발명은 열교환용 소재중에서 마그네시아 벽돌의 경우 고비열 및 고열전도도의 특성을 지닌 조성물에 관한 것으로, 조합비에 의해서, 즉 제조기술에 의한 열전도도의 향상은 한계가 있음이 증명되었다(제3도 참조). 또한 공지의 MgO성분이 높은 소재가 열교환용 벽돌에서 우수한 실적을 나타낸다는 기존의 기술에서 MgO성분이 80중량% 이상이고 기타 성분이 적정조정되면 가능하다는 기술적인 증명이 이루어졌다(제4도, 5도 참조). 특히 고비열 및 고열전도도의 특성을 보유하는 제품이 Fe2O3성분의 첨가 및 조정에 의해 제조됨이 입증되었다.As described above, the present invention relates to a composition having high specific heat and high thermal conductivity in the case of magnesia brick in heat exchange materials, and it has been proved that the improvement of thermal conductivity by the combination ratio, that is, by the manufacturing technology, is limited. See also 3). In addition, in the existing technique that a known high material of MgO component shows excellent performance in heat exchange bricks, technical proof has been made that MgO component is more than 80% by weight and that other components are appropriately adjusted (Fig. 4, 5). See also). In particular, products having high specific heat and high thermal conductivity have been produced by the addition and adjustment of the Fe 2 O 3 component.

Claims (2)

산화물 조성이 (MgO+CaO) 80-95중량%, (Al2O3+Fe2O3) 2-11중량% 그리고 SiO210중량% 이하로 이루어진 열교환용 벽돌.A heat exchange brick having an oxide composition of 80-95% by weight of (MgO + CaO), 2-11% by weight of (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) and 10% by weight of SiO 2 . 제1항에서, Fe2O3성분이 1-10중량%의 범위인 열교환용 벽돌.The brick of claim 1, wherein the Fe 2 O 3 component is in the range of 1-10% by weight.
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