KR940006432B1 - 염기성 화염용사재료 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

염기성 화염용사재료 조성물

본 발명은 내화라이닝 및 보수에 사용되는 염기성 화염용사재료 조성물에 관한 것이다.

각종 공업요로의 내화라이닝(lining) 및 보수를 목적으로 하여 종래의 습식 보수를 대신하는 각종의 화염용사재료가 개발되어 왔다.

화염용사법은 화염을 구성하는 기체를 캐리어(Carrier)로 하여 고융점의 내화재료를 용사시켜 목적으로 하는 부위에 라이닝하거나 손상된 내화물 부위를 보수하는 방법인데, 화염중에서 일부 용융된 내화재료가 용사부위의 모재와 미용융된 내화재료 사이에 접착력을 부여하여 용사시공체가 형성된다.

공업요로의 용사에서는 LPG-산소, 정유-산소 및 코크스 분말-산소의 연소에 의해서 발생되는 화염을 열원으로 사용하고 있는데, 이러한 화염을 열원으로 사용하는 화염용사에서는 이론화염온도가 2400-2900℃이고, 화염용사재료가 화염을 통과하는 시간이 0.05-0.001초로써 매우 단시간이므로 마그네시아 크링커나 크롬광과 같이 융점이 높은 재료는 이러한 화염온도에서 용융 또는 연화되기 어려우므로 부착되지 않고 떨어져 나가는 양(rebound loss)이 많이 발생한다. 그러므로, 고융점물질의 rebound loss를 감소시켜 용사재료의 부착율을 증가시키기 위해서는 상대적으로 융점이 낮은 물질을 첨가하여 사용하여야 하는데, 화염용사재료중에 융점이 낮은 물질의 함량이 많아지면 내식성이 저하되므로 용사재료의 부착율 및 내식성을 고려하여 고융점 물질과 저융점 물질을 적절히 조합해서 사용하여야 한다.

예를 들면, 마그네시아-알루미나 또는 돌로마이트-알루미나 계의 화염용사재료는 부착율이 낮고 슬래그의 염기도가 1이상인 조업조건하에서 사용될 때 용사층의 내식성이 열화되어 내용성이 불충분하며, 마그네시아-전로 슬래그 계의 용사재료는 내식성은 높지만 열간강도가 낮아서 용강의 마모에 충분히 견디지 못하는 결점이 있다. 또한, 마그네시아-포틀란드 시멘트 계의 용사재료는 내식성은 좋지만 부착율이 낮은 결점이 있다.

따라서, 본 발명은 부착율, 내식성 및 내용성이 우수한 염기성 화염용사재료 조성물을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명은 설명한다.

본 발명은, 중량%로, 마그네시아 크링커 : 50~80%, 알루미나 및 크롬광 중 1종 또는 복합 : 10-20%, 및 알루미나 시멘트와 포틀란드 시멘트 또는 전로슬래그의 합 : 10~40%로 조성되는 염기성 화염용사재료 조성물에 관한 것이다.

이하, 상기 성분 및 성분비 한정 이유에 대하여 설명한다.

상기 마그네시아 크링커로는 천연 또는 합성하여 제조된 각종의 마그네시아 크링커가 사용될 수 있으며, 그 입도는 10-210㎛의 범위것이 바람직하다. 입도가 10㎛이하이면 미분은 15% 이하이어야 하는데, 15%이상이 되면 재료의 수송성이 저하되어 용사시공중에 맥동현상이 많아지고 용사시공체내에 채널(channel)형태의 커다란 기공이 형성되어 용사시공방향에 대하여 수직방향으로 박리를 일으켜 스폴링저항성이 약해질 우려가 있으며, 입도가 210㎛이상이 되면 노즐선단의 구멍이 막혀서 내화재료를 용사할 수 없게 될 우려가 있다.

상기 마그네시아 크링커의 함량이 50% 이하인 경우에는 내식성이 급격히 저하되어 내용성이 저하되고, 80% 이상이 되면 저융점 물질이 부족하여 부착성이 저하될 우려가 있으므로, 그 함량이 50~80%가 바람직하며, 보다 바람직한 함량은 50~70%이다.

상기 알루미나는 순도가 80% 이상이며, 입도는 10-100㎛인 것이 바람직한데, 그 이유는 알루미나의 순도가 80% 이하이거나 입도가 100㎛이상인 경우에는 마그네시아와의 반응성이 떨어지기 때문이다.

상기 크롬광으로는 내화물이나 야금원료등에 사용되는 각종의 원료들이 사용가능하지만 산화철성분의 함량이 30%이하이고, 산화크롬 성분의 함량이 35% 이상인 것이 바람직하다.

또한 크롬광의 입자크기가 너무 크면 용사시공시에 입자의 전열표면이 작아져서 저융점화합물과의 반응에 필요한 열량을 얻기 어려우므로, 입자크기는 10-100㎛인 것이 바람직하다.

상기 알루미나 및 크롬광은 각각 또는 복합으로 첨가될 수 있으며, 그 첨가량은 10-20%가 바람직한데, 그 첨가량이 10% 이하가 되면 마그네시아의 반응성이 떨어져서 용사재료의 부착물이 저하되며, 20%이상이 되면 부착율 및 내식성이 저하된다.

상기 포틀란드 시멘트, 알루미나 시멘트 및 전로슬래그는 용사시공체의 접착력을 강화하기 위하여 저융점 물질로 첨가되는 것으로서 포틀란드 시멘트 및 알루미나 시멘트는 시판되는 것이면 족하다.

특히, 알루미나 시멘트의 경우에는 실리카 성분이 포틀란드 시멘트와 전로슬래그등에서도 공급되므로 고염기도 조업을 감안하여 실리카 성분이 적은 고알루미나 시멘트가 보다 바람직하다.

또한, 상기 포틀란드 시멘트와 알루미나 시멘트는 10㎛이하의 미분이 많으므로 용사시공시에 20-40㎛로 입도조정하여 사용하는 것이 바람직하며, 특히, 용사재료중에 수분함량이 증가하면 화염용사재료의 수송성이 저하되므로 공기 중의 수분과 반응하여 수화되지 않도록 주의하여야 한다.

상기 전로슬래그는 산화철 함량이 35% 이하이며, 입도가 10-100㎛인 것이 바람직한데, 산화철함량이 35% 이상이 되면 용사시공체중에 저융점 화합물의 생성량이 증가하여 내식성이 저하되며, 또한 입도가 100㎛이상이 되면 용융성이 저하되어 화염용사재료의 부착율을 저하시키므로 바람직하지 않다.

상기한 알루미나 시멘트와 포틀란드 시멘트 또는 전로스래그의 첨가량의 합은 10% 이상이어야 하는데, 그 이유는 저융점물질 공급원인 상기 성분의 첨가량이 10% 이하가 되면 용사시공체의 부착율이 저하되어 내용성이 저하되기 때문이다.

그러나, 그 첨가량의 합이 40% 이상이 되는 경우에는 저융점 물질의 함량이 너무 증가하여 내용성이 저하될 우려가 있으므로 10~40%가 바람직하며, 보다 바람직한 첨가량의 합은 10~30%이다.

상기한 저융점 물질의 공급원인 포틀란드 시멘트, 알루미나 시멘트 및 전로슬래그 세가지 물질을 동시에 혼합해서 사용하면 용사시공체의 치밀화가 이루어지지 않고 내식성이 저하되므로 포틀란드 시멘트-알루미나 시멘트 또는 알루미나 시멘트-전로슬래그의 두가지 물질만을 조합해서 사용하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 알루미나 시멘트, 포틀란드 시멘트 또는 전로슬래그 중에서 두가지 물질을 조합해서 사용할 경우에는 두가지 물질의 사용량을 100으로 하였을 때 한 물질의 상대 중량비는 30% 이상인 것이 보다 바람직한데, 그 이유는 그 중량비가 30%이하일 경우에는 부착성 및 내용성이 저하되므로 바람직하지 않기 때문이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

LPG-산소기체를 하기표 1과 같이 조성되는 화염용사재료의 열원으로 사용하여 LPG 35Nm³/h, 산소 175Nm³/h, 용사재료의 용사속도 30kg/h 의 조건으로 용사를 행하여 화염용사재료가 화염내를 이동중에 용융 또는 반용융 상태로 MgO-Cr₂O₃벽돌에 부착되도록 한 다음, 겉보기 기공율(%), 침식지수, 내스폴링성, 내용성지수를 측정하고, 그 측정결과를 하기표 1에 나타내었다.

[표 1]

* 유도용해로를 사용, 1700℃에서 60분간 유지, 슬래그의 염기도는 3.0

** 1400℃에서 30분간 유지, 공냉 30분간의 cycle을 반복실험후 용사시공체가 박락된 회수

**** 부착지수, 침식지수 및 내용성지수는 비교예 3을 1.0으로 했을 때의 환산값이다.

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 조성된 용사재료를 사용한 발명예(1-5)가 본 발명의 범위를 벗어나는 용사재료를 사용한 비교예(1-7)에 비하여 부착율, 내식성 및 내용성에 있어서 우수함을 알 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명은 LPG-산소, 정유-산소 및 코크스 분말-산소 방식의 통상의 연료를 사용하는 화염중에서도 부착율이 향상되고, 마그네시아계 염기성 내화재료 고유의 특성이 유지되므로 고염기도 조업하에서도 내용성의 향상을 도모할 수 있는 향상된 염기성 화염용사재료 조성물을 제공하는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 중량%로, 마그네시아 크링커 : 50~70%, 알루미나 및 크롬광 중 1종 또는 복합 : 10-20%, 및 알루미나 시멘트와 포틀란드 시멘트 또는 전로슬래그의 합 : 10~30%로 조성됨을 특징으로 하는 염기성 화염용사재료 조성물.