KR102057233B1 - 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물 및 이를 이용한 법랑 코팅 방법 - Google Patents

발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물 및 이를 이용한 법랑 코팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물 및 이를 이용한 법랑 코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발전소의 열교환기 등의 설비에 사용되는 GGH(Gas Gas Heater) 및 GAH(Gas Air Heater) 내부의 열교환 소자(Element)의 부식 방지와 내열성, 내구성, 내산화성 등을 향상시키고, 설비 교체 및 유지보수 등에 소요되는 과도한 비용을 절감하기 위한 것으로써, 코팅 표면의 기공 형성을 방지하기 위한 아세트산 니켈 복합 화합물 8~18 중량%, 분말 형태의 점토 80~90 중량% 및 내열성과 내식성을 향상시키기 위한 규산염(silicate)과 산화 지르코늄(zirconia)이 혼합된 첨가물 1~3 중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

Description

발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물 및 이를 이용한 법랑 코팅 방법 {ENAMEL COMPOSITION FOR PREVENTING CORROSION AND ANTI-FOULING OF AN ELEMENT OF A GAS GAS HEATER AND A GAS AIR HEATER FOR A HEAT EXCHANGER AND ENAMEL COATING METHOD THEREOF}
본 발명은 법랑유약 조성물 및 이를 이용한 법랑 코팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 금속 제품의 표면에 법랑 코팅을 수행하는 경우에 이용되어 발전소용 GGH(Gas Gas Heater) 및 GAH(Gas Air Heater) 의 ELEMENT 의 부식 방지와 안티 파울링(Anti-Fouling) 효과를 위한 법랑 코팅층의 형성이 용이하도록 하는 법랑유약 조성물 및 이를 이용한 법랑 코팅 방법에 관한 것이다.
최근 화력발전소의 전기 생산에 있어서, 원가 절감을 위해 상대적으로 품질이 낮은 석탄의 사용량이 증가하고 있으며, 단시간 내 전력 사용량이 증가하는 경우 화력발전소는 임계치에 준하는 가동을 수행하게 되고, 이에 따라 화력발전소 내부 설비에 대한 부하가 증가할 수 있다. 그러므로, 화력발전소 내부 설비의 내구성 증가에 대한 요구가 증가하고 있다.
또한, 배연가스 속에는 질소산화물, 유황산화물, 염소 및 불소산화물은 물론 Dust/Ash를 포함하며 부식성이 아주 강한 각종 공해 물질이 포함되어 있다.
화력발전소의 내부 설비 중 APH(Air PreHeater)의 경우, 상대적으로 온도가 높아 황산 부식에 의한 손상보다 열충격에 의한 손상과 빠른 속도의 석탄 먼지(dust)에 의한 마모에 의한 손상이 주로 발생한다. 그리고, 화력발전소의 내부 설비 중 GGH(Gas Gas Heater)의 경우, 탈황 공정에서 발생된 가스를 대기로 배출하기 전에 Stack에 나가는 연기의 온도를 비산 시킬 수 있는 수준의 Gas 온도로 높여 예열하는 역할을 하게 되는데, 황산 부식의 저온 부식에 의한 손상이 주로 발생하게 되어 설비가 부식되고, 침적물 등의 막힘 현상이 발생함에 따라 발전소 전체의 가동 중단과 유지 관리에 따른 비용 손실이 크게 발생하고 있는 실정이다.
이러한 부식에 대한 가장 일반적인 방지 대책으로는, 엘레먼트(Element)의 재질을 변경하는 방법이 있다. 즉, 금속재료의 조성을 변경함으로써 내식성을 향상시킬 수 있는데, 예를 들면 STS304에 Mo을 2~3% 첨가하여 만든 STS316의 내식성 개선사례 등이 있고, 또한 초합금이나 티타늄보다 내식성 등이 우수한 슈퍼스테인리스 강 등이 있으나, 이와 같은 새로운 재질은 개발이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 개발된 재질도 비용측면에서 산업체에서 쉽게 사용할 수 있는 범위를 벗어나기 때문에 실질적으로 사용되지 못하는 현실이다.
이에 따라, 최근 들어 3단의 온도층으로 형성된 APH의 열소자(thermal element)에서 저온층의 열소자에는 법랑 코팅을 적용하기도 한다. 그리고, GGH의 열소자(thermal element)에는 주로 법랑 코팅을 적용하고 있다.
여러 종류의 금속 표면에 유리질 코팅을 하여 고온에서 소성한 유리질-금속화합물인 법랑은 금속과 비금속의 특수한 성질을 공유하는데, 법랑은 유리의 화학적, 물리적, 미적 감성과 금속의 강함과 내구성의 성질을 공유 하여 그 특성을 상호 보완, 발전시키는 것으로써, 발전소용 HRSG(Heat Recovery Steam Generator)와 GGH(Gas Gas Heater) 등은 복잡한 형상 및 고열과 강한 산성에 노출되어 쉽게 부식이 되는 설비인데 접착과 내산성을 강화시킨 유약의 개발로 법랑 코팅을 적용하는 방안이 고려되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 부식 방지 방법의 경우, 그 효과가 확실하지 않고 비용이 과다하게 소요될 뿐만 아니라, 발전소 설비용 내열성, 내구성, 내산화성 등의 조건을 충족시키지 못하여 설비 교체 및 유지보수 등에 어려움이 있는 실정이다.
또한, 계속해서 발전소 열교환기를 사용할 경우, 내부에 침전물 등이 쌓이고 고착화되어 열교환 효과가 감소되는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2003-0061635호(발명의 명칭: 건축자재용 법랑조성물 및 이를 이용한 개량 법랑건축자재의 제조방법)에서는, 이산화규소(SiO2) 29~35%, 산화납(PbO2) 30~35%, 산화나트륨(Na2O) 10~25%, 티타늄(TiO2) 5~15%, 산화안티몬(Sb2O3) 0.2~1%, 산화붕소(B2O3) 0.2~1%를 혼합하여 용융시키고, 용융물을 급냉시켜 프리트로 성형하며, 성형된 프리트를 분쇄하여 프리트와 물을 4:6의 비율로 혼합하되 규산소다(Na2SiO2) 2~5%, 에어로 씨리카 3~7%, 붕산(H3BO3)(B2O3), 메틸알콜 0.3~0.7%를 첨가 혼합하여서 된 것을 특징으로 하는 건축자재용 법랑조성물이 개시되어 있다.
대한민국 공개특허 제10-2003-0061635호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 발전소용 열교환기에 사용되는 설비의 표면에 대해 법랑 코팅을 수행함으로써, 내열성, 내산성, 친수성 등의 효과를 높임은 물론, Anti-Fouling 효과를 증대시키는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명의 목적은, 연마 공정이 수행되지 않은 금속 표면에 대한 법랑 코팅이 가능하도록 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물의 구성은, 코팅 표면의 기공 형성을 방지하기 위한 아세트산 니켈 복합 화합물은 8~18 중량%, 분말 형태의 점토 80~90 중량% 및 내열성과 내식성을 향상시키기 위한 규산염(silicate)과 산화 지르코늄(zirconia)이 혼합된 첨가물 1~3 중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아세트산 니켈 복합 화합물은 분말의 형태로 형성되어 상기 점토와 혼합되는 것이 바람직하며, 상기 점토에 상기 첨가물을 우선적으로 함침시킨 후, 상기 아세트산 니켈 복합 화합물과 상기 점토를 혼합시키는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 첨가물에 포함되는 상기 규산염(silicate)과 상기 산화 지르코늄(zirconia)의 중량비 비율은 2~3 : 7~8인 것이 바람직하다.
또한 상기 규산염은, 알루미늄 규산염, 규산철, 규산칼슘, 마그네슘 규산염 및 알칼리금속 규산염으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질인 것이 좋다.
본 발명의 또다른 실시예인 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법은, i) 발전소의 설비에 구비되는 열소자(thermal element)를 마련하는 단계; ii) 분말 형상의 상기 아세트산 니켈 복합 화합물에 대한 열처리를 수행하는 단계; iii) 상기 점토에 상기 첨가물을 함침시키는 단계; iv) 상기 아세트산 니켈 복합 화합물과 상기 첨가물이 함침된 상기 점토를 혼합하여 법랑유약 조성물을 형성하는 단계; v) 상기 법랑유약 조성물을 액체 용매에 분산시켜 법랑 코팅 용액을 형성하는 단계; vi) 상기 법랑 코팅 용액을 이용하여 상기 열소자의 표면에 법랑 코팅을 수행하는 단계; 및 vii) 법랑 코팅된 상기 열소자를 건조 후 소성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 열소자는 공기 예열기(APH)의 열소자 또는 가스-가스 가열기(GGH)의 열소자인 것이 바람직하다.
또한, 상기 vi) 단계에서, 법랑 코팅은 디핑(dipping) 또는 스프레이 분사에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명인 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법을 이용하여 형성된 법랑 코팅층은 공기 예열기(APH)의 열소자 또는 가스-가스 가열기(GGH)의 열소자로 사용될 수 있다.
상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용하여 금속 제품의 표면에 법랑 코팅을 수행하는 경우, 법랑 코팅층의 형성이 용이하다는 것이다.
그리고, 본 발명의 효과는, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용하여 법랑 코팅을 수행하는 경우, 법랑 코팅층의 내열성, 내식성 및 Anti-Fouling의 기능 첨가 등의 특성을 향상시킬 수 있다는 것이다.
이에 따라, 발전소 열교환기 내부의 부식 현상 및 막힘 현상을 현저히 방지할 수 있으므로 설비 교체에 필요한 기간을 연장할 수 있어 발전소 작동의 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 설비 교체 등에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용하여 코팅된 금속판의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용하여 코팅된 열소자에 대한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용하여 코팅된 열소자에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면과 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면을 비교한 SEM 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면과 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면을 비교한 SEM 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면과 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면을 비교한 SEM 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층 단면과 종래기술의 법랑 코팅층 단면을 비교한 SEM 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층 단면과 종래기술의 법랑 코팅층 단면을 비교한 SEM 이미지이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층과 종래기술의 법랑 코팅층 단면을 비교한 SEM 이미지이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면과 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면에 대해 충격 실험 수행 후 각각의 표면에 대한 이미지이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면과 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면에 대해 열충격 실험 수행 후 각각의 표면에 대한 이미지이다.
도 12는 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 오염 제거 실험 수행에 대한 이미지이다.
도 13은 종래기술의 EHE 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 오염 제거 실험 수행에 대한 이미지이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 오염 제거 실험 수행에 대한 이미지이다.
도 15는 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 오염 제거 실험 수행에 대한 이미지이다.
도 16은 종래기술의 EHE 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 오염 제거 실험 수행에 대한 이미지이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 오염 제거 실험 수행에 대한 이미지이다.
도 18은 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 친수성 실험에 대한 이미지이다.
도 19는 종래기술의 EHE 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 친수성 실험에 대한 이미지이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면의 친수성 실험에 대한 이미지이다.
도 21은 종래기술의 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면, 종래기술의 EHE 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면 및 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅이 수행된 금속판 표면 각각의 부식성 실험에 대한 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형상으로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물 을 이용하여 코팅된 금속판(200)의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용하여 코팅된 열소자(300)에 대한 모식도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 법랑유약 조성물을 이용하여 코팅된 열소자(300)에 대한 확대도이다.
본 발명의 법랑유약 조성물은 도 1에서 보는 바와 같이 금속체인 금속판(200) 등의 표면에 대한 법랑 코팅층(100)을 형성하는데 이용되며, 특히, 법랑 코팅이 용이하지 않은 금속체의 표면을 위한 법랑 코팅에 적합할 수 있다.
구체적으로, 도 2와 도 3에서 보는 바와 같은 열소자(thermal element)(300)에 대해 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅을 수행할 수 있다. 여기서, 열소자(300)는, APH(Air PreHeater, 공기 예열기) 또는 GGH(Gas Gas Heater, 가스 가스 가열기)에 구비될 수 있다.
APH는, 보일러에서 바로 나오는 연소가스를 이용하여, 석탄을 태우는 과정 중 공급되는 공기를 가열시켜 열효율성을 향상시키는 설비로서, 대개 3단으로 구성되고 낮게는 200℃에서 400℃가 넘는 부위도 있을 수 있다. 그리고, GGH는, 굴뚝으로 나가는 연기의 온도를 높여 대기에 멀리 넓게 비산시키는 목적으로 배기 가스의 온도를 높이는 장치로서, 낮게는 60℃에서 대개 200℃ 이하의 온도 범위를 가질 수 있다. 특히, GGH는 80℃를 약간 넘는 범위에서 저온 부식으로써 황산에 의한 부식에 의한 손상이 발생할 수 있다.
APH의 경우, GGH와 비교하여 상대적으로 온도가 높아 황산 부식에 의한 손상보다 열충격에 의한 손상과 빠른 속도의 석탄 먼지(dust)에 의한 마모에 의한 손상이 주로 발생할 수 있다. 그리고, GGH의 경우, 황산 부식의 저온 부식에 의한 손상이 주로 발생할 수 있다.
APH의 열소자를 금속으로 형성하고, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용하여 APH의 열소자에 대한 법랑 코팅을 수행한 경우, APH의 열소자의 표면에 대해 샌드 블러스트(Sand Bluster) 등의 연마 공정을 수행하지 않고도 법랑 코팅이 용이할 수 있다. 그리고, APH의 열소자는, 내식성이 증가하고, 열충격 또는 외부 충격에 의한 손상이 방지되며, 황산암모늄((NH4)2SO4) 및 분진에 의한 법랑 표면의 흡착 및 그로 인한 부식 및 제품 유동성의 결함에 의한 문제 등을 안티 파울링(Anti-Fouling) 효과에 의해 개선되는 효과가 구현될 수 있다.
본 발명의 법랑유약 조성물을 이용하여 APH의 열소자에 대한 법랑 코팅을 수행한 경우 구현되는 상기와 같은 효과는, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용하여 GGH의 열소자에 대한 법랑 코팅을 수행한 경우에도 동일하게 구현될 수 있다.
이에 따르면, 종래 사용되던 열교환기의 열교환 소자에 대한 내열성, 내산성, 친수성 등의 충분한 법랑 코팅 성능을 확보할 수 있기 때문에, 발전소 열교환기 내부의 부식 현상 및 막힘 현상을 현저히 방지할 수 있으므로 설비 교체에 필요한 기간을 연장할 수 있어 발전소 작동의 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 설비 교체 등에 소요되는 비용을 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 법랑유약 조성물에 대해 상세히 설명하기로 한다.
금속 면에 대한 법랑 코팅에 이용되는 본 발명의 법랑유약 조성물은 아세트산 니켈 복합 화합물 8~18 중량%, 점토(clay) 80~90 중량%, 및 첨가물 1~3 중량%를 포함할 수 있다. 본 발명의 법랑유약 조성물은, 첨가물이 함침된 점토와 아세트산 니켈 복합 화합물이 혼합되어 형성될 수 있다.
아세트산 니켈 복합 화합물은 분말의 형상으로 형성될 수 있다. 금속의 표면에는 법랑 코팅에 부적합한 구리(Cu), 크롬(Cr), 망간(Mn) 등의 성분이 존재할 수 있고, 특히, 용융 알루미늄과 탄소(carbon)이 존재할 수 있으며, 탄소는 스케일(scale) 또는 칩핑(chipping)의 원인 요소일 수 있다. 이와 같은 물질들이 복합적으로 작용하여, 기존의 법랑유약 조성물을 이용하여 금속의 표면에 법랑 코팅을 수행하는 경우, 소성중에 표면 장력 현상으로 겔화된 법랑층을 밀어내어 큰 기공을 만들 수 있다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여, 본 발명의 법랑유약 조성물에 분말의 아세트산 니켈 복합 화합물을 포함시키는 것이다. 그리고, 아세트산 니켈 복합 화합물은 내열성 및 내식성 강화 성분으로 이용될 수 있다.
그리고, 아세트산 니켈 복합 화합물의 분말은 300 내지 600도(℃)의 온도에서 열처리 될 수 있다. 아세트산 니켈 복합 화합물의 분말을 300도(℃) 미만의 온도로 열처리하거나 600(℃) 초과의 온도로 열처리하는 경우, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층(100)의 내열성 및 내식성이 저하될 수 있다.
점토는, 분말의 형상이거나 또는 분말 입자 보다는 큰 직경의 덩어리 형상일 수 있다.
첨가물은 규산염(silicate)와 산화 지르코늄(지르코니아, zirconia)을 포함할 수 있다. 그리고, 첨가물에 포함되는 규산염과 산화 지르코늄의 중량비 비율은, 2~3 : 7~8일 수 있다. 여기서, 산화 지르코늄은 산화 알루미늄(알루미나, alumina), 산화 티타늄(TiO2) 및 산화 칼슘(CaO)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질로 변경될 수 있다. 이와 같은 경우 상기의 비율은 유지될 수 있다.
알루미늄 규산염, 규산철, 규산칼슘, 마그네슘 규산염 및 알칼리금속 규산염으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질을 규산염으로 이용할 수 있다. 본 발명의 법랑유약 조성물에서, 규산염은 내열성 강화 성분으로 이용될 수 있으며, 상기와 같은 비율로 점토에 포함될 수 있다.
산화 알루미늄(Al2O3)은 내열성 및 내식성을 향상시키기 위한 성분으로써, 상기와 같은 비율로 점토에 포함될 수 있다. 그리고, 산화 지르코늄(ZrO2)은 내식성을 향상시키기 위한 성분으로써, 상기와 같은 비율로 점토에 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 코팅 방법에 대해 설명하기로 한다.
첫째 단계에서, 발전소의 설비에 구비되는 열소자(thermal element)(300)를 마련할 수 있다. 열소자(300)에 대한 사항은 상기된 바와 동일할 수 있다. 이하, 열소자(300)는 APH의 열소자와 GGH의 열소자를 통칭할 수 있다.
둘째 단계에서, 분말 형상의 아세트산 니켈 복합 화합물에 대한 열처리를 수행할 수 있다. 그 후, 셋째 단계에서, 점토에 첨가물을 함침시킬 수 있다. 다음으로, 넷째 단계에서, 아세트산 니켈 복합 화합물과 첨가물이 함침된 점토를 혼합하여 법랑유약 조성물을 형성할 수 있다. 그리고, 다섯째 단계에서, 법랑유약 조성물을 물에 분산시켜 법랑 코팅 용액을 형성할 수 있다. 여기서, 본 발명의 법랑유약 조성물을 물에 분산시켜 법랑 코팅 용액을 형성한다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 법랑유약 조성물을 다른 액체에 분산시켜 법랑 코팅 용액을 형성할 수 있다.
여섯째 단계에서, 법랑 코팅 용액을 이용하여 열소자(300)의 표면에 법랑 코팅을 수행할 수 있다. 여기서, 법랑 코팅은 디핑(dipping) 또는 스프레이 분사에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 법랑 코팅이 상기와 같은 방식에 의해 수행된다고 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일곱째 단계에서, 법랑 코팅된 열소자(300)를 건조 후 소성시킬 수 있다. 여기서, 법랑 코팅된 열소자(300)에 대한 건조는 표면의 물기가 충분히 마르는 온도로서 제품의 형상 및 크기에 달라지나 100도 이상에서 400도 이하로 볼 수 있다.
또한, 코팅된 법랑유약을 보다 견고히 하기 위하여, 830 ± 30도(℃) 의 온도에서 10 내지 20분 동안 소성하는 과정을 거칠 수 있다.
이와 같은 본 발명의 법랑 코팅 방법을 이용한 법랑 코팅층을 구비하는 공기 예열기(APH)의 열소자 또는 가스-가스 가열기(GGH)의 열소자를 제조할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용하여 법랑 코팅을 수행하는 경우, 법랑 코팅층의 내열성, 내식성 및 Anti-fouling의 기능 첨가 등의 특성을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라, 발전소 열교환기 내부의 부식 현상 및 막힘 현상을 현저히 방지할 수 있으므로 설비 교체에 필요한 기간을 연장할 수 있어 발전소 작동의 안정성을 확보할 수 있음은 물론, 설비 교체 등에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅의 실시 예 및 실험 예에 대해 설명하기로 한다.
[실시 예]
300 내지 600도(℃)의 온도에서 열처리된 아세트산 니켈 복합 화합물 분말을 포함하는 법랑유약 조성물을 형성하였다. 여기서, 법랑유약 조성물에는 아세트산 니켈 복합 화합물 8~18 중량%, 점토 80~90 중량%, 및 첨가물 1~3 중량%이 포함된다. 그리고, 첨가물은, 규산염 중 알루미늄 규산염 및 산화 지르코늄이며, 2~3 : 7~8의 중량비 비율로 점토에 함침된다. 그리고, 아세트산 니켈 복합 화합물 분말과 점토를 혼합한 후 분쇄하였다.
다음으로, 상기와 같이 형성된 법랑유약 조성물을 물에 분산시켜 법랑 코팅 용액을 제조한 후, 법랑 코팅 용액을 가로 20cm, 세로 20cm, 두께 1cm인 철로 형성된 금속판에 도포하였다. 그리고, 법랑 코팅 용액이 도포된 금속판(200)을 200 ± 50도(℃) 의 온도에서 5 내지 10분 동안 건조한 후 소성하여 법랑 코팅을 수행함으로써, 법랑 코팅된 금속판을 획득하였다.
[비교 예 1]
시중에 판매되는 법랑 코팅용 조성액을 가로 20cm, 세로 20cm, 두께 1cm 인 철로 형성된 금속판에 도포한 후, 법랑유약 조성물이 도포된 금속판을 200 ± 50도(℃) 의 온도에서 5 내지 10분 동안 건조한 후 소성하여 법랑 코팅을 수행함으로써, 법랑 코팅된 금속판을 획득하였다.
[비교 예 2]
시중에 판매되는 내산 법랑 코팅용(EHE) 조성액을 가로 20cm, 세로 20cm, 두께 1cm 인 철로 형성된 금속판에 도포한 후, 법랑유약 조성물이 도포된 금속판을 200 ± 50도(℃) 의 온도에서 5 내지 10분 동안 건조한 후 소성하여 법랑 코팅을 수행함으로써, 법랑 코팅된 금속판을 획득하였다.
도 4의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 50배율 SEM 이미지이고, 도 4의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 50배율 SEM 이미지이다. 또한, 도 5의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 150배율 SEM 이미지이고, 도 5의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 150배율 SEM 이미지이다. 그리고, 도 6의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 1,000배율 SEM 이미지이고, 도 5의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 1,000배율 SEM 이미지이다.
도 4의 (a)와 (b), 도 5의 (a)와 (b), 그리고, 도 6의 (a)와 (b)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용하여 철로 형성된 금속판에 대해 법랑 코팅을 수행한 경우, 종래기술의 법랑 코팅면과 비교하여 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅면에 이물질, 도 5의 (a)에서 원으로 표시된 돌출부 및 핀홀(Pin hole)이 현저히 감소함을 확인할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅면에 대한 이물질 흡착 효율이 현저히 감소할 수 있다. 즉, 내산 상승 및 pin-hole저감 효과 및 이지클리닝(Easy cleaning) 또는 안티 파울링(Anti fouling) 기능이 구현될 수 있다.
도 7의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 법랑 코팅층의 단면에 대한 50배율 SEM 이미지이고, 도 7의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 법랑 코팅층의 단면에 대한 50배율 SEM 이미지이다. 또한, 도 8의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 법랑 코팅층의 단면에 대한 150배율 SEM 이미지이고, 도 8의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 법랑 코팅층의 단면에 대한 150배율 SEM 이미지이다. 그리고, 도 9의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 법랑 코팅층의 단면에 대한 1,000배율 SEM 이미지이고, 도 9의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 법랑 코팅층의 단면에 대한 1,000배율 SEM 이미지이다.
도 7의 (a)와 (b), 도 8의 (a)와 (b), 그리고, 도 9의 (a)와 (b)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용하여 철로 형성된 금속판에 대해 법랑 코팅을 수행한 경우, 종래기술의 법랑 코팅층 단면과 비교하여 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층 단면에는 상대적으로 현저히 작은 세공(pore)이 상대적으로 더 많이 형성되어, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층과 철로 형성된 금속판 표면 간 결합력이 증가하고, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층의 열충격에 대한 내성이 현저히 증가함을 확인할 수 있다. 또한, 이와 같은 현상에 의해 상기와 같이 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅면의 핀홀(Pin hole)이 현저하게 감소할 수 있다.
여기서, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층에 있어서, 아세트산 니켈 복합 화합물은 다른 성분을 결합시키는 기능을 수행하고, 첨가물은 소성 중 기포를 분산시켜 세공의 최대 직경을 감소시키는 기능을 수행할 수 있다. 이와 같은 사항은 도 9의 (b)에서 확인할 수 있으며, 도 9의 (b)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층에는 실(Thread)같은 섬유 구조의 형상 또한 다수 존재하며, 열충격 후에도 섬유 구조가 유지되어, 열충격에 대한 내성이 현저히 증가함을 확인할 수 있다.
[실험 예 1]
[실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면을 향해 중량 2.56kg이며 지름이 28mm인 철 재질의 구를 430mm의 높이에서 낙하시켜 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 충격을 가하였다. 그리고, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대해서도 상기와 동일한 충격을 가하였다.
도 10의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 확대 이미지이고, 도 10의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 확대 이미지이다. 도 10에서 보는 바와 같이, 상기와 같은 충격 후, [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면과 비교하여 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 흰색의 금속 노출이 현저히 많음을 확인하였다. 이에 따라, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층의 내구성이 현저히 증가됨을 확인할 수 있다.
[실험 예 2]
[실시 예]에 의해 획득된 금속판을 400℃의 항온로에 20분간 방치후 상온의 물에 5분간 침적후 5분 건조를 1싸이클(Cycle)로 하여 10싸이클(Cycle)을 반복하는 열충격을 제공한 후 표면 결함 관측하였다. 그리고, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대해서도 상기와 동일한 열충격을 수행하였다.
도 11의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 확대 이미지이고, 도 11의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 확대 이미지이다. 도 11에서 보는 바와 같이, 상기와 같은 열충격 실험 중, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에서는 3~4 싸이클의 열충격에서 버블(bubble)이 깨지면서 칩핑(Chipping)이 발생하였으나, [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에서는 10싸이클의 열충격에서도 상기와 같은 칩핑(Chipping)이 발생하지 않아, 본 발명의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅층은 열충격에 대한 내성이 현저히 증가됨을 확인할 수 있다.
[실험 예 3]
[실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 오염 물질을 도포하고, [실시 예]에 의해 획득된 금속판을 상온에서 4시간 방치시켜 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 오염 물질을 형성하였다. 그리고, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대해서도 상기와 같은 오염 물질 형성을 동일하게 수행하였다. 여기서, 오염 물질은 황산암모늄과 슬러지(석고)를 9:1의 비율로 혼합한 물질로써 20g의 양으로 마련되었다.
다음으로, 오염 물질이 형성된 [실시 예]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 및 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 대한 세척을 수행하였다. 여기서, 세척은, 각각의 금속판을 흐르는 물에 10분간 접촉시킴으로써 수행되었다.
도 12의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 12의 (b)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판에 형성된 오염 물질을 흐르는 물에 세척하는 사항에 대한 이미지이며, 도 12의 (c)는 세척이 완료된 후 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
또한, 도 13의 (a)는 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 13의 (b)는 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 형성된 오염 물질을 흐르는 물에 세척하는 사항에 대한 이미지이며, 도 13의 (c)는 세척이 완료된 후 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
그리고, 도 14의 (a)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 14의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판에 형성된 오염 물질을 흐르는 물에 세척하는 사항에 대한 이미지이며, 도 14의 (c)는 세척이 완료된 후 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
도 12의 (c)에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질의 하부 쪽은 완전히 제거되지 않았으며, 오염 물질이 제거된 표면에서 부식이 확인되었다.
도 13의 (b)와 (c)에서 보는 바와 같이, [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질은 세척되는 속도가 다른 금속판의 세척 속도 보다 상대적으로 느렸으며, 오염 물질이 완전히 제거되지 않았다. 다만, [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에서 부식이 발견되지는 않았다.
도 14의 (b)와 (c)에서 보는 바와 같이, [실시 예]에 의해 획득된 금속판이 흐르는 물을 흡수하면서 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 상 오염 물질이 1~2분 사이에 모두 세척되었으며, 부식도 발견되지 않았다.
도 12 내지 도 14에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 보다 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질이 현저히 더 잘 세척됨을 확인할 수 있다.
[실험 예 4]
[실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 오염 물질을 도포하고, [실시 예]에 의해 획득된 금속판을 상온에서 4시간 방치시켜 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 오염 물질을 형성하였다. 그리고, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대해서도 상기와 같은 오염 물질 형성을 동일하게 수행하였다. 여기서, 오염 물질은 슬러지(석고) 100%의 물질로써 20g의 양으로 마련되었다.
다음으로, 오염 물질이 형성된 [실시 예]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 및 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 대한 세척을 수행하였다. 여기서, 세척은, 각각의 금속판을 흐르는 물에 10분간 접촉시킴으로써 수행되었다.
도 15의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 15의 (b)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판에 형성된 오염 물질을 흐르는 물에 세척하는 사항에 대한 이미지이며, 도 15의 (c)는 세척이 완료된 후 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
또한, 도 16의 (a)는 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 16의 (b)는 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 형성된 오염 물질을 흐르는 물에 세척하는 사항에 대한 이미지이며, 도 16의 (c)는 세척이 완료된 후 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
그리고, 도 17의 (a)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 17의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판에 형성된 오염 물질을 흐르는 물에 세척하는 사항에 대한 이미지이며, 도 17의 (c)는 세척이 완료된 후 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
도 15의 (c)에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질이 완전히 제거되지 않았으며, 표면 부식은 확인되지 않았다.
도 16의 (b)와 (c)에서 보는 바와 같이, [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질은 세척되는 속도가 다른 금속판의 세척 속도 보다 상대적으로 느렸으며(8~9분), 오염 물질은 완전히 제거되었고, 표면 부식이 발견되지는 않았다.
도 17의 (b)와 (c)에서 보는 바와 같이, [실시 예]에 의해 획득된 금속판 상 오염 물질이 1분 안에 모두 세척되었으며, 부식도 발견되지 않았다.
도 15 내지 도 17에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 보다 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질이 현저히 더 잘 세척됨을 확인할 수 있다.
[실험 예 5]
[실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 오염 물질을 도포하고, [실시 예]에 의해 획득된 금속판을 상온에서 4시간 방치시켜 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 오염 물질을 형성하였다. 그리고, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대해서도 상기와 같은 오염 물질 형성을 동일하게 수행하였다. 여기서, 오염 물질은 황산암모늄과 슬러지(석고)를 9:1의 비율로 혼합한 물질로써 20g의 양으로 마련되었다.
다음으로, 오염 물질이 형성된 [실시 예]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 및 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 대한 침수를 수행하였다. 여기서, 침수는, 각각의 금속판을 물에 5분간 침수시킴으로써 수행되었다.
도 18의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 12의 (b)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판이 5분간 침수 후 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
또한, 도 19의 (a)는 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 19의 (b)는 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판이 5분간 침수 후 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
그리고, 도 20의 (a)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판에 오염 물질이 형성된 사항에 대한 이미지이고, 도 20의 (b)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판이 5분간 침수 후 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 이미지이다.
도 18의 (b)에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질은 소량만 흩어지고 대부분(약 80%) 잔존하였다.
도 19의 (b) 에서 보는 바와 같이, [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질은 약 50% 정도가 잔존하였다.
도 20의 (b) 에서 보는 바와 같이, [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질은 약 20% 정도만 잔존하였다.
도 18 내지 도 20에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판과 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 보다 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 형성된 오염 물질이 수중에서 현저히 잘 분산되어, [실시 예]에 의해 획득된 금속판의 친수성이 우수함을 확인하였다.
[실험 예 6]
[실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 30% 황산 2.2mg을 접촉시킨 후 200℃의 온도로 18시간 동안 가열을 수행하였다. 그리고, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면과 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대해서도 상기와 동일한 황산 부식을 수행하였다.
도 21의 (a)는 [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 확대 이미지이고, 도 21의 (b)는 [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 확대 이미지이며, 도 21의 (c)는 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면에 대한 확대 이미지이다.
상기와 같은 부식성 실험 후, 도 21의 (a)에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면에서는 코팅 박리 및 감육이 심각하여 코팅층 하부의 소재가 드러남이 확인되었다.
또한, 도 21의 (b)에서 보는 바와 같이, [비교 예 1]에 의해 획득된 금속판 표면과 비교하여, [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면에서는 코팅면이 이상 없고 감육 상태도 양호함이 확인되었다.
그리고, 도 21의 (c)에서 보는 바와 같이, [비교 예 2]에 의해 획득된 금속판 표면 보다 [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면의 코팅, 감육 상태가 더 양호함이 확인되었다.
이에 따라, [실시 예]에 의해 획득된 금속판 표면의 내부식성이 우수함을 확인하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형상으로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형상으로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형상이 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 법랑 코팅층
200 : 금속판
300 : 열소자

Claims (11)

  1. 금속 면에 대한 법랑 코팅에 이용되는 법랑유약 조성물에 있어서,
    코팅 표면의 기공 형성을 방지하기 위한 아세트산 니켈 복합 화합물 8~18 중량%, 분말 형태의 점토 80~90 중량% 및 내열성과 내식성을 향상시키기 위한 규산염(silicate)과 산화 지르코늄(zirconia)이 혼합된 첨가물 1~3 중량%를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아세트산 니켈 복합 화합물은 분말의 형태로 형성되어 상기 점토와 혼합되는 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 점토에 상기 첨가물을 우선적으로 함침시킨 후, 상기 아세트산 니켈 복합 화합물과 상기 점토를 혼합시키는 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 첨가물에 포함되는 상기 규산염(silicate)과 상기 산화 지르코늄(zirconia)의 중량비 비율은 2~3 : 7~8인 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 규산염은, 알루미늄 규산염, 규산철, 규산칼슘, 마그네슘 규산염 및 알칼리금속 규산염으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 물질인 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물.
  6. 삭제
  7. 청구항 1의 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법에 있어서,
    i) 발전소의 설비에 구비되는 열소자(thermal element)를 마련하는 단계;
    ii) 분말 형상의 상기 아세트산 니켈 복합 화합물에 대한 열처리를 수행하는 단계;
    iii) 상기 점토에 상기 첨가물을 함침시키는 단계;
    iv) 상기 아세트산 니켈 복합 화합물과 상기 첨가물이 함침된 상기 점토를 혼합하여 법랑유약 조성물을 형성하는 단계;
    v) 상기 법랑유약 조성물을 액체 용매에 분산시켜 법랑 코팅 용액을 형성하는 단계;
    vi) 상기 법랑 코팅 용액을 이용하여 상기 열소자의 표면에 법랑 코팅을 수행하는 단계; 및
    vii) 법랑 코팅된 상기 열소자를 건조 후 소성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 열소자는 공기 예열기(APH)의 열소자 또는 가스-가스 가열기(GGH)의 열소자인 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 vi) 단계에서, 법랑 코팅은 디핑(dipping) 또는 스프레이 분사에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법.
  10. 청구항 7의 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법을 이용하여 형성된 법랑 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 예열기(APH)의 열소자.
  11. 청구항 7의 발전소용 GGH 및 GAH용 ELEMENT의 부식 방지와 Anti-Fouling 효과를 위한 법랑유약 조성물을 이용한 법랑 코팅 방법을 이용하여 형성된 법랑 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스-가스 가열기(GGH)의 열소자.
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