KR920009970B1 - 초고온 단열 벽돌의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

초고온 단열 벽돌의 제조방법

본 발명의 초고온 단열벽돌을 제조함에 있어서 주경량(經量)골재로 사용되는 중공(中空) 알루미나(Alumins)에 매트릭스(Matrix)부로 알루미나질 또는 지르코니아(Ziroconia)질로 이루어진 초고온 단열벽돌의 제조방법에 관한 것이다.

종래 고온단열 벽돌을 제조하는 방법은 주경량 골재인 중공(中空) 알루미나와 중공(中空) 실리카(Silica) 미분부(薇粉部)에 고내화성의 알루미나, 보오크사이트(Bauxite) 등을 평량 배합하고 여기에 가소성을 부여하기 이하여 점토 또는 유가바인더를 첨가하여 믹서기에서 혼합한 후 금형을 이용하여 프레스로 가압 성형하고 이를 킬른(Kiln)에서 소성하는 방법으로 제조하였다.

고온 단열벽돌은 주로 1600℃이상에서 사용되는데 이 온도에서 견디며 단열성을 부여할 수 있는 원료로는 중공(中空) 알루미나가 극히 우수한다.

그러나 중공(中空) 알루미나는 깨어지지 않은 상태로 벽돌속에 들어가야 중공(中空)부를 유지하면서 단열성이 부여되나 종래의 제조방법과 같이 믹서기에서 혼합시는 믹서기내 타이어(Tire)의 가압으로 중공(中空) 알루미나가 부서져 단열성이 저하되고 또한 가소성을 부여하기 위하여 사용되는 점토는 주로 알루미노실리케이트(Aluminosilicate)질로서 내화성이 낮아 이 점토의 사용으로 내화성이 저하되고 성형이 프레스로 성형하기 때문에 복잡한 형상의 벽돌을 만들기 어려운 등의 문제가 있다.

본 발명은 복잡한 형상의 단열벽돌로 제조 가능하면서 기존 단열 벽돌보다 높은 내화성을 가지면서 단열성이 우수한 초고온 단열벽돌을 제조하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 먼저 석고형틀 또는 플라스틱형틀을 만들고 이 형틀내에 압경 0.3-5.0mm의 중공(中空) 알루미나를 충분히 채운 후 중공 알루미나 사이의 빈 공간사이에 알루미나 함량이 60%이상인 알루미나질 미분말, 분산제, 유기결합제 수분을 혼합하거나 또는 지르코니아 함량이 70-95%인 지르코니아질 미분말, 유기결합제, 수분을 혼합하여 만들어진 슬립(Silip)을 가압 주입하여 적정시간 방치 후 상온건과 소성을 하게 되므로서 본 발명의 제품이 얻어지게 된다.

이하 본 발명의 제조공정을 구체적으로 설명키로 한다.

본 발명은 먼저 필요로 하는 형상에 맞는 석고형틀 또는 플라스틱 형틀을 만든다.

이 석고형틀을 만드는 방법은 위생도기의 석고형틀을 만드는 방법과 같으나 슬립(Silp)의 주입방법이 솔리드 캐스팅(Solid Casting)으로 하기 때문에 이 캐스팅방법에 맞는 석고형틀이 제작되어야 한다.

준비된 석고형틀은 50℃가 넘지 않은 분위기에서 충분히 건조시킨다.

이와 같이 건조된 석고형틀에 입경이 0.3-0.5mm인 중공(中空) 알루미나를 더 이상 들어가지 않을 때까지 충분히 채운다.

만약 이때 충분히 채우지 못하게 되면 채워지지 않은 부분(공극부가 너무 많게 됨)만큼 차후에 슬립(Slip)이 너무 많이 차게 되어 단열성을 떨어뜨리고 제품형상이 변형되는 원인이 될 수 있다.

중공 알루미나 입경이 0.3mm 보다 작거나 5.0mm보다 크게 되면 주입되는 슬립의 양이 많게 되어 단열성이 크게 저하된다.

다음으로 형틀에 충진된 중공알루미나 사이의 빈 공간(중공 알루미나 입자 사이에는 공간부가 생김)에 주입될 매트릭스(Matrix)부를 이루는 슬립(Slip)을 제조 준비한다.

즉, 알루미나질 매트릭스로 하고 싶으면 알루미나 함량이 60%이상인 알루미나질 미분말 원료르 알루미나질 미분말 100중량에 대한 0.1-10%의 분산제, 2-10%의 유기결합제, 20-40%의 수분을 혼합하여 슬립을 제조 준비하며, 지르코니아질 매트릭스로 하고 싶으면 지르코니아 함량이 70-95%인 지르코니아질 미분말 원료를 지르코니아질 미분말 100중량에 대한 2-10%의 유기결합제, 30-50%의 수분을 혼합하여 PH를 3으로 한 슬립을 제조 준비한다.

여기에어 알루미나질 미분말 원료인 알루미나 함량이 60% 이하면 내화성이 저하되어 좋지 않고, 지르코니아질 미분말 원료인 지르코니아 함량이 70%이하인 경우는 소성중에서 지르콘(Zircon)이 형성되어 사용시 1600℃이상의 온도에서 지르콘이 지르코니아와 실리카로 해리되는 등의 문제가 발생한다.

또한 지르코니아 함량98%이상인 경우는 지르코니아의 결정상이 단사정상(單斜晶狀)으로 사용중에 800-1200℃사이에서 이상 팽창을 일으켜 크렉이 발생된다.

상기의 미분말에 분산제, 유기결합제 및 수분을 가한 것은 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 조성물로서 각 조성물에 수치범위를 설정함에 따라 분산제는 과다한 수분함량을 줄일 수 있고 유기결합제는 슬립 분말끼리의 결속력을 증대시키고 수분은 유동성을 부여시키므로서 중공알루미나의 빈공간 사이에 잘 흘러들어 가게 하기 위함이다. 여기에서 분산제로서는 폴리암모늄 카보네이트(Polyammonium Crbonate) 폴리아크릴 아이드(Polyacrylamide), 소듐 폴리아크릴 레이트(Sodium Polyacrylarte) 중에서 선택하여 사용되고, 유기결합제로서 PVA나 PVB와 같은 폴리비닐계나 MC나 CMC와 같은 메틸 셀룰로이스(methylcellulose)계 중에서 선택하여 사용된다.

다음은 상기에서와 같이 준비된 중공 알루미나가 채워져 있는 석고 형틀을 솔리드 캐스팅(Solid casting)기(器)에 설치하고 석고형틀 내의 중공알루미나에 준비된 슬립을 별도의 주입용기에 넣은 후 주입 용기를 밀봉하고 이에 공기압을 가하여 압력 주입시킨다.

그후 공기압이 걸린 상태로 1시간 정도 정지한 후 압력을 해제하고 캐스팅기로부터 석고형틀을 꺼낸다.

석고형틀을 꺼낸 후 석고형틀이 해체하지 않은 상태로 24시간 방치한 후 석고형틀을 해체하여 단열벽돌 소지(素地)를 48시간 정도 상온에서 건조한다.

상온 건조된 소지를 소성로에서 1500-1650℃로 소성한다.

다음은 실시예를 통하여 본 발명을 예시한다.

[실시예 1]

상기 조성의 배합물을 볼밑에서 밀링(Milling) 한 후 슬림을 제조준비하고, 석고형틀에 입경이 1-3mm인 중공 알루미나를 채운 후 이에 슬립을 솔리드 캐스팅을 하여 건조하고 소성한다.

[실시예 2]

상기 조성의 배합물의 PH를 HCl로 3으로 만들어 슬립을 제조하고 실시예 1과 같이 제조한다.

상기 실시예와 같은 방법으로 (표 1)-(표 2)와 같이 실시한 결과 (표 3)의 종전 고온단열 벽돌의 물성치보다 우수한 결과를 얻었다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

Claims (2)

1. 석고형틀 또는 플라스틱형틀에 입경이 0.3-0.5mm인 중공(中空) 알루미나 단열골재를 미리 채운 후 중공(中空) 알루미나 골재 사이의 빈공간에 알루미나 함량이 60%이상인 알루미나질 미분말 100중량%에 대하여 분산제로서 폴리 암모늄 카보네이트(Polyammonium carbonate), 폴리아크릴아이드(Polyacrylamide), 소듐 폴리아크릴 레이트(sodium Polyacryrae)에서 선택된 0.1-1.0% 중량%와 유기 결합제로서 폴리비닐계 또는 메틸셀룰로이스(methl cellulose)계를 2-10중량%, 수분을 20-40중량%혼합하여 만든 슬립(Slip)을 가압 주입한 후 건조하고 소성하여서 됨을 특징으로 하는 초고온 단열벽돌의 제조방법.
2. 석고형틀 또는 플라스틱형틀에 입경이 0.3-5.0mm인 중공(中空) 알루미나 단열골재를 미리 채운 후 중공(中空) 알루미나 골재 사이의 빈 공간에 지르코니아 함량이 70-98%인 지르코니아질 미분말 100중량%에 대하여 유기결합재로서 폴리비닐계 또는 메틸셀룰로이스(methyl cellulose)계를 2-10%, 수분을 20-40중량% 혼합하여 만든 슬립(Slip)을 가압 주입한 후 건조하고 소성하여서 됨을 특징으로 하는 초고온 단열 벽돌의 제조방법.