KR940000726B1

KR940000726B1 - 벌집구조를 갖는 요로용 알루미나질 통기성 복사체

Info

Publication number: KR940000726B1
Application number: KR1019910006488A
Authority: KR
Inventors: 양순환; 안영수; 배강
Original assignee: 재단법인 한국에너지기술 연구소; 오정무
Priority date: 1991-04-23
Filing date: 1991-04-23
Publication date: 1994-01-28
Also published as: KR920019704A

Abstract

내용 없음.

Description

벌집구조를 갖는 요로용 알루미나질 통기성 복사체

제1도는 본 발명의 제조공정도.

제2도는 본 발명품의 구조도.

본 발명은 벌집구조를 갖는 요로용 알루미나질 통기성 복사체에 관한 것으로 더 상세하게는 고온가스에 의해 철강등의 피가열물을 가열하는 가열고에 있어서 복사효과를 증진시켜 로의 열효율을 향상시켜 주는 벌집구조를 갖는 요로용 알루미나질 통기성 복사체에 관한 것이다. 가열로내에서는 열전달은 주로 연소가스의 복사에 의해 이루어지나 연소 가스는 본질직으로 고체에 비해 복사에너지의 방출능력이 낮기 때문에 로의 효율이 낮다.

이러한 이유로 가열로 내부 고온영역에 통기성 복사체를 설치하면 연소가스는 이 복사체를 지나면서 매우 큰 앤탈피 강하가 일어나 배가스 온도를 저하시킬 뿐만 아니라 앤탈피 강하에 상응하는 에너지는 복사체로부터 복사에너지를 방출하므로서 복사효과 증진으로 인하여 열효율이 향상된다. 세라믹 통기성 복사체는 가열로 내부의 고온영역에서 조립되어 설치 사용하므로 강도, 내열성, 내열충격성 및 내식성등이 우수해야 한다.

또한 복사효과를 증진시켜 주고 연소가스 흐름을 방해하지 않기 위해서는 복사능이 높아야 하며 벌집구조등과 같은 기하학적 특성도 고려되어야 한다. 세라믹 통기성 복사체의 재질로는 용도 및 특성에 따라 알루미나, 뮬라이트, 탄화규소 및 코디어라이트 원료등이 이용될 수 있으나 본 발명에서는 내열성 및 내식성이 우수한 알루미나 원료를 주성분으로 하여 통기성 복사체를 제조하였다.

벌집구조의 알루미나질 통기성 복사체를 제조하기 위해 사용된 알루미나 원료로는 중량비로 Na₂O를 0.3%을 함유한 보통 수준의 소오다계 알루미나와 중량비로 Na₂O를 0.06%을 함유하고 소결성이 좋은 저소오다계 알루미나 두종류의 원료를 이용, 혼합비율을 변경시키면서 사용하였다. 이들 원료의 평균입경은 각각 0.6μm, 0.9μm로 1μm 이하이며 순도는 99% 이상이었다.

이와같이 두 종류의 원료를 사용한 이유는 성형시 원료입도등에 영향을 받는 입자충진성 뿐만 아니라 소결성을 좋게하기 위해서이다. 또한 소성시 액상소결을 유도하고 치밀화를 위한 소결조제로는 5μm 이하로 분쇄된 활석, 칼리장석과 시약급 탄산바륨(순도 99.5%, 평균입경 5μm)을 첨가시켰다.

이들 복사체 제조시 압출성형을 용이하게 하기위해 첨가된 성형조제를 보며 결합제로서는 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 하이드록시프로필 셀루조즈(hydroxyprophyl cellulose), 가소제로서는 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol), 글리세린(glycerine), 윤활제로서는 스테아린산용액(stericacid emulsion), 알루미늄 스티아레이트용액(aluminium stearate emulsion)을 사용하였다. 이때 결합제인 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol)과 하이드록시프로필 셀루로즈(hydroxyprophyl cellulose)은 분말형태로 되어 있으므로 중량비로 5% 수용액으로 제조하였고 가소제 및 윤활제는 수용액 형태이므로 그대로 사용하여 첨가시켰다.

본 발명의 조성은 다음과 같다.

[표 1]

본 발명의 통기성 복사체의 제조공정은 (제1도)와 같다. 이들 통기성 복사체의 제조공정을 보면 두 종류의 알루미나와 소결조제로 첨가된 원료분말에 분산제인 암모늄 폴리아크릴레이트(ammonium polya-crylate)을 중량비로 0.2%와 적정량의 물을 가하여 3시간 동안 볼밀링한 후, 스러리상태로 만든 다음 디스크형 분무건조기을 이용하여 분무건조하였다. 분무건조되어 조립화된 입자크기는 200-300μm이었고 수분함량은 중량비로 2% 이하이었다.

이와같이 조립화되고 건조된 분말을 sigma-type mixer내에 넣고 1시간 동안 혼합시켰다. 이때 첨가된 첨가제 및 물의 양은 아래와 같다. 결합제로는 중량비로 폴리비닐알콜을 1-1.5%, 하이드록시프로필 셀루로즈을 1-2.5%, 가소제로는 중량비로 글리세린을 1-2.0%, 돌리에틸렌 글리콜을 1-2.5%, 윤활제로는 중량비로 스테아린산용액을 1-4.0%, 알루미늄 스테아레이트용액 1-4.0% 그리고 물을 13-17% 첨가하였다.

이와같이 혼합이 끝난 혼합물은 비니루에 쌓아 1주일 동안 상온에서 숙성시킨후, 벌집구조의 금형이 부착된 진공 압출성형기를 이용하여 성형하였다.

압출된 성형체는 이런 형태의 세라믹스 건조에 적합한 마이크로 웨이브 건조기술을 이용 건조하였으며 이것을 1300℃에서 2시간 소성하여 가로(W), 세로(L) 크기가 각각 5cm인 정사각형 형태의 벌집 구조를 갖는 알루미나질 통기성 복사체를 제조하였다. 높이(H)는 임의의 칫수로 조절가능하다. 본 발명의 통기성 복사체의 형상은(제2도)와 같다. 본 발명의 제원을 보면 셀 핏치(cell pitch)가 5.4mm, 링(lim) 두께가 0.53mm이었다. 본 발명은 연소가스에 의해 가열하는 가열로등에 있어서 열효율을 향상시킬 목적으로 하여 통기성 복사체의 요구특성인 강도등의 물리적 특성, 내열충격성, 내식성 및 복사능동의 특성을 구비하게 함으로서 복사증진 효과를 부여한 것이다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

상기 조성의 실시예(1)에 활석 및 알루미늄 스테이레이트 용액을 소량 더 첨가시키면 압출성형시 윤활성이 더 향상되어 표면상태가 좋고 강도 특성이 더 좋아짐.

상기 조성으로 된 실시예(1)과 실시예(2)의 알루미나질 통기성 복사체를 1300℃에 소성하여 특성을 평가한 결과, 강도등의 물리적 특성, 내열 충격성 및 내식성은(표 2)와 같다.

[표 2]

그러므로 본 발명에 의한 조성물로서 벌집구조의 알루미나질 통기성 복사체를 제조하여 고온 가스에 의해 가열을 행하는 가열로등에 사용할 경우는 복사효과 증진으로 로의 열효율이 약 6-8% 향상되므로 에너지절감효과가 있는 것이다.

Claims

원료로서 중량비로 보통소오다계 알루미나를 60-40%, 저소오다계 알루미나를 40-60%, 소결조제로는 중량비로서 칼라장석을 1-4%, 활석을 1-4%, 탄산바륨을 1-4% 사용하였고, 통기성 복합체를 성형하기 위한 성형조제는 결합제, 가소제, 윤활제 및 물을 사용하며, 결합제로는 중량비로 폴리비닐알콜을 1-1. 5%, 하이드록시 프로필 셀루로즈을 1-2.5%, 가소제는 중량비로 폴리에틸렌 글리콜을 1-2.5%, 글리세린을 1-2.0%, 윤활제로는 중량비로 스테아린산용액을 1-4.0%, 알미늄스테아레이트용액을 1-4.0% 그리고 물을 중량비로 13-17% 첨가하여 조성된 물질을 분쇄 혼합하여 스러리로 만든 후, 분무건조, 혼합, 숙성,압축성형, 건조 및 소성공정을 거쳐 제조함을 특징으로 하는 벌집구조를 갖는 요로용 알루미나질 통기성 복사체.